JP2004268735A

JP2004268735A - 空気入りラジアルタイヤ

Info

Publication number: JP2004268735A
Application number: JP2003062449A
Authority: JP
Inventors: Eiji Komura; 栄次小村
Original assignee: Toyo Tire and Rubber Co Ltd
Current assignee: Toyo Tire Corp
Priority date: 2003-03-07
Filing date: 2003-03-07
Publication date: 2004-09-30

Abstract

【課題】高速耐久性及びサイドウォール部の耐カット性を向上しながら、操縦安定性を同時に改善する空気入りラジアルタイヤの提供。
【解決手段】カーカス層５の外側に、補強コード１１をほぼ平行に配列した補強プライからなるサイド補強層１０を配した空気入りラジアルタイヤ１において、前記サイド補強層１０が、前記サイドウォール部３からタイヤ径方向外側に連続して延び前記ベルト層端部７ａの外面側を覆って配設され、前記補強コード１１がタイヤ左右両側で同一方向に傾斜し配置されている。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高速耐久性及びサイドウォール部の耐カット性と操縦安定性を向上する空気入りラジアルタイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、乗用車用の空気入りラジアルタイヤは、タイヤ周方向に対しほぼ９０°の角度でコード配列された１枚以上の有機繊維コードからなるカーカスプライを左右一対のビードコアの周りで折り返し係止したカーカス層と、このカーカス層の径方向外側のトレッド部に配置した少なくとも２層の主にスチールコードからなる交差ベルト層を有するタイヤが一般的である。また、トレッドに方向性パターンを採用し、タイヤの回転方向が指定され高速での操縦安定性の向上を図るタイヤが多くなっている。
【０００３】
空気入りラジアルタイヤの高速耐久性を向上するものとして、トレッド部のべルト層両端部にタイヤ周方向に対する角度がほぼ０°になるように有機繊維コードを配し、高速走行時におけるベルト層のせり上がり現象やベルトコード端部からのセパレーションの発生を抑制するもの（例えば、特許文献１。）、また、上記ベルト補強層をサイド部にわたって配し操縦安定性を同時に向上するタイヤが提案されている（例えば、特許文献２。）。
【０００４】
また、操縦安定性を改善するものとして、有機繊維コードを含む補強層をタイヤショルダー部〜サイド部に配設したタイヤが開示されている（例えば、特許文献３〜４参照。）。
【０００５】
また、回転方向指定型の空気入りタイヤにおいて、制動時と駆動時との前後剛性を変えるため、ビード部間のカーカス層を構成する複数のコードが、タイヤの左右両側で、タイヤ半径方向に対し回転先着側に傾斜して配置されたタイヤが提案されている（例えば、特許文献５参照。）。
【０００６】
【特許文献１】
特開平６−２４２０８号公報
【０００７】
【特許文献２】
特開２００３−２０１５号公報
【０００８】
【特許文献３】
特開平４−２７８８１０号公報
【０００９】
【特許文献４】
特開平６−２５５３２０号公報
【００１０】
【特許文献５】
特開２００２−６７６１５号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記特許文献１に記載のタイヤ（例えば、図５参照）は、高速耐久性や低転がり抵抗性を向上することはできるが、操縦安定性や耐カット性の改善は望めず、特許文献２〜４に記載のタイヤ（例えば、図６参照）は、操縦安定性の改善、耐サイドカット性の向上に対する効果はあるが、補強層がサイド部からベルト層端の内側に設けられているため、ベルト層の拘束力が作用せず高速耐久性の向上は大きく望めない。
【００１２】
また、特許文献５に記載のタイヤは、タイヤの骨格となるカーカスコードがタイヤ半径方向に対して傾斜して配置されタイヤの異方向性を得るもので、耐カット性の向上は期待できない。
【００１３】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、高速耐久性及びサイドウォール部の耐カット性を向上しながら、操縦安定性を改善することのできる空気入りラジアルタイヤを提供することを目的とするものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、トレッド部、サイドウォール部及びビード部を有し、タイヤ周方向に対しほぼ９０°の角度でコード配列された少なくとも１枚のカーカスプライを左右一対のビードコアの周りで内側から外側に折り返し係止したカーカス層と、前記カーカス層の径方向外側の前記トレッド部に配置した少なくとも２層の交差するベルト層とを有し、前記カーカス層の外側に、補強コードをほぼ平行に配列した補強プライからなるサイド補強層を配した空気入りラジアルタイヤにおいて、前記サイド補強層が、前記サイドウォール部からタイヤ径方向外側に連続して延び前記ベルト層端部の外面側を覆って配設され、前記補強コードがタイヤ左右両側で同一方向に傾斜し配置されていることを特徴とする空気入りラジアルタイヤである。
【００１５】
この発明の空気入りラジアルタイヤによれば、サイドウォール部から連続してベルト層端部の外面側に設けられたサイド補強層が、ベルト層端部を締め付けて高速走行時の遠心力によるベルト層のせり上がり現象を抑え、またベルトコード端部の接着破壊によるベルトコード端からのセパレーションを防止して高速耐久性を向上し、かつ、サイドウォール部の強度、剛性を高めショルダー部を含むサイドウォール部の耐カット性を同時に向上する。
【００１６】
また、補強コードの傾斜方向がタイヤの左右両側で同一方向であるので、コーナリング、レーンチェンジ時などのタイヤ片側に多くの負荷がかかる時に、タイヤにねじれ応力が発生するのを抑え操縦安定性を維持することができる。
【００１７】
さらに、補強コードをサイド部からベルト端部まで配置し、ショルダー部でタイヤ回転方向に向かって傾斜させることで、走行時のサイド剛性に方向性を持たせることができ、すなわち、走行時の入力を小さくすることで負荷変動を抑えて操縦安定性を向上することができる。
【００１８】
前記サイド補強層が、前記カーカス層の折り返し係止部の外面側を覆ってタイヤ径方向外側に連続して延びベルト層端部の外面側を覆って配設されることで、カーカス層の折り返し係止端を拘束し繰り返し変形による係止端部からのセパレーションを防ぎビード部の耐久性を向上することができる。また、ビード部剛性を向上するためにカーカスの折り返し高さを高くしたサイドウォール部の構造が不要となってタイヤ成型性を改善することもできる。
【００１９】
前記補強コードの傾斜角度が、タイヤ周方向に対し４０〜７０°であると、左右両側サイドウォール部の径方向と周方向剛性をバランスさせ操縦安定性や乗り心地を向上すると共に、高速耐久性及び耐サイドカット性を確保することができる。
【００２０】
さらに、前記補強コードが、ナイロン繊維コードであると、サイド補強層の強度や耐熱性、ゴムとの接着性を確保した耐久性の良いタイヤを安価に提供することができる。
【００２１】
前記補強コードが、サイド部からベルト端部に延び、ショルダー部でタイヤ回転方向に向かって傾斜し配置されることで、上記タイヤ性能を備えた回転方向指定型の空気入りラジアルタイヤを容易に得ることができるようになる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２３】
図１は本発明の第１の実施形態を示す空気入りラジアルタイヤ（以下、タイヤという）１のタイヤ横半断面図、図２はそのタイヤ内部構成の要部を示す側面図である。
【００２４】
図１に示すように、タイヤ１はトレッド部２、サイドウォール部３とビード部４とから構成され、タイヤ周方向に対しほぼ９０゜の角度でコード配列され左右一対のビードコア４１で内側から外側に折り返してビードフィラー４２を挟んで係止された１枚のカーカスプライからなるカーカス層５と、このカーカス層５の径方向外側とトレッドゴム６の間に配された互いに交差する２枚のスチールコード層からなるベルト層７を備え、トレッド部１の外周部にはトレッドパターン２１が形成されている。
【００２５】
前記カーカス層５は、例えばポリエステル、ナイロン、レーヨン、アラミドなどの有機繊維コードを平行に配列しゴム被覆したカーカスプライから構成され、またベルト層７はタイヤ周方向に対して小角度（例えば、１０〜３５°）で交差するように積層した２枚のスチールコード層からなり、前記カーカス層５を締め付けトレッド部１の剛性を高めている。
【００２６】
タイヤ１のカーカス層５外側には、サイドウォール部３のタイヤ最大幅部３ａ近傍からカーカス層５の外面側を覆いタイヤ径方向外側に連続して延びベルト層端部７ａの外面側を覆って配されたサイド補強層１０が配設されている。
【００２７】
このサイド補強層１０は、補強コード１１を平行に引き揃えてゴム被覆したゴム層からなる１層の補強プライからなり、その補強コード１１がサイドウォール部３からベルト層７にかけてタイヤ周方向に対して４０〜７０°の傾斜角度で、補強コード１１の傾斜方向がタイヤ左右両側で同一方向になるように配設されている。
【００２８】
このタイヤ１では、サイド補強層１０がベルト層端部７ａの外面側を覆ってベルト層７を締め付けるので、サイド補強層１０はベルト層７のタガ効果を補強すると共にベルト層７を拘束し、高速走行時の遠心力によるベルト層７のせり上がり現象を抑え、またベルト層端部７ａのスチールコードカット端からの接着破壊とその拡大の抑え、トレッド部２やショルダー部３ｂのセパレーションを防ぎタイヤの耐久性を向上する。
【００２９】
サイド補強層１０は、サイドウォール部３の強度、剛性を高めショルダー部３ｂを含むサイドウォール部３の外傷に対する耐カット性を向上し、また、サイドウォール３の剛性が高まることで、タイヤ回転の負荷入力の変動を緩和し操縦安定性を向上することができる。
【００３０】
サイド補強層１０は、補強コード１１がタイヤ周方向に対し４０〜７０°の傾斜角度で配されているので、サイドウォール部３での径方向と周方向との剛性を適度に高めることができ、その結果タイヤの縦剛性と横剛性がバランスよく改善され、操縦安定性の向上を実現することができる。
【００３１】
サイド補強層１０内に配列された補強コード１１は、そのコード方向がタイヤ左右両側で同方向に傾斜し配設されている。これによりタイヤの回転に伴う負荷変動をタイヤ左右のサイドウォール部３でほぼ均等に負担するようになり、操縦安定性を改善し、コーナリングやレーンチェンジ時においてもタイヤにかかる負荷の偏りから生じるねじれ応力を抑え、上記操縦安定性を維持することができる。
【００３２】
また、サイド補強層１０の補強コード１１がサイド部３からベルト端部７ａに延び、ショルダー部３ｂでタイヤ回転方向に向かって傾斜することで、すなわちタイヤ１を車両に装着する際にタイヤの回転方向を指定し装着することでサイドウォール部３に方向性を持たせることができ、走行時の補強コード１１の方向とタイヤにかかる外力との関係から走行時に生じる剪断力に対し補強コード１１にかかる入力を小さくし、サイドウォール部３の負荷変動を抑えて操縦安定性を向上することができ、特に路面と直接に接触状態にある乾燥路面での操縦安定性向上に効果が大きい。
【００３３】
この場合は、タイヤ１を車両に装着する際に、図２に示すようにタイヤの回転方向（Ｒ）に向かって補強コード１１が傾斜するようにタイヤ１を車両に装着すればよい。
【００３４】
従って、トレッド部６に方向性パターンを採用する回転方向指定型のタイヤでは、タイヤ製造時に前記サイド補強層１０の補強コード１１の配置を、ショルダー部３ｂで回転方向に向かって傾斜するようにタイヤ成型すればよい。
【００３５】
また、サイド補強層１０のベルト層端部７ａを覆う重なり幅は、ベルト層７の一端側においてベルト層７の最大幅に対して５％以上であることが好ましく、重なり幅が５％未満であるとタイヤ加硫工程を経た後の補強層コードの径方向の収縮により締め付け幅が不足し、ベルト層７の拘束効果が十分得難くなり、また逆に重なり幅を広くしすぎてもベルト層７の締め付け効果の向上は得られず不必要なタイヤ重量増と成形効率の低下を招くことになり、その最大幅に対して２０％程度が好ましい範囲である。
【００３６】
サイド補強層１０がサイドウォール部３からベルト層７まで連続して設けられるので、ベルト層端部７ａとサイドウォール部３とに別々の補強部材を配置した従来のタイヤに比べサイドウォール部３の耐カット性を向上でき、またタイヤ部材数やタイヤ成型の作業工数をそれほど増大することがない。
【００３７】
サイド補強層１０内に配列される補強コードの傾斜角度θは、タイヤ周方向（Ａ）に対して４０〜７０°の範囲にあることが好ましい。この角度θが４０°未満であるとサイドウォール部３の周方向の剛性が高くなりすぎてタイヤ縦剛性が得られず操縦安定性の向上が見られず、転がり抵抗やコーナリングフォースのにも影響する。さらに、θが１０〜３０°付近の低角度になるとベルト層７のコード角度に接近し、ベルト層７に対する拘束性が低下し高速耐久性の向上が得られなくなる。
【００３８】
一方、傾斜角度θが７０°を超えるとベルト層７のコードとの交差角度が大きくなりベルト層端部７ａの締め付け効果が低下し高速耐久性が向上しない。また、補強プライ材の重ね合わせジョイント部においてサイドウォール部３に凹凸が発生しやすくなり、タイヤ外観やユニフォミティーを損ない好ましくない。
【００３９】
従って、補強コードの傾斜角度θがタイヤ周方向に対し４０〜７０°の範囲に配列することでタイヤの縦、横剛性をバランスさせタイヤ特性の偏りを生じることなく操縦安定性等の運動性能と耐久性との両立が可能となる。
【００４０】
本発明のタイヤ１の製造は、ベルト補強層１０を両サイドウォール部に設けること以外は、通常のタイヤの製法と同じであり、当該製法に準じて製造することができる。例えば、１次成型時のカーカスプライ折り返し後にサイド補強層１０を構成する１枚或いは複数枚の補強プライをサイドウォール部３に配置し、そのベルト層側の一端部側を１次成型タイヤに未接合の状態で２次成型を行いベルト層７を配置した後、そのベルト層７上に前記補強プライの未接合部分をコードの傾斜角度が変化しないように貼り付ければよい。但し、２次成型時にタイヤが曲面状に拡張されるので、その拡張率を考慮した補強コードの打ち込み密度と傾斜角度を持つ補強プライを用いる必要がある。
【００４１】
また、上記２次成型のタイヤ拡張時に、若干の傾斜角度の変化が補強コード１１上に発生することがあるが、サイド補強層１０内でのベルト端部のコード傾斜角度がタイヤ周方向に対し４０〜７０°の範囲にあれば、本発明の目的は達成される。
【００４２】
この補強コード１１としては、ナイロン６、６６などの脂肪族ポリアミド繊維、ポリエチレンテレフタレートやポリエチレンナフタレートなどのポリエステル繊維、アラミドなどの芳香族ポリアミド繊維、レーヨン等の有機繊維が挙げられ、また極細スチールフィラメントからなるスチールコード、炭素繊維、ガラス繊維等の無機繊維が例示されるが、サイドウォール部３からベルト層７にかけて連続して配設されることから、強度と柔軟性とを併せ持つ糸条（フィラメント）で構成される補強コードが好ましい。
【００４３】
中でも、タイヤ加硫成形時の熱収縮性によるベルト層端部の締め付け性及びタイヤ中での高タフネスによる衝撃吸収性、高速走行時の発熱に対する耐熱性、ゴムとの接着性やコストの観点から、脂肪族ポリアミド繊維が好ましく、特にナイロン６６が耐熱性の点で好ましい。
【００４４】
この補強コードの太さ（繊度）やタイヤショルダー部での補強プライの単位幅当たりの本数は、対象となるタイヤのサイズ、用途に応じて適宜設定することができる。例えば、補強コードがナイロンコードからなる場合、その太さ（繊度）は９４０ｄｔｅｘ／１〜１８６０ｄｔｅｘ／３とし、２５ｍｍ当たりの打ち込み密度を１０〜３０本程度とすることが好ましく、より好ましくは９４０ｄｔｅｘ／２〜１４００ｄｔｅｘ／２であり、その打ち込み密度が１８〜２５本／２５ｍｍ程度である。
【００４５】
また、サイド補強層１０の補強プライ数は、乗り心地やロードノイズを重視するタイヤでは１層にすることが好ましく、操縦安定性を重視するタイヤ或いはラリー用などの悪路走行や外傷耐久性を要するタイヤ、また商用車用や大型の比較的重荷重の条件で使用されるタイヤでは２層以上にすることが好ましく、タイヤのサイズ、用途等に応じて適宜増減することができる。
【００４６】
図３及び図４のタイヤ横半断面図、及びそのタイヤ内部構成の要部側面図に示す第２の実施形態のタイヤ１’のように、サイド補強層１０が、サイドウォール部３におけるカーカス層５の折り返し係止部５ａの外面側を覆ってビード部４の一部からタイヤ径方向外側に連続して延びてベルト層端部７ａの外面側を覆って配されたものでもよい。
【００４７】
これにより、ビード部４からサイドウォール部３の剛性を高めてカーカス層５折り返し部分の動きを拘束し、カーカスプライの折り返し係止部５ａでの接着破壊を抑えてビード部４でのセパレーション故障を防ぎ耐久性を向上すると共に、ビード部４の剛性が高められ操縦安定性の向上にも寄与することができるようになる。
【００４８】
また、カーカス層５の折り返し部分によりサイドウォール部３を補強するため、ベルト補強層７の端部近傍まで折り返し部を高くした、いわゆるハイターンアップ構造を不要としタイヤ成形効率を損なうこともない。
【００４９】
（実施例）
ナイロン６６、９４０ｄｔｅｘ／２、打ち込み密度３４本／２５ｍｍで平行に引き揃えたすだれ織物（高伸度糸のよこ糸使用）のゴム被覆反を補強プライとして１枚用い、１次成型後タイヤの両ショルダー部において表１及び表２に記載の所定角度で、コード傾斜方向がタイヤ中で左右同一になるように配置し、２次成型でベルト層上に補強プライの一端側をコード傾斜角度が変化しないように貼り付け、表１及び表２の各実施例、比較例のタイヤサイズが１９５／５５Ｒ１４８２Ｖである試験タイヤを製造した。表中のエンド数とは、タイヤ中でのショルダー部における補強コードの配列密度（本／２５ｍｍ）である。
【００５０】
補強コードの傾斜角度は、タイヤのショルダー部からサイド部の表面のゴム層をナイフで剥がし補強コードを露出させ、ベルト端位置にてタイヤ周方向に向かって接線（Ａ）を引き、周方向に対する補強コードの交差角度を測定した。
【００５１】
各試験タイヤについて、高速耐久性、耐サイドカット性、操縦安定性、サイドウォール部凹凸について、下記試験方法に従い評価し、結果を表１、表２に示す。ここで、試験タイヤの回転方向はショルダー部における補強コードの傾斜方向と同一方向とした。
【００５２】
なお、カーカス層はポリエステル１６７０ｄｔｅｘ／２コードの打ち込み密度２３本／２５ｍｍの１プライ、ベルト層はスチールコード２＋２×０．２５の打ち込み密度２１本／２５ｍｍの２プライ交差層とし、各試験タイヤにおいて共通の構成とした。
【００５３】
（試験方法）
高速耐久性：各試験タイヤを標準リムに空気圧３００ｋＰａで装着し、これをドラム径１７００ｍｍの回転ドラムに３４６Ｋｇ／タイヤの荷重を負荷した状態で速度２００Ｋｍ／時間から開始して１０分毎に１０Ｋｍ／時間ずつ速度アップしてタイヤが破壊した時の速度（Ｋｍ／時間）及びその速度での走行時間（分）を測定した。
【００５４】
耐サイドカット性（プランジャー試験）：各試験タイヤを標準リムに空気圧１９０ｋＰａで装着し、直径３２ｍｍ、先端部半球状、重量３０Ｋｇの鋼製ロッドをサイドウォール部に対して垂直に高さ３００ｍｍから落下させ、サイドウォール部のコード切れ本数を測定した。コード切れ本数が少ないほど良い。
【００５５】
操縦安定性：各試験タイヤを標準リムに組み付け、空気圧を１９０ｋＰａとして乗用車に装着し、３名のテストドライバーによってアスファルト乾燥路面における直進走行性、レーンチェンジ性、ハンドリング性等の運転操作の安定性をフィーリングにより１０点満点で評価した。なお、レーンチェンジ走行安定性の試験方法はＪＡＳＯＣ−７０７、ハンドリングはＪＡＳＯＣ−７０８に準じた。点数が高いほど良い。
【００５６】
サイドウォール凹凸：各試験タイヤを標準リムに空気圧３００ｋＰａで装着し、タイヤ最大幅付近のサイドウォール部の１周上を歪み計を用いて凹凸の波形を測定し、隣り合う凹凸部の差の最大値（ｍｍ）をサイドウォール凹凸値とした。値が小さいほど外観性が良い。
【００５７】
【表１】

【００５８】
【表２】

【００５９】
表１に示す結果から明らかなように、実施例はいずれもの場合も、高速耐久性、耐サイドカット性が十分であり、耐久性能と操縦安定性が同時に向上し外観性も良好であることが分かる。
【００６０】
補強コードの傾斜角度の小さい比較例１はベルト層の拘束効果が不足し高速耐久性が２ランク劣り、傾斜角度の大きすぎる比較例２は高速耐久性が１ランク劣り、操縦安定性もやや低下し、サイドウォール部の凹凸が大きく発生し外観性が悪く商品価値も低下する。また、タイヤ左右の補強コードの傾斜方向が異なる比較例３は、操縦安定性の向上が得られない。ベルト端部のみを補強する従来例１は高速耐久性は十分であるが、操縦安定性の向上が得られず、サイドウォール部のみを補強する従来例２では高速耐久性が不充分である。
【００６１】
【発明の効果】
上記したように、本発明によれば、タイヤの成型効率を損なうことなく、高速耐久性及びサイドウォール部の外傷カットに対する耐久性能を向上しながら、操縦安定性を同時に向上する空気入りラジアルタイヤが得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態のタイヤ横断面図である。
【図２】第１の実施形態のタイヤ内部構成の要部を示す側面図である。
【図３】第２の実施形態のタイヤ横断面図である。
【図４】第２の実施形態のタイヤ内部構成の要部を示す側面図である。
【図５】従来例のタイヤ横断面図である。
【図６】他の従来例のタイヤ横断面図である。
【符号の説明】
１……空気入りラジアルタイヤ
２……トレッド部
３……サイドウォール部
４……ビード部
５……カーカス層
６……トレッド部
７……ベルト層
７ａ……ベルト層端部
１０……サイド補強層
１１……補強コード
θ……傾斜角度

Claims

トレッド部、サイドウォール部及びビード部を有し、
タイヤ周方向に対しほぼ９０°の角度でコード配列された少なくとも１枚のカーカスプライを左右一対のビードコアの周りで内側から外側に折り返し係止したカーカス層と、前記カーカス層の径方向外側の前記トレッド部に配置した少なくとも２層の交差するベルト層とを有し、
前記カーカス層の外側に、補強コードをほぼ平行に配列した補強プライからなるサイド補強層を配した空気入りラジアルタイヤにおいて、
前記サイド補強層が、前記サイドウォール部からタイヤ径方向外側に連続して延び前記ベルト層端部の外面側を覆って配設され、
前記補強コードがタイヤ左右両側で同一方向に傾斜し配置されている
ことを特徴とする空気入りラジアルタイヤ。
前記サイド補強層が、前記カーカス層の折り返し係止部の外面側を覆ってタイヤ径方向外側に連続して延び前記ベルト層端部の外面側を覆って配設された
ことを特徴とする請求項１に記載の空気入りラジアルタイヤ。
前記補強コードの傾斜角度が、タイヤ周方向に対し４０〜７０°である
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の空気入りラジアルタイヤ。
前記補強コードが、ナイロン繊維コードである
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の空気入りラジアルタイヤ。
前記補強コードが、サイド部からベルト端部に延び、ショルダー部でタイヤ回転方向に向かって傾斜し配置されている
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の空気入りラジアルタイヤ。