(57)【要約】【課題】転がり抵抗性能と騒音性能とをバランス良く向上させる。【解決手段】カーカス６のタイヤ半径方向外側かつトレッド部２の内方に配されたトレッド補強層７を具えた空気入りタイヤである。トレッド補強層７は、補強コード１１の配列体がトッピングゴムで被覆された補強プライ９からなる。補強プライ９は、タイヤ半径方向の最も内側かつ補強コード１１Ａの角度θ１が５０〜６０°である第１プライ９Ａと、第１プライ９Ａの外側かつ補強コード１１Ｂの角度θ２が２０〜３０°である第２プライ９Ｂと、第２プライ９Ｂのタイヤ半径方向の外側かつ補強コード１１Ｃの角度θ３が２０〜３０°である第３プライ９Ｃとを含む。補強コード１１Ａと補強コード１１Ｂとは同じ向き、補強コード１１Ｂと補強コード１１Ｃとは、逆向きである。【選択図】図２
2014226945.tif 000002
【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のビードコアに至るカーカスと、該カーカスのタイヤ半径方向外側かつトレッド部の内方に配されたトレッド補強層とを具えた空気入りタイヤであって、
前記トレッド補強層は、スチールからなる複数本の補強コードの配列体がトッピングゴムで被覆されかつタイヤ半径方向の内外で重なる３枚の補強プライからなり、
前記補強プライは、タイヤ半径方向の最も内側に配されかつ前記補強コードがタイヤ赤道に対し５０〜６０°の角度θ１である第１プライと、
該第１プライのタイヤ半径方向外側に配され、前記補強コードがタイヤ赤道に対し２０〜３０°の角度θ２であり、しかも前記第１プライの前記補強コードとはタイヤ赤道に対して同じ向きである第２プライと、
該第２プライのタイヤ半径方向の外側に配され、前記補強コードがタイヤ赤道に対し２０〜３０°の角度θ３であり、しかも前記第２プライの前記補強コードとはタイヤ赤道に対して逆向きである第３プライとを含むことを特徴とする空気入りタイヤ。
【請求項２】
前記トレッド部は、接地面を形成するトレッドゴムを含み、
前記トレッドゴムの損失正接（ｔａｎδ）は、０．１０〜０．１８である請求項１記載の空気入りタイヤ。
【請求項３】
前記補強コードは、断面積が０．０６０〜０．１７mm２、コード径が前記補強コードの配列ピッチの３０〜６０％である請求項１又は２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、転がり抵抗性能と騒音性能とをバランス良く向上させた空気入りタイヤに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、車両の燃費を向上させるために、空気入りタイヤの転がり抵抗性能を向上させることが望まれている。タイヤの転がり抵抗を減らすためには、トレッド部の接地面を形成するトレッドゴムの損失正接（ｔａｎδ）を小さくすることが知られている。
【０００３】
しかしながら、損失正接（ｔａｎδ）の小さいトレッドゴムは、路面との摩擦抵抗が小さくなる傾向がある。このため、旋回走行時、タイヤは、路面とのすべりによるすべり音（シャーと聴取される音）を発生させ、騒音性能が悪化するという問題があった。関連する技術としては、下記特許文献１がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２５３８４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、以上のような実状に鑑み案出されたもので、トレッド補強層を改善することを基本として、転がり抵抗性能と騒音性能とをバランス良く向上させた空気入りタイヤを提供することを主たる目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のうち請求項１記載の発明は、トレッド部からサイドウォール部を経てビード部のビードコアに至るカーカスと、該カーカスのタイヤ半径方向外側かつトレッド部の内方に配されたトレッド補強層とを具えた空気入りタイヤであって、前記トレッド補強層は、スチールからなる複数本の補強コードの配列体がトッピングゴムで被覆されかつタイヤ半径方向の内外で重なる３枚の補強プライからなり、前記補強プライは、タイヤ半径方向の最も内側に配されかつ前記補強コードがタイヤ赤道に対し５０〜６０°の角度θ１である第１プライと、該第１プライのタイヤ半径方向外側に配され、前記補強コードがタイヤ赤道に対し２０〜３０°の角度θ２であり、しかも前記第１プライの前記補強コードとはタイヤ赤道に対して同じ向きである第２プライと、該第２プライのタイヤ半径方向の外側に配され、前記補強コードがタイヤ赤道に対し２０〜３０°の角度θ３であり、しかも前記第２プライの前記補強コードとはタイヤ赤道に対して逆向きである第３プライとを含むことを特徴とする。
【０００７】
また請求項２記載の発明は、前記トレッド部は、接地面を形成するトレッドゴムを含み、前記トレッドゴムの損失正接（ｔａｎδ）は、０．１０〜０．１８である請求項１記載の空気入りタイヤである。
【０００８】
また請求項３記載の発明は、前記補強コードは、断面積が０．０６０〜０．１７mm２、コード径が前記補強コードの配列ピッチの３０〜６０％である請求項１又は２記載の空気入りタイヤである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の空気入りタイヤは、タイヤ半径方向の内外で重なる３枚の補強プライからなるトレッド補強層を具えている。トレッド補強層は、各補強プライの補強コードが所定の角度及び向きで傾けられているので、トレッド部内方の曲げ剛性を高めることができる。このため、転がり抵抗性能が向上する。また、このようなトレッド補強層は、高い剛性を有するため、その面内曲げ変形が抑制され、旋回走行時のすべりが小さくなる。このため、すべりを減らし騒音性能が向上する。従って、本発明の空気入りタイヤは、転がり抵抗性能と騒音性能とがバランス良く向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施形態を示す空気入りタイヤの右半分の子午線断面図である。
【図２】図１の補強プライ及びカーカスプライの展開図である。
【図３】（ａ）は、第２プライ及び第３プライの補強コードの配向を示す図、（ｂ）は、（ａ）の各プライにタイヤ軸方向の荷重が作用した状態を示す図である。
【図４】補強コードの部分断面図である。
【図５】比較例の実施形態を示す補強プライ及びカーカスプライの展開図である。
【図６】他の比較例の実施形態を示す補強プライ及びカーカスプライの展開図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の一形態が図面に基づき説明される。
図１は、本実施形態の空気入りタイヤ（以下、単に「タイヤ」ということがある。）の正規状態におけるタイヤ回転軸（図示せず）を含む右側半分のタイヤ子午線断面図である。本明細書において、「正規状態」とは、タイヤが、正規リムにリム組みされかつ正規内圧が充填された無負荷の状態である。特に断りがない場合、タイヤ各部の寸法等は、この正規状態で測定された値である。
【００１２】
「正規リム」とは、タイヤが基づいている規格を含む規格体系において、各規格がタイヤ毎に定めているリムであり、ＪＡＴＭＡであれば"標準リム"、ＴＲＡであれば "Design Rim" 、ＥＴＲＴＯであれば "Measuring Rim"である。「正規内圧」とは、タイヤが基づいている規格を含む規格体系において、各規格がタイヤ毎に定めている空気圧であり、ＪＡＴＭＡであれば"最高空気圧"、ＴＲＡであれば表 "TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES" に記載の最大値、ＥＴＲＴＯであれば "INFLATION PRESSURE" である。
【００１３】
本実施形態のタイヤは、トレッド部２と、そのタイヤ軸方向両端からタイヤ半径方向内方にのびる一対のサイドウォール部３と、各サイドウォール部３のタイヤ半径方向内方に設けられるビード部４とを具える。なお、トレッド部２には、適宜排水用の溝Ｇが設けられている。
【００１４】
タイヤは、接地面を形成するトレッドゴム２Ｇと、トレッド部２から両側のサイドウォール部３をへてビード部４のビードコア５に至るカーカス６と、このカーカス６のタイヤ半径方向外側かつトレッド部２の内方に配されるトレッド補強層７とを具えている。
【００１５】
トレッドゴム２Ｇは、本実施形態では、両側の接地端Ｔｅ、Ｔｅの外側かつ接地面とトレッド補強層７との間に配された１層のゴム層からなる。なお、トレッドゴム２Ｇは、例えば、ゴム硬さの異なるキャップゴムやベースゴム等の複数のゴム層（図示省略）で構成されても良い。
【００１６】
トレッドゴム２Ｇの損失正接（ｔａｎδ）は、転がり抵抗性能を向上させるため、好ましくは０．１０〜０．１８である。「損失正接（ｔａｎδ）」は、粘弾性スペクトロメータを用い、温度３０℃において、初期歪１０％、動的歪±２％、周波数１０Hzの条件にて測定した値である。
【００１７】
カーカス６は、カーカスコードをタイヤ赤道Ｃに対して例えば７５〜９０゜の角度で配列した１枚以上、本実施形態では１枚のカーカスプライ６Ａから形成される。本実施形態のカーカスコード６ｃ（図２に示す）は、タイヤ赤道Ｃに対して９０°の角度α１で配列されている。カーカスコードには、例えば有機繊維コード又はスチールコードが採用される。
【００１８】
カーカスプライ６Ａは、本体部６ａと折返し部６ｂとを具える。本体部６ａは、例えば、トレッド部２からサイドウォール部３を経てビード部４のビードコア５に至る。折返し部６ｂは、例えば、本体部６ａに連なりかつビードコア５の回りをタイヤ軸方向内側から外側に折り返されている。カーカスプライ６Ａの本体部６ａと折返し部６ｂとの間には、ビードコア５からタイヤ半径方向外側にのびるビードエーペックスゴム８が配されている。
【００１９】
トレッド補強層７は、スチールからなる複数本の補強コード１１の配列体がトッピングゴムで被覆されたシート状の補強プライ９で形成される。補強プライ９は、そのタイヤ周方向の両端部を重ね継ぎされることにより環状に形成される。
【００２０】
本実施形態の補強プライ９は、タイヤ半径方向の最も内側に配される第１プライ９Ａ、該第１プライ９Ａのタイヤ半径方向の外側に配される第２プライ９Ｂ、及び、該第２プライ９Ｂのタイヤ半径方向外側に配される第３プライ９Ｃからなる３枚で構成される。
【００２１】
図２には、カーカスプライ６Ａ及び補強プライ９の展開図が示される。図２に示されるように、第１プライ９Ａの補強コード１１Ａは、タイヤ赤道Ｃに対する角度θ１が５０〜６０°で配列されている。第２プライ９Ｂの補強コード１１Ｂは、タイヤ赤道Ｃに対する角度θ２が２０〜３０°で配列され、第１プライ９Ａの補強コード１１Ａとはタイヤ赤道Ｃに対して同じ向きで傾いている。第３プライ９Ｃの補強コード１１Ｃは、タイヤ赤道Ｃに対する角度θ３が２０〜３０°で配列され、第２プライ９Ｂの補強コード１１Ｂとはタイヤ赤道Ｃに対して逆向きで傾いている。
【００２２】
第２プライ９Ｂの補強コード１１Ｂ及び第３プライ９Ｃの補強コード１１Ｃは、タイヤ赤道Ｃに対して逆向きかつ２０〜３０°で交差するため、大きなタガ効果がバランス良く発揮され、転がり抵抗性能が向上する。第２プライ９Ｂの補強コード１１Ｂの角度θ２及び第３プライ９Ｃの補強コード１１Ｃの角度θ３が２０°未満である場合、横剛性を十分に発揮できない。第２プライ９Ｂの補強コード１１Ｂの角度θ２及び第３プライ９Ｃの補強コード１１Ｃの角度θ３が３０°を超える場合、周方向剛性が低下しカーカス６に対するタガ効果を十分に発揮できない。このため、転がり抵抗性能が悪化する。
【００２３】
図３（ａ）には、第２プライ９Ｂの補強コード１１Ｂ及び第３プライ９Ｃの補強コード１１Ｃの配向を重ね合わせた図、図３（ｂ）には、図３（ａ）の各プライにタイヤ軸方向の荷重が作用した状態の図が示される。図３（ａ）に示されるように、第２プライ９Ｂ及び第３プライ９Ｃの補強コード１１Ｂ、１１Ｃの角度θ２、θ３を２０〜３０°かつタイヤ赤道Ｃに対して逆向きに規定することにより、第２プライ９Ｂの補強コード１１Ｂと第３プライ９Ｃの補強コード１１Ｃとでタイヤ周方向の長さがタイヤ軸方向の長さよりも大きいひし形が形成される。このため、図３（ｂ）に示されるように、タイヤ軸方向の荷重Ｒが作用すると、第２プライ９Ｂ及び第３プライ９Ｃのみが配されたトレッド補強層７には、両補強コード１１Ｂ、１１Ｃがともにタイヤ軸方向へ大きく変形する、いわゆるパンタグラフ効果が生じる。これにより、第２プライ９Ｂ及び第３プライ９Ｃの２枚の補強プライでは、旋回走行時の横力によって、トレッド補強層７によるタイヤ軸方向への面内曲げ変形が生じるため、トレッドゴム２Ｇと路面とのすべりが生じ、すべり音が発生する。
【００２４】
図２に示されるように、トレッド補強層７が、第１プライ９Ａの補強コード１１Ａを含むことにより、トレッド補強層７のタイヤ軸方向の剛性が高められる。このため、パンタグラフ効果が抑制され、旋回時のトレッド補強層７の面内曲げ変形が低減される。従って、上述のすべり音が抑制される。第１プライ９Ａの補強コード１１Ａの角度θ１が５０°未満の場合、補強コード１１Ａの角度θ１と第２プライ９Ｂの補強コード１１Ｂの角度θ２とが近い角度となり、トレッド補強層７の剛性の異方性が大きくなり、転がり抵抗性能が低下する。第１プライ９Ａの補強コード１１Ａの角度θ１が６０°を超える場合、トレッド補強層７の周方向剛性を高めることができず、トレッド補強層７の面内曲げ変形を抑制できない。このため、補強コード１１Ａの角度θ１は、好ましくは５２〜５８°である。
【００２５】
このような第１プライ９Ａは、タイヤ半径方向の最内側に設けられる。即ち、補強コード１１Ｃの角度θ３が小さい第３プライ９Ｃを、路面側となるタイヤ半径方向の最外側に設ける。これにより、第１プライ９Ａの補強コード１１Ａの相対的に大きな剛性の異方性よりも、第３プライ９Ｃの補強コード１１Ｃの相対的に小さな剛性の異方性が路面に作用するため、プライステアが小さくなる。従って、転がり抵抗性能が向上する。
【００２６】
第１プライ９Ａの補強コード１１Ａと第２プライ９Ｂの補強コード１１Ｂとは、タイヤ赤道Ｃに対し同じ向きで傾けられている。即ち、第１プライ９Ａの補強コード１１Ａと第３プライ９Ｃの補強コード１１Ｃとは、タイヤ赤道Ｃに対し逆向きで配される。これにより、路面に遠い第１プライ９Ａの補強コード１１Ａによる相対的に大きな剛性の異方性と、路面に近い第３プライ９Ｃの補強コード１１Ｃによる相対的に小さい剛性の異方性が、路面上においてバランス良く相殺される。従って、プライステアが小さくなり、さらに、転がり抵抗性能が向上する。
【００２７】
図１に示されるように、本実施形態の各補強プライ９は、互いの幅中心がタイヤ赤道Ｃに揃えられている。補強プライ９は、実質的に、タイヤ軸方向の一方側の接地端Ｔｅから他方側の接地端（図示しない）まで連続してのびている。これにより、トレッド補強層７の面内曲げ変形が大きく抑制され、トレッドゴム２Ｇと路面とのすべりが効果的に低減される。このような観点より、補強プライ９のタイヤ軸方向の幅Ｗａは、接地端Ｔｅ、Ｔｅ間のタイヤ軸方向の距離である接地幅ＴＷの９０〜１１５％に形成されるのが望ましい。なお、本実施形態では、第１プライ９Ａの幅及び第３プライ９Ｃの幅が第２プライ９Ｂの幅よりも小さい。しかしながら、このような態様に限定されるものではない。
【００２８】
「接地端」Ｔｅは、正規状態のタイヤに、正規荷重を負荷してキャンバー角０°で平面に接地させた接地面の最もタイヤ軸方向外側の接地位置である。「正規荷重」とは、タイヤが基づいている規格を含む規格体系において、各規格がタイヤ毎に定めている荷重であり、ＪＡＴＭＡであれば "最大負荷能力" 、ＴＲＡであれば表 "TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES" に記載の最大値、ＥＴＲＴＯであれば "LOAD CAPACITY" であるが、タイヤが乗用車用の場合には前記荷重の８８％に相当する荷重である。
【００２９】
図４には、補強プライ９の拡大断面図が示される。図４に示されるように、本実施形態の補強コード１１は、複数本（本実施形態では、４本）のスチールフィラメントｆを撚り合わせた撚線である。補強コード１１は、撚線に限定されるものではなく、例えば、スチール単線も含む。
【００３０】
補強コード１１のコード径ｄは、好ましくは補強コード１１の配列ピッチＰの３０〜６０％である。補強コード１１のコード径ｄが６０％を超える場合、タイヤの質量が大きくなり、転がり抵抗性能が悪化するおそれがある。コード径ｄが３０％未満の場合、タガ効果を高めることができず、転がり抵抗性能が悪化するおそれがある。このような観点により、補強コード１１のコード径ｄは、より好ましくは補強コード１１の配列ピッチＰの３５〜５５％である。コード径ｄは、撚線を形成するスチールフィラメントｆの集合体の外接円の直径である。補強コード１１の配列ピッチＰは、例えば０．７５〜２．０mmが望ましい。
【００３１】
上述の作用を効果的に発揮させる観点より、補強コード１１の断面積Ａは、好ましくは０．０６〜０．１７mm２である。
【００３２】
以上、本発明の空気入りタイヤについて詳細に説明したが、本発明は上記の具体的な実施形態に限定されることなく種々の態様に変更して実施しうるのはいうまでもない。
【実施例】
【００３３】
本発明の効果を確認するために、図１の基本構成を有し、表１の仕様に基づいた１７５／６５Ｒ１５の空気入りタイヤがテストされた。各タイヤの主な共通仕様やテスト方法は以下の通りである。
接地幅ＴＷ：１２６mm
第１プライのタイヤ軸方向の幅Ｗａ／ＴＷ：１０２％
第２プライのタイヤ軸方向の幅Ｗａ／ＴＷ：１１３％
第３プライのタイヤ軸方向の幅Ｗａ／ＴＷ：１０２％
補強コードの配列ピッチ：１．３２mm
テスト方法は、次の通りである。
【００３４】
＜転がり抵抗性能＞
ドラム式タイヤ転がり抵抗試験機を用いて、下記の条件で、各テストタイヤの転がり抵抗が測定された。結果は、比較例１の転がり抵抗の値を１００とする指数で表示されている。数値が小さいほど良好である。
リム：５Ｊ
内圧：２３０kpa
荷重：４．４１kN
速度：８０km/h
【００３５】
＜騒音性能＞
各テストタイヤが、下記の条件で、排気量が１８００ccの乗用車の全輪に装着された。そして、テストドライバーが、アスファルト路面の直線コース及び半径１１０mの旋回コースを７０km/hの速度で走行させたときの車内騒音が測定された。騒音データを１／３オクターブ分析し、直進走行時及び旋回時の１０００〜１６００Hz領域の最大騒音の変化率（旋回時の最大騒音−直進走行時の最大騒音）／旋回時の最大騒音）で評価された。結果は、変化率（％）で表示している。数値が小さいほど良好である。
【００３６】
＜タイヤ質量＞
タイヤ１本当たりの質量が測定された。結果は、比較例１の質量を１００とする指数で表示している。数値が小さい方が良好である。
テストの結果を表１に示す。
【００３７】
【表１】
2014226945.tif 000003
2014226945.tif 000004
【００３８】
テストの結果、実施例のタイヤは、比較例に比べて各性能がバランス良く向上していることが確認できる。また、他のサイズの空気入りタイヤを用いてテストを行ったが、このテスト結果と同じ傾向が示された。
【符号の説明】
【００３９】
２    トレッド部
６    カーカス
７    トレッド補強層
９    補強プライ
９Ａ  第１プライ
９Ｂ  第２プライ
９Ｃ  第３プライ
１１    補強コード
【図１】
2014226945.tif 000005
【図２】
2014226945.tif 000006
【図３】
2014226945.tif 000007
【図４】
2014226945.tif 000008
【図５】
2014226945.tif 000009
【図６】
2014226945.tif 000010