JP5354788B2 - 空気入りラジアルタイヤ - Google Patents
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Description
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幅方向に長い扁平形状を呈する1本また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てなる金属単線または金属線束として存在し、該扁平形状金属線の単線または束がベルト幅方向に単線間または束間で間隔を空けて平行かつ平面的にベルト幅方向に配列されゴム中に埋設されて形成されてなり、該扁平形状金属線の断面形状が、一対の平行な直線部と、その外側に凸となって対向する一対の円弧部と、を有するトラック形であり、該扁平形状金属線の単線または束の幅W(mm)と厚みT(mm)とが次式(1)、
0.346×(W/T)−0.3416≦T≦0.343×(W/T)−0.2549 (1)
(式中、束の幅Wは、扁平形状金属線の幅をWf(mm)、束の本数をNとしたとき、W=N×Wfで表され、Nは2または3である)で表される関係を満足し、
前記扁平形状金属線の単線または束の幅W(mm)と厚みT(mm)との比が次式、
0.1≦T/W≦0.182
で表される関係を満足し、かつ、
前記ベルトプライに対する前記扁平形状金属線の単線または束の打込み本数P(本/50mm)が次式(2)、
−9.197×Ln(W/T)+39.986≦P≦−10.390×Ln(W/T)+44.912 (2)
(式中、Lnは自然対数を示す)で表される関係を満足することを特徴とするものである。
0.12≦Tf/Wf≦0.34
で表される関係を満足することが好ましい。さらにまた、前記扁平形状金属線の抗張力が3300〜4000MPaであることが有利である。
図1に、本発明の空気入りラジアルタイヤの一例の幅方向断面図を示す。図示するように、本発明の空気入りラジアルタイヤ10は、一対のビードコア1間にわた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、このカーカス層2のクラウン領域のタイヤ半径方向外側に配設されて接地部を形成するトレッド部4と、トレッド部4とカーカス層2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1枚、例えば2〜3枚、好適には図示するように2枚のベルトプライ3a,3bからなるベルト層3と、を備えている。
0.346×(W/T)−0.3416≦T≦0.343×(W/T)−0.2549 (1)
(式中、束の幅Wは、扁平形状金属線の幅をWf(mm)、束の本数をNとしたとき、W=N×Wfで表され、Nは2または3である)で表される関係を満足することが必要である。ここで、ベルトプライが、扁平形状金属線11の単線からなる場合には、単線の幅Wf=Wであって、厚みTf=Tである。束の厚みTが常にT=Tfとならないのは、実際のトリート材内では、束を構成する扁平形状金属線が若干ずれると考えられるためである。厚みTが0.346×(W/T)−0.3416未満では、タイヤの補強用ベルトとしての強度を確保するためには、金属線の抗張力を高くする必要があり、製造が困難となる。一方、厚みTが0.343×(W/T)−0.2549を超えると、曲げ大変形時にワイヤ表面歪が大きくなって、車両急旋回時などの際にワイヤの折れが発生しやすくなってしまう。また、扁平形状金属線の束の本数Nを2本または3本とするのは、束の本数が4本以上になると、トリート材を製造する工程で平面的に引き揃える加工作業が難しくなるためである。
−9.197×Ln(W/T)+39.986≦P≦−10.390×Ln(W/T)+44.912 (2)
(式中、Lnは自然対数を示す)で表される関係を満足することも必要である。打込み本数Pが−9.197×Ln(W/T)+39.986未満では、タイヤの補強用ベルトとして用いた際の強度が不足する。一方、打込み本数Pが−10.390×Ln(W/T)+44.912を超えると、扁平形状金属線をベルト幅方向に単線間または束間で間隔を空けて平行かつ平面的に配置した際の隣り合う単線間または束間の間隙が狭くなり、ベルト層端部の剥離の発生と伝播を抑制できなくなる。
0.1≦T/W≦0.34
で表される関係を満足することが好ましい。T/Wが0.1未満では、トリート材を製造する工程で平面的に引き揃える加工作業が難しくなる。一方、T/Wが0.34を超えると、タイヤの補強ベルトとして用いた場合の強度を確保するためには扁平形状金属線の厚みTfが厚くなり、その結果、扁平形状金属線の単線または束の厚みTも厚くなって、タイヤ軽量化に不利となる。
0.6354×T≦R≦0.77×T+0.019
で表される関係を満足するものとする。円弧部12の曲率半径Rが0.6354×T未満では、曲率半径が小さ過ぎるために金属線とゴムとの接着界面に発生する剪断応力が局所的に大きくなって、セパレーションが生じ易くなる。一方、曲率半径Rが0.77×T+0.019を超えると、直線部11と円弧部12との境界領域において金属線とゴムとの接着界面に発生する剪断応力が局所的に大きくなって、セパレーションが生じ易くなる。また、本発明においては、特には、図3に示すように、一対の平行な直線部21と、その外側に凸となって対向する一対の円弧部22と、さらに直線部21から円弧部22に推移する部位にもう一対の円弧部23と、を有するトラック形の断面形状を有する扁平形状金属線30を用いることで、車両の急旋回時などの際の曲げ大変形時のワイヤの折れをより効果的に抑制でき、好適である。この場合の円弧部22の曲率半径Ra(mm)は、好適には厚みT(mm)に対し、下記式、
0.5×T≦Ra≦0.77×T+0.019
で表される関係式を満足するものとする。この曲率半径Raが0.5×T未満では、曲率半径が小さすぎるために金属線とゴムの接着界面に発生する剪断応力が局所的に大きくなって、セパレーションが生じ易くなる。一方、曲率半径Raが0.77×T+0.019を超えると、円弧部23との境界領域において金属線とゴムとの接着界面に発生する剪断応力が局所的に大きくなって、セパレーションが生じ易くなる。さらに、円弧部23の曲率半径Rbは、好適には厚みT(mm)に対し、下記式、
T≦Rb≦2.5×T
で表される関係式を満足するものとする。円弧の曲率半径RbがT未満では、曲率半径が小さすぎるために曲げ大変形時に円弧部23の局所歪が大きくなって、車両の急旋回時などの際にワイヤの折れが発生しやすくなってしまう。一方、曲率半径Rbが2.5×Tを超えると、ワイヤの円弧部22との境界領域において金属線とゴムとの接着界面に発生する剪断応力が局所的に大きくなって、セパレーションが生じ易くなる。また、直線部21との境界領域において曲げ大変形時に発生する歪が局所的に大きくなって、車両の急旋回時などの際に金属線の折れが発生しやすくなってしまう。
0.12≦Tf/Wf≦0.34
で表される関係を満足することが好ましい。Tf/Wfが0.12未満である高扁平率の金属線の圧延加工では、金属線材の割れが発生しやすい。一方、Tf/Wfが0.34を超えると、タイヤの補強用ベルトとして用いた場合の強度を確保するためには金属線の厚みTfが厚くなり、その結果、金属線の単線または束の厚みTも厚くなって、タイヤの軽量化に不利となる。
図1に示す構造を有する空気入りラジアルタイヤ(タイヤサイズ175/70R14)を、タイヤ周方向に対し右20°の角度で傾斜する第1ベルトプライ3aと、左20°の角度で傾斜する第2ベルトプライ3bとからなるベルト層3を適用して、作製した。各ベルトプライには、下記表中のコード仕様欄に示されたスペックに従うコードをそれぞれ用いた。
各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、ベルトの端部に発生している亀裂の長さを測定した。結果は、各供試タイヤの亀裂長さの逆数を算出して、従来例1のタイヤの逆数値を100とした指数で示した。この指数が大きいほど、耐ベルト端部セパレーション性に優れている。また、この指数が90以上であれば、実用上問題とならない。
JIS規格D4202に準じて調整した各供試タイヤを、外径3mのドラム試験機に設置して、所定サイズおよび内圧により決定される荷重を負荷し、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。その後、再び同一速度および同一荷重の下にスリップ角度を±1°から±4°まで1°ごとに正負連続して付けて、正負各角度での単位角度あ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。結果は、各供試タイヤのCPを、従来例1のタイヤのCPで除して指数化して表示した。この数値が大きいほど、操縦安定性は良好である。
各供試タイヤを実車に装着して、一定間隔で曲折するつづら折れ道路を時速60kmで2万km走行させた後、タイヤを解剖してベルト層内のベルトコードを採取し、折れた状態にあるベルトコードの本数を調査して、その逆数を従来例1のタイヤを100として指数表示した。この数値が大きいほど、耐ベルト折れ性が良好である。また、この数値が95以上であれば、実用上問題とならない。
ベルトコードとゴムとを複合する前の、ベルトコードの準備作業および圧延(カレンダー)作業に要する時間を測定して、従来例1のベルトコードの作業時間との比較で、20%以内の時間増加を「○」で、それ以上の時間増加を「×」で示した。
各供試タイヤに用いたベルトプライの単位面積あたりの重量を測定し、従来例1を100として指数表示した。この数値が小さいほどベルトプライ重量が小さく、軽量であるといえる。
2 カーカス層
3 ベルト層
3a 第1ベルトプライ
3b 第2ベルトプライ
4 トレッド部
W 金属線の単線または束の幅
T 金属線の単線または束の厚み
Wf 金属線の幅
Tf 金属線の厚み
Claims (6)
- 一対のビードコア間にわた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、該カーカス層のクラウン領域のタイヤ半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少なくとも1枚のベルトプライからなるベルト層と、を備える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幅方向に長い扁平形状を呈する1本また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てなる金属単線または金属線束として存在し、該扁平形状金属線の単線または束がベルト幅方向に単線間または束間で間隔を空けて平行かつ平面的にベルト幅方向に配列されゴム中に埋設されて形成されてなり、該扁平形状金属線の断面形状が、一対の平行な直線部と、その外側に凸となって対向する一対の円弧部と、を有するトラック形であり、該扁平形状金属線の単線または束の幅W(mm)と厚みT(mm)とが次式(1)、
0.346×(W/T)−0.3416≦T≦0.343×(W/T)−0.2549 (1)
(式中、束の幅Wは、扁平形状金属線の幅をWf(mm)、束の本数をNとしたとき、W=N×Wfで表され、Nは2または3である)で表される関係を満足し、
前記扁平形状金属線の単線または束の幅W(mm)と厚みT(mm)との比が次式、
0.1≦T/W≦0.182
で表される関係を満足し、かつ、
前記ベルトプライに対する前記扁平形状金属線の単線または束の打込み本数P(本/50mm)が次式(2)、
−9.197×Ln(W/T)+39.986≦P≦−10.390×Ln(W/T)+44.912 (2)
(式中、Lnは自然対数を示す)で表される関係を満足することを特徴とする空気入りラジアルタイヤ。 - 前記ベルト層が2枚のベルトプライからなる請求項1記載の空気入りラジアルタイヤ。
- 前記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1本また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てなる金属単線または金属線束として存在し、該扁平形状金属線の単線または束がベルト幅方向に単線間または束間で間隔を空けて平行かつ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形成されている請求項1または2記載の空気入りラジアルタイヤ。
- 前記扁平形状金属線の断面形状が、一対の平行な直線部と、その外側に凸となって対向する一対の円弧部と、さらに該直線部から該円弧部に推移する部位にもう一対の円弧部と、を有するトラック形である請求項1〜3のうちいずれか一項記載の空気入りラジアルタイヤ。
- 前記扁平形状金属線の、厚みTfが0.15〜0.26mmであり、幅Wfと厚みTfとの比が次式、
0.12≦Tf/Wf≦0.34
で表される関係を満足する請求項1〜4のうちいずれか一項記載の空気入りラジアルタイヤ。 - 前記扁平形状金属線の抗張力が3300〜4000MPaである請求項1〜5のうちいずれか一項記載の空気入りラジアルタイヤ。
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