JP4283463B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、タイヤの高速耐久性を高めるとともに、ロードノイズを低減した空気入りタイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ラジアル構造の空気入りタイヤでは、ベルト層の半径方向外側に、バンドコードを螺旋巻きしてなるバンド層を設けた構造のものが広く知られている。このバンド層は、ベルト層に対する拘束力を高めて高速耐久性能を向上させる他、トレッド剛性の増加によって操縦安定性を向上でき、さらには、このトレッド剛性の増加により振動伝達特性が変化し、振動伝達率のピークがより高周波数側に移行するなど車両の振動伝達率のピークとの間にズレを生じせしめロードノイズを低減させる等の利点を具えている。
【０００３】
そして、近年、車両の高性能化や静粛性の向上に伴い、タイヤの高速耐久性やロードノイズ性能のいっそうの改善が望まれており、そのために、バンドコードとして、従来の有機繊維コードに代えて、弾性率が高いスチール等の金属コードを採用することが提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、金属コードをバンドコードとして用いた場合には、生タイヤを加硫金型内で加硫するに際して、内圧によるタイヤの伸張や膨張が不十分、即ちストレッチ不足となり、金型内面への押付け力が減じてタイヤの均一性が損なわれ、ユニフォミティーを減じたり、さらには加硫成形自体ができなくなる等の問題が発生する。
【０００５】
そこで本発明は、低弾性域と高弾性域とを有する所定の伸び特性を有する
金属コードをバンドコードとして用いるとを基本として、ユニフォミティーの低下を招くことなく、高速耐久性とロードノイズ性能とを向上した空気入り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、本願請求項１の発明は、ベルト層の外側に、バンドコードをタイヤ周方向に対して５度以下の角度で配列した少なくとも１枚のバンドプライからなるバンド層を有する空気入りタイヤであって、
前記バンドコードは、複数本の金属フィラメントを撚り合わせた金属コードからなり、
かつこの金属コードの荷重−伸び曲線は、原点Ｐ０からのびる弾性率ＥＬが１０００ｋｇｆ／ｍｍ² 未満の低弾性域と、この低弾性域に変曲点Ｐ１を介して連なってのびる弾性率ＥＨが１０００ｋｇｆ／ｍｍ² 以上の高弾性域とからなり、しかも前記変曲点Ｐ１は伸び１〜５％の範囲にあることを特徴としている。
【０００７】
又請求項１の発明では、前記金属コードは、低弾性域における平均弾性率ＥＬｎが５００〜７５０ｋｇｆ／ｍｍ² 、かつ高弾性域における平均弾性率ＥＨｎが１２００〜３０００ｋｇｆ／ｍｍ² であることを特徴としている。
【０００８】
さらに請求項１の発明では、前記金属コードをなす金属フィラメントの３０％以上の本数の金属フィラメントは、撚合わされる前の状態で、２次元の波状に型付けされたことを特徴としている。
【０００９】
又請求項２の発明では、前記金属コードは、２〜１４本の金属フィラメントからなり、かつこの金属フィラメントの直径Ｄを０．１０〜０．２５ｍｍとしたことを特徴としている。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の一形態を、図示例とともに説明する。
図１は、本発明の空気入りタイヤが乗用車用タイヤとして形成された場合の子午断面を示している。
【００１１】
図１において、空気入りタイヤ１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に至るカーカス６と、トレッド部２の内方かつ前記カーカス６の外側に配されるベルト層７と、このベルト層７のさらに外側に配されるバンド層９とを具える。
【００１２】
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７０〜９０゜の角度で配列した１枚以上、本例では、１枚のカーカスプライ６Ａから形成される。このカーカスプライ６Ａは、前記ビードコア５、５間を跨るプライ本体部６ａの両側に、ビードコア５の周りで折り返される折返し部６ｂを具え、該プライ本体部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ビードエーペックスゴム８が配される。
【００１３】
なおカーカスコードとしては、乗用車用タイヤの場合、ナイロン、ポリエステル、レーヨン、芳香族ポリアミド等の有機繊維コードが好適に採用されるが、タイヤサイズやカテゴリー等に応じてスチールコードも採用しうる。
【００１４】
また前記ベルト層７は、高弾性のベルトコードをタイヤ周方向に対して１０゜〜３５゜の角度で傾斜配列した２枚以上、本例では２枚のベルトプライ７Ａ、７Ｂから形成される。各ベルトプライ７Ａ、７Ｂは、ベルトコードがプライ間相互で交差するように向きを違えて配され、これによるコードのトライアングル構造によってベルト剛性を高め、トレッド部２の略全巾をタガ効果を有して補強する。ベルトコードとしては、スチールコード或いは、スチールに近い強度を有する例えば芳香族ポリアミド繊維、芳香族ポリエステル繊維等の高弾性繊維コードが好適に使用される。
【００１５】
次に、前記バンド層９は、バンドコード１０をタイヤ周方向に対して５度以下の角度で配列した少なくとも１枚、本例では１枚のバンドプライ９Ａから形成される。このバンドプライ９Ａは、バンドコード１０を互いに平行に引き揃えた巾広のプライ材料を、周方向に一周させてその両端を重ね合わせた所謂ジョイントバンドとして形成することができる。しかし本例では、タイヤの均一性の観点から、小巾の帯状プライ材料１１（図２に示す）を螺旋状に巻回してなる所謂ジョイントレスバンドとして形成したものを例示している。
【００１６】
ここで前記バンドコード１０は、図３に示すように、複数本の金属フィラメント１３を撚り合わせてなる金属コードからなり、好ましくは２〜１４本の金属フィラメント１３を用い、かつフィラメント径（直径）Ｄを０．１０〜０．２５ｍｍとするのが好ましい。これは、同じ断面積のコードをうる場合、フィラメント数が多いほど剛性が低く乗り心地性が改善されるからである。但し１４本を越えると逆の効果を生じるため２〜１４本が適切である。なお直径Ｄを０．１０〜０．２５ｍｍとするのも同様の理由である。
【００１７】
又前記金属フィラメント１３は、図４に示す如く、撚合わされる前の状態で、山部Ｊ１と谷部Ｊ２とを繰り返す２次元の波状に型付けされた型付けフィラメント１３Ａを少なくとも含んでいる。本例では、非型付けフィラメント１３Ｂと混用したものを例示しているが、前記型付けフィラメント１３Ａのみでバンドコード１０を形成することもできる。このような、２次元の型付けは、例えばスパイラル状などの３次元の型付けに比して、加工が容易であり、寸法精度が高くかつ安定性に優れるとともに、その取り扱いが簡便であるという利点を有する。
【００１８】
この２次元の型付けとしては、型付けピッチＴを０．５〜１０．０ｍｍ、型付け高さＨを０．１〜１．０ｍｍとしたジグザグ状、及びサイン曲線状のものが好適に採用できる。また型付けフィラメント１３Ａは、バンドコード１０をなす金属フィラメント１３のうちの３０％以上の本数を占めることが好ましい。
【００１９】
このようなバンドコード１０は、前記型付けフィラメント１３を用いることにより、その型付けがなくなるまでの初期の伸びと、それ以後の伸びとで特性が大きく変化する。即ちバンドコード１０を引っ張った際、荷重が小さい時には伸びが比較的大きく、荷重が大きくなるにつれて荷重の増加に対する伸びの増加が小さくなる。
【００２０】
そして、本実施形態ではこの特性を利用し、図５に示すように、バンドコード１０の「荷重−伸び曲線」に、原点Ｐ０からのびる弾性率ＥＬが１０００ｋｇｆ／ｍｍ² 未満の低弾性域ＹＬと、この低弾性域ＹＬに変曲点Ｐ１を介して連なりってのびる弾性率ＥＨが１０００ｋｇｆ／ｍｍ² 以上の高弾性域ＹＨを設けている。さらに本実施形態では、前記変曲点Ｐ１を、加硫金型内でのタイヤのストレッチに必要な１．０％の伸びよりも大きい、伸び１〜５％の範囲に形成している。
【００２１】
ここで、弾性率Ｅは、荷重−伸び曲線Ｙに接する接線Ｋの傾きに相当し、弾性率が１０００ｋｇｆ／ｍｍ² である荷重−伸び曲線Ｙ上の点を変曲点Ｐ１と定義している。そして、この変曲点Ｐ１と原点Ｐ０との間である弾性率が１０００ｋｇｆ／ｍｍ² 未満の曲線部分を低弾性域ＹＬと呼び、又変曲点Ｐ１から破断点に至る弾性率が１０００ｋｇｆ／ｍｍ² 以上の曲線部分を高弾性域ＹＨと呼んでいる。なお本例では、前記低弾性域ＹＬにおいて前記荷重−伸び曲線Ｙが略直線（即ち弾性率が略一定）となる直線領域ＹＬ１を６０％以上含んだ好ましい場合を例示している。
【００２２】
このように、バンドコード１０は、伸びの初期において低弾性を呈するため、生タイヤを加硫金型内で加硫するに際のストレッチを充分確保することができ、タイヤ変形を回避し、優れたユニフォミティーのタイヤを生産しうる。他方、仕上がりタイヤに対しては、高弾性域ＹＨが呈する高弾性により、ベルト層７に対する拘束力を、従来的な有機繊維コードに比して大巾に高めることができ、高速耐久性やロードノイズ性能等を向上させることができる。
【００２３】
そのために、前記低弾性域ＹＬにおける平均弾性率ＥＬｎを５００〜７５０ｋｇｆ／ｍｍ² の範囲、かつ高弾性域ＹＨにおける平均弾性率ＥＨｎを１２００〜３０００ｋｇｆ／ｍｍ² の範囲とするのが好ましい。この範囲を外れると、ストレッチの確保や高速耐久性等の向上効果が減じる傾向となり、特に平均弾性率ＥＨｎが３０００ｋｇｆ／ｍｍ² を越えると、乗り心地性を損ねる傾向となる。
【００２４】
なお低弾性域ＹＬの前記平均弾性率ＥＬｎとは、前記変曲点Ｐ１と原点Ｐ０とを結ぶ直線の傾きに相当するもので、又高弾性域ＹＨの平均弾性率ＥＨｎとは、変曲点Ｐ１と破断点とを結ぶ直線の傾きに相当する。
【００２５】
又、このような特性の荷重−伸び曲線Ｙを得るために、前述の如く、型付けフィラメント１３Ａの型付けピッチＴを０．５〜１０．０ｍｍ、型付け高さＨを０．１〜１．０ｍｍとし、かつ金属フィラメント１３の３０％以上を前記型付けフィラメント１３Ａで構成するのが好ましいのである。
【００２６】
又本例では、各金属フィラメント１３を捻りながら互いに撚り合わすことにより前記バンドコード１０を形成している。このように捻りを加えることによって、型付けフィラメント１３Ａの２次元の波が３次元化する。従って、金属フィラメント１３間には隙間が安定して確保され、前記伸び特性を発揮しつつコード内へのゴム侵入度（ゴム浸透性）を高めうる。なお前記隙間の確保により、フレッティング（フィラメント間に相対的な繰返し微少滑りが生じて摩耗する現象）が抑制されるため、耐疲労性も改善できる。
【００２７】
なお、バンドコード１０としては、金属フィラメント１３を、フィラメント数が２〜５本の複数の束に区分し、各束に捻りを加えながら互いに撚り合わすことによりバンドコード１０を形成することもできる。
【００２８】
以上、本発明の特に好ましい実施形態について詳述したが、本発明は図示の実施形態に限定されることなく、種々の態様に変形して実施しうる。
【００２９】
【実施例】
タイヤサイズが１９５／６５Ｒ１５でありかつ図１に示す構造をなすタイヤを表１の仕様に基づき試作するとともに、試供タイヤの高速耐久性、及びロードノイズ性能をテストし、その結果を表１に示す。なおカーカス及びベルト層の仕様は以下の通りであり、各タイヤとも共通している。
【００３０】
カーカス：
・プライ数（１枚）
・コード角度（９０°）
・コード構成（ポリエチレンテレフタレート繊維、１６７０dtex／２）
ベルト層
・プライ数（２枚）
・コード角度（＋２０°、−２０°）
・コード構成（スチール、１×１×０．４２）
【００３１】
（１）高速耐久性；
ドラム試験機を用い、周辺温度２５±５℃に調整し、内圧（ＪＩＳに規定された内圧の８０％）、荷重（ＪＩＳの最大荷重の１５０％）のもとで、走行速度を１７０ｋｍ／ｈから１０分毎に１０ｋｍ／ｈづつ段階的に上昇させ、故障が発生するまでの走行距離を、比較例１を１００とする指数で表示した。指数が大きいほど高速耐久性に優れている。
【００３２】
（２）ロードノイズ性能；
試作タイヤを、内圧（ＪＩＳに規定された内圧）の基で、自動車の全輪に取付け、スムース路面を速度８０ｋｍ／ｈにて走行させ、運転席左耳許にてオーバーオールの騒音レベルｄＢ（Ａ）を測定し、指数で表示した。指数が大きいほどロードノイズが低い。
【００３３】
【表１】

【００３４】
【発明の効果】
叙上の如く本発明の空気入りタイヤは、低弾性域と高弾性域とを有する所定の伸び特性の金属コードをバンドコードとして用いているため、加硫ストレッチを充分に確保でき、ユニフォミティーの低下を招くことなく、高速耐久性、及びロードノイズ性能を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示すタイヤの断面図である。
【図２】帯状プライ材料の一例を示す斜視図である。
【図３】バンドコードの一例を示す断面図である。
【図４】型付けフィラメントの一例を示す側面図である。
【図５】バンドコードの「荷重−伸び曲線」の一例を示す線図である。
【符号の説明】
７ ベルト層
９ バンド層
９Ａ バンドプライ
１０ バンドコード
１３ 金属フィラメント
Ｙ 荷重−伸び曲線
ＹＬ 低弾性域
ＹＨ 高弾性域

Claims (2)

1. ベルト層の外側に、バンドコードをタイヤ周方向に対して５度以下の角度で配列した少なくとも１枚のバンドプライからなるバンド層を有する空気入りタイヤであって、
   前記バンドコードは、複数本の金属フィラメントを撚り合わせた金属コードからなり、
   かつこの金属コードの荷重−伸び曲線は、原点Ｐ０からのびる弾性率ＥＬが１０００ｋｇｆ／ｍｍ^２未満の低弾性域と、この低弾性域に変曲点Ｐ１を介して連なってのびる弾性率ＥＨが１０００ｋｇｆ／ｍｍ^２以上の高弾性域とからなり、しかも前記変曲点Ｐ１は伸び１〜５％の範囲にするとともに、
   前記金属コードは、低弾性域における平均弾性率ＥＬｎが５００〜７５０ｋｇｆ／ｍｍ^２、かつ高弾性域における平均弾性率ＥＨｎが１２００〜３０００ｋｇｆ／ｍｍ^２ 、
   しかも前記金属コードをなす前記金属フィラメントの３０％以上の本数の金属フィラメントは、撚合わされる前の状態で、２次元の波状に型付けされたことを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記金属コードは、２〜１４本の金属フィラメントからなり、かつこの金属フィラメントの直径Ｄを０．１０〜０．２５ｍｍとしたことを特徴とする請求項１記載の空気入りタイヤ。

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