JP5917989B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、空気入りタイヤに関する。詳細には、本発明は、スチールコードを有するベルトを備えた空気入りタイヤに関する。

空気入りタイヤは、カーカスとトレッドとの間にベルト（又はブレーカー）を備えている。ベルトは、カーカスを拘束することによってこれを補強する。一般的なベルトは、内側層と外側層とを備えている。ベルトは並列された多数のコードとトッピングゴムとからなる。ベルトは、コードとして、スチールコードのみが用いられているもの、有機繊維コードのみが用いられたもの、並びに、スチールコードの層及び有機繊維の層が併用されたものが知られている。

特開平５−１０４９０５号公報には、耐久性の向上及び軽量化を狙った空気入りタイヤが提案されている。このタイヤは、スチールコードを有するベルト、又は、アラミド繊維コードを有するベルトを備えている。このタイヤは、さらに、上記ベルト層の半径方向外側に、超高強力高弾性ポリエチレンからなるバンドを備えている。

特開平７−１６４８１６号公報にも、トレッドの溝底割れ防止による耐久性の向上、及び軽量化を狙った空気入りタイヤが提案されている。このタイヤは、スチールコードを有する内層ベルトと、ポリアミドコードを有する外層ベルトとを備えている。このタイヤは、さらに、上記外層ベルトの半径方向外側に、ポリアミド等の有機繊維コードを有するバンドを備えている。

スチールコードは、有機繊維コードに較べて、強度及び剛性が高い。スチールコードを有するベルトは、有機繊維コードを有するベルトに較べて、カーカスに対する拘束力が強く、耐久性が高い。スチールコードを有するベルトを備えたタイヤは、高速耐久性に優れる。しかし、スチールコードは剛性が高いため、トレッドの面の曲げ剛性が高くなる。従って、スチールコードを有するベルトを備えたタイヤは、有機繊維コードを有するベルトを備えたタイヤに較べて、グリップ性（接地性）が劣ることとなる。

１本のフィラメントからなるコード（いわゆる単線コード）を有するベルト、及び、細いフィラメントが撚られてなるコードを有するベルトは、曲げ剛性が低くなる。これらのベルトを備えたタイヤは、トレッドの面の曲げ剛性が低くなるため、グリップ性に優れる。しかし、これらのベルトは、撚り構造のコード、及び、太いフィラメントからなるコードを有するベルトに較べて、耐久性が劣るとともに、カーカスに対する拘束力が弱い。これらのベルトを備えたタイヤは、その接地部の前後付近でのベルトの屈曲変形が大きく、スチールコードが折れやすくなる。特に、ベルトのエッジ領域では、高速走行時の径変化が大きく、他の領域よりも損傷が発生しやすい。これらのベルトを備えたタイヤは、高速耐久性が劣る。

特開平５−１０４９０５号公報 特開平７−１６４８１６号公報

本発明は、グリップ性能の向上及び高速耐久性の向上が両立しうる空気入りタイヤの提供を目的としている。

本発明に係る空気入りタイヤは、
その外面がトレッド面をなすトレッドと、
一対のサイドウォールと、
一対のビードと、
上記トレッド及びサイドウォールの内側に沿って一方のビードと他方のビードとの間に架け渡されたカーカスと、
上記トレッドの半径方向内側においてカーカスと積層されるベルトと、
このベルトの半径方向外側に配置されるバンドとを備えており、
上記ベルトの少なくとも一層が、並列された多数のスチールコードを有しており、
これらスチールコードが、３本又は４本のフィラメントからなる単撚りのコードであり、
このフィランメントの直径が、０．１２ｍｍ以上０．２３ｍｍ以下であり、
上記バンドが、アラミド繊維からなるコードを有しており、少なくとも、上記トレッドの幅方向の端部から、トレッド幅ＴＷの１／２に０．１６を乗じた寸法だけ内側の位置までの範囲に設けられており、
上記アラミド繊維の太さが、１１００ｄｔｅｘ以上２１００ｄｔｅｘ未満である。

好ましくは、上記スチールコードが、３本のフィラメントからなる単撚りコードであり、このフィランメントの直径が、０．１５ｍｍ以上０．２３ｍｍ以下である。

好ましくは、上記スチールコードが、４本のフィラメントからなる単撚りコードであり、このフィランメントの直径が、０．１２ｍｍ以上０．２１ｍｍ以下である。

好ましくは、上記バンドのコードが、２本以上のアラミド繊維を撚ってなるコードである。

本発明に係る空気入りタイヤによれば、グリップ性能の向上及び高速耐久性の向上が両立しうる。

図１は、本発明の一実施形態に係る空気入りタイヤの一部を示す断面図である。 図２は、図１におけるベルトのスチールコードの一例を示す拡大断面図である。 図３は、図１におけるベルトのスチールコードの他の例を示す拡大断面図である。 図４は、本発明の他の実施形態に係る空気入りタイヤの一部を示す断面図である。 図５は、本発明のさらに他の実施形態に係る空気入りタイヤの一部を示す断面図である。

以下、適宜図面が参照されつつ、好ましい実施形態に基づいて本発明が詳細に説明される。

図１には、本発明の一実施形態に係る空気入りタイヤ２が示されている。図１において、上下方向が半径方向であり、左右方向が軸方向であり、紙面に垂直な方向が周方向である。図１に示された空気入りタイヤ２は、図１中の一点鎖線ＣＬを中心としたほぼ左右対称の形状を呈する。この一点鎖線ＣＬは、タイヤ２の赤道面を表す。このタイヤ２は、トレッド４、サイドウォール６、ビード８、カーカス１０、ベルト１２、バンド１４、インナーライナー１６、フィラー１８及びチェーファー２０を備えている。このタイヤ２は、チューブレスタイプである。このタイヤ２は、乗用車に装着されうる。図中に、ＴＷで示されるのは、トレッド４の幅である。

トレッド４は、耐摩耗性に優れた架橋ゴムからなる。トレッド４は、半径方向外向きに凸な形状を呈している。トレッド４は、トレッド面を備えている。このトレッド面は、路面と接地する。トレッド面には、溝２２が刻まれている。この溝２２により、トレッドパターンが形成されている。トレッド４に溝２２が刻まれなくてもよい。

サイドウォール６は、トレッド４の端から半径方向略内向きに延びている。このサイドウォール６は、架橋ゴムからなる。サイドウォール６は、撓みによって路面からの衝撃を吸収する。さらにサイドウォール６は、カーカス１０の外傷を防止する。

ビード８は、サイドウォール６よりも半径方向略内側に位置している。ビード８は、コア２４と、このコア２４から半径方向外向きに延びるエイペックス２６とを備えている。コア２４は、リング状である。コア２４は、非伸縮性ワイヤー（典型的にはスチール製ワイヤー）が巻かれてなる。エイペックス２６は、半径方向外向きに先細りである。エイペックス２６は、高硬度な架橋ゴムからなる。

カーカス１０は、半径方向内側の第一プライ２８、及び、半径方向外側の第二プライ３０からなる。第一プライ２８及び第二プライ３０は、トレッド４及びサイドウォール６に沿って、両側のビード８の間に架け渡されている。第一プライ２８及び第二プライ３０は、コア２４の周りを、軸方向内側から外側に向かって折り返されている。この折り返しにより、第一プライ２８には、主部３２と折り返し部３４とが形成され、第二プライ３０にも、主部３６と折り返し部３８とが形成されている。第一プライ２８の折り返し部３４の端は、半径方向において、第二プライ３０の折り返し部３８の端よりも外側に位置している。カーカス１０を構成するプライは２枚には限定されない。１枚でもよく、３枚以上でもよい。

図示されていないが、カーカスプライ２８、３０は、並列された多数のコードとトッピングゴムとからなる。コードは、通常は有機繊維からなる。好ましい有機繊維としては、ポリエステル繊維、ナイロン繊維、レーヨン繊維、ポリエチレンナフタレート繊維及びアラミド繊維が例示される。バイアス構造のカーカスが採用されてもよい。

ベルト１２は、カーカス１０の半径方向外側に位置している。ベルト１２は、カーカス１０と積層されている。ベルト１２は、カーカス１０を拘束してこれを補強する。ベルト１２は、内側層４０及び外側層４２からなる。図示されていないが、内側層４０及び外側層４２のそれぞれは、並列された多数のコードとトッピングゴムとからなる。各コードは、赤道面に対して傾斜している。傾斜角度の絶対値は、通常は１０°以上３５°以下である。内側層４０のコードの赤道面に対する傾斜方向は、外側層４２のコードの赤道面に対する傾斜方向とは逆である。コードの好ましい材質は、スチールである。コードに、有機繊維が用いられてもよい。上記ベルト１２の少なくとも１層には、スチールコードが含まれている。ベルト１２の軸方向幅は、タイヤ２の最大幅の０．７倍以上が好ましい。ベルト１２は、２層構造には限定されない。ベルト１２は、１層から構成されてもよく、３層以上から構成されてもよい。

図２には、内側層４０に含まれるスチールコード４４の横断面が示されている。このスチールコード４４は、３本のフィラメント４６からなる。それぞれのフィラメント４６の材質は、スチールである。これらのフィラメント４６が、撚られている。このスチールコード４４は、いわゆる単撚りタイプである。このスチールコード４４は、「１×３構造」を有する。このスチールコード４４は、撚りタイプであるため、その引張強さは大きい。このスチールコード４４は、ベルト１２の、強度の向上、及び、カーカス１０に対する拘束力の向上に寄与しうる。「１×２構造」では、コードの横断面の形状が一定しないので好ましくない。しかし、スチールコードの構造は、前述の「１×３構造」には限定されない。後述の「１×４構造」が採用されてもよい。

３本のフィラメント４６からなるスチールコード４４の各フィラメント４６の直径は０．１５ｍｍ以上０．２３ｍｍ以下とされている。太さが０．２３ｍｍ以下のスチールフィラメント４６を採用することにより、トレッドの面の曲げ剛性が高くなりすぎることが防止され、タイヤのグリップ性能が向上しうる。また、タイヤの軽量化にも寄与しうる。太さが０．１５ｍｍ以上のスチールフィラメント４６を採用することにより、ベルト１２の拘束力及び強度の向上に寄与しうる。タイヤの接地部の屈曲変形が抑制され、耐コード折れ性が向上する。その結果、タイヤの高速耐久性の向上も期待できる。

図３に示されたスチールコード４８は、４本のフィラメント５０からなる。それぞれのフィラメント５０の材質は、スチールである。これらのフィラメント５０は、撚られている。このスチールコード４８は、いわゆる単撚りタイプである。このスチールコード４８は、「１×４構造」を有する。このスチールコード４８は撚りタイプであるため、その引張強さは大きい。このスチールコード４４は、ベルト１２の拘束力及び強度の向上に寄与しうる。５≦ｎである「１×ｎ構造」では、フィラメントの太さをより一層細くせざるを得ず、生産工程面及びコスト面において好ましくない。

「１×４構造」の場合、スチールコード４８の各フィラメント５０の直径は０．１２ｍｍ以上０．２１ｍｍ以下とされる。太さが０．２１ｍｍ以下のスチールフィラメント５０を採用することにより、トレッドの面の曲げ剛性が高くなりすぎることが防止され、タイヤのグリップ性能が向上しうる。また、タイヤの軽量化にも寄与しうる。太さが０．１２ｍｍ以上のスチールフィラメント５０を採用することにより、ベルト１２の拘束力及び強度の向上に寄与しうる。

バンド１４は、トレッド４の内側に位置している。バンド１４は、ベルト１２を半径方向外側から覆っている。このバンド１４は、ベルト１２を拘束する。このバンド１４は、フルバンド５２とエッジバンド５４とからなる。フルバンド５２は、少なくともベルト１２の幅方向両端にかけて配置され、ベルト１２の全体を覆っている。エッジバンド５４は、フルバンド５２の半径方向外側に配置されている。エッジバンド５４は、フルバンド５２の半径方向内側に配置されていてもよい。エッジバンド５４は、軸方向において互いに離間して配置された一対のバンド層からなる。エッジバンド５４の幅ＥＢＷは、図１に示されるごとく、少なくとも、トレッド４の幅方向の端部から、トレッド幅ＴＷの半分×０．１６だけ内側の位置までである。すなわち、（ＴＷ／２）×０．１６だけ内側の位置までである。エッジバンド５４は、ベルト１２のこの範囲を覆っている。なぜなら、ベルト１２のこの範囲は、高速耐久性を得るために必要な範囲だからである。

図示されていないが、フルバンド５２及びエッジバンド５４はともに、コードとトッピングゴムとからなる。コードは実質的に周方向に延びており、螺旋状に巻かれている。フルバンド５２及びエッジバンド５４はいずれも、いわゆるジョイントレス構造を有する。上記コードによりベルト１２が拘束されるので、ベルト１２のリフティングが抑制される。コードは有機繊維からなる。有機繊維としてアラミド繊維が採用されている。本実施形態では、コードは、２本のアラミド繊維が撚られて構成されている。

アラミド繊維は、従来多用されているナイロン繊維のコードと比較して、強度及び剛性ともに高い。ベルト１２は、このアラミド繊維コードを有するバンド５２、５４により、外側から拘束されて補強される。アラミド繊維の剛性は、ナイロン繊維のそれより高いが、スチールコードのそれより低い。従って、トレッドの面の曲げ剛性は最小限の増加にとどめることが可能である。

上記アラミド繊維の単体の太さは、１１００ｄｔｅｘ以上２１００ｄｔｅｘ未満が好ましい。アラミド繊維の太さが１１００ｄｔｅｘ以上であることにより、バンドの切断が生じにくくなり、耐バンド切れ性能の向上が期待できる。また、ベルト１２に対する拘束力が高くなり、タイヤの高速耐久性の向上も期待できる。アラミド繊維の太さが２１００ｄｔｅｘ未満であることにより、トレッドの面の曲げ剛性の上昇が抑制され、タイヤのグリップ性能の向上が期待できる。

前述したスチールコード４４、４８を有するベルト１２の採用により、トレッドの面の曲げ剛性が高くなることが防止され、タイヤのグリップ性能が向上しうる。さらに、上記バンド５２、５４が、このベルト１２を補強することにより、タイヤの高速走行時におけるトレッドの外径変化が抑制される。これにより、ベルト１２の屈曲変形が抑制され、スチールコード４４、４８の耐久性（耐コード割れ性）が向上しうる。

図１では、フルバンド５２及びエッジバンド５４をともに備えたタイヤ２が例示されているが、本発明ではかかる構成に限定されない。フルバンド５２のみを備えたタイヤでもよく、エッジバンド５４のみを備えたタイヤでもよい。

図４には、フルバンド５２のみを備え、エッジバンド５４を備えていないタイヤ５６が示されている。このフルバンド５２も、ベルト１２を覆っている。フルバンド５２は、ベルト１２の全域でのリフティングを抑制する。

図５には、エッジバンド５４のみを備え、フルバンド５２を備えていないタイヤ５８が示されている。このエッジバンド５４も、ベルト１２を覆っている。エッジバンド５４は、ベルト１２のエッジ領域でのリフティングを抑制する。高速走行時、タイヤは、そのトレッド４のエッジ部分において特に変形が大きくなる。従って、このエッジバンド５４の装着は有用である。このエッジバンド５４の幅ＥＢＷは、図示のごとく、少なくとも、トレッド４の幅方向の端部から、半トレッド幅（ＴＷ／２）×０．１６だけ内側の位置までである。エッジバンド５４は、ベルト１２のこの範囲を覆っている。

以下、実施例によって本発明の効果が明らかにされるが、この実施例の記載に基づいて本発明が限定的に解釈されるべきではない。

［実施例１、４−７］
実施例１、４から７として、図４に示されたベルト及びフルバンドを有する空気入りタイヤが用意された。タイヤのサイズは２８５／３０Ｒ１８である。上記フルバンドは、ベルトの全体を覆っている（表１中に「全域」と表示）。各タイヤの、ベルトの撚り構成及びフィラメント径（素線径）、並びに、バンドの、位置、材質及び繊維太さは表１に記載されているとおりである。タイヤのその他の構成は、実施例１、４から７について同一である。実施例１、４から７の各タイヤに対して、グリップ性能、耐コード割れ性、耐バンド切れ性及び高速耐久性の各評価が行われた。評価の要領は後述するとおりである。評価結果は、指数及びマークによって表１に示されている。

［実施例２］
実施例２として、図１に示されたベルト、フルバンド及びエッジバンドを有する空気入りタイヤが用意された。上記エッジバンドは、トレッドの幅方向の端部から、半トレッド幅（ＴＷ／２）×０．１６だけ内側の位置までの範囲を覆っている（表１中に「全域＋エッジ」と表示）。ベルトの撚り構成及びフィラメント径（素線径）、並びに、バンドの、位置、材質及び繊維太さは表１に記載されているとおりである。タイヤのその他の構成は、実施例１と同一である。このタイヤに対して、実施例１と同一の上記各項目の評価が行われた。評価の要領は後述するとおりである。評価結果は、指数及びマークによって表１に示されている。

［実施例３］
実施例３として、図５に示されたベルト及びエッジバンドを有する空気入りタイヤが用意された。上記エッジバンドは、トレッドの幅方向の端部から、半トレッド幅（ＴＷ／２）×０．１６だけ内側の位置までの範囲を覆っている（表１中に「エッジ」と表示）。ベルトの撚り構成及びフィラメント径（素線径）、並びに、バンドの、位置、材質及び繊維太さは表１に記載されているとおりである。タイヤのその他の構成は、実施例１と同一である。このタイヤに対して、実施例１と同一の上記各項目の評価が行われた。評価の要領は後述するとおりである。評価結果は、指数及びマークによって表１に示されている。

［実施例８］
実施例８として、図５に示されたベルト及びフルバンドを有する空気入りタイヤが用意された（表２中に「全域」と表示）。ベルトの撚り構成及びフィラメント径（素線径）、並びに、バンドの、位置、材質及び繊維太さは表２に記載されているとおりである。タイヤのその他の構成は、実施例１と同一である。このタイヤに対して、実施例１と同一の上記各項目の評価が行われた。評価の要領は後述するとおりである。評価結果は、指数及びマークによって表２に示されている。

［比較例１−５］
比較例１から５として、ベルト及びフルバンドを有する空気入りタイヤが用意された（表２中に「全域」と表示）。ベルトの撚り構成及びフィラメント径（素線径）、並びに、バンドの、位置、材質及び繊維太さは表２に記載されているとおりである。タイヤのその他の構成は、実施例１と同一である。このタイヤに対して、実施例１と同一の上記各項目の評価が行われた。評価の要領は後述するとおりである。評価結果は、指数及びマークによって表２に示されている。

［比較例６］
比較例６として、ベルト及びエッジバンドを有する空気入りタイヤが用意された。この上記エッジバンドは、トレッドの幅方向の端部から、半トレッド幅（ＴＷ／２）×０．０９だけ内側の位置までの範囲を覆っている（表２中に「エッジ（０．０９Ｗ）」と表示）。ベルトの撚り構成及びフィラメント径（素線径）、並びに、バンドの、位置、材質及び繊維太さは表２に記載されているとおりである。タイヤのその他の構成は、実施例１と同一である。このタイヤに対して、実施例１と同一の上記各項目の評価が行われた。評価の要領は後述するとおりである。評価結果は、指数及びマークによって表２に示されている。

［グリップ性能］
供試タイヤを「１０．０×１８」のリムに組み込み、このタイヤに内圧が２３０ｋＰａとなるように空気を充填した。このタイヤを、試験用車両（排気量が３６００ｃｃである乗用車）に装着した。この試験車両を、テストコースで走行させた。走行距離は、１２０ｋｍであった。グリップ性能については、走行したドライバーの官能により評価された。表１及び２に示されるグリップ性能の評価の数値は、比較例１（従来技術）を１００とする指数である。この数値が大きいほど良好なことを示す。

［耐コード折れ性及び耐バンド切れ性］
上記グリップ性能評価のための実車走行試験が終了した後、試験車両に装着されていた供試タイヤが取り外され、解体されて、ベルトコード及びバンドに対して、コード折れ及びバンド切れに対する目視検査が行われた。表１及び２に示される耐コード折れ性及び耐バンド切れ性の各評価マークは以下のとおりである。○印は良好であることを示し、△印は要注意であることを示し、×印は損傷が発見されたことを示している。

［高速耐久性］
前述と同一のサイズの供試タイヤが「１０．０×１８」のリムに組み込まれた。このタイヤに、内圧が２３０ｋＰａとなるように空気が充填された。このタイヤが、回転駆動ドラムを有する台上試験装置に取り付けられた。５．８８ｋＮの試験荷重が供試タイヤに負荷された。試験装置上の供試タイヤに４°のキャンバー角が設定された。この状態の供試タイヤが走行させられた。供試タイヤは、１５０ｋｍ／ｈの速度で３０分間走行させられた後、１０分間走行毎に１０ｋｍ／ｈずつ段階的に速度上昇させられた。トレッド部に損傷が発生するまでの走行距離が記録された。表１及び２に示される高速耐久性能の評価の数値は、比較例１（従来技術）を１００とする指数である。この数値が大きいほど良好なことを示す。

表１及び２に示されるように、各実施例のタイヤは諸性能に優れている。この評価結果から、本発明の優位性は明らかである。

本発明に係る空気入りタイヤは、種々の車両に装着されうる。

２、５６、５８・・・タイヤ
４・・・トレッド
６・・・サイドウォール
８・・・ビード
１０・・・カーカス
１２・・・ベルト
１４・・・バンド
１６・・・インナーライナー
１８・・・フィラー
２０・・・チェーファー
２８・・・（カーカスの）第一プライ
３０・・・（カーカスの）第二プライ
４０・・・（ベルトの）内側層
４２・・・（ベルトの）外側層
４４、４８・・・スチールコード
４６、５０・・・フィラメント
５２・・・フルバンド
５４・・・エッジバンド
ＣＬ・・・赤道面
ＴＷ・・・トレッドの幅

Claims (4)

1. その外面がトレッド面をなすトレッドと、
   一対のサイドウォールと、
   一対のビードと、
   上記トレッド及びサイドウォールの内側に沿って一方のビードと他方のビードとの間に架け渡されたカーカスと、
   上記トレッドの半径方向内側においてカーカスと積層されるベルトと、
   このベルトの半径方向外側に配置されるバンドとを備えており、
   上記ベルトの少なくとも一層が、並列された多数のスチールコードを有しており、
   これらスチールコードが、３本又は４本のフィラメントからなる単撚りのコードであり、
   このフィラメントの直径が、０．１２ｍｍ以上０．２３ｍｍ以下であり、
   上記バンドが、アラミド繊維からなるコードを有しており、少なくとも、上記トレッドの幅方向の端部から、トレッド幅ＴＷの１／２に０．１６を乗じた寸法だけ内側の位置までの範囲に設けられたエッジバンドのみからなり、
   上記アラミド繊維の太さが、１１００ｄｔｅｘ以上２１００ｄｔｅｘ未満である空気入りタイヤ。
2. 上記スチールコードが、３本のフィラメントからなる単撚りコードであり、このフィラメントの直径が、０．１５ｍｍ以上０．２３ｍｍ以下である請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 上記スチールコードが、４本のフィラメントからなる単撚りコードであり、このフィラメントの直径が、０．１２ｍｍ以上０．２１ｍｍ以下である請求項１に記載の空気入りタイヤ。
4. 上記バンドのコードが、２本以上のアラミド繊維を撚ってなるコードである請求項１又は２に記載のタイヤ。

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