(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
トレッド部からサイドウォール部を経てビード部までトロイダル状に延在させるとともに、ビード部に配置したビードコアの周りでその端部を内側から外側へ巻き返したカーカス層と、このカーカス層の外側に配置されるベルト層を備えた空気入りタイヤにおいて、
前記カーカス層は、タイヤの赤道とほぼ直交するコードを配置した、少なくとも１枚のカーカスプライからなり、前記ベルト層は、タイヤの赤道に対する角度を１５°〜７５°の範囲で傾斜させた第１のコードを配置した１層のみからなる第１のベルトと、この第１のベルトの外側に配置され、タイヤの赤道とほぼ平行に延びる第２のコードを配置した第２のベルトからなり、前記第１のベルトは、前記第２のベルトよりも小さい引張り強度を有し、
前記第１のコードは、スチールであることを特徴とする空気入りタイヤ。
【請求項２】
前記第２のベルトの引張り強度は、前記第１のベルトの引張り強度の１．５倍〜４倍である、請求項１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、乗用車等の一般車両に装着して好適な、軽量でかつ耐久性の優れた空気入りタイヤに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、地球温暖化をはじめとする環境問題への取り組みが重要視されている。このような動きの中、タイヤについてもより環境負荷の小さい製品の開発が活発に行われている。この環境問題に対応する１つの手段としては、タイヤに使用する材料の量を極力減らすことによる、タイヤの軽量化がある。そのための手段としては、スチール等の密度の大きい材料を備えるベルトの数を減らすことが有効であり、この点に関する先行技術としては、タイヤの赤道に対し一定角度で傾いて延びるコードを配置して構成された第１のベルトと、スパイラル状のコードを配置して構成された第２のベルトとを備えた空気入りタイヤがとりわけ有用であると考えられていた。(例えば特許文献１)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平４−７８６０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、空気入りタイヤのさらなる軽量化を進めるためには、例えばベルトに配置したコードを重量の軽いものに変更するか、コードの打ち込み数を減らすことが必要であるところ、一般にはベルトの引張り強度が減少してタイヤの破壊強度を確保することが困難であり、かかる要求に対応した空気入りタイヤはいまだ存在していないのが現状であった。
【０００５】
本発明の課題は、タイヤの破壊強度を損なうことなしに軽量化を図ることができる、新規な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】
【０００６】
本発明は、トレッド部からサイドウォール部を経てビード部までトロイダル状に延在させるとともに、ビード部に配置したビードコアの周りでその端部を内側から外側へ巻き返したカーカス層と、このカーカス層の外側に配置されるベルト層を備えた空気入りタイヤにおいて、
前記カーカス層は、タイヤの赤道とほぼ直交するコードを配置した、少なくとも１枚のカーカスプライからなり、前記ベルト層は、タイヤの赤道に対する角度を１５°〜７５°の範囲で傾斜させた第１のコードを配置した１層のみからなる第１のベルトと、この第１のベルトの外側に配置され、タイヤの赤道とほぼ平行に延びる第２のコードを配置した第２のベルトからなり、前記第１のベルトは、前記第２のベルトよりも小さい引張り強度を有し、
前記第１のコードは、スチールであることを特徴とするものである。
【０００７】
上記の構成になるタイヤにおいて、前記第２のベルトの引張り強度は、前記第１のベルトの引張り強度の１．５倍〜４倍であることが望ましい。
【発明の効果】
【０００８】
タイヤの破壊強度は、タイヤの赤道と平行に働く張力が大きく影響するため、タイヤの赤道と平行に延びる第２のコードを有する第２ベルトによってタイヤの破壊強度を維持し、タイヤの破壊強度にほとんど寄与しない第１のベルトの簡略化（第１のベルトのコード強力の低下やコード打ち込み本数の削減）を行うことで、タイヤの破壊強度を損なうことなしにタイヤの軽量化を図ることができる。
【０００９】
第２のベルトは、その引張り強度を第１のベルトの引張り強度の１．５倍〜４倍とすることにより、タイヤのコーナリングパワーやドライ性能を満足させることができるとともに、十分な軽量化とタイヤの破壊強度の確保を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明にしたがう空気入りタイヤの実施の形態につき、タイヤ子午線断面をタイヤの半部について示した図である。
【図２】図１のＸ−Ｘ矢視図であって、一部を破断させてタイヤ内部の構造を示した図である。
【図３】表１に示すコーナリングパワー、タイヤ質量、ドライ性能につき、グラフで示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照して、本発明をより具体的に説明する。
【００１２】
図１は本発明にしたがう空気入りタイヤの実施の形態につき、タイヤ子午線断面をタイヤの半部について示した図であり、図２は図１のＸ−Ｘ矢視図であって、一部を破断させてタイヤ内部の構造を示した図である。
【００１３】
図１における１は、タイヤの周方向につながる一対のビード部であり、２は、これらビード部１からそれぞれタイヤのほぼ半径方向外側に向かって延びる一対のサイドウォール部であり、３は、これらサイドウォール部２の延伸端に跨って繋がり、トロイダル形状をなすトレッド部である。
【００１４】
４は、ビード部１に配設した一対のビードコアであり、このビードコア４はタイヤの周方向に延びてリング形状をなしている。
【００１５】
５は、前記一対のビードコア４に跨って繋がるカーカス層であり、このカーカス層５は、それぞれのビードコア４の周りにその端部を内側から外側に向かって巻き返している。カーカス層５は、少なくとも１枚のカーカスプライにて構成されるものであって、図１の例示においては２枚のカーカスプライ５ａ、５ｂからなるものとして表示されている。このカーカスプライ５ａ、５ｂにはコード５ａ１、５ｂ１がタイヤの赤道Ｓに対してほぼ直交して配置されている。ここでほぼ直交とは、具体的にはタイヤの赤道Ｓに対する角度が８５°〜９５°の範囲であることを意味するものであって、製造上の誤差を考慮したものである。またコード５ａ１、５ｂ１は各種選択可能であり、例えばアラミド、ポリエチレン、ナイロン等の有機繊維、ガラス繊維、スチール等から採用される。
【００１６】
６は、前記カーカス層５に対しタイヤの半径方向外側に配置される、ベルト層である。
このベルト層６は、第１のベルト７と、この第１のベルト７に対しタイヤの半径方向外側に配置される第２のベルト８からなる。
【００１７】
第１のベルト７は、図２に示す如く、タイヤの赤道Ｓに対して角度ｙだけ傾斜させた、第１のコード７ａを配置している。ここで本発明では、コード７ａの角度ｙの範囲を１５°〜７５°としたが、その理由はタイヤの赤道Ｓに対する角度が１５°未満では第１のコード７ａと後述する第２のコード８ａが平行に近づいて、タイヤ径方向の柔軟性を確保するために必要なパンタグラフ効果が得られにくくなるからであり、同様にタイヤの赤道Ｓに対する角度が７５°を超えると該コード７ａと前記コード５ａ１、５ｂ１が平行に近づいて、前記パンタグラフ効果が得られにくくなるからである。
【００１８】
第１のコード７ａは、アラミド、ポリエチレン、ナイロン等の有機繊維、ガラス繊維、スチール等各種材料から選択することができる。
【００１９】
第１のベルト７の引張り強度Ｃ１は、第１のコード７ａの有するコード強力Ａ１（単位：Ｎ）と、第１のベルト７に打ち込まれた第１のコード７ａの打ち込み本数Ｂ１（単位：本／ｍｍ）により、式１で定義される。
【００２０】
Ｃ１＝Ａ１×Ｂ１ ・・・式１
【００２１】
第２のベルト８は、タイヤの赤道Ｓとほぼ平行に延びる第２のコード８ａを配置している。ここでほぼ平行とは、具体的にはタイヤの赤道Ｓに対して０°〜５°の範囲であることを意味するものであって、製造上の誤差を考慮したものである。
【００２２】
第２のコード８ａは、アラミド、ポリエチレン、ナイロン等の有機繊維、ガラス繊維、スチール等各種材料から選択することができる。また前記第２のベルト８は、この第２のコード８ａをタイヤの赤道面Ｓと平行に複数配置して構成しても良いし、螺旋状に巻き回したスパイラルコードとして構成しても良い。
【００２３】
第２のベルト８の引張り強度Ｃ２は、第２のコード８ａの有するコード強力Ａ２（単位：Ｎ）と、第２のベルト８に打ち込まれた第２のコード８ａの打ち込み本数Ｂ２（単位：本／ｍｍ）により、式２で定義される。
【００２４】
Ｃ２＝Ａ２×Ｂ２  ・・・式２
【００２５】
本発明は、タイヤの破壊強度を確保しつつ軽量化を図るものであり、第２のベルト８でタイヤの破壊強度に耐えうる強度を確保し、第１のベルト７のコード強力Ａ１と打ち込み本数Ｂ１を減らして軽量化を図るべく、第１のベルトの引張り強度Ｃ１を第２のベルト８の引張り強度Ｃ２よりも小さくするが、第１のベルト７の軽量化を進めていくと、コーナリング時に第１のベルト７が受ける曲げに対する剛性も低下していく。軽量化のメリットを得ながら実用上問題ないタイヤ性能を確保するためには、第２のベルト８の引張り強度Ｃ２を、第１のベルト７の引張り強度Ｃ１の１．５倍〜４倍とすることが好ましい。
【００２６】
第１のベルト７のベルト幅はコーナリングパワー確保の観点から、図２に示す如く第２のベルト８のベルト幅よりも５％程度広くすることが望ましい。
【実施例】
【００２７】
表１に示す第１のベルト及び第２のベルトを備えた、図１の如き構造になる、サイズ２２５／４５Ｒ１７のタイヤ（カーカス層は２枚のカーカスプライを使用し、該カーカスプライのコードはともにポリエチレンの撚り線を使用し、第１のベルトはタイヤの赤道に対する角度ｙが３０度であるスチールコードを使用し、第２のベルトはタイヤの赤道に対してほぼ平行に延びるスチール製のスパイラルコードを使用した。）を製造し、各タイヤにつき、タイヤ質量、破壊強度、コーナリングパワー、ドライ性能について調査を行った。その結果を表１に併せて示す。
【００２８】
【表１】
0005503220.tif 000002
【００２９】
なお表１における第１のベルト及び第２のベルトのコード強力は、ＪＩＳ−Ｌ−１０１７に準拠して、ＪＩＳ−Ｌ−０１０５に規定する標準状態の試験室内で引張り試験により測定した。
【００３０】
また第１のベルト及び第２のベルトのコード打ち込み本数は、それぞれのベルトに配置したコードが延びる方向に対し、垂直にタイヤを切断して５０ｍｍあたりのコード本数を測定した。そしてこのコードの本数を５０で割って、１ｍｍあたりのコード本数に換算した。
【００３１】
第１のベルトおよび第２のベルトの引張り強度は、前記コード強力と前記打ち込み本数を乗じて引張り強度に換算した（式１及び式２）。引張り強度比は、第１のベルトの引張り強度を基準として、第２のベルトの引張り強度を比で示したものである。
【００３２】
タイヤの質量は、従来使用されているタイヤを基準タイヤとし、この基準タイヤの質量を１００としてそれぞれのタイヤの質量を表１に指数表示した。数字が小さいほど軽いことを示す。
【００３３】
タイヤの破壊強度は、それぞれのタイヤをＪＡＴＭＡ（ＴＨＥ  Ｊａｐａｎ  Ａｕｔｏｍｏｂｉｌｅ  Ｔｙｒｅ  Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅｒｓ  Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ，  Ｉｎｃ．）に規定する７．５Ｊ×１７サイズのリムにリム組みし、タイヤ内に水を注入して水に圧力をかけ、タイヤが破壊されるまで圧力を増加させ、タイヤが破壊されたときの圧力により比較を行った。基準タイヤは破壊強度を満足するタイヤであり、この基準タイヤの破壊強度を１００としてそれぞれのタイヤの破壊強度を表１に指数表示した。数字が大きいほど安全率が高いことを示す。
【００３４】
コーナリングの剛性は、それぞれのタイヤを前記リムにリム組みして内圧２３０ｋＰａを加え、フラットベルト試験機にて速度を８０ｋｍ／ｈに設定し、スリップアングル１度と０度での横力の差をコーナリングパワーとして比較を行った。基準タイヤを１００として、表１にそれぞれのコーナリングパワーを指数表示した。数字が大きいほどコーナリングパワーが高く、コーナリングの剛性が優れていることを示すが、９０以上あることが望ましい。
【００３５】
ドライ性能は、それぞれのタイヤを前記リムにリム組みして前記内圧を加え、排気量２５００ｃｃの日本国産ＦＲ車に装着し、熟練したテストドライバーがテストコースを走行し、時速１５０ｋｍ／ｈのレーンチェンジ、時速８０ｋｍ／ｈでの限界走行、時速５０ｋｍ／ｈからの加速を含む走行を実施して、満点を１０点として試験結果を評価した。数字が大きいほどドライ性能が高いことを示すが、６点以上あることが望ましい。
【００３６】
その結果、第１のベルトおよび第２のベルトの引張り強度を、基準タイヤに対して共に小さくしたタイヤ（比較タイヤ１）は、破壊強度が基準タイヤよりも小さくなり性能を満足せず、また基準タイヤに対して前記２つのベルトの引張り強度を共に大きくしたタイヤ（比較タイヤ２）は、基準タイヤより質量が増加して軽量化の要求を満足することができない。一方、第２のベルトの引張り強度を基準タイヤの引張り強度と同等とし、第１のベルトの引張り強度を第２のベルトの引張り強度よりも小さくしたタイヤ（適合タイヤ１〜６）は、タイヤの破壊強度を満足するとともに、軽量化も図ることができることが確認された。
【００３７】
なおコーナリングパワー、ドライ性能については表１及び図３に示すように、引張り強度比が４．５のタイヤ（適合タイヤ５）ではその値が若干低くなり、引張り強度比が１．２のタイヤ（適合タイヤ６）では質量の軽減が若干小さくなる傾向があるものの、第２のベルトの引張り強度が第１のベルトの引張り強度の１．５倍〜４倍にするとタイヤのコーナリングパワーやドライ性能が改善されるとともに、十分な軽量化とタイヤの破壊強度の確保を図ることが可能となり、より好ましいことが確認された（適合タイヤ１〜４）。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明によれば、耐久性を損なうことなしに軽量化を図ることが可能な空気入りタイヤを安定的に供給できる。
【符号の説明】
【００３９】
１    ビード部
２    サイドウォール部
３    トレッド部
４    ビードコア
５    カーカス層
６    ベルト層
７    第１のベルト
７ａ  第１のコード
８    第２のベルト
８ａ  第２のコード
Ｓ    タイヤの赤道
【図１】
0005503220.tif 000003
【図２】
0005503220.tif 000004
【図３】
0005503220.tif 000005