JP4410542B2

JP4410542B2 - 空気入りラジアルタイヤ

Info

Publication number: JP4410542B2
Application number: JP2003406314A
Authority: JP
Inventors: 徹西川; 史寛坪野
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 2003-12-04
Filing date: 2003-12-04
Publication date: 2010-02-03
Anticipated expiration: 2023-12-04
Also published as: JP2005162106A

Description

本発明は、特に最高速度表記がＨレンジ（２１０ｋｍ／ｈ）より低い乗用車用タイヤとして好適であり、操縦安定性及び耐久性を維持しながら軽量化を達成した空気入りラジアルタイヤに関する。

最高速度表記がＨレンジより低い、例えばＳレンジ等の乗用車用タイヤでは、図３に示すように、ラジアル構造のカーカスａの外側に、スチールコードを用いた２枚のベルトプライｂ１、ｂ２からなるベルト層ｂを形成し、トレッド部をタガ効果を有して補強することによって、必要な操縦安定性及び耐久性を確保している。

このときベルト層ｂでは、通常、外のベルトプライｂ２のプライ巾Ｗ２を、トレッド接地巾と略同巾とする一方、内のベルトプライｂ１のプライ巾Ｗ１を前記プライ巾Ｗ２よりも１４ｍｍ程度巾広に設定している。これにより、プライ端位置をタイヤ軸方向に７ｍｍ程度の距離ｊで位置ズレせしめ、ベルト端での応力集中を緩和させることにより、ベルト補強効果を維持しながらベルト端剥離を抑制している。

他方、最高速度表記がＨレンジ以上のタイヤにおいては、前記ベルト層ｂの外側に、このベルト層ｂと略同巾をなしかつ有機繊維コードを螺旋状に巻回させたフルバンドプライからなるバンド層（要求により、前記フルバンドプライに加えてベルト外端部に配されるエッジバンドプライを追加する場合もある）を設け、高速回転時の遠心力に伴うトレッド部のリフティングを抑えることにより、高速走行性能を高めている。

そして近年の車両の高性能化や省燃費化に伴い、特に、乗用車用タイヤにおいて最も多くの使用が見込まれる前述のＨレンジより低いタイヤにおいて、軽量化を図ることが強く望まれている。
しかし、タイヤの軽量化と操縦安定性とは二律背反の関係があり、従来、双方を十分に満足させるタイヤを得るに至っていない。

そこで本発明者は、前記Ｈレンジ以上のタイヤに用いられる前記バンド層に着目して研究した。その結果、内のベルトプライｂ１のプライ巾Ｗ１を外のベルトプライｂ２のプライ巾Ｗ２の５０％〜８４％の範囲まで減じる一方、従来、バンド層に補助的に用いられているエッジバンドプライのみを使用した場合には、このエッジバンドプライが、前記内のベルトプライｂ１の巾狭化による補強効果の低減を補うことができ、操縦安定性及び耐久性を維持しながら軽量化を達成しうることを究明し得た。

本発明は、最高速度表記がＨレンジより低い乗用車用タイヤにおいて、操縦安定性及び耐久性を維持しながら軽量化を達成しうる空気入りラジアルタイヤを提供することを目的としている。

特開平３−１６９７１４号公報特開平１１−２２７４１３号公報

前記目的を達成するために、本願請求項１の発明は、トレッド部の内方かつカーカスの外側にタイヤ赤道を中心として配置されるベルト層と、このベルト層の外側に配置されるバンド層とを具え、しかも最高速度表記がＨレンジより低い乗用車用の空気入りラジアルタイヤであって、
前記バンド層は、前記ベルト層の両端部に配され、かつ有機繊維のバンドコードがタイヤ周方向に対して５度以下の角度で螺旋状に巻回されるエッジバンドプライのみからなるとともに、
前記ベルト層は、半径方向内外で重置する２枚のベルトプライからなり、かつ内のベルトプライのタイヤ軸方向のプライ巾Ｗ１を、外のベルトプライのタイヤ軸方向のプライ巾Ｗ２より小かつ、該プライ巾Ｗ２の５０％〜６７．９％の範囲に減じたことを特徴としている。

又請求項２の発明では、前記エッジバンドプライは、そのタイヤ軸方向のプライ巾Ｗｅを、内のベルトプライの前記プライ巾Ｗ１の１０〜６０％としたことを特徴としている。

又請求項３の発明では、前記エッジバンドプライは、そのタイヤ軸方向内端部に、前記内のベルトプライのタイヤ軸方向外端部とは半径方向内外に重なる重なり領域を具えることを特徴としている。

又請求項４の発明では、前記重なり領域は、そのタイヤ軸方向の巾Ｗｙを、内のベルトプライの前記プライ巾Ｗ１の０％より大かつ２０％以下としたことを特徴としている。又請求項５の発明では、前記エッジバンドプライは、前記バンドコードの１本当たりの断面積をＳ（単位；mm ² ）、バンドコードの前記２％モジュラスをＭ（単位；Ｎ／mm ² ）、エッジバンドプライの１cm巾当たりのコードの配設密度をＤ（単位；本／cm）としたき、次式
Ｋ＝Ｓ×Ｍ×Ｄ／１００ −−−（１）
で定まるバンド拘束力指数（単位；Ｎ・本／cm）が７０〜１００の範囲であることを特徴としている。

本発明は叙上の如く構成しているため、最高速度表記がＨレンジより低い乗用車用タイヤにおいて、操縦安定性及び耐久性を維持しながら軽量化を達成することができる。

以下、本発明の実施の一形態を、図示例とともに説明する。
図１において、空気入りラジアルタイヤ１（以下タイヤ１という）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に至るカーカス６と、トレッド部２の内方かつ前記カーカス６の外側に配されるベルト層７と、このベルト層７のさらに外側に配置されるバンド層９とを少なくとも具えて構成される。

前記カーカス６は、タイヤ周方向に対して７０〜９０°の角度でカーカスコードを配列した１枚以上、本例では１枚のカーカスプライ６Ａからなる。カーカスコードとしては、ナイロン、ポリエステル、レーヨンなどの有機繊維コードが好適に採用される。

このカーカスプライ６Ａは、前記ビードコア５、５間を跨るプライ本体部６ａの両端に、前記ビードコア５の廻りでタイヤ軸方向内側から外側に折り返されるプライ折返し部６ｂを一連に具える。そして、該プライ本体部６ａとプライ折返し部６ｂとの間には、前記ビードコア５から半径方向外方に向かって先細状にのびるビード補強用のビードエーペックスゴム８を配設している。

なお本例では、カーカス６は、前記プライ折返し部６ｂのビードベースラインＢＬからの半径方向高さｈ０を、ビードエーペックスゴム８の半径方向高さｈ１よりも大とした所謂ハイターンアップ構造なし、これによってタイヤ横剛性を高めている。なおビードエーペックスゴム８の前記高さｈ１は、特に規制されないが、従来的なタイヤと同様、タイヤ断面高さＨの２５％〜４０％の範囲が好ましく、又プライ折返し部６ｂは、その高さｈ０が前記エーペックス高さｈ１より大であれば、タイヤ最大巾位置Ｐｍよりも半径方向内側、外側、或いは本例の如くタイヤ最大巾位置Ｐｍの近傍で終端することもできる。なお、前記「ビードベースラインＢＬ」とは、タイヤが基づく規格で定められるリム径位置を通るタイヤ軸方向線を意味する。

次に、前記ベルト層７は、タイヤ赤道Ｃを中心として配置され、かつ半径方向内外で重置する２枚のベルトプライ７Ａ、７Ｂから形成される。各ベルトプライ７Ａ、７Ｂは、タイヤ周方向に対して例えば１０〜３５°の角度で配列するスチールコードであるベルトコードを具え、このベルトコードがプライ間相互で交差することによりベルト剛性を高め、トレッド部２の略全巾をタガ効果を有して強固に補強している。

そして本発明では、図２に示すように、２枚のベルトプライ７Ａ、７Ｂのうち、内のベルトプライ７Ａを、そのタイヤ軸方向のプライ巾Ｗ１（便宜上、内のベルトプライ巾Ｗ１という場合がある）を、外のベルトプライ７Ｂのタイヤ軸方向のプライ巾Ｗ２（便宜上、外のベルトプライ巾Ｗ２という場合がある）の５０％〜６７．９％の範囲まで大巾に減じた巾狭プライで形成している。なお前記外のベルトプライ巾Ｗ２は、従来的なベルト層と同様、トレッド接地巾ＴＷの７５〜１１０％に設定される。

ここで、前記「トレッド接地巾ＴＷ」とは、正規リムにリム組みしかつ正規内圧を充填した正規内圧状態のタイヤに正規荷重を負荷した時に接地するトレッド接地面のタイヤ軸方向巾を意味する。又前記「正規リム」とは、タイヤが基づいている規格を含む規格体系において、当該規格がタイヤ毎に定めるリムであり、例えばＪＡＴＭＡであれば標準リム、ＴＲＡであれば "Design Rim" 、或いはＥＴＲＴＯであれば "Measuring Rim" を意味する。また前記「正規内圧」とは、前記規格がタイヤ毎に定めている空気圧であり、ＪＡＴＭＡであれば最高空気圧、ＴＲＡであれば表 "TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES" に記載の最大値、ＥＴＲＴＯであれば "INFLATION PRESSURE" であるが、タイヤが乗用車用である場合には１８０ｋＰａとする。また前記「正規荷重」とは、前記規格がタイヤ毎に定めている荷重であり、ＪＡＴＭＡであれば最大負荷能力、ＴＲＡであれば表 "TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES" に記載の最大値、ＥＴＲＴＯであれば "LOAD CAPACITY"であるが、タイヤが乗用車用である場合には、その８８％の荷重とする。

又前記ベルト層７の半径方向外側には、このベルト層７の両端部に配さる左右一対のエッジバンドプライ９Ａのみからなるバンド層９が形成される。このエッジバンドプライ９Ａは、有機繊維のバンドコードをタイヤ周方向に対して５度以下の角度で螺旋状に巻回してなる所謂ジョイントレス構造をなし、前記外のベルトプライ７Ｂの外端と略整一する位置からタイヤ軸方向内方に延在する。

本例では、前記エッジバンドプライ９Ａの内端が、内のベルトプライ７Ａの外端よりもタイヤ軸方向内方で終端する場合を例示しており、これによってエッジバンドプライ９Ａは、そのタイヤ軸方向内端部に、前記内のベルトプライ７Ａのタイヤ軸方向外端部と半径方向内外で重なる重なり領域Ｙを形成している。この重なり領域Ｙのタイヤ軸方向の巾Ｗｙ（便宜、上重なり巾Ｗｙという場合がある）は、前記内のベルトプライ巾Ｗ１の０％より大かつ２０％以下の範囲であるのが好ましい。

ここで、バンドコードとしては、２％モジュラスが６０００Ｎ／mm²以下、さらには１５００〜５０００Ｎ／mm²の範囲としたナイロン、ポリエステル、レーヨン等の低弾性の有機繊維コードを採用することが、加硫成型時のタイヤ変形を抑え高精度のタイヤを得る上で好ましい。特にナイロンコードは、耐疲労性に優れかつ安価である点でさらに好ましく使用しうる。

又エッジバンドプライ９Ａでは、前記バンドコードの１本当たりの断面積をＳ（単位；mm²）、バンドコードの前記２％モジュラスをＭ（単位；Ｎ／mm²）、エッジバンドプライ９Ａの１ｃｍ巾当たりのコードの配設密度をＤ（単位；本／cm）としたき、次式
Ｋ＝Ｓ×Ｍ×Ｄ／１００ −−−（１）
で定まるバンド拘束力指数（単位；Ｎ・本／cm）を７０〜１００の範囲とするのも好ましい。なお前記「２％モジュラス」は、ＪＩＳＬ１０１７の化学繊維タイヤコード試験方法における引張強さ及び伸び率の試験（８．５項）に準拠し、引張速度３０±２ｃｍ／分にて測定した伸び２％における引張弾性率を意味する。

このように構成したタイヤでは、スチールコードを用いた内のベルトプライ７Ａのプライ巾Ｗ１を大巾に減じているため、タイヤの軽量化を達成することができる。このとき、前記プライ巾Ｗ１を減じたことによるトレッド部２への拘束力及び剛性の低下は、前記エッジバンドプライ９Ａの形成によって補うことができ、操縦安定性及び耐久性を確保することが可能となる。

ここで重要なことは、内のベルトプライ７Ａを巾狭としたことであり、この内のベルトプライ７Ａを巾広の外のベルトプライ７Ｂで拘束し、かつその両端部をエッジバンドプライ９Ａで拘束しているため、ベルト層７とバンド層９とが一体に結合し、全体として補強効果を高く発揮させることができる。もし外のベルトプライ７Ｂを巾狭とした場合には、エッジバンドプライ９Ａによる外のベルトプライ７Ｂへのが拘束力が損なわれるため、この外のベルトプライ７Ｂが有効に機能せず、補強効果を著しく損ねる結果を招く。

なお前記内のベルトプライ巾Ｗ１が外のベルトプライ巾Ｗ２の５０％未満では、トレッド剛性が不十分となり操縦安定性を確保することが困難であり、逆に６７．９％を越えるとコストや軽量化に不利となる。従って、内のベルトプライ巾Ｗ１の下限値を、外のベルトプライ巾Ｗ２の６５％以上とするのが好ましい。

又前記重なり領域Ｙを形成することが、ベルト層７への拘束力を大巾に増加せしめ補強効果を高く発揮する上で好ましく、このような観点から前記重なり巾Ｗｙの下限値を内のベルトプライ巾Ｗ１の０％より大、さらには５％以上とするのが好ましい。又重なり巾Ｗｙが内のベルトプライ巾Ｗ１の２０％を越えることは、過剰品質でありかつコストや軽量化に不利となり、従ってその上限を、１５％以下さらには１０％以下とするのが好ましい。

又エッジバンドプライ９Ａでは、そのタイヤ軸方向のプライ巾Ｗｅが、前記内のベルトプライ巾Ｗ１の１０〜６０％であることも好ましく、１０％未満では、補強効果が不十分となる傾向にあり、逆に６０％を越えるとコストや軽量化に不利となる。従って前記プライ巾Ｗｅの下限値を前記プライ巾Ｗ１の３０％以上、又その上限値を５０％以下とするのがより好ましい。又エッジバンドプライ９Ａの前記バンド拘束力指数Ｋが７０未満では、拘束力が不十分となり、逆に１００を越えると、過剰品質でありかつコストや軽量化に不利となる。

以上、本発明の特に好ましい実施形態について詳述したが、本発明は図示の実施形態に限定されることなく、種々の態様に変形して実施しうる。

タイヤサイズが１９５／６５Ｒ１５のタイヤを、表１の仕様に基づき試作するとともに、各試供タイヤの操縦安定性、高速耐久性、及びタイヤ重量を評価した。なお表１以外のカーカス、ベルト層の仕様は、以下の如く同一である。
・カーカス
プライ数：１枚、
コード：１６７０ｄｔｅｘ／２（ＰＥＴ）、
コード角：９０度、
コード打込み数：５０本／５ｃｍ、
・ベルト層
コード：１×３×０．２７ＨＴ（スチール）、
コード角：２０度
コード打込み数：４０本／５ｃｍ、

（１）タイヤ重量
タイヤ１本当たりの重量を測定し、従来例との重量差を表示している。マイナス（−）表示は従来例よりも軽いことを示している。

（２）高速耐久性：
ドラム走行試験機を用い、内圧（２８０ｋＰａ）、荷重（４．８８ｋＮ）の条件にて、時速１７１ｋｍ／ｈからスタートし、２０分間走行毎に１０ｋｍ／ｈづつ速度を増加させ、損傷したときの速度とその時間とを表示した。

（３）操縦安定性：
試供タイヤを、リム（１５×６ＪＪ）、内圧（２００ｋＰａ）にて国産ＦＦ乗用車（排気量２０００ｃｃ）の全輪に装着し、アスファルトのタイヤテストコースを走行し、直進走行性、レーンチェンジ性、ドライ旋回性、ウエット旋回性、乗り心地性を、ドライバーの官能評価により従来例を６とする１０点法で表示している。指数の大きい方が良好である。

表の如く実施例のタイヤは、軽量化を達成しつつ操縦安定性及び耐久性の維持、或いは向上を図りうるのが確認できる。

本発明の空気入りタイヤの一実施例を示す断面図である。そのトレッド部を拡大して示す断面図である。従来タイヤのトレッド構造を示す断面図である。

符号の説明

２トレッド部
６カーカス
７ベルト層
７Ａ、７Ｂベルトプライ
９バンド層
９Ａエッジバンドプライ
Ｃタイヤ赤道
Ｙ重なり領域

Claims

トレッド部の内方かつカーカスの外側にタイヤ赤道を中心として配置されるベルト層と、このベルト層の外側に配置されるバンド層とを具え、しかも最高速度表記がＨレンジより低い乗用車用の空気入りラジアルタイヤであって、
前記バンド層は、前記ベルト層の両端部に配され、かつ有機繊維のバンドコードがタイヤ周方向に対して５度以下の角度で螺旋状に巻回されるエッジバンドプライのみからなるとともに、
前記ベルト層は、半径方向内外で重置する２枚のベルトプライからなり、かつ内のベルトプライのタイヤ軸方向のプライ巾Ｗ１を、外のベルトプライのタイヤ軸方向のプライ巾Ｗ２より小かつ、該プライ巾Ｗ２の５０％〜６７．９％の範囲に減じたことを特徴とする空気入りラジアルタイヤ。
前記エッジバンドプライは、そのタイヤ軸方向のプライ巾Ｗｅを、内のベルトプライの前記プライ巾Ｗ１の１０〜６０％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。
前記エッジバンドプライは、そのタイヤ軸方向内端部に、前記内のベルトプライのタイヤ軸方向外端部とは半径方向内外に重なる重なり領域を具える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。
前記重なり領域は、そのタイヤ軸方向の巾Ｗｙを、内のベルトプライの前記プライ巾Ｗ１の０％より大２かつ２０％以下としたことを特徴とする請求項３記載の空気入りラジアルタイヤ。
前記エッジバンドプライは、前記バンドコードの１本当たりの断面積をＳ（単位；mm ² ）、バンドコードの前記２％モジュラスをＭ（単位；Ｎ／mm ² ）、エッジバンドプライの１cm巾当たりのコードの配設密度をＤ（単位；本／cm）としたき、次式
Ｋ＝Ｓ×Ｍ×Ｄ／１００ −−−（１）
で定まるバンド拘束力指数（単位；Ｎ・本／cm）が７０〜１００の範囲である請求項１乃至４のいずれかに記載の空気入りタイヤ。