WO2023026952A1 - 空気入りタイヤ - Google Patents

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弘章 藤森
紳也 張替
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横浜ゴム株式会社
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    • Y02T10/80—Technologies aiming to reduce greenhouse gasses emissions common to all road transportation technologies
    • Y02T10/86—Optimisation of rolling resistance, e.g. weight reduction 

Definitions

  • the present invention relates to a pneumatic tire provided with a belt reinforcing layer made of organic fiber cords, and more specifically, it makes it possible to improve steering stability during normal running and circuit running while maintaining durability. Regarding pneumatic tires.
  • a carcass layer is mounted between a pair of bead portions, a plurality of belt layers are arranged on the outer peripheral side of the carcass layer in the tread portion, and a belt layer is further provided on the outer peripheral side of the belt layer along the tire circumferential direction.
  • a belt reinforcing layer containing a plurality of organic fiber cords spirally wound on the belt is disposed. Such a belt reinforcing layer suppresses the lifting of the edge of the belt during high-speed running, thereby contributing to improvement of high-speed durability.
  • Nylon fiber cords are the mainstream of organic fiber cords used in such belt reinforcing layers. ) has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
  • the elastic modulus (rigidity) of PET fiber cords is dependent on temperature, and there is a risk that the elastic modulus (rigidity) will decrease during ultra-high-speed driving such as circuit driving, resulting in reduced steering stability. Therefore, in a pneumatic tire provided with a belt reinforcing layer made of PET fiber cords, there is a demand for measures to improve durability and steering stability during normal running and circuit running.
  • An object of the present invention is to provide a pneumatic tire having a belt reinforcing layer made of organic fiber cords, which is capable of improving steering stability during normal driving and circuit driving while maintaining durability. To provide a pneumatic tire.
  • a pair of bead portions arranged radially inward of the tire, a carcass layer being mounted between the pair of bead portions, and two belt layers arranged on the outer peripheral side of the carcass layer in the tread portion and a belt reinforcing layer arranged on the outer peripheral side of the belt layer, wherein the belt cord constituting the belt layer is a single wire having a wire diameter of 0.30 mm or more and 0.45 mm or less.
  • a belt reinforcing cord constituting the belt reinforcing layer is an organic fiber cord made of polyethylene terephthalate fiber, and the intermediate elongation of the belt reinforcing cord under a load of 2.0 cN/dtex is 2.0% to 4.0. %, and the tire width direction end of the belt reinforcing layer is the tire width direction end of the inner belt layer located on the inner side in the tire radial direction of the belt layers and the outer side of the belt layer located on the outer side in the tire radial direction. It is characterized by being arranged between the end of the belt layer in the tire width direction.
  • the present inventors have found that by adopting a belt layer made of single wires having a predetermined wire diameter and a belt reinforcing layer made of highly rigid organic fiber cords, the durability can be maintained while normal running is possible. It was found that it is possible to improve the steering stability during driving and circuit running, and furthermore, by devising the terminal position of the belt reinforcing layer in the tire width direction, the improvement effect of the tire performance can be enhanced. The inventors have found that and arrived at the present invention.
  • the belt reinforcing layer has an elongation of 2.0% to 4.0% under a load of 2.0 cN/dtex and has a high rigidity polyethylene terephthalate fiber (PET fiber). Since fiber cords are used, steering stability during normal running can be improved. In addition, this belt reinforcing layer can effectively suppress the rising of the belt ends during high-speed running, so that high-speed durability can be improved. On the other hand, since a single wire is used for the belt layer, the extension of the belt cord can be suppressed, and the belt layer can be made thinner, so heat generation can be suppressed even during ultra-high-speed driving such as circuit driving. be able to.
  • PET fiber polyethylene terephthalate fiber
  • the tire width direction end of the belt reinforcing layer is the tire width direction end of the inner belt layer located inside the belt layer in the tire radial direction, and the tire width direction end of the outer belt layer located outside the belt layer in the tire radial direction.
  • the width Wc between both ends of the belt reinforcing layer in the tire width direction, the width Wb1 between both ends of the inner belt layer in the tire width direction, and both ends of the outer belt layer in the tire width direction The width W b2 between the _ More preferably, the relationship (W b1 ⁇ W b2 ) ⁇ 0.60 is satisfied. As a result, stress concentration at the end of the outer belt layer in the tire width direction can be suppressed, and shear stress between the belt reinforcing layer and the inner belt layer can be suppressed, making the belt edge separation more effective. can be effectively prevented.
  • FIG. 1 is a meridional sectional view showing a pneumatic radial tire according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is an explanatory view schematically showing the arrangement of belt layers (single wires).
  • FIG. 3 is an explanatory diagram schematically showing the arrangement of the ends of the belt layer and the belt reinforcing layer.
  • the pneumatic tire of the present invention includes a tread portion 1, a pair of sidewall portions 2 arranged on both sides of the tread portion 1, and a pair of sidewall portions 2 arranged radially inward of the sidewall portions 2. and a pair of bead portions 3.
  • symbol CL indicates the tire equator.
  • FIG. 1 is a meridional sectional view and is not depicted, the tread portion 1, the sidewall portion 2, and the bead portion 3 each extend in the tire circumferential direction and form an annular shape, thereby forming a toroidal pneumatic tire.
  • a basic structure of the shape is constructed. The following explanation using FIG. 1 is basically based on the meridian cross-sectional shape shown in the drawing, but each tire constituent member extends in the tire circumferential direction and forms an annular shape.
  • a plurality of (four in the illustrated example) main grooves extending in the tire circumferential direction are formed on the outer surface of the tread portion 1, but the number of main grooves is not particularly limited.
  • various grooves and sipes including lug grooves extending in the tire width direction can also be formed.
  • a carcass layer 4 of at least one layer (one layer in the illustrated example) including a plurality of reinforcing cords extending in the tire radial direction is mounted between the pair of left and right bead portions 3 .
  • a bead core 5 is embedded in each bead portion 3 , and a bead filler 6 having a substantially triangular cross section is arranged on the outer periphery of the bead core 5 .
  • the carcass layer 4 is folded back around the bead core 5 from the inner side to the outer side in the tire width direction.
  • the bead core 5 and the bead filler 6 form the main body portion of the carcass layer 4 (the portion extending from the tread portion 1 to the bead portion 3 via the sidewall portions 2) and the folded portion (the bead portion 3 around the bead core 5). folded back and extending toward each side wall portion 2).
  • the belt layer 7 is composed of an inner belt layer 7A located on the inner side in the tire radial direction and an outer belt layer 7B located on the outer side in the tire radial direction.
  • the width of the inner belt layer 7A is larger than that of the outer belt layer 7B.
  • Each belt layer 7 includes a plurality of belt cords 7c that are inclined with respect to the tire circumferential direction, and are arranged so that the belt cords 7c intersect each other between the layers.
  • the inclination angle of the belt cords 7c with respect to the tire circumferential direction is set in the range of 10° to 40°, for example.
  • a belt reinforcing layer 8 is provided on the outer peripheral side of the belt layer 7 for the purpose of improving high-speed durability and reducing road noise.
  • the belt reinforcing layer 8 includes belt reinforcing cords oriented in the tire circumferential direction.
  • the belt reinforcing cords are set at an angle of, for example, 0° to 5° with respect to the tire circumferential direction.
  • the belt reinforcing layer 8 necessarily includes a full cover layer covering the entire area of the outer belt layer 7B that constitutes the belt layer 7 .
  • the belt reinforcing layer 8 may include a pair of edge cover layers so as to locally cover both ends of the full cover layer in the tire width direction.
  • the belt reinforcing layer 8 is preferably constructed by spirally winding a strip material in which at least one belt reinforcing cord is aligned and covered with a coating rubber in the tire circumferential direction, and particularly preferably has a jointless structure.
  • the present invention relates to the belt cords forming the belt layer 7 and the belt reinforcing cords forming the belt reinforcing layer 8, the basic structure of the entire tire is not limited to that described above.
  • the belt cord 7c constituting the belt layer 7 is not a twisted cord made by twisting a plurality of strands, but is made of a steel single wire. be done.
  • the wire diameter of this single wire is 0.30 mm or more, preferably 0.32 mm or more.
  • the wire diameter of the single wire is preferably 0.45 mm or less, preferably 0.40 mm or less.
  • the single wires may be arranged at intervals one by one as shown in FIG. (two in the figure) may be aligned, and the multiple aligned wires may be arranged at intervals. At this time, it is preferable to set the interval between the single wires (the interval between the aligned plural wires) to, for example, 0.30 mm to 1.80 mm.
  • the specific structure of the single wire is not particularly limited as long as it satisfies the above-mentioned wire diameter.
  • a single wire twisted around the wire axis twisted single wire
  • a single wire with a flat cross section flat single wire
  • a spiral shaped single wire spiral single wire
  • a plane wave shaped single wire Various single wires that can be used for pneumatic tires can be employed, such as wires (two-dimensional corrugated single wires).
  • the wire amount is preferable. is preferably in the range of 50-280. This improves the structure of the belt layer 7, which is advantageous for improving steering stability while maintaining durability. If the amount of wires is less than 50, the proportion of the single wire in the belt layer 7 is reduced, and there is a concern that the steering stability will be deteriorated. If the wire amount exceeds 280, belt edge separation may occur.
  • polyester having an elongation of 2.0% to 4.0%, preferably 2.6% to 3.4%, under a load of 2.0 cN/dtex is used as the belt reinforcing cord constituting the belt reinforcing layer 8.
  • Textile cords are used.
  • polyester fibers include polyethylene terephthalate fibers (PET fibers).
  • PET fibers polyethylene terephthalate fibers
  • the elongation under a load of 2.0 cN / dtex conforms to JIS-L1017 "Chemical fiber tire cord test method" and is subjected to a tensile test under the conditions of a grip interval of 250 mm and a tensile speed of 300 ⁇ 20 mm / min. is the elongation rate (%) of the sample cord measured under a load of 2.0 cN/dtex.
  • the tire width direction end E c of the belt reinforcing layer 8 is located on both sides of the tire equator CL, the tire width direction end E b1 of the inner belt layer 7A and the outer belt layer. It is arranged between the terminal E b2 of 7B in the tire width direction. That is, the end Ec of the belt reinforcing layer 8 in the tire width direction is arranged so as to protrude outward in the tire width direction from the end Eb2 of the outer belt layer 7B and does not reach the end Eb1 of the inner belt layer 7A. It is arranged on the inner side in the tire width direction than the end.
  • the width W b1 between both ends E b1 of the inner belt layer 7A is the widest
  • the width W c between both ends E c of the belt reinforcing layer 8 is the second largest
  • the width W c between both ends E b2 of the outer belt layer 7B is the widest.
  • the width W b2 is the narrowest.
  • the terminal Ec of the belt reinforcing layer 8 is preferably arranged near the middle position between the terminal Eb1 of the inner belt layer 7A and the terminal Eb2 of the outer belt layer 7B on both sides of the tire equator CL.
  • a protruding portion of the belt reinforcing layer 8 protruding outward in the tire width direction from the end E b2 of the outer belt layer 7B is bent along the tire radial direction and is adjacent to the inner belt layer 7A.
  • the pneumatic tire of the present invention can improve durability by using a combination of the belt layer 7 made of a single wire having a specific wire diameter and the belt reinforcing layer 8 made of an organic fiber cord having specific physical properties. It is possible to improve the steering stability during normal running and circuit running while maintaining the same. That is, by using the polyethylene terephthalate fiber (PET fiber) having the above physical properties and high rigidity in the belt reinforcing layer 8, the steering stability during normal running can be improved. In addition, since the belt reinforcement layer 8 can effectively suppress the rising of the belt edge during high-speed running, high-speed durability can be improved.
  • PET fiber polyethylene terephthalate fiber
  • the extension of the belt cord 7c can be suppressed and the thickness of the belt layer 7 can be reduced. Even if there is, heat generation can be suppressed. Therefore, it is possible to prevent the elastic modulus (rigidity) of the belt reinforcing layer 8 (PET fiber cord) from lowering, and to ensure excellent steering stability during ultra-high-speed running.
  • the elastic modulus (rigidity) of the belt reinforcing layer 8 PET fiber cord
  • the end Ec of the belt reinforcing layer 8 is arranged between the end Eb1 of the inner belt layer 7A and the end Eb2 of the outer belt layer 7B, so that the end of the outer belt layer 7B in the tire width direction
  • the shear stress between the belt reinforcing layer 8 and the inner belt layer 7A can be suppressed, so that the durability against the belt edge separation can be improved.
  • the belt cord may be elongated due to the twisted structure, and the thickness of the belt layer 7 cannot be reduced. Therefore, the above effects cannot be obtained. If the wire diameter of the single wire is less than 0.30 mm, the single wire is too thin to ensure sufficient durability of the wire itself, and steering stability tends to decrease. If the wire diameter of the single wire exceeds 0.45 mm, the belt layer 7 cannot be made sufficiently thin, and separation is more likely to occur than in the case of using conventional twisted cords.
  • the stiffness is too high. Shear stress increases and durability against separation decreases. If the elongation of the organic fiber cords constituting the belt reinforcing layer 8 under a load of 2.0 cN/dtex exceeds 4.0%, the rigidity of the belt reinforcing layer 8 is lowered, making it difficult to obtain good steering stability. .
  • the width W c of the belt reinforcing layer 8, the width W b1 of the inner belt layer 7A, and the width W b2 of the outer belt layer 7B are 0.20 ⁇ (W c ⁇ W b2 )/(W b1 ⁇ W b2 ) ⁇ 0.80, more preferably 0.40 ⁇ (W c ⁇ W b2 )/(W b1 ⁇ W b2 ) ⁇ 0.60.
  • the width Wc between the ends Ec is the average value of the width [mm] of each member measured at three points obtained by peeling off the tread portion of the tire and equally dividing the tire circumference into three equal parts.
  • the belt reinforcing cord (PET fiber cord) having the physical properties described above, for example, it is preferable to optimize the dipping treatment.
  • the belt reinforcing cord (PET fiber cord) is dipped with an adhesive, but in the normalization process after the two-bath treatment, the ambient temperature is kept within the range of 210°C to 250°C. It is preferable to set the cord tension in the range of 2.2 ⁇ 10 ⁇ 2 N/tex to 6.7 ⁇ 10 ⁇ 2 N/tex. Thereby, the desired physical properties as described above can be imparted to the belt reinforcing cord (PET fiber cord).
  • the cord tension in the normalization process is less than 2.2 ⁇ 10 ⁇ 2 N/tex, the cord elastic modulus will be low and the steering stability will be reduced, and conversely, if it is greater than 6.7 ⁇ 10 ⁇ 2 N/tex. , the cord elastic modulus increases, and separation is more likely to occur.
  • the belt reinforcing layer 8 is a single layer
  • the present invention is not limited to this, and the belt reinforcing layer 8 can be configured by a plurality of layers.
  • the structure of the present invention described above is applied to the end Ec of the layer in the tire width direction, targeting the layer having the maximum width among the belt reinforcing layers 8 covering the entire outer belt layer 7B. .
  • the tire size is 235/40R18, and it has the basic structure illustrated in FIG. Conventional Example 1, Comparative Examples 1 to 4, and Comparative Examples 1 to 4, in which the relationship between the type of organic fiber, the elongation of the organic fiber cord under a load of 2.0 cN/dtex, and the width of the belt layer and the belt reinforcing layer were varied as shown in Table 1. Tires of Examples 1 to 4 were produced.
  • the belt reinforcing layer is a joint obtained by helically winding a strip formed by arranging one organic fiber cord (nylon 66 fiber cord or PET fiber cord) and covering it with a coat rubber in the tire circumferential direction. It has a less structure.
  • the code implantation density in the strip is 50 lines/50 mm.
  • the organic fiber cord (nylon 66 fiber cord or PET fiber cord) has a structure of 1400 dtex/2 in Conventional Example 1, and a structure of 1100 dtex/2 in other examples.
  • the widths of the belt layers (W b1 , W b2 ) are the same, but the widths of the belt reinforcing layers (W c ) are different.
  • Steering stability normal driving, circuit driving: Each test tire is mounted on a wheel with a rim size of 18 x 8J, mounted on a test vehicle (displacement 3000cc), air pressure is set to 230kPa, speed is 30km/h to 100km/h (during normal driving), speed is 100km/h. Under two conditions of up to 270 km/h (during circuit driving), sensory evaluations of steering stability were carried out by five test drivers on a paved test course. The evaluation results were scored according to a 5-point system with the result of Conventional Example 1 being 3 points (reference), and the average score of 5 test drivers was shown. A higher score means better steering stability during high-speed running.
  • Tire durability Each test tire was assembled on a wheel with a rim size of 18 x 8J, filled with oxygen at an internal pressure of 230 kPa, held in a chamber maintained at room temperature of 60 ° C. for 2 weeks, then released the internal oxygen and air at an internal pressure of 160 kPa. filled.
  • the test tire subjected to this pretreatment was tested at an ambient temperature of 38 ⁇ 3 ° C, a running speed of 50 km / hr, a slip angle of 0 ⁇ 3 °, and a maximum load. 70 ⁇ 40% variation of the load and the slip angle with a square wave of 0.083 Hz, and run 5000 km for 100 hours.
  • the tires of Examples 1 to 4 have better steering stability during normal driving and steering stability during circuit driving while maintaining tire durability in comparison with Conventional Example 1, which serves as a reference. and achieved a high degree of compatibility between these performances.
  • Comparative Example 1 since the terminal position of the belt reinforcing layer was located outside the terminal position of the inner belt layer in the tire width direction, shear stress was generated between the belt reinforcing layer and the inner belt layer, resulting in separation. As a result, tire durability is reduced.
  • Comparative Example 2 since the terminal position of the belt reinforcing layer was located inside the terminal position of the outer belt layer in the tire width direction, the stress was concentrated on the end of the outer belt layer in the tire width direction, and the inner belt layer and the outer belt were separated. Separation between layers reduced tire durability.
  • Comparative Example 3 the elongation at a load of 2.0 cN/dtex was small, and the rigidity of the belt reinforcing layer was too high, so separation occurred between the belt layer and the belt reinforcing layer, resulting in a decrease in tire durability.
  • Comparative Example 4 the elongation at a load of 2.0 cN/dtex was large, and the rigidity of the belt reinforcing layer was too low, so that the steering stability during normal running and the steering stability during circuit running decreased.

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Abstract

有機繊維コードからなるベルト補強層を備えた空気入りタイヤであって、耐久性を維持しながら、通常走行時及びサーキット走行時の操縦安定性を向上することを可能にした空気入りタイヤを提供する。トレッド部においてカーカス層の外周側に配置される２層のベルト層７を、素線径が０．３０ｍｍ以上０．４５ｍｍ以下である単線ワイヤで構成し、ベルト層７の外周側に配置されるベルト補強層８を、ポリエチレンテレフタレート繊維で構成されて２．０ｃＮ／ｄｔｅｘ負荷時の中間伸度が２．０％～４．０％である有機繊維コードで構成し、ベルト補強層８のタイヤ幅方向の端末Ｅcを、内側ベルト層７Ａのタイヤ幅方向の端末Ｅb1と外側ベルト層７Ｂのタイヤ幅方向の端末Ｅb2との間に配置する。

Description

空気入りタイヤ
　本発明は、有機繊維コードからなるベルト補強層を備えた空気入りタイヤに関し、更に詳しくは、耐久性を維持しながら、通常走行時及びサーキット走行時の操縦安定性を向上することを可能にした空気入りタイヤに関する。
　空気入りタイヤにおいては、一対のビード部間にカーカス層が装架され、トレッド部におけるカーカス層の外周側に複数層のベルト層が配置され、更に、ベルト層の外周側にタイヤ周方向に沿って螺旋状に巻回された複数本の有機繊維コードを含むベルト補強層が配置されている。このようなベルト補強層は、高速走行時のベルト端部のせり上がりを抑制するので、高速耐久性の改善に寄与する。
　このようなベルト補強層に使用される有機繊維コードとしてはナイロン繊維コードが主流であるが、ナイロン繊維コードに比べて高弾性であり、かつ安価なポリエチレンテレフタレート繊維コード（以下、ＰＥＴ繊維コードと言う）を使用することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。しかしながら、ＰＥＴ繊維コードの弾性率（剛性）には温度依存性があり、サーキット走行のような超高速走行時には、弾性率（剛性）が低下して操縦安定性が低下する虞がある。そのため、ＰＥＴ繊維コードからなるベルト補強層を備えた空気入りタイヤにおいて、耐久性、通常走行時及びサーキット走行時の操縦安定性を向上する対策が求められている。
　更に、複数層のベルト層とＰＥＴ繊維コードからなるベルト補強層とを備えた空気入りタイヤにおいて、タイヤ径方向最内側に位置するベルト層のタイヤ幅方向の端部では走行時における潜在歪が大きく、ベルト層とベルト補強層との間でセパレーションが発生し易いという問題がある。
日本国特開２００１－６３３１２号公報
　本発明の目的は、有機繊維コードからなるベルト補強層を備えた空気入りタイヤであって、耐久性を維持しながら、通常走行時及びサーキット走行時の操縦安定性を向上することを可能にした空気入りタイヤを提供することにある。
　上記目的を達成するための本発明の空気入りタイヤは、タイヤ周方向に延在して環状をなすトレッド部と、該トレッド部の両側に配置された一対のサイドウォール部と、これらサイドウォール部のタイヤ径方向内側に配置された一対のビード部とを備え、前記一対のビード部間にカーカス層が装架され、前記トレッド部における前記カーカス層の外周側に配置された２層のベルト層と、前記ベルト層の外周側に配置されたベルト補強層とを有する空気入りタイヤにおいて、前記ベルト層を構成するベルトコードが、素線径が０．３０ｍｍ以上０．４５ｍｍ以下である単線ワイヤであり、前記ベルト補強層を構成するベルト補強コードが、ポリエチレンテレフタレート繊維からなる有機繊維コードであり、前記ベルト補強コードの２．０ｃＮ／ｄｔｅｘ負荷時の中間伸度が２．０％～４．０％であり、前記ベルト補強層のタイヤ幅方向の端末が前記ベルト層のうちタイヤ径方向内側に位置する内側ベルト層のタイヤ幅方向の端末と前記ベルト層のうちタイヤ径方向外側に位置する外側ベルト層のタイヤ幅方向の端末との間に配置されていることを特徴とする。
　本発明者は、空気入りタイヤにおいて、所定の素線径を有する単線ワイヤからなるベルト層と高剛性の有機繊維コードからなるベルト補強層を採用することにより、耐久性を維持しながら、通常走行時及びサーキット走行時の操縦安定性を向上することを可能にすることを見い出し、更には、そのベルト補強層のタイヤ幅方向の端末位置を工夫することにより、上記タイヤ性能の改善効果を高められることを知見し、本発明に至ったのである。
　即ち、本発明では、上述のように、ベルト補強層に２．０ｃＮ／ｄｔｅｘ負荷時の伸びが２．０％～４．０％であり、剛性の高いポリエチレンテレフタレート繊維（ＰＥＴ繊維）からなる有機繊維コードを用いているので、通常走行時の操縦安定性を向上することができる。また、このベルト補強層により高速走行時のベルト端部のせり上がりが効果的に抑制できるので、高速耐久性を向上することもできる。一方、ベルト層に単線ワイヤを用いているので、ベルトコードの伸びが抑制でき、また、ベルト層を薄くすることができるため、サーキット走行のような超高速走行時であっても発熱を抑制することができる。そのため、ベルト補強層（ＰＥＴ繊維コード）の弾性率（剛性）の低下を防止することができ、超高速走行時の操縦安定性を良好に確保することができる。更には、ベルト補強層のタイヤ幅方向の端末がベルト層のタイヤ径方向内側に位置する内側ベルト層のタイヤ幅方向の端末とベルト層のタイヤ径方向外側に位置する外側ベルト層のタイヤ幅方向の端末との間に配置されていることで、外側ベルト層のタイヤ幅方向の端部での応力集中を抑制することができると共に、ベルト補強層と内側ベルト層との間でのせん断応力を抑制できるため、ベルトエッジセパレーションに対する耐久性を改善することができる。
　本発明の空気入りタイヤにおいて、ベルト補強層のタイヤ幅方向の両端末間の幅Ｗcと内側ベルト層のタイヤ幅方向の両端末間の幅Ｗb1と外側ベルト層のタイヤ幅方向の両端末間の幅Ｗb2とは０．２０≦（Ｗc－Ｗb2）／（Ｗb1－Ｗb2）≦０．８０の関係を満たすことが好ましく、０．４０≦（Ｗc－Ｗb2）／（Ｗb1－Ｗb2）≦０．６０の関係を満たすことがより好ましい。これにより、外側ベルト層のタイヤ幅方向の端部での応力集中を抑制することができると共に、ベルト補強層と内側ベルト層との間でのせん断応力を抑制できるため、ベルトエッジセパレーションをより効果的に防止することができる。
図１は本発明の実施形態からなる空気入りラジアルタイヤを示す子午線断面図である。 図２はベルト層（単線ワイヤ）の配置を模式的に示す説明図である。 図３はベルト層及びベルト補強層の各端末の配置を模式的に示す説明図である。
　以下、本発明の構成について添付の図面を参照しながら詳細に説明する。
　図１に示すように、本発明の空気入りタイヤは、トレッド部１と、このトレッド部１の両側に配置された一対のサイドウォール部２と、サイドウォール部２のタイヤ径方向内側に配置された一対のビード部３とを備えている。図１において、符号ＣＬはタイヤ赤道を示す。図１は子午線断面図であるため描写されないが、トレッド部１、サイドウォール部２、ビード部３は、それぞれタイヤ周方向に延在して環状を成しており、これにより空気入りタイヤのトロイダル状の基本構造が構成される。以下、図１を用いた説明は基本的に図示の子午線断面形状に基づくが、各タイヤ構成部材はいずれもタイヤ周方向に延在して環状を成すものである。
　図示の例では、トレッド部１の外表面にタイヤ周方向に延びる複数本（図示の例では４本）の主溝が形成されているが、主溝の本数は特に限定されない。また、主溝の他にタイヤ幅方向に延びるラグ溝を含む各種の溝やサイプを形成することもできる。
　左右一対のビード部３間にはタイヤ径方向に延びる複数本の補強コードを含む少なくとも１層（図示の例では１層）のカーカス層４が装架されている。各ビード部３には、ビードコア５が埋設されており、そのビードコア５の外周上に断面略三角形状のビードフィラー６が配置されている。カーカス層４は、ビードコア５の廻りにタイヤ幅方向内側から外側に折り返されている。これにより、ビードコア５及びビードフィラー６はカーカス層４の本体部（トレッド部１から各サイドウォール部２を経て各ビード部３に至る部分）と折り返し部（各ビード部３においてビードコア５の廻りに折り返されて各サイドウォール部２側に向かって延在する部分）とにより包み込まれている。
　一方、トレッド部１におけるカーカス層４の外周側には２層のベルト層７が埋設されている。即ち、ベルト層７は、タイヤ径方向内側に位置する内側ベルト層７Ａと、タイヤ径方向外側に位置する外側ベルト層７Ｂからなる。内側ベルト層７Ａの幅は、外側ベルト層７Ｂよりも大きい。各ベルト層７は、タイヤ周方向に対して傾斜する複数本のベルトコード７ｃを含み、かつ層間でベルトコード７ｃが互いに交差するように配置されている。これらベルト層７において、ベルトコード７ｃのタイヤ周方向に対する傾斜角度は例えば１０°～４０°の範囲に設定されている。
　ベルト層７の外周側には、高速耐久性の向上とロードノイズの低減を目的として、ベルト補強層８が設けられている。ベルト補強層８は、タイヤ周方向に配向するベルト補強コードを含む。ベルト補強層８において、ベルト補強コードはタイヤ周方向に対する角度が例えば０°～５°に設定されている。本発明では、ベルト補強層８は、ベルト層７を構成する外側ベルト層７Ｂの全域を覆うフルカバー層を必ず含む。任意で、ベルト補強層８は、該フルカバー層のタイヤ幅方向の両端部を局所的に覆うように一対のエッジカバー層を含む構成にすることもできる。ベルト補強層８は、少なくとも１本のベルト補強コードを引き揃えてコートゴムで被覆したストリップ材をタイヤ周方向に螺旋状に巻回して構成するとよく、特にジョイントレス構造とすることが望ましい。
　本発明は、上述のベルト層７を構成するベルトコードとベルト補強層８を構成するベルト補強コードに関するものであるので、タイヤ全体の基本構造は上述のものに限定されない。
　本発明において、図２（ａ），（ｂ）に示すように、ベルト層７を構成するベルトコード７ｃは、複数本の素線を撚り合わせた撚りコードではなく、スチール製の単線ワイヤで構成される。この単線ワイヤの素線径は０．３０ｍｍ以上、好ましくは０．３２ｍｍ以上である。このように、ベルト層７に単線ワイヤを用いることで、ベルトコード７ｃの伸びが抑制でき、また、ベルト層７を薄くすることができるため、サーキット走行のような超高速走行時であっても発熱を抑制することができる。なお、ベルト層７を薄くする観点からは、単線ワイヤの素線径は０．４５ｍｍ以下、好ましくは０．４０ｍｍ以下であるとよい。
　単線ワイヤでベルト層７を構成するにあたって、図２（ａ）に示すように、単線ワイヤを１本ずつ間隔をおいて配列してもよく、図２（ｂ）に示すように、複数本（図では２本）の単線ワイヤを引き揃えて、引き揃えた複数本ごとに間隔をおいて配列してもよい。このとき、単線ワイヤ同士の間隔（引き揃えた複数本ごとの間隔）は、例えば０．３０ｍｍ～１．８０ｍｍに設定することが好ましい。
　単線ワイヤは、上述の素線径を満たしていれば、具体的な構造は特に限定されない。例えば、ワイヤ軸廻りに捩じりを加えた単線ワイヤ（捩じり単線）、断面偏平形状の単線ワイヤ（偏平単線）、螺旋状に型付けした単線ワイヤ（スパイラル単線）、平面波形状に型付けした単線ワイヤ（２次元波付け単線）など、空気入りタイヤに用いることができる各種単線ワイヤを採用することができる。
　単線ワイヤの単位質量（ｇ／ｍ）と単線ワイヤの長手方向と直交する向きの幅５０ｍｍ当たりの単線ワイヤの打ち込み本数（本／５０ｍｍ）との積をワイヤ量と定義すると、このワイヤ量は好ましくは５０～２８０の範囲内であるとよい。これにより、ベルト層７の構造が良好になるので、耐久性を維持しながら操縦安定性を向上するには有利になる。ワイヤ量が５０未満であると、ベルト層７に占める単線ワイヤの割合が減少するため、操縦安定性が低下する虞がある。ワイヤ量が２８０を超えると、ベルトエッジセパレーションを発生させる虞がある。
　本発明では、ベルト補強層８を構成するベルト補強コードとして、２．０ｃＮ／ｄｔｅｘ負荷時の伸びが２．０％～４．０％、好ましくは２．６％～３．４％であるポリエステル繊維コードが使用される。ポリエステル繊維としては、ポリエチレンテレフタレート繊維（ＰＥＴ繊維）を例示することができる。なお、本発明において、２．０ｃＮ／ｄｔｅｘ負荷時の伸びは、ＪＩＳ‐Ｌ１０１７の「化学繊維タイヤコード試験方法」に準拠し、つかみ間隔２５０ｍｍ、引張速度３００±２０ｍｍ／分の条件にて引張試験を実施し、２．０ｃＮ／ｄｔｅｘ負荷時に測定される試料コードの伸び率（％）である。
　上記空気入りタイヤにおいて、図３に示すように、ベルト補強層８のタイヤ幅方向の端末Ｅcは、タイヤ赤道ＣＬの両側において、内側ベルト層７Ａのタイヤ幅方向の端末Ｅb1と外側ベルト層７Ｂのタイヤ幅方向の端末Ｅb2との間に配置されている。即ち、ベルト補強層８のタイヤ幅方向の端末Ｅcは、外側ベルト層７Ｂの端末Ｅb2からタイヤ幅方向外側に突き出すように配置されると共に、内側ベルト層７Ａの端末Ｅb1に到達せずに該端末よりもタイヤ幅方向内側に配置される。その際、内側ベルト層７Ａの両端末Ｅb1間の幅Ｗb1が最も広く、次いでベルト補強層８の両端末Ｅc間の幅Ｗcが広く、外側ベルト層７Ｂの両端末Ｅb2間の幅Ｗb2が最も狭くなっている。特に、ベルト補強層８の端末Ｅcは、タイヤ赤道ＣＬの両側において、内側ベルト層７Ａの端末Ｅb1と外側ベルト層７Ｂの端末Ｅb2の中間位置の近傍に配置されていることが好ましい。なお、外側ベルト層７Ｂの端末Ｅb2からタイヤ幅方向外側に突出したベルト補強層８の突出部は、タイヤ径方向に沿って屈曲し、内側ベルト層７Ａに隣接している。
　このように、特定の素線径の単線ワイヤからなるベルト層７と特定の物性を有する有機繊維コードからなるベルト補強層８を組み合わせて用いることで、本発明の空気入りタイヤは、耐久性を維持しながら、通常走行時及びサーキット走行時の操縦安定性を向上することができる。即ち、ベルト補強層８において、上述の物性を有して剛性の高いポリエチレンテレフタレート繊維（ＰＥＴ繊維）を用いることで、通常走行時の操縦安定性を向上することができる。また、このベルト補強層８により高速走行時のベルト端部のせり上がりが効果的に抑制できるので、高速耐久性を向上することもできる。一方で、ベルト層７においては、上述の単線ワイヤを用いることで、ベルトコード７ｃの伸びを抑制し、また、ベルト層７を薄くすることができるため、サーキット走行のような超高速走行時であっても発熱を抑制することができる。そのため、ベルト補強層８（ＰＥＴ繊維コード）の弾性率（剛性）の低下を防止することができ、超高速走行時の操縦安定性を良好に確保することができる。更には、ベルト補強層８の端末Ｅcが内側ベルト層７Ａの端末Ｅb1と外側ベルト層７Ｂの端末Ｅb2との間に配置されていることで、外側ベルト層７Ｂのタイヤ幅方向の端部での応力集中を抑制することができると共に、ベルト補強層８と内側ベルト層７Ａとの間でのせん断応力を抑制できるため、ベルトエッジセパレーションに対する耐久性を改善することができる。
　このとき、ベルト層７を構成するベルトコードとして単線ワイヤではなく撚りコードが用いられると、ベルトコードに撚り構造に起因する伸びが生じる可能性があり、また、ベルト層７の薄肉化が達成できないため、上述の効果を得ることができない。単線ワイヤの素線径が０．３０ｍｍ未満であると、単線ワイヤが細すぎてワイヤ自体の耐久性が十分に確保できず、操縦安定性が低下する傾向がある。単線ワイヤの素線径が０．４５ｍｍを超えると、従来の撚りコードを用いた場合に比べて、ベルト層７を充分に薄くすることができず、また、セパレーションが生じ易くなる。また、ベルト補強層８を構成する有機繊維コードの２．０ｃＮ／ｄｔｅｘ負荷時の伸びが２．０％未満であると、剛性が高すぎるため、ベルト層７とベルト補強層８との間でせん断応力が大きくなり、セパレーションに対する耐久性が低下する。ベルト補強層８を構成する有機繊維コードの２．０ｃＮ／ｄｔｅｘ負荷時の伸びが４．０％を超えると、ベルト補強層８の剛性が低くなり、良好な操縦安定性を得ることが難しくなる。
　また、ベルト補強層８の端末Ｅcが内側ベルト層７Ａの端末Ｅb1よりもタイヤ幅方向外側にあると、ベルト補強層８と内側ベルト層７Ａとの間でせん断応力が発生し、セパレーションが生じ易くなる。一方、ベルト補強層８の端末Ｅcが外側ベルト層７Ｂの端末Ｅb2よりもタイヤ幅方向内側にあると、外側ベルト層７Ｂのタイヤ幅方向の端部に応力が集中し、内側ベルト層７Ａと外側ベルト層７Ｂの層間でセパレーションが生じ易くなる。
　上記空気入りタイヤにおいて、ベルト補強層８の幅Ｗcと内側ベルト層７Ａの幅Ｗb1と外側ベルト層７Ｂの幅Ｗb2とは、０．２０≦（Ｗc－Ｗb2）／（Ｗb1－Ｗb2）≦０．８０の関係を満たすことが好ましく、０．４０≦（Ｗc－Ｗb2）／（Ｗb1－Ｗb2）≦０．６０の関係を満たすことがより好ましい。上記関係式による算出値がゼロに近いほど、ベルト補強層８の端末Ｅcが外側ベルト層７Ｂの端末Ｅb2に近接していることを意味し、上記関係式による算出値が１．０に近いほど、ベルト補強層８の端末Ｅcが内側ベルト層７Ａの端末Ｅb1に近接していることを意味する。ベルト補強層８と内側ベルト層７Ａと外側ベルト層７Ｂにおいて上記関係を満たすように設定することで、外側ベルト層７Ｂのタイヤ幅方向の端部での応力集中を抑制することができると共に、ベルト補強層８と内側ベルト層７Ａとの間でのせん断応力を抑制できるため、ベルトエッジセパレーションをより効果的に防止することができる。
　なお、内側ベルト層７Ａのタイヤ幅方向の両端末Ｅb1間の幅Ｗb1、外側ベルト層７Ｂのタイヤ幅方向の両端末Ｅb2間の幅Ｗb2及びベルト補強層８のタイヤ幅方向の両端末Ｅc間の幅Ｗcは、タイヤのトレッド部を剥がし、タイヤ周上を均等に３等分した３箇所において、それぞれ測定した各部材の幅［ｍｍ］の平均値である。
　ここで、ベルト補強層８の端末Ｅcが内側ベルト層７Ａの端末Ｅb1に近い場合、即ち、上記関係式による算出値が０．８０よりも大きい場合、ベルト補強層８と内側ベルト層７Ａとの間でせん断応力が発生し、セパレーションが生じる傾向がある。一方、ベルト補強層８の端末Ｅcが外側ベルト層７Ｂの端末Ｅb2に近い場合、即ち、上記関係式による算出値が０．２０よりも小さい場合、外側ベルト層７Ｂのタイヤ幅方向の端部に応力が集中し、内側ベルト層７Ａと外側ベルト層７Ｂの層間でセパレーションが生じる傾向がある。
　上述のような物性を有するベルト補強コード（ＰＥＴ繊維コード）を得るために、例えばディップ処理を適正化すると良い。つまり、カレンダー工程に先駆けて、ベルト補強コード（ＰＥＴ繊維コード）には接着剤のディップ処理が行われるが、２浴処理後のノルマライズ工程において、雰囲気温度を２１０℃～２５０℃の範囲内に設定し、コード張力を２．２×１０-2Ｎ／ｔｅｘ～６．７×１０-2Ｎ／ｔｅｘの範囲に設定することが好ましい。これにより、ベルト補強コード（ＰＥＴ繊維コード）に上述のような所望の物性を付与することができる。ノルマライズ工程におけるコード張力が２．２×１０-2Ｎ／ｔｅｘよりも小さいとコード弾性率が低くなり、操縦安定性が低下し、逆に６．７×１０-2Ｎ／ｔｅｘよりも大きいとコード弾性率が高くなり、セパレーションが発生しやすくなる。
　上述した空気入りタイヤでは、ベルト補強層８が単層である例を示したが、これに限定されるものではなく、ベルト補強層８を複数層で構成することもできる。その場合、外側ベルト層７Ｂの全域を覆うベルト補強層８のうち最大幅の層を対象として、該層のタイヤ幅方向の端末Ｅcに対して上述した本発明の構造を適用するものとする。
　タイヤサイズが２３５／４０Ｒ１８であり、図１に例示する基本構造を有し、ベルト層を構成するベルトコードの構造、素線径（コード径）、ベルト補強層を構成する有機繊維コードに用いられた有機繊維の種類、有機繊維コードの２．０ｃＮ／ｄｔｅｘ負荷時の伸び、ベルト層とベルト補強層の幅の関係を、表１のように異ならせた従来例１、比較例１～４、実施例１～４のタイヤを製作した。
　いずれの例においても、ベルト補強層は、１本の有機繊維コード（ナイロン６６繊維コード又はＰＥＴ繊維コード）を引き揃えてコートゴムで被覆してなるストリップをタイヤ周方向に螺旋状に巻回したジョイントレス構造を有している。ストリップにおけるコード打ち込み密度は５０本／５０ｍｍである。また、有機繊維コード（ナイロン６６繊維コード又はＰＥＴ繊維コード）は、従来例１については１４００ｄｔｅｘ／２の構造を有し、他の例は１１００ｄｔｅｘ／２の構造を有する。また、比較例１～４と実施例１～４においては、ベルト層の幅（Ｗb1，Ｗb2）は同じである一方で、ベルト補強層の幅（Ｗc）を異ならせている。
　表１の「有機繊維の種類」の欄については、ナイロン６６繊維コードの場合を「Ｎ６６」、ＰＥＴ繊維コードの場合を「ＰＥＴ」と表示した。また、表１の「ベルト層とベルト補強層の幅の関係」の欄については、式（Ｗc－Ｗb2）／（Ｗb1－Ｗb2）による算出値を表示した。その比較例１の算出値（１．１０）は、ベルト補強層の端末位置が内側ベルト層の端末位置よりもタイヤ幅方向外側にあることを意味し、比較例２の算出値（－０．１０）は、ベルト補強層の端末位置が外側ベルト層の端末位置よりもタイヤ幅方向内側にあることを意味する。
　これら試験タイヤについて、下記の評価方法により、通常走行時の操縦安定性、サーキット走行時の操縦安定性、タイヤ耐久性を評価し、その結果を表１に併せて示した。
　操縦安定性（通常走行時、サーキット走行時）：
　各試験タイヤをリムサイズ１８×８Ｊのホイールに組み付けて、試験車両（排気量３０００ｃｃ）に装着し、空気圧を２３０ｋＰａに設定し、速度３０ｋｍ／ｈ～１００ｋｍ／ｈ（通常走行時）、速度１００ｋｍ／ｈ～２７０ｋｍ／ｈ（サーキット走行時）の２通りの条件で、操縦安定性について舗装路からなるテストコースにて５名のテストドライバーによる官能評価を行った。評価結果はそれぞれ従来例１の結果を３点（基準）とする５点法で採点し、５名のテストドライバーの点数の平均値を示した。この点数が大きいほど高速走行時の操縦安定性が優れていることを意味する。
　タイヤ耐久性：
　各試験タイヤをリムサイズ１８×８Ｊのホイールに組み付けて、内圧２３０ｋＰａで酸素を封入し、室温６０℃に保持されたチャンバー内に２週間保持した後、内部の酸素を解放し、内圧１６０ｋＰａで空気を充填した。この前処理を施した試験タイヤを、ドラム表面が平滑な鋼製で直径１７０７ｍｍのドラム試験機を用いて、周辺温度３８±３℃、走行速度５０ｋｍ／ｈｒ、スリップ角０±３°、最大荷重の７０±４０％の変動条件下で、荷重とスリップ角を０．０８３Ｈｚの矩形波で変動させて、１００時間、５０００ｋｍ走行させた。走行後にタイヤを切開し、ベルト幅方向端部における幅方向へのセパレーション長さ［ｍｍ］を測定した。評価結果は、測定値の逆数を用い、従来例１を１００とする指数にて示した。この指数値が大きいほどセパレーション長さが小さく、ベルトエッジセパレーションに対する耐久性に優れることを意味する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　表１から判るように、実施例１～４のタイヤは、基準となる従来例１との対比において、タイヤ耐久性を維持しながら、通常走行時の操縦安定性とサーキット走行時の操縦安定性を向上し、これら性能を高度に両立した。
　一方、比較例１は、ベルト補強層の端末位置が内側ベルト層の端末位置よりもタイヤ幅方向外側にあったため、ベルト補強層と内側ベルト層との間でせん断応力が発生し、セパレーションが生じたことで、タイヤ耐久性が低下した。比較例２は、ベルト補強層の端末位置が外側ベルト層の端末位置よりもタイヤ幅方向内側にあったため、外側ベルト層のタイヤ幅方向の端部に応力が集中し、内側ベルト層と外側ベルト層の層間でセパレーションが生じたことで、タイヤ耐久性が低下した。比較例３は、２．０ｃＮ／ｄｔｅｘ負荷時の伸びが小さく、ベルト補強層の剛性が高過ぎたため、ベルト層とベルト補強層との間でセパレーションが生じ、タイヤ耐久性が低下した。比較例４は、２．０ｃＮ／ｄｔｅｘ負荷時の伸びが大きく、ベルト補強層の剛性が低過ぎたため、通常走行時の操縦安定性とサーキット走行時の操縦安定性が低下した。
１　トレッド部
２　サイドウォール部
３　ビード部
４　カーカス層
５　ビードコア
６　ビードフィラー
７　ベルト層
７Ａ　内側ベルト層
７Ｂ　外側ベルト層
７ｃ　ベルトコード
８　ベルト補強層
ＣＬ　タイヤ赤道
Ｅ　端末
Ｗ　幅

Claims (3)

  1. 　タイヤ周方向に延在して環状をなすトレッド部と、該トレッド部の両側に配置された一対のサイドウォール部と、これらサイドウォール部のタイヤ径方向内側に配置された一対のビード部とを備えると共に、前記一対のビード部間にカーカス層が装架され、前記トレッド部における前記カーカス層の外周側に配置された２層のベルト層と、前記ベルト層の外周側に配置されたベルト補強層とを有する空気入りタイヤにおいて、
    　前記ベルト層を構成するベルトコードが、素線径が０．３０ｍｍ以上０．４５ｍｍ以下である単線ワイヤであり、
    　前記ベルト補強層を構成するベルト補強コードがポリエチレンテレフタレート繊維からなる有機繊維コードであり、前記ベルト補強コードの２．０ｃＮ／ｄｔｅｘ負荷時の中間伸度が２．０％～４．０％であり、
    　前記ベルト補強層のタイヤ幅方向の端末が前記ベルト層のうちタイヤ径方向内側に位置する内側ベルト層のタイヤ幅方向の端末と前記ベルト層のうちタイヤ径方向外側に位置する外側ベルト層のタイヤ幅方向の端末との間に配置されていることを特徴とする空気入りタイヤ。
  2. 　前記ベルト補強層のタイヤ幅方向の両端末間の幅Ｗcと前記内側ベルト層のタイヤ幅方向の両端末間の幅Ｗb1と前記外側ベルト層のタイヤ幅方向の両端末間の幅Ｗb2とが０．２０≦（Ｗc－Ｗb2）／（Ｗb1－Ｗb2）≦０．８０の関係を満たすことを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤ。
  3. 　前記ベルト補強層のタイヤ幅方向の両端末間の幅Ｗcと前記内側ベルト層のタイヤ幅方向の両端末間の幅Ｗb1と前記外側ベルト層のタイヤ幅方向の両端末間の幅Ｗb2とが０．４０≦（Ｗc－Ｗb2）／（Ｗb1－Ｗb2）≦０．６０の関係を満たすことを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤ。
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