JP5023867B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、空気入りタイヤに関する。

さらに詳しくは、特に高速耐久性の改善されたカバー層を配置した乗用車用ラジアルタイヤとして最適な空気入りタイヤに関し、特に、効率的に高弾性カバー層を配置することで、高速耐久性を一層改善したカバー層を配置したタイヤに関する。

乗用車用ラジアルタイヤ用の高弾性ベルトカバー材に期待される効果としては、高速耐久性改善、ロードノイズ低減化などが挙げられる。

特に、高速耐久性の改善に関しては、ショルダー部へのハイブリッドカバー材の配置が効果的であることがこれまでの検討でわかってきている。両側縁部分（ショルダー部）だけにハイブリッドカバー材を配置するデメリットとしては、高速回転時にセンター部の膨径が生じやすいため、全域を被覆したものと比べると高速耐久性に劣る点に問題がある。

特に、全域を被覆した場合のデメリットとして、アラミド系繊維を用いた場合には、センター部にてカバーコードに圧縮疲労が生じやすいという問題があり、特に高荷重の負荷時や低内圧負荷時において顕著であった。

例えば、両ショルダー部にハイブリッドカバー層を配置した空気入りタイヤに関する発明が提案され、具体的には、タイヤ軸方向の外側領域を形成するバンドコードは、高弾性フィラメントと低弾性フィラメントとを撚り合わせかつ破断時の伸びが６〜１０％の複合コードからなるとともに、中央領域を形成するバンドコードは破断時の伸び率が２０〜３５％の単一種類の繊維を撚り合わせたコードにより形成することにより、外側領域のバンドコードの破断時の伸び率が中央領域のバンドコードの破断時の伸び率よりも小である空気入りタイヤについて提案されている（特許文献１）。

しかし、この提案のものは、ハイブリッドコードを使用することに限定しており、本願発明とは相違するものであり、特に、効率的に高弾性カバー層が配置させることで、高速耐久性を一層改善するというものではなかった。
特開平５−３３８４０９号公報

本発明の目的は、上述したような点に鑑み、高速耐久性を一層改善したカバー層を配した乗用車用ラジアルタイヤとして最適な空気入りタイヤを提供することにある。

上述した目的を達成する本発明の空気入りタイヤは、以下の（１）の構成を有するものである。

（１）トレッド部のカーカス層のタイヤ径方向外側に少なくとも２層の交差ベルト層と、該交差ベルト層のタイヤ径方向外側に１本または複数本の有機繊維コードを引き揃えた帯状部材をタイヤ周方向に螺旋状に巻き回すことにより構成した周方向ベルト補助補強層とを有する空気入りタイヤにおいて、前記周方向ベルト補助補強層は、高弾性コードからなる高弾性補助補強層と、低弾性コードからなる補助補強層の２種類の補助補強層で構成され、該高弾性コードからなる高弾性補助補強層は２つのベルトエッジ補助補強層とセンター補助補強層からなる３つのセクションを有し、少なくとも、前記センター補助補強層は、前記低弾性コードからなる補助補強層のタイヤ径方向の内側に配置され、かつ、該高弾性補助補強層を構成する有機繊維コードは、弾性率１００００ＭＰａ以上の弾性率を有する高弾性ヤーンと、弾性率１００００ＭＰａ未満の弾性率を有する低弾性ヤーンを撚り合わせた複合コードであることを特徴とする空気入りタイヤ。

また、かかる本発明の空気入りタイヤにおいて、好ましくは、以下の（２）〜（６）のいずれかに記載の具体的構成を有するものである。

（２）前記高弾性コードからなるベルトエッジ補助補強層の片側幅が、最も広いベルト層の幅の１０％以上３０％以下の幅であるとともに、前記高弾性コードからなるセンター補助補強層の幅が、最も広いベルト層の幅の５％以上２５％以下の幅であることを特徴とする上記（１）記載の空気入りタイヤ。

（３）前記低弾性コードからなる補助補強層のタイヤ幅方向の外側端が、高弾性ベルトエッジ補助補強層のタイヤ幅方向の内側端と接するように配設されていることを特徴とする上記（１）または（２）記載の空気入りタイヤ。

（４）前記低弾性コードからなる補助補強層のタイヤ幅方向の外側端が、高弾性ベルトエッジ補助補強層の内層側にまで延在して配設されていることを特徴とする上記（１）または（２）記載の空気入りタイヤ。

（５）前記低弾性コードからなる補助補強層の該低弾性コードが、脂肪族ポリアミド繊維の片撚りコードであることを特徴とする上記（１）〜（４）のいずれかに記載の空気入りタイヤ。

（６）前記低弾性コードからなる補助補強層の該低弾性コードが、ナイロン４６繊維で構成されたものであることを特徴とする上記（１）〜（５）のいずれかに記載の空気入りタイヤ。

請求項１にかかる本発明によれば、高速耐久性を一層改善したカバー層を配した乗用車用ラジアルタイヤとして最適な空気入りタイヤが提供される。

以下、図面などを用いて、更に詳しく本発明の空気入りタイヤについて、説明する。

図１は、本発明の空気入りタイヤの実施態様の１例を説明するタイヤ子午線方向にとった断面図であり、本発明の空気入りタイヤは、トレッド部１のカーカス層４のタイヤ径方向外側に少なくとも２層の交差ベルト層６と、該交差ベルト層６のタイヤ径方向外側に１本または複数本の有機繊維コードを引き揃えた帯状部材をタイヤ周方向に螺旋状に巻き回すことにより構成した周方向ベルト補助補強層（７、８、９）とを有する空気入りタイヤにおいて、前記周方向ベルト補助補強層は、高弾性コードからなる高弾性補助補強層（８、９）と、低弾性コードからなる補助補強層７の２種類の補助補強層で構成され、該高弾性コードからなる高弾性補助補強層は２つのベルトエッジ補助補強層８とセンター補助補強層９からなる３つのセクションを有し、少なくとも、前記センター補助補強層９は、前記低弾性コードからなる補助補強層のタイヤ径方向の内側に配置され、かつ、該高弾性補助補強層を構成する有機繊維コードは、弾性率１００００ＭＰａ以上の弾性率を有する高弾性ヤーンと、弾性率１００００ＭＰａ未満の弾性率を有する低弾性ヤーンを撚り合わせた複合コードであることを特徴とするものである。

なお、図１において、２はサイドウォール部、３はビード部、５はビードコアである。

本発明の空気入りタイヤは、周方向ベルト補助補強層は、高弾性コードからなる高弾性補助補強層（８、９）と、低弾性コードからなる補助補強層７の２種類の補助補強層で構成され、さらに該高弾性コードからなる高弾性補助補強層は２つのベルトエッジ補助補強層８とセンター補助補強層９からなる３つのセクションを有し、かつ、少なくとも、センター補助補強層９を、低弾性コードからなる補助補強層７のタイヤ径方向の内側に配置させていることから、高速回転時においても、特に、高弾性コードから構成されるセンター補助補強層９の存在によりセンター部の膨径が良好に防止される。さらに、センター部において、該センター補助補強層９は、低弾性コードからなる補助補強層７のタイヤ径方向の内側に配置されていることによって、その逆の配置の場合と比較して、高荷重負荷時や低内圧負荷時などにおいては、路面での曲げ変形に対して、引張りサイドの力を受けることとなり、圧縮歪みが緩和されることとなり、結局、センター部においてカバーコードに圧縮疲労が生じにくくなり、耐久性が向上するという利点がもたらされることになる。

本発明において、補助補強層７を構成する低弾性有機繊維は、その弾性率が１００００ＭＰａ未満である低弾性有機繊維であることが好ましく、該繊維としては、具体的には、ナイロン６６繊維、ナイロン４６繊維、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）繊維などがあり、好ましくは、中でもナイロン４６繊維である。

また、本発明において、高弾性補助補強層を構成する有機繊維コードは、弾性率１００００ＭＰａ以上の弾性率を有する高弾性ヤーンと、弾性率１００００ＭＰａ未満の弾性率を有する低弾性ヤーンを撚り合わせた複合コードであることが重要である。そのような構造のコードを採用することにより、高弾性有機繊維の存在により耐久性が改善されていながら、該高弾性有機繊維１００％でコードを使用した場合における短所である接地直下におけるカバー層とベルト層間のゴムの剪断歪みが大きくなることにより新たに生ずるべルト層剥離という問題を招くことなく、バランス良く、高耐久性を実現できることになる。また、弾性率が１００００ＭＰａ未満である低弾性有機繊維ヤーンを実現する有機繊維としては、具体的には、ナイロン６６繊維、ナイロン４６繊維、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）繊維などがある。

また、弾性率１００００ＭＰａ以上の高弾性有機繊維ヤーンを形成する有機繊維としては、アラミド繊維、ポリベンゾオキサゾール（ＰＢＯ）繊維、ポリオレフィンケトン（ＰＯＫ）繊維あるいはポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）繊維などがあり、好ましくは、アラミド繊維あるいはポリオレフィンケトン（ＰＯＫ）繊維である。

本発明において、周方向ベルト補助補強層（７、８、９）は、高弾性コードからなる高弾性補助補強層（８、９）と、低弾性コードからなる補助補強層７の２種類の補助補強層で構成され、高弾性コードからなる高弾性補助補強層（８、９）は、２つのベルトエッジ補助補強層８と、センター補助補強層９からなる３つのセクションを有し、少なくとも、センター補助補強層９は、低弾性コードからなる補助補強層７のタイヤ径方向の内側に配置されているという構成は、具体的には、図１に概略モデルを示した態様以外にも各種の態様を採用することができ、図２（ａ）〜（ｃ）にその態様例を示す。

図２の（ａ）は、図１に示したのと同様な構造のものである。

また、図２の（ｂ）は、図１に示した構成の低弾性コードからなる補助補強層のベルト幅方向の端部を高弾性コードから構成されるベルトエッジ補助補強層８で置き換えたものである。

また、図２の（ｃ）は、低弾性コードからなる補助補強層７を、高弾性コードから構成されるセンター補助補強層９に対応した部分のみ設けるようにした態様である。

本発明において、前記高弾性コードからなるベルトエッジ補助補強層８の片側幅が、最も広いベルト層の幅の１０％以上３０％以下の幅であるとともに、高弾性コードからなるセンター補助補強層９の幅が、最も広いベルト層の幅の５％以上２５％以下の幅であることが好ましい。ベルトエッジ補助補強層８の片側幅が、最も広いベルト層の幅の１０％未満では改善効果が小さく、また、３０％を超える場合には改善効果は飽和するので好ましくない。

また、高弾性コードからなるセンター補助補強層９の幅が、最も広いベルト層の幅の５％未満である場合は改善効果が小さく、また、２５％を超える場合には改善効果は飽和する。

また、低弾性コードからなる補助補強層７のタイヤ幅方向の外側端が、高弾性ベルトエッジ補助補強層のタイヤ幅方向の内側端と接するように配設されていることが好ましく、この態様が、図２（ｂ）に概略モデルを示したものである。

また、低弾性コードからなる補助補強層７のタイヤ幅方向の外側端が、高弾性ベルトエッジ補助補強層８の内層側にまで延在して配設されているものであることが好ましく、この態様が、図２（ａ）に概略モデルを示したものである。

また、好ましくは、低弾性コードからなる補助補強層７の該低弾性コードが、脂肪族ポリアミド繊維の片撚りコードであることであり、片撚コードを用いることにより補助補強層の薄ゲージ化がなされ、発熱が低減することになるので、ますます耐久性の点で良好なものとなり好ましいのである。

また、好ましくは、低弾性コードからなる補助補強層７の該低弾性コードが、ナイロン４６繊維で構成されたものであることであり、ナイロン４６繊維を使用することにより、耐フラットスポット性がより改善されるものである。

以下に実施例を示し、本発明の空気入りラジアルタイヤの具体的構成・効果についてさらに説明する。

なお、本発明の説明において使用した弾性率は、以下の方法によって測定したものである。

（１）繊維ヤーンの弾性率：
タイヤから取り出したコードをヤーンに分解し、ＪＩＳ Ｌ１０１７−２００２「化学繊維タイヤコード試験方法」に従い、引張り試験を実施して求めた。

具体的には、４４Ｎ負荷時のヤーンの伸びをｅ₁ （％）、１４９Ｎ負荷時のヤーンの伸びをｅ₂ （％）として、以下の式により弾性率Ｅを算出した。
Ｅ＝[１０５／（ｅ₂ −ｅ₁ ）×１００]／Ｓ
ここで、Ｓは、ヤーン断面積であり単位はｍｍ² であり、Ｓの求め方は以下のとおりとした。
Ｓ＝Ｄ／１００００ρ
Ｄ：繊維ヤーンの公称繊度（ｄｔｅｘ）、ρ：繊維の比重（公称比重）

（２）タイヤ耐久性試験:
ドラム表面が平滑な鋼製で、かつ直径が１７０７ｍｍのドラム試験機を用い、周辺温度を３８±３℃に制御し、リムサイズ１７×７．５ＪＪ、試験内圧１８０ｋＰａにてインフレートさせた試験タイヤについて、ＪＡＴＭＡで規定された最大荷重の１２０％の荷重を与え、速度１２０ｋｍ／ｈｒで２時間走行させる。次いで、同一荷重にて速度を１５０ｋｍ／ｈｒで２時間走行させる。次いで、同一荷重にて速度を１５０ｋｍ／ｈｒにて３０分走行させ、以下、３０分毎に、速度を１０ｋｍ／ｈｒずつステップアップさせながら、タイヤが破壊するまでドラム走行を続けた。

タイヤ耐久性の試験は、破壊するまでの走行距離を従来例１を基準とした指数で表し、数字が大きいものほど耐久性に優れるものである。

なお、破壊形態は、破壊後のタイヤの状況を見て判断をした。

（３）コードの準備：
以下の３種類のコードを準備した。なお、いずれの補助補強層とも、５本のコードを未加硫ゴム中に埋設し、５ｍｍ幅の帯状部材としたものを、タイヤ赤道面に対して略０度で螺旋状に巻き回して形成したものである。

（ａ）コードＡ：
高弾性補助補強層を構成する有機繊維コードとして、アラミド繊維ヤーン１６７０ｄｔｅｘ／ナイロン６６繊維ヤーン１４００ｄｔｅｘを撚り合わせたコード（アラミド繊維ヤーンの下撚り数は３８ｔ／１０ｃｍ（Ｚ方向）、ナイロン６６繊維ヤーンの下撚り数は３８ｔ／１０ｃｍ（Ｚ方向）、上撚り数は３８ｔ／１０ｃｍ（Ｓ方向））を用いた。

アラミド繊維ヤーンの弾性率は６５０００ＭＰａ、ナイロン６６繊維ヤーンの弾性率は４０００ＭＰａであった。

（ｂ）コードＢ：
低弾性コードからなる補助補強層を構成する低弾性有機繊維ヤーンとして、ナイロン６６繊維１４００ｄｔｅｘ／２コード（ナイロン６６繊維糸２本の下撚り数は２５ｔ／１０ｃｍ（Ｚ方向）、上撚り数２５ｔ／１０ｃｍ（Ｓ方向））を用いた。該低弾性有機繊維ヤーンの弾性率は、４０００ＭＰａであった。

（ｃ）コードＣ：
低弾性コードからなる補助補強層を構成する低弾性有機繊維ヤーンとして、ナイロン６６繊維２８００ｄｔｅｘ／１コードの片撚り糸（ナイロン６６繊維糸の撚り数は１２ｔ／１０ｃｍ（Ｓ方向））を用いた。該低弾性有機繊維ヤーンの弾性率は、４０００ＭＰａであった。

実施例１〜１３、従来例１〜３、比較例１
タイヤサイズ２２５／４５Ｒ１７、ベルト幅（１番ベルト幅）２００ｍｍとした各種態様の試験用タイヤを製造した。

各実施例（１〜１３）と各従来例（１〜３）で採用した補助補強層の構造は、表１と表２に模式図で示したとおりである。従来例２は、補助補強層はエッジ部の高弾性補助補強層の内側端とセンター部の低弾性補助補強層の外側端が接しているように配置され、比較例１は、該従来例２の配置にプラスして、センター部で低弾性補助補強層のタイヤ径方向外側に高弾性センター補助補強層を配置したものである。

また、表１、表２で、ベルトエッジ補助補強層の幅比率（％）は、片側だけでの幅比率を示している。

各実施例（１〜１３）と各従来例（１〜３）で、タイヤ耐久性とタイヤの破壊形態とを評価した結果を、表１、表２、表３に示した。

かかる表１、表２、表３にも示したとおり、本発明にかかる空気入りタイヤは、高速耐久性に非常に優れた性能を有していることがわかる。

図１は、本発明の空気入りタイヤの実施態様の一例を説明する空気入りタイヤの子午線方向にとった断面概略図である。 図２の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、それぞれ本発明の空気入りタイヤの実施態様の例を説明するために、本発明の空気入りタイヤにおけるベルト層、ベルト補助補強層の配置例を示した概略モデル図である。

符号の説明

１：トレッド部
２：サイドウォール部
３：ビード部
４：カーカス層
５：ビードコア
６：交差ベルト層
７：低弾性コードからなる補助補強層
８：高弾性コードからなるベルトエッジ補助補強層
９：高弾性コードからなるセンター補助補強層

Claims (6)

1. トレッド部のカーカス層のタイヤ径方向外側に少なくとも２層の交差ベルト層と、該交差ベルト層のタイヤ径方向外側に１本または複数本の有機繊維コードを引き揃えた帯状部材をタイヤ周方向に螺旋状に巻き回すことにより構成した周方向ベルト補助補強層とを有する空気入りタイヤにおいて、前記周方向ベルト補助補強層は、高弾性コードからなる高弾性補助補強層と、低弾性コードからなる補助補強層の２種類の補助補強層で構成され、該高弾性コードからなる高弾性補助補強層は２つのベルトエッジ補助補強層とセンター補助補強層からなる３つのセクションを有し、少なくとも、前記センター補助補強層は、前記低弾性コードからなる補助補強層のタイヤ径方向の内側に配置され、かつ、該高弾性補助補強層を構成する有機繊維コードは、弾性率１００００ＭＰａ以上の弾性率を有する高弾性ヤーンと、弾性率１００００ＭＰａ未満の弾性率を有する低弾性ヤーンを撚り合わせた複合コードであることを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記高弾性コードからなるベルトエッジ補助補強層の片側幅が、最も広いベルト層の幅の１０％以上３０％以下の幅であるとともに、前記高弾性コードからなるセンター補助補強層の幅が、最も広いベルト層の幅の５％以上２５％以下の幅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。
3. 前記低弾性コードからなる補助補強層のタイヤ幅方向の外側端が、高弾性ベルトエッジ補助補強層のタイヤ幅方向の内側端と接するように配設されていることを特徴とする請求項１または２記載の空気入りタイヤ。
4. 前記低弾性コードからなる補助補強層のタイヤ幅方向の外側端が、高弾性ベルトエッジ補助補強層の内層側にまで延在して配設されていることを特徴とする請求項１または２記載の空気入りタイヤ。
5. 前記低弾性コードからなる補助補強層の該低弾性コードが、脂肪族ポリアミド繊維の片撚り構造コードであることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
6. 前記低弾性コードからなる補助補強層の該低弾性コードが、ナイロン４６繊維で構成されたものであることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の空気入りタイヤ。

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