JP4805021B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、カーカスコードにスチールコードを用いた空気入りタイヤに関する。

空気入りタイヤのカーカスコ一ドとして、乗用車用タイヤでは一般に、ナイロン、レーヨン、ポリエステル等の繊維が使用されており、特にポリエステル、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）は、操縦安定性、乗り心地性、耐久性等の観点から現在のカーカスコードの主流となっている。そして近年、車両の高速化や高性能化に伴う、操縦安定性へのさらなる向上のために、カーカスコードに、弾性率がより高い、例えばポリエチレン２、６ナフタレート（ＰＥＮ）やアラミド繊維などの高弾性有機繊維コードを採用することが提案されている。

しかし、このような高弾性有機繊維コードは、弾性率が高い分耐疲労性に劣り、走行によるコードの強度低下およびそれによるタイヤの耐久性低下をもたらすという問題がある。

なお重荷重用タイヤでは、高い充填内圧や加重を支承するため、カーカスコードとしてスチールコードを使用している。しかし従来のタイヤ用のスチールコードを、乗用車用タイヤに使用した場合には、カーカスの剛性が過大となり、乗り心地性を著しく低下させるという問題がある。

そこで本発明者は、カーカスコードにスチールコードを用いることを前提に種々の研究を行った。その結果、線径０．１０ｍｍ以下の極細の金属フィラメントを用い、コード曲げ剛性Ｍを３．０ｇ・ｃｍ以下に規制した場合には、ＰＥＴコードと同等若しくはそれ以上の乗り心地性や耐疲労性を確保しながら、操縦安定性を向上しうることを究明し得た。

即ち本発明は、乗り心地性や耐疲労性を高く確保しながら、操縦安定性を向上できる空気入りタイヤを提供することを目的としている。

特開２０００−５４２８１号公報 特開２００１−３０１４１４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、トレッド部からサイドウォール部をへてビード部のビードコアに至るカーカスプライからなるカーカスと、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されるベルト層とを具える空気入りタイヤであって、前記カーカスプライのカーカスコードに、同一径の複数本の金属フィラメントを撚り合わせたスチールコードを用いるとともに、このスチールコードは、前記金属フィラメントの線径ｄを０．０５〜０．１０ｍｍの範囲とし、しかもコード１本当たりの曲げ剛性Ｍを３．０ｇ・ｃｍ以下、かつ引張強さＴを１６５Ｎ以上としたことを特徴としている。

本発明は叙上の如く、線径ｄが０．０５〜０．１０ｍｍの範囲の極細の金属フィラメントを撚り合わせて、スチールコードの曲げ剛性Ｍを３．０ｇ・ｃｍ以下、かつ引張強さＴを１６５Ｎ以上に設定している。これにより、乗用車用タイヤのカーカスコードに使用することで、乗り心地性や耐疲労性を高く確保しながら、操縦安定性を向上することが可能となる。

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は、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。
図１に示すように、本実施形態の空気入りタイヤ１は、乗用車用ラジアルタイヤ１Ａであって、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、このカーカス６の半径方向外側かつトレッド部２の内部に配されるベルト層７とを具える。

前記カーカス６は、カーカスコードをタイヤ周方向に対して７５゜〜９０゜の角度で配列した１枚以上、本例では１枚のカーカスプライ６Ａから形成される。このカーカスプライ６Ａは、前記ビードコア５、５間を跨るトロイド状のプライ本体部６ａの両端に、前記ビードコア５の廻りをタイヤ軸方向内側から外側に折り返して係止されるプライ折返し部６ｂを一連に具える。なお前記プライ本体部６ａとプライ折返し部６ｂとの間には、ビードコア５から半径方向外側に立ち上がる断面三角形状のビード補強用のビードエーペックスゴム８が配される。

本例では、カーカス６の前記プライ折返し部６ｂを、タイヤ最大巾位置Ｐｍよりも半径方向外側で終端させた所謂ハイターンアップ構造とした好ましいものを例示するが、前記タイヤ最大巾位置Ｐｍよりも半径方向内側で終端させたローターンアップ構造を採用しても良い。

前記ベルト層７は、ベルトコードをタイヤ周方向に対して１０〜４５°の角度で傾斜配列した少なくとも２枚、本例では２枚のベルトプライ７Ａ、７Ｂから形成される。このベルト層７は、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のほぼ全巾をタガ効果を有して強固に補強する。なお半径方向内のベルトプライ７Ａは、外のベルトプライ７Ｂに比べ巾広に形成され、端部における応力集中を緩和している。

又本例では、前記ベルト層７の半径方向外側には、高速耐久性を高める目的で、例えばナイロン等の有機繊維のバンドコードを周方向に対して５度以下の角度で螺旋状に巻回させたバンド層９を設けている。前記バンド層９としては、ベルト層７のタイヤ軸方向外端部のみを被覆する左右一対のエッジバンドプライ、及びベルト層７の略全巾を覆うフルバンドプライを適宜組み合わせて使用でき、本例では、１枚のフルバンドプライによりバンド層９を形成した場合を例示している。

そして本発明では、前記カーカスコードとして、図２に示すように、同一径の複数本の金属フィラメントｆを撚り合わせたスチールコード１０を用いている。同図には、３本の金属フィラメントｆを下撚りしてなるストランドＳの３本を、さらに上撚りした３×３の撚り構造のものを例示しているが、この撚り構造に規制されることなく、例えば１×３、２×３、３×４の撚り構造なども適宜採用しうる。

このスチールコード１０で重要なことは、前記金属フィラメントｆとして、線径ｄが０．０５〜０．１０ｍｍの範囲の極細のものを使用し、しかもコード１本当たりの曲げ剛性Ｍを３．０ｇ・ｃｍ以下、かつ引張強さＴを１６５Ｎ以上に規制することである。なお通常のタイヤ用のスチールコードには、線径ｄが０．２０ｍｍ以上の金属フィラメントが使用されている。しかし、本実施形態では、線径ｄが０．０５〜０．１０ｍｍの範囲の極細の金属フィラメントｆを使用し、しかもその使用本数、撚り構造、撚り数などを調整することにより、曲げ剛性Ｍを３．０ｇ・ｃｍ以下、かつ引張強さＴを１６５Ｎ以上としたしなやかなコードを実現している。

このようなスチールコード１０は、有機繊維コードに近いしなやかさを有しているため、タイヤ剛性を過度に増加させることがなく、ＰＥＴコード等と同レベル若しくはそれ以上の優れた乗り心地性を確保できる。しかも有機繊維コードに比して高弾性であるため、操縦安定性を大幅に向上させることが可能となる。又耐疲労性に対しても、ＰＥＮ等の高弾性有機繊維に比して高いレベルを維持でき、ＰＥＴコード等と同レベル若しくはそれ以上の耐久性を発揮することができる。

なお前記線径ｄが０．１０ｍｍより大では、スチールコード１０に充分なしなやかさを付与することが難しくなり、逆に０．０５ｍｍを下回ると、金属フィラメントｆをうるための伸線工程、及びこの金属フィラメントｆを撚り合わす撚線工程でフィラメントが断線しやすくなり、生産性に不利を招く。又コードの曲げ剛性Ｍは、低いほど乗り心地性には好ましいが、低すぎると必要なコードの引張強さＴが確保できず、走行時に受ける衝撃力や過荷重などによって、コード切れを招く恐れが生じる。従って、コードの曲げ剛性Ｍの下限値は、特に規制しないが０．１ｇ・ｃｍ以上が好ましい。又上限値は２．０ｇ・ｃｍ以下がより好ましい。又コードの引張強さＴは、前記の如く、衝撃力や過荷重などを充分支承するために、少なくとも１６５Ｎ以上必要である。しかしコードの引張強さＴの上限は、前記線径ｄ及び曲げ剛性Ｍが、それぞれ前記範囲を満足するならば、特に規制されることがない。

なお前記乗り心地性確保の観点から、前記コードの曲げ剛性Ｍと、前記スチールコード（カーカスコード）１０のカーカスプライ５ｃｍ巾当たりのコード打ち込み数ｎ（単位：本）との積Ｍ×ｎを１５０ｇ・ｃｍ以下、かつ耐久性確保の観点から、前記コードの引張強さＴと、スチールコード（カーカスコード）１０の前記コード打ち込み数ｎ（単位：本）との積Ｔ×ｎを７０００Ｎ以上とするのも好ましい。

ここで、前記スチールコードの「曲げ剛性Ｍ」は、スチールコードを、その撚りが解けないように７０ｍｍの長さで溶断して試験片をうるとともに、例えば米国テーバ社製の剛性度試験器（Ｍｏｄｅｌ １５０−Ｄ）等を用いて測定する。具体的には、図３に模式的に示すように、試験片Ａの一端を固定するとともに、この固定端から５０ｍｍの長さでのびる試験片Ａの他端Ａ１に力Ｆを負荷し、該試験片Ａの前記他端Ａ１での開き角度が１５゜になったときの抗力（曲げ硬さ）を測定することにより得られる。又前記スチールコードの引張強さＴは、ＪＩＳ Ｇ３５１０の「スチールタイヤコード試験方法」における切断荷重及び切断時全伸び（６．４項）の引張り試験に準拠し、引張速度５ｃｍ／分にて測定した試験片が切断するのに要する最大荷重である。

なお本実施形態の乗用車用ラジアルタイヤ１Ａの前記ベルトコードとしては、線径ｄが０．２ｍｍ以上の太い金属フィラメントを撚り合わせた従来的なスチールコードを採用しており、本例では、例えば線径ｄを０．２５ｍｍとした１×５の撚り構造のものを採用している。このベルトコードの曲げ剛性は、２０ｇ・ｃｍ以上、好ましくは２５ｇ・ｃｍ以上であり、ベルトプライ間相互でのベルトコードの交差構造（所謂クロスプライ構造）と相俟って、ベルト剛性を高めトレッド部２を強固に補強している。

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はなく、例えば乗用車用タイヤ以外の種々なカテゴリーのタイヤとして形成しうるなど、本発明は種々の態様に変形して実施しうる。

表１の仕様をなすスチールコードをカーカスに使用した図１の構造の乗用車用ラジアルタイヤ（タイヤサイズ１９５／６０Ｒ１４）を試作するとともに、各試供タイヤの、耐疲労性、操縦安定性、及び乗り心地性をテストし比較した。表１以外の仕様は互いに同仕様としている。なおベルトコードには、１×５×０．２５のスチールコード、バンドコードには１４００dtex／２のナイロン繊維コードを使用している。

（１）耐疲労性；
ドラム試験機を用い、試供タイヤをリム（１４×６ＪＪ）、内圧（１９０ｋＰａ）、荷重（６．００ｋＮ）、室温２５±５℃°での条件下にて、速度８０ｋｍ／ｈで走行させ、カーカスコードが破断するまでの走行距離を測定するとともに、比較例１を１００とする指数で表示している。指数が大きい方が耐疲労性に優れている。

（２）操縦安定性、及び乗り心地性；
試供タイヤを、リム（１４×６ＪＪ）、内圧（１９０ｋＰａ）の条件下にて、乗用車（２０００ｃｃ、ＦＦ車）の４輪に装着し、ドライアスファルト路面のタイヤテストコースを走行した。そのときの、ハンドル応答性、剛性感、グリップ等に関する操縦安定性、及び乗り心地性をドライバーの官能評価により比較例１を１００とする指数で表示している。指数が大きい方が操縦安定性、及び乗り心地性に優れている。

表１の如く、実施例１〜３のタイヤは、カーカスコードにＰＥＴを用いた従来タイヤ（比較例１）に比して、同等若しくはそれ以上の優れた乗り心地性や耐疲労性を確保しながら、操縦安定性を向上し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。 スチールコードの一実施例を示す断面図である。 スチールコードの曲げ剛性の測定方法を説明する図面である。

符号の説明

２ トレッド部
３ サイドウォール部
４ ビード部
５ ビードコア
６ カーカス
６Ａ カーカスプライ
７ ベルト層
７Ａ、７Ｂ ベルトプライ
１０ スチールコード
ｆ 金属フィラメント

Claims (1)

1. トレッド部からサイドウォール部をへてビード部のビードコアに至るカーカスプライからなるカーカスと、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されるベルト層とを具える空気入りタイヤであって、
   前記カーカスプライのカーカスコードに、同一径の複数本の金属フィラメントを撚り合わせたスチールコードを用いるとともに、このスチールコードは、前記金属フィラメントの線径ｄを０．０５〜０．１０ｍｍの範囲とし、しかもコード１本当たりの曲げ剛性Ｍを３．０ｇ・ｃｍ以下、かつ引張強さＴを１６５Ｎ以上としたことを特徴とする空気入りタイヤ。

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