JP2009280167A - 空気入りラジアルタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】 荷重耐久性を損なうことなく、高速耐久性及び高速旋回性を改善させた空気入りラジアルタイヤを提供する。
【解決手段】 ベルトカバー層６をベルト層５ａ、５ｂの少なくとも中央部域を覆う低弾性カバー層６ａと両端部域を覆う高弾性カバー層６ｂとにより構成すると共に、ベルトカバー層６を構成する補強コードの断面積Ｓと２％伸長時における弾性率Ｍとコード打ち込み数Ｚとの積で定義されるベルトカバー層の引張剛性Ｒを高弾性カバー層６ｂにおいて一定の範囲にしたうえで、高弾性カバー層１ｂにおける引張剛性Ｒ１と低弾性カバー層６ａにおける引張剛性Ｒ２との比Ｒ１／Ｒ２を１．１〜１．９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、荷重耐久性を損なうことなく、高速耐久性及び高速旋回性を改善させ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確保すると共に、ロードノイズを低減する手法として、ベルト層の外周側にナイロンなどの熱収縮性有機繊維コードをタイヤ周方向に螺旋状に巻き付けたベルトカバー層を配置することが行われてきた。さらに近年では、自動車の高性能化や静粛化に伴い、ロードノイズをさらに低減することが強く求められるようになり、この対策として、ベルトカバー層にアラミド繊維などの高弾性繊維コードを使用することが試みられた。

しかし、ベルトカバー層に弾性率の高い繊維コードを使用すると、高荷重負荷時や低内圧負荷時においてタイヤセンター部のベルトカバーコードに圧縮疲労が生じ易くなり、加えてこれらアラミド繊維などの高弾性繊維コードは一般的に接着性が劣るために、タイヤ耐久性を低下させるという問題があった。

この対策として、ベルトカバー層をベルト層の中央部域を覆う低弾性繊維コードと両端部域を覆う高弾性繊維コードとにより構成する試みが行われた（例えば、特許文献１参照）。さらには、通過騒音や転がり抵抗を一層改善させるために、繊維コードの断面積と２％モジュラス値とコードの打ち込み数との積で表されるベルトカバー層の伸び抗力値を両端部域を覆うベルトカバー層において１６０〜３５０（Ｎ・本／ｃｍ）としたうえで、両端部域を覆うベルトカバー層の伸び抗力値と中央部域を覆うベルトカバー層の伸び抗力値との比を２〜４．１２５にした提案がある（特許文献２参照）。

しかし、特許文献２のタイヤのようにベルト層の中央部域と両端部域とにおけるベルトカバー層の伸び抗力値の比を大きく異ならせたタイヤにあっては、この伸び抗力値の比を大きくする手法がタイヤ中央部域の伸び抗力値を小さくすることによる場合には、高速走行時におけるトレッド部の浮き上がりを充分に抑えきれずに高速耐久性向上効果が充分に得られなくなり、この手法がタイヤ両端部域の伸び抗力値を大きくすることによる場合には、旋回走行時における接地形状が減少するために、旋回走行中に急激なスリップや振動が発生して、旋回性能、特に高速走行時における旋回性能が低下するという問題があった。
特許第２６４８６５２号公報 特許第３９９３３７８号公報

本発明の目的は、上述する問題点を解消するもので、荷重耐久性を損なうことなく、高速耐久性及び高速旋回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カーカス層を装架し、トレッド部における前記カーカス層の外周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すると共に、該ベルト層の外周に有機繊維コードをタイヤ周方向に螺旋状に巻き付けた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、前記ベルトカバー層を前記ベルト層の少なくとも中央部域を覆う低弾性カバー層と前記ベルト層の両端部域をそれぞれ覆う高弾性カバー層とで構成し、前記ベルトカバー層を構成する補強コードの断面積Ｓ（ｍｍ² ）と２％伸長時における弾性率Ｍ（Ｎ／ｍｍ² ）とコード打ち込み数Ｚ（本／５０ｍｍ）との積で定義される引張剛性Ｒ＝Ｓ×Ｍ×Ｚを、前記高弾性カバー層においてＲ１＝７００００〜１０００００（Ｎ・本／５０ｍｍ）にすると共に、前記高弾性カバー層における引張剛性Ｒ１と前記低弾性カバー層における引張剛性Ｒ２との比Ｒ１／Ｒ２を１．１〜１．９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）前記低弾性カバー層の幅を前記ベルト層のうちの最内ベルト層の幅の７０〜１００％にする。
（２）前記ベルト層の一方の端部域に配置した前記高弾性カバー層の幅を前記ベルト層のうちの最内ベルト層の幅の５〜１５％にする。
（３）前記高弾性カバー層を構成する補強コードを破断時における弾性率が１００００Ｎ／ｍｍ² 以上である高弾性繊維ヤーンにより構成し、前記低弾性カバー層を構成する補強コードを破断時における弾性率が１００００Ｎ／ｍｍ² 未満である低弾性繊維ヤーンにより構成する。この場合において、前記高弾性カバー層を構成する補強コードを前記高弾性繊維ヤーンと前記低弾性繊維ヤーンとを撚り合わせた複合繊維コードにより構成するとよい。

本発明によれば、ベルトカバー層をベルト層の少なくとも中央部域を覆う低弾性カバー層と両端部域を覆う高弾性カバー層とにより構成すると共に、ベルトカバー層を構成する補強コードの断面積Ｓと２％伸長時における弾性率Ｍとコード打ち込み数Ｚとの積で定義されるベルトカバー層の引張剛性を高弾性カバー層において一定の範囲にしたうえで、高弾性カバー層における引張剛性と低弾性カバー層における引張剛性との比が１．１〜１．９となるようにしたので、タイヤ中央部域と両ショルダー域とにおけるベルトカバー層の引張剛性のバランスが適正に確保されて、荷重耐久性を損なうことなく、高速耐久性及び高速走行時における旋回性能を向上させることができる。

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。

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、図２は図１のタイヤにおけるベルト層とベルトカバー層との配置形態を示す模式図である。

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間にカーカス層３を装架し、トレッド部４におけるカーカス層３の外周に層間でコード方向を交差させた複数（図では２）のベルト層５ａ、５ｂを配置すると共に、ベルト層５ａ、５ｂの外周に有機繊維コードをタイヤ周方向に螺旋状に巻き付けたベルトカバー層６を配置し、このベルトカバー層６を、ベルト層５ａ、５ｂの少なくとも中央部域（図では全域）を覆う低弾性カバー層６ａとベルト層５ａ、５ｂの両端部域をそれぞれ覆う高弾性カバー層６ｂとにより構成している。

そして、本発明の空気入りラジアルタイヤ１では、ベルトカバー層６を構成する補強コードの断面積Ｓ（ｍｍ² ）と２％伸長時における弾性率Ｍ（Ｎ／ｍｍ² ）とコード打ち込み数Ｚ（本／５０ｍｍ）との積で定義される引張剛性Ｒ＝Ｓ×Ｍ×Ｚを、高弾性カバー層６ｂにおいてＲ１＝７００００〜１０００００（Ｎ・本／５０ｍｍ）、好ましくは７５０００〜８５０００（Ｎ・本／５０ｍｍ）にすると共に、高弾性カバー層６ｂにおける引張剛性Ｒ１と低弾性カバー層６ａにおける引張剛性Ｒ２との比Ｒ１／Ｒ２を１．１〜１．９、好ましくは１．５〜１．８にしている。

このように構成することにより、タイヤ中央部域と両ショルダー域とにおけるベルトカバー層６の引張剛性のバランスが適正に確保されて、荷重耐久性を損なうことなく、高速耐久性及び高速走行時における旋回性能を向上させることができる。

ここで、上述する高弾性カバー層６ｂにおける引張剛性Ｒ１が７００００未満では、高速走行時におけるベルト層５ａ、５ｂの両端部域のタガ効果が不足して高速耐久性の向上効果が得られなくなり、１０００００超では旋回走行時における接地面積が確保できなくなって操縦安定性が低下することになる。また、高弾性カバー層６ｂにおける引張剛性Ｒ１と低弾性カバー層６ａにおける引張剛性Ｒ２との比Ｒ１／Ｒ２が１．１未満では，低弾性カバー層６ａの引張剛性Ｒ２が大きくなり過ぎて、低弾性カバー層６ａの補強コードに圧縮疲労が生じ易くなり、１．９超になると，高弾性カバー層６ｂの引張剛性Ｒ１が大きくなり過ぎて、荷重耐久性が低下すると同時に、高速旋回走行時における操縦安定性が急激に悪化することになる。

本発明において、ベルトカバー層６のタイヤ中央部域における引張剛性を確保するために、低弾性カバー層６ａの幅Ｗａ（図２参照）をベルト層５ａ、５ｂのうちの最内ベルト層５ａの幅Ｗの７０〜１００％に設定するとよい。これにより、高速耐久性と高速旋回性とをバランスよく向上させることができる。

さらに好ましくは、ベルトカバー層６のタイヤ中央部域と両ショルダー域とにおける引張剛性のバランスを確保するために、ベルト層５ａ、５ｂの一方の端部域に配置した高弾性カバー層６ｂの幅Ｗｂをベルト層５ａ、５ｂのうちの最内ベルト層５ａの幅Ｗの５〜１５％に設定するとよい。これにより、高速耐久性と高速旋回性とを一層バランスよく向上させることができる。

本発明において、上述する高弾性カバー層６ｂを構成する補強コードには、破断時における弾性率が１００００Ｎ／ｍｍ² 以上になる高弾性繊維ヤーンを使用し、低弾性カバー層６ａを構成する補強コードには、破断時における弾性率が１００００Ｎ／ｍｍ² 未満になる低弾性繊維ヤーンを使用するとよい。

なお、上述する破断時における弾性率は、負荷荷重を０Ｎから破断に至るまで加えた場合における応力−歪み曲線を求め、その曲線における０Ｎ時と破断時の点を結ぶ直線の勾配により求められる。

ここで、高弾性繊維ヤーンとしては、アラミド繊維ヤーン、ＰＯＫ繊維ヤーン、ＰＥＮ繊維ヤーン、ＰＢＯ繊維ヤーンなどが挙げられ、低弾性繊維ヤーンとしては、ナイロン繊維ヤーン、ＰＥＴ繊維ヤーンなどが挙げられる。

さらに好ましくは、高弾性カバー層６ｂを構成する補強コードを、上述する高弾性繊維ヤーンと低弾性繊維ヤーンとを撚り合わせた複合繊維コードにより構成するとよい。これにより、上述する高弾性カバー層６ｂにおける引張剛性Ｒ１と低弾性カバー層６ａにおける引張剛性Ｒ２との比Ｒ１／Ｒ２を容易かつ的確に調整することが可能になる。

上述するように、本発明の空気入りラジアルタイヤ１は、ベルトカバー層６をベルト層５ａ、５ｂの少なくとも中央部域を覆う低弾性カバー層６ａと両端部域を覆う高弾性カバー層６ｂとにより構成したうえで、ベルトカバー層６を構成する補強コードの断面積Ｓと２％伸長時における弾性率Ｍとコード打ち込み数Ｚとの積で定義されるベルトカバー層６の引張剛性Ｒを高弾性カバー層において一定の範囲にすると共に、高弾性カバー層６ｂにおける引張剛性Ｒ１と低弾性カバー層６ａにおける引張剛性Ｒ２との比Ｒ１／Ｒ２が１．１〜１．９となるようにしたことにより、荷重耐久性を損なうことなく、高速耐久性及び高速走行時における旋回性能を向上させたもので、近年の高性能車両に装着するタイヤとして好ましく適用することができる。

タイヤサイズを２２５／４５Ｒ２７、タイヤ構造を図１として、ベルトカバー層の配置形態及びその仕様を表１のように異ならせた比較タイヤ（比較例１、２）と本発明タイヤ（実施例１〜３）とをそれぞれ作製した。

これら５種類のタイヤについて、それぞれ以下の方法により高速耐久性、荷重耐久性及び高速旋回性を評価し、その結果を表ｌに併記した。

〔高速耐久性〕
各タイヤをリム（サイズ：１７×７．５ＪＪ）に装着した後、空気圧１８０ｋＰａを充填して、室内ドラム試験（ドラム径：１７０７ｍｍ）により、雰囲気温度を３８±３℃に調整したうえで、速度を１２０ｋｍ／ｈ、負荷荷重をＪＡＴＭＡ規定の最大負荷荷重の１２０％として２時間走行させた後、速度を１５０ｋｍ／ｈに加速させて３０間走行させ、その後３０分毎に速度を１０ｋｍ／ｈずつステップアップさせながら、タイヤが破壊するまで走行を続け、タイヤが破壊するまでの走行距離を以って高速耐久性の評価とした。その結果を従来例１を１００とする指数により表１に記載した。数値が大きいほど高速耐久性に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）に装着した後、空気圧１８０ｋＰａを充填して、室内ドラム試験（ドラム径：１７０７ｍｍ）により、雰囲気温度を３８±３℃に調整したうえで、速度を８１ｋｍ／ｈ、負荷荷重をＪＡＴＭＡ規定の最大負荷荷重の８８％から２時間毎に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、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。その結果を従来例１を１００とする指数により表１に記載した。数値が大きいほど荷重耐久性に優れていることを示す。

〔高速旋回性〕
各タイヤを（サイズ：１７×７．５ＪＪ）に装着した後、空気圧２２０ｋＰａを充填して、排気量３０００ｃｃの車両の前後車輪に装着し、アスファルト路面からなる周回コースを速度８０〜１５０ｋｍ／ｈとして旋回走行を繰り返し、熟練されたテストドライバーにより操縦安定性の官能評価を行った。この結果を従来例１を基準の３点とする５点法により表１に記載した。数値が大きいほど高速旋回性に優れていることを示す。

表１から、本発明タイヤは、比較例１に比して、荷重耐久性を損なうことなく、高速耐久性及び高速旋回性が向上していることがわかる。

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。 図１のタイヤにおけるベルト層とベルトカバー層との配置形態を示す模式図である。 （ａ）及び（ｂ）はそれぞれ実施例にて効果を確認したタイヤにおけるベルト層とベルトカバー層との配置形態を示す図２に相当する模式図である。

符号の説明

ｌ 空気入りラジアルタイヤ
２ ビード部
３ カ−カス層
４ トレッド部
５ａ、５ｂ ベルト層
６ ベルトカバー層
６ａ 低弾性カバー層
６ｂ 高弾性カバー層
Ｓ ベルトカバー層を構成する補強コードの断面積
Ｍ ベルトカバー層を構成する補強コードの２％伸長時における弾性率
Ｚ ベルトカバー層の幅５０ｍｍ当りにおける補強コードの打ち込み数
Ｒ、Ｒ１、Ｒ２ 引張剛性

Claims (5)

1. 左右一対のビード部間にカーカス層を装架し、トレッド部における前記カーカス層の外周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すると共に、該ベルト層の外周に有機繊維コードをタイヤ周方向に螺旋状に巻き付けた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、
   前記ベルトカバー層を前記ベルト層の少なくとも中央部域を覆う低弾性カバー層と前記ベルト層の両端部域をそれぞれ覆う高弾性カバー層とで構成し、前記ベルトカバー層を構成する補強コードの断面積Ｓ（ｍｍ² ）と２％伸長時における弾性率Ｍ（Ｎ／ｍｍ² ）とコード打ち込み数Ｚ（本／５０ｍｍ）との積で定義される引張剛性Ｒ＝Ｓ×Ｍ×Ｚを、前記高弾性カバー層においてＲ１＝７００００〜１０００００（Ｎ・本／５０ｍｍ）にすると共に、前記高弾性カバー層における引張剛性Ｒ１と前記低弾性カバー層における引張剛性Ｒ２との比Ｒ１／Ｒ２を１．１〜１．９にした空気入りラジアルタイヤ。
2. 前記低弾性カバー層の幅が前記ベルト層のうちの最内ベルト層の幅の７０〜１００％である請求項１に記載の空気入りラジアルタイヤ。
3. 前記ベルト層の一方の端部域に配置した前記高弾性カバー層の幅が前記ベルト層のうちの最内ベルト層の幅の５〜１５％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. 前記高弾性カバー層を構成する補強コードが破断時における弾性率を１００００Ｎ／ｍｍ² 以上とする高弾性繊維ヤーンからなり、前記低弾性カバー層を構成する補強コードが破断時における弾性率を１００００Ｎ／ｍｍ² 未満とする低弾性繊維ヤーンからなる請求項１〜３のいずれか１項に記載の空気入りラジアルタイヤ。
5. 前記高弾性カバー層を構成する補強コードが前記高弾性繊維ヤーンと前記低弾性繊維ヤーンとを撚り合わせた複合繊維コードからなる請求項４に記載の空気入りラジアルタイヤ。

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