JP4153127B2 - Pneumatic tire - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ベルト層に、所定の偏平断面形状かつ波付け仕様を有するモノフィラメントコードを用いることにより、操縦安定性、乗り心地性、及び耐久性をバランスよく高めながら軽量化を達成した空気入りタイヤに関する。
【0002】
【従来の技術】
空気入り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、スチール量を同じとしたとき、前記マルチフィラメントコードに比して、コード径が小でありトッピングゴム量を削減しうるとともに製造時の撚合わせ行程が不要となるなど、コストダウンや軽量化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、長手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耐久性に問題がある。しかも曲げ剛性が高く、エンベロープ効果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、ベルトコードとして、所定の偏平断面形状かつ波付け仕様を有するモノフィラメントコードを用いることを基本として、軽量化を達成しながら、操縦安定性、乗り心地性、及び耐久性をバランスよく向上しうる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、本願の請求項1の本発明は、トレッド部からサイドウォール部をへてビード部のビードコアに至るカーカスと、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具えた空気入りタイヤであって、
前記ベルト層は、金属製のベルトコードをタイヤ周方向に対して15〜30度の角度で配列した2枚のベルトプライからなりかつベルトコードをベルトプライ間で交差させるとともに、
前記ベルトコードは、コード高さHをコード巾Wの0.65〜0.95倍とすることにより長軸を有する横長偏平断面をなして長さ方向にのび、かつ前記横長偏平断面の断面積Sが0.09〜0.20mm2 の1本のモノフィラメントからなり、
しかもこのモノフィラメントは、前記長軸をベルト層の巾方向に保ちつつ短軸の方向にのみ凹凸する屈曲を繰り返す波付けが施される一方、前記波付けのピッチは5.0mm以上かつ波付けの振幅を前記ピッチの0.002〜0.02とし、しかも長軸をベルト層の巾方向に向けて配したことを特徴としている。
【0007】
また請求項2の発明では、前記モノフィラメントの波付けの前記ピッチは10.0〜50mmとしたことを特徴としている。
【0008】
【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、本発明の空気入りタイヤ1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おり、空気入りタイヤ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オール部3と、各サイドウオール部3の内方端に位置するビード部4とを具えている。又空気入りタイヤ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。
【0009】
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、ビードコア5の周りで折り返される折返し部6Bとを有し、またこの本体部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ビードエーペックスゴム8が配される。
【0010】
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。
【0011】
次に、前記ベルト層7は、金属製のベルトコード10をタイヤ赤道に対して15〜30度の角度で配列した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10がプライ間で互いに交差する向きに重置している。
【0012】
そして、前記ベルトコード10は、図2〜4に略示するように、1本のモノフィラメント10Aから形成される。このモノフィラメント10Aは、コード高さHをコード巾Wの0.65〜0.95倍とした横長偏平断面をなし、その長軸をベルト層7の巾方向に向けて配置している。また前記モノフィラメント10Aは、前記図2〜4に明らかなように、長軸廻りで凹凸の屈曲を交互に繰り返す。すなわち短軸方向(ベルト層の厚さ方向)に波付けが施される。換言すると、モノフィラメント10Aからなる前記ベルトコードは、図2〜4に示しかつ前記のように、ベルト層7の巾方向に長軸を有する横長偏平断面をなして長さ方向にのびており、このモノフィラメント10Aは、短軸方向にのみ凹凸する屈曲を繰り返す波付けが施される。この波付けのピッチP1を5.0mm以上、かつ波付けの振幅h1を前記ピッチP1の0.002〜0.02としている。
【0013】
このように、モノフィラメント10Aを横長偏平の断面形状とし、しかもその長軸をベルト層7の巾方向に向けて配置している。従って、タイヤ軸方向に対しては、実質的にベルトコード10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の面内剛性が大巾に高まり、コーナリングパワーを増加させるなど操縦安定性を大巾に向上できる。しかも、タイヤ半径方向に対しては、偏平化によって曲がりやすくしなやかとなるなど、ベルト層7の半径方向内外への曲げ剛性(面外剛性)が低く抑えられ、乗り心地性が改善される。このように、従来、背反した操縦安定性と乗り心地性とをバランスよく改善することが可能となる。
【0014】
そのために、前述のごとく、前記コード高さHとコード巾Wとの比である偏平率H/Wを0.65〜0.95とする必要があり、0.95を越えると操縦安定性と乗り心地性との前記改善効果が発揮されなくなる。逆に0.65未満の時、偏平化しすぎて加工時に強度低下を招きやすくなる。
【0015】
ここで、ベルト層7としての必要な剛性や強度を確保するためには、前記モノフィラメント10Aは、その断面積Sを0.09〜0.20mm2 とすることが不可欠である。この断面積Sの範囲は、マルチフィラメントコードにおけるフィラメント1本当たりの通常の断面積が0.05mm2 程度であるのに対して極めて大ではあるが、マルチフィラメントコードの通常の断面積(各フィラメントの断面積の総和)が0.25mm2 程度であるのに対して、その80%以下程度とコンパクトに形成される。なお0.09mm2 未満の時、コード打ち込み数を増加させたとしても剛性や強度が不足するなど十分なコーナリングパワーが確保できず、操縦安定性が改善できない。また0.20mm2 を越えると、剛性が過大となるため乗り心地性が著しく悪化し、しかも1本あたりのコードが太くなりすぎ、残留応力が上昇するなど耐久性の急激な悪化を招く。なお本例では、前記断面積Sとコード打ち込み数N(本/5cm)との積S×Nを4.0〜6.5(mm2 ・本/5cm)とし、スチール量を減じている。
【0016】
また、前記波付けが、モノフィラメント10Aの短軸方向に施されるため、例えば螺旋状の型付けと異なり伸縮時にコードのねじれがなく、従って、ピッチP1を大(ピッチ数が小)かつ振幅h1を小とした最小限の波付け加工によって十分な伸び特性を付与することが可能となり、柔軟性を高めて破断伸度を高めることができる。
【0017】
しかも波付け加工を最小限に止めることによって、この波付けに起因してタイヤやコードに与える損傷等を極力抑えることが可能となる。すなわち、タイヤ走行時のコードの変形が波付けによって大きくなり、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間相互においてベルトコード10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等の問題を回避することが可能となり、総合的にタイヤの耐久性を向上することができるのである。
【0018】
なお前記波付けピッチP1が5mm未満では、タイヤ走行時のコードの変形が大きくなりコードの耐久性が悪化する。また波付けの振幅h1が0.02×P1を越えると、モノフィラメント10Aが太いため強度や疲労性が低下する。なお振幅h1が0.002×P1未満の時、及びピッチP1が50mmを越えたとき、コードの伸び特性が不十分となる。従って、前記ピッチP1は10.0〜50mmとすることが好ましく、また振幅h1は、(0.002〜0.02)×P1の範囲が好ましい。
【0019】
なお、ベルトプライ7aで用いるベルトコード10と、ベルトプライ7bで用いるベルトコード10とは、コードの仕様、例えば材質、断面形状、サイズ、波付けピッチP1、波付けの振幅h1等を違えることができるが、同一仕様とすることが好ましい。また一つのプライ内においては、各ベルトコード10の波付けピッチの位相を違えることができ、このとき隣り合うベルトコード10間の位相差を一定としてプライの均一化を図ることが好ましい。
【0020】
なおベルト層7の外側には、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。
【0021】
【実施例】
図1の構造をなすタイヤサイズ175/70R13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、乗り心地性をテストし、その結果を表1、2に示している。
【0022】
(1)タイヤ重量
タイヤ1本当たりの重量を測定し、比較例1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。
【0023】
(2)耐久性
試供タイヤをリム(5J×13)、内圧(200kPa)にて乗用車(2000cc)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その数を比較例1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。
【0024】
(3)操縦安定性
前記乗用車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。数値が大きいほど、操縦安定性に優れている。
【0025】
(4)乗り心地
前記乗用車を用いて、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。数値が大きいほど、乗り心地性に優れている。
【0026】
【表1】
【表2】
【0028】
表に示すごとく、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。
【0029】
【発明の効果】
叙上の如く本発明は、ベルトコードとして、所定の偏平断面形状かつ波付け仕様を有するモノフィラメントコードを用い手いるため、軽量化を達成しながら、操縦安定性、乗り心地性、及び耐久性をバランスよく向上できる。
【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】ベルトコードを示す斜視図である。
【図3】ベルトコードを示す断面図である。
【図4】ベルトプライを示す断面図である。
【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 ベルトコード
10A モノフィラメント[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention uses a monofilament cord having a predetermined flat cross-sectional shape and corrugated specifications for a belt layer, thereby achieving a lightweight tire while improving steering stability, ride comfort, and durability in a well-balanced manner. About.
[0002]
[Prior art]
As a belt cord for a pneumatic tire, a so-called multifilament cord in which a plurality of thin steel filaments are twisted together has been widely used.
[0003]
On the other hand, in recent years, it has been proposed to form a belt cord with a single monofilament of steel. This monofilament cord has the same amount of steel as the multifilament cord, but the cord diameter is smaller and the amount of topping rubber can be reduced. And there is a big merit in weight reduction.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, since the monofilament cord has little elongation in the longitudinal direction and poor flexibility, the cord is likely to be broken and has a problem in durability. In addition, the bending rigidity is high, and the ride effect is lowered, for example, the envelope effect is impaired. On the other hand, the lateral rigidity with respect to the tire axial direction is inferior, and the steering stability tends to be impaired, for example, the cornering force is insufficient. Therefore, it has been extremely difficult to put a tire using a monofilament cord as a belt cord into practical use.
[0005]
Therefore, the present invention is based on the use of a monofilament cord having a predetermined flat cross-sectional shape and corrugated specifications as a belt cord, while achieving a reduction in weight while maintaining a good balance of handling stability, ride comfort, and durability. It aims to provide a pneumatic tire that can be improved.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention of
The belt layer is composed of two belt plies in which metal belt cords are arranged at an angle of 15 to 30 degrees with respect to the tire circumferential direction, and the belt cords intersect between the belt plies,
The belt cord, cord extends horizontally flat cross section forms a longitudinal having a length axis Ri by the be 0.65-0.95 times the height H of the cord width W, and the horizontal flat cross section It consists of one monofilament with a cross-sectional area S of 0.09-0.20 mm 2
In addition, the monofilament is subjected to undulation that repeatedly bends only in the direction of the short axis while keeping the major axis in the width direction of the belt layer, while the corrugation pitch is 5.0 mm or more and corrugated. The amplitude is 0.002 to 0.02 of the pitch, and the long axis is arranged in the width direction of the belt layer.
[0007]
The invention according to
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 illustrates a cross-sectional view when the
[0009]
The
[0010]
The
[0011]
Next, the
[0012]
The
[0013]
As described above, the
[0014]
Therefore, as described above, the flatness ratio H / W, which is the ratio of the cord height H to the cord width W, must be 0.65 to 0.95, and if it exceeds 0.95, steering stability and The improvement effect with ride comfort is not exhibited. On the other hand, when it is less than 0.65, it becomes too flat and tends to cause a decrease in strength during processing.
[0015]
Here, in order to ensure the necessary rigidity and strength as the
[0016]
In addition, since the corrugation is performed in the short axis direction of the
[0017]
In addition, by minimizing the corrugation, it is possible to minimize damage to the tires and cords due to the corrugation. In other words, the deformation of the cord during running of the tire increases due to the undulation, the durability of the cord deteriorates, the damage to the filament during processing increases, the strength and fatigue of the cord itself decreases, and further It is possible to avoid problems such as rubber separation and rubbing between the cords by causing remarkable proximity between the
[0018]
If the corrugation pitch P1 is less than 5 mm, the deformation of the cord during running of the tire increases and the durability of the cord deteriorates. On the other hand, when the amplitude h1 of the corrugation exceeds 0.02 × P1, the
[0019]
The
[0020]
A band layer (not shown) that prevents the lifting and enhances the high-speed durability can be disposed outside the
[0021]
【Example】
A tire of the tire size 175 / 70R13 having the structure shown in FIG. 1 was prototyped according to the specifications shown in Tables 1 and 2, and the tire weight, durability, steering stability, and riding comfort of each sample tire were tested. Tables 1 and 2 show.
[0022]
(1) Tire Weight The weight per tire is measured, and is indicated by an index with Comparative Example 1 being 100. The smaller the index, the lighter.
[0023]
(2) Durability test tires are mounted on all wheels of a passenger car (2000cc) with a rim (5J × 13) and internal pressure (200kPa), and an 8-shaped course consisting of two circles with a diameter of 14m is repeated 500 times. After the figure 8 was turned, the tire was disassembled, the belt cord cut portions were counted, and the number was displayed as an index with Comparative Example 1 being 100. A smaller index is better with fewer cut points.
[0024]
(3) Steering stability The passenger car was run on a dry asphalt road of a tire test course, and characteristics relating to steering response, rigidity, grip, etc. were evaluated by a ten-point method based on driver's sensory evaluation. The larger the value, the better the steering stability.
[0025]
(4) Riding comfort Using the passenger car, the driver's sensory evaluation regarding ruggedness, push-up, and dumping on dry asphalt road steps, Berjaso road (cobblestone road surface), Bitzmann road (road surface covered with pebbles), etc. The evaluation was performed by a 10-point method. The larger the value, the better the ride comfort.
[0026]
[Table 1]
[0027]
[Table 2]
[0028]
As shown in the table, it can be confirmed that the tires of the examples can improve steering stability, ride comfort, and durability while achieving weight reduction.
[0029]
【The invention's effect】
As described above, since the present invention uses a monofilament cord having a predetermined flat cross-sectional shape and corrugated specifications as a belt cord, it achieves maneuvering stability, ride comfort and durability while achieving weight reduction. The balance can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of a tire according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a perspective view showing a belt cord.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a belt cord.
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a belt ply.
[Explanation of symbols]
2 Tread part 3 Side wall part 4
Claims (2)
前記ベルト層は、金属製のベルトコードをタイヤ周方向に対して15〜30度の角度で配列した2枚のベルトプライからなりかつベルトコードをベルトプライ間で交差させるとともに、
前記ベルトコードは、コード高さHをコード巾Wの0.65〜0.95倍とすることにより長軸を有する横長偏平断面をなして長さ方向にのび、かつ前記横長偏平断面の断面積Sが0.09〜0.20mm2 の1本のモノフィラメントからなり、
しかもこのモノフィラメントは、前記長軸をベルト層の巾方向に保ちつつ短軸の方向にのみ凹凸する屈曲を繰り返す波付けが施される一方、前記波付けのピッチは5.0mm以上かつ波付けの振幅を前記ピッチの0.002〜0.02とし、しかも長軸をベルト層の巾方向に向けて配したことを特徴とする空気入りタイヤ。A pneumatic tire comprising a carcass extending from the tread portion through the sidewall portion to the bead core of the bead portion, and a belt layer disposed inside the tread portion and outside the carcass,
The belt layer is composed of two belt plies in which metal belt cords are arranged at an angle of 15 to 30 degrees with respect to the tire circumferential direction, and the belt cords intersect between the belt plies,
The belt cord, cord extends horizontally flat cross section forms a longitudinal having a length axis Ri by the be 0.65-0.95 times the height H of the cord width W, and the horizontal flat cross section It consists of one monofilament with a cross-sectional area S of 0.09-0.20 mm 2
In addition, the monofilament is subjected to undulation that repeatedly bends only in the direction of the short axis while keeping the major axis in the width direction of the belt layer, while the corrugation pitch is 5.0 mm or more and corrugated. A pneumatic tire characterized in that the amplitude is set to 0.002 to 0.02 of the pitch, and the long axis is arranged in the width direction of the belt layer.
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