(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
乗用車空気入りラジアルタイヤのベルト部に使用する乗用車空気入りラジアルタイヤ用のゴムとスチールコードの複合体であって、フィラメント単体若しくはフィラメントを複数本撚り合わせたスチールコードを平行に配置し、これをコーティングゴムで被覆し、タイヤ赤道線に対し、１５°から３０°の交差角度で２層積層し、前記ベルト部を構成するコードの配列方向の径（Ｄｓ）、積層方向の径（Ｄｈ）、コード間隔（ｓ）、層間ゲージ（ｈ）が、｛（ｓ／Ｄｓ）＋（ｈ／Ｄｈ）｝≦１．５なる条件を満足する乗用車空気入りラジアルタイヤ用のゴムとスチールコードの複合体。
【請求項２】
前記ベルト部を構成するコードの配列方向の径（Ｄｓ）、積層方向の径（Ｄｈ）、コード間隔（ｓ）、層間ゲージ（ｈ）が、｛（ｓ／Ｄｓ＋ｈ／Ｄｈ）｝≦１．０なる条件を満足する請求項第１項に記載の乗用車空気入りラジアルタイヤ用のゴムとスチールコードの複合体。
【請求項３】
直径が０．１５ｍｍ〜０．２２ｍｍで抗張力が３４０〜４２０ｋｇｆ／ｍｍ2 のスチールフィラメントを使用した請求項第１項又は請求項第２項記載の乗用車空気入りラジアルタイヤ用のゴムとスチールコードの複合体。
【請求項４】
一対のビード部間でトロイド状に延びるラジアル配列コードのプライからなるカーカスと、該カーカスのクラウン部を箍締めするベルト層を備えた空気入りラジアルタイヤにおいて、上記ベルト部に請求項第１項から第３項の何れか１項に記載の乗用車空気入りラジアルタイヤ用のゴムとスチールコードの複合体を使用した乗用車空気入りラジアルタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、軽量で耐久性能、耐摩耗性能、操縦安定性能及び転がり抵抗性能等のタイヤの重要な性能を高次元に両立する乗用車空気入りラジアルタイヤのベルト部に使用する乗用車空気入りラジアルタイヤ用のゴムとスチールコードの複合体及びこれを用いた乗用車空気入りラジアルタイヤに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
空気入りラジアルタイヤのベルト層は、ラジアルタイヤの形状保持及び強度メンバ−として機能し、耐久性能、操縦安定性能、転がり性能、乗り心地性能等の色々なタイヤ性能を左右する重要な部材である。そして、従来の空気入りラジアルタイヤでは、スチ−ルコ−ドを平行に配置し、これをコ−ティングゴムで被覆し、タイヤの赤道線に対し約２０度の交差角度で２層積層されている。
【０００３】
例えば乗用車空気入りラジアルタイヤのベルト層のスチ−ルコ−ドは、直径０．１２〜０．３０ｍｍで、抗張力が３００〜３３０ｋｇｆ／ｍｍ2 のスチ−ルフィラメントを２＋２構造や１ｘｎ（ｎ＝２〜５）構造、又は３ｘ４複撚り構造に撚り合わせ、その断面の外接円の直径（以下コ−ド径という）が０．５５ｍｍ〜１．０ｍｍのコ−ド径のものが主に使用されている。
【０００４】
このスチ−ルコ−ドに垂直な方向のスチ−ルコ−ド間の隙間間隔（以下、コ−ド間隙という）は、タイヤの強度を満足するために必要な打込み本数とコ−ド径で決まるため、コ−ド構造によってまちまちである。従って、従来は複合体の剛性をコントロ−ルするためには、コ−ド間隙を規定していない。
又、タイヤ赤道線付近のベルト層間の隙間間隔（以下、層間ゲ−ジという）は、コ−ティングゴムの厚さとコ−ド径及び打込み本数で決まるが、コ−ド間隙と同様に、複合体の剛性をコントロ−ルするための規定はない。
【０００５】
空気入りラジアルタイヤは、バイアスタイヤに比べて操縦安定性、高速性、耐摩耗性、低転がり抵抗性がすぐれることから急速に普及発展してきたが、更に自動車の高性能化に伴い、前述の性能に加え、乗り心地性が優れた高性能タイヤが望まれ、又、資源の節約及び公害等の問題から、低燃費化及び軽量化が近年の重要課題になっている。
【０００６】
しかしながらこれらの性能は二律背反となる場合が多く、全ての性能を高次元に両立することは極めて困難であり、現在は、低燃費志向タイヤ、操安性志向タイヤ、スタッドレスタイヤ等のようにタイヤの分極化が進んでいる。そしてこの分極化された夫々のタイヤで、各性能をレベルアップする開発が進んでいる。
【０００７】
例えば、乗用車用空気入りラジアルタイヤを軽量化するのに、そのベルト層に補強材として使用されているスチ−ルコ−ドをアラミド繊維等の有機繊維に変えたものが開発されている。しかし、アラミド繊維で補強したベルト層は剛性がスチ−ルコ−ドよりも小さく、操縦安定性や耐摩耗性、転がり抵抗性が劣ることが知られている。又、スチ−ルコ−ドを高強力化した場合も、使用量が減る分だけ剛性が小さくなってしまい、操縦安定性や耐摩耗性能、転がり抵抗性が劣ることが予想される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明者は、これらの状況を踏まえ、乗用車空気入りラジアルタイヤのベルト部の引張剛性を大きくすることが各性能レベルを向上させた乗用車空気入りラジアルタイヤを実現することにつながると考え、このベルト部に用いる乗用車空気入りラジアルタイヤ用のゴムとスチールコードの複合体と、これをベルト部に使用した乗用車空気入りラジアルタイヤを提供することを目的とした。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は以上の課題を解決するために開発されたものであって、発明の第１は乗用車空気入りラジアルタイヤのベルト部に使用するゴムとスチールコードの複合体であって、フィラメント単体若しくはフィラメントを複数本撚り合わせたスチールコードを平行に配置し、これをコーティングゴムで被覆し、タイヤ赤道線に対し、１５°から３０°の交差角度で２層積層し、前記ベルト部を構成するコードの配列方向の径（Ｄｓ）、積層方向の径（Ｄｈ）、コード間隔（ｓ）、層間ゲージ（ｈ）が、｛（ｓ／Ｄｓ＋ｈ／Ｄｈ）｝≦１．５、好ましくは、｛（ｓ／Ｄｓ＋ｈ／Ｄｈ）｝≦１．０なる条件を満足する乗用車空気入りラジアルタイヤ用のゴムとスチールコードの複合体にかかるものである。
【００１０】
そして、発明の第２は一対のビード部間でトロイド状に延びるラジアル配列コードのプライからなるカーカスと、該カーカスのクラウン部を箍締めするベルト層を備えた乗用車空気入りラジアルタイヤであって、上記ベルト部に前記した第１発明の乗用車空気入りラジアルタイヤ用のゴムとスチールコードの複合体を使用した乗用車空気入りラジアルタイヤにかかるものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１は第１発明のゴムとスチ−ルコ−ドの複合体Ｆを示す一部剥離した平面図であって、符号Ｃはスチ−ルコ−ドであり、αは両層のスチ−ルコ−ドＣのタイヤ赤道線に対する角度、ｓはコ−ド間隔、Ｄｓは配列方向のコ−ド径である。図２は図１のＡ−Ａ線での断面図であり、ｈは層間ゲ−ジ、Ｄｈは積層方向のコ−ド径である。図３は本発明の複合体Ｆを備えた空気入りラジアルタイヤの断面図であり、１はビ−ド、２はカ−カス、３はトレッドであり、この部位に本発明の複合体Ｆが埋設されている。
【００１２】
本発明の第１にあって、スチ−ルフィラメントをフィラメント単体若しくはフィラメントを複数本撚り合わせたスチ−ルコ−ドを用いるが、その理由は有機繊維を用いるよりも剛性が高くなるためであり、タイヤの軽量化のため及び乗り心地性を向上させるために、直径が０．１５ｍｍ〜０．２２ｍｍで抗張力が３４０〜４２０ｋｇｆ／ｍｍ2 のスチ−ルフィラメントを用いるのが好ましい。又、スチ−ルコ−ド単体のゴム中でのヤング率を１６０００ｋｇｆ／ｍｍ2 以上にすることが好ましい。
【００１３】
スチ−ルフィラメントの直径について言えば、例えば０．１ｍｍ未満では複合体の剛性及び強力が不足するためと、スチ−ルフィラメントの生産性が低下し経済的でなく、好ましくは０．１５ｍｍ以上とすることによって更に上記の欠点は改善される。又、スチ−ルフィラメントの直径が０．３ｍｍを越えると曲げ疲労性が劣るためと、高抗張力かつ直径の大きいスチ−ルフィラメントを製造するには複雑になるためであり、好ましくは０．２２ｍｍ以下とするものである。
【００１４】
次に、スチ−ルフィラメントの抗張力を限定した理由であるが、３４０ｋｇｆ／ｍｍ2 未満では複合体の軽量化への寄与が小さく、４２０ｋｇｆ／ｍｍ2 を越えると耐疲労性が低下するためである。
【００１５】
次に｛（ｓ／Ｄｓ＋ｈ／Ｄｈ）｝≦１．５を満足するように２層積層する理由は、｛（ｓ／Ｄｓ＋ｈ／Ｄｈ）｝＞１．５では、コ−ドとコ−ドの間の応力伝達が不十分となり、コ−ドを有効に活用できず複合体の引張剛性が大きくならないためである。更に｛（ｓ／Ｄｓ＋ｈ／Ｄｈ）｝≦１．０とすることで応力伝達効果が高まり、複合体の引張剛性を大きくすることができ、乗用車用空気入りラジアルタイヤのベルト部に使用したとき、操縦安定性、耐摩耗性、転がり抵抗性が向上するからである。
【００１６】
尚、コ−ド間隙（ｓ）と層間ゲ−ジ（ｈ）を夫々０．１ｍｍ以上としたのは、コ−ド同士が接触すると、フィラメントにフレッティングが起こり、コ−ド強力が低下し、耐久性が劣るためである。
【００１７】
【実施例】
表１に示すゴムとスチ−ルコ−ドの複合体構造を用意し、ベルト部に適用したサイズ１９５／６５Ｒ１５の空気入りラジアルタイヤを製造し、操縦安定性能、転がり抵抗性能、及び耐摩耗性能を評価した。
【００１８】
【表１】
0003964495.tif 000002
【００１９】
更に、表１のタイヤから、クラウンセンタ−部のベルト部を幅５０ｍｍ長さ４００ｍｍで切り出し引張剛性を評価した。
［引張剛性の評価］
引張剛性の評価法としては、引張試験機に、サンプルのタイヤ赤道線方向が引張軸方向になるようにチャッキングし、１０ｍｍ／ｍｉｎの速度で引っ張り、上下のチャック間の中央の標点間距離５０ｍｍで変位を測定し、荷重と変位の関係から引張剛性を求め評価した。
【００２０】
［操縦安定性能の評価］
操縦安定性能の評価としては、車両の操縦安定性能を左右するコ−ナリングフォ−スを測定した。コ−ナリングフォ−スの測定は、規定リムに装着後に所定の内圧を充填後に所定の荷重を負荷し、フラットベルト式コ−ナリング特性試験機を用いて、速度５０ｋｍ／ｈ及びスリップ角±２°におけるコ−ナリングフォ−スを測定し、測定値を平均化して評価した。
【００２１】
［転がり抵抗性能の評価］
転がり抵抗性能の評価としては、外径１７０８ｍｍのドラム上に、所定内圧に調整した試験タイヤを設置し、８０ｋｍ／ｈで３０分間予備走行させ、内圧を再調整し、２００ｋｍ／ｈの速度間でドラム回転数を上昇させた後、ドラムを惰行させ１８５ｋｍ／ｈから２０ｋｍ／ｈまでドラム回転数が低下するまでの時間を測定し、これを転がり抵抗のメジャ−とした。
【００２２】
［耐摩耗性能の評価］
耐摩耗性能の評価としては、タイヤを実車に装着して実地試験を行い、完全摩耗付近まで走行した後に、摩耗量１ｍｍあたりの走行距離を算出した。
【００２３】
【発明の効果】
以上の評価結果を表２に示す。
【００２４】
【表２】
0003964495.tif 000003
【００２５】
従来例１の評価結果を１００として指数で表してあり、値が大きいほど性能が優れていることを示す。
表２の結果より、実施例１〜１５は、従来例１〜５に対し、操縦安定性能、転がり抵抗性能、及び耐摩耗性能において良好な結果を示している。
【００２６】
よって、本発明の乗用車空気入りラジアルタイヤ用のゴムとスチールコードの複合体を、乗用車空気入りラジアルタイヤのベルト部に使用すれば、乗用車空気入りラジアルタイヤの各性能を高次元で両立することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は第１発明のゴムとスチ−ルコ−ドの複合体を示す一部剥離した平面図である。
【図２】図２は図１のＡ−Ａ線での断面図である。
【図３】図３は本発明の複合体を備えた空気入りラジアルタイヤの断面図である。
【符号の説明】
１‥‥ビ−ド、
２‥‥カ−カス、
３‥‥トレッド、
Ｃ‥‥スチ−ルコ−ド、
Ｄｓ‥‥スチ−ルコ−ドの配列方向の径、
Ｄｈ‥‥スチ−ルコ−ドの積層方向の径、
Ｆ‥‥複合体（ベルト）、
α‥‥スチ−ルコ−ドのタイヤ赤道線に対する角度、
ｓ‥‥スチ−ルコ−ド間隔、
ｈ‥‥層間ゲ−ジ。
【図１】
0003964495.tif 000004
【図２】
0003964495.tif 000005
【図３】
0003964495.tif 000006