JP2015212109A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】タイヤ質量の増加を抑制しつつ、高速耐久性を高めた空気入りタイヤを提供する。【解決手段】実質的なストレッチを受けることなく加硫成形される空気入りタイヤ１である。カーカス６とバンド層９とを有している。バンド層９は、テープ状のバンドストリップ１０が螺旋状に巻回されたバンドプライ９Ａからなる。バンドストリップ１０の幅Ｗ１は、２〜１０mmである。バンドコード１１は、中間伸度が３．０％未満の有機繊維コードである。【選択図】図１

Description

本発明は、タイヤ質量の増加を抑制しつつ、高速耐久性を高めた空気入りタイヤに関する。

近年、空気入りタイヤの製造方法であって、タイヤに実質的なストレッチを与えることなく加硫成形する製造方法が提案されている。例えば、下記特許文献１は、タイヤの内腔形状に近い外形を有する剛性中子に、短冊シート状のタイヤ構成部材を複数貼り付けて生タイヤを形成し、この生タイヤを、剛性中子とともにタイヤ外側を成形する加硫金型内で加硫成形する製造方法を提案している（以下、このような製造方法を中子工法と呼ぶ。）。

このような中子工法で得られる空気入りタイヤは、加硫成形時にストレッチを受けず、加硫成形の前後で実質的に同一形状が保持されるため、優れたユニフォミティを有する。

特開２０１４−０４３０２２号公報

発明者らは、上述の中子工法では、加硫成形時のタイヤの外径成長を考慮する必要がなく、従来よりも中間伸度の小さいバンドコードを採用できることを見出した。また、発明者らは、バンドプライを形成するテープ状のバンドストリップの幅を一定範囲に制限すると、バンドコードの密度を自在に調節できることを見出した。

本発明は、以上のような実状に鑑み案出されたもので、バンドコードの中間伸度及びバンドストリップの幅を改善することにより、タイヤ質量の増加を抑制しつつ、高速耐久性を高めた空気入りタイヤを提供することを主たる目的としている。

本発明は、タイヤ内側を成形する剛性中子とタイヤ外側を成形する加硫金型との間のキャビティで、実質的なストレッチを受けることなく加硫成形される空気入りタイヤであって、トレッド部からサイドウォール部をへてビード部に至るカーカスと、前記カーカスのタイヤ半径方向外側かつトレッド部の内部に配されたバンド層とを有し、前記バンド層は、平行に配された複数のバンドコードがトッピングゴムで被覆されたテープ状のバンドストリップがタイヤ周方向に螺旋状に巻回されたバンドプライからなり、前記バンドストリップの幅Ｗ１は、２〜１０mmであり、前記バンドコードは、中間伸度が３．０％未満の有機繊維コードであることを特徴としている。

本発明の空気入りタイヤにおいて、前記バンドコードは、ナイロンのフィラメント束が下撚りされた１本の第１ストランドと、芳香族ポリアミドのフィラメント束が下撚りされた２本の第２ストランドとが、上撚りにて互いに撚り合わされて形成されているのが望ましい。

本発明の空気入りタイヤにおいて、前記バンドストリップの幅Ｗ１は、４〜６mmであるのが望ましい。

本発明の空気入りタイヤにおいて、前記トレッド部は、タイヤ周方向に連続してのびる主溝と、前記主溝で区分された陸部とを含み、前記主溝のタイヤ半径方向内方領域での前記バンドコードの密度は、前記陸部のタイヤ半径方向内方領域の前記バンドコードの密度よりも小さいのが望ましい。

本発明の空気入りタイヤは、トレッド部からサイドウォール部をへてビード部に至るカーカスと、前記カーカスのタイヤ半径方向外側かつトレッド部の内部に配されたバンド層とを有している。バンド層は、平行に配された複数のバンドコードがトッピングゴムで被覆されたテープ状のバンドストリップがタイヤ周方向に螺旋状に巻回されたバンドプライからなる。

バンドストリップの幅Ｗ１は、２〜１０mmである。このようなバンドストリップは、その巻回時の螺旋ピッチを調節することにより、バンドコードの密度を自在に調節することができる。従って、このようなバンドストリップは、バンドコードの配置をより緻密に最適化でき、タイヤ質量の増加を抑制しつつ、トレッド部のリフティングを抑制する。

本発明では、バンドコードとして、中間伸度が３．０％未満の有機繊維コードが採用される。本発明の空気入りタイヤは、実質的なストレッチを受けることなく加硫成形されるため、バンドコードとしてこのような中間伸度の小さいコードを採用することができる。中間伸度の小さいバンドコードは、高速走行時のカーカスやベルトの伸びを抑え、トレッド部のリフティングを効果的に抑制する。しかも、バンドコードが有機繊維であるため、スチールコードと比較して、タイヤ質量の増加が抑制され、かつ、優れた乗り心地性が得られる。

本発明の空気入りタイヤの一実施形態を示す断面図である。 本発明の空気入りタイヤの加硫成形時の断面図である。 バンドストリップの拡大図である。 図１のトレッド部の拡大断面図である。 バンドコードの拡大図である。 図１のトレッド部の拡大断面図である。 高速走行時のタイヤのプロファイルを示す断面図である。

以下、本発明の実施の一形態が図面に基づき説明される。
図１は、本実施形態の空気入りタイヤ（以下、単に「タイヤ」ということがある）１の正規状態におけるタイヤ回転軸を含むタイヤ子午線断面図である。本実施形態のタイヤ１は、例えば、乗用車用として好適に用いられる。

「正規状態」は、タイヤが正規リム（図示省略）にリム組みされ、かつ、正規内圧が充填された無負荷の状態である。以下、特に言及しない場合、タイヤの各部の寸法等は、この正規状態で測定された値である。

「正規リム」は、タイヤが基づいている規格を含む規格体系において、当該規格がタイヤ毎に定めるリムであり、例えば、ＪＡＴＭＡであれば "標準リム" 、ＴＲＡであれば "Design Rim" 、ＥＴＲＴＯであれば "Measuring Rim" である。

「正規内圧」は、タイヤが基づいている規格を含む規格体系において、各規格がタイヤ毎に定めている空気圧であり、ＪＡＴＭＡであれば "最高空気圧" 、ＴＲＡであれば表 "TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES" に記載の最大値、ＥＴＲＴＯであれば "INFLATION PRESSURE" である。

図２には、本実施形態のタイヤ１の加硫成形時の断面図が示されている。図２に示されるように、本発明のタイヤ１は、タイヤ内側を成形する剛性中子ａとタイヤ外側を成形する加硫金型ｂとの間のキャビティで、実質的なストレッチを受けることなく加硫成形される。このようなタイヤ１は、加硫成形の前後で実質的に同一形状が保持されるため、優れたユニフォミティを有する。

図１に示されるように、本実施形態のタイヤ１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に至るカーカス６と、このカーカス６の半径方向外側かつ前記トレッド部２の内部に配されるベルト層７と、ベルト層７の半径方向外側に配されるバンド層９とを具えている。

カーカス６は、例えば、カーカスコードをラジアル配列させた１枚のカーカスプライ６Ａから形成されている。カーカスプライ６Ａの外端部６ｅは、例えば、ビードコア５の廻りで折り返されることなくビードコア５内で係止される。カーカスコードには、例えば、ナイロン、ポリエステル、レーヨン、又は、芳香族ポリアミド等の有機繊維コード等が好適に採用される。

ビードコア５は、タイヤ軸方向内外のコア片５ｉ、５ｏを含んでいる。コア片５ｉ、５ｏは、例えば、非伸張性のビードワイヤ５ａがタイヤ周方向に渦巻き状に巻き付けられて形成されている。コア片５ｉ、５ｏは、カーカスプライ６Ａの外端部６ｅを挟むように、その両側に配置されている。

ベルト層７は、例えば、ベルトコードをタイヤ周方向に対して１０〜４５゜のコード角度で配列した２枚のベルトプライ７Ａ、７Ｂから形成されている。ベルトプライ７Ａ、７Ｂは、互いのベルトコードが交差する向きに重ね合わされている。ベルトコードには、例えば、スチールが好適に採用される。これにより、トレッド部２の剛性が効果的に高められる。

バンド層９は、例えば、ベルト層７の略全幅を覆っている。バンド層９は、テープ状のバンドストリップ１０（図示しない）がタイヤ周方向に螺旋状に巻回されたバンドプライ９Ａから構成されている。

図３には、バンドストリップ１０の拡大図が示されている。図３に示されるように、バンドストリップ１０は、平行に配された複数のバンドコード１１をトッピングゴム１２で被覆して形成されている。

図４には、バンドストリップ１０が巻き付けられたときのトレッド部２の拡大断面図が示されている。図４に示されるように、バンドストリップ１０の幅Ｗ１は、２〜１０mmである。このようなバンドストリップ１０は、その巻回時の螺旋ピッチを調節することにより、バンドコード１１の密度を自在に調節することができる。従って、このようなバンドストリップ１０は、バンドコード１１の配置をより緻密に最適化でき、タイヤ質量の増加を抑制しつつ、トレッド部２のリフティングを抑制する。

上述の効果をさらに発揮させるために、バンドストリップ１０の幅Ｗ１は、好ましくは３mm以上、より好ましくは４mm以上であり、好ましくは７mm以下、より好ましくは６mm以下である。

バンドコード１１には、トッピングゴムで被覆される前の新品時の中間伸度が３．０％未満の有機繊維コードが用いられる。本発明において、中間伸度は、ＪＩＳ Ｌ１０１７の化学繊維タイヤコード試験方法に準拠し、室温（２５℃±２℃）で求めたコードの「荷重−伸び」曲線における６６N荷重時の伸度（％）を意味する。

本発明の空気入りタイヤは、実質的なストレッチを受けることなく加硫成形されるため、生産性を損なわずに、バンドコード１１として上述のような伸びの小さいコードを採用することができる。中間伸度の小さいバンドコード１１は、高速走行時のカーカス６やベルト層７の伸びを抑え、トレッド部２のリフティングを効果的に抑制する。しかも、バンドコード１１が有機繊維であるため、スチールコードと比較して、タイヤ質量、とりわけトレッド部２の質量の増加が抑制され、かつ、優れた乗り心地性が得られる。

トレッド部２のリフティングをさらに抑制するために、バンドコード１１の中間伸度は、好ましくは２．０％以下、より好ましくは１．５％以下とされるのが良い。

図５には、バンドコード１１の拡大図が示されている。図５に示されるように、バンドコード１１は、例えば、フィラメント束が下撚りされた複数のストランド２０が上撚りにて互いに撚り合わされた複撚り構造で形成される。このようなバンドコード１１は、優れた高速耐久性を発揮する。

上述のようなバンドコード１１には、中間伸度が上述の範囲内とされる限り、種々の材料が採用され、例えば、ナイロン及び芳香族ポリアミドが好適に採用される。

バンドコード１１には、上述の材料が複合して用いられても良い。本実施形態のバンドコード１１は、ナイロンのフィラメント束が下撚りされた１本の第１ストランド２１と、芳香族ポリアミドのフィラメント束が下撚りされた２本の第２ストランド２２、２２とが、上撚りにて互いに撚り合わされて形成されている。このようなバンドコード１１は、低速走行時に優れた乗り心地性を発揮しつつ、高速走行時のトレッド部２のリフティングを効果的に抑制する。

本実施形態において、第１ストランド２１の繊度Ｄ１及び第２ストランド２２の繊度Ｄ２は、例えば、８００〜１２００dtexである。第１ストランド２１の下撚り数Ｎ１（回／１０cm）及び第２ストランドの下撚り数Ｎ２は、例えば、２４〜３２である。第１ストランド２１と第２ストランド２２との上撚り数Ｎ３（回／１０cm）は、例えば、２０〜４０である。

バンドコード１１の総繊度Ｄｔは、３０００dtex以上、より好ましくは３５００dtex以上であり、好ましくは６０００dtex以下、より好ましくは５５００dtex以下である。このようなバンドコード１１は、タイヤ質量を維持しつつ優れた高速安定性を発揮する。

図６には、トレッド部２の拡大図が示されている。図６に示されるように、本実施形態では、バンドコード１１の密度が、そのバンドコード１１が配されている領域によって変化している。

例えば、トレッド部２において、タイヤ周方向に連続してのびる主溝１４が設けられた溝領域は、質量が小さいため、高速走行時の遠心力は相対的に小さく、主溝１４で区分された陸部１５よりも、タイヤ半径方向のリフティングも小さい。このため、主溝１４のタイヤ半径方向内方領域１６でのバンドコード１１の密度Ｅ１（図示されず、以下、同様である）は、陸部１５のタイヤ半径方向内方領域１７でのバンドコード１１の密度Ｅ２よりも小さいのが望ましい。これにより、各陸部が均一にリフティングするため、優れた高速耐久性が得られる。バンドコード１１の密度Ｅは、例えば、各領域内に配されたバンドコード１１の本数を、その領域のタイヤ軸方向の幅で除して求められる。

主溝１４のタイヤ半径方向内方領域１６でのバンドコード１１の密度Ｅ１と、陸部１５のタイヤ半径方向内方領域１７でのバンドコード１１の密度Ｅ２との比Ｅ１／Ｅ２は、好ましくは０以上、より好ましくは０．２以上であり、好ましくは０．８以下、より好ましくは０．６以下である。このようなバンドコード１１は、タイヤ質量の増加を抑制しつつ、優れた高速耐久性を発揮する。

以上、本発明の特に好ましい実施形態について詳述したが、本発明は図示の実施形態に限定されることなく、種々の態様に変形して実施される。

図１の基本構造を有するサイズ２４５／４５Ｒ１８の空気入りタイヤが、表１の仕様に基づき試作された。各テストタイヤの陸部のリフト量、高速耐久性、及び、タイヤ質量がテストされた。各テストタイヤの共通仕様やテスト方法は、以下の通りである。
装着リム：１８×８Ｊ
タイヤ内圧：２３０kPa

＜陸部のリフト量＞
各テストタイヤについて、２５０km/hで走行中のセンター陸部、ミドル陸部及びショルダー陸部の静止状態からのリフト量が測定された。数値が小さい程、リフト量が小さく、高速耐久性が優れていることを示す。

＜高速耐久性＞
ＥＣＥ３０により規定された荷重／速度性能テストに準拠して、ドラム試験機上でトレッド部に５．０kNの荷重を負荷してタイヤを走行させ、１０km/h−２０分で走行速度をステップアップし、タイヤに損傷が生じたときの速度（km／h）及び時間（分）が測定された。走行速度が大きい程、高速耐久性が優れていることを示す。

＜タイヤ質量＞
テストタイヤ１本当たりの質量が測定された。結果は、実施例１のタイヤを１００とする指数で示されており、数値が小さい程、軽量であることを示す。
テスト結果が表１に示される。

テストの結果、実施例の空気入りタイヤは、タイヤ質量の増加を抑制しつつ、高速耐久性を高めていることが確認できた。さらに、図７に示されるように、本実施形態（実施例１）のタイヤは、１００km/hで走行時のプロファイルＰ２、１８０km/hで走行時のプロファイルＰ３、及び、２５０km/hで走行時のプロファイルＰ４においても、各陸部がほぼ均一にリフティングしている（プロファイルＰ１は、静止時のものである。）ことが確認できた。

２ トレッド部
３ サイドウォール部
４ ビード部
６ カーカス
９ バンド層
１０ バンドストリップ
１１ バンドコード

Claims (4)

1. タイヤ内側を成形する剛性中子とタイヤ外側を成形する加硫金型との間のキャビティで、実質的なストレッチを受けることなく加硫成形される空気入りタイヤであって、
   トレッド部からサイドウォール部をへてビード部に至るカーカスと、前記カーカスのタイヤ半径方向外側かつトレッド部の内部に配されたバンド層とを有し、
   前記バンド層は、平行に配された複数のバンドコードがトッピングゴムで被覆されたテープ状のバンドストリップがタイヤ周方向に螺旋状に巻回されたバンドプライからなり、
   前記バンドストリップの幅Ｗ１は、２〜１０mmであり、
   前記バンドコードは、中間伸度が３．０％未満の有機繊維コードであることを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記バンドコードは、ナイロンのフィラメント束が下撚りされた１本の第１ストランドと、芳香族ポリアミドのフィラメント束が下撚りされた２本の第２ストランドとが、上撚りにて互いに撚り合わされて形成されている請求項１記載の空気入りタイヤ。
3. 前記バンドストリップの幅Ｗ１は、４〜６mmである請求項１又は２記載の空気入りタイヤ。
4. 前記トレッド部は、タイヤ周方向に連続してのびる主溝と、前記主溝で区分された陸部とを含み、
   前記主溝のタイヤ半径方向内方領域での前記バンドコードの密度は、前記陸部のタイヤ半径方向内方領域の前記バンドコードの密度よりも小さい請求項１乃至３のいずれかに記載の空気入りタイヤ。

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