JP2019098821A - 乗用車用空気入りラジアルタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】カーカス層の重量を増加させることなく、操縦安定性を向上させることができる、乗用車用空気入りラジアルタイヤを提供する。【解決手段】左右一対のビード部間に掛け渡されたカーカス層を有する空気入りタイヤであって、上記カーカス層は、スチールコードを配置したカーカスプライを備え、上記スチールコード１本当りの２％伸張時荷重（Ｎ）と、カーカスプライにおけるスチールコードの打ち込み本数（本／ｉｎｃｈ）と、カーカスプライの枚数との積（Ｎ／ｉｎｃｈ）が６０００以上７５００以下であるものとする。【選択図】図１

Description

本発明は、乗用車用空気入りラジアルタイヤに関するものである。

従来、乗用車用タイヤでは、その骨格をなすカーカスの補強材、つまりカーカスプライコードとして、ポリエステル、レーヨン、及びナイロン等からなる有機繊維コードが採用されている。

このようなタイヤの操縦安定性を向上させる手段として、カーカスプライの枚数を増加させることによりカーカスの剛性を高めることが知られている。しかしながら、カーカスプライの枚数を増加させるとタイヤ重量が増加するという問題があった。

この問題を改善するために、特許文献１〜４では、カーカス層に汎用のスチールコードを適用することが提案されている。しかしながら、カーカス層にスチールコードを単に適用するだけでは、操縦安定性の向上効果が得られないことがあり、カーカス層に有機繊維コードを用いた場合と比較し、カーカス層の重量が増加してしまうという問題があった。

特開２０１２−２１８６２７号公報 特開２０１０−９５０６１号公報 特開２００３−１３６９１０号公報 特開２００１−３２１８４号公報

本発明は、以上の点に鑑み、カーカス層の重量を増加させることなく、操縦安定性を向上させることができる、乗用車用空気入りラジアルタイヤを提供することを目的とする。

本発明に係る乗用車用空気入りラジアルタイヤは、左右一対のビード部間に掛け渡されたカーカス層を有する空気入りタイヤであって、上記カーカス層は、スチールコードを配置したカーカスプライを備え、上記スチールコード１本当りの２％伸張時荷重（Ｎ）と、カーカスプライにおけるスチールコードの打ち込み本数（本／ｉｎｃｈ）と、カーカスプライの枚数との積（Ｎ／ｉｎｃｈ）が６０００以上７５００以下であるものとする。

上記カーカス層は、カーカスプライ１枚からなるものとすることができる。

上記スチールフィラメントの径は、０．０７〜０．１５ｍｍであるものとすることができる。

本発明の乗用車用空気入りラジアルタイヤによれば、カーカス層の重量を増加させることなく、優れた操縦安定性が得られる。

本発明の一実施形態に係る空気入りタイヤの半断面図。 本発明の一実施形態に係る１×ｎ構造のスチールコードを示す、模式断面図。

以下、本発明の実施に関連する事項について詳細に説明する。

図１に示す実施形態の空気入りタイヤは、乗用車用空気入りラジアルタイヤであって、左右一対のビード部１及びサイドウォール部２と、左右のサイドウォール部２の径方向外方端部同士を連結するように両サイドウォール部間に設けられたトレッド部３とを備えて構成されており、一対のビード部間にまたがって延びるカーカス４が設けられている。

カーカス４は、トレッド部３からサイドウォール部２をへて、ビード部１に埋設された環状のビードコア５にて両端部が係止された少なくとも１枚のカーカスプライからなる。カーカスプライは、スチールコード２０（図２参照）からなるカーカスコードをコーティングゴムで被覆してなるものであり、スチールコード２０はタイヤ周方向に対して実質的に直角に配列してなる。

トレッド部３におけるカーカス４の外周側（即ち、タイヤ径方向外側）には、カーカス４とトレッドゴム部７との間に、ベルト６が配されている。ベルト６は、カーカス４のクラウン部の外周に重ねて設けられており、１枚又は複数枚のベルトプライ、通常は少なくとも２枚のベルトプライで構成することができ、本実施形態では、カーカス側の第１ベルトプライ６Ａと、トレッドゴム部側の第２ベルトプライ６Ｂとの２枚のベルトプライで構成されている。ベルトプライ６Ａ，６Ｂは、スチールコードをタイヤ周方向に対して所定の角度（例えば、１５〜３５度）で傾斜させ、かつタイヤ幅方向に所定の間隔にて配列させてなるものである。各ベルトプライは、スチールコードがコーティングゴムで被覆されてなる。スチールコードは、上記２枚のベルトプライ６Ａ，６Ｂ間で互いに交差するように配設されている。

ベルト６の外周側（即ち、タイヤ半径方向外側）には、ベルト６とトレッドゴム部７との間に、ベルト補強層８が設けられている。ベルト補強層８は、ベルト６をその全幅で覆うキャッププライであり、タイヤ周方向に実質的に平行に配列した有機繊維コードからなる。すなわち、ベルト補強層８は、有機繊維コードをタイヤ周方向に沿って配列してなり、ベルト６の幅方向全体を覆うように、有機繊維コードをタイヤ周方向に対して０〜５度の角度で螺旋状に巻回することにより形成することができる。

本実施形態に係るカーカス４は、スチールコード１本当たりの２％伸張時荷重（Ｎ）と、カーカスプライにおけるスチールコード２０の打ち込み本数（本／ｉｎｃｈ）と、カーカスプライの枚数の積（Ｎ／ｉｎｃｈ）が、６０００以上７５００以下であるものが好ましく、６２００以上７３００以下であるものがより好ましく、６４００以上７１００以下であることがさらに好ましい。６０００以上であることにより、カーカス４の剛性が高く、優れた操縦安定性が得られ易い。また、７５００以下であることにより、タイヤ加硫成型時におけるタイヤの拡張にカーカス４が追従することができ、またコード占有率が高くなりすぎず、セパレーションの発生を抑え易い。ここで、「スチールコード１本当たりの２％伸張時荷重（Ｎ）」は、ＪＩＳ Ｇ ３５１０に準拠して引張り試験を行った際の２％伸張時における荷重のことである。

スチールコード１本当りの２％伸張時荷重（Ｎ）は、特に限定されないが、１００Ｎ以下であることが好ましく、７０〜１００Ｎであることがより好ましく、８０〜９０Ｎであることがさらに好ましい。１００Ｎ以下であることにより、タイヤ加硫成型時におけるタイヤの拡張にカーカス４が追従し易い。

２％伸張時荷重（Ｎ）は、後述するスチールフィラメント１２の本数や、スチールフィラメント１２の径ｄ、スチールフィラメント１２の炭素含有量（質量％）などにより調整することができる。

本実施形態に係るカーカス４に用いるスチールコード２０の撚り構造は、図２に示すように、複数本のスチールフィラメント１２を撚り合わせた１×ｎ構造のスチールコードであることが好ましい。１×ｎ構造であることにより、曲げ・圧縮変形による表面歪が増大しにくく、優れた耐久性が得られ易い。スチールフィラメント１２の本数（ｎ）は、特に限定されないが、３〜６本であることが好ましく、３〜５本であることがより好ましく、３又は４本であることがさらに好ましい。３本以上であることにより、曲げや圧縮に対して局所的な応力集中が起こりにくくなり、優れた耐久性が得られ易く、またカーカス４の剛性が高まり、優れた操縦安定性が得られ易い。また、６本以下であることにより、タイヤ重量の増加を抑え易く、また、コードの撚り構造が崩れにくく、コードの長手方向での不均一が生じにくいため、応力集中が起こりにくく、優れた耐久性が得られ易い。

スチールフィラメント１２の径ｄは、０．０７〜０．１５ｍｍであることが好ましく、より好ましくは、０．０９〜０．１２ｍｍである。スチールフィラメント１２の径ｄが０．０７ｍｍ以上である場合、タイヤ装着時の操縦安定性を維持しつつ、スチールコード２０の剛性を低くし、乗り心地を向上させ易い。径ｄが０．１５ｍｍ以下である場合、フィラメントが金属疲労しにくく、カーカスプライの耐疲労性を維持でき、タイヤの耐久性を維持し易い。

スチールフィラメント１２の炭素含有量（質量％）は、特に限定されないが、０．８０質量％以上であることが好ましく、０．９０質量％以上であることがより好ましい。

スチールコード２０のコード径は、特に限定されないが、０．１０〜０．３０ｍｍであることが好ましく、０．１５〜０．２５ｍｍであることがより好ましい。０．１０ｍｍ以上であることにより、カーカス４の剛性を高めやすく、０．３０ｍｍ以下であることにより、タイヤ重量の増加を抑え易い。

撚りピッチは、特に限定されないが、５．５〜７．０ｍｍであることが好ましく、５．６〜６．８ｍｍであることがより好ましい。

カーカスプライにおけるスチールコード２０の打ち込み本数（本／ｉｎｃｈ）は、特に限定されないが、６５〜９０本／ｉｎｃｈであることが好ましく、７０〜８５本／ｉｎｃｈであることがより好ましい。

カーカスプライの枚数は、特に限定されないが、タイヤ重量を低減させる観点から、１枚であることが好ましい。

上記実施形態においては、スチールコード２０の撚り構造を、１×ｎ構造であるものについて説明したが、これに限定されず、複数本の主フィラメントを撚り合わせることなく１列に引き揃えて配置した主フィラメント束を、１本のラッピングフィラメントでラッピングしてなるｎ＋１構造のスチールコードであってもよい。

以下、本発明の実施例を示すが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。

下記表１に示す構造を持つスチールコードを作製した。従来例のカーカス層は、有機繊維コードとして１１００ｄｔｅｘ／２のＰＥＴコードを用いて、カーカスプライを２枚とした。それ以外のスチールコードは、全て、同一径の複数本のスチールフィラメントを撚り合わせてなる１×ｎ構造のスチールコードである。なお、表１中の「１×４×０．０９」の４は、フィラメントの本数が４本であることを示し、０．０９は、フィラメント径が０．０９ｍｍであることを示す。

表１に示す構造を有する各コードにつき、ＪＩＳ Ｇ ３５１０に準拠して引張り試験を行い、２％伸張時荷重（Ｎ）を測定した。

また、各コードのコード径については、ＪＩＳ Ｇ ３５１０に準拠し、所定の厚み計により直径を計測した。

また、得られたコードをカーカス層用のコードとして用いて、タイヤサイズが２０５／５５ＺＲ１６ ９４Ｗのラジアルタイヤを、常法に従い加硫成形した。各タイヤについて、カーカス層以外の構成は、全て共通の構成とした。ベルトプライにおけるスチールコードは、２＋２×０．２５構造とし、打ち込み本数を２１．２本／ｉｎｃｈとした。ベルトプライ（６Ａ）／（６Ｂ）におけるスチールコードの角度は、タイヤ周方向に対して＋２７°／−２７°とした。ベルト補強層には、６６ナイロンのコード１４００ｄｔｅｘ／２、打ち込み本数３０本／２５ｍｍで、キャッププライ１枚、エッジプライ１枚とした。

得られた各空気入りタイヤにつき、カーカス層の重量、タイヤ拡張性、及び、操縦安定性を評価した。各評価項目の評価方法を、以下に示す。

・カーカス層の重量：タイヤ１本当りに用いたカーカスプライの総重量であり、従来例のカーカスプライの総重量を１００として指数表示した。数字が小さいほど軽い。

・タイヤ拡張性：上記により得られた空気入りタイヤの加硫成型後に、カーカスに波打ちなどの不具合がないものを拡張性に優れるとして「○」とし、不具合のあるものを拡張時にカーカスを均一に拡張できなかったものとして「×」と評価した。

・操縦安定性：内圧２００ｋＰａで標準リムに組み込んだ試験タイヤを排気量２５００ｃｃの試験車両に装着し、訓練された３名のテストドライバーが、テストコースを走行し、官能評価した。採点は１０段階評価で、従来例のタイヤを６点とした相対比較にて行い、３人の平均点を従来例のタイヤを１００とした指数で表示した。数字が大きいほど操縦安定性が良好である。

結果は、表１に示す通りであり、従来例と比較し、実施例１〜３はいずれもカーカス層の重量を低減することができ、かつ優れたタイヤ拡張性及び操縦安定性が得られることがわかった。

比較例１は、スチールコード１本当りの２％伸張時荷重（Ｎ）と、カーカスプライにおけるスチールコードの打ち込み本数（本／ｉｎｃｈ）と、カーカスプライの枚数との積（Ｎ／ｉｎｃｈ）が７５００を超えており、カーカスの剛性が高すぎて、タイヤを加硫成形する際の拡張にカーカス層が追従することができず、カーカスに波打ちなどの不具合が見られた。また、走行可能なタイヤではなく、操縦安定性の評価をすることができなかった。

また、比較例２は、スチールコード１本当りの２％伸張時荷重（Ｎ）と、カーカスプライにおけるスチールコードの打ち込み本数（本／ｉｎｃｈ）と、カーカスプライの枚数との積（Ｎ／ｉｎｃｈ）が６０００未満であり、カーカスの剛性が低く、操縦安定性が劣っていた。

Ｔ……タイヤ
１……ビード部
２……サイドウォール部
３……トレッド部
４……カーカス
５……ビードコア
６……ベルト
６Ａ…第１ベルトプライ
６Ｂ…第２ベルトプライ
７……トレッドゴム部
８……ベルト補強層
１２…スチールフィラメント
２０…スチールコード
ｄ……スチールフィラメントの径

Claims (3)

1. 左右一対のビード部間に掛け渡されたカーカス層を有する空気入りタイヤであって、
   前記カーカス層は、スチールコードを配置したカーカスプライを備え、
   前記スチールコード１本当りの２％伸張時荷重（Ｎ）と、カーカスプライにおけるスチールコードの打ち込み本数（本／ｉｎｃｈ）と、カーカスプライの枚数との積（Ｎ／ｉｎｃｈ）が６０００以上７５００以下であることを特徴とする、乗用車用空気入りラジアルタイヤ。
2. 前記カーカス層が、カーカスプライ１枚からなることを特徴とする、請求項１に記載の乗用車用空気入りラジアルタイヤ。
3. 前記スチールフィラメントの径が、０．０７〜０．１５ｍｍであることを特徴とする、請求項１又は２に記載の乗用車用空気入りラジアルタイヤ。
   
   

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