JP3602239B2 - Pneumatic radial tires for passenger cars - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、乗用車用空気入りラジアルタイヤに関し、詳しくは、ベルト剛性および耐ベルト端セパレーション性(以下「耐BES性」と略記する)および耐ベルト折れ性を実質的に損なうことなく、軽量化を図った乗用車用空気入りラジアルタイヤに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、空気入りラジアルタイヤのベルト材には1×3×0.30mm等の撚り構造のスチールコードが主に使われている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、かかる撚り構造のスチールコードの場合は、ベルト層が重くなるため、最近の低燃費性能の向上のためのタイヤ軽量化要求には合わなくなってきている。
【0004】
重量を軽くする狙いでベルトコーティングゴムのゲージ(厚さ)を低下させるために撚りコードのフィラメント径を細くすると、コストの大幅な上昇を招き、またプランジャー試験(タイヤに規定内圧を充填し、これに規定寸法の丸棒を押し付けてタイヤを破壊させ、タイヤの強度を調べる試験)における破壊エネルギー(以下「PE」と略記する)、ベルト引張剛性および耐摩耗性の維持のために打込み数を増加させると、耐BES性が低下するという問題を生じた。
【0005】
また、撚りコードをスチールフィラメントに置き換えると、コーティングゴムゲージはそれなりに薄くできるが、フィラメント径を太くしなければならなくなり、ベルト折れが発生しやすくなる。かかるベルト折れを防ぐためにスチールフィラメント径を細くすると、PE、引張剛性および耐摩耗性の維持のために打込み数を増加させなければならず、大幅な耐BES性の低下をきたした。
【0006】
一方、ベルト層に有機繊維コードを用いたタイヤも提案されているが(例えば、特開平2−179504号、特開平2−185805号および特開昭61−188205号公報等)、かかるタイヤの諸性能はスチールベルトタイヤ対比全く見劣りするものであった。
【0007】
そこで本発明の目的は、耐BES性および耐ベルト折れ性を実質的に損なうことなく、ベルトコーティングゴムゲージを薄くすることのできる、すなわち軽量化を実現することのできる乗用車用空気入りラジアルタイヤを提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、以下の構成とすることにより上記目的を達成し得ることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、一対のビード部と、該ビード部にトロイド状をなして連なるカーカスと、該カーカスのクラウン部を箍締めするベルト交錯層とを有する乗用車用空気入りラジアルタイヤにおいて、
上記ベルト交錯層のコードとしてスチールモノフィラメントと有機繊維モノフィラメントが交互に等間隔で、若しくは両者を一対のペアとして該ぺアが等間隔で配設され、上記スチールモノフィラメントの抗張力が350kg/mm2以上で、かつ該フィラメント径が0.35mm以下であることを特徴とするものである。
【0009】
前記スチールモノフィラメントは波形に型付けされていてもよい。
【0010】
前記ベルト交錯層のコーティングゴムの常温、100%伸長時のモジュラスが50kg/cm2以上であることが好ましい。
【0011】
【発明の実施の形態】
本発明の乗用車用空気入りラジアルタイヤのベルト層は、図1に示すように、スチールモノフィラメント1と有機繊維モノフィラメント2が交互に等間隔で配列されているか、若しくは図2に示すように、両者を一対のペア3として該ぺア3が等間隔で配列されている。このように、スチールモノフィラメントと有機繊維モノフィラメントコードとを組み合わせたことにより、これらコードの熱収縮性の違いからベルト引張剛性およびPEを保持しながら、スチールフィラメント間の間隔を、例えば0.55cm以上に保てるため、耐BES性を損なうことがなく、またスチールフィラメント間において有機繊維モノフィラメントコードを用いていることから、軽量化効果も得られる。
【0012】
なお、すべてのベルトコードを有機繊維モノフィラメントコードとするとベルト引張剛性が低くなり過ぎ、タイヤの形状が大幅に変化し、設備面で何等かの対応策を講じなければ耐摩耗性、操縦性等で大幅に劣り、使用することができない。
【0013】
また、スチールモノフィラメントと共に、有機繊維撚りコードを使用すると、該撚りコード中に多く採り込まれている水分や酸素がスチールコードの錆びの発生原因となるため、かかる撚りコードを使用することは好ましくない。
【0014】
本発明において使用することのできる有機繊維モノフィラメントとしては、例えばゴム強化用繊維として適当な重合体または共重合体、例えばポリアミド、ポリエステル、ポリビニルアルコール等のモノフィラメントが挙げられる。適当なポリアミドとしては、ポリヘキサメチレンアジパミド、ポリカプロアミド、ポリテトラメチレンアジパミド等およびこれらの共重合体が挙げられる。また、適当なポリエステルとしては、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリプロピレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレン−2,6−ナフトエート、ポリ−1,4−シクロヘキサンジメタノールテレフタレートおよびこれらの共重合体が挙げられる。中でも最も好ましいモノフィラメントコードは引張りモジュラスが高く、かつ容易に入手可能なポリエステル系モノフィラメントである。
【0015】
また、本発明のベルトに用いるスチールモノフィラメントの直径は、0.35mmを超えると急速にベルトコード折れが起こりやすくなるため、0.35mm以下であることを要する。さらに、ベルト剛性保持の観点から、スチールフィラメントの抗張力は350kg/mm2必要であり、かつコーティングゴムの常温、100%伸長時のモジュラスが50kg/cm2以上であることが好ましい。
【0016】
さらに、タイヤの耐BES性の向上が特に要求される場合であって、引張剛性の多少の低下を許容できる場合は、ベルトスチールフィラメントに二次元的波形の型付けを施してもよい。但し、三次元の螺旋型付けはコーティングゴムのゲージが厚くなるため不適当である。
【0017】
なお、本発明の乗用車用空気入りラジアルタイヤにおいては、ベルト打込角度、ベルト枚数等のその他の条件は、従来より知られている当該タイヤの条件と何等変わるところがない。
【0018】
【実施例】
以下に、本発明を実施例に基づき説明する。
実施例1〜4,比較例1〜3
下記の表1に示すコードおよびベルトコーティングゴムをベルト材として用いてサイズ165SR13の乗用車用ラジアルタイヤを試作した。
【0019】
表1に示す従来例のコントロールタイヤについては、スチールコードが1×3×0.30mmの構造を有し、打込数が30本/5cmになる様にゴム引き布を作製し、タイヤ周方向に対し24°の角度になる様に裁断したベルト用ゴム引き布をベルトとして用いた。かかるベルト用ゴム引き布を2枚ベルト層として有する従来例のタイヤを以下の試験においてコントロールタイヤとした。また、実施例および比較例のタイヤはベルト構造およびベルトコーティングゴム以外は従来例と同様にした。尚、実施例1〜3におけるベルトのコード配列は図1に示す配列を採用し、また実施例4においては図2に示す配列を採用した。
上述の試作タイヤは、通常のタイヤ成型、加硫を経て、下記の各種試験に供した。
【0020】
(1)コード径
マイクロメーター法で測定した。
(2)抗張力
真直ぐなフィラメントの強力をインストロン型引張り試験機で1サンプルにつき10回測定し、得られた強力を上記マイクロメーター法で測定したフィラメント径を用いて算出した。
【0021】
(3)コード強力
生コードの強力をインストロン型引張り試験機で1サンプルにつき10回測定した。なお、コード両端はコード切れしないようにハンダ付けした。
(4)PE
内圧1.7kgf/cm2とし、先端の直径が19mmのプランジャー棒を押し込み、破壊までの移動量と押込み力(破壊時の荷重)との積から破壊エネルギー(PE)を算出した。コントロールタイヤのPEを100として指数にて表示した。数値が大なる程PEが大きいことを示す。
【0022】
(5)ベルトコード間隔
タイヤセンター部において、各スチールコードの直角方向の距離を測定した。(6)ゴムモジュラス(100%Mod.)
JIS K 6301に従い、JIS 3号のダンベル形状のコーティングゴムサンプルを室温、500mm/minの速度にて引っ張り試験を行い、100%伸長させたときの弾性率を測定した。
【0023】
(7)総引張剛性
タイヤから切り出した長さ50cm、幅5cmのベルトサンプルを引張り試験機で測定し、コントロールを100として指数にて表示した。数値が大なる程総引張剛性が高いことを示す。
(8)耐摩耗性
100%荷重、内圧1.8kg/cm2にて一般路を2万km走行させる実地試験にて、コントロールタイヤの摩耗量を100として、指数にて表示した。数値が大なる程耐摩耗性が良好であることを示す。
【0024】
(9)耐ベルト折れ性
新品タイヤからベルトコードを取り出しベルト湾曲試験(プーリー径30mm)にてコードを破断させ、破断するまでの湾曲回数を測定し、コントロールタイヤを100として、指数にて表示した。数値が大なる程耐ベルト折れ性が良好であることを示す。
(10)耐BES性
100%荷重、内圧1.8kg/cm2にて一般路を2万km走行させる実地試験にて、コントロールタイヤの耐BES性を100として、指数にて表示した。数値が大なる程耐BES性が良好であることを示す。
【0025】
(11)トリート重量
10cm2当りのベルトトリート重量を実測し、コンロールタイヤを100として、指数にて表示した。数値が小さい程軽量であることを示す。
得られた結果を下記の表1および表2に併記する。
【0026】
【表1】
【0027】
【表2】
*波形波高(山と谷の間)
【0028】
上記表1および表2より以下のことが分かった。
比較例1においては有機繊維モノフィラメントは使用せず、直径0.30mmのスチールモノフィラメントのみをベルトに用いた例である。この例では、コード総強力を従来例と同等にするためにコード間隔を0.33mmとしてあり、その結果耐BES性が大幅に低下している。コード間隔を0.55mm以上に保つために打込み数を粗くするとPEが80%以下と大幅に低下し、実用に供し得なくなる。PEの低下を防ぐためには抗張力を450kgf/mm2以上にしなければならず、技術的およびコスト的に困難である。
【0029】
実施例1は、軽量化が大幅に達成されているにもかかわらず、他の性能もほぼ満足し得るレベルに維持されている。これに対し、比較例2は実施例1におけるスチールフィラメント径を本発明の範囲を逸脱して太くした例であるが、かかる比較例では耐ベルト折れ性が大幅に低下している。
【0030】
また、比較例3は実施例1における抗張力を本発明の範囲を逸脱して350kgf/mm2以下としたため打込数を増加させなければならず、結果として耐BES性が大幅に低下している。
【0031】
実施例2は実施例1に比しベルトコーティングゴムの100%伸長時のモジュラスを52kg/cm2と高めた例であり、この例では実施例1に比し各性能が向上している。また、実施例3は実施例1におけるスチールモノフィラメントを波形に型付けした例であり、この例では実施例1に比し耐ベルト折れ性が向上しているが、他の性能は若干低下している。更に、実施例4はベルトコード配列を図2に示すものに変更した例であり、この例では実施例1に比し、耐摩耗性のほんの僅かの低下が観られるが、全体的には実施例1と同程度の性能が得られている。
【0032】
【発明の効果】
以上説明してきたように、本発明の乗用車用空気入りラジアルタイヤにおいては、耐BES性および耐ベルト折れ性を実質的に損なうことなくベルトコーティングゴムゲージを薄くすることができ、タイヤの軽量化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一例空気入りタイヤのベルト部分断面図である。
【図2】本発明の他の一例空気入りタイヤのベルト部分断面図である。
【符号の説明】
1 スチールモノフィラメント
2 有機繊維モノフィラメント
3 ペア[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a pneumatic radial tire for a passenger car, and more particularly, to a reduction in weight without substantially impairing belt rigidity and belt end separation resistance (hereinafter abbreviated as “BES resistance”) and belt break resistance. It relates to the intended pneumatic radial tire for passenger cars.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a steel cord having a twist structure of 1 × 3 × 0.30 mm or the like is mainly used for a belt material of a pneumatic radial tire.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the case of the steel cord having such a twisted structure, the belt layer becomes heavy, so that it is no longer possible to meet the recent demand for reduction in tire weight in order to improve fuel efficiency.
[0004]
Reducing the filament diameter of the twisted cord to reduce the gauge (thickness) of the belt coating rubber with the aim of reducing the weight causes a significant increase in cost, and the plunger test (filling the tire with the specified internal pressure, In this test, a round bar having a specified size is pressed to break the tire, and the tire is broken to determine the breaking energy (hereinafter abbreviated as “PE”), the number of shots for maintaining the belt tensile rigidity and abrasion resistance. When it is increased, there arises a problem that the BES resistance decreases.
[0005]
Also, when the twisted cord is replaced with a steel filament, the coating rubber gauge can be reduced to a certain extent, but the filament diameter must be increased, and the belt is likely to break. If the diameter of the steel filament is reduced to prevent such belt breakage, the number of shots must be increased in order to maintain PE, tensile rigidity and abrasion resistance, resulting in a significant decrease in BES resistance.
[0006]
On the other hand, tires using an organic fiber cord for a belt layer have also been proposed (for example, JP-A-2-179504, JP-A-2-185805, and JP-A-61-188205). The performance was quite inferior to steel belt tires.
[0007]
Accordingly, an object of the present invention is to provide a pneumatic radial tire for a passenger car capable of reducing the thickness of a belt coating rubber gauge, that is, realizing a weight reduction without substantially impairing the BES resistance and the belt break resistance. To provide.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The present inventors have conducted intensive studies to solve the above-described problems, and as a result, have found that the above-described object can be achieved by adopting the following configuration, and have completed the present invention.
That is, the present invention relates to a pneumatic radial tire for a passenger car having a pair of bead portions, a carcass connected to the bead portions in a toroidal shape, and a belt intersecting layer that fastens a crown portion of the carcass.
Steel monofilaments and organic fiber monofilaments are alternately arranged at equal intervals as a cord of the belt intersecting layer, or the pair is arranged at equal intervals as a pair of both, and the tensile strength of the steel monofilament is 350 kg / mm 2 or more. And the filament diameter is 0.35 mm or less.
[0009]
The steel monofilament may be corrugated.
[0010]
It is preferable that the modulus of the coating rubber of the belt intersecting layer at normal temperature and 100% elongation is 50 kg / cm 2 or more.
[0011]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
As shown in FIG. 1, the belt layer of the pneumatic radial tire for a passenger car of the present invention has steel monofilaments 1 and
[0012]
In addition, if all the belt cords are organic fiber monofilament cords, the belt tensile rigidity will be too low, the shape of the tire will change drastically, and if no countermeasures are taken in equipment, wear resistance, maneuverability etc. Significantly inferior and cannot be used.
[0013]
In addition, when an organic fiber twisted cord is used together with a steel monofilament, the use of such a twisted cord is not preferable because water and oxygen incorporated in the twisted cord cause rust of the steel cord. .
[0014]
Examples of the organic fiber monofilament that can be used in the present invention include, for example, a monofilament such as a polymer or a copolymer suitable for a rubber reinforcing fiber, such as polyamide, polyester, or polyvinyl alcohol. Suitable polyamides include polyhexamethylene adipamide, polycaproamide, polytetramethylene adipamide, and the like, and copolymers thereof. Suitable polyesters include polyethylene terephthalate (PET), polypropylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyethylene-2,6-naphthoate, poly-1,4-cyclohexanedimethanol terephthalate, and copolymers thereof. Among them, the most preferable monofilament cord is a polyester monofilament having a high tensile modulus and easily available.
[0015]
Further, if the diameter of the steel monofilament used for the belt of the present invention exceeds 0.35 mm, the belt cord is likely to be rapidly broken, so that it needs to be 0.35 mm or less. Further, from the viewpoint of maintaining belt rigidity, it is preferable that the tensile strength of the steel filament be 350 kg / mm 2 and the modulus of the coating rubber at room temperature and 100% elongation is 50 kg / cm 2 or more.
[0016]
Furthermore, when the improvement of the BES resistance of the tire is particularly required and a slight decrease in the tensile rigidity can be tolerated, the belt steel filament may be subjected to two-dimensional corrugation. However, three-dimensional spiral molding is inappropriate because the gauge of the coating rubber becomes thick.
[0017]
In the pneumatic radial tire for a passenger car according to the present invention, other conditions such as a belt driving angle and the number of belts have no difference from the conventionally known conditions of the tire.
[0018]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described based on examples.
Examples 1-4, Comparative Examples 1-3
A radial tire for a passenger car having a size of 165SR13 was prototyped using a cord and a belt coating rubber shown in Table 1 below as a belt material.
[0019]
Regarding the control tire of the conventional example shown in Table 1, a rubber cord was prepared so that the steel cord had a structure of 1 × 3 × 0.30 mm and the number of hits was 30/5 cm. The rubberized cloth for a belt cut to an angle of 24 ° was used as the belt. A conventional tire having two such belted rubberized fabrics as a belt layer was used as a control tire in the following tests. The tires of the examples and comparative examples were the same as the conventional example except for the belt structure and the belt coating rubber. Note that the belt code arrangement in Examples 1 to 3 employed the arrangement shown in FIG. 1, and the Example 4 employed the arrangement shown in FIG.
The above-described prototype tires were subjected to the following various tests after normal tire molding and vulcanization.
[0020]
(1) Cord diameter It was measured by a micrometer method.
(2) Tensile strength The strength of the straight filament was measured ten times per sample using an Instron type tensile tester, and the resulting strength was calculated using the filament diameter measured by the micrometer method.
[0021]
(3) Cord strength The strength of the raw cord was measured 10 times per sample using an Instron type tensile tester. The ends of the cord were soldered so that the cord did not break.
(4) PE
The internal pressure was set to 1.7 kgf / cm 2, and a plunger rod having a tip diameter of 19 mm was pushed in, and the breaking energy (PE) was calculated from the product of the amount of movement up to breaking and the pushing force (load at breaking). The PE of the control tire was set to 100 and indicated by an index. The larger the numerical value, the larger the PE.
[0022]
(5) Belt cord spacing At the tire center, the distance in the perpendicular direction of each steel cord was measured. (6) Rubber modulus (100% Mod.)
In accordance with JIS K6301, a dumbbell-shaped coated rubber sample of JIS No. 3 was subjected to a tensile test at room temperature at a speed of 500 mm / min, and the elastic modulus when stretched by 100% was measured.
[0023]
(7) A belt sample having a length of 50 cm and a width of 5 cm cut out from the total tensile rigidity tire was measured by a tensile tester, and the control was set to 100 and indicated by an index. The larger the value, the higher the total tensile rigidity.
(8) Wear resistance In a field test in which a general road was run for 20,000 km at a load of 100% and an internal pressure of 1.8 kg / cm 2 , the wear amount of the control tire was set to 100 and indicated by an index. The larger the value, the better the wear resistance.
[0024]
(9) Belt break resistance A belt cord was taken out from a new tire, the cord was broken by a belt bending test (pulley diameter: 30 mm), and the number of bendings before breaking was measured. . The larger the value, the better the belt breaking resistance.
(10) BES resistance The BES resistance of the control tire was set to 100 in a field test in which the BES resistance of the control tire was set to 100 in a field test in which a general road was run at 20,000 km under a 100% load and an internal pressure of 1.8 kg / cm 2 . The larger the value, the better the BES resistance.
[0025]
(11) The weight of the belt treat per 10 cm 2 of the treat weight was actually measured, and the result was indicated by an index, with the control tire as 100. The smaller the value, the lighter the weight.
The results obtained are shown in Tables 1 and 2 below.
[0026]
[Table 1]
[0027]
[Table 2]
* Wave height (between mountain and valley)
[0028]
From Tables 1 and 2, the following was found.
In Comparative Example 1, an organic fiber monofilament was not used, and only a steel monofilament having a diameter of 0.30 mm was used for the belt. In this example, the cord spacing is set to 0.33 mm in order to make the total cord strength equal to that of the conventional example, and as a result, the BES resistance is greatly reduced. If the number of shots is increased to keep the cord interval at 0.55 mm or more, the PE is greatly reduced to 80% or less, which makes it impractical. In order to prevent a decrease in PE, the tensile strength must be 450 kgf / mm 2 or more, which is technically and costly.
[0029]
In the first embodiment, other performances are maintained at almost satisfactory levels, even though weight reduction is largely achieved. On the other hand, Comparative Example 2 is an example in which the diameter of the steel filament in Example 1 is increased beyond the scope of the present invention, but in this comparative example, the belt breaking resistance is significantly reduced.
[0030]
In Comparative Example 3, since the tensile strength in Example 1 was set to 350 kgf / mm 2 or less outside the range of the present invention, the number of shots had to be increased, and as a result, the BES resistance was significantly reduced. .
[0031]
Example 2 is an example in which the modulus at the time of 100% elongation of the belt coating rubber is increased to 52 kg / cm 2 as compared with Example 1, and in this example, each performance is improved as compared with Example 1. The third embodiment is an example in which the steel monofilament in the first embodiment is corrugated. In this example, the belt breaking resistance is improved as compared with the first embodiment, but other performances are slightly lowered. . Further, Embodiment 4 is an example in which the belt cord arrangement is changed to that shown in FIG. 2. In this embodiment, although a slight decrease in wear resistance is observed as compared with Embodiment 1, the overall implementation is The same performance as that of Example 1 is obtained.
[0032]
【The invention's effect】
As described above, in the pneumatic radial tire for a passenger car according to the present invention, the belt coating rubber gauge can be thinned without substantially impairing the BES resistance and the belt break resistance, and the weight of the tire can be reduced. Can be planned.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a partial cross-sectional view of a belt of an example pneumatic tire of the present invention.
FIG. 2 is a partial cross-sectional view of a belt of another example pneumatic tire of the present invention.
[Explanation of symbols]
1
Claims (3)
上記ベルト交錯層のコードとしてスチールモノフィラメントと有機繊維モノフィラメントが交互に等間隔で、若しくは両者を一対のペアとして該ぺアが等間隔で配設され、上記スチールモノフィラメントの抗張力が350kg/mm2以上で、かつ該フィラメント径が0.35mm以下であることを特徴とする乗用車用空気入りラジアルタイヤ。In a pneumatic radial tire for a passenger car having a pair of bead portions, a carcass connected to the bead portion in a toroidal shape, and a belt intersecting layer that fastens a crown portion of the carcass,
Steel monofilaments and organic fiber monofilaments are alternately arranged at equal intervals as a cord of the belt intersecting layer, or the pair is arranged at equal intervals as a pair of both, and the tensile strength of the steel monofilament is 350 kg / mm 2 or more. And a pneumatic radial tire for a passenger car , wherein the filament diameter is 0.35 mm or less.
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