JP6423674B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、空気入りタイヤに関するものである。

従来、空気入りタイヤにおいては、走行時の操縦安定性を向上させるため、タイヤ構成部材の剛性を高めることが行われている。具体的には、空気入りタイヤのトレッド部、サイドウォール部、及びベルト等の剛性を高めることが、操縦安定性の向上に有効である。

上記タイヤ構成部材のうち、ベルトについては、通常、ベルトコード（例えばスチールコード）のゴム引き層からなる１層以上のベルト層で構成される。従って、ベルトの剛性は、ベルトコードの配列や剛性、及びコーティングゴムの剛性に大きく依存する。すなわち、ベルトの剛性を向上させるには、剛性の高いベルトコードを密に配列し、剛性の高いコーティングゴムを用いることが有効である。このような技術によれば、空気入りタイヤのタイヤ周方向及びタイヤ幅方向の剛性を確保して、操縦安定性を向上させることができる。

上記のような技術として、例えば、特許文献１では、２層の交錯ベルト層からなる交錯ベルトにおいて、タイヤ半径方向外側の交錯ベルト層のコード径やベルトコードの打ち込み数を、タイヤ半径方向内側の交錯ベルト層対比で増大させることにより、操縦安定性を向上させる技術が提案されている。

特開２００９−０８３５２２号公報

しかしながら、特許文献１に記載の技術では、コード径及びコードの打ち込み数を増大させるため、タイヤの重量増を招いてしまうという問題があり、使用するベルトコードの重量の増大に対して、得られるベルト剛性の向上効果が低いという問題があった。このような重量増の問題は、高剛性を所期してスチールコードを用いる場合に顕著である。

本発明は、上記の課題を解決すべくなされたものであり、効果的に操縦安定性を向上させることができる空気入りタイヤを提供することを目的とする。

本発明の要旨構成は、以下の通りである。
本発明の空気入りタイヤは、２層以上のベルト層からなるベルトを有し、該ベルトは、層間で互いに交錯する多数の並列したベルトコードのゴム引き層からなる交錯ベルト層を２層重ねてなる交錯ベルトを含み、前記交錯ベルトのタイヤ半径方向内側に位置する内側交錯ベルト層の前記ベルトコードのタイヤ周方向に対する傾斜角度と、前記交錯ベルトのタイヤ半径方向外側に位置する外側交錯ベルト層の前記ベルトコードのタイヤ周方向に対する傾斜角度との差は、０〜３０°であり、前記外側交錯ベルト層の剛性は、前記内側交錯ベルト層の剛性の１．３５〜１．８倍であることを特徴とする。
本発明の空気入りタイヤによれば、効果的に操縦安定性を向上させることができる。

なお、「剛性」とは、交錯ベルトのタイヤ周方向剛性及びタイヤ幅方向剛性を計測し、その平均をとるものである。そして、交錯ベルトのタイヤ周方向剛性は、タイヤの交錯ベルトからタイヤ幅方向の単位幅、タイヤ周方向の単位長さ、かつ、２層の交錯ベルト層を含む厚みを有する単位交錯ベルトを切り出すとともに、該切り出した単位交錯ベルトに対し、タイヤ周方向に対応する方向の張力を付与したとき、切り出された単位交錯ベルトに、タイヤ周方向に対応する方向のある一定の歪みを発生させるために必要な張力のことをいう。交錯ベルトのタイヤ幅方向剛性も、同様にして、単位交錯ベルトを切り出すとともに、該切り出した単位交錯ベルトに対し、タイヤ幅方向に対応する方向の張力を付与したとき、切り出された単位交錯ベルトに、タイヤ幅方向に対応する方向のある一定の歪みを発生させるために必要な張力のことをいう。

また、本発明の空気入りタイヤにあっては、前記外側交錯ベルト層の前記ベルトコードのタイヤ周方向に対する傾斜角度は、前記内側交錯ベルト層の前記ベルトコードのタイヤ周方向に対する傾斜角度より小さいことが好ましい。
この構成によれば、操縦安定性をさらに向上させることができる。

さらに、本発明の空気入りタイヤにおいては、前記外側交錯ベルト層の前記ベルトコードの打ち込み数は、前記内側交錯ベルト層の前記ベルトコードの打ち込み数より少ないことが好ましい。
ここで、「外側交錯ベルト層」及び「内側交錯ベルト層」の「ベルトコード」の「打ち込み数」とは、当該交錯ベルト層の単位幅（ベルトコードの延在方向に垂直な方向に見た幅）当たりのベルトコードの打ち込み数をいうものとする。
この構成によれば、操縦安定性をより一層向上させることができる。

さらにまた、本発明の空気入りタイヤでは、前記交錯ベルトは、２層の前記交錯ベルト層からなることが好ましい。
この構成によれば、タイヤ重量を十分小さく抑えることができる。

本発明によれば、効果的に操縦安定性を向上させることができる空気入りタイヤを提供することができる。

本発明の一実施形態の空気入りタイヤのベルト構造を模式的に示す図である。 ベルトコードの傾斜角度差及び交錯ベルト層の剛性比と、操縦安定性との関係を示す図である。

以下、本発明の空気入りタイヤ（以下、単にタイヤとも称する）の実施形態について詳細に例示説明する。

図１は、本発明の一実施形態の空気入りタイヤのベルト構造を模式的に示す図である。本実施形態の空気入りタイヤは、２層以上のベルト層からなるベルトを有し、図１に示すように、該ベルトは、層間で互いに交錯する多数の並列したベルトコードＣ１、Ｃ２のゴム引き層からなる交錯ベルト層を２層（外側交錯ベルト層１と内側交錯ベルト層２）重ねてなる交錯ベルト３を有するものである。

なお、本発明において、ベルト構造以外のタイヤの内部構造については、従来のそれと同様であり、例えば、一対のビード部間をトロイダル状に跨るカーカスのタイヤ半径方向外側に上記の交錯ベルト３及びトレッドを順に備えるものとすることができる。また、本発明において、ベルト構造は、図１に示す例に限定されるものではなく、例えば、交錯ベルト層３のタイヤ半径方向外側及び／又は内側に１層以上のベルト補強層からなるベルト補強層を有することもできる。

ここで、本発明者が上記の課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、交錯ベルト３のタイヤ半径方向外側に位置する外側交錯ベルト層１の剛性Ｅ１を、交錯ベルト３のタイヤ半径方向内側に位置する内側交錯ベルト層２の剛性Ｅ２対比で大きくすることが、操縦安定性の向上に効果的であるものの、その比が大きすぎると、走行時に、交錯ベルト３に捩れ変形（交錯ベルト３がタイヤ径方向を振幅方向として波打つような変形）が発生して操縦安定性が低下する傾向があることを見出した。

また、本発明者は、内側交錯ベルト層２のベルトコードＣ２のタイヤ周方向に対する傾斜角度θ２と、外側交錯ベルト層１のベルトコードＣ１のタイヤ周方向に対する傾斜角度θ１との差が大きすぎる場合においても、交錯ベルト３に捩れ変形が発生して操縦安定性が低下する傾向があることを見出した。
そして、本発明者は、後述の実施例で詳細に示すように、外側交錯ベルト層１と内側交錯ベルト層２との剛性比Ｅ１／Ｅ２、及び、これらを構成するベルトコードＣ１、Ｃ２のタイヤ周方向に対する傾斜角度差｜θ２−θ１｜を所定の条件の下に規制することが、操縦安定性の向上に極めて有効であるという新規知見を得て、本発明を完成させた。

本実施形態の空気入りタイヤは、内側交錯ベルト層２のベルトコードＣ２のタイヤ周方向に対する傾斜角度θ２と、外側交錯ベルト層１のベルトコードＣ１のタイヤ周方向に対する傾斜角度θ１との差｜θ２−θ１｜が、０〜３０°であり、且つ、外側交錯ベルト層１の剛性Ｅ１が、内側交錯ベルト層２の剛性Ｅ２の１．３５〜１．８倍であるものである。
本実施形態によれば、比Ｅ１／Ｅ２を１．３５倍以上とすることにより、操縦安定性に対する寄与の大きい外側交錯ベルト層１の剛性Ｅ１を、内側交錯ベルト層２の剛性Ｅ２対比で高め、一方で、比Ｅ１／Ｅ２を１．８以下、且つ、｜θ２−θ１｜を３０°以下とすることにより、交錯ベルト３の捩れ変形を抑制することができる。従って、本実施形態によれは、操縦安定性を向上させることができる。
一方で、比Ｅ１／Ｅ２が１．８以下であるため、外側交錯ベルト層１の剛性Ｅ１を内側交錯ベルト層２の剛性Ｅ２対比で過度に高めることもなく、従って、比Ｅ１／Ｅ２を１．８超とする場合に比べて、例えば、ベルトコードＣ１のコード径を必要以上に大きくすることもなく、あるいは、ベルトコードＣ１の打ち込み数を必要以上に多くすることもない。
以上のように、本実施形態の空気入りタイヤによれば、効果的に操縦安定性を向上させることができる。

ここで、本発明の空気入りタイヤにあっては、特に、傾斜角度差｜θ２−θ１｜が８°〜２０°であることが好ましく、また、剛性比Ｅ１／Ｅ２が１．３５〜１．６９であることが好ましい。上記の数値範囲とすることにより、さらに操縦安定性を向上させることができるからである。なお、｜θ２−θ１｜を０°とせず、実質的な傾斜角度差を持たせるのが好ましいのは、外側交錯ベルト層１、内側交錯ベルト層２の役割分担をより明確にして、タイヤ周方向及びタイヤ幅方向それぞれの剛性（ひいては操縦安定性）をより適切に高め、総合的に操縦安定性向上を図ることができるからである。同様の理由により、本発明の空気入りタイヤにおいては、傾斜角度差｜θ２−θ１｜が８°〜２０°であり、且つ、剛性比Ｅ１／Ｅ２が１．３５〜１．６９であることがさらに好ましい。
また、角度θ１は、２０〜３０°とすることが好ましく、角度θ２は、３０〜４５°とすることが好ましい。

なお、外側交錯ベルト層１の剛性Ｅ１及び内側交錯ベルト層２の剛性Ｅ２は、ベルトコードＣ１、Ｃ２の材質やコード径、撚り構造、ベルトコードＣ１、Ｃ２の打ち込み数等を調整することにより、上記の範囲に調整することができる。ベルトコードＣ１、Ｃ２の材質は、特には限定しないが、スチールコードを用いることが好ましく、他にも有機繊維コード等を用いることができる。

また、本発明の空気入りタイヤでは、外側交錯ベルト層１のベルトコードＣ１のタイヤ周方向に対する傾斜角度は、内側交錯ベルト層２のベルトコードＣ２のタイヤ周方向に対する傾斜角度より小さいことが好ましい。
タイヤ半径方向外側の交錯ベルト層の方が、タイヤ周方向の剛性向上の寄与が大きいため、外側交錯ベルト層１のベルトコードＣ１のタイヤ周方向に対する傾斜角度を小さくすることにより、操縦安定性を効果的に向上させることができるからである。

さらに、本発明の空気入りタイヤにおいては、外側交錯ベルト層１のベルトコードＣ１の打ち込み数ｎ１は、内側交錯ベルト層２のベルトコードＣ２の打ち込み数ｎ２より少ないことが好ましい。
接地性を確保して、操縦安定性をより一層向上させることができるからである。

さらにまた、本発明の空気入りタイヤでは、図１に示す実施形態のように、交錯ベルト３は、２層の交錯ベルト層のみからなること、すなわち、ベルトが、ベルト層として２層の交錯ベルト層のみを含むことが好ましい。タイヤ重量を十分小さく抑えることができるからである。

２層の交錯ベルト層からなる交錯ベルトを有する、タイヤサイズ２２５／４５Ｒ１７の乗用車用空気入りラジアルタイヤを、ベルトコードのコード構造、打ち込み数、タイヤ周方向に対する傾斜角度を種々変更して複数試作し、各タイヤにつき、操縦安定性を以下のように評価した。各タイヤの諸元は、表１に示している。なお、表中の「ベルト剛性」とは、交錯ベルトのタイヤ周方向剛性及びタイヤ幅方向剛性を計測し、その平均をとったものである。そして、交錯ベルトのタイヤ周方向剛性は、供試タイヤの交錯ベルトからタイヤ幅方向の単位幅、タイヤ周方向の単位長さ、かつ、２層の交錯ベルト層を含む厚みを有する単位交錯ベルトを切り出すとともに、該切り出した単位交錯ベルトに対し、タイヤ周方向に対応する方向の張力を付与したとき、切り出された単位交錯ベルトに、タイヤ周方向に対応する方向のある一定の歪みを発生させるために必要な張力のことをいう。交錯ベルトのタイヤ幅方向剛性も、同様にして、単位交錯ベルトを切り出すとともに、該切り出した単位交錯ベルトに対し、タイヤ幅方向に対応する方向の張力を付与したとき、切り出された単位交錯ベルトに、タイヤ幅方向に対応する方向のある一定の歪みを発生させるために必要な張力のことをいう。

＜操縦安定性＞
上記タイヤを車両に装着し、実車走行した際のコーナリング時の操縦安定性を操縦者の感応により評価したものであり、以下の比較例１にかかるタイヤの評価結果を１００とした指数で表したものである。なお、数値が大きいほど、操縦安定性に優れていることを示す。
以下の表１、表２及び図２に各タイヤの諸元と評価結果を示している。
なお、表２は、表１の一部を抜粋して操縦安定性の評価結果を示すものであり、傾斜角度差θ２―θ１＝０°、且つ、剛性比Ｅ１／Ｅ２＝１のデータは、表１の比較例１、２のうち、比較例１のものである。また、θ２−θ１＝０°、且つ、剛性比Ｅ１／Ｅ２＝１．３５のデータは、表１の発明例１、８のうち、発明例１のものである。また、図２は、表２に対応するものである。

表１、表２、及び図２に示すように、傾斜角度差｜θ２−θ１｜及び剛性比Ｅ１／Ｅ２が、共に所定の範囲内にある場合に、操縦安定性が向上することが判明した。具体的には、表１、表２、及び図２に示すように、傾斜角度差｜θ２−θ１｜が、０〜３０°、且つ、剛性比Ｅ１／Ｅ２が１．３５〜１．８の場合に、操縦安定性が向上した。

また、表１、表２、及び図２に示すように、特に、傾斜角度差｜θ２−θ１｜が８〜２０°である場合に、操縦安定性がさらに向上し、あるいは、比Ｅ１／Ｅ２が１．３５〜１．６９である場合に、操縦安定性がさらに向上していることがわかる。そして、｜θ２−θ１｜が８〜２０°であり、且つ、比Ｅ１／Ｅ２が１．３５〜１．６９である場合に、操縦安定性の向上効果が特に高いことがわかる。

本発明によれば、効果的に操縦安定性を向上させた空気入りタイヤを提供することができる。本発明にかかる空気入りタイヤは、乗用車用空気入りラジアルタイヤに特に好適に用いられる。

１ 外側交錯ベルト層
２ 内側交錯ベルト層
３ 交錯ベルト
Ｃ１、Ｃ２ ベルトコード

Claims (3)

1. ２層以上のベルト層からなるベルトを有し、該ベルトは、層間で互いに交錯する多数の並列したベルトコードのゴム引き層からなる交錯ベルト層を２層重ねてなる交錯ベルトを含む、空気入りタイヤであって、
   前記交錯ベルトのタイヤ半径方向内側に位置する内側交錯ベルト層の前記ベルトコードのタイヤ周方向に対する傾斜角度と、前記交錯ベルトのタイヤ半径方向外側に位置する外側交錯ベルト層の前記ベルトコードのタイヤ周方向に対する傾斜角度との差は、８〜２０°であり、前記外側交錯ベルト層の前記ベルトコードのタイヤ周方向に対する傾斜角度は、前記内側交錯ベルト層の前記ベルトコードのタイヤ周方向に対する傾斜角度より小さく、
   前記外側交錯ベルト層の剛性は、前記内側交錯ベルト層の剛性の１．３５〜１．８倍であることを特徴とする、空気入りタイヤ。
2. 前記外側交錯ベルト層の前記ベルトコードの打ち込み数は、前記内側交錯ベルト層の前記ベルトコードの打ち込み数より少ない、請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 前記ベルトは、２層の前記交錯ベルト層のみからなる、請求項１又は２に記載の空気入りタイヤ。

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