JP7498025B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、空気入りタイヤに関するものである。

空気入りタイヤの軽量化や操縦安定性の向上を目的として、扁平なスチールコードをベルト層に適用することが検討されている（特許文献１，２）。

しかしながら、ベルト層に扁平なスチールコードを適用すると、ベルト層の面外剛性が低くなり、高速耐久性が低下するという問題があった。

特開２０１５－２２７０８４号公報 特開２０１５－２２７０８６号公報

本発明は、以上の点に鑑み、タイヤ重量を軽量化しつつ、高速耐久性及び操縦安定性が向上した、空気入りタイヤを提供することを目的とする。

本発明に係る空気入りタイヤは、カーカスと、上記カーカスのクラウン部の外周に配されたベルト層と、上記ベルト層の外周に配されたベルト補強層とを有する空気入りタイヤであって、上記ベルト層は、同一の径の３～６本のスチールフィラメントを撚り合わせることなく単一の層をなすように並列させて主フィラメント束とし、上記スチールフィラメントより小径で１本のスチールフィラメントをラッピングフィラメントとして上記主フィラメント束の周囲に巻き付けてなるｎ＋１構造（ｎ＝３～６）のスチールコードがタイヤ周方向に対して傾斜配列されたベルトプライを備え、上記ベルト補強層は、上記ベルト層の外周に有機繊維コードがタイヤ周方向に沿って配列されたベルト補強プライを備え、上記有機繊維コード１本当りの２％伸張時荷重（Ｎ）と、上記ベルト補強プライにおける有機繊維コードの打ち込み本数（本／２５ｍｍ）との積（Ｎ／２５ｍｍ）が７００以下であり、上記有機繊維コード１本当りの５％伸張時荷重（Ｎ）と、上記ベルト補強プライにおける有機繊維コードの打ち込み本数（本／２５ｍｍ）との積（Ｎ／２５ｍｍ）が１２００以上であるものとする。

上記有機繊維コードは、構成するヤーンの少なくとも１種が脂肪族ポリアミド繊維であるものとすることができる。

上記ベルトプライの面外剛性に対する面内剛性の比（面内剛性／面外剛性）は、１５～３０であるものとすることができる。

上記スチールコードは、短径方向に押圧されて上記ラッピングフィラメントが変形したものであり、押圧前のスチールコードの短径Ｄｂに対する押圧後のスチールコードの短径Ｄａの比（Ｄａ／Ｄｂ）が０．８０以下であるものとすることができる。

本発明の空気入りタイヤによれば、タイヤ重量を軽量化しつつ、優れた高速耐久性及び操縦安定性が得られる。

本発明の一実施形態に係る空気入りタイヤの半断面図 本発明の一実施形態に係るスチールコードの構成を示す平面図 本発明の一実施形態に係るベルトプライの一部断面図 面外剛性測定用サンプルを示す模式断面図 面内剛性測定用サンプルを示す模式断面図 面外剛性、面内剛性の測定方法を説明するための簡略図 本発明の好ましい実施形態に係るスチールコードの構成を示す斜視図 本発明の好ましい実施形態に係るスチールコードの構成を示す断面図

以下、本発明の実施に関連する事項について詳細に説明する。

図１に示す実施形態の空気入りタイヤは、乗用車用空気入りラジアルタイヤであって、左右一対のビード部１及びサイドウォール部２と、左右のサイドウォール部２の径方向外方端部同士を連結するように両サイドウォール部間に設けられたトレッド部３とを備えて構成されており、一対のビード部間にまたがって延びるカーカス４が設けられている。

カーカス４は、トレッド部３からサイドウォール部２をへて、ビード部１に埋設された環状のビードコア５にて両端部が係止された少なくとも１枚のカーカスプライからなる。カーカスプライは、有機繊維コード等からなるカーカスコードをタイヤ周方向に対して実質的に直角に配列してなる。

トレッド部３におけるカーカス４の外周側（即ち、タイヤ径方向外側）には、カーカス４とトレッドゴム部７との間に、ベルト層６が配されている。ベルト層６は、カーカス４のクラウン部の外周に重ねて設けられており、１枚又は複数枚のベルトプライ、通常は少なくとも２枚のベルトプライで構成することができ、本実施形態では、カーカス側の第１ベルトプライ６Ａと、トレッドゴム部側の第２ベルトプライ６Ｂとの２枚のベルトプライで構成されている。ベルトプライ６Ａ，６Ｂは、スチールコード２０をタイヤ周方向に対して所定の角度（例えば、１５～３５度）で傾斜させ、かつタイヤ幅方向に所定の間隔にて配列させてなるものである。スチールコード２０は、上記２枚のベルトプライ６Ａ，６Ｂ間で互いに交差するように配設されている。

図３に示すように、ベルトプライは、スチールコード２０を、その長径方向Ｂがベルト面（即ち、ベルト外周面）に平行になるように配置することで形成されている。すなわち、ベルトプライ内において、スチールコード２０は、その短径方向Ａがベルトプライの厚さ方向Ｋと一致するようにして、所定間隔でコーティングゴム１１内に埋設されている。そのため、スチールコード２０は、その長径方向Ｂがトレッド面に平行になるように配置される。このように構成することにより、スチールコード２０をゴム被覆する際に加工しやすく、またベルトプライの厚さを薄くしてタイヤ重量の増加を抑えることができる。また、得られたベルトプライでは、タイヤ幅方向における曲げ剛性が高くなるので、操縦安定性能を向上させることができ、タイヤ径方向における曲げ剛性が低くなるので、エンベロープ性を高めて接地面積を上げることができる。

本実施形態に係る空気入りタイヤのベルトプライ用の各スチールコード２０は、図２，３に示すように、スチールフィラメントのみからなり、同一の径の３～６本の主フィラメント１２からなる主フィラメント束１３と、これを束ねる１本のラッピングフィラメント１４とからなる。主フィラメント１２の径ｄは、０．１５～０．３０ｍｍであることが好ましく、より好ましくは、０．１５～０．２５ｍｍである。主フィラメント１２の径ｄが０．１５ｍｍ以上である場合、タイヤ装着時の操縦安定性を維持しつつ、スチールコード２０の剛性を低くし、乗り心地を向上させ易い。径ｄが０．３０ｍｍ以下である場合、剛直になり過ぎず、圧縮変形に伴う表面歪みの増加を抑えることができるため、ベルトプライの耐疲労性を維持でき、タイヤの耐久性を維持し易い。ラッピングフィラメント１４は、曲げ剛性が主フィラメント１２よりも小さく、例えば、主フィラメント１２の１０～４０％とすることができる。また、ラッピングフィラメント１４の径ｄ０は、０．１０～０．１５ｍｍであることが好ましい。ラッピングフィラメント１４の径ｄ０がこの範囲内である場合、スチールコード２０の径増大を抑えつつ、結束力を確保し易い。

主フィラメント１２の炭素含有量（質量％）は、特に限定されないが、０．８０質量％以上であることが好ましく、０．９０質量％以上であることがより好ましい。

これらの主フィラメント１２は、一つの平面に沿って１層をなすように並列される。すなわち、スチールコード２０の長さ方向に垂直の断面にて、一列をなすように引き揃えられる。そのため、各スチールコード２０は、扁平であり、図３に示すように長径Ｄ１と短径Ｄ２を持つ。長径Ｄ１と短径Ｄ２の値は特に限定されないが、例えば長径Ｄ１が１．００～１．５０ｍｍ、短径Ｄ２が０．３０～０．６０ｍｍであるものとすることができ、長径／短径の比は、例えば１．５～５倍、好ましくは２～４倍である。

１本のコード中にて並列される主フィラメント１２の本数は、束としての形状を安定に保ちつつ、コードの扁平度を増大させてベルト層などの厚さを小さくする観点から、３～６本が好ましく、より好ましくは４～６本である。すなわち、主フィラメント１２の数が６本を越えると、一列をなすように並列させるのが困難となり、束としての形状が不揃いになり易い。なお、主フィラメント１２は、必ずしも断面が円形でなくても良い。例えば、主フィラメント１２として、断面が楕円形のものを用いることにより、スチールコード２０をさらに扁平にすることができる。

一方、ラッピングフィラメント１４としては、特に限定はされないが、波付けが施されていないもの、すなわち、いわゆる「真直」のものが好適に用いられる。真っ直ぐの場合、巻き付けが容易で、巻き付けの拘束力を、一様に高いものとし易い。なお、ラッピングフィラメント１４による拘束力により、引き揃えられた主フィラメント１２にスチールコード２０としての一体感をもたせることができ、走行中の路線変更やカーブを曲がる際のベルト材の面内変形に対する高い剛性が得られ、操縦安定性を向上させることができる。

ラッピングフィラメント１４の巻きピッチｐは、特に限定されないが、２．０～３０．０ｍｍであることが好ましく、より好ましくは２．０～１０．０ｍｍであり、３．０～５．０ｍｍでもよい。

一実施形態において、スチールコード２０は、面外剛性（Ｒ２）に対する面内剛性（Ｒ１）の比（Ｒ１／Ｒ２）が１５以上３０以下であることが好ましい。Ｒ１／Ｒ２が１５以上である場合、接地面積を確保しやすく、優れた操縦安定性が得られやすい。また、Ｒ１／Ｒ２が３０以下である場合、タイヤ踏面の剛性を確保しやすく、優れた高速耐久性及び操縦安定性が得られやすい。

ここで、面内剛性とは、スチールコード２０を長径方向（Ｂ）（図３における左右方向）に曲げる際の曲げ剛性であり、タイヤでは幅方向の剛性に相当する。また、面外剛性とは、スチールコード２０を短径方向（Ａ）（図３における上下方向）に曲げる際の曲げ剛性であり、タイヤでは半径方向の剛性に相当する。このような面内剛性及び面外剛性を持たせるためには、引き揃える主フィラメント１２の太さや本数などを適切に設定すればよく、例えば、主フィラメント１２の直径を大きくすることで、面内剛性及び面外剛性ともに高くすることができ、また、主フィラメント１２の引き揃え本数を多くすることで、面内剛性を高めて、Ｒ１／Ｒ２の比を大きくすることができる。

面外剛性は、次のように測定するものとする。まず、スチールコード２０を任意の打ち込み本数となるように、コーティングゴム１１で被覆し、図４に示すように、スチールコード２０を所定の間隔にて配列させたトッピング反を作成する。得られたトッピング反を例えば１６０℃×２０分で加硫し、コード断面方向に１ｉｎｃｈに切断し、測定用サンプル３０とする。そして、図６に示すように、１００ｍｍの間隔で配された一対の断面円形の支えロール２２（直径＝２０ｍｍ）と、一対の支えロール２２の中点から鉛直方向上方に位置する断面円形の押込み治具２４（直径＝１５ｍｍ）を備える試験機を用いて測定することができる。詳細には、支えロール２２上に測定用サンプル３０を置き、押込み治具２４を押込み速度３００ｍｍ／ｍｉｎで下方（矢印方向）に移動させ、押込み量３０ｍｍで測定用サンプル３０を１０回押し込み、１０回目の押込み時に５ｍｍ押し込んだときの荷重を測定し、この荷重を面外剛性とする。支えロール２２は、回転時の負荷（回転抵抗）がほぼない回転自在のロールである。測定用サンプル３０は、スチールコード２０の長手方向Ｎが支えロール２２の軸方向に垂直になるように配置し、かつ、図４に示した測定用サンプル３０の上方から押込み治具２４で押し込まれるように配置する。

面内剛性は、未加硫の上記トッピング反を長径方向同士が平行になるように８枚重ね合わせてから、１６０℃×２０分で加硫し、図５に示すように切り出すことで得た、スチールコード２０が８本含まれる面内剛性測定用サンプル３２を、スチールコード２０の長手方向Ｎが支えロール２２の軸方向に垂直になるように配置し、かつ、図５に示した測定用サンプル３２の上方から押込み治具２４で押し込まれるように配置する以外は、面外剛性の測定方法と同様に測定するものとする。

上記実施形態のさらに好ましい態様として、図７，８に示すように主フィラメント束１３の周りをラッピングフィラメント１４で巻き付けてなる扁平なスチールコード２０を、その短径方向Ａに押圧して、ラッピングフィラメント１４を変形させたものを用いることができる。押圧により、隣接する主フィラメント１２の間に形成される空間の少なくとも一部に、ラッピングフィラメント１４が空間の形状に沿って変形しその一部が侵入する。即ち、上記空間の少なくとも一部がラッピングフィラメント１４の少なくとも一部によって埋められる。そのため、ラッピングフィラメント１４による主フィラメント１２の拘束力を大きくできる。また、ラッピングフィラメント１４に比較的大きな塑性変形が加えられることにより、ラッピングフィラメント１４に内在する回転トルク及び反発力が小さくなる。そのため、主フィラメント束１３が１列に並ぶ形状を保持しやすく、扁平なコードによる優れた効果を発揮しやすい。

上記のように短径方向Ａに押圧することにより変形させたラッピングフィラメント１４を持つ本実施形態に係るスチールコード２０の厚さ、即ち押圧後の短径Ｄａは、変形前のラッピングフィラメント１４を持つスチールコード２０の厚さ、即ち押圧前の短径Ｄｂ（図示せず）よりも小さいものとすることができる。押圧前のスチールコード２０の短径Ｄｂに対する押圧後のスチールコード２０の短径Ｄａの比（Ｄａ／Ｄｂ）が０．８０以下であることが好ましく、より好ましくは０．６５～０．７５である。このように、Ｄａ／Ｄｂ≦０．８０となる程度の大きさの力で押圧することにより、変形したラッピングフィラメント１４の主フィラメント１２間の空間への侵入が十分となり、ラッピングフィラメント１４の拘束力を十分に確保することができる。また、ラッピングフィラメント１４に内在する回転トルク及び反発力を十分に小さくできる。

ラッピングフィラメント１４の押圧前の直径、即ちフィラメント径ｄ０は、上記の通り主フィラメント１２の直径ｄよりも小径であるのが好ましく、０．１０～０．１５ｍｍであることがより好ましい。０．１５ｍｍ以下である場合、ラッピングフィラメント１４に内在する回転トルク及び反発力を押圧によって十分に小さくし易く、また、０．１０ｍｍ以上である場合、押圧時に断線する可能性をより小さくできる。

上記押圧は不図示の圧延ロールを用いて行うことができ、ラッピングフィラメント１４の巻き付け後の扁平なコードは、圧延ロールにより上下両面から挟まれて押圧される。ラッピングフィラメント１４が外側に位置しており、かつその硬度が主フィラメント１２よりも低いので、押圧によりラッピングフィラメント１４を優先的に変形させることができる。隣接する主フィラメント１２の間には断面が略扇形の空間が形成されており、圧延ロールによって押圧されると、ラッピングフィラメント１４の内周側が該空間を埋めるように変形し、当該空間の形状に沿う突起１４ａが形成される。同時に、突起１４ａ間に凹みが形成されるとともに、ラッピングフィラメントの外周側部分１４ｂは平面状に変形する。

一実施形態として、主フィラメント１２の炭素含有量（質量％）をＣｃとし、ラッピングフィラメント１４の炭素含有量（質量％）をＣｗとして、両者の差であるＣｃ－Ｃｗは０．０５～０．４０質量％であることが好ましく、より好ましくは０．１０～０．３０質量％である。Ｃｃ－Ｃｗが０．０５質量％以上であることにより、ラッピングフィラメント１４を押圧により変形させやすく、また、０．４０質量％以下であることにより、ラッピングフィラメント１４が押圧により断線する可能性を小さくすることができる。

ベルト層６の外周側（即ち、タイヤ半径方向外側）には、ベルト層６とトレッドゴム部７との間に、ベルト補強層８が設けられている。ベルト補強層８は、ベルト補強プライ８Ａによりベルト層６をその全幅で覆うキャッププライであり、有機繊維コードをタイヤ周方向に実質的に平行に配列することで形成されている。すなわち、ベルト補強層８は、有機繊維コードをタイヤ周方向に沿って配列し、ベルト層６の幅方向全体を覆うように、有機繊維コードをタイヤ周方向に対して０～５度の角度で螺旋状に巻回することにより形成することができる。

本実施形態に係るベルト補強層８を構成する有機繊維コードとしては、特に限定されないが、複数のヤーンを撚り合わせてなるものであることが好ましく、脂肪族ポリアミド繊維からなるヤーンを含有するものであってもよく、芳香族ポリアミド繊維からなるヤーンを含有するものであってもよいが、少なくとも脂肪族ポリアミド繊維からなるヤーンを含有するものであることが好ましい。脂肪族ポリアミド繊維からなるヤーンを含有する場合、後述する２％伸張時荷重や５％伸張時荷重を所定範囲内に調整しやすい。

脂肪族ポリアミド繊維として用いられる樹脂は、例えば、ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン４６、ナイロン１１、ナイロン１２、ナイロン６１０、ナイロン６１２、ナイロン６／６６共重合体、ナイロン６／６６／６１０共重合体、ナイロンＭＸＤ６、ナイロン６Ｔ、ナイロン６／６Ｔ共重合体などの脂肪族ポリアミド系樹脂が挙げられ、この中でもナイロン６６であることが好ましい。

芳香族ポリアミド繊維は、主鎖に芳香族骨格を有するポリアミドであり、パラ系アラミドでもメタ系アラミドでもよく、例えば本技術分野で使用されている公知のアラミド繊維を適宜用いることができる。

上記有機繊維コードの繊度は、特に限定されないが、１５００～４０００ｄｔｅｘであることが好ましく、１５００～３５００ｄｔｅｘであることがより好ましい。１５００ｄｔｅｘ以上である場合、所望のタイヤ性能を得るために必要な有機繊維コードの打ち込み本数を低減しやすく、その結果、ベルト補強プライのカットエンド部における有機繊維コードとゴムとの接着破壊が起こりにくく、優れたタイヤ荷重耐久性が得られやすい。また、４０００ｄｔｅｘ以下である場合、タイヤ重量を低減しやすい。ここで、繊度とは、公称繊度や表示繊度とも称されるものである。

本実施形態のベルト補強層８は、有機繊維コード１本当たりの２％伸張時荷重（Ｎ）と、ベルト補強プライにおける有機繊維コードの打ち込み本数（本／２５ｍｍ）との積（Ｎ／２５ｍｍ）が、７００以下であり、３００～７００であるものが好ましく、３００～６５０であるものがより好ましい。有機繊維コード１本当たりの２％伸張時荷重（Ｎ）と、ベルト補強プライにおける有機繊維コードの打ち込み本数（本／２５ｍｍ）との積（Ｎ／２５ｍｍ）が７００以下である場合、ベルト補強層８による拘束力が強くなりすぎず、タイヤ加硫時の拡張で、ベルト補強層８がベルト層６に食い込み変形するのを抑制することができ、高速耐久性及び操縦安定性に優れたタイヤが得られやすい。

本実施形態のベルト補強層８は、有機繊維コード１本当たりの５％伸張時荷重（Ｎ）と、ベルト補強プライにおける有機繊維コードの打ち込み本数（本／２５ｍｍ）との積（Ｎ／２５ｍｍ）が、１２００以上であり、１２００～３０００であるものが好ましく、１２００～２８００であるものがより好ましい。有機繊維コード１本当たりの５％伸張時荷重（Ｎ）と、ベルト補強プライにおける有機繊維コードの打ち込み本数（本／２５ｍｍ）との積（Ｎ／２５ｍｍ）が１２００以上である場合、走行時のベルト補強層８によるベルト拘束性が得られやすく、高速耐久性及び操縦安定性に優れたタイヤが得られやすい。

ここで、「有機繊維コード１本当たりの２％伸張時荷重（Ｎ）」及び「有機繊維コード１本当たりの５％伸張時荷重（Ｎ）」は、ＪＩＳ Ｌ０１０５に規定される温度２０±２℃、相対湿度６５±４％の標準状態の試験室において、ＪＩＳ Ｌ１０１７に準拠した引張試験を行った際の２％伸張時における荷重と、５％伸張時における荷重のことである。

有機繊維コード１本当りの２％伸張時荷重（Ｎ）は、特に限定されないが、１５～１００Ｎであることが好ましく、１５～５０Ｎであることがより好ましく、１５～３０Ｎであることがさらに好ましい。

有機繊維コード１本当りの５％伸張時荷重（Ｎ）は、特に限定されないが、３０～３００Ｎであることが好ましく、３０～２００Ｎであることがより好ましく、４０～１５０Ｎであることがさらに好ましい。

２％伸張時荷重（Ｎ）や５％伸張時荷重（Ｎ）は、例えば、有機繊維コードを構成する繊維種類の選定や、コード構造、撚り数、コードの処理条件などを調整することにより行うことができる。例えば、撚り数を減らすことで、伸張時荷重を大きくすることができる。また、コードの処理条件としては、有機繊維コードをゴムとの接着処理用樹脂液に浸漬するディップ処理の条件（樹脂液配合、処理温度、張力、時間等）が挙げられ、これにより有機繊維コードの物性を調整することができる。例えば、レゾルシン－ホルマリン－ラテックス（ＲＦＬ）、ブロックドイソシアネート水溶液などの樹脂液を用いてディップ処理を行う際に、低温浴を用い、有機繊維コードにかける張力を高く設定すれば、伸張時荷重を大きくすることができる。

有機繊維コードの打ち込み本数（本／２５ｍｍ）は、特に限定されないが、１５～４０であることが好ましく、２０～３５であることがより好ましい。

上記有機繊維コードの撚り係数（Ｋ）は、特に限定されないが、１０００～２０００であることが好ましく、１２００～１８００であることがより好ましい。撚り係数が、１０００以上であることにより、有機繊維コードの耐疲労性を維持することができ、優れた高速耐久性が得られやすく、２０００以下であることにより、ベルト補強プライの強力を維持することができ、所望のタイヤ性能を得るために必要な有機繊維コードの打ち込み本数を低減しやすく、その結果、ベルト層６の幅方向端部におけるベルト層６Ａとベルト層６Ｂ間のセパレーションや、ベルト層６とベルト補強層８とのセパレーション、ベルト層６とカーカス４とのセパレーションが生じにくく、優れた高速耐久性が得られやすい。

ここで、撚り係数（Ｋ）とは、下記式（Ｉ）で表されるものであり、Ｔは１０ｃｍ当りの撚り数（回／１０ｃｍ）、Ｄは公称繊度（ｄｔｅｘ）、Ｐは有機繊維の密度（ｇ／ｃｍ^３）を示す。撚り数Ｔは、例えば、双撚り構造のように複数のヤーン（下撚糸）を引き揃えて撚り合わせる場合、かかるヤーンを撚り合わせる際の撚り数（上撚り数）である。繊維の密度Ｐは、有機繊維コードを構成する繊維の密度であり、単一繊維のコードであれば、当該繊維の密度であり、ハイブリッドコードであれば、当該コードを構成する繊維の質量比に応じて算出される平均密度である。
Ｋ＝Ｔ（Ｄ／Ｐ）^１／２ ・・・（Ｉ）

上記有機繊維コードの１０ｃｍ当りの撚り数（回／１０ｃｍ）は、特に限定されないが、２５～７０回／１０ｃｍであってもよく、２５～６０回／１０ｃｍであってもよい。撚り数が上記範囲内である場合、有機繊維コードの２％伸張時荷重と５％伸張時荷重を上記範囲内に調整しやすい。

本実施形態に係る空気入りタイヤの種類としては、特に限定されず、乗用車用タイヤ、トラックやバスなどに用いられる重荷重用タイヤなどの各種のタイヤが挙げられる。

以下、本発明の実施例を示すが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。

下記表１に示す構造を持つスチールコードと有機繊維コードを作製した。比較例１のベルト層は、スチールコードとして、引き揃えの２本の金属フィラメントからなる芯部の周りに、同一径の１本の金属フィラメントを撚り合わせてなる２＋１の複層撚り構造（２＋１×０．２７）を持つ従来のスチールコードである。それ以外のスチールコードは、全て、複数本の主フィラメントを撚り合わせることなく１列に引き揃えて配置した主フィラメント束を、１本の真直のラッピングフィラメントでラッピングし、さらに圧延ロールで、表１に示すＤａ／Ｄｂとなるように押圧してなるｎ＋１構造のスチールコードである。また、ラッピングフィラメントの巻きピッチｐは５．０ｍｍとした。なお、表１において、例えば、実施例１の構成に記載されている「４×０．２２＋０．１５」は、スチールコードが、主フィラメント径ｄが０．２２ｍｍであるフィラメント４本からなる主フィラメント束と、ラッピングフィラメント径ｄ０が０．１５ｍｍであるラッピングフィラメントからなることを示す。

また、比較例１で用いたベルト補強層のナイロン６６からなる有機繊維コードは、実施例１，４及び比較例４，５で用いたナイロン６６からなる有機繊維コードとは、撚り数が異なるだけでなくコードの処理条件が異なる。

比較例１は、１０ｃｍ当りの上撚り数を３８回／１０ｃｍ、下撚り数を３９回／１０ｃｍとし、ＲＦＬ処理液を用いてディップ処理を行う際の処理条件を、ディップ処理後のドライ工程では、温度１４０℃、張力１．１Ｎ、熱セット工程では、温度２３０℃、張力２．０Ｎ、ノルマライズ工程では、温度１８０℃、張力０．８５Ｎに設定した。

これに対して、実施例１，４，比較例４，５で用いたベルト補強層のナイロン６６からなる有機繊維コードは、上撚り数を２５．６回／１０ｃｍ、下撚り数を２５．８回／１０ｃｍとし、ＲＦＬ処理液を用いてディップ処理を行う際の処理条件を、ディップ処理後のドライ工程では、温度１７０℃、張力１．７Ｎ、熱セット工程では、温度２３５℃、張力２．５Ｎ、ノルマライズ工程では、温度１５０℃、張力２．８Ｎに設定することで、伸張時荷重が大きくなるように調整した。

スチールコードについての測定方法は以下の通りである。

・フィラメント径、コード径：ＪＩＳ Ｇ ３５１０に準拠し、所定の厚さ計によりコード及びフィラメントの直径を計測した。

・面内剛性／面外剛性：図４に示す断面形状の面外剛性測定用サンプル３０と、図５に示す断面形状の面内剛性測定用サンプル３２を作製し、図６に示すように、一対の支えロール２２上にサンプル３０（又は３２）をおき、上方から押込み治具２４を用いて押込み量３０ｍｍでサンプル３０（又は３２）を１０回押し込み、１０回目の押込み時における５ｍｍ押し込んだときの荷重を測定し、この荷重を面外剛性（又は面内剛性）とした。これらはともに、スチールコード８本当たりの曲げ剛性である。支えロール２２は、回転時の負荷（回転抵抗）がほぼない回転自在のロールであり、ロール径は２０ｍｍ、ロール間距離（軸間距離）は１００ｍｍとした。サンプル３０（又は３２）は、スチールコードの長手方向Ｎが支えロール２２の軸方向に垂直になるように配置し、かつ、図４，５に示した各サンプルの上方から押込み治具２４で押し込まれるように配置した。押込み治具２４は、直径１５ｍｍのロールであり、押込み速度は３００ｍｍ／分とした。

面外剛性測定用サンプル３０は、スチールコードを、図４に示すように、その長径方向がトッピング反の表面に平行になるように表１に記載の打ち込み本数で配置し、その上下の被覆ゴム厚さを０．５０ｍｍとして、反幅３００ｍｍにてトッピング反を作製した。得られたトッピング反を１６０℃×２０分で加硫し、コード断面方向に１ｉｎｃｈ幅で切断して面外剛性測定用サンプル３０を得た。

面内剛性測定用サンプル３２は、未加硫の上記トッピング反を長径方向同士が平行になるように８枚重ね合わせてから、１６０℃×２０分で加硫し、図５に示すように切り出すことで、スチールコードが８本含まれる面内剛性測定用サンプル３２を得た。

有機繊維コードについての測定方法は以下の通りである。

・２％伸張時荷重（ＬＡＳＥ２％）、５％伸張時荷重（ＬＡＳＥ５％）：
ＪＩＳ Ｌ０１０５に規定される温度２０±２℃、相対湿度６５±４％の標準状態の試験室において、ＪＩＳ Ｌ１０１７に準拠した引張試験を行った際の２％伸張時における荷重（Ｎ）と、５％伸張時における荷重（Ｎ）とを測定した。

また、得られたスチールコードをベルト層用コードとして、得られた有機繊維コードをベルト補強層用コードとして用いて、ベルトプライを２プライ、ベルト補強プライを１プライとした、タイヤサイズが２０５／５０Ｒ１６ ８７Ｖのラジアルタイヤを、常法に従い加硫成形した。各タイヤについて、ベルト層及びベルト補強層以外の構成は、全て共通の構成とした。ベルトプライ（６Ａ）／（６Ｂ）は、スチールコードの角度がタイヤ周方向に対して＋２５°／－２５°となるように、表１に記載の打ち込み本数にて配置した上で、カレンダー装置を用いて、トッピング反とすることにより作製した。ベルト補強プライは、スチールコードをその長径方向がベルト面に平行になるように、表１記載の打ち込み本数にて配置した上で、カレンダー装置を用いて、トッピング反とすることにより作製した。

なお、カーカスプライは、ポリエステルのコード１１００ｄｔｅｘ／２、打ち込み本数２６本／２５ｍｍで２プライとした。

得られた各空気入りタイヤにつき、タイヤ重量、高速耐久性、及び操縦安定性を評価した。各評価項目の評価方法を、以下に示す。

・タイヤ重量：タイヤ１本当りの総重量であり、比較例１のタイヤの総重量を１００として指数表示した。数字が小さいほど軽い。

・高速耐久性：ＦＭＶＳＳ１０９（ＵＴＱＧ）に準拠し、表面が平滑な鋼製の直径１７００ｍｍの回転ドラムを有するドラム試験機により、次のようにして測定した。試験タイヤを内圧２２０ｋＰａ（２．２ｋｇｆ／ｃｍ^２）で、ＪＩＳ規定の標準リムに組み付け、荷重は、ＪＡＴＭＡ規定の最大荷重の８８％とした。８０ｋｍ／ｈの速度で６０分間慣らし走行させた後、一旦放冷し、再度空気圧を調整した後に、本走行を行った。本走行は、１２０ｋｍ／ｈから開始し、以降、３０分間経過毎に速度を８ｋｍ／ｈずつ増加させつつ、故障が発生するまで走行させた。故障発生までの、本走行の総走行距離について、従来例を１００として指数表示した。指数が大きいほど高速耐久性に優れる。

・操縦安定性：内圧２００ｋＰａで組み込んだ各タイヤを排気量２０００ｃｃの試験車両に装着し、訓練された３名のテストドライバーにてテストコースを走行し、フィーリング評価をした。採点は１０段階評価として比較例１のタイヤを６とした相対比較にて評価し、３人の平均点を、比較例１のタイヤを１００として指数表示する。数字が大きいほど操縦安定性に優れていることを意味する。

結果は、表１に示す通りであり、比較例１と比較し、実施例１～４はいずれもタイヤ重量を軽量化することができ、かつ優れた高速耐久性及び操縦安定性が得られることがわかった。

比較例２は、５％伸張時荷重と打ち込み本数との積が所定範囲外である例であり、比較例１と比較して、高速耐久性及び操縦安定性が劣っていた。

比較例３は、２％伸張時荷重と打ち込み本数との積が所定範囲外である例であり、比較例１と比較して、高速耐久性及び操縦安定性が劣っていた。

比較例４は、スチールコードの主フィラメントの本数が所定範囲未満である例であり、比較例１と比較して、操縦安定性が劣っていた。

比較例５は、スチールコードの主フィラメントの本数が所定範囲を超え、コード形状は主フィラメント束とラッピングフィラメントとからなるｎ＋１構造を維持できなかった。また、比較例１と比較して、高速耐久性及び操縦安定性が劣っていた。

本発明の空気入りタイヤは、乗用車、ライトトラック、バス等の各種車両に用いることができる。

Ｔ……タイヤ
１……ビード部
２……サイドウォール部
３……トレッド部
４……カーカス
５……ビードコア
６……ベルト層
６Ａ…第１ベルトプライ
６Ｂ…第２ベルトプライ
７……トレッドゴム部
８……ベルト補強層
８Ａ…ベルト補強プライ
１１…コーティングゴム
１２…主フィラメント
１３…主フィラメント束
１４…ラッピングフィラメント
２０…スチールコード
２２…支えロール
２４…押込み治具
３０…面外剛性測定用サンプル
３２…面内剛性測定用サンプル
Ａ……スチールコードの短径方向
Ｂ……スチールコードの長径方向
Ｄ１…スチールコードの長径
Ｄ２…スチールコードの短径
Ｄａ…押圧後のスチールコードの短径
Ｋ……ベルトプライの厚さ方向
ｄ……主フィラメントの径
ｄ０…ラッピングフィラメントの径
ｐ……ラッピングフィラメントの巻きピッチ

Claims (3)

1. カーカスと、前記カーカスのクラウン部の外周に配されたベルト層と、前記ベルト層の外周に配されたベルト補強層とを有する空気入りタイヤであって、
   前記ベルト層は、同一の径の３～６本のスチールフィラメントを撚り合わせることなく単一の層をなすように並列させて主フィラメント束とし、前記スチールフィラメントより小径で１本のスチールフィラメントをラッピングフィラメントとして前記主フィラメント束の周囲に巻き付けてなるｎ＋１構造（ｎ＝３～６）のスチールコードがタイヤ周方向に対して傾斜配列されたベルトプライを備え、
   前記ベルト補強層は、前記ベルト層の外周に有機繊維コードがタイヤ周方向に沿って配列されたベルト補強プライを備え、
   前記有機繊維コードを構成するヤーンが脂肪族ポリアミド繊維からなるヤーンのみであり、
   前記有機繊維コード１本当りの２％伸張時荷重（Ｎ）と、前記ベルト補強プライにおける有機繊維コードの打ち込み本数（本／２５ｍｍ）との積（Ｎ／２５ｍｍ）が７００以下であり、
   前記有機繊維コード１本当りの５％伸張時荷重（Ｎ）と、前記ベルト補強プライにおける有機繊維コードの打ち込み本数（本／２５ｍｍ）との積（Ｎ／２５ｍｍ）が１２００以上であることを特徴とする、空気入りタイヤ。
2. 前記ベルトプライの面外剛性に対する面内剛性の比（面内剛性／面外剛性）が、１５～３０である、請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 前記スチールコードは、短径方向に押圧されて前記ラッピングフィラメントが変形したものであり、
   押圧前のスチールコードの短径Ｄｂに対する押圧後のスチールコードの短径Ｄａの比（Ｄａ／Ｄｂ）が０．８０以下である、請求項１又は２に記載の空気入りタイヤ。