JP2006315523A

JP2006315523A - 空気入りラジアルタイヤ

Info

Publication number: JP2006315523A
Application number: JP2005139868A
Authority: JP
Inventors: Nobukazu Shimizu; 伸和清水
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2005-05-12
Filing date: 2005-05-12
Publication date: 2006-11-24

Abstract

【課題】ベルト構造が、有機繊維コードを並べた第一ベルトプライと、有機繊維コードもしくはスチールコードを並べた第二ベルトプライとの２枚よりなり、第一ベルトプライをフォールド部で構成した、いわゆるフォールドベルト構造の乗用車用もしくはレース用空気入りラジアルタイヤにおいて、高速耐久性と操縦安定性とを犠牲にすることなく、段差摩耗を抑制する。
【解決手段】フォールド部１ｂの半径方向外側にそれぞれ、タイヤ赤道面Ｅに対する傾斜角度がゼロの有機繊維コードよりなるベルト補強層３を設けるとともに、タイヤ赤道面Ｅに対するコードの傾斜角度に関し、第一ベルトプライの本体部の傾斜角度をθ₁、第二ベルトプライの傾斜角度をθ₂、第一ベルトプライのフォールド部の傾斜角度をθ_fとしたとき、式（I）〜（III）のいずれをも満足するよう構成されてなる空気入りラジアルタイヤ。 15度＜θ₁≦25度（I） 25度＜θ₂≦30度（II） θ₁＜θ_f＝θ₂ （III）
【選択図】図３

Description

本発明は、高性能乗用車用もしくはレース用空気入りラジアルタイヤに関し、特に、耐偏摩耗性を改良したものに関する。

従来から、高性能乗用車用もしくはレース用空気入りラジアルタイヤ用のベルトとして、図１（ａ）、図１（ｂ）にそれぞれ、半径方向外側から見た平面図、および、タイヤ横断面における断面図で示すように、有機繊維コード８１を並べた第一ベルトプライ９１と、有機繊維コードもしくはスチールコード８２を並べた第二ベルトプライ９２との２枚よりなり、第一ベルトプライ９１が、第二ベルトプライ９２の半径方向内側に位置する本体部９１ａと、この本体部９１ａの幅方向両側に繋がって第二ベルトプライ９２の幅方向両端部の半径方向外側に位置するよう設けられたそれぞれのフォールド部９１ｂとで構成された、いわゆるフォールドベルト構造のものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。

フォールド部９１ｂは、通常、20〜50mm幅を有し、高速走行に伴うベルトの幅方向両端部の半径方向外側への変位を押さえ込み、よって、ベルトの高速耐久性を高めるよう作用する。そして、このベルト幅方向両端部の押さえ込みを確実に作用させるには、フォールド部９１ｂ自身が径成長しないよう、その周方向剛性を高める必要があり、そのため、フォールド部９１ｂにおける有機繊維コード８１の、赤道面Ｅに対する傾斜角度θ_f0を、小さな値、例えば、15〜20度の範囲とすることが行われている。

一方、フォールド部９１ｂの形成は、通常、タイヤ成型時に、第一ベルトプライ９１、第二ベルトプライ９２を積層したあと、第一ベルトプライ９１の幅方向両側を折り返すことによってなされ、この折り返しを簡易に行うため、従来のタイヤでは、赤道面Ｅに対する、フォールド部９１ｂの傾斜角度θ_f0と、本体部９１ａの傾斜角度θ₁₀とが同じ値となるよう構成されている。

このため、本体部９１ａの傾斜角度θ₁₀は、フォールド部９１ｂのコード傾斜角度θ_f0に合わせて小さくなるが、このことは、ベルトの幅方向全域にわたる周方向剛性を極端に高め、その結果、接地面積の減少を招き、タイヤのグリップ力を低下させ操縦安定性を低下させてしまうという問題が生じるので、ベルト全体の剛性が適正なものにすべく、第二ベルトプライ９２におけるコード８２の赤道面Ｅに対する傾斜角度θ₂₀を大きくすることが行われている。

以上のように構成された従来のタイヤにおいては、θ_f0を小さくすることにより高速耐久性を確保するとともに、傾斜角度θ₂₀を大きくすることによって、θ_f0を小さくしたことに伴う操縦安定性の低下を抑制し、これらの性能の両立を図ることができる。
特開平８−９１０１３号公報

しかしながら、このようなタイヤにおいては、ベルトの半径方向最外層は、幅方向中央側に位置する第二ベルトプライ２と、その幅方向両外側部分を構成する第一ベルトプライ１のフォールド部１ｂのそれぞれとで構成されることになり、これらのベルト部分におけるコードの向きは、赤道面Ｅに対して同じ側に傾斜するものの、θ_f0＜θ₂₀であるのでそれらの傾斜角度は異なり、このことは、その段差部分で、剛性の段差を生じ、特に、タイヤ幅方向の段差は、いわゆる段差摩耗と呼ばれる偏摩耗を発生させてしまうという問題があった。

本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、高速耐久性と操縦安定性とを犠牲にすることなく、段差摩耗を抑制することのできる、フォールドベルト構造のタイヤを提供することを目的とする。

＜１＞は、トレッド部と、トレッド部の側部に連なって半径方向内方へ延びるそれぞれのサイドウォール部と、サイドウォール部の内周側に位置するビード部とを具え、それぞれのビード部に配置されたビードコア間にトロイダル状に延在させたラジアルカーカスの半径方向外方に、有機繊維コードを並べた第一ベルトプライと、有機繊維コードもしくはスチールコードを並べた第二ベルトプライとの２枚よりなるベルトを配設し、
第一ベルトプライを、第二ベルトプライの半径方向内側に位置する本体部と、この本体部の幅方向両側に繋がって第二ベルトプライの幅方向両端部の半径方向外側に位置するよう設けられたそれぞれのフォールド部とで構成してなる乗用車用もしくはレース用空気入りラジアルタイヤにおいて、
前記フォールド部の半径方向外側にそれぞれ、タイヤ赤道面に対する傾斜角度がゼロの有機繊維コードよりなるベルト補強層を設けるとともに、タイヤ赤道面に対するコードの傾斜角度に関し、第一ベルトプライの本体部の傾斜角度をθ₁、第二ベルトプライの傾斜角度をθ₂、第一ベルトプライのフォールド部の傾斜角度をθ_fとしたとき、式（I）〜（III）のいずれをも満足するよう構成されてなる空気入りラジアルタイヤである。

15度＜θ₁≦25度（I）
25度≦θ₂≦30度（II）
θ₁＜θ_f＝θ₂ （III）

＜２＞は、＜１＞において、前記ベルト補強層の幅を20〜60mmとしてなる空気入りラジアルタイヤである。

＜３＞は、＜１＞もしくは＜２＞のいずれかにおいて、前記フォールド部の幅を20〜50mmとしてなる空気入りラジアルタイヤである。

＜１＞によれば、赤道面に対するコードの傾斜角度に関し、第一ベルトプライのフォールド部における傾斜角度θ_fを第二ベルトプライの傾斜角度と同じにしたので、ベルトの半径方向最外層におけるコード傾斜角度を、タイヤ幅方向に変化のないものとしたので、コード傾斜角度に応じて変化するベルトのタイヤ幅方向剛性をタイヤ幅方向に変化のないものにして、この変化に起因して発生する段差偏摩耗を抑えることができる。

また、傾斜角度θ_fをθ₂と同一にすることは、θ_fを大きくすることを意味し、このことは、ベルト幅方向端部の周方向剛性の低下を招き、高速耐久性を低下させることになるが、この問題に対して、ベルト補強層を設けたので、フォールド部の周方向剛性の低下を防止することができる。

ここで、ベルト補強層は、周方向剛性だけを増大させるために設けるものであり、一方、段差摩耗に影響を及ぼすのは、タイヤ周方向剛性の変化ではなく、タイヤ幅方向剛性変化であり、そのため、幅方向および面外曲げ方向の剛性は極めて小さいベルト補強層が段差摩耗が与える影響は非常に小さい。

また、θ₁、θ₂、θ_fのそれぞれの角度範囲を、前記式（I）〜（III）のように設定したので、このことによっても、詳細を後述するように、高速耐久性、操縦安定性、直進走行安定性のそれぞれをバランスよく確保することができる。

＜２＞によれば、ベルト補強層の幅を、20〜60mmとしたので、好ましい周方向剛性の幅方向分布をを得ることができ、これを20mm未満とした場合には、十分な周方向剛性を得て高速耐久性を確保することがむつかしく、一方、これを、60mmを超えるものとした場合には、周方向剛性の幅方向分布が所望のものとはならず、良好な操縦安定性と、均一な接地形状とを得ることがむつかしくなってしまう。

＜３＞は、フォールド部の幅を20〜50mmとするものであり、フォールド部の幅を20mm未満とした場合には、ベルトの端部の径成長を抑える効果を十分発揮することができず、これを、50mmを超えるものとした場合には、フォールド部のベルト幅方向の占有率が大きくなりすぎて、周方向剛性の幅方向分布が、上記と同様、良好な操縦安定性や、均一な接地形状を得るのにふさわしいものにはならなくなる。

本発明の実施形態について、図に基づいて説明する。図２は、本発明に係る空気入りラジアルタイヤの横断面図であり、タイヤ１０は、トレッド部４と、トレッド部４の側部に連なって半径方向内方へ延びるそれぞれのサイドウォール部５と、サイドウォール部５の内周側に位置するビード部６とを具え、それぞれのビード部６に配置されたビードコア７間にトロイダル状に延在させたラジアルカーカス８の半径方向外方に、ベルト９を配置して構成される。

ラジアルカーカス８は、幅方向に沿って延びるコードよりなる一層以上のカーカスプライの両側部を、それぞれ、ビードコア７の周りに折り返えすことによりビードコア７に係止される。

ベルト９は、有機繊維コード１１を並べた第一ベルトプライ１と、有機繊維コードもしくはスチールコード１２を並べた第二ベルトプライ２との２枚よりなり、第一ベルトプライ１は、第二ベルトプライ２の半径方向内側に位置する本体部１ａと、本体部１ａの幅方向両側に繋がって第二ベルトプライ２の幅方向両端部の半径方向外側に位置するよう設けられたそれぞれのフォールド部１ｂとで構成される。

タイヤ赤道面Ｅに対するコードの傾斜角度に関し、第一ベルトプライ１の本体部１ａの傾斜角度をθ₁、第二ベルトプライ２の傾斜角度をθ₂、第一ベルトプライ１のフォールド部１ｂの傾斜角度をθ_fとしたとき、ベルト９は、先に示した、式（I）〜（III）のいずれをも満足するよう構成される。

ここで、θ_f＝θ_２としたことが本発明の大きな特徴であり、このように構成することにより、ベルトの半径方向最外層におけるコード傾斜角度を、タイヤ幅方向に変化のないものとし、コード傾斜角度に応じて変化するベルトのタイヤ幅方向剛性をタイヤ幅方向に変化のないものにして、この変化に起因して発生する段差偏摩耗を抑えることができる。

式（I）〜（III）とすることの理由について以下に補足説明する。θ₁を15度以下とした場合には、ベルト幅全体にわたる周方向剛性が高くなりすぎてグリップ力の低下を招くとともに、θ₂との角度差が大きくなることにより、プライステアが増大し過ぎて直進走行安定性を悪化させ、一方、θ₁が25度を超えた場合には、周方向のタガ効果が低下して高速耐久性が悪化する。

また、θ₂を25度未満とした場合には、ベルト幅全体にわたる周方向剛性が高くなるとともに、幅方向剛性が低下し、ハンドリング性能等の操縦安定性が低下し、一方、θ₂を30度を超えるものとした場合には、周方向のタガ効果が低下して高速耐久性を低下させるとともに、θ₁との角度差が大きくなりすぎて、プライステア増大による直進走行安定性を低下させる。

ここで、θ₂、θ₂の角度範囲から明らかにように、θ₂、θ₂は、θ₂＞θ₁の関係を満足することになるが、これをθ₂＜θ₁としない理由は、ラジアルカーカスに対するタガ効果が第一ベルトプライの方が大きいからである。

フォールド部１ｂの半径方向外側に、コードがほぼタイヤ周方向に向いたベルト補強層３を設けられる。ベルト補強層３は、フォールド部１ｂのコード傾斜角度を第二ベルトプライの傾斜角度にあわせたことで低下する周方向剛性を補うよう機能する。ベルト補強層３としては、例えば、連続する有機繊維コードを周方向に螺旋状に巻回したものを用いることができる。

表１における、実施例、および、従来例のベルト構造をそれぞれ有する、サイズが335/35R18の乗用車用タイヤを試作し、これらについて、ドラム試験機による高速耐久性評価、摩耗量評価、ライフ評価、およびフィーリング評価を行った。

なお、これらのタイヤのラジアルカーカスは、ともにナイロンコードを赤道面に対して直角の向きに配置した２層のカーカスプライよりなるもので構成した。

表１の評価結果において、高速耐久性評価は、直径3mのドラム試験機を用いて行い、ドラム試験機の周速をステップ的に増加させてゆき、どの周速ステップでタイヤが破壊したかによって評価した。破壊したときの周速ステップの周速が大きいほど、耐久性に優れることを意味する。なお、これらのタイヤの破壊モードは、いずれも、ベルトの幅方向端部のセパレーションであった。

また、摩耗量評価は、サーキットドライ路面における実車走行60km走行後の各部の摩耗量を測定して行った。実際には、従来例のタイヤにおいて、フォールド部の幅方向内側に隣接するタイヤ幅方向位置で段差摩耗が進行しており、この部分の摩耗が最も大きく、表１においては、その部分の摩耗量について、従来例のものを100とした指数で表した。この数値が小さいほど摩耗量は小さいことを表している。

ライフ評価は、1周１分30秒程度のラップタイムのサーキット30周した時点をタイヤのライフとして、その時点までの摩耗量を測定し、表１に、従来例の摩耗量を100とした指数で表した。この数値が高いほど、摩耗量は少なくライフが長いことを表している。

フィーリング評価は、サーキット走行におけるドライバーのフィーリングに基づいて10点満点で採点し、その結果を表１に示した。そして、この評価を、摩耗終期を、タイヤが
100km走行した時点として、摩耗初期と、摩耗終期との両方について行った。

表１から明らかなように、実施例のタイヤは、高速耐久性においては、従来例のタイヤとほぼ同等の性能を示し、一方、タイヤの経時変化に伴う操縦安定性の低下においては、従来例に対比して極めて小さく、また、段差摩耗に起因する耐偏磨耗性、および、それに起因するライフの低下も従来例に比して小さいことがわかる。

本発明は、高性能乗用車用タイヤやレース用タイヤとして用いることができる。

従来のタイヤのベルト構造を示す平面図および断面図である。本発明に係るタイヤの構造を示す横断面図である。本発明に係るタイヤのベルト構造を示す平面図および断面図である。

符号の説明

１第一ベルトプライ
１ａ第一ベルトプライの本体部
１ｂ第一ベルトプライのフォールド部
２第二ベルトプライ
３ベルト補強層
４トレッド部
５サイドウォール部
６ビード部
７ビードコア
８ラジアルカーカス
９ベルト
１０タイヤ
１１有機繊維コード
１２有機繊維コードもしくはスチールコード
θ₁ 第一ベルトプライ本体部の、赤道面に対するコード傾斜角度
θ₂ 第二ベルトプライの、赤道面に対するコード傾斜角度
θ_f 第一ベルトプライフォールド部の、赤道面に対するコード傾斜角度

Claims

トレッド部と、トレッド部の側部に連なって半径方向内方へ延びるそれぞれのサイドウォール部と、サイドウォール部の内周側に位置するビード部とを具え、それぞれのビード部に配置されたビードコア間にトロイダル状に延在させたラジアルカーカスの半径方向外方に、有機繊維コードを並べた第一ベルトプライと、有機繊維コードもしくはスチールコードを並べた第二ベルトプライとの２枚よりなるベルトを配設し、
第一ベルトプライを、第二ベルトプライの半径方向内側に位置する本体部と、この本体部の幅方向両側に繋がって第二ベルトプライの幅方向両端部の半径方向外側に配置されたそれぞれのフォールド部とで構成してなる乗用車用もしくはレース用空気入りラジアルタイヤにおいて、
前記フォールド部の半径方向外側にそれぞれ、タイヤ赤道面に対する傾斜角度がゼロの有機繊維コードよりなるベルト補強層を設けるとともに、タイヤ赤道面に対するコードの傾斜角度に関し、第一ベルトプライの本体部の傾斜角度をθ₁、第二ベルトプライの傾斜角度をθ₂、第一ベルトプライのフォールド部の傾斜角度をθ_fとしたとき、式（I）〜（III）の全てを満足するよう構成されてなる空気入りラジアルタイヤ。

15度＜θ₁≦25度（I）
25度≦θ₂≦30度（II）
θ₁＜θ_f＝θ₂ （III）
前記ベルト補強層の幅を20〜60mmとしてなる請求項１に記載の空気入りラジアルタイヤ。
前記フォールド部の幅を20〜50mmとしてなる請求項１〜２のいずれかに記載の空気入りラジアルタイヤ。