JP4132275B2

JP4132275B2 - Pneumatic radial tire

Info

Publication number: JP4132275B2
Application number: JP25524198A
Authority: JP
Inventors: 隆之佐藤
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 1998-09-09
Filing date: 1998-09-09
Publication date: 2008-08-13
Anticipated expiration: 2018-09-09
Also published as: JP2000085315A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、空気入りラジアルタイヤ、とくに高速耐久性および操縦安定性に優れた空気入りラジアルタイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】
空気入りラジアルタイヤは、１対のビード部間でトロイド状に延びるラジアル配列コードのプライからなるカーカスを骨格とし、このカーカスのクラウン部の外側にベルトおよびトレッドを順に配置して成る。そして、ベルトは、タイヤ赤道面に対して傾けて並列配置した多数本のスチールコードをゴムで被覆して成る、ベルトプライの少なくとも２層を、隣接層間でスチールコードが相互に交差する向きで配置するのが、一般的である。
【０００３】
一方、自動車の技術革新に伴って、タイヤの使用速度も高速化する中、タイヤの高速耐久性を向上する必要があり、そのためには、ベルトを２層以上とし、さらにナイロンなどの化学繊維コードをタイヤ赤道面に沿って配列した、ベルト補強層を追加することによって、タイヤの強度を高めている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、近年の省エネルギーの観点から、自動車の低燃費化に寄与する、転がり抵抗の小さいタイヤ、すなわち軽量のタイヤの開発が急務である。このタイヤの軽量化には、比重の重いスチールコードを削減すること、つまりベルトを１層に簡素化する等の手法が有利である。この場合、１層のベルトを、ナイロンコードなどによるベルト補強層で補強することになるが、該ベルト補強層ではタイヤに必要な強度を確保することが難しく、その結果、タイヤの操縦安定性が損われる不利をまねく。
【０００５】
そこで、この発明は、ベルトを１層に簡素化した場合にも、タイヤの強度をベルト補強層によって確保し得る空気入りラジアルタイヤを提供しようとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
発明者らは、ベルト補強層について種々の検討を加えた結果、特定の化学繊維コードをベルト補強層に適用することにより、上記の問題点が解決されることを見出し、この発明を完成するに到った。
【０００７】
すなわち、この発明は、１対のビード部間でトロイド状に延びるラジアル配列コードのプライからなるカーカスを骨格とし、このカーカスのクラウン部の径方向外側に、タイヤの赤道面に対してスチールコードを傾斜配列した１層のベルトおよび少なくとも１層のベルト補強層をそなえる空気入りラジアルタイヤであって、該ベルト補強層は、2000〜20000 ｄtex で双撚りのポリオレフィンケトン繊維またはポリエーテルエーテルケトン繊維による、コードを、タイヤの赤道面に沿って配列して成ることを特徴とする空気入りラジアルタイヤである。
【０００８】
なお、ベルトのスチールコードは、タイヤの赤道面に対して25〜50°で傾けて配置することが、有利である。
【０００９】
【発明の実施の形態】
さて、図１に、この発明に従う乗用車用ラジアルタイヤの具体例を図解する。このタイヤは、１対のビードコア１間でトロイド状に延びるカーカス２、このカーカス２のクラウン部のタイヤ径方向外側に配置した１層のベルト３、このベルト３のタイヤ径方向外側に配置した、少なくとも１層のベルト補強層４およびこのベルト補強層４のタイヤ径方向外側に設けたトレッド４から成る。
【００１０】
ベルト３は、並列配置した多数本のスチールコードをゴムで被覆し、そのスチールコードをタイヤ赤道面Ｏに対して、好ましくは25〜50°の傾斜角度で配置して成る。
【００１１】
次に、ベルト補強層４は、並列配置した多数本の化学繊維コードをゴムで被覆し、その化学繊維コードをタイヤ赤道面Ｏに沿って、好ましくはタイヤ赤道面に対して±５°の角度内で配置して成る。そして、該化学繊維コードとして、2000〜20000 ｄtex で双撚りのポリオレフィンケトン繊維またはポリエーテルエーテルケトン繊維による、コードを用いることが、肝要である。
【００１２】
なぜなら、ポリオレフィンケトン繊維またはポリエーテルエーテルケトン繊維（以下、両者をＰＫ繊維と総称する）は、強度が高くかつ寸法安定性に優れた繊維であり、ベルト補強層に適用すると、この発明で対象とする１層のベルト構造を有するタイヤにおいて、ベルト補強層に求められる特性を満足することが可能になるからである。すなわち、ＰＫ繊維は強度が高いために、ナイロンやポリエステルを用いる場合に比し、タイヤに必要な強度を達成するのに、少ない量、つまり少ない枚数で済むことから、軽量なタイヤを実現できる。また、寸法安定性に優れていることから、タイヤの高速走行時の遠心力による変形や、コーナリング時の横力による曲げ変形に対して変形しにくくなる結果、十分な操縦安定性を得ることができる。
【００１３】
なお、ＰＫ繊維には、ポリオレフィンケトン繊維として、ポリメチレンケトン、ポリエチレンケトンおよびポリプロピレンケトンが、またポリエーテルエーテルケトン繊維として、ヒドロキノンと４，４’−ジクロロベンゾフェノンとの縮合ポリマーが、それぞれ適合する。
【００１４】
ここで、ＰＫ繊維をベルト補強層のコードに用いるに当たり、コードとして、2000〜20000 ｄtex で双撚りのものを適用する、必要がある。すなわち、2000ｄtex 未満のコードを用いると、所期したタイヤ強度を確保するために、ベルト補強層を数層設ける必要が生じて、結果としてタイヤの製造コストを増加することになる。一方、20000 ｄtex をこえるコードを用いると、ベルト補強層の１層当たりの厚さが必要以上に増加し、タイヤ重量の増加をまねくことになる。
【００１５】
さらに、双撚り、つまり２本以上を撚り合わせたものを使用するのは、撚りもどり等を防止し、工場作業性をよくするためである。
【００１６】
また、ベルト補強層４は、少なくとも１層、好ましくは１〜２層を、スチールベルト層全体を覆うように配置することが、高速耐久性を確保するのに推奨される。
【００１７】
次に、ベルト３のスチールコードは、タイヤの赤道面に対して25〜50°の傾斜角度で配置することが、好ましい。なぜなら、スチールコードの傾斜角度が25°未満になると、ベルトの幅方向剛性が不足して操縦安定性が損なわれ、一方傾斜角度が50°をこえると、ベルトの周方向剛性が不足して操縦安定性が損なわれるからである。
【００１８】
【実施例】
図１に示した構造の乗用車用ラジアルタイヤに、表１および２に示す仕様のベルト３およびベルト補強層４を適用し、サイズ205 ／65Ｒ15のタイヤを試作した。なお、カーカス２は、ポリエチレンテレフタレート1670ｄtex ／２を繊維コードを50本／50mmの打ち込み数で配置した、１層構造とした。また、ベルト３には、１×５×0.25（mm）構造のスチールコードを40本／50mmの打ち込み数で配置した。さらに、ベルト補強層４は、所定のコードをベルトの径方向外側に、タイヤ赤道面と平行の向きに、１層または２層に巻き付けて、構成した。なお、表１および２におけるベルト補強層の構造Ａ〜Ｃは、図２（ａ）〜（ｃ）に示す通りである。
【００１９】
かくして得られたタイヤについて、その強度および操縦安定性について調査した。これらの調査結果を表１および２に併記する。
【００２０】
ここで、タイヤ強度は、タイヤを標準リムに装着してのち、タイヤ内に空気を連続して充填し、タイヤが空気圧にて破壊した際の空気圧を測定し、各タイヤの空気圧を、従来例の空気圧を100 としたときの指数として示した。この数値が大きいほど、破壊時の空気圧が大きく、タイヤ強度が高く安全性に優れている。
【００２１】
また、操縦安定性については、タイヤを標準リムに組み込んで最大負荷能力に対応する空気圧に調整したのち、タイヤを乗用車に装着し、この乗用車にて高速周回路を走行した際の、ドライバー二人によるフィーリング評価を行った。そして、従来例をコントロールとして、±５段階にて評価し、二人のドライバーによる評価の平均値を表に示した。数値に３ポイント以上の差があれば、性能上明確な相違があることになる。
【００２２】
【表１】

【００２３】
【表２】

【００２４】
表１および２において、まず、比較例１および２と従来例とを比較すると、比較例１および２は従来例のベルト補強層の仕様を変更することなくベルトを１層に簡素化したものであり、タイヤ重量は軽減されるものの、ベルトの剛性が不十分になる結果、タイヤ強度および操縦安定性ともに劣化している。また、比較例３および４は、ベルト補強層をポリエチレンテレフタレートにした例であるが、比較例１および２のベルト補強層がナイロンの場合に比べてモジュラスが高いために、操縦安定性は向上しているが、タイヤ強度はやはり十分ではない。
【００２５】
これらに対して、発明例は、発明例１と比較例１、そして発明例２、３および４と比較例２、との比較から明らかなように、タイヤ強度および操縦安定性はともに向上し、従来例に比較しても諸性能が改良されている。
【００２６】
とりわけ、発明例３のように、ベルトコードの傾斜角度を45°と小さくすると、発明例２と比較して、タイヤの周方向剛性が低下するために操縦安定性は低下するが、同幅方向の剛性が上昇し、タイヤとしての強度バランスがよくなる、つまりカーカス、ベルトおよびベルト補助層のコードの傾斜角度が、順に90°、45°および０°と良好な関係になって強度バランスが向上する結果、タイヤ強度が高くなるのである。
【００２７】
【発明の効果】
この発明によれば、ベルトを１層に簡素化した場合にも、タイヤの剛性をベルト補強層によって確保されるため、高速耐久性および操縦安定性に優れ、しかも軽量の空気入りラジアルタイヤを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に従う乗用車用タイヤの構造を示した図である。
【図２】タイヤのベルト補強層の構造を示す図である。
【符号の説明】
１ビードコア
２カーカス
３ベルト
４ベルト補強層
５トレッド[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a pneumatic radial tire, and more particularly to a pneumatic radial tire excellent in high-speed durability and steering stability.
[0002]
[Prior art]
The pneumatic radial tire has a carcass formed of a ply of a radial arrangement code extending in a toroidal shape between a pair of bead portions as a skeleton, and a belt and a tread are sequentially arranged outside the crown portion of the carcass. The belt is made of rubber covered with a number of steel cords that are arranged in parallel and inclined with respect to the tire equatorial plane, and at least two layers of belt plies are arranged in the direction in which the steel cords cross each other between adjacent layers. It is common to do.
[0003]
On the other hand, along with the technological innovation of automobiles, the use speed of tires is also increasing, so it is necessary to improve the high-speed durability of the tires. The strength of the tire is increased by adding a belt reinforcement layer arranged along the tire equatorial plane.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, from the viewpoint of energy saving in recent years, there is an urgent need to develop a tire having a small rolling resistance, that is, a lightweight tire, which contributes to a reduction in fuel consumption of an automobile. In order to reduce the weight of the tire, it is advantageous to reduce the steel cord having a high specific gravity, that is, to simplify the belt to one layer. In this case, the belt of one layer is reinforced with a belt reinforcing layer made of nylon cord or the like, but it is difficult to secure the strength required for the tire with the belt reinforcing layer, and as a result, the steering stability of the tire is improved. It leads to disadvantages that are damaged.
[0005]
Therefore, the present invention is intended to provide a pneumatic radial tire in which the strength of the tire can be secured by the belt reinforcing layer even when the belt is simplified to one layer.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
As a result of various studies on the belt reinforcing layer, the inventors have found that the above problems can be solved by applying a specific chemical fiber cord to the belt reinforcing layer, and to complete the present invention. Arrived.
[0007]
That is, in the present invention, a carcass made of a ply of a radial arrangement cord extending in a toroidal shape between a pair of bead portions is used as a skeleton, and a steel cord is attached to the equator plane of the tire on the radially outer side of the crown portion of the carcass. A pneumatic radial tire having an inclined belt and at least one belt reinforcing layer, the belt reinforcing layer being made of a twisted polyolefin ketone fiber or polyether ether ketone fiber of 2000 to 20000 dtex, A pneumatic radial tire characterized in that cords are arranged along the equator plane of the tire.
[0008]
It is advantageous that the steel cord of the belt is disposed at an angle of 25 to 50 ° with respect to the equator plane of the tire.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Now, FIG. 1 illustrates a specific example of a radial tire for a passenger car according to the present invention. The tire includes a carcass 2 extending in a toroidal shape between a pair of bead cores 1, a one-layer belt 3 disposed on the outer side in the tire radial direction of the crown portion of the carcass 2, and disposed on the outer side in the tire radial direction of the belt 3. The belt reinforcing layer 4 includes at least one belt reinforcing layer 4 and a tread 4 provided outside the belt reinforcing layer 4 in the tire radial direction.
[0010]
The belt 3 is formed by covering a plurality of steel cords arranged in parallel with rubber and arranging the steel cords at an inclination angle of preferably 25 to 50 ° with respect to the tire equatorial plane O.
[0011]
Next, the belt reinforcing layer 4 covers a large number of chemical fiber cords arranged in parallel with rubber, and the chemical fiber cords are formed along the tire equator plane O, preferably at an angle of ± 5 ° with respect to the tire equator plane. It is arranged in the inside. It is important to use a cord made of a double-twisted polyolefin ketone fiber or polyether ether ketone fiber at 2000 to 20000 dtex as the chemical fiber cord.
[0012]
This is because polyolefin ketone fiber or polyether ether ketone fiber (hereinafter, both are collectively referred to as PK fiber) is a fiber having high strength and excellent dimensional stability. This is because the tire having a single-layer belt structure can satisfy the characteristics required for the belt reinforcing layer. That is, since the strength of the PK fiber is high, compared with the case of using nylon or polyester, a small amount, that is, a small number of sheets is required to achieve the strength required for the tire, so that a lightweight tire can be realized. In addition, because it is excellent in dimensional stability, it becomes difficult to be deformed due to deformation due to centrifugal force during high-speed running of the tire and bending deformation due to lateral force during cornering, so that sufficient steering stability can be obtained. it can.
[0013]
For the PK fiber, polymethylene ketone, polyethylene ketone and polypropylene ketone are suitable as the polyolefin ketone fiber, and as the polyether ether ketone fiber, a condensation polymer of hydroquinone and 4,4′-dichlorobenzophenone is suitable.
[0014]
Here, when the PK fiber is used as the cord of the belt reinforcing layer, it is necessary to apply a twisted cord of 2000 to 20000 dtex as the cord. That is, if a cord of less than 2000 dtex is used, it is necessary to provide several belt reinforcing layers in order to ensure the desired tire strength, resulting in an increase in tire manufacturing costs. On the other hand, if a cord exceeding 20000 dtex is used, the thickness of each belt reinforcing layer increases more than necessary, leading to an increase in tire weight.
[0015]
Further, the reason for using double twist, that is, twisting two or more wires, is to prevent twist back and improve factory workability.
[0016]
Further, it is recommended that at least one, preferably 1-2 layers of the belt reinforcing layer 4 be disposed so as to cover the entire steel belt layer in order to ensure high-speed durability.
[0017]
Next, the steel cord of the belt 3 is preferably arranged at an inclination angle of 25 to 50 ° with respect to the equator plane of the tire. This is because if the steel cord inclination angle is less than 25 °, the rigidity in the width direction of the belt is insufficient and steering stability is impaired. On the other hand, if the inclination angle exceeds 50 °, the rigidity in the circumferential direction of the belt is insufficient. This is because stability is impaired.
[0018]
【Example】
A tire of size 205 / 65R15 was manufactured by applying the belt 3 and the belt reinforcing layer 4 having the specifications shown in Tables 1 and 2 to the radial tire for a passenger car having the structure shown in FIG. The carcass 2 has a single-layer structure in which polyethylene terephthalate 1670 dtex / 2 is disposed with 50 cords per 50 mm / 50 mm. Further, a steel cord having a structure of 1 × 5 × 0.25 (mm) was arranged on the belt 3 at a driving number of 40 pieces / 50 mm. Further, the belt reinforcing layer 4 is configured by winding a predetermined cord on one layer or two layers on the outer side in the radial direction of the belt in a direction parallel to the tire equatorial plane. The structures A to C of the belt reinforcing layer in Tables 1 and 2 are as shown in FIGS.
[0019]
The tire thus obtained was examined for strength and handling stability. These survey results are shown in Tables 1 and 2.
[0020]
Here, the tire strength is measured by measuring the air pressure when the tire is mounted on a standard rim, then continuously filling the tire with air, and breaking the tire with air pressure. It was shown as an index when the air pressure of 100 was taken as 100. The larger this value, the greater the air pressure at the time of destruction, the higher the tire strength, and the better the safety.
[0021]
As for steering stability, two drivers who installed a tire in a standard rim and adjusted it to the air pressure corresponding to the maximum load capacity, mounted the tire on a passenger car, and ran on the high-speed circuit in this passenger car. The feeling was evaluated. Then, as a control, the conventional example was evaluated in ± 5 levels, and the average value of the evaluation by two drivers was shown in the table. If there is a difference of 3 points or more in numerical values, there is a clear difference in performance.
[0022]
[Table 1]

[0023]
[Table 2]

[0024]
In Tables 1 and 2, first, Comparative Examples 1 and 2 are compared with the conventional example. In Comparative Examples 1 and 2, the belt is simplified to one layer without changing the specification of the belt reinforcing layer of the conventional example. Although the tire weight is reduced, both the tire strength and the steering stability are deteriorated as a result of insufficient rigidity of the belt. Comparative Examples 3 and 4 are examples in which the belt reinforcing layer is made of polyethylene terephthalate. However, since the modulus of the belt reinforcing layer of Comparative Examples 1 and 2 is higher than that of nylon, the handling stability is improved. However, the tire strength is still not sufficient.
[0025]
On the other hand, as is clear from the comparison between Invention Example 1 and Comparative Example 1, and Invention Examples 2, 3 and 4 and Comparative Example 2, the invention example improves both the tire strength and the steering stability. Various performances are also improved compared to the conventional example.
[0026]
In particular, when the belt cord inclination angle is reduced to 45 ° as in the invention example 3, the circumferential stability of the tire is lowered as compared with the invention example 2, and the steering stability is lowered. The rigidity of the tire is increased and the strength balance as a tire is improved. That is, the inclination angle of the cords of the carcass, the belt and the belt auxiliary layer is in good relation with 90 °, 45 ° and 0 ° in order, and the strength balance is improved. As a result, the tire strength is increased.
[0027]
【The invention's effect】
According to the present invention, even when the belt is simplified to one layer, the rigidity of the tire is ensured by the belt reinforcing layer, so that a pneumatic radial tire that is excellent in high-speed durability and steering stability and is lightweight is provided. it can.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing the structure of a passenger car tire according to the present invention.
FIG. 2 is a view showing a structure of a belt reinforcing layer of a tire.
[Explanation of symbols]
1 Bead core 2 Carcass 3 Belt 4 Belt reinforcement layer 5 Tread

Claims

A carcass composed of a ply of a radial arrangement cord extending in a toroidal shape between a pair of bead portions, and a single layer of steel cords inclined to the equatorial plane of the tire on the radially outer side of the crown portion of the carcass A pneumatic radial tire comprising a belt and at least one belt reinforcement layer, the belt reinforcement layer comprising a 2000 to 20000 dtex twisted polyolefin ketone fiber or polyether ether ketone fiber, the cord being attached to the tire equator A pneumatic radial tire characterized by being arranged along a plane.

The pneumatic radial tire according to claim 1, wherein the steel cord of the belt is disposed at an angle of 25 to 50 ° with respect to the equator plane of the tire.