JP2021160669A - 空気入りタイヤ - Google Patents
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Abstract
【課題】高速耐久性能と乗り心地性能との両立を容易に達成できる空気入りタイヤを提供する。【解決手段】空気入りタイヤ１は、トレッド部２と、一対のサイドウォール部３と、それぞれにビードコア５が埋設された一対のビード部４と、ビードコア５に跨るように一対のビード部４間を延びるカーカス層６と、カーカス層６のタイヤ半径方向外側に配されたベルト層７と、ベルト層７のタイヤ半径方向外側に配されたバンド層９とを含む。バンド層９は、タイヤ周方向に配列されたバンドコードを含む。バンドコードの２％モジュラスは、４５００〜９０００N/mm2である。【選択図】 図１
Description
本発明は、空気入りタイヤに関する。
従来、トレッド補強層として、ベルト層とそのタイヤ半径方向外側に配されたバンド層とを備えた空気入りタイヤが知られている（例えば、特許文献１参照）。
上記特許文献１において、バンド層は、優れた燃費性を発揮しながら操縦安定性能とロードノイズ性能とを向上させることに寄与すると記載されている。
しかしながら、近年では、空気入りタイヤの高速耐久性能と乗り心地性能との両立が求められている。
本発明は、以上のような実状に鑑み案出されたもので、高速耐久性能と乗り心地性能との両立を容易に達成できる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、空気入りタイヤであって、トレッド部と、一対のサイドウォール部と、それぞれにビードコアが埋設された一対のビード部と、前記ビードコアに跨るように前記一対のビード部間を延びるカーカス層と、前記カーカス層のタイヤ半径方向外側に配されたベルト層と、前記ベルト層のタイヤ半径方向外側に配されたバンド層とを含み、前記バンド層は、タイヤ周方向に配列されたバンドコードを含み、前記バンドコードの２％モジュラスは、４５００〜９０００N /mm2である。
本発明に係る前記空気入りタイヤにおいて、バンドコードの前記２％モジュラスは、７０００N/mm2以上である、ことが望ましい。
本発明に係る前記空気入りタイヤにおいて、前記サイドウォール部には、前記カーカス層のタイヤ軸方向外側にサイドウォールゴムが配されており、前記サイドウォールゴムの複素弾性率Ｅ*1は、３．０〜４．５MPaである、ことが望ましい。
本発明に係る前記空気入りタイヤにおいて、前記バンドコードは、アラミド繊維を含む、ことが望ましい。
本発明に係る前記空気入りタイヤにおいて、前記一対のビード部には、各ビードコアのタイヤ半径方向外側にビードエイペックスゴムが配されており、前記ビードエイペックスゴムの複素弾性率Ｅ*2は、２０〜８０MPaである、ことが望ましい。
本発明に係る前記空気入りタイヤにおいて、ビードベースラインからの前記ビードエイペックスゴムのタイヤ半径方向の外端までのタイヤ半径方向距離は、タイヤ断面高さの２５〜４５％である、ことが望ましい。
本発明の前記空気入りタイヤでは、前記バンド層は、タイヤ周方向に配列された前記バンドコードを含み、前記バンドコードの前記２％モジュラスが、４５００N/mm2以上であるので、高速走行時の前記トレッド部の膨張が抑制され、高速耐久性能が容易に高められる。一方、前記バンドコードの前記２％モジュラスが、９０００N/mm2以下であるので、前記トレッド部の柔軟性が確保され、乗り心地性能が向上する。これにより、高速耐久性能と乗り心地性能との両立を容易に達成することが可能となる。
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１の正規状態におけるタイヤ回転軸（図示省略）を含む子午断面図である。図２は、図１の空気入りタイヤのタイヤ赤道ＣＬに対する一方側の断面を示している。
図１は、本実施形態の空気入りタイヤ１の正規状態におけるタイヤ回転軸（図示省略）を含む子午断面図である。図２は、図１の空気入りタイヤのタイヤ赤道ＣＬに対する一方側の断面を示している。
「正規状態」とは、空気入りタイヤ１が正規リムに組み込まれ、かつ、正規内圧が充填され、無負荷の状態である。以下、特に言及されない場合、空気入りタイヤ１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」とは、空気入りタイヤ１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」とは、空気入りタイヤ１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 LIMITSAT VARIOUSCOLD INFLATION PRESSURES"に記載の最大値、ETRTOであれば "INFLATION PRESSURE" である。空気入りタイヤ１が乗用車用である場合、正規内圧は、例えば、１８０kPaであってもよい。
レース用のタイヤのように、適用される規格がない場合、正規リム、正規内圧には、メーカにより推奨されるリム、空気圧が適用される。
空気入りタイヤ１は、トレッド部２と、一対のサイドウォール部３と、一対のビード部４と、カーカス層６と、ベルト層７と、バンド層９とを含んでいる。
一対のビード部４のそれぞれには、ビードコア５が埋設されている。ビードコア５は、例えば、スチール製のビードワイヤ（図示省略）を多列多段に巻回した断面多角形状に形成されている。
カーカス層６は、ビードコア５に跨るように一対のビード部４間を延びる。カーカス層６は、少なくとも１枚のカーカスプライ６Ａを有する。カーカスプライ６Ａは、例えば、カーカスコードの配列体がトッピングゴムで被覆されて形成されている。カーカスコードには、例えば、ポリエステル繊維、ナイロン繊維、レーヨン繊維、ポリエチレンナフタレート繊維及びアラミド繊維等の有機繊維やスチールが適用される。
ベルト層７は、トレッド部２において、カーカス層６のタイヤ半径方向外側に配されている。ベルト層７は、少なくとも１枚、本実施形態では、タイヤ半径方向の内外に２枚のベルトプライ７Ａ及び７Ｂから構成されている。ベルトプライ７Ａ及び７Ｂは、例えば、ベルトコードの配列体がトッピングゴムで被覆されて形成されている。ベルトプライ７Ａ及び７Ｂのベルトコードは、スチールコード等の高弾性のものが望ましい。
バンド層９は、トレッド部２において、ベルト層７のタイヤ半径方向外側に配されている。バンド層９は、バンドコードをタイヤ周方向に対して、例えば１０度以下となるように、小さい角度で配列された少なくとも１枚のバンドプライ９Ａで構成される。バンドプライ９Ａには、バンドコード又はリボン状の帯状プライを螺旋状に巻き付けることにより形成されたジョイントレスバンドやプライをスプライスしたもののいずれでもよい。
なお、カーカス層６の内側、すなわちタイヤ内腔面には、インナーライナー層１０が形成されている。インナーライナー層１０は、空気不透過性のゴムからなり、内圧を保持する。
図３は、バンドプライ９Ａの構成を示している。バンドプライ９Ａは、バンドコード９Ｃを含んでいる。バンドコード９Ｃは、タイヤ周方向に配列されている。バンドコード９Ｃは、トッピングゴム９Ｄによって被覆されている。
バンドコードの素材には、例えば、ナイロン（６６ナイロン）繊維、ポリエステル（ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート）繊維、アラミド繊維等の有機繊維が適用される。
本実施形態のバンドコード９Ｃの２％モジュラスは、４５００〜９０００N/mm2である。
ここで、「２％モジュラス」とは、ＪＩＳ Ｌ１０１７の化学繊維タイヤコード試験方法における引張強さ及び伸び率の試験（８．５項）に準拠し、引張速度３０±２ｃｍ／分にて測定した伸び２％における引張弾性率を意味し、応力−歪曲線の傾きをコード断面積で除したものである。
バンドコード９Ｃの２％モジュラスが４５００N/mm2以上であることにより、高速走行時のトレッド部２の膨張が抑制され、高速耐久性能が容易に高められる。一方、バンドコード９Ｃの２％モジュラスが９０００N/mm2以下であることにより、トレッド部２の柔軟性が確保され、路面から入力される衝撃等がトレッド部２にて吸収され、乗り心地性能が向上する。これにより、高速耐久性能と乗り心地性能との両立を容易に達成することが可能となる。
高速耐久性能をさらに向上させる観点では、バンドコード９Ｃの２％モジュラスは、７０００N/mm2以上が望ましい。このようなバンドコード９Ｃは、例えば、アラミド繊維を含むコードにより、容易に実現可能である。また、特に、アラミド繊維とナイロン繊維の組み合わせによるハイブリッド構造のバンドコード９Ｃは、高速耐久性能と乗り心地性能との両立に寄与する。
図１、２に示されるように、サイドウォール部３には、サイドウォールゴム３Ｇが配されている。サイドウォールゴム３Ｇは、カーカス層６のタイヤ軸方向外側に配されている。
サイドウォールゴム３Ｇの複素弾性率Ｅ*1は、３．０〜４．５MPaが望ましい。
本願において、ゴムの複素弾性率は、JIS-K6394の規定に準じて、次に示される条件で、例えば、ＧＡＢＯ社製動的粘弾性測定装置（イプレクサーシリーズ）を用いて測定した値である。
初期歪み：１０％
振幅：±１％
周波数：１０Hz
変形モード：引張り
測定温度：７０℃
初期歪み：１０％
振幅：±１％
周波数：１０Hz
変形モード：引張り
測定温度：７０℃
サイドウォールゴム３Ｇの複素弾性率Ｅ*1が３．０MPa以上であることにより、サイドウォール部３の剛性が向上し、操縦安定性能が高められる。一方、サイドウォールゴム３Ｇの複素弾性率Ｅ*1が４．５MPa以下であることにより、サイドウォール部３の柔軟性が確保され、路面から入力される衝撃等がサイドウォール部３にて吸収され、乗り心地性能が向上する。
ビード部４は、ビードエイペックスゴム８を有している。ビードエイペックスゴム８は、ビードコア５のタイヤ半径方向外側に配されている。ビードエイペックスゴム８は、タイヤ半径方向外側に向って先細となる断面略三角形状に形成されている。
ビードエイペックスゴム８の複素弾性率Ｅ*2は、２０〜８０MPaが望ましい。ビードエイペックスゴム８の複素弾性率Ｅ*2が２０MPa以上であることにより、ビード部４の剛性が向上し、操縦安定性能が高められる。一方、ビードエイペックスゴム８の複素弾性率Ｅ*2が８０MPa以下であることにより、ビード部４の柔軟性が確保され、路面から入力される衝撃等がビード部４にて吸収され、乗り心地性能が向上する。
ビードベースラインＢＬからのビードエイペックスゴム８のタイヤ半径方向の外端８Ｅまでのタイヤ半径方向距離Ｄは、タイヤ断面高さＨの２５〜４５％が望ましい。上記距離Ｄがタイヤ断面高さＨの２５％以上であることにより、ビード部４の剛性が向上し、操縦安定性能が高められる。一方、上記距離Ｄがタイヤ断面高さＨの４５％以下であることにより、ビード部４の柔軟性が確保され、乗り心地性能が向上する。
以上、本発明の空気入りタイヤ１が詳細に説明されたが、本発明は上記の具体的な実施形態に限定されることなく種々の態様に変更して実施される。
図１の基本構造を有するサイズ：１９５／６５Ｒ１５の空気入りタイヤが表１の仕様に基づき試作され、高速耐久性能及び乗り心地性能が評価された。バンドコードの２％モジュラスは、コード素材（６６ナイロン、ポリエチレンテレフタレート、アラミド）毎に繊度（dtex）及びツイスト数を変更することにより調整された。なお、各コードの５cmあたりの打ち込み本数は、４９である。各試供タイヤの仕様のうち、表１に記載されていないものは共通である。テスト方法は、以下の通りである。
＜高速耐久性能＞
各試供タイヤが、リム：１５×６．０Ｊに装着され、ドラム試験機を用いて、内圧：３００kPa、荷重：４．４kN、速度：２７０km/hの条件下で走行され、損傷が発生するまでの走行時間が測定された。結果は、比較例１の走行時間を１００とする指数であり、数値が大きいほど、高速耐久性能に優れていることを示す。
各試供タイヤが、リム：１５×６．０Ｊに装着され、ドラム試験機を用いて、内圧：３００kPa、荷重：４．４kN、速度：２７０km/hの条件下で走行され、損傷が発生するまでの走行時間が測定された。結果は、比較例１の走行時間を１００とする指数であり、数値が大きいほど、高速耐久性能に優れていることを示す。
＜乗り心地性能＞
上記リムに装着された各試供タイヤが、内圧：２４０kPaの条件で、排気量が１８００ccの車両の全輪に装着された。そして、テストドライバーが、乾燥アスファルト路面のテストコースを上記車両にて走行し、このときの乗り心地性能がテストドライバーの官能により評価された。結果は、比較例１を１００とする評点で示され、数値が大きいほど良好である。
上記リムに装着された各試供タイヤが、内圧：２４０kPaの条件で、排気量が１８００ccの車両の全輪に装着された。そして、テストドライバーが、乾燥アスファルト路面のテストコースを上記車両にて走行し、このときの乗り心地性能がテストドライバーの官能により評価された。結果は、比較例１を１００とする評点で示され、数値が大きいほど良好である。
テストの結果が表１に示される。なお、例えば、各性能を示す数値を各例ごとに総和することにより、各例の総合性能が判断されうる（以下、表２以降において同様）。
表１から明らかなように、実施例の空気入りタイヤは、比較例に比べて高速耐久性能及び乗り心地性能がバランスよく両立していることが確認できた。
図１の基本構造を有するサイズ：１９５／６５Ｒ１５の空気入りタイヤが表２の仕様に基づき試作され、高速耐久性能、乗り心地性能及び操縦安定性能が評価された。各試供タイヤの仕様のうち、表２に記載されていないものは共通である。テスト方法は、以下の通りである。
＜高速耐久性能＞
上記と同様に、各試供タイヤの走行時間が測定された。結果は、実施例６の走行時間を１００とする指数であり、数値が大きいほど、高速耐久性能に優れていることを示す。
上記と同様に、各試供タイヤの走行時間が測定された。結果は、実施例６の走行時間を１００とする指数であり、数値が大きいほど、高速耐久性能に優れていることを示す。
＜乗り心地性能＞
テストドライバーが、乾燥アスファルト路面のテストコースを上記車両にて走行し、このときの乗り心地性能がテストドライバーの官能により評価された。結果は、実施例６を１００とする評点で示され、数値が大きいほど良好である。
テストドライバーが、乾燥アスファルト路面のテストコースを上記車両にて走行し、このときの乗り心地性能がテストドライバーの官能により評価された。結果は、実施例６を１００とする評点で示され、数値が大きいほど良好である。
＜操縦安定性能＞
テストドライバーが、乾燥アスファルト路面のテストコースを上記車両にて走行し、このときの操縦安定性能がテストドライバーの官能により評価された。結果は、実施例６を１００とする評点で示され、数値が大きいほど良好である。
テストドライバーが、乾燥アスファルト路面のテストコースを上記車両にて走行し、このときの操縦安定性能がテストドライバーの官能により評価された。結果は、実施例６を１００とする評点で示され、数値が大きいほど良好である。
テストの結果が表２に示される。
なお、本テストに用いられたサイドウォールゴムの配合（ＰＨＲ）と、その複素弾性率E*は、表３の通りである。
各配合の詳細は以下の通りである。
天然ゴム（ＮＲ）：ＲＳＳ＃１
ブタジエンゴム（ＢＲ）：宇部興産（株）製のＢＲ１５０Ｂ
カーボン：キャボットジャパン（株）製のショウブラックＮ５５０
ワックス：大内新興化学工業（株）製のサンノックワックス
老化防止剤６Ｃ：住友化学工業（株）製のアンチゲン６Ｃ（Ｎ−（１，３−ジメチルブチル）−Ｎ’−フェニル−ｐ−フェニレンジアミン）
老化防止剤ＲＤ：大内新興化学工業（株）製のノクラック２２４
プロセスオイル：出光興産（株）製のミネラルオイルＰＷ−３８０
ステアリン酸：日本油脂（株）製の椿
酸化亜鉛：三井金属鉱業（株）製の亜鉛華１号
５％硫黄：軽井沢硫黄（株）製の粉末硫黄
加硫促進剤：大内新興化学工業（株）製のノクセラーＮＳ（Ｎ−ｔｅｒｔ−ブチル−２−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド）
天然ゴム（ＮＲ）：ＲＳＳ＃１
ブタジエンゴム（ＢＲ）：宇部興産（株）製のＢＲ１５０Ｂ
カーボン：キャボットジャパン（株）製のショウブラックＮ５５０
ワックス：大内新興化学工業（株）製のサンノックワックス
老化防止剤６Ｃ：住友化学工業（株）製のアンチゲン６Ｃ（Ｎ−（１，３−ジメチルブチル）−Ｎ’−フェニル−ｐ−フェニレンジアミン）
老化防止剤ＲＤ：大内新興化学工業（株）製のノクラック２２４
プロセスオイル：出光興産（株）製のミネラルオイルＰＷ−３８０
ステアリン酸：日本油脂（株）製の椿
酸化亜鉛：三井金属鉱業（株）製の亜鉛華１号
５％硫黄：軽井沢硫黄（株）製の粉末硫黄
加硫促進剤：大内新興化学工業（株）製のノクセラーＮＳ（Ｎ−ｔｅｒｔ−ブチル−２−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド）
図１の基本構造を有するサイズ：１９５／６５Ｒ１５の空気入りタイヤが表４の仕様に基づき試作され、高速耐久性能、乗り心地性能及び操縦安定性能が評価された。各試供タイヤの仕様のうち、表４に記載されていないものは共通である。テスト方法は、以下の通りである。
＜高速耐久性能＞
上記と同様に、各試供タイヤの走行時間が測定された。結果は、実施例１１の走行時間を１００とする指数であり、数値が大きいほど、高速耐久性能に優れていることを示す。
上記と同様に、各試供タイヤの走行時間が測定された。結果は、実施例１１の走行時間を１００とする指数であり、数値が大きいほど、高速耐久性能に優れていることを示す。
＜乗り心地性能＞
テストドライバーが、乾燥アスファルト路面のテストコースを上記車両にて走行し、このときの乗り心地性能がテストドライバーの官能により評価された。結果は、実施例１１を１００とする評点で示され、数値が大きいほど良好である。
テストドライバーが、乾燥アスファルト路面のテストコースを上記車両にて走行し、このときの乗り心地性能がテストドライバーの官能により評価された。結果は、実施例１１を１００とする評点で示され、数値が大きいほど良好である。
＜操縦安定性能＞
テストドライバーが、乾燥アスファルト路面のテストコースを上記車両にて走行し、このときの操縦安定性能がテストドライバーの官能により評価された。結果は、実施例１１を１００とする評点で示され、数値が大きいほど良好である。
テストドライバーが、乾燥アスファルト路面のテストコースを上記車両にて走行し、このときの操縦安定性能がテストドライバーの官能により評価された。結果は、実施例１１を１００とする評点で示され、数値が大きいほど良好である。
テストの結果が表４に示される。
図１の基本構造を有するサイズ：１９５／６５Ｒ１５の空気入りタイヤが表５の仕様に基づき試作され、高速耐久性能、乗り心地性能及び操縦安定性能が評価された。各試供タイヤの仕様のうち、表５に記載されていないものは共通である。テスト方法は、以下の通りである。
＜高速耐久性能＞
上記と同様に、各試供タイヤの走行時間が測定された。結果は、実施例１６の走行時間を１００とする指数であり、数値が大きいほど、高速耐久性能に優れていることを示す。
上記と同様に、各試供タイヤの走行時間が測定された。結果は、実施例１６の走行時間を１００とする指数であり、数値が大きいほど、高速耐久性能に優れていることを示す。
＜乗り心地性能＞
テストドライバーが、乾燥アスファルト路面のテストコースを上記車両にて走行し、このときの乗り心地性能がテストドライバーの官能により評価された。結果は、実施例１６を１００とする評点で示され、数値が大きいほど良好である。
テストドライバーが、乾燥アスファルト路面のテストコースを上記車両にて走行し、このときの乗り心地性能がテストドライバーの官能により評価された。結果は、実施例１６を１００とする評点で示され、数値が大きいほど良好である。
＜操縦安定性能＞
テストドライバーが、乾燥アスファルト路面のテストコースを上記車両にて走行し、このときの操縦安定性能がテストドライバーの官能により評価された。結果は、実施例１６を１００とする評点で示され、数値が大きいほど良好である。
テストドライバーが、乾燥アスファルト路面のテストコースを上記車両にて走行し、このときの操縦安定性能がテストドライバーの官能により評価された。結果は、実施例１６を１００とする評点で示され、数値が大きいほど良好である。
テストの結果が表５に示される。
１ 空気入りタイヤ
２ トレッド部
３ サイドウォール部
３Ｇ サイドウォールゴム
４ ビード部
５ ビードコア
６ カーカス層
７ ベルト層
８ ビードエイペックスゴム
９ バンド層
９Ｃ バンドコード
ＢＬ ビードベースライン
Ｄ タイヤ半径方向距離
Ｈ タイヤ断面高さ
２ トレッド部
３ サイドウォール部
３Ｇ サイドウォールゴム
４ ビード部
５ ビードコア
６ カーカス層
７ ベルト層
８ ビードエイペックスゴム
９ バンド層
９Ｃ バンドコード
ＢＬ ビードベースライン
Ｄ タイヤ半径方向距離
Ｈ タイヤ断面高さ
Claims (6)
- 空気入りタイヤであって、
トレッド部と、
一対のサイドウォール部と、
それぞれにビードコアが埋設された一対のビード部と、
前記ビードコアに跨るように前記一対のビード部間を延びるカーカス層と、
前記カーカス層のタイヤ半径方向外側に配されたベルト層と、
前記ベルト層のタイヤ半径方向外側に配されたバンド層とを含み、
前記バンド層は、タイヤ周方向に配列されたバンドコードを含み、
前記バンドコードの２％モジュラスは、４５００〜９０００N/mm2である、
空気入りタイヤ。 - 前記バンドコードの前記２％モジュラスは、７０００N/mm2以上である、請求項１に記載の空気入りタイヤ。
- 前記サイドウォール部には、前記カーカス層のタイヤ軸方向外側にサイドウォールゴムが配されており、
前記サイドウォールゴムの複素弾性率Ｅ*1は、３．０〜４．５MPaである、請求項１又は２に記載の空気入りタイヤ。 - 前記バンドコードは、アラミド繊維を含む、請求項１ないし３のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
- 前記一対のビード部には、各ビードコアのタイヤ半径方向外側にビードエイペックスゴムが配されており、
前記ビードエイペックスゴムの複素弾性率Ｅ*2は、２０〜８０MPaである、請求項１ないし４のいずれかに記載の空気入りタイヤ。 - ビードベースラインからの前記ビードエイペックスゴムのタイヤ半径方向の外端までのタイヤ半径方向距離は、タイヤ断面高さの２５〜４５％である、請求項５に記載の空気入りタイヤ。
Priority Applications (2)
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Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2020066927A JP2021160669A (ja) | 2020-04-02 | 2020-04-02 | 空気入りタイヤ |
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Family Applications (1)
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| JP (1) | JP2021160669A (ja) |
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2021
- 2021-03-24 EP EP21164563.5A patent/EP3888943A1/en active Pending
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