(57)【要約】【課題】転がり抵抗を悪化することなく氷上制動性能を改善した空気入りタイヤを提供すること。【解決手段】カーカス層１８はラジアルカーカスであり、カーカスコードはスチールコードである。ベルト層２０は、カーカス層１８の半径方向外側に設けられ、第１ベルトプライ２００２と第２ベルトプライ２００４の２枚で構成されている。９０度補強層２２は、トレッド部１２の内部でカーカス層１８の半径方向内側に設けられている。９０度補強層２２は、補強コードをトッピングゴムで被覆した１枚の補強プライで構成されている。補強コードは、タイヤ赤道面Ｃ（タイヤ周方向）に対してほぼ９０度の角度で配列されている。補強コードは、スチールコードであってもよく、有機繊維コードであってもよい。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
トレッド部の内部でラジアルカーカスの半径方向外側に、ベルトコードがタイヤ赤道面に対して互いに逆向きの傾斜角度で配列された２枚のベルトプライからなるベルト層が配置された空気入りタイヤであって、
前記ラジアルカーカスを構成するカーカスコードはスチールコードであり、
トレッド部の内部で前記ラジアルカーカスの半径方向内側に、タイヤ赤道面に対してほぼ９０度に配列した補強コードと、この補強コードを被覆するトッピングゴムとからなる９０度補強層を配置した、
ことを特徴とする空気入りタイヤ。
【請求項２】
前記補強コードはスチールコードである、
ことを特徴とする請求項１記載の空気入りタイヤ。
【請求項３】
前記補強コードは乾燥雰囲気下で熱収縮しない有機繊維コードである、
ことを特徴とする請求項１記載の空気入りタイヤ。
【請求項４】
前記９０度補強層の幅は、前記ベルト層を構成する最内層のベルトプライの幅に対して５０％以上９０％以下である、
ことを特徴とする請求項１乃至３に何れか１項記載の空気入りタイヤ。
【請求項５】
前記ラジアルカーカスと前記９０度補強層の層間のゴムの厚さは０．３ｍｍ以上２．０ｍｍ以下である、
ことを特徴とする請求項１乃至４に何れか１項記載の空気入りタイヤ。
【請求項６】
前記空気入りタイヤはランフラットタイヤである、
ことを特徴とする請求項１乃至５に何れか１項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し、より詳細には、ランフラットタイヤ、オールシーズンタイヤ、スタッドレスタイヤなどに生じるバックリング（接地面の浮き上がり現象）を抑制するようにした空気入りタイヤに関する。
【背景技術】
【０００２】
ランフラットタイヤにおいては、ゼロプレッシャー時に走行すると、図３に示すように、内圧で保持されていないためトレッド部５０の接地面５２が浮き上がるバックリング現象を起こすことが知られている。この場合、カーカス層が１枚のカーカスプライで構成されていると、カーカスコードがスチールコードであっても有機繊維コードであってもバックリングが生じ易い。
ランフラット走行における接地面積の減少は、特に、氷上制駆動（氷上制動性能）に影響を及ぼす。
そこで、従来では、トレッド部の内部でベルト層の半径方向外側に、タイヤ赤道面に対してスチールコードをほぼ９０度に配列した補強層を配設したもの（特許文献１）や、トレッド部の内部でカーカスの半径方向内側に、タイヤ赤道面に対して補強コードをほぼ０度に配列した補強層を配設したもの（特許文献２）が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】ＷＯ２００３−０２４７２７
【特許文献２】特開２００４−３０６６８０
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の空気入りタイヤでは、転がり抵抗や氷上制動性能の点で依然として改良の余地があった。
本発明は前記事情に鑑み案出されたものであって、本発明の目的は、転がり抵抗を悪化することなく氷上制動性能を改善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】
【０００５】
前記目的を達成するため本発明は、トレッド部の内部でラジアルカーカスの半径方向外側に、ベルトコードがタイヤ赤道面に対して互いに逆向きの傾斜角度で配列された２枚のベルトプライからなるベルト層が配置された空気入りタイヤであって、前記ラジアルカーカスを構成するカーカスコードはスチールコードであり、トレッド部の内部で前記ラジアルカーカスの半径方向内側に、タイヤ赤道面に対してほぼ９０度に配列した補強コードと、この補強コードを被覆するトッピングゴムとからなる９０度補強層を配置したことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明では、バックリングが生じようとする際に、カーカスコードに圧縮力が作用し、補強コードに引張力が作用するため、カーカスコードと補強コードとが共に変形しにくく、それらカーカスコードと補強コードによりバックリングの発生を抑制する。
また、カーカスコードと補強コードとが共にタイヤ赤道面に対してほぼ９０度に配列されているため、カーカスと９０度補強層とを重ねても、タイヤが接地する毎にカーカス層と９０度補強層との間のゴムにせんだん変形が生じることがなく、転がり抵抗が小さい。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】実施の形態に係る空気入りタイヤの半部断面図である。
【図２】バックリングが生じようとする際の曲げ変形の説明図である。
【図３】バックリングの説明図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明の実施の形態を図面にしたがって説明する。
ランフラットタイヤ１０は、トレッド部１２からサイドウォール部１４を経てビード部１６に至るカーカス層１８と、トレッド部１２に設けられたベルト層２０および９０度補強層２２と、サイドウォール部１４に設けられたサイド補強ゴム層２４を含んで構成されている。なお、ランフラットタイヤ１０には種々の構造が提案されており、本発明のランフラットタイヤ１０は、従来公知の様々なランフラットタイヤ１０に広く適用される。
【０００９】
カーカス層１８は、タイヤ赤道面Ｃ（タイヤ周方向）に対して略９０度の角度で配列されたカーカスコードをトッピングゴムにより被覆した１枚以上のカーカスプライから構成されたラジアルカーカスである。
本発明において、カーカスコードはスチールコードである。
カーカス層１８は、トレッド部１２から両側のビードコア２６に掛け渡される本体部１８０２と、本体部１８０２から折り返される折り返し部１８０４とを有し、本体部１８０２と折り返し部１８０４の間にビードエーペックスゴム２８が配置されている。
【００１０】
サイド補強ゴム層２４は、サイドウォール部１４でカーカス層１８のタイヤ内腔側に設けられている。これにより、サイドウォール部１４の曲げ変形時に、サイド補強ゴム層２４に主として圧縮荷重が作用し、また、カーカス層１８には主として引張荷重が作用するようにし、ランフラット機能を確保するようにしている。
【００１１】
ベルト層２０は、トレッド部１２の内部でカーカス層１８の半径方向外側に設けられている。
ベルト層２０は、第１ベルトプライ２００２と、その外側に重ねられた第２ベルトプライ２００４の２枚のベルトプライで構成されている。
各ベルトプライ２００２、２００４は、ベルトコードをトッピングゴムにより被覆して構成され、たが効果が発揮されるように、各ベルトプライ２００２、２００４のベルトコードは、タイヤ赤道面Ｃ（タイヤ周方向）に対する傾斜角度が互いに逆向きになっている。
本実施の形態では、さらに、第２ベルトプライ２００４の外側に、ベルト層２０の剥離を防止するベルトカバー層３０が設けられている。
【００１２】
９０度補強層２２は、トレッド部１２の内部でカーカス層１８の半径方向内側に設けられている。
９０度補強層２２は、補強コードをトッピングゴムで被覆した１枚の補強プライで構成されている。
補強コードは、タイヤ赤道面Ｃ（タイヤ周方向）に対してほぼ９０度の角度で配列されている。
補強コードは、スチールコードであってもよく、有機繊維コードであってもよい。
【００１３】
一方、バックリングが生じようとする際、図２に示すように、トレッド部１２のタイヤ内腔側に位置するタイヤの内周面側に引張力が作用し、トレッド部１２の接地面側に圧縮力が作用する。
ベルト層２０は、ベルトコードがタイヤ赤道面Ｃに対して角度を持って配列され、接地毎にその角度が変わるのみであるため、ベルト層２０では接地毎にゴムのみが圧縮すると考えられる。
カーカス層１８と９０度補強層２２では、カーカスコードと補強コードが共にタイヤ赤道面Ｃに対して９０度で配列され、それらコードと、タイヤに用いられるゴムとでは弾性率が３桁以上違うので、カーカスコードと補強コードにより、バックリングの際のトレッド部１２の曲げ変形の中立軸が決定される。このようなことから、バックリングの際のトレッド部１２の曲げ変形の中立軸は、カーカス層１８と９０度補強層２２との間に位置することになる。
したがって、本発明では、バックリングが生じようとする際に、曲げ変形の中立軸よりも接地面側に位置するカーカスコードに圧縮力が作用し、タイヤ内周面側に位置する補強コードに引張力が作用する。
ここで、有機繊維は圧縮側であると変形し易く、引っ張りに対して変形しにくい。また、スチールは圧縮、引張りの双方に対して変形しにくい。
したがって、本発明では、バックリングが生じようとする際に、カーカスコードに圧縮力が作用し、補強コードに引張力が作用するため、カーカスコードは変形しにくく、有機繊維であるかスチールであるか否かにかかわらず補強コードも変形しにくく、それらカーカスコードと補強コードによりバックリングの発生を抑制する。
【００１４】
また、上述のように、ベルト層２０は、ベルトコードがタイヤ赤道面Ｃに対して角度を持って配列され、接地毎にその角度が変わる。
したがって、ベルト層２０の半径方向においてベルト層２０に重ねて９０度補強層２２を配置した場合には、タイヤが接地する毎に、９０度補強層２２とベルト層２０との間のゴムに繰り返してせんだん変形が生じ、この変形がエネルギロスとなり、結果として転がり抵抗が大きくなり、燃費を悪くする。
本発明では、カーカス層１８の半径方向内側に９０度補強層２２を設けており、カーカスコードと補強コードとが共にタイヤ赤道面Ｃに対してほぼ９０度に配列されているため、カーカスと９０度補強層２２とを重ねても、タイヤが接地する毎にカーカス層１８と９０度補強層２２との間のゴムにせんだん変形が生じることがなく、転がり抵抗が良好となる。
【００１５】
【表１】
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【００１６】
従来例１〜４、比較例１、実施例１について内圧ゼロ時の氷上制駆動と転がり抵抗について評価試験を行なった。
なお、氷上制駆動についてはフィーリング評価であり、５人のパネラーに試乗してもらい、５点満点を基準として、５人の評価のうちの最も高い評価と最も低い評価を除いた中間の３人の評価の平均値を採用した。
従来例１、２は共に９０度補強層２２を設けていない。
従来例３、４と、比較例１と、実施例１は、タイヤ赤道面Ｃに対してほぼ９０度に配列した補強コードからなる９０度補強層２２を設け、カーカスコードの材質、補強コードの材質、９０度補強層２２の配置位置を異ならせ、また、ランフラット走行時に、カーカス層１８と９０度補強層２２に作用する力の種類を示した。
【００１７】
従来例１では、カーカスコードとしてレーヨンを用い、従来例２では、カーカスコードとしてスチールを用いた。
従来例１と従来例２は、転がり抵抗は低いものの、バックリングが生じ、接地面積が減少することから内圧ゼロ時の氷上制駆動が低い。
【００１８】
従来例３と従来例４は、上述の特許文献１のように、共に９０度補強層２２をトレッド部１２の内部でベルト層２０の半径方向外側に設けた。
従来例３では、カーカスコードとしてレーヨンを用い、従来例４では、カーカスコードとしてスチールを用いた。
従来例３、４では、カーカスコードを構成するレーヨンコード、スチールコードに引張力が作用し、補強コードを構成するスチールコードに圧縮力が作用するため、カーカスコードと補強コードは共に変形しにくく、したがって、バックリングを抑制でき、内圧ゼロ時の氷上制駆動は高い。
しかしながら、従来例３と従来例４は、転がり抵抗が大きい。これは、ベルト層２０は、ベルトコードがタイヤ赤道面Ｃに対して角度を持って配列され、接地毎にその角度が変わるため、ベルト層２０と９０度補強層２２とが重なっていると、接地毎に９０度補強層２２とベルト層２０との間のゴムに繰り返してせんだん変形が生じ、転がり抵抗が増加するためである。
【００１９】
比較例１と実施例１は、共に９０度補強層２２をトレッド部１２の内部でカーカス層１８の半径方向内側に設けた。
比較例１では、カーカスコードとしてレーヨンを用い、実施例１では、カーカスコードとしてスチールを用いた。
（内圧ゼロ時の氷上制駆動）
比較例１では、カーカスコードを構成するレーヨンに圧縮力が作用し、補強コードを構成するスチールコードに引張力が作用するため、補強コードは変形しにくいものの、カーカスコードは変形し易い。そのため、比較例１ではバックリングを抑制できず、内圧ゼロ時の氷上制駆動が低い。
実施例１では、カーカスコードを構成するスチールコードに圧縮力が作用し、補強コードを構成するスチールコードに引張力が作用するため、カーカスコードと補強コードは共に変形しにくく、したがって、バックリングを抑制でき、内圧ゼロ時の氷上制駆動は高い。
（転がり抵抗）
比較例１と実施例１は、９０度補強層２２をカーカス層１８の半径方向内側に設けているので、カーカスと９０度補強層２２とを重ねても、カーカスコードと補強コードとが共にタイヤ赤道面Ｃに対してほぼ９０度に配列されているため、接地毎にカーカスと９０度補強層２２との間のゴムにせんだん変形が生じることがなく、転がり抵抗が小さい。
したがって、表１から、カーカスコードとしてスチールコードを用い、９０度補強層２２をカーカス層１８の半径方向内側に配置することにより、転がり抵抗を悪化させることなく、氷上ランフラット制駆動性を改善できることが明らかである。
【００２０】
【表２】
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【００２１】
実施例１〜４について内圧ゼロ時の氷上制駆動と転がり抵抗について評価試験を行なった。なお、氷上制駆動については表１と同様にフィーリング評価である。
実施例１〜４では、カーカスコードとしてスチールコードを用い、９０度補強層２２をカーカス層１８の半径方向内側に配置し、補強コードの材質を異ならせた。
なお、表２に示す実施例１〜４および表３、表４に示す実施例５〜１３は、全てカーカスコードとしてスチールコードを用い、９０度補強層２２をカーカス層１８の半径方向内側に配置したものである。
したがって、表２に示す実施例１〜４および表３、表４に示す実施例５〜１３は、表１の実施例１と同様に、カーカスコード（スチールコード）に圧縮力が作用し、補強コードに引張力が作用するため、カーカスコードと補強コードは共に変形しにくく、バックリングが抑制され、内圧ゼロ時の氷上制駆動は高い。
また、表２に示す実施例１〜４および表３、表４に示す実施例５〜１３は、表１の実施例１と同様に、接地毎にカーカス層１８と９０度補強層２２との間のゴムにせんだん変形が生じることがなく、転がり抵抗が小さい。
【００２２】
（内圧ゼロ時の氷上制駆動）
実施例１〜４は、上述のように、内圧ゼロ時の氷上制駆動は高い。
中でも、補強コードにスチールコードを用いた実施例１が最も高く、次に、補強コードにレーヨン、アラミドを用いた実施例３、４が高く、次に、補強コードにナイロンを用いた実施例２が高くなっている。
これは補強コードに引張力が作用した際、スチールコードが最も変形しにくく、次に、レーヨン、アラミドが変形しにくく、次に、ナイロンが変形しにくいためである。
実施例２、３、４を検討すると、実施例３、４では、補強コードに、乾燥雰囲気下で熱収縮しない有機繊維コードであるレーヨン、アラミドを用いており、実施例２では、補強コードに、乾燥雰囲気下で熱収縮する有機繊維コードであるナイロンを用いている。補強コードに、熱収縮する有機繊維コードを用いると、タイヤの加硫時にその有機繊維コードが収縮し、弾性率が下がって変形し易くなる。
したがって、熱収縮しない有機繊維コードを用いた実施例３、４は、熱収縮する有機繊維コードを用いた実施例２に比べて補強コードが変形しにくく、内圧ゼロ時の氷上制駆動が高くなっている。
（転がり抵抗）
実施例１〜４は、上述のように転がり抵抗が小さい。
したがって、表２から、転がり抵抗は同一でも、内圧ゼロ時の氷上制駆動は、補強コードに乾燥雰囲気下で熱収縮する有機繊維コードを用いる場合、補強コードに乾燥雰囲気下で熱収縮しない有機繊維コードを用いる場合、補強コードにスチールコードを用いる場合の順に高くなることが明らかであり、補強コードに有機繊維を用いる場合には、乾燥雰囲気下で熱収縮しない有機繊維コードを用いることが好ましい。
【００２３】
【表３】
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【００２４】
また、９０度補強層２２の幅Ｗ１を狭すぎると、バックリング抑制効果が小さくなり、９０度補強層２２Ｗ１の幅を広くし過ぎても、バックリング抑制効果は高まらず、単にタイヤが重くなるのみとなる。
９０度補強層２２の幅Ｗ１を、第１ベルトプライ２００２の幅Ｗ２に対して異ならせた実施例５〜８について、内圧ゼロ時の氷上制駆動と転がり抵抗について評価試験を行なった。なお、氷上制駆動については表１と同様にフィーリング評価である。
【００２５】
実施例５〜８では、補強コードとしてスチールコードを用いた。
実施例５〜８において、転がり抵抗は上述のように小さい。
９０度補強層２２の幅Ｗ１を第１ベルトプライ２００２の幅Ｗ２に対して４０％とした実施例５では、内圧ゼロ時の氷上制駆動が３．２であるのに対して、５０％とした実施例６では、内圧ゼロ時の氷上制駆動が３．３であった。
したがって、９０度補強層２２の幅Ｗ１を第１ベルトプライ２００２の幅Ｗ２に対して５０％以上にすると、内圧ゼロ時の氷上制駆動を高める上で有利であることが明らかである。
実施例５、６，７から明らかなように、９０度補強層２２の幅Ｗ１を広げていくと氷上制駆動が高くなっていくが、９０度補強層２２の幅Ｗ１を第１ベルトプライ２００２の幅Ｗ２に対して９０％とした実施例７と、１００％とした実施例８では、内圧ゼロ時の氷上制駆動が同一となっている。
したがって、９０度補強層２２を第１ベルトプライ２００２の幅Ｗ２に対して９０％を超える幅Ｗ１で形成しても、バックリング抑制効果は高まらず単にタイヤが重くなるのみとなることが明らかなので、９０度補強層２２の幅Ｗ１を第１ベルトプライ２００２の幅Ｗ２に対して９０％以下にすることが好ましい。
したがって、９０度補強層２２の幅Ｗ１は、ベルト層２０を構成する最内層のベルトプライである第１ベルトプライ２００２の幅Ｗ２に対して、５０％以上９０％以下が好ましい。
【００２６】
【表４】
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【００２７】
また、カーカス層１８と９０度補強層２２の層間のゴムの厚さ（カーカスコードと補強コードの間に位置するゴムの厚さ）を小さくし過ぎると、ドレッド部の変形時にコードが互いに食い込み、曲げ剛性が低くなるため、バックリング抑制効果が小さくなる。また、逆に、大きくし過ぎても、バックリング抑制効果は高まらず、単にタイヤが重くなるのみとなる。
層間のゴムの厚さを異ならせた実施例９〜１３について、内圧ゼロ時の氷上制駆動と転がり抵抗について評価試験を行なった。なお、氷上制駆動については表１と同様にフィーリング評価である。
【００２８】
実施例９〜１３では、補強コードとしてスチールコードを用いた。
実施例５〜８において、転がり抵抗は上述のように小さい。
層間のゴムの厚さを０．２ｍｍとした実施例９では、内圧ゼロ時の氷上制駆動が３．２であるのに対して、層間のゴムの厚さを０．３ｍｍとした実施例１０では、内圧ゼロ時の氷上制駆動が３．３であった。
したがって、層間のゴムの厚さを０．３ｍｍ以上にすると、内圧ゼロ時の氷上制駆動を高める上で有利であることが明らかである。
層間のゴムの厚さを０．３ｍｍとした実施例１０と、層間のゴムの厚さを１．０ｍｍとした実施例１１では、内圧ゼロ時の氷上制駆動が共に３．３であった。
また、層間のゴムの厚さを２．０ｍｍとした実施例１２と、２．５ｍｍとした実施例１３では、内圧ゼロ時の氷上制駆動が、実施例１０、１１に比べて高く共に３．５で同一であった。
したがって、層間のゴムの厚さを大きくすると内圧ゼロ時の氷上制駆動が高まるが、層間のゴムを２．０ｍｍを超える厚さで形成しても、バックリング抑制効果は高まらず単にタイヤが重くなるのみとなることが明らかなので、層間のゴムの厚さは２．０ｍｍ以下にすることが好ましい。
したがって、カーカス層１８と９０度補強層２２の層間のゴムの厚さは、０．３ｍｍ以上２．０ｍｍ以下が好ましい。
【００２９】
なお、カーカスコードを構成する最も太いスチール素線の直径ｄと、カーカスのサイドウォール部１４における曲率半径Ｒ（図１参照）については下記の式（１）を満たすことが好ましい。
０．０００５≦ｄ／２Ｒ≦０．００４……式（１）
サイドウォール部１４は接地毎に曲げ変形を繰り返して受けるため、線径ｄが太すぎると、コードの耐疲労性が悪化するので好ましくなく、逆に、線径ｄが細すぎると、強度不足となるためである。
また、氷上での使用を考えると、キャップコンパウンドについてはガラス転移温度Ｔｇが−５０℃以下、より好ましくは−６０℃以下であることが好ましい。
【００３０】
本実施の形態では、空気入りタイヤがランフラットタイヤ１０である場合について説明したが、本発明は、バックリングが生じるオールシーズンタイヤやスタッドレスタイヤなどのその他のタイヤに広く適用される。
【符号の説明】
【００３１】
１０……ランフラットタイヤ
１２……トレッド部
１４……サイドウォール部
１６……ビード部
１８……カーカス層
２０……ベルト層
２００２……第１ベルトプライ
２００４……第２ベルトプライ
２２……９０度補強層
３０……ベルトカバー層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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