(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対のビード部間でトロイド状に延びるカーカスを骨格とし、該カーカスのクラウン部を、少なくとも１層のベルトにて補強した空気入りタイヤであって、上記カーカスは、タイヤの赤道面を中心として隣接ベルト層幅の30〜60％の領域にわたる、欠落部を有し、上記ベルトは、タイヤの赤道面に対して傾斜して延びるスチールコードから成る１層の傾斜ベルト層および有機繊維コードをタイヤの周方向に巻回して成る２層の周方向ベルト層を有することを特徴とする空気入りタイヤ。
【請求項２】
請求項１において、傾斜ベルト層のスチールコードのタイヤの赤道面に対する傾斜角度が30〜40°であることを特徴とする空気入りタイヤ。
【請求項３】
請求項１または２において、傾斜ベルト層のスチールコードがモノフィラメントであることを特徴とする空気入りタイヤ。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかにおいて、周方向ベルト層の有機繊維コードが芳香族ポリアミドから成ることを特徴とする空気入りタイヤ。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかにおいて、ビード部にビードフィラーを有し、該ビードフィラーのタイヤ径方向長さが50mm以上であることを特徴とする空気入りタイヤ。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれかにおいて、ビード部に、有機繊維コードをタイヤの回転軸を中心とした円周に沿って巻回して成るビード部補強層を有することを特徴とする空気入りタイヤ。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれかにおいて、カーカスは、その両端部がビード部の厚み中心付近にてビード部中に固定されて成ることを特徴とする空気入りタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、タイヤとしての基本性能を損なうことなく軽量化を達成した空気入りタイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年では、環境保護および省エネルギーの観点から、自動車の低燃費化が進められ、それに伴いタイヤの軽量化が強く求められている。この要請に応えるために、最近では、タイヤの分野においても、軽量化に対する種々の方策が試みられている。
【０００３】
すなわち、(a) トレッドのゴム厚の削減、(b) タイヤサイド部のゴム厚の削減、(c) ビードフィラーゴムの削減、(d) ベルトにおけるコード打ち込み数の低減、および(e) ベルト補強層の除去、などの手法が知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の(b) および(c) の手法は、タイヤの補強を司る部分の削減であるから、ケース強度の低下をまねく結果、操縦安定性を悪化することになる。同様に、上記(d) の手法は、タイヤのコーナリングパワーの低下をまねく結果、操縦安定性を悪化することになる。また、(a) および(e) 手法は、路面からの入力を増大させるために、特にロードノイズと呼ばれる種類のタイヤ騒音が発生し易くなる。
【０００５】
このように、各手法毎に問題を抱えているが、上記の各手法を組み合わせた場合にも、その軽量化の効果に限界があることも、大きな問題であった。とりわけ、乗用車用タイヤなどの小型タイヤにおいては、削減可能の要素が少なく、大幅な軽量化は困難であった。
【０００６】
そこで、この発明は、タイヤの諸性能、中でも操縦安定性および低騒音性を犠牲にすることなしに軽量化を実現した、空気入りタイヤを提供しようとするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
発明者らは、操縦安定性および低騒音性と軽量化とを両立するため、タイヤの基本的構造を見直したところ、軽量化とロードノイズ低減とを両立するためにはベルト下のカーカスを取り除くことが有効であり、その際、カーカスを取り除く部分を規制するのが他の性能の低下を抑制するのに有利であることを、それぞれ見出し、この発明を完成するに到った。
【０００８】
すなわち、この発明の要旨構成は、次のとおりである。
(1)一対のビード部間でトロイド状に延びるカーカスを骨格とし、該カーカスのクラウン部を、少なくとも１層のベルトにて補強した空気入りタイヤであって、上記カーカスは、タイヤの赤道面を中心として隣接ベルト層幅の30〜60％の領域にわたる、欠落部を有し、上記ベルトは、タイヤの赤道面に対して傾斜して延びるスチールコードから成る１層の傾斜ベルト層および有機繊維コードをタイヤの周方向に巻回して成る２層の周方向ベルト層を有することを特徴とする空気入りタイヤ。
【０００９】
(2)上記(1)において、傾斜ベルト層のスチールコードのタイヤの赤道面に対する傾斜角度が30〜40°であることを特徴とする空気入りタイヤ。
【００１０】
(3) 上記(1) または(2) において、傾斜ベルト層のスチールコードがモノフィラメントであることを特徴とする空気入りタイヤ。
【００１１】
(4) 上記(1) ないし(4) のいずれかにおいて、周方向ベルト層の有機繊維コードが芳香族ポリアミドから成ることを特徴とする空気入りタイヤ。
【００１２】
(5)上記(1) ないし(4) のいずれかにおいて、ビード部にビードフィラーを有し、該ビードフィラーのタイヤ径方向長さが50mm以上であることを特徴とする空気入りタイヤ。
【００１３】
(6) 上記(1) ないし(5) のいずれかにおいて、ビード部に、有機繊維コードをタイヤの回転軸を中心とした円周に沿って巻回して成るビード部補強層を有することを特徴とする空気入りタイヤ。
【００１４】
(7)上記(1) ないし(6) のいずれかにおいて、カーカスは、その両端部がビード部の厚み中心付近にてビード部中に固定されて成ることを特徴とする空気入りタイヤ。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図２に、この発明に従う乗用車用空気入りラジアルタイヤの断面を示し、図中１はビードコア、２はカーカス、３はベルト層３ａおよび３ｂの少なくとも２層によるベルト、そして４はトレッドである。
【００１６】
カーカス２は、一対のビードコア１間に跨がってラジアル方向に配置した、例えば有機繊維コードによるプライの少なくとも１枚からなり、該カーカス２は、そのクラウン部に欠落部５を有することが、肝要である。すなわち、カーカス２のクラウン部を取り除いて、カーカス材を削減することによって、大幅な軽量化は勿論、ロードノイズ、特に250Hz 付近をピークとするロードノイズを低減することが可能になる。すなわち、250Hz 付近のロードノイズは、タイヤ内部の空洞共鳴に起因しているが、このメカニズムを詳細に解析したところ、カーカスのクラウン部に欠落部を設けることにより、タイヤ幅方向断面における振動モードを変更すれば、タイヤ内部の空洞共鳴を大幅に低減できることが明らかになったのである。
【００１７】
ここで、欠落部５は、そのタイヤ幅方向長さＤが、タイヤ赤道面Ｏを中心とする、カーカス２と隣接するベルト層３ａの最大幅Ｌの30〜60％であることが、肝要である。なぜなら、欠落部５の長さＤが30％未満では、カーカス材の削減による軽量化およびロードノイズ低減の効果が十分に得られず、一方60％をこえるとタイヤの空気圧を保持するカーカスとしての役割りに支障をきたし、タイヤの耐久性が低下するからである。
【００１８】
なお、カーカス２の欠落部５を設けた部分は、ベルトの半径方向内側に当り、その他のカーカス部分に比較して、張力の負担率が小さいため、ここに欠落部５を設けることによるタイヤ剛性の低下はほとんど無視できる程度である。
【００１９】
また、ベルト３は、図２に示すように、タイヤの赤道面Ｏに対して傾斜して延びるスチールコードから成る傾斜ベルト層３ａと、有機繊維コードをタイヤの周方向に巻回して成る周方向ベルト層３ｂの２層との、合計３層の構造に成る。このベルト構造は、在来のスチールコードによる傾斜ベルト層の２層構造または該２層に補強層を付加した構造に比較して、スチールコードによる傾斜ベルト層の層数が減少されるから、軽量化に有効に寄与する。さらに、周方向ベルト層３ｂを２層にすることによって、ベルトの周方向剛性が増加されて路面からの入力が低減するため、ロードノイズ、特に160Hz 付近をピークとするロードノイズを低減することができる。
【００２０】
このベルト３において、傾斜ベルト層３ａのスチールコードは、タイヤの赤道面Ｏに対する傾斜角度を30〜40°で配置することが、コーナリングパワーを増大させるのに有利である。さて、従来のスチールコードによる傾斜ベルト層の２層構造において、ベルトの面内曲げ剛性はコードの傾斜角度20〜30°で最大となる。ところが、この発明に従うベルト構造では傾斜ベルト層３ａの内側にラジアルカーカスおよび同外側に周方向ベルト層が配置され、カーカス２、傾斜ベルト層３ａおよび周方向ベルト層３ｂの各層のコードが積層して３角形を形成するため、傾斜ベルト層３ａのスチールコードを30〜40°の傾斜角度で配置すると、面内曲げ剛性は最大となり、コーナリングパワーを増大することができる。
【００２１】
さらに、傾斜ベルト層３ａを構成するスチールコードには、無ねんのモノフィラメントを用いることが、コード単位長さ当りの重量を軽減し、かつコーティングゴムの厚さを低減して、タイヤの軽量化を達成するのに有利である。一方、周方向ベルト層３ｂの有機繊維コードには、芳香族ポリアミドから成ることが有利である。なぜなら、芳香族ポリアミドを用いることによって、周方向張力が上昇し、路面からの入力が低減する結果、ロードノイズが低減されるからである。
【００２２】
次に、タイヤには、タイヤの幅が内圧充填時に減少するケース形状を与えることが、ベルト張力およびタイヤサイド部の張力を高めてロードノイズを低減するのに有利である。具体的には、タイヤ外形、とりわけサイド部の曲率を小さくすることによって、タイヤに空気を充填した際のベルト張力負担を大きくかつサイド部の張力負担を小さくする、張力負担分布を与える。すると、ベルト張力およびタイヤサイド部の張力を高めることができ、路面からの入力が低減される結果、ロードノイズが低減されるのである。
【００２３】
また、タイヤのビード部に配置するビードフィラー、すなわち図２に示した例ではビードコア１の径方向外側に配置したビードフィラー６について、そのタイヤ径方向長さｈを50mm以上とすることが、操縦安定性の向上に有利である。すなわち、ビードフィラー６の長さｈを50mm以上、つまりタイヤ断面高さの45％以上とすると、タイヤの縦ばねはほぼ同等のまま、ねじり剛性のみを効果的に高めることができる。従って、乗り心地性を維持したまま、操縦安定性の向上が達成される。
【００２４】
さらに、図２に示すように、ビード部の主にビードフィラー６のタイヤ幅方向外側部分に沿って、有機繊維コードをタイヤの回転軸を中心とした円周に沿って巻回して成るビード部補強層７を配置することが、操縦安定性の向上に有利である。すなわち、ビード部補強層７を設けると、タイヤビード部の倒れ込みが抑えられて、横剛性が高くなるため、操縦安定性が向上されるのである。
【００２５】
なお、ビード部補強層７を構成する有機繊維コードとしては、芳香族ポリアミドコードとナイロンコードとを撚り合わせた、いわゆるハイブリッドコードを用いると、芳香族ポリアミドコードが剛性を確保する一方、ナイロンコードが伸びを確保するため、かようなコードの適用が推奨される。
【００２６】
以上の図２に示したタイヤは、カーカスプライをビードコア１のまわりでタイヤの内側から外側に巻き回して折り返し部をタイヤ径方向外側に延ばした、ビード部構造を有する事例であるが、図４に示すように、カーカスプライの各端部がビード部の厚み中心付近にてビード部中に固定されて成る、ビード部構造を採用することによって、さらにカーカスプライの削減をはかり軽量化することも可能である。
【００２７】
この図４に示す構造は、カーカスプライの両端部をそれぞれビード部の厚み中心付近で固定するため、カーカスプライの端部をタイヤ幅方向の両側から挟持する、固定層８ａおよび８ｂを配置することが好ましい。この固定層８ａおよび８ｂは、ビードワイヤをタイヤの回転軸を中心に螺旋巻きして構成される。
【００２８】
なお、図４に示したタイヤは、いわゆるコア製法に従って製造することができる。すなわち、図５に示すように、剛体からなる略ドーナツ状の内型10を使用し、まず内型10の周面にゴム引きコードをラジアル方向に巻き付け該型の内周縁で折り返して再びラジアル方向に巻き付けることを繰り返し、内型10の周面上にカーカスプライ11を形成し、次いでこのカーカスプライ11上に内型10の周方向にゴム引きコードを螺旋状に巻き付けてベルトプライ12を形成し、さらにこのベルトプライ12上に、トレッドとなる生ゴム13を巻き付けて、生タイヤを成形する。次に、この生タイヤを貼り合わせたままの内型10を、そのまま加硫外型内に搬入し、加硫成形を行う。かくして得られたタイヤは、そのカーカスプライがビード部の厚み中心付近で固定された、図４に示した構造を有する。
【００２９】
なお、ビード部にカーカスプライの端部を挟持する固定層８ａおよび８ｂを設けるには、図５に示すように、カーカスプライ11の巻き付けに先立ち、内型10内周縁に沿ってゴム引きコードを螺旋状に複数回巻き付けて固定層８ｂを形成してから、上記カーカスプライ11の巻き付け成形を行い、次いでカーカスプライ11の端部上にゴム引きコードを螺旋状に複数回巻き付けて固定層８ａを形成し、その後は、上記と同様に、ベルトプライ12および生ゴム13の巻き付けを行えばよい。
【００３０】
【実施例】
図１ないし図４に示した構造に従って、表１に示す種々の仕様の下に、サイズが175 ／70Ｒ14の乗用車用ラジアルタイヤをそれぞれ試作した。なお、ベルト３の傾斜ベルト層３ａの打ち込み数は30本／50mmおよび同周方向ベルト層３ｂの打ち込み数は40本／50mmとした。また、図６に示すタイヤ、すなわち欠落部のない連続したカーカスを有する従来タイヤについても、同様のサイズにて試作した。なお、図１および図３は、図２の発明タイヤにおける２層の周方向ベルト層を１層にした参考例であり、図１はさらにビード部補強層７を備えない事例である。
【００３１】
かくして得られた各タイヤについて、タイヤ重量、転がり抵抗係数（ＲＲＣ）、乗り心地性、操縦安定性およびロードノイズの各試験に供した。その測定および試験結果を表１に併記する。
【００３２】
ここで、タイヤ重量は、各タイヤの重量を比較例の重量を100 としたときの指数で示し、この指数が小さいほど軽量である。
【００３３】
転がり抵抗係数（ＲＲＣ）は、転がり抵抗を測定し、その測定値を負荷荷重で除することによって求め、比較例の結果を100 としたときの指数で示し、この指数が小さいほど優れている。
【００３４】
乗り心地性試験、操縦安定性およびロードノイズは、供試タイヤを実車に装着し、テストドライバーが所定のコース上を走行させた際の、フィーリングによって評価した。その評点を比較例の結果を100 としたときの指数で示し、この指数が大きいほど優れている。
【００３５】
【表１】
0004420504.tif 000002
【００３６】
【発明の効果】
この発明によれば、操縦安定性や低騒音性などのタイヤの諸性能を犠牲にすることなしに軽量化を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】参考とするタイヤ構造を示した参考図である。
【図２】この発明のタイヤ構造を示した図である。
【図３】参考とするタイヤ構造を示した参考図である。
【図４】この発明のタイヤ構造を示した図である。
【図５】この発明のタイヤの製造手順を説明する図である。
【図６】比較タイヤの構造を示した図である。
【符号の説明】
１ ビードコア
２ カーカス
３ ベルト
４ トレッド
５ 欠落部
６ ビードフィラー
７ ビード部補強層
８ａ ８ｂ 固定層
【図１】
0004420504.tif 000003
【図２】
0004420504.tif 000004
【図３】
0004420504.tif 000005
【図４】
0004420504.tif 000006
【図５】
0004420504.tif 000007
【図６】
0004420504.tif 000008