JP2015229480A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】アラミド繊維を含むコードをカーカスプライの補強コードに用いた、タイヤの軽量化と高速耐久性とを両立させた空気入りタイヤを提供する。【解決手段】少なくとも１枚のカーカスプライ４からなるカーカスを骨格とする空気入りタイヤ１０である。カーカスプライ４の補強コードは、アラミド繊維を含み、かつ、下記式、Ｔ＝Ｎ?√｛（０．１２５?Ｄ／２）／ρ｝?１０−３（式中、Ｎはコードの撚り数（回／１０ｃｍ）、Ｄはコードのトータル繊度、ρはコードの密度を表す）で表される上撚り係数Ｔが０．４以下、トータル繊度が１８００ｄｔｅｘ以下であり、カーカスプライにおける補強コードの打ち込み数が５５本／５ｃｍ以上である。【選択図】図１

Description

本発明は、空気入りタイヤ（以下、単に「タイヤ」とも称する）に関し、詳しくは、アラミド繊維を含むコードをカーカスプライの補強コードに用いた、タイヤの軽量化と高速耐久性とを両立させた空気入りタイヤに関する。

一般に、空気入りタイヤは、一対のビード部間にトロイド状に延在するカーカスプライからなるカーカスを骨格とし、その外周に、各種補強素子をゴム引きしてなるベルト層やベルト補強層を配置することにより踏面部が補強された構造を有する。中でも、カーカスプライの補強コードとしては、従来、ポリエステル系繊維であるポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）や、セルロース系繊維であるレーヨンが主に使用されている。

近年、レーヨン繊維に比して耐熱性に優れかつ高弾性であるアラミド繊維をカーカスプライの補強コードに適用することも検討されている。例えば、特許文献１では、カーカスプライの補強コードとして、下撚りしたアラミド繊維フィラメント束の２本を、上撚りにて互いに撚り合わせた２本撚り構造のアラミド繊維コードを用い、かつ、上撚り係数Ｔを０．５〜０．７の範囲としたランフラットタイヤが提案されている。

特開２００９−２３５５２号公報

近年、環境性能の重要性が増してきており、タイヤにおいては軽量化のニーズが高まっている。しかしながら、特許文献１では、ランフラット耐久性については検討されているが、タイヤの軽量化については検討されていない。また、タイヤを軽量化するに当たっては、通常、ゴムや補強部材を減らすことが一般的であるが、これに伴うタイヤの耐久性等の他の性能の低下は避けなければならない。

そこで、本発明の目的は、アラミド繊維を含むコードをカーカスプライの補強コードに用いた、タイヤの軽量化と高速耐久性とを両立させた空気入りタイヤを提供することにある。

本発明者らは、上記課題を解消するために鋭意検討した結果、カーカスプライの補強コードであるアラミド繊維を含むコードの物性および打ち込み数を所定の関係とすることにより、上記課題を解消することができることを見出し、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明のタイヤは、少なくとも１枚のカーカスプライからなるカーカスを骨格とする空気入りタイヤにおいて、
前記カーカスプライの補強コードが、アラミド繊維を含み、かつ、下記式、
Ｔ＝Ｎ×√｛（０．１２５×Ｄ／２）／ρ｝×１０^−３
（式中、Ｎはコードの撚り数（回／１０ｃｍ）、Ｄはコードのトータル繊度、ρはコードの密度を表す）で表される上撚り係数Ｔが０．４以下、トータル繊度が１８００ｄｔｅｘ以下であり、前記カーカスプライにおける前記補強コードの打ち込み数が５５本／５ｃｍ以上であることを特徴とするものである。

本発明のタイヤにおいては、前記上撚り係数Ｔは、０．１〜０．４であることが好ましい。

本発明によれば、アラミド繊維を含むコードをカーカスプライの補強コードに用いた、タイヤの軽量化と高速耐久性とを両立させた空気入りタイヤを提供することができる。

本発明の空気入りタイヤの一好適例の右半分の断面図である。

以下、本発明の実施の形態を図面を用いて詳細に説明する。
図１は、本発明の空気入りタイヤの一好適例の右半分の断面図である。図示するタイヤ１０は、接地部を形成するトレッド部１と、このトレッド部１の両側部に連続してタイヤ半径方向内方へ延びる一対のサイド部２と、各サイド部２の内周側に連続するビード部３と、を備え、トレッド部１、サイド部２およびビード部３は、一方のビード部３から他方のビード部３にわたってトロイド状に延びる一枚のカーカスプライからなるカーカス４により補強されている。図示するように、本発明のタイヤ１０においては、カーカス４のトレッド部１のタイヤ半径方向外側には２層のベルト層５ａ、５ｂからなるベルト５が配置されていてもよく、ベルト５のタイヤ半径方向外側には、ベルト補強層６が配置されていてもよい。

本発明のタイヤ１０においては、カーカスプライの補強コードとして、アラミド繊維を含むコードであり、この補強コードは、下記式、
Ｔ＝Ｎ×√｛（０．１２５×Ｄ／２）／ρ｝×１０^−３
（式中、Ｎはコードの撚り数（回／１０ｃｍ）、Ｄはコードのトータル繊度、ρはコードの密度を表す）で表される上撚り係数Ｔが０．４以下である。本発明のタイヤ１０では、カーカスプライの補強コードとして、細径のコードを用いるため、このままでは補強コードの剛性が低下してしまい、耐久性を損なうおそれがある。そこで、本発明のタイヤ１０では、カーカスプライの補強コードとして、上撚り係数Ｔを０．４以下のアラミド繊維を含むコードを用いることにより、補強コードの剛性と耐疲労性を確保している。その結果、タイヤの軽量化と高速耐久性との両立が可能となる。

ここで、本発明の空気入りタイヤにおいては、カーカスプライの補強コードは、アラミド繊維を含むコードであり、アラミド繊維のみからなるコードでもよいが、他の有機繊維を含んだ、いわゆるハイブリッドコードでもよい。しかしながら、上記効果を良好に得るためにも、カーカスプライの補強コードには、アラミド繊維が５０％以上であることが好ましい。また、アラミド繊維を有するコードは、紡績糸であってもよい。なお、カーカスプライの角度は、ラジアル方向が好ましく、具体的には、ラジアル方向±１５°程度である。

本発明のタイヤ１０においては、補強コードのトータル繊度は１８００ｄｔｅｘ以下である。補強コードを細くすることにより、タイヤ走行時にビード部付近に曲げ入力が入るときの、補強コードへの圧縮歪みを低減することができ、タイヤの耐疲労性を向上させることができる。本発明のタイヤ１０においては、補強コードのトータル繊度は８００ｄｔｅｘ以上が好ましい。８００ｄｔｅｘ未満であるとカーカスプライの強度が不足し、タイヤの耐久性が低下するおそれがある。

また、本発明のタイヤ１０においては、補強コードの打ち込み数を５５本／５ｃｍ以上としている。すなわち、本発明のタイヤ１０では、カーカスプライ４の補強コードとして細径のコードを用いることで、打ち込み本数を密にすることが可能となり、その結果、入力が分散することになり、補強コードの疲労性を向上させることができる。本発明のタイヤ１０においては、カーカスプライ４の補強コードの打込み数は１００本／５ｃｍ以下が好ましい。１００本／５ｃｍを超えると、スダレ製織工程での生産性が低下してしまうためである。

本発明のタイヤ１０においては、カーカスプライの補強コードであるアラミド繊維を含むコードの上撚り係数Ｔの下限は、０．１であることが好ましい。すなわち、本発明のタイヤ１０においては、カーカスプライの補強コードであるアラミド繊維を含むコードの上撚り係数Ｔは、０．１〜０．４であることが好ましい。上撚り係数Ｔを上記範囲とすることで、補強コードとしての十分な剛性と疲労性を確保することができる。

図示する本発明のタイヤ１０においては、カーカス４は１枚のカーカスプライからなっているが、本発明のタイヤ１０においては、カーカスプライは２枚以上であってもよい。また、図示例では、カーカス４のクラウン領域のタイヤ径方向外側に、２層の第１ベルト層５ａと第２ベルト層５ｂとからなるベルト５が配設されているが、ベルト層の枚数もこれに限られるものではない。なお、第１ベルト層５ａと第２ベルト層５ｂは、撚り合わされることなくタイヤ幅方向に並列に引き揃えられた複数本のスチールコードがゴム中に埋設されてなるものを用いることができ、例えば、第１ベルト層５ａと第２ベルト層５ｂは、層間で互いに交差するように配置されて、交差ベルトを形成してもよい。

さらに、図示するタイヤ１０は、ベルト５のタイヤ径方向外側には、ベルト補強層６が配置されている。ベルト補強層６の補強コードは、タイヤ周方向における引張剛性の確保が目的であるので、高弾性の有機繊維からなるコードを用いることが好ましい。有機繊維コードとしては、アラミド、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエチレンテレフタレート、レーヨン、ザイロン（登録商標）（ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール（ＰＢＯ）繊維）、脂肪族ポリアミド（ナイロン）等の有機繊維コード等を用いることができる。

さらにまた、本発明のタイヤにおいては、図示はしないが、インサート、フリッパー、サイド補強層等の補強部材を配置してもよい。ここで、インサートとは、ビード部３からサイド部２にかけて、タイヤ周方向に配置される、複数本の高弾性の有機繊維コードを並べてゴムコーティングした補強材である（図示せず）。フリッパーとは、カーカスプライの、ビードコア７間に延在する本体部と、ビードコア７の周りに折り返された折り返し部との間に配設され、ビードコア７およびそのタイヤ径方向外側に配置されるビードフィラー８の少なくとも一部を内包する、複数本の高弾性の有機繊維コードを並べてゴムコーティングした補強材である。インサートおよびフリッパーの角度は、好ましくは周方向に対して３０〜６０°である。

また、図示するタイヤは、一対のビード部３にはそれぞれビードコア８が埋設され、カーカス４はこのビードコア８の周りにタイヤ内側から外側に折り返して係止されているが、カーカス４の係止方法についても、これに限られるものでもない。例えば、カーカス４を構成するカーカスプライのうち、少なくとも１枚のカーカスプライは、ビードコア７の周りにタイヤ幅方向内側から外側に向かって折り返されて、その折返し端がベルト３とカーカス２のクラウン部との間に位置する、いわゆるエンベロープ構造としてもよい。さらにまた、トレッド部１の表面には適宜トレッドパターンが形成されていてもよく、最内層にはインナーライナー（図示せず）が形成されていてもよい。本発明のタイヤ１０において、タイヤ内に充填する気体としては、通常のまたは酸素分圧を変えた空気、もしくは窒素等の不活性ガスを用いることができる。本発明のタイヤは、乗用車用空気入りタイヤに好適である。

以下、本発明を、実施例を用いてより詳細に説明する。
＜実施例１〜８、比較例１〜６＞
タイヤサイズ２２５／４５Ｒ１７にて、左右一対のビード部およびサイド部と、両サイド部間に連なるトレッド部とを有し、ビード部間に跨ってトロイド状に延在するカーカスを骨格とする空気入りタイヤを作製した。カーカスは１枚のカーカスプライからなるものとし、カーカスのクラウン部のタイヤ半径方向外側には、タイヤ周方向に対し±２０°の角度で互いに交錯する２層のベルト層（材質：スチールコード（１×５））を配置した。カーカスプライの補強コードのトータル繊度、打ち込み数、上撚り係数は、表１〜３に示すとおりである。得られたタイヤを用いて、耐カット性および操縦安定性について評価を行った。評価手順は、それぞれ以下のとおりである。

＜高速耐久性＞
各タイヤをリムに組み付け、規定内圧を充填して、速度１５０ｋｍ／ｈで３０分間走行させ、故障がなければ速度を６ｋｍ／ｈづつ上げていき、故障発生時の速度を測定した。従来のタイヤと同等の場合を△、優れている場合を○、非常に優れている場合を◎、劣っている場合を×とした。

＜耐疲労性＞
各タイヤを規定リムに装着し、空気圧を１５０ｋＰａとし、正規荷重を負荷し、一定速度、ステップロード条件のドラムテストを実施し、タイヤが破壊したときの走行距離で耐疲労性を評価した。従来のタイヤと同等の場合を△、優れている場合を○、非常に優れている場合を◎、劣っている場合を×とした。

＜タイヤ重量＞
各タイヤの重量を測定し、従来のタイヤと同等の場合を△、軽量化されている場合を○、非常に軽量化されている場合を◎、タイヤ重量が増加してしまった場合を×とした。

表１〜３から、本発明のタイヤは、タイヤの軽量化と高速耐久性と耐疲労性とを両立できていることがわかる。

１ トレッド部
２ サイド部
３ ビード部
４ カーカス
５ ベルト
６ ベルト補強層
７ ビードコア
８ ビードフィラー
１０ 空気入りタイヤ（タイヤ）

Claims (2)

1. 少なくとも１枚のカーカスプライからなるカーカスを骨格とする空気入りタイヤにおいて、
   前記カーカスプライの補強コードが、アラミド繊維を含み、かつ、下記式、
   Ｔ＝Ｎ×√｛（０．１２５×Ｄ／２）／ρ｝×１０^−３
   （式中、Ｎはコードの撚り数（回／１０ｃｍ）、Ｄはコードのトータル繊度、ρはコードの密度を表す）で表される上撚り係数Ｔが０．４以下、トータル繊度が１８００ｄｔｅｘ以下であり、前記カーカスプライにおける前記補強コードの打ち込み数が５５本／５ｃｍ以上であることを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記上撚り係数Ｔが、０．１〜０．４である請求項１記載の空気入りタイヤ。
   

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