JPH08300905A

JPH08300905A - 空気入りラジアルタイヤ

Info

Publication number: JPH08300905A
Application number: JP7107635A
Authority: JP
Inventors: Osamu Imamiya; 今宮　　督; Ryuzo Komatsu; 竜三小松; Katsunori Tanaka; 克則田中
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 1995-05-01
Filing date: 1995-05-01
Publication date: 1996-11-19
Anticipated expiration: 2018-05-06
Also published as: JP3403545B2

Abstract

(57)【要約】【目的】単線ワイヤコードを使用することによって、
撚り線コード使いよりも軽量化しながら、かつベルト耐
久性等のタイヤ性能を撚り線使い並みか、それ以上にし
た空気入りラジアルタイヤを提供する。【構成】トレッドのカーカス層外周側に配置したベル
ト層の少なくとも一層をスチールワイヤで構成した空気
入りラジアルタイヤにおいて、前記スチールワイヤをス
パイラル状に型付けした２本の単線ワイヤの複数対をそ
のスパイラル径が実質的に相接するように配置して成
り、該単線ワイヤの直径ｄ、スパイラル径Ｄ、スパイラ
ルのピッチ長Ｐ及びスパイラル形状を特定するラメータ
ーＦ＝（Ｄ−ｄ）／Ｐが、それぞれ、０．０１≦Ｆ≦
０．０５、０．２８（mm）≦ｄ≦０．６０（mm）、２．
０（mm）≦Ｐ≦８．０（mm）を満足する空気入りラジア
ルタイヤ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、所定の形状に型付けさ
れた２本のスパイラルワイヤの複数対から構成したスチ
ールワイヤでベルト層を構成して軽量化及び低燃費化を
達成した空気入りラジアルタイヤに関する。

【０００２】

【従来の技術】最近の地球環境汚染の問題から車両の低
燃費化が強く要望されるようになり、その一環として空
気入りラジアルタイヤの軽量化は大きな技術的課題の一
つとして注目を集めている。スチールワイヤは他の有機
繊維に比べて引張強度や引張弾性率が著しく優れている
ため、空気入りラジアルタイヤのベルト層に使用されて
いる。しかし、スチールワイヤは比重が非常に大きいた
めにタイヤの軽量化及び低燃費化の障害になっていた。
しかしながら、現存の有機繊維にはスチールワイヤ並み
のタイヤ性能を発揮できるものがないため、当面はスチ
ールワイヤに依存せざるを得ないのが実情である。

【０００３】スチールワイヤの使用を前提にして軽量化
を達成する対策としては、ワイヤ使用量の削減及びゴム
ゲージの減少が考えられる。その手段の一つとして、複
数のワイヤを撚り線にしていたスチールワイヤを、単線
ワイヤだけで構成することが提案できる。このように単
線ワイヤのコードにすれば、撚り線に比べて同一ワイヤ
断面積でのコード径をコンパクトにすることができ、そ
れによってトレッドの溝下ゲージ（ゴムゲージ）やベル
ト層のコード間ゲージ（ゴムゲージ）を小さくできるた
めゴム量を減らし、軽量化を可能にするのである。しか
も、単線ワイヤではワイヤ回りをゴムが完全に覆うの
で、吸水による腐蝕疲労性や接着性低下に対する耐久性
を良好にすることができる。しかしながら、このような
特長を有する単線ワイヤのコードも、撚りがないため剛
直であり、そのため繰り返し荷重による曲げ変形や圧縮
変形に対する耐久性が小さいという欠点がある。そし
て、この耐久性不足が撚り線コード使用のタイヤに比べ
ワイヤ折れを多発し、ベルト耐久性低下の原因になる。

【０００４】スチールワイヤをベルト層に使用する空気
入りラジアルタイヤは、例えば特開平４−９５５０６号
公報、同５−７８９９０号公報及び同５−１１７９８３
号公報などに開示されている。特開平４−９５５０５号
公報には数本の単線ワイヤを集束させてゴム引き層内に
配置したラジアルタイヤが開示されている。また特開平
５−７８９９０号公報には略真直な素線と略スパイラル
状の素線とから成るスチールコードが開示されている。
更に特開平５−１１７９８３号公報には１×ｎ（ｎ＝３
〜５）の措置のスチールコードにおいて、少なくとも一
本の螺旋状素線を用いるゴム製品補強用スチールコード
が開示されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、単線
ワイヤの使用によって撚り線を用いた場合に比べて軽量
化及び低燃費化を達成しながらも、操縦安定性及び転が
り抵抗などのタイヤ性能に優れ、しかも作業性の良好な
空気入りラジアルタイヤを提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明に従えば、トレッ
ドのカーカス層外周側に配置したベルト層の少なくとも
一層をスチールワイヤから構成した空気入りラジアルタ
イヤにおいて、前記スチールワイヤをスパイラル状に型
付けした２本の単線ワイヤの複数対をそのスパイラル径
が実質的に相接するように配置して成り、該単線ワイヤ
の直径ｄ、スパイラル径Ｄ、スパイラルのピッチ長Ｐ及
びスパイラル形状を特定するパラメーターＦ＝（Ｄ−
ｄ）／Ｐが、それぞれ０．０１≦Ｆ≦０．０５０．２８（mm）≦ｄ≦０．６０（mm）２．０（mm）≦Ｐ≦８．０（mm）である空気入りラジアルタイヤが提供される。

【０００７】本発明によれば、単線ワイヤをスパイラル
状に型付けしたことによって、単線ワイヤ自体の剛直性
を和らげ、繰り返し曲げ変形や圧縮変形に対して優れた
ワイヤ耐久性（ベルト耐久性）を得ることができる。し
かし、単線ワイヤの型付けが大きすぎても、引張弾性率
の低下によってタイヤのコーナリングパワー（操縦安定
性）を低下させる。これは、単線ワイヤ直径ｄ、そのス
パイラル径Ｄ、及びスパイラルピッチ長Ｐから特定され
るパラメーターＦを上記のように０．０１〜０．０５の
範囲にすることによって、上記両特性を調和させること
ができるようにしたものである。

【０００８】また本発明によれば前記したスパイラル状
単線ワイヤを２本づつ引きそろえてそのスパイラル径が
実質的に相接するようにした複数対タイヤベルト層に配
置するので、高い圧縮剛性を発現し、軽量化と操縦安定
性及び転がり抵抗などのタイヤ性能との両立が可能とな
る。なお、ここで「２本の単線ワイヤをそのスパイラル
径が実質的に相接する」とは２本の単線ワイヤをその長
さ方向の各横断面における両ワイヤの間隙ｔがｔ≦（Ｄ
−ｄ）×２であることをいう。

【０００９】本発明に従えば、一対の単線ワイヤが共に
スパイラル加工されているので２本の単線ワイヤが連続
的に接触することがないため、両線の間に十分ゴムが浸
透するために高い耐蝕性を示す。なお、かかる一対の単
線ワイヤは２重ダイスを有する伸線機を用いて２本の単
線ワイヤが同時に相接する状態で押出し、スパイラル化
させることによってベルト相に配することができ、作業
性や生産性も向上される。

【００１０】以下、図面を参照して本発明の構成につい
て具体的に説明する。乗用車用空気入りラジアルタイヤ
を一部切欠いて示す図１において、１はトレッド部、２
はカーカス層で、左右一対のビードコア５の周りにタイ
ヤ内側から外側に折り返され巻き上げられている。この
カーカス層２のタイヤ周方向Ｅ，Ｅ′に対するコード角
度は実質的に９０度になっている。トレッド部１のカー
カス層２の外周側には、図２のように補強用のスチール
コードとしてスパイラル状の一対の単線ワイヤ４０が埋
設された２層の内側ベルト層４と外側（最外側）ベルト
層４′がそれぞれタイヤ全周にわたって配置されてい
る。これらベルト層４，４′のタイヤ周方向Ｅ，Ｅ′に
対するコード角度は５〜４０°で、かつ互いに交差して
いる。トレッド部１の表面には、タイヤ周方向Ｅ，Ｅ′
に延びる主溝６と、これに対して交差する副溝７とが設
けられている。

【００１１】本発明において、ベルト層を補強する単線
ワイヤは、図３に示すようなスパイラル状に型付けされ
ている。すなわち、直径ｄの単線ワイヤ４０が、その直
径ｄよりも大きなスパイラル径Ｄとスパイラルピッチ長
Ｐを以って型付けされている。スパイラル径Ｄとは、ワ
イヤ長手方向に対する直交面に投影されたスパイラル形
状の外周円に相当しており、これを図２では破線で示し
ている。

【００１２】このように単線ワイヤがスパイラル状に型
付けされていることによって、その剛直性が緩和され、
ストレートな単線ワイヤに比べて引張弾性率が低下す
る。そのため、撚り線コードではない単線ワイヤであっ
ても、繰り返し曲げ荷重や圧縮荷重に対する耐久性（耐
疲労性）が向上し、ベルト層にしたときの耐久性を撚り
線コード使い並み、又はそれ以上に向上させることがで
きる。しかし、この単線ワイヤの型付けの度合があまり
大きすぎると、引張弾性率の低下が著しくなるため、ベ
ルト層にしたときの横剛性が低下する。それによってコ
ーナリングパワーが低下してしまうため、撚り線コード
使い並みの操縦安定性を維持することは困難になる。

【００１３】単線ワイヤに型付けされたスパイラル形状
は、スパイラル円内において空間が形成される量（Ｄ−
ｄ）と、スパイラルのピッチ長Ｐとの２要素によって特
徴づけることができるが、本発明のように上記（Ｄ−
ｄ）とＰの比からなるパラメーターＦ＝（Ｄ−ｄ）／Ｐ
を以って表せば、上述したワイヤの耐疲労性や引張弾性
率との相関性をより明確にすることができ、延いてはベ
ルト層の耐久性やコーナリングパワー（操縦安定性）と
の相関性を明確にする。本発明において、このパラメー
ターＦは０．０１≦Ｆ≦０．０５の範囲にする。

【００１４】図４は図３に示したような単線ワイヤ（ｄ
＝０．４mm）を図に示すように一対にして配置した場合
の前記パラメータＦの値とコーナリングパワー（Ｃｐ）
の値との関係を示したグラフ図である。この図は本発明
に従って、Ｆ＝０（対照例：ワイヤの折れあり）の場合
のＣｐ値を１００とし、Ｆの値が変化した場合のＣｐの
値を指数表示したもので、図４からＦの値を０．０１〜
０．０５とすべきことが明らかである。

【００１５】さらに、本発明において、単線ワイヤ直径
ｄとスパイラルのピッチ長Ｐは、それぞれ０．２８（mm）≦ｄ≦０．６０（mm）２．０（mm）≦Ｐ≦８．０（mm）の範囲に設定されている。単線ワイヤの直径ｄを０．２
８mm以上にし、スパイラルのピッチ長Ｐを８．０mm以下
にすることによりベルト層の厚さが過大になり、ベルト
剛性の低下および重量が増加することを防ぐと共に、直
径ｄを０．６０mm以下にし、ピッチ長Ｐを２．０mm以上
にすることにより単線ワイヤの耐疲労性をより一層向上
するようにしている。

【００１６】本発明では、前述したように、ベルト層を
構成するスチールコードとして一対の単線スチールワイ
ヤを使用するので、その周囲がコートゴムで完全に被覆
され、耐水接着性、耐錆性に優れたものにすることがで
きる。また、単線ワイヤであるため、撚り線コードに比
べて同一ワイヤ断面積にしたときのコード径を小さくす
ることができるから、トレッドに形成した主溝６の溝底
から最外側のベルト層４′の単線ワイヤ４０までの溝下
ゲージｔ（図２参照）を小さくすることができ、それに
よってゴム量を低減し、軽量化することが可能になる。
同様の理由から、内側ベルト層４と外側ベルト層４′を
構成する単線ワイヤ４０のスパイラル径Ｄの間隔ａ（コ
ード間ゲージ）も小さくすることができるのでさらに軽
量化することもできる。また、コード間ゲージａの縮小
によって層間剪断力を大きくするため、コーナリングパ
ワーも増大させることができる。

【００１７】本発明において、上述の効果によって得ら
れる溝下ゲージｔは１．５〜３．５mmの範囲にするのが
よい。また、コード間ゲージａは、乗用車用ラジアルタ
イヤでは０．１５〜０．８mm、トラック、バス等の重荷
重用ラジアルタイヤでは０．４〜１．２mmの範囲にする
のがよい。本発明は主として乗用車用空気入りラジアル
タイヤに適用する場合に好適であるが、トラック、バス
用などの他の用途の空気入りタイヤにも適用可能であ
る。

【００１８】

【実施例】以下に本発明の実施例を説明するが、本発明
の技術的範囲を以下の実施例に限定するものでないこと
はいうまでもない。タイヤサイズを１７５／７０Ｒ１
３、カーカスコードをポリエステル繊維コード１５００
Ｄ／２、内側ベルト層の幅を１２０mm、外側ベルト層の
幅を１１０mm、溝下ゲージｔを３．５mm、コード間ゲー
ジａを０．６４mmとし、内側ベルト層と外側ベルト層の
スチールコードを図２に示すように図３に示す単線スチ
ールワイヤ２本を一対とした複数対から構成すると共
に、タイヤ周方向に対する角度を２０°として互いに交
差させる点をそれぞれ共通とし、表Ｉに示す通り、単線
ワイヤの直径ｄを０．４０mmとし、スパイラルのピッチ
長Ｐ及びスパイラル径を変化させてパラメーターＦを変
えて比較例１〜４のタイヤ並びに実施例１〜５の本発明
タイヤ１〜６の１０種類のラジアルタイヤを製作した。

【００１９】比較のため、直径ｄ＝０．２８mmの素線ワ
イヤ２本を、コード構造×２の撚り線にしたスチールコ
ードを、４９本／５０mm幅のエンド数でベルト層を構成
した以外は、比較タイヤ１と同一構成の従来タイヤ（対
照例）を作製した。これら１１種類のラジアルタイヤに
ついて、下記方法によりコーナリングパワーＣｐ、吸湿
後のドラム試験による高速耐久性とスラローム耐久性
（ベルト耐久性）及び軽量化指数を評価した。その結果
を表Ｉに示すと共に、ＦとＣｐとの関係を図４に示し
た。

【００２０】コーナリングパワーＣｐ：試験タイヤを空
気アルキル２００kPa （２．０kgf ／cm²）で１３×５
−Ｊのリムにリム組みし、直径１７０７．６mmのドラム
上を、２９４２Ｎ（３００kgf／cm²）の荷重を負荷し
て１０km／hrの速度で走行し、スリップ角右１°のとき
の横力とスリップ角左１°のときの横力との絶対値の平
均をそれぞれ測定した。従来タイヤの測定値を基準（１
００）とする指数で表示した。この指数値が大きいほど
Ｃｐが大きく、操縦安定性に優れていることを示す。

【００２１】スラローム耐久性：試験タイヤを空気圧１
７０kPa （１．７kgf ／cm²）で１３×５−Ｊのリムに
リム組みし、高速耐久性と同様にして調湿した後、直径
１７０７．６mmのドラム上をスリップ角０±５°、荷重
３４３２Ｎ（３５０kgf ）±２１５７Ｎ（２２０kgf ）
の変動条件下に、荷重とスリップ角を０．０６７hzの矩
形波で変動させて３００km走行させた。走行後に試験タ
イヤを切開しベルトコードの有無をしらべて表Ｉに示し
た。

【００２２】

【表１】

【００２３】

【発明の効果】本発明によれば、ベルト層のスチールコ
ードを２本の単線ワイヤの複数対をそのスパイラル径が
実質的に相接するように配置することによって軽量化を
可能にし、しかも、その単線ワイヤをスパイラル状に型
付けして一対にして使用しかつそのスパイラル形状を特
定するパラメーターＦを一定の範囲にしたので、単線ワ
イヤが本来有する剛直性を緩和させて、良好な耐疲労性
を保有させ、しかも互いに撚り合せない単線ワイヤの集
合なので高い圧縮剛性を発現し軽量化と、良好な操縦安
定性（コーナリングパワー）及び転がり抵抗を達成する
と共に耐蝕性にも優れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に記載の乗用車用空気入りラジ
アルタイヤの一例のを一部を切り欠いて示す要部斜視断
面図である。

【図２】図１のタイヤの要部を拡大し、内側ベルト層に
本発明に従ってスパイラル状に型付けした一対の単線ワ
イヤを配した状態の一例を模式的に示した断面図であ
る。

【図３】本発明に使用されるスパイラル状に型付けした
単線ワイヤの１例を示す側面図である。

【図４】本発明の実施例における単線ワイヤのパラメー
ターＦとコーナリングパワーＣｐとの関係を示すグラフ
である。

【符号の説明】

１…トレッド部４…内側ベルト層４′…外側（最外側）ベルト層６…主溝４０…単線ワイヤｄ…ワイヤ直径Ｄ…スパイラル径Ｐ…スパイラルピッチ長

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【手続補正書】

【提出日】平成７年７月１４日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００９

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００９】本発明に従えば、一対の単線ワイヤが共に
スパイラル加工されているので２本の単線ワイヤが連続
的に接触することがないため、両線の間に十分ゴムが浸
透するために高い耐蝕性を示す。なお、かかる一対の単
線ワイヤは２重ダイスを有する伸線機を用いて２本の単
線ワイヤを同時に伸線し、スパイラル化させることによ
って効率的に生産することができる。また、ゴムびき工
程においても２本まとめて取扱えるので、１本づつの単
線ワイヤに比較して作業性が良い。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】トレッドのカーカス層外周側に配置した
ベルト層の少なくとも一層をスチールワイヤで構成した
空気入りラジアルタイヤにおいて、前記スチールワイヤ
をスパイラル状に型付けした２本の単線ワイヤの複数対
をそのスパイラル径が実質的に相接するように配置して
成り、該単線ワイヤの直径ｄ、スパイラル径Ｄ、スパイ
ラルのピッチ長Ｐ及びスパイラル形状を特定するパラメ
ーターＦ＝（Ｄ−ｄ）／Ｐが、それぞれ０．０１≦Ｆ≦０．０５０．２８（mm）≦ｄ≦０．６０（mm）２．０（mm）≦Ｐ≦８．０（mm）である空気入りラジアルタイヤ。