JP4720121B2

JP4720121B2 - 空気入りラジアルタイヤ

Info

Publication number: JP4720121B2
Application number: JP2004209388A
Authority: JP
Inventors: 紳也張替
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 2004-07-16
Filing date: 2004-07-16
Publication date: 2011-07-13
Anticipated expiration: 2024-07-16
Also published as: JP2006027441A

Description

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、カーカス層がスチールコードからなるタイヤにおける耐久性と乗り心地性を共に改善した空気入りラジアルタイヤに関する。

スチールコードは高温時（熱時）における剛性の低下や接着性の低下が実質的になく、、またコード自身が発熱することがなく、かつ熱伝導性にも優れるため、タイヤが内部発熱したときの放熱性に優れているという特性を有する。このようなスチールコードの特性を利用して、近年では乗用車用の空気入りタイヤのカーカス層、特にランフラット用タイヤのカーカス層にスチールコードを使用することにより優れた耐久性を得るようにしている。

特許文献１は、このようにカーカス層をスチールコードで構成したランフラットタイヤにおいて、スチールコードの耐久性を一層改善するために、コード構造を１×ｎ（ｎ＝２〜７）にし、素線径を０．１２５〜０．２７５ｍｍ、破断伸びを３．５％以上にすることを提案している。しかし、このようにタイヤの耐久性を向上するという観点からスチールコードを改良する提案は多数あるが、スチールコードの宿命であるタイヤの乗り心地性悪化を、スチールコード自体の改良により改善するようにした試みは見当たらない。
特開平１１−２４０３０７号公報

本発明の目的は、カーカス層をスチールコードから構成したタイヤにおいて、スチールコード自体の改良により耐久性と乗り心地性とを共に改善するようにした空気入りラジアルタイヤを提供することにある。

上記目的を達成する本発明の空気入りラジアルタイヤは、カーカス層をスチールコードで構成すると共に、サイドウォール部に断面三日月形の硬質ゴム補強層を内挿したランフラット走行用の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素線径が０．１３〜０．２２ｍｍでｍ×ｎの複撚りコード構造（ここでｍ＝２〜７，ｎ＝２〜７）にすると共に、下撚りと上撚りの撚り方向を同一方向に構成し、かつタイヤに使用する前の前記スチールコードの荷重−歪み曲線から特定される３０Ｎ負荷時の伸びＥm を０．３〜１．５％にしたことを特徴とするものである。

このようにカーカス層を構成するスチールコードの構成を、素線径が０．１３〜０．２２ｍｍであるｍ×ｎの複撚りコード構造にし、かつ下撚りと上撚りの撚り方向を同一にしたことにより、スチールコード自体を耐屈曲疲労性に優れた柔軟性に富んだ特性にするため、カーカス層の耐久性が向上すると共に、乗り心地性を向上することができる。また、スチールコードの３０Ｎ負荷時における伸びＥm が０．３〜１．５％であることで振動伝達率が低減するため、乗り心地性を一層向上することができる。

以下、図に示す実施形態を参照して本発明を具体的に説明する。

図１は本発明をランフラットタイヤに適用した場合の空気入りタイヤを例示する。空気入りタイヤＴにおいて、１はトレッド部であり、このトレッド部１の左右両側にサイドウォール部２，２及びビード部３，３が半径方向に延長している。タイヤ内側にはスチールコードからなるカーカス層４が挿入され、そのカーカス層４の両端部はそれぞれ左右一対のビードコア５，５の周りにビードフィラー６を包み込むようにタイヤ内側から外側へ折り返されている。

サイドウォール部２には断面三日月形をした硬質ゴム層７が挿入され、その硬質ゴム層７はカーカス層４とインナーライナー１０との間に挟まれている。硬質ゴム層７の硬度はＪＩＳ−Ａ硬度で７０〜９０であり、タイヤがパンクしたときに荷重を支えるように作用する。また、カーカス層４の外周側にスチールコードからなる２層のベルト層８が配置され、その２層のベルト層８は層間でコードを互いに交差させている。ベルト層８の外周には、さらに有機繊維コードをタイヤ周方向に対し０°〜８°の角度で螺旋状に巻付けて形成したベルトカバー層９が配置されている。

上記のようにカーカス層４を構成するスチールコードには、図２に断面図として例示するような複撚りコード構造を有すると共に、図３に荷重−伸び曲線で例示するような特性を有するものが使用されている。

本発明において、カーカス層に使用されるスチールコードとしては、素線として径が０．１３〜０．２２ｍｍの範囲のスチールワイヤが使用され、かつｍ×ｎ（ここでｍ＝２〜７，ｎ＝２〜７の整数）の複撚りコード構造に構成されている。さらに、この複撚りコード構造の撚り構成が、下撚りと上撚りの撚り方向を同一方向にするように加撚されていることである。図２に例示した実施形態では、複撚りのコード構造が３×３であり、下撚ストランドＳが３本の素線ｗ（ｍ＝３）で構成され、かつこの下撚ストランドＳが３本（ｎ＝３）引き揃えられ、下撚りの撚り方向と同一方向の上撚りが施されてスチールコードＣが構成されている。

上記のように構成されたスチールコードは、下撚りと上撚りの撚り方向が同一であり、撚が同一方向に加算された状態になっているため低負荷時においても伸び易く、高い柔軟性を有している。そのためスチールコードの耐屈曲疲労性が大きくなり、カーカス層の耐久性が向上すると共に、柔軟であるため乗り心地性が向上する。しかし、スチールコードの素線径が０．１３ｍｍよりも細いとカーカス層が強度不足になり、耐久性は低下する。また、０．２２ｍｍよりも太いと、スチールコードの屈曲部における表面歪みが大きくなるため、耐屈曲疲労性が低下する。

また、上記構成からなるスチールコードは、３０Ｎ負荷時の伸びＥm を０．３〜１．５％、好ましくは０．８〜１．３％にすることができる。伸びＥm が０．３％以上であることにより振動伝達率が低下し、乗り心地性を更に向上することができる。しかし、１．５％よりも大きいと、柔軟性が高くなりすぎることにより操縦安定性が低下する。また、ランフラットタイヤの場合には、ランフラット走行時に三日月断面の硬質ゴム層に対する負担が増すため発熱が高くなり、タイヤの耐久性を不利にする。

本発明に使用するスチールコードは、上記構成にすることにより、図３に示すように、スチールコードの剛性が低荷重域で低く、高荷重域で高くなり、中間域において剛性の変曲点を有する特性を有するものになっている。このように剛性の変曲点を有する特性において、好ましくは、荷重−歪み曲線の伸び０．１〜０．３％の領域に対して引いた接線の平均傾きＳｉと、この荷重−歪み曲線の全域における接線のうちの最大傾きＳmax との比Ｓmax/Ｓｉが２．０〜１２．５であること、さらに好ましくは、５．０〜１０．０であると一層好ましい。

すなわち、上記の比Ｓmax/Ｓｉが２．０〜１２．５であるスチールコードとすることにより、高度の振動減衰性を得ることができるので、乗り心地性を更に向上することができる。また、ランフラットタイヤの場合には、空気圧が０となったランフラット走行において良好な乗り心地性を保障し、また正規内圧が充填された非パンク走行には、カーカス層の剛性が高くなって優れた操縦安定性を保障する。比Ｓmax/Ｓｉが２．０よりも小さいと上記のような効果を得ることが難しくなり、また１２．５よりも大きいと、タイヤとしてのバランスが悪化し、乗り心地性が低下する。

タイヤサイズを２０５／５５Ｒ１６、タイヤ構造を図１のランフラット構成にし、かつカーカス層をトレッドセンターにおける打込み本数が３７本／50mmになるようにスチールコードで構成した点を同一の共通条件にし、カーカス層を構成するスチールコードのコード構造、素線径、３０Ｎ負荷時の伸び（％）、荷重−歪み曲線の接線の傾き比Ｓmax/Ｓｉを、それぞれ表１に記載するように異ならせた１１種類の空気入りラジアルタイヤを製作した。

これら１１種類の空気入りタイヤについて、下記の試験法によりランフラット耐久性と乗り心地性とを測定した結果を表１に記載した。

表１の結果から、スチールコードの素線径が０．１３ｍｍよりも細いと、カーカス層の強度不足により耐疲労性が低下し、また素線径が０．２２ｍｍよりも太いと、スチールコードの屈曲部における表面歪みが増大して耐疲労性が低下することがわかる。

スチールコードの３０Ｎ負荷時伸びについては、０．３％よりも小さいと振動伝達率が大きくなるため乗り心地性が悪化し、また１．５％よりも大きいと、ランフラット走行時に三日月断面の硬質ゴム補強層の発熱が増大するため耐久性が悪化している。

また、比Ｓmax/Ｓｉについては、２．０以上であると振動減衰性が良好なため乗り心地性が一層良好になり、また１２．５以下であることによりタイヤバランスは安定していて良好な乗り心地性を有している。

〔ランフラット耐久性〕
試験タイヤをリムサイズ１６×７１／２ＪＪのリムにリム組みし、空気を抜いた状態にして排気量４０００ｃｃの後輪駆動車の前輪右側に装着し、訓練されたテストドライバーが楕円の周回コースを８０ｋｍ／ｈの速度で反時計回りに走行する場合において、タイヤ故障による異常振動を感じて走行中止するまでの距離を測定した。

評価は従来例タイヤの走行距離を１００とする指数で示した。指数が大きいほどランフラット耐久性に優れていることを意味する。

〔乗り心地性〕
試験タイヤをリムサイズ１６×７１／２ＪＪのリムに内圧２２０ｋＰａでリム組みして、排気量４０００ｃｃの後輪駆動車の四輪に装着し、訓練された５人のテストドライバーによりテストコースを走行するときのフィーリングで評価した。

評価は、下記の判定基準により５点法で行い、最高点と最低点を出した２人の評点を除いた３人の評点の平均値で示した。
５点：非常に優れる。４点：優れる。３．５点：やや優れる。３点：標準。
２．５点：やや劣る（実用下限）。２点：劣る。１点：非常に劣る。

本発明の実施形態からなる空気入りタイヤの半断面図である。本発明においてカーカス層に使用されるスチールコードの一例を示す断面図である。スチールコードの荷重−伸び曲線図である。

符号の説明

１トレッド層
２サイドウォール部
３ビード部
４カーカス層
５ビードコア
７（三日月断面の）ゴム補強層
２補強コード
Ｔタイヤ
Ｃスチールコード
Ｓ下撚糸
ｗ素線

Claims

カーカス層をスチールコードで構成すると共に、サイドウォール部に断面三日月形の硬質ゴム補強層を内挿したランフラット走行用の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素線径が０．１３〜０．２２ｍｍでｍ×ｎの複撚りコード構造（ここでｍ＝２〜７，ｎ＝２〜７）にすると共に、下撚りと上撚りの撚り方向を同一方向に構成し、かつタイヤに使用する前の前記スチールコードの荷重−歪み曲線から特定される３０Ｎ負荷時の伸びＥm を０．３〜１．５％にした空気入りラジアルタイヤ。
前記スチールコードの荷重−歪み曲線における伸び０．１〜０．３％の領域に対する接線の平均傾きＳｉと該荷重−歪み曲線の全域における接線の最大傾きＳmax との比Ｓmax/Ｓｉが２．０〜１２．５である請求項１に記載の空気入りラジアルタイヤ。