JP4860241B2 - 空気入りラジアルタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、空気入りラジアルタイヤ、特に耐久性に優れた空気入りラジアルタイヤに関するものである。

一般に、空気入りラジアルタイヤは、一対のビード部間にトロイド状に延在してタイヤの各部を補強する一枚以上のカーカスプライから構成されるカーカスを有しており、該カーカスを構成するカーカスプライは、通常、平行に配列された複数の補強コードをコーティングゴムで被覆してなる。そして、ラジアルタイヤのカーカスは、上記カーカスプライ中の補強コードがタイヤのラジアル方向に配向するように配置されている。

上記カーカスコードとしては、従来、熱収縮率の小さいコードが使用されているが、熱収縮率が高いコード、特に熱収縮率に加えて熱収縮応力が高いコードを使用した場合、タイヤのサイドウォール部からトレッドのショルダー部にかけて、加硫時のタイヤの拡張とカーカスコードの熱収縮との影響により、カーカスコードがインナーライナーに食い込む、所謂、ペネトレーションが悪化し、タイヤの耐久性が著しく低下する問題がある。

上記ペネトレーションを良化する方策としては、タイヤの成型プロセスを変更し、一対のビード部間のカーカスプライのパスを長くして、カーカスコードのサイドウォール部におけるインナーライナーへの食い込みを抑制する方法や、サイドウォール部のゴムゲージを厚くすることで、カーカスコードのインナーライナーへの食い込みを抑制する方法等が採られている。

しかしながら、タイヤの成型プロセスを変更し、一対のビード部間のカーカスプライのパスを長くした場合、タイヤ中でのカーカスプライの張力が低くなり、走行中にタイヤの形状を維持するのに必要な剛性が発揮されず、また、カーカスプライがタイヤ中でウネル現象が発生する恐れが高くなるという問題がある。

また、サイドウォール部のゴムゲージを厚くした場合、タイヤの重量が増加したり、タイヤの内圧充填時の縦バネが上昇する結果、タイヤの転がり抵抗が上昇したり、タイヤの乗り心地が悪化するといった問題がある。

そこで、本発明の目的は、上記従来技術の問題を解決し、カーカスプライに熱収縮率の高いカーカスコードを用いながらも、カーカスプライのパスを長くしたり、サイドウォール部のゴムゲージを厚くしなくても、カーカスコードのインナーライナーへの食い込みが抑制されており、高い耐久性を有する空気入りラジアルタイヤを提供することにある。

本発明者は、上記目的を達成するために鋭意検討した結果、カーカスプライに熱収縮率の高いカーカスコードを使用する場合は、カーカスコードの打ち込み本数とコード間隔とを特定の範囲に規定することで、カーカスコードのインナーライナーへの食い込みを抑制することができ、高い耐久性を有する空気入りラジアルタイヤが得られることを見出し、本発明を完成させるに至った。

即ち、本発明の空気入りラジアルタイヤは、一対のビード部及び一対のサイドウォール部と、両サイドウォール部に連なるトレッド部とを有し、前記一対のビード部間にトロイド状に延在してこれら各部を補強する一枚以上のカーカスプライからなるカーカスを備え、
前記カーカスプライが、複数のカーカスコードを25〜65本/50 mmの打ち込み本数で平行に配列しコーティングゴムで被覆してなり、
前記カーカスコードは、177℃で2分間加熱した際の熱収縮率が2％以上であり、一本当りの繊度が440〜1670 dtexのコードを2本合わせたコードであり、且つ前記サイドウォール部において下記式(I)：
コード間隔 ＝（50−コード径×打ち込み本数）／打ち込み本数 ・・・ (I)
［式中、打ち込み本数：本／50 mm］で算出されるコード間隔が1.1 mm以下であることを特徴とする。

本発明の空気入りラジアルタイヤにおいて、前記カーカスコードは、下記式(II)：
Ｎt ＝ tanθ ＝ 0.001×Ｎ×(0.125×Ｄ／ρ)^1/2 ・・・ (II)
［式中、Ｎは撚り数（回/10cm）で、ρはコードの比重（g/cm³）で、Ｄはコードの総デシテックス数（dtex）である］で定義される撚り係数（Ｎt）が0.34以上であることが好ましい。

本発明の空気入りラジアルタイヤにおいて、前記カーカスコードは、フィラメント束を撚り合わせた繊維コードであって、且つ下記式(III)及び式(IV)：
σ ≧ -0.01×Ｅ ＋ 1.2 ・・・ (III)
σ ≧ 0.02 ・・・ (IV)
［式中、σは、177℃における熱収縮応力（cＮ/dtex）であり；Ｅは、25℃における49Ｎ荷重時の弾性率（cＮ/dtex）である］の条件を満たすことが好ましい。また、上記カーカスコードは、177℃における熱収縮応力σが1.5cＮ/dtex以下であることが更に好ましく、0.4cＮ/dtex以上であることが更に好ましい。

ここで、上記カーカスコードの177℃における熱収縮応力σは、一般的なディップ処理を施した加硫前のカーカスコードの25cmの長さ固定サンプルを5℃/分の昇温スピードで加熱して、177℃時にコードに発生する応力であり、また、上記カーカスコードの25℃における49Ｎ荷重時の弾性率Ｅは、ＪＩＳのコード引張り試験によるＳＳカーブの49Ｎ時の接線から算出した単位cＮ/dtexでの弾性率である。

本発明の空気入りラジアルタイヤにおいて、前記カーカスコードは、177℃で2分間加熱した際の熱収縮率が2〜10％であることが好ましい。

本発明によれば、カーカスプライに熱収縮率の高いカーカスコードを使用しつつ、カーカスコードの打ち込み本数とコード間隔とを特定の範囲に規定することで、カーカスコードのインナーライナーへの食い込み（ペネトレーションの悪化）が抑制された、高い耐久性を有する空気入りラジアルタイヤを提供することができる。

以下に、図を参照しながら本発明を詳細に説明する。図１は、本発明の空気入りラジアルタイヤの一例の部分断面図である。図１に示すラジアルタイヤは、左右一対のビード部１及び一対のサイドウォール部２と、両サイドウォール部２に連なるトレッド部３とを有し、前記一対のビード部１間にトロイド状に延在して、これら各部１，２，３を補強する一枚以上のカーカスプライからなるラジアルカーカス４を備える。

また、図示例のタイヤにおいては、上記ビード部１内に夫々埋設したリング状のビードコア５のタイヤ半径方向外側にビードフィラー６が配置されており、更に、上記ラジアルカーカス４のクラウン部のタイヤ半径方向外側には二枚のベルト層からなるベルト７が配置されており、また更に、ラジアルカーカス４の内側のタイヤ内面にはインナーライナー８が配置されている。ここで、ベルト層は、通常、タイヤ赤道面に対して傾斜して延びるコードのゴム引き層、好ましくは、スチールコードのゴム引き層からなり、２枚のベルト層は、該ベルト層を構成するコードが互いに赤道面を挟んで交差するように積層されてベルト７を構成する。また、インナーライナー８には、通常、空気透過性の低いブチルゴムやハロゲン化ブチルゴムを主成分としたゴム組成物が使用される。

なお、図示例のラジアルカーカス４は、平行に配列された複数のカーカスコードをコーティングゴムで被覆してなるカーカスプライ一枚から構成され、また、該ラジアルカーカス４は、上記ビード部１内に夫々埋設した一対のビードコア５間にトロイド状に延在する本体部と、各ビードコア５の周りでタイヤ幅方向の内側から外側に向けて半径方向外方に巻上げた折り返し部とからなるが、本発明の空気入りラジアルタイヤにおいて、ラジアルカーカス４のプライ数及び構造は、これに限られるものではない。また、図示例のベルト７は、二枚のベルト層からなるが、本発明の空気入りラジアルタイヤにおいては、ベルト７を構成するベルト層の枚数もこれに限られるものではない。

本発明の空気入りラジアルタイヤにおいて、上記カーカスプライは、複数のカーカスコードを25〜65本/50 mmの打ち込み本数で平行に配列しコーティングゴムで被覆してなり、また、上記カーカスプライを構成するカーカスコードは、177℃で2分間加熱した際の熱収縮率が2％以上であり、一本当りの繊度が440〜1670 dtexのコードを2本合わせたコードであり、且つ前記サイドウォール部において上記式(I)で算出されるコード間隔が1.1 mm以下である。

本発明の空気入りラジアルタイヤのカーカスプライに使用するカーカスコードは、177℃で2分間加熱した際の熱収縮率が2％以上と通常のコードより高い熱収縮性を有しているため、タイヤの加硫工程における熱収縮が大きい。しかしながら、本発明のラジアルタイヤは、タイヤの加硫工程で特に拡張が大きく、カーカスコードのインナーライナー８への食い込み（ペネトレーション）が発生し易いサイドウォール部２におけるカーカスコードのコード間隔が1.1mm以下と通常のコード間隔よりも狭いため、インナーライナー８を構成するゴムやサイドウォール部２を構成するサイドゴムがカーカスコードとカーカスコードとの間に浸入し難い。そのため、タイヤの加硫工程でサイドウォール部２におけるカーカスコードのコード間隔が広がり難く、プライ割れを防止することができる。そして、カーカスコードとカーカスコードとの間に隣接部材からのゴム流れが発生し難く、カーカスコードのインナーライナー８への食い込みが抑制されているため（ペネトレーションが良化されているため）、本発明の空気入りラジアルタイヤは、高い耐久性を有する。

本発明の空気入りラジアルタイヤのカーカスプライにおいて、上記カーカスコードの打ち込み数は25〜65本/50mmの範囲である。カーカスプライにおけるカーカスコードの打ち込み数が25（本/50mm）未満では、コード径にもよるが、カーカスコードのコード間距離が広がり易くなって、カーカスコードのインナーライナー８への食い込みを十分に抑制できなくなり、一方、打ち込み数が65（本/50mm）を超えると、タイヤ耐久性が不足する。

また、上記カーカスコードは、177℃で2分間加熱した際の熱収縮率が2％以上であることを要し、2〜10％であることが好ましい。カーカスコードの177℃で2分間加熱した際の熱収縮率が2％未満では、タイヤが高温になる高速走行時等にコードが十分に収縮して高い剛性を発現できないため、タイヤの耐久性が低下し、一方、10％を超えると、加硫工程におけるカーカスコードの熱収縮が大き過ぎ、ペネトレーションが悪化する恐れがある。

更に、上記カーカスコードは、一本当りの繊度が440〜1670 dtexのコードを2本合わせたコードである。カーカスコード一本当りの繊度が440 dtex未満では、コードの弾性率が不十分であり、3340 dtexを超えると、コード径が太くなり過ぎ、打ち込みを密にできなくなる。

また更に、上記カーカスコードは、上記式(I)で算出されるコード間隔が1.1mm以下である。ここで、カーカスコードのコード間隔が1.1mmを超えると、インナーライナー８を構成するゴムやサイドウォール部２を構成するサイドゴムがカーカスコードとカーカスコードとの間に浸入し易くなり、タイヤの加硫工程でサイドウォール部２におけるカーカスコードのコード間隔が広がり易くなり、プライ割れが発生し易くなる。

上記カーカスコードは、上記式(II)で定義される撚り係数（Ｎt）が0.34以上であることが好ましい。カーカスコードの撚り係数（Ｎt）が0.34未満では、疲労性が低下して、耐久性が不足するおそれがある。

また、上記カーカスコードは、上記式(III)及び式(IV)の条件を満たすことが好ましい。カーカスコードが、上記式(III)の関係を満たさない場合、例えば、熱収縮応力σが大きいものの弾性率Ｅが低いコードを使用すると、カーカスの剛性が不足してタイヤの形状を十分に維持することができず、タイヤの耐久性が低下し、一方、弾性率Ｅが高いものの熱収縮応力σが小さいコードを使用すると、通常走行時のタイヤの縦バネが大きくなり、通常走行時のタイヤの乗り心地が悪化する。また、使用するコードの177℃における熱収縮応力σが0.02cＮ/dtex未満では、タイヤが高温になる高速走行時等の変形が大きくなってしまい、タイヤの耐久性が低下してしまう。

なお、上記カーカスコードは、177℃における熱収縮応力σが1.5cＮ/dtex以下であることが更に好ましい。カーカスコードの177℃における熱収縮応力σが1.5cＮ/dtexを超えると、加硫時の収縮力が大きくなり過ぎ、結果的に、タイヤ内部のコード乱れやゴムの配置乱れを引き起こし、耐久性の悪化やユニフォミティーの悪化を招いてしまう。また、上記カーカスコードは、本発明の効果を十分に得る観点から、177℃における熱収縮応力σが0.4cＮ/dtex以上であることが更に好ましい。

上記カーカスコードは、フィラメント束を撚り合わせた繊維コードであることが好ましい。ここで、フィラメント束の材質としては、熱収縮率が高いポリマーが好ましく、具体的には、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリケトン（ＰＫ）、ナイロン等が挙げられる。これらの中でも、上記式(III)及び式(IV)の条件を満たす観点からは、ポリケトンが好ましい。

上記カーカスコードは、フィラメント束を2本撚り合わせてなる。該カーカスコードは、例えば、フィラメント束に下撚りをかけ、次いでこれを2本合わせて、逆方向に上撚りをかけることで、双撚り構造の撚糸コードとして得ることができる。

上記のようにして得られたカーカスコードをコーティングゴムで被覆することで、上記カーカスプライに用いるコード／ゴム複合体を得ることができる。ここで、カーカスコードのコーティングゴムとしては、特に制限は無く、従来のカーカスプライに用いていたコーティングゴムを用いることができる。なお、カーカスコードのコーティングゴムによる被覆に先立って、カーカスコードに接着剤処理を施し、コーティングゴムとの接着性を向上させてもよい。

本発明の空気入りラジアルタイヤは、カーカス４のカーカスプライに上述のカーカスコードをコーティングゴムで被覆してなるコード／ゴム複合体を適用し、常法により製造することができる。なお、本発明の空気入りラジアルタイヤにおいて、タイヤ内に充填する気体としては、通常の或いは酸素分圧を変えた空気、又は窒素等の不活性ガスを用いることができる。

以下に、実施例を挙げて本発明を更に詳しく説明するが、本発明は下記の実施例に何ら限定されるものではない。

表１及び表２に示す材質、構造、コード径、撚り係数、熱収縮率、弾性率及び熱収縮応力のカーカスコードを、表１及び表２に示す打ち込み数で平行に配列しコーティングゴムで被覆してコード／ゴム複合体を作製し、該コード／ゴム複合体をカーカスプライに用いて、図１に示す構造のサイズ２４５／４５Ｒ１８のラジアルタイヤを試作した。また、得られたタイヤのペネトレーション、重量及び耐久性を下記の方法で評価し、表３に示す結果を得た。

（１）ペネトレーション
タイヤのサイドウォール部（最大幅部）における、カーカスコードとインナーライナーとの間のゲージを測定した。なお、タイヤの周上２ヶ所の各20本について測定した。表中、ペネトレーションがマイナスのものは、カーカスコードのインナーライナーへの食い込みが発生したことを示す。

（２）重量
試作したタイヤの重量を測定し、比較例１のタイヤの重量を100として指数表示した。指数値が大きい程、タイヤの重量が大きいことを示す。

（３）耐久性
供試タイヤに対して、内圧230kPa、荷重1000kＮ、速度70km/h、温度30℃の条件下でドラム試験を行い、タイヤが故障に至るまでの走行距離を測定し、比較例１のタイヤの故障に至るまでの走行距離を100として指数表示した。指数値が大きい程、故障に至るまでの走行距離が長く、耐久性に優れることを示す。

表３から明らかなように、177℃で2分間加熱した際の熱収縮率が2％以上で且つ一本当りの繊度が440〜1670 dtexのコードを2本合わせたコードをカーカスコードとして使用し、該カーカスコードの打ち込み本数を25〜65本/50 mmとし、更に、コード間隔を1.1 mm以下にすることで、タイヤ重量を維持した上で、カーカスコードのインナーライナーへの食い込み（ペネトレーション）を抑制し、更には、タイヤの耐久性を大幅に向上させることが可能となる。

本発明の空気入りラジアルタイヤの一例の断面図である。

符号の説明

１ ビード部
２ サイドウォール部
３ トレッド部
４ ラジアルカーカス
５ ビードコア
６ ビードフィラー
７ ベルト
８ インナーライナー

Claims (4)

1. 一対のビード部及び一対のサイドウォール部と、両サイドウォール部に連なるトレッド部とを有し、前記一対のビード部間にトロイド状に延在してこれら各部を補強する一枚以上のカーカスプライからなるカーカスを備えた空気入りラジアルタイヤにおいて、
   前記カーカスプライが、複数のカーカスコードを25〜65本/50 mmの打ち込み本数で平行に配列しコーティングゴムで被覆してなり、
   前記カーカスコードは、177℃で2分間加熱した際の熱収縮率が2％以上であり、一本当りの繊度が440〜1670 dtexのコードを2本合わせたコードであり、且つ前記サイドウォール部において下記式(I)：
   コード間隔 ＝（50−コード径×打ち込み本数）／打ち込み本数 ・・・ (I)
   ［式中、打ち込み本数：本／50 mm］で算出されるコード間隔が1.1 mm以下であることを特徴とする空気入りラジアルタイヤ。
2. 前記カーカスコードは、下記式(II)：
   Ｎt ＝ tanθ ＝ 0.001×Ｎ×(0.125×Ｄ／ρ)^1/2 ・・・ (II)
   ［式中、Ｎは撚り数（回/10 cm）で、ρはコードの比重（g/cm³）で、Ｄはコードの総デシテックス数（dtex）である］で定義される撚り係数（Ｎt）が0.34以上であることを特徴とする請求項１に記載の空気入りラジアルタイヤ。
3. 前記カーカスコードは、フィラメント束を撚り合わせた繊維コードであって、且つ下記式(III)及び式(IV)：
   σ ≧ -0.01×Ｅ ＋ 1.2 ・・・ (III)
   σ ≧ 0.02 ・・・ (IV)
   ［式中、σは、177℃における熱収縮応力（cＮ/dtex）であり；Ｅは、25℃における49Ｎ荷重時の弾性率（cＮ/dtex）である］の条件を満たすことを特徴とする請求項１に記載の空気入りラジアルタイヤ。
4. 前記カーカスコードは、177℃で2分間加熱した際の熱収縮率が2〜10％であることを特徴とする請求項１に記載の空気入りラジアルタイヤ。

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