JP5251249B2

JP5251249B2 - 空気入りタイヤ

Info

Publication number: JP5251249B2
Application number: JP2008130181A
Authority: JP
Inventors: 紳也張替
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 2008-05-16
Filing date: 2008-05-16
Publication date: 2013-07-31
Anticipated expiration: 2028-05-16
Also published as: JP2009274683A

Description

本発明は、空気入りタイヤに関し、更に詳しくは再生ポリエステル繊維からなるカーカスコードを使用した空気入りタイヤに関する。

環境への負荷低減や資源の再利用を目的として、回収した使用済みのＰＥＴボトルを繊維化することにより、再生ポリエステル繊維として、衣料用途や産業資材用途に再利用する試みが多数提案されている（特許文献１及び２等）。

しかし、一般に再生ポリエステル繊維は強度が著しく低く、ノーマルに製造されたポリエステル繊維に比べて約１／３程度しかない。そのため、高強度が要求されるタイヤコード用途に使用するには多くの課題があった。すなわち、再生ポリエステル繊維を使用しながら、空気入りタイヤの耐久性を既存の従来タイヤの耐久性並みに確保するということは、非常に難しいことであった。
特開２００４−１０００８７号公報特開２００３−１３３２８号公報

本発明の目的は、上述したような従来の問題点に鑑み、従来タイヤ並みの耐久性を確保しながら再生ポリエステル繊維の使用を可能にし、地球環境や省資源に貢献するようにした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、以下の第一の発明と第二の発明からなる。第一の発明は、以下の（１）の構成からなる。

（１）左右のビード部間に少なくとも２層のカーカスプライを掛け渡した空気入りタイヤにおいて、前記カーカスプライのうち少なくとも１層のカーカスプライＡを、再生ポリエステル繊維のカーカスコードで構成すると共に、該カーカスプライＡの端部を前記ビード部のビードコアに巻き掛けないようにし、他の少なくとも１層のカーカスプライＢを、強力１００Ｎ以上のカーカスコードで構成すると共に、該カーカスプライＢの端部を前記ビードコアにビードコア長５０ｍｍ当たり３５本以上の密度で巻き掛けた空気入りタイヤ。

また、かかる第一の本発明の空気入りタイヤにおいて、より好ましい具体的態様として、以下の（２）または（３）の構成からなる。

（２）前記カーカスプライＡの端部を前記ビード部のビードフィラーのタイヤ外側に配置した上記（１）記載の空気入りタイヤ。

（３）タイヤ偏平率が５５％以下である上記（１）または（２）に記載のタイヤ。

また、上述した目的を達成する第二の本発明の空気入りタイヤは、以下の（４）の構成からなる。

（４）左右のビード部間に少なくとも２層のカーカスプライを掛け渡したタイヤ偏平率が５５％以下の空気入りタイヤにおいて、前記カーカスプライのうち少なくとも１層のカーカスプライＡを、再生ポリエステル繊維のカーカスコードで構成すると共に、該カーカスプライＡの端部を前記ビード部のビードコアに巻き掛け、他の少なくとも１層のカーカスプライＢを、強力１００Ｎ以上のカーカスコードで構成すると共に、該カーカスプライＢの端部を前記ビードコアにビードコア長５０ｍｍ当たり３５本以上の密度で巻き掛けた空気入りタイヤ。

また、上記した第一または第二の本発明の空気入りタイヤにおいて、好ましい具体的態様として、以下の（５）または（６）の構成からなる。

（５）前記ビード部間に掛け渡した前記カーカスプライＡとＢの本体部において、前記カーカスプライＡを前記カーカスプライＢの外側に配置した上記（１）〜（４）のいずれかに記載の空気入りタイヤ。

（６）前記再生ポリエステル繊維のカーカスコードが、再生ポリエステル繊維のフィラメント糸又は紡績糸とノーマルのポリエステル繊維のフィラメント糸とを撚り合わせた複合コードからなる上記（１）〜（５）のいずれかに記載の空気入りタイヤ。

請求項１にかかる第一の本発明の空気入りタイヤによれば、強力１００Ｎ以上のコードで構成したカーカスプライＢをビードコア長５０ｍｍ当たり３５本以上の密度で巻き掛けてカーカス張力を担うようにする一方で、強度の低い再生ポリエステル繊維で構成したカーカスプライＡはビードコアに巻き掛けずにカーカス張力を負担を低くするようにしたので、強度の低い再生ポリエステル繊維の使用をしながら、タイヤの耐久性を従来タイヤ並みに維持することができる。

請求項４にかかる第二の本発明の空気入りタイヤによれば、強力１００Ｎ以上のコードで構成したカーカスプライＢをビードコア長５０ｍｍ当たり３５本以上の密度で巻き掛けると共に、強度の低い再生ポリエステル繊維で構成したカーカスプライＡもビードコアに巻き掛けてカーカス張力を負担するようにしているが、偏平率５５％以下のタイヤ断面高さが低いタイヤに適用するためカーカスの張力分担率が低く、そのためカーカスプライＡにカーカス張力を負担させてもコード疲労を抑制することができ、請求項１のタイヤと同様にタイヤの耐久性を従来タイヤ並みに維持することができる。

以下、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、第一の本発明にかかる空気入りタイヤの実施態様を示したタイヤ子午線方向断面図である。

空気入りタイヤ１は、左右のビード部２に２層のカーカスプライ４ａ、４ｂを掛け渡している。このカーカスプライ４ａ、４ｂの外周にベルト層６が配置され、更にその上にベルトカバー層７が設けられている。２層のカーカスのうち、外層側のカーカスプライ４ａ（カーカスプライＡ）は、再生ポリエステル繊維のカーカスコードから形成され、内層側のカーカスプライ４ｂ（カーカスプライＢ）は、強力が１００Ｎ以上のカーカスコードから構成されている。このカーカスプライ４ｂは、両端部がそれぞれビードコア３に対してタイヤ内側から外側へ折り返すように巻き掛けられ、かつビードコア３に対して、３５本以上／５０ｍｍビードコア長の密度で配置されている。これに対して、カーカスプライ４ａの両端部は巻き下ろされただけで、ビードコア３に対しては巻き付けられていない。

上記空気入りタイヤによれば、上述のように、再生ポリエステル繊維のカーカスコードからなるカーカスプライＡは、そのカーカスプライの端部を巻き下げているだけであるのに対して、カーカスプライＢはカーカスコードに強力１００Ｎ以上のコードを使用し、かつビードコアに対してビードコア長５０ｍｍ当たり３５本以上の密度で巻き掛けているので、カーカス張力に対する分担率をカーカスプライＢをカーカスプライＡよりも高くし、タイヤの耐久性を維持しながら、再生ポリエステル繊維の活用を可能にしている。

本発明において、カーカスプライは少なくとも２層設けられておればよく、図示の例のように２層のみに限定されず、３層以上であってもよい。また、カーカスプライＡおよびカーカスプライＢは、それぞれ少なくとも１層であればよく、それぞれ２層以上配置されていてもよい。

カーカスプライＡは、再生ポリエステル繊維からなるコードで構成されるが、カーカスプライＡを構成するカーカスコードの全てが再生ポリエステル繊維である必要はなく、好ましくは３重量％以上、より好ましくは１０重量％以上を占めていればよい。これによりリサイクル率の向上に貢献することができる。また、この再生ポリエステル繊維のカーカスコードは、原則としてビードコアに巻き掛けないようにする。これによりカーカスプライＡの耐久性を保持することができる。カーカスプライＡのコードエンド数は２５本〜４０本／カーカスプライ幅５０ｍｍ（ベルトセンター部）の範囲が好ましい。

他方のカーカスプライＢは、カーカスコードとして強力が１００Ｎ以上のコードを使用することが必要であり、しかもこのカーカスコードがビードコアに対して３５本以上／５０ｍｍビードコア長の密度で巻き掛けられていなければならない。

強力が１００Ｎ未満であったり、また、ビードコアに対する巻き掛けの密度がビードコア長５０ｍｍ当たり３５本未満であっては、タイヤの耐久性を保持することが難しくなる。

強力１００Ｎ以上のカーカスコードを構成する繊維としては、再生繊維ではなく、ノーマルに製造されたポリエステル繊維、ナイロン繊維、アラミド繊維、ポリケトン繊維、レーヨン繊維、ＰＶＣ繊維などを例示することができる。これらのうちでも、特にポリエステル繊維が好ましい。カーカスプライＢの強力の上限は、特に限定されず、カーカスとして機能する限り強いほど好ましい。また、カーカスコードのビードコアに対する巻き掛け密度の上限は、５０本以下／５０ｍｍビードコア長程度までにするとよい。それ以上に密度を上げると、コード間のコートゴムの厚さが制約されるため、かえって、耐久性が低下する。

本発明において、カーカスプライＡ及びカーカスプライＢの端部は、図１の実施形態のように配置するほか、例えば、図２（ａ）および（ｂ）に示すような形態にして組合せることも可能である。

図２（ａ）の実施形態は、カーカスプライＢは図１の場合と同様にビードコア３の周りに内側から外側に巻き返しているが、カーカスプライＡは、カーカスＢの本体とビードフィラー５との間に挟み込むように巻き下げた構成にしている。図２（ｂ）の実施形態は、カーカスプライＢを２層設け、その２層の端部をビードコア３に対しタイヤ内側から外側へ巻き返すようにし、その巻き上げ端部の外側にカーカスプライＡの端部を巻き下げた構成になっている。

上述した第一の本発明の空気入りタイヤは、タイヤ偏平率の大きさに拘わらず適用することができるが、好ましくは、偏平率が５５％以下の空気入りタイヤに採用するのがよい。タイヤ偏平率が小さいほどカーカスプライの張力分担率が低くなるので、カーカスプライＡに対する負荷を小さくし、タイヤ耐久性を一層向上することができるからである。

図３は、第二の本発明の空気入りタイヤの実施態様を示したタイヤ子午線方向断面概略図である。

空気入りタイヤはタイヤ偏平率が５５％以下であって、カーカスプライは、図１の実施形態と同様に再生ポリエステル繊維のカーカスコードから形成されたカーカスプライ４ａ（カーカスプライＡ）と、強力が１００Ｎ以上のカーカスコードから形成されたカーカスプライ４ｂ（カーカスプライＢ）から構成されている。このカーカスプライＡとＢの端部は、共にビードコア３の周りにタイヤ内側から外側に巻き上げられている。このうちカーカスプライＢは、ビードコア３に対して、ビードコア長５０ｍｍ当たり３５本以上の密度で巻き掛けられている。

上記した第二の本発明の空気入りタイヤは、カーカスプライＡがビードコア３に巻き掛けられているため、カーカス張力に対する分担率が大きくなるが、タイヤ偏平率が５５％以下であるので、内圧に対する張力分担が主としてベルト層によって行われ、カーカスの分担率が低くなるためタイヤ耐久性を向上することが可能になる。

第一または第二の本発明の空気入りタイヤにおいて、カーカスプライＡに使用する再生ポリエステル繊維のカーカスコードは、再生ポリエステル繊維のフィラメント糸又は紡績糸の単独であってもよいが、これら再生ポリエステル繊維のフィラメント糸または紡績糸と、ノーマルのポリエステル繊維のフィラメント糸とを撚り合わせた複合コードを使用してもよい。

このような複合コードを使用することにより、再生ポリエステル繊維糸を単独でカーカスコードとして用いる場合よりもコード強力を大きくできるので、耐久性がより向上する。複合比率は、重量比で、再生ポリエステル繊維のフィラメント糸又は紡績糸／ノーマルのポリエステル繊維のフィラメント糸＝３０〜７０／７０〜３０の範囲内とすることがよい。

実施例１〜２、従来例１〜２、比較例１〜３
試験タイヤとして、タイヤサイズ：２０５／６５Ｒ１５を共通にし、カーカスプライのカーカスコード材料およびビードコアへの巻付け構造を表１中に記載したように異ならせた計７種類の空気入りタイヤ（従来例１〜２、比較例１〜３、実施例１〜２）を試作した。カーカスプライをビードコアに巻き掛ける場合、その巻き掛け密度を４２本／５０ｍｍビードコア長とし、カーカスプライをビードコアに巻き掛けない場合、そのコードエンド数を２６本／カーカスプライ幅５０ｍｍ（ベルトセンター部）とした。

カーカスプライＢのカーカスコードの強力は１５０Ｎである。

それぞれのタイヤにおけるビード部周辺でのカーカスプライ構造は、図４（イ）〜（ト）に図示した態様で、表１と表２の各欄に記載したとおりの構造であり、それら図において、破線で示したのが再生ポリエステルカーカスプライＡであり、実線で示したのがノーマルのカーカスプライＢである。

それぞれのタイヤについて、後述する仕様の耐久性試験と耐圧性試験を行い、各空気入りタイヤの耐久性、カーカスプライの耐圧性を評価した。評価結果を表１に示した。

従来例１、従来例２は、従来のノーマルのポリエステル繊維カーカスコードからなるものである。比較例１は耐圧性試験で劣っていた。比較例２は従来例１と同様の結果が得られた。

比較例３の空気入りタイヤは、再生ポリエステルカーカスプライを、内層の１プライに使用しビードコアに対する巻き上げを行い、外層にはノーマルのポリエステルカーカスプライを使用してビードコアに対する巻き上げはないものであるが、圧力容器としての全体タイヤ強度が不足し、耐圧試験で不合格であった。

実施例１の空気入りタイヤは、再生ポリエステルカーカスプライを外層の１プライに使用し、内層にはノーマルのポリエステルカーカスプライを使用して、外層の再生ポリエステルカーカスプライのビードコアに対する巻き上げはないものであるが、耐圧性試験、耐久性試験ともに従来例２と同等の結果が得られた。

実施例２の空気入りタイヤは、再生ポリエステルカーカスプライを図２（ａ）の構造で外層の１プライに使用し、内層にはノーマルの通常のポリエステルカーカスプライを使用して、外層の再生ポリエステルカーカスプライのビードコアに対する巻き上げはないものであるが、耐圧性試験、耐久性試験ともに、従来例２と同等の結果が得られた。

また、比較例２、実施例１〜２の耐久性試験を終えたタイヤについて、耐圧性試験を行ったところ、比較例２のタイヤはサイドウォール部のバーストで破壊したことからカーカスコードの劣化が起こっていて好ましくないと判断できるものだった。実施例１〜２のものは、ビード部でバーストが起こりカーカスコードの劣化は起こっていないと判断できるものであった。

実施例３〜６、従来例３〜４、比較例４〜５
試験タイヤとして、タイヤサイズ：２３５／４５Ｒ１７を共通にし、カーカスプライのカーカスコード材料およびビードコアへの巻付け構造を表２中に記載したように異ならせた計７種類の空気入りタイヤ（従来例３〜４、比較例４〜５、実施例３〜６）を試作した。カーカスプライをビードコアに巻き掛ける場合、その巻き掛け密度を４２本／５０ｍｍビードコア長とし、カーカスプライをビードコアに巻き掛けない場合、そのコードエンド数を３０本／カーカスプライ幅５０ｍｍ（ベルトセンター部）とした。

カーカスプライＢのカーカスコードの強力は１５０Ｎである。実施例６は、ポリエステルカーカスプライＡに使用されている再生ポリエステル繊維からなるカーカスコードとして、再生ポリエステルフィラメント糸と通常のポリエステルフィラメント糸とを撚り合わせた複合コードを用いた例である。

なお、実施例３は第二の本発明の実施例であり、実施例４と実施例５は請求項３にかかる第一の本発明の実施例である。実施例３は、内層および外層、カーカス層を共にビードコアで折り返したものである。実施例４の外層の端末はビードコアで折り返された内層カーカス層端末の外側に配置しているのに対し、実施例５の外層の端末はビードフィラーの内側に配置したものである。

それぞれについて、耐久性試験と耐圧性試験を行い、各空気入りタイヤの耐久性、カーカスプライの耐圧性を評価した。評価結果を表２に示した。

実施例３の結果と前述比較例２の結果を対比してわかるように、耐久性試験後の耐圧性試験において、偏平率６５％の２０５／６５Ｒ１５サイズタイヤは、ビードコアの巻き上げ構造としたときにカーカスがバーストしたが（比較例２）、偏平率が４５％の２３５／４５Ｒ１７サイズタイヤでは、カーカスバーストはしなかった（実施例３）。

なお、タイヤ耐久性試験と、カーカスプライの耐圧性の試験方法は、以下に記載する方法で行った。

（ａ）タイヤ耐久性試験：
ドラム表面が平滑な鋼製で、直径が１７０７ｍｍ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てリム組した試験タイヤについて、ＪＡＴＭＡで規定された最大荷重の１２０％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にて１０分走行させ、以降、１０分毎に速度を１０ｋｍ／ｈｒずつステップアップさせながら２２０ｋｍ／ｈｒまで上げていき、２２０ｋｍ／ｈｒに到達した後は、その速度で走行を継続させて、タイヤが破壊するか、２２０ｋｍ／ｈｒにて３０分間走行完了するまで、ドラム走行を続けた。
それぞれの試験タイヤの走行距離を、２２０ｋｍ／ｈｒ完走を基準（１００）とした指数で表して、タイヤ耐久性の評価をした。数字が大きいものほど耐久性に優れていることを表している。

（ｂ）カーカスプライの耐圧性試験：
空気入りタイヤ内に高圧で水を注入し、バーストまで至らせる水圧試験を行い、バースト（破壊）したタイヤ部位をもとにして、カーカスプライの耐圧性試験を行った。
ビード部でバーストしたものは「○」、カーカスプライ部で破壊したものは「×」とした。なお、新品タイヤについての本耐圧性試験を行った他に、必要に応じて、上記（ａ）のタイヤ耐久性試験上がりのタイヤについても本耐圧性試験を行った。

第一の本発明の空気入りタイヤの実施態様例を示したタイヤ子午線方向断面図である。カーカスプライのビードコア部への巻付け方の図１に示した以外の例を、モデル的に示した要部概略図である。第二の本発明の空気入りタイヤの実施態様例を示したタイヤ子午線方向断面図である。（イ）〜（ト）は、実施例１〜６、従来例１〜４、比較例１〜５において採用したビード部周辺でのカーカスプライ構造を示したものである。

符号の説明

１空気入りタイヤ
２ビード部
３ビードコア
４ａカーカスプライＡ
４ｂカーカスプライＢ
５ビードフィラー
６ベルト層
７ベルトカバー層

Claims

左右のビード部間に少なくとも２層のカーカスプライを掛け渡した空気入りタイヤにおいて、前記カーカスプライのうち少なくとも１層のカーカスプライＡを、再生ポリエステル繊維のカーカスコードで構成すると共に、該カーカスプライＡの端部を前記ビード部のビードコアに巻き掛けないようにし、他の少なくとも１層のカーカスプライＢを、強力１００Ｎ以上のカーカスコードで構成すると共に、該カーカスプライＢの端部を前記ビードコアにビードコア長５０ｍｍ当たり３５本以上の密度で巻き掛けた空気入りタイヤ。
前記カーカスプライＡの端部を前記ビード部のビードフィラーのタイヤ外側に配置した請求項１記載の空気入りタイヤ。
タイヤ偏平率が５５％以下である請求項１または２に記載のタイヤ。
左右のビード部間に少なくとも２層のカーカスプライを掛け渡したタイヤ偏平率が５５％以下の空気入りタイヤにおいて、前記カーカスプライのうち少なくとも１層のカーカスプライＡを、再生ポリエステル繊維のカーカスコードで構成すると共に、該カーカスプライＡの端部を前記ビード部のビードコアに巻き掛け、他の少なくとも１層のカーカスプライＢを、強力１００Ｎ以上のカーカスコードで構成すると共に、該カーカスプライＢの端部を前記ビードコアにビードコア長５０ｍｍ当たり３５本以上の密度で巻き掛けた空気入りタイヤ。
前記ビード部間に掛け渡した前記カーカスプライＡとＢの本体部において、前記カーカスプライＡを前記カーカスプライＢの外側に配置した請求項１〜４のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
前記再生ポリエステル繊維のカーカスコードが、再生ポリエステル繊維のフィラメント糸又は紡績糸とノーマルのポリエステル繊維のフィラメント糸とを撚り合わせた複合コードからなる請求項１〜５のいずれかに記載の空気入りタイヤ。