(57)【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１枚のカーカス層が装架され、該カーカス層が各ビード部に配置されたビードコアの廻りにタイヤ内側から外側に巻き上げられ、前記カーカス層の本体部分と巻き上げ部分とが前記サイドウォール部において２層構造を形成し、前記トレッド部における前記カーカス層の外周側に複数層のベルト層が埋設された空気入りタイヤにおいて、
前記トレッド部における前記カーカス層の内面側に、破断荷重が５０Ｎ以上であり、破断伸びが１２％以上であり、５０℃におけるｔａｎδが０．１６以上である有機繊維コードを２５本／５ｃｍ以上の打ち込み密度で引き揃えてなるクラウン補強層が埋設され、該クラウン補強層のタイヤ周方向に対するコード角度が８０°〜９０°の範囲にあり、前記クラウン補強層の幅が前記ベルト層の中で最も広いベルト層の幅の２５％以上７５％以下であることを特徴とする空気入りタイヤ。
【請求項２】
前記カーカス層を構成するカーカスコードの材質が再生セルロース繊維で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】
前記クラウン補強層を構成する有機繊維コードの材質がアクリル繊維であることを特徴とする請求項１〜２のいずれか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、カーカス層の本体部分と巻き上げ部分とがサイドウォール部において２層構造を形成する空気入りタイヤに関し、更に詳しくは、プランジャー強度を十分に確保しながら、軽量化と転がり抵抗の低減を図ると共に、ロードノイズの低減を可能にした空気入りタイヤに関する。
【背景技術】
【０００２】
高性能乗用車向けの空気入りタイヤには、高速走行時における優れた操縦安定性が要求されるが、それと同時に軽量性、低燃費性、静粛性についても優れた特性が求められている。このような特性を満足するために、一対のビード部間に１枚のカーカス層が装架され、該カーカス層が各ビード部に配置されたビードコアの廻りにタイヤ内側から外側に巻き上げられ、カーカス層の本体部分と巻き上げ部分とがサイドウォール部において２層構造を形成する空気入りタイヤが提案されている（例えば、特許文献１〜３参照）。
【０００３】
上述のように１枚のカーカス層の本体部分と巻き上げ部分とがサイドウォール部において２層構造を形成することにより、カーカス層の枚数を必要以上に増加させることなくサイドウォール部の剛性を確保することができるので、軽量性や低燃費性を損なうことなく優れた操縦安定性を発揮することが可能になる。
【０００４】
一方、高性能乗用車においては、近年、エクストラロードのタイヤが広く用いられているため、そのような車両に装着されるタイヤには高いプランジャー強度も要求される。プランジャー強度とは、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、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。
【０００５】
しかしながら、１枚のカーカス層の本体部分と巻き上げ部分とがサイドウォール部において２層構造を形成する空気入りタイヤでは、トレッド部におけるカーカス層の積層数が相対的に少なくなるため、プランジャー強度を必ずしも十分に確保することができないという問題がある。そのため、軽量性や低燃費性を損なうことなくプランジャー強度を効果的に増大させることが求められている。
【０００６】
なお、トレッド部の補強層として、カーカス層の内面側にスチールコード等からなる補強層を配置することが提案されている（例えば、特許文献４，５参照）。しかしながら、トレッド部におけるカーカス層の内面側にスチールコード等からなる補強層を配置しても、プランジャー強度を効果的に増大させることができないのが現状である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１０−１３２２１８号公報
【特許文献２】特開２０１０−１３７８１２号公報
【特許文献３】特開２０１０−２２１８２０号公報
【特許文献４】特開２００４−２６８８２０号公報
【特許文献５】特開２００６−３２１３２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、プランジャー強度を十分に確保しながら、軽量化と転がり抵抗の低減を図ると共に、ロードノイズの低減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】
【０００９】
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１枚のカーカス層が装架され、該カーカス層が各ビード部に配置されたビードコアの廻りにタイヤ内側から外側に巻き上げられ、前記カーカス層の本体部分と巻き上げ部分とが前記サイドウォール部において２層構造を形成し、前記トレッド部における前記カーカス層の外周側に複数層のベルト層が埋設された空気入りタイヤにおいて、
前記トレッド部における前記カーカス層の内面側に、破断荷重が５０Ｎ以上であり、破断伸びが１２％以上であり、５０℃におけるｔａｎδが０．１６以上である有機繊維コードを２５本／５ｃｍ以上の打ち込み密度で引き揃えてなるクラウン補強層が埋設され、該クラウン補強層のタイヤ周方向に対するコード角度が８０°〜９０°の範囲にあり、前記クラウン補強層の幅が前記ベルト層の中で最も広いベルト層の幅の２５％以上７５％以下であることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明では、一対のビード部間に１枚のカーカス層が装架され、該カーカス層が各ビード部に配置されたビードコアの廻りにタイヤ内側から外側に巻き上げられ、カーカス層の本体部分と巻き上げ部分とがサイドウォール部において２層構造を形成することにより、カーカス層の枚数を必要以上に増加させることなくサイドウォール部の剛性を確保することができる。そのため、優れた操縦安定性を発揮すると同時に、空気入りタイヤの軽量化を図り、延いては、転がり抵抗の低減を図ることができる。
【００１１】
また、トレッド部におけるカーカス層の内面側に、破断荷重が５０Ｎ以上であり、破断伸びが１２％以上である有機繊維コードを２５本／５ｃｍ以上の打ち込み密度で引き揃えてなるクラウン補強層が埋設されることにより、上記物性を有する有機繊維コードからなるクラウン補強層がトレッド部に負荷される荷重を効果的に支持するため、プランジャー強度を十分に確保することができる。しかも、クラウン補強層はカーカス層の内面側に配置されると共に、そのタイヤ周方向に対するコード角度が８０°〜９０°の範囲に設定されるので、クラウン補強層に起因する転がり抵抗の悪化を回避することができる。更に、クラウン補強層を構成する有機繊維コードの５０℃におけるｔａｎδは０．１６以上であるため、カーカス層の内面側に位置するクラウン補強層がロードノイズの低減にも寄与するという利点がある。
【００１２】
本発明において、カーカス層を構成するカーカスコードの材質が再生セルロース繊維であることが好ましい。再生セルロース繊維からなるカーカスコードは破断伸びが小さいため、上述のようなカーカス層の巻き上げ構造を採用すると、プランジャー強度が低くなる傾向がある。そのため、カーカスコードの材質が再生セルロース繊維である場合、より顕著な効果が期待される。
【００１３】
クラウン補強層の幅はベルト層の中で最も広いベルト層の幅の２５％以上７５％以下であることが好ましい。これにより、軽量化とプランジャー強度の増大をバランス良く達成することができる。
【００１４】
クラウン補強層を構成する有機繊維コードの材質はアクリル繊維であることが好ましい。アクリル繊維からなる有機繊維コードは、５０℃におけるｔａｎδが大きいため、特にロードノイズの低減効果を高めることができる。
【００１５】
本発明において、有機繊維コードの破断荷重及び破断伸びはＪＩＳ−Ｌ１０１７に準拠して測定されるものである。有機繊維コードのｔａｎδは、以下の方法で測定されたものである。即ち、２０℃に保たれた室内において、試験片長さ約４０ｍｍに切断した試料を、チャック間距離が２０ｍｍに設定された粘弾性スペクトロメータに装着し、正量繊度（実デニール数）及び比重により計算される繊維実断面積の１ｍｍ2当たり初荷重２Ｎを与え、１℃／分で１００℃まで昇温しながら、周波数２０Ｈｚ、変位量±０．１％（約２０μｍ：初荷重負荷後のチャック間距離に対する歪み）で粘弾性特性の温度分散を測定し、５０℃におけるｔａｎδを求める。また、有機繊維コードの打ち込み密度は、クラウン補強層において有機繊維コードの長手方向と直交する方向に沿って測定される打ち込み密度である。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【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、ベルト層及びクラウン補強層を抽出して示す展開図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
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はその空気入りタイヤにおけるカーカス層、ベルト層及びクラウン補強層を示すものである。
【００１８】
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。
【００１９】
一対のビード部３，３間には１枚のカーカス層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。そして、カーカス層４の本体部分４ａと巻き上げ部分４ｂとがサイドウォール部２において２層構造を形成している。また、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。これらビードコア５及びビードフィラー６はカーカス層４の本体部分４ａと巻き上げ部分４ｂとの間に挟み込まれている。
【００２０】
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相対的に幅が広いベルト層７ａと、タイヤ径方向外側に位置して相対的に幅が狭いベルト層７ｂとを含んでいる。これらベルト層７はタイヤ周方向に対して傾斜する複数本のベルトコードを含み、かつ層間でベルトコードが互いに交差するように配置されている。ベルト層７において、ベルトコードのタイヤ周方向に対する傾斜角度は例えば１０°〜４０°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としては、スチールコードやアラミドコード等の高弾性なコードが好ましく使用される。なお、カーカス層４の巻き上げ部分４ｂの端部はベルト層７とカーカス層４の本体部分４ａとの間に挿入されている。その際、カーカス層４の巻き上げ部分４ｂとベルト層７とのタイヤ幅方向の重なり幅は、好ましくは５ｍｍ以上、より好ましくは１０ｍｍ以上３０ｍｍ以下とする。
【００２１】
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、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、ナイロンやポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）やアラミド等の有機繊維コードが好ましく使用される。
【００２２】
上述のように１枚のカーカス層４の本体部分４ａと巻き上げ部分４ｂとがサイドウォール部２において２層構造を形成する空気入りタイヤにおいて、トレッド部１におけるカーカス層４の内面側には、図１及び図２に示すように、破断荷重が５０Ｎ以上であり、破断伸びが１２％以上であり、５０℃におけるｔａｎδが０．１６以上である有機繊維コードを２５本／５ｃｍ以上の打ち込み密度で引き揃えてなるクラウン補強層１０が埋設されている。クラウン補強層１０のタイヤ周方向に対するコード角度θは８０°〜９０°の範囲に設定されている。
【００２３】
このように構成される空気入りタイヤでは、一対のビード部３，３間に１枚のカーカス層４が装架され、カーカス層４が各ビード部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に巻き上げられ、カーカス層４の本体部分４ａと巻き上げ部分４ｂとがサイドウォール部２において２層構造を形成しているので、カーカス層４の枚数を必要以上に増加させることなくサイドウォール部２の剛性を確保することができる。そのため、高剛性のサイドウォール部２に基づいて優れた操縦安定性を発揮することが可能となるが、それと同時に、空気入りタイヤの軽量化を図り、延いては、転がり抵抗の低減を図ることができる。
【００２４】
また、トレッド部１におけるカーカス層４の内面側に、破断荷重が５０Ｎ以上であり、破断伸びが１２％以上である有機繊維コードを２５本／５ｃｍ以上の打ち込み密度で引き揃えてなるクラウン補強層１０が埋設されることにより、上記物性を有する有機繊維コードからなるクラウン補強層１０がトレッド部１に負荷される荷重を柔軟に受け止めるため、プランジャー強度を十分に確保することができる。
【００２５】
ここで、クラウン補強層１０を構成する有機繊維コードの破断荷重が５０Ｎよりも小さいとプランジャー強度を十分に確保することができなくなる。有機繊維コードの破断荷重は好ましくは１００Ｎ以上であり、その上限値は例えば７００Ｎとする。また、クラウン補強層１０を構成する有機繊維コードの破断伸びが１２％よりも小さいとプランジャー強度を十分に確保することができなくなる。有機繊維コードの破断伸びは好ましくは１４％以上であり、その上限値は例えば２５％とする。更に、クラウン補強層１０における有機繊維コードの打ち込み密度が２５本／５ｃｍよりも小さいとプランジャー強度を十分に確保することができなくなる。有機繊維コードの打ち込み密度は好ましくは２５本／５ｃｍ以上であり、その上限値は例えば５０本／５ｃｍとする。
【００２６】
また、上記空気入りタイヤにおいて、クラウン補強層１０はカーカス層４の内面側に配置されると共に、そのタイヤ周方向に対するコード角度θが８０°〜９０°の範囲に設定されるので、クラウン補強層１０に起因する転がり抵抗の悪化を回避することができる。つまり、クラウン補強層１０は、張力を担持するカーカス層４の内面側に存在し、かつカーカス層４と同様にラジアル方向に延在するため、カーカス層４の挙動に実質的な影響を与えるものではない。ここで、クラウン補強層１０のタイヤ周方向に対するコード角度θが８０°よりも小さいと転がり抵抗に悪影響を及ぼすことになる。
【００２７】
更に、上記空気入りタイヤにおいて、クラウン補強層１０を構成する有機繊維コードの５０℃におけるｔａｎδは０．１６以上であるため、カーカス層４の内面側に位置するクラウン補強層１０がロードノイズの低減にも寄与し、静粛性を改善する。つまり、クラウン補強層１０が路面から伝達される振動を減衰させてロードノイズの発生を抑制するのである。ここで、クラウン補強層１０を構成する有機繊維コードの５０℃におけるｔａｎδが０．１６よりも小さいとロードノイズの低減効果が得られなくなる。有機繊維コードのｔａｎδは好ましくは０．２０以上であり、その上限値は例えば０．３５とする。なお、５０℃におけるｔａｎδが０．１６以上である有機繊維コードはヒステリシスロスが高く音の減衰効果が高いが、クラウン補強層１０はカーカス層４の内面側でコード角度θが８０°〜９０°の範囲となるように配置されているので、これが転がり抵抗を悪化させることはない。
【００２８】
上記空気入りタイヤにおいて、カーカス層４を構成するカーカスコードの材質は再生セルロース繊維であると良い。再生セルロース繊維としては、レーヨン、リヨセル等が挙げられる。再生セルロース繊維からなるカーカスコードは高強度である一方で破断伸びが小さいため、１枚のカーカス層４の本体部分４ａと巻き上げ部分４ｂをサイドウォール部２で重ね合せた巻き上げ構造を採用した場合、プランジャー強度、即ち、トレッド部１への押圧力に対する強度が低くなる傾向がある。そのため、カーカスコードの材質が再生セルロース繊維である空気入りタイヤにおいて、トレッド部１におけるカーカス層４の内面側にクラウン補強層１０を追加することにより顕著な効果が得られる。
【００２９】
上記空気入りタイヤにおいて、クラウン補強層１０の幅Ｗｃはベルト層７の中で最も広いベルト層７ａの幅Ｗｂの２５％以上７５％以下であると良い。これにより、軽量化とプランジャー強度の増大をバランス良く達成することができる。クラウン補強層１０の幅Ｗｃが最も広いベルト層７ａの幅Ｗｂの２５％よりも小さいとプランジャー強度を増大させる効果が低下し、逆に７５％よりも大きいとカーカス層４の巻き上げ構造に基づく軽量化効果が低下することになる。特に、クラウン補強層１０の幅Ｗｃは最も広いベルト層７ａの幅Ｗｂの２０％以上７０％以下であると良い。
【００３０】
上記空気入りタイヤにおいて、クラウン補強層１０を構成する有機繊維コードの材質はアクリル繊維であると良い。アクリル繊維からなる有機繊維コードは、破断荷重、破断伸び、５０℃におけるｔａｎδについて所望の特性を満足し得るものであり、特に５０℃におけるｔａｎδが大きいという特性を有している。そのため、クラウン補強層１０を構成する有機繊維コードとしてアクリル繊維コードを用いた場合、特にロードノイズについて良好な改善効果が得られる。
【実施例】
【００３１】
タイヤサイズ２４５／４０Ｒ１８  ９７Ｗ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１枚のカーカス層が装架され、該カーカス層が各ビード部に配置されたビードコアの廻りにタイヤ内側から外側に巻き上げられ、カーカス層の本体部分と巻き上げ部分とがサイドウォール部において２層構造を形成し、トレッド部におけるカーカス層の外周側に２層のベルト層が埋設された空気入りタイヤにおいて、トレッド部におけるカーカス層の内面側にクラウン補強層が埋設され、該クラウン補強層を構成する有機繊維コードの材質、破断荷重、破断伸び、５０℃におけるｔａｎδ、打ち込み密度、タイヤ周方向に対するコード角度θ、クラウン補強層の幅Ｗｃ（最も広いベルト層の幅Ｗｂに対する比率）を表１のように設定した実施例１〜３及び比較例１〜４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レーヨンコードを使用し、クラウン補強層を構成する有機繊維コードとしてはポリエチレンテレフタレート繊維コード又はポリエチレンナフタレート繊維コードを使用した。
【００３２】
比較のため、一対のビード部間に２枚のカーカス層が装架され、これらカーカス層が各ビード部に配置されたビードコアの廻りにタイヤ内側から外側に巻き上げられた構造を有する一方で、クラウン補強層を備えていないこと以外は実施例１〜３と同じ構造を有する従来例１を用意した。また、クラウン補強層を備えていないこと以外は実施例１〜３と同じ構造を有する従来例２を用意した。
【００３３】
これら従来例１，２、実施例１〜３及び比較例１〜４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、転がり抵抗、ロードノイズを評価し、その結果を表１に併せて示した。
【００３４】
タイヤ質量：
各試験タイヤの質量を測定し、従来例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。
【００３５】
プランジャー強度：
各試験タイヤをリムサイズ１８×８．５Ｊのホイールに組み付けて、空気圧を２００ｋＰａとし、ＳＮＩ−００９８−２０１２に準拠して、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、従来例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し、９０以上であれば公的規格を満足するレベルである。
【００３６】
転がり抵抗：
各試験タイヤをリムサイズ１８×８．５Ｊのホイールに組み付けて転がり抵抗試験機に装着し、空気圧２５０ｋＰａ、荷重５．７３ｋＮ、速度８０ｋｍ／ｈの条件にて３０分間の予備走行を行った後、同条件にて転がり抵抗を測定した。評価結果は、従来例１を１００とする指数にて示した。この指数値が小さいほど転がり抵抗が小さいことを意味する。
【００３７】
ロードノイズ：
各試験タイヤをリムサイズ１８×８．５Ｊのホイールに組み付けて試験車両に装着し、空気圧２４０ｋＰａの条件にて、舗装路からなるテストコースにおいて５名のテストドライバーによる官能評価を実施した。評価結果は、従来例を３．０とする５点法にて評価し、最高点と最低点を除いた３名の平均点で表した。この評価値が大きいほどロードノイズが少なく静粛性が優れていることを意味する。
［判定基準］
５：素晴らしい、４：優れる、３．５：やや優れる、３：基準同等、２．５：やや劣る（実用下限）、２：劣る、１：大きく劣る
【００３８】
【表１】
0006988242.tif 000002
【００３９】
この表１から判るように、従来例２のタイヤは、カーカス層の枚数を１枚としているため、従来例１との対比において、タイヤ質量と転がり抵抗が改善されているものの、プランジャー強度の低下が顕著であった。これに対して、実施例１〜３のタイヤは、プランジャー強度を十分に確保しながら、タイヤ質量と転がり抵抗の改善効果を確保し、しかもロードノイズの改善効果も得ることができた。
【００４０】
一方、比較例１のタイヤでは、クラウン補強層のコード角度θが小さ過ぎるため転がり抵抗が悪化していた。比較例２のタイヤでは、クラウン補強層を構成する有機繊維コードの打ち込み密度が小さ過ぎるためプランジャー強度の改善効果が不十分であった。比較例３のタイヤでは、クラウン補強層を構成する有機繊維コードの破断荷重が小さ過ぎるためプランジャー強度の改善効果が不十分であった。比較例３のタイヤでは、クラウン補強層を構成する有機繊維コードの破断伸びが小さ過ぎるためプランジャー強度の改善効果が不十分であった。
【００４１】
次に、タイヤサイズ２４５／４０Ｒ１８で、実施例１〜３と同様のケーシング構造を有する空気入りタイヤにおいて、トレッド部におけるカーカス層の内面側にクラウン補強層が埋設され、該クラウン補強層を構成する有機繊維コードの材質、破断荷重、破断伸び、５０℃におけるｔａｎδ、打ち込み密度、タイヤ周方向に対するコード角度θ、クラウン補強層の幅Ｗｃ（最も広いベルト層の幅Ｗｂに対する比率）を表２のように設定した実施例４〜９のタイヤを製作した。なお、本明細書において、実施例４，８は参考例である。
【００４２】
これら実施例４〜９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、転がり抵抗、ロードノイズを評価し、その結果を表２に併せて示した。
【００４３】
【表２】
0006988242.tif 000003
【００４４】
表２の実施例４〜８から判るように、クラウン補強層の幅Ｗｃが最も広いベルト層の幅Ｗｂの２５％〜７５％の範囲にある場合に、タイヤ質量とプランジャー強度とをバランス良く改善することができた。また、実施例９と前述の実施例１との対比から判るように、クラウン補強層を構成する有機繊維コードの材質をアクリル繊維とした場合、特にロードノイズについて良好な改善効果を得ることができた。
【符号の説明】
【００４５】
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
４ａ  本体部分
４ｂ  巻き上げ部分
５  ビードコア
６  ビードフィラー
７  ベルト層
８  ベルト補強層
１０  クラウン補強層
【図１】
0006988242.tif 000004
【図２】
0006988242.tif 000005