(57)【要約】【課題】操縦安定性及び耐久性を悪化させることなく乗心地を改善することを可能にした空気入りタイヤを提供する。【解決手段】トレッド部１の両側においてそれぞれビード部３からサイドウォール部２にかけて複数本のスチールコード１０を含む補強層７を埋設し、該補強層７をスチールコード１０がタイヤ周方向に対して傾斜するように配置した空気入りタイヤにおいて、両側の補強層７を構成する各スチールコード１０としてｍ×ｎの複撚り構造を有するスチールコードを用い、スチールコード１０の素線径ｄを０．１２ｍｍ以上０．２２ｍｍ以下とし、少なくとも片側の補強層７においてスチールコード１０の上撚りと下撚りの撚り方向を互いに異ならせる。【選択図】図１
2011131681.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トレッド部の両側においてそれぞれビード部からサイドウォール部にかけて複数本のスチールコードを含む補強層を埋設し、該補強層を前記スチールコードがタイヤ周方向に対して傾斜するように配置した空気入りタイヤにおいて、両側の補強層を構成する各スチールコードとしてｍ×ｎの複撚り構造を有するスチールコードを用い、該スチールコードの素線径ｄを０．１２ｍｍ以上０．２２ｍｍ以下とし、少なくとも片側の補強層において前記スチールコードの上撚りと下撚りの撚り方向を互いに異ならせたことを特徴とする空気入りタイヤ。
【請求項２】
車両装着時におけるタイヤ表裏の装着向きが指定された空気入りタイヤにおいて、前記補強層のうち、車両外側に配置される補強層のスチールコードの上撚りと下撚りの撚り方向を互いに異ならせる一方で、車両内側に配置される補強層のスチールコードの上撚りと下撚りの撚り方向を同じにした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】
前記複撚り構造を有するスチールコードにおいて、３≦ｍ≦７、２≦ｎ≦７としたことを特徴とする請求項１又は請求項２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、ビード部からサイドウォール部にかけて複数本のスチールコードを含む補強層を埋設した空気入りタイヤに関し、更に詳しくは、操縦安定性及び耐久性を悪化させることなく乗心地を改善することを可能にした空気入りタイヤに関する。
【背景技術】
【０００２】
空気入りタイヤにおいて、ビード部廻りの剛性を高めて操縦安定性等の走行性能を改善するために、ビード部からサイドウォール部にかけて複数本のスチールコードを含む補強層を埋設することが行われている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
このような補強層を構成するスチールコードとしては、例えば、複数本のフィラメントを撚り合わせてなる単撚り構造（１×ｎ）を有するスチールコードや、撚り合わされた複数本のフィラメントからなるコアの外側に更に複数本のフィラメントを撚り合わせてシースを形成した複層撚り構造（ｍ＋ｎ）を有するスチールコードが使用されている。
【０００４】
しかしながら、上述のようなスチールコードからなる補強層をビード部からサイドウォール部にかけて配置した場合、操縦安定性の改善効果は得られるものの、乗心地が悪化するという欠点がある。また、補強層を構成するスチールコードの耐疲労性が不十分であると、タイヤの耐久性が低下することになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平２０００−１６０３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、操縦安定性及び耐久性を悪化させることなく乗心地を改善すること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】
【０００７】
上記目的を達成するための本発明の空気入りタイヤは、トレッド部の両側においてそれぞれビード部からサイドウォール部にかけて複数本のスチールコードを含む補強層を埋設し、該補強層を前記スチールコードがタイヤ周方向に対して傾斜するように配置した空気入りタイヤにおいて、両側の補強層を構成する各スチールコードとしてｍ×ｎの複撚り構造を有するスチールコードを用い、該スチールコードの素線径ｄを０．１２ｍｍ以上０．２２ｍｍ以下とし、少なくとも片側の補強層において前記スチールコードの上撚りと下撚りの撚り方向を互いに異ならせたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明では、トレッド部の両側においてそれぞれビード部からサイドウォール部にかけて複数本のスチールコードを含む補強層を埋設した空気入りタイヤにおいて、補強層を構成する各スチールコードとして、ｍ×ｎの複撚り構造を有するスチールコードを使用し、該スチールコードの素線径ｄ及び撚り方向を特定することにより、操縦安定性及び耐久性を悪化させることなく乗心地を改善することができる。
【０００９】
つまり、本発明者の知見によれば、複撚り構造を有するスチールコードは、フィラメント間のフレッティング（擦れ）が大きく、しかもコード長手方向の圧縮歪みに追従するため、単撚り構造や複層撚り構造を有するスチールコードに比べて衝撃減衰性が高いという特長がある。また、複撚り構造を有するスチールコードは、圧縮歪みに追従できるため、ビード部廻りでの座屈を生じ難く、力の伝達が滑らかであり、操縦安定性の改善にも有効である。そのため、複撚り構造を有するスチールコードから補強層を構成した場合、その補強層に基づいて操縦安定性の改善効果を得る一方で、単撚り構造や複層撚り構造を有するスチールコードを用いた場合に比べて乗心地を改善することができる。
【００１０】
また、複撚り構造を有するスチールコードの素線径ｄを上記範囲に設定することにより、操縦安定性及び耐久性を両立させることができる。更に、上撚りと下撚りの撚り方向を互いに異ならせた複撚り構造のスチールコードは引張り剛性が比較的高いので、そのようなスチールコードを少なくとも片側の補強層に用いることは操縦安定性の改善に大きく寄与する。
【００１１】
車両装着時におけるタイヤ表裏の装着向きが指定された空気入りタイヤにおいては、補強層のうち、車両外側に配置される補強層のスチールコードの上撚りと下撚りの撚り方向を互いに異ならせる一方で、車両内側に配置される補強層のスチールコードの上撚りと下撚りの撚り方向を同じにすることが好ましい。上撚りと下撚りの撚り方向を互いに異ならせた複撚り構造のスチールコードは引張り剛性が比較的高く操縦安定性の改善に大きく寄与するのに対して、上撚りと下撚りの撚り方向を同じにした複撚り構造のスチールコードは初期伸びが比較的大きく乗心地の改善に大きく寄与する。そのため、乗心地への感度が高い車両内側の補強層において複撚り構造のスチールコードの上撚りと下撚りの撚り方向を同じにする一方で、操縦安定性への感度が高い車両外側の補強層において複撚り構造のスチールコードの上撚りと下撚りの撚り方向を互いに異ならせることにより、操縦安定性と乗心地をより高いレベルで両立させることが可能になる。
【００１２】
本発明において、ｍ×ｎの複撚り構造を有するスチールコードとは、ｎ本のフィラメントを下撚りしてなるｍ本のストランドを上撚りして得られるものであるが、その複撚り構造を有するスチールコードにおいて、３≦ｍ≦７、２≦ｎ≦７とすることが好ましい。このような条件を満たすスチールコードはビード部からサイドウォール部にかけて配置される補強層を構成するスチールコードとして好適であり、操縦安定性と耐久性と乗心地の要求特性を満足するものである。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【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】本発明で補強層に使用されるスチールコードの一例を示す横断面図である。
【図３】本発明の他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。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
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すものである。図１において、１はトレッド部、２はサイドウォール部、３はビード部である。左右一対のビード部３，３間にはカーカス層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に折り返されている。カーカスコードとしては、有機繊維コードを用いることが好ましいが、スチールコードを使用しても良い。
【００１５】
ビードコア５の外周上にはビードフィラー６が配置され、このビードフィラー６がカーカス層４の本体部分と折り返し部分により包み込まれている。また、トレッド部１の両側において、ビード部３からサイドウォール部２にかけては、引き揃えられた複数本のスチールコード１０を含む補強層７がタイヤ全周にわたって埋設されている。この補強層７は、内周端がビードコア５の近傍に位置し、外周端がビードフィラー６の頂点よりもタイヤ径方向外側に位置し、ビードフィラー６とカーカス層４の折り返し部分との間に介在するように配置されている。補強層７において、スチールコード１０のタイヤ周方向に対する傾斜角度は１５°〜４０°の範囲に設定されている。補強層７のスチールコード１０の傾斜角度は、必要とされる操縦安定性に応じて適宜設定することができ、その傾斜角度を大きくすることにより操縦安定性を高めることができる。なお、補強層７はカーカス層４の折り返し部分よりもタイヤ幅方向外側に配置しても良い。
【００１６】
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８が埋設されている。これらベルト層８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。ベルトコードとしては、スチールコードを用いることが好ましいが、有機繊維コードを使用しても良い。ベルトコードのタイヤ周方向に対する傾斜角度は１５°〜４０°の範囲に設定されている。
【００１７】
ベルト層８の外周側には、高速耐久性の向上を目的として、補強コードをタイヤ周方向に対して５°以下の角度で配列してなる少なくとも１層のベルトカバー層９が配置されている。このベルトカバー層９は少なくとも１本の補強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。
【００１８】
上記空気入りタイヤにおいて、補強層７を構成する各スチールコード１０として、ｍ×ｎの複撚り構造を有するものが使用されている。スチールコード１０は、図２に示すように、ｎ本のフィラメント１１を下撚りしてなるｍ本のストランド１２を上撚りすることで構成されている。スチールコード１０において、好適な補強層７を形成すために、３≦ｍ≦７、２≦ｎ≦７とする。なお、図２は３×３の複撚り構造を例示するものである。
【００１９】
スチールコード１０の素線径ｄ（即ち、フィラメント１１の外径）は、０．１２ｍｍ以上０．２２ｍｍ以下になっている。また、各補強層７において、スチールコード１０の上撚りと下撚りの撚り方向は互いに異なっている。例えば、下撚りをＳ撚りとした場合、上撚りはＺ撚りとしている。
【００２０】
上述のようにトレッド部１の両側においてそれぞれビード部３からサイドウォール部２にかけて複数本のスチールコード１０を含む補強層７を埋設した空気入りタイヤにおいて、補強層７を構成する各スチールコードとして、ｍ×ｎの複撚り構造を有するスチールコード１０を使用し、そのスチールコード１０の素線径ｄ及び撚り方向を特定することにより、操縦安定性及び耐久性を悪化させることなく乗心地を改善することができる。
【００２１】
特に、複撚り構造を有するスチールコード１０は、衝撃減衰性が高く、圧縮歪みに追従できるという特長を有しているため、そのようなスチールコード１０から補強層７を構成した場合、補強層７に基づいて操縦安定性の改善効果を得る一方で、乗心地を改善することができる。
【００２２】
ここで、スチールコード１０の素線径ｄが０．１２ｍｍ未満であると剛性不足により操縦安定性が不十分になり、逆に０．２２ｍｍ超であるとスチールコード１０の耐疲労性が悪化するためタイヤの耐久性が不十分になる。例えば、スチールコード１０の素線径ｄが太過ぎる場合、スラローム走行等によりタイヤに歪みを生じた際に、スチールコード１０を構成するフィラメント１１に座屈を生じ易くなる。
【００２３】
更に、複撚り構造を有するスチールコード１０において上撚りと下撚りの撚り方向を互いに異ならせた場合、引張り剛性が比較的高くなるので、それが操縦安定性の改善に大きく寄与する。
【００２４】
なお、上述した好ましい実施形態では、車両装着時のタイヤ表裏の装着向きが指定されていない空気入りタイヤにおいて、両側の補強層７を構成するスチールコード１０の上撚りと下撚りの撚り方向を互いに異ならせているが、本発明では、車両装着時のタイヤ表裏の装着向きが指定されていない空気入りタイヤにおいて、一方の補強層７を構成するスチールコード１０の上撚りと下撚りの撚り方向を互いに異ならせ、他方の補強層７を構成するスチールコード１０の上撚りと下撚りの撚り方向を同じにしても良い。
【００２５】
図３は本発明の他の実施形態からなる空気入りタイヤを示すものである。本実施形態の空気入りタイヤは、車両装着時におけるタイヤ表裏の装着向きが指定されたものであり、ＩＮが車両内側を示し、ＯＵＴが車両外側を示す。図３において、図１と同一物には同一符号を付してその部分の詳細な説明は省略する。
【００２６】
車両装着時におけるタイヤ表裏の装着向きが指定された空気入りタイヤにおいては、補強層７のうち、車両外側に配置される補強層７ｏのスチールコード１０ｏの上撚りと下撚りの撚り方向を互いに異ならせる一方で、車両内側に配置される補強層７ｉのスチールコード１０ｉの上撚りと下撚りの撚り方向を同じにしている。上撚りと下撚りの撚り方向を互いに異ならせた複撚り構造のスチールコード１０ｏは引張り剛性が比較的高く操縦安定性の改善に大きく寄与するのに対して、上撚りと下撚りの撚り方向を同じにした複撚り構造のスチールコード１０ｉは初期伸びが比較的大きく乗心地の改善に大きく寄与する。
【００２７】
そのため、乗心地への感度が高い車両内側の補強層７ｉにおいて複撚り構造のスチールコード１０ｉの上撚りと下撚りの撚り方向を同じにする一方で、操縦安定性への感度が高い車両外側の補強層７ｏにおいて複撚り構造のスチールコード１０ｏの上撚りと下撚りの撚り方向を互いに異ならせることにより、操縦安定性と乗心地をより高いレベルで両立させることができる。
【００２８】
なお、上述した好ましい実施形態では、車両装着時のタイヤ表裏の装着向きが指定された空気入りタイヤにおいて、車両外側の補強層７ｏを構成するスチールコード１０ｏの上撚りと下撚りの撚り方向を互いに異ならせる一方で、車両内側の補強層７ｉを構成するスチールコード１０ｉの上撚りと下撚りの撚り方向を同じにしているが、本発明では、車両装着時のタイヤ表裏の装着向きが指定された空気入りタイヤにおいて、両側の補強層７ｉ，７ｏを構成するスチールコード１０ｉ，１０ｏの上撚りと下撚りの撚り方向を互いに異ならせても良く、或いは、車両外側の補強層７ｏを構成するスチールコード１０ｏの上撚りと下撚りの撚り方向を同じにする一方で、車両内側の補強層７ｉを構成するスチールコード１０ｉの上撚りと下撚りの撚り方向を互いに異ならせても良い。
【実施例】
【００２９】
タイヤサイズ２３５／４５Ｒ１７で、トレッド部の両側においてそれぞれビード部からサイドウォール部にかけて複数本のスチールコードを含む補強層を埋設し、そのスチールコードのタイヤ周方向に対する傾斜角度を３０°に設定した空気入りタイヤにおいて、両側の補強層を構成する各スチールコードの構造、撚り方向（下撚り方向／上撚り方向）、素線径ｄ、コード径、コード打ち込み密度、コード量指数を表１のように設定した従来例１、比較例１，２及び実施例１，２のタイヤを製作した。
【００３０】
従来例１のタイヤでは３本のフィラメントを撚り合わせた単撚り構造のスチールコード（１×３）を採用し、それ以外のタイヤでは３本のフィラメントを下撚りしてなる３本のストランドを上撚りして得られた複撚り構造のスチールコード（３×３）を採用した。コード量指数とは、補強層を構成するスチールコードの総重量を従来例１を１００として表す指数であり、このコード量指数が大きいほどスチールコードの総重量が大きいことを意味する。各タイヤのコード量指数は、原則として従来例１と同じになるように設定しているが、スチールコードが細過ぎて打ち込めない場合は、補強層を側方から見たときのコード充填率が５５％となるようにコード径に基づいて設定したものである。
【００３１】
これら試験タイヤについて、下記の評価方法により、操縦安定性、乗心地、荷重耐久性を評価し、その結果を表１に併せて示した。
【００３２】
操縦安定性：
各試験タイヤをリムサイズ１７×８．５ＪＪのホイールに組付けて試験車両に装着し、空気圧２３０ｋＰａとして、訓練された５名のドライバーにてテストコースを走行して操縦安定性のフィーリングを評価した。評価結果は、基準タイヤとの相対比較にて、以下の判定基準をもとに５点法で採点し、最高点と最低点を除いた３名の平均点で表した。
【００３３】
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
この評価値が大きいほど操縦安定性が優れていることを意味する。
【００３４】
乗心地：
各試験タイヤをリムサイズ１７×８．５ＪＪのホイールに組付けて試験車両に装着し、空気圧２３０ｋＰａとして、訓練された５名のドライバーにてテストコースを走行して乗心地のフィーリングを評価した。評価結果は、基準タイヤとの相対比較にて、以下の判定基準をもとに５点法で採点し、最高点と最低点を除いた３名の平均点で表した。
【００３５】
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
この評価値が大きいほど乗心地が優れていることを意味する。
【００３６】
荷重耐久性：
ドラム表面が平滑で直径１７０７ｍｍの鋼製ドラムを備えたドラム試験機を用い、周辺温度を３８±３℃に制御し、リムサイズ１７×８．５ＪＪ、試験内圧３００ｋＰａにてインフレートさせた試験タイヤについて、負荷荷重をＪＡＴＭＡで規定された最大負荷能力の２００％とし、２００００ｋｍの走行試験を実施した。評価結果は、補強層において故障が発生した場合を「×」で示し、補強層において故障が発生しなかった場合を「○」で示した。
【００３７】
【表１】
2011131681.tif 000003
【００３８】
表１において、従来例１のタイヤでは、荷重耐久性の評価試験において補強層のスチールコードに僅かにセパレーションが発生していた。これに対して、実施例１，２のタイヤでは、いずれも、補強層を構成する各スチールコードとしてｍ×ｎの複撚り構造を有するスチールコードを使用し、そのスチールコードの素線径ｄ及び撚り方向を特定しているため、従来例１との対比において、操縦安定性及び耐久性を良好に維持しながら乗心地を改善することができた。
【００３９】
一方、比較例１のタイヤでは、補強層を構成するスチールコードの素線径ｄが細過ぎて剛性が足りないため操縦安定性が不十分であった。また、比較例２のタイヤでは、補強層を構成するスチールコードの素線径ｄが太過ぎてスチールコードの耐疲労性が悪いため荷重耐久性が不十分であった。
【００４０】
次に、タイヤサイズ２３５／４５Ｒ１７で、車両装着時におけるタイヤ表裏の装着向きが指定されていると共に、トレッド部の両側においてそれぞれビード部からサイドウォール部にかけて複数本のスチールコードを含む補強層を埋設し、そのスチールコードのタイヤ周方向に対する傾斜角度を３０°に設定した空気入りタイヤにおいて、両側の補強層を構成する各スチールコードの構造、車両内側及び車両外側での撚り方向（下撚り方向／上撚り方向）、素線径ｄ、コード径、コード打ち込み密度、コード量指数を表２のように設定した実施例３〜５のタイヤを製作した。
【００４１】
これら試験タイヤについて、上述の評価方法により、操縦安定性、乗心地、荷重耐久性を評価し、その結果を表２に併せて示した。
【００４２】
【表２】
2011131681.tif 000004
【００４３】
表２から判るように、実施例３〜５のタイヤは、いずれも、従来例１との対比において、操縦安定性及び耐久性を良好に維持しながら乗心地を改善することができた。特に、実施例４では、車両装着時におけるタイヤ表裏の装着向きが指定されたタイヤにおいて、車両外側に配置される補強層のスチールコードの上撚りと下撚りの撚り方向を互いに異ならせる一方で、車両内側に配置される補強層のスチールコードの上撚りと下撚りの撚り方向を同じにしているため、操縦安定性と乗心地をより高いレベルで両立させることが可能であった。
【符号の説明】
【００４４】
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
５  ビードコア
６  ビードフィラー
７，７ｉ，７ｏ  補強層
８  ベルト層
９  ベルトカバー層
１０，１０ｉ，１０ｏ  スチールコード
１１  フィラメント
１２  ストランド
【図１】
2011131681.tif 000005
【図２】
2011131681.tif 000006
【図３】
2011131681.tif 000007