JP2006035955A - 空気入りラジアルタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】 タイヤ偏平率を小さくした場合であっても、耐偏摩耗性や操縦安定性を向上することを可能にした空気入りラジアルタイヤを提供する。
【解決手段】 一対のビード部３，３間にカーカス層４を装架し、トレッド部１におけるカーカス層４の外周側にベルト層６ａ〜６ｄを埋設した空気入りラジアルタイヤにおいて、ベルトコードが互いに交差するベルト層６ｂ，６ｃの層間に、複数のループ部が順次部分的に重なるようにストリップ状に加工されたスチールコイル１０をタイヤ周方向に螺旋状に巻回してなるベルト補助層７を配置する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、トレッド部におけるカーカス層の外周側にベルト層を埋設した空気入りラジアルタイヤに関し、更に詳しくは、タイヤ偏平率を小さくした場合であっても、耐偏摩耗性や操縦安定性を向上することを可能にした空気入りラジアルタイヤに関する。

近年、空気入りラジアルタイヤの偏平化は留まる所を知らず、乗用車用タイヤや小型トラック用タイヤのみならず、トラック・バス用タイヤについても、例えば偏平率４５％以下という偏平タイヤが要求されるようになっている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。これは、主として車両の外観の向上やバスの低床化等を目的とした車両の低車高化に起因するものである。

ところが、偏平化されたタイヤは、接地幅が増大し、接地長が短くなる傾向がある。つまり、理想的な接地形状は概ね矩形であるが、偏平化されたタイヤでは、トレッドセンター部での接地長さが両ショルダー部付近での接地長さよりも大幅に短くなり、その結果として、正常な摩耗特性や操縦安定性を確保することが困難になる。そのため、空気入りラジアルタイヤの偏平化に際して、接地形状を適正化し、耐偏摩耗性や操縦安定性を向上することが望まれている。
特開平１０−２５８６１２号公報 特開２０００−１８５５１２号公報

本発明の目的は、タイヤ偏平率を小さくした場合であっても、耐偏摩耗性や操縦安定性を向上することを可能にした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の本発明の空気入りラジアルタイヤは、一対のビード部間にカーカス層を装架し、トレッド部におけるカーカス層の外周側にベルト層を埋設した空気入りラジアルタイヤにおいて、ベルトコードが互いに交差するベルト層の層間に、複数のループ部が順次部分的に重なるようにストリップ状に加工されたスチールコイルをタイヤ周方向に螺旋状に巻回してなるベルト補助層を配置したことを特徴とするものである。

本発明では、ベルトコードが互いに交差するベルト層の層間に、複数のループ部が順次部分的に重なるようにストリップ状に加工されたスチールコイルをタイヤ周方向に螺旋状に巻回してなるベルト補助層を配置することにより、ベルト層全体の剛性を高くする。そのため、タイヤ偏平率を小さくした場合であっても、接地形状を適正化し、耐偏摩耗性や操縦安定性を向上することができる。

本発明において、ベルト補助層を構成するスチールコイルは、その機能を最大限に発揮するために、以下の条件を満足することが好ましい。即ち、ストリップ状のスチールコイルの幅は１０．０ｍｍ〜３０．０ｍｍであることが好ましい。スチールコイルは単一の素線から構成されることが好ましい。スチールコイルの素線径は０．１ｍｍ〜１．０ｍｍであることが好ましい。スチールコイルのループ部のラップ数は２〜５であることが好ましい。更に、スチールコイルのループ部のタイヤ周方向の径に対するタイヤ軸方向の径の偏平比は１／３〜３であることが好ましい。

本発明は、乗用車用空気入りラジアルタイヤ（ＰＣ）、小型トラック用空気入りラジアルタイヤ（ＬＴ）、トラック・バス用空気入りラジアルタイヤ（ＴＢ）、建設車両用空気入りラジアルタイヤ（ＯＲ）等の各種空気入りラジアルタイヤに適用可能であるが、特にタイヤ偏平率が５０％以下である空気入りラジアルタイヤに適用した場合に顕著な作用効果を奏するものである。

以下、本発明の構成について添付の図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は本発明の実施形態からなるトラック・バス用空気入りラジアルタイヤを示し、図２はそのベルト層及びベルト補助層を抽出して示すものである。図１において、ＣＬはタイヤセンターライン、１はトレッド部、２はサイドウォール部、３はビード部である。一対のビード部３，３間にはカーカス層４が装架されている。カーカス層４は、タイヤ径方向に配列する複数本のカーカスコードから構成されている。カーカスコードとしては、有機繊維コード又はスチールコードが使用される。各ビード部３にはビードコア５が埋設され、カーカス層４のタイヤ幅方向の端部がビードコア５の廻りにタイヤ内側から外側に折り返されている。更に、ビード部３にはビードコア５及びカーカス層４を包み込むようにスチール補強層３ａが埋設されている。

一方、トレッド部１におけるカーカス層４の外周側には、複数層のベルト層６ａ〜６ｄがタイヤ全周にわたって埋設されている。これらベルト層６ａ〜６ｄはタイヤ周方向に対して１５〜７０°の角度で傾斜する複数本のベルトコードを含み、そのベルトコードが少なくとも一対の層間で互いに交差するように配置されている。本実施形態では、カーカス層側から数えて２番目のベルト層６ｂと３番目のベルト層６ｃとの層間でベルトコードが互いに交差している。ベルトコードとしては、スチールコードが好ましく使用される。

上記空気入りラジアルタイヤにおいて、図１及び図２に示すように、ベルトコードが互いに交差するベルト層６ｂ，６ｃの層間には、ストリップ状に加工されたスチールコイル１０をタイヤ周方向に螺旋状に巻回してなる少なくとも１層のベルト補助層７が配置されている。なお、ベルトコードが互いに交差するようなベルト層の積層箇所が複数存在する場合、主たるタガ効果の発揮を期待するベルト層の層間にスチールコイルからなるベルト補助層を配置することが好ましい。一方、ベルトコードが互いに平行となるベルト層の層間にスチールコイルからなるベルト補助層を配置した場合、ベルト層の捩じれ変形が大きくなり、タイヤの直進性が悪化するため好ましくない。

ベルト補助層７は、ベルトコードがクロスしたベルト層の層間の全域にわたって介在していることが望ましい。より具体的には、ベルト補助層７の総幅は、その上下のベルト層の最小幅の９０％以上かつ最大幅の１１０％以下であることが望ましい。また、ベルト補助層７において、隣り合うストリップ状のスチールコイル１０は、そのストリップ幅の２０％以下の間隔で離間させるか、そのストリップ幅の２０％以下の重なり代で重ね合わせることが可能であるが、特にストリップ幅の０〜１０％の間隔で配置することが好ましい。このようなベルト補助層７は、ラジアルタイヤの最低限の機能を既に保有しているタイヤ構造に対して、タイヤ性能の更なる改善効果を付与するものである。

図３（ａ）〜（ｂ）はベルト補助層を構成するスチールコイルを示すものである。図３（ａ）〜（ｂ）に示すように、スチールコイル１０は、複数のループ部１１を有し、これらループ部１１が順次部分的に重なるようにストリップ状に加工されている。隣り合うループ部１１，１１の相互間には例えば直線形状の癖付け部１２が形成されている。

上記スチールコイル１０の成形方法は、特に限定されるものではないが、以下の方法を例示することができる。即ち、スチール線材を円筒コイル状に成形した後、端末のループ部をコイル軸方向と直交する方向にずらした状態で、端末のループ部とそれに繋がるループ部との間の部分を癖付けする。そして、この癖付け加工を繰り返し行うことにより、隣り合うループ部１１，１１の相互間に癖付け部１２を備えたストリップ状のスチールコイル１０が得られる。

上述のように複数のループ部１１が順次部分的に重なるようにストリップ状に加工されたスチールコイル１０をタイヤ周方向に螺旋状に巻回してなるベルト補助層７を、ベルトコードが互いに交差するベルト層６ｂ，６ｃの層間に配置した場合、ベルト層６ａ〜６ｄ全体の剛性が高くなり、加硫工程で付与された金型形状に近似するタイヤ形状が接地時においても維持される。そのため、タイヤ偏平率を小さくした場合であっても、接地形状を適正化し、耐偏摩耗性や操縦安定性を向上することができる。

スチールコイル１０の幅Ｗは、１０．０ｍｍ〜３０．０ｍｍの範囲に設定されている。この幅Ｗが１０．０ｍｍ未満であるとスチールコイル１０の巻回数が過大になるためタイヤの生産性が低下し、逆に３０．０ｍｍを超えると補強層としての機能が低下する。

スチールコイル１０は単一の素線（スチールワイヤ）又は複数本の素線を撚り合わせたスチールコード等のスチール線材から構成することが可能であるが、単一の素線から構成することが望ましい。ここで、スチールコイル１０の素線径ｄは、０．１ｍｍ〜１．０ｍｍの範囲から選択される。この素線径ｄが０．１ｍｍ未満であると剛性が不足して接地形状の適正化が困難になり、逆に１．０ｍｍを超えると剛性が高くなり過ぎて乗心地性が悪化する。スチールコイル１０の素線径のより好ましい範囲は、０．１７５ｍｍ〜０．７ｍｍである。

スチールコイル１０のループ部１１のラップ数Ｎは、２〜５の範囲に設定されている。このラップ数Ｎが２未満であると剛性が不足して接地形状の適正化が困難になり、逆に５を超えると剛性が高くなり過ぎて乗心地性が悪化する。ここで、スチールコイル１０のループ部１１のラップ数Ｎとは、隣り合うループ部１１，１１のタイヤ周方向のずれ量をδとしたとき、ループ部１１のタイヤ周方向の径Ｄ１に対するずれ量δの比（δ／Ｄ１）の逆数である。つまり、隣り合うループ部１１，１１のタイヤ周方向のずれ量δがループ部１１のタイヤ周方向の径Ｄ１の１／２である場合、そのラップ数Ｎは２である。従って、図３（ａ）〜（ｂ）に示すスチールコイル１０ではラップ数Ｎが３である。

スチールコイル１０のループ部１１のタイヤ周方向の径Ｄ１に対するタイヤ軸方向の径Ｄ２の偏平比（Ｄ２／Ｄ１）は、１／３〜３の範囲に設定されている。偏平比（Ｄ２／Ｄ１）が小さくなるとループ部同士の重なりが大きくなって補強効果が増大するが、その比が１／３未満になるとスチールコイル１０が折れ曲がり易くなる。一方、偏平比（Ｄ２／Ｄ１）が３を超えると剛性が不足して接地形状の適正化が困難になる。偏平比（Ｄ２／Ｄ１）のより好ましい範囲は１／２〜２である。

タイヤサイズ４３５／４５Ｒ２２．５で、４層のスチールベルト層を備えたトラック・バス用空気入りラジアルタイヤにおいて、ベルト層に付加するベルト補助層の構成だけを種々異ならせた比較例１〜３及び実施例１〜２のタイヤをそれぞれ製作した。

比較例１は、４層のスチールベルト層に対して、ベルト補助層を付加していないものである。比較例２は、ストリップ状に加工された直径０．４ｍｍのスチール素線からなるスチールコイルをタイヤ周方向に螺旋状に巻回してなる１層のベルト補助層を、ベルトコードが互いに交差する２番目のベルト層と３番目のベルト層との間に配置し、スチールコイルの幅Ｗ（Ｗ＝Ｄ１）を１４．０ｍｍとし、ラップ数Ｎを１としたものである。なお、Ｎ＝１は隣り合うループ部が重なり合っていない状態である。比較例３は、ストリップ状に加工された直径０．４ｍｍのスチール素線からなるスチールコイルをタイヤ周方向に螺旋状に巻回してなる１層のベルト補助層を、４層のベルト層の外周側に配置し、スチールコイルの幅Ｗ（Ｗ＝Ｄ１）を１４．０ｍｍとし、ラップ数Ｎを２としたものである。

実施例１は、ストリップ状に加工された直径０．４ｍｍのスチール素線からなるスチールコイルをタイヤ周方向に螺旋状に巻回してなる１層のベルト補助層（幅３００ｍｍ）を、ベルトコードが互いに交差する２番目のベルト層と３番目のベルト層との間に配置し、スチールコイルの幅Ｗ（Ｗ＝Ｄ１）を１４．０ｍｍとし、ラップ数Ｎを２としたものである。また、実施例２は、ストリップ状に加工された直径０．４ｍｍのスチール素線からなるスチールコイルをタイヤ周方向に螺旋状に巻回してなる２層のベルト補助層（幅３００ｍｍ）を、ベルトコードが互いに交差する２番目のベルト層と３番目のベルト層との間に配置し、スチールコイルの幅Ｗ（Ｗ＝Ｄ１）を１０．０ｍｍとし、ラップ数Ｎを２としたものである。

これら試験タイヤについて、下記の試験方法により、接地形状、操縦安定性を評価し、その結果を表１に示した。

接地形状：
試験タイヤに９００ｋＰａの空気圧を充填し、ＪＡＴＭＡイヤーブック（２００４年度版）に規定される負荷能力の１００％の荷重を負荷したときの接地形状をプリントし、トレッドセンター部での接地長さを両ショルダー部付近の最大の接地長さで除した値（接地長さ比）を求めた。この値が１．０に近いほど接地形状が矩形に近くなり良好である。

操縦安定性：
試験タイヤを空気圧９００ｋＰａとして最大積載量１０トンの国産トラックに装着し、乾燥路面においてテストドライバーによるフィーリング評価を実施した。評価結果は、比較例１を１００とする指数にて示した。この指数値が大きいほど操縦安定性が優れていることを意味する。

表１から判るように、実施例１〜２のタイヤは、良好な接地形状を有し、操縦安定性が優れていた。一方、比較例１〜３のタイヤは、接地形状の改善効果が不十分であり、操縦安定性の改善効果も不十分であった。

本発明の実施形態からなるトラック・バス用空気入りラジアルタイヤを示す子午線半断面図である。 図１の空気入りラジアルタイヤにおけるベルト層及びベルト補助層を抽出して示す平面図である。 ベルト補助層を構成するスチールコイルを示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。

符号の説明

１ トレッド部
２ サイドウォール部
３ ビード部
３ａ スチール補強層
４ カーカス層
５ ビードコア
６ａ〜６ｄ ベルト層
７ ベルト補助層
１０ スチールコイル
１１ ループ部
１２ 癖付け部

Claims (7)

1. 一対のビード部間にカーカス層を装架し、トレッド部におけるカーカス層の外周側にベルト層を埋設した空気入りラジアルタイヤにおいて、ベルトコードが互いに交差するベルト層の層間に、複数のループ部が順次部分的に重なるようにストリップ状に加工されたスチールコイルをタイヤ周方向に螺旋状に巻回してなるベルト補助層を配置した空気入りラジアルタイヤ。
2. 前記スチールコイルの幅が１０．０ｍｍ〜３０．０ｍｍである請求項１に記載の空気入りラジアルタイヤ。
3. 前記スチールコイルが単一の素線から構成される請求項１又は請求項２に記載の空気入りラジアルタイヤ。
4. 前記スチールコイルの素線径が０．１ｍｍ〜１．０ｍｍである請求項１〜３のいずれかに記載の空気入りラジアルタイヤ。
5. 前記スチールコイルのループ部のラップ数が２〜５である請求項１〜４のいずれかに記載の空気入りラジアルタイヤ。
6. 前記スチールコイルのループ部のタイヤ周方向の径に対するタイヤ軸方向の径の偏平比が１／３〜３である請求項１〜５のいずれかに記載の空気入りラジアルタイヤ。
7. タイヤ偏平率が５０％以下である請求項１〜６のいずれかに記載の空気入りラジアルタイヤ。
   

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