JPH10292276A - 空気入りラジアルタイヤ - Google Patents

空気入りラジアルタイヤ

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JPH10292276A
JPH10292276A JP9101638A JP10163897A JPH10292276A JP H10292276 A JPH10292276 A JP H10292276A JP 9101638 A JP9101638 A JP 9101638A JP 10163897 A JP10163897 A JP 10163897A JP H10292276 A JPH10292276 A JP H10292276A
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Yoshitaka Sato
至孝 佐藤
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    • DTEXTILES; PAPER
    • D07ROPES; CABLES OTHER THAN ELECTRIC
    • D07BROPES OR CABLES IN GENERAL
    • D07B1/00Constructional features of ropes or cables
    • D07B1/06Ropes or cables built-up from metal wires, e.g. of section wires around a hemp core
    • D07B1/0606Reinforcing cords for rubber or plastic articles
    • D07B1/062Reinforcing cords for rubber or plastic articles the reinforcing cords being characterised by the strand configuration

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  • Ropes Or Cables (AREA)
  • Tires In General (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 転がり抵抗および乗り心地の改良を、その他
のベルト性能を犠牲にすることなしに達成する、空気入
りラジアルタイヤについて提供する。 【解決手段】 断面が円形の金属線材の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、タイヤのベルトを構成す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、転がり抵抗が小
さくかつ乗り心地に優れる空気入りラジアルタイヤに関
し、とくにベルトの耐久性を向上しようとするものであ
る。
【0002】
【従来の技術】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。ここで、タイヤの転がり抵抗や乗り
心地に、ベルト性能が与える影響は大きく、このベルト
に関して、ゴムおよびその補強材の両面から、種々の提
案がなされてきた。
【0003】例えば、補強材に関して実開昭63−19404
号公報には、ベルトにコードではなくスチールの単線材
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。しかしながら、かようなタ
イヤにて、とくに急旋回を繰返したり、いわゆるつづら
折り路を長距離にわたって走行した際、ベルトが座屈し
てスチール単線材に折れが発生し、これがトレッドの偏
磨耗をまねくという、新たな問題を生じる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従って、この発明は、
転がり抵抗および乗り心地の改良を、その他のベルト性
能を犠牲にすることなしに達成する、空気入りラジアル
タイヤについて提供することを目的とする。ここに、そ
の他のベルト性能としては、所期したベルト剛性を確保
すること、また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回避することも
重要である。
【0005】ここに、ベルト剛性は、タイヤ走行時のベ
ルト部の変形を支配し、タイヤの基本性能及び耐久性能
を左右するものである。特に、基本性能である高速走行
性能やコーナリング性能に影響を与えると共に、タイヤ
走行中の入力によるベルト端のゴムの亀裂から生じるベ
ルトエンドセパレーションにも影響を与える。そこで、
所期したベルト剛性を確保することが必要となる。ま
た、ベルトエンドセパレーションは、タイヤ走行時のベ
ルト部のくり返し入力、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為に、耐ベル
トエンドセパレーション性は重要となる。
【0006】
【課題を解決するための手段】この発明は、一対のビー
ド部間でトロイド状に延びるカーカスを骨格とし、さら
にカーカスのクラウン部を少なくとも2層のベルトで補
強した空気入りラジアルタイヤであって、ベルトは、断
面が円形の金属線材の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
に埋設して成ることを特徴とする空気入りラジアルタイ
ヤである。
【0007】また、金属線材の径が0.20〜0.35mmである
こと、金属線材の強力が300kgf/mm 2 以上であること、
そして金属線材が少なくとも0.80wt%の炭素を含有する
こと、が実施に当たり有利である。
【0008】さらに、n本の金属線材をベルトの幅方向
に並列させて揃えた束における、ベルト幅方向の長径D
l に対するベルト厚み方向の短径Ds の比Ds /D
l が、1/nをこえて2/3以下の範囲にある束にて、
ベルトの少なくとも60%の束を構成すること、が好まし
い。ここで、比Ds /Dl が1/nをこえて2/3以下
の範囲にある束でベルトの60%以上の束を構成する際、
この範囲にある束がベルトの幅方向に連続している必要
はなく、断続あるいは連続しているにかかわらず、その
合計が60%以上であればよい。
【0009】さらに、各束において、隣接する金属線材
を相互に金属線材径未満の間隔で離間した隙間を、少な
くとも1つは有することが、有利である。
【0010】
【発明の実施の形態】さて、図1に、この発明に従う空
気入りタイヤの具体例を図解する。この空気入りタイヤ
は、一対のビードコア1間でトロイド状に延びるカーカ
ス2、このカーカス2のクラウン部のタイヤ径方向外側
に配置した、例えば2層のベルト3およびこのベルト3
のタイヤ径方向外側に配置したトレッド4から成り、ベ
ルト3に、図2に示す、金属線材の束(以下、線材束と
示す)5をゴムに埋設したプライを適用することを特徴
とする。
【0011】すなわち、図2(a) に示す線材束5は、断
面が円形のスチールフィラメントなどの金属線材6の3
本を、撚り合わせることなくベルトの幅方向に並べて引
き揃えたものである。また、図2(b) は、4本の金属線
材6を、同様に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、線材束5である。
【0012】ここで、線材束5は3または4本の金属線
材6から構成する。なぜなら、金属線材が2本以下の線
材束で所定のベルト剛性を得るには、ベルトでの線材束
の打込み数を増加しなければならないため、ベルトの幅
端において隣接する線材束間の間隔が狭くなり、各線材
端末を起点としたゴム剥離が容易に線材束の隣接相互間
で伝播して、ベルトエンドセパレーションが早期に発生
する不利をまねく。一方、金属線材が5本以上になる
と、所定のベルト剛性が少ない打込み数で達成される
為、隣接する線材束間の間隔が広くなり、ベルトの周面
に沿う向きに生じる変形に抗する能力、いわゆる面内曲
げ剛性が小さくなる結果、操縦安定性が低下する。ま
た、ベルトプライとなるトリート材を製造する際の加工
性が悪化し、生産性も低下する。
【0013】さらに、上記の線材束5を補強単位として
埋設したベルトにおいて、線材束5の打込み数を50mm幅
当たり15〜30単位とすることが肝要である。すなわち、
線材束5の打込み数が15単位未満では、面内曲げ剛性が
小さくなる結果、操縦安定性が低下し、一方打込み数が
30単位をこえると、隣接する線材束間の間隔が狭くな
り、上記と同様、耐ベルトエンドセパレーション性が劣
化する。
【0014】また、金属線材には、径が0.20〜0.35mm、
強力が300kgf/mm2 以上、そして少なくとも0.80wt%の
炭素を含有する、例えばスチールフィラメントを用いる
ことが有利である。すなわち、金属線材の径が0.20mm未
満では、ベルトの剛性を確保するために、線材束の打込
む数を多くしなくてはならず、その結果隣接する線材束
間の間隔が狭くなり耐ベルトエンドセパレーション性が
低下し、一方径が0.35mmをこえると、金属線材の剛性が
大きくなり、乗り心地性が悪化する。
【0015】金属線材の強力が300kgf/mm2 未満では、
ベルトの剛性を確保するために、線材束の打込み数が多
くなって、隣接する線材束間の間隔が狭くなる結果、耐
ベルトエンドセパレーション性が低下する。同様に、金
属線材、とりわけスチールフィラメントの炭素含有量が
0.80wt%未満では強度が低下し、線材束の打込み数が増
加して隣接する線材束間の間隔が狭くなって、耐ベルト
エンドセパレーション性が低下する。
【0016】次に、図2に例示した、3または4本の金
属線材をベルトの幅方向に並列させて揃えた線材束は、
金属線材がほぼ一列に並ぶ配置であるが、金属線材は厳
密に整列させる必要はなく、例えば図3に示すように、
乱れた配列も許容される。要は、金属線材が重なること
なくベルト幅方向に並ぶ配置であればよいが、ベルトの
少なくとも60%の束は、その金属線材の配置が以下の関
係を満足することが、所期した諸特性を向上するのに有
利である。
【0017】すなわち、図3(a) または(b) に示すよう
に、3または4のいずれかn本の金属線材6をベルトの
幅方向に並列させて揃えた線材束5における、ベルト幅
方向の長径Dl に対するベルト厚み方向の短径Ds の比
s /Dl が、1/nをこえて2/3以下の範囲にある
束にて、ベルトの少なくとも60%の束を構成すること、
が好ましい。なぜなら、比Ds /Dl が1/n、つまり
ベルト幅方向に各々の金属線材6が一直線上に並んだ状
態は、ベルト周面の法線方向に生じる変形に抗する能
力、いわゆる面外曲げ剛性が低いため、高速時の転がり
抵抗が大きくなる傾向にあるからである。一方、比Ds
/Dl が2/3をこえると、従来の撚り合わせたスチー
ルコードでの同比と近似して、従来対比での転がり抵抗
の改良効果が小さくなる。従って、比Ds /Dl が1/
nをこえて2/3以下の線材束がベルトの60%以上の線
材束を占めることにより、転がり抵抗の改善が顕著とな
るのである。
【0018】さらに、各束において、図4に示すよう
に、隣接する金属線材6を相互に金属線材径未満の間隔
で離間した隙間tを、少なくとも1つは設けることが、
ベルト端の歪を分散させ、隙間がない束材に比べてベル
ト端のゴムの亀裂の成長が遅くなるため、ベルトエンド
セパレーションに対して有利である。なお、この隙間t
は、隣接する金属線材間の全てに設けてもよいが、束の
長径Dl が大きくなりすぎると、束間の間隔が狭くな
り、束間のゴムの亀裂のつながりを早めることから、金
属線材径の1/2以下とすることが好ましい。
【0019】
【実施例】金属線材として種々のスチールフィラメント
を使用して、線材束を表1および2に示す仕様の下に作
製し、各線材束を同表に示す打込み数にてベルトに適用
し、図1に示した構造のタイヤを、サイズ165 /70SR13
で試作した。なお、ベルト3は、カーカス2上に、タイ
ヤの赤道面に対して線材束が左20°の角度で傾斜する向
きで第1ベルト3aを配置し、さらにその上にタイヤの赤
道面に対して線材束が右20°の角度で傾斜する向きで第
2ベルト3bを配置して成る。また、従来例として、図5
に示すスチールコードによるベルトをそなえる、同様の
タイヤも試作した。
【0020】かくして得られたタイヤについて、5.00B
のリムに装着後に1.5kgf/cm2の内圧を充填し乗用車に装
着してから、一般路を6万km走行させた後、タイヤを解
剖して、ベルトの端縁に発生している亀裂の長さを測定
し、各測定値を従来タイヤの亀裂長さを100 としたとき
の指数として示した。なお、指数が小さいほど耐ベルト
エンドセパレーション性に優れている。
【0021】乗り心地性について、外径2mの鉄製ドラ
ム上の1箇所に幅2cmおよび高さ1cmの突起物を取付
け、該ドラム上に所定の荷重でタイヤを押しつけてドラ
ムを回転させ、タイヤが突起物を乗り越したときの上下
方向振動を、タイヤ取付け軸の力として加速度計にて測
定し、記録された波形から第1周期の振幅を測定し、従
来タイヤの振幅を100 としたときの指数にて表示した。
指数は、小さいほど乗り心地が良好なことを示してい
る。
【0022】操縦安定性は、外径3000mmのドラム上に、
JIS 規格D4202 に準じて調整した供試タイヤを設置し、
所定のサイズと内圧から定められる荷重を負荷した後30
km/hの速度で30分間予備走行させ、しかる後荷重を除去
し内圧を再調整した後、再度同一速度及び同一荷重の下
に、前記ドラム上でスリップアングルを最大±14°まで
正負連続してつけた。正負各角度でのコーナリングフォ
ース(CF)を測定し、次式:
【数1】 にてコーナリングパワー(CP)を求めた。尚、指数化は各
試験タイヤのCPを従来タイヤのCPで除算し、従来タイヤ
を100とした。この指数が大きい程操縦安定性が良好で
ある。
【0023】転がり抵抗は、SAE J 1269 に準拠し
て測定し、従来タイヤの転がり抵抗値を100 としたとき
の指数で表示した。指数は、小さいほど転がり抵抗が小
さいことを示している。
【0024】カレンダー加工性は、コードとゴムの複合
体を製造する前のコード準備及びカレンダー作業に要す
る時間を測定し、従来コード対比作業時間を20%以上要
する場合「劣」と、それ以外は「同」と表示した。以上
の各評価結果を表1および2に併記する。
【0025】
【表1】
【0026】
【表2】
【0027】
【発明の効果】この発明によれば、タイヤの転がり抵抗
および乗り心地の改善が、とりわけベルトの耐久性を維
持した上で実現され、タイヤの高性能化を促進し得る。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明のタイヤ構造を示した図である。
【図2】3本あるいは4本の金属線材からなる線材束の
断面図である。
【図3】3本あるいは4本の金属線材からなる線材束の
断面図である。
【図4】隙間を有する線材束の断面図である。
【図5】従来のコードの断面図である。
【符号の説明】
1 ビードコア 2 カーカス 3 ベルト 3a 第1ベルト 3b 第2ベルト 4 トレッド 5 金属線材 6 線材束

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一対のビード部間でトロイド状に延びる
    カーカスを骨格とし、さらにカーカスのクラウン部を少
    なくとも2層のベルトで補強した空気入りラジアルタイ
    ヤであって、ベルトは、断面が円形の金属線材の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成ることを特徴とす
    る空気入りラジアルタイヤ。
  2. 【請求項2】 金属線材の径が0.20〜0.35mmである請求
    項1に記載の空気入りラジアルタイヤ。
  3. 【請求項3】 金属線材の強力が300kgf/mm2 以上であ
    る請求項1または2に記載の空気入りラジアルタイヤ。
  4. 【請求項4】 金属線材が少なくとも0.80wt%の炭素を
    含有する請求項1、2または3に記載の空気入りラジア
    ルタイヤ。
  5. 【請求項5】 n本の金属線材をベルトの幅方向に並列
    させて揃えた束における、ベルト幅方向の長径Dl に対
    するベルト厚み方向の短径Ds の比Ds /D l が、1/
    nをこえて2/3以下の範囲にある束にて、ベルトの少
    なくとも60%の束を構成する請求項1、2、3または4
    に記載の空気入りラジアルタイヤ。
  6. 【請求項6】 各束において、隣接する金属線材を相互
    に金属線材径未満の間隔で離間した隙間を、少なくとも
    1つは有する請求項1、2、3、4または5に記載の空
    気入りラジアルタイヤ。
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