JP2004123019A

JP2004123019A - Pneumatic tire

Info

Publication number: JP2004123019A
Application number: JP2002292703A
Authority: JP
Inventors: Nobuaki Minami; 南　伸明
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 2002-10-04
Filing date: 2002-10-04
Publication date: 2004-04-22
Anticipated expiration: 2022-10-04
Also published as: JP4383034B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a pneumatic tire capable of enhancing the high-speed durability while deformation etc. of its belt layer is suppressed. <P>SOLUTION: The pneumatic tire 1 is equipped with a toroidal carcass 6 leading from the tread part 2 to the bead core 5 of a bead part 4 via each side wall part 3, and the belt layer 7 arranged on the outside in the tire radial direction of the carcass 6 and inside the tread part 2 and consisting of a plurality of belt plies 7A and 7B. On the outside in the tire radial direction of the belt layer, a band layer 9 is installed consisting of band plies 9A where band cords are arranged substantially parallel with the tire equator C. The band ply 9A consists only of one full band ply covering substantially the whole width of the belt layer 7, and each band cord is made of organic fibers having a 2% modulus of 10,000 N/mm<SP>2</SP>or more. A rubber sheet 10 including short fibers of such a structure that in the rubber, the short fibers are arranged substantially parallel with the tire circumferential direction, is provided at each end in the tire axial direction of at least one of the belt plies 7A and 7B. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高速耐久性とロードノイズ性能とを向上しうる空気入りタイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年の高速道路網の整備化や自動車の高出力化、静粛化に伴い、空気入りタイヤにおいても、さらなる高速耐久性能の向上やロードノイズ性能が求められている。図１０には、従来の空気入りタイヤａのトレッド部の一例を示す。空気入りタイヤａは、タイヤ骨格をなすトロイド状のカーカスｂと、その外側に配されたスチールコードよりなる複数枚のベルトプライｃ１、ｃ２を重ねた強靱なベルト層ｃと、このベルト層ｃの外側に配されかつバンドコードをタイヤ赤道に対して実質的に平行に配列したバンド層ｆとが設けられている。
【０００３】
バンド層ｆのバンドコードには、従来、ナイロン等の比較的低弾性の有機繊維コードが用いられていた。しかし、ベルト層ｃに対する拘束力の不足から、近年では、バンドコードにアラミドやポリエチレンナフタレート（以下、単に「ＰＥＮ」ということがある。）等の高弾性の有機繊維コードを使用し、ベルト層ｃをより強固に締め付けすることが行われている（例えば下記特許文献１参照）。タイヤの高速走行時には、ベルト層ｃの両端部がタイヤ半径方向外側にせり上がるいわゆるリフティングが生じ、これが大きくなるとベルト層とトレッドゴムとが剥離する。バンド層ｆは、前記リフティングを抑制して高速耐久性を高める他、トレッド部の剛性を高め約２５０Ｈｚ付近のロードノイズ（車内騒音）を低減しうることが判明している。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−１４４８１４
【０００５】
また高速走行時、ベルト層ｃは、その中央部に比べて両端部がより大きくせり上がる。このため、バンド層ｆは、ベルト層ｃのほぼ全域を覆ういわゆるフルバンドプライｆ１と、ベルト層ｃの端部領域のみを覆うエッジバンドプライｆ２とを組み合わせ、ベルト層ｃの両端部に相対的に大きな締付力を与える。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、高弾性の有機繊維コードを用いて上述のようなバンド層ｆを形成すると、図１１に誇張して示すように、エッジバンドプライｆ２の内端部Ｅの近傍を起点として、タイヤ加硫成形時に、ベルト層ｃがタイヤ半径方向の内方に折れ曲がる変形が生じやすい。このようなタイヤは、接地圧が不均一となり、操縦安定性の低下と偏摩耗をもたらす欠点がある。一方、バンド層ｆからエッジバンドプライｆ２を取り除き、フルバンドプライｆ２だけでバンド層ｆを構成すると、ベルト層ｃの両端部への締付力が低下する。
【０００７】
本発明は、以上のような問題点に鑑み案出なされたもので、ベルト層のタイヤ半径方向外側に、高モジュラスの有機繊維からなるバンドコードを用いた１枚のフルバンドプライのみからなるバンド層を設けるとともに、少なくとも１枚のベルトプライのタイヤ軸方向の両端部に、ゴム中に短繊維を実質的にタイヤ周方向に平行に配向させた短繊維入りゴムシートを配することを基本として、ベルト層の変形などを抑制しつつ高速耐久性をより一層向上しうる空気入りタイヤを提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明のうち請求項１記載の発明は、トレッド部からサイドウォール部を経てビード部のビードコアに至るトロイド状のカーカスと、このカーカスのタイヤ半径方向外側かつトレッド部の内部に配されしかも複数枚のベルトプライからなるベルト層とを具えた空気入りタイヤであって、前記ベルト層のタイヤ半径方向外側に、バンドコードをタイヤ赤道に対して実質的に平行に配列したバンドプライからなるバンド層が配されるとともに、前記バンドプライが、前記ベルト層の実質的全幅を覆う１枚のフルバンドプライのみからなり、しかも前記バンドコードが、２％モジュラスが１００００（Ｎ／ｍｍ^２）以上の有機繊維からなり、少なくとも１枚の前記ベルトプライのタイヤ軸方向の両端部に、ゴム中に短繊維を実質的にタイヤ周方向に平行に配向させた短繊維入りゴムシートを配したことを特徴としている。
【０００９】
また請求項２記載の発明は、前記短繊維入りゴムシートは、前記ベルトプライのタイヤ半径方向の内側面に隣接する内片と、前記ベルトプライのタイヤ半径方向外側面に隣接する外片と、これらを継ぐ継ぎ片とを一体に具える断面略横Ｕ字状をなすことを特徴とする請求項１記載の空気入りタイヤである。
【００１０】
また請求項３記載の発明は、前記短繊維入りゴムシートは、前記ベルトプライと１０〜５０ｍｍの重なり幅を有することを特徴とする請求項１又は２記載の空気入りタイヤである。
【００１１】
また請求項４記載の発明は、前記ベルト層は、タイヤ半径方向内側に配された内のベルトプライと、その外側に配されかつ前記内のベルトプライよりも小巾の外のベルトプライとからなり、かつ前記短繊維入りゴムシートは、前記内のベルトプライに配されてなり、しかも前記外片のタイヤ軸方向の長さが１０〜５０ｍｍでしかもそのタイヤ軸方向の内端が前記外のベルトプライのタイヤ軸方向の外端よりもタイヤ軸方向内方に５〜１５ｍｍを隔てることを特徴とする請求項２記載の空気入りタイヤである。
【００１２】
また請求項５記載の発明は、前記フルバンドプライは、そのタイヤ軸方向の外端が、タイヤ軸方向の幅が最も広いベルトプライの外端からタイヤ軸方向内側に１０ｍｍ以内の領域にあることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の空気入りタイヤである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の一形態を図面に基づき説明する。
図１には本実施形態の空気入りタイヤの断面図を示し、左半分は右半分とほぼ対称に現れる。図において本実施形態の空気入りタイヤ１は、トレッド部２からサイドウォール部３を経てビード部４のビードコア５に至るトロイド状のカーカス６と、このカーカス６のタイヤ半径方向外側かつトレッド部２の内部に配されたベルト層７とを具えた乗用車用のラジアルタイヤが例示される。
【００１４】
前記カーカス６は、カーカスコードをタイヤ赤道Ｃに対して例えば７５゜〜９０゜の角度で配列したラジアル構造の１枚以上、本例では１枚のカーカスプライ６Ａで構成されている。カーカスコードは、本例ではポリエステルコードが採用される。ただし、これ以外にもナイロン、レーヨン、アラミドなどの有機繊維コードや必要によりスチールコードをも採用できる。
【００１５】
前記カーカスプライ６Ａは、トレッド部２からサイドウォール部３を経てビード部４のビードコア５に至る本体部６ａと、この本体部６ａからのびて前記ビードコア５の廻りでタイヤ軸方向内側から外側に折り返された折返し部６ｂとを一体に有する。また前記本体部６ａと折返し部６ｂとの間には、ビードコア５からタイヤ半径方向外側にのびかつ硬質ゴムからなるビードエーペックス８が配される。これは、ビード部４の曲げ剛性を高めるのに役立つ。ビードエーペックスゴム８のゴム硬さは、例えばＪＩＳデュロメータＡ硬さで６５〜９０度程度、より好ましくは７０〜９０度とすることが望ましい。また前記折返し部６ｂは、そのタイヤ半径方向の外端部をタイヤ軸方向最外側の総巾位置Ｍよりもタイヤ半径方向外側に位置させている。これにより、カーカスプライ６Ａは、いわゆるハイターンアップ構造となり、タイヤの横剛性を向上し操縦安定性を高めうる。
【００１６】
前記ベルト層７は、本例ではタイヤ半径方向内側に配された内のベルトプライ７Ａと、その外側に配されかつ前記内のベルトプライ７Ａよりも小巾の外のベルトプライ７Ｂとから構成される。各ベルトプライ７Ａ、７Ｂは、それぞれの幅中心線をタイヤ赤道Ｃに揃えて配置される。また各ベルトプライ７Ａ、７Ｂは、ベルトコードをタイヤ赤道に対して例えば１０〜４５°の小角度で傾けて配列したプライからなり、前記ベルトコードが互いに交差する向きに重ね合わされている。前記ベルトコードは、本例ではスチールコードが採用される。ただし、アラミド、レーヨン等の高弾性の有機繊維コードも必要に応じて用いうる。
【００１７】
ベルト層７のタイヤ半径方向外側にはバンド層９が配置される。
該バンド層９は、バンドコードをタイヤ赤道に対して実質的に平行に配列されたバンドプライ９Ａにより構成される。「タイヤ赤道に対して実質的に平行」とは、バンドコードとタイヤ赤道とのなす角度が５゜以下である場合を含む。本例のバンドプライ９Ａは、ベルト層７の実質的全幅を覆う１枚のフルバンドプライのみからなる。「ベルト層の実質的全域」とは、図２に部分的に拡大して示すように、バンドプライ９Ａのタイヤ軸方向の外端９ｅが、タイヤ軸方向の幅が最も広いベルトプライ７Ａの外端７Ａｅからタイヤ軸方向内側に１０ｍｍ以内の領域Ｐにあれば足りる。特に好ましくは、バンドプライ９Ａの外端９ｅと前記ベルトプライの外端７Ａｅとの位置ずれさせつつ前記領域Ｐに含ませるのが良い。これにより、広い範囲でベルトプライに締付力を付与しつつバンドプライ９Ａの外端９ｅと、ベルトプライ７Ａの外端７Ａｅとが整一することによる大きな剛性段差が生じるのを防ぎ、この部分が損傷の起点となるのを効果的に防止できる。
【００１８】
前記バンドコードには、２％モジュラスが１００００（Ｎ／ｍｍ^２）以上の有機繊維コードが用いられる。具体的には、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、芳香族ポリアミド、ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール（ＰＢＯ）等の高モジュラスの有機繊維コードを用いるのが好適である。このような高モジュラスの有機繊維コードをバンドコードとして使用することにより、トレッド部２の剛性を高め、ベルト層７のリフティングとロードノイズの発生を抑制する。
【００１９】
バンドコードの２％モジュラスが１００００（Ｎ／ｍｍ^２）未満になると、１枚のフルバンドプライでは、ベルト層７への締付力が不足しやすくさらなる高速耐久性の向上が期待できない。逆にバンドコードの２％モジュラスが大きすぎても伸びが極端に小さくなり、疲労耐久性が悪化する傾向がある。このような観点より、バンドコードには、２％モジュラスが１００００〜１５０００（Ｎ／ｍｍ^２）、さらに好ましくは１１０００〜１３０００（Ｎ／ｍｍ^２）のものを採用するのが望ましい。
【００２０】
またバンド層９は、ベルト層７の両端部のみを覆う従来のエッジバンドプライを含んでいない。これにより、エッジバンドプライによってベルト層７の両端部へ過度の締付力が作用するのを防ぎ、ひいてはベルト層７のいびつな変形を防止できる。なおバンド層９を２枚のフルバンドプライで構成することも考えられるが、この場合には、トレッド重量が増すため高速耐久性に不利に働きやすく、またクラウン部の剛性を過度に高めて振動吸収性や乗り心地の悪化などを招きやすくなるため好ましくない。
【００２１】
そして本発明の空気入りタイヤ１では、少なくとも１枚のベルトプライ７Ａ及び／又は７Ｂのタイヤ軸方向の両端部に、短繊維入りゴムシート１０を隣接させて配したことを特徴事項の一つとしている。前記短繊維入りゴムシート１０は、図３に示すように、ゴムＧ中に短繊維Ｆが実質的にタイヤ周方向Ａに平行に配向されて一体化している。このような短繊維入りゴムシート１０は、短繊維Ｆとゴムとを混練し、これを例えば成形ダイを具えた押出機を用いてシート状に連続して押出すことにより、短繊維Ｆを押出し方向に配向させて成形される。そして、この短繊維Ｆの配向方向をタイヤ周方向Ａに沿わせて使用される。
【００２２】
図４に示すように、本実施形態では短繊維入りゴムシート１０は、ベルトプライ７Ａ及び７Ｂ各々に隣接して配される。また本例の短繊維入りゴムシート１０は、ベルトプライのタイヤ半径方向の内側面に隣接する内片１０ｉと、ベルトプライのタイヤ半径方向外側面に隣接する外片１０ｏと、これらを継ぐ継ぎ片１０ｃとを一体に具える断面略横Ｕ字状に配されたものが例示される。これにより、ベルトプライ７Ａ、７Ｂは、いずれもその外端部が短繊維入りゴムシート１０でカバリングされる。
【００２３】
短繊維入りゴムシート１０は、タイヤ周方向Ａに対する弾性率が短繊維Ｆによって高められる。本実施形態の短繊維入りゴムシート１０は、タイヤ周方向Ａの弾性率は、タイヤ軸方向Ｂの弾性率の１５ないし２５倍の異方性を持つ。ベルトプライ７Ａ又は７Ｂには、このような短繊維入りゴムシート１０が隣接し、とりわけ本例のようにベルトプライの外端部がカバリングされるときには、高速走行時のベルトプライの外端部のタイヤ周方向への伸びは勿論、タイヤ半径方向への変形が抑制される。また、このような短繊維入りゴムシート１０は、バンドコードを用いたバンド層に比べるとベルト層７への締付力が小さいため、従来のようなベルト層７の折れ曲がり変形などを防止し成形不良などを減じ得る。このように本発明の空気入りタイヤ１では、バンド層９によるベルト層７の外端部への締付力の不足を、短繊維入りゴムシート１０をベルトプライの外端部に隣接して配することにより補い、成形不良を減じつつ高速耐久性を高めることができる。
【００２４】
前記短繊維入りゴムシート１０は、例えば成形時の厚さｔ（図３に示す）が０．５〜１．５ｍｍ程度のものが好ましい。厚さｔが大きすぎると、短繊維の配向度が低下しやすく、逆に小さすぎると短繊維ＦとゴムＧとの界面からクラック等が生じやすく、耐久性に劣る傾向がある。また短繊維Ｆとしては、特に限定はされないが、例えばナイロン、レーヨン、ポリエステル、ビニロン、芳香族ポリアミド、セルロース樹脂、結晶性ポリブタジエン、木綿糸といった各種の有機材料からなる短繊維を用いるのが好適である。また短繊維入りゴムシート１０を構成するゴム基材は、例えば天然ゴム又は／及びジエン系合成ゴムの１種又は２種以上のゴムをブレンドして適宜採用でき、前記短繊維の他、充填材、補強材、加硫促進剤など適宜の配合剤を添加しうるのは言うまでもない。
【００２５】
また短繊維Ｆは、その平均径が例えば１μｍ〜０．１ｍｍ、さらに好ましくは５〜２０μｍであり、かつ平均長が例えば２０μｍ〜２ｍｍ、さらに好ましくは１００８００μｍであるものが好ましい。短繊維Ｆの平均径又は平均長が前記値よりも小であるとゴムの弾性率を高める効果が相対的に劣る一方、前記値をこえて大きくなると短繊維入りゴムシート１０の耐疲労性が悪化するためである。なお本明細書において「短繊維が実質的にタイヤ周方向に配向された」とは、配合された９０％以上の短繊維の長手方向の傾きがタイヤ周方向に対して０〜２０°の小角度範囲内であれば足りる。
【００２６】
また短繊維Ｆは、ゴム基材１００重量部中に５〜２０重量部、好ましくは１０〜１８重量部混入するのが望ましい。前記短繊維がゴム基材１００重量部中に５重量部未満しか配合されていないと、短繊維による周方向の補強効果が得られ難くなる。逆に短繊維が２０重量部を超えて配合されるとゴム基材とのなじみが悪くなりゴムとの接着性や加硫後の耐久性などが低下する傾向がある。
【００２７】
また図５に模式的に示すように、短繊維入りゴムシート１０とベルトプライ７Ａ又は７Ｂとのタイヤ軸方向の重なり長さＬ１は、例えば１０〜５０ｍｍとすることが望ましい。前記長さＬ１が小さすぎると、ベルトプライ７Ａ又は７Ｂの外端部への拘束力が不足しやすく、逆に大きすぎると、ショルダ部だけを拘束するという利点が損なわれ好ましくない。特に好ましくは前記長さＬ１を１２〜２０ｍｍとするのが望ましい。本例では、内、外のベルトプライ７Ａ、７Ｂに配された短繊維入りゴムシート１０Ａ、１０Ｂは、いずれも外片１０ｏ、内片１０ｉの前記長さＬ１を１０〜５０ｍｍの範囲で設定している。
【００２８】
また少なくとも内のベルトプライ７Ａに配された短繊維入りゴムシート１０Ａは、外片１０ｏのタイヤ軸方向の内端１０ｅが外のベルトプライ７Ｂのタイヤ軸方向の外端７Ｂｅよりもタイヤ軸方向内方に５〜１５ｍｍの距離Ｌ２を隔てるものを例示する。これにより、各ベルトプライと短繊維入りゴムシート１０との各端部が整一するのを防ぎ、耐久性の悪化をより効果的に防止する。
【００２９】
また短繊維入りゴムシート１０は、図６、図７に示すように、少なくとも１枚のベルトプライ７Ａ又は７Ｂに配することでも良い。さらに図８に示すように、２枚のベルトプライ７Ａ、７Ｂをともに包み込むように形成することもできる。さらに図９に示すように、短繊維入りゴムシート１０を横Ｕ字状ではなく、シート状として用いても良い。
【００３０】
【実施例】
タイヤサイズが１９５／６５Ｒ１５の乗用車用空気入りラジアルタイヤを表１に示す仕様にて試作するとともに（実施例１〜３、比較例１、２）、高速耐久性、ロードノイズ、ベルト層の変形についてテストした。なおバンドコードには、いずれもＰＥＮを用いた。なお表１中、「ＦＢ」はフルバンドプライ、「ＥＢ」はエッジバンドプライを意味している。またバンドプライの構造及び短繊維入りゴムシートの配設構造以外には実質的に同一の構造を採用した。また短繊維入りゴムシートはアラミド短繊維（平均径１０μｍ、平均長５００μｍ）を天然ゴムを主体とするゴム基材１００重量部に対して１２重量部配合し、厚さ０．７ｍｍで成形した。テスト方法は次の通りである。
【００３１】
＜高速耐久性＞
供試タイヤを１５×６ＪＪのリムにリム組みし、内圧２６０ｋＰａを充填して３時間以上放置後、内圧を２６０ｋＰａに再調整した。そして、速度４０ｋｍ／Ｈから１０分づつ中断することなく試験速度を１０ｋｍ／Ｈごとに上昇させてドラム試験機で走行させるとともに、タイヤが損傷することなく走行し得た最高速度を測定した。評価は、比較例１の速度を１００とする指数で表示した。数値が大きいほど良好である。
【００３２】
＜ロードノイズ性能＞
各試供タイヤを、リム（１５×６ＪＪ）、内圧（２００ｋＰａ）にて国産ＦＦ乗用車（排気量２０００ｃｍ^３）の全輪に装着し、スムース路面を速度５０ｋｍ／ｈにて走行させ、運転席左耳許位置にて１／３オクターブの２５０Ｈｚバンドの騒音レベル（ｄＢ）を測定し、比較例１を１００とした指数で表示している。数値が大きいほどロードノイズが小さく良好であることを示す。
【００３３】
＜ベルト層の変形＞
前記加硫成形後、タイヤを解体し、ベルト層の変形を調べた。
テスト結果などを表１に示す。
【００３４】
【表１】

【００３５】
テストの結果、実施例のタイヤは、比較例１のタイヤに比べて高速耐久性とロードノイズ性能とをほぼ同程度まで向上しており、しかもベルト層の変形は生じていないことも確認できた。
【００３６】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の空気入りタイヤは、高弾性の有機繊維コードからなる１枚のフルバンドプライと、ベルトプライの外端部に隣接して配された短繊維入りゴムシートとの組み合わせによって、ベルト層の折れ曲がりなどを招くことなく高速耐久性とロードノイズ性能とをバランス良く向上しうる。
【００３７】
また請求項２記載の発明のように、短繊維入りゴムシートは、断面略横Ｕ字状をなすことにより、ベルトプライの外端部をより確実に拘束でき、さらに耐久性を向上できる。また請求項３ないし４記載の発明のように、短繊維入りゴムシートのベルトプライとの重なり幅や、その外端とベルトプライの外端の位置などを規制したときには、ベルト層の端部での損傷の発生を防止し、さらに高速耐久性を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態を示す空気入りタイヤの断面図である。
【図２】その部分拡大図である。
【図３】短繊維入りゴムシートの一例を示す斜視図である。
【図４】ベルト層の端部の部分拡大図である。
【図５】その模式図である。
【図６】本発明の他の形態を示すベルト層の端部の部分拡大図である。
【図７】本発明の他の形態を示すベルト層の端部の部分拡大図である。
【図８】本発明の他の形態を示すベルト層の端部の部分拡大図である。
【図９】本発明の他の形態を示すベルト層の端部の部分拡大図である。
【図１０】従来の空気入りタイヤのトレッド部の部分断面図である。
【図１１】従来の空気入りタイヤのトレッド部の部分断面図である。
【符号の説明】
１　空気入りタイヤ
２　トレッド部
３　サイドウォール部
４　ビード部
５　ビードコア
６　カーカス
６Ａ　カーカスプライ
７　ベルト層
７Ａ　内のベルトプライ
７Ｂ　外のベルトプライ
８　ビードエーペックスゴム
９　バンド層
９Ａ　バンドプライ
１０　短繊維入りゴムシート
１０ｉ　内片
１０ｏ　外片
１０ｃ　継ぎ片[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a pneumatic tire that can improve high-speed durability and road noise performance.
[0002]
[Prior art]
With the improvement of the expressway network in recent years, the increase in the output of automobiles, and the quietness of automobiles, pneumatic tires are required to further improve high-speed durability performance and road noise performance. FIG. 10 shows an example of a tread portion of a conventional pneumatic tire a. The pneumatic tire a has a toroidal carcass b forming a tire skeleton, a tough belt layer c in which a plurality of belt plies c1 and c2 each formed of a steel cord arranged outside the toroidal carcass b, And a band layer f arranged on the outside and having band cords arranged substantially parallel to the tire equator.
[0003]
Conventionally, a relatively low elasticity organic fiber cord such as nylon has been used for the band cord of the band layer f. However, due to a lack of binding force to the belt layer c, in recent years, a high elastic organic fiber cord such as aramid or polyethylene naphthalate (hereinafter sometimes simply referred to as “PEN”) is used for the band cord, and the belt layer is used. c is more firmly tightened (for example, see Patent Document 1 below). When the tire is running at high speed, so-called lifting occurs in which both ends of the belt layer c are raised outward in the tire radial direction, and when this is increased, the belt layer and the tread rubber are separated. It has been found that the band layer f can suppress the lifting to enhance high-speed durability, and also increase the rigidity of the tread portion to reduce road noise (in-vehicle noise) around 250 Hz.
[0004]
[Patent Document 1]
JP-A-2002-144814
[0005]
Further, at the time of high-speed running, both ends of the belt layer c are larger than the center part thereof. For this reason, the band layer f combines the so-called full band ply f1 that covers almost the entire area of the belt layer c with the edge band ply f2 that covers only the end area of the belt layer c, and is relatively located at both ends of the belt layer c. Gives a large tightening force.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, when the above-mentioned band layer f is formed using a high elasticity organic fiber cord, as shown in FIG. 11 exaggeratedly, the tire vulcanization starts from the vicinity of the inner end E of the edge band ply f2. At the time of molding, the belt layer c tends to be bent inward in the tire radial direction. Such tires have the disadvantage that the contact pressure becomes non-uniform, resulting in reduced steering stability and uneven wear. On the other hand, when the edge band ply f2 is removed from the band layer f and the band layer f is formed only with the full band ply f2, the tightening force on both ends of the belt layer c decreases.
[0007]
The present invention has been devised in view of the above-described problems, and includes a band including only one full band ply using a band cord made of a high modulus organic fiber on the tire radial outside of a belt layer. A layer is provided, and a rubber sheet containing short fibers in which short fibers are oriented substantially in parallel to the tire circumferential direction in rubber is disposed on both ends of at least one belt ply in the tire axial direction. It is another object of the present invention to provide a pneumatic tire capable of further improving high-speed durability while suppressing deformation of a belt layer.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The invention according to claim 1 of the present invention is directed to a toroidal carcass extending from a tread portion to a bead core of a bead portion through a sidewall portion, and a plurality of pieces of the carcass are arranged radially outside the carcass and inside the tread portion. A belt layer comprising a belt ply of a pneumatic tire, wherein a band layer composed of a band ply in which band cords are arranged substantially parallel to the tire equator, on the tire radial outer side of the belt layer. The band ply is composed of only one full band ply covering substantially the entire width of the belt layer, and the band cord has an organic fiber having a 2% modulus of 10,000 (N / mm ² ) or more. At least one belt ply is provided with short fibers in rubber at both ends in the tire axial direction substantially in the tire circumferential direction. Is characterized in that arranged short fiber-containing rubber sheet was oriented in parallel.
[0009]
The invention according to claim 2, wherein the short-fiber-containing rubber sheet includes an inner piece adjacent to an inner surface of the belt ply in the tire radial direction, and an outer piece adjacent to an outer surface of the belt ply in the tire radial direction. 2. The pneumatic tire according to claim 1, wherein the pneumatic tire has a substantially U-shaped cross section integrally provided with a connecting piece for connecting these.
[0010]
The invention according to claim 3 is the pneumatic tire according to claim 1 or 2, wherein the short-fiber-containing rubber sheet has an overlap width of 10 to 50 mm with the belt ply.
[0011]
According to a fourth aspect of the present invention, the belt layer includes an inner belt ply disposed radially inward of the tire and an outer belt ply disposed outside thereof and having a width smaller than that of the inner belt ply. And the short-fiber-containing rubber sheet is arranged on the inner belt ply, and the length of the outer piece in the tire axial direction is 10 to 50 mm, and the inner end of the outer piece in the tire axial direction is the outer side. The pneumatic tire according to claim 2, wherein the belt ply is separated from the outer end of the belt ply in the tire axial direction by 5 to 15 mm inward in the tire axial direction.
[0012]
According to a fifth aspect of the present invention, in the full band ply, the outer end in the tire axial direction is in a region within 10 mm inward in the tire axial direction from the outer end of the belt ply having the largest width in the tire axial direction. The pneumatic tire according to any one of claims 1 to 4, wherein:
[0013]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a cross-sectional view of the pneumatic tire of the present embodiment, in which the left half appears almost symmetrically with the right half. In the figure, a pneumatic tire 1 of the present embodiment includes a toroidal carcass 6 extending from a tread portion 2 to a bead core 5 of a bead portion 4 via a sidewall portion 3, and a radially outer portion of the carcass 6 and a tread portion 2. An example is a radial tire for a passenger car having a belt layer 7 disposed therein.
[0014]
The carcass 6 is composed of at least one carcass ply 6A having a radial structure in which carcass cords are arranged at an angle of, for example, 75 ° to 90 ° with respect to the tire equator C, in this example, one carcass ply 6A. As the carcass cord, a polyester cord is employed in this example. However, other than this, an organic fiber cord such as nylon, rayon, or aramid, or a steel cord can be used if necessary.
[0015]
The carcass ply 6A has a main body 6a extending from the tread portion 2 to the bead core 5 of the bead portion 4 via the side wall portion 3, and is folded from the inside in the tire axial direction to the outside around the bead core 5 extending from the main body portion 6a. And a folded part 6b. A bead apex 8 extending from the bead core 5 in the tire radial direction and made of hard rubber is disposed between the main body 6a and the folded portion 6b. This helps to increase the bending rigidity of the bead portion 4. It is desirable that the rubber hardness of the bead apex rubber 8 is, for example, about 65 to 90 degrees, more preferably 70 to 90 degrees in JIS durometer A hardness. Further, the folded portion 6b has its outer end in the tire radial direction located outside the total width position M on the outermost side in the tire axial direction in the tire radial direction. Thus, the carcass ply 6A has a so-called high turn-up structure, and can improve the lateral rigidity of the tire and enhance the steering stability.
[0016]
In the present embodiment, the belt layer 7 includes an inner belt ply 7A disposed radially inward in the tire, and an outer belt ply 7B disposed outside thereof and having a smaller width than the inner belt ply 7A. You. Each

belt ply

7A, 7B is arranged with its width center line aligned with the tire equator C. Each of the belt plies 7A and 7B is composed of a ply in which belt cords are arranged at a small angle of, for example, 10 to 45 ° with respect to the tire equator, and the belt cords are overlapped in a direction crossing each other. As the belt cord, a steel cord is employed in this example. However, a highly elastic organic fiber cord such as aramid or rayon may be used if necessary.
[0017]
A band layer 9 is disposed outside the belt layer 7 in the tire radial direction.
The band layer 9 is composed of a band ply 9A in which band cords are arranged substantially parallel to the tire equator. “Substantially parallel to the tire equator” includes the case where the angle between the band cord and the tire equator is 5 ° or less. The band ply 9 </ b> A of this example is composed of only one full band ply covering substantially the entire width of the belt layer 7. The “substantially entire region of the belt layer” is, as shown partially enlarged in FIG. 2, the outer end 9e of the band ply 9A in the tire axial direction is located outside the belt ply 7A having the largest width in the tire axial direction. It suffices if it is in a region P within 10 mm from the end 7Ae inward in the tire axial direction. It is particularly preferable that the outer end 9e of the band ply 9A and the outer end 7Ae of the belt ply are included in the region P while being displaced. This prevents a large rigidity step due to the uniformity between the outer end 9e of the band ply 9A and the outer end 7Ae of the belt ply 9A while applying a tightening force to the belt ply in a wide range. Can effectively be prevented from becoming a starting point of damage.
[0018]
As the band cord, an organic fiber cord having a 2% modulus of 10,000 (N / mm ² ) or more is used. Specifically, it is preferable to use a high modulus organic fiber cord such as polyethylene naphthalate (PEN), polyethylene terephthalate (PET), aromatic polyamide, polyparaphenylene benzobisoxazole (PBO). By using such a high modulus organic fiber cord as the band cord, the rigidity of the tread portion 2 is increased, and the lifting of the belt layer 7 and the generation of road noise are suppressed.
[0019]
If the 2% modulus of the band cord is less than 10,000 (N / mm ² ), the tightening force on the belt layer 7 tends to be insufficient with one full band ply, and further improvement in high-speed durability cannot be expected. Conversely, if the 2% modulus of the band cord is too large, the elongation becomes extremely small, and the fatigue durability tends to deteriorate. From such a viewpoint, it is desirable to adopt a band cord having a 2% modulus of 10000 to 15000 (N / mm ² ), more preferably 11000 to 13000 (N / mm ² ).
[0020]
Further, the band layer 9 does not include a conventional edge band ply that covers only both end portions of the belt layer 7. This prevents an excessive tightening force from acting on both ends of the belt layer 7 due to the edge band ply, thereby preventing the belt layer 7 from being deformed in an irregular manner. It is conceivable that the band layer 9 is composed of two full band plies. However, in this case, the weight of the tread increases, so that it tends to be disadvantageous to high-speed durability. This is not preferable because it tends to cause deterioration in absorbency and ride comfort.
[0021]
In the pneumatic tire 1 of the present invention, one of the features is that the short-fiber-containing rubber sheet 10 is arranged adjacent to both ends of at least one belt ply 7A and / or 7B in the tire axial direction. I have. As shown in FIG. 3, the short fiber-containing rubber sheet 10 has a short fiber F in a rubber G and is oriented substantially parallel to the tire circumferential direction A to be integrated. Such a short fiber-containing rubber sheet 10 extrudes the short fibers F by kneading the short fibers F and rubber and continuously extruding the kneaded material into a sheet shape using, for example, an extruder equipped with a forming die. It is molded by orienting in the direction. The short fibers F are used with the orientation direction of the short fibers F along the tire circumferential direction A.
[0022]
As shown in FIG. 4, in this embodiment, the short fiber-containing rubber sheet 10 is disposed adjacent to each of the belt plies 7A and 7B. The short-fiber-containing rubber sheet 10 of the present embodiment includes an inner piece 10i adjacent to the inner surface of the belt ply in the tire radial direction, an outer piece 10o adjacent to the outer surface of the belt ply in the tire radial direction, and a joint piece connecting these. 10c is integrally arranged in a substantially U-shaped cross section. As a result, the outer ends of the belt plies 7A and 7B are covered with the rubber sheet 10 containing short fibers.
[0023]
In the rubber sheet 10 containing short fibers, the elastic modulus in the tire circumferential direction A is increased by the short fibers F. The short-fiber-containing rubber sheet 10 of the present embodiment has an anisotropy in the tire circumferential direction A of 15 to 25 times the elastic modulus in the tire axial direction B. Such a short fiber-containing rubber sheet 10 is adjacent to the

belt ply

7A or 7B, and particularly when the outer end of the belt ply is covered as in this example, the outer end of the belt ply during high-speed running is formed. Deformation in the tire radial direction as well as in the tire circumferential direction is suppressed. Further, since the rubber sheet 10 containing short fibers has a smaller tightening force on the belt layer 7 than a band layer using a band cord, the rubber sheet 10 can be formed by preventing the belt layer 7 from being bent and deformed as in the related art. Defects can be reduced. As described above, in the pneumatic tire 1 of the present invention, the shortage of the fastening force of the band layer 9 to the outer end of the belt layer 7 is determined by distributing the short-fiber-containing rubber sheet 10 adjacent to the outer end of the belt ply. By doing so, high-speed durability can be enhanced while reducing molding defects.
[0024]
The short fiber-containing rubber sheet 10 preferably has a thickness t (shown in FIG. 3) of about 0.5 to 1.5 mm when molded, for example. If the thickness t is too large, the degree of orientation of the short fibers tends to decrease. Conversely, if the thickness t is too small, cracks and the like tend to occur from the interface between the short fibers F and the rubber G, and the durability tends to be poor. The short fiber F is not particularly limited, but it is preferable to use short fibers made of various organic materials such as nylon, rayon, polyester, vinylon, aromatic polyamide, cellulose resin, crystalline polybutadiene, and cotton thread. is there. The rubber base material constituting the rubber sheet 10 containing short fibers can be appropriately used by blending, for example, one or two or more rubbers of natural rubber and / or diene-based synthetic rubber. It is needless to say that appropriate compounding agents such as a reinforcing material and a vulcanization accelerator can be added.
[0025]
The short fibers F preferably have an average diameter of, for example, 1 μm to 0.1 mm, more preferably 5 to 20 μm, and an average length of, for example, 20 μm to 2 mm, more preferably 100,800 μm. When the average diameter or the average length of the short fibers F is smaller than the above-mentioned value, the effect of increasing the elastic modulus of the rubber is relatively inferior. Because it gets worse. In this specification, "the short fibers are substantially oriented in the tire circumferential direction" means that 90% or more of the blended short fibers have a small inclination of 0 to 20 ° with respect to the tire circumferential direction. It is enough if it is within the angle range.
[0026]
It is desirable that the short fibers F are mixed in 5 to 20 parts by weight, preferably 10 to 18 parts by weight, in 100 parts by weight of the rubber base material. If less than 5 parts by weight of the short fiber is blended in 100 parts by weight of the rubber base material, it is difficult to obtain the circumferential reinforcing effect of the short fiber. Conversely, if the short fibers are added in an amount exceeding 20 parts by weight, the compatibility with the rubber base material is deteriorated, and the adhesion to rubber and the durability after vulcanization tend to be reduced.
[0027]
Further, as schematically shown in FIG. 5, it is desirable that the overlap length L1 of the rubber sheet 10 containing short fibers and the

belt ply

7A or 7B in the tire axial direction is, for example, 10 to 50 mm. If the length L1 is too small, the restraining force on the outer end of the

belt ply

7A or 7B tends to be insufficient, while if too large, the advantage of restraining only the shoulder portion is undesirably lost. It is particularly preferable that the length L1 is 12 to 20 mm. In this example, the length L1 of the outer piece 10o and the inner piece 10i is set in the range of 10 to 50 mm for each of the short-fiber-containing

rubber sheets

10A and 10B disposed on the inner and outer belt plies 7A and 7B. ing.
[0028]
Further, at least the rubber sheet 10A containing short fibers disposed on the inner belt ply 7A is such that the inner end 10e of the outer piece 10o in the tire axial direction is more inward in the tire axial direction than the outer end 7Be of the outer belt ply 7B in the tire axial direction. An example is shown in which a distance L2 of 5 to 15 mm is provided. This prevents each belt ply and each end of the short fiber-containing rubber sheet 10 from being aligned, thereby more effectively preventing deterioration in durability.
[0029]
As shown in FIGS. 6 and 7, the short fiber-containing rubber sheet 10 may be arranged on at least one

belt ply

7A or 7B. Further, as shown in FIG. 8, two belt plies 7A and 7B may be formed so as to wrap them together. Further, as shown in FIG. 9, the short fiber-containing rubber sheet 10 may be used in a sheet shape instead of a horizontal U-shape.
[0030]
【Example】
Prototype pneumatic radial tires for passenger cars having a tire size of 195 / 65R15 were manufactured in accordance with the specifications shown in Table 1 (Examples 1 to 3, Comparative Examples 1 and 2), and high-speed durability, road noise, and deformation of the belt layer were examined. Tested. Note that PEN was used for each band code. In Table 1, "FB" means full band ply, and "EB" means edge band ply. Substantially the same structure was adopted except for the structure of the band ply and the arrangement structure of the rubber sheet containing short fibers. The rubber sheet containing short fibers was prepared by mixing 12 parts by weight of aramid short fibers (average diameter 10 μm, average length 500 μm) with respect to 100 parts by weight of a rubber base material mainly composed of natural rubber, and was formed into a thickness of 0.7 mm. The test method is as follows.
[0031]
<High-speed durability>
The test tire was assembled on a rim of 15 × 6JJ, filled with an internal pressure of 260 kPa, left for 3 hours or more, and readjusted to an internal pressure of 260 kPa. Then, the test speed was increased every 10 km / H without interruption every 10 minutes from a speed of 40 km / H, and the test vehicle was run by a drum tester. At the same time, the maximum speed at which the tire could run without damaging the tire was measured. The evaluation was indicated by an index with the speed of Comparative Example 1 being 100. The higher the value, the better.
[0032]
<Road noise performance>
Each test tire was mounted on all wheels of a domestic FF passenger car (displacement 2000 cm ³ ) at a rim (15 × 6JJ) and an internal pressure (200 kPa), and was run on a smooth road surface at a speed of 50 km / h. The noise level (dB) of a 250 Hz band of 1/3 octave was measured at the permissible position, and the result is indicated by an index with Comparative Example 1 being 100. The larger the value, the smaller the road noise and the better.
[0033]
<Deformation of belt layer>
After the vulcanization molding, the tire was disassembled and the deformation of the belt layer was examined.
Table 1 shows the test results and the like.
[0034]
[Table 1]

[0035]
As a result of the test, it was confirmed that the tire of the example improved the high-speed durability and the road noise performance to approximately the same level as the tire of the comparative example 1, and that the belt layer was not deformed. .
[0036]
【The invention's effect】
As described above, the pneumatic tire of the present invention is a combination of one full band ply made of a highly elastic organic fiber cord and a short fiber-containing rubber sheet disposed adjacent to the outer end of the belt ply. Thereby, high-speed durability and road noise performance can be improved in a well-balanced manner without causing the belt layer to bend.
[0037]
Further, as in the second aspect of the present invention, by forming the short fiber-containing rubber sheet into a substantially U-shaped cross section, the outer end of the belt ply can be more securely restrained and the durability can be further improved. Further, when the overlap width of the rubber sheet containing the short fibers with the belt ply and the position of the outer end and the outer end of the belt ply are regulated as in the invention according to claims 3 and 4, the end of the belt layer is formed at the end of the belt layer. Damage can be prevented, and high-speed durability can be further improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of a pneumatic tire showing an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a partially enlarged view of FIG.
FIG. 3 is a perspective view showing an example of a rubber sheet containing short fibers.
FIG. 4 is a partially enlarged view of an end of a belt layer.
FIG. 5 is a schematic view thereof.
FIG. 6 is a partially enlarged view of an end portion of a belt layer showing another embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a partially enlarged view of an end portion of a belt layer showing another embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a partially enlarged view of an end portion of a belt layer showing another embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a partially enlarged view of an end portion of a belt layer according to another embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a partial sectional view of a tread portion of a conventional pneumatic tire.
FIG. 11 is a partial sectional view of a tread portion of a conventional pneumatic tire.
[Explanation of symbols]
REFERENCE SIGNS LIST 1 pneumatic tire 2 tread portion 3 sidewall portion 4 bead portion 5 bead core 6 carcass 6A carcass ply 7 belt ply 7B inside belt layer 7A belt ply outside 8 bead apex rubber 9 band layer 9A band ply 10 rubber sheet with short fiber 10i Inner piece 10o Outer piece 10c Splice piece

Claims

An air comprising a toroidal carcass extending from a tread portion to a bead core of a bead portion via a sidewall portion, and a belt layer disposed outside the carcass in the tire radial direction and inside the tread portion and including a plurality of belt plies. Tires,
A band layer composed of a band ply in which band cords are arranged substantially parallel to the tire equator is arranged on the tire radial direction outside of the belt layer,
The band ply is composed of only one full band ply covering substantially the entire width of the belt layer, and the band cord is composed of an organic fiber having a 2% modulus of 10,000 (N / mm ² ) or more;
A pneumatic tire comprising a short-fiber-containing rubber sheet in which short fibers are oriented substantially parallel to the tire circumferential direction in rubber at both ends of the at least one belt ply in the tire axial direction. .

The rubber sheet containing short fibers, the inner piece adjacent to the inner surface of the belt ply in the tire radial direction, the outer piece adjacent to the outer surface of the belt ply in the tire radial direction, and a splice piece joining these are integrally formed. The pneumatic tire according to claim 1, wherein the tire has a substantially U-shaped cross section.

The pneumatic tire according to claim 1 or 2, wherein the short-fiber-containing rubber sheet has an overlap width of 10 to 50 mm with the belt ply.

The belt layer comprises an inner belt ply disposed radially inward of the tire, and an outer belt ply disposed outside thereof and having a smaller width than the inner belt ply,
The short fiber-containing rubber sheet is disposed on the inner belt ply, and the outer piece has a length of 10 to 50 mm in the tire axial direction, and the inner end of the outer piece in the tire axial direction is the outer belt ply. The pneumatic tire according to claim 2, wherein the pneumatic tire is separated from the outer end in the tire axial direction by 5 to 15 mm inward in the tire axial direction.

The outer end of the full band ply in the tire axial direction is located in a region within 10 mm inward in the tire axial direction from the outer end of the belt ply having the largest width in the tire axial direction. A pneumatic tire according to any one of the above.