Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
PNEUMATIC RADIAL TIRE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2009/069697
Kind Code:
A1
Abstract:
This aims to provide a pneumatic radial tire using corrugating steel cords in a circumferential belt. The pneumatic radial tire can improve the durability of the corrugating steel cords, thereby to prevent the fatigue rupture of the steel cords, as might otherwise be caused by the increase of an input. The pneumatic radial tire has a skeleton of a carcass (1) extending in a toroidal shape between a pair of right and left bead portions, and a belt layer (2) and a tread layer (5) are sequentially laminated on the radially outer tire side of the carcass (1). The belt layer (2) includes at least one layer of circumferential belt (3) composed of a plurality of corrugated-shape or zigzag-shape steel cords extending along the tire circumference direction. The radius of curvature (R) of shaping of the steel cords, as extracted from the circumferential belt, is within a range of 18 mm to 125 mm.

Inventors:
NAOI KOICHI (JP)
ONUKI ATSUSHI (JP)
Application Number:
PCT/JP2008/071541
Publication Date:
June 04, 2009
Filing Date:
November 27, 2008
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
BRIDGESTONE CORP (JP)
NAOI KOICHI (JP)
ONUKI ATSUSHI (JP)
International Classes:
B60C9/20; B60C9/22; D07B1/06
Foreign References:
JP2002339278A2002-11-27
JP2008189274A2008-08-21
JP2008162366A2008-07-17
JP2007039831A2007-02-15
JPH11245617A1999-09-14
JP2623003B21997-06-25
JP3444925B22003-09-08
Other References:
See also references of EP 2218589A4
Attorney, Agent or Firm:
HONDA, Ichiro (Ikeden Building12-5, Shimbashi 2-chome,Minato-k, Tokyo 04, JP)
Download PDF:
Claims:
 左右一対のビード部間にわたりトロイド状に延在するカーカスを骨格とし、該カーカスのタイヤ半径方向外側に、ベルト層およびトレッド層が順次積層配置されてなる空気入りラジアルタイヤにおいて、
 前記ベルト層が、タイヤ周方向に沿う向きに伸びる複数本の波型形状またはジグザグ形状の型付けスチールコードからなる周方向ベルトを少なくとも1層含み、かつ、該周方向ベルトのスチールコードを取り出した場合の取り出したスチールコードの型付けの曲率半径Rが、18mm以上125mm以下の範囲内であることを特徴とする空気入りラジアルタイヤ。
 前記周方向ベルトのスチールコードが、0.12mm以上0.45mm以下のフィラメント径を有するフィラメントからなる撚りコードであり、1.20mm以上3.00mm以下のコード径を有し、かつ、0.3%以上3.0%以下の範囲の初期伸び歪量を有する請求項1記載の空気入りラジアルタイヤ。
 前記ベルト層が、前記周方向ベルトを1層ないし4層含む請求項1記載の空気入りラジアルタイヤ。
 前記ベルト層が、タイヤ周方向に対し傾斜した向きに伸びるコードからなる交錯ベルトを1層ないし3層含む請求項1記載の空気入りラジアルタイヤ。
 前記スチールコードが、複数本のスチールフィラメントを2層または3層に撚り合わせた層撚りスチールコードを波型形状またはジグザグ形状に型付けしてなり、少なくともシースフィラメント同士のフィラメント‐フィラメント間隔δLとシースフィラメント径dfとの比δL/dfが、0.08~1.00である請求項1記載の空気入りラジアルタイヤ。
Description:
空気入りラジアルタイヤ

 本発明は空気入りラジアルタイヤ(以下、 単に「タイヤ」とも称する)に関し、詳しく 、タイヤ周方向に沿う向きに伸びる複数本 波型形状またはジグザグ形状の型付けスチ ルコードからなる周方向ベルト層を備える 気入りラジアルタイヤに関する。

 従来、空気入りラジアルタイヤのベルト として、タイヤ周方向に沿う周方向ベルト 設けることが行われており、かかる周方向 ルトに、波型形状またはジグザク形状に型 けしたコードを適用することも公知である

 例えば、特許文献1には、トラックおよび バス用並びにオフザロード用など高内圧で使 用される重荷重用ラジアルタイヤ、特に扁平 のタイヤにおいて、波形またはジグザグ形を なしてタイヤの赤道面に沿って延びる多数本 のコードまたはフィラメントを補強素子とし て、これら補強素子をゴムで被覆したプライ の複数層を、傾斜配置したコードによるベル トに代えて、または該ベルトに追加して用い ることが開示されている。

 また、特許文献2には、カーカスの周りの トレッド部に、2層の交錯ベルト層と、その 層に少なくとも1層の波形(またはジグザグ形 )をなす多数のコード(またはフィラメント)の 補強要素からなるストリップ状のクラウン強 化層であって、タイヤ周方向に沿って当該コ ードが配向するクラウン強化層を配設し、タ イヤの重量を増加させることなくセパレーシ ョンを有効に防止する技術が開示されている 。

 しかしながら、タイヤ周方向に沿って配 するストリップ状のクラウン強化層中のコ ド等は、通常、周方向スパイラル状に巻き けられるため、外傷等がタイヤ周方向に沿 たクラウン強化層近傍にまで達した場合、 部から水分が浸入し、その水分が、周上長 方向に伝播しやすいといった懸念があった 従って、シースフィラメント同士のフィラ ント‐フィラメント間隔を必要以上に確保 、スチールコードの内部にゴムを侵入させ 水分の伝播を防止する必要があった。

 スチールコードの内部にゴムを侵入させる 術としては、特許文献3において、タイヤの ベルト層に埋設した状態でのスチールコード の型付けの曲率半径Rを23mm程度としたスチー コードをベルト層に適用した空気入り大型 ジアルタイヤが開示されている。

特開平11-245617号公報

特許第2623003号公報

特許第3444925号公報

 しかしながら、波型形状またはジグザグ 状に加工されたスチールコードでは、その 付け部において曲率半径Rが局所的に小さく なっているため、この部分でタイヤ周方向の 入力による曲げ歪の集中が起こりやすいとい う問題があった。これは、スチールコードの 耐久性能低下の要因となる。

 また、波型形状またはジグザグ形状の型 けスチールコードからなる周方向ベルトを するタイヤでは、その構造から周方向ベル に大きな負担がかかる。周方向ベルトはタ ヤ転動時の歪を直接受けるため、タイヤ転 時には繰り返しの歪変形を受けることにな 。したがって、今後のタイヤサイズの大型 や偏平化による負担増大に伴い、入力の増 に起因するセパレーション発生等の耐久性 低下が懸念されており、周方向ベルトの耐 性向上を図ることが急務となっている。

 また、周方向ベルトの耐久性を向上させ ために、補強コードのさらなる腐食耐久性 の向上も望まれている。

 そこで本発明の目的は、周方向ベルトに 型形状またはジグザグ形状の型付けスチー コードを用いた空気入りラジアルタイヤに いて、かかる周方向ベルトの耐久性の向上 図ることで、特に今後の入力の増大時に懸 されるスチールコードの疲労破断を防止で る技術を提供することにある。

 また、本発明の他の目的は、上記目的と もに、ベルト補強コードの腐食耐久性能が れまで以上に向上した空気入りラジアルタ ヤを提供することにある。

 本発明者は上記課題を解決するために鋭 検討した結果、波型形状またはジグザグ形 の型付けスチールコードの型付け部におけ 曲率半径Rを大きく規定することで、この部 分における曲げ歪の集中を分散させて、コー ドの耐久性を向上することが可能となること を見出して、本発明を完成するに至った。

 すなわち、本発明は、左右一対のビード部 にわたりトロイド状に延在するカーカスを 格とし、該カーカスのタイヤ半径方向外側 、ベルト層およびトレッド層が順次積層配 されてなる空気入りラジアルタイヤにおい 、
 前記ベルト層が、タイヤ周方向に沿う向き 伸びる複数本の波型形状またはジグザグ形 の型付けスチールコードからなる周方向ベ トを少なくとも1層含み、かつ、該周方向ベ ルトのスチールコードを取り出した場合の取 り出したスチールコードの型付けの曲率半径 Rが、18mm以上125mm以下の範囲内であることを 徴とするものである。

 本発明においては、前記周方向ベルトの チールコードが、0.12mm以上0.45mm以下のフィ メント径を有するフィラメントからなる撚 コードであり、1.20mm以上3.00mm以下のコード を有し、かつ、0.3%以上3.0%以下の範囲の初 伸び歪量を有することが好ましい。また、 記ベルト層が、前記周方向ベルトを1層ない 4層含むことが好ましく、前記ベルト層が、 タイヤ周方向に対し傾斜した向きに伸びるコ ードからなる交錯ベルトを1層ないし3層含む とも好ましい。

 また、本発明においては、前記スチール ードが、複数本のスチールフィラメントを2 層または3層に撚り合わせた層撚りスチール ードを波型形状またはジグザグ形状に型付 してなり、少なくともシースフィラメント 士のフィラメント‐フィラメント間隔δLと ースフィラメント径dfとの比δL/dfが、0.08~1.00 であることが好ましい。

 本発明によれば、上記構成としたことに り、周方向ベルトにおける波型型付けスチ ルコードの耐久性を向上して、スチールコ ドの疲労破断を効果的に防止することが可 な空気入りラジアルタイヤを実現すること 可能となった。また、同時に、腐食耐久性 が向上した空気入りラジアルタイヤも実現 ることができた。

本発明の一例の空気入りラジアルタイ のトレッド部近傍を示す拡大断面図である 波型形状に加工されたスチールコード 示す概略図である。 スチールコードの歪-荷重曲線を示すグ ラフである。 シースフィラメント径dfおよびフィラ ント‐フィラメント間隔δLの説明図である

符号の説明

1 カーカス
2 ベルト層
3 周方向ベルト
4 交錯ベルト
5 トレッド層
10 空気入りラジアルタイヤ
20 スチールフィラメント
R スチールコードの型付けの曲率半径
df シースフィラメント径
δL フィラメント‐フィラメント間隔
a 振幅
λ 波長

 以下、本発明の好適実施形態について、図 を参照しつつ詳細に説明する。
 図1に、本発明の一例の空気入りラジアルタ イヤのトレッド部近傍を拡大して示す断面図 を示す。図示する本発明の空気入りラジアル タイヤ10は、左右一対のビード部(図示せず) にわたりトロイド状に延在するカーカス1を 格とし、そのタイヤ半径方向外側に、ベル 層2およびトレッド層5が順次積層配置され なるものである。

 本発明においては、ベルト層2が、タイヤ 周方向に沿う向きに伸びる複数本の波型形状 またはジグザグ形状の型付けスチールコード からなる周方向ベルト3を少なくとも1層、図 する例では2層含み、形状を変化させること なくタイヤ中の周方向ベルト3から取り出し スチールコードの型付けの曲率半径Rが、18mm 以上125mm以下、好適には20mm以上75mm以下の範 内である。

 前述したように、波型形状またはジグザ 形状の型付けスチールコードでは型付け部 曲げ歪の集中が起こり、今後のサイズ大型 等に伴う入力の増大によっては、そこを起 としてスチールコードの疲労破断が発生し しまう懸念がある。それを防ぐためには、 の型付け部の曲率半径Rを大きくして、曲げ 歪の集中を緩和させることが有効である。本 発明においては、かかる型付け部の曲率半径 Rを上記範囲に規定することで、曲げ歪の集 を効果的に緩和させて、疲労破断の発生を 止することを可能としたものである。

 ここで、本発明において型付け部の曲率半 Rとは、図2に示すように、波型形状または グザグ形状に加工されたスチールコード20( 幅a,波長λ)の型付け部を、円弧で近似して測 定した曲率半径として定義される。具体的に は、理想的な曲率半径Rは、振幅aおよび波長 より、R=1/a(λ/2π) 2 とする。この曲率半径Rが18mm未満であると、 げ歪の緩和が不十分となり、型付け部に歪 集中しやすくなってコード疲労性の低下に ながる。一方、125mmを超えると、タイヤに 要なスチール量が確保できなくなるため、 性能面で、例えば、タイヤ製造時に必要な 期歪の確保が難しくなり、バックリング不 等起こしやすくなる等の懸念が生ずる。

なお、タイヤ中から取り出した波型形状また はジグザグ形状に加工されたスチールコード の波長λは20mm~120mm、かつ、振幅aをλで割った 値が次式、
  0.025≦a/λ≦0.065
で表される関係を満足することが好ましい。

 また、周方向ベルト3を構成する上記スチ ールコードは、フィラメント径0.12mm以上0.45mm 以下、特には0.15mm以上0.36mm以下の範囲のフィ ラメントからなる撚りコードであり、コード 径が1.20mm以上3.00mm以下、特には1.20mm以上2.00mm 以下の範囲であって、かつ、初期伸び歪量が 0.3%以上3.0%以下、特には0.9%以上2.0%以下の範 であることが好ましい。このようなスチー コードを用いることで、コード耐久性をよ 良好に確保することができる。

 上記スチールコードの初期伸び歪量が0.3% 未満であると、内圧時および径成長時にコー ドが伸びきってしまい、タイヤがバックリン グして正常な形状にならず、偏摩耗性悪化の 原因となる。一方、コードの初期伸び歪量が 3.0%を超えると、内圧による径成長が大きく り過ぎてしまい、これによりタイヤ表面の レッドゴムが引張り状態となって、耐摩耗 や耐カット性悪化の不利を招くことになる ここで、スチールコードの初期伸び歪量は 図3に示すように、コードの歪-荷重曲線にお いて定義される。

 特には、上記周方向ベルト3のスチールコ ードとして、上記曲率半径Rが20mm以上30mm以下 の範囲には強度2500MPa以上の鋼材、また、上 曲率半径Rが30mmを超えて75mm以下の範囲には 度2900MPa以上の鋼材を用いることが好ましい 強度がこの範囲よりも低い鋼材を用いると タイヤに必要なスチールコード強度が不足 るため、好ましくない。

 また、本発明の好適なスチールコードと て、複数本のスチールフィラメントを2層ま たは3層に撚り合わせた層撚りスチールコー を波型形状またはジグザグ形状に型付けし なるスチールコードを挙げることができる かかるスチールコードのうち、少なくとも ースフィラメント同士のフィラメント‐フ ラメント間隔δLとシースフィラメント径dfと の比δL/dfが0.08~1.00であることが好ましく、よ り好ましくは0.20~0.70の範囲内とする。

 図3は、シースフィラメント同士のフィラ メント‐フィラメント間隔δLおよびフィラメ ント径dfを示す説明図である。δL/dfの値を0.08 ~1.00とすることで、スチールコードの内部に ムが十分に侵入し、ゴムがコード内に充填 れることになる。その結果、たとえ外部か 水分が浸入したとしても、水分が長手方向 伝播することを防止することができる。こ に対し、δL/dfの値が1.00を超えると、繰り返 し引張り入力時にフィラメント毎の張力バラ ンスが崩れてしまい、スチールコードの耐久 性が低下するという問題が生じ、一方、δL/df の値が0.08未満であると、スチールコードの 部にゴムが侵入しにくくなり、ベルト補強 ードの腐食耐久性能の効果が十分ではなく る。

 また、本発明においては、dfの値は0.15mm~0 .36mmの範囲であることが望ましい。dfの値が0. 15mm未満であるとスチールコードの耐久性の 保が困難となってしまい、一方、dfの値が0.3 6mmを超えるとスチールコードの内部へのゴム の侵入が困難になり、本発明の効果を良好に 得ることができなくなってしまう。

 フィラメント‐フィラメント間隔δLは、 えば、シース部のフィラメントの本数を減 す、またはコア部のフィラメント本数を増 すことにより調整することができる。その 、シース部のフィラメント径のみを細くす 、またはコア部のフィラメント径のみを太 する、フィラメントの撚りピッチを小さく る、型付け時の張力を小さくするなどの手 あるいはこれらの手法を組み合わせること も調整することができる。

 本発明において、ベルト層2は、上記周方 向ベルト2を少なくとも1層、好適には1層ない し4層含む。周方向ベルト2を5枚以上とすると 、全体のゲージが厚くなりすぎて、重量増や 発熱耐久性の悪化を招くので、周方向ベルト 3の層数は1~4層とすることが望ましい。なお 周方向ベルト3は、スチールコードを全体と てタイヤ周方向に沿って配向させてなるス リップより形成することができる。

 また、ベルト層2は、好適には、上記周方 向ベルト3に加えて、タイヤ周方向に対し傾 した向きに伸びるコードからなる交錯ベル 4を、1層ないし3層含む。図示する例では、 間で互いに交錯する交錯ベルト4を、2層にて 配置している。交錯ベルト4を配置しない場 、タイヤ幅方向の変形を抑えられずに、偏 耗性の悪化を生ずる場合がある。一方、交 ベルト4を4層以上配置すると、全体のゲージ が厚くなりすぎて、重量増や発熱耐久性の悪 化をもたらすおそれがある。

 また、本発明のタイヤ10において、カー ス1のクラウン部のタイヤ半径方向外側に配 されるトレッド層5の表面には適宜トレッド パターンが形成され、タイヤの最内層にはイ ンナーライナー(図示せず)が配置される。さ に、本発明のタイヤにおいて、タイヤ内に 填する気体としては、通常のあるいは酸素 圧を変えた空気、または窒素等の不活性ガ を用いることが可能である。

 以下、本発明を、実施例を用いてより詳細 説明する。
(実施例1~5、比較例1~5)
 図1に示す構造を有するタイヤサイズ495/45R22 .5の空気入りラジアルタイヤを、周方向ベル に適用するスチールコード(3層撚り:3+9+15構 )の波型型付けの条件を下記表1、2に示すよ にそれぞれ変えて製造した。

 各供試タイヤにおいて、ベルト層2は、タ イヤ周方向の沿う向きに伸びる複数本の波型 型付けスチールコードからなる周方向ベルト 3の2層と、タイヤ周方向に対し傾斜した向き 伸びるコードからなる交錯ベルト4の2層と らなるものとした。

<疲労特性の評価>
 各供試タイヤ中のスチールコードの疲労特 を、正規内圧、正規荷重の120%の負荷条件下 で60km/hにて7.0万km走行させる室内試験を行っ 後に、X線検査を実施することにより評価し た。X線検査でコード切れなしの場合を◎、 ード切れは若干見られるが実用上問題ない 合を○、コード切れありの場合を×とした。 その結果を、下記の表1、2中に併せて示す。

 上記表1、2に示すように、本発明に係る 件を満足する波型型付けスチールコードを 方向ベルトに用いた実施例の空気入りラジ ルタイヤでは、スチールコードの耐久性を 上できることが確かめられた。

 以下、実施例を用いて本発明をより詳細に 明する。
(実施例6~10および比較例6~11)
 下記表3、4中に示すコード構造、フィラメ ト径を有するスチールコードを所定の型付 曲率半径およびδL/dfとなるように加工し、 スチールコードを作製した。

 次に、得られた各スチールコードを実施 1と同様に、図1に示す構造を有するタイヤ( イヤサイズ495/45R225、全層数:4枚、交錯ベル 層:2枚、およびベルト補強層:2枚)に適用し 、各供試タイヤをそれぞれ製造した。その 、得られたタイヤを用いてゴム浸透率、水 伝播率およびコード疲労性について評価を った。結果を下記の表3および表4に併記する 。なお、ゴム浸透率、水分伝播率およびコー ド疲労性の定義は以下の通りである。

(ゴム浸透率)
 供試スチールコードを適用して作製した各 イヤからスチールコードを摘出し、外層の ィラメントを全て取り除き、コア部を取り した後、4方向からみてゴムに被覆されたコ アフィラメントの長さを測定し、下記の式(1) により算出した。
ゴム浸透率(%)=ゴム被覆長(mm)/試料長(mm)×100   (1)

(水分伝播率)
 供試スチールコードを適用して作製した各 イヤからスチールコードを摘出し、初期荷 =強力×0.2、繰返し荷重=強力×0.05、環境湿度 90%の条件下、繰返し歪を1000万回加えた際の 分伝播率を測定した。水分伝播率は腐食痕 最大長さを求め、下記の式(2)により算出し 。
水分伝播率(%)=最大腐食長さ(mm)/チャック間隔 長(mm)×100 (2)

(コード疲労性)
 供試スチールコードを適用して作製した各 イヤを正規内圧、正規荷重120%負荷の条件で 走行させる実車試験を実施した後、X線検査 より評価した。ベルト層端部のスチールコ ドに関して、疲労性がよいものを○、悪い のを×とした。

 上記表3、4より、本発明のタイヤでは、 ム浸透率が増加し、水分伝播率が改善され 腐食耐久性が向上することがわかる。また 併せてタイヤ中のコード疲労性も向上して る。但し、比較例10および11のコード疲労性 結果は「○」ではあるが、コード曲率半径1 25mm以下の実施例7~8に比べると若干劣るもの あった。