(57)【要約】【課題】耐ベルト折れ性、耐腐食性、軽量性及び操縦安定性を高いレベルで兼備することのできる空気入りラジアルタイヤを提供する。【解決手段】空気入りラジアルタイヤは、カーカス１のクラウン部の外周側に配設され、タイヤ周方向に対し傾斜して延びる複数本のコードを配列してなる１層の傾斜ベルト層２と、傾斜スチールベルト層２の外周側に配設され、タイヤ周方向に対し実質的に平行に複数本のコードを配列してなる少なくとも１層の周方向ベルト層３２と、を備える。この傾斜ベルト層２のコード２ａから周方向ベルト層３のコード３ａまでの間のゴム厚さが、タイヤ幅方向中央部から端部に向けて段階的又は連続的に厚くなっている。【選択図】図３
2011178351.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
タイヤ周方向に対し実質的に９０°をなす角度で延びるコードの少なくとも１プライからなるカーカスと、
このカーカスのクラウン部の外周側に配設され、タイヤ周方向に対し傾斜して延びる複数本のコードを配列してなる１層の傾斜ベルト層と、
この傾斜スチールベルト層の外周側に配設され、タイヤ周方向に対し実質的に平行に複数本のコードを配列してなる少なくとも１層の周方向ベルト層と、
を備える空気入りラジアルタイヤにおいて、
前記傾斜ベルト層のコードから前記周方向ベルト層のコードまでの間のゴム厚さが、タイヤ幅方向中央部から端部にかけて段階的又は連続的に厚くなっていることを特徴とする空気入りラジアルタイヤ。
【請求項２】
前記傾斜ベルト層のコードから前記周方向ベルト層のコードまでの間のゴム厚さの、タイヤ幅中央部における厚さをａ、当該傾斜ベルト層のベルト幅の７０％位置における厚さをｂとするとき、次式
ｂ／ａ＝１．４〜２．１
の範囲になることを特徴とする請求項１に記載の空気入りラジアルタイヤ。
【請求項３】
前記傾斜ベルト層のコードから前記周方向ベルト層のコードまでの間のゴム厚さの、タイヤ幅中央部における厚さをａ、タイヤ幅方向中央部における最外層のカーカスのコードから前記傾斜ベルト層のコードまでの間のゴム厚さをｃとするとき、次式
ａ／ｃ＝０．７〜１．３
の範囲になることを特徴とする請求項１又は２に記載の空気入りラジアルタイヤ。
【請求項４】
前記周方向ベルト層の幅は、傾斜ベルト層の幅の７５〜９０％の長さである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ラジアルタイヤ。
【請求項５】
前記周方向ベルト層は、幅方向端部で側縁部が折り返されてい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、より詳しくは、軽量で操縦安定性に優れ、かつ、耐久性を向上させた自動車用空気入りラジアルタイヤに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から知られている乗用車用タイヤのトレッド構造は、タイヤ周方向に対して実質的に９０°の角度で延びるコードの１プライにてカーカスを形成し、このカーカスのクラウン部の外周側に、タイヤ周方向に対して比較的小さい角度で延びる金属コードで形成した２層のベルト層を相互に交差するように対称的に形成したベルトを、トレッド幅一杯に配設し、このベルトのさらに外周側に、実質的にタイヤ周方向に延びる有機繊維コードからなり、ベルト幅より幾分広い幅を一例として有するベルト補強層、いわゆるキャップで構成した補強層を配設したものがある。
【０００３】
最近は、地球環境の観点から車両の低燃費化が強く要望されるようになっており、そのためタイヤにおいては軽量化、低転がり抵抗化の要請が高まっている。このような要請に応えるタイヤに関し、ベルトとして１層の傾斜スチールベルト層と、この傾斜スチールベルト層上に位置し、タイヤ周方向に対し実質上平行に複数本のコードを配列した少なくとも１層の周方向スチールベルト層とを備える空気入りラジアルタイヤが提案されている（例えば、特許文献１〜５等）。このような構成の空気入りラジアルタイヤは、上記キャップを不要として、軽量であってかつ転がり抵抗が小さく、更に構造が簡素であるために製造が容易であるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２‐０１９４１４号公報（特許請求の範囲等）
【特許文献２】特許第３０７１８０８号公報（特開平４‐７８６０２号公報，特許請求の範囲等）
【特許文献３】特開２００１‐２０６０１０号公報（特許請求の範囲等）
【特許文献４】特許第４０５４０７２号公報（特開平８‐３１８７０６号公報，特許請求の範囲等）
【特許文献５】特開２００７‐１６１０２６号公報（特許請求の範囲等）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一般に、ベルト層に用いられるコードのうち、スチールフィラメントからなるコードは、有機繊維からなるコードと比較して、引っ張り強度に優れる反面、繰り返し荷重による曲げ変形や圧縮変形に対する耐久性が低い。そのため、上記のような１層の傾斜スチールベルト層と少なくとも１層の周方向スチールベルト層とを備えるタイヤでは、ベルト層に用いているスチールコードの耐久性の不足により当該コードの折れを生じ、ベルト耐久性を低下させるおそれがあった。
【０００６】
特に、自動車のコーナリング時に過大な入力がタイヤに加えられると、タイヤの外側となる踏面部に、いわゆるバックリング変形が起こって周方向スチールベルトに過大な圧縮の力が加わってコードが座屈し、その結果、タイヤのショルダー部でコード破断を招くおそれがあった。
【０００７】
また、ベルト層におけるスチールフィラメントからなるコードは、水や酸素透過によって腐食劣化する。そこで、耐水接着性や耐錆性を有するゴムでスチールコードを被覆し、腐食を防止している。このベルト層のコーティングゴム厚が厚いほど耐水接着性や耐錆性が向上する。また、このゴム厚が厚いほどベルトの破断が抑制されるため、ベルト耐久性が向上する。しかし、耐水接着性や耐錆性等の向上のためにコーティングゴムを厚くすると重量が増えたり、ベルト層間でのせん断力が低下したり、操縦安定性が悪化したりすることになる。したがって、軽量化を図るタイヤで、ゴム厚を厚くするのは難しかった。
【０００８】
以上のようなスチールコードの特性から、前述した１層の傾斜スチールベルト層と少なくとも１層の周方向スチールベルト層とを備える構成のタイヤは、軽量で低い転がり抵抗を有しているが、耐ベルト折れ性及び、耐水接着性や耐錆性といった耐腐食性について、なお改良の余地があった。
【０００９】
そこで本発明の目的は、耐ベルト折れ性、耐腐食性、軽量性及び操縦安定性を高いレベルで兼備することのできる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】
【００１０】
本発明の空気入りラジアルタイヤは、タイヤ周方向に対し実質的に９０°をなす角度で延びるコードの少なくとも１プライからなるカーカスと、このカーカスのクラウン部の外周側に配設され、タイヤ周方向に対し傾斜して延びる複数本のコードを配列してなる１層の傾斜ベルト層と、この傾斜スチールベルト層の外周側に配設され、タイヤ周方向に対し実質的に平行に複数本のコードを配列してなる少なくとも１層の周方向ベルト層と、を備える空気入りラジアルタイヤにおいて、傾斜ベルト層のコードから周方向ベルト層のコードまでの間のゴム厚さが、タイヤ幅方向中央部から端部に向けて段階的又は連続的に厚くなっていることを特徴とする。
【００１１】
本発明の空気入りラジアルタイヤにおいては、傾斜ベルト層のコードから前記周方向ベルト層のコードまでの間のゴム厚さの、タイヤ幅中央部における厚さをａ、当該傾斜ベルト層のベルト幅の７０％位置における厚さをｂとするとき、次式ｂ／ａ＝１．４〜２．１
の範囲になること、
タイヤ幅方向中央部における最外層のカーカスのコードから傾斜ベルト層のコードまでの間のゴム厚さをｃとするとき、次式
ａ／ｃ＝０．７〜１．３の範囲になること、
周方向ベルト層の幅は、傾斜ベルト層の幅の７５〜９０％の長さであること
周方向スチールベルト層は、幅方向端部で側縁部が折り返されていること
の構成とすることができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の空気入りタイヤによれば、傾斜ベルト層のコードから周方向ベルト層のコードまでの間のゴム厚さが、タイヤ幅方向中央部から端部に向けて段階的又は連続的に厚くなっていることから、タイヤの軽量化、操縦安定性及びタイヤの耐久性を高いレベルで具備させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態の空気入りラジアルタイヤをタイヤ幅方向で切断した断面で示す模式図である。
【図２】本発明の実施形態の空気入りラジアルタイヤにおけるクラウン部の補強構造を、コードを含む層の配列で示す模式図である。
【図３】本発明の実施形態の空気入りラジアルタイヤの傾斜ベルト層及び周方向ベルト層近傍を、タイヤ幅方向で切断した断面で示す模式図である。
【図４】本発明の実施形態の空気入りラジアルタイヤの傾斜ベルト層及び周方向ベルト層近傍を、タイヤ幅方向で切断した断面で示す模式図である。
【図５】本発明の別の実施形態の空気入りラジアルタイヤの傾斜ベルト層及び周方向ベルト層近傍を、タイヤ幅方向で切断した断面で示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の空気入りラジアルタイヤの実施形態を、図面を用いつつ具体的に説明する。
【００１５】
図１に、本発明の空気入りラジアルタイヤの一実施形態を、タイヤ幅方向断面の模式図で示す。図１に示すように、本実施形態の空気入りラジアルタイヤは、タイヤ周方向に対し実質的に９０°をなす角度で延びるコードの少なくとも１プライからなるカーカス１を備えている。このカーカス１のクラウン部の外周側に配設されるベルトは、タイヤ周方向に対し傾斜して延びる複数本のコードを配列してなる１層の傾斜ベルト層２と、その外周側に配設され、タイヤ周方向に対し実質的に平行に複数本のコードを配列してなる少なくとも１層、図示の例では１層の周方向ベルト層３とにより構成されている。
【００１６】
図２に、かかる本実施形態の空気入りラジアルタイヤにおけるクラウン部の補強構造を、コードを含む層の配列の模式図で示す。図２に示すように、カーカス１のクラウン部は、傾斜ベルト層２と周方向ベルト層３とにより補強されている。換言すれば、本実施形態の空気入りラジアルタイヤは、従来のいわゆるキャップと呼ばれるベルト補強層を不要としている。このことにより、タイヤ軽量化を実現し、また、低い転がり抵抗特性を具備している。
【００１７】
図３に、本実施形態の空気入りラジアルタイヤの傾斜ベルト層２及び周方向ベルト層３近傍を、タイヤ幅方向断面の模式図で示す。図３に示されるように、傾斜ベルト層２のコード２ａから周方向ベルト層３のコード３ａまでの間のゴム厚さ（以下、「ベルト層間ゲージ」ともいう。）が、ベルトの幅方向中央部から幅方向端部にかけて、次第に厚くなっている。すなわち、ベルトの幅方向中央部におけるベルト層間ゲージに比べて、ベルト幅方向端部におけるベルト層間ゲージが大きくなっている。
【００１８】
ベルト層間ゲージは、タイヤの軽量化の観点からは小さいほうがゴム量を減らすことができ、タイヤを軽量することができる。また、ベルト層間ゲージが小さいほど層間せん断力を大きくするため、コーナリングパワーを増大させることができる。もっとも、コード間ゲージが過剰に小さいと、層間せん断力が大きくなり過ぎてベルト層間でのセパレーションを招くおそれがある。セパレーションはベルトの幅方向の端部から特に発生し易いため、ベルトの幅方向の端部のベルト層間ゲージをある程度は大きくすることで、このセパレーションを防止できる。
【００１９】
次に、操縦安定性を考えると、タイヤの接地形状は完全な四角形ではなく、タイヤ幅方向中心部の接地長が最も長い形状となるのが普通である。そのため、タイヤ幅方向中央部での力の伝達が操縦安定性に大きな影響を及ぼす。この観点から、タイヤ幅方向中央部でのベルト層間ゲージが、日常走行時の操縦安定性に大きな影響を与えるのであって、このタイヤ幅方向中央部でのベルトのベルト層間ゲージを小さくすると、直進状態からハンドルを切り始めた操舵初期の手応えがよく、ステアリング操作に対して応答性の良いタイヤ特性が得られる。
【００２０】
次に、耐久性の面からは、タイヤのショルダー部ではベルト層間ゲージは厚いほうがよい。その理由の一つは、前述したベルト端からのセパレーションを防止するためであり、特に、本発明のように、傾斜ベルト層２と少なくとも１層の周方向ベルト層３とからなるベルトを備える基本構造を有するタイヤでは、ベルトを覆う有機繊維のキャップ層がないので、端部からセパレーションが生じ易いからである。また、別の理由には、タイヤのショルダー部のベルト層間ゲージを厚くすることにより、このショルダー部において、コーナリング時のバックリングを原因とする、周方向ベルトの折れを防止するためである。更に、タイヤのショルダー部のベルト層間ゲージを厚くすることにより耐水接着性や耐錆性といった耐腐食性を向上させることが可能となる。
【００２１】
本実施形態の空気入りタイヤは、上記したタイヤの軽量化、操縦安定性及び耐久性についてのタイヤ幅方向のベルト層間ゲージの関係を考慮して、ベルト層間ゲージを、タイヤ幅方向中央部から端部に向けて段階的又は連続的に厚くしている。かかる構造によれば、タイヤ幅方向において、ベルトの幅方向端部が位置するショルダー部のベルト間ゲージをセンター部よりも厚くすることにより、ベルトのコード折れ、セパレーション及び腐食を防止することができる。他方、センター部のベルト間ゲージをショルダー部よりも薄くすることにより、軽量化効果を確保し、操縦安定性を向上させることができる。
【００２２】
ベルトを構成する１層の傾斜ベルト層のコードは、スチールフィラメントからなるコードを用いるものとする。また、少なくとも１層からなる周方向ベルト層は、スチールフィラメントからなるコードを用いることが好ましいが、有機繊維のフィラメントからなるコード用いることもできる。
【００２３】
傾斜ベルト層２のコード２ａから周方向ベルト層３のコード３ａまでの間のゴム厚さ（ベルト層間ゲージ）のタイヤ幅方向中央部から幅方向端部にかけての厚さ変化は、中央部から端部に向けて連続的に厚みが増加するような変化であってもよいし、また、中央部から端部に向けて段階的に厚みが増加するような厚さ変化であってもよい。
【００２４】
本発明の好ましい態様においては、タイヤ幅中央部におけるベルト層間ゲージをａ、傾斜ベルト層２についてのタイヤ赤道面を中心とするベルト幅の７０％の位置におけるベルト層間ゲージをｂとするとき、ｂ／ａ＝１．４〜２．１である。図４の、空気入りラジアルタイヤのタイヤ幅方向断面の模式図に、これらのベルト層間ゲージａ，ｂの計測位置及びそれぞれのベルト層間ゲージａ，ｂの大小関係の一例を図示している。なお、図４は、図３と同一部材については同一符号を付している。傾斜ベルト層２についてのタイヤ赤道面を中心とするベルト幅Ｗ１の７０％の位置０．７Ｗ１でのベルト層間ゲージｂが、タイヤ幅方向中央部におけるベルト層間ゲージａの１．４〜２．１倍の関係になる。ａに対するｂの比（ｂ／ａ）が１．４以上にすることにより、タイヤのショルダー部が中央部に比べて十分に肥厚化され、その結果、本発明で所期したタイヤ耐久性を十分に向上させることができる。しかし、ａに対するｂの比（ｂ／ａ）が２．１を超えると、更なる耐久性向上が望めない一方でタイヤ質量が大きくなることから、ａに対するｂの比（ｂ／ａ）は２．１以下とすることが好ましい。より好ましくはｂ／ａ＝１．８〜２．０の範囲である。なお、ｂの測定位置を傾斜ベルト層２についてのタイヤ赤道面を中心とするベルト幅の７０％の位置としたのは、端部（ベルト幅の１００％）では、製造ばらつきの影響を受け易く、また、ベルト端のみにゴムシートを入れる場合はあるが、本発明の空気入りラジアルタイヤでは、ベルト層間ゲージを端部のみで厚くするのではなく、ベルト幅の約５０％の位置から段階的又は連続的に厚くするのが望ましいためである。
【００２５】
次に、本発明の別の好ましい態様としては、タイヤ幅方向中央部における最外層のカーカス１のコードから傾斜ベルト層２のコードまでの間のゴム厚さをｃとするとき、上記のタイヤ幅中央部におけるベルト層間ゲージａとの関係で、ａ／ｃ＝０．７〜１．３である。上掲した図４に、このａ及びｃ計測位置及びａ，ｃの大小関係の一例を図示している。このベルト層間ゲージａが、タイヤ幅方向中央部における最外層のカーカス１のコードから傾斜ベルト層２のコード２ａまでの間のゴム厚さｃと比べて薄過ぎると、ベルト間の層間せん断力が大きくなり過ぎ、ベルト間でのセパレーションが発生し易くなる。また、ベルト層間ゲージａが、タイヤ幅方向中央部における最外層のカーカス１のコードから傾斜ベルト層２のコード２ａまでの間のゴム厚さｃと比べて厚過ぎると、操縦安定性が低下する。したがって、ｃに対するａの比（ａ／ｃ）は、０．７〜１．３の範囲であることが好ましい。
【００２６】
本発明の好ましい態様においては、前掲した図４に図示するように、周方向ベルト層３の幅Ｗ２は、傾斜ベルト層の幅Ｗ１の７５〜９０％の長さであることが、より好ましい。周方向ベルト層３の端部から生じ易いセパレーションを防止するためには、傾斜ベルト層２の幅Ｗ１よりも周方向ベルト層３の幅Ｗ２が狭いほうが好ましい。もっとも、傾斜ベルト層３の幅Ｗ２に対して周方向ベルト層２の幅Ｗ１が広過ぎると、その周方向ベルト層３の端部からセパレーションが生じ易い。逆に傾斜ベルト層３の幅Ｗ２に対して周方向ベルト層２の幅Ｗ１が狭すぎると、周方向ベルト層２が具備する、周方向にタイヤを抑える、たがの効果が十分に得られず、高速耐久性が低下したり、ショルダー部が故障するおそれがある。したがって、上述のとおり、周方向ベルト層３の幅Ｗ２は、傾斜ベルト層の幅Ｗ１の７５〜９０％の長さであることが、より好ましい。
【００２７】
本発明の好ましい実施形態においては、周方向ベルト層は、幅方向端部で側縁部が折り返されている。図５に本実施形態の空気入りラジアルタイヤのタイヤ幅方向断面の模式図を示す。なお、図５は、図３及び図４と同一部材については同一符号を付している。図示したように周方向ベルト層の幅方向端部で周方向ベルト層の側縁部が折り返されていて内側に位置している。これにより図５の本実施形態では周方向ベルト層３のコード３ａが周方向ベルト層３の幅方向端部で二層に重ねられている。本実施形態の空気入りラジアルタイヤは、周方向ベルト層３が、スチールコードが数本ずつ束になったスパイラル材を傾斜ベルト層２上にらせん状に巻きつけて成形したものである場合に特に好適である。このようにして成形された周方向ベルト層３は、周方向ベルトとしてのたがの効果が大きいので、他の成形法により形成された周方向ベルト層よりも優れている。しかし、スパイラル材を傾斜ベルト層２上にらせん状に巻きつけて成形する際、コードの巻き始め、巻き終わりがタイヤ幅方向端部にあると、巻き始め部及び巻き終わり部に歪が集中し、故障の核となってベルトセパレーションが発生し易い。このようなセパレーションを防止するためには、スパイラル材による成形時に、タイヤ幅方向端部ではなく、少し内側からスパイラルコードを巻き始め、いったん幅方向外側まで巻いたのち、折り返して幅方向内側に巻くようにして、逆サイドについてもタイヤ幅方向端部ではなく、内側へ折り返してから巻き取ることが望ましい。このようにして成形された周方向ベルト層３は、図５に示されたような形状を有している。
【００２８】
次に、本発明の空気入りラジアルタイヤの製造方法の一例について説明する。
ベルト部分の形成の際は、まず、傾斜ベルトをコーティングゴムで被覆する際に、ベルト上（径方向外側）のコーティングゴムゲージをベルト下側のコーティングゲージより厚くする。このコーティングゴムゲージ厚の調節により上述したｃに対するａの比（ａ／ｃ）の値を調節することができる。
【００２９】
次に、傾斜ベルトの上に、ショルダー部のみゴムシートを貼付けする。このショルダー部のみのゴムシートの貼付けの代わりに、例えば、傾斜ベルトにコーティングゴムを被覆する際に、ベルト上のみショルダー部のゲージを段階的に厚くしてもよい。
【００３０】
次に、周方向ベルトは、スチールコードが数本ずつ束になったスパイラル材を、傾斜ベルトの上にらせん状に巻きつけて成形する。
【００３１】
本発明の空気入りラジアルタイヤは、ベルト部分の構造以外については、公知の空気入りラジアルタイヤと同じとすることができる。そのため、製造方法もまた、ベルト部分の形成工程以外は、公知の空気入りラジアルタイヤの製造方法と同じとすることができる。
【実施例】
【００３２】
図１に示すような、１層のカーカス１（材質：ポリエステル）と、そのクラウン部の外周側に順次配置された、タイヤ周方向に対し４０度の角度をなす１層の傾斜スチールベルト層２と、１層の周方向スチールベルト層３とを備える空気入りラジアルタイヤを、表１に示すベルトの条件に従い、タイヤサイズ２２５／５０Ｒ１７にて作製した。得られた各供試タイヤにつき、操縦安定性及びベルトセパレーションの評価を、次に述べる評価法に従って行った。
【００３３】
【表１】
2011178351.tif 000003
【００３４】
（操縦安定性）
実車走行を行い、各種路面を一般走行し、フィーリング評価により求め、これを指数化した。指数化は比較例１を１００として、各実施例及び各比較例を相対評価で表わした。表１では、この指数が１０６〜１２０である場合を○印、指数が９６〜１０５である場合△印、指数が８０〜９５である場合を×印で、それぞれ示した。
この実車走行は、排気量２５００ｃｃの後輪駆動車を用い、荷重として前席に２名を乗車させた状態で、各供試タイヤを全輪に装着して行った。使用リムは７Ｊ×１７であり、タイヤ内圧は２４０ｋＰａとした。
【００３５】
（ベルトセパレーション評価）
供試タイヤをＪＡＴＭＡ標準リムである１７×７Ｊのリムに装着し、純度９９％以上の酸素を内圧３５０ｋＰａにて充填し、１４日間放置した。その後、一旦内圧を０にした後、空気を内圧２２０ｋＰａにて充填した。次にＪＡＴＭＡの最大荷重の８０％である５７０ｋｇにて再度フォースを付与したドラムを９０ｋｍ／ｈにて走行させ、故障に至るまでの距離を、参考例としての比較例１を１００として指数で評価した。この指数の数値が大きいほど、評価結果が良好であることを示している。
【００３６】
（タイヤ質量）
参考例としての比較例１の質量の逆数を１００として指数表示した。数値が大であるほど、評価結果が良好であることを示している。
【００３７】
（総合評価）
総合評価は、操縦安定性、ベルトセパレーション評価及びタイヤ質量の指数の合計で評価し、表１では、この指数が３１０〜３２０である場合を◎印、指数が３０５〜３０９である場合○印、指数が３０１〜３０４である場合△印、指数が２９０〜２９９である場合を×印で、それぞれ示した。
【００３８】
表１に示した評価結果から分かるように、本発明に従う実施例１〜５は、比較例１及び２と比べて、タイヤ重量、ベルトセパレーション及び操縦安定性が、より高いレベルでバランスされている。
【符号の説明】
【００３９】
１  カーカス
２  傾斜ベルト
２ａ  コード
３  周方向ベルト
３ａ  コード
【図１】
2011178351.tif 000004
【図２】
2011178351.tif 000005
【図３】
2011178351.tif 000006
【図４】
2011178351.tif 000007
【図５】
2011178351.tif 000008