JP3764245B2

JP3764245B2 - 空気入りタイヤ

Info

Publication number: JP3764245B2
Application number: JP08953497A
Authority: JP
Inventors: 正人駒月; 眞一宮崎
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 1997-04-08
Filing date: 1997-04-08
Publication date: 2006-04-05
Anticipated expiration: 2017-04-08
Also published as: JPH10278508A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、バンド層に用いるコードの動的弾性率Ｅ^*を規制することにより、ハイスピード性能と乗心地性能とを両立しうる空気入りタイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】
従来、コードをトッピングゴム中に埋設した小巾の帯状プライを、前記コードがタイヤ赤道と略平行になるよう螺旋巻きすることにより形成するジョイントレスのバンド層を有する空気入りタイヤが提案されている。特に高速走行用に適した自動二輪車用タイヤにおいては、このバンド層の普及率が高く、またバンド層のコードの材料としては、一般にアラミドコードを用いることが主流となっている。
【０００３】
アラミドコードは、テキスタイルコードの中でも動的弾性率Ｅ^*が高いため、高速走行時における遠心力が作用してもその伸びが小さくハイスピード性能に優れるという利点がある反面、この剛直さが車両の乗心地を硬くするという問題を有している。
【０００４】
本発明は、このような問題に鑑み案出されたもので、ジョイントレスのバンド層に用いられるコードの動的弾性率Ｅ^*を規制することにより、ハイスピード性能と乗心地性能とをバランスしうる空気入りタイヤの提供を目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明は、アラミドストランドとナイロンストランドとが撚り合わされかつ８０℃における１本当たりの動的弾性率Ｅ* を３４０kgｆ以上、１２０℃における１本当たりの動的弾性率Ｅ* を２９０kgｆ以下とした複合コードの１本をトッピングゴムにより被覆した帯状プライ、又は複数本をトッピングゴム中に引き揃えた帯状プライを、タイヤ赤道と略平行に螺旋巻きしてなるバンド層を有する空気入りタイヤである。
【０００６】
また、請求項２記載の発明は、前記バンド層はカーカスの半径方向外側に形成され、かつ自動二輪車用タイヤであることを特徴とする請求項１記載の空気入りタイヤである。
【０００７】
また、請求項３記載の発明は、前記複合コードは、１００℃の損失正接（tan δ）が０．０８〜０．０９であって、アラミドコードよりも小としたことを特徴とする請求項１又は２記載の空気入りタイヤである。
【０００８】
また、請求項４の発明は、前記複合コードは、上撚りを２０ｔ／１０cm以下、かつ前記アラミドストランドは正量繊度が１６７０dtex以下で下撚りを２０ｔ／１０cm以下としたことを特徴とする請求項１、２又は３記載の空気入りタイヤである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を、自動二輪車用空気入りラジアルタイヤを例にとり図面に基づき説明する。図１に示すように、本実施形態の自動二輪車用空気入りラジアルタイヤは、トレッド部２の外端Ｅ、Ｅ間のタイヤ軸方向巾であるトレッド巾ＴＷがタイヤ最大巾をなし、かつトレッド部２の外面が外に凸で湾曲するとともに、トレッド部２からサイドウォール部３を経てビード部４のビードコア５で係止されるカーカス６と、このカーカスの半径方向外側に形成されるバンド層７とを有している。
【００１０】
前記カーカス６は、コードをタイヤ赤道Ｃに対して７５゜〜９０゜の角度で配列したラジアル構造の１枚以上、本例では１枚のカーカスプライ６Ａから形成されたものが例示される。前記カーカス６には、本実施形態ではナイロンコードを採用したものを例示するが、これ以外にもポリエステル、レーヨン等の有機繊維コードを適宜採用することができる。
【００１１】
前記バンド層７は、前記カーカス６の半径方向外側に配され、本例ではトレッド巾ＴＷの略全巾に亘って形成されている。またバンド層７は、例えば、図２に示すように、複数本のコード９をトッピングゴムＧ中に長手方向に平行に引揃えた小巾、例えば３〜１５mm巾の帯状プライＰを、前記タイヤコード９が赤道Ｃに対して略平行になるように螺旋巻きし、例えば５cm当たりのコード本数であるエンド数を５０程度とした１層構造からなるものを例示している。
【００１２】
また、帯状プライは、図３に示すように、１本のコード９をトッピングゴムＧにて被覆した断面円状をなすものでも良い。なお、本実施形態では、いわゆるコードが交差するように２層のプライを重ね合わせた交差ベルトは有していない。
【００１３】
このようなバンド層７は、タイヤ周方向に継ぎ目がないため、タイヤのユニフォミティが向上するため高速走行時の振動等が少なく、そのため特に自動二輪車用タイヤに好ましく採用することができる。
【００１４】
本発明では、図２、図３に示すように、前記バンド層７のコード９は、アラミドのフィラメントを下撚りしたアラミドストランド９Ａと、ナイロンフィラメントを下撚りしたナイロンストランド９Ｂとが撚り合わされた複合コードである。本例の複合コードは、１本のアラミドストランドと、１本のナイロンストランドとが撚り合わされることにより形成されたものを例示している。
【００１５】
そして、この複合コードは、８０℃におけるコード１本当たりの動的弾性率Ｅ^*（以下、Ｅ^*（８０℃）という）が３４０kgｆ以上であり、かつ１２０℃におけるコード１本当たりの動的弾性率Ｅ^*（以下、Ｅ^*（１２０℃）という）が２９０kgｆ以下の粘弾性特性を有することを特徴としている。
【００１６】
図４には、代表的なタイヤ用のテキスタイルコードの粘弾性特性について、横軸に温度（℃）を、縦軸に動的弾性率（kgｆ／コード）のｌｏｇ（Ｅ^*）をとったグラフで表示している。図から明らかなように、従来バンド層に用いられていたアラミドコードは、他のレーヨン、ナイロン、ビニロンなどのテキスタイルコードに比べると、高弾性でしかも温度変化に拘わらずほぼ一定の動的弾性率Ｅ^*を有している。
【００１７】
また図４のグラフより、前記アラミドコードは、温度８０℃におけるコード１本当たりの動的弾性率Ｅ^*は約３４０kgｆ、温度１２０℃における動的弾性率Ｅ^*は約３５０kgｆであり、高温域ほど動的弾性率Ｅ^*が高いことが判る。
【００１８】
本発明でバンド層７の複合コードのＥ^*（８０℃）を３４０kgｆ／コード以上に限定した理由は、Ｅ^*（８０℃）が３４０kgｆ／コード未満であると、タイヤ内部温度が約８０℃となるような高速走行時において、バンド層７によるトレッド部２の締付力が低下し、従来のタイヤよりもハイスピード性能が低下してしまうからである。したがって、Ｅ^*（８０℃）は３４０kgｆ／コード以上、より好ましくは３４５kgｆ／コード以上、さらに好ましくは３５０kgｆ／コード以上として、十分なトレッド部２への締付力を確保するのがハイスピード性能のさらなる向上という点で望ましい。なお、Ｅ^*（８０℃）の上限は、例えば３８０kgｆ／コードとすることができる。
【００１９】
また、従来のバンド層に使用されるアラミドコードの１２０℃におけるコード１本当たりの動的弾性率Ｅ^*は約３５０kgｆであるが、本発明の複合コードは、Ｅ^*（１２０℃）を２９０kgｆ／コード以下に設定することが必要である。これは、フェリーらの温度換算則に基づいて、周波数を変えることは物質の温度を変えることと同じ効果があり、とりわけ低い周波数でのコードの粘弾性特性の観察は、高温のコードの粘弾性特性に等しいとする理論に裏付けされている。
【００２０】
即ち、高温でのコードの動的弾性率Ｅ^*が小さいと、低い周波数に相当する実用走行速度域（例えば速度５０km／ｈ程度）においてコードが柔らかく、乗り心地の良い性能が得られるものとなる。そこで、例えば速度５０km／ｈで一定走行をする条件は、温度換算則のＷＬＦ式（例えば工業調査会出版「やさしいレオロジー工学」種谷真一著の７３頁〜８０頁）に従うと、測定条件１２０℃付近が該当することが解析の結果判明している。こうした上で、種々の実験の結果、本発明ではＥ^*（１２０℃）の上限を従来のアラミドよりも低い２９０kgｆ／コードに設定したものである。
【００２１】
なお、好ましくは、複合コードのＥ^*（１２０℃）は２９０kgｆ／コード以下、より好ましくは２８５kgｆ／コード以下、さらに好ましくは２８０kgｆ／コード以下とするのが望ましい。なお、複合コードのＥ^*（１２０℃）の下限は、例えば２５０kgｆ／コードとすることができる。
【００２２】
また本実施形態では、前記複合コードは、１００℃における損失正接（tan δ）が０．０８〜０．０９のものを例示している。図５には、代表的なタイヤ用のテキスタイルコードの粘弾性特性として横軸に温度（℃）を、縦軸に損失正接のｌｏｇ（ｔａｎδ）をとったグラフで表示している。
【００２３】
図から明らかなように、本実施形態の複合コードは、１００℃においてアラミドコードの損失正接よりも小さい。したがって、タイヤの実使用温度領域において、バンド層７のコードのヒステリシスロスを従来よりも小さくすることができるから、空気入りタイヤの転がり抵抗を低減しうる点で好ましいものとなる。
【００２４】
なお前記粘弾性特性は、（株）岩本製作所製の粘弾性スペクトロメータを用いて、初期張力４５０ｇ／コード、周波数１０Ｈｚ、動的歪み±０．０３％、昇温速度２℃／分の条件で１０℃〜１５０℃までの温度範囲において、コード１本当たりの動的弾性率Ｅ^*［kgf ／コード］と、損失正接tan δとを測定している。
【００２５】
また、前記複合コードは、アラミドストランド９Ａが細すぎると動的弾性率が低下し、ハイスピード性能を低下させるとともに、特に太すぎる場合には、乗り心地を硬くする傾向がある。好ましくは、アラミドストランド９Ａは、正量繊度が１６７０dtex程度、さらに好ましくは１６７０dtex以下の太さを有するものが望ましい。なお、ナイロンストランド９Ｂは、種々のものが採用でき、本例では９４０dtexの太さのものを用いている。
【００２６】
なお複合コードとして、ナイロンストランドに代えて他のテキスタイルストランド、例えばビニロンなどを用いうることも考えられるが、この場合には、Ｅ^*（１２０℃）を２９０kgｆ／コード以下に設定するのが困難な傾向にある。
【００２７】
さらに、前記複合コードは、本実施形態ではアラミドストランド９Ａの下撚りを２０ｔ／１０cm以下としたローツイスト糸を用いることが好ましい。アラミドストランドの下撚りを２０ｔ／１０cmよりも多くすると、動的弾性率が小さくなる傾向がありハイスピード性能の低下を招くおそれがある。好ましくは、アラミドストランドの下撚り数を５〜２０／１０cmとするのが好ましい。
【００２８】
また、ナイロンストランド９Ｂの下撚り数は、アラミドストランド９Ａのようなローツイスト糸とする必要はなく、例えば３０〜６０／１０cm程度で下撚りでき、本例では５０ｔ／１０cmとしている。
【００２９】
前記複合コードは、これらのストランドを１本に束ねて上撚りする際、２０ｔ／１０cm以下とするのが好ましいものである。この上撚り数が１０cm当たり２０回を超えると、複合コードの動的弾性率が低下する傾向があり、特に温度８０℃において、Ｅ^*（８０℃）が３４０kgｆ以上に設定するのが困難な傾向がある。好ましくは、前記上撚り数を５〜２０／１０cmとするのが望ましい。
【００３０】
また、複合コードの前記粘弾性特性においては、Ｅ^*（８０℃）が３５０kgｆ以上かつＥ^*（１２０℃）が２８０kgｆ以下とするのが特にハイスピード性能と乗り心地の向上とが期待できる。このように、バンド層のコードが、従来のアラミドコードではなしえなかった粘弾性特性を有することにより、ハイスピード性能を維持乃至向上しつつ乗り心地性を高めうる空気入りタイヤ、とりわけ自動二輪車用の空気入りタイヤが得られる。
【００３１】
なお、バンド層７は、乗用車用など四輪車用タイヤにも採用でき、このとき、タイヤ周方向に対して１５〜３５度で傾くコードを有するベルト層の半径方向外側に配置しうる。
【００３２】
【実施例】
タイヤサイズが１９０／５０ＺＲ１７であり、かつ表１に示す自動二輪車用空気入りタイヤを試作するとともに（実施例、従来例、比較例１〜５）、国産自動二輪車（排気量９００ｃｃ）の前輪には標準タイヤを、後輪にテストするタイヤをそれぞれ装着し、ドライバーのフィーリングによりハンドリング、スタビリティ、乗り心地について５点法で絶対評価し性能を比較した。
【００３３】
また試験タイヤを、荷重１７８kgｆ、内圧２９０ｋＰａの条件で１０分間同じ速度でドラム上を走行させるとともに、速度を１０ｋｍ／Ｈずつステップアップし、速度２７０ｋｍ／Ｈまで走行させるハイスピードテストを行った。完走を合格、途中バーストしたものを不合格とした。
【００３４】
さらに、試験タイヤを神戸機械社製の転がり抵抗試験機で、荷重３６５kgｆ、内圧２９０ｋＰａ、速度８０ｋｍ／Ｈの条件で走行させ、転がり抵抗を測定し、従来例を１００とする指数で評価した。
テストの結果を表１に示す。
【００３５】
【表１】

【００３６】
テストの結果、実施例のタイヤは、従来例、比較例のものに比べハイスピード性能を維持しつつ乗り心地を大幅に向上していることが確認できた。また、耐久性についても十分満足のいくものであることも確認できた。
【００３７】
【発明の効果】
叙上の如く、請求項１記載の発明では、従来のタイヤ用コードでは実現し得なかった粘弾性特性を有する複合コードをバンド層のコードに用いたことにより、ハイスピード性能を維持しつつ乗り心地性能を向上しうる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示す自動二輪車用タイヤの断面図である。
【図２】帯状プライの斜視図である。
【図３】帯状プライの他の実施形態を示す斜視図である。
【図４】粘弾性特性を示すグラフである。
【図５】粘弾性特性を示すグラフである。
【符号の説明】
２トレッド部
３サイドウォール部
４ビード部
５ビードコア
６カーカス
７バンド層
Ｐ帯状プライ

Claims

アラミドストランドとナイロンストランドとが撚り合わされかつ８０℃における１本当たりの動的弾性率Ｅ* を３４０kgｆ以上、１２０℃における１本当たりの動的弾性率Ｅ* を２９０kgｆ以下とした複合コードの１本をトッピングゴムにより被覆した帯状プライ、又は複数本をトッピングゴム中に引き揃えた帯状プライを、タイヤ赤道と略平行に螺旋巻きしてなるバンド層を有する空気入りタイヤ。
前記バンド層はカーカスの半径方向外側に形成され、かつ自動二輪車用タイヤであることを特徴とする請求項１記載の空気入りタイヤ。
前記複合コードは、１００℃の損失正接（tan δ）が０．０８〜０．０９であって、アラミドコードよりも小としたことを特徴とする請求項１又は２記載の空気入りタイヤ。
前記複合コードは、上撚りを２０ｔ／１０cm以下、かつ前記アラミドストランドは正量繊度が１６７０dtex以下で下撚りを２０ｔ／１０cm以下としたことを特徴とする請求項１、２又は３記載の空気入りタイヤ。