JP5294405B2 - 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（以下、単に「タイヤ」とも称する）に関し、詳しくは、ベルト補強層に用いる補強コードの改良に係る空気入りラジアルタイヤに関する。

一般に、高速走行用の空気入りラジアルタイヤでは、ベルト層のタイヤ半径方向外側に、ベルト層の少なくとも両端部を覆うベルト補強層が配置されている。このベルト補強層は、高速回転時の遠心力により生じるベルト層両端部のせり上がりをタガ効果によって抑制することで、タイヤの高速耐久性を高める効果を奏する。

このベルト補強層を構成するコードには、従来、下撚りを施した有機繊維の素線の束（所謂ストランド）の複数本を、さらに上撚りによって撚り合わせた双撚り構造の有機繊維コードが主として使用されている。また、製造コストやタイヤ重量の低減を目的として、１本のストランドのみからなる片撚り構造のコードを使用することも提案されている（例えば、特許文献１，２等）。

特公昭５９−１６０１号公報 特開２００２−１５４３０４号公報

従来、上記ベルト補強層のコード材質としては、ナイロン等の低弾性率の有機繊維が主に用いられている。しかしながら、かかる低弾性率の有機繊維コードでは、近年の偏平化・大型化が進んだタイヤにおいては十分な高速耐久性を得ることができない場合があるという問題があった。

また、一方では、高い弾性率を有するパラアラミド繊維の下撚り束とナイロン繊維の下撚り束とを撚り合わせた、いわゆるハイブリッドコードをベルト補強層コードとして用い、偏平化・大型化されたタイヤの高速耐久性を向上させることが提案されている。しかし、このようなハイブリッドコードでは、タイヤ製造時において、ベルト補強層コードと、そのタイヤ半径方向内側に配設されたベルト層コードとの間に十分な間隙を確保することが難しい。そのため、十分な高速耐久性を確保するためには、ベルト層とベルト補強層との間にゴムストリップを挿入するなどの手法が必要となり、製造コストの増加やタイヤ重量の増加につながるという問題があった。さらに、空気入りラジアルタイヤにおいては、低燃費に寄与する低転がり抵抗を有することも重要である。

そこで本発明の目的は、上記問題を解消して、製造コストの増加やタイヤ重量の増加などの他の問題を生ずることなく、優れた高速耐久性および低転がり抵抗を実現した空気入りラジアルタイヤを提供することにある。

本発明者は鋭意検討した結果、ベルト補強層に用いるコードとして、異種繊維の組み合わせからなる片撚りコードを用いることで、上記問題を解決できることを見出して、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明の空気入りラジアルタイヤは、左右一対のビード部に夫々設けられたビードコアと、クラウン部から両サイドウォール部を経て両ビード部に延び該ビードコアに係留された、ラジアルコード層よりなるカーカスプライと、該カーカスプライのクラウン部ラジアル方向外側に配置されたベルトと、該ベルトの外側に略タイヤ赤道方向に配置されたベルト補強層と、該ベルト補強層の外側に配置されたトレッドと、を備える空気入りラジアルタイヤにおいて、
前記ベルト補強層を形成する繊維コードが、異種繊維の組み合わせからなる片撚りコードであり、かつ、前記ベルト補強層が単一のベルト補強層であって、ベルトと略同一幅で設けられていることを特徴とするものである。

本発明においては、前記異種繊維が、１６０℃３０分加熱後熱収縮率が０．５％以上の熱収縮性繊維と、１６０℃３０分加熱後熱収縮率が０．２％以下である非熱収縮性繊維であることが好ましい。また、前記ベルト補強層を形成する繊維コードの切断伸度が３％以上であることが好ましく、さらに、前記ベルト補強層を形成する繊維コードにおける前記熱収縮性繊維の割合が３０％以上であることが好ましく、さらにまた、前記ベルト補強層を形成する繊維コードの総繊度が、８００ｄｔｅｘ以上８５００ｄｔｅｘ以下であることが好ましい。ここで、１６０℃３０分加熱後熱収縮率とは、同様のディップ処理済みコードに対しオーブン中で１６０℃、３０分の乾熱処理を行い、熱処理前後のコード長を、５０ｇの荷重をかけて計測して下式により求められる値である。但し、下記式中、Ｌｂは熱処理前のコード長、Ｌａは熱処理後のコード長である。
加熱後熱収縮率（％）＝｛（Ｌｂ−Ｌａ）／Ｌｂ｝×１００

本発明においては、ベルト補強層を形成する繊維コードが、異種繊維の組み合わせからなる片撚りコードを用いるものとしたことで、ゴムストリップ等の使用なしでベルト補強層コードとベルト層コードとの間の間隙を確保することができ、これにより製造コストの増加やタイヤ重量の増加などの他の問題を生ずることなく、優れた高速耐久性および低転がり抵抗を有する空気入りラジアルタイヤを実現することが可能となった。すなわち、従来のハイブリッドコードでは、いずれか一方の繊維の性質が現れやすく、コードの熱収縮応力を自由にコントロールすることができないために、異なる繊維を用いるメリットが小さかったのに対し、本発明におけるように片撚りコードとすることで、異種コードそれぞれの性質が発揮されて、熱収縮応力のコントロールを自由に行うことが可能となったものである。

本発明の一実施の形態に係る空気入りラジアルタイヤを示す幅方向断面図である。

以下、本発明の好適実施形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。
図１に、本発明の一例の空気入りラジアルタイヤの片側断面図を示す。図示するように、本発明の空気入りラジアルタイヤ１０は、左右一対のビード部１１に夫々設けられたビードコア１と、クラウン部１２から両サイドウォール部１３を経て両ビード部１１に延びビードコア１に係留された、ラジアルコード層よりなるカーカスプライ２と、そのクラウン部ラジアル方向外側に配置されたベルト３と、その外側に略タイヤ赤道方向に配置されたベルト補強層４と、そのさらに外側に配置されたトレッド５と、を備えている。

本発明においては、ベルト補強層４が、異種繊維の組み合わせからなる片撚りコードより形成されている。これにより、製造コストの増加やタイヤ重量の増加などの他の問題を生ずることなく、優れた高速耐久性および低転がり抵抗を実現した空気入りラジアルタイヤを得ることができる。

ベルト補強層４に用いる熱収縮性繊維としては、１６０℃３０分加熱後熱収縮率が０．５％以上、例えば、２〜４％のものを用いることが好ましい。熱収縮性繊維の熱収縮率が０．５％未満であると、コード全体に十分な熱収縮性を付与することが難しく、タイヤ製造が困難となる。かかる熱収縮性繊維としては、具体的には例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）繊維、ポリケトン繊維等を用いることができる。

また、ベルト補強層４に用いる非熱収縮性繊維としては、１６０℃３０分加熱後熱収縮率が０．２％以下、例えば、０〜０．１％のものを用いることが好ましい。非熱収縮性繊維の熱収縮率が０．２％より大きいと、コード全体の熱収縮性が過大となって、コードの強伸度特性のコントロールが困難となる。かかる非熱収縮性繊維としては、具体的には例えば、パラ系アラミド繊維等を用いることができる。

本発明においては、片撚りコードにおけるこれら熱収縮性繊維と非熱収縮性繊維との比率としては、熱収縮性繊維の割合が３０％以上となるよう決定することが好ましい。熱収縮性繊維の割合が３０％未満であると、所定のタイヤ効果を得るためには必要な繊維量が多くなり、結果として重量やコストの増加につながる。

本発明において、上記ベルト補強層４を形成する繊維コードの総繊度は、好適には、８００ｄｔｅｘ以上８５００ｄｔｅｘ以下とする。この繊維コードの総繊度が８００ｄｔｅｘ未満であるか、または、８５００ｄｔｅｘを超えると、製造が困難となるため好ましくない。なお、後述する実施例においては、２または３本撚りの異種繊維コードを用いているが、本発明はこれに制限されるものではなく、４本以上の異種繊維を撚り合わせてもよい。

また、上記片撚りコードからなるベルト補強層４の繊維コードは、切断伸度が３％以上、例えば、５〜１２％であることが好ましい。繊維コードの切断伸度が３％未満であると、路上の突起などにより、ベルト補強層４が損傷を受けるリスクが高まることになる。

本発明のタイヤにおいては、ベルト補強層４が上記条件を満足する繊維コードからなるものであれば、それ以外の点については、特に制限されるものではない。例えば、ベルト補強層４は、図示する例ではベルト３と略同一幅で設けられているが、これには限定されず、ベルト３の少なくとも両端部を覆うものであればよい。ベルト補強層４は、上記繊維コードと、これを被覆するコーティングゴムとからなり、略タイヤ赤道方向に対し実質的に並行に配置される。また、その層数は、図示する例では１層であるが、２層以上でもよく、特に制限されない。

カーカス２は、略ラジアル方向に平行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ラジアルコード層よりなる。カーカス２は、図示する例では、クラウン部１２から両サイドウォール部１３を経て両ビード部１１に延び、ビードコア１に巻回されてビード部１１に係留されているが、カーカスを構成するカーカスプライのうち、少なくとも１枚のプライは、ビードコア１の周りにタイヤ幅方向内側から外側に向かって折り返されて、その折返し端がベルト３とカーカス２のクラウン部との間に位置する、いわゆるエンベロープ構造を有していてもよい。また、カーカス２の枚数は、図示する例では２枚であるが、１枚または３枚以上であってもよく、特に制限されない。

また、図示する例では、ベルト３は２枚のベルト層からなるが、本発明のタイヤにおいては、ベルト３を構成するベルト層の枚数はこれに限られるものではない。ベルト３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、ベルト層を構成する各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３を構成する。

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、あるいは酸素分圧を変えた空気、または窒素等の不活性ガスを用いることができる。

以下、本発明を、実施例を用いてより具体的に説明する。
タイヤサイズ２３５／５５Ｒ１７の空気入りラジアルタイヤを、下記の表中に示す仕様に従い試作して、高速耐久性および転がり抵抗につき評価した。なお、下記表中の各繊維の原糸の引張弾性率は、ＪＩＳ Ｌ−１０１３に準じて測定したものであり、伸度０．１％における荷重および伸度０．２％における荷重から算出した初期弾性率の値である。

各供試タイヤは、図１に示すように、左右一対のビード部１１にそれぞれ設けられたビードコア１と、クラウン部１２から両サイドウォール部１３を経て両ビード部１１に延びビードコア１に係留された、ラジアルコード層よりなる２枚のカーカスプライと、そのクラウン部ラジアル方向外側に配置された２層のベルト層からなるベルト３と、その外側に略タイヤ赤道方向に配置された１層のベルト補強層４と、そのさらに外側に配置されたトレッド５と、を備えている。このうちベルト３は、１×５構造のスチールコードと、それを被覆するコーティングゴムとからなるものとし、そのコード角度は、タイヤ周方向に対し±３３°とした。また、ベルト補強層４は、下記表中に示す２種のコード材質Ａ，Ｂの繊維の組み合わせからなる片撚りコード（比較例は双撚りコード）と、それを被覆するコーティングゴムとからなるものとした。

＜高速耐久性＞
各供試タイヤをリムサイズ８Ｊ−１７のリムに組み付け、３００ｋＰａの内圧を充填した後、ＪＡＴＭＡ規格のテスト法に準ずるステップスピード法にて、タイヤ故障が発生するまでの速度を測定した。結果は、従来例の故障発生速度を１００として指数表示した。指数値が大なるほど、耐久限界速度が高く、高速耐久性に優れることを示す。

＜転がり抵抗＞
転がり抵抗は、速度８０ｋｍ／ｈのドラムテストにて、各供試タイヤの抵抗力を直接測定した。得られた結果を逆数とし、従来例の抵抗力を１００として指数表示した。指数値が小なるほど、転がり抵抗が小さく、優れていることを示す。

※１：ポリエチレンテレフタレート

※２：ポリエチレンナフタレート

上記表中の結果から、異種繊維の組み合わせからなる片撚りコードをベルト補強層を形成する繊維コードとして用いた各実施例の供試タイヤにおいては、かかる条件を満足しない従来例および比較例の供試タイヤに比し、優れた高速耐久性および転がり抵抗が得られていることが明らかである。

１ ビードコア
２ カーカス
３ ベルト
４ ベルト補強層
５ トレッド
１１ ビード部
１２ クラウン部
１３ サイドウォール部

Claims (5)

1. 左右一対のビード部に夫々設けられたビードコアと、クラウン部から両サイドウォール部を経て両ビード部に延び該ビードコアに係留された、ラジアルコード層よりなるカーカスプライと、該カーカスプライのクラウン部ラジアル方向外側に配置されたベルトと、該ベルトの外側に略タイヤ赤道方向に配置されたベルト補強層と、該ベルト補強層の外側に配置されたトレッドと、を備える空気入りラジアルタイヤにおいて、
   前記ベルト補強層を形成する繊維コードが、異種繊維の組み合わせからなる片撚りコードであり、かつ、前記ベルト補強層が単一のベルト補強層であって、ベルトと略同一幅で設けられていることを特徴とする空気入りラジアルタイヤ。
2. 前記異種繊維が、１６０℃３０分加熱後熱収縮率が０．５％以上の熱収縮性繊維と、１６０℃３０分加熱後熱収縮率が０．２％以下である非熱収縮性繊維である請求項１記載の空気入りラジアルタイヤ。
3. 前記ベルト補強層を形成する繊維コードの切断伸度が３％以上である請求項１または２記載の空気入りラジアルタイヤ。
4. 前記ベルト補強層を形成する繊維コードにおける前記熱収縮性繊維の割合が３０％以上である請求項２または３記載の空気入りラジアルタイヤ。
5. 前記ベルト補強層を形成する繊維コードの総繊度が、８００ｄｔｅｘ以上８５００ｄｔｅｘ以下である請求項１〜４のうちいずれか一項記載の空気入りラジアルタイヤ。

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