JP2008087506A - 空気入りラジアルタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】操縦安定性と転がり抵抗とを両立させるようにした空気入りラジアルタイヤを提供する。
【解決手段】トレッド部１から左右のサイドウォール部２及びビード部３に跨るようにカーカス層６を内設し、サイドウォール部２のカーカス層６内側に断面三日月形のゴム補強層８を内挿し、カーカス層６の繊維コードを脂肪族ポリケトン繊維により構成し、該繊維コードの２．０ｃＮ／ｄｔｅｘ負荷時における伸長率を１．８〜３．５％で、かつ下式（Ｉ）で表される撚り係数αを１６００〜３３００にすると共に、トレッド部１を、ゴム成分１００重量部に対してシリカ１０重量部以上を配合したゴム組成物で構成する。
α＝Ｎ×（Ｔ／１．１１１）^１／２ ・・・（Ｉ）
（式中、Ｎは上撚り数［回／１００ｍｍ］、Ｔは繊維コードの総繊度［ｄｔｅｘ］である。）
【選択図】図１

Description

本発明は、空気入りラジアルタイヤに関し、さらに詳しくは、サイドウォール部に断面三日月状のゴム補強層を内挿したランフラットタイヤの操縦安定性と転がり抵抗とを両立させるようにした空気入りラジアルタイヤに関する。

タイヤパンク時に緊急走行ができるようにしたタイヤには、タイヤの内側に支持用の中子を挿入する方式とタイヤ自体のサイド部を補強するようにしたサイド補強方式とがある。後者のサイド補強方式は、サイドウォール部にモジュラスが高い断面三日月状の厚肉のゴム補強層を内挿したものが一般的で、そのカーカスコードには、高温時（熱時）における弾性率の変化が安定していることからレーヨン繊維が用いられることが多い。しかし、レーヨン繊維は、一般の有機繊維に比べれば弾性率は高いものの、ランフラット走行時の負荷に耐えるためには、さらに高い弾性率を有するものが求められていた。

そこで、レーヨン繊維よりも弾性率が高く、かつ熱時の弾性率の安定性にも優れる繊維として、脂肪族ポリケトン繊維を使用するようにしたランフラットタイヤが提案されている（例えば、特許文献１参照）。しかし、ランフラットタイヤのカーカスコードに脂肪族ポリケトン繊維を使用することで操縦安定性の向上には寄与するものの、転がり抵抗が悪化するという別の問題を発生することがわかった。そのため、脂肪族ポリケトン繊維コードにより高い操縦安定性を達成した上に、さらに転がり抵抗の悪化も抑制する両者を両立する空気入りラジアルタイヤが要望されていた。
特開２００１−６３３０８号公報

本発明の目的は、サイドウォール部に断面三日月状のゴム補強層を内挿した空気入りラジアルタイヤにおいて、操縦安定性と転がり抵抗とを両立させるよう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、トレッド部から左右のサイドウォール部及びビード部に跨るようにカーカス層を内設し、前記サイドウォール部のカーカス層内側に断面三日月形のゴム補強層を内挿した空気入りラジアルタイヤにおいて、前記カーカス層の繊維コードを脂肪族ポリケトン繊維により構成し、該繊維コードの２．０ｃＮ／ｄｔｅｘ負荷時における伸長率を１．８％以上３．５％以下で、かつ下式（Ｉ）で表される撚り係数αを１６００以上３３００以下にすると共に、前記トレッド部を、ゴム成分１００重量部に対してシリカ１０重量部以上を配合したゴム組成物で構成したことを特徴とする。

α＝Ｎ×（Ｔ／１．１１１）^１／２ ・・・（Ｉ）
（式中、Ｎは上撚り数［回／１００ｍｍ］を示し、Ｔは繊維コードの総繊度［ｄｔｅｘ］を示す。）

本発明によれば、サイドウォール部に断面三日月形のゴム補強層を持つ空気入りラジアルタイヤにおいて、カーカス層の繊維コードを、２．０ｃＮ／ｄｔｅｘ負荷時における伸長率が１．８％以上３．５％以下の弾性率が高く、熱的にも安定した脂肪族ポリケトン繊維からなる繊維コードで構成し、かつ撚り係数αを１６００以上３３００以下にしたので、操縦安定性を向上することができ、同時に、トレッド部を、ゴム成分１００重量部に対してシリカを１０重量部以上配合したゴム組成物で構成したので、脂肪族ポリケトン繊維を使用しても転がり抵抗を改善するため、操縦安定性向上と転がり抵抗の悪化抑制を両立させることができる。

図１において、本発明の空気入りラジアルタイヤＴは、トレッド部１、サイドウォール部２及びビード部３からなり、その内側全体に跨るようにカーカス層６が内挿され、その両端部が左右一対のビードコア４の回りにビードフィラー５を包み込むようにタイヤ内側から外側へ折り返されている。トレッド部１には、カーカス層６の外周側に、複数プライ（図では２プライ）からなるベルト層７がタイヤ１周にわたって配置されている。また、サイドウォール部２には、カーカス層６の内側に断面三日月状のゴム補強層８が内挿されている。

本発明において、カーカス層６の繊維コードは、弾性率が高く、かつ熱時の弾性率の安定性が優れた脂肪族ポリケトン繊維で構成され、かつその繊維コードの２．０ｃＮ／ｄｔｅｘ負荷時における伸長率が１．８％以上３．５％以下であって、撚り係数αが１６００以上３３００以下になるように設定されている。トレッド部１は少なくともキャップトレッドゴムが、ゴム成分１００重量部に対してシリカが１０重量部以上配合されたゴム組成物から構成されている。

脂肪族ポリケトン繊維コードが有すべき２．０ｃＮ／ｄｔｅｘ負荷時における伸長率は、１．８％以上３．５％以下であるが、さらに好ましくは２．０％以上３．０％以下がよい。伸長率が１．８％未満であると乗り心地性が低下し、３．５％を超えると操縦安定性が低下する。なお、この２．０ｃＮ／ｄｔｅｘ負荷時における伸長率は、ＪＩＳ Ｌ１０１７に準拠して測定する値である。

繊維コードの撚り係数αは下式（Ｉ）で表され、１６００以上３３００以下に設定されるが、さらに好ましくは２０００以上３０００以下がよい。撚り係数αが１６００未満であると剛性が上がりすぎて乗り心地性が低下し、３３００を超えると剛性が低下しすぎて操縦安定性が低下する。

α＝Ｎ×（Ｔ／１．１１１）^１／２ ・・・（Ｉ）
（式中、Ｎは上撚り数［回／１００ｍｍ］、Ｔは繊維コードの総繊度［ｄｔｅｘ］である。）
また、繊維コードに与える上撚り数としては、３０〜６０回／１００ｍｍが好ましい。より好ましくは３５〜５０回／１００ｍｍにするとよい。上撚り数が３０回／１００ｍｍ未満の場合には乗り心地性が低下し、６０回／１００ｍｍと超える場合には操縦安定性が低下する。

脂肪族ポリケトン繊維コードは、操縦安定性を向上する一方で、転がり抵抗を悪化させるという欠点がある。そのため、トレッド部１に、シリカを配合したゴム組成物が使用され、転がり抵抗を向上させる。トレッドゴム組成物におけるシリカの配合量は、ゴム成分１００重量部に対し１０重量部以上であり、好ましくは２５〜８０重量部であり、より好ましくは２５重量部以上５０重量部未満にするとよい。

シリカの配合量を、１０重量部以上にすることにより、脂肪族ポリケトン繊維コードによる転がり抵抗の悪化を抑制し、操縦安定性と転がり抵抗とを両立させることができる。しかし、シリカの配合が過剰であると加工性が悪化するので、好ましくは５０重量部未満、特に４５重量部以下にすることが好ましい。すなわち、シリカはカーボンブラックに比べて分散が悪いためこのような配合量にするとよい。

トレッドゴムを構成するゴム組成物は、シリカと共にカーボンブラックを併用してもよい。シリカとカーボンブラックの配合量の合計は、キャップトレッドのゴム成分１００重量部に対し好ましくは５０〜１２０重量部がよい。

トレッドゴムのゴム成分としては、タイヤ用に使用可能な任意のゴム、例えば天然ゴム（ＮＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、スチレン−ブタジエン共重合体ゴム（ＳＢＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）などのジエン系ゴム等が挙げられ、これらは単独又は任意のブレンドとして用いることができる。

トレッドゴムを構成するゴム組成物には、前記した成分に加えて、その他の補強剤（フィラー）、加硫又は架橋剤、加硫又は架橋促進剤、各種オイル、老化防止剤、可塑剤などのタイヤ用、その他のゴム組成物に一般に配合されている各種添加剤を配合することができ、かかる添加剤は一般的な方法で混練して組成物とし、加硫又は架橋するのに使用することができる。これらの添加剤の配合量は本発明の目的に反しない限り、従来の一般的な配合量とすることができる。

トレッド部は、キャップゴムとアンダーゴムとの２層構造の場合と、単層だけで構成される場合とがあるが、２層の場合には少なくともキャップゴムを上記構成にすればよい。

サイドウォール部に挿入される断面三日月状のゴム補強層は、高硬度のゴムからなる。硬度としては、ＪＩＳ Ｋ６２５３タイプＡに準拠するゴム硬度で、好ましくは７０以上９０以下であり、より好ましくは７５以上８５以下であるとよい。ゴム硬度が７０未満であると、撓みの抑制が不十分になりランフラット走行性能が得られず、硬度が９０を超えると、タイヤの剛性が過大になり乗り心地が悪化する。なお、このゴム硬度は、ＪＩＳ Ｋ６２５３に準拠し、試験温度２３℃において硬度測定試験（タイプＡデュロメータ）により測定する値である。

ゴム補強層８を構成するゴム成分としては、特に制限されるものではなく、例えば天然ゴム（ＮＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、スチレン−ブタジエン共重合体ゴム（ＳＢＲ）などが好ましく用いられる。

以下に、実施例を挙げて本発明を説明するが、これにより本発明の範囲が制限を受けるものではない。

タイヤサイズ２２５／４５ＺＲ１７で、断面三日月状のゴム補強層を有する、図１のタイヤ構造にすることを共通条件にし、カーカス層の繊維コードの種類及び特性（２．０ｃＮ／ｄｔｅｘ負荷時における伸長率、撚り係数α）、トレッド部を構成するゴム組成物におけるシリカ配合量及びサイドウォール部に内挿するゴム補強層の硬度を表１に示すように異ならせて、６種類（実施例１、２、比較例１、２、従来例１、２）の空気入りラジアルタイヤを製作した。

上記により得られた６種類の空気入りラジアルタイヤをリムサイズ１７×７．５ＪＪのホイールにリム組みし、転がり抵抗、操縦安定性及び乗り心地性を下記の測定方法により測定し、得られた結果を表１に示す。

［転がり抵抗］
空気入りラジアルタイヤを、ドラム径１７０７ｍｍのドラム試験機を用い、空気圧２３０ｋＰａ、荷重４．５ｋＮ、速度８０ｋｍ／ｈの条件で抵抗力を測定し、これを転がり抵抗とした。評価結果は、測定値の逆数を用い、従来例１のタイヤを１００とする指数にて示した。この指数値が大きいほど転がり抵抗が少ないことを意味する。

［操縦安定性］
空気入りラジアルタイヤを、国産３．０リットルクラスの試験車両に装着し、空気圧２００ｋＰａの条件で、平坦な周回路からなるテストコースを１００ｋｍ／ｈで実車走行させ、レーン変更時及びコーナリング時の操舵性と直進時の安定性について、専門パネラー３名による感応評価を行った。評価結果は、従来例１のタイヤを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。

［乗り心地性］
空気入りラジアルタイヤを、国産３．０リットルクラスの試験車両に装着し、空気圧２３０ｋＰａの条件で、凹凸を有する直進テストコースを１００ｋｍ／ｈで実車走行させ、専門パネラー３名による感応評価を行った。評価結果は、従来例１のタイヤを１００とする指数にて示した。この指数値が大きいほど乗り心地性能が優れていることを意味する。

表１から明らかなように、本発明の空気入りラジアルタイヤ（実施例１、２）は、レーヨン繊維コードを用いたタイヤ（従来例１）と比べ、転がり抵抗を悪化させることなく操縦安定性を向上することが認められた。なお、脂肪族ポリケトン繊維コードを用いた場合であっても、繊維コードの２．０ｃＮ／ｄｔｅｘ負荷時における伸長率及び撚り係数αが要件を満たさないタイヤ（比較例１）は、乗り心地性が悪化し、キャップトレッドゴムにシリカを配合しないタイヤ（比較例２）は、転がり抵抗が悪化することが確認された。

本発明の空気入りラジアルタイヤの一例を示すタイヤ子午線方向の断面図である。

符号の説明

１ トレッド部
２ サイドウォール部
３ ビート部
６ カーカス層
８ ゴム補強層
Ｔ 空気入りラジアルタイヤ

Claims (4)

1. トレッド部から左右のサイドウォール部及びビード部に跨るようにカーカス層を内設し、前記サイドウォール部のカーカス層内側に断面三日月形のゴム補強層を内挿した空気入りラジアルタイヤにおいて、
   前記カーカス層の繊維コードを脂肪族ポリケトン繊維により構成し、該繊維コードの２．０ｃＮ／ｄｔｅｘ負荷時における伸長率を１．８％以上３．５％以下で、かつ下式（Ｉ）で表される撚り係数αを１６００以上３３００以下にすると共に、前記トレッド部を、ゴム成分１００重量部に対してシリカ１０重量部以上を配合したゴム組成物で構成した空気入りラジアルタイヤ。
   α＝Ｎ×（Ｔ／１．１１１）^１／２ ・・・（Ｉ）
   （式中、Ｎは上撚り数［回／１００ｍｍ］、Ｔは繊維コードの総繊度［ｄｔｅｘ］である。）
2. 前記撚り係数αを、２０００以上３０００以下にした請求項１に記載の空気入りラジアルタイヤ。
3. 前記シリカの配合量が、ゴム成分１００重量部に対して２５〜８０重量部である請求項１又は２に記載の空気入りラジアルタイヤ。
4. 前記ゴム補強層のＪＩＳ Ｋ６２５３タイプＡに準拠するゴム硬度が７０以上９０以下である請求項１、２又は３に記載の空気入りラジアルタイヤ。

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