JP2012076632A

JP2012076632A - 空気入りタイヤ

Info

Publication number: JP2012076632A
Application number: JP2010224499A
Authority: JP
Inventors: Katsuyuki Takaku; 勝之高久
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2010-10-04
Filing date: 2010-10-04
Publication date: 2012-04-19

Abstract

【課題】耐ＢＥＳ性を損なうことなく、さらなる軽量化を実現できる空気入りタイヤを提供する。
【解決手段】ベルト層４ａ，４ｂのうち少なくとも１枚が、モノフィラメントからなる補強素子を数本単位で束にして並列配置してなり、かつ、モノフィラメントからなる補強素子の束が並列配置されてなるベルト層４ａ，４ｂにおいて、同一本数の補強素子の束を等間隔で配置した場合の束間隔をＷ１としたとき、Ｗ１×１．１〜Ｗ１×３．５を満足する束間隔Ｗ２を有する箇所が、１０ピッチの間に１〜９箇所設けられている空気入りタイヤである。
【選択図】図１

Description

本発明は空気入りタイヤ（以下、単に「タイヤ」とも称する）に関し、詳しくは、ベルト層の補強素子の改良に係る空気入りラジアルタイヤに関する。

近年、空気入りタイヤにおいては、自動車の燃費を向上させるために、軽量で転がり抵抗が小さいことが要求されるようになってきている。軽量化を達成するためには、タイヤに用いる各部材を、より薄く設計する手法がよく用いられる。

例えば、スチールベルト層についても、特許文献１等に開示されているように、モノフィラメントのようなコード径の小さい部材を用いることでベルト層を薄く設計して、軽量化を図る方法が知られている。しかし、この場合、径が小さいコードを同じ本数で単純置換するのみでは使用されるスチール量が減少するため、ベルト層に要求される強度および形状保持性を満足できない。必要なスチール量を確保するためには、単位ベルト幅あたりのコード本数を増やさなければならない。

ところが、コード本数を増やすと、隣接コード間の距離が短くなって、ベルト端部からの亀裂の伝播に起因する故障に係る耐ベルトエンドセパレーション性（以下、「耐ＢＥＳ性」と称する）が悪化してしまう。これに対し、コード本数を増やしつつ、かつ、隣接するコード間の距離を広げる方法として、特許文献２に開示されているように、コードを複数本の偏平な束状に配置して、コード間距離を一様に確保する方法が知られている。

その他、ベルト層の改良により耐久性の向上を図る技術として、例えば、特許文献３，４には、ベルト層を構成する補強素子の束間の間隔を規定した空気入りタイヤが開示されている。また、特許文献５には、ベルトを構成するスチールモノフィラメントからなる補強素子間およびその束間の間隔を規定したラジアルタイヤが開示されている。

実開昭６３−１９４０４号公報（特許請求の範囲等）特開平１１−２０８２１０号公報（特許請求の範囲等）特開平５−２１３００７号公報（特許請求の範囲等）特開２０００−３４３９０６号公報（特許請求の範囲等）特開平４−９５５０６号公報（特許請求の範囲等）

上述のように、軽量性と耐久性（耐ＢＥＳ性）とを両立させたベルトについては、従来より種々提案されてきているが、未だ十分なものではなく、耐ＢＥＳ性を損なうことなく、さらなる軽量化を図ることのできるベルト構造を実現することが求められていた。

そこで本発明の目的は、耐ＢＥＳ性を損なうことなく、さらなる軽量化を実現できる空気入りタイヤを提供することにある。

本発明者は鋭意検討した結果、ベルトにモノフィラメントの複数本からなる束を並列配置して適用するとともに、ベルト内で、この束の打ち込み間隔が不均一となる部分を所定条件にて設けることで、ベルト端部亀裂（ＢＥＳ）の進展を抑制して、耐久性を向上することができ、これにより上記課題が解決できることを見出して、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明の空気入りタイヤは、左右一対のビードコア間にわたりトロイド状をなして跨る少なくとも１枚のカーカス層からなるカーカスと、該カーカスのクラウン領域のタイヤ径方向外側に配設されて接地部を形成するトレッドと、該トレッドと前記カーカスのクラウン領域との間に配置されて補強部を形成する、少なくとも２枚のベルト層からなるベルトとを備える空気入りタイヤにおいて、
前記ベルト層のうち少なくとも１枚が、モノフィラメントからなる補強素子を数本単位で束にして並列配置してなり、かつ、該モノフィラメントからなる補強素子の束が並列配置されてなるベルト層において、同一本数の該補強素子の束を等間隔で配置した場合の束間隔をＷ１としたとき、Ｗ１×１．１〜Ｗ１×３．５を満足する束間隔Ｗ２を有する箇所が、１０ピッチの間に１〜９箇所設けられていることを特徴とするものである。

本発明においては、前記ベルト層が２枚からなり、該２枚のベルト層がともに、モノフィラメントからなる補強素子を数本単位で束にして並列配置してなり、かつ、該モノフィラメントからなる補強素子の束が並列配置されてなるベルト層において、同一本数の該補強素子の束を等間隔で配置した場合の束間隔をＷ１としたとき、Ｗ１×１．１〜Ｗ１×３．５を満足する束間隔Ｗ２を有する箇所が、１０ピッチの間に１〜９箇所設けられていることが好ましい。また、前記モノフィラメントからなる補強素子の束が並列配置されてなるベルト層においては、前記束間隔Ｗ２を有する箇所に加えて、Ｗ１×０．７３以上Ｗ１×１．０未満を満足する束間隔Ｗ３を有する箇所を設けることができる。

本発明によれば、上記構成としたことにより、耐ＢＥＳ性を損なうことなく、より軽量化を図った空気入りタイヤを実現することが可能となった。

本発明の空気入りタイヤの一例を示す幅方向片側断面図である。本発明の空気入りタイヤにおけるベルト層の構成を示す説明図である。実施例におけるベルト層の構成を示す説明図である。実施例における他のベルト層の構成を示す説明図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。
図１に、本発明の空気入りタイヤの一例の幅方向片側断面図を示す。図示するように、本発明の空気入りタイヤは、左右一対のビードコア１間にわたりトロイド状をなして跨る少なくとも１枚のカーカス層からなるカーカス２と、そのクラウン領域のタイヤ径方向外側に配設されて接地部を形成するトレッド３と、トレッド３とカーカス２のクラウン領域との間に配置されて補強部を形成する、少なくとも２枚、図示例では２枚のベルト層４ａ，４ｂからなるベルト４とを備えている。

カーカス２のカーカス層は、図示する例では１枚であるが、複数枚としてもよく、通常は、タイヤ周方向に対してほぼ直交する方向、例えば、７０°〜９０°の角度で延びる有機繊維コードからなるものとする。また、ベルト４を構成する２枚のベルト層を、タイヤ径方向内側から順次第１ベルト層４ａおよび第２ベルト層４ｂとしたとき、これら第１ベルト層４ａおよび第２ベルト層４ｂは、その補強素子の打込み角度を、タイヤ周方向に対し、好ましくは１０°〜３０°とし、かつ、互いに交錯させる。

本発明においては、ベルト層４ａ，４ｂのうち少なくとも１枚が、モノフィラメントからなる補強素子を数本単位、例えば、５〜７本単位で束にして並列配置してなる。また、本発明においては、かかるモノフィラメントからなる補強素子の束を有するベルト層において、図２（ａ）に示すように、同一本数の補強素子１１の束を等間隔で配置した場合の束間隔をＷ１としたとき、Ｗ１×１．１〜Ｗ１×３．５を満足する、Ｗ１より広い束間隔Ｗ２を有する箇所が、１０ピッチの間に１〜９箇所、好適には２〜３箇所にて設けられている点に特徴がある（図２（ｂ）参照）。

このように、ベルト層内において束間隔を変化させて、均一間隔での打ち込みの場合の束間隔Ｗ１よりも広い束間隔Ｗ２を有する箇所を設けることで、この束間隔の広い部分でセパレーションの繋がりを防止して、ＢＥＳの進展を抑制し、耐ＢＥＳ性の向上を図ることが可能となる。これにより、本発明によれば、耐ＢＥＳ性を損なうことなく、タイヤの軽量化を図ることが可能となった。特に、本発明においては、ベルトの補強素子を束にして配置しているので、従来の束状配置でないコードよりも、ＢＥＳの進展抑制は重要課題である。また、本発明においては、耐ＢＥＳ性を向上することで、モノフィラメントからなるベルト層による軽量化効果についても、より良好に得ることができるものとなる。ここで、上記広い束間隔Ｗ２が、Ｗ１×１．１未満であると、耐ＢＥＳ性の向上効果が得られず、一方、Ｗ１×３．５を超えると他の部分の束間隔が狭くなりすぎて耐ＢＥＳ性が低下するため、いずれにしても本発明の所期の効果が得られない。束間隔Ｗ２は、好適には、Ｗ１×１．２〜Ｗ１×３．０を満足するものとする。また、広い束間隔Ｗ２を有する箇所を、１０ピッチの間に１〜９箇所にて設けるものとするのは、広い束間隔Ｗ２を有する箇所がこれより少ないと耐ＢＥＳ性の向上効果が得られず、これより多いと他の部分の束間隔が狭くなりすぎて耐ＢＥＳ性が低下するためである。

本発明においては、２枚以上で設けるベルト層のうち少なくとも１枚を、上記条件を満足するモノフィラメントからなる補強素子の束が並列配置されてなるベルト層とするものであれば、耐ＢＥＳ性の向上効果を得ることができる。例えば、かかる本発明の条件を満足するモノフィラメントを用いたベルト層と、通常の撚りコードを用いたベルト層、または、本発明の条件を満足しないモノフィラメントを用いたベルト層とを、組み合わせて用いてもよい。本発明において好適には、ベルト層を２枚として、これら２枚のベルト層をともに、モノフィラメントからなる補強素子を数本単位で束にして並列配置してなるものとし、さらに、これら２枚のベルト層の両方において、上記束間隔Ｗ２を有する箇所を、１０ピッチの間に１〜９箇所設けるものとする。これにより、ベルトの耐ＢＥＳ性を、より向上することが可能となる。

また、本発明においては、上記モノフィラメントからなる補強素子の束が並列配置されてなるベルト層において、上記広い束間隔Ｗ２を有する箇所に加えて、Ｗ１×０．７３以上Ｗ１×１．０未満を満足する狭い束間隔Ｗ３を有する箇所を設けることができる。すなわち、狭い束間隔を有する箇所を設けることで、本発明に係る、Ｗ１×１．１〜Ｗ１×３．５を満足する広い束間隔Ｗ２を有する箇所を容易に設定することが可能となるが、この狭い束間隔Ｗ３がＷ１×０．７３未満であると、この部分でセパレーションの進展が速くなって耐ＢＥＳ性が悪化してしまい、Ｗ３がＷ１×１．０を超えると、Ｗ２をＷ１×１．１以上で設定できなくなるため、Ｗ３はＷ１×０．７３以上Ｗ１×１．０未満を満足するよう設定する必要がある。この狭い束間隔Ｗ３を有する箇所の個数は、広い束間隔Ｗ２を設ける箇所の個数に応じて、適宜設定することができる。

本発明において、上記モノフィラメントを用いたベルト層における打ち込み数は、ベルト強度を保持する観点から、同一本数の補強素子１１の束を等間隔で配置した場合と、同一とすることが好ましい。すなわち、補強素子としてのモノフィラメントの打ち込み数は維持しつつ、束間隔のみを変更することが好ましい。本発明における打込み数の好適範囲は、１３０〜１５０本／５０ｍｍである。打込み数が１３０本／５０ｍｍ未満では、ベルト強度を確保することが困難であり、一方、打込み数が１５０本／５０ｍｍを超えると、束間隔が確保できない。また、本発明において用いるモノフィラメントのフィラメント径は、好適には０．２〜０．２５ｍｍとする。さらに、本発明において、基本の束間隔Ｗ１の好適範囲は、１．０〜１．６ｍｍである。基本の束間隔Ｗ１が１．０ｍｍ未満であると、セパレーションの進展速度が速くなって耐久性が低下し、一方、基本の束間隔Ｗ１が１．６ｍｍを超えると、打込み数を少なくせざるを得ず、ベルト強度確保のために太いフィラメントを使うことになり、軽量化が図れない。より具体的には、基本の束間隔Ｗ１としては、例えば、０．２２ｍｍの補強素子１１を５本束にて打ち込み数１３８本／５０ｍｍで配置した場合はＷ１＝１．２２ｍｍ、０．２２ｍｍの補強素子１１を６本束にて打ち込み数１３８本／５０ｍｍで配置した場合はＷ１＝１．４７ｍｍ、０．２２ｍｍの補強素子１１を７本束にて打ち込み数１３８本／５０ｍｍで配置した場合はＷ１＝１．７２ｍｍとすることができる。

また、本発明のタイヤは、図示するように、トレッド部５と、その両側部に連続してタイヤ半径方向内方へ延びる一対のサイドウォール部６と、各サイドウォール部５の内周側に連続するビード部７とを備えている。さらに、図示はしないが、タイヤの最内層には通常インナーライナーが配置され、トレッド表面には、適宜トレッドパターンが形成される。さらにまた、本発明の空気入りラジアルタイヤにおいて、タイヤ内に充填する気体としては、通常のあるいは酸素分圧を変えた空気、または、窒素等の不活性ガスを用いることができる。

以下、本発明を、実施例を用いてより詳細に説明する。
下記表中に示す条件を２枚のベルト層に適用して、タイヤサイズ１８５／７０Ｒ１４の空気入りタイヤを作製した。ベルト層の補強素子の角度は、タイヤ周方向に対し±２０°とした。また、カーカス層は１枚とし、ポリエステルコードからなるものとした。図３，４に、各実施例および比較例におけるベルト層構成の詳細を示す。なお、図３，４中の数値は、タイヤ周方向における長さ（ｍｍ）を示す。

得られた各供試タイヤについて、以下に従い耐ＢＥＳ性を評価した。その結果を、下記の表中に併せて示す。

（耐ＢＥＳ性の評価）
各供試タイヤをＪＡＴＭＡで規定する正規リムに組みつけ、２２０ｋＰａの内圧を充填してテスト用乗用車に装着し、ＢＥＳドラム上を、ＳＦ一定で横力をかけて走行させた後、タイヤを解剖して、ベルト層端部に発生している亀裂の長さを測定した。各供試タイヤの亀裂長さを、比較例１のタイヤの亀裂長さを１００とした指数にて示した。この指数の値が小さいほど、耐ＢＥＳ性が良好である。

＊１）コードの長手方向に対して９０度の方向での打ち込み数を示す。
＊２）耐ＢＥＳ性：指数値が１００未満である場合を耐久性が向上しているもの（◎）とし、１００〜１１０までを比較例同等の耐久性が維持されているもの（○）とし、指数値が１１０を超える場合を耐久性が悪化しているもの（×）とした。

束間隔がすべて均一である比較例１に対し、実施例１では、束の本数および配置を変えることで、広い束間隔の箇所を１０ピッチあたり１箇所のみ設けている。また、実施例２では、束の本数および配置を変えることで、広い束間隔の箇所を１０ピッチあたり２箇所にて設けている。さらに、実施例３では、打ち込みピッチを変えることで、広い束間隔の箇所を１０ピッチあたり１箇所のみ設けている。さらにまた、実施例４では、束の本数および配置を変えることで、１０ピッチあたり１箇所のみ広い束間隔の箇所を設けている。さらにまた、実施例５では、広い束間隔の箇所を実施例３よりも広くしており、実施例６では、広い束間隔の箇所を、実施例５よりもさらに広くしている。これに対し、比較例２では、束間隔が全て均一のままベルト層のゲージを薄くしているので、軽量化は図られているものの、耐ＢＥＳ性が悪化している。また、比較例３では、広い束間隔の箇所が広すぎて、狭い束間隔の箇所がＷ１×０．７３未満となり、結果としてセパレーション性が悪化している。さらに、比較例４では、広い束間隔の箇所の頻度が少なすぎて、耐ＢＥＳ性向上効果が得られないものとなっている。

上記表中に示すように、各実施例においては、本発明に従いベルト層内に広い束間隔を有する箇所を設けることで、ベルト層を薄くした場合でも、セパレーションの繋がりが抑制されて、耐ＢＥＳ性が向上しており、結果として、耐ＢＥＳ性を損なうことなく、軽量化が図られていることが確かめられた。

１ビードコア
２カーカス
３トレッド
４ベルト
４ａ，４ｂベルト層
５トレッド部
６サイドウォール部
７ビード部
１１モノフィラメント

Claims

左右一対のビードコア間にわたりトロイド状をなして跨る少なくとも１枚のカーカス層からなるカーカスと、該カーカスのクラウン領域のタイヤ径方向外側に配設されて接地部を形成するトレッドと、該トレッドと前記カーカスのクラウン領域との間に配置されて補強部を形成する、少なくとも２枚のベルト層からなるベルトとを備える空気入りタイヤにおいて、
前記ベルト層のうち少なくとも１枚が、モノフィラメントからなる補強素子を数本単位で束にして並列配置してなり、かつ、該モノフィラメントからなる補強素子の束が並列配置されてなるベルト層において、同一本数の該補強素子の束を等間隔で配置した場合の束間隔をＷ１としたとき、Ｗ１×１．１〜Ｗ１×３．５を満足する束間隔Ｗ２を有する箇所が、１０ピッチの間に１〜９箇所設けられていることを特徴とする空気入りタイヤ。
前記ベルト層が２枚からなり、該２枚のベルト層がともに、モノフィラメントからなる補強素子を数本単位で束にして並列配置してなり、かつ、該モノフィラメントからなる補強素子の束が並列配置されてなるベルト層において、同一本数の該補強素子の束を等間隔で配置した場合の束間隔をＷ１としたとき、Ｗ１×１．１〜Ｗ１×３．５を満足する束間隔Ｗ２を有する箇所が、１０ピッチの間に１〜９箇所設けられている請求項１記載の空気入りタイヤ。
前記モノフィラメントからなる補強素子の束が並列配置されてなるベルト層において、前記束間隔Ｗ２を有する箇所に加えて、Ｗ１×０．７３以上Ｗ１×１．０未満を満足する束間隔Ｗ３を有する箇所が設けられている請求項１または２記載の空気入りタイヤ。