JP2008302875A - 空気入りラジアルタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】カーカス層に片撚りコードを使用したタイヤにおける荷重耐久性を、生産性を阻害することなく、向上するようにした空気入りラジアルタイヤを提供する。
【解決手段】カーカス層２を片撚りコードからなるすだれ織布で構成し、この片撚りコードにおける撚り数をＮ（回／１０ｃｍ）、公称繊度をＤ（ｄｔｅｘ）としたときの撚り係数α＝Ｎ×Ｄ^{1 / 2} を４００〜１７２０にすると共に、すだれ織布におけるコード配列の１〜１０本毎に片撚りコードの撚り方向を互いに逆方向に異ならせた。
【選択図】図１

Description

本発明は空気入りラジアルタイヤに関し、さらに詳しくは、カーカス層に片撚りコードを使用したタイヤにおける荷重耐久性を、生産性を阻害することなく、向上するようにした空気入りラジアルタイヤを提供することにある。

カーカス層のコードとして片撚りコードを使用すると、コード径を小さくすることができるため、カーカス層の薄肉化により軽量化が可能になり、転がり抵抗性を改善できることが知られている。しかし、撚りが一方向の片撚りコードは耐疲労性が劣るため、タイヤの荷重耐久性を悪くするという欠点がある。

この対策として、片撚りコードの撚り数を高く設定して耐疲労性の低下を防ぐようにした提案がある（例えば、特許文献１参照）。しかし、片撚りコードの撚り数を高く設定すると撚りトルクが増大するため、これをすだれ織布にしたカーカス材は、片撚りコードが撚りトルクを戻す方向に捩じれ、ゴムを被覆するカレンダー工程においてカレンダーロールに対する通過性が悪化するという問題があった。

また、ゴムが被覆されたカーカス材を成形ドラムに巻き付けて、そのカーカス材の両端部を接合（スプライス）するタイヤ成形工程では、カーカス材の端部同士が捩れて平坦に保持し難くなるため、接合部の一部が開口状態になる所謂オープン不良が発生するという問題があった。

このように、カーカス層を片撚りコードで形成する場合は、軽量化には有利であるが、荷重耐久性に難点があり、荷重耐久性を向上するため撚り数を多くした場合には、生産性に及ぼす影響が大きいという問題がある。
特開２００３−８９３０３号公報

本発明の目的は、上述する問題点を解消するもので、カーカス層に片撚りコードを使用したタイヤにおける荷重耐久性を、生産性を阻害することなく、向上するようにした空気入りラジアルタイヤを提供することにある。

上記目的を達成するための本発明の空気入りラジアルタイヤは、カーカス層を片撚りコードからなるすだれ織布で構成し、該カーカス層の両端部を左右のビードコアの周りに折り返すと共に、該カーカス層の外周にベルト層を配置した空気入りラジアルタイヤにおいて、下記式で定義する前記片撚りコードの撚り係数αを４００〜１７２０の範囲にすると共に、前記すだれ織布におけるコード配列の１〜１０本毎に前記片撚りコードの撚り方向を互いに逆方向に異ならせたことを特徴とする。
α＝Ｎ×Ｄ^{1 / 2}
（ただし、Ｎは撚り数（回／１０ｃｍ）、Ｄは片撚りコードの公称繊度（ｄｔｅｘ））

さらに、上述する構成において、以下（１）〜（３）に記載するように構成することが好ましい。
（１）前記カーカス層のタイヤ周方向におけるスプライス部を１箇所のみにする。
（２）前記カーカス層の折り返し端末を前記ベルト層の端部内側まで延在させる。
（３）前記ベルト層のうち少なくとも１層をスチールコード層とし、前記片撚りコードを有機繊維コードとする。

本発明によれば、カ−カス層を片撚りコードのすだれ織布で構成するに当たり、撚り係数を４００〜１７２０の高い範囲に設定したことにより、カーカス層の薄肉化により転がり抵抗性を向上させながら、荷重耐久性を向上させることができる。

しかも、このように撚り係数を大きく設定しても、すだれ織布におけるコード配列の１〜１０本毎に片撚りコードの撚り方向を互いに逆方向に異ならせたので、相隣接するコード間で片撚りコードの撚りトルクが相殺されることにより、すだれ織布の捩れの発生を防止して、カレンダー工程におけるカーカス材の通過性に支障を及ぼすことがなく、さらには、カーカス材の両端部の接合又はタイヤ成形時におけるカーカス材のオープン不良をなくして、タイヤの生産性を阻害することがない。

以下、本発明の構成につき添付の図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は本発明の実施形態による空気入りラジアルタイヤの一例を示す半断面図、図２は本発明の他の実施形態による図１と同様の半断面図である。

図１において、空気入りラジアルタイヤ１は、カーカス層２を片撚りコードからなるすだれ織布で構成し、カーカス層２の両端部を左右のビード部３、３に埋設されたビードコア４、４の周りに折り返すと共に、カーカス層２の外周に少なくとも１層（図では２層）のベルト層５，５を配置している。なお、図中６はトレッド部、７はベルトカバー層、８はサイドウォール部を示している。

本発明の空気入りラジアルタイヤ１は、下記式で定義する片撚りコードの撚り係数αを４００〜１７２０、好ましくは６００〜１４５０の範囲に設定すると共に、すだれ織布における片撚りコードのコード配列を、片撚りコードの１〜１０本毎に撚り方向が互いに逆方向になるように配置している。
α＝Ｎ×Ｄ^{1 / 2}
（ただし、Ｎは撚り数（回／１０ｃｍ）、Ｄは片撚りコードの公称繊度（ｄｔｅｘ））

このようにカーカス層を片撚りコードで構成したことにより、カーカス層の薄肉化を可能にしてタイヤの転がり抵抗性を向上させながら、撚り係数αを比較的高い範囲に設定したことにより、タイヤの荷重耐久性を向上させることができる。

しかも、このように撚り係数を大きく設定しても、すだれ織布におけるコード配列の１〜１０本毎に片撚りコードの撚り方向を互いに逆方向に異ならせたので、相隣接するコード間で片撚りコードの撚りトルクが相殺されることにより、すだれ織布の捩れの発生を防止して、カレンダー工程におけるカーカス材の通過性に支障を及ぼすことがなく、さらには、カーカス材の両端部の接合又はタイヤ成形時におけるカーカス材のオープン不良をなくして、タイヤの生産性を阻害することがない。

上述するように、片撚りコードのカーカス材（すだれ織布）におけるコード配列は、１〜１０本、好ましくは１〜３本毎に撚り方向を異ならせるが、隣接するコード間において撚り方向を同一にするコードの本数は同一であってもよく、又は異なってもよい。この本数は、片撚りコードの撚り係数αに応じて適宜設定するとよい。

上述するように、本発明のカーカス材は、未加硫状態においてほぼ平坦に維持されているので、タイヤの成形に先立って、あらかじめカーカス材を幅方向に接合（スプライス）させても、接合部にオープン不良が生ずることがない。

したがって、本発明の空気入りラジアルタイヤ１は、タイヤを成形するに際して、あらかじめカーカス材をタイヤ周長に対応する幅に成形しておき、成形後のタイヤにおいてカーカス層のタイヤ周方向におけるスプライス部が１箇所のみになるようにするとよい。これにより、タイヤの生産効率を良好にすると共に、加硫後のタイヤにおけるカーカス層のスプライス部を少なくすることによりオープン不良の危険性をなくしてタイヤの耐久性を向上させることができる。

なお、カーカス材をタイヤ周長に対応する幅に成形しておくとは、成形後のタイヤにおいてカーカス層のスプライス部が１箇所になるように、あらかじめカーカス材の原反の幅をカーカス層の周長とカーカス層のスプライス部の間隔とを合算した幅に成形しておくことを意味している。

上述する片撚りコードの撚り係数αが４００未満ではタイヤの荷重耐久性が低下することになり、１７２０超では片撚りコードの撚りトルクが大きくなり過ぎてカーカス材の平坦性が確保できず、タイヤの成形作業に支障が生ずることになる。

本発明の空気入りラジアルタイヤ１は、カーカス層２の折り返し端末２ａを、図１に示すように、ベルト層５，５の端部内側まで延在させるとよい。これにより、良好な運動性能を確保しながら、折り返し端末２ａにおけるカーカスコードの動きが抑制されて、耐久性を向上させることができると共に、タイヤのユニフォミティーを良好に保持することができる。

本発明において、さらに軽量化を重視するタイヤにあっては、図２に示すように、カーカス層２の折り返し端末２ａを、サイドウォール部８の上方域、好ましくはタイヤ断面高さＳＨの１０〜８０％に相当する高さＨの位置まで延在させることができる。これにより、耐久性にとってはやや不利であるものの、ベルト層５、５の端部内側まで延在したものに比べて転がり抵抗性の向上効果を増大させることができる。

本発明において、カーカス層２を構成する片撚りコードの材料は、特に限定されないが、ポリエチレンテレフタレート繊維、ポリエチレンナフタレート繊維、ポリオレフィンケトン繊維、レーヨン繊維、リヨセル繊維などの有機繊維が好ましく使用される。また、ベルト層５，５を構成するコード材料についても、特に限定されないが、好ましくは、ベルト層５，５のうち少なくとも１層をスチールコード層で構成するとよい。これにより、操縦安定性をはじめとする良好な運動性能を確保することができる。

上述するように、本発明の空気入りラジアルタイヤ１は、カ−カス層２を所定の撚り係数を有する片撚りコードからなるすだれ織布で構成し、このすだれ織布におけるコード配列を１〜１０本毎に互いに撚り方向を異にすることにより、タイヤの生産性を阻害することなく、転がり抵抗性及び荷重耐久性を向上させるようにしたもので、簡単な構成でありながら優れた効果を奏することから、低燃費指向の乗用車用タイヤとして幅広く適用することができる。

タイヤサイズを１９５／６０Ｒ１４とし、タイヤ構造及びカーカスコード仕様をそれぞれ表１のように異ならせて、カーカスコードに片撚りコードを使用した従来タイヤ（従来例）及び本発明タイヤ（実施例１、２）と、双撚りコードを使用した比較タイヤ（比較例１）とを作製した。なお、表１における比較例２、３は、それぞれカーカス材を成形する工程において、カーカス材の接合部にオープン不良が生じたり、すだれ織布に捩れが生じて、タイヤの成形作業や圧延作業が不能になった。

なお、カーカスコードにはそれぞれポリエチレンテレフタレート繊維コード（ＰＥＴ）を使用し、カーカス材におけるコード打ち込み数を従来例、実施例１、２及び比較例２、３では５０ｍｍ当たり７４本、比較例１では５０ｍｍ当たり５７本とした。また、カーカス材におけるコードの配列は、従来例及び比較例１、３では相隣接するコードの撚り方向が同じ方向（表１において「同撚り配置」）になるようにし、実施例１、２及び比較例２では１本毎に相隣接するコードの撚り方向が異なる方向（表１において「SZ交互配置」）になるようにした。なお、従来例、実施例２及び比較例１ではカーカス層の折り返し端末の高さＨをタイヤ断面高さＳＨの５０％に設定した。

上述する４種類のタイヤについて、それぞれ以下の方法により転がり抵抗性及び荷重耐久性を評価し、その結果を従来例を１００とする指数により表ｌに併記した。転がり抵抗性については数値が小さいほど優れていることを示し、荷重耐久性については数値が大きいほど優れていることを示す。

〔転がり抵抗性〕
タイヤをリム（１４×６ＪＪ）に嵌合し、空気圧２４０ｋＰａを充填して、ドラム径１７０７ｍｍのドラム試験機により、９８Ｎの荷重を負荷させて、走行速度を８０ｋｍ／ｈとして転がり抵抗値を測定した。

〔荷重耐久性〕
タイヤをリム（１４×６ＪＪ）に嵌合し、空気圧２４０ｋＰａを充填して、ドラム径１７０７ｍｍのドラム試験機により、走行速度を８１ｋｍ／ｈ、負荷荷重をＪＡＴＭＡ規定の最大荷重の８８％から２時間毎に１３％ずつ荷重を増加させながら、タイヤが破壊するまでの総走行距離を測定した。

表１から、カーカスコードに片撚りコードを使用した実施例１は、従来例に比して転がり抵抗性がやや低下しているものの、荷重耐久性が向上しており、双撚りコードを使用した比較例１に比して荷重耐久性を同等にしながら、転がり抵抗性を向上させていることがわかる。また、実施例２は、従来例に比較して転がり抵抗性を略同等としながら、荷重耐久性が向上しており、双撚りコードを使用した比較例１に比して荷重耐久性を同等にしながら、転がり抵抗性を向上させていることがわかる。

なお、比較例２は、カーカスコードの撚り係数が大きすぎたため、カーカス材の接合部がオープン不良となり、タイヤの成形作業が不能になった。また、比較例３は、カーカスコードの配置を相隣接するコード間で撚り方向が同方向（同撚り配置）となるようにしたため、すだれ織布に捩れが生じて、ゴムを被覆するための圧延作業が不能になった。

本発明の実施形態による空気入りラジアルタイヤの一例を示す半断面図である。 本発明の他の実施形態による図１と同様の半断面図である。

符号の説明

ｌ 空気入りラジアルタイヤ
２ カ−カス層
２ａ カ−カス層の折り返し端末
４ ビードコア
５ ベルト層

Claims (4)

1. カーカス層を片撚りコードからなるすだれ織布で構成し、該カーカス層の両端部を左右のビードコアの周りに折り返すと共に、該カーカス層の外周にベルト層を配置した空気入りラジアルタイヤにおいて、
   下記式で定義する前記片撚りコードの撚り係数αを４００〜１７２０の範囲にすると共に、前記すだれ織布におけるコード配列の１〜１０本毎に前記片撚りコードの撚り方向を互いに逆方向に異ならせた空気入りラジアルタイヤ。
   α＝Ｎ×Ｄ^{1 / 2}
   （ただし、Ｎは撚り数（回／１０ｃｍ）、Ｄは片撚りコードの公称繊度（ｄｔｅｘ））
2. 前記カーカス層のタイヤ周方向におけるスプライス部を１箇所のみにした請求項１に記載の空気入りラジアルタイヤ。
3. 前記カーカス層の折り返し端末を前記ベルト層の端部内側まで延在させた請求項１又は２に記載の空気入りラジアルタイヤ。
4. 前記ベルト層のうち少なくとも１層がスチールコード層であり、前記片撚りコードが有機繊維コードである請求項１、２又は３に記載の空気入りラジアルタイヤ。

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