JP3837221B2

JP3837221B2 - 空気入りラジアルタイヤ

Info

Publication number: JP3837221B2
Application number: JP33692597A
Authority: JP
Inventors: 和幸梅田
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 1997-12-08
Filing date: 1997-12-08
Publication date: 2006-10-25
Anticipated expiration: 2017-12-08
Also published as: JPH11170811A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ポリエチレン−２，６−ナフタレート系繊維コード（以下、ＰＥＮ繊維コードと略す）をベルト層に使用した空気入りラジアルタイヤに関し、さらに詳しくは、アラミド繊維コードからなるベルト層に比べて操縦安定性と乗心地性能を向上することを可能にした空気入りラジアルタイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、ベルト層をスチールコードから構成した空気入りラジアルタイヤは、スチールコードが高強度・高弾性率を有するため優れた操縦安定性を発揮することが知られている。ところが、スチールベルトは比重が大きいためタイヤ重量を軽減することが困難であると同時に、操縦安定性と乗心地性能は相反性能であり、これらを両立することは極めて困難であった。
【０００３】
そこで、ベルトコードとして有機繊維コードであるアラミド繊維コードを使用し、ベルト層を構成するスチールコードの一部をアラミド繊維コードで置き換えることが提案されている。しかしながら、アラミド繊維コードからなるベルト層はタイヤの軽量化や乗心地性能の向上に貢献しているが、スチールコードのみからなるベルト層に比べて操縦安定性が劣るという問題があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、スチールコードに比べて軽量化が可能な有機繊維コードでありながら、アラミド繊維コードからなるベルト層に比較して操縦安定性と乗心地性能を同時に向上することを可能にした空気入りラジアルタイヤを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明の空気入りラジアルタイヤは、トレッド部におけるカーカス層の外周側に、タイヤ周方向に対して５〜４０°のコード角度で互いに交差する２層のベルト層を設けた空気入りラジアルタイヤにおいて、前記カーカス層側から数えて第１番目のベルト層をスチールコードから構成すると共に、第２番目のベルト層をポリエチレン−２，６−ナフタレート系繊維コードから構成し、該ポリエチレン−２，６−ナフタレート系繊維コードの総デニール数Ｄを２０００〜６０００とし、該総デニール数Ｄとコード１００ｍｍ当たりの撚り数Ｔとから求まる撚り係数Ｋ（＝Ｔ√Ｄ）を５００〜１５００とし、下撚り数に対する上撚り数の比を１．０５〜１．６０としたことを特徴とするものである。しかも、前記ポリエチレン−２，６−ナフタレート系繊維コードは５ｋｇ荷重時の伸びが０．５〜１．０％であり、かつ１５ｋｇ荷重時の伸びが２．０〜２．５％というコード物性を有することを特徴とする。
【０００６】
このように超低撚りのＰＥＮ繊維コードを使用することにより、ベルト層の面外曲げ硬さを低減するので、アラミド繊維コードからなるベルト層に比較して乗心地性能を向上することができる。また、超低撚りのＰＥＮ繊維コードにおいて下撚り数に対する上撚り数の比を上記範囲で調整することにより、上撚り係数に支配的なコードの耐久性を損なうことなく初期モジュラスを更に高めることが可能であるので、アラミド繊維コードからなるベルト層に比べて操縦安定性を向上することができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の構成について添付の図面を参照して詳細に説明する。
図１は本発明の実施形態からなる空気入りラジアルタイヤを例示するものである。図において、１はビード部、２はカーカス層、３はトレッド部、４ｄ，４ｕはベルト層である。左右一対のビード部１，１間にはカーカス層２が装架されている。このカーカス層２はタイヤ周方向に対して実質的に９０°のコード角度で配置され、そのタイヤ幅方向両端部がビードコア５の廻りにタイヤ内側から外側に折り返され、その端末がビードフィラー６の外側上方まで巻き上げられている。
【０００８】
トレッド部３におけるカーカス層２の外周側には、タイヤ周方向に対して５〜４０°のコード角度で互いに交差する２層のベルト層４ｄ，４ｕがタイヤ１周にわたって配置されている。カーカス層２側から数えて第１番目のベルト層４ｄは引き揃えられた複数本のスチールコードから構成されている。このスチールコードは特に限定されるものではなく、従来から使用されている一般的なコードを適用することができる。一方、カーカス層２側から数えて第２番目のベルト層４ｕは引き揃えられた複数本のＰＥＮ繊維コードから構成されている。
【０００９】
上記ＰＥＮ繊維コードを構成するポリエチレン−２，６−ナフタレートとしては、単独重合体のみならず、８５モル％以上のポリエチレン−２，６−ナフタレートと１５モル％未満の共重合可能な第３成分とからなる共重合体であってもよい。第３成分としては、例えば、２，６−ナフタレンジカルボン酸以外のナフタレンジカルボン酸、テレフタル酸、イソフタル酸、ジフェニルジカルボン酸、ジフェニルエーテルジカルボン酸、セバシン酸、アジピン酸、テトラメチレングリコール、トリメチレングリコール、ジエチレングリコール等が挙げられる。
【００１０】
ベルトコードとして使用するに当たって、ＰＥＮ繊維コードの総デニール数Ｄは２０００〜６０００とし、撚り係数Ｋ（＝Ｔ√Ｄ）は５００〜１５００とすることが必要である。但し、Ｔは単位長さ当たりの撚り数（回／１００ｍｍ）であり、上撚りと下撚りの平均撚り数である。このようにＰＥＮ繊維コードを低撚りにすることにより、ベルト層４ｕの面外曲げ硬さを低減するので、従来のアラミド繊維コードからなるベルト層に比較して乗心地性能を向上することができる。この撚り係数Ｋが５００未満であるとコードの耐久性が不十分になり、逆に１５００を超えると操縦安定性が低下する。
【００１１】
また、ＰＥＮ繊維コードの下撚り数に対する上撚り数の比は１．０５〜１．６０とすることが必要である。このように超低撚りのＰＥＮ繊維コードにおいて下撚り数に対する上撚り数の比を上記範囲で調整することにより、上撚り数を大きくしてコードの耐久性を確保しながら下撚り数を小さくし初期モジュラスを更に高めることが可能であるので、従来のアラミド繊維コードからなるベルト層に比較して操縦安定性を向上することができる。この下撚り数に対する上撚り数の比が小さ過ぎるとベルトコードに実用上必要な耐疲労性能が不十分になり、逆に１．６０を超えると撚りのバランスが崩れて操縦安定性が低下してしまう。
【００１２】
上記ＰＥＮ繊維コードは５ｋｇ荷重時の伸びが０．５〜１．０％となり、かつ１５ｋｇ荷重時の伸びが２．０〜２．５％となる物性を有していることが必要とされる。特に、ＰＥＮ繊維コードの５ｋｇ荷重時の伸びが１．０％を超えるとベルト層のタイヤ周方向の変形歪が大きくなり、操舵時にベルトの張力が上がり難くなるので操縦安定性が著しく低下し、また１５ｋｇ荷重時の伸びが２．５％を超えるとアラミド繊維に比較してコードの変形が大きくなり、スチールベルト側の圧力分担率が高くなるので、その結果として圧力容器としての内圧保持能力が低下してしまう。
【００１３】
本発明によれば、ベルト層を構成するスチールコードの一部をＰＥＮ繊維コードに置き換えることにより軽量化を図ることが可能であり、しかも上述のような超低撚りのＰＥＮ繊維コードをベルト層に適用することで初期モジュラスと面外曲げ硬さとのバランスを改善し、従来のアラミド繊維コードからなるベルト層に比べて操縦安定性と乗心地性能を同時に向上させることが可能である。また、本発明では、アラミド繊維コードに比べて安価でかつゴムに対する接着性が優れたＰＥＮ繊維コードでベルト層を構成可能にするという利点もある。
【００１４】
【実施例】
タイヤサイズを２２５／５０Ｒ１６とし、図１のようにカーカス層側から数えて第１番目のベルト層をスチールコードから構成すると共に、第２番目のベルト層の適用コードを下記表１のように種々異ならせた従来タイヤ、本発明タイヤ１及び比較タイヤ１〜６を製作した。なお、表１において、ＰＥＴはポリエチレンテレフタレートを意味するものである。また、ディスク疲労後の強力保持力（％）は、ゴム中にコードを所定の荷重をかけた状態で埋め込み加硫し、ゴムが付いたままでコード長手軸方向に圧縮と伸長の歪みを繰り返し与えた後、コードをゴムから取り出してコード強力を測定し、これを未試験のサンプルのコード強力に対する割合（％）で示したものである。
【００１５】
これら８種類の試験タイヤについて、下記の測定条件により操縦安定性、乗心地性能を評価すると共に、耐水圧試験を行い、その結果を表１に示した。
操縦安定性：
各試験タイヤを空気圧２２０ｋＰａとして排気量１６００ｃｃの乗用車に装着し、一定間隔でパイロンが立てられたスラローム試験路を走行し、その平均速度により評価した。評価結果は、従来タイヤの測定値の逆数を１００とする指数値で示した。この指数値が大きいほど操縦安定性が優れている。
【００１６】
乗心地性能：
各試験タイヤを空気圧２２０ｋＰａとして排気量１６００ｃｃの乗用車に装着し、５人のテストドライバーによるフィーリングテストにより評価した。評価結果は、従来タイヤを１００とする指数値で示した。この指数値が大きいほど乗心地性能が優れている。
【００１７】
耐水圧試験：
各試験タイヤをリムサイズ１６×７ＪＪ（ＪＡＴＭＡ標準サイズ）のホイールに組付け、タイヤ内部に水圧を負荷し、タイヤが破裂したときの水圧（ＭＰａ）を測定した。評価結果は、従来タイヤを１００とする指数値で示した。この指数値が大きいほど耐水圧性能が優れている。
【００１８】
【表１】

【００１９】
この表１から明らかなように、本発明タイヤ１は従来タイヤに比べて操縦安定性と乗心地性能が共に向上していた。これに対して、比較タイヤ１〜４は従来タイヤにおける適用コードの材質及び撚り構造を適当に変更したものであるが、いずれも良好なコード物性が得られず、従来タイヤに比べて操縦安定性が低下していた。また、比較タイヤ５，６は従来タイヤにおける適用コードの撚り構造を適当に変更したものであるが、比較タイヤ５では耐疲労性能が劣るため実用には不適であり、比較タイヤ６では従来タイヤに比べて乗心地性能が低下していた。つまり、コード撚り構造とコード物性が両方とも本発明で規定される範囲内にないものは、必要とされるタイヤ性能を満たすことができないことが判った。
【００２０】
次に、上記本発明タイヤ１における適用コードの撚り係数又は撚り数上下比を下記表２のように種々異ならせた比較タイヤ７〜１０を製作した。これら試験タイヤについて、上記と同様の評価を行い、その結果を表２に示した。
【００２１】
【表２】

【００２２】
この表２に示すように、コードの耐疲労性能を損なうことなくタイヤ性能を向上するにはＰＥＮ繊維コードの撚り係数Ｋを５００〜１５００にすることが必要であった。また、ＰＥＮ繊維コードの下撚り数に対する上撚り数の比は１．０５〜１．６にすることが必要であった。つまり、撚り係数Ｋと撚り数上下比が両方とも本発明で規定される範囲内にないと、たとえコード物性を満足していても実用上問題があることが判った。
【００２３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、トレッド部におけるカーカス層の外周側に、タイヤ周方向に対して５〜４０°のコード角度で互いに交差する２層のベルト層を設けた空気入りラジアルタイヤにおいて、前記カーカス層側から数えて第１番目のベルト層をスチールコードから構成すると共に、第２番目のベルト層をポリエチレン−２，６−ナフタレート系繊維コードから構成し、該ポリエチレン−２，６−ナフタレート系繊維コードの総デニール数Ｄを２０００〜６０００とし、撚り係数Ｋを５００〜１５００とし、下撚り数に対する上撚り数の比を１．０５〜１．６０としたから、アラミド繊維コードからなるベルト層に比較して操縦安定性と乗心地性能を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態からなる空気入りラジアルタイヤを一部切り欠いて示す要部斜視図である。
【符号の説明】
１ビード部
２カーカス層
３トレッド部
４ｄ，４ｕベルト層

Claims

トレッド部におけるカーカス層の外周側に、タイヤ周方向に対して５〜４０°のコード角度で互いに交差する２層のベルト層を設けた空気入りラジアルタイヤにおいて、前記カーカス層側から数えて第１番目のベルト層をスチールコードから構成すると共に、第２番目のベルト層をポリエチレン−２，６−ナフタレート系繊維コードから構成し、該ポリエチレン−２，６−ナフタレート系繊維コードの総デニール数Ｄを２０００〜６０００とし、該総デニール数Ｄとコード１００ｍｍ当たりの撚り数Ｔとから求まる撚り係数Ｋ（＝Ｔ√Ｄ）を５００〜１５００とし、下撚り数に対する上撚り数の比を１．０５〜１．６０とした空気入りラジアルタイヤ。
前記ポリエチレン−２，６−ナフタレート系繊維コードは５ｋｇ荷重時の伸びが０．５〜１．０％であり、かつ１５ｋｇ荷重時の伸びが２．０〜２．５％である請求項１に記載の空気入りラジアルタイヤ。