WO2011135774A1 - 乗用車用空気入りラジアルタイヤ - Google Patents

乗用車用空気入りラジアルタイヤ Download PDF

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勲 桑山
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Definitions

  • the present invention relates to a pneumatic radial tire for passenger cars, and more particularly to a pneumatic radial tire for passenger cars that can achieve both low fuel consumption and comfort in tire-equipped vehicles.
  • a tire to which a radial carcass is applied has excellent wear resistance because the rigidity of the tire crown is higher than that of a bias tire.
  • the crown portion has high rigidity and the propagation of movement between the tire constituent members is suppressed, the rolling resistance is reduced. For this reason, it is characterized by good fuel efficiency and high cornering power.
  • the ground contact area of the tire can be increased and the cornering power can be increased.
  • an object of the present invention is to solve the above problems, and both the air resistance value (Cd value) of a tire-equipped vehicle and the rolling resistance value (RR value) of a tire are low, resulting in low fuel consumption.
  • An object is to provide a pneumatic radial tire for a passenger car that realizes performance and securing a vehicle space.
  • the gist configuration of the present invention for solving the above-described problems is as follows. (1) A pneumatic radial tire for a passenger car provided with a carcass made of a ply of a radial arrangement code straddling a toroidal shape between a pair of bead parts, A pneumatic radial tire for a passenger car, wherein a ratio W / L between a cross-sectional width W and an outer diameter L of the tire is 0.25 or less.
  • a belt and a tread composed of a plurality of belt layers are sequentially arranged on the outer side in the tire radial direction of the reinforcing member,
  • a belt and a tread composed of a plurality of belt layers are sequentially arranged on the outer side in the tire radial direction of the reinforcing member, and a plurality of main grooves extending along the tire equator are provided in the tread,
  • the reinforcing member has an out-of-plane bending stiffness of 6 N / mm or more, and a tensile strength defined by JIS Z 2241 of 1255 kPa or more.
  • a pneumatic radial tire for passenger cars according to any one of the above.
  • both the air resistance value (Cd value) of the vehicle and the rolling resistance value (RR value) of the tire are reduced, and the pneumatic radial for passenger cars has excellent fuel efficiency and excellent vehicle comfort.
  • Tires can be provided.
  • FIG. 3 is a diagram showing a cross-sectional width W and an outer diameter L of a tire.
  • (a) It is a figure which shows the vehicle equipped with the tire which diameter-expanded and narrowed of this invention.
  • (b) It is a figure which shows the vehicle equipped with the conventional tire.
  • 1 is a schematic cross-sectional view of a radial tire according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a diagram showing a relationship between a ratio W / L of a tire cross-sectional width W to an outer diameter L, a vehicle air resistance value (Cd value), and a tire rolling resistance value (RR value). It is a schematic sectional drawing of each radial tire concerning the embodiment of the present invention. It is a figure for demonstrating out-of-plane bending rigidity.
  • the inventor can secure a vehicle space by making the tire cross-sectional width W (see FIG. 1) of the radial tire narrower than before, and in particular, install drive components near the inside of the tire mounted on the vehicle.
  • a front projection area an area when the tire is viewed from the front (hereinafter referred to as a front projection area) is reduced, which has an effect of reducing the air resistance value (Cd value) of the vehicle.
  • the deformation of the ground contact portion becomes large, there is a problem that the rolling resistance value (RR value) of the tire becomes large at the same air pressure.
  • radial tires have less tread deformation than bias tires, so increasing the outer diameter L of the radial tire (see Fig. 1) to make it less susceptible to road surface roughness, We focused on the ability to reduce the rolling resistance (RR value) for the same air pressure. Also, by increasing the diameter, it is possible to improve the load capacity of the tire, and as shown in Fig. 2, the diameter of the radial tire increases to increase the wheel axle and expand the space under the floor. It was also found that a space for a vehicle trunk or the like and an installation space for driving parts can be secured.
  • both narrowing and increasing the diameter of the tire have the effect of securing the vehicle space, but the rolling resistance value (RR value) is in a trade-off relationship. Further, the air resistance value (Cd value) of the vehicle can be reduced by narrowing the tire.
  • the inventors have made these characteristics better than conventional radial tires by optimizing the balance between the tire cross-sectional width and the tire outer diameter for the air resistance value (Cd value) and rolling resistance value (RR value). We studied diligently to improve it.
  • the inventor pays attention to the ratio W / L between the tire cross-sectional width W and the outer diameter L of the tire, attaches tires of various tire sizes including those outside the standard to the vehicle, and determines the air resistance value (Cd value). ) And rolling resistance value (RR value) were tested, and the condition of the ratio W / L was derived that both of these characteristics exceeded that of the conventional radial tire.
  • Cd value air resistance value
  • RR value rolling resistance value
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view in the tire width direction of the radial tire of one embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 shows only a half portion with the tire equator CL as a boundary.
  • tire sizes tire sizes outside these standards are included, without being bound by conventional standards such as JATMA (Japanese tire standards), TRA (American tire standards), ETRTO (European tire standards), etc.
  • the carcass 2 is composed of organic fibers, and a plurality of belts 3 and treads 4 in the illustrated example on the outer side in the tire radial direction of the crown portion of the carcass 2 are sequentially arranged. Is arranged.
  • the two belt layers in the illustrated example are inclined belt layers that are inclined at an angle of 20 to 40 ° with respect to the tire equatorial plane CL, and are arranged such that the cords cross each other.
  • a belt protective layer 5 made of organic fibers extending along the tire equatorial plane CL is disposed.
  • the tread 4 is provided with a plurality of main grooves 6 extending in the tire circumferential direction, one in the half in the illustrated example.
  • a large number of tires having various cross-sectional widths and outer diameters were manufactured.
  • a tire having a tire size 195 / 65R15 having a structure in accordance with the above-mentioned custom was prepared. Tires of this tire size are used in most general-purpose vehicles and are most suitable for comparing tire performance.
  • the specifications of each tire are shown in Table 1.
  • the tire size radial tire having a ratio W / L of the tire cross-sectional width W to the tire outer diameter L of 0.25 or less is a conventional tire of tire size 195 / 65R15. It was found that both the air resistance value (Cd value) and the rolling resistance value (RR value) were reduced from the tire. In addition, radial tires with a tire size with a ratio W / L of 0.24 or less have a further reduction in Cd value and RR value. In particular, radial tires with a tire size with a ratio W / L of 0.23 or less have a Cd value. Less than 95 and RR value is reduced to less than 80 respectively.
  • test tires with a ratio W / L of 0.28 or 0.31 there were test tires in which at least one of fuel economy and comfortability was lower than that of the conventional tire, respectively. It can be seen that the test tires 1 to 7, 17, and 23 to 32 having a ratio W / L of 0.25 or less are superior in fuel efficiency and comfortability to conventional tires. In addition, tires with a ratio W / L of 0.24 or less are more effective in improving fuel economy and comfort than tires with a ratio of 0.25. Particularly, tires with a ratio W / L of 0.23 or less are more effective in improving fuel efficiency and comfort. It can be seen that is remarkable.
  • the inventor in the pneumatic radial tire for passenger cars, by making the ratio W / L 0.25 or less, the air resistance value of the vehicle and the rolling resistance value of the tire are improved while improving the habitability of the vehicle. It has been found that the fuel efficiency can be improved by reducing both of the above.
  • FIG. 5 (a) is a schematic cross-sectional view in the tire width direction of the radial tire of one embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 (a) shows only a half portion with the tire equator CL as a boundary.
  • the ratio W / L between the tire cross-sectional width W and the tire outer diameter L is 0.25 or less. The difference between the tire shown in FIG. 5 (a) and the tire shown in FIG.
  • the reinforcing member 7 has a length in the direction that is 50 to 100% of the belt layer having the maximum length in the tire width direction among the plurality of belt layers. This reinforcing member 7 increases the out-of-plane bending rigidity of the belt, so that the buckling phenomenon can be suppressed, the deformation of the tread can be suppressed, and the rolling resistance value of the tire can be further reduced. For this reason, fuel efficiency can further be improved. In addition, wear resistance and cornering power can be improved by suppressing the buckling phenomenon.
  • the reinforcing member 7 for example, a ply in which a steel cord is covered with rubber can be used.
  • the length in the tire width direction is in the above range, and when it is less than 50% of the length in the tire width direction of the maximum width belt layer, buckling easily occurs, in the tread width direction. This is because the outer side cannot be sufficiently reinforced, and on the other hand, if it exceeds 100%, the durability of the belt end is lowered.
  • a tire structure as shown in FIG. 5 (b) As another preferable tire structure, a tire structure as shown in FIG.
  • the difference between the tire structure in FIG. 5 (b) and the tire structure in FIG. 5 (a) is that the reinforcing member 7a extending in the tire width direction between the carcass 2 and the belt 3 is formed in the outermost main groove 6 in the tire width direction. It is a point that it is partially arranged at the corresponding position.
  • the “corresponding position” means that a reinforcing member is disposed on the inner side in the tire radial direction of the outermost main groove in the tire width direction when the tire is not loaded, and the tire width of the reinforcing member in the tire width direction.
  • the inner end in the direction is at the same position or inward of the inner end in the tire width direction of the outermost main groove
  • the outer end in the tire width direction of the reinforcing member is the tire width of the outermost main groove in the tire width direction. It means being at the same position or outside with respect to the outer end in the direction. Since this reinforcing member 7a is provided at a position corresponding to the outermost main groove in the tire width direction in which the buckling phenomenon is particularly likely to occur, the out-of-plane bending rigidity at the portion where the belt is easily deformed is improved, and the buckling phenomenon is prevented. This can suppress the deformation of the tread and further reduce the rolling resistance value of the tire. For this reason, fuel efficiency can further be improved.
  • the reinforcing member 7a for example, a ply made of a steel cord can be used.
  • the length of the reinforcing member 7a in the tire width direction is preferably 20 mm or more longer than the groove width of the outermost main groove in the tire width direction, and preferably not longer than 40 mm. This is because if it is less than 20 mm, the reinforcing member 7a is not sufficient in improving the out-of-plane bending rigidity of the belt, and if it is larger than 40 mm, the effect of suppressing increase in tire weight is not sufficient.
  • the reinforcing member is arranged to improve the out-of-plane bending rigidity of the belt with respect to the belt surface.
  • the out-of-plane bending stiffness is defined as follows. That is, as shown in FIG. 6 (a), a sample S in which the reinforcing member is cut so as to be a rectangle of 200 mm in the tire circumferential direction and 25 mm in the tire width direction is produced. Next, the cut reinforcing member is supported by the support member 9 as shown in FIG. In this state, the center of the sample S is pressed by a pressing plate (not shown) from a direction perpendicular to the rectangular surface.
  • the distance between the support points P and Q by the support member 9 is 160 (mm)
  • the pressing force is F (N)
  • the sample deflection is A (mm).
  • the out-of-plane bending stiffness (N / mm) is the experimentally obtained load-deflection diagram (FA diagram), and the deflection amount is 5 ( It is defined as the tangent slope a (N / mm) at the point (mm).
  • the out-of-plane bending rigidity is preferably 6 N / mm or more.
  • the reinforcing member is preferably a member having a high tensile strength as defined in JIS Z 2241, because the reinforcing member is required to have a strength that can withstand the internal pressure of the tire, a protrusion input, and the like. .
  • the tensile strength defined by JIS Z 2241 is preferably 1255 kPa or more.
  • the pneumatic radial tire for passenger cars of the present invention preferably has an air volume of 15000 cm 3 or more. This is because it is necessary to maintain the minimum load capacity of the tire.
  • a plurality of inventive tires were prototyped and tested to evaluate the above-described actual fuel consumption and comfort.
  • the test method and the evaluation method are the same as described above.
  • tests for evaluating the following cornering power, wear resistance, and tire mass were performed.
  • a plurality of pneumatic radial tires for passenger cars having the tire structure shown in FIGS. 5 (a) and 5 (b) were manufactured as invention tires.
  • the specifications of each tire are shown in Tables 4 and 5 below.
  • the test tires 3, 4, 23, 26, 31, and 32 in Table 4 are the test tires in Tables 1 to 3.
  • the tires are the same as 3, 4, 23, 26, 31, and 32, respectively.
  • the conventional tire in Table 4 is the same tire as the conventional tire in Tables 1 to 3.
  • Cornering power, wear resistance, and tire mass were tested and evaluated according to the following.
  • ⁇ Cornering power> In a flat belt cornering tester, measurement was performed at an internal pressure of 220 kPa, a load of 3.5 kN, and a speed of 100 km / h. The cornering power was evaluated by an index with the cornering power of the test tire 4 being 100. The larger the index, the greater the cornering power.
  • the evaluation of the wear resistance is performed by evaluating the remaining groove amount (remaining groove depth) after running the drum, and is represented by an index with the wear resistance of the test tire 4 being 100.
  • the tire mass was expressed as an index with the mass of the test tire 4 being 100 (the lower the value, the lighter). The test results are shown in Tables 5 and 6 below.
  • the invention tires 1 and 2 having a ratio W / L of 0.25 or less and a suitable tire structure both have a rolling resistance value that is lower than that of the test tire 4 having the same tire size.
  • Fuel economy is improved.
  • the habitability of the vehicle is also the same as that of the test tire 4.
  • the invention tires 3 to 12 have the same tire size, the rolling resistance value is further reduced and the fuel efficiency is improved as compared with the test tires for comparison.
  • the habitability of the vehicle is also the same as that of the respective test tires for comparison.
  • the invention tires 1 and 2 having a ratio W / L of 0.25 or less and a suitable tire structure are the same tire size, and the cornering power and resistance to the test tire 4 are the same. It turns out that it is excellent in abrasion.
  • the inventive tires 3 to 12 are superior in cornering power and wear resistance to the comparative test tires having the same tire size.
  • the invention tires 2, 4, 6, 8, 10, and 12 in which the reinforcing members are disposed only at the corresponding positions of the outermost main groove in the tire width direction are respectively the same tire sizes. It can be seen that the tire mass is smaller than the subject invention tires 1, 3, 5, 7, 9, and 11.
  • pneumatic radial tires for passenger cars that are excellent in fuel efficiency and comfort can be manufactured and provided to the market.

Abstract

　本発明のランフラットタイヤは、一対のビード部間でトロイダル状に跨る、ラジアル配列コードのプライからなるカーカスを備えた、乗用車用空気入りラジアルタイヤであって、タイヤの断面幅Wと外径Lとの比W/Lが0.25以下である。

Description

乗用車用空気入りラジアルタイヤ
　本発明は、乗用車用空気入りラジアルタイヤ、特には、タイヤ装着車両における低燃費性及び居住性を両立させ得る乗用車用空気入りラジアルタイヤに関する。
　1960年頃までの車両は、車両の重量が軽く、車両に要求される速度も遅かったので、タイヤへの負担が軽く、タイヤの断面幅が狭いバイアスタイヤが用いられていたが、現在、車両の重量化、高速化に伴いタイヤのラジアル化、幅広化が進められている(特許文献1など)。
　ラジアルカーカスを適用したタイヤは、バイアスタイヤに比較してタイヤクラウン部の剛性が高いため、耐磨耗性に優れている。また、クラウン部の剛性が高く、タイヤ構成部材間での動きの伝播が抑制されるため、転がり抵抗が小さくなる。このため、燃費がよく、コーナリングパワーも高いという特徴がある。
　また、タイヤの幅広化によって、タイヤの接地面積を増加させて、コーナリングパワーを増大させることができる。
　しかし、タイヤの幅広化は、車両スペースを圧迫し、居住性を低下させる。また、空気抵抗が増大するため、燃費が悪くなるという問題がある。
　近年は、環境問題への関心の高まりにより、低燃費性への要求が厳しくなってきている。特に、将来に向けて実用化されつつある電気自動車は、タイヤ車軸回りにタイヤを回転させるトルクを制御するためのモーターなどの駆動部品を収容するスペースの確保が必要となることから、タイヤ回りのスペース確保の重要性は高まりつつある。
特開平7－40706号公報
　それゆえ、本発明は、上記の問題を解決することを課題とするものであり、タイヤ装着車両の空気抵抗値(Cd値)とタイヤの転がり抵抗値(RR値)とが共に低く、低燃費性と車両スペースの確保とを実現した、乗用車用空気入りラジアルタイヤを提供することにある。
　発明者は、上記課題を解決すべく鋭意検討を重ねた。
　その結果、ラジアルタイヤにおいて、タイヤの断面幅Wと外径Lとを適切な比の下に規制することが所期した諸特性の向上に極めて有効であることを見出し、本発明を完成するに至った。
　前記の課題を解決するための本発明の要旨構成は、以下の通りである。
　(1)一対のビード部間でトロイダル状に跨る、ラジアル配列コードのプライからなるカーカスを備えた、乗用車用空気入りラジアルタイヤであって、
　前記タイヤの断面幅Wと外径Lとの比W/Lが0.25以下であることを特徴とする、乗用車用空気入りラジアルタイヤ。
　(2)前記比W/Lが0.24以下であることを特徴とする、上記(1)に記載の乗用車用空気入りラジアルタイヤ。
　(3)タイヤのエアボリュームは、15000cm3以上であることを特徴とする、上記(1)又は(2)に記載の乗用車用空気入りラジアルタイヤ。
　(4)前記カーカスのクラウン部のタイヤ径方向外側に、タイヤ幅方向に延びるコードからなる補強部材を有することを特徴とする、上記(1)～(3)のいずれか1つに記載の乗用車用空気入りラジアルタイヤ。
　(5)前記補強部材のタイヤ径方向外側に、複数のベルト層からなるベルト及びトレッドが順に配置され、
　前記補強部材は、前記ベルト層のうちタイヤ幅方向長さが最大のベルト層の50～100%のタイヤ幅方向長さであることを特徴とする、上記(4)に記載の乗用車用空気入りラジアルタイヤ。
　(6)前記補強部材のタイヤ径方向外側に、複数のベルト層からなるベルト及びトレッドが順に配置され、前記トレッドにタイヤ赤道に沿って延びる複数の主溝が設けられ、
　前記補強部材は、タイヤ幅方向最外側主溝に対応する位置に配置したことを特徴とする、上記(4)に記載の乗用車用空気入りラジアルタイヤ。
　(7)前記補強部材のタイヤ幅方向の長さは、前記タイヤ幅方向最外側主溝の溝幅より20mm以上長いことを特徴とする、上記(6)に記載の乗用車用空気入りラジアルタイヤ。
　(8)前記補強部材は、面外曲げ剛性が、6N/mm以上であり、且つJIS Z 2241で定義される引張り強さが1255kPa以上であることを特徴とする、上記(4)～(7)のいずれか1つに記載の乗用車用空気入りラジアルタイヤ。
　本発明によれば、車両の空気抵抗値(Cd値)とタイヤの転がり抵抗値(RR値)が共に低減され、低燃費性に優れ、車両の居住性にも優れた、乗用車用空気入りラジアルタイヤを提供することができる。
タイヤの断面幅Wと外径Lを示す図である。 (a)本発明の大径化、狭幅化したタイヤを装着した車両を示す図である。(b)従来のタイヤを装着した車両を示す図である。 本発明の一実施形態に係るラジアルタイヤの概略断面図である。 タイヤの断面幅Wと外径Lとの比W/Lと、車両の空気抵抗値(Cd値)及びタイヤの転がり抵抗値(RR値)との関係を示す図である。 本発明の実施形態に係る各ラジアルタイヤの概略断面図である。 面外曲げ剛性について説明するための図である。
　以下、本発明の乗用車用空気入りラジアルタイヤを導くに至った過程について説明する。
　まず、発明者は、ラジアルタイヤのタイヤ断面幅W(図1参照)を従前に比し狭くすることによって、車両スペースの確保が可能であること、特にタイヤの車両装着内側近傍に駆動部品の設置スペースが確保されることに着目した(図2参照)。
　さらに、タイヤ断面幅Wを狭くすると、タイヤを前方から見た面積(以下、前方投影面積と称する)が減少するため、車両の空気抵抗値(Cd値)が低減されるという効果がある。
　しかしながら、接地部分の変形が大きくなるため、同じ空気圧の場合、タイヤの転がり抵抗値(RR値)が大きくなるという問題がある。
　一方で、発明者は、ラジアルタイヤ特有の性質により、上記の問題点を解決しうることを見出した。すなわち、ラジアルタイヤはバイアスタイヤに比し、トレッドの変形が小さいため、ラジアルタイヤの外径L(図1参照)を従前に比し大きくすることによって、路面の粗さの影響を受けにくくし、同じ空気圧の場合に、転がり抵抗値(RR値)を低減させることができることに着目した。また、大径化することで、タイヤの負荷能力を向上させることもでき、さらに、図2に示すように、ラジアルタイヤの大径化によって車輪軸が高くなり、床下のスペースが拡大されるため、車両のトランク等のスペースや、駆動部品の設置スペースが確保できることができることも見出した。
　ここで、上記のように、タイヤの狭幅化と大径化は、共に車両スペース確保の効果があるものの、転がり抵抗値(RR値)に関しては、トレードオフの関係にある。また、タイヤの狭幅化によって車両の空気抵抗値(Cd値)の低減を図ることができる。
　そこで、発明者は、空気抵抗値(Cd値)と転がり抵抗値(RR値)について、タイヤ断面幅とタイヤ外径とのバランスの適切化を図ることによって、これらの特性を従来のラジアルタイヤより向上させるべく鋭意検討した。
　発明者は、タイヤ断面幅Wと、タイヤの外径Lとの比W/Lに着目し、規格外のものを含む様々なタイヤサイズのタイヤを車両に装着させて、空気抵抗値(Cd値)と転がり抵抗値(RR値)を計測する試験を行い、これらの特性が共に従来のラジアルタイヤより上回る、比W/Lの条件を導出した。
　以下、比W/Lの好適範囲を導出するに至った実験結果について、詳しく説明する。
　ここで、図3は、本発明の一実施形態のラジアルタイヤのタイヤ幅方向の概略断面図である。なお、図3は、タイヤ赤道CLを境界とした半部のみを示している。
　供試タイヤとして、慣例に従い、図3に示すような、一対(図3では片側のみ)のビードコア1間をトロイダル状に跨り、ラジアルに配列した、カーカス2を備えた乗用車用空気入りラジアルタイヤを、タイヤサイズを変えて複数試作した。
　なお、タイヤサイズに関しては、JATMA(日本のタイヤ規格)、TRA（アメリカのタイヤ規格）ETRTO（欧州のタイヤ規格）等の従来の規格に捉われずに、これらの規格外のタイヤサイズも含めて、幅広く検討した。
　ここで、図示例のタイヤにおいて、カーカス2は有機繊維で構成され、カーカス2のクラウン部のタイヤ径方向外側には複数の、図示例では2層のベルト層からなるベルト3、トレッド4が順に配置されている。図示例の2層のベルト層は、タイヤ赤道面CLに対して20～40°の角度で傾斜した、傾斜ベルト層であり、層間でコードが交差する配置となっている。また、ベルト層のタイヤ径方向外側には、タイヤ赤道面CLに沿って延びる有機繊維からなるベルト保護層5が配置されている。さらに、トレッド4には、複数の、図示例で半部に1つのタイヤ周方向に延びる主溝6が設けられている。
　以上のタイヤ構造を基本として、種々の断面幅及び外径のタイヤを多数試作した。
　また、試験の評価基準となる従来タイヤとして、上記の慣例に従う構造を有する、タイヤサイズ195/65R15のタイヤを用意した。このタイヤサイズのタイヤは、最も汎用的な車両で使用され、タイヤ性能を比較するのに最も適している。
　ここで、各タイヤの諸元を表1に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　各試験は、以下のようにして行った。
<空気抵抗値(Cd値)>
　実験室にて、上記各タイヤを排気量1500ccの車両に装着し、100km/hに相当する速度で送風したときの空気力を車輪下にある床置き天秤を用いて測定し、従来タイヤを100とする指数によって評価した。数値が小さいほど空気抵抗は小さい。
<転がり抵抗値(RR値)>
　上記各タイヤをリムに組み付け、空気圧220kPa、負荷荷重3.5kN、ドラム回転速度100km/hの条件にて転がり抵抗を測定した。
 評価結果は、従来タイヤを100とする指数にて示した。この指数値が小さいほど転がり抵抗が小さいことを意味する。
　各試験結果を表2と図4に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　表2及び図4に示す試験結果から、タイヤ断面幅Wとタイヤ外径Lとの比W/Lが0.25以下である、タイヤサイズのラジアルタイヤは、従来のタイヤであるタイヤサイズ195/65R15のタイヤより空気抵抗値(Cd値)と転がり抵抗値(RR値)とが共に低減されることの知見を得た。また、比W/Lが0.24以下であるタイヤサイズのラジアルタイヤは、Cd値とRR値とがさらに低減され、特に、比W/Lが0.23以下であるタイヤサイズのラジアルタイヤは、Cd値が95未満、RR値が80未満までそれぞれ低減されている。
　次に、タイヤ断面幅Wとタイヤ外径Lとの比W/Lが0.25以下とすることで、実際に車両の燃費性や居住性が向上することを確かめるため、上記の供試タイヤについて、以下の試験を行った。
<実燃費>
　JOC8モード走行による試験を行った。評価結果は、従来例タイヤの評価結果を100とした指数で表し、指数が大きい方が、燃費が良いことを表している。
<居住性>
　1.7m幅車両にタイヤを装着した際のリアトランク幅を計測した。評価結果は、従来例タイヤの評価結果を100とした指数で表し、指数が大きい方が、居住性が良いことを表している。
　試験結果を以下の表3に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
　表1、表3に示すように、比W/Lが0.28又は0.31の供試タイヤでは、それぞれ、燃費性、居住性の少なくとも一方が、従来タイヤより低下した供試タイヤがあったのに対し、比W/Lが0.25以下である供試タイヤ1～7、17、23～32は、いずれも従来タイヤより燃費性、居住性が共に優れていることがわかる。また、比W/Lが0.24以下のタイヤでは、比が0.25のタイヤより燃費性、居住性の向上効果が優れ、特に比W/Lが0.23以下のタイヤでは、燃費性、居住性の向上効果が著しいことがわかる。
　発明者は、斯くの如くして、乗用車用空気入りラジアルタイヤにおいて、比W/Lを0.25以下とすることで、車両の居住性を向上させつつ、車両の空気抵抗値及びタイヤの転がり抵抗値を共に低減して、燃費性を向上させることができることを見出したものである。
　ところで、上記のようにタイヤの断面幅Wを狭くすると、路面からの入力(圧力)が大きくなり、特にタイヤの周方向溝近傍において、ベルトがバックリング現象を起こす懸念がある。バックリング現象が起こると、接地形状が変化し、エネルギーロスが大きくなるため、転がり抵抗が大きくなるという問題や、耐磨耗性、コーナリングパワーが低下するという問題が生じる。
　そこで、次に、本発明のラジアルタイヤにおいて、転がり抵抗の増大や、耐磨耗性、コーナリングパワーの低下を防止するための、タイヤ構造について説明する。
　本発明の乗用車用空気入りラジアルタイヤは、カーカスのクラウン部のタイヤ径方向外側に、タイヤ幅方向に延びる補強部材を有することが好ましい。
　以下、図5(a)(b)に示す実施形態に従って説明する。
　図5(a)は、本発明の一実施形態のラジアルタイヤのタイヤ幅方向の概略断面図である。図5(a)は、タイヤ赤道CLを境界とした半部のみを示している。なお、図5(a)に示すタイヤは、タイヤ断面幅Wとタイヤ外径Lとの比W/Lが0.25以下である。
　図5(a)に示すタイヤの図3に示すタイヤとの違いは、図5(a)に示すタイヤは、カーカス2とベルト3との間に、タイヤ幅方向に延びるコードからなり、タイヤ幅方向長さが、複数のベルト層のうちタイヤ幅方向長さが最大であるベルト層の50～100%である、補強部材7を有している点である。
　この補強部材7により、ベルトの面外曲げ剛性が上がるため、バックリング現象を抑制することができ、トレッドの変形を抑制して、タイヤの転がり抵抗値をさらに低減させることができる。このため、燃費性をさらに向上させることができる。
　また、バックリング現象の抑制により、耐磨耗性やコーナリングパワーを向上させることもできる。
　なお、補強部材7としては、例えばスチールコードをゴム被覆したプライを用いることができる。
　ここで、補強部材7について、タイヤ幅方向長さを上記の範囲としたのは、最大幅ベルト層のタイヤ幅方向長さの50%未満であると、バックリングが発生しやすい、トレッド幅方向外側を十分補強することができないからであり、一方、100%より大きいとベルト端の耐久性が低下してしまうからである。
　他の好ましいタイヤ構造として、図5(b)に示すようなタイヤ構造とすることができる。
　図5(b)のタイヤ構造と図5(a)のタイヤ構造との違いは、カーカス2とベルト3との間のタイヤ幅方向に延びる補強部材7aは、タイヤ幅方向最外側主溝6に対応する位置に部分配置している点である。
　ここで、「対応する位置」とは、タイヤの非荷重時における、タイヤ幅方向最外側主溝のタイヤ径方向内側に補強部材を配置することをいい、タイヤ幅方向において、補強部材のタイヤ幅方向内側端は、該最外側主溝のタイヤ幅方向内側端に対し、同位置又は内側にあり、且つタイヤ幅方向において、補強部材のタイヤ幅方向外側端は、該最外側主溝のタイヤ幅方向外側端に対し、同位置又は外側にあることをいう。
　この補強部材7aは、バックリング現象が特に起こりやすいタイヤ幅方向最外側主溝の対応位置に設けているため、ベルトが変形しやすい箇所での面外曲げ剛性を向上させて、バックリング現象を抑制することができ、トレッドの変形を抑制して、タイヤの転がり抵抗値をさらに低減することができる。このため、燃費性をさらに向上させることができる。
　また、バックリング現象の抑制により、耐磨耗性やコーナリングパワーを向上させることもできる。
　さらに、タイヤ幅方向最外側主溝の対応位置にのみ補強部材を設けることで、図5(a)の場合と比較して、補強部材の挿入によるタイヤの重量増を軽減することができる。
　なお、タイヤ幅方向最外側主溝の対応位置に補強部材を設ける場合は、タイヤ幅方向の長さは、最大幅のベルト層のタイヤ幅方向長さの50%未満であっても良い。
　また、補強部材7aとしては、例えばスチールコードからなるプライを用いることができる。
　また、補強部材7aのタイヤ幅方向の長さは、タイヤ幅方向最外側主溝の溝幅より20mm以上長く、40mmよりは長くないことが好ましい。
　20mm未満であると、補強部材7aが、ベルトの面外曲げ剛性を向上させる効果が十分でなく、40mmより大きいと、タイヤ重量増を抑制する効果が十分でなくなるからである。
　また、図5(a)(b)において、補強部材は、ベルトの、ベルト面に対する面外曲げ剛性を向上させることを所期して配置されるため、この面外曲げ剛性が大きい部材であることが好ましい。
　ここで、面外曲げ剛性は、以下のように定義する。
　すなわち、図6(a)に示すように、補強部材をタイヤ周方向に200mm、タイヤ幅方向25mmの矩形となるようにカットしたサンプルSをつくる。
　次いで、図6(b)に示すように、カットした補強部材を支持部材9で支持する。この状態で、矩形の面に垂直な方向から押板(図示せず)によりサンプルSの中央を押圧する。
　このときのサンプルSにおける、支持部材9による支持点P、Q間の距離を160(mm)、押圧の力をF(N)、サンプルのたわみ量をA(mm)とする。
　ここで、図6(c)に示すように、面外曲げ剛性(N/mm)を、実験的に得られた荷重－たわみ量線図(F－A線図)で、たわみ量が5(mm)となる点における接線の傾きa(N/mm)と定義する。
　このとき、上記の補強部材においては、面外曲げ剛性は、6N/mm以上であることが好ましい。
　また、図5(a)(b)において、補強部材は、タイヤの内圧や突起入力等に耐えうる強度が求められるため、JIS Z 2241で定義される引張り強さが大きい部材であることが好ましい。
　具体的には、JIS Z 2241で定義される引張り強さが1255kPa以上であることが好ましい。
　なお、本発明の乗用車用空気入りラジアルタイヤは、エアボリュームが15000cm3以上のものであることが好ましい。タイヤの最低限の負荷能力を保持するために必要だからである。
　本発明において、タイヤ構造を好適化した乗用車用空気入りラジアルタイヤの性能を確かめるため、発明タイヤを複数試作し、上述の実燃費、居住性を評価する試験を行った。試験方法、評価方法は上述と同様である。
　また、以下のコーナリングパワー、耐磨耗性、タイヤ質量を評価する試験を行った。
　発明タイヤとして、図5 (a)(b)に示すタイヤ構造の乗用車用空気入りラジアルタイヤを複数試作した。各タイヤの諸元は、以下の表4、5に示す。
　なお、表4における供試タイヤ3、4、23、26、31、32は、表1～3における供試タイヤ
3、4、23、26、31、32とそれぞれ同一のタイヤである。また、表4における従来タイヤとは、表1～3における従来タイヤと同一のタイヤである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
　コーナリングパワー、耐磨耗性、及びタイヤ質量は、以下に従って試験、並びに評価をした。
<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において、内圧220kPa、荷重3.5kN、速度100km/hで測定をおこなった。
　コーナリングパワーは、供試タイヤ4におけるコーナリングパワーを100として指数で評価した。当該指数が大きいほどコーナリングパワーが大きく好ましい。
<耐磨耗性>
　上記各タイヤの内圧を220kPaとした。それからタイヤに荷重3.5kNをかけ、80km/hの速度で30000km走行させるドラム試験を行った。
　耐磨耗性の評価は、上記ドラム走行後の残溝量(残溝深さ)を評価することによって行い、供試タイヤ4における耐磨耗性を100とした指数で表す。
<タイヤ質量>
　タイヤ質量は、供試タイヤ4の質量を100として指数で表示した（数値が低いほど軽い）。
　各試験結果を以下の表5、6に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
　表5に示すように、比W/Lを0.25以下とし、且つタイヤ構造を好適化した、発明タイヤ1、2は、いずれもタイヤサイズが同じ供試タイヤ4より、さらに転がり抵抗値が低減され、燃費性が向上している。また、車両の居住性についても供試タイヤ4と同等である。同様に、発明タイヤ3～12は、タイヤサイズが同じである、比較対象の供試タイヤより、それぞれさらに転がり抵抗値が低減され、燃費性が向上している。また、車両の居住性についてもそれぞれの比較対象の供試タイヤと同等である。
　また、表6に示すように、比W/Lを0.25以下とし、且つタイヤ構造を好適化した、発明タイヤ1、2は、いずれもタイヤサイズが同じ、供試タイヤ4より、コーナリングパワー、耐磨耗性に優れていることがわかる。同様に、発明タイヤ3～12は、タイヤサイズが同一である、比較対象の供試タイヤより、コーナリングパワー、耐磨耗性に優れている。
　さらに、表6 に示すように、タイヤ幅方向最外側主溝の対応位置にのみ補強部材を配置した、発明タイヤ2、4、6、8、10、12は、それぞれタイヤサイズが同一である比較対象の発明タイヤ1、3、5、7、9、11よりタイヤ質量が小さいことがわかる。
　本発明によれば、低燃費性及び居住性に優れた乗用車用空気入りラジアルタイヤを製造して、市場に提供することができる。
1　ビードコア
2　カーカス
3　ベルト
4　トレッド
5　ベルト補強層
6　周方向主溝
7　補強部材
7a　補強部材(最外側主溝対応位置)
9　支持部材
P　平面上の1点
Q　平面上の1点
R　2点間距離(mm)
A　押し込み量(mm)
S　サンプル
W　タイヤ断面幅
L　タイヤ外径

Claims (8)

  1. 　一対のビード部間でトロイダル状に跨る、ラジアル配列コードのプライからなるカーカスを備えた、乗用車用空気入りラジアルタイヤであって、
    　前記タイヤの断面幅Wと外径Lとの比W/Lが0.25以下であることを特徴とする、乗用車用空気入りラジアルタイヤ。
  2. 　前記比W/Lが0.24以下であることを特徴とする、請求項1に記載の乗用車用空気入りラジアルタイヤ。
  3. 　タイヤのエアボリュームは、15000cm3以上であることを特徴とする、請求項1又は2に記載の乗用車用空気入りラジアルタイヤ。
  4. 　前記カーカスのクラウン部のタイヤ径方向外側に、タイヤ幅方向に延びるコードからなる補強部材を有することを特徴とする、請求項1～3のいずれか一項に記載の乗用車用空気入りラジアルタイヤ。
  5. 　前記補強部材のタイヤ径方向外側に、複数のベルト層からなるベルト及びトレッドが順に配置され、
    　前記補強部材は、前記ベルト層のうちタイヤ幅方向長さが最大のベルト層の50～100%のタイヤ幅方向長さであることを特徴とする、請求項4に記載の乗用車用空気入りラジアルタイヤ。
  6. 　前記補強部材のタイヤ径方向外側に、複数のベルト層からなるベルト及びトレッドが順に配置され、前記トレッドにタイヤ赤道に沿って延びる複数の主溝が設けられ、
    　前記補強部材は、タイヤ幅方向最外側主溝に対応する位置に配置したことを特徴とする、請求項4に記載の乗用車用空気入りラジアルタイヤ。
  7. 　前記補強部材のタイヤ幅方向の長さは、前記タイヤ幅方向最外側主溝の溝幅より20mm以上長いことを特徴とする、請求項6に記載の乗用車用空気入りラジアルタイヤ。
  8. 　前記補強部材は、面外曲げ剛性が、6N/mm以上であり、且つJIS Z 2241で定義される引張り強さが1255kPa以上であることを特徴とする、請求項4～7のいずれか一項に記載の乗用車用空気入りラジアルタイヤ。
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