WO2009099155A1 - 空気入りタイヤ - Google Patents

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Definitions

  • the present invention relates to a pneumatic tire (hereinafter also simply referred to as “tire”), and more particularly, to a pneumatic radial tire according to an improvement in a steel cord applied to a cord layer of a belt.
  • the innermost belt in truck and bus tires has been used in the tire circumferential direction in order to support the side force generated during sudden cornering, as well as the role of a refill rod for suppressing the tire diameter growth during high-speed driving.
  • they are arranged at a high angle (an angle close to the tire width direction).
  • a layer twist structure such as a 3 + 6, 2 + 7, 2 + 5, 1 + 6 structure is conventionally used.
  • Patent Document 1 discloses a technique for improving the belt folding property by controlling the belt rigidity of each belt layer in a two-layer belt structure in a tire for a passenger car. JP-A-8-164704 (Claims)
  • Patent Document 1 it is difficult to apply the technique described in Patent Document 1 to a belt for truck / bus tires.
  • the steel cord alone has not been studied.
  • an object of the present invention is to eliminate the above-described problems and to eliminate the occurrence of cord buckling and belt folding even when the amount of steel cord used for the innermost layer belt is reduced, thereby reducing the weight of the tire.
  • Another object of the present invention is to provide a pneumatic tire capable of improving durability, particularly a heavy-duty pneumatic radial tire suitable for trucks and buses.
  • the present inventors have identified the structure and physical properties of the cord used as a reinforcing material for the belt disposed on the innermost layer side of the tire, thereby generating the buckling of the cord and the folding of the belt when applied to the belt. As a result, the present invention has been completed.
  • the pneumatic tire of the present invention includes a belt having at least one layer, and the innermost layer belt of the belts has an angle of 45 ° to 90 ° with respect to the tire circumferential direction.
  • a single twist open cord is applied to the innermost layer belt, and the twist pitch of the single twist open cord is 9 mm or more and 15 mm or less.
  • the crossing belts are made of cords having a breaking elongation of 3.0% or less.
  • an outermost layer belt is disposed on the outer side in the tire radial direction of the crossing belt, and the single twist open cord is also applied to the outermost layer belt.
  • the amount of steel used per unit area of the treating material constituting the belt to which the single twisted open cord is applied is 50% or more and 75% or less in comparison with the treating material constituting the crossing belt. It is preferable.
  • the pneumatic tire of the present invention is suitably used as a heavy load pneumatic radial tire.
  • the pneumatic tire of the present invention is particularly suitable as a heavy duty pneumatic tire for trucks and buses.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a heavy duty pneumatic radial tire according to an embodiment of the present invention. It is a schematic sectional drawing which shows an example of the single twist open cord concerning this invention. It is a schematic sectional drawing which shows the layer twisted cord used by the prior art example 1 etc. It is explanatory drawing which shows the example of a code structure.
  • FIG. 1 shows a half sectional view of a heavy-duty pneumatic radial tire as an example of the pneumatic tire of the present invention.
  • the illustrated tire 10 includes a tread portion 11 and a pair of sidewall portions 12 and bead portions 13 that are continuous on both sides thereof, and these portions are reinforced across a pair of bead cores 1 embedded in the bead portion 13, respectively.
  • a carcass 2 having a single layer made of rubber-coated steel cords arranged in a radial direction is provided.
  • a four-layer belt 3 is disposed.
  • the innermost layer belt 3a of the four layer belts 3 is disposed at an angle of 45 ° to 90 ° with respect to the tire circumferential direction, and a single twist open cord is applied to the innermost layer belt 3a. Yes.
  • a strong side force is applied, an effect of preventing the buckling of the cord can be obtained.
  • the single twist open structure has a larger circumscribed circle than the (b) single twist closed structure, that is, the area is widened, and a constant compression input is applied.
  • a single twist open cord having a twist pitch of 9 mm or more and 15 mm or less is used. If the twist pitch of the cord is less than 9 mm, the productivity of the cord is remarkably lowered, which is not economical. On the other hand, when the twist pitch of the cord exceeds 15 mm, the gaps between the filaments become non-uniform, the rubber hardly penetrates, and the force is not uniform. On the other hand, when the twist pitch of the cord exceeds 15 mm, the single twist structure has no core, so that uniform twisting becomes difficult and the desired spring effect does not work. For this reason, when compressed input is received, the input cannot be absorbed, and buckling is likely to occur.
  • the breaking elongation of the single twist open cord is preferably 3.8% or less. If the elongation at break of the cord, that is, the elongation at the time of cutting exceeds 3.8%, it is difficult to control when manufacturing the treating material constituting the belt in the tire factory, and it becomes difficult to manufacture a uniform treating material. .
  • the filament diameter of the single twist open cord used in the present invention is preferably 0.25 mm to 0.38 mm. If the filament wire diameter is less than 0.25 mm, the productivity of the cord is significantly reduced, which is not economical. On the other hand, if it exceeds 0.38 mm, the cord diameter increases, the amount of rubber used increases, and the economic efficiency is impaired.
  • the number of filaments constituting the single twist open cord used in the present invention is not particularly limited, but can be 2 to 8, for example.
  • the cord diameter is, for example, 0.50 to 1.4 mm.
  • the single twist open cord according to the present invention may be a flat cord as shown in addition to a general circular cord.
  • the single twist open cord may be applied to at least the innermost layer belt 3a of the belt 3, but is preferably also applied to the outermost layer belt 3d.
  • At least two layers of crossing belts 3b and 3c that cross each other can be arranged on the outer side in the tire radial direction of the innermost layer belt 3a. It is preferable to apply a cord having a breaking elongation of 3.0% or less. When the elongation at break of the cord applied to the cross belts 3b and 3c exceeds 3.0%, the tire diameter increases and the tire wear state may deteriorate.
  • the cord angle of the cross belts 3b and 3c can be set to, for example, ⁇ 35 ° to 35 ° with respect to the tire circumferential direction.
  • the number of driving of the single twisted open cord into the innermost layer belt 3a and the outermost layer belt 3d is not particularly limited, but the amount of steel used per unit area of the treat material constituting the belt is mixed. It is preferable to determine the ratio of the treatment material constituting the belts 3b and 3c to 50% or more and 75% or less. If the amount of steel used per unit area of the treating material constituting the belt using the single twisted open cord is less than 50% in comparison with the treating material constituting the crossing belts 3b and 3c, cord breakage is likely to occur. If it exceeds 75%, the tire weight becomes heavy, which affects fuel efficiency and becomes uneconomical.
  • the specific single twist open cord according to the present invention may be used.
  • the points other than the use of the single twist open cord as a reinforcing material for the innermost layer belt are not particularly limited, and can be appropriately configured according to a conventional method.
  • the present invention is particularly useful when applied to a heavy-duty pneumatic radial tire suitably used for trucks and buses.
  • Each test tire was filled with an internal pressure of 8.5 kg / cm 2 , loaded with 100% load, and applied with a constant side force of 1400 kgf. The tire was run at a speed of 60 km per hour, and the belt foldability was evaluated after running for 1500 km. . The evaluation result was displayed as an index with 0 as the case where no crease occurred and 100 as the case where all ruptures occurred.
  • the weight of the tire can be reduced without impairing the productivity of the cord as compared with the conventional example and the comparative example. It has been confirmed that there is an excellent effect that no breakage occurs even for the side force generated during sudden cornering.

Landscapes

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Abstract

　最内層ベルトのスチールコード使用量を減らした場合でも、コードの坐屈やベルトの折れの発生をなくすことができ、タイヤの軽量化を図るとともに耐久性を向上させることのできる空気入りタイヤを提供する。 　少なくとも１層のベルト３を備え、ベルト３のうち最内層ベルト３ａがタイヤ周方向に対し４５°～９０°の角度を有する空気入りタイヤ１０である。最内層ベルト３ａに撚りピッチが９ｍｍ以上１５ｍｍ以下の単撚りオープンコードが適用されてなる。単撚りオープンコードは、破断伸びが３．８％以下であり、かつ、単撚りオープンコードを構成するフィラメントの線径が０．２５ｍｍ～０．３８ｍｍであることが好ましい。

Description

空気入りタイヤ
　本発明は空気入りタイヤ（以下、単に「タイヤ」とも称する）に関し、詳しくは、ベルトのコード層に適用されるスチールコードの改良に係る空気入りラジアルタイヤに関する。
　従来、トラック・バス用タイヤにおける最内層ベルトは、高速走行時のタイヤの径成長抑制のためのつっかえ棒の役割や、急激なコーナリング時に発生するサイドフォースを支える目的のために、タイヤ周方向に対し高角度（タイヤ幅方向に近い角度）で配置されている。この最内層ベルトに適用されるコードとしては、従来、３＋６、２＋７、２＋５、１＋６構造等の層撚り構造が使用されている。
　近年、燃費の向上のためにタイヤ軽量化が進められているが、この最内層ベルトのスチールコードの使用量を減らしてしまうと、急激なコーナリング時に発生するサイドフォースに耐えられなくなってコードが坐屈し、最終的にはコードが折れてしまう現象が発生する。
　これに対し、例えば、特許文献１には、乗用車用タイヤにおける２層ベルト構造について、各ベルト層のベルト剛性をコントロールすることによりベルト折れ性を改良する技術が開示されている。
特開平８－１６４７０４号公報（特許請求の範囲等）
　しかしながら、上記特許文献１に記載の技術をトラック・バス用タイヤのベルトに適用することは困難である。また、ベルトの折れ性の向上に関しては、スチールコード単体での検討も、従来なされていなかった。
　そこで本発明の目的は、上記問題を解消して、最内層ベルトのスチールコード使用量を減らした場合でも、コードの座屈やベルトの折れの発生をなくすことができ、タイヤの軽量化を図るとともに耐久性を向上させることのできる空気入りタイヤ、特にはトラック・バス用等として好適な重荷重用空気入りラジアルタイヤを提供することにある。
　本発明者は鋭意検討した結果、タイヤの最内層側に配置するベルトの補強材として用いるコードの構造および物性を特定することで、ベルトに適用した際のコードの座屈やベルトの折れの発生を抑制することが可能となることを見出して、本発明を完成するに至った。
　すなわち、本発明の空気入りタイヤは、少なくとも１層のベルトを備え、該ベルトのうち最内層ベルトがタイヤ周方向に対し４５°～９０°の角度を有する空気入りタイヤにおいて、
　前記最内層ベルトに単撚りオープンコードが適用され、該単撚りオープンコードの撚りピッチが９ｍｍ以上１５ｍｍ以下であることを特徴とするものである。
　本発明においては、前記最内層ベルトのタイヤ半径方向外側に、互いに交錯する少なくとも２層の交錯ベルトが配置され、該交錯ベルトが破断伸び３．０％以下のコードからなることが好ましい。また、好適には、前記交錯ベルトのタイヤ半径方向外側に最外層ベルトが配置され、前記単撚りオープンコードが、該最外層ベルトにも適用されている。さらに、本発明においては、前記単撚りオープンコードが適用されたベルトを構成するトリート材の単位面積当たりのスチール使用量が、前記交錯ベルトを構成するトリート材対比で５０％以上７５％以下であることが好ましい。本発明の空気入りタイヤは、重荷重用空気入りラジアルタイヤとして好適に使用される。
　本発明によれば、上記構成としたことにより、最内層ベルトのスチールコード使用量を減らした場合でも、コードの坐屈やベルトの折れの発生をなくすことができ、タイヤの軽量化を図るとともに耐久性を向上させた空気入りタイヤを実現することが可能となった。本発明の空気入りタイヤは、特には、トラック・バス用の重荷重用空気入りタイヤとして好適である。
本発明の一実施の形態に係る重荷重用空気入りラジアルタイヤを示す概略断面図である。 本発明に係る単撚りオープンコードの一例を示す概略断面図である。 従来例１等で用いた層撚りコードを示す概略断面図である。 コード構造の例を示す説明図である。
符号の説明
１　ビードコア
２　カーカス
３　ベルト
３ａ　最内層ベルト
３ｂ，３ｃ　交錯ベルト
３ｄ　最外層ベルト
１１　トレッド部
１２　サイドウォール部
１３　ビード部
１０　空気入りタイヤ
　以下、本発明の好適実施形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。
　図１に、本発明の空気入りタイヤの一例としての、重荷重用空気入りラジアルタイヤの片側断面図を示す。図示するタイヤ１０は、トレッド部１１と、その両側に連なる一対のサイドウォール部１２およびビード部１３とからなり、これら各部をビード部１３内にそれぞれ埋設された一対のビードコア１間にわたり補強する、ラジアル方向に配列されたゴム被覆スチールコードからなる１層のカーカス２を備えている。
　また、カーカス２のタイヤ半径方向外側には、少なくとも１層、図示する例では４層のベルト３が配置されている。本発明においては、この４層のベルト３のうち最内層ベルト３ａがタイヤ周方向に対し４５°～９０°の角度で配置されており、この最内層ベルト３ａに単撚りオープンコードが適用されている。これにより、強力なサイドフォースがかかった際に、コードの座屈を防止する効果を得ることができる。これは、図４に示すように、（ａ）単撚りオープン構造の方が、（ｂ）単撚りクローズ構造対比で外接円が大きくなり、すなわち面積が広くなって、一定の圧縮入力がかかった場合に単位面積あたりに負荷される力が小さくなり、コーナリング時における耐圧縮力が増大するためである。また、クローズ構造ではコード内部にゴムが侵入しないため、圧縮入力がかかった場合に、力の分布が不均一となってしまう。さらに、中心にコア材が入っていないため、圧縮入力を受けた際につっかえ棒になることがなく、ばね効果が働いて入力を吸収し、座屈しにくくなる。これに対し、図中の（ｃ）層撚り構造の場合も耐圧縮力の増大効果は期待できるが、この構造ではスチールの使用量が増えるので、軽量化の面で不利となる。
　本発明においては、かかる単撚りオープンコードとしては、撚りピッチが９ｍｍ以上１５ｍｍ以下であるものを用いる。コードの撚りピッチが９ｍｍ未満であると、コードの生産性が著しく低下してしまい、経済的でない。一方、コードの撚りピッチが１５ｍｍを超えると、フィラメントの隙間が不均一となって、ゴムが浸透し難く、力のかかり具合が不均一となる。また、コードの撚りピッチが１５ｍｍを超えると、単撚り構造ではコアが無いために均一な撚りが困難になり、所望のばね効果が働かなくなる。そのため、圧縮入力を受けた時に入力を吸収できず、座屈しやすくなってしまう。
　また、本発明においては、単撚りオープンコードの破断伸びは３．８％以下であることが好ましい。コードの破断伸び、すなわち、切断時の伸びが３．８％を超えると、タイヤ工場でベルトを構成するトリート材を製造する際のコントロールが難しく、均一なトリート材を製造することが困難となる。さらに、本発明に用いる単撚りオープンコードを構成するフィラメントの線径は、０．２５ｍｍ～０．３８ｍｍであることが好ましい。フィラメントの線径が０．２５ｍｍ未満であると、コードの生産性が著しく低下してしまい、経済的でなくなる。一方、０．３８ｍｍを超えると、コード径が大きくなり、使用されるゴム量が多くなって、経済性を損なうこととなる。
　本発明に用いる単撚りオープンコードを構成するフィラメントの本数は、特に制限されるものではないが、例えば、２～８本とすることができる。また、そのコード径は、例えば、０．５０～１．４ｍｍである。本発明に係る単撚りオープンコードは、一般的な断面円形のコードの他、図示するような偏平コードであってもよい。
　本発明において、上記単撚りオープンコードは、ベルト３のうち少なくとも最内層ベルト３ａに適用すればよいが、好適には、最外層ベルト３ｄにも適用する。最外層ベルト３ｄに、上述のようなばね効果を有する上記単撚りオープンコードを適用することで、衝撃を吸収しやすくなり、耐カット性を向上する効果を得ることができる。
　また、本発明のタイヤにおいては、図示するように、最内層ベルト３ａのタイヤ半径方向外側に、互いに交錯する少なくとも２層の交錯ベルト３ｂ，３ｃを配置することができ、この交錯ベルト３ｂ，３ｃには、破断伸び３．０％以下のコードを適用することが好ましい。交錯ベルト３ｂ，３ｃに適用するコードの破断伸びが３．０％を超える場合、タイヤの径成長が大きくなって、タイヤの摩耗状態が悪化するおそれがある。なお、交錯ベルト３ｂ，３ｃのコード角度は、例えば、タイヤ周方向に対し－３５°～３５°とすることができる。
　本発明において、上記単撚りオープンコードの最内層ベルト３ａおよび最外層ベルト３ｄに対する打ち込み数は、特に制限されるものではないが、ベルトを構成するトリート材の単位面積当たりのスチール使用量が、交錯ベルト３ｂ，３ｃを構成するトリート材対比で５０％以上７５％以下となるよう決定することが好ましい。これら単撚りオープンコードを用いたベルトを構成するトリート材の単位面積当たりのスチール使用量が、交錯ベルト３ｂ，３ｃを構成するトリート材対比で５０％未満であると、コード折れが発生し易くなり、７５％を超えるとタイヤ重量が重くなって、燃費に影響し、不経済となる。
　本発明においては、ベルト３のうち最内層ベルト３ａ、好適には最内層ベルト３ａおよび最外層ベルト３ｄに適用するコードとして、上記本発明に係る特定の単撚りオープンコードを用いるものであればよく、これにより耐圧縮特性を向上させた空気入りタイヤが得られるものである。本発明のタイヤにおいては、上記単撚りオープンコードを最内層ベルトの補強材として用いる以外の点については特に制限されるものではなく、常法に従い適宜構成することが可能である。本発明は、トラック・バス等に好適に用いられる重荷重用空気入りラジアルタイヤに適用した際に、特に有用である。
　以下、本発明を、実施例を用いてより具体的に説明する。
　下記表中に示す条件にて、比較例、従来例および本発明を適用した実施例の重荷重用空気入りラジアルタイヤをそれぞれ作製した。タイヤサイズはＴＢＲ１１Ｒ２２．５とし、カーカスのタイヤ半径方向外側には、内側から順次、タイヤ周方向に対し５４°の角度を有する１層の最内層ベルトと、タイヤ周方向に対し±３０°の角度で互いに交錯する２層の交錯ベルトとを配置した。最内層ベルトには、下記表中に示す条件に従うベルトコードを適用した。
　各供試タイヤに内圧８．５ｋｇ／ｃｍ２を充填し、１００％荷重を負荷して、一定のサイドフォース１４００ｋｇｆをかけた状態で時速６０ｋｍで走行させ、１５００ｋｍ走行後にベルトの折れ性を評価した。評価結果は、折れが発生していない場合を０とし、全て破断している場合を１００として、指数にて表示した。
　これらの結果を、下記の表中に併せて示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 ＊１　コード生産性：単位時間あたりの生産可能量により評価し、従来例１を１００とした場合の指数にて表示した。数値が小さいほど生産性が良好である。
＊２　スチール使用量：ベルトの単位面積あたりのスチール量により評価した。
＊３　交錯ベルト対比スチール使用量：ベルトのスチール使用量の、交錯ベルトを構成するトリート材対比の比率である。
＊４　ゴム浸透率：コード断面積より観察し、コード内部に浸透しているゴム割合より算出した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　上記表中に示すように、本発明を適用した実施例の供試タイヤにおいては、従来例および比較例に比し、コードの生産性を損なうことなく、タイヤの軽量化を図ることができるとともに、急激なコーナリング時に発生するサイドフォースに対しても折れが発生しないという優れた効果を有することが確認された。

Claims (5)

  1. 　少なくとも１層のベルトを備え、該ベルトのうち最内層ベルトがタイヤ周方向に対し４５°～９０°の角度を有する空気入りタイヤにおいて、
    　前記最内層ベルトに単撚りオープンコードが適用され、該単撚りオープンコードの撚りピッチが９ｍｍ以上１５ｍｍ以下であることを特徴とする空気入りタイヤ。
  2. 　前記最内層ベルトのタイヤ半径方向外側に、互いに交錯する少なくとも２層の交錯ベルトが配置され、該交錯ベルトが破断伸び３．０％以下のコードからなる請求項１記載の空気入りタイヤ。
  3. 　前記最内層ベルトのタイヤ半径方向外側に、互いに交錯する少なくとも２層の交錯ベルトが配置され、該交錯ベルトのタイヤ半径方向外側に最外層ベルトが配置され、前記単撚りオープンコードが、該最外層ベルトにも適用されている請求項２記載の空気入りタイヤ。
  4. 　前記単撚りオープンコードが適用されたベルトを構成するトリート材の単位面積当たりのスチール使用量が、前記最内層ベルトのタイヤ半径方向外側に、互いに交錯する少なくとも２層の交錯ベルトが配置され、該交錯ベルトを構成するトリート材対比で５０％以上７５％以下である請求項２記載の空気入りタイヤ。
  5. 　重荷重用空気入りラジアルタイヤである請求項１記載の空気入りタイヤ。
PCT/JP2009/051993 2008-02-07 2009-02-05 空気入りタイヤ WO2009099155A1 (ja)

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