JP4116181B2

JP4116181B2 - Tubeless tire

Info

Publication number: JP4116181B2
Application number: JP07830999A
Authority: JP
Inventors: 伸明南
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 1999-03-23
Filing date: 1999-03-23
Publication date: 2008-07-09
Anticipated expiration: 2019-03-23
Also published as: JP2000272306A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、操縦安定性および乗り心地性をバランス良く高めながら軽量化を達成しうるチューブレスタイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】
チューブレスタイヤでは、一般に、内圧空気を気密に保持するために、カーカスのタイヤ内腔に向く内面に、空気不透過性に優れるブチル系ゴムからなるインナーライナーが前記カーカスとは別に内貼りされている。このようなチューブレスタイヤは、チューブタイヤに比べるとタイヤ重量を軽量化しうる利点がある。
【０００３】
しかし、このようなチューブを排除したチューブレスタイヤにあっても、近年の強い省資源化、低燃費化の要望に伴って、さらなる軽量化が望まれている。例えば特開平６−１５６００７号公報、特開平８−１１３００７号公報には、カーカスプライにおいて、カーカスコードの両面を被覆するトッピングゴムのうちタイヤ内腔側部分のみをブチル系ゴムで形成すること、或いはトッピングゴムの略全体をブチル系ゴムで形成することが提案されている。これにより、カーカスプライは、従来のインナーライナーの機能をも併せ持つことができるため、従来のインナーライナーを全面的に省略でき、軽量化を達成しうるという利点がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、ブチル系ゴムは、トッピングゴムとして通常用いられるジエン系ゴムに比べて反発弾性が低くゴム弾性体としての特性に劣っている。その結果、このブチル系ゴムをタイヤの骨格をなすカーカスプライのトッピングゴムとして実際に使用した場合には、タイヤとしての弾性及び剛性が損なわれ、操縦安定性と乗り心地性とのバランスを悪化させるなど実車性能を低下させるという新たな問題が発生する。なお実車性能を維持するために、カーカスプライを増加したり或いはジエン系のゴム層を追加したりしたのでは、ブチル系ゴムの採用による軽量化の利点を喪失してしまうこととなる。
【０００５】
そこで本発明は、ブチル系ゴムの採用をカーカスプライのトッピングゴムのうちのタイヤ内腔側部分に止め、しかもベルトプライにモノフィラメントコードを配列したモノフィラメントベルトプライと、非モノフィラメントコードを配列した非モノフィラメントベルトプライとを含ませることを基本として、操縦安定性と乗り心地性とをバランス良く高めながら軽量化を達成しうるチューブレスタイヤの提供を目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明のうち請求項１記載の発明は、チューブレスタイヤであって、トレッド部からサイドウォール部をへてビード部のビードコアに至るプライ本体部を有するカーカスプライからなるカーカスと、トレッド部の内方かつ前記カーカスの外側に配されるベルト層とを具え、
かつ前記カーカスプライにおいてタイヤ内腔側に位置する内のカーカスプライの前記プライ本体部によりタイヤ内腔面を形成するとともに、
前記カーカスプライは、カーカスコードを互いに平行に配列したコード配列体とこのコード配列体の両面を被覆するトッピングゴムとからなり、かつ前記内のカーカスプライのトッピングゴムは、前記プライ本体部を形成する範囲に添設されて前記タイヤ内腔面をなすゴム内腔部のみをブチル系ゴムから形成するとともに、
前記ベルト層は、スチールを用いたモノフィラメントコードをタイヤ周方向に対して１０〜４０度の角度で傾けて配列したモノフィラメントベルトプライと、
複数本のフィラメントを撚り合わせかつスチールを用いた非モノフィラメントコードをタイヤ周方向に対して１０〜４０度の角度で傾けて配列した非モノフィラメントベルトプライとを含む少なくとも２枚のベルトプライからなり、
かつ前記モノフィラメントコードの断面積は、非モノフィラメントコードのスチールフィラメントの断面積の総和の０．６８〜０．８８倍の範囲、
しかもモノフィラメントコードの直径を、０．３５〜０．５５ mm としたことを特徴としている。
【０００７】
ここで、前記モノフィラメントコードのコード打ち込み数Ｎは、３３〜４７（本／プライ巾５ cm 当たり）とするのがよい。
【０００８】
また前記ブチル系ゴムは、ブチルゴム又はその誘導体を１０重量％以上含有するものが好適である。また前記ベルト層は、２枚のベルトプライから構成されることがタイヤ重量の軽量化の点で特に好ましい。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の一形態を図面に基づき説明する。
図１には、チューブレスタイヤ（以下、単に「タイヤ」ということがある。）１として、本例では乗用車用のものを例示しており、トレッド部２と、その両端からタイヤ半径方向内方にのびるサイドウオール部３と、各サイドウオール部３の内方端に位置するビード部４とを具えている。また、タイヤ１は、前記ビード部４、４（本例では一方のみ示す）間にタイヤ内腔Ｈに沿ってのびるカーカス６が架け渡されるとともに、このカーカス６の半径方向外側かつトレッド部２内方にはベルト層７が周方向に巻装される。
【００１０】
前記カーカス６は、トレッド部２からサイドウォール部３をへてビード部４のビードコア５に至るプライ本体部９Ａを有する少なくとも１枚のカーカスプライ９から形成される。本実施形態のタイヤ１は、カーカスとは個別に設けられていた従来のインナーライナーを具えていない。このため、該カーカス６において、タイヤ内腔Ｈ側に位置する内のカーカスプライ９ｉのプライ本体部９Ａによってタイヤ内腔面ＨＳが形成される。
【００１１】
本例のカーカス６は、トレッド部２からサイドウォール部３をへてビード部４のビードコア５に至る前記プライ本体部９Ａの両端に、ビードコア５の廻りをタイヤ軸方向内側から外側に折返されるプライ折返し部９Ｂを一体に設けた１枚のカーカスプライ９から構成されているものを示す。所謂、１−０構造である。従って、本実施形態においては、この１枚のカーカスプライ９が前記内のカーカスプライ９ｉとなる。なお、ビード部４には、前記プライ本体部９Ａとプライ折返し部９Ｂとの間を通ってビードコア５からタイヤ半径方向外方にのびるビードエーペックスゴム８が配される。
【００１２】
また、内のカーカスプライ９ｉは、図２（図１のＡ−Ａ断面）、図３に示すように、カーカスコード１０Ａを実質的に平行に配列したコード配列体１０と、このコード配列体１０の両面を被覆するトッピングゴム１１とから形成される。
【００１３】
前記カーカスコード１０Ａとしては、乗用車用タイヤの場合、ポリエステル、ナイロン、レーヨン、芳香族ポリアミドなどの有機繊維材料からなる複数のフィラメントを撚り合わせたいわゆるテキスタイルコードが好適に採用できる。また本例のカーカスコード１０Ａは、タイヤ赤道Ｃに対して７５〜９０度の角度で傾けられることにより、ラジアル構造カーカスを構成するものを例示している。
【００１４】
また前記トッピングゴム１１は、本例ではタイヤ内腔面ＨＳをなすゴム内腔部１１ｉと、その外側に配されるゴム外側部１１ｏとを含む。またゴム内腔部１１ｉは、前記プライ本体部１０を形成する範囲に添設されるとともに、このゴム内腔部１１ｉのみがブチル系ゴムで形成されている。
【００１５】
ここで、「ブチル系ゴム」とは、ブチルゴム又はその誘導体を１０重量％以上含有するゴム組成体を意味する。またブチルゴム（ＩＩＲ）は、イソブチレンと少量のイソプレンとの共重合体であり、又その誘導体としては、前記ブチルゴムに塩素、臭素等を反応させてなる例えば塩素化ブチルゴム、臭素化ブチルゴム等のハロゲン化ブチルゴムが用いられる。
【００１６】
このブチル系ゴムは、ブチルゴム又はその誘導体以外のゴム成分として、天然ゴム（ＮＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、スチレン・ブタジエンゴム（ＳＢＲ）等のジエン系ゴムを含むことができる。これらにより製造されるブチル系ゴムには、通常のトッピングゴムと同様に、カーボンブラック等の補強剤、加硫剤、加硫促進剤、軟化剤などの充填剤を添加させることができる。
【００１７】
他方、前記トッピングゴム１１のうちのゴム内腔部１１ｉ以外のゴム外側部１１ｏ、或いは複数のカーカスプライ９が配される場合の前記内のカーカスプライ９ｉ以外のカーカスプライ９に用いられるトッピングゴム１１には、従来と同様、前記ジエン系ゴムを９０重量％よりも大、好ましくは１００重量％含有する非ブチル系ゴムを用いるのが望ましい。
【００１８】
このように、耐空気透過性の高いブチル系ゴムのゴム内腔部１１ｉがタイヤ内腔Ｈを囲むため、カーカスプライ９に、従来のインナーライナーの機能を担わせることができる。このためカーカス６とは個別に設けられていた従来のインナーライナーを排除することができ、タイヤ重量を大巾に軽量化しうる。
【００１９】
ここで、前記内のカーカスプライ９ｉが、必要な内圧保持性能を発揮するためには、前記ブチル系ゴムにおけるブチルゴム又はその誘導体の含有量が前述の如く１０重量％以上配合されていることが好ましいが、ブチルゴム又はその誘導体の含有量を３０重量％以上としたときには、より一層内圧保持性能を高めることが可能になる。
【００２０】
また図２に示す如く、ゴム内腔部１１ｉにおける、カーカスコード１０Ａからタイヤ内腔面ＨＳまでの被覆厚さＴｉが小さすぎると、内圧保持性能が相対的に低下する傾向があり、逆に大きすぎると、ブチル系ゴムによる低反発弾性に基づきタイヤとしての弾性及び剛性を損ねるなど実車性能を低下させる原因ともなりかねなず、またタイヤ重量を減じる効果も少なくなる。このような観点より、被覆厚さＴｉは、例えば０．２〜１．０mmの範囲、さらに好ましくは０．３〜０．８mmとするのが特に望ましい。
【００２１】
またゴム内腔部１１ｉとゴム外側部１１ｏとの臨界面Ｅは、図４（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、カーカスコード１０Ａのコード配列体１０内を通り、例えばコード１０Ａの中心線Ｎ上に形成しうる他（図４（Ａ））、前記中心線Ｎの外側若しくは内側に位置ずれさせて形成することもできる（図４（Ｂ）、（Ｃ））。しかし、前記操縦安定性と乗り心地性とのバランス、或いはカーカスコード１０Ａとの接着性などの観点から、タイヤ内腔面ＨＳから臨界面Ｅまでのゴム厚さＴは、カーカスコード径をＤとしたとき、
Ｔｉ≦Ｔ≦Ｔｉ＋０．５Ｄ
（ただし、Ｔｉは、ゴム内腔部１１ｉにおけるカーカスコード１０Ａからタイヤ内腔面ＨＳまでの被覆厚さ）
を満たし、しかも１．５mm以下であるの好ましい。より具体的には、前記ゴム厚さＴは、０．５〜１．０mmとするのが望ましい。
【００２２】
そして本発明では、前記ブチル系ゴムによる実車性能の低下を抑えるために、前記ベルト層７は、図５（Ａ）に示すような断面を有するモノフィラメントコード２０を配列したモノフィラメントベルトプライ７Ｂと、図５（Ｂ）に示すような断面を有する複数本のフィラメントを撚り合わせた非モノフィラメントコード３０を配列した非モノフィラメントベルトプライ７Ａとを含む少なくとも２枚のベルトプライから構成される。
【００２３】
本実施形態のベルト層７は、タイヤ半径方向内外で重なる２枚のベルトプライからなり、タイヤ半径方向内側に前記非モノフィラメントプライ７Ａを配するとともに、その外側にモノフィラメントプライ７Ｂを配したものが例示される。また前記モノフィラメントコード２０、非モノフィラメントコード３０は、いずれもタイヤ周方向に対して１０〜４０゜の小角度で傾けて配列され、本例では各プライ７Ａ、７Ｂは、各コード２０、３０がプライ間で互いに交差するよう向きを違えて配置されたものが例示される。
【００２４】
一般にモノフィラメントコード２０は、複数本のフィラメントを撚り合わせた非モノフィラメントコード３０と同程度の引張り弾性を維持させた場合、曲げ剛性を大巾に高めることができる。よってベルト層７が、モノフィラメントベルトプライ７Ｂを含むことにより、ベルト層７の重量増加を招くことなくトレッド部２の面内曲げ剛性を高めることができ、前記ブチル系ゴムを内のカーカスプライ９ｉのトッピングゴムに採用したことに起因するタイヤの弾性及び剛性不足を解消して操縦安定性を向上させうる。また、ベルト層７は、モノフィラメントコード２０に比して曲げ剛性が相対的に小の非モノフィラメント３０を配列した非モノフィラメントベルトプライ７Ａを含ませているため、このトレッド部２の面内曲げ剛性の過度増加に伴う乗り心地性の低下をも防止しうる。
【００２５】
また操縦安定性の指標として、旋回中にタイヤが発生する横力が挙げられる。そして、この横力が大きいほど操縦安定性は高いものとして一応評価することができるが、実際にはこの横力発生時の過渡応答性や、ハンドルの操舵角、旋回速度などに比例して横力が滑らかに上昇するような横力のリニアリティが現実の車両走行に際しては特に重要な性能として要求される。
【００２６】
ここで、横力は、トレッド部２のブロック等の接地する陸部表面、ベルト層７、カーカス６へと順番に変位し、その反力によって発生するものであるが、本実施形態のように、タイヤ半径方向内側からブチル系ゴムによりトッピングされた低剛性のカーカス６、非モノフィラメントベルトプライ７Ａ、モノフィラメントベルトプライ７Ｂの順に配した場合には、タイヤの急激な剛性変化が抑制され、特に横力発生時の過渡応答性や横力のリニアリティを良好なものとする利点がある。
【００２７】
他方、ベルト層７において、タイヤ半径方向内側にモノフィラメントベルトプライ７Ｂを配し、かつその外側に非モノフィラメントベルトプライ７Ａを配した場合には、上述のような作用は低下するものの、ベルト層７の必要な曲げ剛性は確保されるため大きな横力を発生させるなど操縦安定性を維持しうるとともに、非モノフィラメントベルトプライ７Ａが路面により近い側に配されることにより、路面からの振動等の入力に対する吸収性能を示すエンベロープ効果が増し、特に乗り心地性能に優れたものとなる。
【００２８】
前記モノフィラメントコード２０としては、通常のタイヤコード形成用のスチールフィラメントが用いられる。また乗用車用タイヤの場合、モノフィラメントコード２０の直径Ｄ１は、０．３５〜０．５５mmのものを用いている。
【００２９】
また図５（Ｂ）に示すように、非モノフィラメントコード３０は、本例ではタイヤコード形成用のスチールフィラメント３１の複数本（本例では３本）を撚り合わせて形成される。また本例の乗用車用タイヤの場合、例えば非モノフィラメントコード３０を構成する各スチールフィラメント３１には、直径Ｄ２が０．２０〜０．４０mmのものが好ましく、コード３０の直径Ｄ３は、例えば０．５０〜０．７０mmとするのが望ましい。
【００３０】
なお、モノフィラメントコード２０の断面積２０Ｓは、非モノフィラメントコード３０のスチールフィラメント３１、即ち非モノフィラメントコード３０としてスチールを用いるとともに、その断面積３１Ｓの総和Σ３１Ｓの０．６８〜０．８８倍の範囲となるのがベルト層７の軽量化を図りつつその曲げ剛性等がバランス良く向上させる。例えば、非モノフィラメントコード３０の撚り構造が１×３／０．２７（Σ３１Ｓ＝０．１７１７mm²）の場合、モノフィラメントコード２０の断面積２０Ｓは、０．１１７〜０．１５１mm²の範囲となるのが望ましい。この場合モノフィラメントコード２０の直径Ｄ１は、０．３９〜０．４４mm、即ち前記０．３５〜０．５５ mm とする。本例では０．４２mmのものを採用している。
【００３１】
またモノフィラメントコード２０のコード打ち込み数Ｎ（本／プライ巾５cm当たり）は、従来のベルト層と同程度の３３〜４７（本／プライ巾５cm当たり）の範囲とする。
【００３２】
このように、内のカーカスプライ９ｉのタイヤ内腔面ＨＳをなすゴム内腔部１１ｉのみをブチル系ゴムから形成する構成と、ベルト層７がモノフィラメントベルトプライ７Ｂ、非モノフィラメントベルトプライ７Ａを含む構成とが最適に組み合わされ、双方の利点を充分に発揮させながら欠点を互いに補って解消させるため、タイヤ全体として操縦安定性と乗り心地性とをバランス良く高め、しかも軽量化を達成することができる。このような効果は、カーカス６が１枚のカーカスプライ９で形成され、かつベルト層７が２枚のベルトプライにて構成される乗用車用ラジアルタイヤにおいて、最も有効に発揮されうる。
【００３３】
なおカーカス６は、必要に応じて前記カーカスプライ９を複数（ｎ）枚用いたｎ−０構造として構成することもできる。
【００３４】
図６には、本発明の他の実施形態を示している。
本例のカーカス６は、前記プライ本体部９Ａと、このプライ本体部９Ａに連なりかつビードコア５の廻りをタイヤ軸方向の外側から内側に巻き上げたプライ巻上げ部９Ｃを有するカーカスプライ９ｘを１枚用いたいわゆる０−１構造を例示しており、このカーカスプライ９ｘが前記内のカーカスプライ９ｉとなる。この場合、カーカスプライ９ｘは、サイドウォール部３をなすサイドウオールゴム３Ｇ、及びビード部４をなすクリンチ・チエーファーゴム４Ｇとは、ジエン系ゴムからなるトッピングゴム１１の前記ゴム外側部１１ｏと加硫接着し一体化させることを可能とする。従って、両者の接着強度が特に向上しセパレーション等を抑止して耐久性をより一層高めることが可能となる。
【００３５】
なお図示はしていないが、カーカス６は、このようなカーカスプライ９ｘを複数（ｎ）枚用いた０−ｎ構造、さらにはこのカーカスプライ９ｘと前記カーカスプライ９とをともに具える１−１、ｎ−１構造など種々の形態にて構成することができるのは言うまでもない。
【００３６】
以上本発明の実施形態について詳述したが、本発明は上記の実施形態に限定されることなく、例えば自動二輪車用タイヤ、或いは重荷重用タイヤなどとして形成しうるなど種々の態様に変化させて実施しうる。
【００３７】
【実施例】
タイヤサイズが１９５／６５Ｒ１４かつ図１の構成の乗用車用のチューブレスタイヤを、表１の仕様に基づき試作するとともに、各試供タイヤのタイヤ重量、耐空気透過性、生産性、実車性能についてテストし、その結果を表１に示した。またそのときのゴム組成を表２に示す。テストの条件は次のとおりである。
【００３８】
（１）タイヤ重量
タイヤ１本当りの重量を測定し、従来例を１００とする指数で示した。数値が小さいほど軽量である。
（２）耐空気透過性
タイヤを規定のリム（６ＪＪ×１４）にリム組し、かつ規定内圧（２００ｋＰａ）を充填し、８０゜Ｃのオーブンに１５日間放置した後のタイヤの内圧低下率を測定し、その逆数を従来例を１００とする指数で示した。数値が大きいほど耐空気透過性に優れている。
（３）生産性
生タイヤを形成するまでに要した工程時間を、従来例を１００とする指数で示した。数値が小さいほど生産性に優れている。
（４）操縦安定性
タイヤを規定のリム（６ＪＪ×１４）にリム組し、かつ規定内圧（２００ｋＰａ）で乗用車（２０００ｃｃ／ＦＦ）の全輪に装着し、テストコースを走行した。そのときの横力の過渡特性、リニアリティ、旋回限界速度を中心にドライバーの官能評価により１０点評価で示した。数値が大きいほど操縦安定性に優れている。
（５）乗り心地
前記と同様の車両にて、テストコースの段差路、ベルジャソ路（石畳の路面）、ビッツマン路（小石を敷き詰めた路面）等を走行させ、ゴツゴツ感、突き上げ、ダンピングをドライバーの官能評価により１０点評価で示した。数値が大きいほど乗り心地性に優れている。
テストの結果などを表１に示す。また、カーカスプライをトッピングしたブチル系ゴム、非ブチル系ゴムの組成を表２に示す。
【００３９】
【表１】

【００４０】
【表２】

【００４１】
テストの結果、実施例１では、従来例と同等の耐空気透過性を発揮でき、しかもインナーライナーの排除によりタイヤ重量を大幅に軽減しかつ生産性を向上していることが確認できる。またベルト層のタイヤ半径方向外側にモノフィラメントベルトプライを用いた実施例１では、操縦安定性が良好、とりわけ非常に良好な横力の過渡特性、リニアリティが得られた。また乗り心地に関しても従来タイヤより０．５ポイント向上しうるのが確認できた。またベルト層のタイヤ半径方向内側にモノフィラメントベルトプライを用いた実施例２では、横力の過渡特性、リニアリティについては実施例１に劣るが限界旋回速度が依然として高く、かつ良好な乗り心地が得られた。
【００４２】
これに対して、ベルト層をモノフィラメントベルトプライだけで構成した比較例１では、限界旋回速度は非常に高いが横力の変化が急激であって車両コントロールが多少困難な傾向があった。
【００４３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のチューブレスタイヤは、ブチル系ゴムをカーカスのトッピングゴムのうちのタイヤ内腔側部分に採用し、しかもベルト層がモノフィラメントベルトプライと非モノフィラメントベルトプライとを含むことにより、操縦安定性と乗り心地性とをバランス良く高めながら軽量化を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示すタイヤの断面図である。
【図２】カーカスプライの構造を示す斜視図である。
【図３】ビード部を拡大して示す部分断面図である。
【図４】（Ａ）〜（Ｃ）はトッピングゴムにおけるゴム内腔部の臨界面の状態を示す断面図である。
【図５】（Ａ）はモノフィラメントコード、（Ｂ）は非モノフィラメントコードを夫々説明する断面図である。
【図６】本発明の他の実施形態を示す部分断面図である。
【符号の説明】
２トレッド部
３サイドウォール部
４ビード部
５ビードコア
６カーカス
７ベルト層
７Ａ非モノフィラメント
７Ｂモノフィラメントベルトプライ
９、９ｘカーカスプライ
９Ａプライ本体部
９ｉ内のカーカスプライ
１０コード配列体
１０Ａカーカスコード
１１トッピングゴム
１１ｉゴム内腔部
１１ｏゴム外側部
２０モノフィラメントコード
３０非モノフィラメントコード
Ｈタイヤ内腔
ＨＳタイヤ内腔面
Ｔｉ被覆厚さ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a tubeless tire capable of achieving weight reduction while improving steering stability and riding comfort in a well-balanced manner.
[0002]
[Prior art]
In tubeless tires, in general, an inner liner made of butyl rubber with excellent air impermeability is attached to the inner surface of the carcass facing the tire lumen in order to keep the internal pressure air tightly, separately from the carcass. . Such a tubeless tire has an advantage that the weight of the tire can be reduced as compared with the tube tire.
[0003]
However, even in a tubeless tire from which such a tube is excluded, further weight reduction is desired in accordance with the recent demand for resource saving and fuel consumption reduction. For example, in JP-A-6-156007 and JP-A-8-113007, in the carcass ply, only the tire lumen side portion of the topping rubber covering both surfaces of the carcass cord is formed of butyl rubber, or It has been proposed to form substantially the entire topping rubber with butyl rubber. Thereby, since the carcass ply can also have the function of the conventional inner liner, the conventional inner liner can be omitted entirely, and there is an advantage that weight reduction can be achieved.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, butyl rubber has low rebound resilience and inferior properties as a rubber elastic body compared to diene rubber that is usually used as topping rubber. As a result, when this butyl rubber is actually used as a topping rubber for a carcass ply that forms the skeleton of a tire, the elasticity and rigidity of the tire are impaired, and the balance between steering stability and ride comfort is deteriorated. A new problem of reducing actual vehicle performance occurs. In order to maintain the actual vehicle performance, if the carcass ply is increased or a diene rubber layer is added, the advantage of weight reduction by using butyl rubber is lost.
[0005]
Therefore, the present invention stops the adoption of butyl-based rubber at the tire lumen side portion of the topping rubber of the carcass ply, and furthermore, the monofilament belt ply in which the monofilament cord is arranged on the belt ply and the non-monofilament belt in which the non-monofilament cord is arranged The objective is to provide a tubeless tire that can achieve lighter weight while improving handling stability and ride comfort in a well-balanced manner.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the object, the invention according to claim 1 of the present invention is a tubeless tire, and includes a carcass ply having a ply main body part extending from a tread part to a side wall part to a bead core of the bead part. Comprising a carcass and a belt layer disposed inside the tread and outside the carcass;
And forming the tire lumen surface by the ply main body portion of the carcass ply located in the tire lumen side in the carcass ply,
The carcass ply includes a code array in which carcass cords are arranged in parallel to each other and a topping rubber that covers both sides of the code array, and the topping rubber of the carcass ply forms the ply main body. And forming only the rubber lumen portion attached to the range and forming the tire lumen surface from butyl rubber,
The belt layer is a monofilament belt ply in which monofilament cords made of steel are arranged at an angle of 10 to 40 degrees with respect to the tire circumferential direction;
Comprising at least two belt plies including a non-monofilament belt ply in which a plurality of filaments are twisted and a non-monofilament cord using steel is inclined at an angle of 10 to 40 degrees with respect to the tire circumferential direction,
And the cross-sectional area of the monofilament cord is in the range of 0.68 to 0.88 times the sum of the cross-sectional areas of the non-monofilament cord steel filaments ,
In addition, the diameter of the monofilament cord is 0.35 to 0.55 mm .
[0007]
Here, the number N of cords driven into the monofilament cord is preferably 33 to 47 ( per book / ply width of 5 cm ).
[0008]
The butyl rubber preferably contains 10% by weight or more of butyl rubber or a derivative thereof. The belt layer is particularly preferably composed of two belt plies from the viewpoint of reducing the weight of the tire.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
In FIG. 1, a tubeless tire (hereinafter, simply referred to as “tire”) 1 is exemplified for a passenger car in this example, and the tread portion 2 and both ends thereof are inward in the tire radial direction. The extending side wall part 3 and the bead part 4 located in the inner end of each side wall part 3 are provided. In the tire 1, a carcass 6 extending along the tire lumen H is bridged between the bead portions 4 and 4 (only one is shown in this example), and the carcass 6 is radially outside and in the tread portion 2. The belt layer 7 is wound around the circumferential direction.
[0010]
The carcass 6 is formed of at least one carcass ply 9 having a ply main body portion 9A extending from the tread portion 2 through the sidewall portion 3 to the bead core 5 of the bead portion 4. The tire 1 of the present embodiment does not include a conventional inner liner that is provided separately from the carcass. Therefore, in the carcass 6, the tire lumen surface HS is formed by the ply body portion 9 </ b> A of the carcass ply 9 i located on the tire lumen H side.
[0011]
The carcass 6 of the present example is folded around the bead core 5 from the inner side in the tire axial direction to the outer side at both ends of the ply main body portion 9A extending from the tread portion 2 through the sidewall portion 3 to the bead core 5 of the bead portion 4. The one constituted by one carcass ply 9 provided integrally with the ply folding portion 9B is shown. This is a so-called 1-0 structure. Therefore, in the present embodiment, this one carcass ply 9 becomes the inner carcass ply 9i. In the bead portion 4, a bead apex rubber 8 extending from the bead core 5 outward in the tire radial direction through the ply main body portion 9A and the ply turn-up portion 9B is disposed.
[0012]
The carcass ply 9i includes a code array 10 in which carcass cords 10A are arranged substantially in parallel as shown in FIG. 2 (cross section AA in FIG. 1) and FIG. And a topping rubber 11 covering both sides of the surface.
[0013]
As the carcass cord 10A, in the case of a passenger car tire, a so-called textile cord in which a plurality of filaments made of an organic fiber material such as polyester, nylon, rayon, aromatic polyamide or the like are twisted can be suitably used. Further, the carcass cord 10A of the present example exemplifies that constituting a radial structure carcass by being inclined at an angle of 75 to 90 degrees with respect to the tire equator C.
[0014]
In addition, the topping rubber 11 includes a rubber lumen portion 11i that forms a tire lumen surface HS in this example, and a rubber outer portion 11o that is disposed outside the rubber lumen portion 11i. The rubber lumen portion 11i is attached to the range where the ply main body portion 10 is formed, and only the rubber lumen portion 11i is formed of butyl rubber.
[0015]
Here, the “butyl rubber” means a rubber composition containing 10% by weight or more of butyl rubber or a derivative thereof. Butyl rubber (IIR) is a copolymer of isobutylene and a small amount of isoprene, and derivatives thereof include halogenated compounds such as chlorinated butyl rubber and brominated butyl rubber obtained by reacting the butyl rubber with chlorine, bromine and the like. Butyl rubber is used.
[0016]
This butyl rubber can contain diene rubbers such as natural rubber (NR), butadiene rubber (BR), styrene-butadiene rubber (SBR) as rubber components other than butyl rubber or derivatives thereof. A filler such as a reinforcing agent such as carbon black, a vulcanizing agent, a vulcanization accelerator, and a softening agent can be added to the butyl rubber produced by these as in a normal topping rubber.
[0017]
On the other hand, the topping rubber 11 used for the carcass ply 9 other than the inner carcass ply 9i when the rubber outer portion 11o other than the rubber inner cavity portion 11i of the topping rubber 11 or a plurality of carcass plies 9 is arranged. As in the prior art, it is desirable to use a non-butyl rubber containing the diene rubber in an amount of more than 90% by weight, preferably 100% by weight.
[0018]
Thus, since the rubber lumen 11i of butyl rubber having high air permeation resistance surrounds the tire lumen H, the carcass ply 9 can have the function of a conventional inner liner. For this reason, the conventional inner liner provided separately from the carcass 6 can be eliminated, and the tire weight can be greatly reduced.
[0019]
Here, in order for the inner carcass ply 9i to exhibit the necessary internal pressure holding performance, the content of butyl rubber or a derivative thereof in the butyl rubber is preferably 10% by weight or more as described above. However, when the content of butyl rubber or a derivative thereof is 30% by weight or more, the internal pressure holding performance can be further improved.
[0020]
Also, as shown in FIG. 2, if the coating thickness Ti from the carcass cord 10A to the tire lumen surface HS in the rubber lumen portion 11i is too small, the internal pressure holding performance tends to be relatively lowered and conversely large. If it is too high, it may cause a decrease in actual vehicle performance such as loss of elasticity and rigidity as a tire based on the low resilience due to butyl rubber, and the effect of reducing the weight of the tire will be reduced. From such a viewpoint, it is particularly desirable that the coating thickness Ti is, for example, in the range of 0.2 to 1.0 mm, more preferably 0.3 to 0.8 mm.
[0021]
Further, as shown in FIGS. 4A to 4C, the critical plane E between the rubber lumen portion 11i and the rubber outer portion 11o passes through the inside of the cord array 10 of the carcass cord 10A, for example, the center line of the cord 10A. In addition to being formed on N (FIG. 4 (A)), it can also be formed by being shifted to the outside or inside of the center line N (FIGS. 4 (B) and (C)). However, from the viewpoint of the balance between the steering stability and the ride comfort, or the adhesion to the carcass cord 10A, the rubber thickness T from the tire lumen surface HS to the critical surface E has a carcass cord diameter of D. When
Ti ≦ T ≦ Ti + 0.5D
(However, Ti is the coating thickness from the carcass cord 10A to the tire lumen surface HS in the rubber lumen 11i)
Preferably, it is 1.5 mm or less. More specifically, the rubber thickness T is desirably 0.5 to 1.0 mm.
[0022]
In the present invention, the belt layer 7 includes a monofilament belt ply 7B in which monofilament cords 20 having a cross section as shown in FIG. 5 (B), it is composed of at least two belt plies including a non-monofilament belt ply 7A in which a non-monofilament cord 30 in which a plurality of filaments having a cross section having a cross section as shown in FIG.
[0023]
The belt layer 7 of the present embodiment is composed of two belt plies that overlap in the tire radial direction inside and outside, and the non-monofilament ply 7A is arranged on the inner side in the tire radial direction and the monofilament ply 7B is arranged on the outer side. Is done. In addition, the monofilament cord 20 and the non-monofilament cord 30 are both inclined and arranged at a small angle of 10 to 40 ° with respect to the tire circumferential direction. In this example, the plies 7A and 7B are the

plies

20 and 30, respectively. The thing arrange | positioned in different directions so that it mutually cross | intersects between is illustrated.
[0024]
In general, when the monofilament cord 20 maintains the same tensile elasticity as that of the non-monofilament cord 30 obtained by twisting a plurality of filaments, the bending rigidity can be greatly increased. Therefore, when the belt layer 7 includes the monofilament belt ply 7B, the in-plane bending rigidity of the tread portion 2 can be increased without causing an increase in the weight of the belt layer 7, and the butyl rubber can be used for the carcass ply 9i. The lack of elasticity and rigidity of the tire resulting from the use of the rubber as a topping rubber can be solved to improve steering stability. Further, since the belt layer 7 includes a non-monofilament belt ply 7A in which non-monofilaments 30 having a relatively small bending rigidity as compared with the monofilament cord 20 are arranged, the in-plane bending rigidity of the tread portion 2 is increased. It can also prevent a decrease in ride comfort due to an excessive increase.
[0025]
Further, as an index of steering stability, lateral force generated by the tire during turning can be cited. As the lateral force increases, it can be evaluated that the steering stability is higher. However, in reality, the lateral response is proportional to the transient response when the lateral force is generated, the steering angle of the steering wheel, the turning speed, etc. Lateral force linearity that causes the force to rise smoothly is required as an especially important performance in actual vehicle travel.
[0026]
Here, the lateral force is generated by the reaction force that is sequentially displaced to the surface of the land portion such as the block of the tread portion 2 that contacts the ground, the belt layer 7, and the carcass 6, but as in the present embodiment. When the low-rigid carcass 6 topped with butyl rubber from the inner side in the tire radial direction, the non-monofilament belt ply 7A, and the monofilament belt ply 7B are arranged in this order, a rapid change in the rigidity of the tire is suppressed, There is an advantage that the transient response at the time of occurrence and the linearity of the lateral force are improved.
[0027]
On the other hand, in the belt layer 7, when the monofilament belt ply 7B is disposed on the inner side in the tire radial direction and the non-monofilament belt ply 7A is disposed on the outer side, the above-described action is reduced, but the belt layer 7 The necessary bending rigidity is ensured, so that it is possible to maintain the steering stability such as generating a large lateral force, and the non-monofilament belt ply 7A is arranged closer to the road surface, so that it can withstand input such as vibration from the road surface. The envelope effect indicating the absorption performance is increased, and the ride performance is particularly excellent.
[0028]
As the monofilament cord 20, a steel filament for forming a normal tire cord is used. In the case of a passenger car tire, a monofilament cord 20 having a diameter D1 of 0.35 to 0.55 mm is used.
[0029]
As shown in FIG. 5B, the non-monofilament cord 30 is formed by twisting a plurality (three in this example) of steel filaments 31 for forming a tire cord in this example. In the case of the passenger car tire of this example, for example, each steel filament 31 constituting the non-monofilament cord 30 preferably has a diameter D2 of 0.20 to 0.40 mm, and the diameter D3 of the cord 30 is, for example, 0.00. 50 to 0.70 mm is desirable.
[0030]
The cross-sectional area 20S of the monofilament cord 20 is a steel filament 31 of the non-monofilament cord 30, that is, steel is used as the non-monofilament cord 30, and the range of 0.68 to 0.88 times the total Σ31S of the cross-sectional area 31S. As a result, the bending rigidity of the belt layer 7 is improved in a well-balanced manner while reducing the weight of the belt layer 7. For example, when the twisted structure of the non-monofilament cord 30 is 1 × 3 / 0.27 (Σ31S = 0.1717 mm ² ), the cross-sectional area 20S of the monofilament cord 20 is in the range of 0.117 to 0.151 mm ^2. Is desirable. In this case, the diameter D1 of the monofilament cord 20 is 0.39 to 0.44 mm , that is, 0.35 to 0.55 mm . In this example, 0.42 mm is used.
[0031]
Also mono filament cord 20 of cord implantation number N (present / ply width 5cm per) is in the range of conventional belt layer and the same degree 33-47 (present / ply width 5cm per).
[0032]
Thus, a configuration in which only the rubber lumen portion 11i forming the tire lumen surface HS of the inner carcass ply 9i is formed of butyl rubber, and a configuration in which the belt layer 7 includes the monofilament belt ply 7B and the non-monofilament belt ply 7A. Is optimally combined, and both of the advantages of both are fully demonstrated and the defects are compensated for with each other, so that the overall stability and riding comfort of the tire can be improved in a well-balanced manner, and weight reduction can be achieved. . Such an effect can be most effectively exhibited in a radial tire for a passenger car in which the carcass 6 is formed by one carcass ply 9 and the belt layer 7 is formed by two belt plies.
[0033]
The carcass 6 can also be configured as an n-0 structure using a plurality (n) of the carcass plies 9 as necessary.
[0034]
FIG. 6 shows another embodiment of the present invention.
The carcass 6 of this example is for a single carcass ply 9x having the ply main body portion 9A and a ply winding portion 9C that is connected to the ply main body portion 9A and winds around the bead core 5 from the outer side to the inner side in the tire axial direction. The carcass ply 9x is the carcass ply 9i. In this case, the carcass ply 9x is composed of the side wall rubber 3G forming the side wall portion 3 and the clinch and chiefer rubber 4G forming the bead portion 4 which are added to the rubber outer portion 11o of the topping rubber 11 made of diene rubber. It is possible to integrate them by sulfur bonding. Accordingly, the adhesive strength between the two is particularly improved, and the durability can be further enhanced by suppressing separation and the like.
[0035]
Although not shown, the carcass 6 has a 0-n structure using a plurality (n) of such carcass plies 9x, and further includes both the carcass ply 9x and the carcass ply 9. Needless to say, it can be configured in various forms such as an n-1 structure.
[0036]
Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be implemented in various forms such as, for example, a motorcycle tire or a heavy load tire. Yes.
[0037]
【Example】
A tubeless tire for a passenger car having a tire size of 195 / 65R14 and the configuration shown in FIG. 1 is prototyped based on the specifications in Table 1, and the tire weight, air permeation resistance, productivity, and actual vehicle performance of each sample tire are tested. The results are shown in Table 1. The rubber composition at that time is shown in Table 2. The test conditions are as follows.
[0038]
(1) Tire weight The weight per tire was measured and indicated as an index with the conventional example being 100. The smaller the value, the lighter the weight.
(2) The rate of decrease in the internal pressure of the tire after the air permeation resistant tire is assembled on the specified rim (6JJ × 14) and filled with the specified internal pressure (200 kPa) and left in an oven at 80 ° C. for 15 days. The reciprocal was measured by an index with the conventional example being 100. The larger the value, the better the air permeation resistance.
(3) Productivity The process time required to form a green tire is indicated by an index with the conventional example being 100. The smaller the value, the better the productivity.
(4) Steering stability tires were assembled on a specified rim (6JJ × 14) and mounted on all wheels of a passenger car (2000 cc / FF) at a specified internal pressure (200 kPa) and traveled on a test course. At that time, it was shown as a 10-point evaluation based on the driver's sensory evaluation focusing on the transient characteristics of the lateral force, linearity, and turning limit speed. The larger the value, the better the steering stability.
(5) Ride comfort With the same vehicle as above, run on the test course step road, Berjaso road (cobblestone road surface), Bitzmann road (road surface covered with pebbles), etc. The sensory evaluation indicated a 10-point evaluation. The larger the value, the better the ride comfort.
Table 1 shows the test results. Table 2 shows the compositions of butyl rubber and non-butyl rubber topped with carcass plies.
[0039]
[Table 1]

[0040]
[Table 2]

[0041]
As a result of the test, in Example 1, it can be confirmed that the air permeation resistance equivalent to that of the conventional example can be exhibited, and that the tire weight is greatly reduced and the productivity is improved by eliminating the inner liner. In Example 1 in which a monofilament belt ply was used on the outer side of the belt layer in the tire radial direction, the steering stability was excellent, and in particular, very good lateral force transient characteristics and linearity were obtained. It was also confirmed that the ride comfort can be improved by 0.5 points over the conventional tire. Further, in Example 2 using the monofilament belt ply on the inner side in the tire radial direction of the belt layer, the transient characteristics and the linearity of the lateral force are inferior to those in Example 1, but the limit turning speed is still high and good riding comfort is obtained. It was.
[0042]
On the other hand, in Comparative Example 1 in which the belt layer is composed only of the monofilament belt ply, the limit turning speed is very high, but the lateral force changes rapidly and the vehicle control tends to be somewhat difficult.
[0043]
【The invention's effect】
As described above, the tubeless tire of the present invention employs butyl rubber in the tire lumen side portion of the carcass topping rubber , and the belt layer includes the monofilament belt ply and the non-monofilament belt ply. Thus, weight reduction can be achieved while improving steering stability and ride comfort in a well-balanced manner.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of a tire showing an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a perspective view showing a structure of a carcass ply.
FIG. 3 is an enlarged partial sectional view showing a bead portion.
4A to 4C are cross-sectional views showing states of a critical surface of a rubber lumen in a topping rubber.
5A is a cross-sectional view illustrating a monofilament cord, and FIG. 5B is a cross-sectional view illustrating a non-monofilament cord.
FIG. 6 is a partial cross-sectional view showing another embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
2 Tread portion 3 Side wall portion 4 Bead portion 5 Bead core 6 Carcass 7 Belt layer 7A Non-monofilament 7B

Monofilament belt ply

9, 9x Carcass ply 9A Carcass ply 10 in ply main body portion

9i Cord array

10A Carcass cord 11 Topping rubber 11i Rubber Lumen portion 11o Rubber outer portion 20 Monofilament cord 30 Non-monofilament cord H Tire lumen HS Tire lumen surface Ti Coating thickness

Claims

A carcass made of a carcass ply having a ply main body extending from the tread portion through the sidewall portion to the bead core of the bead portion, and a belt layer disposed inside the tread portion and outside the carcass,
And forming the tire lumen surface by the ply body portion of the carcass ply located in the tire lumen side in the carcass ply,
The carcass ply includes a code array in which carcass cords are arranged in parallel to each other and a topping rubber that covers both sides of the code array, and the topping rubber of the carcass ply forms the ply main body. Forming only the rubber lumen part attached to the range and forming the tire lumen surface from butyl rubber,
The belt layer is a monofilament belt ply in which monofilament cords made of steel are arranged at an angle of 10 to 40 degrees with respect to the tire circumferential direction;
Comprising at least two belt plies including a non-monofilament belt ply in which a plurality of filaments are twisted and a non-monofilament cord using steel is inclined at an angle of 10 to 40 degrees with respect to the tire circumferential direction,
And the cross-sectional area of the monofilament cord is in the range of 0.68 to 0.88 times the sum of the cross-sectional areas of the non-monofilament cord steel filaments ,
Moreover tubeless tire, characterized in that the diameter of the monofilament cord, was 0.35 to 0.55 mm.

The tubeless tire according to claim 1, wherein the number N of cords driven into the monofilament cord is 33 to 47 ( per book / per 5 cm ply width ) .

3. The tubeless tire according to claim 1, wherein the butyl rubber contains 10% by weight or more of butyl rubber or a derivative thereof, while the belt layer is composed of two belt plies.