JP4424822B2 - Pneumatic radial tire - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はタイヤの諸性能を損なうことなしに軽量化を達成した空気入りラジアルタイヤに関するものであり、特に乗用車用ラジアルタイヤとして好適な空気入りラジアルタイヤに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、自動車の燃費を向上させるために、タイヤを軽量化する要求は益々高まっている。軽量化の有力な手段として、タイヤの補強ベルト用のスチールコードが見直されるようになり、その構造や配列につき新しい技術が公開されている。例えば、特開平１１−９１３１１には、金属単線を予め螺旋形に型付して減衰の大きいベルトコードを用いる技術が開示され、タイヤの軽量化を図ると共に乗り心地の低下を防止できると記載されている。また、特開平１０−２９２２７５では、数本の金属モノフィラメントを撚らずに幅方向に引き揃えた束としてゴム中に埋設させた補強ベルトが提案され、転がり抵抗と乗り心地が改善されベルト端部セパレーションも抑止されると記載されている。
【０００３】
しかしながら、上記の従来技術には以下に述べる問題点が有ることが判明した。すなわち、特開平１１−９１３１１の螺旋形に型付されたベルトコードでは、金属線の径が太いので、走行中に繰り返し曲げ変形が加わった際に金属線の表面に大きな歪が発生し、悪路走行時に大きな曲げ変形が加わった際に、金属線が折れ易いという欠点がある。
【０００４】
また、特開平１０−２９２２７５の幅方向に引き揃えた金属線束からなる補強ベルトにおいては、ベルト端部のセパレーションは改善されているが、やはりベルトの曲げ剛性の不足の問題は依然として残されているおり、その改良が必要である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
そこで我々は、更なるタイヤの軽量化ニーズに対応する為には、特殊な断面形状を有する金属線を単線あるいは引き揃えた束としてタイヤ補強用ベルトに使用して、かつ同時に上述した金属線の折れ、ベルト端部での剥離、転がり抵抗の悪化や耐久性の低下等のタイヤ諸性能の不具合を解決することを課題とした。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記問題を解決すべく成されたもので、金属線を用いる補強ベルトの構造と材質および配列を鋭意研究した結果、本発明を完成するに至った。
【０００７】
即ち本発明の空気入りラジアルタイヤは、一対のビードコア間に亙ってトロイド状をなして跨る少なくとも１枚のラジアルカーカスプライからなるカーカス層と、前記カーカス層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層と、前記トレッド層と前記カーカス層のクラウン領域との間に配置されて補強部を形成するベルトプライからなるベルト層と、を備えた空気入りラジアルタイヤにおいて、前記ベルト層の少なくとも１枚のベルトプライは、ベルトプライ内の少なくとも大部分の金属線がその長手方向に直交する断面で見たときにベルトプライ幅方向に長い扁平形状の複数本の金属線を撚り合わせることなくベルト幅方向に並列に引き揃えた金属線束として存在し、該金属線束がベルト幅方向に束間で間隔を開けて平行に平面的にベルト幅方向に配列されてゴム中に埋設されてベルト層が形成され、前記金属線束に長手方向に直交する断面における金属線束の長径Ｄ Ｌ に対する短径Ｄ Ｓ の比Ｄ Ｓ ／Ｄ Ｌ が、前記金属線の長手方向に直交する断面における金属線の長径をｄ Ｌ 、短径をｄ Ｓ 、束内の金属線本数をｎとするとき、略ｄ Ｓ ／（ｎ×ｄ Ｌ ）であることを特徴とする。
【０００８】
ここで、前記ベルト層が、２枚のベルトプライよりなること、ベルト層の全てのベルトプライが、ベルトプライ内の少なくとも大部分の金属線がその長手方向に直交する断面で見たときにベルトプライ幅方向に長い扁平形状の複数本の金属線を撚り合わせることなく並列に引き揃えた金属線束として存在し、該金属線束がベルト層幅方向に束間で間隔を開けて平行に平面的に配列されて形成されていること、が実施に当たり有利である。
【００１０】
また、前記金属線束内の金属線の本数ｎが、2本から４本であること、金属線の長手方向に直交する断面の短径が、０．１５〜０．３０ｍｍであり、長径ｄLと短径ｄSとの比ｄL／ｄSが２．０〜４．０の範囲であること、が好ましい。
【００１１】
また、前記金属線の抗張力が３１３０〜４４１０ＭＰａであること、金属線の材質が、少なくとも０．７重量％の炭素を含有する鋼材であること、が有利である。
【００１２】
また、前記ベルト層が金属線束を含む２枚のベルトプライからなり、該２枚のベルトプライの総厚みをＧ1、径方向内側ベルトプライの金属線と外側ベルトプライの金属線の間の間隔をＧ2、各ベルトプライ内の金属線束間の間隔をδＧとするとき、次式の関係
１．００ｍｍ ≦ Ｇ1 ≦ ２．００ｍｍ (１)
０．３２ｍｍ ≦ Ｇ2 ≦ ０．６５ｍｍ (２)
０．３５ｍｍ ≦ δＧ ≦ １．００ｍｍ (３)
を満足すること、及び、金属線がタイヤ赤道面となす角度が１５〜３５°であること、が好ましい。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の一つの実施形態に係わる空気入りラジアルタイヤについて、図１〜７を参照して具体的に説明する。
【００１４】
本発明の空気入りラジアルタイヤは、一対のビードコア１間に亙ってトロイド状をなして跨る少なくとも１枚のラジアルカーカスプライからなるカーカス層２と、前記カーカス層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層４と、前記トレッド層と前記カーカス層のクラウン領域との間に配置されて補強部を形成するベルトプライ（ここでは２枚で３ａと３ｂ）からなるベルト層３と、を備えている。
【００１５】
前記ベルト層の少なくとも1枚のベルトプライは、ベルトプライ内の少なくとも大部分の金属線がその長手方向に直交する断面で見たときにベルトプライ幅方向に長い扁平形状の１本又は複数本の金属線を撚り合わせることなくベルト幅方向に並列に引き揃えた金属単線又は金属線束として存在し、該金属単線又は金属線束がベルト幅方向に単線間又は束間で間隔を開けて平行に平面的にベルト幅方向に配列されてゴム中に埋設されてベルト層が形成されている。
【００１６】
従来、タイヤの周方向剛性を補強するためにベルト層に使用されていた金属線は、その長さ方向に直交する断面の形状が、図３〜５に示すように、略円形であるが、本発明のベルト層に使用される金属線は、図２や図６に示すように、その断面が扁平形状であることが特徴である。同一断面積で比較した場合、扁平形状の金属線は円形断面金属線に比べて、長さ方向の引っ張り弾性率は略同等であるが、短径面内での曲げ変形に際して、曲げ弾性率が低く表面に発生する歪も小さい。従って、扁平形状の金属線を、図６や図７のように、その長径をタイヤベルト層に平行になるように並べて用いた本発明のベルト層は、補強ベルトとしての周方向剛性は充分に保持しながら、繰り返し曲げ変形には表面での歪が小さいので線折れが発生しにくい耐久性の良いベルトになる。扁平断面の金属線を使用するその他の利点は、断面積を大きくでき伸線加工の生産性を向上でき、トリート材の加工能率がよくなり、コードの表面凹凸が少なくなり、ベルト引っ張り剛性の強化と操縦安定性の向上に役立つ。
【００１７】
扁平な金属線の中でも、その断面形状が図２や図６に示すような、１組の平行する直線と１組の互いに向き合う円弧を有するトラック形であるものが、実施に際して種々の利点が有る。即ち、ベルト層の幅方向には直線であるので、ベルトプライの外郭形状に凹凸が少なく、層間ゴムに働くせん断力が効果的に作用して、ベルト層の引張り剛性が強化され、タイヤの操縦安定性を改善出来る。
【００１８】
本発明では、断面扁平形状の金属線なかでも典型的にはスチールコードを、１本又は複数本の金属線を撚り合わせることなくベルト幅方向に並列に引き揃えた金属単線又は金属束として使用し、この金属単線又は金属線束をベルト幅方向に単線間又は束間で間隔を開けて平行に平面的にベルト幅方向に配列してベルト層を形成する。ここで、少なくとも大部分あるいは全部の金属線を、２〜４本の金属線を撚り合わせることなくベルト幅方向に並列に引き揃えた金属線束として使用し、この金属線束をベルト幅方向に単線間又は束間で間隔を開けて平行に平面的にベルト幅方向に配列してベルト層を作製することが、実施に当たり最も好ましい。特に乗用車用の空気入りラジアルタイヤには、前記ベルト層を2層で構成するのが好ましい。
【００１９】
金属線束内の金属線の好ましい本数を２〜４本とするのは、１本では金属線と金属線の間隔が狭くなり、ベルト剥離を抑止する効果が低下し、一方５本以上になると、トリート材を製造する工程で加工速度が遅く、平面的に引き揃える加工作業が難しくなるからである。
【００２０】
前記ベルト層をタイヤに適用するに際して、ベルト層の全ての層が、層内の少なくとも大部分の金属線が断面扁平形状の１本又は複数本の金属線を撚り合わせることなく並列に引き揃えた金属単線又は金属線束として存在し、該金属単線又は金属線束がベルト層幅方向に単線間又は束間で間隔を開けて平行に平面的に配列されてベルト層を形成していることが、最も有利である。
【００２１】
扁平金属線の短径は、０．１５〜０．３０ｍｍであることが好ましい。短径が０．１５ｍｍ未満では、ベルト層の剛性が不足しタイヤの操縦安定性が損なわれる。短径が０．３０ｍｍを超えると、曲げ大変形時の金属線の表面歪が大きくなり、車両の急旋回時などの際に金属線の折れが発生し易くなる。
扁平金属線の長径と短径の比ｄL／ｄSの好ましい範囲を、２．０〜４．０とするのは、２．０未満では上記の効果が薄れ、一方４．０を超える高扁平率の金属線の圧延加工は金属線材のわれが発生し易い。
【００２２】
本発明の金属線材の抗張力は、３１３０〜４４１０ＭＰａが好ましい。３１３０ＭＰａ未満では、ベルト層強力を確保するためには使用量が増加し、タイヤの軽量化に不利となる。あるいは、打ち込み本数を増加させねばならず、隣接する金属線間の間隔が狭くなり、ベルト層端部の剥離の発生と伝播を抑止できなくなる。抗張力が４４１０ＭＰａを超える金属線材は、その製造が難しく量産に向かない。
【００２３】
本発明に使用される金属線材は、高い抗張力を得るために、少なくとも０．７重量％の炭素を、好ましくは少なくとも０．８重量％の炭素を含有することが、実施にあたり有利である。
【００２４】
本発明では、扁平形状の金属線の単線又は平面的に平行に並べられた金属線束をベルト層に用いることにより、ベルト層の総厚みを薄くでき被覆ゴム量を減らすことにより、タイヤの軽量化が図れる。
【００２５】
本発明で、ベルト層が２層である場合が好ましいが、その際２層の金属線を埋設する被覆ゴムの総厚みをＧ1、径方向内外層の金属線の間の間隔をＧ2、各層内の金属線束間の間隔をδＧとするとき、次式の関係
１．００ｍｍ ≦ Ｇ1 ≦ ２．００ｍｍ (１)
０．３２ｍｍ ≦ Ｇ2 ≦ ０．６５ｍｍ (２)
０．３５ｍｍ ≦ δＧ ≦ １．００ｍｍ (３)
を満足することが、実施に当たり有利である。Ｇ1が１．００ｍｍ未満では、トリートが軟弱でタイヤの成型がやり難く、また２．００ｍｍを超えると、ベルト層の重量が増し軽量化の利点がなくなる。Ｇ2が０．３２ｍｍ未満では、タイヤ踏面への入力によりベルト層が変形し易くなり耐久性の低下を招く。また０．６５ｍｍを超えると、ベルト層構成部材として引っ張り剛性が低下して、操縦安定性を悪くし軽量化の利点もなくなる。δＧが０．３５ｍｍ未満では、ベルト層端部の剥離の発生と伝播を防止できなく、一方１．００ｍｍを超えると、ベルト剛性の低下を来たし、また釘等を踏んだ時の耐貫通性（ペネトレーション）が悪くなる。
【００２６】
なお、上記した本発明のベルト層の径方向外側に、その全幅を覆うように、あるいは分割されていてその両端部近辺を覆うように、タイヤ周方向に実質的に配向する有機繊維からなるキャップレイヤー層を設けることにより、タイヤ諸性能をさらに改善できる。
【００２７】
本発明における扁平形状の金属線の製造方法としては、通常の円形断面の金属線を製造している従来の設備と工程をそのまま利用して、その伸線加工の後半部でローラ間で圧延する又は扁平穴のダイスを通すこと等により経済的に簡便に作れる。
【００２８】
【実施例】
以下、図面と表を参照して、本発明の実施例を説明する。本実施例のタイヤは、図１に示した構造の空気入りラジアルタイヤ（サイズ１７５／７０Ｒ１４）に、表１のコード仕様欄に示されたスペックに従って、タイヤ赤道面に右２０°の角度に傾斜する第１ベルトプライ３ａと左２０°の角度に傾斜する第２ベルトプライ３ｂからなるベルト層を適用して作製された。
【００２９】
比較例１と２は、断面が従来の円形の金属線を使用し、比較例１では図４に示す金属線を均一に打ち込んだもの、比較例２は６本の金属線束である。参考例１、及び実施例２〜８は、扁平なトラック形状の金属線を使用し、参考例１だけが均一な打ち込みで、残りの実施例２〜８は複数本の束配列で、束の本数、線径、ゴムゲージ、線束間の距離が夫々表１に示されている。参考例１は、ｄＬ／ｄＳが４．０のトラック形状断面の金属線単線の均一打ち込みで、従来例１に比べてδＧが広くなっている。実施例２は、ｄＬ／ｄＳが３．０のトラック形状断面の金属線の２本束の配列で、δＧを広くしている。実施例３〜５は、ｄＬ／ｄＳが２．０で、束本数が夫々３本、２本、４本の例である。実施例６はδＧをやや狭く、実施例７は短径ｄＳをやや大きく、実施例８は６本束と束内線数を多くした例である。
【００３０】
各タイヤにつき、性能試験を実施し、その結果を、比較例２の性能を１００として相対評価した指数で、表１の下段に示した。
【００３１】
【表１】
参考例１のタイヤは、長径／短径比ｄＬ／ｄＳを４．０とした扁平なトラック形状の金属線を均一に打ち込んだもので、比較例１に比べδＧが広くなり、耐ベルト端部剥離性が改善されている。実施例２は、長径／短径比ｄＬ／ｄＳが３．０のトラック形状の金属線を２本束で配列したもので、短径ｄＳが比較例２と同じながら、扁平形状であるからδＧが広くなり、耐ベルト端部剥離性が更に改善されている。また、金属線束の外郭形状の凹凸がなくなり、操縦安定性がより向上している。実施例３〜５は、ｄＬ／ｄＳが２．０のトラック形状の金属線を夫々３本束、２本束、４本束で配列したもので、耐ベルト端部剥離性に優れている。実施例６は、δＧが狭い例であるが、耐ベルト端部剥離性がややおとる。実施例７は、短径ｄＳ がやや大きい例であるが、耐ベルト折れ性がやや劣る。実施例８は、束数が多い例で、タイヤ性能は特に問題はないが、圧延（カレンダー）作業性がやや劣る。
【００３３】
以下に、本実施例で行われた試験方法について詳述する。
【００３４】
＜耐ベルト端部剥離試験＞
供試タイヤを正規リムに組み付け、１．５ｋｇｆ／ｃｍ2の内圧を充填してテスト用乗用車に装着し、一般道路を６万ｋｍ走行させた後、タイヤを解剖してベルトの端縁に発生している亀裂の長さを測定する。各試験タイヤの亀裂長さの逆数を算出し、従来タイヤの逆数値を１００とした指数で示し、この指数が大きいほど耐ベルト端部セパレーション性は優れている。
【００３５】
＜乗り心地試験＞
幅２ｃｍで高さ１ｃｍの突起物が取り付けられた外径２ｍのタイヤ試験用鉄製ドラムの上に、所定荷重を負荷させて供試タイヤを押し付けてドラムを回転させ、タイヤがドラム上の突起を乗り越したときの上下負荷方向の振動波形を加速度計にて測定し、その第１周期の振幅の逆数を求め、従来タイヤを１００として指数で表示する。なお、この指数が大きい程乗り心地は良好である。
【００３６】
＜操縦安定性試験＞
ＪＩＳ規格Ｄ４２０２に準じて調整した供試タイヤを外径３ｍのドラム試験機に設置して、所定サイズと内圧から決められる荷重を印加し３０ｋｍ／ｈの速度で３０分間予備走行させた後、昇温による内圧増加の影響を除くため、荷重を除いて内圧を規格値に再調整した後、再び同一速度と同一荷重の下にスリップ角度を±１°から±４°まで１度毎に正負連続して付けて、正負各角度での単位角度当たりのコーナリングフォース（ＣＦ）を測定し、それらの平均値を算出してコーナリングパワー（ＣＰ）を求めた。各試験タイヤのＣＰを、従来タイヤのＣＰで除して指数化して表示、指数が大きいほど操縦安定性は良好である。
【００３７】
＜転がり抵抗＞
転がり抵抗の測定は、ＳＡＥ Ｊ１２６９に準拠して行ない、従来タイヤを１００として指数で表示した。指数が大きいほど、転がり抵抗は小さいことを示す。
【００３８】
＜ベルト折れ試験＞
本試験は、供試タイヤを実車に装着して、一定で曲折するつづら折れ道路を時速６０ｋｍで二万ｋｍ走行した後、試験タイヤを解剖してベルト層内の補強材（線材束またはコード）を採取して、折れた状態にある補強材の本数を調査し、その逆数を従来タイヤを１００として指数表示した。指数が多いほど耐ベルト屈折性に優れていることを示す。
【００３９】
＜圧延加工作業性試験＞
コードとゴムを複合する前の、コードの準備作業及び圧延（カレンダー）作業に要する時間を測定し、従来コードの作業時間との比較で、ほぼ同等を（〇）で、２０％以内の時間増加を（△）で、それ以上の時間増加を（×）で示した。
【００４０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に基く空気入りラジアルタイヤによれば、軽量化に起因する諸々の問題点すなわちベルト端部の耐剥離性、乗り心地、操縦安定性、耐ベルト折れ性等の諸性能を改善した転がり抵抗に優れた軽量空気入りラジアルタイヤであることが判った。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明による空気入りラジアルタイヤの断面図である。
【図２】 本発明による金属線２本束の例である。
【図３】 断面円形の金属線３束の従来例である。
【図４】 断面円形の金属線を等間隔に配列した従来例である。
【図５】 金属線を１×３構造に撚り合わせた従来例である。
【図６】 本発明による金属線３本束の例である。
【図７】 本発明による金属線２本束をゴムで被覆した２つの層を、その長手方向断面図を重ねたものである。
【符号の説明】
１ ビードコア
２ カーカスプライ
３ ベルト層
３ａ 第１ベルトプライ
３ｂ 第２ベルトプライ
４ トレッド
ＤL 金属線束の長径
ＤS 金属線束の短径
ｄL 金属線の長径
ｄS 金属線の短径
Ｇ1 ２層ベルトプライの総厚み（ｍｍ）
Ｇ2 ２層ベルトプライの金属線間の間隔(ｍｍ)
δＧ 層内の金属線束間の間隔(ｍｍ)
Ｒ1 第１層の被覆ゴム
Ｒ2 第２層の被覆ゴム[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a pneumatic radial tire that has been reduced in weight without impairing various performances of the tire, and more particularly to a pneumatic radial tire suitable as a radial tire for a passenger car.
[0002]
[Prior art]
In recent years, there has been an increasing demand for weight reduction of tires in order to improve the fuel efficiency of automobiles. As an effective means of weight reduction, steel cords for tire reinforcement belts have been reviewed, and new technologies for their structure and arrangement have been released. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-91311 discloses a technique that uses a belt cord having a large attenuation by preliminarily forming a metal single wire into a spiral shape, and states that it is possible to reduce the weight of the tire and prevent a decrease in riding comfort. ing. Japanese Patent Laid-Open No. 10-292275 proposes a reinforcing belt embedded in rubber as a bundle in which several metal monofilaments are aligned in the width direction without being twisted, thereby improving rolling resistance and riding comfort, and belt end portions. It is described that separation is also suppressed.
[0003]
However, it has been found that the above prior art has the following problems. In other words, in the belt cord formed in the spiral form of JP-A-11-91311, the diameter of the metal wire is large, so that a large amount of distortion is generated on the surface of the metal wire when bending deformation is repeatedly applied during running. When a large bending deformation is applied during traveling on the road, there is a drawback that the metal wire is easily broken.
[0004]
Further, in the reinforcing belt made of metal wire bundles aligned in the width direction of JP-A-10-292275, the separation at the belt end is improved, but the problem of insufficient bending rigidity of the belt still remains. It needs to be improved.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
Therefore, in order to meet the needs for further weight reduction of tires, we used metal wires with a special cross-sectional shape as a single wire or a bundle of bundles for tire reinforcement belts, and at the same time, It was an object to solve problems of various tire performances such as bending, peeling at the belt end, deterioration of rolling resistance and deterioration of durability.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The present invention has been made to solve the above problems, and as a result of intensive studies on the structure, material and arrangement of a reinforcing belt using metal wires, the present invention has been completed.
[0007]
That is, the pneumatic radial tire of the present invention is arranged on the outer side in the tire radial direction of the carcass layer composed of at least one radial carcass ply straddling a pair of bead cores in a toroidal shape and the crown region of the carcass layer. A pneumatic radial tire comprising: a tread layer provided to form a ground contact portion; and a belt layer comprising a belt ply disposed between the tread layer and a crown region of the carcass layer to form a reinforcing portion. , at least one belt ply of the belt layer, at least a majority of double several metals long flat shape in the belt ply width direction when the metal wire is viewed in cross-section perpendicular to the longitudinal direction of the belt ply It exists as metallic wire bundles which aligned in parallel with the width direction of the belt without twisting the lines, between the gold genus flux is between bundles in the belt width direction Are arranged in a planar manner the belt width direction in parallel to opened and is embedded in the rubber belt layer is formed, the short diameter D S to major D L of the metal wire bundle in a cross section perpendicular to the longitudinal direction of the metal wire bundle When the ratio D S / D L is d L , the short diameter is d S , and the number of metal wires in the bundle is n in the cross section perpendicular to the longitudinal direction of the metal wire, the ratio d S / D is approximately d S / ( n × d L) Dearuko and characterized.
[0008]
Here, the belt layer is composed of two belt plies, and all the belt plies of the belt layer are belts when viewed in a cross section in which at least most of the metal wires in the belt ply are orthogonal to the longitudinal direction. exist as metallic wire bundles which pulls aligned in parallel without twisting several pieces of metal wire double long flat shaped ply width direction, parallel gold genus flux is spaced between bundles in the belt layer width direction It is advantageous for implementation that they are arranged in a plane.
[0010]
In addition, the number n of metal wires in the metal wire bundle is 2 to 4, the minor axis of the cross section perpendicular to the longitudinal direction of the metal wire is 0.15 to 0.30 mm, and the major axis d L It is preferable that the ratio d L / d S to the minor axis d S is in the range of 2.0 to 4.0.
[0011]
In addition, it is advantageous that the tensile strength of the metal wire is 3130 to 4410 MPa, and that the material of the metal wire is a steel material containing at least 0.7% by weight of carbon.
[0012]
The belt layer is composed of two belt plies including a metal wire bundle, and the total thickness of the two belt plies is G 1 , and the distance between the metal wires of the radially inner belt ply and the outer belt ply Is G 2 , and the interval between the metal wire bundles in each belt ply is δG, the relationship of the following formula: 1.00 mm ≦ G 1 ≦ 2.00 mm (1)
0.32mm ≦ G 2 ≦ 0.65mm (2 )
0.35 mm ≤ δG ≤ 1.00 mm (3)
It is preferable that the angle between the metal wire and the tire equatorial plane is 15 to 35 °.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
A pneumatic radial tire according to one embodiment of the present invention will be specifically described with reference to FIGS.
[0014]
The pneumatic radial tire according to the present invention includes a
[0015]
At least one belt ply of the belt layer has one or more flat shapes that are long in the belt ply width direction when viewed in a cross section in which at least most of the metal wires in the belt ply are orthogonal to the longitudinal direction. It exists as a single metal wire or a bundle of metal wires that are arranged in parallel in the belt width direction without twisting the metal wires, and the single metal wire or the bundle of metal wires is flat in parallel with a gap between the single wires or between the bundles in the belt width direction. Are arranged in the belt width direction and embedded in rubber to form a belt layer.
[0016]
Conventionally, the metal wire used in the belt layer in order to reinforce the circumferential rigidity of the tire has a substantially circular shape as shown in FIGS. As shown in FIGS. 2 and 6, the metal wire used in the belt layer of the present invention is characterized by a flat cross section. When compared with the same cross-sectional area, the flat metal wire has substantially the same tensile elastic modulus in the length direction as compared with the circular cross-section metal wire, but the bending elastic modulus in bending deformation in the short diameter plane is Low distortion generated on the surface is small. Therefore, as shown in FIGS. 6 and 7, the belt layer of the present invention in which flat metal wires are arranged side by side so as to be parallel to the tire belt layer has sufficient circumferential rigidity as a reinforcing belt. While being held, since the distortion at the surface is small during repeated bending deformation, the belt is highly durable and hardly breaks. Other advantages of using a metal wire with a flat cross section are that the cross-sectional area can be increased, the productivity of wire drawing can be improved, the processing efficiency of the treating material is improved, the surface irregularities of the cord are reduced, and the belt tension rigidity is enhanced. And help improve steering stability.
[0017]
Among the flat metal wires, those having a track shape having a set of parallel straight lines and a set of arcs facing each other as shown in FIGS. 2 and 6 have various advantages in implementation. . In other words, since the belt layer is straight in the width direction, the outer shape of the belt ply is less uneven, the shearing force acting on the interlayer rubber acts effectively, the belt layer tensile rigidity is strengthened, and the tire maneuvering Stability can be improved.
[0018]
In the present invention, a steel cord is typically used as a single metal wire or a bundle of metal wires arranged in parallel in the belt width direction without twisting one or a plurality of metal wires, among metal wires having a flat cross section. These metal single wires or metal wire bundles are arranged in parallel in the belt width direction in parallel with the belt width direction at intervals between the single wires or between the bundles to form a belt layer. Here, at least most or all of the metal wires are used as metal wire bundles arranged in parallel in the belt width direction without twisting 2 to 4 metal wires, and this metal wire bundle is connected between the single wires in the belt width direction. Alternatively, it is most preferable in practice to fabricate the belt layer by arranging the bundles in parallel and in a plane in the belt width direction. In particular, in a pneumatic radial tire for passenger cars, the belt layer is preferably composed of two layers.
[0019]
The preferable number of metal wires in the metal wire bundle is 2 to 4 because the distance between the metal wires and the metal wires is narrowed by one, the effect of suppressing belt peeling is reduced, and on the other hand, when the number is 5 or more, This is because the processing speed is slow in the process of manufacturing the treat material, and the processing work for aligning in a planar manner becomes difficult.
[0020]
When the belt layer is applied to a tire, all the layers of the belt layer are aligned in parallel without twisting one or a plurality of metal wires in which at least most of the metal wires in the layer are flat in cross section. It is present as a metal single wire or a metal wire bundle, and the metal single wire or the metal wire bundle is arranged in a plane in parallel with a gap between the single wires or between the bundles in the belt layer width direction to form the belt layer. It is advantageous.
[0021]
The short diameter of the flat metal wire is preferably 0.15 to 0.30 mm. If the minor axis is less than 0.15 mm, the rigidity of the belt layer is insufficient and the steering stability of the tire is impaired. When the minor axis exceeds 0.30 mm, the surface distortion of the metal wire at the time of large bending deformation increases, and the metal wire is likely to be broken at the time of sudden turning of the vehicle.
The preferable range of the ratio d L / d S of the major axis to the minor axis of the flat metal wire is 2.0 to 4.0 because the above effect is less than 2.0, while the ratio d L / d S is higher than 4.0. The rolling of the flat metal wire is likely to cause cracking of the metal wire.
[0022]
The tensile strength of the metal wire of the present invention is preferably 3130 to 4410 MPa. If it is less than 3130 MPa, the amount of use increases in order to ensure the belt layer strength, which is disadvantageous in reducing the weight of the tire. Alternatively, the number of driven wires must be increased, the interval between adjacent metal wires is narrowed, and the occurrence and propagation of separation at the belt layer end cannot be suppressed. Metal wires having a tensile strength exceeding 4410 MPa are difficult to manufacture and are not suitable for mass production.
[0023]
In practice, it is advantageous that the metal wire used in the present invention contains at least 0.7 wt% carbon, preferably at least 0.8 wt% carbon, in order to obtain high tensile strength.
[0024]
In the present invention, a single wire of flat metal wires or a bundle of metal wires arranged in parallel in a plane is used for the belt layer, thereby reducing the total thickness of the belt layer and reducing the amount of rubber covered, thereby reducing the weight of the tire. Can be planned.
[0025]
In the present invention, it is preferable that the belt layer has two layers. In this case, the total thickness of the covering rubber for embedding the two metal wires is G 1 , and the distance between the metal wires in the radially inner and outer layers is G 2 . When the interval between the metal wire bundles in each layer is δG, the relationship of the following formula: 1.00 mm ≦ G 1 ≦ 2.00 mm (1)
0.32mm ≦ G 2 ≦ 0.65mm (2 )
0.35 mm ≤ δG ≤ 1.00 mm (3)
Satisfying the above is advantageous in implementation. If G 1 is less than 1.00 mm, the treat is soft and it is difficult to mold the tire, and if it exceeds 2.00 mm, the weight of the belt layer increases and the advantage of weight reduction is lost. If G 2 is less than 0.32 mm, the belt layer is likely to be deformed by input to the tire tread surface, resulting in a decrease in durability. On the other hand, if it exceeds 0.65 mm, the tensile rigidity of the belt layer constituting member is lowered, the steering stability is deteriorated, and the advantage of weight reduction is lost. When δG is less than 0.35 mm, the occurrence and propagation of the belt layer end cannot be prevented. On the other hand, when it exceeds 1.00 mm, the belt rigidity is lowered, and penetration resistance when a nail or the like is stepped on ( (Penetration) worsens.
[0026]
In addition, the cap which consists of an organic fiber substantially orientated in the tire circumferential direction so as to cover the entire width of the belt layer of the present invention described above in the radial direction, or to be divided and cover the vicinity of both ends. By providing a layer layer, the tire performance can be further improved.
[0027]
As a method for producing a flat metal wire in the present invention, the conventional equipment and process for producing a metal wire having a normal circular cross section is used as it is, and rolling is performed between rollers in the latter half of the wire drawing process. Alternatively, it can be made economically simply by passing a flat hole die.
[0028]
【Example】
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings and tables. The tire of this example is a pneumatic radial tire (size 175 / 70R14) having the structure shown in FIG. 1 and is inclined at an angle of 20 ° to the right of the tire equator according to the specifications shown in the code specification column of Table 1. The first belt ply 3a and the second belt ply 3b inclined at an angle of 20 ° to the left are applied to produce the belt layer.
[0029]
In Comparative Examples 1 and 2, a metal wire having a conventional cross section is used. In Comparative Example 1, the metal wire shown in FIG. 4 is uniformly driven, and Comparative Example 2 is a bundle of six metal wires. Reference Example 1 and Examples 2 to 8 use a flat track-shaped metal wire, only Reference Example 1 is a uniform driving, and the remaining Examples 2 to 8 are a plurality of bundle arrangements. Table 1 shows the number, the wire diameter, the rubber gauge, and the distance between the wire bundles. Reference Example 1 is a uniform driving of a single metal wire having a track-shaped cross section with d L / d S of 4.0, and δG is wider than that of Conventional Example 1. Example 2 is an arrangement of two bundles of metal wires having a track-shaped cross section with d L / d S of 3.0, and δG is widened. In Examples 3 to 5, d L / d S is 2.0, and the number of bundles is 3, 2, and 4, respectively. In Example 6, δG is slightly narrower, Example 7 is a slightly larger minor axis d S, and Example 8 is an example in which six bundles and the number of extension lines are increased.
[0030]
A performance test was carried out for each tire, and the results are shown in the lower part of Table 1 in terms of an index that was evaluated relative to the performance of Comparative Example 2 as 100.
[0031]
[Table 1]
The tire of Reference Example 1 is obtained by uniformly driving a flat track-shaped metal wire having a major axis / minor axis ratio d L / d S of 4.0, and δG is wider than that of Comparative Example 1, and the belt-resistant Edge peelability is improved. Example 2, in which the major diameter / minor diameter ratio d L / d S is an array of metal wires of the track shape of 3.0 by two beams, while minor d S is the same as the Comparative Example 2, in flat shape Therefore, δG is widened, and the belt end peel resistance is further improved. Moreover, the contour of the outer shape of the metal wire bundle is eliminated, and the steering stability is further improved. In Examples 3 to 5, track-shaped metal wires having d L / d S of 2.0 are arranged in three bundles, two bundles, and four bundles, respectively, and have excellent belt end peel resistance. Yes. Example 6 is an example in which δG is narrow, but the belt end peel resistance is somewhat low. Example 7 is an example in which the short diameter d S is slightly large, but the belt folding resistance is slightly inferior. Example 8 is an example in which the number of bundles is large, and the tire performance is not particularly problematic, but the rolling (calendar) workability is slightly inferior.
[0033]
Below, the test method performed in the present Example is explained in full detail.
[0034]
<Belt end peel resistance test>
The test tire is mounted on a regular rim, filled with an internal pressure of 1.5 kgf / cm 2 and mounted on a test passenger car. After running 60,000 km on a general road, the tire is dissected and generated at the belt edge. Measure the length of the crack. The reciprocal of the crack length of each test tire is calculated and shown as an index with the reciprocal value of the conventional tire being 100. The larger the index, the better the belt end separation resistance.
[0035]
<Ride comfort test>
On a 2m outer diameter steel test drum with a 2cm width and 1cm height protrusion attached, a predetermined load was applied to the test tire and the drum was rotated by rotating the drum. The vibration waveform in the up-and-down load direction when riding over is measured with an accelerometer, the reciprocal of the amplitude of the first period is obtained, and the conventional tire is displayed as an index with 100. The larger the index, the better the ride comfort.
[0036]
<Steering stability test>
A test tire adjusted according to JIS standard D4202 is installed in a drum tester having an outer diameter of 3 m, a load determined from a predetermined size and an internal pressure is applied, and the vehicle is preliminarily run at a speed of 30 km / h for 30 minutes. In order to eliminate the influence of the increase in internal pressure due to temperature, readjust the internal pressure to the standard value excluding the load, and then repeat the slip angle from ± 1 ° to ± 4 ° every time with the same speed and the same load. In addition, the cornering force (CF) per unit angle at each positive and negative angle was measured, and the average value thereof was calculated to obtain the cornering power (CP). The CP of each test tire is divided by the CP of the conventional tire and displayed as an index. The larger the index, the better the steering stability.
[0037]
<Rolling resistance>
The rolling resistance was measured in accordance with SAE J1269, and the conventional tire was set to 100 and displayed as an index. It shows that rolling resistance is so small that an index | exponent is large.
[0038]
<Belt break test>
In this test, the test tire was mounted on a real vehicle, and after a constant fold, the road was 20,000 km at 60 km / h and then the test tire was dissected to reinforce the reinforcing material (wire bundle or cord) The number of reinforcing members in a folded state was investigated, and the reciprocal number was indexed with the conventional tire as 100. The higher the index, the better the belt refractive resistance.
[0039]
<Rolling workability test>
Measure the time required for the cord preparation work and rolling (calendar) work before combining the cord and rubber. Compared to the work time of the conventional cord, the time is almost equal to (○), and the time increases within 20%. Is indicated by (Δ), and further time increase is indicated by (×).
[0040]
【The invention's effect】
As described above, according to the pneumatic radial tire according to the present invention, various problems due to weight reduction, i.e., various characteristics such as peeling resistance at the belt end, riding comfort, handling stability, belt folding resistance, etc. It was found to be a lightweight pneumatic radial tire with improved rolling resistance and improved performance.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of a pneumatic radial tire according to the present invention.
FIG. 2 is an example of a bundle of two metal wires according to the present invention.
FIG. 3 is a conventional example of three bundles of metal wires having a circular cross section.
FIG. 4 is a conventional example in which metal wires having a circular cross section are arranged at equal intervals.
FIG. 5 is a conventional example in which metal wires are twisted into a 1 × 3 structure.
FIG. 6 is an example of a bundle of three metal wires according to the present invention.
FIG. 7 shows two layers in which two bundles of metal wires according to the present invention are covered with rubber, and their longitudinal sectional views are superimposed.
[Explanation of symbols]
1
G 2 Distance between metal wires of two-layer belt ply (mm)
Interval between metal wire bundles in δG layer (mm)
R 1 first layer coating rubber R 2 second layer coating rubber
Claims (10)
前記ベルト層の少なくとも１枚のベルトプライは、ベルトプライ内の少なくとも大部分の金属線がその長手方向に直交する断面で見たときにベルトプライ幅方向に長い扁平形状の複数本の金属線を撚り合わせることなくベルト幅方向に並列に引き揃えた金属線束として存在し、該金属線束がベルト幅方向に束間で間隔を開けて平行に平面的にベルト幅方向に配列されてゴム中に埋設されてベルト層が形成され、前記金属線束に長手方向に直交する断面における金属線束の長径Ｄ Ｌ に対する短径Ｄ Ｓ の比Ｄ Ｓ ／Ｄ Ｌ が、前記金属線の長手方向に直交する断面における金属線の長径をｄ Ｌ 、短径をｄ Ｓ 、束内の金属線本数をｎとするとき、略ｄ Ｓ ／（ｎ×ｄ Ｌ ）であることを特徴とする空気入りラジアルタイヤ。A carcass layer composed of at least one radial carcass ply straddling a pair of bead cores in a toroidal shape, and a tread layer disposed on the outer side in the tire radial direction of the crown region of the carcass layer to form a ground contact portion And a pneumatic radial tire comprising a belt layer made of a belt ply disposed between the tread layer and a crown region of the carcass layer to form a reinforcing portion,
At least one belt ply of the belt layer, at least a majority of several metal wire double long flat shape in the belt ply width direction when the metal wire is viewed in cross-section perpendicular to the longitudinal direction of the belt ply It exists as metallic wire bundles which pulls aligned in parallel in the width direction of the belt without twisting a gold genus flux is arranged in a plane to the belt width direction in parallel at an interval between bundles in the belt width direction rubber A belt layer is formed by being embedded therein, and the ratio D S / D L of the short diameter D S to the long diameter D L of the metal wire bundle in a cross section perpendicular to the longitudinal direction of the metal wire bundle is perpendicular to the longitudinal direction of the metal wire the long diameter of the metal wire in a cross section d L, the minor axis d S, when the metal wire number of the bundle is n, approximately d S / (n × d L ) pneumatic radial, characterized in der Rukoto tire.
１．００ｍｍ ≦ Ｇ１ ≦ ２．００ｍｍ （１）
０．３２ｍｍ ≦ Ｇ２ ≦ ０．６５ｍｍ （２）
０．３５ｍｍ ≦ δＧ ≦ １．００ｍｍ （３）
を満足する請求項１から８のいずれか１項に記載の空気入りラジアルタイヤ。The belt layer is composed of two belt plies including a metal wire bundle, the total thickness of the two belt plies is G 1 , and the distance between the metal wire of the radially inner belt ply and the metal wire of the outer belt ply is G. 2. When the distance between the metal wire bundles in each belt ply is δG,
1.00 mm ≦ G 1 ≦ 2.00 mm (1)
0.32 mm ≦ G 2 ≦ 0.65 mm (2)
0.35 mm ≦ δG ≦ 1.00 mm (3)
The pneumatic radial tire according to any one of claims 1 to 8 , wherein:
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