JP2011068247A - 空気入りラジアルタイヤ及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 トレッド面の左右において溝面積比率を異にする非対称パターンを形成すると共に、ベルトカバー層を構成する材料にスチールコードを使用した空気入りラジアルタイヤにおいて、高速耐久性を維持しながら、コニシティの値を抑制するようにした空気入りラジアルタイヤ及びその製造方法を提供する。
【解決手段】 トレッド面２のタイヤ赤道線ＣＬを中心にする左右において溝面積比率が異なる非対称パターンを形成すると共に、ベルト層４、５の外周側の全域にスチールコード７ｓからなるベルトカバー層７を配置した空気入りラジアルタイヤにおいて、ベルトカバー層７を構成するスチールコード７ｓの収縮率Ｓを１％以上にすると共に、この収縮率Ｓを溝面積比率が高い側のトレッド部３Ａにおいて溝面積比率が低い側のトレッド部３Ｂにおけるよりも大きくした空気入りラジアルタイヤ及びその製造方法。
【選択図】 図１

Description

本発明は、空気入りラジアルタイヤ及びその製造方法に関し、さらに詳しくは、トレッド面の左右において溝面積比率を異にする非対称パターンを形成した空気入りラジアルタイヤにおいて、高速耐久性を維持しながら、コニシティの値を抑制するようにした空気入りラジアルタイヤ及びその製造方法に関する。

近年の道路事情の整備を受けて、タイヤの高速耐久性を一層向上させるために、空気入りラジアルタイヤにおけるベルト層の外周側に配置するベルトカバー層の材料として、従来のナイロン繊維コードに代えてスチールコードを使用する試みが行われるようになってきた（例えば、特許文献１参照）。

一方、従来から、空気入りラジアルタイヤの排水性や操縦安定性などを共に向上させるための手法として、トレッド面のタイヤ赤道線を挟む両側において溝面積比率を異ならせた非対称パターンを形成することが行われている。しかし、トレッド面に非対称トレッドパターンを形成した空気入りラジアルタイヤは、トレッド部の剛性が左右において異なるために、タイヤの均一性が崩れてコニシティの値が大きくなり、これにより直進走行時にハンドル流れが発生し易くなるという問題がある。

従来、タイヤのコニシティの値を調整する対策として、ベルト層の外周側の両端部に配置するベルトカバー層の幅を左右において異ならせたり、ベルト層の全域に配置するベルトカバー層の位置を全体としてタイヤ幅方向にずらせるようにしたり、ベルトカバー層を構成するコードの巻付け密度をタイヤ赤道線を中心にした左右において異ならせるようにした提案がある（例えば、特許文献２、３参照）。しかしながら、これらの提案にあっては、トレッド部における左右の構造差に起因して高速耐久性が低下するという問題があり、特にベルトカバー層を構成する材料としてスチールコードを使用した場合にあってはその傾向が顕著に表れるという問題があった。

特開２０００−２５５２１４号公報 特開平８−２３８９０８号公報 特開２００２−３３７５１０号公報

本発明の目的は、上述する従来の問題点を解消するもので、トレッド面の左右において溝面積比率を異にする非対称パターンを形成すると共に、ベルトカバー層を構成する材料にスチールコードを使用した空気入りラジアルタイヤにおいて、高速耐久性を維持しながら、コニシティの値を抑制するようにした空気入りラジアルタイヤ及びその製造方法を提供することにある。

上記目的を達成する本発明の空気入りラジアルタイヤは、トレッド面のタイヤ赤道線を中心にする左右において溝面積比率が異なる非対称パターンを形成すると共に、トレッド部におけるカーカス層の外周に層間でコード方向を交差させた複数のベルト層を配置し、これらベルト層の外周側に該ベルト層の全域を覆うようにタイヤ周方向に螺旋状に巻き付けたスチールコードからなるベルトカバー層を設け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下記の式で定義される収縮率Ｓを１％以上にすると共に、該収縮率Ｓを溝面積比率が高い側のトレッド部において溝面積比率が低い側のトレッド部におけるよりも大きくなるようにしたことを特徴にする。
Ｓ（％）＝１００（Ｌ１−Ｌ２）／Ｌ１
（但し、Ｌ１は加硫後のタイヤ中でのスチールコードの長さ（ｍｍ）、Ｌ２は加硫後の
タイヤからスチールコードを取り出して被覆ゴムを除外した後の長さ（ｍｍ））

さらに、上述する構成において、以下（１）〜（４）に記載するように構成することが好ましい。
（１）前記溝面積比率が高い側のトレッド部における前記スチールコードの平均収縮率Ｓｘを前記溝面積比率が低い側のトレッド部における前記スチールコードの平均収縮率Ｓｙよりも１．５〜２．５％大きくする。
（２）前記溝面積比率が高い側のトレッド部における前記スチールコードの収縮率Ｓを、前記ベルトカバー層の総幅の１／４に相当する端部領域において該端部領域を除いた中央領域におけるよりも大きくする。
（３）前記溝面積比率が高い側のトレッド部における前記スチールコードの収縮率Ｓを、タイヤ赤道線から前記ベルトカバー層の端末に向けて段階的に又は徐々に大きくなるようにする。
（４）前記スチールコードを、素線径０．０８〜０．１５ｍｍのスチール素線をあらかじめＮ本（但し、Ｎ＝３〜４）撚り合わせて形成したストランドをＭ本（但し、Ｍ＝３〜５）引き揃えて互いに撚り合わせて形成したＭ×Ｎ構造にする。この場合において、前記ストランドにおけるスチール素線の撚り方向と前記スチールコードにおけるストランドの撚り方向とを同一にするとよい。さらに、前記ストランドにおけるスチール素線の撚りピッチを１．０〜２．０ｍｍにすると共に、前記スチールコードにおけるストランドの撚りピッチを２．０〜５．０ｍｍにするとよい。

また、本発明の空気入りラジアルタイヤの製造方法は、上述する本発明の空気入りラジアルタイヤを製造するに際して、前記スチールコードをタイヤ周方向に螺旋状に巻き付けて前記ベルトカバー層を形成するにあたり、該スチールコードの巻き付け張力を、前記溝面積比率が高い側のトレッド部において前記溝面積比率が低い側のトレッド部におけるよりも大きくする。

さらに、上述する構成において、以下（５）及び／又は（６）に記載するように構成することが好ましい。
（５）前記溝面積比率が高い側のトレッド部における前記スチールコードの巻き付け張力を、前記ベルトカバー層の総幅の１／４に相当する端部領域において該端部領域を除いた中央領域におけるよりも大きくする。
（６）前記溝面積比率が高い側のトレッド部における前記スチールコードの巻き付け張力を、タイヤ赤道線から前記ベルトカバー層の端末に向けて段階的に又は徐々に大きくなるようにする。

上述する本発明の空気入りラジアルタイヤによれば、トレッド面のタイヤ赤道線を中心にする左右において溝面積比率が異なる非対称パターンを形成すると共に、ベルト層の外周側の全域にスチールコードからなるベルトカバー層を配置した空気入りラジアルタイヤにおいて、ベルトカバー層を構成するスチールコードの収縮率を１％以上にすると共に、この収縮率を溝面積比率が高い側のトレッド部において溝面積比率が低い側のトレッド部におけるよりも大きくなるようにしたので、溝面積比率が高い側のトレッド部の剛性が高められて、タイヤ赤道線を中心にした左右においてトレッド部の剛性差が縮小するために、タイヤの均一性が保たれてコニシティの値が小さくなり、直進走行時におけるハンドル流れを抑制することができる。

しかも、ベルトカバー層の配置位置をタイヤ幅方向にずらせたり、スチールコードの巻付け密度を左右において変更したりするようなトレッド部における構造的変更を伴わないので、タイヤの高速耐久性を低下させることがない。

また、本発明の空気入りラジアルタイヤの製造方法によれば、タイヤ赤道線を中心にした左右におけるトレッド部の剛性差を縮小させるために、ベルトカバー層を構成するスチールコードの巻き付けるに際して、スチールコードの構成（材料や構造など）や巻き付け間隔の変更を伴うことなしに、スチールコードの巻き付け張力を左右のトレッド部において調整するようにしたので、これらの変更に伴う設備の増設や人員の投入がなくなり、タイヤの生産性を向上させることができる。

本発明の実施形態による空気入りラジアルタイヤのトレッド面の一例を示す一部平面図である。 図１の空気入りラジアルタイヤのタイヤ子午線方向の断面図である。 図２のタイヤにおけるベルトカバー層を構成するスチールコードの一例を示す断面図である。

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による空気入りラジアルタイヤのトレッド面の一例を示す一部平面図で、図２は図１の空気入りラジアルタイヤのタイヤ子午線方向の断面図である。

図１及び図２において、本発明の空気入りラジアルタイヤ１のトレッド面２には、タイヤ赤道線ＣＬを中心にする左右において溝面積比率が異なる非対称パターンを形成すると共に、トレッド部３のカーカス層４の外周に層間でコード方向を異ならせた複数（図では２層）のベルト層５、６を配置し、これらベルト層５、６の外周側の全域を覆うようにタイヤ周方向に螺旋状に巻き付けたスチールコード７ｓからなるベルトカバー層７が設けられている。

なお、本実施形態では、トレッド面２のタイヤ赤道線ＣＬを中心にする図の右側において左側よりも溝面積比率が高く形成されている（溝面積比率：左側＜右側）。また、図２ではベルトカバー層７がベルト層５、６の全域及びその外側の両端域を覆うように配置されている場合を示したが、ベルト層５、６の両端域にはベルトカバー層７を配置しない場合がある。

そして、本発明では、ベルトカバー層７を構成するスチールコード７ｓの下記の式で定義される収縮率Ｓを１％以上、好ましくは５％以下にすると共に、この収縮率Ｓを溝面積比率が高い側（図の右側）のトレッド部３Ａにおいて溝面積比率が低い側（図の左側）のトレッド部３Ｂにおけるよりも大きくなるようにしている。
Ｓ（％）＝１００（Ｌ１−Ｌ２）／Ｌ１
（但し、Ｌ１は加硫後のタイヤ中でのスチールコード７ｓの長さ（ｍｍ）、Ｌ２はこの Ｌ１のスチールコード７ｓをタイヤから取り出して被覆ゴムを除外した後の長さ（ｍ ｍ））

これにより、溝面積比率が高い側のトレッド部３Ａの剛性が高められて、タイヤ赤道線ＣＬを中心にした左右においてトレッド部３の剛性差が縮小するために、タイヤの均一性が保たれてコニシティの値が小さくなり、直進走行時におけるハンドル流れを抑制することができる。

しかも、ベルトカバー層７の配置位置をタイヤ幅方向にずらせたり、スチールコードの巻付け密度を左右において変更したりするようなトレッド部３における構造的変更を伴わないので、タイヤの高速耐久性を低下させることがない。

なお、上述するスチールコード７ｓの収縮率Ｓは、加硫後の空気入りタイヤ１から任意にベルトカバー層７を構成するスチールコード７ｓを取り出して測定した場合の収縮率が適用される。ここで、スチールコード７ｓの収縮率Ｓが１％未満では、ベルトカバー層７によるタガ効果が不足して、高速耐久性が低下することになる。一方、スチールコード７ｓの収縮率Ｓを余り大きくし過ぎると、加硫成形時においてスチールコード７ｓがベルト層６に食い込んでしまい、ベルトカバー層７とベルト層６との層間ゲージが確保できず、所望の高速耐久性を得ることが難しくなる。

本発明において、溝面積比率が高い側のトレッド部３Ａにおけるスチールコード７ｓの平均収縮率Ｓｘが、溝面積比率が低い側のトレッド部３Ｂにおける平均収縮率Ｓｙよりも１．５〜２．５％、好ましくは１．８〜２．２％大きくなるようにするとよい。これにより、タイヤ赤道線ＣＬを中心にした左右におけるトレッド部３の剛性差に起因するコニシティの値を確実に縮小させることができる。

ここで、平均収縮率ＳｘとＳｙとの差が１．５％未満では、トレッド部３Ａの剛性が不足してコニシティの抑制効果が低減することになり、２．５％超になるとトレッド部３Ａの剛性が高くなり過ぎてタイヤの均一性が崩れる原因になる。

なお、スチールコード７ｓの平均収縮率Ｓｘ及びＳｙとは、トレッド部３のタイヤ幅方向にわたる任意の１箇所において、ベルトカバー層７の全幅にわたり配置された各スチールコード７ｓを取り出して、これらスチールコード７ｓの収縮率Ｓを測定して平均した場合の値が適用される。すなわち、ベルト層５、６の外周面に巻回されたスチールコード７ｓの巻回数に応じて、この巻回数と同数のサンプリングされた各スチールコード７ｓについてそれぞれ収縮率Ｓが測定され、これらの測定値を平均して算出する。

本発明において、さらに好ましくは、溝面積比率が高い側のトレッド部３Ａにおいて、スチールコード７ｓの収縮率Ｓを、ベルトカバー層７の総幅Ｗの１／４に相当する端部領域７Ｘにおいて、端部領域７Ｘを除いたトレッド部３の中央領域７Ｙにおけるよりも大き
くなるように調整するとよい。これにより、コニシティの値を効率よく抑制すると同時に、ロードノイズを一層効率よく低減することができる。

さらに好ましくは、溝面積比率が高い側のトレッド部３Ａにおいて、スチールコード７ｓの収縮率Ｓを、タイヤ赤道線ＣＬからベルトカバー層７の端末に向けて段階的に又は徐々に大きくなるように調整するとよい。これにより、ロードノイズを一層確実に低減することができる。

本発明において、ベルトカバー層７を構成するスチールコード７ｓの構造は、特に限定されるものではないが、図３に例示するように、素線径が０．０８〜０．１５ｍｍのスチール素線８をあらかじめＮ本（但し、Ｎ＝３〜４）撚り合わせてストランドＳｔを形成しておき、このストランドＳｔをＭ本（但し、Ｍ＝３〜５）引き揃えて互いに撚り合わせてＭ×Ｎ構造（図では３×３構造）となるように形成するとよい。これにより、スチールコード７ｓの柔軟性が確保されて、加硫成形時のリフト工程における作業性を損なわせることなしに良好な高速耐久性を確保することができる。

ここで、素線径が０．０８ｍｍ未満では高速耐久性が不足することになり、素線径が０．１５ｍｍ超になるとスチールコード７ｓの伸びが不足して加硫成形時のリフト工程における作業性を損なわせる原因になる。

上述するストランドＳｔにおけるスチール素線８の撚り方向とスチールコード７ｓにおけるストランドＳｔの撚り方向とは同一となるように形成するとよい。これにより、スチールコード７ｓの柔軟性が確保されて、加硫成形時のリフト工程においてスチールコード７ｓがベルト層６に食い込むことを効率よく防止することができる。

さらに好ましくは、ストランドＳｔにおけるスチール素線８の撚りピッチＰｓを１．０〜２．０ｍｍ、最も好ましくは１．２〜１．８ｍｍに設定すると共に、スチールコード７ｓにおけるストランドＳｔの撚りピッチＰｃを２．０〜５．０ｍｍ、最も好ましくは３．０〜４．０ｍｍに設定するとよい。これにより、高速耐久性の低減を一層確実に防止することができる。

ここで、スチール素線８の撚りピッチＰｓが１．０ｍｍ未満であったり、ストランドＳｔの撚りピッチＰｃが２．０ｍｍ未満であったりすると、ベルトカバー層７のタガ効果が不足して高速耐久性が不足することになり、逆にスチール素線８の撚りピッチＰｓが２．０ｍｍ超であったり、ストランドＳｔの撚りピッチＰｃが５．０ｍｍ超であったりすると、スチールコード７ｓの伸びが不足して加硫成形時のリフト工程における作業性が低下することになる。

上述する本発明の空気入りタイヤ１は、ベルト層５、６の外周側にスチールコード７ｓをタイヤ周方向に螺旋状に巻き付けるに際して、スチールコード７ｓの巻き付け張力を調整することによって得ることができる。すなわち、本発明の空気入りタイヤの製造方法は、上述する本発明の空気入りタイヤ１を製造するに際して、スチールコード７ｓをタイヤ周方向に螺旋状に巻き付けてベルトカバー層７を形成するにあたり、スチールコード７ｓの巻き付け張力を、溝面積比率が高い側のトレッド部３Ａにおいて溝面積比率が低い側のトレッド部３Ｂにおけるよりも大きくすることを特徴にする。

このように、タイヤ赤道線ＣＬを中心にした左右におけるトレッド部３Ａ、３Ｂの剛性差を縮小させるために、スチールコードの構成（材料や構造など）や巻き付け間隔の変更を伴うことなしに、スチールコード７ｓの巻き付け張力を溝面積比率が高い側のトレッド部３Ａにおいて溝面積比率が低い側のトレッド部３Ｂにおけるよりも大きくするようにしたので、スチールコードの構成や巻き付け間隔の変更に伴う設備の増設や人員の投入がなくなり、タイヤの生産性を向上させることができる。

上述する製造方法において、溝面積比率が高い側のトレッド部３Ａにおけるスチールコード７ｓの巻き付け張力を、ベルトカバー層７の総幅Ｗの１／４に相当する端部領域７Ｘ
において端部領域７Ｘを除いたトレッド部３の中央領域７Ｙにおけるよりも大きくすると
よい。これにより、コニシティの値を効率よく抑制すると同時に、ロードノイズを一層効率よく低減することができる。

さらに好ましくは、溝面積比率が高い側のトレッド部３Ａにおけるスチールコード７ｓの巻き付け張力を、タイヤ赤道線ＣＬからベルトカバー層７の端末に向けて段階的に又は徐々に大きくなるようにするとよい。これにより、ロードノイズを一層確実に低減することができる。

上述するように本発明の空気入りラジアルタイヤは、トレッド部のタイヤ赤道線を挟む左右において溝面積比率を異にした非対称パターンを形成したラジアルタイヤにおいて、ベルト層の外周面に配置するベルトカバー層をスチールコードで構成し、スチールコードの収縮率を１％以上にすると共に、この収縮率を溝面積比率が高い側のトレッド部において溝面積比率が低い側のトレッド部におけるよりも大きくすることにより、高速耐久性を維持しながら、コニシティの値を抑制するようにしたもので、簡単な構成でありながら優れた効果を奏することから、近年の排水性や操縦安定性を重視した高性能車両に対して好ましく適用することができる。

タイヤサイズを２０５／５５Ｒ１６、トレッドパターンを図１、タイヤ構造を図２として、トレッド部３Ａ及び３Ｂにおけるベルトカバー層７のスチールコードの平均収縮率Ｓｘ及びＳｙを表１のように異ならせた本発明タイヤ（実施例１〜３）と、トレッド部３Ａ及び３Ｂにおけるベルトカバー層のスチールコードの収縮率を同等にした従来タイヤ（従来例）と、をそれぞれ作製した。なお、各タイヤにおけるベルトカバー層７を構成するスチールコードをそれぞれ３×３構造（素線径：０．１ｍｍ、撚りピッチ：Ｐｓ＝１．２ｍｍ、Ｐｃ＝３．０ｍｍ）とした。

これら４種類のタイヤについて、以下に記載する試験方法により、コニシティの値を測定すると共に、高速耐久性の評価を行い、その結果を表１に併記した。

〔コニシティの測定〕
ＪＡＳＯの規定に準拠してコニシティの値を測定した。

〔高速耐久性の評価〕
ＪＩＳに規定される高速耐久試験に準拠して高速耐久性の評価を行い、その結果を従来タイヤを１００とする指数により表示した。この値が大きいほど高速耐久性が優れていることを示す。

表１より、本発明タイヤは、従来タイヤに比して、、高速耐久性を略同等に維持しながら、コニシティの値が小さくなっていることがわかる。

１ 空気入りタイヤ
２ トレッド面
３ トレッド部
３Ａ 溝面積比率が高い側のトレッド部
３Ｂ 溝面積比率が低い側のトレッド部
４、５ ベルト層
６ カーカス層
７ ベルトカバー層
７ｓ スチールコード
ＣＬ タイヤ赤道線
Ｓ 収縮率
Ｓｘ、Ｓｙ 平均収縮率

Claims (10)

1. トレッド面のタイヤ赤道線を中心にする左右において溝面積比率が異なる非対称パターンを形成すると共に、トレッド部におけるカーカス層の外周に層間でコード方向を交差させた複数のベルト層を配置し、これらベルト層の外周側に該ベルト層の全域を覆うようにタイヤ周方向に螺旋状に巻き付けたスチールコードからなるベルトカバー層を設け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下記の式で定義される収縮率Ｓを１％以上にすると共に、該収縮率Ｓを溝面積比率が高い側のトレッド部において溝面積比率が低い側のトレッド部におけるよりも大きくなるようにした空気入りラジアルタイヤ。
   Ｓ（％）＝１００（Ｌ１−Ｌ２）／Ｌ１
   （但し、Ｌ１は加硫後のタイヤ中でのスチールコードの長さ（ｍｍ）、Ｌ２はこのＬ１ のスチールコードをタイヤから取り出して被覆ゴムを除外した後の長さ（ｍｍ））
2. 前記溝面積比率が高い側のトレッド部における前記スチールコードの平均収縮率Ｓｘを前記溝面積比率が低い側のトレッド部における前記スチールコードの平均収縮率Ｓｙよりも１．５〜２．５％大きくした請求項１に記載の空気入りラジアルタイヤ。
3. 前記溝面積比率が高い側のトレッド部における前記スチールコードの収縮率Ｓを、前記ベルトカバー層の総幅の１／４に相当する端部領域において該端部領域を除いた中央領域におけるよりも大きくした請求項１又は２に記載の空気入りラジアルタイヤ。
4. 前記溝面積比率が高い側のトレッド部における前記スチールコードの収縮率Ｓを、タイヤ赤道線から前記ベルトカバー層の端末に向けて段階的に又は徐々に大きくなるようにした請求項１〜３のいずれか１項に記載の空気入りラジアルタイヤ。
5. 前記スチールコードが、素線径０．０８〜０．１５ｍｍのスチール素線をあらかじめＮ本（但し、Ｎ＝３〜４）撚り合わせて形成したストランドをＭ本（但し、Ｍ＝３〜５）引き揃えて互いに撚り合わせて形成したＭ×Ｎ構造からなる請求項１〜４のいずれか１項に記載の空気入りラジアルタイヤ。
6. 前記ストランドにおけるスチール素線の撚り方向と前記スチールコードにおけるストランドの撚り方向とを同一にした請求項５に記載の空気入りラジアルタイヤ。
7. 前記ストランドにおけるスチール素線の撚りピッチを１．０〜２．０ｍｍにすると共に、前記スチールコードにおけるストランドの撚りピッチを２．０〜５．０ｍｍにした請求項５又は６に記載の空気入りラジアルタイヤ。
8. 請求項１〜７のいずれか１項に記載する空気入りラジアルタイヤを製造するに際して、前記スチールコードをタイヤ周方向に螺旋状に巻き付けて前記ベルトカバー層を形成するにあたり、該スチールコードの巻き付け張力を、前記溝面積比率が高い側のトレッド部において前記溝面積比率が低い側のトレッド部におけるよりも大きくするようにした空気入りラジアルタイヤの製造方法。
9. 前記溝面積比率が高い側のトレッド部における前記スチールコードの巻き付け張力を、前記ベルトカバー層の総幅の１／４に相当する端部領域において該端部領域を除いた中央領域におけるよりも大きくなるようにした請求項８に記載の空気入りラジアルタイヤの製造方法。
10. 前記溝面積比率が高い側のトレッド部における前記スチールコードの巻き付け張力を、タイヤ赤道線から前記ベルトカバー層の端末に向けて段階的に又は徐々に大きくなるようにした請求項８又は９に記載の空気入りラジアルタイヤの製造方法。