JP2000343906A

JP2000343906A - 空気入りタイヤ

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Publication number: JP2000343906A
Application number: JP11159313A
Authority: JP
Inventors: Takao Morii; 貴朗森井
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 1999-06-07
Filing date: 1999-06-07
Publication date: 2000-12-12
Anticipated expiration: 2019-06-07
Also published as: JP4518592B2

Abstract

(57)【要約】【課題】タイヤの操縦安定性および耐久性を両立し、
またベルトプライとなるトリート材の段階において性状
不良を発生することのない、新規なベルト構造について
提案する。【解決手段】一対のビードコア間でトロイド状に延び
る有機繊維コードのプライからなるカーカスを骨格と
し、該カーカスのクラウン部を少なくとも２層のベルト
で補強した空気入りタイヤにおいて、該ベルトは、２次
元の型付けが施されたスチールフィラメントの３〜６本
を撚り合わせることなく、かつフィラメント相互で型付
けの周期を同じくして揃えた束を、複数並行に配列した
ゴム引き層であって、隣り合う束相互を0.62mm以上は離
間する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、空気入りタイヤ、特
に耐久性を低下することなしに操縦安定性を向上した空
気入りタイヤに関する。

【０００２】

【従来の技術】主に舗装路面を走行する各種車輌のなか
でも乗用車は、その整備および性能共に著しく充実し、
さらには道路網が一層拡充されるのに伴い、乗用車に供
されるタイヤに対して、その運動性能、とくに操縦安定
性のより一層の向上が強く要請されている。

【０００３】さて、タイヤの運動性能を議論する際、タ
イヤにおいて路面と直接的に関与するベルトの特性が、
特に重要視される。これまでにも、ゴム材料はもとよ
り、ベルトコードの特性やクラウン形状を制御するとい
う試みがなされてきた。

【０００４】一方、近年の省エネルギーや環境問題に端
を発した、自動車の燃費向上に大きく寄与するタイヤ軽
量化を目的として、タイヤの各種構成材の削減や製造コ
ストの低減が進められている。これは、タイヤのベルト
の補強材であるスチールコードにおいても例外ではな
く、より簡素な構造が求められるなか、コード設計者は
簡素な構造と目標性能の達成との間で苦慮している。

【０００５】このベルトコードの簡素構造化や生産性向
上とベルトコードに要求される性能とを両立するため
に、特開平１０−２９２２７５号公報や特開平１０−２
９２２７６号公報では、モノフィラメントをベルトの補
強材に適用したタイヤが提案されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、無撚り
のモノフィラメントは撚られたコードに比較して伸びが
少ないために、このモノフィラメントによってベルトプ
ライとなるトリート材を製造する際、モノフィラメント
にゴムをコーティングした直後にトリート材の端部が跳
ね上る、いわゆるカールと呼ばれる性状不良が発生し、
その後のタイヤ製造工程における作業性を阻害する原因
となっていた。従って、ベルトのコードとして使用する
際には、ゴムをコーティングした後のカールを回避する
ことも、重要になる。

【０００７】また、タイヤのベルトには、優れた耐久性
が基本性能として要求されることは勿論である。とりわ
け、ベルトの端部においてコードとゴムとの剥離を起点
に発生する、いわゆるベルトエンドセパレーションに対
する備えも充分である必要がある。

【０００８】そこで、この発明は、操縦安定性および耐
久性を両立し、またベルトプライとなるトリート材の段
階において性状不良を発生することのない、新規なベル
ト構造について提案することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】発明者はタイヤのベルト
に使用するコードに関し、鋭意検討を重ねた結果、スチ
ールフィラメントを束にしてベルトへ適用する際、束同
士の間隔を規定すること、さらにフィラメントに型付け
を施すことによって、タイヤとして耐久性を低下させる
ことなく、操縦安定性能を大幅に向上でき、しかもベル
ト用のトリート材を扱う際の作業性の低下も回避できる
ことを見出し、この発明を完成するに至った。

【００１０】すなわち、この発明の要旨構成は、次のと
おりである。 (1) 一対のビードコア間でトロイド状に延びる有機繊維
コードのプライからなるカーカスを骨格とし、該カーカ
スのクラウン部を少なくとも２層のベルトで補強した空
気入りタイヤにおいて、該ベルトは、２次元の型付けが
施されたスチールフィラメントの３〜６本を撚り合わせ
ることなく、かつフィラメント相互で型付けの周期を同
じくして揃えた束を、複数並行に配列したゴム引き層で
あって、隣り合う束相互を0.62mm以上は離間して成るこ
とを特徴とする空気入りタイヤ。

【００１１】(2) 上記(1) において、スチールフィラメ
ントに施した型付けの振幅ａとピッチｐとの比ａ／ｐで
表される型付け量が0.025 以上であることを特徴とする
空気入りタイヤ。

【００１２】(3) 上記(1) または(2) において、ベルト
の隣接するベルト層間でのフィラメント相互間隔が0.50
〜1.10mmであることを特徴とする空気入りタイヤ。

【００１３】

【発明の実施の形態】図１に、この発明に従う乗用車用
ラジアルタイヤの具体例を図解する。このタイヤは、１
対のビードコア１間でラジアル方向にトロイド状に延び
るコードのプライの少なくとも１枚からなるカーカス
２、このカーカス２のクラウン部のタイヤ径方向外側に
配置した、少なくとも２層からなるベルト３およびこの
ベルト３のタイヤ径方向外側に配置したトレッド４から
成る。

【００１４】ベルト３は、図示例でカーカス２側から順
に、第１ベルト層３ａおよび第２ベルト層３ｂの積層構
造になり、タイヤの赤道面に対して傾斜して、好ましく
は20〜28°の傾斜角度で配列した、３〜６本のスチール
フィラメントの束５によるゴム被覆層の複数層を、その
層間でフィラメント束が互いに交差する配置で重ね合わ
せた、構造を有する。

【００１５】すなわち、ベルト３の補強要素であるフィ
ラメント束５は、図２に典型例を示すように、波形に代
表される２次元の型付けが施された、スチールフィラメ
ント６の３〜６本を撚り合わせることなく、かつフィラ
メント６相互で型付けの周期を同じくして、タイヤの赤
道面に対して傾斜した向きにて並列に揃えたものであ
る。そして、図３にタイヤ幅方向断面におけるベルトを
示すように、このフィラメント束５の複数を、ベルトの
幅方向に隣接束相互の間隔ｔが0.62mm以上になる配置で
埋設してベルト３を構成する。かくして構成したベルト
３にて、タイヤの操縦安定性および耐久性の両立が可能
になる。

【００１６】まず、タイヤの操縦安定性を改善するに
は、ベルトの面に沿った曲げに対する剛性、いわゆる面
内曲げ剛性を向上することが有効である。つまり、タイ
ヤに舵角が与えられた際に発生するサイドフォースを高
めるには、ベルトの面内方向曲げ剛性を高める必要があ
る。そして、３〜６本のフィラメントを束にしてベルト
の補強材として適用すると、単にフィラメントを埋設し
た場合に比較して、同じスチールの使用量であっても効
果的に面内曲げ剛性を向上させることができるのであ
る。

【００１７】ここで、ベルトにおいてゴムに埋設した補
強材の間隔は、タイヤ耐久性、特に耐ベルトエッジセパ
レーション性に大きく影響を及ぼす。すなわち、補強材
としてスチールコードを使用した場合を例に説明する
と、ベルトの各ベルト層の幅端における各コードの端面
にはめっき層がなく、この端面とゴムとは接着されてい
ないため、タイヤ転動時の接地変形によってコードの端
末がそれに面するゴムをつつくことになり、ここにゴム
が剥離し続いて微細な亀裂へ成長するのである。そして
亀裂は、やがてコードの隣接相互間にまたがって成長
し、その後ベルトの積層相互間にもつながって拡大す
る。この亀裂の拡大は、タイヤの荷重負荷転動中にベル
ト層間で発生する剪断歪みに助けられて急速に進み、い
わゆるベルトセパレーションに至るのである。このベル
トセパレーションを回避するには、上記クラックの成長
を抑えることが重要であり、そのためにはコードの隣接
相互間の間隔を広くとることが有利である。そこで、こ
のベルトにおける補強材の間隔について耐ベルトエンド
セパレーションの観点から鋭意検討した結果、図３に示
すように、隣接するフィラメント束相互の間隔ｔを0.62
mm以上は確保することによって、耐久性能は問題のない
レベルに改善できることを確認した。

【００１８】なお、隣接するフィラメント束相互の間隔
ｔは、図４に示すように、隣接する束相互で型付けの周
期を同じにした配置の下での束相互の間隔である。実際
には、隣接する束相互での型付け周期は必ずしも同じに
する必要はないが、耐ベルトエンドセパレーションの改
善には、該周期を同じにすることが好ましい。

【００１９】また、上記のフィラメント束は、３〜６本
のフィラメントを揃えて構成する。なぜなら、フィラメ
ント本数が２本以下では、トリート材に所定の総強力を
付与するために、ゴムに打ち込む束数を多くする必要が
あり、その結果、所期した束間隔の確保が難しくなる
上、打ち込み束数が多くなって製造性が阻害される、お
それもある。一方、フィラメント本数が７本以上になる
と、フィラメントをほぼ平行に並ばせることが難しくな
り、何本かのフィラメントが他のフィラメントと重なる
配置を生じる場合があり、適切なフィラメント配置が得
られない。

【００２０】次に、モノフィラメントは撚りコードのよ
うな伸びが生じないため、ゴムをコーティングしてトリ
ート材を製造する際、フィラメントに加わる張力を、フ
ィラメントが並ぶトリート材の幅方向で均一にすること
が難しいことから、該トリート材の端部が跳ね上ってカ
ールが発生する、不利がある。そこで、この発明では、
フィラメントに型付けを施すことによって、トリート材
におけるカールの発生を回避した。すなわち、スチール
フィラメントに型付けを施してフィラメントに伸びが生
じる余地を与えることによって、カールの発生を回避す
る。

【００２１】とりわけ、フィラメントに施した型付けの
振幅ａとピッチｐとの比ａ／ｐで表される型付け量が0.
025 以上であることが、好ましい。なぜなら、フィラメ
ント型付け量が0.025 未満となると、フィラメントに伸
びを期待することが難しく、トリート材内のフィラメン
トに係るテンションが不均一になるために、カールが発
生しやすくなる。

【００２２】さらに、図５に示すように、ベルト３にお
いて、その第１ベルト層３ａと第２ベルト層３ｂとのフ
ィラメント間隔ｌを0.50〜1.10mmに規制することが好ま
しい。すなわち、間隔ｌが0.50mm未満であると、第１ベ
ルト層３ａ（または第２ベルト層３ｂ）に発生したセパ
レーションが第２ベルト層３ｂ（または第１ベルト層３
ａ）へ容易に進展しやすく、耐ベルトエッジセパレーシ
ョン性が低下する。一方、間隔ｌが1.10mmをこえると、
ベルト層間ゲージが厚くなりすぎるため、ベルトパッケ
ージとしての剛性が低下し、タイヤの操縦安定性が低下
する可能性がある。

【００２３】なお、図３および図５に示したフィラメン
ト束は、その断面においてフィラメントがほぼ直線状に
並ぶ配列からなる例であるが、束内のフィラメントがタ
イヤ径方向に若干ずれて配列に乱れが生じる場合もあ
る。この場合は、ベルトにおける束内のフィラメントの
ずれが、フィラメント径を超えないものであれば、許容
される。

【００２４】

【実施例】図１に示した構造の乗用車用ラジアルタイヤ
のベルト３に、表１に示す仕様の補強材を適用し、サイ
ズ195 ／75Ｒ14のタイヤを、加硫条件：180 ℃×13min
およびポストキュアインフレーション条件：内圧2.5kgf
／mm²，26min にて試作した。ベルト３は、カーカス２
上に、タイヤの赤道面に対してスチールコードを左22°
の角度で傾斜する向きで第１ベルト層３ａを配置した。

【００２５】また、カーカス２の有機繊維コードには、
1500デニールのポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）
繊維原糸を２回撚って得た、ＰＥＴ繊維コードを用い
た。そして、このＰＥＴ繊維コードをタイヤの赤道面に
対して直交する向きに打ち込み数51.7本／50mmで配置
し、カーカス２を形成した。

【００２６】ちなみに、該ＰＥＴ繊維コードは、次の工
程にしたがって製造することができる。まず、ＰＥＴ固
相重合ポリマー（ＩＶ：0.90）を、紡糸口金した10〜70
℃のガス雰囲気にて急冷し、原糸を製造した。この際、
紡糸速度は300 〜1500ｍ／min および延伸倍率は1.40〜
2.80の範囲内の最適条件を選択して行う。次いで、原糸
に所定の下撚りを施すことによって、ＰＥＴ繊維コード
が得られる。さらに、ＰＥＴ繊維コードには、ゴムとの
接着を改善するために、例えばディッピング処理を施
す。

【００２７】次に、かくして得られたタイヤについて、
コーナリングパワー試験および耐ベルトエッジセパレー
ション試験に供するとともに、トリート材の性状につい
ても評価を行った。

【００２８】すなわち、コーナリングパワー試験は、室
内において、比較例及び発明例のすべてのタイヤをサイ
ズ５ＪＪ−14のリムに組み込み2.0 kgf ／cm²の空気圧
に調整したのち、ドラム上で荷重400 kgf にて30km／ｈ
の速度で走行させた。その際、毎秒０．６°の速度にて
舵角±２．０°を与えた際のコーナリングフォース−舵
角曲線における、舵角−１°〜＋１°での該曲線に対す
る接線の傾きの平均より、コーナリングパワー（以下Ｃ
Ｐ＝ｋｇｆ／ｄｅｇ）を算出した。ＣＰはスリップアン
グル１°当たりに発生するサイドフォースの大きさを示
すものであり、タイヤ操縦安定性のメジャーとなるもの
である。その結果を、比較例１のタイヤでの結果を100
とした指数表示とし、100 を超える方が良いことを示し
ている。なお、この指数が102 以上であれば性能向上が
認められる。

【００２９】次に、耐ベルトエッジセパレーション試験
は、タイヤをサイズ５ＪＪ−14のリムに組み込み3.5 kg
f ／cm²の空気圧に調整したのち、表面が平滑な鋼鉄製
で直径が1.7 ｍであるドラム試験機を使用して、周辺温
度を38±３℃に制御し、荷重はＪＡＴＭＡの最大負荷能
力の85％とし、ドラム走行試験を行った。はじめに供試
タイヤを38±３℃の周囲温度下で３時間放置したのち、
速度90km／ｈ、サイドフォース片振り幅を試験荷重×0.
35とし、サイドフォース付与時間19秒、揺動時間２秒、
サイドフォースゼロ時間19秒とし、20000 kmの走行試験
を実施し、その走行後、ベルト端部に発生したセパレー
ションを評価した。すなわち、セパレーションの発生し
ている部分について、そのタイヤ径方向最大値を測定
し、その測定値を比較例１のタイヤの測定値を100 とし
たときの指数で表示した。この指数が小さいほど、良好
であることを示している。

【００３０】また、トリート材の性状評価は、表１に示
した各種補強材について、その各40要素（本または束）
を並列に引き揃えた後、上下からゴムをコーティングし
てトリート材を作製し、該トリート材を長手方向500 mm
および幅方向50mmに切断した直後の端部跳ね上り量を測
定した。該跳ね上り量は、トリート材端部４個所を測定
し、その最大値で評価した。タイヤ製造手法によっても
異なるが、３mm以上であればトリート材の才断時、また
タイヤ成型時に問題となることがあり、好ましくない。

【００３１】

【表１】

【００３２】

【発明の効果】この発明によれば、簡素化された補強材
をベルトに適用して軽量化を達成した乗用車用タイヤに
おいて、操縦安定性を犠牲にすることなしに耐久性を向
上することがことができる。また、タイヤ製造過程にお
けるベルト用トリート材の性状も安定しているため、タ
イヤの製造作業が阻害されることはない。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明のタイヤ構造を示した図である。

【図２】この発明で用いるスチールフィラメント束を
示した図である。

【図３】スチールフィラメント束の配列を示す図であ
る。

【図４】ベルトの断面を示す図である。

【図５】ベルトの断面を示す図である。

【符号の説明】

１ビードコア２カーカス３ベルト３ａ第１ベルト層３ｂ第１ベルト層４トレッド５フィラメント６束

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一対のビードコア間でトロイド状に延び
るコードのプライからなるカーカスを骨格とし、該カー
カスのクラウン部を少なくとも２層のベルトで補強した
空気入りタイヤにおいて、該ベルトは、２次元の型付け
が施されたスチールフィラメントの３〜６本を撚り合わ
せることなく、かつフィラメント相互で型付けの周期を
同じくして揃えた束を、複数並行に配列したゴム引き層
であって、隣り合う束相互を0.62mm以上は離間して成る
ことを特徴とする空気入りタイヤ。
【請求項２】請求項１において、スチールフィラメン
トに施した型付けの振幅ａとピッチｐとの比ａ／ｐで表
される型付け量が0.025 以上であることを特徴とする空
気入りタイヤ。
【請求項３】請求項１または２において、ベルトの隣
接するベルト層間でのフィラメント相互間隔が0.50〜1.
10mmであることを特徴とする空気入りタイヤ。