JP4756871B2

JP4756871B2 - 空気入りラジアルタイヤ

Info

Publication number: JP4756871B2
Application number: JP2005033775A
Authority: JP
Inventors: 宏太北原
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2005-02-10
Filing date: 2005-02-10
Publication date: 2011-08-24
Anticipated expiration: 2025-02-10
Also published as: JP2006218988A

Description

本発明は、空気入りラジアルタイヤ（以下単に「タイヤ」とも称する）に関し、詳しくはタイヤ重量の低減を図るとともに、ベルト幅端で発生するセパレーション、いわゆるベルトエンドセパレーションを十分に抑制し、耐ベルトエンドセパレーション性（以下「耐ＢＥＳ性」と略記する）を高めた空気入りラジアルタイヤに関する。

空気入りラジアルタイヤ、中でも乗用車用タイヤには、自動車の燃費を向上させるために転がり抵抗が小さく、かつ乗り心地が良く、しかも安価であることが要求される。かかる要求により、特許文献１ではベルト補強材に関してコードではなくスチールモノフィラメントコードを使用することによってタイヤの転がり抵抗を小さくすることが提案されている。

また、特許文献２では、ベルト補強材としてスチールモノフィラメントコードを使用することによる問題点、即ち、急旋回を繰返したりするとベルトが座屈してスチールモノフィラメントコードが折れてトレッドの偏磨耗を招くという問題点を解決するとともに、ベルトエンドセパレーションを回避するために、ベルトを、断面が円形でかつ破断伸びが３．６％以上である、金属線材の３または４本を撚り合わせることなくベルトの幅方向に並べて引き揃えた束を単位として、この束を５０ｍｍ幅当たり１５〜３０単位の打込み数でゴムに埋設して形成することが提案されている。
実開昭６３−１９４０４号公報（特許請求の範囲等）特開平１１−２０８２１０号公報（特許請求の範囲等）

特許文献２に記載されているように、ベルト補強材としてのスチールモノフィラメントコードを幅方向に並べて引き揃えた束を単位とし、この束間のゴムゲージを増大させることで、ベルトエンドセパレーション故障の初期における耐ＢＥＳ性を高めることはできるが、ベルトエンドセパレーション故障の中期から末期においては十分とはいえなかった。ここに、ベルトエンドセパレーションは、タイヤ走行時のベルト部の繰り返し入力、特にコーナリング、レーンチェンジ時のベルト部の変形により、ベルト端部に歪が加わってゴムに亀裂が生じ、それが成長して発生するものである。従って、タイヤの耐久性を確保する上で、ベルトエンドセパレーション故障の中期から末期に至っても高い耐ＢＥＳ性を維持し続けることは重要である。

そこで本発明の目的は、タイヤ重量が低減され、しかもベルトエンドセパレーション故障の中期から末期においても高い耐ＢＥＳ性を維持することができ、その結果、優れた耐久性を有する空気入りラジアルタイヤを提供することにある。

本発明者は、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、ベルトを所定の条件下で異線径スチールモノフィラメントコードで構成することにより上記目的を達成し得ることを見出し、本発明を完成するに至った。

即ち、本発明の空気入りラジアルタイヤは、左右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層からなるカーカスと、該カーカス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部と、該トレッド部と前記カーカスのクラウン領域との間に配置されて補強部を形成する、少なくとも２枚のベルト層からなるベルトと、を備えた空気入りラジアルタイヤにおいて、
前記ベルトの少なくとも１層が、線径の異なる２種以上のスチールモノフィラメントコードで補強されており、かつ、異線径スチールモノフィラメントコードの線径差が０．０１ｍｍ以上であることを特徴とするものである。

好ましくは、前記スチールモノフィラメントコードの複数本を撚らずに揃えた束を単位として、該束同士の間隔を空けて配置され、かつ、各束が線径が異なる２種以上のスチールモノフィラメントコードを含む。また、異線径スチールモノフィラメントコードの線径差は、好ましくは０．０２ｍｍ以上である。

本発明によれば、タイヤ重量が低減され、しかもベルトエンドセパレーション故障の初期のみならず、中期から末期においても高い耐ＢＥＳ性を維持することができ、その結果、優れた耐久性を有する空気入りラジアルタイヤを提供することができる。

図１に、本発明の好適実施形態に係る空気入りラジアルタイヤを示す。
図示するラジアルタイヤは、トレッド部１と、このトレッド部１の両側部に連続してタイヤ半径方向内方へ延びる一対のサイドウォール部２と、各サイドウォール部２の内周側に連続するビード部３とを備えている。

トレッド部１、サイドウォール部２およびビード部３は、一方のビード部３から他方のビード部３にわたってトロイダル状に延びる一枚のラジアルカーカス層からなるカーカス４により補強されている。また、トレッド部１は、以下で詳述する、カーカス４のクラウン部の外周側に配設した２層の第１ベルト層５ａと第２ベルト層５ｂとにより補強されている。

ここで、カーカス４のラジアルカーカス層は複数枚としてもよく、タイヤ周方向に対してほぼ直交する方向、例えば７０〜９０°の角度で延びる有機繊維コードを好適に用いることができる。

本発明においては、ベルトの少なくとも１層が、線径の異なる２種以上のスチールモノフィラメントコードで補強されていることが肝要である。ベルト補強材としてスチールモノフィラメントコードを使用することによりタイヤ重量を低減させることができる。また、そのスチールモノフィラメントコードとして、線径の異なる２種以上のスチールモノフィラメントコードを使用することにより、ベルトエンドセパレーション故障の初期においては異線径スチールモノフィラメントコードにより形成される凹凸により耐ＢＥＳ性が高められ、また、ベルトエンドセパレーション故障の中期から末期においても、亀裂の進展距離を伸ばすことができることから高い耐ＢＥＳ性を維持することができる。

線径の異なる２種以上のスチールモノフィラメントコードで補強されたベルトの該スチールモノフィラメントコード断面の具体例を図２から図１２に示すが、スチールモノフィラメントコードの配列はこれらに限定されるものではなく、また、スチールモノフィラメントコードは厳密に整列させる必要はなく、有る程度乱れた配列も許容される。

図２では線径の異なる２種のスチールモノフィラメントコードがほぼ等間隔で交互にタイヤ軸方向に配置され、全てのスチールモノフィラメントコード断面の中心がカーカスのタイヤ径方向外側面から略同じ高さに設定されている。

図３では線径の異なる２種のスチールモノフィラメントコードがほぼ等間隔で交互にタイヤ軸方向に配置され、全てのスチールモノフィラメントコード断面のタイヤ径方向内側におけるタイヤ軸方向接線がカーカスのタイヤ径方向外側面から略同じ高さに設定されている。

図４では線径の異なる２種のスチールモノフィラメントコードがほぼ等間隔で大径のもの２本につき小径のもの１本の割合で交互にタイヤ軸方向に配置され、全てのスチールモノフィラメントコード断面の中心がカーカスのタイヤ径方向外側面から略同じ高さに設定されている。

図５では線径の異なる２種のスチールモノフィラメントコードが大径のもの２本を１束として、この束と小径のもの１本とが交互にほぼ等間隔でタイヤ軸方向に配置され、全てのスチールモノフィラメントコード断面の中心がカーカスのタイヤ径方向外側面から略同じ高さに設定されている。

図６では、線径の異なる２種のスチールモノフィラメントコードが大径のもの２本とその横に小径のもの１本を並置したものを１束として、それがタイヤ軸方向にほぼ等間隔で配置され、全てのスチールモノフィラメントコード断面の中心がカーカスのタイヤ径方向外側面から略同じ高さに設定されている。

図７では、線径の異なる２種のスチールモノフィラメントコードが大径のもの２本とその間に小径のもの１本を並置したものを１束として、それがタイヤ軸方向にほぼ等間隔で配置され、全てのスチールモノフィラメントコード断面の中心がカーカスのタイヤ径方向外側面から略同じ高さに設定されている。

図８では、線径の異なる２種のスチールモノフィラメントコードが小径のもの２本とその間に大径のもの１本を並置したものを１束として、それがタイヤ軸方向にほぼ等間隔で配置され、全てのスチールモノフィラメントコード断面の中心がカーカスのタイヤ径方向外側面から略同じ高さに設定されている。

図９では、図７に示す束と図８に示す束がタイヤ軸方向にほぼ等間隔で配置され、全てのスチールモノフィラメントコード断面の中心がカーカスのタイヤ径方向外側面から略同じ高さに設定されている。

図１０では、線径の異なる２種のスチールモノフィラメントコードが大径のもの４本とその各間に小径のもの３本を並置したものを１束として、それがタイヤ軸方向にほぼ等間隔で配置され、全てのスチールモノフィラメントコード断面の中心がカーカスのタイヤ径方向外側面から略同じ高さに設定されている。

図１１では、線径の異なる２種のスチールモノフィラメントコードが大径のもの４本とその各間に小径のもの３本を並置したものを１束として、それがタイヤ軸方向にほぼ等間隔で配置され、大径のスチールモノフィラメントコード断面の中心がカーカスのタイヤ径方向外側面から略同じ高さに設定され、小径のスチールモノフィラメントコード断面の中心がカーカスのタイヤ径方向外側面からランダムな高さに設定されている。

図１２では、線径の異なる２種のスチールモノフィラメントコードを大径、大径、小径、小径、大径、小径、大径の順に並置したものを１束として、それがタイヤ軸方向にほぼ等間隔で配置され、すべてのスチールモノフィラメントコード断面の中心がカーカスのタイヤ径方向外側面から略同じ高さに設定されている。

本発明においては、異線径スチールモノフィラメントコードにより形成される凹凸により耐ＢＥＳ性を高め、かつ、亀裂の進展距離を伸ばし得るとの観点から、好ましくは図６〜図１２に示すように、スチールモノフィラメントコードの複数本を撚らずに揃えた束を単位として、該束同士の間隔を空けて配置し、かつ、各束が線径が異なる２種以上のスチールモノフィラメントコードを含むことが好ましい。また、同様の観点から、異線径スチールモノフィラメントコードの線径差は、好ましくは０．０１ｍｍ以上、より好ましくは０．０２ｍｍ以上である。

本発明において使用し得るスチールモノフィラメントコードの径は、好ましくは０．１７〜０．３５ｍｍ、より好ましくは０．１９〜０．２７ｍｍである。この径が０．１７ｍｍ未満では、ベルトの剛性を確保するのが困難となり、一方、０．３５ｍｍを超えると、剛性が大きくなり過ぎ、乗り心地性が悪化する。また、スチールモノフィラメントコードの引張り強さは、好ましくは２７００Ｎ／ｍｍ²以上である。高い抗張力を有するスチールモノフィラメントコードとしては、少なくとも０．７質量％、好ましくは少なくとも０．８質量％の炭素を含有するものが望ましい。

本発明のラジアルタイヤはベルト構造の改良に係るものであり、その他の構造および材質は特に制限されるべきものではなく、既知の構造および材料を採用することができる。

以下、本発明を、実施例を用いて具体的に説明する。
下記表１に示す条件で、図１に示す２層のスチールベルトを備える構造の空気入りラジアルタイヤを作製した。タイヤサイズは１８５／７０Ｒ１４とし、第１ベルト層５ａと第２ベルト層５ｂのスチールモノフィラメントコードの打込み角度はタイヤ周方向に対して夫々＋２２°および−２２°とした。得られた各実施例および比較例のタイヤを、比較例１を基準とした重量増加の度合いと、耐ベルトエンドセパレーション性（以下、耐ＢＥＳ性と称する）について以下のようにして評価した。その結果を、下記の表１および図１に併せて示す。

（重量）
比較例１をゼロとした場合の重量差（ｇ）を示す。

（耐ＢＥＳ性の評価）
各供試タイヤをＪＡＴＭＡで規定する正規リムに組みつけ、２２０ｋＰａの内圧を充填してテスト用乗用車に装着し、ＢＥＳドラム上を、ＳＦ一定で横力をかけて走行させた後、タイヤを解剖してベルト層端部に発生している亀裂の長さを測定した。各供試タイヤの亀裂長さを、比較例１のタイヤの亀裂長さを１００とした指数にて示した。この指数の値が小さいほど耐ＢＥＳ性が良好である。

上記表１および図１３から、実施例１〜３のタイヤにおいては、いずれも比較例１および比較例２のタイヤに比して、軽量化を図りつつ、耐ＢＥＳ性の向上が図られていることが分かる。

本発明の一好適例の空気入りラジアルタイヤの断面図である。本発明の一好適例に係るベルト層のスチールモノフィラメントコードの拡大部分断面図である。本発明の他の好適例に係るベルト層のスチールモノフィラメントコードの拡大部分断面図である。本発明の他の好適例に係るベルト層のスチールモノフィラメントコードの拡大部分断面図である。本発明の他の好適例に係るベルト層のスチールモノフィラメントコードの拡大部分断面図である。本発明の他の好適例に係るベルト層のスチールモノフィラメントコードの拡大部分断面図である。本発明の他の好適例に係るベルト層のスチールモノフィラメントコードの拡大部分断面図である。本発明の他の好適例に係るベルト層のスチールモノフィラメントコードの拡大部分断面図である。本発明の他の好適例に係るベルト層のスチールモノフィラメントコードの拡大部分断面図である。本発明の他の好適例に係るベルト層のスチールモノフィラメントコードの拡大部分断面図である。本発明の他の好適例に係るベルト層のスチールモノフィラメントコードの拡大部分断面図である。本発明の他の好適例に係るベルト層のスチールモノフィラメントコードの拡大部分断面図である。実施例における重量差と耐ＢＥＳ性との関係を示すグラフである。

符号の説明

１トレッド部
２サイドウォール部
３ビード部
４カーカス
５ａ第１ベルト層
５ｂ第２ベルト層

Claims

左右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層からなるカーカスと、該カーカス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部と、該トレッド部と前記カーカスのクラウン領域との間に配置されて補強部を形成する、少なくとも２枚のベルト層からなるベルトと、を備えた空気入りラジアルタイヤにおいて、
前記ベルトの少なくとも１層が、線径の異なる２種以上のスチールモノフィラメントコードで補強されており、かつ、異線径スチールモノフィラメントコードの線径差が０．０１ｍｍ以上であることを特徴とする空気入りラジアルタイヤ。
前記スチールモノフィラメントコードの複数本を撚らずに揃えた束を単位として、該束同士の間隔を空けて配置され、かつ、各束が線径が異なる２種以上のスチールモノフィラメントコードを含む請求項１記載の空気入りラジアルタイヤ。
異線径スチールモノフィラメントコードの線径差が０．０２ｍｍ以上である請求項１または２記載の空気入りラジアルタイヤ。