(57)【要約】【課題】重量増加を最小限に抑えつつも、高い幅方向面外曲げ剛性を達成するタイヤを提供する。【解決手段】一対のビード部間にトロイダル状に跨るカーカスを骨格として、カーカスのクラウン部の径方向外側に、多数本のスチールコードをゴムで被覆した少なくとも３層のベルト層を配置してなるベルトを有し、ベルトの径方向外側にトレッドを配置したタイヤであって、ベルトの径方向最外側に位置する最外層ベルト層に占めるスチールコードの重量を、最外層ベルト層に隣接するベルト層に占めるスチールコードの重量より少なくする。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対のビード部間にトロイダル状に跨るカーカスを骨格として、該カーカスのクラウン部の径方向外側に、多数本のスチールコードをゴムで被覆した少なくとも３層のベルト層を配置してなるベルトを有し、該ベルトの径方向外側にトレッドを配置したタイヤであって、
前記ベルトの径方向最外側に位置する最外層ベルト層に占めるスチールコードの重量が、該最外層ベルト層に隣接するベルト層に占めるスチールコードの重量より少ないことを特徴とするタイヤ。
【請求項２】
前記最外層ベルト層に占めるスチールコードの重量が、前記最外層ベルト層に隣接するベルト層に占めるスチールコードの重量の１０％以上９０％以下であることを特徴とする請求項１に記載のタイヤ。
【請求項３】
前記スチールコードは、０．３０ｍｍ以下の径のフィラメントを２〜８本撚り合わせた構造であることを特徴とする請求項１または２に記載のタイヤ。
【請求項４】
前記ベルトが３層のベルト層からなり、前記ベルトの径方向最内側から外側に順に第１ベルト層、第２ベルト層、第３ベルト層としたとき、
前記第３ベルト層のスチールコードの打込み数を５０ｍｍ当たり１０本以上５０以下とすることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のタイヤ。
【請求項５】
前記ベルトが３層のベルト層からなり、前記ベルトの径方向最内側から外側に順に第１ベルト層、第２ベルト層、第３ベルト層としたとき、
前記第３ベルト層のスチールコードの撚りピッチが８．０ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、乗用車用タイヤとして好適に用いられるタイヤに関するものであり、特に、タイヤのクラウン部の幅方向における面外曲げ剛性を上昇させることによって、トレッド部の剛性の上昇およびトレッド部の変形の均一化を達成し、耐摩耗性向上を達成する上で重量増加を抑制し、他性能低下を抑制したラジアルタイヤに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ラジアルタイヤのベルトにおけるスチールベルト層は、多数本のスチールコードをタイヤの赤道面に対して傾けて並行配列したゴム引き布の２枚を積層間でスチールコードが交差する向きに配置した２層交差層であるのが通例である。そして、トレッド部の周方向剛性の確保に寄与する、いわゆるベルトによるたが効果を高めるために、各ベルト層のスチールコードの、タイヤ赤道面に対する傾き角度を、例えば１５〜３５°程度の比較的小さい角度に設定している。
【０００３】
このような周方向に傾向した配置の２層交差のスチールベルト層が、トレッド部幅方向での面外曲げ剛性に寄与することは困難である。トレッド部幅方向での面外曲げ剛性とは、例えば、タイヤの負荷転動の際に、トレッド部接地面に、タイヤ幅方向断面内でみて、半径方向内向きに作用する押込み力に対する剛性のことである。トレッド部接地面の押込み変形に伴って、トレッドショルダ部に曲率半径の小さい曲げ変形が発生し、この変形部分に接地圧が集中し摩耗が大きくなる。このように、トレッドショルダ部分接地圧が集中した部分に局部的な早期摩耗が発生するという問題があった。
【０００４】
トレッド部のこのような早期摩耗に対処するためには、トレッド部の幅方向における面外曲げ剛性を高めることによって、トレッドショルダ部分への、曲率半径の小さい曲げ変形の発生を抑制することが有効である。そのために、トレッド部に対するたが効果を高める２層のスチールコードベルト層のさらに外周側に、タイヤの子午線方向に近い角度に配置したスチールコードよりなる第３のベルト層を配設することが考えられる（例えば特許文献１）。
【０００５】
この第３のベルト層のスチールコードは、タイヤ幅方向の断面内でみて、トレッド部が半径方向内向きへの押込み変形を受ける際に、トレッド部接地面に近接して位置して、ベルト全層における曲げの中立軸より圧縮側に存在することになるため、それらの延在方向と関連して高い圧縮剛性を発揮して、トレッド部の幅方向断面図での面外曲げ剛性を高めるように機能することができる。
【特許文献１】特開平２００１−１９９２０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、従来の２層のベルト層に、スチールコードの構造および打込み数が従来の２層のベルト層と同じベルト層を１層追加してしまうと、タイヤ重量の増加につながり、転がり抵抗の増加、耐久性の悪化などの性能低下を招くという問題がある。
【０００７】
本発明の目的は上述した問題点を解消して、タイヤの重量増加を最小限に抑えつつも、ベルトにおける高い幅方向面外曲げ剛性を達成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】
【０００８】
本発明の要旨は、以下のとおりである。
（１）一対のビード部間にトロイダル状に跨るカーカスを骨格として、該カーカスのクラウン部の径方向外側に、多数本のスチールコードをゴムで被覆した少なくとも３層のベルト層を配置してなるベルトを有し、該ベルトの径方向外側にトレッドを配置したタイヤであって、ベルトの径方向最外側に位置する最外層ベルト層に占めるスチールコードの重量が、該最外層ベルト層に隣接するベルト層に占めるスチールコードの重量より少ないことを特徴とするタイヤ。
また、このベルトのさらに外周側に、いわゆるキャップ、レイヤー等のベルト補助層を配設することを可能とするものである。
【０００９】
（２）最外層ベルト層に占めるスチールコードの重量が、最外層ベルト層に隣接するベルト層に占めるスチールコードの重量の１０％以上９０％以下であることを特徴とする上記（１）に記載のタイヤ。
【００１０】
（３）スチールコードは、０．３０ｍｍ以下の径のフィラメントを２〜８本撚り合わせた構造であることを特徴とする上記（１）または（２）に記載のタイヤ。
【００１１】
（４）ベルトが３層のベルト層からなり、ベルトの径方向最内側から外側に順に第１ベルト層、第２ベルト層、第３ベルト層としたとき、第３ベルト層のスチールコードの打込み数を５０ｍｍ当たり１０本以上５０本以下とすることを特徴とする上記（１）〜（３）のいずれかに記載のタイヤ。
【００１２】
（５）ベルトが３層のベルト層からなり、ベルトの径方向最内側から外側に順に第１ベルト層、第２ベルト層、第３ベルト層としたとき、第３ベルト層のスチールコードの撚りピッチが８．０ｍｍ以上であることを特徴とする上記（１）〜（４）のいずれかに記載のタイヤ。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に従って、ベルトの最外層ベルト層に占めるスチールコードの重量を、最外層ベルト層に隣接したベルト層に占めるスチールコードの重量より少なくすることにより、重量増加を最小限に抑えつつ、幅方向面外曲げ剛性を高めた高性能のタイヤを提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１は、本発明の空気入りラジアルタイヤの幅方向断面図を示す。
ビード部１にビードコア２が埋設配置され、両ビード部１の間に跨るカーカス３がタイヤの骨格となり、このカーカス３のそれぞれの側部部分は、それぞれのビードコア２の周りに巻き返して固定される。カーカス３のクラウン部の径方向外側に、内層側から外層側への順に、多数本のスチールコードをゴムで被覆した３層の第１ベルト層４、第２ベルト層５、第３ベルト層６からなるベルト７が配設される。なお、図１において、ベルト７は３層であるが、本発明は３層には限定されず４層以上であってもよい。このようなベルト７の両端部分は、ベルト補助層として、１層以上、図では２層のレイヤー８によって外周側からカバーされる。このベルト７の径方向外側にトレッド部９が配置され、トレッド部９のそれぞれの側部に連続して半径方向内側に延びる一対のサイドウォール部１０が存在する。Ｅはタイヤ赤道面を示す。
【００１５】
さて、圧縮剛性を上げるためには、従来の２層のベルト層にベルト層を１層追加して３層のベルト層にすることが考えられる。しかし、従来の２層のベルト層に、スチールコードの構造および打込み数が従来の２層のベルト層と同じベルト層を１層追加してしまうと、当然タイヤ重量の増加につながり、その結果、転がり抵抗の増加や耐久性の悪化などの性能低下を招くという問題があるのは、上述した通りである。発明者らはこの問題点を解決すべく鋭意検討を行った結果、第３ベルト層を付加しスチールコードの重量を増やしてベルトの圧縮剛性を高める際、クラウン部の幅方向面外曲げ剛性が一定の値で最大値に収束することを知見した。換言すると、第３ベルト層のスチールコードの重量を第１あるいは第２ベルト層のスチールコードの重量と同量までに増加させなくても、ベルトの圧縮剛性は十分高くなることを知見した。ここに、第３ベルト層のスチールコードの重量を、第１および第２ベルト層のスチールコードの重量より減少させても高い圧縮剛性を達成できることが判明したのである。
そこで本発明のタイヤでは、最外層ベルト層、図示例では第３ベルト層６に占めるスチールコードの重量がその内側の第２ベルト層５のスチールコードの重量よりも少ないことが肝要である。
【００１６】
ここで、第３ベルト層６に占めるスチールコードの重量は、その内側の第２ベルト層５に占めるスチールコードの重量の１０％以上９０％以下であることが好ましい。
すなわち、９０％より多い場合、タイヤ重量の増加が大きいため、転がり抵抗が増加し、耐久性が悪化する。
１０％未満の場合、十分な幅方向面外曲げ剛性を得ることができない。
【００１７】
また、各ベルト７に供するスチールコードは、０．３０ｍｍ以下の径のフィラメントを２〜８本撚り合わせた構造であることが好ましい。
【００１８】
第３ベルト層６のスチールコードの打込み数は、５０ｍｍ当たり１０本以上５０本以下であることが好ましい。
【００１９】
第３ベルト層６のスチールコードの撚りピッチは、８．０ｍｍ以上であることが好ましい。
【００２０】
第３ベルト層６に占めるスチールコードの重量を、第１ベルト層４および第２ベルト層５と対比して減少させるには、第３ベルト層６に配置するスチールコードにおけるフィラメントの本数を第１、第２ベルト対比で少なくすること、そしてコードの打込み数を同様に少なくすること、のいずれか一方または両方によって実現できる。その際、コードの打込み数を、第１、第２ベルト対比で減少させるより、コードのフィラメント本数を、第１、第２ベルト対比で減少させることを優先して、第３ベルト層６に占めるスチールコードの重量を第１、第２ベルト対比で減少させるのが有利である。
その理由は、ベルトの圧縮剛性は、スチールコードの配置部分が最も高く、隣り合うスチールコードの中間部分が最も低いが、コードの打込み数を減少させると、隣り合うスチールコードの間隔は広がり、中間部分の圧縮剛性を低下させることとなるためである。それゆえ、第３ベルト層６に占めるスチールコードの重量を第１、第２ベルト対比で減少させる方が、タイヤの重量増加を最小限に抑えつつさらに高い圧縮剛性を確実に達成できることになる。
すなわち、第３ベルト層６に占めるスチールコードの重量が第１ベルト層４および第２ベルト層５と対比して少なく、かつ、第３ベルト層６に占めるスチールコードの重量が等しいタイヤ同士を比較する場合、第３ベルト層６に占めるスチールコードのフィラメントの本数が少なく、コードの打込み数が多いタイヤが、より高い圧縮剛性を付与する上で好適である。
【実施例】
【００２１】
表１に示す条件を有する空気入りラジアルタイヤを試作して各種の性能を評価した。表１にはその評価結果も併せて示す。
タイヤサイズは全て２０５／５５  Ｒ１６である。
従来例１以外のベルトは３層のベルト層からなり、第１ベルト層、第２ベルト層および第３ベルト層はそれぞれ、ベルト層を内層側から順に数えたものである。第１ベルト層および第２ベルト層に用いたスチールコードの撚り構造は１×５×０．２３ｍｍであり、スチールコードの打込み数は３６本／５０ｍｍである。第１ベルト層および第２ベルト層のスチールコードのタイヤ赤道面Ｅに対する傾斜角度はそれぞれ、ベルトを平面に展開したときタイヤの赤道面を基準にして左３５度および右３５度である。
なお、表１において、第３ベルト層のスチール量とは、１×５×０．２３ｍｍ構造のスチールコードを打込み数３６本／５０ｍｍにて適用したベルト層におけるのスチール量を１００としたときの指数を示している。第３ベルト層のスチールコードのタイヤ赤道面Ｅに対する傾斜角度は全て９０度である。
【００２２】
【表１】
2009073394.tif 000002
【００２３】
表１における評価項目について、まず、耐摩耗指数とは、タイヤを、ＪＡＴＭＡ規格で定める標準リムに装着後、最大負荷能力に対応する最高空気圧を充填して乗用車に装着し、舗装路を１００００ｋｍ走行後の摩耗量の逆数を従来タイヤを１００としたときの指数値で示したものである。
転がり抵抗指数とは、タイヤをＪＡＴＭＡ規格で定める標準リムに装着後、回転速度を一定速度で制御できる回転ドラムを用い、４００ｋｇｆの荷重の作用下で、０〜１８０ｋｍ／ｈの速度で回転させたときの惰行法をもって測定し、この測定値から転がり抵抗を評価したものである。
高速耐久性能指数とは、タイヤを、ＪＡＴＭＡ規格で定める標準リムに装着後、タイヤ内圧が３００ｋＰａ、負荷荷重が５．３ｋＮの条件の下、ドラム上で負荷転動させ、２０分ごとにドラムの回転速度を１０ｋｍ／ｈずつ上昇させ、故障が生ずるまでの時間を測定して指数化したものである。
耐摩耗指数、転がり抵抗指数、高速耐久性能指数は、いずれも従来構造対比の指数で示し、耐摩耗指数と高速耐久性能指数とは数字が大きいほど性能が優れていることを表し、転がり抵抗指数は数字が小さいほど性能が優れていることを表す。
【００２４】
従来例１は２層のスチールベルト構造のタイヤであり、従来例２は第３ベルト層が、第１、２ベルト層と同じスチールコード量を持つ３層のスチールベルト構造のタイヤである。
【００２５】
発明例１は従来例２から第３ベルト層のスチール打込み数を１８本／５０ｍｍと半減することで、スチール量を半減したベルト構造のタイヤである。
発明例１は従来例２を比較すると、耐摩耗指数は等しく、転がり抵抗指数および高速耐久性能指数は向上していることが分かる。
【００２６】
発明例２は従来例２とを比較すると、第３ベルト層のスチール量を３５と約１／３に減少させ、フィラメント本数を２本と減少させ、打込み数を６３本／５０ｍｍとした。
発明例２は従来例２を比較すると、耐摩耗指数は等しく、転がり抵抗指数および高速耐久性能指数は向上していることが分かる。
【００２７】
発明例３は発明例２と比較すると、第３ベルト層のフィラメント本数を３本と増加させ、打込み数を４２本／５０ｍｍとすることでベルト層におけるスチールコードの配置密度を低くした。
発明例２と発明例３とを比較すると、第３ベルト層のスチール量が同量のとき、フィラメント本数を少なく、コードの打込み数が多くベルト層におけるスチールコードの配置密度が高い発明例２ほど、圧縮剛性が上昇し、それゆえ、耐摩耗指数、転がり抵抗指数、および高速耐久性能指数が向上していることが分かる。
【００２８】
発明例４は従来例２と比較すると、第３ベルト層のスチール量を５０と約５０％に減少させ、撚りピッチを１２ｍｍと長くした。
発明例４は従来例２を比較すると、耐摩耗指数は同等であり、転がり抵抗指数および高速耐久性指数は向上していることが分かる。
【００２９】
発明例５は従来例２と比較すると、第３ベルト層のスチール量を３５と約１／３に減少させ、打込み数を１３本／５０ｍｍとしてベルト層におけるスチールコードの配置密度を低くし、撚りピッチを１５．０ｍｍと長くした。
発明例５は従来例２を比較すると、耐摩耗指数は等しく、転がり抵抗指数および高速耐久性能指数は向上していることが分かる。
【００３０】
発明例６は、従来例２と比較すると、第３ベルト層の打込み数を２本／５０ｍｍと減少させて第３ベルト層に占めるスチールコードを第１ベルト層あるいは第２ベルト層に占めるスチールコードの重量の５％とした。
発明例６は、従来例２と比較して、耐摩耗指数は悪化しているが、転がり抵抗指数は向上し、高速耐久性指数は同等である。
発明例７は、従来例２と比較すると、第３ベルト層の打込み数を３４本／５０ｍｍと減少させて第３ベルト層に占めるスチールコードを第１ベルト層あるいは第２ベルト層に占めるスチールコードの重量の９５％とした。
発明例７は、従来例２と比較して、耐摩耗指数、転がり抵抗指数、および高速耐久性指数は同等である。
【００３１】
発明例８は、従来例２と比較して、第３ベルト層に占めるスチールコードのフィラメント本数を１本にすることで、第３ベルト層に占めるスチールコードを第１ベルト層あるいは第２ベルト層に占めるスチールコードの重量の２０％とした。
発明例８は、従来例２と比較して、耐摩耗指数は悪化しているが、転がり抵抗指数は向上し、高速耐久性指数は同等である。
発明例９は、従来例２と比較して、第３ベルト層に占めるスチールコードのフィラメント本数を１２本にし、打込み数を３本／５０ｍｍとして第３ベルト層に占めるスチールコードを第１ベルト層あるいは第２ベルト層に占めるスチールコードの重量の２０％とした。
発明例９は、従来例２と比較して、耐摩耗指数は悪化しているが、転がり抵抗指数は向上し、高速耐久性指数は同等である。
【００３２】
発明例１０は、従来例２と比較して、第３ベルト層に占めるスチールコードの打込み数を５本／５０ｍｍにすることで、第３ベルト層に占めるスチールコードを第１ベルト層あるいは第２ベルト層に占めるスチールコードの重量の７％とした。
発明例１０は、従来例２と比較して、耐摩耗指数は悪化しているが、転がり抵抗指数は向上し、高速耐久性指数は同等である。
【００３３】
比較例は、従来例２と比較して、第３ベルト層に占めるスチールコードの打込み数を６０本／５０ｍｍにし、第３ベルト層に占めるスチールコードを第１ベルト層あるいは第２ベルト層に占めるスチールコードの重量の１６７％とした。
比較例は、いずれの従来例および発明例と比較しても、耐摩耗指数は同等もしくは向上しているが、転がり抵抗指数および高速耐久性指数は悪化している。
【００３４】
以上の結果より、第３ベルト層のスチール量を減少させると転がり抵抗指数および高速耐久性指数が向上し、第３ベルト層のスチール量が同量の場合、フィラメント本数を少なく、コードの打込み数が多いほど、耐摩耗指数、転がり抵抗指数、および高速耐久性指数は向上することが分かった。
また、第３ベルト層のスチール量が同量の場合、第３ベルト層の撚りピッチが長い方が、耐摩耗指数、転がり抵抗指数、高速耐久性能指数のすべてが向上していることが分かった。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の空気入りラジアルタイヤの幅方向断面図を示す。
【符号の説明】
【００３６】
１    ビード部
２    ビードコア
３    カーカス
４    第１ベルト層
５    第２ベルト層
６    第３ベルト層
７    ベルト
８    レイヤー
９    トレッド部
１０  サイドウォール部
Ｅ    タイヤ赤道面
【図１】
2009073394.tif 000003