JP2012131367A - 空気入りラジアルタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】剛性を悪化させることなく耐久性および軽量性に優れた空気入りラジアルタイヤを提供する。
【解決手段】少なくとも２枚のベルト層からなるベルトを備える空気入りラジアルタイヤである。ベルトの１層目の第１ベルト層と２層目の第２ベルト層が、ともに複数本のフィラメントを撚り合わせた所定本数のコード６を有し、かつ、これらのコード６の一部が２本のコードを束ねたコード束７を構成する。所定本数のコードを等間隔に配置した場合のコード間隔をＡ（ｍｍ）、所定本数のコードを２本束として等間隔に配置した場合のコード束間隔をＢ（ｍｍ）、としたとき、コード束７と隣接するコード６またはコード束７との間隔の少なくとも一方がＢ（ｍｍ）である。
【選択図】図２

Description

本発明は、空気入りラジアルタイヤ（以下、単に「タイヤ」とも称する）に関し、詳しくは、剛性を悪化させることなく耐久性および軽量性に優れた空気入りラジアルタイヤに関する。

現在、乗用車用ラジアルタイヤの骨格をなすカーカスの補強部材、特にカーカスのクラウン部の補強部材として一般に用いられているベルトは、主としてタイヤの赤道面に対し傾斜配列されたスチールコードのゴム引き層からなるスチールベルト層を２枚以上用い、これらベルト層中のスチールコードが互いに交差するようにして構成されている。

従来より、ベルト層の改良に関して、種々の検討がなされてきている。例えば、特許文献１には、補強素子を数本以内の束とし、その束を一定の分散で打ち込む技術が開示されている。これによれば、ベルト幅端において生じる微細なクラックが、補強素子の隣接相互間にまたがって成長し、その後はベルトの積層相互間にもつながって急拡大して引き起こされる、いわゆるベルトエッジセパレーション（ＢＥＳ）を抑制することができる。また、特許文献２には、ベルトの補強材として（１×２）構造のスチールコードを用いることにより、ＢＥＳを抑制することができること、およびタイヤの軽量化が図れること、が開示されている。

特開平０６−２６２９０６号公報 特開昭６２−２３４９２１号公報

近年、自動車の高性能化に伴って、タイヤに対して、ますます高い性能が求められるようになってきている。また、自動車の燃費向上のために、タイヤの軽量化も重要な課題となってきている。このような現状においては、特許文献１および２記載のベルト構造では、タイヤの耐久性および軽量性について、必ずしも十分なものとは言えなくなってきている。また、乗り心地性などの性能面からもベルトには高い剛性を確保する必要もある。

そこで、本発明の目的は、剛性を悪化させることなく耐久性および軽量性に優れた空気入りラジアルタイヤを提供することにある。

本発明者は、上記課題を解消するためにベルトの構造につき鋭意検討した結果、下記構成とすることにより、上記課題を解決することができることを見出し、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明の空気入りラジアルタイヤは、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部と、該トレッド部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を備える空気入りラジアルタイヤにおいて、
前記ベルトの１層目の第１ベルト層と２層目の第２ベルト層が、ともに複数本のフィラメントを撚り合わせたコードを有し、かつ、該コードの一部が２本のコードを束ねたコード束を構成し、
前記コードを等間隔に配置した場合のコード間隔をＡ（ｍｍ）、前記コードを２本束ねたコード束として等間隔に配置した場合のコード束間隔をＢ（ｍｍ）、としたとき、前記コード束と隣接するコードまたはコード束との間隔の少なくとも一方がＢ（ｍｍ）であることを特徴とするものである。

本発明においては、前記第１ベルト層と第２ベルト層中のコードおよびコード束が、ＢＡＡを繰り返し単位とする間隔で配置されていることが好ましく、前記第１ベルト層と第２ベルト層中のコードおよびコード束が、ＢＡを繰り返し単位とする間隔で配置されていることも好ましく、また、前記第１ベルト層と第２ベルト層中のコードおよびコード束が、ＢＣＤ
（ここで、ＣおよびＤは、下記式（１）および（２）、
０．０５（ｍｍ）＜Ｃ（ｍｍ）＜Ａ（ｍｍ） （１）
Ｄ（ｍｍ）＝Ｂ（ｍｍ）−Ｃ（ｍｍ） （２）
で表わされる関係を満足する）を繰り返し単位とする間隔で配置されていることも好ましい。また、本発明においては、前記コードの打込み数は、３５〜６５本／５０ｍｍであり、かつ、そのうち少なくとも２０本が前記コード束を構成することが好ましく、さらに、本発明においては、前記コードは、（１×Ｎ）構造であることが好ましく、さらにまた、本発明においては、前記ベルト層の厚みが、０．７０ｍｍより大きく１．２０ｍｍ未満であることが好ましく、さらにまた、前記フィラメント径が、０．２２〜０．３０ｍｍであるであることが好ましい。

本発明によれば、剛性を悪化させることなく耐久性および軽量性に優れた空気入りラジアルタイヤを提供することができる。

本発明の一好適例の空気入りラジアルタイヤを示す片側断面図である。 本発明の空気入りラジアルタイヤのベルト層の一例の部分断面図である。 （ａ）はコード間隔Ａの概略図であり、（ｂ）はコード束間隔Ｂの概略図である。 本発明の空気入りラジアルタイヤのベルト層の他の例の部分断面図である。 本発明の空気入りラジアルタイヤのベルト層の他の例の部分断面図である。

以下、本発明の実施の形態を詳細に説明する。
図１に、本発明の一実施の形態に係る空気入りラジアルタイヤを示す。図示するタイヤは、カーカスのクラウン領域に配設されて接地部を形成するトレッド部１と、このトレッド部１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２と、各サイドウォール部２の内周側に連続するビード部３とを備えている。

トレッド部１、サイドウォール部２およびビード部３は、一方のビード部３から他方のビード部３にわたってトロイド状に延びる一枚のカーカス層からなるカーカス４により補強されている。また、トレッド部１は、以下で詳述する、カーカス４のクラウン領域のタイヤ径方向外側に配設した少なくとも２層、図示する例では２層の第１ベルト層５ａと第２ベルト層５ｂとからなるベルトにより補強されている。ここで、カーカス４のカーカス層は複数枚としてもよく、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を好適に用いることができる。

図２に、本発明の空気入りラジアルタイヤのベルト層の一例の部分断面図を示す。図示するように、本発明のタイヤにおいては、第１ベルト層５ａおよび第２ベルト層５ｂは、ともに複数本のフィラメントを撚り合わせたコード６を有し、かつ、これらコード６の一部が２本のコード６を束ねたコード束７を構成する。さらに、本発明においては、図２に示す様に、コード６を等間隔に配置した場合のコード間隔をＡ（ｍｍ）、コード６を２本束ねたコード束７として等間隔に配置した場合のコード束間隔をＢ（ｍｍ）、としたとき、コード束７と隣接するコード６またはコード束７との間隔の少なくとも一方がＢ（ｍｍ）である。図３（ａ）および（ｂ）は、それぞれコード間隔Ａおよびコード束間隔Ｂの説明図を示す。図３（ａ）は１０本のコード１６を等間隔に配置した場合の概略図であり、図３（ｂ）は１０本のコード１６を２本のコード束１７とし、これらを等間隔に配置した場合の概略図である。

図２に示す様に、コード６を均一間隔で打ち込んだ場合のコード間隔Ａ（ｍｍ）よりも広い間隔Ｂ（ｍｍ）を有する箇所を設けることで、ベルト幅方向端部のコード端を起点としたゴム剥離が容易に隣り合うコード間に伝播する、ＢＥＳを抑制することができる。また、上記構造にすることにより、タイヤにせん断歪が加わった際の、第１ベルト層と第２ベルト層の間に生じるゴムの亀裂も防止することができる。さらに、コード束７が存在するため、ベルトの剛性を確保することができる。その結果、ベルト層を薄くすることができ、タイヤの軽量化も可能となる。

本発明の空気入りラジアルタイヤのベルト構造の好適な例としては、図２に示す様に、第１ベルト層と第２ベルト層中のコード６およびコード束７が、ＢＡＡを繰り返し単位とする間隔で配置されている構造が挙げられる。また、他の好適例としては、図４に示すような、第１ベルト層と第２ベルト層中のコード２６およびコード束２７が、ＢＡを繰り返し単位とする間隔で配置されている構造や、図５に示すような、第１ベルト層と第２ベルト層中のコード３６およびコード束３７が、ＢＣＤ
（ここで、ＣおよびＤは、下記式（１）および（２）、
０．０５（ｍｍ）＜Ｃ（ｍｍ）＜Ａ（ｍｍ） （１）
Ｄ（ｍｍ）＝Ｂ（ｍｍ）−Ｃ（ｍｍ） （２）
で表わされる関係を満足する）を繰り返し単位とする間隔で配置されている構造が挙げられる。本発明においては、上記関係を有するものであれば、コードおよびコード束の配置は不規則であってもよいが、このように、一定の規則性を持たせることで、ベルト層の製造を容易行うことができるという利点を有している。

本発明においては、ベルト層へのコードの打込み数は、３５〜６５本／５０ｍｍとし、そのうち少なくとも２０本を２本のコードからなるコード束とすることが好ましい。打込み数が、上記範囲未満の場合は、引張強度を確保することができなくなる場合があり好ましくなく。一方、打込み数が上記範囲より多いと、コード間隔を確保することが困難になり、有効にＢＥＳを抑制することが困難になり、耐久性が低下する場合があるため、やはり好ましくない。また、コード束の本数が上記範囲より少ないと、本発明の効果を十分に得ることができず、ＢＥＳの抑制や剛性の向上効果を十分に得ることができない場合がある。

本発明においては、ベルト層を構成するコードのコード構造は、特に制限されないが、（１×２）構造、（１×３）構造、（１×５）構造等の（１×Ｎ）構造や、（１＋１）構造、（２＋１）構造、（２＋２）構造等の（Ｎ＋Ｍ）構造を好適に用いることができ、より好ましくは（１×Ｎ）構造である。特に、（１×２）構造のコード２本の束は、他の構造と比較して束幅が小さいため、他の構造よりも束間隔を広くすることができ、耐久性の向上効果が優れている。

さらに、本発明においては、タイヤの軽量化と耐久性の向上の観点から、ベルト層の厚みは０．７０ｍｍより大きく１．２０ｍｍ未満であることが好ましい。ベルト層の厚みが０．７０ｍｍ以下では、十分な耐久性を得ることができない場合がある。一方、ベルト層の厚みが１．２０ｍｍ以上であると、十分な軽量効果を得ることができない場合がある。より好ましくは０．８０〜１．１０ｍｍである。

さらにまた、本発明においては、コードを構成するフィラメントのフィラメント径は０．２２〜０．３０ｍｍであることが好ましい。フィラメント径が０．２２未満であると、十分な強力を発揮することができない場合がある。一方、フィラメント径が０．３０より大きいと、ベルトが厚くなってしまい、十分な軽量効果を得ることができないことがある。

また、フィラメントの材質等については特に制限はないが、スチールフィラメントが好適である。スチールフィラメントとしては、引張り強さは、好適には２７００Ｎ／ｍｍ^２以上のものを好適に用いることができる。高い抗張力を有するモノフィラメントコードとしては、少なくとも０．７０質量％、特には少なくとも０．８０質量％の炭素を含有するものを、好適に用いることができる。

また、本発明のタイヤにおいては、第１ベルト層と第２ベルト層の構造パターンが上記関係を満足すれば、特に制限はない。そのため、第１ベルト層の構造と第２ベルト層の構造は同じであってもよく、また、別々の構造であってもよい。例えば、第１ベルト層は図２に示す構造とし、第２ベルト層は図４に示す構造としてもよい。

本発明のタイヤは、ベルト層の構造が上記要件を満足するものであれば、それ以外の具体的なタイヤ構造については、特に制限されるものではない。各フィラメントの撚り方向、撚りピッチ等の条件については、特に制約されるものではなく、用途に応じて、常法に従い適宜構成することが可能である。また、タイヤに充填する気体としては、通常の或いは酸素分圧を調整した空気の他、窒素、アルゴン、ヘリウム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。
＜実施例１〜７＞
下記表１および２に示す構造のコードを用いて、図１に示すタイプのタイヤを、タイヤサイズ２２５／４５Ｒ１７にて作製した。各供試タイヤのベルト構造は、実施例１、４、６および７については図２（コード間隔がＢＡＡの繰り返しタイプ）、実施例２については図４（コード間隔がＢＡの繰り返しタイプ）、実施例３および５については図５（コード間隔がＢＣＤの繰り返しタイプ）であり、打込み角度はタイヤ周方向に対して±２６°とした。得られた各供試タイヤについて、下記の手順に従い、タイヤ重量、耐摩耗性および耐久性の評価を行った。

＜従来例１および２＞
下記表２に示す構造のコードを用いて図１に示すタイプのタイヤを、タイヤサイズ２２５／４５Ｒ１７にて作製した。各供試タイヤのベルト構造は、従来例１についてはコードを単独で均等に打ち込んだもの、従来例２については、コード束として均等に打ち込んだものであり、打込み角度はタイヤ周方向に対して±２６°とした。得られた各供試タイヤについて、下記の手順に従い、タイヤ重量、耐摩耗性および耐久性の評価を行った。

＜比較例１および２＞
下記表２に示す構造のコードを用いて図１に示すタイプのタイヤを、タイヤサイズ２２５／４５Ｒ１７にて作製した。各供試タイヤのベルト構造は、比較例１についてはコードを単独で均等に打ち込んだもの、比較例２については、コード２本を束にしてコード束として均等に打ち込んだものであり、打込み角度はタイヤ周方向に対して±２６°とした。得られた各供試タイヤについて、下記の手順に従い、タイヤ重量、耐摩耗性および耐久性の評価を行った。

＜タイヤ重量＞
各供試タイヤ１本当たりの重量を測定し、従来例１のタイヤを１００として指数評価した。この値が従来品と比較して同等又は優れている場合を○、劣っている場合を×とした。結果を表１および２に併記する。

＜耐摩耗性＞
実車耐久走行（限界走行モードにて１周３．５ｋｍの既設サーキットを２０周走行）後のタイヤ残溝深さ（センターリブ溝）を測定し、従来例２のタイヤを１００として指数評価した。この値が従来例２と比較して同等又は優れている場合を○、劣っている場合を×とした。結果を表１および２に併記する。なお、耐摩耗性が小さいということは、トレッド接地面積が小さいことを意味し、ベルトの剛性の判断基準となる。

＜耐久性＞
各供試タイヤを、ＪＡＴＭＡ規格に定める標準リムに装着後、ＪＡＴＭＡ ＹＥＡＲ ＢＯＯＫにおける最大負荷能力に対応する内圧を充填し、乗用車に装着した。舗装路を４００００ｋｍ走行した後、タイヤを解剖して、ベルト端部のセパレーション長さを調査した。結果は、値が小さいほど良好な結果を示す。この値が従来例１と比較して優れている場合を○、同等又は劣っている場合を×とした。

表１および２より本発明のタイヤは、剛性を悪化させることなく耐久性および軽量性に優れた空気入りラジアルタイヤが得られることが確かめられた。

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
５ａ 第１ベルト層
５ｂ 第２ベルト層
６，１６，２６，３６ コード
７，１７，２７，３７ コード束

Claims (8)

1. 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部と、該トレッド部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を備える空気入りラジアルタイヤにおいて、
   前記ベルトの１層目の第１ベルト層と２層目の第２ベルト層が、ともに複数本のフィラメントを撚り合わせたコードを有し、かつ、該コードの一部が２本のコードを束ねたコード束を構成し、
   前記コードを等間隔に配置した場合のコード間隔をＡ（ｍｍ）、前記コードを２本束ねたコード束として等間隔に配置した場合のコード束間隔をＢ（ｍｍ）、としたとき、前記コード束と隣接するコードまたはコード束との間隔の少なくとも一方がＢ（ｍｍ）であることを特徴とする空気入りラジアルタイヤ。
2. 前記第１ベルト層と第２ベルト層中のコードおよびコード束が、ＢＡＡを繰り返し単位とする間隔で配置されている請求項１記載の空気入りラジアルタイヤ。
3. 前記第１ベルト層と第２ベルト層中のコードおよびコード束が、ＢＡを繰り返し単位とする間隔で配置されている請求項１記載の空気入りラジアルタイヤ。
4. 前記第１ベルト層と第２ベルト層中のコードおよびコード束が、ＢＣＤ
   （ここで、ＣおよびＤは、下記式（１）および（２）、
   ０．０５（ｍｍ）＜Ｃ（ｍｍ）＜Ａ（ｍｍ） （１）
   Ｄ（ｍｍ）＝Ｂ（ｍｍ）−Ｃ（ｍｍ） （２）
   で表わされる関係を満足する）を繰り返し単位とする間隔で配置されている請求項１記載の空気入りラジアルタイヤ。
5. 前記コードの打込み数が、３５〜６５本／５０ｍｍであり、かつ、そのうち少なくとも２０本が前記コード束を構成する請求項１〜４のうちいずれか一項記載の空気入りラジアルタイヤ。
6. 前記コードが、（１×Ｎ）構造である請求項１〜５のうちいずれか一項記載の空気入りラジアルタイヤ。
7. 前記ベルト層の厚みが、０．７０ｍｍより大きく１．２０ｍｍ未満である請求項１〜６のうちいずれか一項記載の空気入りラジアルタイヤ。
8. 前記フィラメント径が、０．２２〜０．３０ｍｍである請求項１〜７のうちいずれか一項記載の空気入りラジアルタイヤ。

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