JP2013199195A - 空気入りラジアルタイヤ - Google Patents
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Abstract
【課題】耐久性を低下させることなく軽量化を実現した空気入りラジアルタイヤを提供する。
【解決手段】少なくとも2枚のベルト層からなるベルトを備える空気入りラジアルタイヤである。ベルトの1層目の第1ベルト層と2層目の第2ベルト層がともに、2本のコアフィラメント11を撚り合わせることなく並列して配置したコアと、コアの周囲に撚り合わされたN(2≦N≦4)本のシースフィラメント12と、からなるスチールコード10がベルト幅方向に並置してコーティングゴム中に埋設されてなり、かつ、コアフィラメント11の径をd1、シースフィラメント12の径をd2としたとき、d1>d2であり、第1ベルト層の厚みをt1、第2ベルト層の厚みをt2としたとき、t1<t2である。
【選択図】図2
【解決手段】少なくとも2枚のベルト層からなるベルトを備える空気入りラジアルタイヤである。ベルトの1層目の第1ベルト層と2層目の第2ベルト層がともに、2本のコアフィラメント11を撚り合わせることなく並列して配置したコアと、コアの周囲に撚り合わされたN(2≦N≦4)本のシースフィラメント12と、からなるスチールコード10がベルト幅方向に並置してコーティングゴム中に埋設されてなり、かつ、コアフィラメント11の径をd1、シースフィラメント12の径をd2としたとき、d1>d2であり、第1ベルト層の厚みをt1、第2ベルト層の厚みをt2としたとき、t1<t2である。
【選択図】図2
Description
本発明は、空気入りラジアルタイヤ(以下、単に「タイヤ」とも称する)に関し、詳しくは、耐久性を低下させることなく軽量化を実現した空気入りラジアルタイヤに関する。
現在、乗用車用ラジアルタイヤの骨格をなすカーカスの補強部材、特にカーカスのクラウン部の補強部材として一般に用いられているベルトは、主としてタイヤの赤道面に対し傾斜配列されたスチールコード(以下、単に「コード」とも称する)のゴム引き層からなるスチールベルト層を2枚以上用い、これらベルト層中のスチールコードが互いに交差するようにして構成されている。
近年、環境性能の重要性が増してきており、スチールコードを補強部材として用いるゴム物品やタイヤにおいては軽量化のニーズが高まっている。タイヤの軽量化の手法の1つとして、ベルトトリートのゴムの使用量を少なくし、ベルトを薄くすることを挙げることができる。しかしながら、ゴムの使用量を少なくすると、第1ベルト層と第2ベルト層のコード間距離が短くなるため、ベルト幅方向端部のコード端を起点としたゴム剥離が容易にコード間に伝播する、いわゆるベルトエッヂセパレーション(BES)が生じやすくなり、耐久性が低下する。このBESの改善手法としてはベルト端部のゴムを通常より厚くする手法が知られているが、当然、重量増となるため、所期の目的であるタイヤの軽量化には背反することとなる。
ベルトトリートのゴム使用量を減らす以外のタイヤ軽量化の手法としては、スチールの使用量を減らすこと、例えば、スチールコードの打込み本数を減らすことが考えられる。しかしながら、スチールコードの打込み本数が少なくなると、ベルトの剛性が低下してしまい、好ましくない。このような状況の中、タイヤの軽量化や耐久性の向上に関して、多くの提案がなされている。例えば、特許文献1にはタイヤの軽量化を目的として、N(N=2〜5)+M(M=1〜3)構造でかつ、フィラメント本数がN≧Mのスチールコードが提案されている。また、特許文献2には、ベルトの耐久性の向上を目的として、2+3構造のスチールコードが提案されている。これら以外にも、特許文献3〜7には、タイヤの補強材として求められる諸物性や作業性の改善を目的とした、2+3構造のスチールコードが提案されている。
しかしながら、特許文献1に記載のスチールコードであっても、今日求められるタイヤ軽量化の要求に十分に応えられているとは言い難く、さらなる軽量化の技術が求められている。また、特許文献2に記載のスチールコードは、スチールコードに対するゴムの浸透性を高めることで耐久性を向上させてはいるが、タイヤの軽量化については検討がされてはいない。さらに、特許文献3〜7に記載されているスチールコードにおいても、タイヤの軽量化に関する検討は必ずしも満足のいくものではないというのが現状である。
そこで、本発明の目的は、耐久性を低下させることなく軽量化を実現した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、上記課題を解消するためにベルトの構造につき鋭意検討した結果、2+N構造のスチールコードにおいて、コアフィラメントとシースフィラメントの径が所定の関係を満足し、かつ、ベルト層の厚みが所定の関係を満足することで、上記課題を解消することができることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明の空気入りラジアルタイヤは、左右一対のビードコア間にわたりトロイド状をなして跨る少なくとも1枚のカーカス層からなるカーカスと、該カーカスのクラウン領域のタイヤ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2枚のベルト層からなるベルトとを備える空気入りラジアルタイヤにおいて、
前記ベルトの1層目の第1ベルト層と2層目の第2ベルト層とがともに、2本のフィラメントを撚り合せることなく並列して配置したコアと、該コアの周囲に撚り合わされたN(2≦N≦4)本のシースフィラメントと、からなるスチールコードがベルト幅方向に並置してコーティングゴム中に埋設されてなり、
前記コアフィラメントの径をd1、前記シースフィラメントの径をd2としたとき、d1>d2であり、かつ、前記第1ベルト層の厚みをt1、前記第2ベルト層の厚みをt2としたとき、t1<t2であることを特徴とするものである。
前記ベルトの1層目の第1ベルト層と2層目の第2ベルト層とがともに、2本のフィラメントを撚り合せることなく並列して配置したコアと、該コアの周囲に撚り合わされたN(2≦N≦4)本のシースフィラメントと、からなるスチールコードがベルト幅方向に並置してコーティングゴム中に埋設されてなり、
前記コアフィラメントの径をd1、前記シースフィラメントの径をd2としたとき、d1>d2であり、かつ、前記第1ベルト層の厚みをt1、前記第2ベルト層の厚みをt2としたとき、t1<t2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t1と前記t2との合計は2.50mm未満であることが好ましい。また、本発明においては、前記第1ベルト層の厚みは0.70〜1.20mmであり、前記第2ベルト層の厚みは1.00〜1.50mmであることが好ましい。さらに、本発明においては、前記d1は0.16〜0.28mmであり、かつ、前記d2は0.12〜0.24mmであることが好ましい。さらにまた、本発明においては、前記シースフィラメントの本数は3本であることが好ましい。また、本発明においては、前記第2ベルト層端部における第1ベルト層と第2ベルト層とのスチールコード間のゴム層のゲージはタイヤ中央部における当該ゲージより大きいことが好ましい。
本発明によれば、耐久性を低下させることなく軽量化を実現した空気入りラジアルタイヤを提供することができる。
以下、本発明の実施の形態を図面を用いて詳細に説明する。
図1に、本発明の空気入りラジアルタイヤの一好適例の片側断面図を示す。図示するタイヤは、カーカスのクラウン領域に配設されて接地部を形成するトレッド部1と、このトレッド部1の両側部に連続してタイヤ半径方向内方へ延びる一対のサイドウォール部2と、各サイドウォール部2の内周側に連続するビード部3とを備えている。
図1に、本発明の空気入りラジアルタイヤの一好適例の片側断面図を示す。図示するタイヤは、カーカスのクラウン領域に配設されて接地部を形成するトレッド部1と、このトレッド部1の両側部に連続してタイヤ半径方向内方へ延びる一対のサイドウォール部2と、各サイドウォール部2の内周側に連続するビード部3とを備えている。
トレッド部1、サイドウォール部2およびビード部3は、一方のビード部3から他方のビード部3にわたってトロイド状に延びる一枚のカーカス層からなるカーカス4により補強されている。また、トレッド部1は、以下で詳述する、カーカス4のクラウン領域のタイヤ径方向外側に配設した少なくとも2層、図示する例では2層の第1ベルト層5aと第2ベルト層5bとからなるベルトにより補強されている。ここで、カーカス4のカーカス層は複数枚としてもよく、タイヤ周方向に対してほぼ直交する方向、例えば、70〜90°の角度で延びる有機繊維コードを好適に用いることができる。
本発明においては、第1ベルト層5a、第2ベルト層5bがともに、2本のコアフィラメントを撚り合せることなく並列して配置したコアと、コアの周囲に撚り合わされたN(2≦N≦4)本、好適には3本のシースフィラメントとからなるスチールコードが、スチールコードの長径がベルト幅方向となるように、ベルト幅方向に並置してコーティングゴム中に埋設されてなり、かつ、コアフィラメントの径をd1、シースフィラメントの径をd2としたとき、d1>d2である。図2(a)〜(d)は、スチールコードの短径の比較図であり、(a)はd1=d2の場合、(b)〜(d)はd1>d2の場合を表す。図示するように、2+N構造のスチールコード10の短径はシースフィラメント12の径に支配されている。したがって、シースフィラメント12の径d2をコアフィラメント11の径のd1よりも小さくすることにより、スチールコードの短径を小さくすることができる。また、スチールの使用量を減らすことができるため、タイヤの軽量化を図ることができる。
また、本発明においては、第1ベルト層の厚みをt1、第2ベルト層の厚みをt2としたとき、t1<t2である。図3(a)は従来のタイヤに係るベルトの拡大部分断面図であり、(b)は本発明のタイヤに係るベルトの拡大部分断面図である。上述の通り、本発明に係るスチールコード10の短径は、d1=d2である従来のスチールコード10を比較して、短径が短い。そのため、第1ベルト層5aのスチールコード10と第2ベルト層5bのスチールコード10との距離w、および第1ベルト層5aのスチールコードのタイヤ径方向内側のゲージG1の厚みを維持しつつ、第2ベルト層5bのスチールコード10のタイヤ半径方向外側のゲージG2を厚くすることができる。これにより、第2ベルト層5bのスチールコード10のトレッドからの距離が大きくなり、外部からのカット入力によるベルト損傷の影響を受けにくくなる。その結果、ベルト耐久性が向上する。
本発明のタイヤにおいては、第1ベルト層5aの厚みt1と、第2ベルト層5bの厚みt2との合計が、2.50mm未満であることが好ましい。t1とt2の合計が2.50mm以上となると、ベルトの総重量が大きくなってしまい、十分な軽量効果を得ることができない場合があるためである。タイヤの軽量化と耐久性の向上の観点から、好適には、第1ベルト層5aの厚みは0.70〜1.20mmであり、第2ベルト層5bの厚みは1.00〜1.50mmである。
本発明においては、第1ベルト層と第2ベルト層とを構成するコードが互いに赤道面を挟んで交差するように積層された交錯ベルトであることが好ましい。また、第1ベルト層と第2ベルト層のタイヤ径方向外側に、さらにベルト層を配置してもよく、タイヤ周方向に対し実質的に平行に配列したコードのゴム引き層からなる周方向ベルト層を設けてもよい。かかるコードとしては、有機繊維からなるコードを好適に用いることができ、例えば、ポリエステル繊維、ナイロン繊維、アラミド繊維、ポリケトン繊維からなるコードを好適に用いることができる。
本発明においては、コアフィラメント11の径d1は0.16〜0.28mmであり、かつ、シースフィラメント12の径d2は0.12〜0.24mmであることが好ましい。フィラメント径が上記範囲を超えると、十分な軽量効果が得られない場合がある。一方、フィラメント径が上記範囲未満であると、ベルト強度不足の懸念がある。
図4は、本発明の空気入りラジアルタイヤの好適な実施の形態に係るベルト層の端部近傍を示す拡大部分断面図を示す。図示するように、本発明においては、第2ベルト層5b端部における第1ベルト層5aと第2ベルト層5bとのスチールコード6間のゴム層のゲージHEは、タイヤ中央部におけるゲージHCよりも大きいことが好ましい。好適にはHEはHCの1.3〜3.0倍、好ましくは1.8〜2.6倍である。ベルト端において厚ゲージのベルト間ゴム7を配置することで、ベルト耐久性をより向上させることができる。この値が1.3倍未満であると、かかる効果を十分に得ることができなく、一方、3.0倍を超えるとタイヤの軽量化が十分とはいえなくなる場合がある。
さらにまた、本発明においては、ベルトへのスチールコードの打込み数は28〜57本/50mmであることが好ましい。打込み数が、上記範囲未満の場合は、引張強度不足やベルト剛性低下の懸念があり好ましくなく。一方、打込み数が上記範囲より多いと、コード間隔を確保することが困難になり、有効にBESを抑制することが困難になり、ベルト耐久性の低下が懸念される。
本発明においては、ベルト強度を確保するために、引張り強さが2700N/mm2以上のスチールフィラメントを用いることが好ましい。高い抗張力を有するスチールフィラメントとしては、少なくとも0.72質量%、特には少なくとも0.82質量%の炭素を含有するものを、好適に用いることができる。なお、本発明においては、シースフィラメントの撚り方向、撚りピッチ等の条件については、特に制約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。
本発明の空気入りラジアルタイヤは、ベルトの構造が上記要件を満足するものであれば、それ以外の具体的なタイヤ構造については、特に制限されるものではない。また、本発明の空気入りラジアルタイヤは、乗用車用タイヤに好適に用いることができる。なお、タイヤに充填する気体としては、通常のあるいは酸素分圧を調整した空気の他、窒素、アルゴン、ヘリウム等の不活性ガスを用いることができる。
以下、本発明を、実施例を用いてより詳細に説明する。
<実施例1〜6および比較例1〜8>
下記表1〜4に示す構造のスチールコードをベルト補強材として、タイヤサイズ195/65R15のタイヤを作製した。ベルトは3枚のベルト層からなり、第1ベルト層と第2ベルト層に、下記表1〜4に示すスチールコードを適用した。スチールコードの打込み角度はタイヤ周方向に対して±26°とした。また、最外層ベルト層として、タイヤ周方向に対し実質的に平行に配列された有機繊維コードのゴム引き層からなる周方向ベルトを配置した。得られた各タイヤについて、下記の手順に従い、耐久性(BES性)、タイヤ重量の評価を行った。
<実施例1〜6および比較例1〜8>
下記表1〜4に示す構造のスチールコードをベルト補強材として、タイヤサイズ195/65R15のタイヤを作製した。ベルトは3枚のベルト層からなり、第1ベルト層と第2ベルト層に、下記表1〜4に示すスチールコードを適用した。スチールコードの打込み角度はタイヤ周方向に対して±26°とした。また、最外層ベルト層として、タイヤ周方向に対し実質的に平行に配列された有機繊維コードのゴム引き層からなる周方向ベルトを配置した。得られた各タイヤについて、下記の手順に従い、耐久性(BES性)、タイヤ重量の評価を行った。
<耐久性>
各供試タイヤについてJATMA規格に定める標準リムに装着後、230kPa内圧を充填し、荷重200%の条件にて悪路耐久試験を4万km走行する。その後、タイヤを解剖し、ベルト損傷数を確認した。実施例1〜3および比較例2〜4は比較例1を、実施例4および比較例6は比較例5を、実施例5〜6および比較例8は比較例7を基準として100として指数化し、90以下の場合を◎、90より大きく100以下の場合を○、100を超える場合を×(悪い)とした。結果を表1〜4に併記する。
各供試タイヤについてJATMA規格に定める標準リムに装着後、230kPa内圧を充填し、荷重200%の条件にて悪路耐久試験を4万km走行する。その後、タイヤを解剖し、ベルト損傷数を確認した。実施例1〜3および比較例2〜4は比較例1を、実施例4および比較例6は比較例5を、実施例5〜6および比較例8は比較例7を基準として100として指数化し、90以下の場合を◎、90より大きく100以下の場合を○、100を超える場合を×(悪い)とした。結果を表1〜4に併記する。
<タイヤ重量>
各タイヤ1本当たりの重量を測定した。実施例1〜3および比較例2〜4は比較例1を、実施例4および比較例6は比較例5を、実施例5〜6および比較例8は比較例7を基準としてタイヤ重量を比較した。タイヤ重量が100g以上減少している場合を○、100g未満の場合を×として評価した。結果を表1〜4に併記する。
各タイヤ1本当たりの重量を測定した。実施例1〜3および比較例2〜4は比較例1を、実施例4および比較例6は比較例5を、実施例5〜6および比較例8は比較例7を基準としてタイヤ重量を比較した。タイヤ重量が100g以上減少している場合を○、100g未満の場合を×として評価した。結果を表1〜4に併記する。
<総合評価>
耐久性、タイヤ重量減の評価において、◎と○の場合を◎、○のみ場合を○、×がある場合を×とした。
耐久性、タイヤ重量減の評価において、◎と○の場合を◎、○のみ場合を○、×がある場合を×とした。
表1〜4より本発明の空気入りラジアルタイヤは、耐久性を悪化させることなくタイヤを軽量化できることが確かめられた。
1 トレッド部
2 サイドウォール部
3 ビード部
4 カーカス
5a 第1ベルト層
5b 第2ベルト層
6 スチールコード
7 ベルト間ゴム
10 スチールコード
11 コアフィラメント
12 シースフィラメント
2 サイドウォール部
3 ビード部
4 カーカス
5a 第1ベルト層
5b 第2ベルト層
6 スチールコード
7 ベルト間ゴム
10 スチールコード
11 コアフィラメント
12 シースフィラメント
Claims (6)
- 左右一対のビードコア間にわたりトロイド状をなして跨る少なくとも1枚のカーカス層からなるカーカスと、該カーカスのクラウン領域のタイヤ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2枚のベルト層からなるベルトとを備える空気入りラジアルタイヤにおいて、
前記ベルトの1層目の第1ベルト層と2層目の第2ベルト層とがともに、2本のフィラメントを撚り合せることなく並列して配置したコアと、該コアの周囲に撚り合わされたN(2≦N≦4)本のシースフィラメントと、からなるスチールコードがベルト幅方向に並置してコーティングゴム中に埋設されてなり、
前記コアフィラメントの径をd1、前記シースフィラメントの径をd2としたとき、d1>d2であり、かつ、前記第1ベルト層の厚みをt1、前記第2ベルト層の厚みをt2としたとき、t1<t2であることを特徴とする空気入りラジアルタイヤ。 - 前記t1と前記t2との合計が2.50mm未満である請求項1記載の空気入りラジアルタイヤ。
- 前記第1ベルト層の厚みが0.70〜1.20mmであり、前記第2ベルト層の厚みが1.00〜1.50mmである請求項1または2記載の空気入りラジアルタイヤ。
- 前記d1が0.16〜0.28mmであり、かつ、前記d2が0.12〜0.24mm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。
- 前記シースフィラメントの本数が3本である請求項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。
- 前記第2ベルト層端部における第1ベルト層と第2ベルト層とのスチールコード間のゴム層のゲージがタイヤ中央部におけるゲージより大きい請求項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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JP (1) | JP2013199195A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2018192902A (ja) * | 2017-05-17 | 2018-12-06 | 住友ゴム工業株式会社 | 空気入りタイヤ |
US10487448B2 (en) | 2014-05-08 | 2019-11-26 | Nv Bekaert Sa | Steel cord with reduced residual torsions |
WO2022177030A1 (ja) * | 2021-02-22 | 2022-08-25 | 横浜ゴム株式会社 | タイヤ |
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2012
- 2012-03-23 JP JP2012068459A patent/JP2013199195A/ja active Pending
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JP2018192902A (ja) * | 2017-05-17 | 2018-12-06 | 住友ゴム工業株式会社 | 空気入りタイヤ |
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