JP4132522B2

JP4132522B2 - 空気入りラジアルタイヤ

Info

Publication number: JP4132522B2
Application number: JP37056399A
Authority: JP
Inventors: 眞一宮崎; 武太田; 攻戸田
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 1999-12-27
Filing date: 1999-12-27
Publication date: 2008-08-13
Anticipated expiration: 2019-12-27
Also published as: JP2001180223A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ベルト層に所定の型付け仕様の金属製のモノフィラメントコードを用いることにより、軽量かつ安価とするとともに、操縦安定性、及び耐久性を改良し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のベルトコードとして、従来から細いスチールフィラメントの複数本を互いに撚り合わせた、所謂マルチフィラメントコードが広く使用されている。
【０００３】
これに対して、近年、ベルトコードをスチールの１本のモノフィラメントで形成することが提案されている。このモノフィラメントコードは、製造時の撚合わせ工程が不要であるなど安価であり、しかも曲げ剛性が高くベルト剛性を維持しつつ従来のマルチフィラメントコードに較べてスチール量を低く抑えることができるため、軽量化やコストダウンに大きなメリットがある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、モノフィラメントコードは、マルチフィラメントコードのように長手方向及び剪断方向に対する伸びが少なく柔軟性に劣るためコード折れが生じやすく、このため疲労耐久性に劣るという欠点がある。しかも曲げ剛性が高く、エンベロープ特性を損ねるなど乗り心地性を低下させる反面、タイヤ軸方向に対する横剛性に劣りコーナリングフォースを不十分とするなど操縦安定性を損ねる傾向となる。従って、モノフィラメントコードをベルトコードとして用いたタイヤを実用化することはきわめて困難なものであった。
【０００５】
そこで本発明は、タイヤ周長に適した型付け仕様の金属製モノフィラメントコードのベルトプライを用いることを基本として、軽量化及びコスト軽減を達成しながら、操縦安定性及び耐久性をバランスよく向上しうる空気入りラジアルタイヤの提供を目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本願の請求項１の本発明は、トレッド部からサイドウオール部をへてビード部のビードコアに至るカーカスと、金属製のベルトコードを配列した複数枚のベルトプライからなりかつ前記トレッド部の内方かつカーカスの外側に配されるベルト層とを有する空気入りラジアルタイヤであって、
前記ベルト層は、ベルトコードとしてモノフィラメントをその長手方向中心線を基準として螺旋状又は波形状に繰り返して型付けした型付けモノフィラメントコードを用いたプライを、該プライの内の少なくとも半径方向最外位置、及びその内側に重置される内側位置とに配するとともに、
該モノフィラメントベルトプライのモノフィラメントコードはタイヤ周方向に対して１５〜３０度の角度で傾けて配列され、
かつ前記型付けモノフィラメントコードの前記型付けの長手方向のピッチＰは、タイヤを正規リムにリム組みしかつ正規内圧を充填した正規状態におけるトレッド面のタイヤ赤道上でのタイヤ外周長さＷの０．００８〜０．０８倍としたことを特徴としている。
【０００７】
また請求項２の発明では、前記型付けモノフィラメントコードの前記型付けの高さＨは、前記ピッチＰの０．００２〜０．０２５倍としたことを特徴としている。
【０００８】
また請求項３の発明では、前記型付けモノフィラメントコードのコード断面の平均コード太さＲは、タイヤ外周長さＷの０．１３×１０^-3〜０．２８×１０^-3としたことを特徴としている。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図示例とともに説明する。
図１は、本発明の空気入りラジアルタイヤ１（以下タイヤ１という）が、乗用車用ラジアルタイヤである場合の断面図を例示している。
【００１０】
図において、タイヤ１は、トレッド部２と、その両端からタイヤ半径方向内方にのびるサイドウォール部３と、各サイドウォール部３の内方端に位置するビード部４とを具えている。又タイヤ１には、前記ビード部４、４間にカーカス６が架け渡されるとともに、このカーカス６の半径方向外側かつトレッド部２の内方にはベルト層７が周方向に巻装される。
【００１１】
前記カーカス６は、トレッド部２からサイドウォール部３をへてビード部４のビードコア５に至る本体部６Ａと、その両端に連なりビードコア５の周りで折り返される折返し部６Ｂとを具える。この本体部６Ａと折返し部６Ｂとの間には、ビードコア５から半径方向外側に先細状にのびる硬質のゴムからなるビードエーペックスゴム８が配され、ビード部４からサイドウォール部３にかけて補強している。
【００１２】
また前記カーカス６は、カーカスコードをタイヤ周方向に対して７５゜〜９０゜の角度で配列した１枚以上、本例では２枚のカーカスプライ６ａ、６ｂから形成され、カーカスコードとしては、ナイロン、レーヨン、ポリエステル、芳香族ポリアミドなどの有機繊維材料からなる複数のフィラメントを撚合わせた所謂テキスタイルコードが好適に採用できる。なおカーカスコードとしては、複数のスチールフィラメントを撚合わせたマルチフィラメントコードも用いうる。
【００１３】
次に、前記ベルト層７は、金属製のベルトコードを、タイヤ周方向に対して例えば１５〜３０度の角度で配列した複数枚、本例では２枚のベルトプライ７ａ、７ｂからなり、各ベルトプライ７ａ、７ｂは、ベルトコードがプライ間で互いに交差する向きに重置している。なお重荷重用ラジアルタイヤには、一般的に３〜４枚のベルトプライが使用される。
【００１４】
そして前記ベルトプライは、図２、３に示す如く、型付けモノフィラメントコードプライ１０で形成している。また図２，３から自明なように、前記重置されるベルトプライ７ａ、７ｂは、プライの内の少なくとも半径方向最外位置、及びその内側に重置される内側位置とに配される。
【００１５】
この型付けモノフィラメントコードプライ１０は、１本のモノフィラメント１１Ａをその長手方向中心線Ｊを基準として螺旋状又は波形状に繰り返して型付けしてなる型付けモノフィラメントコード１１を、ベルトコードとして用いたベルトプライを意味する。なお前記のように、双方のベルトプライ７ａ、７ｂを、この型付けモノフィラメントコードプライ１０で形成するととも、前記型付けモノフィラメントコード１１が断面円形のモノフィラメント１１Ａを螺旋状に三次元的に型付けして形成された場合を例示している。
【００１６】
ここで、前記型付けモノフィラメントコード１１は、その型付けの長手方向のピッチＰを、タイヤ外周長さＷの０．００８〜０．０８倍に設定したことに大きな特徴を有する。
【００１７】
なお前記「タイヤ外周長さＷ」とは、タイヤを正規リムにリム組みしかつ正規内圧を充填した正規状態において、トレッド面２Ｓのタイヤ赤道Ｃ上で測定したタイヤ外周長さである。又前記「正規リム」とはＪＡＴＭＡで規定する標準リム、「正規内圧」とはＪＡＴＭＡで規定する最高空気圧を意味し、特に乗用車用タイヤである場合には１８０ＫＰａとする。
【００１８】
このようなピッチＰで型付けした型付けモノフィラメントコード１１は、従来のモノフィラメントコードと同様の軽量かつ低コストのメリットを活かしながら、ベルト層７の面内剛性を高めることができ、十分なコーナリングパワーを確保して操縦安定性を高めうる。さらに必要な伸び特性が付与されるため、タイヤ半径方向に対して柔軟となるなど、ベルト層７の面外剛性が低く抑えられ、エンベロープ特性が高まるなど乗り心地性が改善される。しかも圧縮方向に作用する応力に対してもしなやかに対応できるため、コード折れが効果的に抑制され、疲労耐久性を改善することが可能となる。
【００１９】
ここで、前記型付けのピッチＰが前記タイヤ外周長さＷの０．００８倍未満では、操縦安定性が不足し、逆に０．０８倍をこえると型付けによる前記効果が見込めなくなってしまう。従ってピッチＰは、好ましくは、タイヤ外周長さＷの０．０１０〜０．０６０倍の範囲である。さらに前記ピッチＰは、乗用車用タイヤにおいては２０〜１００ｍｍ、小型トラック用タイヤにおいては４０〜１２０ｍｍ、バス・トラック等の重荷重用タイヤにおいては６０〜１４０ｍｍの範囲とするのも好ましい。
【００２０】
又前記型付けの高さＨは、前記ピッチＰの０．００２〜０．０２５倍の範囲とすることが好ましく、０．００２倍未満では、型付けによる前記効果を充分に発揮することができなくなる。逆に高さＨがピッチＰの０．０２５倍をこえると、型付けの際にモノフィラメント１１Ａに与えるダメージが大きくなりすぎ、コードの強度や耐疲労性の低下を招く一方、前記図２の如く、ベルトプライ７ａ、７ｂ間において、ベルトコードの長手方向中心線Ｊ、Ｊ間の距離Ｌが同じ場合にも、コード間のゴムゲージ厚ｔが減じるため、ゴム剥離やコード間擦れが発生しやすくなる。従って高さＨは、好ましくは、前記ピッチＰの０．０１０〜０．０２０倍の範囲である。さらに前記高さＨは、乗用車用タイヤにおいては０．１０〜０．２０ｍｍ、小型トラック用タイヤにおいては０．１３〜０．２５ｍｍ、バス・トラック等の重荷重用タイヤにおいては０．１６〜０．３０ｍｍの範囲とするのも好ましい。なお高さＨとピッチＰとの比Ｈ／Ｐは、タイヤ一周に亘って略一定である。
【００２１】
又前記型付けモノフィラメントコード１１としては、必要なベルト剛性を確保するため、そのコード断面における平均コード太さＲが、前記タイヤ外周長さＷの０．１３×１０^-3〜０．２８×１０^-3の範囲のものを使用する。なお前記「平均コード太さＲ」は、型付けモノフィラメントコード１１の断面形状が、本例の如く真円状の時には、その直径Ｄに相当するが、図４に示すように、楕円状或いは長円状の横長偏平状をなす場合には、その長径Ｄ１と短径Ｄ２との平均である（Ｄ１＋Ｄ２）／２をもって平均コード太さＲと定義する。なお太さＲは、タイヤ外周長さＷが大になるにつれて大となる。
【００２２】
この平均コード太さＲがタイヤ外周長さＷの０．１３×１０^-3未満の時、ベルトコードとして必要な剛性が不足しコーナリングパワーが過小となるなど操縦安定性の確保が難しくなる。またタイヤ外周長さＷの０．２８×１０^-3をこえると、コードが太くなりすぎて残留応力が上昇するなどコード耐久性を著しく低下させるとともに、コード剛性が過大となり、乗り心地性を確保するために大きい加工量の型付けが必要となるなど、これに起因する新たな弊害も発生する。なお大きい加工量の型付けに起因する弊害としては、タイヤ走行時のコード変形が大となり、コードの耐久性が悪化したり、加工の際フィラメントに与えるダメージが大きくなってコード自体の強度や疲労性を低下したり、さらにはベルトプライ７ａ、７ｂ間相互においてベルトコード間に著しい近接を招き、ゴム剥離やコード間の擦れが生じるなどがあり、何れもタイヤの耐久性低下の原因となる。従って、平均コード太さＲは、タイヤ外周長さＷの０．１８×１０^-3〜０．２５×１０^-3倍の範囲がより好ましい。さらに平均コード太さＲは、乗用車用タイヤにおいては０．３８〜０．４６ｍｍ、小型トラック用タイヤにおいては０．４６〜０．５４ｍｍ、バス・トラック等の重荷重用タイヤにおいては０．５４〜０．７０ｍｍの範囲とするのも好ましい。
【００２３】
次に、前記ベルトコードとして、図５、６に略示するように、モノフィラメント１１Ａを、波形状に繰り返して二次元的に型付けした型付けモノフィラメントコード１１を使用することもできる。
【００２４】
この時、波形状の型付けは、ベルトプライの巾方向に形成される。これにより、タイヤ軸方向に対しては、実質的にベルトコードの打ち込み本数を増加したのと同様に、変形しにくくなるなどベルト層７の面内剛性が面外剛性に対して相対的に向上できる。その結果、乗り心地性を確保しつつ操縦安定性をバランス良く高めることができる。この場合にも、前記螺旋状に型付けした型付けモノフィラメントコード１１と同様の理由により、型付けの長手方向のピッチＰ、高さＨ、及び平均コード太さＲは、同様の範囲に規制される。
【００２５】
前記波形状の型付けとしては、図６（Ａ）に示すＳＩＮ曲円状の如く直線部分を含まないもの、或いは図６（Ｂ）に示すジグザグ状の如く直線部分を含むものであっても良い。
【００２６】
又タイヤ１には、ベルト層７の外側に、そのリフティングを防止し高速耐久性を高めるバンド層（図示せず）を配することができる。このバンド層は、例えばナイロンのテキスタイルコードをタイヤ周方向に対して０〜５゜の角度で螺旋状に巻回した所謂エンドレス状のバンドプライからなり、ベルト層７の少なくとも外端部を被覆する。
【００２７】
なお乗用車用タイヤ、或いは小型トラック用タイヤでは、本例の如く２枚のベルトプライの双方に型付けモノフィラメントコードプライ１０を使用することができる。しかし、特に重荷重用タイヤの場合には、この型付けモノフィラメントコードプライ１０を用いると、コード太さが大であることにより耐外傷性、耐破断性が向上するなど、新たな効果が期待できる。
【００２８】
【実施例】
図１の構造をなす乗用車タイヤ（タイヤサイズ１７５／７０Ｒ１３）、小型トラック用タイヤ（タイヤサイズ２７５／７０Ｒ１６）、重荷重用タイヤ（タイヤサイズ１１Ｒ２２．５）のタイヤを、表１、２に示す仕様により試作し、各試供タイヤのタイヤ重量、耐久性、操縦安定性、及び乗り心地性をテストし、その結果を表１、２に示している。
【００２９】
（１）タイヤ重量
タイヤ１本当たりの重量を測定し、各サイズで、従来例を１００とする指数で表示している。指数は小さい方が軽量である。
【００３０】
（２）耐久性
試供タイヤを、前記正規リム、正規内圧の基で車両の全輪に装着し、直径１４ｍの円を二つ合わせた８の字コースを５００回繰り返して８の字旋回した後、タイヤを解体しベルトコードの切断箇所を数え、各サイズで、従来例を１００とする指数で表示している。指数は小さい方が切断箇所が少なく良好である。
【００３１】
（３）操縦安定性
前記車両を用いてタイヤテストコースのドライアスファルト路を走行し、ハンドル応答性、剛性感、グリップ等に関する特性をドライバーの官能評価により１０点法で評価した。各サイズで、数値が大きいほど、操縦安定性に優れている。
【００３２】
（４）乗り心地
前記車両を用いて、ドライアスファルト路の段差路、ベルジャソ路（石畳の路面）、ビッツマン路（小石を敷き詰めた路面）等において、ゴツゴツ感、突き上げ、ダンピングに関してドライバーの官能評価を行い、１０点法で評価した。各サイズで、数値が大きいほど、乗り心地性に優れている。
【００３３】
【表１】

【００３４】
【表２】

【００３５】
表の如く、実施例のタイヤは、軽量化を達成しながら、操縦安定性、乗り心地性、及び耐久性を向上しうるのが確認できる。
【００３６】
【発明の効果】
叙上の如く本発明は、型付けピッチを非常に長く設定した特異な型付け仕様の型付けモノフィラメントコードを用いてベルトプライを形成しているため、軽量化及びコスト軽減を達成しながら、操縦安定性及び耐久性をバランスよく向上しうる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例のタイヤの断面図である。
【図２】そのベルト層を拡大して示す断面図である。
【図３】ベルトコードの型付け状態および断面を示す線図である。
【図４】型付けモノフィラメントコードの平均コード太さを説明する断面図である。
【図５】ベルト層の他の例を示す断面図である。
【図６】（Ａ）、（Ｂ）はそのベルト層に用いるベルトコードの型付け状態および断面を示す線図である。
【符号の説明】
２トレッド部
３サイドウォール部
４ビード部
５ビードコア
６カーカス
７ベルト層
７ａ、７ｂベルトプライ
１０型付けモノフィラメントコードプライ
１１型付けモノフィラメントコード
１１Ａモノフィラメント

Claims

トレッド部からサイドウオール部をへてビード部のビードコアに至るカーカスと、金属製のベルトコードを配列した複数枚のベルトプライからなりかつ前記トレッド部の内方かつカーカスの外側に配されるベルト層とを有する空気入りラジアルタイヤであって、
前記ベルト層は、ベルトコードとしてモノフィラメントをその長手方向中心線を基準として螺旋状又は波形状に繰り返して型付けした型付けモノフィラメントコードを用いたプライを、該プライの内の少なくとも半径方向最外位置、及びその内側に重置される内側位置とに配するとともに、
該モノフィラメントベルトプライのモノフィラメントコードはタイヤ周方向に対して１５〜３０度の角度で傾けて配列され、
かつ前記型付けモノフィラメントコードの前記型付けの長手方向のピッチＰは、タイヤを正規リムにリム組みしかつ正規内圧を充填した正規状態におけるトレッド面のタイヤ赤道上でのタイヤ外周長さＷの０．００８〜０．０８倍としたことを特徴とする空気入りラジアルタイヤ。
前記型付けモノフィラメントコードの前記型付けの高さＨは、前記ピッチＰの０．００２〜０．０２５倍としたことを特徴とする請求項１記載の空気入りラジアルタイヤ。
前記型付けモノフィラメントコードのコード断面の平均コード太さＲは、タイヤ外周長さＷの０．１３×１０-3〜０．２８×１０-3としたことを特徴とする請求項１、２記載の空気入りラジアルタイヤ。