(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
補強コードを配列したカーカス層の両端部を左右のビード部に配置したビードコアの周りにタイヤ内側から外側に折り返し、トレッド部のカーカス層外周側に少なくとも２層のベルト層を配置した空気入りラジアルタイヤにおいて、
下記式で定義される前記カーカス層のカーカス強度係数を、２番目に幅が広いベルト層のエッジから内側にそのベルト幅の１０％となる位置Ｐよりトレッド部センター側で０．１５〜０．３５N/mm・kPa 、前記位置Ｐからビード部にかけて０．５N/mm・kPa 以上にした空気入りラジアルタイヤ。
カーカス強度係数（N/mm・kPa)＝〔補強コード打ち込み本数（本/mm)〕×〔補強コード強力（Ｎ）〕×〔カーカス層の層数〕÷〔最大空気圧(kPa) 〕
【請求項２】
前記カーカス層両端部をそのエッジが少なくとも前記位置Ｐとなるまでトレッド部に延在させた請求項１記載の空気入りラジアルタイヤ。
【請求項３】
サイドウォール部のカーカス層外側に補強コードを配列したカーカス補強層を配置すると共に、その両端部をビード部から少なくとも前記位置Ｐまでトレッド部に延在させ、カーカス層とカーカス補強層の合計で示されるカーカス強度係数を０．５N/mm・kPa 以上にした請求項１または２記載の空気入りラジアルタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、従来の空気入りラジアルタイヤと同様のタイヤ性能を保ちながら、製造コストを低減するようにした空気入りラジアルタイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、空気入りラジアルタイヤは、タイヤの内圧を保つための強度メンバーとしての働きを担うカーカス層の両端部が左右のビード部に配置されたビードコアの周りにタイヤ内側から外側に折り返され、トレッド部のカーカス層外周側には、路面からの衝撃や外傷に対してカーカス層を保護すると共にタガ効果を発揮させたベルト層が設けられるようになっている。
ところで、近年、タイヤにおいても価格競争が激しく、従来の性能を落とすことなく、より低コストのタイヤを提供することが不可欠になってきている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、従来と同様のタイヤ性能を維持しながら、使用材料を削減してコストの低減を図ることが可能な空気入りラジアルタイヤを提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明は、補強コードを配列したカーカス層の両端部を左右のビード部に配置したビードコアの周りにタイヤ内側から外側に折り返し、トレッド部のカーカス層外周側に少なくとも２層のベルト層を配置した空気入りラジアルタイヤにおいて、下記式で定義される前記カーカス層のカーカス強度係数を、２番目に幅が広いベルト層のエッジから内側にそのベルト幅の１０％となる位置Ｐよりトレッド部センター側で０．１５〜０．３５N/mm・kPa 、前記位置Ｐからビード部にかけて０．５N/mm・kPa 以上にしたことを特徴とする。
【０００５】
カーカス強度係数（N/mm・kPa)＝〔補強コード打ち込み本数（本/mm)〕×〔補強コード強力（Ｎ）〕×〔カーカス層の層数〕÷〔最大空気圧(kPa) 〕
本発明者等によれば、最大空気圧を基準に強度設計されるタイヤ構造を鋭意検討した結果、ベルト層が配置されるトレッド部では、タイヤ内圧はカーカス層とベルト層に分担して保持されているため、カーカス層の強度を低減することが可能であることが判明した。即ち、カーカス層は、サイドウォール部においてもタイヤ内圧を保つ必要があるため、そのカーカス強度はサイドウォール部に合わせて作られているが、トレッド部では、ベルト層がタイヤ内圧を分担しているので必要以上にカーカス強度が大きく、従って、そこにおけるカーカス強度を低減（補強コードの打ち込み本数、補強コードの径、層数等の低減）することができ、しかも、そのように低減しても、何らタイヤ性能に悪影響を及ぼすことがないのが判ったのである。
【０００６】
本発明は、上記のような知見から、タイヤの種類が異なってもある所定の似通った範囲となる上記式で表されるカーカス強度係数に注目し、鋭意研究した結果、カーカス強度係数は、２層以上のベルト層でタイヤ内圧を担うことができるトレッド部では、従来のように０．５N/mm・kPa 以上にする必要がなく、０．１５N/mm・kPa 以上あればカーカス耐久性の点で十分であることが判った。また、０．３５N/mm・kPa を越えると、コスト低減効果がないことも判明した。
【０００７】
従って、本発明は、カーカス強度係数を、ベルト層によってタイヤ内圧を分担することができない範囲、即ち、２番目に幅が広いベルト層のエッジから内側にそのベルト幅の１０％となる位置Ｐからビード部にかけては、従来と同じ０．５N/mm・kPa 以上にする一方、２層のベルト層でタイヤ内圧を担うことができるトレッド部センター側では、従来よりも小さい０．１５〜０．３５N/mm・kPa の範囲にしたのである。
【０００８】
このようにタイヤ内圧を担うのに不要な部分のカーカス強度係数を従来よりも小さくすることにより、カーカス層の補強コードの打ち込み本数や補強コードの径、層数等を低減して、使用する補強コードの材料を削減することが可能になり、それによって低コスト化を図ることができる。しかも、カーカス層において必要とする箇所におけるカーカス強度係数は、従来と同じレベルにしているため、ベルト層が配置されたトレッド部のカーカス強度係数を低くしても、タイヤ性能が低下することがない。
【０００９】
【発明の実施の形態】
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、本発明の空気入りラジアルタイヤの一例を示すタイヤ子午線半断面の説明図で、１はトレッド部、２はビード部、３はサイドウォール部である。左右のビード部２に連接してタイヤ径方向外側（外径側）に左右のサイドウォール部３が延設され、この左右のサイドウォール部３間にタイヤ周方向に延在するトレッド部１が設けられている。
【００１０】
タイヤ内側には補強コードを配列したカーカス層４が１層配置され、その両端部４Ａが左右のビード部２に配置された環状のビードコア５の周りにタイヤ内側から外側に折り返されている。トレッド部１のカーカス層外周側には、カーカス層４に隣接して配置された内側の第１ベルト層６Ａと、その外側に配置された、第１ベルト層６Ａよりもベルト幅を小さくした第２ベルト層６Ｂの２層からなるベルト層６が埋設されている。７はビードコア５の外周に配設されたビードフィラー、ＣＬはタイヤ赤道面を通るタイヤセンターラインである。
【００１１】
本発明では、上記のような構成の空気入りタイヤにおいて、下記式で定義されるカーカス層４のカーカス強度係数が、２番ベルト層（２重に重なった２番目にベルト幅が広いベルト層）６Ｂのエッジ６ｂから内側にそのベルト幅Ｗの１０％となるトレッド部１の位置Ｐよりもトレッド部センター側で０．１５〜０．３５N/mm・kPa 、その位置Ｐからサイドウォール部３に続くビード部２にかけて０．５N/mm・kPa 以上になっている。
【００１２】
カーカス強度係数 (N/mm・kPa)＝〔補強コード打ち込み本数（本/mm)〕×〔補強コード強力（Ｎ）〕×〔カーカス層の層数〕÷〔最大空気圧(kPa) 〕
なお、上記式におけるカーカス層の層数とは、折り返されて２重になっている箇所は２層とカウントするものである。また、最大空気圧とは、ＪＡＴＭＡで規定された最大負荷能力に対応する空気圧である。
【００１３】
上記のようにカーカス強度係数を異ならせる手法としては、図１に示すように、カーカス層４の両端部４Ａをそのエッジ４ａが位置Ｐとなるようにトレッド部１まで延在させ、ベルト層６と平面視において重複させるようにすることができる。位置Ｐからサイドウォール部３側では、カーカス層４が折り返された２重構造になっている。従って、この場合には、１層配置されたカーカス層４のカーカス強度係数を０．２５N/mm・kPa 以上にすることで、トレッド部１の位置Ｐからサイドウォール部側のカーカス強度係数を０．５N/mm・kPa 以上にすることができる。
【００１４】
また、上述のようにカーカス層４の両端部４Ａをトレッド部１まで延在させる構成に代えて、図２に示すように、サイドウォール部３のカーカス層４の外側に補強コードをカーカス層４と同様に配列したカーカス補強層８を配置し、その両端部８Ａ，８Ｂをビードコア５よりもタイヤ内径側のビード部２から位置Ｐとなるようにトレッド部１に延在させ、カーカス層４とカーカス補強層８の合計で示されるカーカス強度係数を０．５N/mm・kPa 以上にすることができる。この場合、カーカス補強層８のカーカス強度係数を求める際には、上記式におけるカーカス層の層数は、カーカス補強層の層数となる。
【００１５】
また更に、図１と図２を組み合わせた構成、即ち、カーカス層４の両端部４Ａを位置Ｐまで延在させる構成に加えて、上記カーカス補強層８をカーカス層４の両端部（折り返し側）４Ａの外側に配置する構成にしてもよい。
このように本発明は、ベルト層６が配置されるトレッド部１では、タイヤ内圧はカーカス層４とベルト層６に分担して保持されているため、そこでのカーカス層の強度を従来よりも低減してもタイヤ性能が悪化しないという知見から、カーカス層４のカーカス強度係数を、ベルト層６によってタイヤ内圧を分担することができない範囲、即ち、２番ベルト層６Ａのエッジ６ａから内側にそのベルト幅Ｗの１０％となる位置Ｐとビード部２との間では、タイヤ内圧をカーカス層自体で全て保つための強度メンバーとなるように、従来同様０．５N/mm・kPa 以上にする一方、２層のベルト層６でタイヤ内圧を担うことができるトレッド部センター側で、従来よりも０．１５〜０．３５N/mm・kPa と小さくするため、カーカス耐久性を従来と同じレベルに保ち、タイヤ性能を従来同様に維持することができ、かつ従来よりもカーカス強度係数を小さくした分だけ、そのトレッド部１におけるカーカス強度を、補強コードの打ち込み本数や層数の低減、補強コードの径を小さくすること等により低減することができ、使用材料を削減してコストを低くすることができる。
【００１６】
なお、カーカス強度係数は、従来、一般に、０．５〜１．０N/mm・kPa の範囲となるように構成されており、２層配置したベルト層は、カーカス強度係数で０．３５N/mm・kPa に相当する強度を担うことができる。
上記位置Ｐよりもトレッド部センター側のカーカス強度係数が０．１５N/mm・kPa 未満であると、トレッド部１においてカーカス層４がベルト層６と分担してタイヤ内圧を従来同様に担うことができず、カーカス耐久性に問題があり、逆に、０．３５N/mm・kPa を越えると、コストの低減効果を期待することが困難となる。好ましくは、０．２〜０．３N/mm・kPa がよい。
【００１７】
上記位置Ｐからサイドウォール部側のカーカス強度係数が０．５N/mm・kPa 未満であっても、タイヤ内圧を従来同様に担うことができず、カーカス耐久性が低下する。上限値としては、従来用いられている範囲であれば、特に限定されるものではないが、サイドウォール部３の剛性や耐縁石カット性を向上するため、補強層を用いて大幅に補強するようにしてもよい。
【００１８】
上記カーカス層４の補強コードとしては、従来公知のものであれば特に限定されず、例えば、ポリエステル繊維を撚り合わせたポリエステルコードやナイロン繊維を撚り合わせたナイロンコード等を好ましく用いることができる。カーカス補強層８の補強コードもカーカス層４と同様のものを使用することができる。
例えば、補強コードにポリエステルコードを用いた際の打ち込み本数（エンド数）としては、最大空気圧が２３０kPa の場合、位置Ｐよりもトレッド部センター側では１０００d/2 コードの場合１１〜２６（本／50mm）、１５００d/2 コードの場合８〜１９（本／50mm）、位置Ｐからサイドウォール部側では１０００d/2 コードの場３７（本／50mm）以上、１５００d/2 コードの場合２７（本／50mm）以上にすることができる。ナイロンコードを用いた際の打ち込み本数（エンド数）としては、最大空気圧が２３０kPa の場合、位置Ｐよりもトレッド部センター側では８４０d/2 コードの場合１２〜２７（本／50mm）、１２６０d/2 コードの場合７．５〜１８（本／50mm）、位置Ｐからサイドウォール部側では８４０d/2 コードの場３９（本／50mm）以上、１２６０d/2 コードの場合２５．５（本／50mm）以上にすることができる。
【００１９】
なお、位置Ｐからサイドウォール部側における打ち込み本数とは、図１のようにカーカス層４を折り返しその両端部をトレッド部まで延在させた構成では、折り返し前のサイドウォール部におけるカーカス層の補強コード打ち込み本数と、折り返し側におけるカーカス層の補強コード打ち込み本数とを合計したものである。図２のようにカーカス補強層８を配置した構成では、カーカス層４の補強コード打ち込み本数と、カーカス補強層８の補強コード打ち込み本数とを合計したものである。
【００２０】
本発明では、上述した実施形態において、カーカス層４の両エッジ４ａ、或いはカーカス補強層８の外周側端部８Ａのエッジ８ａを位置Ｐまで延在するようにしたが、そのエッジ４ａ，８ａは、位置Ｐを越えて、タイヤセンターラインＣＬからタイヤ幅方向外側に、２番ベルト層６Ｂのベルト幅Ｗの２５％となる位置Ｐ’を越えないように延在させることができ（左右対称或いは左右非対称となるように延在してもよく、好ましくは左右対称となるように延在）、少なくともトレッド部の位置Ｐからビード部にかけて０．５N/mm・kPa 以上にすればよい。
【００２１】
また、上記実施形態では、カーカス層４を１層設けた例を示したが、それに限定されず、複数層配置したものであってもよく、更に、ベルト層６も２層に限定されず、それ以上設けたものであってもよく、本発明は、少なくとも１層のカーカス層４と２層のベルト層６を設けた空気入りラジアルタイヤにおいて、好適に用いることができる。
【００２２】
【実施例】
タイヤサイズを１６５ＳＲ１３で共通にし、表１に示す構成の本発明タイヤ１〜９と比較タイヤ１〜４、及び従来タイヤとをそれぞれ作製した。なお、表１及び以下の実施例では、位置Ｐよりもトレッド部センター側をベルト部、位置Ｐからサイドウォール部側をサイド部と呼称する。
【００２３】
これら各試験タイヤを以下に示す測定条件により、ベルト部とサイド部におけるカーカス層の耐久性の評価試験を行うと共に製造コストを評価したところ、表１に示す結果を得た。
カーカス耐久性
各試験タイヤをリムサイズ１３×４1/2 ーＪのリムに装着し、空気圧を２３０kPa にして、荷重９．３kN、速度８０km/h、室温３８℃の条件で室内ドラム試験を行い、５０００km走行した後、ベルト部及びサイド部におけるカーカス層（カーカス補強層を配置したものではそれも含む）の補強コードの破損の有無を測定した。○は破損無し、×は破損発生を意味する。
製造コスト
各試験タイヤに使用されたカーカス層、カーカス補強層の材料費を求め、その結果を従来タイヤを１００とする指数値で評価した。その値が小さい程、製造コストが低いことを示す。
【００２４】
【表１】
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表１から明らかなように、本発明タイヤは、従来タイヤと同様のタイヤ性能を維持しながら、製造コストを低減することができるのが判る。
【００２５】
【発明の効果】
上述したように本発明は、補強コードを配列したカーカス層の両端部を左右のビード部に配置したビードコアの周りにタイヤ内側から外側に折り返し、トレッド部のカーカス層外周側に少なくとも２層のベルト層を配置した空気入りラジアルタイヤにおいて、上記のようにカーカス強度係数を、２番目に幅が広いベルト層のエッジから内側にそのベルト幅の１０％の位置Ｐよりトレッド部センター側で０．１５〜０．３５N/mm・kPa 、位置Ｐからビード部にかけて０．５N/mm・kPa 以上にするので、従来と同様のタイヤ性能を維持しながら、カーカス層の補強コードの使用量を削減してコストの低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の空気入りラジアルタイヤの一例を示すタイヤ子午線半断面説明図である。
【図２】本発明の空気入りラジアルタイヤの他の例を示すタイヤ子午線半断面説明図である。
【符号の説明】
１  トレッド部                    ２  ビード部
３  サイドウォール部              ４  カーカス層
４Ａ  端部                        ４ａ  エッジ
５  ビードコア                    ６  ベルト層
６Ｂ  ２番ベルト層                ６ａ  エッジ
８  カーカス補強層                ８Ａ，８Ｂ  端部
Ｗ  ２番ベルト層のベルト幅
【図１】
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【図２】
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