JP2009078790A - 空気入りラジアルタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】 可逆性の熱収縮特性を有する有機繊維コードをベルトカバー層に使用したタイヤにおける耐偏摩耗性を向上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】 有機繊維コード７ｃとして２５℃における２．０ｃＮ／ｄｔｅｘ負荷時の伸張率が１．５〜３．０％であり、かつ熱収縮特性が可逆性であって、１５０℃における熱収縮応力が０．２５〜０．５０ｃＮ／ｄｔｅｘである繊維コードを使用すると共に、充填内圧を２３０ｋＰａとし、負荷荷重をＪＡＴＭＡ規定の最大荷重の７５％としたときのタイヤ接地面Ｓにおけるタイヤ幅方向中心線ＣＬ上の静的接地長Ｌ₁ とタイヤ幅方向中心線ＣＬを挟む両ショルダー側のタイヤ最大接地幅Ｗの４０％に相当する位置における静的接地長Ｌ₂ との比Ｌ₂ ／Ｌ₁ を０．７３〜０．９５にした。
【選択図】 図２

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、可逆性の熱収縮特性を有する有機繊維コードをベルトカバー層に使用したタイヤにおける耐偏摩耗性を向上させるようにした空気入りラジアルタイヤに関する。

一般に、高速走行用に設計された空気入りラジアルタイヤは、トレッド部におけるベルト層の外周に熱収縮性の有機繊維コードをタイヤ周方向に螺旋状に巻き付けたベルトカバー層を配置し、このベルトカバー層によりベルト層の少なくとも両端部を拘束することにより、操縦安定性や高速耐久性を向上するようにしている。従来、このベルトカバー層に使用する有機繊維コードには、ナイロン繊維が多用されてきたが、近年、ナイロン繊維よりも弾性率が高く、かつ熱収縮性の高いポリケトン繊維を使用することにより、一層高い操縦安定性や高速耐久性を得るようにしたタイヤが多数提案されている（例えば、特許文献１参照）。

しかし、ポリケトン繊維のように可逆性の熱収縮特性（高温下で収縮した繊維長さが温度の下降に伴い収縮状態が緩和して元の長さに戻るという特性）を有する有機繊維コードをベルトカバー層に使用して、在来の加硫金型や製造手法を踏襲して製造したタイヤは、走行開始後にタイヤの温度が上昇すると、有機繊維コードが収縮するためトレッドの両ショルダー部が径方向に圧縮され、トレッド接地面Ｓの形状が図３に例示するように、タイヤ回転方向Ｔの前後において丸みを帯びた太鼓状になり、さらに高速走行時にはこの丸みの曲率が大きくなって、トレッド面に偏摩耗が発生し易くなるという問題があった。
特開２００６−２２４９４８号公報

本発明の目的は、上述する問題点を解消するもので、可逆性の熱収縮特性を有する有機繊維コードをベルトカバー層に使用したタイヤにおける耐偏摩耗性を向上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、トレッド部におけるカーカス層の外周にコード方向を交差させた複数のベルト層を配置すると共に、該ベルト層の少なくとも両端部における外周にタイヤ周方向に延びる有機繊維コードからなるベルトカバー層を配置した空気入りラジアルタイヤにおいて、前記有機繊維コードとして２５℃における２．０ｃＮ／ｄｔｅｘ負荷時の伸張率が１．５〜３．０％であり、かつ熱収縮特性が可逆性であって、１５０℃における熱収縮応力が０．２５〜０．５０ｃＮ／ｄｔｅｘである繊維コードを使用すると共に、充填内圧を２３０ｋＰａとし、負荷荷重をＪＡＴＭＡ規定の最大荷重の７５％としたときの常温時のタイヤ接地面におけるタイヤ幅方向中心線上のタイヤ周方向の静的接地長Ｌ₁ と該タイヤ幅方向中心線を挟む両ショルダー側のタイヤ最大接地幅の４０％に相当する位置におけるタイヤ周方向の静的接地長Ｌ₂ との比Ｌ₂ ／Ｌ₁ を０．７３〜０．９５にしたことを特徴とする。

また、上述する構成において、以下（１）〜（３）に記載するように構成することが好ましい。
（１）前記有機繊維コードをポリオレフィンケトンで構成する。
（２）前記有機繊維コードの２５℃における２．０ｃＮ／ｄｔｅｘ負荷時の伸張率を２．５％以下とし、１５０℃における熱収縮応力を０．３０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上にする。
（３）前記静的接地長Ｌ₁ と静的接地長Ｌ₂ との比Ｌ₂ ／Ｌ₁ を０．７８〜０．９３にする。

本発明によれば、ベルトカバー層を構成する有機繊維コードに低い中間伸張率と可逆性の熱収縮特性を有する高い熱収縮応力とを備えた繊維コードを使用すると共に、加硫後のタイヤに所定の内圧と荷重を負荷させたときのタイヤ接地面におけるタイヤ幅方向中心線上の静的接地長Ｌ₁ とタイヤ幅方向中心線を挟む両ショルダー側のタイヤ最大接地幅の４０％に相当する位置における静的接地長Ｌ₂ との比Ｌ₂ ／Ｌ₁ を０．７３〜０．９５にしたので、高速走行時において有機繊維コードの熱収縮性によりトレッド面の形状がタイヤ回転方向の前後に丸みを生ずるように変化しても、この丸みの拡大を最小限に抑制できるため、トレッド面における偏摩耗の発生を低減することができる。

しかも、有機繊維コードは可逆性の熱収縮特性を有するので、低速走行時にはタイヤ接地面の形状が元の状態に戻り、有機繊維コードの熱収縮に伴うタイヤ諸性能に及ぼす影響は殆ど生じない。

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は本発明の実施形態による空気入りラジアルタイヤの一例を示す断面図で、図２は図１のタイヤに所定の内圧と荷重を負荷したときのタイヤ接地面の形状を示す平面図である。

図１において、空気入りラジアルタイヤ１は、左右一対のビード部２、２に少なくとも１層（図では１層）のカーカス層３を装架し、このカーカス層３の両端部３ａ、３ａをビード部２、２に埋設されたビードコア４、４の周りにタイヤ内側から外側に向かって巻き上げると共に、トレッド部５におけるカーカス層３の外周にコード方向を交差させた複数（図では２層）のベルト層６を配置すると共に、ベルト層６の少なくとも両端部（図ではベルト層６の全幅及び両端部）における外周にタイヤ周方向に延びる有機繊維コード７ｃからなるベルトカバー層７を配置している。

本発明の空気入りラジアルタイヤ１では、有機繊維コード７ｃとして、２５℃における２．０ｃＮ／ｄｔｅｘ負荷時の伸張率が１．５〜３．０％であり、かつ熱収縮特性が可逆性であって、１５０℃における熱収縮応力が０．２５〜０．５０ｃＮ／ｄｔｅｘである繊維コードを使用している。そして、加硫後の空気入りラジアルタイヤ１に２３０ｋＰａの内圧を充填し、負荷荷重をＪＡＴＭＡ規定の最大荷重の７５％としたときの常温時のタイヤ接地面Ｓの形状を、図２に示すように、タイヤ接地面Ｓにおけるタイヤ幅方向中心線ＣＬ上のタイヤ周方向の静的接地長Ｌ₁ とタイヤ幅方向中心線ＣＬを挟む両ショルダー側のタイヤ最大接地幅Ｗの４０％に相当する位置におけるタイヤ周方向の静的接地長Ｌ₂ との比Ｌ₂ ／Ｌ₁ が０．７３〜０．９５、好ましくは０．７８〜０．９３となるようにして、タイヤ接地面Ｓの形状が略矩形状になるように形成している。

このようにトレッド面Ｓの形状を略矩形状になるようにしたことより、高速走行時において有機繊維コード７ｃの熱収縮性によりトレッド面Ｓの形状がタイヤ回転方向Ｔの前後に丸みを生ずるように変化しても、この丸みの拡大を最小限に抑制できるため、トレッド面における偏摩耗の発生を低減することができる。

しかも、有機繊維コード７ｃは可逆性の熱収縮特性を有するので、低速走行時にはタイヤ接地面Ｓが元の状態に戻り、有機繊維コード７ｃの熱収縮に伴うタイヤ諸性能に及ぼす影響は殆ど生じない。

上述する静的接地長Ｌ₁ と静的接地長Ｌ₂ との比Ｌ₂ ／Ｌ₁ が０．７３未満では耐偏摩耗性が低下することになり、０．９５超になると高速耐久性及びロードノイズ特性など他のタイヤ諸性能を低下させる要因になる。

なお、上述する静的接地長Ｌ₁ 及び静的接地長Ｌ₂ の測定は、タイヤの接地面Ｓにおける外形輪郭線Ｒを描き、この外形輪郭線Ｒ上におけるタイヤ幅方向中心線ＣＬ上の静的接地長Ｌ₁ とタイヤ幅方向中心線ＣＬを挟む両ショルダー側のタイヤ最大接地幅Ｗの４０％に相当する位置における静的接地長Ｌ₂ とをそれぞれ測定することによって行われる。

本発明において、接地面Ｓの形状が略矩形状になるようにするには、加硫金型のトレッド形成面におけるトレッドラジアスを調整したり、加硫成形時における加硫金型内でのリフト率を変更したり、ベルトカバー層７を構成する有機繊維コード７ｃのタイヤ幅方向におけるコード密度を調整したり、ベルト層６を構成するコードの傾斜方向を変更したり、することによって行われる。

図１の実施形態では、ベルトカバー層７をベルト層６の全幅及び両端部の外周に配置した場合を例示したが、ベルトカバー層７の配置はこれに限られることなく、ベルト層６の全幅の外周のみに配置したり、ベルト層６の両端部の外周のみに配置する場合がある。また、これらの場合において、ベルトカバー層７の層数は特に限られるものではない。

本発明における有機繊維コード７ｃとしては、以下の（１）式で表されるポリオレフィンケトンが好ましく使用される。
−（ＣＨ₂ −ＣＨ₂ −ＣＯ）_n −（Ｒ−ＣＯ）_m − （１）
（ここで、ｎ、ｍはそれぞれ整数値、Ｒは炭素数３以上のアルキレン基を示すと共に、ｎ、ｍの関係を、１．０５≧（ｎ＋ｍ）／ｎ≧１．００となるように調整するとよい。）

これにより、タイヤの諸性能に影響を及ぼすことなしに、トレッド面の耐偏摩耗性を効率よく向上させることができる。

本発明の空気入りラジアルタイヤ１では、有機繊維コード７ｃとして、２５℃における２．０ｃＮ／ｄｔｅｘ負荷時の伸張率が２．５％以下で、かつ１５０℃における熱収縮応力が０．３０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上である繊維コードを使用すると特に優れた効果を発揮する。さらに好ましくは、上述する静的接地長Ｌ₁ と静的接地長Ｌ₂ との比Ｌ₂ ／Ｌ₁ が０．７８〜０．９３になるように調整した場合に最も優れた効果を発揮する。

上述するように、本発明の空気入りラジアルタイヤ１は、ベルトカバー層７を構成する有機繊維コード７ｃに低い中間伸張率と可逆性の熱収縮特性を有する高い熱収縮応力を備えた繊維コードを使用すると共に、所定の内圧と荷重を負荷させたときのタイヤ接地面Ｓの形状を特定の略矩形状に形成することにより、トレッド面における耐偏摩耗性を向上させるもので、特に近年の高性能車両に装着する乗用車用タイヤとして好ましく適用することができる。

タイヤサイズを１９５／６５Ｒ１５ ９１Ｈ、タイヤの基本構造を図１にして、ベルトカバー層７における有機繊維コード７ｃにポリオレフィンケトン繊維を使用すると共に、加硫成形時における加硫金型内でのリフト率を変更することにより、充填内圧を２３０ｋＰａ、負荷荷重をＪＡＴＭＡ規定の最大荷重の７５％としたときのタイヤ接地面における静的接地長Ｌ₁ と静的接地長Ｌ₂ との比Ｌ₂ ／Ｌ₁ が表１のように異なるようにした比較タイヤ（比較例１、２）及び本発明タイヤ（実施例１〜３）をそれぞれ作製した。

なお、各タイヤにおいて、ポリオレフィンケトン繊維コードの構造を１６７０／２（ｄｔｅｘ／本）、撚り数（上撚り／下撚り）を３９／３９（回／１００ｍｍ）、２５℃における２．０ｃＮ／ｄｔｅｘ負荷時の伸張率を２．２％、１５０℃における熱収縮応力を０．３８ｃＮ／ｄｔｅｘ、とそれぞれ共通にした。

これら５種類のタイヤについて、以下に示す試験方法により、偏摩耗の発生状況を調べて耐偏摩耗性の評価を行った。また、この評価に平行させて、高速耐久性及びロードノイズの評価をも併せて行った。

〔耐偏摩耗性の評価〕
各タイヤをリム（１５×６ＪＪ）に組み込み内圧２００ｋＰａを充填して、車両（マークIIグランデ）の前後輪に装着し、実車ロードテスト（８，０００ｋｍ走行）を行い、走
行後のタイヤにおける偏摩耗の発生状況を調べるために、タイヤの周上における等間隔の４箇所での残溝の深さを測定し、この深さの差の逆数を以って耐偏摩耗性の評価とした。その結果を比較例１を１００とする指数表示により表１に併記した。数値が大きいほど耐偏摩耗性に優れていることを示す。

〔高速耐久性の評価〕
各タイヤをリム（１５×６ＪＪ）に組み込み内圧２３０ｋＰａを充填して、ドラム径１７０７ｍｍのドラム試験機を使用して、速度を１４５ｋｍ／ｈ、負荷荷重をＪＡＴＭＡ規定の最大荷重の８８％として走行させ、その後３０分毎に８ｋｍ／ｈずつ速度を増加させながら、タイヤが破壊するまでの走行距離を測定した。その結果を比較例１を１００とする指数表示により表１に併記した。数値が大きいほど優れていることを示す。

〔ロードノイズの評価〕
各タイヤをリム（１５×６ＪＪ）に組み込み内圧２００ｋＰａを充填して、車両（マークIIグランデ）の前後輪に装着し、粗い路面からなるテストコースを平均時速６０ｋｍ／
ｈで走行させながら、運転席の背もたれに取り付けた集音マイクにより３１５Ｈｚ域の音圧（デシベル）を測定した。その結果を、比較例１を１００とする指数表示により表１に併記した。数値が大きいほど優れていることを示す。

表１から、本発明タイヤは比較タイヤに比較して、耐偏摩耗性が顕著に向上していることがわかる。なお、高速耐久性及びロードノイズの評価においても、本発明タイヤは比較タイヤに比較してやや優れているか、又は遜色のないレベルにあることを確認した。

本発明の実施形態による空気入りラジアルタイヤの一例を示す断面図である。 図１のタイヤに所定の内圧と荷重を負荷したときのタイヤ接地面の形状を示す平面図である。 従来タイヤにおける接地面の形状を示す平面図である。

符号の説明

１ 空気入りラジアルタイヤ
２ ビード部
３ カーカス層
６ ベルト層
７ ベルトカバー層
７ｃ 有機繊維コード
Ｌ₁ 、Ｌ₂ 静的接地長
ＣＬ タイヤ幅方向中心線
Ｓ 接地面
Ｗ タイヤ最大接地幅

Claims (4)

1. トレッド部におけるカーカス層の外周にコード方向を交差させた複数のベルト層を配置すると共に、該ベルト層の少なくとも両端部における外周にタイヤ周方向に延びる有機繊維コードからなるベルトカバー層を配置した空気入りラジアルタイヤにおいて、
   前記有機繊維コードとして２５℃における２．０ｃＮ／ｄｔｅｘ負荷時の伸張率が１．５〜３．０％であり、かつ熱収縮特性が可逆性であって、１５０℃における熱収縮応力が０．２５〜０．５０ｃＮ／ｄｔｅｘである繊維コードを使用すると共に、充填内圧を２３０ｋＰａとし、負荷荷重をＪＡＴＭＡ規定の最大荷重の７５％としたときの常温時のタイヤ接地面におけるタイヤ幅方向中心線上のタイヤ周方向の静的接地長Ｌ₁ と該タイヤ幅方向中心線を挟む両ショルダー側のタイヤ最大接地幅の４０％に相当する位置におけるタイヤ周方向の静的接地長Ｌ₂ との比Ｌ₂ ／Ｌ₁ を０．７３〜０．９５にした空気入りラジアルタイヤ。
2. 前記有機繊維コードがポリオレフィンケトンからなる請求項１に記載の空気入りラジアルタイヤ。
3. 前記有機繊維コードの２５℃における２．０ｃＮ／ｄｔｅｘ負荷時の伸張率が２．５％以下で、かつ１５０℃における熱収縮応力が０．３０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上である請求項１又は２に記載の空気入りラジアルタイヤ。
4. 前記静的接地長Ｌ₁ と静的接地長Ｌ₂ との比Ｌ₂ ／Ｌ₁ が０．７８〜０．９３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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