JP2009286273A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】高速耐久性能と運動性能とを両立できる空気入りタイヤを提供する。
【解決手段】一対のビード部１の間に配設されたカーカス層７と、カーカス層７のトレッド部３外周に積層されたベルトプライ６ａ，６ｂよりなるベルト層６と、ベルト層６の外周に積層されたベルト補強層８と、を備える空気入りタイヤにおいて、ベルト補強層８が、ベルト層６の直上に配置され、高伸長コードをゴム被覆して形成された高伸長補強プライ８ａと、高伸長補強プライ８ａの外周に積層され、低伸長コードをゴム被覆して形成された低伸長補強プライ８ｂとを含む。
【選択図】図１

Description

本発明は、カーカス層の外周に積層されるベルト層と、そのベルト層の外周に積層されるベルト補強層とを備えた空気入りタイヤに関する。

従来、空気入りラジアルタイヤでは、カーカス層のトレッド部外周にベルト層を積層し、所謂たが効果によってカーカス層を補強している。また、タイヤ走行時の安定性を確保するために、とりわけ高速走行時におけるベルト層の浮き上がりを防止するために、ベルト層の外周にベルト補強層を積層している。

ベルト層は、内外に積層された複数枚のベルトプライを有するのが一般的である。ベルトプライには、引張強度や耐疲労性に優れる点から、スチールコードをゴム被覆して形成したものが好ましく採用される。

ベルト補強層は、ベルト層の外周にて内外に積層された複数枚の補強プライを有するのが一般的である。補強プライには、アラミドやポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）などの低伸長の有機繊維コードをゴム被覆して形成したもの、或いは、ナイロンやポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などの高伸長の有機繊維コードをゴム被覆して形成したものが採用される（下記特許文献１参照）。

低伸長コードで形成した補強プライによりベルト補強層を構成した場合、コーナリングパワーが増大して運動性能が向上するという効果がある。しかし、その反面、高伸長コードで形成した補強プライによりベルト補強層を構成した場合に比べて、ベルト層のセパレーションが発生し易くなり、高速耐久力が低下する傾向にあることが判明した。

本発明者が研究を重ねたところ、かかる傾向は、タイヤ加硫成形時におけるグリーンタイヤの変形に原因があることが分かった。タイヤの加硫成形工程では、加硫成形型にセットされたグリーンタイヤが、その成形型の内面にトレッド部を圧接させるが、このとき、成形型の内面が径方向外側に凸となる湾曲形状をなすことから、グリーンタイヤはトレッド部が拡径するように変形し、それに伴ってベルト層及びベルト補強層も拡張変形する。

そして、低伸長コードで形成した補強プライからなるベルト補強層では、トレッド部が拡径したときの拡張変化が小さく、そのために補強プライが直下のベルトプライに圧接されてコード同士が過度に接近してしまう。そうすると、拡張変形によって各プライのゴムの厚みが薄くなっていることとも相俟って、コード間に十分なゴム量が確保されない状態となり、その箇所にせん断応力が集中してセパレーションが発生し易くなるのである。

これに対して、高伸長コードで形成した補強プライからなるベルト補強層であれば、グリーンタイヤの拡径に伴って補強プライが適切に拡張変化しうるため、補強プライのコードとベルトプライのコードとが過度に接近することがなく、高速耐久性能を良好に確保することができる。しかし、その反面、運動性能の向上効果は期待できない。

下記特許文献２には、アラミド繊維からなるコードをゴム被覆して形成したプライと、ガラス繊維からなるコードをゴム被覆して形成したプライとを、内外に積層してベルト層（ブレーカ）を構成した空気入りタイヤが記載されている。しかし、これは飽くまでベルト層の構造を開示するに過ぎず、上記のようなベルト補強層に起因した不具合に対する解決手段を示唆するものではない。
特開２００６−２４０４９８号公報 特開平７−２４６８０７号公報

本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、高速耐久性能と運動性能を両立することができる空気入りタイヤを提供することにある。

上記目的は、下記の如き本発明により達成できる。即ち、本発明の空気入りタイヤは、一対のビード部の間に配設されたカーカス層と、前記カーカス層のトレッド部外周に積層されたベルトプライよりなるベルト層と、前記ベルト層の外周に積層されたベルト補強層と、を備える空気入りタイヤにおいて、前記ベルト補強層が、前記ベルト層の直上に配置され且つ高伸長コードをゴム被覆して形成された高伸長補強プライと、前記高伸長補強プライの外周に積層され且つ低伸長コードをゴム被覆して形成された低伸長補強プライと、を含むものである。

本発明に係る空気入りタイヤでは、ベルト補強層が低伸長補強プライを含んでおり、これによって運動性能の向上を図ることができる。それでいて、ベルト層の直上には高伸長補強プライが配置され、この高伸長補強プライが低伸長補強プライとベルト層との間に介在することから、補強プライのコードとベルトプライのコードとの間でのゴム量を確保して、ベルト層のセパレーションの発生を抑制できる。その結果、高速耐久性能と運動性能とを高いレベルで両立することができる。

本発明では、前記高伸長補強プライが、前記低伸長補強プライよりも幅寸法を小さくして、トレッド部のセンター域に配されているものでもよい。成形型の内面が径方向外側に凸となる湾曲形状をなすことから、トレッド部が拡径する比率はセンター域で高くなる。そのため、該センター域にてコード間のゴム不足が発生し易く、本発明の上記構成が有用となる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。

図１は、本発明に係る空気入りタイヤの一例を示すタイヤ子午線半断面図である。空気入りタイヤＴは、一対のビード部１と、ビード部１から各々タイヤ外周側に延びるサイドウォール部２と、そのサイドウォール部２の各々のタイヤ外周側端に連なるトレッド部３とを備える。ビード部１には、鋼線等の収束体をゴム被覆してなる環状のビード１ａと、硬質ゴムからなるビードフィラー１ｂとが配設されている。

カーカス層７は、少なくとも１枚（本実施形態では２枚）のカーカスプライからなり、ビード部１の間に架け渡されるようにして配されている。カーカスプライは、タイヤ赤道Ｃに対して略９０°の角度で延びるコードをゴム被覆して形成され、その端部がビード１ａを介して巻き上げられた状態で係止されている。カーカスプライには、ポリエステルやレーヨン、ナイロン、アラミド等の有機繊維コードをゴム被覆して形成したものが好ましく採用される。

カーカス層７のトレッド部３外周にはベルト層６が配設され、たが効果によりカーカス層７を補強している。ベルト層６は、内外に積層された２枚のベルトプライ６ａ，６ｂにより構成されている。ベルトプライ６ａ，６ｂは、タイヤ赤道Ｃに対して１０〜４０°の角度で傾斜して延びるコードをゴム被覆して形成され、該コードがプライ間で互いに逆向きに交差するように配設される。コードの素材としては、スチールが例示される。

ベルト層６の外周にはベルト補強層８が積層され、このベルト補強層８は、内外に積層された２枚の補強プライ８ａ，８ｂにより構成されている。補強プライ８ａは、ベルト層６の直上（ベルトプライ６ｂの直上）に配置され、その外周に補強プライ８ｂが積層されている。補強プライ８ａは、高伸長コードをゴム被覆して形成された高伸長補強プライであり、補強プライ８ｂは、低伸長コードをゴム被覆して形成された低伸長補強プライである。

したがって、この空気入りタイヤＴでは、ベルト補強層８に含まれる低伸長補強プライ８ｂにより運動性能の向上を図ることができる。また、ベルト層６の直上に高伸長補強プライ８ａが配置され、この高伸長補強プライ８ａが低伸長補強プライ８ｂとベルト層６との間に介在する。これにより、補強プライ８ａ、８ｂのコードとベルトプライ６ｂのコードとの間でのゴム量が確保されたものとなり、ベルト層６のセパレーションを抑制することができる。

つまり、このような構造においては、加硫成形時におけるトレッド部３の拡径に伴って、ベルト層６の直上に配置された高伸長補強プライ８ａが適切に拡張変化するため、補強プライ８ａのコードがベルトプライ６ｂのコードに過度に接近することがない。それ故、コード間のゴム量を確保してセパレーションを抑制できるのである。それでいて低伸長補強プライ８ｂにより運動性能を高めることができ、高速耐久性能と運動性能との両立が可能となる。

高伸長コードとしてはナイロンやＰＥＴ等が例示され、低伸長コードとしてはアラミドやＰＥＮ、ＰＯＫ、ガラス繊維、スチール等が例示される。本発明では、上述した作用効果を適切に奏する観点から、２％引張モジュラス（２％伸長時荷重）が５０Ｎ未満であるものを高伸長コード、５０Ｎ以上であるものを低伸長コードとして使用することが好ましく、上記で例示したコード素材もこれに準じている。

補強プライ８ａ，８ｂは、コードがタイヤ周方向と略平行に延びるように、又はタイヤ周方向に沿ってらせん状に延びるように配置される。補強プライ８ａ，８ｂは、ベルト層６の外周にシート状のプライを巻き付けることで形成される場合もあるが、高速耐久性能などを高める目的で、ゴム被覆した長尺のコードをベルト層６の外周にらせん状に巻き付けて、所謂スパイラルベルトとして形成することも可能である。

図２は、本発明におけるベルト補強層の構造を概略的に例示した図である。（Ａ）は、図１に示したベルト補強層と同様の構造であり、高伸長補強プライ８ａと低伸長補強プライ８ｂとがトレッド部の略全域にわたって配されている。

（Ｂ）は、高伸長補強プライ８ａが、低伸長補強プライ８ｂよりも幅寸法を小さくして、トレッド部のセンター域だけに配された例である。トレッド部が拡径する比率は、例えばショルダ域で０〜１％、センター域で３〜５％と、センター域で比較的に高い。したがって、コード間のゴム不足はセンター域にて発生し易く、かかる構造が有用となる。

（Ｃ）は、高伸長補強プライ８ａが、低伸長補強プライ８ｂよりも幅寸法を小さくして、トレッド部のショルダ域だけに配された例である。ショルダ域にはベルト層６の幅方向端部が配されていて応力が集中し易いため、このように高伸長補強プライ８ａを配してセパレーション抑制効果を高めておくことは好ましい実施形態となる。（Ｄ）は、上記の（Ｂ）と（Ｃ）を組み合わせた構造である。

本発明の空気入りタイヤは、ベルト補強層を上記の如く構成すること以外は、通常の空気入りタイヤと同等であり、従来公知の材料、形状、構造、製法などが何れも本発明に採用することができる。

以下、本発明の構成と効果を具体的に示す実施例について説明する。実施例等における評価項目は下記のようにして測定を行った。

（１）高速耐久力
幅８．０インチのリムにタイヤを組み付けて空気圧を３６０ｋＰａとし、直径１．４ｍのドラムに荷重４．１ｋＮで回転自在に圧接した状態で速度を１０ｋｍ／ｈずつ上げていき（室温３５℃）、タイヤが故障した際の速度と時間を測定した。

（２）ＣＰ（コーナリングパワー）
フラットベルト式コーナリング試験機を用いて、速度を１０ｋｍ／ｈ、スリップアングルを１°としてＣＰを測定した。比較例１の結果を１００として指数で評価し、当該指数が大きいほどＣＰが大きく、運動性能に優れていることを示す。

比較例１
図１に示すようなタイヤ構造において、２枚の高伸長補強プライからなるベルト補強層を備えたラジアルタイヤ（サイズ：２３５／３５ＺＲ１９）を比較例１とした。高伸長補強プライには、２％引張モジュラスが１２．８Ｎであるナイロン製のコードをゴム被覆して形成したものを使用した。

比較例２
ベルト補強層が２枚の低伸長補強プライからなること以外は、比較例１と同じであるタイヤを比較例２とした。低伸長補強プライには、２％引張モジュラスが１０８．１Ｎであるアラミド製のコードをゴム被覆して形成したものを使用した。

比較例３
ベルト補強層とベルト層との間に、ベルト層に使用したゴムと同一のゴムからなる厚み１．０ｍｍのゴムシートを介在させたこと以外は、比較例２と同じであるタイヤを比較例３とした。

実施例１
図１に示すようなタイヤ構造において、ベルト層の直上に配置した高伸長補強プライと、その高伸長補強プライの外周に積層した低伸長補強プライとからなるベルト補強層を備えたラジアルタイヤ（サイズ：２３５／３５ＺＲ１９）を実施例１とした。高伸長補強プライには比較例１と同じ補強プライを使用し、低伸長補強プライには比較例２と同じ補強プライを使用した。

実施例２
高伸長補強プライが低伸長補強プライよりも幅寸法を小さくしてセンター域にのみ配されていること以外は、実施例１と同じであるタイヤを実施例２とした。結果を表１に示す。

表１に示すように、比較例１では高速耐久力に優れているものの、その反面、ＣＰが低く運動性能には劣っている。これとは逆に、比較例２では運動性能に優れているが、高速耐久性能に劣っている。また、比較例３では、コード間でのゴム不足がゴムシートにより解消されて高速耐久力が改善されているものの、それによって運動性能が低下している。これらに対して、実施例１，２では、高速耐久性能と運動性能とを高い次元で両立できている。

本発明の空気入りタイヤの一例を示すタイヤ子午線断面図 本発明におけるベルト補強層の構造を概略的に示した図

符号の説明

１ ビード部
３ トレッド部
６ ベルト層
６ａ ベルトプライ
６ｂ ベルトプライ
７ カーカス層
８ ベルト補強層
８ａ 高伸長補強プライ
８ｂ 低伸長補強プライ

Claims (2)

1. 一対のビード部の間に配設されたカーカス層と、前記カーカス層のトレッド部外周に積層されたベルトプライよりなるベルト層と、前記ベルト層の外周に積層されたベルト補強層と、を備える空気入りタイヤにおいて、
   前記ベルト補強層が、前記ベルト層の直上に配置され且つ高伸長コードをゴム被覆して形成された高伸長補強プライと、前記高伸長補強プライの外周に積層され且つ低伸長コードをゴム被覆して形成された低伸長補強プライと、を含むことを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記高伸長補強プライが、前記低伸長補強プライよりも幅寸法を小さくして、トレッド部のセンター域に配されている請求項１に記載の空気入りタイヤ。

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