(57)【要約】【課題】ベルト保護層の適正化を図ることによって、タイヤの質量、転がり抵抗及び製造コストの顕著な増加を伴うことなく、剛性の低いベルト層両端部に対応するトレッド部ショルダー域の接地長の増大を抑制して、低荷重域から高荷重域まで安定した操縦安定性を発揮す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１は、トロイド状に延びるラジアルカーカス３と、カーカス３のクラウン部４の外周側に位置し、コードをゴム被覆してなるベルト層５ａ、５ｂからなり、かつベルト層間でコードがタイヤ赤道面を挟んで互いに交差する交差ベルト層を形成してなるベルト６と、ベルト６のタイヤ径方向外側に位置し、略タイヤ周方向に延びるコードをゴム被覆してなるベルト保護層７とを具える。タイヤ幅方向断面にて、ベルト保護層７の中央領域１０を構成するコードが、両端領域１１、１１を構成するコードよりも小さい弾性率を有する。【選択図】図１
2007191083.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トロイド状に延びるラジアルカーカスと、該カーカスのクラウン部外周側に位置し、コードをゴム被覆してなる少なくとも２層のベルト層からなり、かつ隣接するベルト層間でコードがタイヤ赤道面を挟んで互いに交差する交差ベルト層を形成してなるベルトと、該ベルトのタイヤ径方向外側に位置し、略タイヤ周方向に延びるコードをゴム被覆してなる１層のベルト保護層とを具える空気入りラジアルタイヤにおいて、
タイヤ幅方向断面にて、前記ベルト保護層を中央領域と両端領域に区分したときの中央領域を構成するコードが、両端領域を構成するコードよりも小さい弾性率を有することを特徴とする空気入りラジアルタイヤ。
【請求項２】
前記ベルト保護層は、コードをゴム被覆してなるリボン状部材を略タイヤ周方向にらせん巻回して構成される、請求項１に記載の空気入りラジアルタイヤ。
【請求項３】
前記ベルト保護層の中央領域を構成するコードはナイロンコードである、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】
前記ベルト保護層の両端領域を構成するコードはポリエチレンテレフタレートコードである、請求項１〜３のいずれか一項に記載の空気入りラジアルタイヤ
【請求項５】
前記中央領域はタイヤ赤道面を中心としてベルト保護層の幅の３３〜９０％の範囲内の幅を有する、請求項１〜４のいずれか一項に記載の空気入りラジアルタイヤ。
【請求項６】
前記ベルト層は２層であり、前記ベルト保護層の端領域は、タイヤ径方向外側に位置するベルト層である第２ベルト層の端部を覆って延びる、請求項１〜５のいずれか一項に記載の空気入りラジアルタイヤ。
【請求項７】
タイヤ径方向内側に位置するベルト層である第１ベルト層が第２ベルト層よりも広幅であり、前記ベルト保護層の両端部がそれぞれ第１ベルト層の端部と第２ベルト層の端部の間に位置する、請求項６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】
この発明は、トロイド状に延びるラジアルカーカスと、該カーカスのクラウン部外周側に位置し、コードをゴム被覆してなる少なくとも２層のベルト層からなり、かつ隣接するベルト層間でコードがタイヤ赤道面を挟んで互いに交差する交差ベルト層を形成してなるベルトと、該ベルトのタイヤ径方向外側に位置し、略タイヤ周線に沿って延びるコードをゴム被覆してなる１層のベルト保護層とを具える空気入りラジアルタイヤに関するものであり、特にかかるタイヤの質量、転がり抵抗及び製造コストの顕著な増加を伴うことなく操縦安定性の向上を図る。
【背景技術】
【０００２】
従来の空気入りラジアルタイヤでは、略タイヤ幅方向に延在するコードをゴム被覆して構成したラジアルカーカスのクラウン部の外周上に、カーカスを構成するコードと交差する向きに延びるコードをゴム被覆して構成した少なくとも１層のベルト層を配置するのが一般的である。
【０００３】
例えば特許文献１には、第１のベルトコードを第１のトッピングゴムで被覆した第１の帯状プライと、第１のベルトコードとは材質が異なる第２のベルトコードを第１のトッピングゴムとは配合が異なる第２のトッピングゴムで被覆した第２の帯状プライとを少なくとも含む２種以上の帯状プライをタイヤ幅方向に並べかつタイヤ赤道面と小角度でらせん巻回することにより形成された１以上のベルトプライからなるベルト層を有する空気入りラジアルタイヤが記載されている。これによれば、ベルトコードの材料選定によりトレッド部の剛性チューニングを容易に行いうるとともに、各ベルトコードに適したトッピングゴムを用いることでベルトコードのゴム剥離を抑制し耐久性の低下を防止することができる。
【０００４】
また、特にレクレーショナルビークル（ＲＶ）では、荷重が２名乗車状態とフル積載状態とで比較的大きく変化するが、いずれの状態でも接地形状の変化が少なく、操縦安定性を損なわないことが求められる。従来、比較的高い荷重の加わる空気入りラジアルタイヤでは、耐久性の向上を目的として、隣接するベルト層間でコードがタイヤ赤道面を挟んで互いに交差する交差ベルト層を形成するとともに、ベルト層とトレッド部の間にベルト層を覆うようにベルト保護層を配設することも行なわれている。
【０００５】
例えば特許文献２には、複数本の有機繊維コードをゴム被覆してなるリボン状体を略タイヤ周方向にらせん巻回してベルト保護層を構成することが記載されている。
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−３４１０９号公報
【特許文献２】特開平１−１０９１０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に記載されたタイヤは、原材料費が高く、かつ製造も煩雑となることから製造コストが上昇するという問題があった。また、特許文献２に記載されたタイヤにおいて、ベルト層全体を覆ういわゆるキャップ層のみを配設した場合には、剛性の低いベルト層両端部に対応するトレッド部ショルダー域の接地長が増大し、操縦安定性が低下するおそれがあった。一方、特許文献２に記載されたタイヤにおいて、キャップ層に加えて、ベルト層両端部に対応する位置に狭幅のいわゆるレイヤー層を配設した場合には、トレッド部のショルダー域の接地長の増加を抑制することができ、操縦安定性は維持できるものの、レイヤー層の分だけタイヤの厚さが増加し、質量、転がり抵抗及び製造コストの上昇を招く場合があった。
【０００８】
したがって、この発明は、従来技術が抱えるこのような問題点を解決することを課題とするものであり、その目的は、ベルト保護層の適正化を図ることにより、質量、転がり抵抗及び製造コストの顕著な増加を伴うことなく、低荷重域から高荷重域まで安定した操縦安定性を発揮する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】
【０００９】
前記の目的を達成するため、この発明は、トロイド状に延びるラジアルカーカスと、該カーカスのクラウン部外周側に位置し、コードをゴム被覆してなる少なくとも２層のベルト層からなり、かつ隣接するベルト層間でコードがタイヤ赤道面を挟んで互いに交差する交差ベルト層を形成してなるベルトと、該ベルトのタイヤ径方向外側に位置し、略タイヤ周方向に延びるコードをゴム被覆してなる１層のベルト保護層とを具える空気入りラジアルタイヤにおいて、タイヤ幅方向断面にて、前記ベルト保護層を中央領域と両端領域に区分したときの中央領域を構成するコードが、両端領域を構成するコードよりも小さい弾性率を有することを特徴とする空気入りラジアルタイヤである。かかる構成を採用することにより、質量、転がり抵抗及び製造コストの顕著な増加を伴うことなく、剛性の低いベルト層両端部に対応するトレッド部ショルダー域の接地長の増大を抑制することができる。
【００１０】
ここで、「略タイヤ周方向」とはタイヤ周方向を中心として±１０°、好ましくは±５°の範囲内の方向のことをいうものとし、ベルト保護層の「中央領域」とはタイヤ赤道面を含んだ領域のことをいうものとし、「両端領域」とはこの中央領域の両側に位置する領域のことをいうものとする。
【００１１】
また、コードをゴム被覆してなるリボン状部材を略タイヤ周方向にらせん巻回してベルト保護層を構成することが好ましい。
【００１２】
さらに、ベルト保護層の中央領域を構成するコードをナイロンコードとすること、両端領域を構成するコードをポリエチレンテレフタレートコードとすること、がそれぞれ好ましい。
【００１３】
さらにまた、中央領域はタイヤ赤道面を中心としてベルト保護層の幅の３３〜９０％の範囲内の幅を有することが好ましく、６０〜８０％の範囲内の幅を有することがさらに好ましい。
【００１４】
加えて、ベルト層が２層であり、ベルト保護層の端領域は、タイヤ径方向外側に位置するベルト層である第２ベルト層の端部を覆って延びることが好ましい。この場合には、タイヤ径方向内側に位置するベルト層である第１ベルト層を第２ベルト層よりも広幅とし、ベルト保護層の両端部がそれぞれ第１ベルト層の端部と第２ベルト層の端部の間に位置することがさらに好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
この発明によれば、ベルト保護層の適正化を図ることによって、タイヤの質量、転がり抵抗及び製造コストの顕著な増加を伴うことなく、剛性の低いベルト層両端部に対応するトレッド部ショルダー域の接地長の増大を抑制して、低荷重域から高荷重域まで安定した操縦安定性を発揮させることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
次に、図面を参照しつつ、この発明の実施の形態を説明する。図１は、この発明に従う代表的な空気入りラジアルタイヤ（以下「タイヤ」という。）のタイヤ幅方向断面を示しており、図２は、図１に示すタイヤのベルトのコード配置を模式的に示している。
【００１７】
図１に示すタイヤ１は、ビード部２、２の間をトロイド状に延びるカーカス３と、このカーカス３のクラウン部４の外周上に位置する少なくとも２層（図１では２層）のベルト層５ａ、５ｂからなるベルト６と、このベルト６のタイヤ径方向外側に位置する１層のベルト保護層７とを具える。ベルト層５ａ、５ｂは、従来のラジアルタイヤのベルト層と同様に、コードをゴム被覆して構成されており、互いのコードがタイヤ赤道面Ｅを挟んで交差する向きとなるように積層されて、いわゆる交差ベルト層を形成している。この交差ベルト層は、図２に示すように、隣接するベルト層間のコード８が菱形の網目９を形成し、その網目の内部をゴムが埋めており、粘弾性的にこれらコードを拘束している。これにより、タイヤの内圧や外部入力に起因した変形に対する抵抗を生ずるので、高い剛性を発揮することができる。また、保護ベルト層７は、コードをゴム被覆して構成されており、コードが略周方向に延びる向きとなるように配置されている。交差ベルト層を有するタイヤでは、タイヤが負荷転動する際に、交差ベルト層を構成する隣接ベルト層間にせん断歪が発生し、ベルト層間セパレーションを生じやすいが、ベルト保護層をベルトの外周に配設し、タイヤ周方向へのベルトの伸長を抑制することによってベルト層間セパレーションを防止している。
【００１８】
しかし、ベルト６の両幅端部においては、コード８が切断されているため、完全な網目を形成することができず、内部が開放されている。この結果、ベルト６の端領域の剛性が低くなり、荷重負荷時に剛性の低いトレッドショルダー域の接地長が伸び、相対的にトレッドセンター域の接地長が短くなってしまう。トレッド接地域内のベルト全体が十分な張力を保持していると、路面からの力がタイヤによく伝わり、操縦安定性が向上するが、このようにトレッドショルダー域の接地面積が相対的に増えると、十分に張力を保持していないトレッドショルダー域の荷重負担割合が増加し、操縦安定性の低下につながる。
【００１９】
そこで、この発明では、ベルト保護層７を、タイヤ赤道面Ｅを含む中央領域１０とこの中央領域１０の幅方向外側に位置する両端領域１１、１１とに区分したときに、両端部領域１１、１１を、中央領域１０を構成するコードの弾性率よりも大きい弾性率を有するコードで構成することにより、ベルト６の両端領域１１の剛性を補強し、トレッドショルダー域の接地長の増加を抑制している。すなわち、１層のベルト保護層内で、要求される特性に応じた剛性分布となるように使用するコードの材質を変化させている。これによって、いわゆるキャップ・アンド・レイヤー構造のようにタイヤの厚さの増加を伴うことなく、したがって質量、転がり抵抗及び製造コストの顕著な上昇を伴うことなく、操縦安定性を向上することができる。
【００２０】
このようなベルト保護層は、平行配列したコードをゴム被覆してなり、ベルト保護層と同一の幅を有するシート状部材をタイヤ周方向に１周させ、両端部を接合して構成することもできるが、この場合には、シート状部材の接合部が周上に存在するため、タイヤのユニフォミティが低下する。このような接合部の存在を最小限とし、ユニフォミティを向上させる観点から、コードをゴム被覆してなるリボン状部材を略タイヤ方向にらせん巻回することでベルト保護層７を構成することが好ましい。また、ベルト保護層７をこのようにして構成することで、中央領域１０を構成するための低弾性リボン状部材と端領域１１を構成するための高弾性リボン状部材の２種類のリボン状部材を準備することで、タイヤサイズや要求性能に応じて種々のシート状部材を作る必要が無くなり、製造コストの上昇も回避できる。
【００２１】
ベルト保護層７の中央領域１０を構成するコードとしては、有機繊維コード、特にはナイロンコードが好ましい。ナイロンコードが特に好適な理由は、比較的軽量かつ安価でありながら、十分な引張強力を有することから、質量、接地性能、転がり抵抗等の他の性能を悪化させることなく、ベルトの中央領域を有効に補強することができるからである。
【００２２】
また、ベルト保護層７の両端領域１１を構成するコードとしては、有機繊維コード、特にはポリエチレンテレフタレートコードが好ましい。ポリエチレンテレフタレートコードが特に好適な理由は、比較的軽量でありながら高い引張強力有することから、質量の顕著な増加を伴うことなく効率的にベルトの両端領域を補強することができるからである。
【００２３】
ベルト保護層７の中央領域１０と両端領域１１、１１の割合は、タイヤに要求される性能に応じて適宜変更することができるが、中央領域１０の幅をベルト保護層７の全体の幅Ｗの３３〜９０％の範囲内のとすることが好ましい。中央領域１０の幅が幅Ｗの３３％未満の場合には、コスト増となる上、操縦安定性の荷重依存性の改善が小さいからであり、これが幅Ｗの９０％を超える場合には、コスト面では多少有利であるが、操縦安定性の荷重依存性の改善がやはり小さいからである。
【００２４】
ベルト層が図１に示すように２層の場合には、ベルト保護層７の端領域１１で、タイヤ径方向外側に位置するベルト層である第２ベルト層５ｂの端部１２を覆うことが好ましい。これは、ベルト層を補強する観点から、ベルト保護層７が第２ベルト層５ｂと少なくとも同じ幅であることが好ましいが、ベルト保護層７の端部と第２ベルト層５ｂの端部がタイヤ幅方向で同一位置であると、ここに歪が集中してセパレーションを生ずるおそれがあるため、ベルト保護層７で第２ベルト層５ｂを覆うように配置することで、補強とセパレーションの防止を両立するためである。
【００２５】
図３は、この発明に従う他の実施態様のタイヤ幅方向断面を示す。ベルト層が２層であり、タイヤ径方向内側に位置するベルト層である第１ベルト層５ａが第２ベルト層５ｂよりも広幅の場合には、図３に示すように、ベルト保護層７の端部１３、１３がそれぞれ第１ベルト層５ａの端部１４と第２ベルト層５ｂの端部１２の間に位置することが好ましい。第１ベルト層５ａの端部１４には走行中に大きな歪が発生するが、この端部１４をベルト保護層７で覆い歪を抑制すると、大きな応力が第１ベルト５ａの端部１４に集中し、いわゆるベルトエッジセパレーションを招くおそれがある。図３に示す実施態様では、ベルト保護層７の端部１３を第１ベルト層５ａの端部１５と第２ベルト層５ｂの端部１２の間に配置することで、第１ベルト層５ａの端部１５の動きを開放して、かかる応力の集中を回避している。なお、かかる構成では、ベルト保護層７による補強の範囲が狭くなるが、ベルト保護層７の配設されない第１ベルト層５ａの端部１４上には、第２ベルト層５ｂが配設されておらず、したがって網目が形成されていないので、操縦安定性への影響は少ない。
【００２６】
なお、上述したところは、この発明の実施形態の一部を示したにすぎず、この発明の趣旨を逸脱しない限り、これらの構成を相互に組み合わせたり、種々の変更を加えたりすることができる。例えば、図示の態様では、いずれもベルト層が２層であるが、タイヤが使用される荷重条件に応じて、ベルト層を４層又は６層とすることができる。
【実施例】
【００２７】
次に、この発明に従うタイヤを試作し性能評価を行ったので、以下に説明する。
【００２８】
実施例のタイヤは、タイヤサイズが１９５／６５Ｒ１５の乗用車用ラジアルタイヤであり、図３に示すような構造を有している。このタイヤのベルト保護層は、中央領域をナイロンコードをゴム被覆したリボン状部材で構成し、端領域をポリエチレンコードをゴム被覆したリボン状部材で構成してあり、全幅に対する中央領域の幅が７２％である。
【００２９】
比較のため、タイヤサイズが実施例のタイヤと同じであり、実施例のタイヤと同一のカーカス及びベルトを有しているものの、ベルト保護層の構成が実施例のタイヤとは異なる従来例１及び２のタイヤについても併せて試作した。従来例１のタイヤは、ナイロンコードをゴム被覆したリボン状部材のみでベルト保護層を構成しており、ベルト保護層の幅は実施例のタイヤと同一である。また、従来例２のタイヤは、ナイロンコードをゴム被覆したリボン状部材のみで構成したキャップ層の両端上に、これもナイロンコードをゴム被覆したリボン状部材で構成したレイヤー層を配置してベルト保護層を構成しており、その幅は実施例１のタイヤと同一である。
【００３０】
前記各供試タイヤを、サイズ６Ｊ×１５のリムに装着してタイヤ車輪とした上で、次の各試験を行った。
【００３１】
（操縦安定性変化試験）
前記タイヤ車輪を８名乗車可能なＲＶ車の４輪に装着し、空気圧２３０ｋＰａ（相対圧）を適用し、２名乗車相当及び８名乗車相当の荷重条件下で、永い直線部分を含む周回路及び緩やかなカーブの多いハンドリング評価路からなるテストコースを、低速から１５０ｋｍ／ｈまでの速度域で走行し、その際の操縦安定性（ハンドル応答性）をプロのドライバーによる１０点満点のフィーリング評価で採点した。そして、２名乗車相当時と８名乗車相当時の採点の差により、操縦安定性の変化を評価した。この評価結果を表１に示す。なお、表１に示す評価結果は、２名乗車相当時の得点を基準として８名乗車相当時の得点の増減を表しており、正の値は２名乗車相当時の操縦安定性よりも８名乗車相当時の操縦安定性が優れていることを示しており、負の値は２名乗車相当時の操縦安定性よりも８名乗車相当時の操縦安定性が劣っていることを示しており、零は２名乗車相当時の得点と８名乗車相当時の得点が同一であることを示している。
【００３２】
（転がり抵抗試験）
前記タイヤ車輪に空気圧２１０ｋＰａ（相対圧）を適用し、速度８０ｋｍ／ｈ、タイヤ負荷荷重４．４１ｋＮの条件下でフォース式転がり抵抗試験機上を走行させ、その際の転がり抵抗を測定して評価した。その評価結果を表１に示す。なお、表１に示す評価結果は、従来例１のタイヤの評価結果を１００としたときの指数比で示してあり、数値が小さいほど転がり抵抗が小さく、性能が優れている。
【００３３】
（ベルト保護層の質量）
前記各供試タイヤのベルト保護層の質量を測定した。その評価結果を表１に示す。なお、表１に示す評価結果は、従来例１のタイヤの評価結果を１００としたときの指数比で示してあり、数値が大きいほど質量が大きい。
【００３４】
（ベルト保護層の材料コスト）
前記各供試タイヤのベルト保護層を製造するのに要する材料コストを算出した。その結果を表１に示す。なお、表１に示す評価結果は、従来例１のタイヤの評価結果を１００としたときの指数比で示してあり、数値が大きいほど材料コストが高い。
【００３５】
【表１】
2007191083.tif 000003
【００３６】
表１に示す結果から、実施例のタイヤは従来例２のタイヤのように転がり抵抗、質量及び材料コストの顕著な増加を伴うことなく、従来例１のタイヤよりも操縦安定性の変化を有効に抑制できることが分かる。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
以上の説明から明らかなように、この発明によって、タイヤの質量、転がり抵抗及び製造コストの顕著な増加を伴うことなく、剛性の低いベルト層両端部に対応するトレッド部ショルダー域の接地長の増大を抑制して、低荷重域から高荷重域まで安定した操縦安定性を発揮させることが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】この発明に従う代表的な空気入りラジアルタイヤのタイヤ幅方向断面図である。
【図２】図１に示すタイヤのベルトのコード配置を模式的に示した平面図である。
【図３】この発明に従う他の実施態様のタイヤ幅方向断面図である。
【符号の説明】
【００３９】
１  タイヤ
２  ビード部
３  カーカス
４  クラウン部
５ａ  第１ベルト層
５ｂ  第２ベルト層
６  ベルト
７  ベルト保護層
８  ベルト層のコード
９  ベルト層のコードにより形成される網目
１０  ベルト保護層の中央領域
１１  ベルト保護層の端領域
１２  第２ベルト層の端部
１３  ベルト保護層の端部
１４  第１ベルト層の端部
【図１】
2007191083.tif 000004
【図２】
2007191083.tif 000005
【図３】
2007191083.tif 000006