(57)【要約】【課題】  良好な操縦安定性及び荷重耐久性を確保しながら、耐フラットスポット性を向上させるようにした乗用車用空気入りタイヤを提供する。【解決手段】  カ−カス層３の折り返し端末３ａをビードフィラー５の高さＨ5 よりも低く位置させると共に、ビード部２におけるカーカス層３の外面側に非熱可塑性材料からなる弾性率が４．５ＧＭＰａ以上のコード補強層６を配置し、このコード補強層６のタイヤ外側の端末６ａの位置、及びタイヤ内側の端末６ｂの位置をそれぞれ特定した。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
左右一対のビ−ド部間に少なくとも１層のカ−カス層を装架すると共に、該カーカス層の両端部を前記ビ−ド部に埋設されたビードコアの周囲をタイヤ内側から外側に向かって折り返した乗用車用空気入りタイヤにおいて、
前記カ−カス層の折り返し端末を前記ビードコアの径方向外側に配置したビードフィラーの高さよりも低く位置させると共に、前記ビード部における前記カーカス層の外面側に非熱可塑性有機繊維からなるコード弾性率が４．５ＧＭＰａ以上のコード補強層を配置し、該コード補強層のタイヤ外側の端末を前記ビードフィラーの高さよりも高く位置させ、かつ該コード補強層のタイヤ内側の端末をタイヤ外側の端末よりも低く位置させたことを特徴とする乗用車用空気入りタイヤ。
【請求項２】
前記ビードフィラーの高さをタイヤ断面高さの０．２〜０．４倍にした請求項１に記載の乗用車用空気入りタイヤ。
【請求項３】
前記コード補強層のタイヤ内側の端末を前記ビードフィラーの高さよりも低く、かつ前記ビードコアの外周面の高さよりも高く位置させた請求項１又は２に記載の乗用車用空気入りタイヤ。
【請求項４】
前記ビードフィラーを構成するゴムの１００℃における貯蔵弾性率Ｅ100 ’と２０℃における貯蔵弾性率Ｅ20’との比Ｅ100 ’／Ｅ20’を０．７以上にした請求項１、２又は３に記載の乗用車用空気入りタイヤ。
【請求項５】
前記コード補強層における有機繊維コードのタイヤ周方向に対する角度を２０〜８５°にした請求項１〜４のいずれか１項に記載の乗用車用空気入りタイヤ。
【請求項６】
前記コード補強層における有機繊維コードの５０ｍｍ当たりのエンド数を２０〜４０にした請求項１〜５のいずれか１項に記載の乗用車用空気入りタイヤ。
【請求項７】
前記コード補強層における有機繊維コードの被覆ゴムの６０℃におけるｔａｎδを０．１０以下にした請求項１〜６のいずれか１項に記載の乗用車用空気入りタイヤ。
【請求項８】
扁平比が５５以下である請求項１〜７のいずれか１項に記載の乗用車用空気入りタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は乗用車用空気入りタイヤに関し、さらに詳しくは、良好な操縦安定性及び荷重耐久性を確保しながら、耐フラットスポット性を向上させるようにした乗用車用空気入りタイヤに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、車両の高性能化に伴い、高速走行時における操縦安定性の向上が強く求められている。これを受けて、特に、扁平比の小さい高性能タイヤにあっては、良好な操縦安定性を確保するために、カーカス層の折り返し端末の位置を高くすると共に、サイドウォール部にスチールや高弾性繊維コードからなるインサート層を配置したり、カーカス層の内面側のビードコアの周囲に高弾性繊維コードからなるフリッパー層を配置することが行われてきた（例えば、特許文献１）。
【０００３】
しかし、この種のタイヤでは、サイド部やビード周りの剛性が確保されるために、良好な操縦安定性を確保することができるものの、カーカス層の折り返し端末が高い位置まで延在しているために、フラットスポット現象が生じ易いという問題があった。
【０００４】
ここで、フラットスポット現象とは、タイヤが走行して発熱した後、荷重が負荷されたままの状態で停止して冷却されることにより、タイヤの真円度が崩れて、再度走行し始めたときに、タイヤの変形がもとに戻らずに、タイヤが１回転する毎に振動が発生する現象をいい、特にタイヤの構成部材としてナイロン繊維のような低弾性の熱可塑性材料を使用した場合に多く見られる現象である。
【０００５】
この対策として、従来、ベルト層に扁平な断面を有するスチールコードを使用したうえで、ベルト層の外周側に低弾性繊維と高弾性繊維とからなる複合コードからなるベルトカバー層を配置したり（例えば、特許文献２）、カーカス層としてレーヨンとアラミドとからなる複合コードを使用することが試みられてきた（例えば、特許文献３）。
【０００６】
ところが、いずれの試みにあっても、フラットスポット現象を抑制させるには限界があるため、これに代えて、フラットスポット現象に対して寄与度の大きいカーカス層を極力排除するために、カーカス層の折り返し端末を低く抑える取り組みがなされた。
【０００７】
しかし、カーカス層の折り返し端末を低く抑えることによって、フラットスポット現象を抑制することはできるものの、サイド剛性の不足に伴う操縦安定性の低下を抑制することが難しく、さらには、カーカス層の折り返し端末がリムの近傍に位置することになるために、荷重耐久性が低下するという問題があり、さらなる検討が求められてきた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１０−１４３２８６号公報
【特許文献２】特開２００８−６８７５号公報
【特許文献３】特開２００９−１４９２８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、上述する問題点を解消するもので、良好な操縦安定性及び荷重耐久性を確保しながら、耐フラットスポット性を向上させるようにした乗用車用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】
【００１０】
上記目的を達成するための本発明の乗用車用空気入りタイヤは、左右一対のビ−ド部に少なくとも１層のカ−カス層を装架すると共に、該カーカス層の両端部が前記ビ−ド部に埋設されたビードコアの周囲をタイヤ内側から外側に向かって折り返された乗用車用空気入りタイヤにおいて、前記カ−カス層の折り返し端末を前記ビードコアの径方向外側に配置したビードフィラーの高さよりも低く位置させると共に、前記ビード部における前記カーカス層の外面側に非熱可塑性有機繊維からなるコード弾性率が４．５ＧＭＰａ以上のコード補強層を配置し、該コード補強層のタイヤ外側の端末を前記ビードフィラーの高さよりも高く位置させ、かつ該コード補強層のタイヤ内側の端末をタイヤ外側の端末よりも低く位置させたことを特徴とする。
【００１１】
さらに、上述する構成において、以下（１）〜（７）に記載するように構成することが好ましい。
（１）前記ビードフィラーの高さをタイヤ断面高さの０．２〜０．４倍にする。
（２）前記コード補強層のタイヤ内側の端末を前記ビードフィラーの高さよりも低く、かつ前記ビードコアの外周面の高さよりも高く位置させる。
（３）前記ビードフィラーを構成するゴムの１００℃における貯蔵弾性率Ｅ100 ’と２０℃における貯蔵弾性率Ｅ20’との比Ｅ100 ’／Ｅ20’を０．７以上にする。
（４）前記コード補強層における有機繊維コードのタイヤ周方向に対する角度を２０〜８５°にする。
（５）前記コード補強層における有機繊維コードの５０ｍｍ当たりのエンド数を２０〜４０にする。
（６）前記コード補強層における有機繊維コードの被覆ゴムの６０℃におけるｔａｎδを０．１０以下にする。
（７）扁平比を５５以下にする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、カ−カス層の折り返し端末をビードフィラーの高さよりも低く位置させたので、フラットスポット現象に対して寄与度の大きいカーカス層を極力排除したことにより、フラットスポット現象を効率よく抑制することができる。
【００１３】
しかも、ビード部におけるカーカス層の外面側（リム側）にフラットスポット現象に対して有利な非熱可塑性有機繊維からなるコード弾性率４．５ＧＭＰａ以上の高弾性のコード補強層を配置したので、良好な耐フラットスポット性を維持しながら、ビード部の剛性を適正に確保することが可能になり、良好な操縦安定性を確保することができる。
【００１４】
さらに、コード補強層のタイヤ外側の端末をビードフィラーの高さよりも高く位置させたので、このコード補強層がカーカス層の折り返し端末を包み込むことにより、良好な荷重耐久性を確保しながら、タイヤ外側におけるコード補強層の高さの確保により、耐フラットスポット性を阻害させることなしに、サイド剛性の低下を抑制して良好な操縦安定性を確保することができる。
【００１５】
また、コード補強層のタイヤ内側の端末をタイヤ外側の端末よりも低く位置させたので、フラットスポット現象の発生を極力抑制させることができる。
【００１６】
ここで、ビード部におけるカーカス層の外面側に配置するコード補強層として熱可塑性材料からなる繊維コードを使用した場合には、耐フラットスポット性が低下することになり、スチールコードを使用した場合には、耐フラットスポット性に対しては有利であるが、サイド剛性が高くなり過ぎて乗心地性が悪化することになる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態による乗用車用空気入りタイヤの一例を示す半断面図である。
【図２】本発明の他の実施形態による図１に相当する半断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の構成につき添付の図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１９】
図１は、本発明の実施形態による乗用車用空気入りタイヤの一例を示す半断面図で、図２は、本発明の他の実施形態による図１に相当する半断面図である。
【００２０】
図１において、本発明の乗用車用空気入りタイヤ１は、左右一対のビ−ド部２、２間に少なくとも１層（図では１層）のカ−カス層３を装架すると共に、カーカス層３の両端部をビ−ド部２、２に埋設されたビードコア４、４の周囲をタイヤ内側から外側に向かって折り返している。なお、図中７はトレッド部、８はサイドウォール部、９はベルト層、１０はベルトカバー層をそれぞれ示している。
【００２１】
そして、本発明では、カ−カス層３の折り返し端末３ａ、３ａをビードコア４、４の径方向外側に配置したビードフィラー５、５の高さＨ５よりも低く位置させると共に、ビード部２、２におけるカーカス層３の外面側（図示しないリム側）に非熱可塑性有機繊維からなるコード弾性率が４．５ＧＭＰａ以上のコード補強層６を配置し、コード補強層６のタイヤ外側の端末６ａをビードフィラー５の高さＨ５よりも高く位置させ、コード補強層６のタイヤ内側の端末６ｂをタイヤ外側の端末６ａよりも低く位置させている。
【００２２】
このように、カ−カス層３の折り返し端末３ａをビードフィラー５の高さＨ５よりも低く位置させたので、フラットスポット現象に対して寄与度の大きいカーカス層３を極力排除したことにより、フラットスポット現象の発生を効率よく抑制することができる。
【００２３】
しかも、ビード部２におけるカーカス層３の外面側（リム側）にフラットスポット現象に対して有利な非熱可塑性有機繊維からなるコード弾性率を４．５ＧＭＰａ以上とする高弾性のコード補強層６を配置したので、良好な耐フラットスポット性を維持しながら、ビード部２の剛性を適正に確保することが可能になり、これにより良好な操縦安定性を確保することができる。
【００２４】
さらに、コード補強層６のタイヤ外側の端末６ａをビードフィラー５の高さＨ５よりも高く位置させたので、このコード補強層６がカーカス層３の折り返し端末３ａを包み込むことにより、良好な荷重耐久性を確保しながら、タイヤ外側におけるコード補強層６の高さＨ６の確保により、耐フラットスポット性を阻害させることなしに、サイド剛性の低下を抑制して良好な操縦安定性を確保することができる。
【００２５】
また、コード補強層６のタイヤ内側の端末６ｂをタイヤ外側の端末６ａよりも低く位置させたので、フラットスポット現象の発生を極力抑制させることができる。。
【００２６】
なお、本発明では、コード補強層６を構成する有機繊維コードの弾性率を４．５ＧＭＰａ以上に設定しているが、好ましくは、この弾性率を、引張荷重１０〜９９Ｎ間において４．５〜５０．０ＧＭＰａとなるように調整することが好ましい。これにより、耐フラットスポット性を阻害させることなしに、ビード部２の剛性を一層適正に確保することが可能になり、良好な操縦安定性を確保することができる。なお、上記弾性率は、ＪＩＳ  Ｌ  １０１３の規定に準拠して測定したときの値が適用される。
【００２７】
上述する非熱可塑性の有機繊維材料は、特に限定されるものではないが、芳香族ポリアミド繊維（アラミド繊維）、ポリパラフェニレンベンズオキサゾール繊維（ＰＯＢ繊維）、リヨセル繊維などが好ましく使用される。
【００２８】
上述するように、本発明の乗用車用空気入りタイヤ１では、タイヤ外側におけるコード補強層６の高さＨ６を確保することにより、サイド剛性の低下を抑制するようにしているため、耐フラットスポット性を確保する観点から、ビードフィラー５の高さＨ５を低く抑えることができる。さらに具体的には、ビードフィラー５の高さＨ５をタイヤ断面高さＳＨの０．２〜０．４倍に設定することが好ましい。
【００２９】
なお、図１の実施形態では、コード補強層６のタイヤ内側の端末６ｂを、ビードフィラー５の高さＨ５よりも高く位置させた場合を例示したが、本発明の乗用車用空気入りタイヤ１では、図２に示すように、コード補強層６のタイヤ内側の端末６ｂを、ビードフィラー５の高さＨ５よりも低く、かつビードコア４の外周面の高さよりも高く位置させることができる。これにより、ビード部２の剛性を適正に確保しながら、コード補強層６の配置に伴う耐フラットスポット性の低下要因を極力低減させることができる。
【００３０】
本発明において、さらに好ましくは、ビードフィラー５を構成するゴムの１００℃における貯蔵弾性率Ｅ100 ’と２０℃における貯蔵弾性率Ｅ20’との比Ｅ100 ’／Ｅ20’を０．７以上、好ましくは０．８以上にするとよい。これにより、ビードフィラー５の温度変化に伴う弾性率の変化の割合を抑制することができるので、耐フラットスポット性の向上効果を一層高いレベルで発揮させることができると同時に、発熱に伴い生ずる所謂ビードフィラー５の熱だれ性を抑制することが可能になり、高速走行時の操縦安定性を高いレベルで確保することができる。
【００３１】
なお、上述する貯蔵弾性率は、２０℃及び１００℃の雰囲気内において、周波数２０Ｈｚ、初期歪み１０％，動歪み±２％として測定したときの値が適用される。
【００３２】
ここで、１００℃における貯蔵弾性率Ｅ100 ’と２０℃における貯蔵弾性率Ｅ20’との比Ｅ100 ’／Ｅ20’が０．７以上となるように調整するには、例えば、ビードフィラー５をＮＲ／ＢＲ系のゴムにより構成したうえで、ＢＲの割合を増やしたり、樹脂分や可塑剤の配合割合を減らすことによって行うことができる。
【００３３】
本発明において、コード補強層６における有機繊維コードのタイヤ周方向に対する角度を２０〜８５°、好ましくは３０〜５０°に設定するとよい。これにより、コード補強層６がタイヤサイド部における周剛性の不足分を効率よく補完することができるので、良好な操縦安定性を確保することができる。
【００３４】
さらに好ましくは、コード補強層６における有機繊維コードの５０ｍｍ当たりのエンド数（打ち込み数）を２０〜４０に設定するとよい。ここで、エンド数が２０未満では、操縦安定性の向上効果が不足することになり、４０超になると、相隣接する有機繊維コードの間隔が狭くなり過ぎてしまい、有機繊維コードと被覆ゴムとの接着力の不足に伴い荷重耐久性が低下することになる。
【００３５】
本発明において、さらに好ましくは、コード補強層６における有機繊維コードの被覆ゴムの６０℃におけるｔａｎδを０．１０以下となるように調整するとよい。これにより、コード補強層６の発熱が抑えられて、耐フラットスポット性を一層向上させることができると同時に、荷重耐久性を一層向上させることができる。
【００３６】
なお、上述するｔａｎδは、６０℃の雰囲気内において、周波数２０Ｈｚ、初期歪み１０％，動歪み±２％として測定したときの値が適用される。
【００３７】
上述するように、本発明の乗用車用空気入りタイヤは、カ−カス層の折り返し端末をビードフィラーの高さよりも低く位置させると共に、ビード部におけるカーカス層の外面側（リム側）に所定のコード弾性率を有する非熱可塑性材料からなるコード補強層を配置し、このコード補強層のタイヤ外側の端末位置、及びタイヤ内側の端末位置をそれぞれ特定することにより、良好な操縦安定性及び荷重耐久性を確保しながら、耐フラットスポット性を向上させるようにしたもので、乗用車用タイヤ、なかでも耐フラットスポット性を指向する扁平比を５５以下とする高性能タイヤに対して好ましく適用することができる。
【実施例】
【００３８】
タイヤサイズを２４５／４０Ｒ１８、タイヤ構造を図１、カーカス層の補強材料をレーヨンコードにすると共に、コード補強層のカーカス層に対する配置位置、コード材質、被覆ゴムのｔａｎδ（＠６０℃）、エンド数、タイヤ内側及び外側における端末高さのタイヤ断面高さＳＨに対する比率、及びビードフィラーの断面高さのタイヤ断面高さＳＨに対する比率、貯蔵弾性率の比率（Ｅ100 ’／Ｅ20’）を表１のように異ならせて、従来タイヤ（従来例）、本発明タイヤ（実施例１〜５）及び比較タイヤ（比較例１〜３）をそれぞれ作製した。
【００３９】
なお、各タイヤのコード補強層におけるコードの弾性率をアラミドの場合には４０ＧＭＰａ、ナイロンの場合には３．５ＧＭＰａ、スチールの場合には１７０ＧＭＰａとし、それぞれのコードのタイヤ周方向に対する傾斜角度を４５°にした。
【００４０】
これら９種類のタイヤについて、以下の試験方法により、操縦安定性、荷重耐久性及び耐フラットスポット性の代用特性として乗心地性の評価を行い、その結果を従来例を１００とする指数により表１に併記した。数値が大きいほど優れていることを示している。
【００４１】
〔操縦安定性の評価〕
各タイヤをリム（サイズ：１８×８．５ＪＪ）に組み込み、空気圧２３０ｋＰａを充填して、外車（３．５Ｌ、セダン）の前後車輪に装着し、アスファルト路面からなるテストコースを平均速度１４０ｋｍ／ｈにて走行させたときの操縦安定性を熟練された３名のテストドライバーによる官能評価を行い、その平均値を以って評価した。
【００４２】
〔荷重耐久性の評価〕
各タイヤをリム（サイズ：１８×８．５ＪＪ）に組み込み、空気圧２３０ｋＰａを充填して、室内ドラム試験機（ドラム径：１７０７．６ｍｍ）を用いて、走行速度を８０ｋｍ／ｈ、負荷荷重を４．５ｋＮとして、２時間毎に負荷荷重を１３％ずつ増加させながら、タイヤが破壊するまでの総走行距離を測定し、その結果を以って評価した。
【００４３】
〔乗心地性の評価〕
各タイヤをリム（サイズ：１８×８．５ＪＪ）に組み込み、空気圧２３０ｋＰａを充填して、外車（３．５Ｌ、セダン）の前後車輪に装着し、アスファルト路面からなるテストコースを速度１０５ｋｍ／ｈにて２４分間予備走行させた後、室温（２５℃）にて１時間放置して、再び平均速度を１０５ｋｍ／ｈとして走行させたときのフラットスポット現象の発生度合いを中心にした乗心地性を熟練された３名のテストドライバーにより官能評価を行い、その平均値を以って評価した。
【００４４】
【表１】
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【００４５】
表１より、本発明タイヤは、従来タイヤに比して、操縦安定性、荷重耐久性及び耐フラットスポット性の代用特性としての乗心地性がバランスよく向上していることが判る。
【００４６】
なお、比較例１では、従来タイヤに比して、カーカス層の折り返し端末高さを低くしたため、耐フラットスポット性の代用特性としての乗心地性については向上効果が認められたものの、サイド部の剛性不足に加えて、コード補強層をカーカス層の外面側（ビードコア側）に配置したことによるビード部の剛性不足により操縦安定性が低下したと同時に、カーカス層の折り返し端末が直接ビード部のゴムに接触しているため、荷重耐久性が低下したことを確認した。
【００４７】
また、比較例２では、コード補強層を弾性率の低い熱可塑性の材料（ナイロンコード）にしたため、従来タイヤに比して、操縦安定性が不足すると同時に、フラットスポット現象の発生により乗心地性が悪化し、比較例３では、コード補強層をスチールコードにしたため、フラットスポット現象の発生は認められなかったものの、従来タイヤに比して、クッション性が不足して乗心地性が悪化したことを確認した。
【符号の説明】
【００４８】
１  乗用車用空気入りタイヤ
２  ビード部
３  カーカス層
３ａ  カーカス層の折り返し端末
４  ビードコア
５  ビードフィラー
Ｈ5   ビードフィラーの高さ
６  コード補強層
６ａ  コード補強層のタイヤ外側の端末
６ｂ  コード補強層のタイヤ内側の端末
Ｈ6   コード補強層のタイヤ外側における高さ
ＳＨ  タイヤ断面高さ
【図１】
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【図２】
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