(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
左右一対のビードコア間にわたりトロイド状をなして跨る少なくとも１枚のカーカス層からなるカーカスと、該カーカスのクラウン領域のタイヤ径方向外側に配設されて接地部を形成するトレッド部と、該トレッド部と前記カーカスのクラウン領域との間に配置されて補強部を形成する、少なくとも２枚のベルト層からなるベルトを備える空気入りラジアルタイヤにおいて、
前記ベルト層を構成する補強材が、スチールコード２本を撚らずに位相をずらして揃えた束であり、前記スチールコードを構成するスチールフィラメントの径をａ（ｍｍ）としたとき、前記ベルト層の層間ゲージが前記コードの外接円を用いて表した層間ゲージよりも期待値としてａ／４（ｍｍ）以上増加し、かつ、前記束の少なくとも一部におけるスチールコード２本が、外接円を用いて表した幅よりもａ／４（ｍｍ）以上接近して配置されることにより、隣り合う束との間隔がａ／４以上増加する束間を有し、
前記スチールコードが、（１×２）構造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】
前記ベルト層の厚みが０．７０ｍｍより大きく１．２０ｍｍ未満である請求項１記載の空気入りラジアルタイヤ。
【請求項３】
前記スチールフィラメント径が０．２４〜０．２６ｍｍである請求項１または２記載の空気入りラジアルタイヤ。
【請求項４】
前記スチールフィラメントの撚り線前の抗張力Ｔ（ＭＰａ）が、下記式、
Ｔ≧４４００−３４６０×ａ
で表わされる関係を満足する請求項１〜３のうちいずれか一項記載の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（以下、単に「タイヤ」とも称する）に関し、詳しくは、耐久性を低下させることなく軽量化を実現した空気入りラジアルタイヤに関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、乗用車用ラジアルタイヤの骨格をなすカーカスの補強部材、特にカーカスのクラウン部の補強部材として一般に用いられているベルトは、主としてタイヤの赤道面に対し傾斜配列されたスチールコード（以下、単に「コード」とも称す）のゴム引き層からなるスチールベルト層を２枚以上用い、これらベルト層中のスチールコードが互いに交差するようにして構成されている。
【０００３】
従来より、ベルト層の改良に関して、種々の検討がなされてきている。例えば、特許文献１には、補強素子を数本以内の束とし、その束を一定の分散で打ち込むことにより、ベルトの耐久性を向上させる技術が開示されている。また、特許文献２には、ベルトの補強材として（１×２）構造のスチールコードを用いることにより、ベルト端で発生するセパレーション（ＢＥＳ）を抑制することができること、およびタイヤの軽量化が図れること、が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平５−２１３００７号公報
【特許文献２】特開昭６２−２３４９２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年、自動車の高性能化に伴って、タイヤについて、ますます高い性能が求められるようになってきている。また、自動車の燃費向上のために、タイヤの軽量化も重要な課題となってきている。このような現状においては、特許文献１および２記載のベルト構造では、タイヤの耐久性および軽量性について、必ずしも十分なものとは言えなくなってきている。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、耐久性を低下させることなく軽量化を実現した空気入りラジアル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】
【０００７】
本発明者は、上記課題を解消するためにベルトの構造につき鋭意検討した結果、下記構成とすることにより、上記課題を解決することができることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００８】
すなわち、本発明の空気入りラジアルタイヤは、左右一対のビードコア間にわたりトロイド状をなして跨る少なくとも１枚のカーカス層からなるカーカスと、該カーカスのクラウン領域のタイヤ径方向外側に配設されて接地部を形成するトレッド部と、該トレッド部と前記カーカスのクラウン領域との間に配置されて補強部を形成する、少なくとも２枚のベルト層からなるベルトを備える空気入りラジアルタイヤにおいて、
前記ベルト層を構成する補強材が、スチールコード２本を撚らずに位相をずらして揃えた束であり、前記スチールコードを構成するスチールフィラメントの径をａ（ｍｍ）としたとき、前記ベルト層の層間ゲージが前記コードの外接円を用いて表した層間ゲージよりも期待値としてａ／４（ｍｍ）以上増加し、かつ、前記束の少なくとも一部におけるスチールコード２本が、外接円を用いて表した幅よりもａ／４（ｍｍ）以上接近して配置されることにより、隣り合う束との間隔がａ／４以上増加する束間を有し、
前記スチールコードが、（１×２）構造であることを特徴とするものである。
【０００９】
本発明においては、前記ベルト層の厚みは０．７０ｍｍより大きく１．２０ｍｍ未満であることが好ましく、また、前記スチールフィラメント径は０．２４〜０．２６ｍｍであることが好ましく、さらに、前記スチールフィラメントの撚り線前の抗張力Ｔ（ＭＰａ）が、下記式、
Ｔ≧４４００−３４６０×ａ
で表わされる関係を満足することが好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、耐久性を低下させることなく軽量化を実現し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】本発明の一好適例の空気入りラジアルタイヤを示す片側断面図である。
【図２】（１×２）構造のコード２本を束とした場合の、束の断面の変化の例を示す断面図である。
【図３】（１＋１）構造のコード２本を束とした場合の、束の断面の変化の例を示す断面図である。
【図４】図１の空気入りラジアルタイヤのベルトの部分断面図の一例である。
【図５】（１×２）構造のコード２本を束とした場合の層間ゲージの増加量の期待値を算出するための説明図である。
【図６】（１×２）構造のコード２本を束とした場合の層間ゲージの増加量の期待値を算出するための説明図である。
【図７】（１×２）構造のコード２本を束にした場合の束幅を説明するための概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態を詳細に説明する。
図１に、本発明の一実施の形態に係る空気入りラジアルタイヤを示す。図示するタイヤは、カーカスのクラウン領域に配設されて接地部を形成するトレッド部１と、このトレッド部１の両側部に連続してタイヤ半径方向内方へ延びる一対のサイドウォール部２と、各サイドウォール部２の内周側に連続するビード部３とを備えている。
【００１３】
トレッド部１、サイドウォール部２およびビード部３は、一方のビード部３から他方のビード部３にわたってトロイド状に延びる一枚のカーカス層からなるカーカス４により補強されている。また、トレッド部１は、以下で詳述する、カーカス４のクラウン領域のタイヤ径方向外側に配設した少なくとも２層、図示する例では２層の第１ベルト層５ａと第２ベルト層５ｂとからなるベルトにより補強されている。ここで、カーカス４のカーカス層は複数枚としてもよく、タイヤ周方向に対してほぼ直交する方向、例えば、７０〜９０°の角度で延びる有機繊維コードを好適に用いることができる。
【００１４】
本発明においては、第１ベルト層５ａおよび第２ベルト層５ｂを構成する補強材は、２本のコードを撚らずに揃えた束である。補強材をコード２本の束とすることにより、コードを束としない場合と比べて、ベルト層中の補強材の間隔が広くなり、ベルト幅方向端部のコード端を起点としたゴム剥離が容易に隣り合うコード間に伝播する、ベルトエッジセパレーションを抑制することができる。また、本発明においては、コードを構成する全てのスチールフィラメント（以下、単に「フィラメント」とも称す）のフィラメント径が同径であり、その径をａ（ｍｍ）としたとき、ベルトの層間ゲージが、コードの外接円を用いて表した層間ゲージよりも期待値としてａ／４（ｍｍ）以上、好ましくは、４ａ／１１（ｍｍ）増加する。図２（ａ）〜（ｃ）は、ベルト層の補強材として（１×２）構造のコード２本を束６とした場合、図３（ａ）〜（ｃ）は、（１＋１）構造のコード２本を束１６とした場合のコード束の断面の変化の例を示す図であり、まず、これらを用いてコード径の変化について説明する。
【００１５】
通常、コード径Ｄｃは、図２（ａ）に示す様に、フィラメント７の外接円８の直径により表わされている。しかしながら、（１×２）構造のコードは２本のフィラメント７を撚り合わせたコードであるため、コード内（外接円８内）でフィラメント７の位置が連続的に変化している。例えば、フィラメント７の位置が図２（ｂ）、（ｃ）のように４５°ずつ変化すると、水平方向における実際のコード径は、外接円８より減少することになる。（１＋１）構造のコードについても同様であり、図３（ａ）〜（ｃ）に示す様に、フィラメント１７の位置が、図３（ｂ）、（ｃ）のように４５°ずつ変化すると、水平方向における実際のコード径は、外接円１８より減少することになる。
【００１６】
図４は、図１に示したタイヤのベルトの一例の部分断面図であり、図示例では、補強材は（１×２）構造のコード２本の束である。通常、第１ベルト層５ａと第２ベルト層５ｂの層間ゲージＨ０は、ベルト層を構成するそれぞれのコードの外接円の距離で表わされている。しかしながら、上述のとおり、実際のコード径は、連続的に変化している。そのため、第１ベルト層５ａを構成するコードと、第２ベルト層５ｂを構成するコードとのコード間距離、すなわち、実際の層間ゲージＨも連続的に変化することになる。本発明においては、層間ゲージＨが、コードの外接円を用いて表した層間ゲージＨ０よりも期待値としてａ／４（ｍｍ）以上増加する。そのため、層間ゲージの厚さを保ったまま、ゴムゲージを薄くすることができ、タイヤの軽量化が可能となる。
【００１７】
ここで、層間ゲージＨの増加量の期待値の算出方法について説明する。図５および図６は、層間ゲージＨの増加量の期待値を算出するための説明図である。図中の２６ａは第１ベルト層中の束を、２６ｂは第２ベルト層中の束をそれぞれ示す。まず、図５（ａ）に示す様に、第１ベルト層中の束２６ａおよび第２ベルト層中の束２６ｂ中のコードを、それぞれコードＸおよびコードＹとする。次に、鉛直方向において、コードＸおよびコードＹの外接円間の距離（層間ゲージＨ０）と、コードＸおよびコードＹのフィラメント間距離と、が等しい状態をコードＸおよびコードＹの基本状態（図５（ａ））とする。図５（ａ）〜（ｈ）は、例として、コードＸが１ピッチで３６０°回転する場合において、基本状態からコードＸを４５°ずつ回転させた場合の断面形状をそれぞれ示す。図５（ｂ）を参照するに、基本状態からコードＸを４５°回転させることにより、コードＸとコードＹの実際の層間ゲージＨは、Ｈ０よりｘｚ２だけ増加する。さらに、コードＸを４５°ずつ回転させると（図５（ｃ）〜（ｈ））、コードＸとコードＹの実際の層間ゲージＨの増加量は、ｘｚ３〜ｘｚ８だけ変化する。なお、基本状態（図５（ａ））および基本状態から１８０°回転した状態（図５（ｅ））のｘｚ１およびｘｚ５は０である。
【００１８】
コードＹについても同様に、コードＹが１ピッチで３６０°回転する場合において、コードＹを４５°ずつ回転させた場合の断面形状を、図６（ａ）〜（ｈ）としてそれぞれ示す。図示するように、基本状態（図６（ａ））からコードＹを４５°回転させることにより、コードＸとコードＹの実際の層間ゲージＨは、Ｈ０よりｙｚ２だけ増加する（図６（ｂ））。さらに、４５°ずつ回転させると（図６（ｃ）〜（ｈ））、コードＸとコードＹの実際の層間ゲージＨの増加量は、ｙｚ３〜ｙｚ８だけ変化することになる。
【００１９】
ここまでは、層間ゲージの増加量の算出の方法として、コードＸおよびコードＹを４５°ずつ回転させた場合を例に挙げて説明してきたが、本発明においては、同様の考え方に基づき、コードＸおよびコードＹが１ピッチで３６０°回転する場合において、コードＸおよびコードＹを基本状態から１°ずつ回転させ、ｘｚ１〜ｘｚ３６０およびｙｚ１〜ｙｚ３６０を求める。得られた値を基に、下記式、
0006022752.tif 000002
により、層間ゲージの増加量の期待値を算出する。なお、コード構造が（１×２）構造を例として説明したが、（１＋１）構造のコードについても同様の手順で層間ゲージの期待値を算出することができる。
【００２０】
さらに、本発明のタイヤにおいては、コード束の少なくとも一部におけるコード２本が外接円を用いて表した幅よりもａ／４（ｍｍ）以上接近して配置されることにより、実際の束幅がその分だけ減少し、隣り合う束との間隔がａ／４以上増加する束間を有している。図７（ａ）、（ｂ）は、（１×２）構造のコード２本を束にした場合の束幅を説明するための概略断面図である。従来、２本のコードを撚らずに揃えた束３６とした場合、束間隔は、２本のコードの外接円３８の合計と考えられていた。（１×２）構造のコードの場合、図７（ａ）に示す様に、２本のフィラメント３７が同一ピッチで撚り合わされたコード２本を、位相が一致するように束ねられた場合は、コード束の幅はコードの外接円３８の合計になる。
【００２１】
しかしながら、図７（ｂ）に示す様に、（１×２）構造のコードは凹凸が大きいため、２本のコードの位相をずらして束ねると、一方のコードの外接円３８が他方のコードの外接円３８に食い込むことが可能となる。そのため、コード束３６の束幅は、外接円３８が重なり合う領域ｗだけ、外接円３８の合計よりも小さくなる。その結果、隣り合う束との間隔が広くなるため、同じ打込み本数であっても、束間隔を広くすることができ、ベルトの耐久性を向上させることができる。かかる効果を良好に得るためには、隣り合う束との間隔がａ／４（ｍｍ）以上増加する束間が全体の束間の３０％以上であることが好ましく、好適には５０％以上である。（１＋１）構造のコードについても同様に考えることができる。
【００２２】
本発明においては、ベルトの耐久性を確保するためには、束間隔は０．７ｍｍであることが好ましい。また、コード束の横幅が大きくなると歪が増えるため、耐ＢＥＳ性が悪化する場合がある。そこで、耐ＢＥＳ性を確保するために、下記式で定義される空間率、
空間率（％）＝（真のコード間隔）／（真の束幅）×１００
が８０（％）以上であることが好ましい。
【００２３】
本発明においては、ベルトへの補強材の打込み数は３５〜６５本／５０ｍｍであることが好ましい。打込み数が、上記範囲未満の場合は、引張強度を確保することができなくなる場合があり好ましくなく。一方、打込み数が上記範囲より多いと、束間隔が狭くなり、ＢＥＳが生じるおそれがあり、耐久性が低下する場合がある。
【００２４】
また、本発明においては、タイヤの軽量化と耐久性の向上の観点から、ベルト層の厚みは０．７０ｍｍより大きく１．２０ｍｍ未満であることが好ましい。ベルト層の厚みが０．７０ｍｍ以下では、十分な耐久性を得ることができない場合がある。一方、ベルト層の厚みが１．２０ｍｍ以上であると、十分な軽量効果を得ることができない場合がある。より好ましくは０．８０〜１．１０ｍｍである。
【００２５】
さらに、本発明においては、コードを構成するフィラメントのフィラメント径は０．２４〜０．２６ｍｍであることが好ましい。フィラメント径が０．２４未満であると、十分な強力を発揮することができない場合がある。一方、フィラメント径が０．２６より大きいと、ベルトが厚くなってしまい、十分な軽量効果を得ることができないことがある。
【００２６】
また、本発明においては、コードを構成するフィラメントの撚り前の抗張力Ｔ（ＭＰａ）が、下記式、
Ｔ≧４４００−３４６０×ａ
で表わされる関係を満足することが好ましい。抗張力Ｔが上記関係式を満たさない場合、ベルト強度を十分に得ることができない場合がある。
【００２７】
なお、本発明においては、各フィラメントの撚り方向、撚りピッチ等の条件については、特に制約されるものではなく、用途に応じて、常法に従い適宜構成することが可能である。また、フィラメントの材質等については特に制限はないが、スチールフィラメントが好適である。スチールフィラメントとしては、引張り強さは、好適には２７００Ｎ／ｍｍ２以上のものを好適に用いることができる。高い抗張力を有するモノフィラメントコードとしては、少なくとも０．７２質量％、特には少なくとも０．８２質量％の炭素を含有するものを、好適に用いることができる。
【００２８】
本発明の空気入りラジアルタイヤは、ベルトの構造が上記要件を満足するものであれば、それ以外の具体的なタイヤ構造については、特に制限されるものではない。また、該タイヤに充填する気体としては、通常の或いは酸素分圧を調整した空気の他、窒素、アルゴン、ヘリウム等の不活性ガスを用いることができる。
【実施例】
【００２９】
以下、本発明を、実施例を用いてより詳細に説明する。
＜実施例１〜１２、比較例１〜８および従来例＞
下記表１〜４に示す構造のコードをベルト補強材とし、得られたベルト補強材を用いて図１に示すタイプのタイヤを、タイヤサイズ２２５／４５Ｒ１７にて作製した。ベルト補強材の打込み角度はタイヤ周方向に対して±２６°とした。得られた各タイヤについて、下記の手順に従い、乗り心地、耐久性およびタイヤ重量の評価を行った。
【００３０】
＜ベルト重量＞
ベルトの重量はベルト層のゲージとスチールコードの打ち込み本数から求めた。タイヤ円周方向と垂直な面の断面のコードを観察し１層目のコードの中心と２層目のコードの中心間距離をベルト層の厚みとし、コードの打ち込み本数とベルト層のゲージから計算でそれぞれの体積を求め、さらにそれぞれの比重を掛け合わせることにより求めた。得られた数値について、従来例のタイヤを１００として指数評価した。この値が８６以下の場合を○とした。結果を表１〜４に併記する。
【００３１】
＜耐久性＞
各供試タイヤを、ＪＡＴＭＡ規格に定める標準リムに装着後、ＪＡＴＭＡ  ＹＥＡＲ  ＢＯＯＫにおける最大負荷能力に対応する内圧を充填し、乗用車に装着した。舗装路を４００００ｋｍ走行した後、タイヤを解剖して、ベルト端部のセパレーション長さを調査し、従来例を１００とした指数にて評価した。この値が小さいほど、耐久性に優れている。また、従来例のタイヤと同等の場合（指数で１００以上１２０以下）を○、優れている場合（指数で１００未満）を◎、劣っている（指数で１２０より大きい）場合を×とした。結果を表１〜４に併記する。
【００３２】
＜ベルト強度＞
ベルトへのコード打込み数にコードの強力を掛け合わせたものをベルト強度とした。従来例を１００として評価した。この値が９０以上である場合を○、８５以上９０未満を△、８５未満を×とした。なお、指数として８５以上あれば実用上問題はない。
【００３３】
【表１】
0006022752.tif 000003
【００３４】
【表２】
0006022752.tif 000004
【００３５】
【表３】
0006022752.tif 000005
【００３６】
【表４】
0006022752.tif 000006
【００３７】
表１〜４より本発明のタイヤは、耐久性を低下させることなく軽量性を実現できることが確かめられた。
【符号の説明】
【００３８】
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
５ａ  第１ベルト層
５ｂ  第２ベルト層
６，１６，２６，３６  束
７，１７，３７  フィラメント
８，１８，３８  外接円
【図１】
0006022752.tif 000007
【図２】
0006022752.tif 000008
【図３】
0006022752.tif 000009
【図４】
0006022752.tif 000010
【図５】
0006022752.tif 000011
【図６】
0006022752.tif 000012
【図７】
0006022752.tif 000013