(57)【要約】【課題】操縦安定性を確保しながら燃費性を改善する。【解決手段】１枚のカーカスプライ、２枚のベルトプライ、１枚のバンドプライを具えるタイヤであって、タイヤ断面巾をＷｔ（単位：mm）、ビード径をＤｂ（単位：インチ）、タイヤ外径をＤｔ（単位：mm）としたとき、次式を充足し、かつカーカスコードはアラミド繊維コードからなる。      Ｗｔ≦ −0.7257×(Ｄｂ)２ ＋ 42.763×Ｄｂ − 339.67  −−−（１）      Ｗｔ≧ −0.7257×(Ｄｂ)２ ＋ 48.568×Ｄｂ − 552.33  −−−（２）      Ｄｔ≦ 59.078×Ｗｔ０．４９８  −−−（３）      Ｄｔ≧ 59.078×Ｗｔ０．４６７  −−−（４）【選択図】図１
2015093551.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トレッド部からサイドウォール部をへてビード部のビードコアに至るプライ本体部の両端にビードコアの廻りで折り返されるプライ折返し部を有する１枚のカーカスプライからなるカーカスと、このカーカスの半径方向外側かつトレッド部内に配される２枚のベルトプライからなるベルト層と、このベルト層の半径方向外側に配される１枚のバンドプライからなるバンド層とを具えた空気入りタイヤであって、
タイヤ断面巾をＷｔ（単位：mm）、ビード径をＤｂ（単位：インチ）、タイヤ外径をＤｔ（単位：mm）としたとき、前記タイヤ断面巾Ｗｔが次式（１）、（２）を充足し、
Ｗｔ≦ −0.7257×(Ｄｂ)２ ＋ 42.763×Ｄｂ − 339.67  −−−（１）
Ｗｔ≧ −0.7257×(Ｄｂ)２ ＋ 48.568×Ｄｂ − 552.33  −−−（２）
かつタイヤ外径Ｄｔ（単位：mm）が、次式（３）、（４）を充足するとともに、
Ｄｔ≦ 59.078×Ｗｔ０．４９８  −−−（３）
Ｄｔ≧ 59.078×Ｗｔ０．４６７  −−−（４）
前記カーカスプライのカーカスコードは、アラミド繊維コードからなることを特徴とする空気入りタイヤ。
【請求項２】
前記アラミド繊維コードは、コード構造が８００dtex／２であり、かつカーカスプライの前記プライ折返し部の外端のビードベースラインからの半径方向高さＨが１０〜３５mm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】
前記カーカスプライは、アラミド繊維コードのコード構造が８００dtex／２であり、しかもアラミド繊維コードのコード長さ１０ｃｍ当たりの上撚り数が５０〜６５回であることを特徴とする請求項１又は２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、操縦安定性を確保しながら燃費性を改善した空気入りタイヤに関する。
【背景技術】
【０００２】
タイヤにおける燃費性の要因として、タイヤの転がり抵抗および空気抵抗がある。このうちタイヤの転がり抵抗は、走行時におけるゴムの繰返し変形に伴うエネルギー損失が主原因であり、この転がり抵抗を減じるために、トレッドゴムにエネルギー損失の少ない（tanδが小さい）ゴムを使用することが行われている。
【０００３】
しかしエネルギー損失が小さいゴムを使用した場合、転がり抵抗は減じるものの、グリップ性能（特に、ウェットグリップ性能）が低下し、また耐摩耗性も悪化するという問題がある。なお下記の特許文献１、２などに示されるように、耐摩耗性を向上させつつ転がり抵抗を減じたトレッドゴム組成物の研究が進められている。しかしゴム組成物による改善だけでは限界があり、ゴム組成物以外からの低転がり抵抗性へのアプローチが強く望まれている。
【０００４】
このような状況に鑑み、本発明者が研究を行った結果、以下のことを究明し得た。タイヤ外径が同一のタイヤにおいてタイヤ断面巾を減じた場合、それに伴いトレッド巾も減少するため、トレッドゴムのゴム量も少なくなる。そのためトレッドゴムによるエネルギー損失量が減じ、かつタイヤの軽量化も図られる。又車両を前面視したとき、バンパー下端から下方に露出するタイヤの露出面積も、タイヤ断面巾とともに減じるため、タイヤの空気抵抗を減じることができる。
【０００５】
又、タイヤ外径が同一のタイヤにおいて、ビード径を大きくした場合、走行時の変形が大なサイドウォール領域が狭くなる。その結果、サイドウォール部におけるエネルギー損失量の低減、及びタイヤの軽量化が図られる。
【０００６】
従って、タイヤ外径が同一のタイヤにおいて、タイヤ断面巾を減じかつビード径を大きくした巾狭・大ビード径のタイヤにおいては、トレッド部及びサイドウォール部におけるエネルギー損失量の低減、タイヤ質量の低減、及び空気抵抗の低減により、燃費性が大幅に改善されることが判明した。
【０００７】
しかしながら、本発明者のさらなる研究の結果、前述の巾狭・大ビード径のタイヤにおいては、タイヤ断面巾とともにトレッド巾及びベルト巾も減少する。そのためタイヤ横剛性も小となり、コーナリングパワーが減じて操縦安定性の低下を招くという解決すべき新たな問題があることが判明した。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００４−０１０７８１号公報
【特許文献２】特開２００４−００２６２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
そこで発明は、巾狭・大ビード径のタイヤにおいて、カーカスコードにアラミド繊維コードを用いることを基本として、巾狭・大ビード径のタイヤにおける燃費性の改善効果を高めながら操縦安定性を確保しうる空気入りタイヤを提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、トレッド部からサイドウォール部をへてビード部のビードコアに至るプライ本体部の両端にビードコアの廻りで折り返されるプライ折返し部を有する１枚のカーカスプライからなるカーカスと、このカーカスの半径方向外側かつトレッド部内に配される２枚のベルトプライからなるベルト層と、このベルト層の半径方向外側に配される１枚のバンドプライからなるバンド層とを具えた空気入りタイヤであって、
タイヤ断面巾をＷｔ（単位：mm）、ビード径をＤｂ（単位：インチ）、タイヤ外径をＤｔ（単位：mm）としたとき、前記タイヤ断面巾Ｗｔが次式（１）、（２）を充足し、
Ｗｔ≦ −0.7257×(Ｄｂ)２ ＋ 42.763×Ｄｂ − 339.67  −−−（１）
Ｗｔ≧ −0.7257×(Ｄｂ)２ ＋ 48.568×Ｄｂ − 552.33  −−−（２）
かつタイヤ外径Ｄｔ（単位：mm）が、次式（３）、（４）を充足するとともに、
Ｄｔ≦ 59.078×Ｗｔ０．４９８  −−−（３）
Ｄｔ≧ 59.078×Ｗｔ０．４６７  −−−（４）
前記カーカスプライのカーカスコードは、アラミド繊維コードからなることを特徴としている。
【００１１】
本発明に係る前記空気入りタイヤでは、前記アラミド繊維コードは、コード構造が８００dtex／２であり、かつカーカスプライの前記プライ折返し部の外端のビードベースラインからの半径方向高さＨが１０〜３５mmであることが好ましい。
【００１２】
本発明に係る前記空気入りタイヤでは、前記カーカスプライは、アラミド繊維コードのコード構造が８００dtex／２であり、しかもアラミド繊維コードのコード長さ１０ｃｍ当たりの上撚り数が５０〜６５回であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の空気入りタイヤは、叙上の如く、タイヤ断面巾Ｗｔが前式（１）、（２）を充足し、かつタイヤ外径Ｄｔ（単位：mm）が前式（３）、（４）を充足する巾狭・大ビード径のタイヤとして形成される。そのため、トレッド部及びサイドウォール部におけるエネルギー損失量の低減、タイヤ質量の低減、及び空気抵抗の低減を達成でき、燃費性を改善させることが可能となる。
【００１４】
しかし前記巾狭・大ビード径のタイヤにおいては、タイヤ断面巾とともにトレッド巾及びベルト巾も減少するためタイヤ横剛性も小となり、操縦安定性の低下を招くという問題を招く。
【００１５】
そこで本発明では、カーカスコードにアラミド繊維コードを採用することで、タイヤ横剛性の低下を抑えることができ、前述の燃費性の改善効果を発揮しながら
操縦安定性を確保することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の空気入りタイヤの一実施例を示す断面図である。
【図２】ＪＡＴＭ表示の従来タイヤにおける、タイヤ断面巾とビード径との関係をプロットしたグラフである。
【図３】ＪＡＴＭ表示の従来タイヤにおける、タイヤ断面巾とタイヤ外径との関係をプロットしたグラフである。
【図４】タイヤ大径化による効果を説明する概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。
【００１８】
図１に示すように、本実施形態の空気入りタイヤ１は、トレッド部２からサイドウォール部３をへてビード部４のビードコア５に至るカーカス６と、このカーカス６の半径方向外側かつトレッド部２内に配されるベルト層７と、このベルト層７の半径方向外側に配されるバンド層９とを具える。本例では、前記空気入りタイヤ１が、乗用車用のラジアルタイヤである場合が例示される。
【００１９】
前記カーカス６は、カーカスコードをタイヤ赤道面Ｃｏに対して例えば７５゜〜９０゜の角度で配列した１枚のカーカスプライ６Ａから形成される。このカーカスプライ６Ａは、前記ビードコア５、５間に跨るトロイド状のプライ本体部６ａの両端に、前記ビードコア５の廻りでタイヤ軸方向内側から外側に折り返されるプライ折返し部６ｂを具える。プライ本体部６ａとプライ折返し部６ｂとの間には、前記ビードコア５からタイヤ半径方向外側に先細状にのびるビード補強用のビードエーペックスゴム８が配置されている。
【００２０】
前記ベルト層７は、ベルトコードをタイヤ赤道面Ｃｏに対して例えば１０〜３５゜の角度で配列した２枚のベルトプライ７Ａ、７Ｂから形成される。前記ベルトコードは、プライ間相互で交差する。これによりベルト剛性が高まり、トレッド部２がタガ効果を有して補強される。
【００２１】
前記バンド層９は、バンドコードをタイヤ赤道面Ｃｏに対して５°以下の角度で螺旋状に巻回させた１枚のバンドプライ９Ａから形成される。これにより、高速走行に伴うタイヤの外径成長、とりわけショルダ側での外径成長が抑えられ、高速走行性のが向上される。
【００２２】
そして前記空気入りタイヤ１は、タイヤ断面巾をＷｔ（単位：mm）、ビード径をＤｂ（単位：インチ）としたとき、前記タイヤ断面巾Ｗｔが、次式（１）、（２）を充足する巾狭・大ビード径のタイヤとして形成される。
Ｗｔ≦ −0.7257×(Ｄｂ)２ ＋ 42.763×Ｄｂ − 339.67  −−−（１）
Ｗｔ≧ −0.7257×(Ｄｂ)２ ＋ 48.568×Ｄｂ − 552.33  −−−（２）
【００２３】
図２は、ＪＡＴＭ表示の従来タイヤに対して実施された、タイヤ断面巾Ｗｔとビード径Ｄｂとの関係の調査結果をプロットしたグラフである。この調査結果から、ＪＡＴＭ表示の従来タイヤにおけるタイヤ断面巾Ｗｔとビード径Ｄｂとの平均的な関係は、同図に一点鎖線Ｋａで示されるように、次式（Ａ）で示すことができる。
Ｗｔ＝−0.7257×(Ｄｂ)２ ＋ 39.134×Ｄｂ − 217.30  −−−（Ａ）
【００２４】
これに対して、前記式（１）、（２）を充足する領域Ｙ１は、プロットで示される従来タイヤの範囲外で、しかも前記式（Ａ）で示す平均的な関係Ｋａを、タイヤ断面巾Ｗｔが小な方向、かつビード径Ｄｂが大な方向に平行移動した位置に配されている。即ち、前記式（１）、（２）を充足するタイヤは、タイヤ外径が同一の従来タイヤに比して、タイヤ断面巾Ｗｔを減じかつビード径Ｄｂを大きくした巾狭・大ビード径のタイヤである。
【００２５】
このようなタイヤは、タイヤ断面巾が狭いことにより、トレッド巾も減少し、それに伴いトレッドゴムのゴム量も減少する。そのためトレッドゴムによるエネルギー損失量が相対的に少なくなり、かつタイヤ質量も減少する。又車両を前面視したとき、バンパー下端から下方に露出するタイヤの露出面積も、タイヤ断面巾とともに減じるため、走行時のタイヤの空気抵抗を小さくすることができる。
【００２６】
またタイヤ外径が同一の従来タイヤに比して、ビード径が大きいため、走行時の変形が大きいサイドウォール領域が狭くなる。その結果、サイドウォール部３におけるエネルギー損失量が少なくなり、かつタイヤ質量も減少する。
【００２７】
従って、前記巾狭・大ビード径のタイヤでは、トレッド部２及びサイドウォール部３におけるエネルギー損失量の低減、タイヤ質量の低減、及び空気抵抗の低減により、タイヤの燃費性能を改善することができる。
【００２８】
なおタイヤ断面巾Ｗｔが、前記式（１）から外れる場合、巾狭・大ビード径化が過小となって燃費性能の改善効果が不十分となる。逆に前記式（２）から外れる場合、巾狭となりすぎるため、必要な負荷能力を確保するために使用内圧を高く設定する必要が生じる。そのため、乗り心地性能やロードノイズ性能に悪影響を与える。
【００２９】
また燃費性能のさらなる向上のために、前記空気入りタイヤ１では、タイヤ外径Ｄｔ（単位：mm）は、次式（３）、（４）を充足する。
Ｄｔ≦ 59.078×Ｗｔ０．４９８  −−−（３）
Ｄｔ≧ 59.078×Ｗｔ０．４６７  −−−（４）
【００３０】
図３は、ＪＡＴＭ表示の従来タイヤに対して実施された、タイヤ断面巾Ｗｔとタイヤ外径Ｄｔとの関係の調査結果をプロットしたグラフである。この調査結果から、ＪＡＴＭ表示の従来タイヤにおけるタイヤ断面巾Ｗｔとタイヤ外径Ｄｔとの平均的な関係は、同図に一点鎖線Ｋｂで示されるように、次式（Ｂ）で示すことができる。
Ｄｔ＝ 59.078×Ｗｔ０．４４８  −−−（Ｂ）
【００３１】
これに対して、前記式（３）、（４）を充足する領域Ｙ２は、前記式（Ｂ）で示す平均的な関係Ｋｂを、タイヤ外径Ｄｔが大な方向に平行移動した位置に配される。即ち、前記式（３）、（４）をさらに充足するタイヤは、巾狭・大ビード径かつタイヤ外径Ｄｔが大なタイヤといえる。
【００３２】
タイヤ外径Ｄｔが相対的に大なタイヤＴ１は、図４に概念的に示すように、タイヤ外径Ｄｔが小なタイヤＴ２に比して接地部での周方向の曲げ変形が少ない。そのため、エネルギー損失量が小さく、転がり抵抗の低減に効果がある。よって前記式（４）から外れる場合、タイヤ大径化による前記転がり抵抗の低減が十分見込めなくなる。逆に前記式（３）から外れる場合、必要な負荷能力を確保するために使用内圧を高く設定する必要が生じ、そのため、乗り心地性能やロードノイズ性能に悪影響を与える。
【００３３】
次に、本発明の空気入りタイヤでは、巾狭・大ビード径のタイヤにおける操縦安定性の低下を抑制するため、カーカスコードにアラミド繊維コードを採用している。
【００３４】
これによりカーカス剛性と高めて、タイヤ断面巾の減少に伴うタイヤ横剛性の低下をバランス良く抑えることができる。その結果、コーナリングパワーの低下が抑えられ、操縦安定性を十分確保することが可能になる。
【００３５】
特に本例では、アラミド繊維コードとして、コード構造が８００dtex／２の極細コードを採用している。タイヤの操縦安定性については、カーカスコードの伸び難くさ（弾性）と、復元性とをバランスさせることが重要である。例えば１６７０dtex／２の一般的な太さのアラミド繊維コードは、例えば１８４０dtex／２のレーヨン繊維コードよりも弾性率が高く伸び難いものの、損失正接がレーヨン繊維コードよりも大であるため、コ−ドが一旦伸びた状態から荷重が除去されて元に復元する際のヒステリシスロスが大きくなる。そのためコードの復元性に劣り、操縦安定性を高めることを難しくしている。これに対して、８００dtex／２の極細のアラミド繊維コードでは、コードの伸び性と復元性とのバランスに優れるため、優れた操縦安定性を発揮させることができる。
【００３６】
なお巾狭・大ビード径のタイヤでは、必要な負荷能力を確保するために使用内圧を相対的に高く設定する必要がある。そのため、極細のアラミド繊維コードを採用した場合、カーカス強度を確保するため、コード打ち込み本数を４５〜５５本／５cmの範囲、特に５０本／５cmとするのが好ましい。又前記アラミド繊維コードでは、コード長さ１０ｃｍ当たりの上撚り数ｎ１が５０〜６５回であることが好ましい。なお下撚り数ｎ２は、上撚り数ｎ１の９０〜１１０％の範囲であって、好ましくはｎ１＝ｎ２である。前記上撚り数ｎ１が５０回を下回るとコード剛性が増して乗り心地性の低下傾向を招き、６５回を越えると、コード剛性が減じて操縦安定性に悪影響を招く。
【００３７】
又カーカスプライ６Ａでは、プライ折返し部６ｂの外端のビードベースラインＢＬからの半径方向高さＨは１０mm以上が好ましく、それを下回ると、使用内圧を高いことに起因して、プライ折返し部６ｂがビードコア５から吹き抜ける可能性を招くなど、耐久性に問題が生じる。又前記高さＨは３５mm以下が好ましく、それを上回ると、走行中にカーカスコード端に圧縮歪み受けてコードルースの可能性を招くなど、耐久性に問題が生じる。これは、アラミド繊維コードが、ゴムとの接着性に劣りかつ剛性が高いことによる、カーカスコードにアラミド繊維コードを用いたことによる特有の問題である。
【００３８】
以上、本発明の特に好ましい実施形態について詳述したが、本発明は図示の実施形態に限定されることなく、種々の態様に変形して実施しうる。
【実施例】
【００３９】
（１）図１に示す内部構造を有する空気入りタイヤを、表１の仕様で試作するとともに、各試供タイヤにおける、転がり抵抗性、空気抵抗、乗り心地性能、操縦安定性、ロードノイズをテストした。
【００４０】
共通仕様は以下の通りである。
・カーカス
プライ枚数----１枚
コード角度----９０°
・ベルト層
プライ枚数----２枚
コード角度----２２°、−２０°
コード    ----スチール
・バンド層
プライ枚数----１枚
コード角度----約０°
コード    ----ナイロン
【００４１】
＜転がり抵抗性＞
転がり抵抗試験機を用い、下記の条件にて、タイヤの転がり抵抗（単位Ｎ）を測定し、その逆数を比較例１を１００とする指数で示している。数値が大なほど転がり抵抗が少なく良好である。
温度：20℃、
荷重：４．８ｋＮ
内圧：表１に記載（ロードインデックス相当内圧）
リム：正規リム
速度：８０ｋｍ／ｈ
アライメント（トー角：０°、キャンバー角：０°）
【００４２】
＜空気抵抗＞
実験室にて、バンパー下端からの露出高さを１４０mmとし、走行速度１００km/hに相当する空気をタイヤの露出面に送風し、そのときタイヤが受ける空気力を測定した。評価は、測定値の逆数を、比較例１を１００とする指数で示し、指数が大きい方が空気抵抗が小さく良好である。
【００４３】
＜操縦安定性、乗り心地性＞
試供タイヤを、表１の内圧にて、市販の電気自動車（軽自動車相当の車両）の全輪に装着し、１名乗車にて、ドライアスファルト路面のタイヤテストコースを走行した。そのときの、ハンドル応答性、剛性感、グリップ等に関する操縦安定性、及び乗り心地性をドライバーの官能評価により比較例１を１００とする指数で表示している。指数が大きい方が操縦安定性、及び乗り心地性に優れている。
【００４４】
＜ロードノイズ＞
前記車両を用い、ロードノイズ計測路（アスファルト粗面路）を時速８０ｋｍ／ｈで走行したときの、運転席窓側耳位置における車内の騒音レベルｄＢ（Ａ）を測定した。
【００４５】
【表１】
2015093551.tif 000003
【００４６】
表１に示されるように、比較例２では、巾狭・大ビード径化により燃費性（転がり抵抗及び空気抵抗）は改善するが、操縦安定性が低下するのが確認できる。これに対して、実施例１では、カーカスコードをアラミド繊維コードとすることで操縦安定性は大幅に向上している。なお乗り心地性の点で、改善の余地が残されている。実施例２では、さらにカーカスプライの折返し部の高さＨを適正化することで、操縦安定性及び乗り心地性を、比較例１のレベルに保ちうるのが確認できる。実施例３、４では、カーカスコードの上撚り数が５０〜６５回／１０cmの範囲では、操縦安定性及び乗り心地性を比較例１のレベルに保ちうるのが確認できる。実施例５、６では、前記上撚り数が上記範囲を下回ると、操縦安定性は向上するものの乗り心地性がやや低下し、逆に上撚り数が上記範囲を上回ると、乗り心地性は向上するものの操縦安定性がやや低下するのが確認できる。実施例７、８では、カーカスプライの折返し部の高さＨが１０〜３５mmの範囲では、操縦安定性及び乗り心地性を比較例１のレベルに保ちうるのが確認できる。
【符号の説明】
【００４７】
１      空気入りタイヤ
２      トレッド部
３      サイドウォール部
４      ビード部
５      ビードコア
６      カーカス
６Ａ   カーカスプライ
７     ベルト層
７Ａ、７Ｂ    ベルトプライ
９     バンド層
９Ａ   バンドプライ
【図１】
2015093551.tif 000004
【図２】
2015093551.tif 000005
【図３】
2015093551.tif 000006
【図４】
2015093551.tif 000007