(57)【要約】【課題】軽量化とプランジャー強度の両立を図ることを可能にした空気入りタイヤを提供する。【解決手段】内側ベルト層７ｉと外側ベルト層７ｏとの間で交差するコードにより形成される第１菱形部Ｘ１の空隙面積ＳＢ（ｍｍ2）が０．１＜ＳＢ＜１．６０の範囲にあり、カーカス層４と内側ベルト層７ｉとの間で交差するコードにより形成される第２菱形部Ｘ２の空隙面積ＳＣ（ｍｍ2）が０．１５＜ＳＣ＜１．４６の範囲にあり、内側ベルト層７ｉと外側ベルト層７ｏとの間のコード間ゲージをＧＢ（ｍｍ）としたとき、ＰＢ＝１／（ＳＢ×ＧＢ）により算出される第１プランジャー耐力係数ＰＢが０．８５＜ＰＢ＜９．８５の範囲にあり、カーカス層４と内側ベルト層７ｉとの間のコード間ゲージをＧＣ（ｍｍ）としたとき、ＰＣ＝１／（ＳＣ×ＧＣ）により算出される第２プランジャー耐力係数ＰＣが０．９５＜ＰＣ＜６．６０の範囲にある。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項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、該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内側ベルト層及び外側ベルト層が積層された空気入りタイヤにおいて、
前記内側ベルト層と前記外側ベルト層との間で交差するコードにより形成される第１菱形部の空隙面積ＳＢ（ｍｍ2）が０．１０＜ＳＢ＜１．６０の範囲にあり、
前記カーカス層と前記内側ベルト層との間で交差するコードにより形成される第２菱形部の空隙面積ＳＣ（ｍｍ2）が０．１５＜ＳＣ＜１．４６の範囲にあり、
前記内側ベルト層と前記外側ベルト層との間のコード間ゲージをＧＢ（ｍｍ）としたとき、ＰＢ＝１／（ＳＢ×ＧＢ）により算出される第１プランジャー耐力係数ＰＢが０．８５＜ＰＢ＜９．８５の範囲にあり、
前記カーカス層と前記内側ベルト層との間のコード間ゲージをＧＣ（ｍｍ）としたとき、ＰＣ＝１／（ＳＣ×ＧＣ）により算出される第２プランジャー耐力係数ＰＣが０．９５＜ＰＣ＜６．６０の範囲にあることを特徴とする空気入りタイヤ。
【請求項２】
前記内側ベルト層と前記外側ベルト層との間のコード間ゲージＧＢが０．９０ｍｍ〜１．３０ｍｍの範囲にあり、前記カーカス層と前記内側ベルト層との間のコード間ゲージＧＣが０．８０ｍｍ〜１．１０ｍｍの範囲にあることを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤ。
【請求項３】
前記内側ベルト層及び前記外側ベルト層のタイヤ周方向に対するコード角度がそれぞれ１５°〜３５°の範囲にあり、前記カーカス層のタイヤ周方向に対するコード角度が８０°〜９０°の範囲にある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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トレッド部におけるカーカス層の外周側に積層された内側ベルト層及び外側ベルト層を備えた空気入りタイヤに関し、更に詳しくは、軽量化とプランジャー強度の両立を可能にした空気入りタイヤに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動車の燃費を向上させるために、タイヤ質量の低減に対する要求が益々高まっている。このような要求に応えるために、空気入りタイヤの補強部材であるベルト層やカーカス層の軽量化が必要とされている。しかしながら、タイヤ質量の低減のためにベルト層やカーカス層を構成するスチールコードやテキスタイルコードの打ち込み本数を減らした場合、プランジャー強度が低下することになる。
【０００３】
プランジャー強度（例えば、特許文献１〜３参照）とは、空気が充填された空気入りタイヤのトレッド部をプランジャーでタイヤ径方向内側に向かって押し込み、空気入りタイヤが破壊する直前のプランジャー押し込み力と移動距離とから算出されるタイヤの破壊エネルギーを意味し、特にエクストラロードのタイヤではプランジャー強度を十分に確保することが求められている。
【０００４】
このような状況に鑑みて、空気入りタイヤにおいて、軽量化を図りながらプランジャー強度を十分に確保することを可能にする手法が求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−２５７１８号公報
【特許文献２】特開２０１１−５１４９７号公報
【特許文献３】特開２０１５−２０９０５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、軽量化とプランジャー強度の両立を図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。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
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、該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内側ベルト層及び外側ベルト層が積層された空気入りタイヤにおいて、
前記内側ベルト層と前記外側ベルト層との間で交差するコードにより形成される第１菱形部の空隙面積ＳＢ（ｍｍ2）が０．１０＜ＳＢ＜１．６０の範囲にあり、
前記カーカス層と前記内側ベルト層との間で交差するコードにより形成される第２菱形部の空隙面積ＳＣ（ｍｍ2）が０．１５＜ＳＣ＜１．４６の範囲にあり、
前記内側ベルト層と前記外側ベルト層との間のコード間ゲージをＧＢ（ｍｍ）としたとき、ＰＢ＝１／（ＳＢ×ＧＢ）により算出される第１プランジャー耐力係数ＰＢが０．８５＜ＰＢ＜９．８５の範囲にあり、
前記カーカス層と前記内側ベルト層との間のコード間ゲージをＧＣ（ｍｍ）としたとき、ＰＣ＝１／（ＳＣ×ＧＣ）により算出される第２プランジャー耐力係数ＰＣが０．９５＜ＰＣ＜６．６０の範囲にあることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明者は、空気入りタイヤの補強部材の構造とプランジャー強度との関係について鋭意研究した結果、内側ベルト層と外側ベルト層との間で交差するコードにより形成される第１菱形部の空隙面積ＳＢ、及び、カーカス層と内側ベルト層との間で交差するコードにより形成される第２菱形部の空隙面積ＳＣを小さくすることにより、プランジャー強度が増大し、また、内側ベルト層と外側ベルト層との間のコード間ゲージＧＢ、及び、カーカス層と内側ベルト層との間のコード間ゲージＧＣを小さくすることにより、プランジャー強度が増大することを知見し、本発明に至ったのである。
【０００９】
即ち、本発明では、第１菱形部の空隙面積ＳＢ、第２菱形部の空隙面積ＳＣ、ＰＢ＝１／（ＳＢ×ＧＢ）により算出される第１プランジャー耐力係数ＰＢ、及び、ＰＣ＝１／（ＳＣ×ＧＣ）により算出される第２プランジャー耐力係数ＰＣを所定の範囲に設定することにより、軽量化を阻害することなく、プランジャー強度を増大させることができる。
【００１０】
本発明において、内側ベルト層と外側ベルト層との間のコード間ゲージＧＢは０．９０ｍｍ〜１．３０ｍｍの範囲にあり、カーカス層と内側ベルト層との間のコード間ゲージＧＣは０．８０ｍｍ〜１．１０ｍｍの範囲にあることが好ましい。また、内側ベルト層及び外側ベルト層のタイヤ周方向に対するコード角度はそれぞれ１５°〜３５°の範囲にあり、カーカス層のタイヤ周方向に対するコード角度は８０°〜９０°の範囲にあることが好ましい。これにより、プランジャー強度と空気入りタイヤの軽量化をより高い次元で両立することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態からなる空気入りタイヤを示す子午線断面図である。
【図２】本発明の空気入りタイヤにおけるカーカス層、内側ベルト層及び外側ベルト層を抽出して示す展開図である。
【図３】内側ベルト層及び外側ベルト層のコードを抽出して示す平面図である。
【図４】内側ベルト層及び外側ベルト層を抽出して示す断面図である。
【図５】内側ベルト層及びカーカス層のコードを抽出して示す平面図である。
【図６】内側ベルト層及びカーカス層を抽出して示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
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は本発明の実施形態からなる空気入りタイヤを示し、図２〜図６はその要部を示すものである。
【００１３】
図１に示すように、本実施形態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１と、該トレッド部１の両側に配置された一対のサイドウォール部２，２と、これらサイドウォール部２のタイヤ径方向内側に配置された一対のビード部３，３とを備えている。
【００１４】
一対のビード部３，３間には１層のカーカス層４が装架されている。このカーカス層４は、タイヤ径方向に延びる複数本のカーカスコードＣ（図２参照）を含み、各ビード部３に配置されたビードコア５の廻りにタイヤ内側から外側へ巻き上げられている。カーカスコードＣとしては、ポリエステル等の有機繊維コードが好ましく使用される。ビードコア５の外周上には断面三角形状のゴム組成物からなるビードフィラー６が配置されている。
【００１５】
一方、トレッド部１におけるカーカス層４の外周側には複数層のベルト層７が埋設されている。ベルト層７は、タイヤ径方向内側に位置してカーカス層４に隣接する内側ベルト層７ｉと、タイヤ径方向外側に位置して内側ベルト層７ｉに隣接する外側ベルト層７ｏとを含んでいる。これら内側ベルト層７ｉ及び外側ベルト層７ｏは、それぞれタイヤ周方向に対して傾斜する複数本のベルトコードＢｉ，Ｂｏ（図２参照）を含み、かつ層間でベルトコードＢｉ，Ｂｏが互いに交差するように配置されている。ベルト層７のタイヤ周方向に対するコード角度は例えば１５°〜３５°の範囲に設定されている。ベルト層７を構成するベルトコードＢｉ，Ｂｏとしては、スチールコードが好ましく使用される。
【００１６】
ベルト層７の外周側には、高速耐久性の向上を目的として、必要に応じて、バンドコードをタイヤ周方向に対して例えば５°以下の角度で配列してなる少なくとも１層のベルト補強層８が配置されている。ベルト補強層８は少なくとも１本のバンドコードを引き揃えてゴム被覆してなるストリップ材をタイヤ周方向に連続的に巻回したジョイントレス構造とすることが望ましい。ベルト補強層８を構成するバンドコードとしては、ナイロンやポリエステルやアラミド等の有機繊維コードが好ましく使用される。
【００１７】
上述のような補強構造を有する空気入りタイヤにおいて、内側ベルト層７ｉと外側ベルト層７ｏとの間で交差するコードＢｉ，Ｂｏは平面視において第１菱形部Ｘ１（図３参照）を形成し、カーカス層４と内側ベルト層７ｉとの間で交差するコードＣ，Ｂｉは平面視において第２菱形部Ｘ２（図５参照）を形成している。そして、第１菱形部Ｘ１の空隙面積ＳＢ（ｍｍ2）は０．１０＜ＳＢ＜１．６０の範囲に設定され、第２菱形部Ｘ２の空隙面積ＳＣ（ｍｍ2）が０．１５＜ＳＣ＜１．４６の範囲に設定されている。なお、第１菱形部Ｘ１の空隙面積ＳＢ及び第２菱形部Ｘ２の空隙面積ＳＣはそれぞれタイヤ中心位置ＣＬ上にある第１菱形部Ｘ１及び第２菱形部Ｘ２において測定される値である。
【００１８】
更に、内側ベルト層７ｉと外側ベルト層７ｏとの間のコード間ゲージ（ベルトコードＢｉの中心位置とベルトコードＢｏの中心位置との間のゲージ）をＧＢ（ｍｍ）としたとき（図４参照）、ＰＢ＝１／（ＳＢ×ＧＢ）により算出される第１プランジャー耐力係数ＰＢ（１／ｍｍ3）は０．８５＜ＰＢ＜９．８５の範囲に設定され、カーカス層４と内側ベルト層７ｉとの間のコード間ゲージ（カーカスコードＣの中心位置とベルトコードＢｉの中心位置との間のゲージ）をＧＣ（ｍｍ）としたとき（図６参照）、ＰＣ＝１／（ＳＣ×ＧＣ）により算出される第２プランジャー耐力係数ＰＣ（１／ｍｍ3）は０．９５＜ＰＣ＜６．６０の範囲に設定されている。なお、図４及び図６では、コード間ゲージＧＢ，Ｇｃの理解を容易にするために、便宜上、上層側のコードと下層側のコードとが互いに平行であるように描写されているが、実際には上層側のコードと下層側のコードとが互いに交差する関係にある。コード間ゲージＧＢ，ＧＣそれぞれタイヤ中心位置ＣＬにおいて測定される値である。
【００１９】
このように構成される空気入りタイヤでは、第１菱形部Ｘ１の空隙面積ＳＢ、第２菱形部Ｘ２の空隙面積ＳＣ、ＰＢ＝１／（ＳＢ×ＧＢ）により算出される第１プランジャー耐力係数ＰＢ、及び、ＰＣ＝１／（ＳＣ×ＧＣ）により算出される第２プランジャー耐力係数ＰＣを上記範囲に設定することにより、軽量化とプランジャー強度の両立を図ることが可能になる。
【００２０】
ここで、内側ベルト層７ｉと外側ベルト層７ｏとの間で交差するコードＢｉ，Ｂｏにより形成される第１菱形部Ｘ１の空隙面積ＳＢが０．１０ｍｍ2以下であると軽量化の効果が低減し、逆に１．６０ｍｍ2以上であるとプランジャー強度が不十分になる。特に、第１菱形部Ｘ１の空隙面積ＳＢ（ｍｍ2）は０．１４≦ＳＢ≦０．８５の範囲にあると良い。
【００２１】
カーカス層４と内側ベルト層７ｉとの間で交差するコードＣ，Ｂｉにより形成される第２菱形部Ｘ２の空隙面積ＳＣが０．１５ｍｍ2以下であると軽量化の効果が低減し、逆に１．４６ｍｍ2以上であるとプランジャー強度が低下する。特に、第２菱形部Ｘ２の空隙面積ＳＣ（ｍｍ2）は０．２０≦ＳＣ≦０．８５の範囲にあると良い。
【００２２】
第１プランジャー耐力係数ＰＢが０．８５以下であるとプランジャー強度が低下し、逆に９．８５以上であると内側ベルト層７ｉと外側ベルト層７ｏとの間に生じるせん断応力により層間セパレーションを生じ易くなる。特に、第１プランジャー耐力係数ＰＢ（１／ｍｍ3）は１．０５≦ＰＢ≦６．８０の範囲にあると良い。
【００２３】
第２プランジャー耐力係数ＰＣが０．９５以下であるとプランジャー強度が低下し、逆に６．６０以上であるとカーカス層４と内側ベルト層７ｉとの間に生じるせん断応力により層間セパレーションを生じ易くなる。特に、第２プランジャー耐力係数ＰＣ（１／ｍｍ3）は１．０５≦ＰＣ≦４．９５の範囲にあると良い。
【００２４】
上記空気入りタイヤにおいて、内側ベルト層７ｉと外側ベルト層７ｏとの間のコード間ゲージＧＢは０．９０ｍｍ〜１．３０ｍｍの範囲にあり、カーカス層４と内側ベルト層７ｉとの間のコード間ゲージＧＣは０．８０ｍｍ〜１．１０ｍｍの範囲にあると良い。これにより、プランジャー強度と空気入りタイヤの軽量化をより高い次元で両立することができる。コード間ゲージＧＢ，ＧＣが下限値よりも小さいと層間セパレーションを生じ易くなり、逆に上限値よりも大きいと軽量化の効果が低減すると共にプランジャー強度が低下する要因となる。なお、ベルトコードＢｉ，Ｂｏは、コード径が０．４０ｍｍ〜０．８０ｍｍの範囲にあり、断面積が０．１０ｍｍ2〜０．２８ｍｍ2の範囲にあると良い。また、カーカスコードＣは、コード径が０．５０ｍｍ〜０．８０ｍｍの範囲にあり、総繊度が１１００ｄｔｅｘ〜２２００ｄｔｅｘの範囲にあると良い。
【００２５】
また、内側ベルト層７ｉ及び外側ベルト層７ｏのタイヤ周方向に対するコード角度θｉ，θｏはそれぞれ１５°〜３５°の範囲、より好ましくは、２０°〜３０°の範囲にあり、カーカス層４のタイヤ周方向に対するコード角度θは８０°〜９０°の範囲にあると良い。これにより、プランジャー強度と空気入りタイヤの軽量化をより高い次元で両立することができる。ここで、コード角度θｉ，θｏが１５°よりも小さいと第１菱形部Ｘ１の空隙面積ＳＢ又は第２菱形部Ｘ２の空隙面積ＳＣが大きくなるためプランジャー強度が低下する要因となり、逆に３５°よりも大きいとベルト層７としての機能が低下する。
【実施例】
【００２６】
タイヤサイズ１９５／６５Ｒ１５で、トレッド部と一対のサイドウォール部と一対のビード部とを備え、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内側ベルト層及び外側ベルト層が積層された空気入りタイヤにおいて、内側ベルト層及び外側ベルト層のタイヤ周方向に対するコード角度θｉ，θｏ、内側ベルト層と外側ベルト層との間のコード間ゲージＧＢ、内側ベルト層と外側ベルト層との間で交差するコードにより形成される第１菱形部の空隙面積ＳＢ、第１プランジャー耐力係数ＰＢ［ＰＢ＝１／（ＳＢ×ＧＢ）］、カーカス層と内側ベルト層との間のコード間ゲージＧＣ、カーカス層と内側ベルト層との間で交差するコードにより形成される第２菱形部の空隙面積ＳＣ（ｍｍ2）、第２プランジャー耐力係数ＰＣ［ＰＣ＝１／（ＳＣ×ＧＣ）］を表１のように設定した基準例１、実施例１〜６及び比較例１〜２のタイヤを製作した。なお、カーカス層を構成するカーカスコードとしては、コード径が０．６８ｍｍであり、繊度が１６７０ｄｔｅｘ／２であるポリエステルコードを使用した。カーカス層のタイヤ周方向に対するコード角度θは９０°である。内側ベルト層及び外側ベルト層を構成するベルトコードとしては、コード構造が１×２×０．３０ｍｍであり、コード径が０．６ｍｍであり、断面積が０．１４ｍｍ2であるスチールコードを使用した。
【００２７】
これら基準例１、実施例１〜６及び比較例１〜２のタイヤについて、下記試験方法により、タイヤ質量、プランジャー強度、耐セパレーション性を評価し、その結果を表１に併せて示した。
【００２８】
タイヤ質量：
各試験タイヤの質量を測定し、基準例１を１００とする指数にて示した。この指数値が小さいほど軽量であることを意味する。
【００２９】
プランジャー強度：
各試験タイヤをリムサイズ１５×６ＪＪのホイールに組み付けて、空気圧を２００ｋＰａとし、試験タイヤのトレッド部をプランジャーでタイヤ径方向内側に向かって押し込み、空気入りタイヤが破壊する直前のプランジャー押し込み力と移動距離とから算出される破壊エネルギーを求めた。評価結果は、基準例１を１００とする指数にて示した。この指数値が大きいほどプランジャー強度が高いことを意味する。
【００３０】
耐セパレーション性：
各試験タイヤをリムサイズ１５×６ＪＪのホイールに組み付けてドラム試験機に装着し、空気圧を１７０ｋＰａとし、初期荷重をＪＡＴＭＡ規定荷重の８０％とし、速度を５０ｋｍ／ｈとする条件にて走行試験を開始し、４時間毎に荷重を１０％増加させ、ベルト層にセパレーション故障が発生するまでの走行距離を測定した。評価結果は、基準例１を１００とする指数にて示した。この指数値が大きいほど耐セパレーション性が優れていることを意味する。
【００３１】
【表１】
2020006722.tif 000003
【００３２】
表１から判るように、実施例１〜６のタイヤは、基準例１との対比において、軽量化とプランジャー強度を両立することができた。一方、比較例１のタイヤは、軽量化とプランジャー強度の両立は可能であったものの、耐セパレーション性が悪化し、実用上問題があった。また、比較例２のタイヤは、プランジャー強度が大幅に低下していた。
【００３３】
次に、タイヤサイズ１９５／６５Ｒ１５で、トレッド部と一対のサイドウォール部と一対のビード部とを備え、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内側ベルト層及び外側ベルト層が積層された空気入りタイヤにおいて、内側ベルト層及び外側ベルト層のタイヤ周方向に対するコード角度θｉ，θｏ、内側ベルト層と外側ベルト層との間のコード間ゲージＧＢ、内側ベルト層と外側ベルト層との間で交差するコードにより形成される第１菱形部の空隙面積ＳＢ、第１プランジャー耐力係数ＰＢ［ＰＢ＝１／（ＳＢ×ＧＢ）］、カーカス層と内側ベルト層との間のコード間ゲージＧＣ、カーカス層と内側ベルト層との間で交差するコードにより形成される第２菱形部の空隙面積ＳＣ（ｍｍ2）、第２プランジャー耐力係数ＰＣ［ＰＣ＝１／（ＳＣ×ＧＣ）］を表２のように設定した基準例１１、実施例１１〜１７及び比較例１１〜１２のタイヤを製作した。なお、カーカス層を構成するカーカスコードとしては、コード径が０．６８ｍｍであり、繊度が１６７０ｄｔｅｘ／２であるポリエステルコードを使用した。カーカス層のタイヤ周方向に対するコード角度θは９０°である。内側ベルト層及び外側ベルト層を構成するベルトコードとしては、コード構造が２＋２×０．２５ｍｍであり、コード径が０．６５ｍｍであり、断面積が０．２０ｍｍ2であるスチールコードを使用した。
【００３４】
これら基準例１１、実施例１１〜１７及び比較例１１〜１２のタイヤについて、上述の試験方法により、タイヤ質量、プランジャー強度、耐セパレーション性を評価し、その結果を表２に併せて示した。
【００３５】
【表２】
2020006722.tif 000004
【００３６】
表２から判るように、実施例１１〜１７のタイヤは、基準例１１との対比において、軽量化とプランジャー強度を両立することができた。一方、比較例１１のタイヤは、軽量化とプランジャー強度の両立は可能であったものの、耐セパレーション性が悪化し、実用上問題があった。また、比較例１２のタイヤは、プランジャー強度が大幅に低下していた。
【符号の説明】
【００３７】
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
７ｉ  内側ベルト層
７ｏ  外側ベルト層
８  ベルト補強層
Ｃ  カーカスコード
Ｂｉ，Ｂｏ  ベルトコード
【図１】
2020006722.tif 000005
【図２】
2020006722.tif 000006
【図３】
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【図４】
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【図５】
2020006722.tif 000009
【図６】
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