JP4467107B2

JP4467107B2 - 空気入りタイヤ

Info

Publication number: JP4467107B2
Application number: JP26361399A
Authority: JP
Inventors: 栄士山口
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 1999-09-17
Filing date: 1999-09-17
Publication date: 2010-05-26
Anticipated expiration: 2019-09-17
Also published as: JP2001080313A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は走行時の騒音レベルの低減を図るとともに、振動収束性すなわち乗心地を改善した空気入りタイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、車両の低燃費化の要請は強く、そのため転動抵抗を低減した低燃費タイヤの開発が行なわれている。そして転動抵抗を低減するためにはタイヤの軽量化が有効な手段の１つとされており、係る観点からベルト層コード材料の見直しがされている。
【０００３】
ラジアルタイヤのベルト層は、ラジアル状に延びるカーカスコードをタガのように締め付けるべく、ベルトコードをタイヤ周方向に対して比較的浅い角度で配置して形成される。従来、ベルト層のベルトコードには、複数本のスチール素線を撚り合わせたスチールコードを、たとえば図４に断面構造が示されている１×３構造のスチールコードが採用されていたが、タイヤ重量の軽量化に伴い、ベルトコードに１本のスチール素線からなるいわゆるコード単線を用いたものが提案されている。たとえば図５に断面構造が示されている１×１構造で直径０．３５〜０．５０ｍｍのスチールコードである。
【０００４】
しかしながら、ベルトコードにこのような単線コードを用いると、タイヤ走行時のコード切れが生じそれを防ぐためにコード径を大きくするとスチールコードの剛性が高くなり、ベルト層を硬くし、タイヤの走行時のノイズが大きくなり、さらに振動収束性が悪く、乗心地を低下させる。
【０００５】
スチールのコード単線をベルト層に用いた空気入りタイヤの乗心地を改善する先行技術として、特開平１１−９１３１１号公報がある。これはベルトコードの減衰比を０．０１８〜０．２５とし、そのため螺旋状に波付けした素線径０．４０〜０．５０ｍｍのベルトコードを用いるものである。しかしこの技術はタイヤの転動抵抗の低減、騒音レベルの低減および乗心地の改善という総合的バランスの取れた空気入りタイヤとしては不十分である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は転動抵抗を改善するためベルトコードの軽量化を図り、さらにベルト層の剛性を適度に低くすることにより、騒音レベルを低減するとともに、振動収束性、すなわち乗心地を改善した空気入りタイヤを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
トレッド部からサイドウォール部を経てビード部のビードコアのまわりで折り返されるカーカスと、このカーカスの半径方向外側かつトレッド部の内方に配置されるベルト層を備え、該ベルト層は次の（１）および（２）の特徴を有する断面偏平形状のスチール単線よりなるベルトコードをゴムに埋設して構成されている空気入りタイヤ。
【０００８】
（１）断面形状における長径ＬＤ／短径ＳＤが１．０５〜１．３５であり、かつ長径ＬＤが０．３０〜０．５０ｍｍであること。
【０００９】
（２）スチール単線は長径方向および短径方向に波付けされており、波付けピッチＰは３．０ｍｍ〜１０．０ｍｍの範囲であり、波付け高さＨは０．０５〜０．１５ｍｍであること。
【００１０】
そして本発明は好ましくは、前記ベルト層のコード被覆ゴムの複素弾性率Ｅ_S ^*は５〜１０ＭＰａの範囲であり、トレッド部のゴムの複素弾性率Ｅ_T ^*が５〜２０ＭＰａの範囲であり、さらに次の（１）式を満足する空気入りタイヤである。
【００１１】
Ｅ_T ^*≦２Ｅ_S ^* （１）
なお、複素弾性率は岩本製作所製の粘弾性スペクトロメーターを用いて周波数１０Ｈｚ、歪み２％、温度２５℃で測定された。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の一形態を図面に基づき説明する。本実施形態の空気入りタイヤ１は、図１に示すように、ビードコア２を有する１対のビード部３と、各ビード部３から半径方向外方に延びるサイドウォール部４と、このサイドウォール部４の間をつなぐトレッド部５とを備える。なお図では乗用車タイヤを例示している。
【００１３】
次に空気入りタイヤ１は、トレッド部５からサイドウォール部４を経てビード部３のビードコア２のまわりでタイヤ軸方向内から外に折り返されて係止されるカーカス６と、このカーカス６の半径方向外側かつトレッド部５の内方に配置されるベルト層７を備えている。前記カーカス６は、カーカスコードをタイヤ赤道に対して６５〜９０度、好ましくは８０〜９０度の角度で配列したいわゆるセミラジアルまたはラジアル構造の１枚以上のカーカスプライからなり、カーカスコードとして通常ポリエステル、ナイロン、レーヨン等の有機繊維コードが使用される。
【００１４】
前記ベルト層７は、図に示すスチール単線からなるベルトコードをタイヤ赤道に対して比較的浅い角度、たとえば５〜３０度の角度で配列した１枚以上、本例では２枚のベルトプライ７ａ、７ｂから形成され、各ベルトプライ７ａ、７ｂはベルトコードがプライ相互間で交差するように向きを変えて配置されている。
【００１５】
本発明においてベルトコードに用いられるスチール単線は、その断面形状において長径ＬＤ/短径ＳＤ（図３参照）が１．０５〜１．３５の範囲である。１．０５未満の場合、騒音レベルの低減および振動収束性の改善が期待できず、一方１．３５を超えると、スチール単線の偏平化のための加工度が大きすぎて、強度が低下し、タイヤ走行中にスチール単線の割れによる破断が発生することがある。
【００１６】
さらにスチール単線の強度を維持するため長径ＬＤは０．３０ｍｍ以上必要である。しかしスチール単線の径が大きくなりすぎると、ベルト層の剛性を高くし、乗心地を悪化させるため、長径ＬＤは０．５０ｍｍ以下であることが必要である。
【００１７】
次にスチール単線８は図２に示される如く長径方向および短径方向にいわゆる螺旋状に波付けされており、波付けピッチＰは３．０〜１０．０ｍｍの範囲である。ここで波付けピッチＰとは、波付けされたスチール単線の長手方向の１ピッチの長さであり、この波付けピッチは長手方向に好ましくはほぼ一定であるが、上記範囲内である限り必ずしも一定である必要はない。
【００１８】
波付けピッチＰが３．０ｍｍ未満の場合、波付け加工度が大きすぎてスチール単線の強度が低下し、一方１０．０ｍｍを超えると騒音レベルの低減および振動収束性の改善は十分ではない。
【００１９】
さらに波付け高さＨは０．０５〜０．１５ｍｍの範囲である。０．０５ｍｍ未満の場合、騒音レベルの低減および振動収束性は期待できず、一方０．１５ｍｍを超えるとスチール単線の強度は低下する。ここで波付け高さＨとは図２に示すごとく、波付けにおけるいわゆる振幅を意味する。そして波付け高さＨはスチール単線の長手方向に、好ましくはほぼ一定であるが、上記範囲内であれば必ずしも一定である必要はない。
【００２０】
上述のごとく本発明ではベルトコード８をいわゆる螺旋状に波付けしたことによって、二次元平面で波状に波付けされた場合に比べ、コードの外接円が大きくなる。そのため、ベルトコードのスチール単線８を被覆するゴムとの複合材として見た場合、圧縮剛性が高められる。その結果たとえばタイヤの８の字旋回テストといった過酷な条件においてもコード切れ等を軽減し、コードの耐久性を向上することができる。さらに本発明はスチール単線のベルト層からなるため、複数本の素線を撚り合わせたコードに比べて、コード周囲へのゴムの付着性が向上するため、水分がコードに浸入するのを効果的に防止でき、錆び発生による耐久性低下を軽減することができる。
【００２１】
次に本発明ではベルト層に用いられるゴムの複素弾性率（Ｅ_S ^*）が５〜１０ＭＰａの範囲であり、トレッドゴムの複素弾性率（Ｅ_T ^*）は５〜２０ＭＰａの範囲である。
【００２２】
従来複数の素線を撚り合わせたスチールコードをベルト層に用いた場合、スチールコードの剛性に対応させて比較的硬いゴムを用い、スチールコード端部とその被覆ゴムの剥離を軽減する方法が取られていた。本発明では螺旋状に波付けしたスチール単線を用いたため応力集中が緩和でき、比較的軟らかい被覆ゴムを用いることができる。その結果、タイヤの振動収束性を一層改善することができる。さらに、トレッドゴムとベルト層の被覆ゴムの複素弾性率Ｅ^*を近づけることで両者はタイヤ走行時の繰返し変形においても一体となって追随することとなり、ベルトコード両端における応力集中が緩和され、この部分でのゴム剥離が有効に軽減できる。したがってトレッドゴムとベルト層のゴムの複素弾性率Ｅ^*は次の関係を満足することが好ましい。
【００２３】
Ｅ_T ^*≦２Ｅ_S ^*
本発明のスチール単線で構成されるベルトプライは、好ましくはタイヤに２枚積層してベルト層が構成されるが、他の実施例として前記スチール単線よりなるベルトプライを一層のみ使用し、他のベルトプライとして従来のスチールコードまたは有機繊維コードよりなる１枚もしくは２枚のプライを組合せて構成することも可能である。
【００２４】
【実施例】
タイヤサイズがＴＬ１７５／７０Ｒ１３の乗用車用ラジアルタイヤを表１に示す仕様にて試作し、正規リムにリム組みして正規内圧を充填して排気量５００ｃｃの前後輪に装着して実車テストを行なった。
【００２５】
なお、表１に示されていないタイヤカーカスの仕様は次のとおりである。
（１）ポリエステルコード１０００ｄ／２
（２）エンド数（本／５ｃｍ）３７
（３）コード角８８°
（４）プライ数２枚
またタイヤ性能は次の方法で測定した。
【００２６】
（１）タイヤ強度
プランジャテストによるプランジャエネルギを測定した。すなわちタイヤを突出物で突いてタイヤがバーストするまでのエネルギであり、比較例１を１００として相対値を指数化している。数値が大きいほど強度が高いことを示す。
【００２７】
（２）素線折れ率
直径１４ｍの円を２つ合わせた８の字のコースを３００回旋回した後、タイヤを解体し、ベルトコードの折れた箇所を数えた。これをコード折れ率（％）で示した。０はコード切れのないことを意味する。なお荷重は前輪３００ｋｇｆ、横Ｇは０．７Ｇである。
【００２８】
（３）ノイズ音
凹凸路面を実車走行で通過するときの発生するノイズ（周波数１２０Ｈｚ）の大きさを測定し、比較例１を１００として指数化した。数値が大きいほどノイズ音が小さいことを示す。
【００２９】
（４）振動収束性
加振機にてタイヤに振動を与えて振動の収束性（加振から収束するまでの時間）を測定した。比較例１を１００とし、指数で示している。数値が大きいほど収束性が優れており乗心地が良好であることを示す。
【００３０】
これらの評価結果を表１に示している。
比較例１、２は長径ＬＤ／短径ＳＤが本発明の範囲外の例である。
【００３１】
比較例３、４は波付けピッチＰが本発明の範囲外の例である。
比較例５、６は波付け高さＨが本発明の範囲外の例である。
【００３２】
比較例７、８は長径ＬＤが本発明の範囲外の例である。
本発明の実施例１、２および３はいずれもタイヤ強度、騒音レベルの低減さらに振動収束性が総合的に優れていることがわかる。
【００３３】
【表１】

【００３４】
【表２】

【００３５】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【００３６】
【発明の効果】
上述のごとく本発明はベルトコードに偏平で、所定範囲に波付けしたスチール単線を用いたため、タイヤの軽量化により低燃費化を図ることができ、しかも騒音レベルを低減し、振動収束性すなわち乗心地を改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例を示すタイヤの右半分子午断面図である。
【図２】スチール単線の一例の概念図である。
【図３】図２のＩ−Ｉ断面図である。
【図４】従来のスチールコード（１×３）の断面図である。
【図５】従来のスチール単線１×１の断面図である。
【符号の説明】
１タイヤ、２ビードコア、３ビード部、４サイドウォール部、５トレッド部、６カーカス、７ベルト層、８ベルトコード。

Claims

トレッド部からサイドウォール部を経てビード部のビードコアのまわりで折り返されるカーカスと、このカーカスの半径方向外側かつトレッド部の内方に隣接して配置される、相互に隣接した２枚以上のベルトプライからなるベルト層を備え、該ベルト層は、
（１）スチール単線の断面形状における長径ＬＤ／短径ＳＤが１．０５〜１．３５であり、かつ長径ＬＤが０．３０〜０．５０ｍｍであり、
（２）スチール単線は長径方向および短径方向に波付けされており、波付けピッチＰは３．０ｍｍ〜１０．０ｍｍの範囲であり、波付け高さＨは０．０５〜０．１５ｍｍである、
前記（１）および（２）の特徴を有する断面偏平形状のスチール単線よりなるベルトコードをゴムに埋設して構成され、
該ベルト層のゴムの複素弾性率Ｅ_S ^*は５〜１０ＭＰａの範囲であり、トレッド部のゴムの複素弾性率Ｅ_T ^*が５〜２０ＭＰａの範囲であり、さらに次の式（１）
Ｅ_T ^*≦２Ｅ_S ^* （１）
を満足することを特徴とする空気入りタイヤ。