JP5376636B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、空気入りタイヤに関し、詳しくは耐偏摩耗性を始めとするタイヤの諸性能と品質とを高度に両立させた空気入りタイヤに関する。

現在、乗用車用ラジアルタイヤの骨格をなすカーカスの補強部材、特にカーカスのクラウン部の補強部材として一般に用いられているベルトは、主としてタイヤの赤道面に対し傾斜配列されたスチールコードのゴム引き層からなるスチールベルト層を２枚以上用い、これらベルト層中のスチールコードが互いに交差するようにして構成されている。

また、タイヤの走行時の安定性、特に、高速走行時の安定性、更には、高速走行時における上記ベルト層の剥離、特に、ベルト層端部で顕著に起こる剥離を防止してタイヤの耐久性を向上させるために、上記ベルトのタイヤ半径方向外側にナイロンコード等をタイヤ周方向にゴム引きしてなるベルト保護層を配設することがある。かかるベルト保護層の構造としては、所謂、キャップ構造やレイヤー構造等が知られている。

さらに、従来から、空気入りタイヤにおいて性能を向上させる手法として、タイヤの周方向に対し実質上９０°で配置させた補助ベルト層を具えたフローティングベルト構造が知られている（例えば、特許文献１参照）。この構造は、タイヤトレッド外表面と路面との間の滑りおよび接線力の幅方向分布を均一化させることができるため、操縦安定性および耐偏摩耗性を向上させることができる。主たるフローティングベルト構造は、有機繊維からなるベルト補助層が直下のベルト層に沿って配置されている（図１参照）。

特開２００７−３３１４２４号公報

上述のフローティングベルト構造において、空気入りタイヤの操縦安定性および耐偏摩耗性等の諸性能を向上させることができるが、今日、タイヤ性能と品質とをより高度に両立させることが望まれている。

そこで本発明の目的は、耐偏摩耗性を始めとするタイヤの諸性能と品質とを高度に両立させた空気入りタイヤを提供することにある。

本発明者は、フローティングベルト構造を有する空気入りタイヤにおいて、タイヤの諸性能と品質とを高度に両立させるため、補助ベルト層に着目して鋭意検討した結果、タイヤ加硫時にタイヤは幅方向へ収縮するが、補助ベルト層の収縮率がタイヤ収縮率に比べ小さいと追従できずに、径方向や周方向へ波打ってしまうことが分かった。この波打ちがあるとタイヤのでき栄えに影響し、品質が劣るだけでなく、補助ベルト層内で剛性が不均一となるためフローティングベルト構造の特長である耐偏摩耗性を損なってしまうことも分かった。

また、補助ベルト層の両端部を覆うスパイラルベルト保護層のコードと補助ベルト層の緯糸とが重なるか、もしくは数ミリ程度の近傍に位置すると、加硫時の収縮が緯糸によって妨げられ、タイヤ収縮に対し補助ベルト層のコードが十分な熱収縮率を持っているにも拘らず、径方向や周方向へ波打ってしまうという問題が生ずることも分かった。本発明は、かかる知見に基づきさらに鋭意検討した結果、完成されたものである。

即ち、本発明の空気入りタイヤは、左右一対のビード部間にわたりトロイド状に延在するカーカスを骨格とし、該カーカスのタイヤ半径方向外側に順次、少なくとも１枚の角度つきベルト層と、タイヤ周方向に対し実質上９０°で配置された補助ベルト層と、を具えてなる空気入りタイヤにおいて、
前記補助ベルト層のコードが乾熱収縮率１０〜１５％の有機繊維からなり、かつ、前記補助ベルト層が前記コードと交差する緯糸を含み、かつ、該緯糸がタイヤ周方向の複数箇所でほぼ一定間隔にて切断さ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、前記補助ベルト層の両端部を覆う、タイヤ周方向にスパイラル状に巻回されたベルト保護層を好適に具えることができる。また、前記緯糸の切断ピッチが、好ましくは５〜３０ｍｍの範囲内にある。さらに、前記緯糸は、好ましくは切断伸度５〜２０％で、かつ切断強力２００〜１０００ｇの範囲内にある。さらにまた、前記緯糸は、セルロース系繊維またはビニロン系繊維からなることが好ましく、また紡績糸であることが好ましい。

本発明によれば、耐偏摩耗性を始めとするタイヤの諸性能と品質とを高度に両立させた空気入りタイヤを提供することができる。

本発明の一実施の形態に係る空気入りタイヤを示す断面図である。 （Ａ）は、本発明の一実施の形態に係る交錯ベルト層と補助ベルト層とベルト保護層との積層状態を示す上面視図であり、（Ｂ）は、同積層状態を示す模式的断面図である。

以下、本発明の好適実施形態を図面を参照して具体的に説明する。
図１に、本発明の実施形態に係る空気入りタイヤの一例の概略断面図を示す。図示する本発明のタイヤ１０は、トレッド部１と、その両端からタイヤ半径方向内方に延びる一対のサイドウォール部２と、その内方端に位置する一対のビード部３とを備え、少なくとも１枚のカーカスプライ（図示例では１枚）からなるカーカス層５をビード部３に埋設された一対のビードコア４間にトロイド状に延在させて有する。

タイヤ１０においては、図２に示すように、カーカス層５のクラウン部タイヤ半径方向外側に、少なくとも１枚のベルトプライ（図示例では２枚の交錯ベルト層６ａ、６ｂ）からなるベルト層６と、タイヤ周方向に対し実質上９０°で配置された補助ベルト層７と、該補助ベルト層７の両端部を覆う、タイヤ周方向にスパイラル状に巻回されたベルト保護層８とが順次配置されている。

本発明においては、タイヤ周方向に対し実質上９０°で配置された補助ベルト層７のコードが乾熱収縮率１０〜１５％の有機繊維からなり、かつ、補助ベルト層７がコードと交差する緯糸を含み、かつ、該緯糸がタイヤ周方向の複数箇所でほぼ一定間隔にて切断されていることが肝要である。

かかる補助ベルト層７を具備することにより、加硫時に補助ベルト層がコード方向に収縮する際、緯糸により妨げられることなく補助ベルト層７全体にわたって、均一に収縮し、タイヤ全体の収縮に追従することができる。このため、従来の補助ベルト層において生じていたような径方向や周方向への波打ちが発生せず、品質に優れ、また、補助ベルト層７内での剛性が均一となることから、耐偏摩耗性を損なうこともない。

本発明において、補助ベルト層７のコードに用いる有機繊維の乾熱収縮率を１０〜１５％の範囲内とするのは、この値が１０％未満では加硫時の収縮に追従できず、一方、１５％を超えると、熱収縮の際、コード自身の収縮によってうねりやツノが発生し易くなる懸念があるためである。なお、本発明における乾熱収縮率は、オーブン中で１６０℃、３０分の乾熱処理を行ない、熱処理前後の繊維長を、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。
乾熱収縮率（％）＝（Ｌｂ−Ｌａ）／Ｌｂ×１００
但し、Ｌｂは熱処理前の繊維長、Ｌａは熱処理後の繊維長である。

また、補助ベルト層７のコードと交差する緯糸がタイヤ周方向の複数個所で切断されていることを要し、この緯糸を切断する手段としては、特開平５−２０８４５８号公報等に記載の既知のピックブレーカー処理により行うことができるが、それ以外の方法を用いて緯糸を切断することができるのは勿論である。

緯糸の切断ピッチは、５〜３０ｍｍの範囲にあることが好ましく、６〜１５ｍｍの範囲にあることがより好ましい。切断ピッチを５ｍｍ未満にすると、切断工程においてカーカスコードに損傷を与える懸念がある。一方、切断ピッチを３０ｍｍより大きくすると、タイヤ周方向の均一性を十分に改良することができなくなる。

また、緯糸は、切断伸度５〜２０％で、かつ切断強力２００〜１０００ｇの範囲内にあることが好ましい。切断伸度が５％未満であるか、あるいは切断強力が２００ｇ未満の場合、ゴムをトッピングする工程以前において予期しない緯糸の切断が生じ、スダレ織物としての形態を保持できなくなる場合がある。一方、切断伸度が２０％より大きいか、あるいは切断強力が１０００ｇを超える場合、切断工程において緯糸を切断することが困難となり、タイヤ周方向の均一性を十分に改良することができなくなる。なお、引張強度および引張弾性率は、ＪＩＳ−Ｌ−１０１３に準じて測定することにより得られる値であり、引張弾性率は伸度０．１％における荷重と伸度０．２％における荷重から算出した初期弾性率の値である。

補助ベルト層７に用いる有機繊維の材質の好適例としては、６６ナイロン（６６Ｎｙ）、６ナイロン（６Ｎｙ）等のポリアミドを挙げることができる。

緯糸がセルロース系繊維、またはビニロン系繊維からなることが望ましく、さらには紡績糸であることが好ましい。かかる繊維は上記の切断伸度と切断強力を満足するように設計することが可能である。

本発明において、ベルト層６は、赤道方向（周方向）に対し互いに逆方向に傾斜する２層の交錯ベルトであることが好ましい。コード種、傾斜角度および打込み数は既知の範囲から適宜選定することができ、所望の箍効果が得られる限り、特に制限されるべきものではない。

また、本発明においてはベルト保護層８を以下の理由により好適に設けることができる。即ち、かかるベルト保護層８は、ベルト端セパレーションに起因するタイヤ故障を防止することもできるだけでなく、補助ベルト層７の両端部を覆うスパイラル状のベルト保護層８と補助ベルト層７の緯糸が重なった場合でも、補助ベルト層７のコードの熱収縮が阻害されることがないため、補助ベルト層７全体にわたって、均一に収縮し、また、保護ベルト層８が覆っていない部分においても緯糸が切断されていることで、コードが拘束されないため、自由に収縮することができるためである。

図示するように、ベルト保護層８は、補助ベルト層７の両端部上に配設される、いわゆるレイヤー構造である。このため、保護ベルト層８が覆っていない部分においても緯糸が切断されていることで、コードが拘束されないため、自由に収縮することができる。かかるベルト保護層８は、配設幅よりも狭い幅寸法をもつ２本以上の補強素子をゴム引きした細いリボン状シートを配設幅になるまでタイヤ幅方向に複数回らせん巻回することによって好適に形成される。リボン状シートを連続してらせん巻回することにより保護層８を形成することで、タイヤ周方向にジョイント部が生じず、ベルト６および補助ベルト層７の補強を均一に行うことが可能となる。

本発明においては、補助ベルト層７およびベルト保護層８を上述のように形成するものであれば、それ以外のタイヤ構造や材質については特に制限されるものではなく、常法に従い適宜設定することができる。例えば、カーカス５は、図示する例では１枚の有機繊維プライコードからなるが、２枚以上にて設けてもよい。また、図示はしないが、タイヤの最内層には通常インナーライナーが配置され、トレッド表面には、適宜トレッドパターンが形成される。なお、本発明の空気入りタイヤにおいて、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、本発明を実施例に基づき具体的に説明する。
（実施例１〜１１、従来例および比較例１〜３）
下記の表１〜４に示すコードをスパイラルベルトに使用し、サイズ２１５／４５ＺＲ１７のタイヤを試作し、下記の方法で補助ベルト層の乱れおよび耐偏摩耗性を評価した。なお、表中の乾熱収縮率は、繊維コードのディップ処理条件を変えることにより変動させた。

（補助ベルト層の乱れ）
供試タイヤを解剖し、目視にて補助ベルト層の乱れを評価した。
（耐偏摩耗性）
供試タイヤをすべて同じ条件で実車に装着し、１００００ｋｍ走行後の偏摩耗量を測定した。評価は、従来例の偏摩耗量の逆数を１００として指数表示により行った。数値が大きいほど耐偏摩耗性に優れていることを示す。

表１〜４に示すタイヤ性能の評価結果から分かるように、実施例のタイヤはいずれも従来例および比較例のタイヤに比べ、補助ベルト層の乱れおよび耐偏摩耗性が優れていた。

１ トレッド部
２ サイドウォール部
３ ビード部
４ ビードコア
５ カーカス
６ベルト
７ 補助ベルト層
８ ベルト保護層

Claims (6)

1. 左右一対のビード部間にわたりトロイド状に延在するカーカスを骨格とし、該カーカスのタイヤ半径方向外側に順次、少なくとも１枚の角度つきベルト層と、タイヤ周方向に対し実質上９０°で配置された補助ベルト層と、を具えてなる空気入りタイヤにおいて、
   前記補助ベルト層のコードが乾熱収縮率１０〜１５％の有機繊維からなり、かつ、前記補助ベルト層が前記コードと交差する緯糸を含み、かつ、該緯糸がタイヤ周方向の複数箇所でほぼ一定間隔にて切断されていることを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記補助ベルト層の両端部を覆う、タイヤ周方向にスパイラル状に巻回されたベルト保護層を具えた請求項１記載の空気入りタイヤ。
3. 前記緯糸の切断ピッチが５〜３０ｍｍの範囲内にある請求項１または２記載の空気入りタイヤ。
4. 前記緯糸が、切断伸度５〜２０％で、かつ切断強力２００〜１０００ｇの範囲内にある請求項１〜３のうちいずれか一項記載の空気入りタイヤ。
5. 前記緯糸がセルロース系繊維またはビニロン系繊維からなる請求項１〜４のうちいずれか一項記載の空気入りタイヤ。
6. 前記緯糸が紡績糸である請求項１〜５のうちいずれか一項記載の空気入りタイヤ。

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