JP2005001552A

JP2005001552A - ラジアルタイヤ

Info

Publication number: JP2005001552A
Application number: JP2003168168A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Miyazaki; 眞一宮崎
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 2003-06-12
Filing date: 2003-06-12
Publication date: 2005-01-06
Anticipated expiration: 2023-06-12
Also published as: DE602004008374D1; US20070169875A1; JP3947137B2; US20040250937A1; EP1486354B1; DE602004008374T2; EP1486354A1

Abstract

【課題】経済的でかつ耐久性、および乗り心地性に優れるタイヤを得ることができる。
【解決手段】トレッド部からサイドウォール部をへてビード部のビードコアに至るカーカスと、トレッド部の内方かつ前記カーカスの外側に配されかつバンドコードをタイヤ赤道と実質的に平行に螺旋巻きすることにより形成されたバンド層とを具えたラジアルタイヤである。前記バンドコードは、少なくとも５本以上の二次元の波状に型付けされた型付け素線ＦＡを含む合計９本の金属素線Ｆを用いてなり、かつ複数本の金属素線Ｆを捻り合わせた素線束Ｂの２〜４本を撚り合わすことにより形成された金属コードからなる。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、耐久性と操縦安定性とを向上しうるラジアルタイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】
従来、ラジアル構造のカーカスと、このカーカスの外側に配されかつ有機繊維コードを使用したバンドコードをタイヤ周方向に沿って螺旋巻きしたバンド層とを有する自動二輪車用ラジアルタイヤが、例えば下記特許文献１ないし２で提案されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平４−２７８８０５号公報
【特許文献２】
特開平７−９６７１０号公報
【０００４】
バンドコードに有機繊維コードを使用した自動二輪車用ラジアルタイヤでは、アラミド等の高弾性の材料の使用が試みられているが、コードの伸びが大きいため、タイヤが高速回転した時のトレッド部の浮き上がり（以下、このような現象を単に「リフティング」と呼ぶことがある。）を抑制する効果が十分ではない。このため、操縦安定性に面において不利となるばかりか、偏摩耗等が生じやすいという欠点を有していた。このような実情に鑑み、前記バンドコードにスチールコードを採用した自動二輪車用ラジアルタイヤが、例えば下記特許文献３ないし４で提案されている。
【０００５】
【特許文献３】
特開平４−３６２４０２号公報
【特許文献４】
特開平７−９６７１２号公報
【０００６】
特許文献３の技術は、バンドコードとして、３本の金属素線を型付けするとともにこれを撚り合わせたものが記載されているが、線径が０．１５ｍｍ程度の金属素線を使用した場合、一般に曲げ強度等が不足しやすく耐久性ないし耐摩耗性においてさらに改善の余地がある。また提案されている３×３構成のスチールコードは、撚り工程が複雑でコストが大となる。
【０００７】
また特許文献４の技術では、バンドコードとして、１ないし２本のスチールフィラメントからなるコアの回りに、１〜４本のスチールフィラメントからなるシースを撚り合わせた金属コードが記載されている。しかしながら、このような金属コードでは、コード径が大きく、またフィラメント間へのゴム浸透性が十分ではないため、コード内での錆の発生ないしその広がりにより、コードとゴムの接着力の低下や、コードの強度の低下、さらにはコードの破断をきたすおそれがある。さらに、このようなコードは、荷重−伸び曲線がコアの型付けに依存して決まるため、コードの伸び特性が不安定になり易い。特に大きな伸びを得ようとすると、コアの型付けを大きくする必要があり、これはコードの形態を不安定とする。
【０００８】
本発明は、以上のような実情に鑑み案出なされたもので、バンド層に用いるバンドコードに、型付けされた９本の金属素線を用いてなり、かつ複数本の金属素線を捻り合わせた素線束の２〜４本を撚り合わすことにより形成された金属コードを用いることを基本として、耐久性、操縦安定性をより一層向上しうるラジアルタイヤ、とりわけ自動二輪車用ラジアルタイヤを提供することを目的としている。
【０００９】
【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へてビード部のビードコアに至るカーカスと、トレッド部の内方かつ前記カーカスの外側に配されかつバンドコードをタイヤ周方向に沿って螺旋状に巻回することにより形成されたバンド層とを具えたラジアルタイヤであって、前記バンドコードは、少なくとも５本以上の二次元の波状に型付けされた型付け素線を含む合計９本の金属素線を用いてなり、かつ複数本の金属素線を捻り合わせた素線束の２〜４本を撚り合わすことにより形成された金属コードからなることを特徴としている。
【００１０】
また請求項２記載の発明は、前記金属素線は、線径ｄが０．１５〜０．２０ｍｍである請求項１記載のラジアルタイヤである。
【００１１】
また請求項３記載の発明は、前記型付け素線は、その波ピッチＰｗが１〜５ｍｍ、かつ波高さｈが０．１８〜０．６５ｍｍであり、前記金属コードの撚りピッチＰｃが５〜２０ｍｍでかつ前記素線束の捻りピッチＰｆが前記撚りピッチＰｃの３〜２０倍であることを特徴とする請求項１または２に記載のラジアルタイヤである。
【００１２】
また請求項４記載の発明は、前記素線束は、２〜４本の金属素線を捻り合わせてなることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のラジアルタイヤである。
【００１３】
また請求項５記載の発明は、前記素線束は、型付けの波ピッチ及び／または波高さが異なる複数種類の金属素線を含むことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の自動二輪車用のラジアルタイヤである。
【００１４】
【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は、ラジアルタイヤとして自動二輪車用ラジアルタイヤ１の右半分断面図を示す。図において、自動二輪車用ラジアルタイヤ（以下、単に「タイヤ」ということがある。）１は、トレッド面２Ｓが円弧状で滑らかに湾曲するトレッド部２と、その両端からタイヤ半径方向内方にのびる一対のサイドウォール部３と、各サイドウォール部３のタイヤ半径方向内方端に位置するビード部４とを有する。タイヤ１は、トレッド端Ｔｅ、Ｔｅ間のタイヤ軸方向距離であるトレッド巾ＴＷがタイヤ最大巾となるようにタイヤ断面形状を定めている。
【００１５】
また前記タイヤ１は、トレッド部２からサイドウォール部３をへてビード部４のビードコア５に至るカーカス６と、トレッド部２の内方かつ前記カーカス６の外側に配されるバンド層７とでタイヤの骨格部分を形成したものを例示している。
【００１６】
前記カーカス６は、カーカスコードをタイヤ周方向に対して７０〜９０°、より好ましくは８０〜９０゜の角度で配列させた１枚以上、本例では１枚のカーカスプライ６Ａにより形成される。カーカスコードとしては、ナイロン、ポリエステル、レーヨン、芳香族ポリアミド等の有機繊維コードが特に好適に採用される。また本形態のカーカスプライ６Ａは、ビードコア５、５間をトロイド状に跨る本体部６ａの両端に、前記ビードコア５をタイヤ軸方向内側から外側に向けて折り返して係止された折返し部６ｂを一連に具えている。そして、この本体部６ａと折返し部６ｂとの間には、前記ビードコア５からタイヤ半径方向の外方に先細状でのびるビードエーペックスゴム８が設けられる。これにより、ビード部４からサイドウォール部３に至るタイヤサイド部が好適に補強される。
【００１７】
前記バンド層７は、バンドコードをタイヤ周方向に沿って螺旋状に巻回した１枚以上、本例では１枚のバンドプライ７Ａから形成されたものを例示している。本実施形態のバンド層７は、カーカス６の外側に直接形成されているが、タイヤが乗用車用などのときにはベルト層（図示省略）を介在させてバンド層９を設けることもできる。
【００１８】
本形態のバンドプライ７Ａは、帯状プライ９を用いて形成されたものが例示される。帯状プライ９は、図２に示すように、トッピングゴムＧ中に１本、好ましくは図２の如く複数本のバンドコード１０…を平行に埋設した小巾かつ長尺体からなり、前記カーカス６の外側に螺旋巻きされることによってバンドプライ７Ａを形成する。バンドプライ７Ａは、１本の帯状プライ１０をトレッド端Ｔｅの一端側から他端側に向かって連続的に巻回されて形成される場合の他、２本の帯状プライを用いてタイヤ赤道Ｃ付近からそれぞれ両側のトレッド端Ｔｅに向かって巻回されて形成されるものなど種々の態様で形成しうる。
【００１９】
前記バンドプライ７Ａのタイヤ軸方向の幅であるバンド巾ＢＷは、例えば前記トレッド巾ＴＷの８０〜９５％程度に設定するのが好ましい。バンド幅ＢＷが、トレッド幅ＴＷの８０％未満になると、トレッド端Ｔｅ付近での剛性が十分に得られないため、例えば大きなキャンバ角が与えられたときに十分なキャンバースラストを発生し得ず旋回性を低下させる傾向があり、逆に９５％よりも大きくなると、バンドプライ７Ａの外端がトレッド端Ｔｅに接近するため、ゴムとの剥離等が生じやすくなる。
【００２０】
前記バンドコード１０は、図３にその横断面を略示するように、二次元の波状に型付けされた型付け素線ＦＡを５本以上含む合計９本の金属素線Ｆを用いてなり、かつ複数本の金属素線Ｆを捻り合わせた素線束Ｂの２〜４本をさらに撚り合わすことにより形成された金属コードが用いられる。
【００２１】
このようなバンドコード１０は、上記の構成により予め長いピッチ（後述）で捻り合わせて束ねた素線束Ｂを用いることにより、型付けの波の重なりを防止してコード径をコンパクトにしつつ金属素線Ｆ、Ｆ間に大きな空隙を形成しうる。このためコード内部へのトッピングゴムの浸透率が高まり、金属素線Ｆに錆が発生ないし拡大するのを効果的に防止し、ゴムとの接着力を長期に亘って高く維持することができる。従って、バンドプライ７Ａの耐久性、ひいてはタイヤの耐久性を大幅に向上しうる。またバンドコード１０は、金属素線Ｆを捻り合わせた素線束Ｂを、さらに撚り合わせることによって形成されるため、捻りを加えられた素線束Ｂはコードの伸びに対して抵抗として機能できる。従って、バンドコード１０は、オープン構造でありながら、その伸度が抑制され、タイヤの高速走行時におけるリフティングに対しても大きな拘束力を発揮してこれを確実に抑制しうる。従って、操縦安定性をも向上できる。
【００２２】
前記金属素線Ｆは、例えば炭素含有量が０．６５〜０．８８ｗｔ％、より好ましくは０．７０〜０．８８ｗｔ％の硬鋼線材を用いるのが好ましい。金属素線Ｆの炭素含有量が０．６５％を下回ると、素線の強度が低下する傾向があり、逆に０．８８ｗｔ％を超えると素線の硬度が高すぎて型付けの際に強度低下を大とする傾向がある。なお金属素線Ｆは、ゴム組成物との接着力を高めるために、表面に金属または樹脂など各種の表面処理（メッキ）を施したものが好ましい。
【００２３】
金属素線Ｆの線形ｄは特に限定はされないが、好ましくは０．１５〜０．２０ｍｍが望ましい。線径ｄが０．１５ｍｍ未満であると、９本の素線本数ではラジアルタイヤのバンド層７の補強コード材としては剛性が不足する傾向があり、逆に線径ｄが０．２０ｍｍよりも大であると、バンドコード１０としての剛性が過大となり、操縦安定性や乗り心地を悪化させる傾向がある。また本実施形態では、バンドコード１０を構成する全ての金属素線Ｆが同一の線径ｄを有する態様を示しているが、前記範囲内で異なる線径の金属素線Ｆを含ませても良い。
【００２４】
また金属素線Ｆを用いる際、全てが型付け素線ＦＡからなる態様と、１ないし４本が非型付け素線（図示省略）からなる態様とが含まれる。好ましくは全てを型付け素線ＦＡとするのが望ましく、本実施形態でもこのような態様が採用される。図４には、型付け素線ＦＡの撚り合わされる前の状態を平面で示す。
【００２５】
型付け素線ＦＡは、本例では波の山部Ｕと谷部Ｄとを交互に繰り返す２次元の波状の型付けが施されたものが例示される。２次元の型付けは、３次元の例えばスパイラル状の型付け等に比して、加工が容易であり、また素線Ｆ、Ｆ間に隙間を形成するのが容易となり、波高さｈなどが比較的小さくてもコード内部へのゴムの浸透性を十分に確保するのに役立つ。また多数本の素線Ｆを有する場合であっても、コード径をコンパクト化しつつ上記隙間を形成してゴム浸透性を高めるのに役立つ。前記型付けは、本例では山部Ｕと谷部Ｄとの間に直線部１３を介在させたジグザグ状のものが例示される。これは、コード内部へのゴムの浸透性をより一層高めるのに役立つ。型付け素線ＦＡは、直線部１３に代えて滑らかな曲線部を用い、正弦波状の型付けが施されたものも用い得る。
【００２６】
前記型付け素線ＦＡは、前記型付けの波ピッチＰｗが１〜５ｍｍ、かつ波高さｈが０．１８〜０．６５ｍｍであるのが望ましい。図４に示すように、波ピッチＰｗは山部Ｕ又は谷部Ｄのピークトウピークで測定し、波高さｈは、これを直角な山部Ｕと谷部Ｄとの距離として測定される。前記波ピッチＰｗが、１ｍｍ未満であると型付け加工時に金属素線Ｆが受けるダメージが大きく、素線の強度を低下させるおそれがあり、逆に５ｍｍよりも大になると、ゴムの浸透性が低下しやすくなる。また波高さｈが０．１８ｍｍ未満であると、ゴム浸透性を確保するのが困難となり、逆に０．６５ｍｍよりも大であると、コード径が大となる他、その型付け加工により型付け素線ＦＡが受けるダメージが大きく素線の強度低下の原因となりやすく好ましくない。
【００２７】
また型付け素線ＦＡは、前記波ピッチＰｗ及び／又は波高さｈが異なる２種以上の型付け素線ＦＡ１、ＦＡ２を含むことも好ましい。これは、９本という比較的多数本の金属素線Ｆを撚り合わせる際に波の位相、高さをずらせるのに有利に役立ち、ひいてはコード内部にゴムの浸透率を高めるのに効果がある。
【００２８】
前記素線束Ｂは、複数本の金属素線Ｆを捻り合わせて形成されるが、１本の素線束Ｂには、好ましくは２〜５本、より好ましくは２〜４本の金属素線Ｆを含ませるのが望ましい。また１本のバンドコード１０は、少なくとも２本以上の素線束Ｂが含まれるが、好ましくは３本の素線束とするのが望ましい。なお図３には、１本のバンドコード１０が３本の素線束Ｂ１ないしＢ３を撚り合わせて形成されたものが例示され、かつ各素線束Ｂ１ないしＢ３は、いずれも３本の金属素線Ｆからなる態様が示されている。また、表１には、本発明のバンドコードとして含まれるコード構成を示す。特に好ましいのは、コードＮｏ．５、Ｎｏ．６である。
【００２９】
【表１】

【００３０】
素線束Ｂは、複数本の金属素線Ｆを撚るのではなく、捻り合わせて構成される。従って、素線束Ｂでは各素線Ｆに、通常の「撚り」には見られない実質的なトルク（ねじりモーメント）が作用し、これは型付け素線ＦＡの前記二次元の型付けを複雑な３次元形状へと変化させる。これにより、素線束Ｂは、金属素線Ｆ、Ｆ間に大きな隙間を保ちつつコンパクトに束ねられる。また捻り合わせる際の捻りピッチＰｆは、最終の撚りピッチＰｃの３〜２０倍と非常に大きく設定するのが望ましい。
【００３１】
捻りピッチＰｆが、最終の撚りピッチＰｃの３倍未満であると、素線束Ｂをばらけさせる解撚トルクが大きくなり、ひいてはコード１０のばらけが生じやすくなるなど保形性が悪化する傾向があり、逆に２０倍を超えると、捻りピッチが著しく大となり、素線束Ｂを大型化しかつばらけやすくする他、素線束Ｂにおいて型付け素線ＦＡ、ＦＡ同士の型付けが重なり易くなる。このように、最終の撚りに先立ち、金属素線Ｆの束を、最終のピッチＰｃの３〜２０倍という比較的長い捻りピッチＰｆに限定する場合には、型付け素線ＦＡ、ＦＡ同士の型付けの波の重なりを効果的に防止しつつコンパクトに束ねることができる。
【００３２】
そして、図５に示すように、素線束Ｂ１ないしＢ３は、好ましくは５〜２０ｍｍの最終の撚りピッチＰｃにて撚り合わされ、バンドコード１０が形成される。前記撚りピッチＰｃが５ｍｍ未満となると、強度が低下するという傾向があり、逆に２０ｍｍを超えると、ゴム浸透性に劣るという傾向がある。本実施形態ではバンドコード１０は、素線束Ｂを形成するための捻り方向と、最終の撚り方向とを同一方向としている。但し、これらは互いに逆方向とすることもできる。この場合、コード１０の解撚トルクをバランスさせてコード形状を安定化するのに役立つ。
【００３３】
以上、本発明の特に好ましい実施形態について詳述したが、本発明は図示の実施形態に限定されることなく、乗用車用タイヤなどのバンド層にも適用できるなど種々の態様に変形して実施しうる。
【００３４】
【実施例】
本発明の効果を確認するために、種々の金属コードを表２の仕様で試作するとともに、試供コードの特性及び試供コードをバンドコードに用いたときの自動二輪車用ラジアルタイヤの性能について比較評価を行った。
【００３５】
なお自動二輪車用ラジアルタイヤは、図１に示した基本構成を有し、バンドコードのみ相違させたものである。共通仕様としては、サイズ１８０／５５ＺＲ１７であり、カーカスは、ナイロン６６のカーカスコード（１４００ｄｔｅｘ／２）をタイヤ赤道に対して９０゜で傾けた１枚のカーカスプライで形成した。なおカーカスコードの打ち込み本数は、ビードコアの内側位置にて３８（本／５ｃｍ）とした。またバンド層は、いずれの供試タイヤについても帯状プライをカーカスの外側に螺旋巻きすることにより形成した。
テスト方法は次の通りである。
【００３６】
＜ゴムの浸透率＞
試供金属コードを用いたバンドプライを有する自動二輪車用ラジアルタイヤを製造し、そのタイヤからバンドコードをトッピングゴムが付着した状態で取出す。このゴム付コードの表面からできる限りゴムを除去した後、断面からナイフを入れて素線の内、隣り合う２本の素線を除去し、除去された２本の素線と残りの素線束との間に形成されている空隙にゴムが完全に充填されている部分の長さを約１０ｃｍにわたり測定し、ゴムが充填されている部分の長さの全長さに対する比率をもってゴムの浸透率とする。上記測定を１０本のコードについて行い、平均値をもってコードの測定値とする。
【００３７】
＜吸湿高速耐久性＞
７０℃×９８％ＲＨの雰囲気中に供試タイヤを７日間放置した後、ドラム走行試験機を用いて耐久テストを行った。耐久テストは、空気圧２５０ｋＰａ、荷重２．４５ｋＮの下、速度８０ｋｍ／Ｈから走行を開始し、２４時間走行毎に速度を１０ｋｍ／Ｈづつ増加させてタイヤが損傷するまでの走行距離を求めた。評価は、比較例２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。
【００３８】
＜操縦安定性（高速直進安定性・旋回時のグリップ感）＞
供試タイヤを排気量７５０ｃｍ^３の自動二輪車の後輪に装着して舗装路を走行させ、ドライバーの官能により評価するとともに、比較例２を１００とする指数で表示した。数値が大きいほど、乗り心地性に優れていることを示す。
【００３９】
＜耐摩耗性＞
前記試験車両を使用して一般路を走行させ、トレッドゴムが１ｍｍ摩耗するのに要した走行距離を測定した。評価は、比較例２の走行距離を１００とする指数で表示した。数値が大きいほど良好である。テストの結果を表２に示す。
【００４０】
【表２】

【００４１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明のラジアルタイヤは、操縦安定性と耐久性とを向上でき、とりわけ自動二輪車用ラジアルタイヤとして適用した場合には、非常に良好な高速直進安定性と旋回時のグリップ感とを発揮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態を示す自動二輪車用ラジアルタイヤの断面図である。
【図２】帯状プライの一例を示す部分斜視図である。
【図３】バンドコードの一例を示す断面図である。
【図４】型付け素線の一例を示す平面図である。
【図５】バンドコードの形成過程を説明する平面図である。
【符号の説明】
１自動二輪車用ラジアルタイヤ
２トレッド部
３サイドウォール部
４ビード部
５ビードコア
６カーカス
７バンド層
９帯状プライ
１０バンドコード
Ｂ、Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３素線束
Ｆ金属素線
ＦＡ型付け素線
Ｕ山部
Ｄ谷部

Claims

トレッド部からサイドウォール部をへてビード部のビードコアに至るカーカスと、トレッド部の内方かつ前記カーカスの外側に配されかつバンドコードをタイヤ周方向に沿って螺旋状に巻回することにより形成されたバンド層とを具えたラジアルタイヤであって、
前記バンドコードは、少なくとも５本以上の二次元の波状に型付けされた型付け素線を含む合計９本の金属素線を用いてなり、かつ複数本の金属素線を捻り合わせた素線束の２〜４本を撚り合わすことにより形成された金属コードからなることを特徴とするラジアルタイヤ。
前記金属素線は、線径ｄが０．１５〜０．２０ｍｍである請求項１記載のラジアルタイヤ。
前記型付け素線は、その波ピッチＰｗが１〜５ｍｍ、かつ波高さｈが０．１８〜０．６５ｍｍであり、
前記金属コードの撚りピッチＰｃが５〜２０ｍｍでかつ前記素線束の捻りピッチＰｆが前記撚りピッチＰｃの３〜２０倍であることを特徴とする請求項１または２に記載のラジアルタイヤ。
前記素線束は、２〜４本の金属素線を捻り合わせてなることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のラジアルタイヤ。
前記素線束は、型付けの波ピッチ及び／または波高さが異なる複数種類の金属素線を含むことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の自動二輪車用のラジアルタイヤ。