JP6126966B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、トレッド部に埋設されたベルト層と、ベルト層のタイヤ径方向外側に配設されたベルト補強層とを備える空気入りタイヤに関する。

従来、空気入りタイヤにおいて、高速耐久性の向上や操縦安定性の向上を目的として、トレッドゴムとベルト層の間に１枚ないし複数枚のベルト補強層を設けている。

下記特許文献１には、コーナリングの際のスムースなハンドリング特性を損なうことなく、高速耐久性の向上を図る目的で、ベルト層の外側に有機繊維のベルト補強層が設けられ、ベルト補強層の打ち込み数をベルト端からセンター側に向かって漸減させた空気入りタイヤが記載されている。また、下記特許文献２には、高速耐久性を向上させる目的で、ベルト補強層の補強材の密度を、タイヤ周方向に沿って延びる周方向溝に対応した区域と縦列ブロック群に対応する区域とで異ならせた空気入りタイヤが記載されている。

ところで、車両旋回時のタイヤの接地圧分布は、外側に位置するタイヤ（以下、外輪と称する）の車両装着外側（以下、アウト側と称することもある）のショルダー部が最も高く、次いで、内側に位置するタイヤ（以下、内輪と称する）の車両装着内側（以下、イン側と称することもある）のショルダー部が高くなっている。そのため、特許文献１及び２の空気入りタイヤのように、ベルト補強層をタイヤ赤道に対して対称に配置すると、車両旋回時を考えた場合、外輪のアウト側にて補強が不足して十分なコーナリングパワーを得られない、又は内輪のイン側にて補強が過剰となり重量が増加するという恐れがある。一方、ベルト補強層をタイヤ赤道面に対して非対称に配置すると、左右で拡張率が異なりコニシティが増加する可能性がある。

また、下記特許文献３には、トレッド部にタイヤ赤道の両側でトレッドパターンを異ならせた非対称パターンを設けた空気入りタイヤであって、タイヤ赤道の左右でベルト補強層のコード配列密度を異ならせた空気入りタイヤが記載されている。これにより、重量増加を招くことなく、非対称パターンのタイヤにおけるコニシティの増加を抑制している。

しかし、特許文献３に係る発明は、非対称パターンの空気入りタイヤであり、対称パターンのタイヤにおいて、タイヤ赤道の左右でベルト補強層のコード配列密度を異ならせると、左右で拡張率が異なりコニシティは増加する。

特開２００１−３２２４０５号公報 特開平４−１９７８０４号公報 特開２００３−２００７１１号公報

本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、コニシティの増加を抑制しつつ、車両旋回時に十分なコーナリングパワーを発揮できる空気入りタイヤを提供することにある。

上記目的は、下記の如き本発明により達成することができる。即ち、本発明に係る空気入りタイヤは、トレッド部に埋設されたベルト層と、前記ベルト層のタイヤ径方向外側に配設され、タイヤ周方向に沿って延びる複数本の補強コードが配列されたベルト補強層とを備える空気入りタイヤにおいて、
前記ベルト補強層を、タイヤ幅方向に車両装着内側から車両装着外側へ向かって順に第１領域、第２領域、第３領域、第４領域、第５領域の５つの領域に等分したとき、
前記第５領域における補強コードの配列密度は、前記第１領域における補強コードの配列密度よりも大きく、かつ第２領域における補強コードの配列密度は、第４領域における補強コードの配列密度よりも大きいものである。

本発明に係る空気入りタイヤでは、ベルト層のタイヤ径方向外側にベルト補強層が配設されている。ベルト補強層は、タイヤ周方向に沿って延びる複数本の補強コードが配列されている。このベルト補強層をタイヤ幅方向に５つの領域に等分したとき、最も車両装着外側にある第５領域における補強コードの配列密度を、最も車両装着内側にある第１領域における補強コードの配列密度よりも大きくしている。これにより、タイヤ赤道の左右のショルダー部での補強強度を最適化することができるため、重量の増加を抑制しつつ、車両旋回時にも十分なコーナリングパワーを発揮できる。一方、タイヤ赤道の左右で補強強度を異ならせると、左右で拡張率が異なりコニシティは増加する傾向にある。本発明によれば、車両装着内側にある第２領域における補強コードの配列密度を、車両装着外側にある第４領域における補強コードの配列密度よりも大きくしているため、タイヤ赤道の左右における補強強度が近付いて、コニシティの増加を抑制できる。

本発明の空気入りタイヤにおいて、各領域における前記配列密度は、その領域よりもタイヤ幅方向内側の領域における配列密度よりも大きいことが好ましい。この構成によれば、両側のショルダー部での剛性が向上するため、タイヤ変形が抑えられ、コーナリングパワーを効果的に向上できる。

本発明の空気入りタイヤにおいて、第４領域における配列密度と第５領域における配列密度の合計は、第１領域における配列密度と第２領域における配列密度の合計よりも大きいことが好ましい。この構成によれば、タイヤ赤道を中心として車両装着外側の剛性が車両装着内側の剛性よりも大きくなるため、コーナリングパワーを効果的に向上できる。

また、本発明に係る空気入りタイヤは、トレッド部に埋設されたベルト層と、前記ベルト層のタイヤ径方向外側に配設され、タイヤ周方向に沿って延びる複数本の補強コードが配列されたベルト補強層と、前記トレッド部の外表面に形成されたタイヤ周方向に延びる４本の主溝とを備え、
前記ベルト補強層を、４本の主溝によりタイヤ幅方向に車両装着内側から車両装着外側へ向かって順に第１領域、第２領域、第３領域、第４領域、第５領域の５つの領域に区分したとき、
前記第５領域における補強コードの配列密度は、前記第１領域における補強コードの配列密度よりも大きく、かつ第２領域における補強コードの配列密度は、第４領域における補強コードの配列密度よりも大きいものである。

本発明に係る空気入りタイヤでは、ベルト層のタイヤ径方向外側にベルト補強層が配設されている。ベルト補強層は、タイヤ周方向に沿って延びる複数本の補強コードが配列されている。このベルト補強層を４本の主溝によりタイヤ幅方向に５つの領域に区分したとき、最も車両装着外側にある第５領域における補強コードの配列密度を、最も車両装着内側にある第１領域における補強コードの配列密度よりも大きくしている。これにより、タイヤ赤道の左右のショルダー部での補強強度を最適化することができるため、重量の増加を抑制しつつ、車両旋回時にも十分なコーナリングパワーを発揮できる。一方、タイヤ赤道の左右で補強強度を異ならせると、左右で拡張率が異なりコニシティは増加する傾向にある。本発明によれば、車両装着内側にある第２領域における補強コードの配列密度を、車両装着外側にある第４領域における補強コードの配列密度よりも大きくしているため、タイヤ赤道の左右における補強強度が近付いて、コニシティの増加を抑制できる。

本発明の空気入りタイヤの一例を示すタイヤ子午線断面図 ベルト補強層の断面図 別実施形態に係る空気入りタイヤを示すタイヤ子午線断面図 コニシティを計測するための試験機の一例を概略的に示す斜視図

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の空気入りタイヤの一例を示すタイヤ子午線断面図である。図２は、図１の空気入りタイヤのベルト補強層を模式的に示す断面図である。

図１に示すように、空気入りタイヤは、一対の環状のビード部１と、そのビード部１の各々からタイヤ径方向外側に延びるサイドウォール部２と、そのサイドウォール部２の各々のタイヤ径方向外側端に連なるトレッド部３と、その一対のビード部１の間を補強するカーカス層４とを備えている。カーカス層４は、トロイド状をなすカーカスプライからなり、その端部はビードコア１ａとビードフィラー１ｂを挟み込むようにして折り返されている。

トレッド部３におけるカーカス層４の外周には、たが効果によりカーカス層４を補強するベルト層５が配設されている。ベルト層５は、タイヤ周方向に対して２０〜３０°の角度で傾斜したコードを有する２枚のベルトプライ５ａ，５ｂを有し、各ベルトプライはコードが互いに逆向きに交差するように積層されている。

トレッド部３におけるベルト層５の外周側には、接地面を構成するトレッドゴム７が設けられている。トレッドゴム７の外表面であるトレッド面ＴＲには、タイヤ周方向に沿って延びる複数の主溝８と、これらの主溝８により区画された複数の陸部９とが設けられている。本実施形態では、４本の主溝８が設けられている。４本の主溝８は、タイヤ赤道ＣＬとベルト補強層端部６ｔとの間に２本ずつ形成されている。

本実施形態では、トレッド面ＴＲに４本の主溝８が形成されており、複数の陸部９は、タイヤ赤道ＣＬが通るセンター陸部９ｃ、最外側に位置する一対の主溝８よりもタイヤ幅方向ＷＤ外側にあるショルダー陸部９ｓ、それらの間に介在するメディエイト陸部９ｍである。

ベルト層５のタイヤ径方向ＲＤ外側には、ベルト層５の略全幅を覆うベルト補強層６が配設されている。ベルト補強層６には、タイヤ周方向に沿って延びる複数本の補強コードが配列されている。補強コードは、タイヤ周方向に対して５°以下の傾斜角度で配列されている。補強コードの材料としては、有機繊維コードが例示される。有機繊維コードの素材としては、アラミド、ナイロン、ポリエステル、レーヨンを例示することができるが、ナイロンが好ましい。

ベルト補強層６は、ベルト層５のタイヤ径方向ＲＤ外側に、補強コードをスパイラル状に巻回することにより形成される。このとき、巻回する際の送りピッチを適宜変えることで、補強コードの配列密度を設定できる。なお、本発明における補強コードの配列密度とは、単位幅あたりのコード本数のことであり、エンド数と呼ばれることもある。

ベルト補強層６は、５つの領域に等分されており、タイヤ幅方向ＷＤに車両装着内側（以下、イン側と称する）ＩＮから車両装着外側（以下、アウト側と称する）ＯＵＴへ向かって順に第１領域６１、第２領域６２、第３領域６３、第４領域６４、第５領域６５とする。各領域の分け方としては、後述するベルト補強層６のベルト補強層端部６ｔ同士の距離をタイヤ幅方向ＷＤに５等分とすればよい。

本発明において、イン側ＩＮとは、タイヤ赤道ＣＬを基準として車両装着時に車両内側となる側であり、アウト側ＯＵＴとは、タイヤ赤道ＣＬを基準として車両装着時に車両外側となる側である。イン側とアウト側とが観念されるタイヤは、車両への装着の際にアウト側を車両の外側に向けるように指定された、装着方向指定型のタイヤであり、タイヤ赤道ＣＬを基準として左右非対称なトレッドパターンが形成されている。車両に対する装着方向の指定は、例えばタイヤのサイドウォール部にイン側またはアウト側となる旨の表示を付すことにより行われる。

ベルト補強層６を第１領域６１、第２領域６２、第３領域６３、第４領域６４、第５領域６５の５つの領域に等分したとき、第５領域６５における補強コード６５Ｃの配列密度ｄ５は、第１領域６１における補強コード６１Ｃの配列密度ｄ１よりも大きく、かつ第２領域６２における補強コード６２Ｃの配列密度ｄ２は、第４領域６４における補強コード６４Ｃの配列密度ｄ４よりも大きくしている。最もアウト側ＯＵＴにある第５領域６５における補強コード６５Ｃの配列密度ｄ５を、最もイン側ＩＮにある第１領域６１における補強コード６１Ｃの配列密度ｄ１よりも大きくすることで、タイヤ赤道ＣＬの左右、すなわち、イン側ＩＮとアウト側ＯＵＴのショルダー部での補強強度を最適化することができるため、重量の増加を抑制しつつ、車両旋回時にも十分なコーナリングパワーを発揮できる。一方、タイヤ赤道ＣＬの左右、すなわち、イン側ＩＮとアウト側ＯＵＴで補強強度を異ならせると、左右で拡張率が異なりコニシティは増加する傾向にある。本発明によれば、イン側ＩＮにある第２領域６２における補強コード６２Ｃの配列密度ｄ２を、アウト側ＯＵＴにある第４領域６４における補強コード６４Ｃの配列密度ｄ４よりも大きくしているため、イン側ＩＮとアウト側ＯＵＴにおける補強強度が近付いて、コニシティの増加を抑制できる。

また、各領域における配列密度は、その領域よりもタイヤ幅方向ＷＤ内側の領域における配列密度よりも大きいことが好ましい。すなわち、イン側ＩＮに関し、第１領域６１における配列密度ｄ１は、第２領域６２における配列密度ｄ２よりも大きく、第２領域６２における配列密度ｄ２は、第３領域６３における配列密度ｄ３よりも大きいことが好ましい。アウト側ＯＵＴに関し、第５領域６５における配列密度Ｄｄは、第４領域６４における配列密度ｄ４よりも大きく、第４領域６４における配列密度ｄ４は、第３領域６３における配列密度ｄ３よりも大きいことが好ましい。この構成によれば、両側のショルダー部での剛性が向上するため、タイヤ変形が抑えられ、コーナリングパワーを効果的に向上できる。

各領域における配列密度は、例えば、第１領域６１における配列密度ｄ１が２５〜３８本／ｉｎｃｈであり、第２領域６２における配列密度ｄ２が２０〜３３本／ｉｎｃｈであり、第３領域６３における配列密度ｄ３が０〜２１本／ｉｎｃｈであり、第４領域６４における配列密度ｄ４が１０〜３１本／ｉｎｃｈであり、第５領域６５における配列密度ｄ５が３５〜４０本／ｉｎｃｈである。

第５領域６５における配列密度ｄ５は、第１領域６１における配列密度ｄ１よりも２〜１０本／ｉｎｃｈ大きいことが好ましく、３〜８本／ｉｎｃｈ大きいことがより好ましく、５〜７本／ｉｎｃｈ大きいことが特に好ましい。第１領域６１における配列密度ｄ１と第５領域６５における配列密度ｄ５の差が、２本／ｉｎｃｈ未満の場合、アウト側ＯＵＴの剛性向上が不十分となり、コーナリングパワーの向上効果が不十分となる。また、第１領域６１における配列密度ｄ１と第５領域６５における配列密度ｄ５の差が、１０本／ｉｎｃｈを超える場合、イン側ＩＮとアウト側ＯＵＴの剛性差が大きくなり過ぎて、接地形状が悪化し、十分なコーナリングパワーの向上効果が得られない。

第２領域６２における配列密度ｄ２は、第４領域６４における配列密度ｄ４よりも２〜１０本／ｉｎｃｈ大きいことが好ましく、３〜８本／ｉｎｃｈ大きいことがより好ましく、５〜７本／ｉｎｃｈ大きいことが特に好ましい。第２領域６２における配列密度ｄ２と第４領域６４における配列密度ｄ４の差が、２本／ｉｎｃｈ未満の場合、左右のショルダー部の補強によるコニシティの増加を抑制することができない。また、第２領域６２における配列密度ｄ２と第４領域６４における配列密度ｄ４の差が、１０本／ｉｎｃｈを超える場合、旋回時のイン側ＩＮの接地性が悪化し、十分なコーナリングパワーの向上効果が得られない。

第４領域６４における配列密度ｄ４と第５領域６５における配列密度ｄ５の合計ｄ４＋ｄ５は、第１領域６１における配列密度ｄ１と第２領域６２における配列密度ｄ２の合計ｄ１＋ｄ２よりも大きいことが好ましい。この構成によれば、タイヤ赤道を中心としてアウト側の剛性がイン側の剛性よりも大きくなるため、コーナリングパワーを効果的に向上できる。

ベルト補強層６をタイヤ赤道ＣＬで２等分した場合、イン側ＩＮにおける配列密度とアウト側ＯＵＴにおける配列密度の差（ｄ４＋ｄ５）−（ｄ１＋ｄ２）は、０〜８本／ｉｎｃｈであることが好ましい。イン側ＩＮにおける配列密度とアウト側ＯＵＴにおける配列密度の差が、８本／ｉｎｃｈを超えると、イン側ＩＮとアウト側ＯＵＴで拡張率が大きく異なってしまい、走行中に一定方向のコニシティフォースが発生してしまう。

＜別実施形態＞
（１）前述の実施形態では、ベルト補強層６を、タイヤ幅方向ＷＤにイン側ＩＮからアウト側ＯＵＴへ向かって順に５つの領域に等分した例を示したが、図３に示すように、ベルト補強層６を、４本の主溝８によりタイヤ幅方向ＷＤにイン側ＩＮからアウト側ＯＵＴへ向かって順に第１領域６１、第２領域６２、第３領域６３、第４領域６４、第５領域６５の５つの領域に区分してもよい。区分する際には、主溝８の溝底中心８ａを基準とする。

この実施形態においても、ベルト補強層６を第１領域６１、第２領域６２、第３領域６３、第４領域６４、第５領域６５の５つの領域に区分したとき、第５領域６５における補強コード６５Ｃの配列密度ｄ５は、第１領域６１における補強コード６１Ｃの配列密度ｄ１よりも大きく、かつ第２領域６２における補強コード６２Ｃの配列密度ｄ２は、第４領域６４における補強コード６４Ｃの配列密度ｄ４よりも大きくしている。

（２）前述の実施形態では、ベルト補強層６が１層であるが、２層としてもよい。このとき、少なくとも１層のベルト補強層６において補強コードの配列密度を前述のように設定すればよい。

以下、本発明の構成と効果を具体的に示す実施例等について説明する。なお、実施例等における評価項目は下記のようにして測定を行った。

（１）コニシティ
コニシティは、荷重を受けているタイヤが、一定の半径で１回転する間に発生するタイヤ横方向（軸方向）の力の平均値（ＬＦＤ）のうち、タイヤの回転方向に関係なく常に一定方向に発生するタイヤ横方向の力のことをいう。

コニシティの測定は、ＪＩＳ Ｄ４２３３に準拠して行なった。コニシティの測定は、図４に示すような試験機を用いて行なった。試験機は、測定するタイヤＴを取り付けるための回転軸と、代用路面としての回転ドラムＤを有する。タイヤＴの回転軸と、回転ドラムＤの回転軸は平行に保たれており、回転ドラムＤをタイヤＴに押し付け、一定荷重を負荷し、タイヤＴを回転させたときに発生するＹ軸方向の力成分を測定した。正転・逆転時の力を測定し、コニシティの値を評価した。タイヤサイズは１９５／６５Ｒ１５として、空気圧は２００ｋＰａ、荷重は４７０ｋｇとした。比較例１を１００として指数評価し、数値が小さいほどコニシティが小さいことを示す。

（２）コーナリングパワー
フラットベルト式コーナリング試験機を用いてコーナリングパワーを測定した。結果は、比較例１を１００として指数評価し、数値が大きいほどコーナリングパワーが大きく、コーナリング性能に優れていることを示す。

図１に示すタイヤ構造において、ベルト補強層の各領域の配列密度を表１のようにしたものを比較例１，２及び実施例１〜４とした。

表１の結果から以下のことが分かる。比較例２の空気入りタイヤは、比較例１と比較して、コーナリングパワーを向上できたが、同時にコニシティが増加してしまった。実施例１〜４の空気入りタイヤは、比較例１，２と比較して、コニシティの増加を抑制しつつ、コーナリングパワーを向上できた。

３ トレッド部
５ ベルト層
６ ベルト補強層
８ 主溝
６１ 第１領域
６２ 第２領域
６３ 第３領域
６４ 第４領域
６５ 第５領域
ＩＮ 車両装着内側（イン側）
ＯＵＴ 車両装着外側（アウト側）

Claims (4)

1. トレッド部に埋設されたベルト層と、前記ベルト層のタイヤ径方向外側に配設され、タイヤ周方向に沿って延びる複数本の補強コードが配列されたベルト補強層とを備える空気入りタイヤにおいて、
   前記ベルト補強層を、タイヤ幅方向に車両装着内側から車両装着外側へ向かって順に第１領域、第２領域、第３領域、第４領域、第５領域の５つの領域に等分したとき、
   前記第５領域における補強コードの配列密度は、前記第１領域における補強コードの配列密度よりも大きく、かつ第２領域における補強コードの配列密度は、第４領域における補強コードの配列密度よりも大きいことを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 各領域における前記配列密度は、その領域よりもタイヤ幅方向内側の領域における配列密度よりも大きいことを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 第４領域における配列密度と第５領域における配列密度の合計は、第１領域における配列密度と第２領域における配列密度の合計よりも大きいことを特徴とする請求項１又は２に記載の空気入りタイヤ。
4. トレッド部に埋設されたベルト層と、前記ベルト層のタイヤ径方向外側に配設され、タイヤ周方向に沿って延びる複数本の補強コードが配列されたベルト補強層と、前記トレッド部の外表面に形成されたタイヤ周方向に延びる４本の主溝とを備え、
   前記ベルト補強層を、４本の主溝によりタイヤ幅方向に車両装着内側から車両装着外側へ向かって順に第１領域、第２領域、第３領域、第４領域、第５領域の５つの領域に区分したとき、
   前記第５領域における補強コードの配列密度は、前記第１領域における補強コードの配列密度よりも大きく、かつ第２領域における補強コードの配列密度は、第４領域における補強コードの配列密度よりも大きいことを特徴とする空気入りタイヤ。

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