JP4246504B2 - 空気入りラジアルタイヤ - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は空気入りラジアルタイヤに関し、さらに詳しくは、ベルト層に使用するスチールコードの生産性を向上しながら、操縦安定性及び耐ベルト腐食性を一層向上するようにした空気入りラジアルタイヤに関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、空気入りラジアルタイヤ、特に乗用車用空気入りラジアルタイヤにおいては、軽量化、乗心地性の向上、低価格化、等といった市場からの要請が強く、これを受けて、ベルト層に用いるスチールコードの単純化への動きが加速している。
【0003】
中でも高性能乗用車用空気入りラジアルタイヤのベルト層に使用するスチールコードは、ベルト層の面外曲げ剛性を低下させて操縦安定性を確保すると共にスチールコードの強力を確保する観点から、素線径を細くしながら素線数を増やして撚りを加えた所謂「細素線・複撚り構造コード」がこれまで広く使用されてきた(例えば、特許文献1参照。)。
【0004】
しかし、かかるスチールコードは、撚り線工数が多くなることからスチールコードの生産性を悪化させるという問題を含んでおり、操縦安定性の向上を追及して素線径を細くするにも限界があった。
【0005】
また、従来の「細素線・複撚り構造コード」は1×N構造のストランドを使用しており、コードを構成する素線間隔が狭いためにゴムの浸透性が悪くなり、水分の透過に伴うスチールコードの腐蝕の進行が避けられず、これにより耐久性が低下するという問題があった。
【0006】
【特許文献1】
特開平5−186976号公報(第1〜9頁、図1〜5)
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、かかる従来の問題点を解消し、ベルト層に使用するスチールコードの生産性を向上しながら、しかも操縦安定性の向上とベルト層の耐腐食性の向上を可能にした空気入りラジアルタイヤを提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明の空気入りラジアルタイヤは、並列に配向した複数のスチールコードにゴムを被覆したベルト層を有する空気入りラジアルタイヤにおいて、前記スチールコードを、複数のスチール素線を2+M(M=1〜7)構造に撚り合わせたストランドをN(N=2〜5)本実質的に無撚りで引き揃えて扁平な外郭形状を有する集束コードとして形成し、前記ストランドの撚りピッチを40〜100mmにすると共に、前記スチールコードの外郭形状における前記ベルト層の厚さ方向に測定した短径Dsと幅方向に測定した長径Dlとの扁平比Ds/Dlを1/N〜2/3にしたことを特徴とするものである。
【0009】
このように、スチールコードを構成するストランドには若干の撚りは与えるが、N本のストランドは実質的に無撚りで引き揃えただけで構成したため、撚り線工数を低減し、生産性を向上することができる。また、スチールコードを構成するストランドの撚りピッチを40〜100mmにしたうえで、このストランドを素線間の空隙の多い2+M構造としたので、ストランド内へのゴムの浸透性が確保されてベルト層の耐腐蝕性を向上させ、更には、ベルト層におけるスチールコードの厚さ方向の径を短くすることにより細い素線を使用することなくベルト層の面外曲げ剛性を低下させて操縦安定性を向上させる。
【0010】
なお、本発明の空気入りラジアルタイヤのベルト層に使用するスチールコードがなす扁平な外郭形状とは、集束されたストランドからなるスチールコードの横断面における外輪郭が真円でない状態をいい、その形状は略楕円形状である場合に限られることなく、短径Dsと長径Dlとを有する全ての形状が含まれる。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の構成につき添付の図面を参照しながら詳細に説明する。各図において共通する構成については同一の符号を付し重複した説明を省略する。
【0012】
図1は本発明の実施形態として乗用車用の空気入りラジアルタイヤの一例を示す半断面図である。空気入りラジアルタイヤ1は一対のビード部2間でトロイド状に延びるカーカス層3を骨格として、クラウン部4におけるカーカス層3の外周には複数のスチールコードを並列に配向してゴムを被覆した2層のベルト層5が配置される。
【0013】
ベルト層5のうちの少なくとも1層には、線径が0.10〜0.25mmのスチール素線を2+M(M=1〜7)構造に撚り合わせ、これをN(N=2〜5)本引き揃えて扁平な外郭形状を有する集束コードに形成し、その外郭形状におけるベルト層5の厚さ方向に測定した短径Dsと幅方向に測定した長径Dlとの扁平比Ds/Dlを1/N〜2/3にしたスチールコードが使用される。
【0014】
図2(a)及び(b)は2+M(M=2)構造に撚られたストランドをN(N=3)本引き揃えて集束させたスチールコードの断面の一例をそれぞれ示している。図に示すように、スチールコード6はスチール素線Pを2+M(M=2)構造に撚り合わせたストランド7を隣接させてN(N=3)本実質的に無撚りで引き揃えて集束させて、その外郭形状Rが扁平になるように形成されている。ここで、スチールコード6の外郭形状Rにおける短径Dsと長径Dlとの扁平比Ds/Dlは1/N〜2/3の範囲になるように調整される。このように形成されたスチールコード6の長径Dlはベルト層5の面方向Wに沿う幅方向の寸法で定義される。
【0015】
図3(a)、(b)及び(c)は2+M(M=1)構造のストランド7をN(N=4)本引き揃えて集束させたスチールコード6の断面の一例をそれぞれ示している。図に示すように、スチールコード6は2+M(M=1)構造に撚られたストランド7を隣接させてN(N=4)本引き揃えて集束させて、その外郭形状Rが扁平になるように形成する。その他の構成については図2(a)及び(b)と同様であるため重複した説明を省略する。
【0016】
本発明において、扁平比Ds/Dlが1/N未満ではベルト層に配置するコード間隔が狭くなり過ぎてコード間剥離により耐久性が低下し、2/3超ではベルト層の面外曲げ剛性が高くなり過ぎて操縦安定性が改善されない。
【0017】
本発明の空気入りラジアルタイヤ1のベルト層5におけるスチールコード6の外郭形状Rにおける短径Dsと長径Dlとの扁平比Ds/Dlは、並列に配向した全てのスチールコード6において1/N〜2/3に調整されることが望ましいが、ベルト層5における少なくとも60%、好ましくは70%以上、のスチールコード6について満たされるようにするのがよい。60%未満では本発明の効果が充分達せられない。
【0018】
本発明は、乗用車用の空気入りラジアルタイヤに好ましく適用され、特に高性能乗用車用空気入りラジアルタイヤに好ましく適用されるが、トラック・バス等の重荷重用の空気入りラジアルタイヤに適用することを妨げるものではない。スチールコード6を構成するスチール素線Pとしては、通例、線径が0.10〜0.25mmのスチールが使用されるが、トラック・バス用のタイヤに本発明のスチールコード6を適用する場合には0.25〜0.40mmの線径を有するスチール素線Pが使用される。
【0019】
本発明では、スチールコード6を構成するストランド7の撚りピッチを40〜100mmにしている。40mm未満ではストランド7の撚線速度向上によってスチールコード6の生産性を大きく向上することが出来ず、100mm超ではベルト層5の面外曲げ剛性が高くなり過ぎて操縦安定性が低下する。このように、ストランド7の撚りピッチを40〜100mmに設定することにより、生産性に優れたスチールコード6のベルト層5への適用が可能になる。
【0020】
本発明の空気入りラジアルタイヤ1のベルト層5における各スチールコード6の間隔は、タイヤの要求特性に応じて、通例0.5mm以上に設定される。
【0021】
このように、本発明の空気入りラジアルタイヤ1のベルト層5に適用するスチールコード6は、これを構成するストランド7の撚りピッチを40〜100mmにしたうえで、ストランド7の構造を素線間の空隙の多い2+M構造としたので、ストランド7内へのゴムの浸透性が確保されてベルト層5の耐腐蝕性を向上させ、更には、ベルト層5におけるスチールコード6の厚さ方向の径を短くすることにより細い素線を使用することなくベルト層5の面外曲げ剛性を低下させて操縦安定性を向上させる。
【0022】
【実施例】
実施例1〜2、比較例1〜5
本発明の空気入りラジアルタイヤにおけるベルト層に使用するスチールコードが、タイヤの操縦安定性及び耐ベルト腐食性に及ぼす影響を調べるために、図1の構造を有するタイヤのベルト層に使用するスチールコードを除く全ての仕様を共通にして、ベルト層に使用するスチールコードを1×4構造とした従来タイヤ1種(従来例)と、ベルト層に使用するスチールコードの構造を表1に示す通りにした本発明タイヤ2種(実施例1、2)及び比較タイヤ5種(比較例1〜5)とを、それぞれ作製した。
【0023】
なお、各タイヤのサイズは215/45ZR17とし、ベルト層のスチールコードを構成するスチール素線の線径(0.15mm)、ベルト層に使用したスチールコードの重量及び配置角度、並びにベルト層の幅はそれぞれ共通にした。
【0024】
上記8種類のタイヤについて、以下の試験方法により操縦安定性及びベルト耐腐食性を調べた結果を表1に併せて記載した。
[操縦安定性評価試験方法] リムサイズ17×7JJ、空気圧220kPaで組込んだ試験タイヤを2.0L のFF乗用車に装着し、訓練された5名のドライバーにより10段階によるフィーリング評価を実施した。その結果を平均し四捨五入して表1に表示した。数値が大きい程優れていることを示している。
[耐ベルト腐食性評価試験方法] 試験タイヤの接地部にベルト層に達する直径3mmの穴をあけ、リムサイズ17×7JJ、空気圧220kPa、2.0L FF乗用車装着で1000km実車走行させた後、試験タイヤを5%のNaCl水溶液に1日浸漬させた後、更に30000km走行させた。その後、試験タイヤを解体してベルト層におけるスチールコードの腐食伝播長さを測定し、その結果を逆数にして従来タイヤを100とする指数により表1に表示した。数値が大きい程優れていることを示している。
【0025】
【表1】
表1から判るように、本発明タイヤ(実施例1、2)は従来タイヤ(従来例)に比して操縦安定性及び耐ベルト腐食性が向上することを確認した。
【0026】
比較タイヤ(比較例1)はスチールコードをストランド6本で構成したためスチールコードへのゴム透過性が低下し過ぎて耐ベルト腐食性が従来タイヤ(従来例)に比して低下する結果となった。
【0027】
比較タイヤ(比較例2)はストランドを1×4構造にしたため従来タイヤ(従来例)に比して操縦安定性がやや改善したが、耐ベルト腐食性が同等であるため本発明タイヤとしての適格性がない。
【0028】
比較タイヤ(比較例3)はストランドを2+8構造にしたためストランドへのゴム透過性が低下し過ぎて耐ベルト腐食性が従来タイヤ(従来例)に比して低下する結果となった。
【0029】
比較タイヤ(比較例4)はスチールコードの扁平比Ds/Dlを2/3超としたのため従来タイヤ(従来例)に比して耐ベルト腐食性はやや改善したが、操縦安定性が改善されないため本発明タイヤとしての適格性がない。
【0030】
比較タイヤ(比較例5)はストランドを1×1構造にしたため従来タイヤ(従来例)に比して操縦安定性がやや改善したが、ストランドへのゴム浸透性が低下するため耐ベルト腐食性が低下する結果となった。
【0031】
【発明の効果】
上述したように、本発明の空気入りラジアルタイヤは、ベルト層に使用するスチールコードを撚りピッチが40〜100mmでかつ2+M(M=1〜7)構造のストランドに形成し、このストランドをN(N=2〜5)本実質的に無撚りに引き揃えて扁平な外郭形状を有する集束コードに形成したので、ストランドが素線間の空隙の多い2+M構造であることから、ストランド内へのゴムの浸透性が確保されてベルト層の耐腐蝕性を向上させる効果がある。
【0032】
更には、スチールコードの扁平な外郭形状における短径Dsと長径Dlとの扁平比Ds/Dlを1/N〜2/3にすると共に、前記長径Dlをベルト層の面方向に沿わせて配置したので、ベルト層におけるスチールコードの厚さ方向の径を短くすることができたことから、細い素線を使用することなくベルト層の面外曲げ剛性を低下させて操縦安定性を向上させる効果がある。
【0033】
また、スチールコードを構成するストランドが2+M構造であるが、このストランドのN本をスチールコードに結束する際には実質的に撚りを与えていないことから、従来の「細素線・複撚り構造コード」に比較してスチールコードを生産する際の撚り工数が低減されるため、生産性に優れたスチールコードを使用できる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の空気入りラジアルタイヤの一例を示す半断面図である。
【図2】本発明の空気入りラジアルタイヤのベルト層に使用するスチールコードの一例を示す断面図で、(a)及び(b)はそれぞれ2+2構造に撚られたストランドを3本引き揃えて集束させたスチールコードの断面の一例を示している。
【図3】本発明の空気入りラジアルタイヤのベルト層に使用するスチールコードの他の例を示す断面図で、(a)、(b)及び(c)はそれぞれ2+1構造に撚られたストランドを4本引き揃えて集束させたスチールコードの断面の一例を示している。
【符号の説明】
1 空気入りラジアルタイヤ
2 ビード部
3 カーカス層
4 クラウン部
5 ベルト層
6 スチールコード
7 ストランド
P スチール素線
R 外郭形状
W 面方向
Claims (3)
- 並列に配向した複数のスチールコードにゴムを被覆したベルト層を有する空気入りラジアルタイヤにおいて、
前記スチールコードを、複数のスチール素線を2+M(M=1〜7)構造に撚り合わせたストランドをN(N=2〜5)本実質的に無撚りで引き揃えて扁平な外郭形状を有する集束コードとして形成し、前記ストランドの撚りピッチを40〜100mmにすると共に、前記スチールコードの外郭形状における前記ベルト層の厚さ方向に測定した短径Dsと幅方向に測定した長径Dlとの扁平比Ds/Dlを1/N〜2/3にした空気入りラジアルタイヤ。 - 前記ベルト層における60%以上のスチールコードが、前記外郭形状における扁平比の値を満たしている請求項1に記載の空気入りラジアルタイヤ。
- 前記スチール素線の線径が0.10〜0.25mmである請求項1又は2に記載の空気入りラジアルタイヤ。
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