JP2014189129A

JP2014189129A - 空気入りタイヤ

Info

Publication number: JP2014189129A
Application number: JP2013065912A
Authority: JP
Inventors: Hidekazu Ishii; 秀和石井
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 2013-03-27
Filing date: 2013-03-27
Publication date: 2014-10-06

Abstract

【課題】ユニフォミティの低下を防止し、高速耐久性能及びロードノイズ性能を向上することを可能にした空気入りタイヤを提供する。
【解決手段】トレッド部１にベルト層７を配置し、このベルト層７の外周にタイヤ周方向に配向する有機繊維コード８ａを含むベルト補強層８を設けた空気入りタイヤにおいて、有機繊維コード８ａを、撚りが付与された芳香族ポリアミド繊維束９を鎖編みして形成する。
【選択図】図５

Description

本発明は、空気入りタイヤに関し、更に詳しくは、ユニフォミティの低下を防止し、高速耐久性能及びロードノイズ性能を向上することを可能にした空気入りタイヤに関する。

従来、高速走行用の空気入りタイヤでは、高速走行時の遠心力によるベルト層両端部のせり上がりによる剥離故障を防止するため、ベルト層の外周の少なくとも幅方向両端部に熱収縮性ナイロンコードをタイヤ周方向に略０度の角度で螺旋状に連続巻回するベルト補強層を設けるようにしている。このようなベルト補強層の設置により、遠心力によるベルト層のせり上がりを抑制するため、高速耐久性能を向上することが出来る。更に、ベルト層端部域の剛性を向上するため、路面から拾った振動により車室内に共鳴騒音を発生する、所謂ロードノイズを低減することも出来る。

特にロードノイズを低減する効果は、ベルト層端部域の剛性アップにより得られるため、ベルト補強層として、ナイロンコードに代えて芳香族ポリアミド繊維などの高弾性繊維コードを使用することが考えられる。しかし、ベルト補強層の補強コードは、ベルト層に対するタガ効果を得るためタイヤ周方向に対して略０度の角度で巻回しているため、それが高弾性繊維コードであると殆ど伸びがないため、加硫成形時に未加硫タイヤを金型内面に押上げること（リフトという）が困難になり、タイヤを満足に成形することが出来なくなる。特に、高弾性繊維コードからなるベルト補強層は、リフト時に押し上げられたベルト層に食い込むことになり、タイヤのユニフォミティが悪化するという問題がある。そして、このユニフォミティの悪化により、高速耐久性能やロードノイズ性能が充分に得られないという問題がある。

このリフトの問題に関し、例えば特許文献１は、ベルト補強層の補強コードに中間伸度を規定した高弾性繊維と低弾性繊維との複合コードを使用することを提案している。これにより、低弾性繊維自体が伸びる一方で、高弾性繊維も撚り合わされて複合コード内で湾曲した構造が変形する（伸びる）余地があるため、加硫時のリフトに追従することが可能になる。

確かにこの対策は有効であるが、複合コードを使用する（低弾性繊維を併用する）ことが必須になる。一方、ロードノイズ性能の観点からは、ベルト補強層を構成する有機繊維コードを高弾性繊維のみから構成することが好ましく、更なる改良が求められている。

特開２００６−０３５９２６号公報

本発明の目的は、ユニフォミティの低下を防止し、高速耐久性能及びロードノイズ性能を向上することを可能にした空気入り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タイヤは、トレッド部にベルト層を配置し、該ベルト層の外周にタイヤ周方向に配向する有機繊維コードを含むベルト補強層を設けた空気入りタイヤにおいて、前記有機繊維コードが、撚りが付与された芳香族ポリアミド繊維束を鎖編みして形成されることを特徴とする。

本発明では、上述のように繊維束を鎖編みして有機繊維コードを形成しているので、引張力を受けたときに編み構造が変形することが可能になり、有機繊維コードに伸びを付与することが出来る。そのため、高弾性繊維のみからなるコードであっても加硫成型時のリフトに追従可能になり、ユニフォミティを向上することが出来る。その結果、高速耐久性能及びロードノイズ性能を更に改善することが出来る。また、従来のように低弾性繊維を併用する必要がないため、ロードノイズ性能を効果的に改善することが出来る。

本発明においては、ベルト補強層に使用される有機繊維コードの鎖編みの編込長さが２．０ｍｍ〜４．０ｍｍであることが好ましい。また、加硫成型後のタイヤ内における前記有機繊維コードの鎖編みの編込長さが２．５ｍｍ〜５．０ｍｍであることが好ましい。これにより、編み構造の変形に基づく適度な伸びが得られるので、リフトへの追従性と、芳香族ポリアミド繊維自体の特性を高度に両立し、高速耐久性能とロードノイズ性能とを効果的に向上することが出来る。

本発明の実施形態からなる空気入りタイヤの子午線断面図である。本発明の実施形態からなる空気入りタイヤのカーカス層、ベルト層、及びベルト補強層を抽出して示す平面図である。本発明の別の実施形態からなる空気入りタイヤの要部を示す子午線断面図である。本発明の別の実施形態からなる空気入りタイヤの要部を示す子午線断面図である。本発明に使用されるベルト補強層の有機繊維コードの構造を示す平面図である。

以下、本発明の構成について添付の図面を参照しながら詳細に説明する。

図１において、１はトレッド部、２はサイドウォール部、３はビード部、Ｅはタイヤ赤道線である。左右一対のビード部３間にはカーカス層４が装架されている。このカーカス層４は、タイヤ径方向に延びる複数本の補強コードを含み、各ビード部３に配置されたビードコア５の廻りにタイヤ内側から外側に折り返されている。また、ビードコア５の外周上にはビードフィラー６が配置され、このビードフィラー６がカーカス層４の本体部と折り返し部とにより包み込まれている。一方、トレッド部１におけるカーカス層４の外周側には複数層（図１では２層）のベルト層７が埋設されている。また、ベルト層７の外周側にはベルト補強層８が設けられている。

図２に例示するように、ベルト層７はタイヤ周方向に対して傾斜する複数本の補強コード７ａを含み、かつ層間で補強コード７ａが互いに交差するように配置されている。これらベルト層７において、補強コード７ａのタイヤ周方向に対する傾斜角度αは例えば１０°〜４０°の範囲に設定されている。一方、ベルト補強層８は、タイヤ周方向に配向する有機繊維コード８ａを含む。ベルト補強層８において、有機繊維コード８ａのタイヤ周方向に対する角度βは例えば０°〜５°に設定されている。即ち、有機繊維コード８ａは、この角度で、タイヤ周方向に螺旋状に連続的に巻回されている。有機繊維コード８ａの打ち込み密度としては、４０本／50mm〜６０本／50mmが好ましく採用される。このように設けられたベルト補強層８は、高速走行時にベルト層７のせり上がりを抑制すると共に、ベルト層７の両端部域の剛性を向上することによりロードノイズの低減に寄与する。

このように作用するベルト補強層８は、図３に例示するように、ベルト層７の外周側の両端部だけに設けても良く、或いは、図４に例示するように、ベルト層７の全幅を覆うもの（フルカバー層８ｆ）と、両端部を覆うもの（エッジカバー層８ｅ）とを併用しても良い。また、フルカバー層８ｆとエッジカバー層８ｅとを併用する場合、これらの位置関係が上下逆になっていても構わない。

これらベルト補強層８はいずれも、例えば、少なくとも１本の有機繊維コード８ａを引き揃えてゴム被覆してなるストリップ材をタイヤ周方向に連続的に巻回することで製造することが出来る。

本発明は、このような一般的な空気入りタイヤに適用されるが、その具体的な断面構造は上述の基本構造に限定されるものではない。

図５に例示するように、本発明のベルト補強層８を構成する有機繊維コード８ａは、撚りが付与された芳香族ポリアミド繊維束９を鎖編みして形成されている。このように鎖編み構造を有しているので、有機繊維コード８ａは、引張力に対して変形することが可能になり、これにより有機繊維コード８ａに伸びを付与することが出来る。そのため、高弾性繊維のみからなる有機繊維コード８ａであっても加硫成型時のリフトに追従可能になり、ユニフォミティが向上する。その結果、高速耐久性能及びロードノイズ性能を向上することが可能になる。また、従来のように低弾性繊維を併用する必要がなくなるため、ロードノイズ性能の改善には有利になる。

このとき、有機繊維コード８ａを構成する芳香族ポリアミド繊維束９は鎖編みされる前に予め撚りが付与されている。このように撚りを付与しないと、芳香族ポリアミド繊維束９に含まれる芳香族ポリアミド繊維ヤーンがばらけ易くなり、コード特性を発揮することが出来なくなる。このとき、芳香族ポリアミド繊維束９に付与する撚りの撚り数は、２５回／100mm 〜４５回／100mm であることが好ましい。

本発明では、ベルト補強層８に使用される有機繊維コード８ａの鎖編みの編込長さＬが２．０ｍｍ〜４．０ｍｍであることが好ましい。このように編込長さＬを設定することで、編み構造の変形に基づく適度な伸びが得られるので、リフトへの追従性と、芳香族ポリアミド繊維自体の特性を高度に両立することが出来る。即ち、ユニフォミティを向上し、高速耐久性能及びロードノイズ性能を向上することが出来る。このとき、編込長さＬが２．０ｍｍより小さいと、編込みが密になり、編み構造による伸びが充分に得られなくなり、加硫成型時のリフトに追従し易くする効果が充分に得られない。編込長さＬが４．０ｍｍより大きいと、加硫成型時のリフト後にも編み構造に伸びる余地が出来、ベルト補強層８によってベルト層７の端部を充分に抑えることが出来なくなる。そのため、ベルト補強層８に高弾性繊維（芳香族ポリアミド繊維）を用いることによる効果（高速耐久性能及びロードノイズ性能の向上）が充分に得られなくなる。尚、編込長さＬとは、タイヤに組み入れる前のコードを平面上に直線状になるように静置した状態での鎖編みにより形成される繰り返し単位のピッチ長である。

このようにコードの状態での有機繊維コード８ａの編込長さＬを設定しても、リフトによってベルト補強層８を構成する有機繊維コード８ａは伸びることになるので、加硫成型後のタイヤにおける有機繊維コード８ａの鎖編みの編込長さは、コードの状態での編込み長さＬよりも大きくなる。この加硫成型後のタイヤにおける有機繊維コード８ａの鎖編みの編込長さは２．５ｍｍ〜５．０ｍｍに設定することが好ましい。リフト工程後に編込長さがこの範囲に収まっていれば、加硫成型前には上述の編込長さの範囲程度であり、リフトへの追従性と、芳香族ポリアミド繊維自体の特性を高度に両立する効果を得ることが出来る。特に、加硫成型後のタイヤにおける鎖編みの編込み長さが、コードの状態における鎖編みの編込長さＬの１．２倍〜１．３倍になるように設定することが好ましい。このように加硫成型の前後での編込み長さの変化の割合を規定することで、リフト時の伸びの効果を得る一方で、加硫成型後に有機繊維コード８ａが更に伸びることを防ぎ、ユニフォミティを向上し、高速耐久性能及びロードノイズ性能の向上する効果を更に高めることが出来る。尚、タイヤにおける有機繊維コード８ａの鎖編みの編込長さは、無負荷状態のタイヤのトレッドゴムの一部を除去してベルト補強層８を構成する有機繊維コード８ａを露出させ、鎖編みにより形成される繰り返し単位のピッチ長を測定するものとする。

本発明の有機繊維コード８ａには、ゴムとの接着を向上するために、接着液（ディップ液）にて熱処理を加えて接着性を付与する（ディップ処理を行う）ことが出来る。この接着液には例えばＲＦＬ混合液を用いることが出来る。このディップ処理は、有機繊維コード８ａを形成した後、即ち、ポリアミド繊維束９に撚りを付与し、更に、鎖編みを行った後に行うことが好ましい。芳香族ポリアミド繊維束９に撚りを付与する前や、撚りが付与された芳香族ポリアミド繊維束を鎖編みする前にディップ処理を行うことも出来るが、その場合、撚り加工や鎖編み加工をすることが難しくなるため、生産性の観点から好ましくない。尚、ディップ処理の際の、接着液の混合比、ディップ張力、処理温度、処理時間は一般的なものを採用することが出来る。

タイヤサイズが２０５／５５Ｒ１６であり、図１に例示する断面形状を有する空気入りタイヤにおいて、有機繊維コードの構造、有機繊維コードを構成する有機繊維ヤーンの撚り数、コードの状態における有機繊維コードの鎖編みの編込長さ（編込み長さ(コード)）、タイヤ内における有機繊維コードの鎖編みの編込み長さ（編込み長さ(タイヤ内)）をそれぞれ表１のように設定した従来例１、比較例１、実施例１〜６の８種類の空気入りタイヤを作製した。

尚、これら８種類の空気入りタイヤにおいて、有機繊維コードはいずれもアラミド繊維から構成される。また、有機繊維コードの繊度は１１００ｄｔｅｘである。但し、有機繊維コードが撚り構造を有する従来例１については、繊度が１１００ｄｔｅｘであるアラミド繊維からなる素線を２本撚り合わせて構成した。

これら８種類の空気入りタイヤについて、下記の評価方法により、高速耐久性能およびロードノイズ性能を評価し、その結果を表１に併せて示した。

高速耐久性能
各試験タイヤをリムサイズ１６×６ 1/2ＪＪのホイールに装着し、空気圧を２３０ｋＰａにしてＪＩＳＤ４２３０，６．４高速性能試験Ａに準拠する室内ドラム試験機（ドラム径１７０７ｍｍ）に取り付け、速度０ｋｍ／ｈから試験を開始し、１０分毎に１０ｋｍ／ｈずつ段階的に速度を上昇させ故障が発生するまで走行させ、タイヤ故障が起きるまでの走行距離を測定した。評価結果は、従来例１を１００とする指数で示した。この指数値が大きい程、空気入りタイヤの高速耐久性能が優れることを意味する。

ロードノイズ性能
試験タイヤをリムサイズ１６×６ 1/2ＪＪのホイールに装着し、排気量２Ｌの国産ＦＲセダンに装着し、車速６０ｋｍ／ｈの条件下で乾燥試験路を走行し、運転席側部で集音したロードノイズの音圧レベルを計測した。評価結果は、測定値の逆数を用い、従来例１を１００とする指数で示した。この指数値が大きいほど音圧レベルが小さく、ノードノイズの抑制に優れていることを意味する。

表１から明らかなように、実施例１〜６はいずれも従来例１よりも高速耐久性能及びロードノイズ性能を向上した。一方、鎖編み構造を有するものの、有機繊維コードを構成する有機繊維ヤーンの撚り数が０、即ち、有機繊維コードを構成する有機繊維ヤーンが無撚りである比較例１は、ヤーンがばらけ易く本来の性能が得られないため、却って高速耐久性能及びロードノイズ性能が悪化した。

１トレッド部
２サイドウォール部
３ビード部
４カーカス層
５ビードコア
６ビードフィラー
７ベルト層
８ベルト補強層
８ａ有機繊維コード
９芳香族ポリアミド繊維束
Ｅタイヤ赤道線
Ｌ編込長さ

Claims

トレッド部にベルト層を配置し、該ベルト層の外周にタイヤ周方向に配向する有機繊維コードを含むベルト補強層を設けた空気入りタイヤにおいて、
前記有機繊維コードが、撚りが付与された芳香族ポリアミド繊維束を鎖編みして形成されることを特徴とする空気入りタイヤ。
前記ベルト補強層に使用される有機繊維コードの鎖編みの編込長さが２．０ｍｍ〜４．０ｍｍであることを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤ。
加硫成型後のタイヤ内における前記有機繊維コードの鎖編みの編込長さが２．５ｍｍ〜５．０ｍｍであることを特徴とする請求項１又は２に記載の空気入りタイヤ。