JP2013220741A - 空気入りラジアルタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】周方向ベルト層を備えるタイヤにおいて、軽量化を図りつつ、耐カット性を確保する。
【解決手段】空気入りラジアルタイヤ１０は、カーカス層１と、カーカス層１のタイヤ径方向外側に配置されたベルト層２と、ベルト層２のタイヤ径方向外側に配置されたトレッドゴム３と、を備え、トレッドゴム３の外面にタイヤ周方向に延びる少なくとも１つの周方向主溝Ｇが形成される。ベルト層２が、タイヤ周方向に対して傾斜する複数のコードから形成された少なくとも１つの傾斜ベルト２Ａと、タイヤ周方向に延びる複数のコードから形成された複数の周方向ベルト片２Ｂ’、及び周方向ベルト２Ｂ’間に形成された隙間部Ｓｐを含む周方向ベルト２Ｂと、を備え、隙間部Ｓｐは、周方向主溝Ｇをタイヤ径方向内側に投影した領域と少なくとも一部が重複する。
【選択図】図３

Description

本発明は、周方向に延びる複数のコードから形成された周方向ベルト層を備える空気入りラジアルタイヤに関する。

乗用自動車などに装着される空気入りラジアルタイヤ（以下、タイヤ）は、トレッドゴムとカーカス層の間にベルト層を配置し、タイヤの骨格を形成するカーカス層を桶のタガのように強く締め付けることによって剥離を防止し、トレッドの剛性を高める。従来のベルト層は、タイヤ周方向に対して一定の角度で傾斜した複数のスチールコードを配列してなる傾斜ベルト層が一般的であった。

近年は、タイヤ周方向に延びる複数のスチールコードを配列してなる周方向ベルト層を傾斜ベルト層に積層して補強層として用いる技術も知られている。このような周方向ベルト層を傾斜ベルト層に積層する構造はデルタ構造と称され、高速走行時の遠心力による周方向力への剛性が増すため、耐摩耗性、高速耐久性が向上する。

特開２０１０−２５４２２３号公報 特開２０１０−２４７５８１号公報

ところで、近年、地球温暖化の進行などに伴って、自動車に対しても省エネルギーの要求が以前にも増して高まっている。このような状況において、タイヤに対しては転がり抵抗をさらに低減することが求められている。

タイヤの転がり抵抗を低減する一つの方法として、トレッドゴムの厚さ（トレッドゲージ）を薄くし、タイヤを軽量化することが考えられる。しかし、トレッドゲージを薄くすると、タイヤの回転に伴う歪みを低ボリュームのゴムで受けることとなり、ゴムの経年劣化が早期に進行する。また、路面に接地するトレッド踏面からベルト層までの距離、特に、トレッドに形成された溝の底部からベルト層までの距離が短くなるため、走行時にトレッド踏面にできた外傷がベルト層まで到達しやすく、耐カット性が低下する。そこで溝の深さを浅くすると、トレッドの摩耗による使用限度までの走行距離が短くなり、タイヤ寿命が低下する。さらに、溝の深さが浅いとトレッドの接地面からの十分な排水が困難となり、ハイドロプレーニング耐性が低下する。

本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、周方向ベルト層を備えるタイヤの軽量化を図りつつ、耐カット性を確保することを目的とする。

本発明の第１の特徴は、カーカス層（カーカス層１）と、前記カーカス層のタイヤ径方向外側に配置されたベルト層（ベルト層２）と、前記ベルト層のタイヤ径方向外側に配置されたトレッドゴム（トレッドゴム３）と、を備え、前記トレッドゴムの外面にタイヤ周方向に延びる少なくとも１つの周方向主溝（周方向主溝Ｇ）が形成されたトレッド部（トレッド部Ｔ）を有する空気入りラジアルタイヤ（タイヤ１０）であって、前記ベルト層が、タイヤ周方向に対して傾斜する複数のコードから形成された少なくとも１つの傾斜ベルト（傾斜ベルト層２Ａ）と、タイヤ周方向に延びる複数のコードから形成された複数の周方向ベルト片（周方向ベルト片２Ｂ’）、及び前記周方向ベルト間に形成された隙間部（隙間部Ｓｐ）を含む周方向ベルト（周方向ベルト層２Ｂ）と、を備え、前記隙間部は、前記周方向主溝をタイヤ径方向内側に投影した領域と少なくとも一部が重複することを要旨とする。

かかる特徴によれば、周方向ベルトを形成するコードは、トレッド部に形成された周方向主溝をタイヤ径方向内側に投影した領域と、周方向ベルト片の間に形成された隙間部とが重複する部分を回避するように配置される。そのため、トレッドゲージを薄くした場合でも、溝の底部からコードまでの距離が短くならず、軽量化を図りつつも耐カット性を確保することができる。その結果、トレッドゲージを薄くした場合でも溝の深さを従来レベルに保つことができ、タイヤ寿命の低下を防止し、ハイドロプレーニング耐性を確保することができる。

本発明の第２の特徴は、第１の特徴に係り、前記隙間部の幅は、前記周方向主溝の前記底部の幅以上の長さであり、かつ、トレッド接地幅の１０％以下の長さであることを要旨とする。

本発明の第３の特徴は、第１又は第２の特徴に係り、前記周方向ベルト片は、前記周方向主溝をタイヤ径方向内側に投影した領域と少なくとも一部が重複し、その重複した領域の幅は、前記周方向主溝の前記底部の幅の２５％以下の長さであることを要旨とする。

本発明の第４の特徴は、第１〜第３の特徴のいずれか１つに係り、前記周方向溝の前記底部から前記周方向ベルトまでの距離は、前記傾斜ベルトまでの距離よりも短いことを要旨とする。

本発明の第５の特徴は、第１〜第４の特徴のいずれか１つに係り、前記周方向主溝の底部から前記傾斜ベルトまでの距離が、１〜１．５ｍｍであることを要旨とする。

本発明の第６の特徴は、第１〜第５の特徴のいずれか１つに係り、前記隙間部に配置された、前記トレッドゴムよりも硬度の高い補強ゴムをさらに備えることを要旨とする。

本発明の第７の特徴は、第１〜第６の特徴のいずれか１つに係り、前記周方向ベルトが、前記トレッド部のタイヤ幅方向両側に位置するショルダー部にまで延び、前記ショルダー部に位置する前記周方向ベルト片は、互いに隙間をあけないように配列されていることを要旨とする。

本発明の特徴によれば、周方向ベルト層を備えるタイヤの軽量化を図りつつ、耐カット性を確保することができる。

図１は、本発明の実施形態に係るタイヤ１０のタイヤ幅方向断面図である。 図２は、本発明の実施形態に係るタイヤ１０のトレッド部の一部破断平面図である。 図３は、従来技術及び本発明の実施形態に係るタイヤ１０のトレッド部の一部詳細図である。

次に、本発明に係るタイヤの実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の図面の記載において、同一または類似の部分には、同一または類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率などは現実のものとは異なることに留意すべきである。したがって、具体的な寸法などは以下の説明を参酌して判断すべきである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれ得る。

（１）タイヤの全体概略構成
図１は、本発明の実施形態に係るタイヤ１０のタイヤ幅方向断面図である。タイヤ１０は、走行時に路面に接地するトレッド部Ｔと、トレッド部Ｔのタイヤ幅方向両側に位置するショルダー部Ｓとを有する。トレッド部Ｔは、タイヤの骨格をなすカーカス層１と、カーカス層１のタイヤ径方向外側に配置され、カーカス層１を保護するベルト層２と、ベルト層２のタイヤ径方向外側に配置されたトレッドゴム３とを備える。トレッドゴム３の外面、すなわち走行時に路面に接地するトレッド踏面には、タイヤ周方向に延びる少なくとも１つの周方向溝Ｇが形成される。ベルト層２は、少なくとも１つの傾斜ベルト層２Ａと、周方向ベルト層２Ｂとを積層して形成される。図１においては、傾斜ベルト層２Ａが、２層を積層した構成で示されるが、１層のみで構成することも可能である。

（２）ベルト層の構成
図２は、本発明の実施形態に係るタイヤ１０のトレッド部の一部破断平面図であり、便宜上、トレッドゴム３を取り除いた状態として、ベルト層２の構成を示す。傾斜ベルト層２Ａは、タイヤ周方向に対して傾斜する複数のコードから形成される。図２においては、傾斜ベルト層２Ａが、周方向に対して一定の角度で傾斜した複数のコードから形成された層と、周方向に対して異なる角度で傾斜した複数のコードから形成された層とを積層した構成で示されるが、どちらか１層のみで構成することも可能である。周方向ベルト層２Ｂは、タイヤ周方向に延びる複数のコードから形成された複数の周方向ベルト片２Ｂ’から構成され、周方向ベルト片２Ｂ’間には、隙間部Ｓｐが形成される。好ましくは、周方向ベルト層２Ｂが、傾斜ベルト層２Ａのタイヤ径方向外側（図２では、上側）に配置される。

（３）周方向主溝とベルト層との位置関係
図３（ａ）は、従来技術に係るタイヤのトレッド部の一部詳細図であり、タイヤ幅方向断面における、周方向主溝とベルト層との位置関係を示す。図３（ａ）に示すタイヤは、ベルト層が周方向ベルト層と傾斜ベルト層とを積層して形成された、いわゆるデルタ構造のタイヤである。

図３（ｂ）は、本発明の実施形態に係るタイヤ１０のトレッド部の一部詳細図であり、タイヤ幅方向断面における、周方向主溝Ｇとベルト層２との位置関係を示す。周方向ベルト層２Ｂの隙間部Ｓｐは、周方向主溝Ｇをタイヤ径方向内側に投影した領域と少なくとも一部が重複する。図３（ｂ）においては、隙間部Ｓｐの大部分は、周方向主溝Ｇの下側に位置する。これにより、周方向ベルト２Ｂを形成するコードは、周方向主溝Ｇのタイヤ径方向内側（図３（ｂ）では、下側）を回避するように配置される。そのため、トレッドゲージを薄くし、溝の底部がベルト層に接近した場合でも、溝の底部からコードまでの距離が短くならず、周方向主溝Ｇの底部に入ったクラックがベルト層２まで到達する可能性が低下するため、耐カット性を確保することができる。また、周方向ベルト片をタイヤ幅方向全面に配置した場合と比べてコードの本数が少ないことから、さらに軽量化を図ることができる。好ましくは、周方向主溝Ｇの底部から傾斜ベルト層２Ａまでの距離は、１〜１．５ｍｍである。

隙間部Ｓｐの幅Ｗｓは、周方向主溝Ｇの底部の幅Ｗｇ以上の長さである。また、隙間部Ｓｐの幅Ｗｓは、トレッド幅の１０％以下の長さである。幅Ｗｓが幅Ｗｇの長さを下回ると、周方向主溝Ｇの底部に入ったクラックが周方向ベルト層２Ｂ’に到達する可能性が高まり、耐カット性が低下する。反対に、幅Ｗｓがトレッド幅の１０％を上回ると、トレッドボリュームが減少するため、剛性が低下し、操縦安定性が損なわれる。なお、本明細書において、特に規定した場合を除き、「幅」は、タイヤ幅方向における距離を意味するものとする。

周方向ベルト片２Ｂ’は、周方向主溝Ｇをタイヤ径方向に投影した領域と、少なくとも一部が重複することもできる。つまり、図３（ｂ）が示すように、周方向ベルト片２Ｂ’のタイヤ幅方向端部は、周方向主溝Ｇの下側に位置することができる。好ましくは、周方向ベルト片２Ｂ’が周方向主溝Ｇをタイヤ径方向に投影した領域と重複する領域の幅は、周方向主溝Ｇの底部の幅Ｗｇの２５％以下である。重複する幅が底部の幅Ｗｇの２５％を上回ると、周方向主溝Ｇの直下に位置するコードの本数が多く、耐カット性が低下する。

隙間部Ｓｐに、トレッドゴムよりも硬度の高い補強ゴムを配置することもできる。これにより、タイヤ幅方向の剛性を均一化することができる。

周方向ベルト層２Ｂは、トレッド部Ｔから、タイヤ幅方向両側に位置するショルダー部Ｓにまで延びる。好ましくは、ショルダー部Ｓに位置する周方向ベルト片２Ｂ’は、各々の間に隙間をあけないように配列される。ショルダー部Ｓでは、周方向主溝Ｇの底部にクラックが入る可能性がトレッド部Ｔよりも低い。そこで、ショルダー部Ｓには隙間部Ｓｐを設けないことにより、タイヤ幅方向の剛性を高めたものである。

次に、本発明の効果を更に明確にするために、実施例及び比較例に係るタイヤを用いて、タイヤの質量及びトレッド部の耐カット性を評価した。各タイヤのベルト層の構成及びゴムゲージを表１に示す。

評価試験は、各タイヤ（タイヤサイズ１９５／６５Ｒ１５、リム６ＪＪｘ１５、内圧２２０ｋＰａ）を国産ＦＦ車に装着し、未舗装路を走行した。その後、周方向主溝の底部に入ったクラックの長さを測定し、各タイヤの耐カット性を評価した。各タイヤの質量及び耐カット性の評価結果を、表１に併せて示す。表１では、比較例１の測定結果を１００として、指数表示した。耐カット性の場合、数値が大きいほど耐カット性が高いことを意味し、タイヤの質量の場合、数値が小さいほど軽量化されていることを意味する。なお、本発明は、これらの例によって何ら限定されるものではない。

比較例１に係るタイヤは、傾斜ベルト層を２層積層した従来技術に係るタイヤである。比較例２に係るタイヤは、ベルト層の構成は比較例１と同様であるが、トレッドゲージを薄くしたタイヤである。比較例３に係るタイヤは、１層の傾斜ベルト層と１層の周方向ベルト層とを積層した、いわゆるデルタ構造のタイヤであり、トレッドゲージは比較例１より薄く、比較例２と同等である。表１から、比較例２，３に係るタイヤは、比較例１に係るタイヤと比較して、質量は小さいものの耐カット性も低下しており、軽量化と耐カット性向上が両立していないことがわかる。

実施例１に係るタイヤは、本発明の実施形態に係るタイヤである。実施例１のトレッドゲージは比較例１と同等であるが、周方向ベルト層２Ｂに隙間部Ｓｐが設けられていることから、周方向主溝Ｇの底部から傾斜ベルト層２Ａまでの距離は、比較例１よりも大きく確保されている。その結果、タイヤの質量は比較例１と同等であるものの、耐カット性は比較例１よりも高いことが判明した。

実施例２に係るタイヤは、本発明の実施形態に係るタイヤであり、ベルト層の構成は実施例１と同様であるが、トレッドゲージを薄くしたタイヤである。実施例２のトレッドゲージは比較例２，３と同等であるが、周方向主溝Ｇの底部から傾斜ベルト層２Ａまでの距離は、より大きく確保されている。その結果、実施例２は比較例１と同等の耐カット性を確保していることに加え、全ての比較例及び実施例の中で最も軽量化されていることが判明した。

以上のように、本発明は、周方向ベルト層を備えるタイヤにおいて、軽量化を図りつつ、耐カット性を確保したタイヤの提供に利用することができる。

１０ 空気入りラジアルタイヤ
Ｔ トレッド部
Ｓ ショルダー部
Ｇ 周方向主溝
１ カーカス層
２ ベルト層
２Ａ 傾斜ベルト層
２Ｂ 周方向ベルト層
２Ｂ’ 周方向ベルト片
３ トレッドゴム
Ｓｐ 隙間部
Ｗｇ 周方向主溝底部の幅
Ｗｓ 隙間部の幅

Claims (7)

1. カーカス層と、前記カーカス層のタイヤ径方向外側に配置されたベルト層と、前記ベルト層のタイヤ径方向外側に配置されたトレッドゴムと、を備え、前記トレッドゴムの外面にタイヤ周方向に延びる少なくとも１つの周方向主溝が形成されたトレッド部を有する空気入りラジアルタイヤであって、
   前記ベルト層が、タイヤ周方向に対して傾斜する複数のコードから形成された少なくとも１つの傾斜ベルトと、タイヤ周方向に延びる複数のコードから形成された複数の周方向ベルト片、及び前記周方向ベルト間に形成された隙間部を含む周方向ベルトと、を備え、
   前記隙間部は、前記周方向主溝をタイヤ径方向内側に投影した領域と、少なくとも一部が重複する、タイヤ。
2. 前記隙間部の幅は、前記周方向主溝の前記底部の幅以上の長さであり、かつ、トレッド接地幅の１０％以下の長さである、請求項１に記載のタイヤ。
3. 前記周方向ベルト片は、前記周方向主溝をタイヤ径方向内側に投影した領域と、少なくとも一部が重複し、その重複した領域の幅は、前記周方向主溝の前記底部の幅の２５％以下の長さである、請求項１又は２に記載のタイヤ。
4. 前記周方向溝の前記底部から前記周方向ベルトまでの距離は、前記傾斜ベルトまでの距離よりも短い、請求項１〜３のいずれか１項に記載のタイヤ。
5. 前記周方向主溝の底部から前記傾斜ベルトまでの距離が、１〜１．５ｍｍである、請求項１〜４のいずれか１項に記載のタイヤ。
6. 前記隙間部に配置された、前記トレッドゴムよりも硬度の高い補強ゴムをさらに備える、請求項１〜５のいずれか１項に記載のタイヤ。
7. 前記周方向ベルトが、前記トレッド部のタイヤ幅方向両側に位置するショルダー部にまで延び、前記ショルダー部に位置する前記周方向ベルト片は、互いに隙間をあけないように配列されている、請求項１〜６のいずれか１項に記載のタイヤ。

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