(57)【要約】【課題】偏平率を低下させても、新たな補強層を追加することなく、ベルトの耐久性の低下を防止することのできるラジアルタイヤを提供する。【解決手段】ベルト６を、高弾性有機繊維よりなるコードを周方向に延在させて配置した一層の周方向コード層８と、周方向コード層の半径方向外側に配設され、周方向コード層８より広幅の、高弾性有機繊維を多方向に向けて配置した不織布よりなる不織布層９とで構成する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
トレッド部と、トレッド部の側部に連なって半径方向内方へ延びるそれぞれのサイドウォール部と、サイドウォール部の内周側に設けたビード部とを具え、それぞれのビード部に配設したビードコア間にトロイダルに延在させたラジアルカーカスと、ラジアルカーカスの半径方向外側に配設したベルトを具えるラジアルタイヤにおいて、
ベルトを、高弾性有機繊維よりなるコードを周方向に延在させて配置した一層の周方向コード層と、周方向コード層の半径方向外側に配設され、周方向コード層より広幅の、高弾性有機繊維を多方向に向けて配置した不織布よりなる不織布層とで構成してなるラジアルタイヤ。
【請求項２】
ビード部からサイドウォール部にまたがる領域に、有機繊維よりなるコードを周方向に配置したビード部周方向補強層を具えてなる請求項１に記載のラジアルタイヤ。
【請求項３】
前記周方向コード層のコードの弾性率を１８００ｋｇ／ｍｍ２以上とする請求項１もしくは２に記載のラジアルタイヤ。
【請求項４】
前記周方向コード層のコードの、Ｓ−Ｓカーブにおける低歪み領域と高歪み領域との間の境界領域における伸び率が１〜２％である請求項１〜３のいずれかに記載のラジアルタイヤ。
【請求項５】
ベルトを構成する、周方向コード層のコードの高弾性有機繊維、および、不織布層の高弾性有機繊維を、ともにアラミド繊維とする請求項１〜４のいずれかに記載のラジアルタイヤ。
【請求項６】
バンおよびワンボックス系車両に用いられる偏平率が７０％未満の、請求項１〜５のいずれかに記載のラジアルタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ラジアルタイヤ、なかでも、偏平率の低いバンおよびワンボックス系車両用ラジアルタイヤのベルト構造に関し、特に、低偏平率であっても、簡素で軽量なベルト構造を担持しつつ、ベルト耐久性を低下させることのないラジアルタイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】
バン及びワンボックス系車両等に用いられるラジアルタイヤにおいては、乗用車用ラジアルタイヤほどの高速性は要求されないものの、経済性、すなわち、タイヤそのもののコストや燃費等が重要視されている。
【０００３】
図３は、従来のこのようなラジアルタイヤ９０を示す子午線断面図であり、トレッド部９１、サイドウォール部９２およびビード部９３を具え、それぞれのビード部９３に配設したビードコア９４間にトロイダルに延在させたラジアルカーカス９５と、ラジアルカーカス９５の半径方向外側に配設したベルト９６とを有するラジアルタイヤの基本構造において、従来のラジアルタイヤ９０のベルト９６は、赤道面Ｅに対して互いに逆向きに傾斜させて配列されたスチールコードよりなる二層のベルト層９６ａ、９６ｂだけで構成され、もっとも簡素化されたライジアルタイヤの構造を具えている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このようなバン及びワンボックス系車両においては、荷物の積み込み、積み下ろす際の作業性を改善するため、今後車両が低床化する傾向にあり、必然的にこのような車両に用いられるタイヤにはより低い偏平率のタイヤが求められることが予想される。しかしながら、図３に示す構造のまま、単に偏平率を小さくした場合、ビード部９３に対するトレッド部９１の相対変位量が同じであっても、サイドウォール部９２の高さが低くなるため、ショルダー部の角度変形は大きくなり、その分、ショルダー部でのスチールコードと周囲のゴムとの界面にかかる応力も大きくなることによりベルトエッジセパレーション等の故障が発生しやすくなり、ベルト９６の耐久性が低下する。しかしながらこの対応策として、ベルト９６に補強部材や補強層を追加することは、タイヤ自身のコストを上昇させるばかりでなくタイヤの重量が増加して転がり抵抗が悪化し燃費性能が低下するという問題がある。
【０００５】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、重量やコストの増加を招くことなく、偏平率が低くても、ベルトの耐久性を低下させることのないラジアルタイヤを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明はなされたものであり、その要旨構成ならびに作用を以下に示す。
【０００７】
請求項１に記載のラジアルタイヤは、トレッド部と、トレッド部の側部に連なって半径方向内方へ延びるそれぞれのサイドウォール部と、サイドウォール部の内周側に設けたビード部とを具え、それぞれのビード部に配設したビードコア間にトロイダルに延在させたラジアルカーカスと、ラジアルカーカスの半径方向外側に配設したベルトを具えるラジアルタイヤにおいて、
ベルトを、高弾性有機繊維よりなるコードを周方向に延在させて配置した一層の周方向コード層と、周方向コード層の半径方向外側に配設され、周方向コード層より広幅の、高弾性有機繊維を多方向に向けて配置した不織布よりなる不織布層とで構成してなるものである。
【０００８】
このラジアルタイヤによれば、高弾性有機繊維よりなる一層の周方向コード層と、不織布層とだけでベルトを構成したので、低偏平化によってサイドウォール部の高さが減少しショルダー部での角度変化が大きくなっても、ベルトエンドでの、コードとゴムとの相対変位を抑制してスチールコードのゴムへの突っつきをなくすことができ、しかも、新たな補強層を追加することなく、したがって、タイヤの重量やコストを増加させることなく、ベルトの耐久性の低下を防止することができる。
【０００９】
そして、このベルト構造において、従来のベルトにおいて二層の傾斜ベルト層が協働して負担していた周方向剛性および半径方向剛性のうち、周方向剛性を主に周方向コード層が負担し、半径方向剛性を主に不織布層が負担するものであり、ベルト構造の変更にも拘らず、それぞれの方向の必要な剛性を担持させることができ、操縦安定性の低下を防止することができる。
【００１０】
また、不織布層を周方向コード層より広幅のものとし、周方向コード層より半径方向外側に配置することにより、不織布層に、ベルトの半径方向の剛性を負担させ、周方向コード層の半径方向の膨出を全幅にわたって抑制するとともに、周方向コード層を保護する機能を具えさせることができる。
【００１１】
請求項２に記載のラジアルタイヤは、請求項１に記載するところにおいて、ビード部からサイドウォール部にまたがる領域に、有機繊維よりなるコードを周方向に配置したビード部周方向補強層を具えてなるものである。
【００１２】
図２に示す従来のラジアルタイヤ９０を、その構造のまま、単に偏平化した場合、先に述べたベルト耐久性が低下する問題以外に、サイドウォール部９２の高さが低くなることによりショック吸収性が悪化して乗り心地性能が低下することが懸念される。
【００１３】
このラジアルタイヤによれば、ビード部からサイドウォール部にまたがる領域に、ビード部周方向補強層を具え、ビード部周方向補強層のコードは周方向に延在して配置されているので、タイヤ半径方向の柔らかさを犠牲にすることなくこの部分の周方向の変形を拘束することができ、偏平率が低いタイヤにあっても、乗り心地を犠牲にすることなく、サイドウォール部の周方向剛性を確保して操縦安定性の低下を防止することができ、また、ゴムやキャンバス等よりなる従来のビード部補強部材の一部に代えてこのビード部周方向補強層を設けることにより、周方向の剛性を増加させて操縦安定性を向上させるとともに、半径方向の剛性を減少させて、ショック吸収性を向上させることができる。
【００１４】
請求項３に記載のラジアルタイヤは、請求項１もしくは２に記載するところにおいて、前記周方向コード層のコードの弾性率を１８００ｋｇ／ｍｍ２以上とするものである。
【００１５】
このライジアルタイヤによれば、周方向コード層のコードの弾性率を１８００ｋｇ／ｍｍ２以上としたので、繊維の重量を増加させることなく、操縦安定性の確保に必要なベルトの周方向剛性を得ることができる。
【００１６】
請求項４に記載のラジアルタイヤは、請求項１もしくは２に記載するところにおいて、前記周方向コード層のコードの、Ｓ−Ｓカーブにおける低歪み領域と高歪み領域との間の境界領域における伸び率が１〜２％であるものである。
【００１７】
図２は、タイヤに用いられる有機繊維コードのＳ−Ｓカーブの一般的な形を示す模式図であり、縦軸に応力、横軸に伸びをとって示すものである。このような有機繊維コードは、通常、伸びが小さな低歪み領域では弾性率が低く、伸びが大きな高歪み領域では高い弾性率を示す。タイヤの成型作業において、周方向コード層部材を均一に貼り付けるためにはこれに伸びを加えながら巻回する必要があるが、前記Ｓ−Ｓカーブにおける境界領域での伸び率が２％を超えると、周方向コード層部材を伸ばすのに大きな力を要し生産性が大幅に低下する。また、境界領域での伸び率が１％未満であると、高変形領域において必要なベルトの周方向剛性を確保することができなくなり、操縦安定性等のタイヤ性能を低下させる。
【００１８】
請求項５に記載のラジアルタイヤは、請求項１〜４のいずれかに記載するところにおいて、ベルトを構成する、周方向コード層のコードの高弾性有機繊維、および、不織布層の高弾性有機繊維をともにアラミド繊維とするものである。
【００１９】
アラミド繊維の原材料弾性率は１８００ｋｇ／ｍｍ２以上であり、また、前記Ｓ−Ｓカーブの境界領域における伸び率は、１〜３％であり、前述の通り、周方向コード層の有機繊維コードとしての好適な条件を満足させることができる。また、アラミド繊維はこのように軽量にして高い弾性率を有するので不織布層の有機繊維に用いた場合、軽量な不織布層でも高い半径方向剛性を確保することができる。
【００２０】
請求項６に記載のラジアルタイヤは、請求項１〜５のいずれかに記載するところにおいて、バンおよびワンボックス系車両に用いられる偏平率が７０％未満のものである。
【００２１】
前述の通り、バンおよびワンボックス系車両に用いられるラジアルタイヤにおいては、簡素で軽量なベルト構造が基本となっていてこの制約の中で低偏平化が求められており、従来の構造のまま偏平化するのは７０％が限界である。このラジアルタイヤによれば、このような問題を抱える用途に供されるものでありしかも偏平率が７０％未満であるので、上述の問題を解決することができ、大きな効果を奏することができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図１に基づいて説明する。図１は実施形態のラジアルタイヤ１０を示す子午線断面図である。ラジアルタイヤ１０は、トレッド部１、サイドウォール部２およびビード部３を具え、それぞれのビード部３に配設したビードコア４間にトロイダル状に延在させたラジアルカーカス５と、ラジアルカーカス５の半径方向外側に配設したベルト６と、ビード部３からサイドウォール部２にまたがる領域に、有機繊維コードを周方向に配置したそれぞれのビード部周方向補強層７と、ビードコア４の半径方向外側に配設されたそれぞれのビード部補強ゴム１１とを具えるとともに、ベルト６は、高弾性有機繊維よりなるコードを周方向に延在させて配置した一層の周方向コード層８と、周方向コード層８の半径方向外側に配設された不織布層９とで構成される。そして、不織布層９の幅ｗ２は周方向コード層８の幅ｗ１より広幅に設けられる。
【００２３】
ここで、ベルト６の周方向コード層８を構成するコードは、アラミド繊維等、コードの弾性率が１８００ｋｇ／ｃｍ２以上の有機繊維よりなること、そして、この有機繊維コードのＳ−Ｓカーブにおける低歪み領域と高歪み領域との境界領域における伸び率が１〜２％であることが、ベルト６に、必要な周方向剛性を担持させる上で好ましい。そして、周方向コード層８は、このようなコードにゴムを被覆したゴム被覆コードを、単線で、もしくは複数本引き揃えたリボン状の形で、周方向に螺旋状に巻回すことにより形成することができる。
【００２４】
また、不織布層９は、高弾性有機繊維を多方向に向けて配置した不織布にゴムを含浸させて形成されたものであり、不織布をなす有機繊維同士の間の隅々までゴムが含浸していること、および、有機繊維が不織布層９の厚さ方向を含むあらゆる方向ランダムに配向していることが、ベルトの半径方向剛性を確保する上で重要である。
【００２５】
不織布に用いられる高弾性有機繊維の材料は、アラミド繊維、ナイロン、ポリエステル、レーヨン等を用いるのが好ましく、特に、アラミド繊維は軽量にして半径方向剛性の高いベルトを形成することができ、特に好ましい。
【００２６】
また、ビード部からナイロン等の有機繊維よりなるゴム被覆コードを周方向に螺旋状に巻回して形成することができる。そして、このビード部周方向補強層７は、半径方向の延在幅ｈ１をタイヤの断面高さＨの２５〜３５％とするのが好ましく、また、タイヤ内周面から半径方向の延在中心までの距離ｈ２をタイヤの断面高さＨの２０〜４０％とするのが好ましい。また、ビード部補強ゴム１１の半径方向高さｈ３はタイヤの断面高さの１５〜２５％とするのが好ましい。
【００２７】
【実施例】
図１に示す構造のラジアルタイヤ１０を実施例１、ビード周方向補強層を設けない点だけが実施例１と異なるラジアルタイヤを実施例２、実施例１および実施例２と同じ寸法緒言を有し、図３に示す従来の構造のまま、偏平率を実施例１および実施例２と同じくしたラジアルタイヤを比較例として、これらのタイヤのそれぞれにつき各性能を評価し比較した。表１にこの比較結果を示す。
【００２８】
【表１】
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【００２９】
ここで、表１におけるそれぞれの評価項目に対する数値は、実施例１、実施例２および比較例のそれぞれにつき各評価項目の測定を行い、測定結果を、比較例のタイヤを１００とし、実施例１、２のタイヤを比較例に対する指数で表わしたものであり、数値が大きい方がその評価項目に対応する物理量が大きいことを表わす。
【００３０】
そして、ベルト端の歪みの評価は、ベルト端部のトレッドゴムの一部を切欠いてベルト端部を露出させたタイヤを透明観察板上に接地させ、タイヤに種々の方向から荷重を加え、そのときのベルト端の露出部分の動きを観察して行った。また、タイヤの周方向剛性、およびタイヤの半径方向剛性はそれぞれ、接地板にタイヤを接地させて、所定のタイヤ半径方向変位、所定のタイヤ前後方向変位を与えたときの、接地板に加える半径方向外力、前後方向外力を測定して評価した。
【００３１】
また、実施例１、実施例２、比較例のタイヤのサイズはともに２２５／６５Ｒ１６であり、このサイズの断面高さは１２３ｍｍである。また、実施例のタイヤが比較例のタイヤと異なる点は、ベルト構造と、ビード部周方向補強層を有する点であり、実施例のベルトおよびビード部周方向補強層の仕様、並びに比較例のベルトの仕様を以下に示す。なお、実施例２のタイヤのベルトの周方向コード層および不織布層は実施例１のものと同一なので仕様詳細の説明は省略する。
【００３２】
＜実施例のタイヤ＞
１）周方向コード層：
ａ．層の幅：１３０ｍｍ
ｂ．コード材質：アラミド繊維（コード弾性率：１８８０ｋｇ／ｃｍ２）、
繊度：１６７０ｄｔｅｘ／２、撚り数：４４ｘ４４
ｃ．打込み数：４１本／５０ｍｍ
２）不織布層：
ａ．層の幅：１４０ｍｍ
ｂ．不織布材質：アラミド繊維（コード弾性率：１９６０ｋｇ／ｃｍ２）
平均繊維太さｘ長さ：１００μｍｘ３ｃｍ
３）ビード部周方向補強層
ａ．層の幅：３５ｍｍ（半径方向高さｈ１）
ｂ．層の中心位置：３０ｍｍ（タイヤ内周面からの距離ｈ２）
ｂ．コード材質：ポリエステル（コード弾性率：１８８０ｋｇ／ｃｍ２）、
繊度：１６７０ｄｔｅｘ／２、撚り数：３６ｘ３６
ｃ．打込み数：４６本／５０ｍｍ
【００３３】
＜従来例のタイヤ＞
１）ベルト層の幅（半径方向内側層：１３０ｍｍ、外側層：１２０ｍｍ）
２）コード材質：スチール（弾性率：４３００ｋｇ／ｃｍ２）、
撚り数：２０ｘ２０
３）打込み数：３４本／５０ｍｍ
４）コードの角度：タイヤ赤道面に対して２０度
【００３４】
表１に示すように、実施例２のタイヤは従来構造の比較例のタイヤに比較して、ベルト端歪みを大幅に低減することができるので、ベルトの耐久性を向上させることができ、また、実施例１のタイヤは、この効果に加えて、タイヤの周方向剛性を増加させることができるので操縦安定性を向上させるとともに、半径方向剛性を低減することができるのでショック吸収性を向上させ乗り心地を改良することができ、しかも、実施例１、実施例２のタイヤはいずれも、これらの性能の向上にも関わらず、タイヤの重量も転がり抵抗も増大させることなくむしろ低減させて前記性能を実現させることができる。
【００３５】
【発明の効果】
以上述べたところから明らかなように、本発明によれば、ベルト６を、高弾性有機繊維よりなるコードを周方向に延在させて配置した一層の周方向コード層８と、周方向コード層８の半径方向外側に配設され、周方向コード層８より広幅の、高弾性有機繊維を多方向に向けて配置した不織布よりなる不織布層９とで構成したので、偏平率が低下させても、新たな補強層を追加することなく、ベルト６の耐久性の低下を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る実施形態のラジアルタイヤを示す子午線断面図である。
【図２】有機繊維のＳ−Ｓカーブを示す模式図である。
【図３】従来のラジアルタイヤを示す子午線断面図である。
【符号の説明】
１  トレッド部
２  サイドウォール部
３  ビード部
４  ビードコア
５  ラジアルカーカス
６  ベルト
７  ビード部周方向補強層
８  周方向コード層
９  不織布層
１０  ラジアルタイヤ
１１  ビード部補強ゴム１１
【図１】
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【図２】
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【図３】
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