(57)【要約】【課題】ベルト耐久性と車両運動性能とが両立する空気入りタイヤを提供する。【解決手段】空気入りタイヤ１は、カーカス層３と、カーカス層３のタイヤ径方向外側に設けられた第１ベルト層７と、第１ベルト層７のタイヤ径方向外側に設けられた第２ベルト層８とを備える。第１ベルト層７の端部が第２ベルト層８側に折り返され、第２ベルト層８の端部を包み込む。空気入りタイヤ１が左輪に装着される場合、第１ベルト層７のコードがタイヤ回転方向に対して左上がりに傾斜し、かつ、第２ベルト層８のコードがタイヤ回転方向に対して右上がりに傾斜する。空気入りタイヤが右輪に装着される場合、第１ベルト層７及び第２ベルト層８のコードの傾斜方向は反転する。第１ベルト層７のコードは、ゴム材で被覆される。被覆ゴムに周波数１５Ｈｚ、歪み１％を与えた際の弾性率は、９．０ＭＰａ〜１６．０ＭＰａである。【選択図】図１
2018203201.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
カーカス層と、
前記カーカス層のタイヤ径方向外側に設けられた第１ベルト層と、
前記第１ベルト層の前記タイヤ径方向外側に設けられた第２ベルト層と
を備え、前記第１ベルト層の端部が前記第２ベルト層側に折り返され、前記第２ベルト層の端部を包み込むフォールドベルト構造が用いられる空気入りタイヤであって、
前記空気入りタイヤが左輪に装着される場合、前記第１ベルト層のコードがタイヤ回転方向に対して左上がりに傾斜し、かつ、前記第２ベルト層のコードが前記タイヤ回転方向に対して右上がりに傾斜し、
前記空気入りタイヤが右輪に装着される場合、前記第１ベルト層のコードが前記タイヤ回転方向に対して右上がりに傾斜し、かつ、前記第２ベルト層のコードが前記タイヤ回転方向に対して左上がりに傾斜し、
前記第１ベルト層のコードは、ゴム材で被覆され、
被覆ゴムに周波数１５Ｈｚ、歪み１％を与えた際の弾性率は、９．０ＭＰａ〜１６．０ＭＰａ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１ベルト層のコードは、有機繊維で形成され、
前記第１ベルト層のコード間に前記ゴム材が含浸され、
前記第１ベルト層のコードのタイヤ赤道線に対する傾斜角度は、１５度から５５度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】
前記第２ベルト層のコードは、有機繊維またはスチール繊維で形成され、
前記第２ベルト層のコードのタイヤ赤道線に対する傾斜角度は、１５度から４５度であることを特徴とする請求項１または２に記載の空気入りタイヤ。
【請求項４】
前記第１ベルト層のコードの傾斜方向と、前記第２ベルト層のコードの傾斜方向は、交差し、
前記第１ベルト層のコードのタイヤ赤道線に対する傾斜角度は、前記第２ベルト層のコードのタイヤ赤道線に対する傾斜角度より小さいことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
【請求項５】
前記カーカス層は、２枚のカーカスプライから形成され、
前記カーカスプライの間にスチールコードが設けられることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項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、空気入りタイヤに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、空気入りタイヤに設けられるベルトとして、フォールドベルト構造のベルトが知られている（例えば、特許文献１，特許文献２）。フォールドベルト構造とは、タイヤ半径内側ベルト層を折返し、タイヤ半径外側ベルト層を包含する構造である。このようなフォールドベルト構造によれば、タイヤ半径外側ベルト層の端部はタイヤ半径内側ベルト層で抑え込まれ、ベルト耐久性が向上する。このベルト耐久性を確実に作用させるためには、タイヤ半径内側ベルト層の径成長を抑制する必要がある。そこで、特許文献１に記載されたタイヤは、タイヤ半径内側ベルト層のコードの傾斜角度をタイヤ幅方向に対してハイアングルにして、ベルト耐久性を高めている。
【０００３】
ところで、タイヤにトラクションがかかった際、タイヤ半径内側ベルト層とタイヤ半径外側ベルト層は、平面内において、略平行四辺形状にせん断変形する。このとき、平行四辺形の短い対角線方向にタイヤ半径内側ベルト層のコードが形成されている場合、圧縮変形が発生する。タイヤ半径内側ベルト層をタイヤ幅方向に対してハイアングルにした場合、平行四辺形の短い対角線方向にコードが形成されることになり、タイヤ半径内側ベルト層の端部に圧縮変形が発生する。このような場合、コードが圧縮変形による疲労で破断したり、コードを被覆するゴムが剥離する場合がある。
【０００４】
そこで、特許文献２に記載されたタイヤは、左輪に装着される場合、タイヤ半径内側ベルト層のコードはタイヤ回転方向に対して右上がりに傾斜し、かつ、タイヤ半径外側ベルト層のコードは左上がりに傾斜する。また、特許文献２に記載されたタイヤは、右輪に装着される場合、傾斜方向は反転する。このように特許文献２に記載されたタイヤは、タイヤの装着方向とタイヤ半径内側ベルト層の傾斜方向を指定し、タイヤ半径内側ベルト層に入力される圧縮変形量を抑制している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−３１５５２３号公報
【特許文献２】特許第５５１９２３３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献２に記載されたベルト層の傾斜方向では、タイヤに発生する横力（コーナリングフォース）が低下し、車両運動性能を損なうおそれがある。この点について、特許文献２には、ベルト層の傾斜方向を反転させれば、車両運動性能が高まると記載されている。しかし、ベルトの傾斜方向を反転させると、ベルト耐久性は低下してしまう。このように、ベルト耐久性と車両運動性能はトレードオフであり、ベルト耐久性と車両運動性能とが両立するベルト構造が望まれていた。
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑みて成されたものであり、その目的は、フォールドベルト構造におけるベルト耐久性と車両運動性能とが両立する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】
【０００８】
本発明に係る空気入りタイヤは、カーカス層と、カーカス層のタイヤ径方向外側に設けられた第１ベルト層と、第１ベルト層のタイヤ径方向外側に設けられた第２ベルト層とを備える。空気入りタイヤは、第１ベルト層の端部が第２ベルト層側に折り返され、第２ベルト層の端部を包み込むフォールドベルト構造を有する。空気入りタイヤが左輪に装着される場合、第１ベルト層のコードがタイヤ回転方向に対して左上がりに傾斜し、かつ、第２ベルト層のコードがタイヤ回転方向に対して右上がりに傾斜する。空気入りタイヤが右輪に装着される場合、第１ベルト層のコードがタイヤ回転方向に対して右上がりに傾斜し、かつ、第２ベルト層のコードがタイヤ回転方向に対して左上がりに傾斜する。第１ベルト層のコードは、ゴム材で被覆される。被覆ゴムに周波数１５Ｈｚ、歪み１％を与えた際の弾性率は、９．０ＭＰａ〜１６．０ＭＰａである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、ベルト耐久性と車両運動性能とが両立する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、本発明の実施形態に係る空気入りタイヤのタイヤ径方向に沿ったタイヤ幅方向断面図である。
【図２】図２は、本発明の実施形態に係る空気入りタイヤが車両の左輪に装着される場合のベルト構造を示す平面図である。
【図３】図３は、本発明の実施形態に係る空気入りタイヤが車両の右輪に装着される場合のベルト構造を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。図面の記載において同一部分には同一符号を付して説明を省略する。
【００１２】
図１を参照して、本実施形態に係る空気入りタイヤ１の構成について説明する。図１に示すように、空気入りタイヤ１は、一対のビード部２と、空気入りタイヤ１の骨格を形成するカーカス層３と、路面と接する接地面を有するトレッド部４と、を有する。
【００１３】
ビード部２は、ビードコア２ａと、ビードフィラー２ｂとを有する。カーカス層３は、ビードコア２ａ間にトロイド状に延在する。
【００１４】
ビードコア２ａは、タイヤ幅方向に離間して少なくとも２つ配置される。また、ビードコア２ａは、１本のビードワイヤ５が円環状に複数回巻かれて形成される。ビードコア２ａは、空気入りタイヤ１の内圧によって発生するカーカス層３のコード張力を支える。
【００１５】
ビードフィラー２ｂは、ビードコア２ａを補強するためのゴム材であり、カーカス層３の両側端部がビードコア２ａの位置でタイヤ幅方向外側に折り返されることにより形成された空間に配置される。
【００１６】
カーカス層３は、２枚のカーカスプライ３ａ，３ｂによって形成される。カーカスプライ３ａ，３ｂは、複数本のコード（例えば、有機繊維コードや金属コード）を有し、これらのコードは、ゴム材で被覆されている。カーカスプライ３ａと、カーカスプライ３ｂとの間にはスチールコードが設けられる。
【００１７】
カーカス層３とトレッド部４との間には、ベルト層６が形成される。ベルト層６は、タイヤ周方向に沿って複数重ねて形成される。ベルト層６は、第１ベルト層７と、第２ベルト層８と、ベルト保護層９を有する。第１ベルト層７は、カーカス層３のタイヤ径方向外側に設けられる。第２ベルト層８は、第１ベルト層７のタイヤ径方向外側に設けられる。第１ベルト層７のベルト端部７ｂは、第２ベルト層８側に折り返され、第２ベルト層８の端部を包み込む。このように本実施形態のベルト層６には、フォールドベルト構造が用いられる。ベルト端部７ｂが第２ベルト層８の端部を押さえ込むことにより、第２ベルト層８のタイヤ径方向外側への変形が抑制され、空気入りタイヤ１の耐久性が向上する。ベルト保護層９は、ベルト端部７ｂを覆うように形成される。
【００１８】
第１ベルト層７、第２ベルト層８、及びベルト保護層９は、複数のコードを有する。これらのコードは、アラミド、ポリエチレン、ナイロン等の有機繊維で形成される。なお、これらのコードは、ガラス繊維やスチール繊維で形成されてもよい。ベルト保護層９のコードは、タイヤ赤道線ＣＬと平行となるように形成されることが好ましい。これにより、空気入りタイヤ１に遠心力が作用した際の空気入りタイヤ１のせり出し変形が小さくなり、接地圧の不均衡からの偏磨耗や過剰な発熱の防止が可能となる。
【００１９】
次に、図２を参照して、ベルト層６の詳細について説明する。図２において矢印Ｃはタイヤ回転方向を示す。タイヤ回転方向とは、タイヤ周方向のいずれかの一方の方向であって、車両が前進する際にタイヤが回転する方向である。
【００２０】
図２に示すように、空気入りタイヤ１が車両の左輪に装着される場合、第１ベルト層７のコード７ａがタイヤ回転方向に対して左上がりに傾斜する。また、第２ベルト層８のコード８ａがタイヤ回転方向に対して右上がりに傾斜する。このように、コード７ａとコード８ａは、互いに交差するように形成される。コード７ａのタイヤ赤道線ＣＬに対する傾斜角度θ１は、１５度から５５度が好ましい。コード８ａのタイヤ赤道線ＣＬに対する傾斜角度θ２は、１５度から４５度が好ましい。また、コード７ａのタイヤ赤道線ＣＬに対する傾斜角度θ１は、コード８ａのタイヤ赤道線ＣＬに対する傾斜角度θ２より小さいことが好ましい。換言すれば、コード７ａのタイヤ幅方向に対する傾斜角度は、コード８ａのタイヤ幅方向に対する傾斜角度より大きいことが好ましい。
【００２１】
コード７ａ及びコード８ａは、ゴム材で被覆される。ゴム材は、特に限定されないが、例えば天然ゴムである。コード７ａとコード７ａの間にゴム材が含浸される。また、コード８ａとコード８ａの間にもゴム材が含浸される。
【００２２】
図３に示すように、空気入りタイヤ１が車両の右輪に装着される場合、第１ベルト層７のコード７ａがタイヤ回転方向に対して右上がりに傾斜する。また、第２ベルト層８のコード８ａがタイヤ回転方向に対して左上がりに傾斜する。つまり、本実施形態に係る空気入りタイヤ１が車両に装着される場合、左輪と右輪においてコード７ａ及びコード８ａの傾斜方向は反転する。なお、図３に示すコード７ａの傾斜角度θ１とコード８ａの傾斜角度θ２は、図２に示す角度を単に反転したものであるため、説明を省略する。
【００２３】
［実施例］
本発明の実施例について、下記の表１及び表２を用いて詳細に説明する。なお、表１及び表２をまとめて、以下では単に表という。
【００２４】
図１の基本構造を有し、被覆ゴムの弾性率を異ならせたタイヤが、表の仕様に基づき試作された。比較例２のタイヤのみ、傾斜方向が反転する。コード７ａはゴム材で被覆され、被覆ゴムの弾性率は、スペクトロメータを用い、室温で動的歪み１％、周波数１５Ｈｚの条件下で測定された。各タイヤの左輪について、ベルト疲労耐久試験とタイヤ軸力試験が行われた。各タイヤの共通仕様は、次の通りである。
サイズ：２４５／４５Ｒ１７
コード７ａのタイヤ赤道線ＣＬに対する傾斜角度：２５度
コード８ａのタイヤ赤道線ＣＬに対する傾斜角度：２５度
コード７ａの材質：アラミド繊維
コード８ａの材質：アラミド繊維
リムサイズ：９Ｊ
内圧：１８０ｋＰａ
荷重：５ｋＮ
【００２５】
［ベルト疲労耐久試験］
タイヤドラム試験機において、スリップ角０度、キャンバー角２度(実車ネガティブキャンバーを想定)、駆動力３ｋＮが、各タイヤに負荷された。その後、実車装着内側に相当するベルト端部７ｂのタイヤ幅方向内側コードを解剖して取り出し、新品時からのコード強力の低下率を評価した。結果は、比較例１の低下率を１００として指数表示した。表の数字は、小さいほど性能が高いことを示す。なお、コード強力とは、コード１本当たりの引張り強さである。
【００２６】
［タイヤ軸力試験］
タイヤフラットベルト試験機において、キャンバー角２度(実車ネガティブキャンバーを想定)にてスリップ角を０度から実車右旋回方向に＋１度スイープさせ、スリップ角変化に応じて発生する横力変化率を評価した。結果は、比較例１の横力変化率を１００として指数表示した。表の数字は、高いほど性能が高いことを示す。
【００２７】
【表１】
2018203201.tif 000003
【００２８】
【表２】
2018203201.tif 000004
【００２９】
上記の表に示すように、比較例２のタイヤは、比較例１のタイヤに比べて、コード強力の低下率は改善している。これは、コード７ａ及びコード８ａの傾斜方向を反転させたことにより、トラクション時に車両内側においてコード７ａに引張りの力が加わり、圧縮歪みの影響を受けることがほぼなくなるためである。このように、傾斜方向を反転させると、タイヤ耐久性は向上する。しかし、表に示すように、比較例２のタイヤでは、横力変化率が低下し、操縦安定性が低下してしまう。
【００３０】
各実施例に示すように、被覆ゴムの弾性率を上昇させた場合、比較例１のタイヤに比べて、コード強力の低下率、及び横力変化率が改善する。これは、被覆ゴム弾性率を上昇させることにより、第１ベルト層７の面内剛性が高まり、圧縮変形に弱いコード７ａの圧縮変形を抑制できるからである。これにより、ベルト層６の耐久性が向上する。また、ベルト層６の変形量を抑制することでタイヤ軸力を発生するトレッドゴムのせん断変形が増加するため、タイヤ軸力が向上する。これにより、車両運動性能も向上する。特に、実施例４のように被覆ゴムの弾性率を１３．０に上昇させた場合、比較例２のタイヤと比較して、コード強力低下効果を上回る。このように被覆ゴムの弾性率を上昇させることにより、各実施例のタイヤは、比較例１のタイヤと同じ傾斜方向であっても、傾斜方向を反転させた比較例２のタイヤよりもコード強力の低下率を改善することができ、ベルト耐久性と車両運動性能との両立を図ることができる。
【００３１】
なお、比較例３のタイヤに示すように、被覆ゴム弾性率を１７．０ＭＰａに上昇させた場合、実施例４のタイヤと比べてコード強力の低下率、及び横力変化率は改善しない。これは、被覆ゴムの剛性が高くなると、接地面積が小さくなり、操縦安定性が悪化するためである。
【００３２】
［作用・効果］
以上説明したように、本実施形態では、第１ベルト層７のコード７ａを被覆する被覆ゴムの弾性率を上昇させた。被覆ゴムに周波数１５Ｈｚ、歪み１％を与えた際の弾性率は、９．０ＭＰａ〜１６．０ＭＰａが好ましい。これにより、第１ベルト層７の面内剛性が高まり、圧縮変形に弱いコード７ａの圧縮変形を抑制でき、ベルト層６の耐久性が向上する。また、ベルト層６の変形量を抑制することでタイヤ軸力を発生するトレッドゴムのせん断変形が増加し、タイヤ軸力が向上して車両運動性能も向上する。このように、本実施形態に係る空気入りタイヤ１は、ベルト耐久性と車両運動性能との両立を図ることができる。
【００３３】
なお、実施例では、コード７ａのタイヤ赤道線ＣＬに対する傾斜角度θ１、及びコード８ａのタイヤ赤道線ＣＬに対する傾斜角度θ２を２５度として説明したが、これに限られない。傾斜角度θ１は、１５度から５５度であればよく、傾斜角度θ２は、１５度から４５度であればよい。また、傾斜角度θ１は、傾斜角度θ２より小さいことが好ましい。これにより、横力変化率が改善し、操縦安定性が向上する。また、コード７ａ及びコード８ａをタイヤ周方向に近づけることで径成長を抑制できる。なお、コード７ａの被覆ゴムの弾性率は、コード８ａの被覆ゴムの弾性率より大きいほうが好ましい。
【符号の説明】
【００３４】
１  空気入りタイヤ
２  ビード部
２ａ  ビードコア
２ｂ  ビードフィラー
３  カーカス層
３ａ、３ｂ  カーカスプライ
４  トレッド部
５  ビードワイヤ
６  ベルト層
７  第１ベルト層
７ａ  コード
７ｂ  ベルト端部
８  第２ベルト層
８ａ  コード
９  ベルト保護層
【図１】
2018203201.tif 000005
【図２】
2018203201.tif 000006
【図３】
2018203201.tif 000007