JPWO2009063913A1 - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

優れた操縦安定性を発揮しながら、カーカスコードの圧縮に対する耐疲労性を向上させる。カーカスコード１０は、アラミド繊維ｆ１からなる第１ストランド１１と、ポリエステル繊維ｆ２からなる第２ストランド１２とを上撚りにて互いに撚り合わせた複合コード１３からなる。第１ストランド１１は、下撚りしたアラミド繊維ｆ１のフィラメント束１１Ａの２本を中間撚りにて互いに撚り合わせて形成される。又前記第２ストランド１２は、下撚りしたポリエステル繊維ｆ２のフィラメント束１２Ａの１本から形成される。

Description

本発明は、カーカスコードに、アラミド繊維とポリエステル繊維との複合コードを用いて操縦安定性と耐久性とを向上させた空気入りタイヤに関する。

近年、乗用車の高性能化に伴い、高速走行時における操縦安定性が求められている。そのため、タイヤの骨格をなすカーカスコードに、高弾性のアラミド繊維コードを用い、コーナリング走行時にカーカスコードに掛かる入力を受け止めることにより操縦安定性を向上させることが望まれている。

しかしながら、アラミド繊維コードは、圧縮側の入力に対する耐疲労性に劣り、従って、カーカスコードとして使用したとき、タイヤ走行時に圧縮変形を受けるサイドウォール部のビード側領域において損傷を招くなど耐久性に劣るという問題がある。

そこで本発明は、カーカスコードとして、下撚りしたアラミド繊維のフィラメント束の２本を中間撚りにて互いに撚り合わせた第１ストランドと、下撚りしたポリエステル繊維のフィラメント束の１本からなる第２ストランドとを上撚りにて互いに撚り合わせた複合コードを用いることを基本として、優れた操縦安定性を確保しながら、コードの耐疲労性を高めて耐久性を向上しうる空気入りタイヤを提供することを目的としている。

なおカーカスコードに複合コードを用いる先行技術としては、次のものがある。
特開平４−２７１９０４号公報 特開平５−２６２１０４号公報

本発明は、トレッド部からサイドウォール部をへてビード部のビードコアに至るカーカスを有する空気入りタイヤであって、
前記カーカスは、タイヤ周方向に対して７５〜９０°の角度で配列するカーカスコードの配列体をトッピングゴムで被覆した１枚以上のカーカスプライから形成されるとともに、
前記カーカスコードは、アラミド繊維からなる第１ストランドと、ポリエステル繊維からなる第２ストランドとを上撚りにて互いに撚り合わせた複合コードからなり、
しかも前記第１ストランドは、下撚りしたアラミド繊維のフィラメント束の２本を中間撚りにて互いに撚り合わせて形成されるとともに、前記第２ストランドは、下撚りしたポリエステル繊維のフィラメント束の１本からなることを特徴としている。

本発明の空気入りタイヤは、カーカスコードとして、下撚りしたアラミド繊維のフィラメント束の２本を中間撚りにて互いに撚り合わせた第１ストランドと、下撚りしたポリエステル繊維のフィラメント束の１本からなる第２ストランドとを互いに上撚りにて撚り合わせた複合コードを用いている。このような撚り構造とすることでアラミド繊維に対する撚り量が高まり、第１ストランドのしなやかさが増すことで、アラミド繊維に対する耐疲労性が高まる。

又第２ストランドをポリエステル繊維で形成することにより、熱収縮率の関係で、タイヤ加硫成形時、第２ストランドが第１ストランドに比して相対的に収縮する。このため、第２のストランドが直線状へと変化する一方、その周囲を第１ストランドが螺旋状に巻付くような形状へと変形する。その結果、第１ストランドに、圧縮側の入力に対して余裕を持たせることができ、前記撚り構造によるアラミド繊維に対する撚り量の増加と相俟って、コードの耐疲労性を高めタイヤの耐久性を向上させることができる。

他方、カーカスコードに対する引っ張り荷重が大きくなるコーナリング走行時では、大な引っ張り荷重を高弾性のアラミド繊維が支承するため、カーカスの変形が抑制され、優れた操縦安定性が発揮される。

図１は、本発明の空気入りタイヤの一実施例を示す断面図である。 図２は、カーカスコードを概念的に示す斜視図である。

符号の説明

１ 空気入りタイヤ
２ トレッド部
３ サイドウォール部
４ ビード部
５ ビードコア
６ カーカス
６Ａ カーカスプライ
１０ カーカスコード
１１ 第１ストランド
１２ 第２ストランド
１３ 複合コード
ｆ１ アラミド繊維
ｆ２ ポリエステル繊維

以下、本発明の実施の一形態を、図示例とともに説明する。図１は、本発明の空気入りタイヤが乗用車用ラジアルタイヤである場合を示すタイヤ子午線断面図である。

図１に示すように、本実施形態の空気入りタイヤ１は、トレッド部２からサイドウォール部３を経てビード部４のビードコア５に至るカーカス６と、このカーカス６のタイヤ半径方向外側かつトレッド部２の内部に配されるベルト層７とを具える。

前記カーカス６は、タイヤ周方向に対して７５゜〜９０゜の角度で配列するカーカスコードの配列体をトッピングゴムで被覆した１枚以上、本例では１枚のカーカスプライ６Ａにより構成されている。このカーカスプライ６Ａは、ビードコア５、５間を跨るトロイド状のプライ本体部６ａの両端に、前記ビードコア５の廻りでタイヤ軸方向内側から外側に折り返されたプライ折返し部６ｂを一連に具える。なお前記プライ本体部６ａとプライ折返し部６ｂとの間には、前記ビードコア５からタイヤ半径方向外側に向かって先細状にのびる硬質ゴムからなるビードエーペックス８が配され、ビード部４からサイドウォール部３にかけて補強される。

又前記ベルト層７は、タイヤ周方向に対して例えば１５〜４０゜の角度で配列するスチールコード等の高強力のベルトコードの配列体をトッピングゴムで被覆した２枚以上、本例では２枚のベルトプライ７Ａ、７Ｂから形成される。各ベルトプライ７Ａ、７Ｂは、ベルトコードがプライ間相互で交差することにより、ベルト剛性を高め、トレッド部２の略全巾をタガ効果を有して強固に補強する。又本例では、前記ベルト層７の半径方向外側に、高速耐久性などを高めることを主目的としたバンド層９が配される場合が示される。このバンド層９は、タイヤ周方向に対して５°以下の角度で螺旋状に巻回されるバンドコードを有する１枚以上、本例では１枚のバンドプライ９Ａから形成される。本例では、このバンドプライ９Ａが、ベルト層７の略全巾を覆う所謂フルバンドである場合を例示しているが、ベルト層７の外端部のみを覆う左右一対の所謂エッジバンドであっても良く、バンド層９は、これらフルバンド、エッジバンドを単独、或いは組み合わせて形成される。

そして本発明では、前記カーカスコード１０に、図２に概念的に示すように、アラミド繊維からなる第１ストランド１１と、ポリエステル繊維からなる第２ストランド１２とを上撚りにて互いに撚り合わせた複合コード１３を用いている。

詳しくは、前記第１ストランド１１は、下撚りしたアラミド繊維ｆ１のフィラメント束１１Ａの２本を、中間撚りにて互いに撚り合わせることにより形成される。これに対して、前記第２ストランド１２は、下撚りしたポリエステル繊維ｆ２のフィラメント束１２Ａの１本から形成される。

本例では、第１ストランド１１の中間撚り方向および第２ストランド１２の下撚り方向は、前記複合コード１３の上撚り方向と逆方向であり、又第１ストランド１１における下撚り方向は、前記中間撚り方向と逆方向としている。

このように、アラミド繊維側の第１ストランド１１として、下撚りしたフィラメント束１１Ａの２本をさらに撚り合わせたものを用いている。従ってアラミド繊維に対する撚り量が高まり、第１ストランドのしなやかさを増すことでアラミド繊維に対する耐疲労性を高めることができる。又第２ストランド１２をポリエステル繊維ｆ２で形成しているため、熱収縮率の関係で、タイヤ加硫成形時、第２ストランド１２が第１ストランド１１に比して相対的に収縮する。そのため、第２のストランド１２が直線状へと変化する一方、その周囲を第１ストランド１１が螺旋状に巻付くような形状へと変形する。その結果、第１ストランド１１に、圧縮側の入力に対して余裕を持たせることができ、前記撚り構造によるアラミド繊維ｆ１に対する撚り量の増加と相俟って、カーカスコード１０の耐疲労性を効果的に高めタイヤの耐久性を向上させることが可能となる。

他方、カーカスコード１０に対する引っ張り荷重が大きくなるコーナリング走行時では、この大な引っ張り荷重を高弾性側のアラミド繊維ｆ１が支承するため、カーカスコード１０が伸び難くなってカーカス６の変形が抑えられ、その結果、優れた操縦安定性を発揮することが可能となる。

ここで、フィラメント束１１Ａ、１２Ａが細過ぎると、カーカスコード１０の剛性及び引っ張り強度が不充分となり、操縦安定性、及び耐久性を損ねる傾向となる。逆に太過ぎると、乗り心地性を損ねる他、本願の撚り構造を採用するとはいえ、コードのしなやかさが不充分となってコードの耐疲労性を充分に向上させることができなくなる。このような観点から、フィラメント束１１Ａの繊度は１１００dtex〜１６７０dtexの範囲好ましく、又フィラメント束１２Ａの繊度は１１００dtex〜１６７０dtexの範囲が好ましい。

又アラミド繊維ｆ１による操縦安定性の向上効果を有効に発揮させるためには、第１ストランド１１の総繊度Ｄ１が、第２ストランド１２の総繊度Ｄ２よりも大であることが必要であり、特に総繊度の比Ｄ１／Ｄ２を１．３〜３．２の範囲とするのが好ましい。比Ｄ１／Ｄ２が１．３より小では、コード全体の太さに対しての操縦安定性の向上効果が低くなり、逆に３．２を超えるとコードの耐疲労性の向上効果が減じる傾向となる。このような観点から前記比Ｄ１／Ｄ２の下限値は１．５以上がさらに好ましく、又上限値は３．０以下がさらに好ましい。

前記複合コード１３では、コード長さ１０ｃｍ当たりの上撚り数Ｎａが２５〜５０回であるのが好ましく、２５回より小では耐疲労性の悪化を招き、逆に５０回を超えるとコード強力が低くなるという不利を招く。又第１ストランド１１における下撚り数Ｎｂ１（即ちフィラメント束１１Ａの下撚り数Ｎｂ１）は、前記第２ストランド１２における下撚り数Ｎｂ２（即ちフィラメント束１２Ａの下撚り数Ｎｂ２）の１００〜１５０％であるのが好ましく、１００％より小では第２ストランド１２を先に伸ばすという伸度特性が得られない。逆に１５０％を超えると操縦安定性の向上が望めないという不利を招く。又第１ストランド１１における中間撚り数Ｎｃ１は、Ｎｃ１≒Ｎｂ１≧Ｎａ＞Ｎｂ２ であるのが好ましい。なおＮｃ１≒Ｎｂ１とは、Ｎｃ１／Ｎｂ１が０．９〜１．１の範囲を意味する。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上記の具体的な実施形態に限定されるものではなく、種々の態様に変形して実施し得るのは言うまでもない。

図１のタイヤ構造をなし、かつ表１の仕様のカーカスコードを用いたタイヤサイズ２１５／４５ＺＲ１７の乗用車用ラジアルタイヤを試作するとともに、タイヤの乗り心地性、操縦性、安定性を実車走行によりテストし、その結果を表１に記載した。なお、各タイヤにおいて、カーカスコード以外はいずれも同一の仕様を有する。
＜カーカス＞
・プライ枚数 −−−１枚
・カーカスコード −−−表１に記載
・コード角度 −−−９０°
・コード打ち込み本数 −−−５０本／５ｃｍ
＜ベルト層＞
・プライ枚数 −−−２枚
・ベルトコード −−−スチールコード（１×４×０．２７）
・コード角度 −−−＋１８°／−１８°
・コード打ち込み本数 −−−４０本／５ｃｍ

（１）乗り心地性：
各試供タイヤをリム（１７×７ＪＪ）、内圧（２００ｋＰａ）にて、車両（排気３０００ｃｃの国産ＦＲ車）の全輪に装着し、速度６０ｋｍ／ｈにて凹凸路面を走行させ、そのときの乗り心地性をドライバーによる官能評価により１０点法で示した。数値が大きいほど良好である。

（２）操縦性、安定性：
上記車両を用いて、速度１２０ｋｍ／ｈにて乾燥アスファルト路面のテストコースを走行させ、そのときの操縦性（ステアリング操作に対する応答性、グリップ等に関する特性）、及び安定性（ステアリング操作に対するタイヤの剛性感等）をドライバーの官能評価によりそれぞれ１０点法で示した。数値が大きいほど良好である。

（３）コード強力保持率（耐疲労性）：
各タイヤを解体してカーカスコードを取りだし、「ＪＩＳ Ｌ １０１７ 化学繊維タイヤコード試験方法」の付属書１の「２．２．２ディスク疲労強さ（グッドリッチ法）」に準じて、伸長率を０％、圧縮率５％で１００時間試験を行い、試験後の伸長・圧縮疲労率（強度保持率）（％）を算出した。数値が大きいほど良好である。

テストの結果、実施例タイヤは、優れた乗り心地性、操縦性、安定性を発揮しながら、カーカスコードの圧縮に対する耐疲労性を大幅に向上しうることが確認できた。

Claims (5)

1. トレッド部からサイドウォール部をへてビード部のビードコアに至るカーカスを有する空気入りタイヤであって、
   前記カーカスは、タイヤ周方向に対して７５〜９０°の角度で配列するカーカスコードの配列体をトッピングゴムで被覆した１枚以上のカーカスプライから形成されるとともに、
   前記カーカスコードは、アラミド繊維からなる第１ストランドと、ポリエステル繊維からなる第２ストランドとを上撚りにて互いに撚り合わせた複合コードからなり、
   しかも前記第１ストランドは、下撚りしたアラミド繊維のフィラメント束の２本を中間撚りにて互いに撚り合わせて形成されるとともに、前記第２ストランドは、下撚りしたポリエステル繊維のフィラメント束の１本からなることを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記第１ストランドの総繊度Ｄ１と、前記第２ストランドの総繊度Ｄ２との比Ｄ１／Ｄ２は１．３〜３．２の範囲であることを特徴とする請求項１記載の空気入りタイヤ。
3. 前記第１ストランドのフィラメント束の繊度は１１００dtex〜１６７０dtexの範囲かつ、前記第２ストランドのフィラメント束の繊度は１１００dtex〜１６７０dtexの範囲であることを特徴とする請求項１又は２記載の空気入りタイヤ。
4. 前記複合コードは、コード長さ１０ｃｍ当たりの上撚り数Ｎａを２５〜５０回としたことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の空気入りタイヤ。
5. 前記複合コードは、前記第１ストランドにおける下撚り数Ｎｂ１は、前記第２ストランドにおける下撚り数Ｎｂ２の１００〜１５０％としたことを特徴とする請求項１〜４記載の何れかに記載の空気入りタイヤ。

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