JP6078949B2 - 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に関し、更に詳しくは、タイヤ耐久性及び操縦安定性を低下させることなくタイヤ重量を軽量化することを可能にした空気入りラジアルタイヤに関する。

近年、環境対策の一環として、車両の燃費向上が強く求められている。その対策として、空気入りタイヤにおいては軽量化への強い要求がある。そのため、カーカス層の補強コードとして、スチールコードに匹敵する高強度や高弾性率を有すると共にスチールコードに比べて低比重であるアラミド繊維コードを使用してタイヤの軽量化を図ることが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

しかしながら、アラミド繊維コードを細くすることで更なる軽量化を図る場合、アラミド繊維コードは引張弾性率が高い一方で耐疲労性が不足する傾向にあるためタイヤ耐久性を維持することが難しく、また、アラミド繊維コードは曲げ変形を加えられたときの曲げ剛性が低く、操縦安定性が低下し易いと云う問題がある。

特許２８９０３０５号公報

本発明の目的は、上述する問題点を解決するもので、カーカス層を構成する補強コードにアラミド繊維コードを用いた空気入りラジアルタイヤにおいて、タイヤ耐久性及び操縦安定性を低下させることなくタイヤ重量を軽量化することを可能にした空気入りラジアル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ラジアルタイヤは、左右一対のビード部間にカーカス層を装架した空気入りラジアルタイヤにおいて、前記カーカス層を構成する補強コードとしてアラミド繊維コードを用い、該アラミド繊維コードの総繊度Ｄを１２００ｄｔｅｘ以上２５００ｄｔｅｘ以下の範囲にする一方で、前記アラミド繊維コードの引張り強度Ｔ１を１０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上１７ｃＮ／ｄｔｅｘ以下の範囲にすると共に前記アラミド繊維コードの２５℃における４９Ｎ負荷時の引張弾性率Ｔ２を１８０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上３５０ｃＮ／ｄｔｅｘ以下の範囲にし、且つ前記引張り強度Ｔ１と前記引張弾性率Ｔ２とが下記式（１）を満たすようにしたことを特徴とする。
３２．１４×Ｔ１−１８０＜Ｔ２≦３２．１４×Ｔ１−１００ ・・・（１）

本発明は、上述のように、カーカス層を構成する補強コードとして使用するアラミド繊維コードとして、総繊度Ｄが１２００ｄｔｅｘ以上２５００ｄｔｅｘ以下の細いアラミド繊維コードを用いることでタイヤ重量を軽量化すると共に、引張り強度Ｔ１と引張弾性率Ｔ２とを上述のように設定することで剛性を高めて操縦安定性を向上し、且つコードの耐疲労性を高めてタイヤ耐久性を向上することが出来る。

本発明においては、下記式（２）で表わされるアラミド繊維コードの上撚り係数Ｋが１５００以上２５００以下の範囲であることが好ましく、これにより、タイヤ耐久性及び操縦安定性をより向上することが出来る。
Ｋ＝Ｔ×Ｄ^1/2 ・・・（２）
（但し、Ｔはアラミド繊維コードの上撚り数（回／１０ｃｍ）であり、Ｄはアラミド繊維コードの総繊度（ｄｔｅｘ）である。）

尚、本発明において、補強コードの引張り強度Ｔ１及び２５℃における４９Ｎ負荷時の引張弾性率Ｔ２は、それぞれＪＩＳ Ｌ１０１７に準拠して測定されるものである。

本発明の実施形態からなる空気入りラジアルタイヤの一例を示す子午線断面図である。

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は本発明の空気入りラジアルタイヤの一実施形態の子午線断面図である。図１において、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間にはカーカス層４が装架されている。このカーカス層４は、タイヤ径方向に延びる複数本の補強コードを含み、各ビード部３に配置されたビードコア５の廻りにタイヤ内側から外側に折り返されている。また、ビードコア５の外周上にはビードフィラー６が配置され、このビードフィラー６がカーカス層４の本体部分と折り返し部分により包み込まれている。

一方、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７が埋設されている。これらベルト層７はタイヤ周方向に対して傾斜する複数本の補強コードを含み、かつ層間で補強コードが互いに交差するように配置されている。ベルト層７において、補強コードのタイヤ周方向に対する傾斜角度は例えば１０°〜４０°の範囲に設定されている。更に、ベルト層７の外周側にはベルト補強層８が設けられている。このベルト補強層８は、実質的にタイヤ周方向に延びる複数本のベルト補強コードを含む。このベルト補強コードのタイヤ周方向に対するコード角度は５°以下、より好ましくは３°以下である。

このように構成したタイヤにおいて、カーカス層４を構成する補強コードとしてアラミド繊維コードを用いる。そして、このアラミド繊維コードの総繊度Ｄを１２００ｄｔｅｘ以上２５００ｄｔｅｘ以下の範囲にする一方で、引張り強度Ｔ１を１０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上１７ｃＮ／ｄｔｅｘ以下の範囲にすると共に２５℃における４９Ｎ負荷時の引張弾性率Ｔ２を１８０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上３５０ｃＮ／ｄｔｅｘ以下の範囲にし、且つ引張り強度Ｔ１と引張弾性率Ｔ２とが下記式（１）を満たすようにする。
３２．１４×Ｔ１−１８０＜Ｔ２≦３２．１４×Ｔ１−１００ ・・・（１）

このようにカーカス層４を構成する補強コードの総繊度Ｄ、引張強度Ｔ１及び引張弾性率Ｔ２を設定することで、タイヤ耐久性及び操縦安定性を低下させることなく、タイヤ重量を軽量化することが出来る。即ち、本発明では、総繊度Ｄが１２００ｄｔｅｘ以上２５００ｄｔｅｘ以下の細いアラミド繊維コードを用いることでタイヤ重量を軽量化する一方で、引張強度Ｔ１と引張弾性率Ｔ２とを上述のように設定することで剛性を高めて操縦安定性を向上し、且つコードの耐疲労性を高めてタイヤ耐久性を向上することが出来る。

このとき、アラミド繊維コードの総繊度Ｄが１２００ｄｔｅｘより小さいと、コードの強度が低下するため、タイヤ耐久性が低下する。逆に、アラミド繊維コードの総繊度Ｄが２５００ｄｔｅｘより大きいと、コード径が大きくなり過ぎてタイヤ重量を軽量化することが出来ない。また、アラミド繊維コードの引張り強度Ｔ１が１０ｃＮ／ｄｔｅｘより小さいと、耐外傷性が低下する。更に、アラミド繊維コードの引張弾性率Ｔ２が１８０ｃＮ／ｄｔｅｘより小さいと、剛性が不足して操縦安定性が低下する。逆に、アラミド繊維コードの引張弾性率Ｔ２が３５０ｃＮ／ｄｔｅｘより大きいと、コード疲労性が低下して、タイヤ耐久性が低下する。

特に、引張強度Ｔ１と引張弾性率Ｔ２とが３２．１４×Ｔ１−２３６≧Ｔ２の関係であるとタイヤの剛性が不足して操縦安定性が低下する。逆に引張強度Ｔ１と引張弾性率Ｔ２とがＴ２＞３２．１４×Ｔ１−１００の関係であると、コードの耐疲労性が低下してタイヤ耐久性が低下する。本発明では、引張強度Ｔ１と引張弾性率Ｔ２とが３２．１４×Ｔ１−１８０≦Ｔ２≦３２．１４×Ｔ１−１００の関係を満たすので、より高度にタイヤ重量の軽量化とタイヤ耐久性及び操縦安定性の向上を両立することが出来る。

本発明においては、更に、下記式（２）で表わされるアラミド繊維コードの上撚り係数Ｋが１５００以上２５００以下の範囲であることが好ましく、これにより、タイヤ耐久性及び操縦安定性をより向上することが出来る。
Ｋ＝Ｔ×Ｄ^1/2 ・・・（２）
（但し、Ｔはアラミド繊維コードの上撚り数（回／１０ｃｍ）であり、Ｄはアラミド繊維コードの総繊度（ｄｔｅｘ）である。）

このとき、アラミド繊維コードの上撚り係数Ｋが１５００より小さいと、コードの耐疲労性が低下してタイヤ耐久性を向上する効果が低下する。逆に、アラミド繊維コードの上撚り係数Ｋが２５００より大きいとタイヤの剛性が不足して操縦安定性を向上する効果が低下する。

タイヤサイズ２２５／４５ＺＲ１７の空気入りラジアルタイヤにおいて、タイヤ構造を図１で共通にし、カーカス層を構成する補強コードについて、材質、構造、総繊度、引張強度Ｔ１、４９Ｎ負荷時の引張弾性率Ｔ２、上撚り係数Ｋをそれぞれ異ならせた従来例１、比較例１〜４、参考例１〜４、実施例１〜２の１１種類の試験タイヤを製作した。

尚、引張強度Ｔ１と引張弾性率Ｔ２との関係が明確になるよう、各例における式（１）
の左辺（３２．１４×Ｔ１−１８０）及び右辺（３２．１４×Ｔ１−１００）の値を引張弾性率Ｔ２の欄に併記した。

これら１１種類の試験タイヤについて、下記の評価方法によりタイヤ重量、タイヤ耐久性、操縦安定性を評価し、その結果を表１に併せて示した。

タイヤ重量
各試験タイヤの重量を測定した。評価結果は、測定値の逆数を用い、従来例１を１００とする指数にて示した。この指数値が大きいほど、タイヤ重量が小さく軽量化が達成されたことを意味する。

タイヤ耐久性
各試験タイヤを、リムサイズ１７×７．５ＪＪのリムに組み付け、空気圧１６０ｋＰａを充填し、直径１７０７ｍｍのドラム試験機を用い、周辺温度３８±３℃、荷重９．６ｋＮ、速度８０ｋｍ／ｈの条件で、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、比較例１を１００とする指数にて示した。この指数値が大きいほどタイヤ耐久性が優れていることを意味する。

操縦安定性
試験タイヤをリムサイズ１７×７．５ＪＪのリムに組み付け、排気量３０００Ｌの乗用車の全輪に装着し、全タイヤの空気圧を２３０ｋＰａとし、テストコースにおいて、車速８０〜１５０ｋｍ／ｈの条件下での操縦安定性についてテストドライバーによる官能評価を行った。評価結果は、従来例１を１００とする指数にて示した。この指数値が大きいほど操縦安定性が優れていることを意味する。

表１から判るように、参考例１〜４および実施例１〜２はいずれも、タイヤ耐久性及び操縦安定性を向上しながらタイヤ重量を軽量化することが出来た。特に、上撚り係数Ｋや引張強度Ｔ１に対する引張弾性率Ｔ２を好ましい範囲に設定した実施例１，２は、タイヤ重量の軽量化とタイヤ耐久性及び操縦安定性の向上をより高度に両立した。

一方、引張強度Ｔ１に対する引張弾性率Ｔ２が本発明の範囲から外れ、引張強度Ｔ１と引張弾性率Ｔ２とが式１を満たさない比較例１，２、総繊度Ｄが本発明の範囲から外れる比較例３，４は、タイヤ重量、タイヤ耐久性、操縦安定性のいずれかが悪化した。

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 ビードフィラー
７ ベルト層
８ ベルト補強層

Claims (2)

1. 左右一対のビード部間にカーカス層を装架した空気入りラジアルタイヤにおいて、
   前記カーカス層を構成する補強コードとしてアラミド繊維コードを用い、該アラミド繊維コードの総繊度Ｄを１２００ｄｔｅｘ以上２５００ｄｔｅｘ以下の範囲にする一方で、前記アラミド繊維コードの引張り強度Ｔ１を１０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上１７ｃＮ／ｄｔｅｘ以下の範囲にすると共に前記アラミド繊維コードの２５℃における４９Ｎ負荷時の引張弾性率Ｔ２を１８０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上３５０ｃＮ／ｄｔｅｘ以下の範囲にし、且つ前記引張り強度Ｔ１と前記引張弾性率Ｔ２とが下記式（１）を満たすようにしたことを特徴とする空気入りラジアルタイヤ。
   ３２．１４×Ｔ１−１８０＜Ｔ２≦３２．１４×Ｔ１−１００ ・・・（１）
2. 下記式（２）で表わされる前記アラミド繊維コードの上撚り係数Ｋが１５００以上２５００以下の範囲であることを特徴とする請求項１に記載の空気入りラジアルタイヤ。
   Ｋ＝Ｔ×Ｄ^1/2 ・・・（２）
   （但し、Ｔはアラミド繊維コードの上撚り数（回／１０ｃｍ）であり、Ｄはアラミド繊維コードの総繊度（ｄｔｅｘ）である。）

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