説明

空気入りラジアルタイヤ

【課題】 軽量化及びコスト軽減を達成しながら、操縦安定性及び耐久性を向上する。
【解決手段】 前記ベルト層は、1本のモノフィラメントを螺旋状又は波形状に型付けした型付けモノフィラメントコードを用いたプライを少なくとも含む。前記型付けモノフィラメントコードの前記型付けの長手方向のピッチPは、タイヤ外周長さWの0.008〜0.08倍である。

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ベルト層に所定の型付け仕様の金属製のモノフィラメントコードを用いることにより、軽量かつ安価とするとともに、操縦安定性、及び耐久性を改良した空気入りラジアルタイヤに関する。
【0002】
【従来の技術】空気入りラジアルタイヤのベルトコードとして、従来から細いスチールフィラメントの複数本を互いに撚り合わせた、所謂マルチフィラメントコードが広く使用されている。
【0003】これに対して、近年、ベルトコードをスチールの1本のモノフィラメントで形成することが提案されている。このモノフィラメントコードは、製造時の撚合わせ行程が不要であるなど安価であり、しかも曲げ剛性が高くベルト剛性を維持しつつ従来のマルチフィラメントコードに較べてスチール量を低く抑えることができるため、軽量化やコストダウンに大きなメリットがある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、モノフィラメントコードは、マルチフィラメントコードのように長手方向及び剪断方向に対する伸びが少なく柔軟性に劣るためコード折れが生じやすく、このため疲労耐久性に劣るという欠点がある。しかも曲げ剛性が高く、エンベロープ特性を損ねるなど乗り心地性を低下させる反面、タイヤ軸方向に対する横剛性に劣りコーナリングフォースを不十分とするなど操縦安定性を損ねる傾向となる。従って、モノフィラメントコードをベルトコードとして用いたタイヤを実用化することはきわめて困難なものであった。
【0005】そこで本発明は、タイヤ周長に適した型付け仕様の金属製モノフィラメントコードのベルトプライを用いることを基本として、軽量化及びコスト軽減を達成しながら、操縦安定性及び耐久性をバランスよく向上しうる空気入りラジアルタイヤの提供を目的としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するために、本願の請求項1の本発明は、トレッド部からサイドウオール部をへてビード部のビードコアに至るカーカスと、金属製のベルトコードを配列した複数枚のベルトプライからなりかつ前記トレッド部の内方かつカーカスの外側に配されるベルト層とを有する空気入りラジアルタイヤであって、前記ベルト層は、ベルトコードとしてモノフィラメントをその長手方向中心線を基準として螺旋状又は波形状に繰り返して型付けした型付けモノフィラメントコードを用いたプライを少なくとも含むとともに、前記型付けモノフィラメントコードの前記型付けの長手方向のピッチPは、タイヤを正規リムにリム組みしかつ正規内圧を充填した正規状態におけるトレッド面のタイヤ赤道上でのタイヤ外周長さWの0.008〜0.08倍としたことを特徴としている。
【0007】また請求項2の発明では、前記型付けモノフィラメントコードの前記型付けの高さHは、前記ピッチPの0.002〜0.025倍としたことを特徴としている。
【0008】また請求項3の発明では、前記型付けモノフィラメントコードのコード断面の平均コード太さRは、タイヤ外周長さWの0.13×10-3〜0.28×10-3としたことを特徴としている。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図示例とともに説明する。図1は、本発明の空気入りラジアルタイヤ1(以下タイヤ1という)が、乗用車用ラジアルタイヤである場合の断面図を例示している。
【0010】図において、タイヤ1は、トレッド部2と、その両端からタイヤ半径方向内方にのびるサイドウォール部3と、各サイドウォール部3の内方端に位置するビード部4とを具えている。又タイヤ1には、前記ビード部4、4間にカーカス6が架け渡されるとともに、このカーカス6の半径方向外側かつトレッド部2の内方にはベルト層7が周方向に巻装される。
【0011】前記カーカス6は、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に至る本体部6Aと、その両端に連なりビードコア5の周りで折り返される折返し部6Bとを具える。この本体部6Aと折返し部6Bとの間には、ビードコア5から半径方向外側に先細状にのびる硬質のゴムからなるビードエーペックスゴム8が配され、ビード部4からサイドウォール部3にかけて補強している。
【0012】また前記カーカス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2枚のカーカスプライ6a、6bから形成され、カーカスコードとしては、ナイロン、レーヨン、ポリエステル、芳香族ポリアミドなどの有機繊維材料からなる複数のフィラメントを撚合わせた所謂テキスタイルコードが好適に採用できる。なおカーカスコードとしては、複数のスチールフィラメントを撚合わせたマルチフィラメントコードも用いうる。
【0013】次に、前記ベルト層7は、金属製のベルトコードを、タイヤ周方向に対して例えば15〜30度の角度で配列した複数枚、本例では2枚のベルトプライ7a、7bからなり、各ベルトプライ7a、7bは、ベルトコードがプライ間で互いに交差する向きに重置している。なお重荷重用ラジアルタイヤには、一般的に3〜4枚のベルトプライが使用される。
【0014】そして前記ベルトプライのうちの少なくとも1枚は、図2、3に示す如く、型付けモノフィラメントコードプライ10で形成している。
【0015】この型付けモノフィラメントコードプライ10は、1本のモノフィラメント11Aをその長手方向中心線Jを基準として螺旋状又は波形状に繰り返して型付けしてなる型付けモノフィラメントコード11を、ベルトコードとして用いたベルトプライを意味する。なお本例では、双方のベルトプライ7a、7bを、この型付けモノフィラメントコードプライ10で形成するととも、前記型付けモノフィラメントコード11が断面円形のモノフィラメント11Aを螺旋状に三次元的に型付けして形成された場合を例示している。
【0016】ここで、前記型付けモノフィラメントコード11は、その型付けの長手方向のピッチPを、タイヤ外周長さWの0.008〜0.08倍に設定したことに大きな特徴を有する。
【0017】なお前記「タイヤ外周長さW」とは、タイヤを正規リムにリム組みしかつ正規内圧を充填した正規状態において、トレッド面2Sのタイヤ赤道C上で測定したタイヤ外周長さである。又前記「正規リム」とはJATMAで規定する標準リム、「正規内圧」とはJATMAで規定する最高空気圧を意味し、特に乗用車用タイヤである場合には180KPaとする。
【0018】このようなピッチPで型付けした型付けモノフィラメントコード11は、従来のモノフィラメントコードと同様の軽量かつ低コストのメリットを活かしながら、ベルト層7の面内剛性を高めることができ、十分なコーナリングパワーを確保して操縦安定性を高めうる。さらに必要な伸び特性が付与されるため、タイヤ半径方向に対して柔軟となるなど、ベルト層7の面外剛性が低く抑えられ、エンベロープ特性が高まるなど乗り心地性が改善される。しかも圧縮方向に作用する応力に対してもしなやかに対応できるため、コード折れが効果的に抑制され、疲労耐久性を改善することが可能となる。
【0019】ここで、前記型付けのピッチPが前記タイヤ外周長さWの0.008倍未満では、操縦安定性が不足し、逆に0.08倍をこえると型付けによる前記効果が見込めなくなってしまう。従ってピッチPは、好ましくは、タイヤ外周長さWの0.010〜0.060倍の範囲である。さらに前記ピッチPは、乗用車用タイヤにおいては20〜100mm、小型トラック用タイヤにおいては40〜120mm、バス・トラック等の重荷重用タイヤにおいては60〜140mmの範囲とするのも好ましい。
【0020】又前記型付けの高さHは、前記ピッチPの0.002〜0.025倍の範囲とすることが好ましく、0.002倍未満では、型付けによる前記効果を充分に発揮することができなくなる。逆に高さHがピッチPの0.025倍をこえると、型付けの際にモノフィラメント11Aに与えるダメージが大きくなりすぎ、コードの強度や耐疲労性の低下を招く一方、前記図2の如く、ベルトプライ7a、7b間において、ベルトコードの長手方向中心線J、J間の距離Lが同じ場合にも、コード間のゴムゲージ厚tが減じるため、ゴム剥離やコード間擦れが発生しやすくなる。従って高さHは、好ましくは、前記ピッチPの0.010〜0.020倍の範囲である。さらに前記高さHは、乗用車用タイヤにおいては0.10〜0.20mm、小型トラック用タイヤにおいては0.13〜0.25mm、バス・トラック等の重荷重用タイヤにおいては0.16〜0.30mmの範囲とするのも好ましい。なお高さHとピッチPとの比H/Pは、タイヤ一周に亘って略一定である。
【0021】又前記型付けモノフィラメントコード11としては、必要なベルト剛性を確保するため、そのコード断面における平均コード太さRが、前記タイヤ外周長さWの0.13×10-3〜0.28×10-3の範囲のものを使用する。なお前記「平均コード太さR」は、型付けモノフィラメントコード11の断面形状が、本例の如く真円状の時には、その直径Dに相当するが、図4に示すように、楕円状或いは長円状の横長偏平状をなす場合には、その長径D1と短径D2との平均である(D1+D2)/2をもって平均コード太さRと定義する。なお太さRは、タイヤ外周長さWが大になるにつれて大となる。
【0022】この平均コード太さRがタイヤ外周長さWの0.13×10-3未満の時、ベルトコードとして必要な剛性が不足しコーナリングパワーが過小となるなど操縦安定性の確保が難しくなる。またタイヤ外周長さWの0.28×10-3をこえると、コードが太くなりすぎて残留応力が上昇するなどコード耐久性を著しく低下させるとともに、コード剛性が過大となり、乗り心地性を確保するために大きい加工量の型付けが必要となるなど、これに起因する新たな弊害も発生する。なお大きい加工量の型付けに起因する弊害としては、タイヤ走行時のコード変形が大となり、コードの耐久性が悪化したり、加工の際フィラメントに与えるダメージが大きくなってコード自体の強度や疲労性を低下したり、さらにはベルトプライ7a、7b間相互においてベルトコード間に著しい近接を招き、ゴム剥離やコード間の擦れが生じるなどがあり、何れもタイヤの耐久性低下の原因となる。従って、平均コード太さRは、タイヤ外周長さWの0.18×10-3〜0.25×10-3倍の範囲がより好ましい。さらに平均コード太さRは、乗用車用タイヤにおいては0.38〜0.46mm、小型トラック用タイヤにおいては0.46〜0.54mm、バス・トラック等の重荷重用タイヤにおいては0.54〜0.70mmの範囲とするのも好ましい。
【0023】次に、前記ベルトコードとして、図5、6に略示するように、モノフィラメント11Aを、波形状に繰り返して二次元的に型付けした型付けモノフィラメントコード11を使用することもできる。
【0024】この時、波形状の型付けは、ベルトプライの巾方向に形成される。これにより、タイヤ軸方向に対しては、実質的にベルトコードの打ち込み本数を増加したのと同様に、変形しにくくなるなどベルト層7の面内剛性が面外剛性に対して相対的に向上できる。その結果、乗り心地性を確保しつつ操縦安定性をバランス良く高めることができる。この場合にも、前記螺旋状に型付けした型付けモノフィラメントコード11と同様の理由により、型付けの長手方向のピッチP、高さH、及び平均コード太さRは、同様の範囲に規制される。
【0025】前記波形状の型付けとしては、図6(A)に示すSIN曲円状の如く直線部分を含まないもの、或いは図6(B)に示すジグザグ状の如く直線部分を含むものであっても良い。
【0026】又タイヤ1には、ベルト層7の外側に、そのリフティングを防止し高速耐久性を高めるバンド層(図示せず)を配することができる。このバンド層は、例えばナイロンのテキスタイルコードをタイヤ周方向に対して0〜5゜の角度で螺旋状に巻回した所謂エンドレス状のバンドプライからなり、ベルト層7の少なくとも外端部を被覆する。
【0027】なお乗用車用タイヤ、或いは小型トラック用タイヤでは、本例の如く2枚のベルトプライの双方或いは一方に型付けモノフィラメントコードプライ10を使用することができる。しかし、特に重荷重用タイヤの場合には、少なくともタイヤ半径方向最外層に、この型付けモノフィラメントコードプライ10を用いると、コード太さが大であることにより耐外傷性、耐破断性が向上するなど、新たな効果が期待できる。
【0028】
【実施例】図1の構造をなす乗用車タイヤ(タイヤサイズ175/70R13)、小型トラック用タイヤ(タイヤサイズ275/70R16)、重荷重用タイヤ(タイヤサイズ11R22.5)のタイヤを、表1、2に示す仕様により試作し、各試供タイヤのタイヤ重量、耐久性、操縦安定性、及び乗り心地性をテストし、その結果を表1、2に示している。
【0029】(1)タイヤ重量タイヤ1本当たりの重量を測定し、各サイズで、従来例を100とする指数で表示している。指数は小さい方が軽量である。
【0030】(2)耐久性試供タイヤを、前記正規リム、正規内圧の基で車両の全輪に装着し、直径14mの円を二つ合わせた8の字コースを500回繰り返して8の字旋回した後、タイヤを解体しベルトコードの切断箇所を数え、各サイズで、従来例を100とする指数で表示している。指数は小さい方が切断箇所が少なく良好である。
【0031】(3)操縦安定性前記車両を用いてタイヤテストコースのドライアスファルト路を走行し、ハンドル応答性、剛性感、グリップ等に関する特性をドライバーの官能評価により10点法で評価した。各サイズで、数値が大きいほど、操縦安定性に優れている。
【0032】(4)乗り心地前記車両を用いて、ドライアスファルト路の段差路、ベルジャソ路(石畳の路面)、ビッツマン路(小石を敷き詰めた路面)等において、ゴツゴツ感、突き上げ、ダンピングに関してドライバーの官能評価を行い、10点法で評価した。各サイズで、数値が大きいほど、乗り心地性に優れている。
【0033】
【表1】


【0034】
【表2】


【0035】表の如く、実施例のタイヤは、軽量化を達成しながら、操縦安定性、乗り心地性、及び耐久性を向上しうるのが確認できる。
【0036】
【発明の効果】叙上の如く本発明は、型付けピッチを非常に長く設定した特異な型付け仕様の型付けモノフィラメントコードを用いてベルトプライを形成しているため、軽量化及びコスト軽減を達成しながら、操縦安定性及び耐久性をバランスよく向上しうる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例のタイヤの断面図である。
【図2】そのベルト層を拡大して示す断面図である。
【図3】ベルトコードの型付け状態および断面を示す線図である。
【図4】型付けモノフィラメントコードの平均コード太さを説明する断面図である。
【図5】ベルト層の他の例を示す断面図である。
【図6】(A)、(B)はそのベルト層に用いるベルトコードの型付け状態および断面を示す線図である。
【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
7 ベルト層
7a、7b ベルトプライ
10 型付けモノフィラメントコードプライ
11 型付けモノフィラメントコード
11A モノフィラメント

【特許請求の範囲】
【請求項1】トレッド部からサイドウオール部をへてビード部のビードコアに至るカーカスと、金属製のベルトコードを配列した複数枚のベルトプライからなりかつ前記トレッド部の内方かつカーカスの外側に配されるベルト層とを有する空気入りラジアルタイヤであって、前記ベルト層は、ベルトコードとしてモノフィラメントをその長手方向中心線を基準として螺旋状又は波形状に繰り返して型付けした型付けモノフィラメントコードを用いたプライを少なくとも含むとともに、前記型付けモノフィラメントコードの前記型付けの長手方向のピッチPは、タイヤを正規リムにリム組みしかつ正規内圧を充填した正規状態におけるトレッド面のタイヤ赤道上でのタイヤ外周長さWの0.008〜0.08倍としたことを特徴とする空気入りラジアルタイヤ。
【請求項2】前記型付けモノフィラメントコードの前記型付けの高さHは、前記ピッチPの0.002〜0.025倍としたことを特徴とする請求項1記載の空気入りラジアルタイヤ。
【請求項3】前記型付けモノフィラメントコードのコード断面の平均コード太さRは、タイヤ外周長さWの0.13×10-3〜0.28×10-3としたことを特徴とする請求項1、2記載の空気入りラジアルタイヤ。

【図1】
image rotate


【図2】
image rotate


【図3】
image rotate


【図4】
image rotate


【図5】
image rotate


【図6】
image rotate


【公開番号】特開2001−180223(P2001−180223A)
【公開日】平成13年7月3日(2001.7.3)
【国際特許分類】
【出願番号】特願平11−370563
【出願日】平成11年12月27日(1999.12.27)
【出願人】(000183233)住友ゴム工業株式会社 (3,458)
【Fターム(参考)】