JP5200690B2

JP5200690B2 - 空気入りタイヤ

Info

Publication number: JP5200690B2
Application number: JP2008161392A
Authority: JP
Inventors: 紳也張替
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 2008-06-20
Filing date: 2008-06-20
Publication date: 2013-06-05
Anticipated expiration: 2028-06-20
Also published as: JP2010000901A

Description

本発明は、所謂ハーフラジアル構造を有する空気入りタイヤに関し、更に詳しくは、高速耐久性を良好に維持しながら、耐フラットスポット性を向上することを可能にした空気入りタイヤに関する。

近年、乗用車の性能向上に伴い、空気入りタイヤにおいても高い運動性能が要求されている。このような要求を満足するために、カーカス層のタイヤ周方向に対するコード角度を９０°よりも小さくし、カーカス層の補強コードを層間で互いに交差するように配置した所謂ハーフラジアル構造を有する空気入りタイヤが提案されている。ハーフラジアル構造を有する空気入りタイヤにおいては、カーカス層の補強コードとして６６ナイロン繊維コードを用いることが一般であるが、脂肪族ポリケトンからなる高弾性繊維ヤーンの下撚り糸と６６ナイロンからなる低弾性繊維ヤーンの下撚り糸とを撚り合わせた複合コードを用いることも提案されている（例えば、特許文献１参照）。

ところで、車両を高速で走行させた後に長い時間駐車すると、タイヤにフラットスポットが形成されることがある。つまり、高速走行により発熱したタイヤが停車中に変形した状態で冷却されることにより、タイヤ構成部材にクリープセット（変形が固定される現象）を生じるのである。特に、タイヤ構成部材にガラス転移点が低い材料を用いた場合、フラットスポットが形成され易くなる。このようなフラットスポットが形成されると、タイヤのユニフォミティーが悪化し、ロードノイズや振動が増加することになる。

上述したハーフラジアル構造を有する空気入りタイヤは、カーカス層の補強コードとしてガラス転移点が低い６６ナイロン繊維コードや６６ナイロン繊維を含む複合コードを用いているため、耐フラットスポット性が悪いという問題が指摘されている。特に、ハーフラジアル構造を有する空気入りタイヤにおいてフラットスポットが形成されると、そのフラットスポットによる悪影響が顕著に現れる傾向がある。
特開２００６−８８７１９号公報

本発明の目的は、高速耐久性を良好に維持しながら、耐フラットスポット性を向上することを可能にした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ための本発明の空気入りタイヤは、一対のビード部間にタイヤ周方向に対するコード角度が７０°〜８８°の範囲にある少なくとも２層のカーカス層を装架し、これらカーカス層の補強コードを層間で互いに交差するように配置すると共に、トレッド部における前記カーカス層の外周側にベルト層を配置した空気入りタイヤにおいて、１層のカーカス層の補強コードとして弾性率１００００ＭＰａ以上の高弾性繊維ヤーンの下撚り糸と４６ナイロンからなる低弾性繊維ヤーンの下撚り糸とを下撚りとは逆方向の上撚りを与えて撚り合わせた複合コードを用い、他のカーカス層の補強コードとして４６ナイロン繊維コードを用いたことを特徴とするものである。

本発明では、ハーフラジアル構造を有する空気入りタイヤにおいて、高弾性繊維ヤーンの下撚り糸と低弾性繊維ヤーンの下撚り糸と撚り合わせた複合コードを用い、その複合コードの低弾性繊維ヤーンを６６ナイロンに比べてガラス転移点が高い４６ナイロンから構成することにより、高速耐久性を良好に維持しながら、耐フラットスポット性を向上することができる。

本発明におけるハーフラジアル構造は、一対のビード部間にタイヤ周方向に対するコード角度が７０°〜８８°の範囲にある少なくとも２層のカーカス層を装架し、これらカーカス層の補強コードを層間で互いに交差するように配置した構造である。この構造においては、１層のカーカス層の補強コードとして上記複合コードを用い、他のカーカス層の補強コードとして４６ナイロン繊維コードを用いた場合であっても、高速耐久性を良好に維持しながら、耐フラットスポット性を向上する効果を得ることができる。

本発明において、カーカス層のタイヤ周方向に対するコード角度は８２°〜８８°の範囲にあることが好ましい。カーカス層のコード角度を大きくした場合、高速耐久性の点で有利である。

カーカス層のコートゴムの６０℃でのｔａｎδは０．１５以下であることが好ましい。これにより、走行時の温度上昇を抑制し、高速耐久性及び耐フラットスポット性を更に向上することができる。

複合コードは低弾性繊維ヤーンの下撚り糸１本と高弾性繊維ヤーンの下撚り糸２本とを撚り合わせた３本撚り構造を有することが好ましい。これにより、複合コードの剛性が高くなるので、高速耐久性及び耐フラットスポット性を更に向上することができる。

なお、高弾性繊維ヤーンの弾性率は、タイヤから取り出したコードをヤーン単位に分解し、ＪＩＳＬ１０１７「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ものである。より具体的には、４４Ｎ負荷時のヤーンの伸びをｅ₁（％）とし、１４９Ｎ負荷時のヤーンの伸びをｅ₂（％）としたとき、以下の式により弾性率Ｅを求める。
Ｅ＝〔１０５／（ｅ₂−ｅ₁）×１００〕／Ｓ
ここで、Ｓはヤーンの断面積（ｍｍ²）であり、以下の式から算出する。
Ｓ＝Ｄ／１００００ρ
但し、Ｄはヤーンの公称繊度（ｄｔｅｘ）であり、ρは繊維の公称比重である。

以下、本発明の構成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は本発明の実施形態からなる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３，３間には複数層のカーカス層４が装架され、各カーカス層４の端部がビードコア５の廻りにタイヤ内側から外側に折り返されている。これらカーカス層４はタイヤ周方向に対するコード角度が７０°〜８８°の範囲に設定され、その補強コードが層間で互いに交差するように配置されている。つまり、一方のカーカス層４の補強コードがタイヤ径方向に対して一方側に傾斜し、他方のカーカス層４の補強コードがタイヤ径方向に対して他方側に傾斜している。

トレッド部１におけるカーカス層４の外周側には複数層のベルト層６が埋設されている。これらベルト層６はスチールコードがタイヤ周方向に対して傾斜し、かつ層間でスチールコードが互いに交差するように配置されている。更に、ベルト層６の外周側には、有機繊維コードをタイヤ周方向に巻回してなるベルト補強層７が配置されている。このベルト補強層７は少なくとも１本の有機繊維コードを引き揃えてゴム被覆してなるストリップ材をタイヤ周方向に対して実質的に０°で連続的に巻回したジョイントレス構造を有している。

上記空気入りタイヤにおいて、少なくとも１層のカーカス層４を構成する補強コードとして、弾性率１００００ＭＰａ以上の高弾性繊維ヤーンの下撚り糸と４６ナイロン（ポリテトラメチレンアジパミド）からなる低弾性繊維ヤーンの下撚り糸とを下撚りとは逆方向の上撚りを与えて撚り合わせた複合コードが使用されている。

上記複合コードは、以下の式で表される上撚り係数Ｋが１６００〜２３００、より好ましくは、１８００〜２１００であることが望ましい。
Ｋ＝Ｔ×Ｄ^1/2
但し、Ｔは上撚り数（回／１０ｃｍ）であり、Ｄは複合コードの総繊度（ｄｔｅｘ）である。

このようにハーフラジアル構造を有する空気入りタイヤにおいて、高弾性繊維ヤーンの下撚り糸と低弾性繊維ヤーンの下撚り糸と撚り合わせた複合コードを用い、その複合コードの低弾性繊維ヤーンを４６ナイロンから構成することにより、高速耐久性を良好に維持しながら、耐フラットスポット性を向上することができる。つまり、複合コードの低弾性繊維ヤーンを６６ナイロン（ガラス転移温度：約５０℃）に比べてガラス転移点が高い４６ナイロン（ガラス転移温度：約７８℃）から構成しているので、車両を高速で走行させた後に長い時間駐車してもフラットスポットを生じ難い。また、低弾性繊維ヤーンの下撚り糸に対して高弾性繊維ヤーンの下撚り糸を組み合わせているので、その高弾性繊維ヤーンの物性に基づいて高速耐久性を向上することができる。

高弾性繊維ヤーンの材料は、特に限定されるものではないが、例えば、アラミド繊維、ポリパラフェニレンベンズオキサゾール繊維（ＰＢＯ）、又は、ポリオレフィンケトン繊維（ＰＯＫ）を用いることができる。

上記実施形態において、全てのカーカス層４の補強コードとして上記複合コードを用いることが考えられるが、１層のカーカス層４の補強コードとして上記複合コードを用い、他のカーカス層４の補強コードとして４６ナイロン繊維コードを用いるようにする。このように複数層のカーカス層４のうち１層だけに上記複合コードを用いた場合であっても、高速耐久性を良好に維持しながら、耐フラットスポット性を向上する効果を得ることができる。

図２は本発明の他の実施形態（参考例）からなる空気入りタイヤを示すものである。図２において、図１と同一物には同一符号を付してその部分の詳細な説明は省略する。図２に示すように、左右一対のビード部３，３間には単一のカーカス層４が装架され、このカーカス層４の端部がビードコア５の廻りにタイヤ内側から外側に折り返されている。カーカス層４はタイヤ周方向に対するコード角度が７０°〜８８°の範囲に設定されている。

トレッド部１におけるカーカス層４の外周側には複数層のベルト層６が埋設されている。更に、ベルト層６の外周側には、有機繊維コードをタイヤ周方向に巻回してなるベルト補強層７が配置されている。そして、カーカス層４の巻き上げ部分はベルト層６と重なる位置まで延在している。これにより、サイドウォール部２においてカーカス層４には積層部分が形成され、その積層部分の層間でカーカス層４の補強コードが互いに交差するように配置されている。つまり、カーカス層４の本体部分では補強コードがタイヤ径方向に対して一方側に傾斜し、カーカス層４の巻き上げ部分では補強コードがタイヤ径方向に対して他方側に傾斜している。

上記空気入りタイヤにおいて、カーカス層４を構成する補強コードとして、弾性率１００００ＭＰａ以上の高弾性繊維ヤーンの下撚り糸と４６ナイロン（ポリテトラメチレンアジパミド）からなる低弾性繊維ヤーンの下撚り糸とを下撚りとは逆方向の上撚りを与えて撚り合わせた複合コードが使用されている。

このようにハーフラジアル構造を有する空気入りタイヤにおいて、高弾性繊維ヤーンの下撚り糸と低弾性繊維ヤーンの下撚り糸と撚り合わせた複合コードを用い、その複合コードの低弾性繊維ヤーンを４６ナイロンから構成することにより、高速耐久性を良好に維持しながら、耐フラットスポット性を向上することができる。また、図２の実施形態では単一のカーカス層４を用いてハーフラジアル構造を形成しているので、図１の実施形態に比べて軽量化を図ることができる。

上述した各実施形態において、カーカス層４のタイヤ周方向に対するコード角度は７０°〜８８°の範囲に設定することが必要である。このコード角度が７０°未満であると高速耐久性が不十分になり、逆に８８°を超えると操縦安定性に代表される運動性能が不十分になる。特に、高速耐久性を重視する場合、カーカス層４のコード角度を８２°〜８８°の範囲に設定すると良い。

カーカス層４のコートゴムの６０℃でのｔａｎδは０．１５以下であると良い。これにより、走行時におけるカーカス層４のコートゴムの発熱を抑制し、その温度上昇を抑制するので、高速耐久性及び耐フラットスポット性を更に向上することができる。コートゴムの６０℃でのｔａｎδは、東洋精機製作所製の粘弾性スペクトロメーターを用いて、初期歪１０％、振幅±２％、周波数２０Ｈｚの条件で測定したものである。

図３及び図４はそれぞれ本発明の空気入りタイヤのカーカス層に使用される複合コードを例示するものである。図３において、複合コード１４は１本の低弾性繊維ヤーンの下撚り糸１４Ｌと１本の高弾性繊維ヤーンの下撚り糸１４Ｈとを撚り合わせた２本撚り構造を有している。図４において、複合コード１４は１本の低弾性繊維ヤーンの下撚り糸１４Ｌと２本の高弾性繊維ヤーンの下撚り糸１４Ｈとを撚り合わせた３本撚り構造を有している。図４のように複合コード１４を１本の低弾性繊維ヤーンの下撚り糸１４Ｌと２本の高弾性繊維ヤーンの下撚り糸１４Ｈとを撚り合わせた３本撚り構造とした場合、複合コード１４の剛性が高くなるので、高速耐久性及び耐フラットスポット性を更に向上することができる。

タイヤサイズ２３５／４５Ｒ１７で、ハーフラジアル構造を有する空気入りタイヤにおいて、カーカス層のプライ構造及びコード角度、カーカス層に用いるカーカスコードの撚り構造、打ち込み密度、上撚り数及び上撚り係数、カーカスコードを構成する高弾性ヤーンの材質、繊度及び下撚り数、カーカスコードを構成する低弾性ヤーンの材質、繊度及び下撚り数、並びに、カーカス層のコートゴムの１００％モジュラス（ＪＩＳＫ６２５１に準拠）及びｔａｎδを表１及び表２のように設定した従来例１〜３、参考例１〜８及び実施例１の空気入りタイヤを製作した。

表１及び表２の撚り構造について、「２Ｌ」は２本の低弾性繊維ヤーンの下撚り糸を撚り合わせた２本撚り構造を意味し、「Ｈ＋Ｌ」は１本の低弾性繊維ヤーンの下撚り糸と１本の高弾性繊維ヤーンの下撚り糸とを撚り合わせた２本撚り構造を意味し、「Ｈ＋２Ｌ」は２本の低弾性繊維ヤーンの下撚り糸と１本の高弾性繊維ヤーンの下撚り糸とを撚り合わせた３本撚り構造を意味し、「２Ｈ＋Ｌ」は１本の低弾性繊維ヤーンの下撚り糸と２本の高弾性繊維ヤーンの下撚り糸とを撚り合わせた３本撚り構造を意味する。但し、実施例１においては、１層のカーカス層には表２に記載された複合コードを使用し、他のカーカス層には４６ナイロン繊維コード（繊度：１４００ｄｔｅｘ／２、下撚り数：３７回／１０ｃｍ、上撚り数：３７回／１０ｃｍ、打ち込み密度３３本／５０ｍｍ）を用いた。また、従来例１〜３及び参考例１〜７においては、２層のカーカス層に同一材料からなるコードを用いた。

これら試験タイヤについて、下記の方法により、重量、高速耐久性及び耐フラットスポット性を評価し、その結果を表１及び表２に併せて示した。

重量：
各試験タイヤの重量を測定し、従来例２を１００とする指数にて示した。この指数値が小さいほど軽量であることを意味する。

高速耐久性：
ドラム表面が平滑な鋼製でかつドラム直径が１７０７ｍｍである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にてインフレートした試験タイヤについて、ＪＡＴＭＡにて規定された最大荷重の１２０％の荷重を与えつつ速度１２０ｋｍ／ｈにて２時間の走行を行い、次いで、同一荷重で速度１５０ｋｍ／ｈにて１５分間の走行を行い、以下１５分毎に速度を１０ｋｍ／ｈずつステップアップさせ、タイヤが破壊するまでの走行距離を計測した。評価結果は、従来例２を１００とする指数にて示した。この指数値が大きいほど高速耐久性が優れていることを意味する。

耐フラットスポット性：
ＪＡＳＯＣ６０７「自動車用タイヤのユニフォミティ試験方法」に準拠して、各試験タイヤのラジアル・フォース・バリエーション（ＲＦＶ）を測定し、次いで、速度１５０ｋｍ／ｈで３０分間予備走行した後、荷重を負荷した状態でドラムを１時間停止した。その後、再びＲＦＶを測定し、予備走行前後のＲＦＶの差を求め、これを評価指標とした。評価結果は、従来例２を１００とする指数にて示した。この指数値が小さいほど耐フラットスポット能が優れ、即ち、フラットスポットが形成され難いことを意味する。

これら表１及び表２から明らかなように、実施例１のタイヤは従来例１〜３に比べて高速耐久性を良好に維持しながら耐フラットスポット性を向上することができた。

本発明の実施形態からなる空気入りタイヤを示す子午線半断面図である。本発明の他の実施形態（参考例）からなる空気入りタイヤを示す子午線半断面図である。本発明の空気入りタイヤのカーカス層に使用される複合コードの一例を示す断面図である。本発明の空気入りタイヤのカーカス層に使用される複合コードの他の例を示す断面図である。

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
５ビードコア
６ベルト層
７ベルト補強層
１４複合コード
１４Ｌ低弾性繊維ヤーン
１４Ｈ高弾性繊維ヤーン

Claims

一対のビード部間にタイヤ周方向に対するコード角度が７０°〜８８°の範囲にある少なくとも２層のカーカス層を装架し、これらカーカス層の補強コードを層間で互いに交差するように配置すると共に、トレッド部における前記カーカス層の外周側にベルト層を配置した空気入りタイヤにおいて、１層のカーカス層の補強コードとして弾性率１００００ＭＰａ以上の高弾性繊維ヤーンの下撚り糸と４６ナイロンからなる低弾性繊維ヤーンの下撚り糸とを下撚りとは逆方向の上撚りを与えて撚り合わせた複合コードを用い、他のカーカス層の補強コードとして４６ナイロン繊維コードを用いたことを特徴とする空気入りタイヤ。
前記カーカス層のタイヤ周方向に対するコード角度が８２°〜８８°の範囲にあることを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤ。
前記カーカス層のコートゴムの６０℃でのｔａｎδが０．１５以下であることを特徴とする請求項１〜２のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
前記複合コードが前記低弾性繊維ヤーンの下撚り糸１本と前記高弾性繊維ヤーンの下撚り糸２本とを撚り合わせた３本撚り構造を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の空気入りタイヤ。