JP5168801B2 - 重荷重用空気入りタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、重荷重用空気入りタイヤに関し、更に詳しくは、転がり抵抗を改善するようにした重荷重用空気入りタイヤに関する。

近年、バスやトラックなどの重荷重車両に用いられる空気入りタイヤにおいても、タイヤの偏平化が進みつつある。それによりベルト層への負担が増大する結果、ベルト層エッジ部でのセパレーションが発生し易くなり、荷重耐久性が低下する。特に偏平率が６０％以下のタイヤにおいてこの傾向が顕著である。このエッジセパレーションの要因として、車両走行時の遠心力によりタイヤが外周側に膨径して大きくなる外径成長がある。

そこで、従来、スチールコードをタイヤ周方向に対して傾斜方向を逆向きにして交差するように配置した２層のベルト層間に、スチールコードをタイヤ周方向に螺旋状に（タイヤ周方向に対して０°に近い角度で）巻回したベルト補強層を配置することで外径成長を抑制するようにした空気入りタイヤが提案されている（例えば、特許文献１参照）。しかしながら、スチールコードを配列したベルト補強層を追加するため、タイヤ重量が増加し、それによりタイヤの転がり抵抗が悪化するという問題があった。
特表平１１−５０２１６６号公報

本発明は、ベルト層間にベルト補強層を配置した重荷重用空気入りタイヤにおいて軽量化し、転がり抵抗を改善することが可能な重荷重用空気入りタイヤを提供することにある。

上記目的を達成する本発明の重荷重用空気入りタイヤは、トレッド部のカーカス層外周側に、スチールコードからなる補強コードをタイヤ周方向に対し一方向に傾斜配列した４層のベルト層を設け、該４層のベルト層のうち、前記カーカス層側から数えて２番目と３番目に位置する２番ベルト層と３番ベルト層の補強コードがタイヤ周方向に対する傾斜方向を逆向きにして交差するように配置した偏平率６０％以下の重荷重用空気入りタイヤにおいて、前記２番ベルト層と前記３番ベルト層との間に、総繊度Ｔが２２００〜７０００dtexであり、強度が８．９〜１５．０cN/dtex であり、下記式で表される撚り係数αが１０００〜２８００であるポリオレフィンケトン繊維コードからなる有機繊維コードをタイヤ周方向に螺旋状に巻回したベルト補強層を配置したことを特徴とする。
α＝Ｎ×（Ｔ／１．１１１） ^1/2
但し、Ｎはポリオレフィンケトン繊維コードの上撚り数（回／100mm ）

上述した本発明によれば、従来のスチールコードより軽い有機繊維コードを用いたベルト補強層を２番ベルト層と３番ベルト層との間に配置するようにしたので、重量を軽減してタイヤの転がり抵抗を改善することができる。

以下、本発明の実施の形態について添付の図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は本発明の空気入りタイヤの一実施形態である、バスやトラックなどに用いられる重荷重用空気入りタイヤを示し、１はトレッド部、２はサイドウォール部、３はビード部である。

左右一対のビード部３間にタイヤ径方向に沿って延在する有機繊維コードをタイヤ周方向に所定の間隔でゴム層に埋設したカーカス層４が延設され、その両端部４Ａがビード部３に埋設したビードコア５の周りにビードフィラー６を挟み込むようにしてタイヤ内側から外側に折り返されている。トレッド部１のカーカス層４の外周側には、４層のベルト層７，８，９，１０が設けられている。

各ベルト層７，８，９，１０は、図２に示すように、タイヤ周方向ＴＣに対して傾斜して延在するスチールコードからなる補強コードｆをタイヤ周方向ＴＣに所定の間隔で配列してゴム層Ｙに埋設した構成になっている。カーカス層４の外周側に隣接する１番ベルト層７は、その補強コードｆ１がタイヤ周方向ＴＣに対して約４５〜６０°の範囲で一方向に傾斜しており、最も高い角度で傾斜している。

１番ベルト層７の外周側に隣接する２番ベルト層８は、その補強コードｆ２が１番ベルト層７の補強コードｆ１と同じ方向に傾斜しているが、タイヤ周方向ＴＣに対する補強コードｆ２の傾斜角度は１番ベルト層７の補強コードｆ１より低く、約１０〜４５°の範囲で傾斜している。２番ベルト層８は、ベルト幅が全てのベルト層７〜１０の中で最も広くなっている。

２番ベルト層８の外周側に配設した３番ベルト層９は、その補強コードｆ３がタイヤ周方向ＴＣに対して２番ベルト層８の補強コードｆ２と逆方向に傾斜している。タイヤ周方向ＴＣに対する補強コードｆ３の傾斜角度は、２番ベルト層８の補強コードｆ２と同じ約１０〜４５°の範囲になっている。

このように補強コードｆをタイヤ周方向ＴＣに対し一方向に傾斜配列した２層のベルト層８，９を、その２層のベルト層８，９の補強コードｆ２，ｆ３がタイヤ周方向ＴＣに対する傾斜方向を逆向きにして交差するように配置することで、耐張力層として作用させ、高いタガ効果を発揮するようになっている。

３番ベルト層９の外周側に隣接する４番ベルト層１０は、その補強コードｆ４が３番ベルト層９の補強コードｆ３と同じ方向に傾斜している。タイヤ周方向ＴＣに対する補強コードｆ４の傾斜角度は３番ベルト層９の補強コードｆ３と同じ約１０〜４５°の範囲になっており、内周側に配置したベルト層８，９を保護する保護ベルト層として作用する。

２層の２，３番ベルト層８，９の間には、有機繊維コードｅをタイヤ周方向ＴＣに螺旋状に巻回した１層のベルト補強層１１が配置してある。このベルト補強層１１はゴム被覆した有機繊維コードｅをタイヤ周方向に対して０°に近い角度で螺旋状に２番ベルト層８の外周側に巻き付けた構造になっている。ベルト補強層１１は必要に応じて複数層設けることができる。

ベルト補強層１１に使用する有機繊維コードｅとしては、強度が８．９cN/dtex 以上、２．０cN/dtex 負荷時の伸張率が３．０％以下のものが荷重耐久性の点から好ましく使用することができる。有機繊維コードｅの強度は、高ければ高いほどよいが、本発明では、８．９〜１５．０cN/dtex 程度のものを使用する。また、有機繊維コードｅの２．０cN/dtex 負荷時の伸張率もその下限値は特に限定されない。一般的には、１．２〜３．０％程度のものが使用できる。

このような有機繊維コードｅとして、本発明では、ポリオレフィンケトン（ＰＯＫ）繊維コードを用いる。ポリオレフィンケトン繊維コードに使用するポリオレフィンケトン繊維は、例えば、特開平１−１２４６１７号公報、特開平２−１１２４１３号公報、米国特許第５１９４２１０号明細書、特開平９−３２４３７７号公報、特開２００１−１１５００７号公報、あるいは特開２００１−１２１８２５号公報などに開示される溶融紡糸や湿式紡糸によって得ることができる。

上述した本発明によれば、２層のベルト層８，９間に配置するベルト補強層１１を、従来のスチールコードより軽い有機繊維コードｅを用いて構成したので、重量を軽減してタイヤの転がり抵抗を改善することができる。また、有機繊維コードｅに高強度、高弾性率のポリオレフィンケトン繊維コードを使用することで、スチールコードを用いたものと同等レベル以上の荷重耐久性を確保することが可能になる。

本発明において、有機繊維コードｅをポリオレフィンケトン繊維コードから構成する場合、ポリオレフィンケトン繊維コードに使用するポリオレフィンケトン繊維の総繊度Ｔを２２００dtex以上にする。これにより、荷重耐久性を改善することが出来る。更に好ましくは、２８００dtex以上にするのが荷重耐久性を一層改善する上でよい。総繊度Ｔの上限値は、加硫故障の点から７０００dtex以下にする。

また、ポリオレフィンケトン繊維コードは、図３に示すように、複数（図では２本を例示）の下撚り糸２１を束ねて上撚りを加えて構成されるが、その際、下記式で表されるポリオレフィンケトン繊維コードの撚り係数（上撚り係数）αは、１０００以上にする。これにより、荷重耐久性を改善することが出来る。撚り係数αの上限値としては、外径成長抑制の点から２８００以下にする。
α＝Ｎ×（Ｔ／１．１１１）^1/2
但し、Ｎはポリオレフィンケトン繊維コードの上撚り数（回／100mm ）

ポリオレフィンケトン繊維コードの下撚り糸２１の撚り係数としては、９５０〜１９５０の範囲にするのがよい。

本発明は、偏平率６０％以下の重荷重用空気入りタイヤ、好ましくはベルト層７〜１０への負担がより増大する偏平率５０％以下の重荷重用空気入りタイヤに用いる。

タイヤサイズを４３５／４５Ｒ２２．５、タイヤ構造を図１で共通にし、ベルト補強層に使用する有機繊維コードの構成を表１のようにした本発明タイヤ１〜３と、ベルト補強層にスチールコードを使用した従来タイヤをそれぞれ試験タイヤとして作製した。

各試験タイヤのベルト層の補強コードには、３×０．３２＋８×０．３４５のスチールコードを使用した。従来タイヤのベルト補強層に使用したスチールコードの構造は、３×（１×０．３２＋６×０．２８）である。

これら各試験タイヤを以下に示す方法により、転がり抵抗と荷重耐久性の評価試験を行ったところ、表１に示す結果を得た。

転がり抵抗
各試験タイヤをリムサイズ２２．５×１４．００のリムに装着し、空気圧を９００ｋＰａにして、測定ドラム試験機に取り付け、速度１２０ｋｍ／ｈ〜２０ｋｍ／ｈにおける抵抗値を測定し、その結果を従来タイヤを１００とする指数値で示した。この値が大きい程、転がり抵抗が小さい。

荷重耐久性
各試験タイヤをリムサイズ２２．５×１４．００のリムに装着し、空気圧を９００ｋＰａにして、耐久性ドラム試験機に取り付け、速度４５ｋｍ／ｈで一定とし、負荷荷重をＪＡＴＭＡで規定される最大荷重の１００％〜２００％まで段階的に上げながら、スリップ角±２°でスラローム走行させ、ベルト層のエッジセパレーションによるタイヤ故障が発生するまでの走行距離を測定し、その結果を従来タイヤを１００とする指数値で示した。この値が大きい程、荷重耐久性が優れている。

表１から、本発明タイヤは、転がり抵抗を改善できることがわかる。また、総繊度を２２００dtex以上にした本発明タイヤは、荷重耐久性を５ポイント以上高めることができ、総繊度を２２００dtex以上にすることで、転がり抵抗に加えて、荷重耐久性を改善できることがわかる。

本発明の空気入りタイヤの一実施形態を示す部分断面図である。 ベルト層及びベルト補強層の説明図である。 ベルト補強層の部分拡大断面図である。

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
７，８，９，１０ ベルト層
１１ ベルト補強層
ＴＣ タイヤ周方向ＴＣ
ｅ 有機繊維コード
ｆ，ｆ１，ｆ２，ｆ３，ｆ４ 補強コード

Claims (1)

1. トレッド部のカーカス層外周側に、スチールコードからなる補強コードをタイヤ周方向に対し一方向に傾斜配列した４層のベルト層を設け、該４層のベルト層のうち、前記カーカス層側から数えて２番目と３番目に位置する２番ベルト層と３番ベルト層の補強コードがタイヤ周方向に対する傾斜方向を逆向きにして交差するように配置した偏平率６０％以下の重荷重用空気入りタイヤにおいて、前記２番ベルト層と前記３番ベルト層との間に、総繊度Ｔが２２００〜７０００dtexであり、強度が８．９〜１５．０cN/dtex であり、下記式で表される撚り係数αが１０００〜２８００であるポリオレフィンケトン繊維コードからなる有機繊維コードをタイヤ周方向に螺旋状に巻回したベルト補強層を配置した重荷重用空気入りタイヤ。
   α＝Ｎ×（Ｔ／１．１１１） ^1/2
   但し、Ｎはポリオレフィンケトン繊維コードの上撚り数（回／100mm ）

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