JP2011168254A

JP2011168254A - 空気入りタイヤ

Info

Publication number: JP2011168254A
Application number: JP2010036488A
Authority: JP
Inventors: Akiko Kawada; 暁子河田
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2010-02-22
Filing date: 2010-02-22
Publication date: 2011-09-01

Abstract

【課題】モノフィラメントのコードを有するベルトを備え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。
【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４のクラウン部の外周上に少なくとも１層のベルト６をそなえる。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の端部は、タイヤ周方向に沿ってジグザグ形状の側縁６ａを有し、側縁６ａと金属コード８とのなす角度θ２が、タイヤ周方向Ｌ１と金属コード８とのなす角度θ１よりも大きい。
【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そな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、燃費の向上及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そな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。

また、特許文献２のジグザグプライは、タイヤ周方向に沿って延びるジグザグの凹凸ピッチと、ベルトコードのタイヤ周方向で見た配列間隔とが一致していないため、配列されたベルトコードの一部は、ベルトの凹凸な側縁とベルトコードとなす角度がジグザグプライでない場合よりも小さくなっている。これはベルト端セパレーションの発生を招きかねない。

更に、特許文献３のベルトは、位置ずれプライのベルトコードのいくつかは、当該プライのその端部がベルト幅方向に突出するように位置しているので、この端部がセパレーションの起点となり得るのものであった。

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そな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、ベルトの端部は、タイヤ周方向に沿ってジグザグ形状の側縁を有し、当該側縁と金属コードとのなす角度が、タイヤ周方向と金属コードとのなす角度よりも大きいことを特徴とする。

本発明の空気入りタイヤによれば、ベルトの端部が、タイヤ周方向に沿ってジグザグ形状の側縁を有し、当該側縁と金属コードとのなす角度が、タイヤ周方向と金属コードとのなす角度よりも大きいことから、ベルト端面において露出する金属コードの断面積が小さい。そのため、この露出した金属コードの領域からのセパレーションの発生を抑制することができるため、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。ベルト端部及びベルトコード端部の模式図である。従来のベルト端部及びベルトコード端部の模式図である。

以下、本発明の空気入りタイヤの実施形態を、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とをそなえている。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、好ましくは１０°〜３０°程度の範囲内の所定の角度θ１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（ａ）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。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。

図２及び図３（ａ）に示すように、ベルト６の端部は、タイヤ周方向に沿ってジグザグ形状の側縁６ａを有し、この側縁６ａとスチールコード８とのなす角度θ２が、タイヤ周方向Ｌ１とスチールコード８とのなす角度θ１よりも大きい。

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、一般にベルト端面で露出しているスチールコードの部分から発生する。この部分はゴムで被覆されていないためにセパレーションの起点となり易いのである。そして、ベルト端面において露出しているスチールコードの面積が広いほど、セパレーションが起こり易い。モノフィラメントコードを有するベルトを用いた空気入りタイヤが、撚りコードを有するベルトを用いた空気入りタイヤよりもセパレーションが起こり易いのも、モノフィラメントコードが撚りコードよりもベルト端面に露出する面積が広いためと考えられる。

このような観点から従来のベルトを見ると、図４（ａ）に従来のベルト１０６の幅方向端部近傍の一例を拡大した模式図を示すように、複数本のスチールフィラメント１０９を撚り合わせずに引き揃えた束よりなるモノフィラメントのスチールコード１０８と、ベルト側縁１０６ａとのなす角θ２は、このスチールコード１０８とタイヤ周方向Ｌ１とのなす角θ１に等しい（θ２＝θ１）。ベルト側縁１０６ａは、タイヤ周方向Ｌ１と平行だからである。このスチールコード１０８を構成するスチールフィラメント１０９がベルト側縁１０６ａで露出する先端部分を模式的に図４（ｂ）に示すように、その端面１０９ａは長さ方向に対して斜めに切断されて面積が広い。つまりベルト６の端面においてゴムに接着せずに露出しているスチールコード１０８の部分が多い。そのためセパレーションが起こり易かった。

これに対して、本実施形態では、タイヤ周方向に沿ってジグザグ形状の側縁６ａを有し、この側縁６ａとモノフィラメントのスチールコード８とのなす角度θ２が、タイヤ周方向とスチールコード８とのなす角度θ１よりも大きい（θ２＞θ１）。このことから、図３（ｂ）にスチールコード８を構成するスチールフィラメント９がベルト側縁６ａで露出する先端部分を模式的に示すように、スチールフィラメント９の端面９ａは、フィラメント９の長さ方向に対して垂直に近づいている。そのため、図４（ｂ）に示した従来のスチールフィラメント１０９の端面１０９ａよりも面積が小さい。そのため、ベルト６の端面においてゴムに接着せずに露出しているスチールコード１０８の部分を小さくすることができ、よって従来よりもセパレーションが発生し難くなり、ひいてはセパレーションを抑制できるのである。

本実施形態において、ベルト６の端部が、タイヤ周方向に沿ってジグザグ形状の側縁６ａを有するようにしているのは、ベルト幅を一定にすることでタイヤのユニフォーミティを一定にするためと、ベルト６の製造時において、スチールコード８を構成するモノフィラメントの束ごとに所定の角度で端部を切断加工することで製造を容易にするためである。

ベルト側縁６ａとスチールコードとのなす角度θ２は、タイヤ周方向Ｌ１とスチールコードとのなす角度θ１よりも大きいならば、本発明で所期した効果を得られるが、好ましいθ２の値は、θ１の角度等にもよるが、４５〜１３５°程度の範囲とすることが好ましい。最適には９０°である。ベルト側縁６ａとスチールコードとのなす角度θ２が４５°程度より小さい場合、又は１３５°程度よりも大きい場合は、スチールフィラメント９端面の面積が大きくなって、本発明の効果が乏しくなる。

本実施形態に従い、タイヤ周方向に沿ってジグザグ形状の側縁６ａを有し、この側縁６ａとスチールコード８とのなす角度θ２が、タイヤ周方向Ｌ１とスチールコードとのなす角度θ１よりも大きい構成は、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、ベルト側縁を複数のスチールコード８の配列に合わせてジグザグ形状に切断することにより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端部を、タイヤ周方向に沿ってジグザグ形状にして、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、スチールコードとタイヤ周方向とのなす角θ１は２９°、スチールコードとベルト側縁とのなす角θ２は５９°、ベルト側縁とタイヤ周方向とのなす角（ベルト切断角度）θ３（図３（ａ）参照）は３０°であった。

（実施例２）
ベルトについて、スチールコードとベルト側縁とのなす角θ２を９０°、ベルト側縁とタイヤ周方向とのなす角（ベルト切断角度）θ３（図３（ａ）参照）を６９°とした以外は実施例１と同様にして空気入りタイヤを試作した。

（比較例１）
ベルトについて、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、ベルトの側縁を図４（ａ）に示すように、タイヤ周方向と平行にしたベルト端部形状にして、スチールコードとベルト側縁とのなす角θ２を２９°（θ２＝θ１）、ベルト側縁とタイヤ周方向とのなす角（ベルト切断角度）θ３を０°とした以外は実施例１と同様にして空気入りタイヤを試作した。

（比較例２）
ベルトについて、図４（ａ）に示すように、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を用い、かつ、ベルトの側縁を図４（ａ）に示すようにタイヤ周方向と平行にしたベルト端部形状にして、スチールコードとベルト側縁とのなす角θ２を２９°（θ２＝θ１）、ベルト側縁とタイヤ周方向とのなす角（ベルト切断角度）θ３を０°とした以外は実施例１と同様にして空気入りタイヤを試作した。

（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セパレーションの本数を測定した。評価は、いずれも比較例１のセパレーション長さを１００とした相対評価を行った。

ベルト端部でセパレーションの生じた本数は、実施例１が９２、実施例２が８０、比較例１が１００、比較例２が１１０であった。

また、ベルト端部のセパレーションの長さは、実施例１が１００、実施例２が８５、比較例１が１００、比較例２が１１２であった。

これら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本数が少なく、かつ、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本数が少なく、セパレーション長さが短く、つまりセパレーションがより抑制されていた。

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

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、
前記ベルトの端部は、タイヤ周方向に沿ってジグザグ形状の側縁を有し、当該側縁と前記金属コードとのなす角度が、タイヤ周方向と金属コードとのなす角度よりも大きいことを特徴とする空気入りタイヤ。