JP2011111004A - 空気入りラジアルタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】 軽量化を図りながら、荷重耐久性を確保すると共に、乗心地性を向上させるようにした空気入りラジアルタイヤを提供する。
【解決手段】 左右一対のビード部２、２間にカーカス層３を装架すると共に、トレッド部４におけるカーカス層３の外周側に層間でコード方向を交差させた複数のベルト層５、６を配置し、ベルト層５、６の外周側にベルトカバー層７を配置した空気入りラジアルタイヤ１において、カーカス層３及びベルトカバー層７を構成する補強コードとして所定の弾性率を有する高弾性の有機繊維コードを使用すると共に、カーカス層３をトレッド部４の中央領域において分断させるようにした。
【選択図】 図１

Description

本発明は、空気入りラジアルタイヤに関し、さらに詳しくは、軽量化を図りながら、高荷重負荷時における耐久性を確保すると共に、乗心地性を向上させるようにした空気入りラジアルタイヤに関する。

従来、タイヤの高速耐久性を向上させるための手法として、ベルト層の外周側にナイロン繊維コードを略タイヤ周方向に巻き付けるようにしたベルトカバー層を配置することが広く行われてきた。また、近年では、車両の高性能化に伴い、高速耐久性や操縦安定性をさらに向上させるために、ベルトカバー層としてナイロン繊維コードに代えて高弾性繊維コードや複合繊維コードを使用することが行われてきた（例えば、特許文献１参照）。

ところが、ベルトカバー層に高弾性繊維コードや複合繊維コードを使用したタイヤにあっては、タイヤクラウン部の剛性が増加して乗心地性が低下することに加えて、負荷荷重の増大に伴いベルト層の端部に歪みが集中して耐久性が低下するという問題があった。

一方、タイヤの軽量化や乗心地性を改善するために、タイヤの骨格を形成するカーカス層をトレッド部の中央領域において分断して、左右に離間させることが行われてきた（例えば、特許文献２参照）。しかし、この種のタイヤにあっては、タイヤのサイド剛性が不足するために、良好な操縦安定性を確保することが難しいと同時に、高荷重負荷時における耐久性（荷重耐久性）が不足するという問題があった。

このような背景から、軽量化を図りながら、荷重耐久性を確保すると共に、乗心地性を向上させるタイヤの開発が強く求められてきた。

特開２００４−３０６６３４号公報 特開２００７−２８３９６２号公報

本発明の目的は、上述する従来の問題点を解消するもので、軽量化を図りながら、荷重耐久性を確保すると共に、乗心地性を向上させるようにした空気入りラジアルタイヤを提供することにある。

上記目的を達成するための本発明の空気入りラジアルタイヤは、左右一対のビード部間にタイヤ径方向に配向する補強コードからなる少なくとも１層のカーカス層を装架すると共に、トレッド部における前記カーカス層の外周側に層間でコード方向を交差させた複数のベルト層を配置し、該ベルト層の外周側にタイヤ周方向に対して０〜５°の角度で螺旋状に巻回する補強コードからなるベルトカバー層を配置した空気入りラジアルタイヤにおいて、前記カーカス層及びベルトカバー層を構成する補強コードとしてコード１本当たりの２％伸長時の弾性率が６０００ＭＰａ以上かつ１２０００ＭＰａ未満の有機繊維コードを使用すると共に、前記カーカス層を前記トレッド部の中央領域において分断させるようにしたことを特徴とする。

さらに、上述する構成において、以下（１）〜（３）に記載するように構成することが好ましい。
（１）前記有機繊維コードをポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）繊維、ポリオレフィンケトン（ＰＯＫ）繊維、アラミド繊維、レーヨン繊維、リヨセル繊維から選ばれた少なくとも１種により構成する。
（２）前記カーカス層の分断部における分断幅Ｗａをベルト最大幅Ｗの０．１０〜０．９５倍にする。
（３）前記有機繊維コードのコード径を０．４０〜０．９０ｍｍにする。

本発明によれば、カーカス層及びベルトカバー層を構成する補強コードとして所定の弾性率を有する高弾性の有機繊維コードを使用すると共に、カーカス層をトレッド部の中央領域において分断させたので、ベルトカバー層の高弾性コードによるタガ効果により高速耐久性が向上すると共に、カーカス層の分断効果により軽量化が可能になると同時に、トレッド中央部の柔軟性が確保されて乗心地性を向上させることができる。

しかも、カーカス層に高弾性の有機繊維コードを使用したので、カーカス層をトレッド部の中央領域において分断したにも拘わらず、タイヤのサイド剛性が確保されて、高荷重負荷時における耐久性（荷重耐久性）を向上させることができる。

本発明の実施形態による空気入りラジアルタイヤの一例を示す断面図である。 本発明の他の実施形態による空気入りラジアルタイヤにおけるベルトカバー層の配置形態を示す説明図である。 本発明の他の実施形態による図２に相当する説明図である。 本発明のさらに他の実施形態による図２に相当する説明図である。

以下、本発明の構成について添付の図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は、本発明の実施形態による空気入りラジアルタイヤの一例を示す断面図である。図１において、空気入りラジアルタイヤ１は、左右一対のビード部２、２間にタイヤ径方向に配向する補強コードからなる少なくとも１層（図では１層）のカーカス層３を装架すると共に、トレッド部４におけるカーカス層３の外周側に層間でコード方向を交差させた複数（図では２層）のベルト層５、６を配置し、さらにベルト層５、６の外周側にタイヤ周方向に対して０〜５°の角度で螺旋状に巻回する補強コードからなるベルトカバー層７を配置している。

そして、本発明の空気入りラジアルタイヤ１では、カーカス層３及びベルトカバー層７を構成する補強コードとしてコード１本当たりの２％伸長時の弾性率が６０００ＭＰａ以上かつ１２０００ＭＰａ未満、好ましくは６５００〜１００００ＭＰａの有機繊維コードを使用すると共に、カーカス層３をトレッド部４の中央領域において分断させるようにしている。なお、図中Ｑはカーカス層３の分断部を示している。

このようにベルトカバー層７に高弾性の有機繊維コードを使用すると共に、カーカス層３をトレッド部４の中央領域において分断させたので、ベルトカバー層７の高弾性コードによるタガ効果により高速耐久性が向上すると共に、カーカス層３の分断効果により軽量化が可能になると同時に、トレッド中央部の柔軟性が確保されて乗心地性を向上させることができる。

しかも、カーカス層３に高弾性の有機繊維コードを使用したので、カーカス層３をトレッド部４の中央領域において分断したにも拘わらず、タイヤのサイド剛性が確保されて、高荷重負荷時における耐久性（荷重耐久性）を向上させることができる。

ここで、上述する有機繊維コードのコード１本当りの２％伸長時の弾性率が６０００ＭＰａ未満では、タイヤ走行中に有機繊維コードの伸びが大きくなって、このばらつきに伴いタイヤ形状が均一に保てなくなりユニフォミティーが崩れると同時に走行性能が低下する原因になり、１２０００ＭＰａ以上では、走行中の圧縮歪みにより有機繊維コードが弱体化して耐久性を低下させる原因になる。

本発明において、上述する２％伸長時の弾性率は、タイヤを解体して採取した有機繊維コードをＪＩＳ Ｌ１０１７に準拠して測定した応力−歪み曲線において、歪みが０％の点と２％の点とを直線で結び、その直線の傾きから求めたときの弾性率（ＭＰａ）が適用される。

なお、図１の実施形態では、ベルトカバー層７がベルト層５、６の全域及び両端部をそれぞれ覆うように配置されている場合を示したが、本発明の空気入りラジアルタイヤ１では、ベルトカバー層７を図２に示すようにベルト層５、６の全幅にわたって配置したり、図３に示すようにベルト層５、６の両端部のみを覆うように配置したり、図４に示すようにベルト層５、６の両端部に配置するベルトカバー層７を２層で構成する場合がある。

本発明において、上述する有機繊維コードをポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）繊維、ポリオレフィンケトン（ＰＯＫ）繊維、アラミド繊維、レーヨン繊維、リヨセル繊維から選ばれた少なくとも１種により構成するとよい。これにより、高速耐久性、特に高荷重負荷時における耐久性（荷重耐久性）を確実に向上させることができる。

なお、本発明では、コード１本当たりの弾性率が上記の範囲内であることを条件として、上述する有機繊維コードに代えて、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）繊維コード、又は異種のヤーンを相互に撚り合わせた所謂ハイブリッド繊維コードなどを使用することができる。

本発明の空気入りラジアルタイヤ１では、荷重耐久性と乗心地性との両立を図るために、トレッド部４の中央領域におけるカーカス層３の分断部Ｑにおける分断幅Ｗａをベルト層５、６の幅との関係で調整することが好ましい。すなわち、カーカス層３の分断部Ｑにおける分断幅Ｗａがベルト最大幅Ｗの０．１０〜０．９５倍、好ましくは０．２０〜０．７０倍となるように設定するとよい。

これにより、良好な荷重耐久性を確保しながら、乗心地性を確実に向上させることができる。ここで、分断幅Ｗａがベルト最大幅Ｗの０．１０倍未満になると、トレッド中央部の柔軟性が不足して乗心地性が低下することになり、０．９５倍超になると耐久性、特に荷重耐久性が低下することになる。

本発明において、荷重耐久性と乗心地性との両立を図るために、さらに好ましくは、カーカス層３及びベルトカバー層７を構成する有機繊維コードのコード径を０．４０〜０．９０ｍｍ、好ましくは０．５〜０．７５ｍｍに調整するとよい。ここで、コード径が０．４０ｍｍ未満になると、有機繊維コードの引張剛性が不足して荷重耐久性が低下することになり、０．９０ｍｍ超になると、有機繊維コードの剛性が大きくなり過ぎて乗心地性が低下することになる。

上述するように、本発明の空気入りラジアルタイヤは、カーカス層及びベルトカバー層を構成する補強コードとして所定の弾性率を有する高弾性の有機繊維コードを使用すると共に、カーカス層をトレッド部の中央領域において分断させることにより、軽量化を図りながら、荷重耐久性を確保すると共に、乗心地性を向上させるようにしたもので、燃費性と乗心地性とを重視する高性能車両に対して好ましく適用することができる。

タイヤサイズを２３５／４５Ｒ１７、ベルトカバー層の配置形態を除くタイヤ構造を図１として、カーカス層及びベルトカバー層の構成を表１のように異ならせて、本発明タイヤ（実施例１〜６）及び比較タイヤ（比較例１、２）をそれぞれ作製した。

なお、各タイヤにおけるベルトカバー層の配置形態を図３にすると共に、左右のベルトカバー層の幅をそれぞれ２５ｍｍに設定した。

これら８種類のタイヤについて、タイヤ重量を測定すると共に、以下に記載する試験方法により、荷重耐久性及び乗心地性の評価を行い、その結果を比較例１を１００とする指数により表１に併記した。タイヤ重量は、この数値が小さいほど軽いことを示し、荷重耐久性及び乗心地性は、この数値が大きいほど優れていることを示す。

〔荷重耐久性〕
各タイヤをリム（サイズ：１７×７．５ＪＪ）に組み込み、内圧１８０ｋＰａを充填して、室内ドラム試験機（ドラム径：１７０７ｍｍ）を用いて、周辺温度を３８±３℃に制御したうえで、ＪＡＴＭＡ規定の最大荷重の８８％に相当する荷重を負荷させて、速度８１ｋｍ／ｈにて２時間走行させ、次いで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走行を続けた。そして、タイヤが破壊するまでの走行距離を以って荷重耐久性の評価とした。

〔乗心地性〕
各タイヤをリム（サイズ：１７×７．５ＪＪ）に組み込み、内圧２２０ｋＰａを充填して、排気量３０００Ｌの乗用車の前後輪に装着したうえで、凹凸を有する直進テストコースを速度５０ｋｍ／ｈにて走行させ、熟練した３名のパネラーによる官能評価を行い、その評価点を平均して乗心地性の評価とした。

表１より、本発明タイヤは、比較タイヤに比して、荷重耐久性及び乗心地性がバランスよく向上していることがわかる。

１ 空気入りラジアルタイヤ
２ ビード部
３ カーカス層
４ トレッド部
５、６ ベルト層
７ ベルトカバー層
Ｑ カーカス層の分断部
Ｗ ベルト層の最大幅
Ｗａ 分断幅

Claims (4)

1. 左右一対のビード部間にタイヤ径方向に配向する補強コードからなる少なくとも１層のカーカス層を装架すると共に、トレッド部における前記カーカス層の外周側に層間でコード方向を交差させた複数のベルト層を配置し、該ベルト層の外周側にタイヤ周方向に対して０〜５°の角度で螺旋状に巻回する補強コードからなるベルトカバー層を配置した空気入りラジアルタイヤにおいて、
   前記カーカス層及びベルトカバー層を構成する補強コードとしてコード１本当たりの２％伸長時の弾性率が６０００ＭＰａ以上かつ１２０００ＭＰａ未満の有機繊維コードを使用すると共に、前記カーカス層を前記トレッド部の中央領域において分断させるようにした空気入りラジアルタイヤ。
2. 前記有機繊維コードがポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）繊維、ポリオレフィンケトン（ＰＯＫ）繊維、アラミド繊維、レーヨン繊維、リヨセル繊維から選ばれた少なくとも１種からなる請求項１に記載の空気入りラジアルタイヤ。
3. 前記カーカス層の分断部における分断幅Ｗａがベルト最大幅Ｗの０．１０〜０．９５倍である請求項１又は２に記載の空気入りラジアルタイヤ。
4. 前記有機繊維コードのコード径が０．４０〜０．９０ｍｍである請求項１、２又は３に記載の空気入りラジアルタイヤ。

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