JPH10297213A - ゴムとスチ−ル補強材との複合体、及びこれをベルト部に使用した空気入りラジアルタイヤ - Google Patents

ゴムとスチ−ル補強材との複合体、及びこれをベルト部に使用した空気入りラジアルタイヤ

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JPH10297213A
JPH10297213A JP9122932A JP12293297A JPH10297213A JP H10297213 A JPH10297213 A JP H10297213A JP 9122932 A JP9122932 A JP 9122932A JP 12293297 A JP12293297 A JP 12293297A JP H10297213 A JPH10297213 A JP H10297213A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は空気入りラジアルタイヤのベルト部に
使用するゴムとスチ−ルコ−ドの複合体及びこれを用い
た空気入りラジアルタイヤに関する。 【解決手段】ラジアルタイヤのベルト部に使用する複合
体であって、フィラメント単体若しくはフィラメントを
複数本撚り合わせたスチ−ルコ−ドを平行に配置し、こ
れをコ−ティングゴムで被覆し、タイヤ赤道線に対し、
15°から30°の交差角度で2層積層し、前記ベルト
部を構成するコ−ドの配列方向の径(Ds)、積層方向
の径(Dh)、コ−ド間隔(s)、層間ゲ−ジ(h)
が、{(s/Ds)+(h/Dh)}≦1.5なる条件
を満足する複合体。F‥複合体(ベルト)、C‥スチ−
ルコ−ド、Dh‥スチ−ルコ−ドの積層方向の径、h‥
層間ゲ−ジ。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、軽量で耐久性能、
耐摩耗性能、操縦安定性能及び転がり抵抗性能等のタイ
ヤの重要な性能を高次元に両立する空気入りラジアルタ
イヤのベルト部に使用するゴムとスチ−ルコ−ドの複合
体及びこれを用いた空気入りラジアルタイヤに関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】空気入りラジアルタイヤのベルト層は、
ラジアルタイヤの形状保持及び強度メンバ−として機能
し、耐久性能、操縦安定性能、転がり性能、乗り心地性
能等の色々なタイヤ性能を左右する重要な部材である。
そして、従来の空気入りラジアルタイヤでは、スチ−ル
コ−ドを平行に配置し、これをコ−ティングゴムで被覆
し、タイヤの赤道線に対し約20度の交差角度で2層積
層されている。
【0003】例えば乗用車空気入りラジアルタイヤのベ
ルト層のスチ−ルコ−ドは、直径0.12〜0.30m
mで、抗張力が300〜330kgf/mm2 のスチ−
ルフィラメントを2+2構造や1xn(n=2〜5)構
造、又は3x4複撚り構造に撚り合わせ、その断面の外
接円の直径(以下コ−ド径という)が0.55mm〜
1.0mmのコ−ド径のものが主に使用されている。
【0004】このスチ−ルコ−ドに垂直な方向のスチ−
ルコ−ド間の隙間間隔(以下、コ−ド間隙という)は、
タイヤの強度を満足するために必要な打込み本数とコ−
ド径で決まるため、コ−ド構造によってまちまちであ
る。従って、従来は複合体の剛性をコントロ−ルするた
めには、コ−ド間隙を規定していない。又、タイヤ赤道
線付近のベルト層間の隙間間隔(以下、層間ゲ−ジとい
う)は、コ−ティングゴムの厚さとコ−ド径及び打込み
本数で決まるが、コ−ド間隙と同様に、複合体の剛性を
コントロ−ルするための規定はない。
【0005】空気入りラジアルタイヤは、バイアスタイ
ヤに比べて操縦安定性、高速性、耐摩耗性、低転がり抵
抗性がすぐれることから急速に普及発展してきたが、更
に自動車の高性能化に伴い、前述の性能に加え、乗り心
地性が優れた高性能タイヤが望まれ、又、資源の節約及
び公害等の問題から、低燃費化及び軽量化が近年の重要
課題になっている。
【0006】しかしながらこれらの性能は二律背反とな
る場合が多く、全ての性能を高次元に両立することは極
めて困難であり、現在は、低燃費志向タイヤ、操安性志
向タイヤ、スタッドレスタイヤ等のようにタイヤの分極
化が進んでいる。そしてこの分極化された夫々のタイヤ
で、各性能をレベルアップする開発が進んでいる。
【0007】例えば、乗用車用空気入りラジアルタイヤ
を軽量化するのに、そのベルト層に補強材として使用さ
れているスチ−ルコ−ドをアラミド繊維等の有機繊維に
変えたものが開発されている。しかし、アラミド繊維で
補強したベルト層は剛性がスチ−ルコ−ドよりも小さ
く、操縦安定性や耐摩耗性、転がり抵抗性が劣ることが
知られている。又、スチ−ルコ−ドを高強力化した場合
も、使用量が減る分だけ剛性が小さくなってしまい、操
縦安定性や耐摩耗性能、転がり抵抗性が劣ることが予想
される。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】本発明者は、これらの
状況を踏まえ、空気入りラジアルタイヤのベルト部の引
張剛性を大きくすることが各性能レベルを向上させたタ
イヤを実現することにつながると考え、このベルト部に
用いるゴムとスチ−ルコ−ドの複合体と、これをベルト
部に使用した空気入りラジアルタイヤを提供することを
目的とした。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は以上の課題を解
決するために開発されたものであって、発明の第1は空
気入りラジアルタイヤのベルト部に使用するゴムとスチ
−ルコ−ドの複合体であって、フィラメント単体若しく
はフィラメントを複数本撚り合わせたスチ−ルコ−ドを
平行に配置し、これをコ−ティングゴムで被覆し、タイ
ヤ赤道線に対し、15°から30°の交差角度で2層積
層し、前記ベルト部を構成するコ−ドのの配列方向の径
(Ds)、積層方向の径(Dh)、コ−ド間隔(s)、
層間ゲ−ジ(h)が、{(s/Ds+h/Dh)}≦
1.5、好ましくは、{(s/Ds+h/Dh)}≦
1.0なる条件を満足するゴムとスチ−ルコ−ドの複合
体にかかるものである。
【0010】そして、発明の第2は一対のビ−ド部間で
トロイド状に延びるラジアル配列コ−ドのプライからな
るカ−カスと、該カ−カスのクラウン部を箍締めするベ
ルト層を備えた空気入りラジアルタイヤであって、上記
ベルト部に前記した第1発明のゴムとスチ−ルコ−ドの
複合体を使用した空気入りラジアルタイヤにかかるもの
である。
【0011】
【発明の実施の形態】図1は第1発明のゴムとスチ−ル
コ−ドの複合体Fを示す一部剥離した平面図であって、
符号Cはスチ−ルコ−ドであり、αは両層のスチ−ルコ
−ドCのタイヤ赤道線に対する角度、sはコ−ド間隔、
Dsは配列方向のコ−ド径である。図2は図1のA−A
線での断面図であり、hは層間ゲ−ジ、Dhは積層方向
のコ−ド径である。図3は本発明の複合体Fを備えた空
気入りラジアルタイヤの断面図であり、1はビ−ド、2
はカ−カス、3はトレッドであり、この部位に本発明の
複合体Fが埋設されている。
【0012】本発明の第1にあって、スチ−ルフィラメ
ントをフィラメント単体若しくはフィラメントを複数本
撚り合わせたスチ−ルコ−ドを用いるが、その理由は有
機繊維を用いるよりも剛性が高くなるためであり、タイ
ヤの軽量化のため及び乗り心地性を向上させるために、
直径が0.15mm〜0.22mmで抗張力が340〜
420kgf/mm2 のスチ−ルフィラメントを用いる
のが好ましい。又、スチ−ルコ−ド単体のゴム中でのヤ
ング率を16000kgf/mm2 以上にすることが好
ましい。
【0013】スチ−ルフィラメントの直径について言え
ば、例えば0.1mm未満では複合体の剛性及び強力が
不足するためと、スチ−ルフィラメントの生産性が低下
し経済的でなく、好ましくは0.15mm以上とするこ
とによって更に上記の欠点は改善される。又、スチ−ル
フィラメントの直径が0.3mmを越えると曲げ疲労性
が劣るためと、高抗張力かつ直径の大きいスチ−ルフィ
ラメントを製造するには複雑になるためであり、好まし
くは0.22mm以下とするものである。
【0014】次に、スチ−ルフィラメントの抗張力を限
定した理由であるが、340kgf/mm2 未満では複
合体の軽量化への寄与が小さく、420kgf/mm2
を越えると耐疲労性が低下するためである。
【0015】次に{(s/Ds+h/Dh)}≦1.5
を満足するように2層積層する理由は、{(s/Ds+
h/Dh)}>1.5では、コ−ドとコ−ドの間の応力
伝達が不十分となり、コ−ドを有効に活用できず複合体
の引張剛性が大きくならないためである。更に{(s/
Ds+h/Dh)}≦1.0とすることで応力伝達効果
が高まり、複合体の引張剛性を大きくすることができ、
乗用車用空気入りラジアルタイヤのベルト部に使用した
とき、操縦安定性、耐摩耗性、転がり抵抗性が向上する
からである。
【0016】尚、コ−ド間隙(s)と層間ゲ−ジ(h)
を夫々0.1mm以上としたのは、コ−ド同士が接触す
ると、フィラメントにフレッティングが起こり、コ−ド
強力が低下し、耐久性が劣るためである。
【0017】
【実施例】表1に示すゴムとスチ−ルコ−ドの複合体構
造を用意し、ベルト部に適用したサイズ195/65R
15の空気入りラジアルタイヤを製造し、操縦安定性
能、転がり抵抗性能、及び耐摩耗性能を評価した。
【0018】
【表1】
【0019】更に、表1のタイヤから、クラウンセンタ
−部のベルト部を幅50mm長さ400mmで切り出し
引張剛性を評価した。[引張剛性の評価]引張剛性の評
価法としては、引張試験機に、サンプルのタイヤ赤道線
方向が引張軸方向になるようにチャッキングし、10m
m/minの速度で引っ張り、上下のチャック間の中央
の標点間距離50mmで変位を測定し、荷重と変位の関
係から引張剛性を求め評価した。
【0020】[操縦安定性能の評価]操縦安定性能の評
価としては、車両の操縦安定性能を左右するコ−ナリン
グフォ−スを測定した。コ−ナリングフォ−スの測定
は、規定リムに装着後に所定の内圧を充填後に所定の荷
重を負荷し、フラットベルト式コ−ナリング特性試験機
を用いて、速度50km/h及びスリップ角±2°にお
けるコ−ナリングフォ−スを測定し、測定値を平均化し
て評価した。
【0021】[転がり抵抗性能の評価]転がり抵抗性能
の評価としては、外径1708mmのドラム上に、所定
内圧に調整した試験タイヤを設置し、80km/hで3
0分間予備走行させ、内圧を再調整し、200km/h
の速度間でドラム回転数を上昇させた後、ドラムを惰行
させ185km/hから20km/hまでドラム回転数
が低下するまでの時間を測定し、これを転がり抵抗のメ
ジャ−とした。
【0022】[耐摩耗性能の評価]耐摩耗性能の評価と
しては、タイヤを実車に装着して実地試験を行い、完全
摩耗付近まで走行した後に、摩耗量1mmあたりの走行
距離を算出した。
【0023】
【発明の効果】以上の評価結果を表2に示す。
【0024】
【表2】
【0025】従来例1の評価結果を100として指数で
表してあり、値が大きいほど性能が優れていることを示
す。表2の結果より、実施例1〜15は、従来例1〜5
に対し、操縦安定性能、転がり抵抗性能、及び耐摩耗性
能において良好な結果を示している。
【0026】よって、本発明のゴムとスチ−ルコ−ドの
複合体を、空気入りラジアルタイヤのベルト部に使用す
れば、タイヤの各性能を高次元で両立することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は第1発明のゴムとスチ−ルコ−ドの複合
体を示す一部剥離した平面図である。
【図2】図2は図1のA−A線での断面図である。
【図3】図3は本発明の複合体を備えた空気入りラジア
ルタイヤの断面図である。
【符号の説明】
1‥‥ビ−ド、 2‥‥カ−カス、 3‥‥トレッド、 C‥‥スチ−ルコ−ド、 Ds‥‥スチ−ルコ−ドの配列方向の径、 Dh‥‥スチ−ルコ−ドの積層方向の径、 F‥‥複合体(ベルト)、 α‥‥スチ−ルコ−ドのタイヤ赤道線に対する角度、 s‥‥スチ−ルコ−ド間隔、 h‥‥層間ゲ−ジ。
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI // B29C 70/10 B29C 67/14 X

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 空気入りラジアルタイヤのベルト部に使
    用するゴムとスチ−ルコ−ドの複合体であって、フィラ
    メント単体若しくはフィラメントを複数本撚り合わせた
    スチ−ルコ−ドを平行に配置し、これをコ−ティングゴ
    ムで被覆し、タイヤ赤道線に対し、15°から30°の
    交差角度で2層積層し、前記ベルト部を構成するコ−ド
    の配列方向の径(Ds)、積層方向の径(Dh)、コ−
    ド間隔(s)、層間ゲ−ジ(h)が、{(s/Ds)+
    (h/Dh)}≦1.5なる条件を満足するゴムとスチ
    −ルコ−ドの複合体。
  2. 【請求項2】 前記ベルト部を構成するコ−ドの配列方
    向の径(Ds)、積層方向の径(Dh)、コ−ド間隔
    (s)、層間ゲ−ジ(h)が、{(s/Ds+h/D
    h)}≦1.0なる条件を満足するゴムとスチ−ルコ−
    ドの複合体。
  3. 【請求項3】 直径が0.15mm〜0.22mmで抗
    張力が340〜420kgf/mm2 のスチ−ルフィラ
    メントを使用した請求項第1項又は請求項第2項記載の
    ゴムとスチ−ルコ−ドの複合体。
  4. 【請求項4】 一対のビ−ド部間でトロイド状に延びる
    ラジアル配列コ−ドのプライからなるカ−カスと、該カ
    −カスのクラウン部を箍締めするベルト層を備えた空気
    入りラジアルタイヤにおいて、上記ベルト部に請求項第
    1項から第3項に記載のゴムとスチ−ルコ−ドの複合体
    を使用した空気入りラジアルタイヤ。
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