JP2020083143A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】タイヤ重量を低減しつつ、高速耐久性を向上させることができる、空気入りタイヤを提供する。【解決手段】カーカスと、カーカスのクラウン部の外周にコードをタイヤ周方向に対して傾斜配列したベルト層と、上記ベルト層の外周に有機繊維コードをタイヤ周方向に沿って配列したベルト補強層とを有する空気入りタイヤにおいて、上記有機繊維コードが、繊度が５００〜３０００ｄｔｅｘである芳香族ポリアミド繊維からなり、撚り係数が８００〜２０００である片撚り構造であることを特徴とする空気入りタイヤとする。【選択図】図１

Description

本発明は、空気入りタイヤに関するものである。

空気入りタイヤでは、高速走行時の耐久性（以下、高速耐久性という）を向上させる目的で、タイヤ周方向の剛性を向上させることが検討されている。

ベルト補強層には、タイヤ重量を低減するために、有機繊維コードが用いられることがある。この場合、タイヤ周方向の剛性を向上させるには、有機繊維コードの繊度を太くするか、あるいは、有機繊維コードの打ち込み本数を増やす必要があるが、そのどちらもタイヤ重量の増加に繋がってしまうという問題があった。

特開２０１６−６８８２２号公報 特開２０１４−２０１１３６号公報 特開２０１３−４３６１２号公報

本発明は、以上の点に鑑み、タイヤ重量を低減しつつ、高速耐久性を向上させることができる、空気入りタイヤを提供することを目的とする。

なお、有機繊維コードからなるベルト補強層を備えた空気入りタイヤに関しては、特許文献１には、耐フラットスポット性及び耐摩耗性を両立することを目的とした空気入りタイヤが記載されているが、高速耐久性は課題とされていない。また、有機繊維コードが脂肪族ポリアミドからなるものであり、高速耐久性の向上効果が不十分である。

また、特許文献２には、エア溜まり抑制と共に、高速耐久性向上を目的とした空気入りタイヤが記載されているが、有機繊維コードの撚り係数についての記載はない。

また、特許文献３には、高速耐久性を向上させながら、転動抵抗性を改良するために、所定の構成を有する補強芯体を有するベルトカバー層を備えた空気入りタイヤが記載され、その補強芯体は有機繊維マルチフィラメントヤーンを一方向に撚り合わせた片撚りコードからなる経糸を有し、その材質の例の一つとしてアラミド繊維が記載されているが、有機繊維コードの撚り係数についての記載はない。

本発明に係る空気入りタイヤは、カーカスと、カーカスのクラウン部の外周にコードをタイヤ周方向に対して傾斜配列したベルト層と、上記ベルト層の外周に有機繊維コードをタイヤ周方向に沿って配列したベルト補強層とを有する空気入りタイヤにおいて、上記有機繊維コードが、繊度が５００〜３０００ｄｔｅｘである芳香族ポリアミド繊維からなり、撚り係数が８００〜２０００である片撚り構造であるものとする。

本発明の空気入りタイヤによれば、タイヤ重量を低減しつつ、優れた高速耐久性が得られる。

本発明の一実施形態に係る空気入りタイヤの半断面図。

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６が配されている。ベルト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。各ベルトプライは、スチールコードがコーティングゴムで被覆されている。スチールコードは、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。

ベルト６の外周側（即ち、タイヤ半径方向外側）には、ベルト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、ベルト補強プライによりベルト６をその全幅で覆うキャッププライであり、タイヤ周方向に実質的に平行に配列した有機繊維コードからなる。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てなり、ベルト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は、芳香族ポリアミド繊維からなるものである。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としては、上記芳香族ポリアミド繊維からなる片撚り構造のコードが用いられる。すなわち、多数の芳香族ポリアミドフィラメントを束ねてなるヤーンに一方向の撚りを付与した片撚り構造の有機繊維コードが用いられる。片撚り構造であると、双撚り構造の有機繊維コードを用いる場合と比較して、コードボリュームを減らすことができ、ベルト補強層８の厚さを低減できるため、タイヤ重量を低減しやすい。

上記有機繊維コードの繊度は、５００〜３０００ｄｔｅｘであれば特に限定されないが、７００〜２８００ｄｔｅｘであることが好ましく、８００〜２８００ｄｔｅｘであることがより好ましい。５００ｄｔｅｘ以上であることにより、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、優れた高速耐久性が得られやすい。また、３０００ｄｔｅｘ以下であることにより、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。

上記有機繊維コードの撚り係数（Ｋ）は、８００〜２０００であれば特に限定されないが、９００〜１９００であることがより好ましい。撚り係数が、８００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６の幅方向端部におけるベルト６Ａとベルト６Ｂ間のセパレーションや、ベルト６とベルト補強層８とのセパレーション、ベルト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は芳香族ポリアミド繊維の密度（ｇ／ｃｍ^３）を示す。
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。

上記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、８〜２４本／２５ｍｍであってもよく、８〜２１本／２５ｍｍであってもよい。

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。

上記実施形態においては、ベルト補強層８が、ベルト６をその全幅で覆うキャッププライであるものについて説明したが、これに限定されず、ベルト６のタイヤ幅方向外側の端部とその周辺を覆う、エッジプライであってもよく、エッジプライがキャッププライのタイヤ幅方向の両端部が折り返された部分からなるものであってもよい。

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、撚り数を持つ有機繊維コードを作製した。作製した有機繊維コードを、表１に記載の打ち込み本数で配置し、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ベルト補強プライを作製した。

有機繊維コード、ベルト補強プライについての測定方法は以下に示す通りである。

・コード径：有機繊維コード１本を撚りが戻らないように折り曲げ４本にし、たるまないように引揃えて平行に並べたものに対して、所定のダイヤルゲージ（脚（測定子）の直径９．５±０．０３ｍｍ、荷重１６６６±２９．４ｍＮ）を用いて、約６．５ｍｍの高さから脚を落下させて測定した。

・コード強力（引張強度）：ＪＩＳ Ｌ１０１７に準拠した引張試験を、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で行うことにより測定した。

・ベルト補強プライの厚さ：加硫前のベルト補強層部材を用いて、当該部材がたるまないように置き、所定のダイヤルゲージ（脚の直径９．５±０．０３ｍｍ，荷重１６６６±２９．４ｍＮ）を用いて、約６．５ｍｍの高さから脚を落下させて部材厚みを測定した。

・トータルプライ強力：コード強力にベルト補強層の打ち込み本数とプライ枚数を乗じて算出されるベルト補強層２５ｍｍ幅当たりの引張強力である。

また、得られたベルト補強プライを用いて、タイヤサイズが２０５／６５Ｒ１５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。ベルトプライにおけるコードの角度は、タイヤ周方向に対して＋２１°／−２１°とした。ベルト補強プライは、有機繊維コードをその長径方向がベルト面に平行になるように、ベルト層の外周に配置した。

なお、カーカスプライは、１６７０ｄｔｅｘ／２のコード構造を有する、ポリエステルからなる有機繊維コードを、打ち込み本数２４本／２５ｍｍで１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、及び高速耐久性を評価した。各評価項目の評価方法は、以下に示す通りである。

・タイヤ重量：タイヤ１本当りの総重量であり、従来例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）に準拠して測定した。具体的には、表面が平滑な鋼製で、直径１７００ｍｍのドラム試験機を用いて行った。タイヤ内圧は２２０ｋＰａで、荷重はＪＡＴＭＡ規定の最大荷重の８８％とした。８０ｋｍ／ｈで６０分慣らし走行した後放冷し、再度空気圧を調整した後、本走行を行った。本走行は１２０ｋｍ／ｈから開始し、３０分毎に８ｋｍ／ｈずつ段階的に速度を上昇させ、故障が発生するまで走行させた。故障が発生するまでの走行距離を、比較例１のタイヤの評価結果を１００として指数表示した。数字が大きいほど高速耐久性が良好である。

結果は、表１に示す通りであり、ナイロン６，６からなり、９４０ｄｔｅｘ／２の双撚り構造を有する有機繊維コードを用いた従来例と比較し、実施例１〜４はいずれもタイヤ重量を低減することができ、かつ優れた高速耐久性が得られることがわかった。

比較例１は、繊度や撚り係数は所定範囲内である片撚り構造の有機繊維コードであるが、コードの材質がナイロン６，６からなる例であり、従来例と比較し、高速耐久性の向上効果が見られなかった。

比較例２は、有機繊維コードの繊度が下限値未満である例であり、従来例と比較し、高速耐久性が劣っていた。

比較例３は、有機繊維コードの繊度が上限値を超える例であり、従来例と比較し、タイヤ重量が増加した。

比較例４は、有機繊維コードの撚り係数が下限値未満である例であり、従来例と比較し、高速耐久性が劣っていた。

比較例５は、有機繊維コードの撚り係数が上限値を超える例であり、従来例と比較し、高速耐久性が劣っていた。

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。

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
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

Claims (1)

1. カーカスと、カーカスのクラウン部の外周にコードをタイヤ周方向に対して傾斜配列したベルト層と、前記ベルト層の外周に有機繊維コードをタイヤ周方向に沿って配列したベルト補強層とを有する空気入りタイヤにおいて、
   前記有機繊維コードが、繊度が５００〜３０００ｄｔｅｘである芳香族ポリアミド繊維からなり、撚り係数が８００〜２０００である片撚り構造であることを特徴とする空気入りタイヤ。
   
   

Images