(57)【特許請求の範囲】
【請求項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のタイヤ径方向外側に1層以上のベルト層からなるベルト、トレッドを順に備えた、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0.24以下であり、
前記ベルト層のうちタイヤ径方向最内側のベルト層の端部よりタイヤ径方向内側であってタイヤ最大幅部よりタイヤ径方向外側、且つ前記最内側のベルト層の端部よりタイヤ幅方向外側の位置に、補強層を備え、
前記補強層は、タイヤ周方向に延びるコードからなり、前記コードのヤング率をY1(GPa)、打ち込み数をn1(本/50mm)、前記補強層の幅をd1(mm)とし、前記補強層の層数をm1(層)として、
X1=Y1×n1×d1×m1
と定義するとき、
9000≦X1≦18000
であることを特徴とする、空気入りラジアルタイヤ。
【請求項２】
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のタイヤ径方向外側に1層以上のベルト層からなるベルト、トレッドを順に備えた、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0.24以下であり、
前記ベルト層のうちタイヤ径方向最内側のベルト層の端部よりタイヤ径方向内側であってタイヤ最大幅部よりタイヤ径方向外側、且つ前記最内側のベルト層の端部よりタイヤ幅方向外側の位置に、補強層を備え、
前記補強層は、タイヤ周方向に傾斜して延びるコードからなる層の複数層からなり、
前記コードは隣接する層間で互いに交差し、
前記コードのヤング率の周方向成分をY2(GPa)、打ち込み数をn2(本/50mm)、前記補強層の幅をd2(mm)とし、前記補強層は、前記コードからなる層のm2層からなるものとし、
X2=Y2×n2×d2×m2
と定義するとき、
9000≦X2≦18000
であることを特徴とする空気入りラジアルタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気入りラジアルタイヤ、特に、電気自動車用タイヤの車両装着時における低燃費性、居住性を両立させ、タイヤの耐久性、耐偏磨耗性、及びコーナリングパワーを向上させた空気入りラジアルタイヤに関する。
【背景技術】
【０００２】
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ため、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、耐偏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。
【０００３】
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、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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平7−40706
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
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、さらに、耐久性、耐偏磨耗性、及び、コーナリングパワーの向上をも実現した空気入りラジアルタイヤを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
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低燃費性及び居住性の向上に極めて有効であることを見出した。
また、発明者は、さらに上記の比の下に規制したラジアルタイヤの、タイヤの耐久性、耐偏磨耗性、コーナリングパワーを向上させるべく鋭意検討を重ねたところ、上記の比の規制と共に、タイヤ構造の適切化を図ることにより、耐久性、耐偏磨耗性、コーナリングパワーを向上させることができることの新規知見を得た。
【０００７】
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のタイヤ径方向外側に1層以上のベルト層からなるベルト、トレッドを順に備えた、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0.24以下であり、
前記ベルト層のうちタイヤ径方向最内側のベルト層の端部よりタイヤ径方向内側であってタイヤ最大幅部よりタイヤ径方向外側、且つ前記最内側のベルト層の端部よりタイヤ幅方向外側の位置に、補強層を備え、
前記補強層は、タイヤ周方向に延びるコードからなり、前記コードのヤング率をY1(GPa)、打ち込み数をn1(本/50mm)、前記補強層の幅をd1(mm)とし、前記補強層の層数をm1(層)として、
X1=Y1×n1×d1×m1
と定義するとき、
9000≦X1≦18000
であることを特徴とする、空気入りラジアルタイヤ。
【０００８】
(2) 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のタイヤ径方向外側に1層以上のベルト層からなるベルト、トレッドを順に備えた、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0.24以下であり、
前記ベルト層のうちタイヤ径方向最内側のベルト層の端部よりタイヤ径方向内側であってタイヤ最大幅部よりタイヤ径方向外側、且つ前記最内側のベルト層の端部よりタイヤ幅方向外側の位置に、補強層を備え、
前記補強層は、タイヤ周方向に傾斜して延びるコードからなる層の複数層からなり、
前記コードは隣接する層間で互いに交差し、
前記コードのヤング率の周方向成分をY2(GPa)、打ち込み数をn2(本/50mm)、前記補強層の幅をd2(mm)とし、前記補強層は、前記コードからなる層のm2層からなるものとし、
X2=Y2×n2×d2×m2
と定義するとき、
9000≦X2≦18000
であることを特徴とする空気入りラジアルタイヤ。
【発明の効果】
【００１０】
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、低燃費性や車両の居住性に優れ、さらにタイヤの耐久性、耐偏磨耗性、コーナリングパワーを向上させた空気入りラジアルタイヤを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】タイヤの断面幅Wと外径Lを示す図である。
【図２】(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。
【図３】本発明の試験に用いたラジアルタイヤの概略断面図である。
【図４】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。
【図５】(a)タイヤの変形を模式的に示す図である。 (b)接地形状の変化の模式的に示す図である。
【図６】接地形状の変化について説明するための図である。
【図７】本発明の一実施形態に係る各ラジアルタイヤの概略断面図である。
【図８】(a)補強層を配置しない場合のサイド部付近のゴムの変形を示す図である。(b) 補強層を配置した場合のサイド部付近のゴムの変形を示す図である。
【図９】(a)タイヤの変形を模式的に示す図である。 (b)接地形状の変化の模式的に示す図である。
【図１０】補強層の配置位置や幅について説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の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、図1に示すように、ラジアルタイヤの断面幅Wに着目し、この断面幅Wを従前に比し狭くすることによって、図2に示すように、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を知見した。
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が大きくなるという問題がある。
【００１３】
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、図1に示す、ラジアルタイヤの外径Lに着目し、この外径L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、転がり抵抗値を低減させることができることを見出した。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知見した。
【００１４】
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の低減を図ることができる。
【００１５】
そこで、発明者は、空気抵抗値と転がり抵抗値について、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。
【００１６】
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、空気抵抗値と転がり抵抗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試験結果について、詳しく説明する。
【００１７】
ここで、図3は、上記試験に用いた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、層間でベルト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に沿って延びるコードのゴム引き層からなるベルト補強層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175/65R15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。
【００１８】
【表１】
0005519467.tif 000002
【００１９】
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)>
上記各タイヤを規定リムに組み付け、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。
【００２０】
【表２】
0005519467.tif 000003
【００２１】
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0.24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175/65R15のタイヤより空気抵抗値と転がり抵抗値とが共に低減されることの知見を得た。
【００２２】
次に、タイヤ断面幅Wとタイヤ外径Lとの比W/Lが0.24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。
【００２３】
<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。
【００２４】
【表３】
0005519467.tif 000004
【００２５】
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0.24以下である供試タイヤ1〜7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。
発明者は、斯くの如くして、空気入りラジアルタイヤにおいて、比W/Lを0.24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。
【００２６】
発明者は、上記の比W/Lを0.24以下としたタイヤについて、タイヤの他の諸性能を評価する試験を行った。
試験項目は、図3に示す構造を有する上記供試タイヤ1及び7と従来タイヤに対し、タイヤの耐久性、耐偏磨耗性、及び、コーナリングパワーを評価した。各試験の評価方法は、以下の通りである。
<耐久性>
上記各供試タイヤを規定リムに組み付けた後、内圧220kPa、及び、荷重3.5kNの条件下で高速耐久ドラム試験を実施した。上記条件にてドラムにて120km/hからスタートし、5分毎に速度を10km/hずつ上昇させ、タイヤが故障に至るまでの速度を測定し、この測定値によって評価した。評価は、従来タイヤにおける故障発生速度を100としたときの指数で表す。当該指数は大きいほど耐久性に優れている。
<耐偏磨耗性>
上記各タイヤの内圧を220kPaとした。それからタイヤに荷重350kgfをかけ、80km/hの速度で30000km走行させるドラム試験を行った。
耐偏磨耗性の評価は、上記ドラム走行後のトレッド中央部とトレッド端部との磨耗量の差を求めることにより行い、従来タイヤにおける耐偏磨耗性を100とした指数で表す。当該指数は小さいほど耐偏磨耗性に優れている。
<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で測定を行った。
コーナリングパワーは、従来タイヤ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。
【００２７】
【表４】
0005519467.tif 000005
【００２８】
表4に示す評価結果から、比W/Lが0.24以下である、供試タイヤ1及び7は、タイヤの耐久性、耐偏磨耗性、及び、コーナリングパワーが、比W/Lが0.28である従来タイヤより低下することが新たに判明した。従って、比W/Lが0.24以下である空気入りラジアルタイヤを上市するためには、これらの特性の改善、特にタイヤの耐久性を向上することが重要であることの知見が得られた。
【００２９】
発明者は、上記のタイヤ性能の低下の原因について鋭意究明した。
その結果、比W/Lが0.24以下のラジアルタイヤに特有の原因により上記の特性が低下してしまうことを見出した。
図5(a)に模式的に示すように(点線が変形後のタイヤの形状を示す)、比W/Lが0.24以下のラジアルタイヤは、タイヤ幅が狭いため、路面からの入力(圧力)が大きくなり、トレッド踏面が大きく変形する。
図5(b)は、路面からの入力による接地面の形状の変化を模式的に示したものである。図5(b)に示すように、比W/Lが0.24以下のラジアルタイヤでは、タイヤ踏面付近は局所的に変形し、接地形状が大きく変化してしまう。発明者は、耐偏磨耗性及びコーナリングパワーの低下の原因がこのことによるものであることを見出した。
また、一般にタイヤは、荷重時の撓みによってタイヤ踏面近傍のサイド部においてゴムが大きく変形し、このゴムの変形の繰り返しが、特にベルトの端部付近における発熱の原因となる。とりわけ、比W/Lが0.24以下のラジアルタイヤは、タイヤ幅が狭く、タイヤ周方向の接地長が増大するため、上記したサイド部で変形するゴムの量が増大する。このため、比W/Lが0.24以下のラジアルタイヤでは、特にベルト端近傍での発熱が増大し、タイヤの耐久性が低下してしまうことも、発明者は新たに知見した。
以下、供試タイヤ1及び7と従来例タイヤの接地形状の変化を評価する試験について述べる。
【００３０】
まず、接地形状の変化は、図6に示すように、スリップ角が4°のときの接地面Sの幅方向中央部Oの接地長をt、接地幅をwとしたとき、接地面の幅方向中央部Oからタイヤ幅方向両側にw×0.4離れた箇所の接地長をt1、t2(t1≦t2)とするとき、接地形状変化指数Iを
I=t1/t2×100
として定義する。指数は小さいほど接地形状の変化が大きいことを示す。
供試タイヤ1及び7と従来例タイヤについて、上記の接地形状変化指数を求める試験を行った。評価は、スリップ角を4°として、規定リムにリム組みし、規定内圧とした各タイヤに荷重350kgを負荷し、時速3km/hで走行させた際の接地形状を計測して、上記t1、t2を求めることによって行った。
以下の表5に評価結果を示す。
【００３１】
【表５】
0005519467.tif 000006
【００３２】
表5に示すように、比W/Lが0.24以下のラジアルタイヤでは、接地形状変化指数Iが小さくなっていることがわかる。
そこで、次に、比W/Lが0.24以下のラジアルタイヤにおいて、接地形状変化を抑制することによって、タイヤの耐久性、耐偏磨耗性、及びコーナリングパワーを向上させるためのタイヤ構造について説明する。
【００３３】
発明者は、上記タイヤの諸性能を向上させることができるタイヤ構造について、鋭意検討を重ねたところ、タイヤサイド部近傍の周方向剛性を高めることを所期して、ベルト層のうちタイヤ径方向最内側のベルト層の端部よりタイヤ径方向内側であってタイヤ最大幅部よりタイヤ径方向外側、且つ最内側のベルト層の端部よりタイヤ幅方向外側の位置に、タイヤ周方向の剛性が高い補強層を配置することによって、上記のタイヤの諸性能を向上させることができることの新規知見を得た。
以下、図面を参照して、タイヤの耐久性、耐偏磨耗性、及び、コーナリングパワーの向上を実現するための具体的なタイヤ構造について詳細に説明する。
【００３４】
図7(a)(b)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7(a)(b)は、タイヤ赤道CLを境界とした半部のみを示している。
図7(a)に示すタイヤの、図3のタイヤとの違いは、以下の通りである。
図7(a)に示すタイヤは、タイヤ径方向最内側のベルト層の端部よりタイヤ径方向内側であってタイヤ最大幅部Eよりタイヤ径方向外側、且つ最内側のベルト層の端部よりタイヤ幅方向外側の位置に、タイヤ周方向の剛性が高い補強層7aを配置している点において図3に示すタイヤと異なる。図示例で補強層7aは、タイヤ周方向に延びるコードからなる。
また、図7(b)に示すタイヤは、図7(a)に示すタイヤと、タイヤ周方向に対して10°〜30°の角度で傾斜して延びるコードからなる層の複数層、図示例で2層の構造による補強層7bを配置している点や、コードが隣接する層間で互いに交差している点において異なっている。
以下、本発明の作用効果について詳しく説明する。
【００３５】
本発明のタイヤ構造によれば、上記の補強層により、タイヤサイド部付近の周方向剛性が高まる。
図8は、(a)上記の補強層を配置しない場合と、(b)上記の補強層を配置した場合とでのタイヤ踏面付近におけるサイド部のゴムの変形(伸び)の大きさを(矢印の長さで)模式的に示したものである。
図8(a)(b)に示すように、本発明のタイヤ構造によれば、タイヤサイド部付近の周方向剛性が高まるため、タイヤサイド部付近のゴムのタイヤ周方向の変形(伸び)が抑制されることとなる。
このため、ゴムの非圧縮性により、図9(a)にて、図5(a)との対比で模式的に示すように(点線が変形後のタイヤの形状を示す)、踏面付近でのタイヤ幅方向の変形も抑制される。
従って、図9(b)にて、図5(b)との対比において模式的に示すように、路面からのタイヤ幅方向の入力に対する接地形状の変化が小さくなり、耐偏磨耗性及びコーナリングパワーを向上させることができる。
さらに、上述のように、ゴムの変形が抑制されるため、ゴムの変形に起因する発熱も抑制することができ、タイヤの耐久性も向上する。
【００３６】
ここで、補強層の配置する位置について、図10に示すように、無負荷状態で、空気圧を220kPaとしたタイヤにおいて、タイヤ赤道をPとするとき、補強層7を、タイヤ径方向における、タイヤ最大幅部Eと上記のタイヤ赤道Pとの中央位置Qに跨って配置することが好ましい。なぜなら、タイヤの転動時には、上記の中央位置Qにおいて、最もゴムの変形が大きくなるため、この位置に補強層を配置することにより効果的にサイド部の伸びを抑制することができるからである。
【００３７】
また、図10に示すように、タイヤ幅方向断面において、補強層7がタイヤ赤道面CLと平行な方向に延在する長さ(以下、補強層の幅と称する)をd(mm)とすると、補強層の幅d(mm)は、タイヤ最大幅部Eと上記点Pとの、タイヤ赤道面CLに平行な方向における距離h(mm)の20%〜40%とすることが好ましい。
なぜなら、20%未満とすると、補強層によってタイヤサイド部付近のタイヤ周方向の剛性を向上させる効果が十分でなくなり、一方、40%より大きくするとタイヤ周方向の剛性が高くなりすぎ、接地長が低下して、最大コーナリングフォースが低下する場合があるからである。
補強層の幅d(mm)は、具体的には、10〜40(mm)とすることが好ましい。
【００３８】
ここで、「補強層の剛性」とは、以下のように定義する。
まず、補強層のコードがタイヤ周方向に延びる場合、該コードのヤング率をY1(GPa)、打ち込み数をn1(本/50mm)、補強層の層数をm1(層)としておく。
図10に示すように、補強層の幅をd1(mm)とし、
X1=Y1×n1×d1×m1
と定義する。
上記の式のように、補強層の幅を用いてパラメータを定義することにより、補強層の素材によらずに、ゴムの周方向の伸びを抑制することのできる、構造体全体の剛性を表すことができる。
このとき補強層の剛性は、このパラメータX1が従前の比W/Lが0.24より大きいタイヤにおいて一般的に用いられるコードのヤング率、打ち込み数、タイヤ径方向の補強層幅及び補強層の層数から計算されるパラメータX1対比で高いことが好ましい。
なお、ヤング率は、タイヤ周方向に対するヤング率を意味し、JIS L1017 8.5 a) (2002)にて試験を行い、JIS L1017 8.8(2002)に準拠して求めるものである。
ここで、コードをタイヤ周方向に螺旋巻回した場合の打ち込み数とは、タイヤ幅方向断面図でみたときの打ち込み数をいう。
【００３９】
ここで、ベルト補強層の剛性は、さらに具体的には、上記の評価方法及び定義に基づくパラメータX1が9000以上であることが好ましく、12000以上であることがより好ましい。
なぜなら、9000未満だと、タイヤのサイド部付近の周方向剛性を向上させる効果が十分に得られないからであり、一方、12000以上とすることで、耐久性の向上のみならず、転がり抵抗値を低減させることもできるからである。
また、上記のパラメータX1は18000以下であることが好ましい。
なぜなら、パラメータX1が18000 より大きいと、タイヤ周方向の剛性が高くなりすぎて、コーナリングフォースが低下する場合があるからである。
【００４０】
なお、パラメータX1を上記の範囲とするためには、補強層に用いるコードのヤング率15GPa〜30GPa、打ち込み数を40〜60(本/50mm)、補強層の幅を10〜40(mm)、補強層の層数を1層又は2層とすることが好ましい。
また、コードは、繊度1500〜1800dtexのケブラーなどの有機繊維等を用いることが好ましい。
【００４１】
ここで、図7(b)に示すタイヤ構造、すなわち、補強層のコードがタイヤ周方向に対して傾斜している場合においても、コードのヤング率をY (GPa)、打ち込み数をn2(本/50mm)、補強層の層数をm2(層)、補強層の幅をd2(mm)として、周方向の剛性を表すパラメータX2をこれらの関数として定義し、パラメータX2の好適な範囲を規定することができる。
すなわち、例えば、コードのヤング率の周方向成分をY2(GPa)とするとき、
Y2=F(Y)
となるYとY2との関係Fを実験などにより求め、図7(a)に示すタイヤ構造の場合と同様に、
X2=Y2×n2×d2×m2
と定義して、同様にパラメータX2を
9000≦X2≦18000
の範囲とした補強層を配置することにより、コードがタイヤ周方向に延びる場合と同様の効果が得られる。
具体的には例えば、タイヤの回転軸を中心とした円周と補強層のコードとの交点を仮想し、この交点における円周との接線に対する(鋭角側の)挟角 (以下、傾斜角と称する)をθとするとき、この傾斜角θと、コードのヤング率Yのタイヤ周方向成分への寄与との関係を規定することができる。
関係式Fの一例を挙げると、補強層のコードのタイヤ周方向に対する傾斜角θが10〜20°程度の低角度である場合には、コードがタイヤ周方向に対して傾斜しているためにコードが途中で途切れてしまう影響をほぼ無視することができるため、
Y2=Y×cosθ
という関係式が良い近似となり、この関係式により、上記のようにコードがタイヤ周方向に延びる場合(図7(a)の場合)と同様の規定をすることができる。
なお、コードのヤング率の周方向成分は、例えば、加硫後のタイヤの補強層を含む部位を切り出して、引張り試験機を用いて測定することができる。
また、コードがタイヤ周方向に対して傾斜している場合の、コードの打ち込み数とは、タイヤ幅方向断面図でみたときの打ち込み数をいう。
【００４２】
図7 (a)に示す構造を有するタイヤを複数試作し、タイヤの諸性能を評価する試験を行った。各タイヤの諸元を表6〜9に示し、評価結果を表10に示す。
ここで、表6、8、9において、補強層に用いるコードはタイヤ周方向に螺旋巻回され、打ち込み数は、50(本/50mm)である。
また、表6、7、8において、補強層の幅は20(mm)である。
なお、補強層はナイロンからなる、繊度1400dtexのコードで構成され、表中に特に示さない限り、補強層の層数は1層である。
また、表10において、耐久性、耐偏磨耗性、コーナリングパワーは表4の従来タイヤを100としたときの指数で示している。耐久性及びコーナリングパワーが数値の大きい方が性能が優れており、耐偏磨耗性は数値が小さい方が性能に優れている。
【００４３】
【表６】
0005519467.tif 000007
【００４４】
【表７】
0005519467.tif 000008
【００４５】
【表８】
0005519467.tif 000009
【００４６】
【表９】
0005519467.tif 000010
【００４７】
【表１０】
0005519467.tif 000011
【００４８】
表10から、図7(a)に示す、パラメータX1が9000〜18000の高剛性の補強層を有するタイヤは、接地形状の変化が小さく、タイヤの耐久性、耐偏磨耗性、コーナリングパワーに優れることがわかった。
また、表10から、パラメータX1が12000以上の場合に、特にタイヤの耐久性、耐偏磨耗性、コーナリングパワーに優れることがわかる。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本発明によれば、低燃費性、居住性に優れ、タイヤの耐久性、耐偏磨耗性、及びコーナリングパワーを向上させた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。
【符号の説明】
【００５０】
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、7a、7b  補強層
W  タイヤ断面幅
L  タイヤ外径
S  接地面
O  接地面幅方向中央部
t、t1、t2  接地長
w  接地幅
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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