JP2005343358A - 空気入りラジアルタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】既存の製造設備を利用して低コストで耐ベルトエッジセパレーション性能の向上を可能にする空気入りラジアルタイヤを提供する。
【解決手段】トレッド部におけるカーカス層４の外周に積層したベルト層２、３のスチールコード１の撚りピッチをタイヤ幅方向において、中央部よりも両エッジ部で小さくして両エッジ部の曲げ剛性を低下させてエッジ部に集中する圧縮・せん断応力を分散、緩和させて耐ベルトエッジセパレーション性能を向上させる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、空気入りラジアルタイヤに関し、さらに詳しくは、耐ベルトエッジセパレーション性能に優れた空気入りラジアルタイヤに関するものである。

高速走行用の空気入りラジアルタイヤの場合には、走行中の遠心力によるベルト層エッジ部のせり上がり量が大きく、また発熱も大きいためベルトエッジセパレーションを起こしやすいという問題があった。

このようなベルトエッジセパレーションを防ぐ対策としては、ベルト層のエッジ部にタイヤ周方向に略０度で巻き付けた補強コードからなる補強層を設けるなど、様々な試みがなされている。しかしこれら多くの対策の中でも、一般にベルト層のエッジ部の剛性を低下させることによって応力集中を緩和させる手段が効果的とされている。

例えば、ベルト層のエッジ部のスチールコードのタイヤ周方向に対する傾斜角度をタイヤ幅方向の中央部よりも両エッジ部で大きくして、エッジ部の剛性を低下させる提案（例えば特許文献１参照）、ベルト層のエッジ部をジクザクに切断してエッジ部の剛性を低下させる提案（特許文献２参照）、さらにエッジ部のスチールコードだけを扁平化してエッジ部の剛性を低下させる提案（特許文献３参照）などがある。しかし、いずれの提案も既存のタイヤ製造設備では実施が困難であり、実施に際しては巨額の設備投資が必要とされ、コストがかかるという問題があった。
特開平９−４８２１２号公報 特開平９−１７５１１０号公報 特開平８−２５９１１号公報

本発明の目的は、既存の製造設備を利用して低コストで耐ベルトエッジセパレーション性能の向上を可能にする空気入りラジアルタイヤを提供することにある。

上記目的を達成するため本発明の空気入りラジアルタイヤは、トレッド部におけるカーカス層の外周に、複数の素線ワイヤを撚り合わせたスチールコードからなるベルト層を配置した空気入りラジアルタイヤにおいて、前記スチールコードの撚りピッチを前記ベルト層のタイヤ幅方向中央部よりも両エッジ部で小さくしたことを特徴とするものである。

本発明の空気入りラジアルタイヤによれば、積層したベルト層のスチールコードの撚りピッチをタイヤ幅方向において、中央部よりも両エッジ部で小さくしたので、両エッジ部の曲げ剛性を低下させることができる。したがって、ベルト層のエッジ部に集中する圧縮・せん断応力を分散、緩和させるため耐ベルトエッジセパレーション性能を向上させることができる。また、スチールコードの撚りピッチを中央部とエッジ部とで変えるだけでよいので、既存のタイヤ製造設備をほとんど変更することなく活用できるので、設備投資負担が軽く、生産効率も維持することができる。

以下、本発明の空気入りラジアルタイヤを図に示した実施形態に基づいて説明する。
図１において、ＣＬはタイヤのトレッド部の赤道に対応するセンターラインを示す。カーカス層４はカーカスコード４ａがセンターラインＣＬと略直交する方向に延長している。このカーカス層４の外周に上下二層のベルト層２、３が周方向に一周するように設けられている。

ベルト層２、３を構成するスチールコード１はタイヤ周方向に対して互い反対方向に同角度をなして傾斜し、タイヤ周方向に対してなす傾斜角度αは１５〜３０度に設定されている。スチールコード１は複数本の素線ワイヤが撚り合わされて形成され、その撚りピッチがタイヤ幅方向において、中央部よりも両エッジ部で小さくなっている。図２はスチールコード１が中央部で撚りピッチの大きい部分ＰＬと両エッジ部で撚りピッチの小さい部分ＰＳを有している状態を模式的に示している。

なお、ベルト層のタイヤ幅方向の中央部とは、タイヤ幅方向中心から両側にそれぞれベルト層幅の８０％内の幅にある範囲を意味する。また、タイヤ幅方向の両エッジ部とはタイヤ幅方向の中央部を除いた範囲を意味する。撚りピッチは各範囲での平均値をいう。

上述のように複数本の素線ワイヤが撚り合わされたスチールコード１は撚りピッチが小さいとコード軸方向に対する撚り角が大きくなるので、撚りピッチが小さいほど曲げ剛性が小さくなり、反対に撚りピッチが大きいほど曲げ剛性が大きくなる。上記のようにスチールコード１の撚りピッチの小さい部分が配置されることによりベルト層２、３のエッジ部の剛性が低下すると、遠心力によるせり上がりによりエッジ部に集中する応力が分散されるため、耐ベルトエッジセパレーション性能を向上させることができる。

このような効果を一層向上するため、ベルト層２、３のエッジ部におけるスチールコード１の撚りピッチとしては、中央部の４０〜８０％とするのが好ましい。４０％よりも小さいとエッジ部の曲げ剛性の低下しすぎにより操縦安定性が悪化する。また、８０％よりも大きいと曲げ剛性の低下が少ないため、耐ベルトエッジセパレーション性能向上効果が不十分になる。

本発明に使用するベルト層２、３は、図３に示すスチールコードの製造工程と図４に示すカレンダー工程により製造することができる。スチールコード１は、素線ワイヤ７を巻回したリール６を撚り装置５の供給側に複数個セットし、これら複数のリール６から素線ワイヤ７を引き出し、撚り装置５で所定の撚りを与えながら連続的に製造される。撚り装置５では間欠的に加撚数を変化させることにより、長手方向に撚りピッチを変更し、所定長さで撚りピッチが大きい部分ＰＬと小さい部分ＰＳが交互に繰り返すスチールコード１を製造する。

上述のようにして得られたスチールコード１は、ベルトカレンダー材を製造するとき、図４のように撚りピッチが大きい部分ＰＬが長手方向に順次ずれるように複数本を配列し、このベルトカレンダー材を撚りピッチの小さい部分ＰＳの中間位置でバイアスに切断してベルト材８を製造する。このベルト材８をタイヤ周方向に一周するように巻き付けることでベルト層２、３を形成することができる。これらの工程はすべて、既存の製造設備で実施することができる。

タイヤサイズを２１５／４５Ｒ１７、タイヤ構造を図１、ベルト層のスチールコードに２＋２（０．２５）撚り構造のコードを使用することを共通条件とし、スチールコードの撚りピッチをタイヤ幅方向の中央部と両エッジ部とで図１のように異ならせた５種類（従来例1〜２、実施例１〜３）のタイヤを製作した。これら５種類のタイヤについて、下記の測定法によりドラム耐久性テストおよび操縦安定性を測定した結果は表１に示すとおりであった。

[ドラム耐久性テスト]
各タイヤをリムサイズ１７×７ＪＪのリムに組み付け、内圧を２２０ｋＰａにして規定最大荷重の８８％の負荷をかけながら、ドラム径１７０７ｍｍの室内ドラム試験機のドラム上を速度を３０分毎に８ｋｍ／ｈづつ上げてゆき、ベルトエッジセパレーションが発生するまでの走行距離を測定するものである。評価は従来例１のタイヤの走行距離を１００とする指数で行い、その数値が大きい程、耐ベルトエッジセパレーション性能に優れていることを意味する。

[操縦安定性]
各タイヤを実車に装着して平滑な舗装路面のテストコースでのテストドライバーによるフィーリング評価で、主にレーンチェンジやコーナリングについて評価した。評価は従来例１のタイヤを１００とする指数で行い、数値が大きい程操縦安定性に優れていることを意味する。

この結果から実施例１〜３の本発明のタイヤは、スチールコードの撚りピッチをタイヤ幅方向中央部よりも両端部で小さくしたので、従来例１〜２に比べて、耐ベルトエッジセパレーション性能が優れていることが確認できた。また、タイヤ幅方向中央部のスチールコードの撚りピッチを従来例１、２と同じにしているので、操縦安定性を悪化させることもなかった。

本発明の空気入りタイヤのベルト層の部分を例示する展開面図である。 図１のタイヤにおけるベルト層内のスチールコードの撚り状態を示す模式図である。 本発明に使用するスチールコードの製造工程を示す説明図である。 本発明に使用するベルト層の製造工程を示す説明図である。

符号の説明

１ スチールコード
２ ベルト層（タイヤ半径方向外周側）
３ ベルト層（タイヤ半径方向内周側）
４ カーカス層
４ａ カーカスコード
５ 撚り装置
６ リール
７ 素線ワイヤ
８ ベルト材

Claims (2)

1. トレッド部におけるカーカス層の外周に、複数の素線ワイヤを撚り合わせたスチールコードからなるベルト層を配置した空気入りラジアルタイヤにおいて、前記スチールコードの撚りピッチを前記ベルト層のタイヤ幅方向中央部よりも両エッジ部で小さくした空気入りラジアルタイヤ。
2. 前記ベルト層の両エッジ部におけるスチールコードの撚りピッチが前記ベルト層の中央部における撚りピッチの４０〜８０％である請求項１に記載の空気入りラジアルタイヤ。

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