JP2011168253A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】ベルト端セパレーションを有利に抑制することのできる空気入りラジアルタイヤを提供する。
【解決手段】空気入りタイヤはトロイド状に延びるカーカスのクラウン部の外周上に少なくとも１層のベルト６を備える。そのベルト６はタイヤ周方向に対して所定の角度をなす方向で間隔を空けて配列させた複数本の金属コード８をゴム７で被覆してなる。各金属コード８は複数本の金属フィラメント９を引き揃えたモノフィラメントの束よりなる。ベルト６の隣り合う金属コード８同士の端部の位置が、タイヤ周方向の異なる直線上に位置する。
【選択図】図３

Description

本発明は、空気入りタイヤ、より詳しくは、ベルト端セパレーション（以下、単に「セパレーション」ともいう。）を抑制した空気入りタイヤに関するものである。

近年、自動車の燃費を向上させるために、タイヤを軽量化する要求はますます高まってきている。従来の撚りスチールコードを用いるベルトを備える空気入りタイヤの軽量化には、ベルトの引張強度を一定以上確保することを前提とすると、スチールベルト層のゲージを薄くするしかない。

このような観点から、金属モノフィラメントを撚らずに引き揃えた複数本の束をベルト用コードとして使用する技術が開発され、これまでに種々提案がなされている。特許文献１では、燃費の向上および乗り心地の改良を目的として、金属線材（モノフィラメント）の３本又は４本を撚り合わせることなくベルトの幅方向に並べて引き揃えた束を単位として、それをゴムに埋設してなるベルトを備える空気入りラジアルタイヤが提案されている。

ところが、モノフィラメントコードは、撚線よりなるベルトコードと比べると、ベルト端におけるコードとゴムとの剥離を起点とする、いわゆるベルト端セパレーションが起き易くなる傾向にある。したがって、モノフィラメントコードを用いた空気入りタイヤにおいて、ベルト端セパレーションを抑制することが望まれている。

ベルト端セパレーションに関し、特許文献２には、ベルトプライの側縁がジグザグに周方向に延びるジグザグプライを含むベルト層を備える空気入りタイヤが記載されている。また、特許文献３には、ベルト層のベルトコードの外端位置が、隣り合うベルトコード間でかつ、ベルトコード長さ方向に所定距離で交互に位置ずれしている空気入りラジアルタイヤが記載されている。

特開平１１−２０８２１０号公報 特開平９−１７５１１０号公報 特開２００５−４１４５５号公報

しかしながら、ベルト端セパレーションを抑制するための特許文献２及び特許文献３に記載された空気入りタイヤは、いずれもベルトコードが撚線からなるものである。ベルト端セパレーションは、撚線コードよりもモノフィラメントコードのほうが生じ易いため、モノフィラメントコードを用いる空気入りタイヤにおいて、ベルト端セパレーションを抑制することが求められていた。

本発明は、上記の問題を有利に解決するもので、モノフィラメントコードを用いたベルトを備える空気入りタイヤのベルト端セパレーションを有利に抑制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。

本発明の空気入りタイヤは、トロイド状に延びるカーカスのクラウン部の外周上に少なくとも１層のベルトを備え、そのベルトがタイヤ周方向に対して所定の角度をなす方向で間隔を空けて配列させた複数本の金属コードをゴム被覆してなり、かつ、各金属コードが複数本の金属フィラメントを引き揃えたモノフィラメントの束よりなる空気入りタイヤにおいて、ベルトの隣り合う金属コードの端部の位置が、タイヤ周方向の異なる直線上に位置することを特徴とする。

本発明の空気入りタイヤは、金属コードの各モノフィラメントの端部が、タイヤ周方向の異なる直線上に位置する構成とすることもできる。

本発明の空気入りタイヤによれば、ベルトの隣り合うモノフィラメントコード同士の端部が、タイヤ周方向で直線上に並んでいないことから、あるモノフィラメントコードの端部でセパレーションが生じたときに、このセパレーションが隣のモノフィラメントコードの端部に伝播するのが抑制される。したがって、ベルト端セパレーションを効果的に抑制することができ、ひいては空気入りタイヤの耐久性を向上させることができる。

空気入りタイヤの模式的な断面図である。 ベルトの模式図である。 ベルト端部の模式図である。 ベルト端部の模式図である。

以下、本発明の空気入りタイヤの第１実施形態を、図面を用いつつ具体的に説明する。
図１に本発明の第１実施形態の空気入りタイヤの模式的な断面図を示す。同図の空気入りタイヤは、トレッド部１と、このトレッド部１の側部から半径方向内方へ延びる一対のサイドウォール部２と、このサイドウォール部２の半径方向内端に連なるビード部３とを備えている。また、カーカス４は、タイヤの骨格構造をなし、タイヤのトレッド部１と、サイドウォール部２と、ビード部３とを補強する。このカーカス４は、一枚以上のカーカスプライにて構成されるとともに、それぞれのビード部３に配設したそれぞれのビードコア５間にトロイダルに延びる本体部と、各ビードコア５の周りで、タイヤ幅方向の内側から外側に向けて半径方向外方に巻上げた折り返し部とを有する。図１中のカーカス４は、一例としてコードをコーティングゴムで被覆してなる一枚のカーカスプライよりなるが、カーカスプライの枚数は複数であってもよい。

ベルト６は、カーカス４のクラウン部のタイヤ半径方向外側に配設した一枚以上、ラジアルタイヤでは２枚以上のベルト層からなる。図中のベルト６は、二枚のベルト層よりなるが、本発明のタイヤにおいては、ベルト層の枚数はこれに限られるものではない。ベルト６は、図２に一枚のベルトの部分的な模式図を示すように、ゴム７のシート内に複数本の金属コード、具体的にはスチールコード８が、図中で矢印で示すタイヤ周方向に対して１０°〜７０°程度の範囲内の所定の角度をなす方向に配列させて埋設されてなる。このようなベルト６は、所定の間隔で配列させた複数本のスチールコード８をゴム７で被覆することよって製造される。

図３に、本実施形態の空気入りタイヤのベルト６の幅方向端部近傍を拡大した模式図を示す。各スチールコード８は、複数本、図３に示した例では４本のスチールフィラメントを撚り合わせずに引き揃えたスチールフィラメント９の束よりなる。もっとも、スチールフィラメント９の本数は、４本に限定されないが、ベルトとしての補強性及び製造上の観点から、好ましくは３〜８本である。また、スチールフィラメント９の径も、同様の観点から好ましくは０．２〜０．３５ｍｍである。このスチールコード８は、例えば隣り合うスチールコード８Ａ、８Ｂ及び８Ｃの端部の位置が、タイヤ周方向の異なる直線上に位置している。換言すれば、隣り合うスチールコード８同士の端部の位置が、タイヤ周方向で同一直線上に並んでいない。

本実施形態の効果を、従来の空気入りタイヤと対比して以下に説明する。ベルト端セパレーションは、一般にベルト端部に沿ってベルト周方向に進行する。従来のモノフィラメントコードを有するベルトを備える空気入りタイヤでは、モノフィラメントコードの端部がベルトの幅方向端部と一致していて、これによりモノフィラメントコードの端部がタイヤ周方向で同一直線上に並ぶように位置している。そのため、ある一つのスチールコードの端部でセパレーションが生じ、ベルトの幅方向端部に沿って進行するとき、セパレーションが生じている領域の近傍に、隣のモノフィラメントコードの端部が位置しているから、その隣のモノフィラメントコードの端部でもセパレーションが生じる。このようにして各モノフィラメントコードの端部でセパレーションがタイヤ周方向に順次に生じて、その結果、セパレーションが拡大してしまっていた。

これに対して、本実施形態では、隣り合うモノフィラメント９のコード８同士の端部の位置が、タイヤ周方向の異なる直線上に位置していることから、仮に、ある一つのスチールコード８の端部でセパレーションが生じたとしても、そのセパレーションが生じている端部と、隣のスチールコード８の端部との距離が従来よりも遠くなっているので、セパレーションがフィラメントの束の範囲を超えてベルト端部に沿って進行するのが止まる又は抑制される。したがって、ベルト端セパレーションを抑制することができるのである。

隣り合うスチールコード８端の、ベルト幅方向での変位距離ｄ１は、スチールコード８の打ち込み量等にもよるが、３〜１０ｍｍ程度の範囲とすることが好ましい。スチールコード端の変位距離ｄ１が３ｍｍ程度より小さいと、隣り合うスチールコード８の端の距離が近くなって、本発明の効果が乏しくなり、また、ｄ１が１０ｍｍ程度を超えると、ベルト６端部におけるスチールコード８による補強効果が低下する。

本実施形態に従い、隣り合うモノフィラメントのコード８同士の端部の位置が、タイヤ周方向の異なる直線上に位置する構成は、セパレーションの抑制を空気入りタイヤの全周にわたって達成するという観点から、ベルトの全周にわたって設けることが好ましいが、ベルトの全周のうちの一部である場合を除外するものではない。また、図３では、ベルト６の一方の端部のみを示しているが、図示しないもう一方の端部も、本実施形態に従い、図３と同様の構成とすることが好ましいが、一方のみである場合を除外するものではない。更に、ベルトが２枚以上のベルト層からなる場合、少なくとも一枚が本実施形態の構成を具備すれば本発明で所期した効果は得られるが、複数枚のベルト層に本実施形態の構成を適用することがセパレーションをより抑制できるので好ましい。

本実施形態の空気入りタイヤは、ベルト６の製造時に、複数のスチールコード８を所定の間隔で配列させるときに、隣り合うスチールコード８同士の端部の位置をベルト幅方向で異ならせたり、また、隣り合うスチールコード８同士でスチールコード８の長さが異なるものを用いたりすることによって、製造することができる。

次に、本発明の第２実施形態の空気入りタイヤについて説明する。本実施形態の空気入りタイヤは、第１実施形態において先に図１及び図２を用いて説明した構成は、第１実施形態と同じであり、この点について重複する説明は省略する。

図４に、本実施形態の空気入りタイヤのベルト６Ａの幅方向端部近傍を拡大した模式図を示す。同図において、各スチールコード８は、４本のスチールフィラメントを撚り合わせずに引き揃えたスチールフィラメント９の束よりなり、隣り合うスチールコード８、例えばスチールコード８Ｄ、８Ｅ及び８Ｆ端部の位置が、タイヤ周方向の異なる直線上に位置している点は、図３に示した第１実施形態と同じである。本実施形態では、各スチールコード８において、スチールフィラメント９の端部が、タイヤ周方向の異なる直線上に位置している。換言すれば、一本のモノフィラメントのスチールコード８において、隣り合うスチールフィラメント９同士の端部の位置が、タイヤ周方向で同一直線上に並んでいない。

本実施形態は、スチールコード８におけるスチールフィラメント９の端部が、タイヤ周方向の異なる直線上に位置していることから、一本のスチールフィラメント９の端部と、その隣のスチールフィラメント９の端部との距離が、両者の端部がタイヤ周方向に揃っている場合（第１実施形態）よりも遠くなっている。したがって、一本のモノフィラメントのスチールコード８の束内において、ある一本のスチールフィラメント９の端部でセパレーションが生じたとしても、そのセパレーションが生じているスチールフィラメント９から隣のフィラメントにセパレーションが伝播するのが止まる又は抑制される。したがって、本実施形態は、第１実施形態の効果を具備するだけでなく、更にベルト端セパレーションをより一層、抑制することができるのである。

一本のスチールコード、例えばスチールコード８Ｄにおいて、隣り合うスチールフィラメント９端の、ベルト幅方向での変位距離ｄ２は、１．０〜２．５ｍｍ程度の範囲とすることが好ましい。スチールフィラメント９端の変位距離ｄ２が１．０ｍｍ程度より小さいと、隣り合うスチールフィラメント９の端の距離が近くなって、本発明の効果が乏しくなり、また、ｄ２が２．５ｍｍ程度を超える場合には、ベルト端部の補強効果の観点から不利である。

１本のスチールコード８において、複数本のスチールフィラメント９のうち、隣り合う少なくとも２本を、本実施形態に従ってその端部がタイヤ周方向の異なる直線上に位置している構成とすればよく、より好ましくは１本のスチールコード８における全てのスチールフィラメント９を、本実施形態に従って隣り合うスチールフィラメント９同士の端部がタイヤ周方向の異なる直線上に位置している構成とする。

本実施形態の空気入りタイヤは、複数のスチールフィラメント９を束ねて一本のスチールコード６を製造する時に、複数のスチールフィラメント９の端部位置を異ならせることによって製造することができる。

（実施例１）
タイヤサイズ１７５／８０Ｒ１４の空気入りタイヤのベルトを、図３に示すように隣り合うスチールコードの端部の位置をタイヤ周方向で異ならせて、空気入りタイヤを試作した。このタイヤのスチールコードはフィラメント径０．２２５ｍｍスチールフィラメントの６本を引き揃えたモノフィラメントのスチールコードであり、打ち込み数を４７．３６本／５０ｍｍ、隣り合うスチールコード同士の端の距離ｄ１は最大５ｍｍとした。

（実施例２）
図４に示すように、各スチールコードを構成するスチールフィラメント９の端部の位置を、タイヤ周方向の異ならせた以外は実施例１と同様にしたスチールコード（フィラメント径０．２２５ｍｍ、スチールフィラメント数６）を用いて空気入りタイヤを試作した。モノフィラメントコードの束内の隣り合うフィラメント同士+の変位距離ｄ２は最大２ｍｍであった。

（比較例１）
スチールコードにフィラメント径０．３ｍｍの１×３撚りコードを用い、かつ、ベルト端部において各スチールコードの端部をベルト周方向で同一直線上に位置させたスチールコードを用いた以外は実施例１と同様にして空気入りタイヤを試作した（ｄ１＝０）。

（比較例２）
スチールコードにフィラメント径０．２２５ｍｍスチールフィラメントの６本を引き揃えたモノフィラメントのスチールコードであって、ベルト端部において各スチールコードの端部をベルト周方向で同一直線上に位置させたスチールコードを用いた以外は実施例１と同様にして空気入りタイヤを試作した（ｄ１＝０）。

（耐セパレーション試験）
供試タイヤを正規リムに組み付け、１５０ｋＰａの空気圧で充填してテスト用車両に装着し、一般道路を６万ｋｍ走行させた後、タイヤを解剖してベルト端縁に発生している亀裂の長さを測定した。評価は、比較例１のセパレーション長さを１００とした相対評価を行い、実施例１が９９、実施例２が８７、比較例２が１１１であった。この結果から明らかなように、実施例１は同じモノフィラメント構造の比較例２よりも格段にセパレーション長さが短く、つまりセパレーションが抑制されていて、撚りコードを用いた比較例１と比較しても耐セパレーションに優れていた。また、実施例２は、実施例１よりもセパレーション長さが短く、つまりセパレーションが抑制されていた。

１ トレッド部
２ サイドウォール部
３ ビード部
４ カーカス
５ ビードコア
６ ベルト
７ ゴム
８ スチールコード
９ スチールフィラメント

Claims (2)

1. トロイド状に延びるカーカスのクラウン部の外周上にベルト層を備え、そのベルト層がタイヤ周方向に対して所定の角度をなす方向で間隔を空けて配列させた複数本の金属コードをゴム被覆してなり、かつ、各金属コードが複数本の金属フィラメントを引き揃えたモノフィラメントの束よりなる空気入りタイヤにおいて、
   前記ベルトの隣り合う金属コード同士の端部の位置が、タイヤ周方向の異なる直線上に位置することを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記金属コードの各モノフィラメント同士の端部が、タイヤ周方向の異なる直線上に位置することを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤ。

Images