JP4523702B2

JP4523702B2 - 空気入りラジアルタイヤ

Info

Publication number: JP4523702B2
Application number: JP2000182490A
Authority: JP
Inventors: 裕志古賀
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 1999-06-21
Filing date: 2000-06-19
Publication date: 2010-08-11
Anticipated expiration: 2020-06-19
Also published as: JP2001063308A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、空気入りラジアルタイヤ、さらに詳しくはタイヤのサイドウォール部にゴム補強層（サイド補強層）を配置し、カーカス層の補強用繊維コード（以下、プライコードということがある）には特定撚り係数のコードを用いた改良された空気入りラジアルタイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、空気入り安全タイヤは、パンクなどの理由で空気圧が失われた後においても、その状態のまま相当の距離を走行（いわゆるランフラット走行）ができるようにするため多くの提案がされている。
現在、開発されている空気入り安全タイヤはサイド補強タイプが多く、このサイド補強タイプは、サイドウォールにおけるカーカス層の内面に断面が三日月状の比較的硬質の補強ゴム層を、その一方の端部がカーカスを隔ててベルト層とオーバーラップし、また他方の端部はビードフィラーとオーバーラップするように配置して強化されている。走行中にタイヤがパンクして空気が抜けてしまうと、補強ゴム層で強化したサイドウォール固有の剛性によって荷重を支持し、速度は多少落とさなければならないとはいえ、所定の距離ランフラット走行を行うことができる。
【０００３】
しかし、このような空気入りタイヤにおいて、プライコードにナイロン４６，ナイロン６６等の脂肪族ポリアミド繊維コードを用いた場合には、低モジュラスでかつクリープが大きいため、タイヤの寸法安定性に劣り、また、タイヤを自動車に装着した状態で長時間放置した場合にはフラットスポットを生じて乗心地性を悪化させるという欠点がある。
また最近では、プライコードに、初期モジュラスが比較的高く、寸法安定性に優れて高強度の改良ポリエステル繊維を使用することにより、乗用車用タイヤの性能向上を図ることも数多くなされている。しかし、この場合も、タイヤの内圧低下時の走行（ランフラット走行）においては、タイヤのサイドウォール部分が極端に変形されるため、タイヤ内部の自己発熱により内部温度が非常に高くなり、比較的耐熱接着性を有するポリエステル繊維コードにおいても、接着層界面での剥離が生じランフラット走行での耐久性は未だ不十分であった。
一方、近年の安全性に対する要求の高まりから、偏平率が６０％以上である汎用の乗用車用タイヤでも安全タイヤが求められ、また同時に、車両の低燃費化に伴って、タイヤ重量軽減のためにタイヤサイドウォールの薄肉化の要求もある。さらに、ランフラット走行が可能と同時に内圧充填時の通常走行での性能も当然に要求される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、このような状況の下で、耐フラットスポット性に優れ、かつ走行時、特にランフラット走行時に、プライコードの接着層界面での剥離性、及びタイヤサイドウォール部の変形とリム外れを抑制するとともに、タイヤ発熱温度を抑え、タイヤの耐久性に優れた空気入りタイヤを提供することを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、このような空気入りタイヤを開発すべく鋭意研究を重ねた結果、カーカス層のうち最外層アウタープライコードの撚り係数をインナープライコードの撚り係数より小さくすることにより、その目的を達成することを見出した。本発明は、かかる知見に基づいて完成したものである。
すなわち本発明は、繊維コードで補強されたラジアルプライの少なくとも二枚からなるカーカス層を有し、該ラジアルプライのタイヤ半径方向最外層に配設されたアウタープライに埋設された補強用繊維コードの撚り係数ＮＴ_(O)が０．１５以上０．３５未満であり、該アウタープライの内側に配設されたインナープライに埋設された補強用繊維コードの撚り係数ＮＴ_(I)が０．３５以上０．６５以下であることを特徴とする空気入りラジアルタイヤを提供するものである。
但し、上記撚り係数ＮＴ_(O)，ＮＴ_(I)は下記式
ＮＴ_(O)＝Ｎ_1(O)×｛０.1３９６×（０.9×Ｄ_TOTAL(O)／２ρ_(O)）｝^1/2×１０^-3 ・・・（Ｉ）
ＮＴ_(I)＝Ｎ_1(I)×｛０.1３９６×（０.9×Ｄ_TOTAL(I)／２ρ_(I)）｝^1/2×１０^-3 ・・・（II）
（上記式中、Ｎ_1(O)及びＮ_1(I)は、それぞれアウタープライ及びインナープライに埋設された補強用繊維コードの上撚り数（回／１０ｃｍ）を示す。また、Ｄ_TOTAL(O)，Ｄ_TOTAL(I)は、それぞれアウタープライ及びインナープライに埋設された補強用繊維コードのトータルデシテックス（ｄｔｅｘ）数を示す。ρ_(O)及びρ_(I)は、それぞれアウタープライ及びインナープライに埋設された補強用繊維コードを構成する樹脂の比重を示す。）
で表わされる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明の空気入りラジアルタイヤは、カーカス層を形成するラジアルプライコードには、有機繊維フィラメントからなる原糸束で下撚りがされた下撚り糸の複数本を束ね、該下撚り糸と逆方向に上撚りがされた双撚り糸が用いられており、サイドウォール部内方に荷重を分担支持するゴム補強層を備えた場合に特に有効である。そして、カーカス層において、アウタープライの繊維コードは、前記（Ｉ）式で表わされる撚り係数ＮＴ_(O)が０．１５以上０．３５未満であるとともに、インナープライの繊維コードは、前記（II）式で表わされる撚り係数ＮＴ_(I ₎が０．３５以上０．６５以下であることが必要である。
さらに、アウタープライ繊維コードは、撚り係数ＮＴ_(O)が０．２０〜０．３０であることが好ましく、特に０．２０〜０．２５の範囲が好ましい。また、インナープライ繊維コードは、撚り係数ＮＴ_(I)が０．４１〜０．６０の範囲が好ましい。
ここで、アウタープライとは、カーカス層のうち最もタイヤ半径方向外側に配置されたラジアルプライをいい、サイドウォール部分の曲率の中立軸より外側に配置されている。また、インナープライとは、該アウタープライよりタイヤ半径方向内側に配置されている一枚以上のプライをいう。これらのプライの少なくとも一枚は両端部がビードリングの回りに軸方向外側に巻き上げて固定されている。また、インナープライが複数層である場合は、全てのインナープライのプライコードの撚り係数ＮＴ_(I)が０．３５以上０．６５以下であることを必要とする。
【０００７】
本発明において、サイドウォール部分の曲率の中立軸より外側に配設されたアウタープライの補強コードは、内側に配設されたインナープライの補強コードよりも弾性率が高くなるため、ランフラット走行時のタイヤサイドウォール部の変形を抑制し、タイヤの自己発熱を抑えることによりコードへの接着低下減少を抑制することができるので、コーナーリング時のタイヤへのサイドフォース入力におけるリム外れ性が著しく改良される。
また、アウタープライ繊維コードの撚り係数ＮＴ_(O)が上記の範囲にある場合にはコード径を小さくでき、コード上下のコーティングゴムゲージを従来のものと同一にしてもプライ製造に必要なゴムボリュームを減少できるのでサイドウォールの厚さを薄くできる。その結果、ランフラット走行によるサイドウォール部の発熱を減少させることができる。
【０００８】
さらに、前記アウタープライ繊維コードは、上撚り数Ｎ₁（回／１０ｃｍ）と下撚り数Ｎ₂（回／１０ｃｍ）との比Ｎ₁／Ｎ₂が１．１７以上１．７０以下であることが好ましく、特に１．２５以上１．５５以下であることが好ましい。その理由は、上撚り数Ｎ₁と下撚り数Ｎ₂とが等しいいわゆるバランス撚りコードを使用した場合よりは、サイドウォールの厚さを薄くでき、ランフラット走行によるサイドウォール部の発熱をより減少できるからである。
また、カーカス層に用いられるプライコードの材質は特に限定されるものではなく、例えばナイロン６６などの脂肪族ポリアミド繊維，バラフェニレンテレフタルアミドなどの芳香族ポリアミド繊維，ポリエチレンテレフタレートなどのポリエステル繊維，レーヨン繊維，分子中にＣＯ単位とオレフィン単位との結合を有するポリオレフィンケトン繊維などが挙げられるが、好ましくは、芳香族ポリアミド繊維，ポリエステル繊維，レーヨン繊維およびポリオレフィンケトン繊維が用いられる。
また、本発明の空気入りタイヤのカーカスコードにおいては、撚り係数ＮＴ_(O)及びＮＴ_(I)が上記の範囲を満たす限り、アウタープライコードとインナープライコードでは同種、または異種材質のコードを任意に組合わせて使用することができるが、耐疲労性の点からはアウタープライコードには芳香族ポリアミド繊維以外の材質のものを用いることが好ましい。
【０００９】
本発明の空気入りタイヤは、空気が抜けた際のサイドウォールのたわみを抑えるために、サイドウォール部からショルダー部にかけての少なくとも一部にゴム補強層を用いることが好ましいが、このゴム補強層の配設位置は特に制限されず、カーカスプライとの位置関係や、サイドウォール部の一部分に配置するか全体に配置するか、あるいはその端部をショルダー部にまで及ばせるかなどその目的に応じて配設位置を適宜選択することができる。また、その形状も特に制限されない。さらに、ゴム補強層は実質的に均質なゴム組成物からなってもよいし、粒子，繊維などとの複合体によりなっていてもよい。
なお、このゴム補強層は、例えば、サイドウォール内側の圧縮変形を抑制する機能を発現するために通常高硬度のゴムが用いられる。
ゴム補強層のゴム成分としては、特に制限されないが、例えば、天然ゴム（ＮＲ），ブタジエンゴム（ＢＲ），スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ），イソプレンゴム（ＩＲ）などを挙げることができ、中でも効果の点から天然ゴム，ブタジエンゴムが好ましい。
【００１０】
次に、本発明における空気入りタイヤを図面により更に説明する。図１（右半断面図）に示す本発明の一例である空気入りタイヤ１は、クラウン部の両端からタイヤ半径方向に向かって先端部にビードリング２を埋設したサイドウォール部３が連なり、これらサイドウォール部の一方からクラウン部を通り他方のサイドウォール部に至る間を繊維コードで補強されたラジアルプライの両端部がビードリングの回りに軸方向外側に巻き上げられている一枚のインナープライ４ａとその外側にある一枚のアウタープライ４ｂからなるカーカス層４が形成されている。そして、カーカス層のクラウン部上にはベルト層５とトレッド部６とが順次配設されている。さらに、サイドウォール部からショルダー部にかけての少なくとも一部を含んでゴム補強層７が配設されている。
ここで、インナープライ４ａの折り返し端部は、ビードフィラーの上部付近で止めてもよいが、クラウン部両端部まで折り返し例えば図１に示す如き構造のものでもよい。また、アウタープライ４ｂの折り返し端部は、ビードリングを外側から内側に折り返したのものでもよいが、また図１に示されるように、ビードリングの回りに巻き上げのない、いわゆるダウンプライ構造であってもよい。
【００１１】
【実施例】
以下、実施例及び比較例を示して本発明について具体的に説明するが、本発明はこれらによって制約されるものではない。
なお、タイヤの各種測定は下記の方法により行なった。
（１）ランフラット耐久性
内圧3.０（ｋｇｆ／ｃｍ²）で３８（℃）の室温中に２４時間放置後、バルブコアを抜き内圧を０（ｋｇｆ／ｃｍ²）にして、荷重５７０（ｋｇ）、速度８９（ｋｍ／ｈｒｓ）、室温３８（℃）の条件でドラム走行テストを行った。この時の故障発生までの走行距離をランフラット耐久性とし、比較例１のタイヤ（コントロール）を１００とした指数で表わした。指数が大きいほどランフラト耐久性は良好である。
（２）通常走行耐久性
内圧3.０（ｋｇｆ／ｃｍ²）で２５（℃）の室温中に２４時間放置後、内圧を3.０（ｋｇｆ／ｃｍ²）に再調整して、ＪＡＴＭＡ最大荷重の２倍の荷重下、周速度６０（ｋｍ／ｈｒｓ）で回転するドラムに押し当て、故障発生までの走行距離を測定した。タイヤの実用化判断の評価として、２万（ｋｍ）以下を（×）、２万（ｋｍ）を超えるものを（○）とした。
【００１２】
実施例１〜６および比較例１〜３
サイドウォール部のカーカス層の内側に補強ゴム層を配置し、カーカスプライの構造は、インナープライ１枚の両端部をビードリングの回りに軸方向外側に巻き上げてカーカスの端をトレッド部まで折り返すとともに、アウタープライ１枚の両端部をビードリングの回りに軸方向内側へ折り返して、サイズ２２５／６０Ｒ１６のラジタルタイヤを常法により試作した。すなわち、図１において、アウタープライをダウンプライとはせず、ビードリングの回りに軸方向内側へ折り返したこと以外は図１と同様のタイヤ構造とした。
この試作タイヤのカーカス層のアウタープライおよびインナープライに用いたコードの詳細は、第１表に示すが、カーカスプライの材質にはレーヨンコード、ポリエステルコード（ＰＥＴ）及びナイロン６６コードを用い、撚り係数ＮＴ_(O)とＮ₁／Ｎ₂の値を適宜変えたものコードを用いた。このようにして得られた試作タイヤについて、ランフラット耐久性および通常走行耐久性を前記の方法により測定した。結果を第１表に示す。
【００１３】
【表１】

【００１４】
【表２】

【００１５】
第１表に示されるように、アウタープライとインナープライのコードに、本発明における特定の撚り係数を有するコードを用いた実施例１〜６の空気入りタイヤは、ランフラット耐久性が優れていることがわかる。また、特に上撚り数Ｎ₁と下撚り数Ｎ₂との比（Ｎ₁／Ｎ₂）が１．１７〜１．７０の場合には、ランフラット耐久性が優れていることがわかる。なお、全てのタイヤについて、内圧充填時の通常走行耐久性は問題のないレベルであった。
【００１６】
【発明の効果】
上述のとおり、本発明の空気入りラジアルタイヤは、ランフラット走行時において、サイドウォール部の変形が抑制され、カーカス層の補強コードのゴム接着層との界面剥離が防止されるのでランフラット耐久性に優れている。また本発明の空気入りタイヤは、サイドウォール部の薄肉化によるタイヤの内部発熱の抑制ができるため、内圧充填時の通常走行においても問題を生じることはない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の空気入りラジアルタイヤ右半断面図の一例である。
【符号の説明】
１：空気入りタイヤ
２：ビードリング
３：サイドウォール部
４：カーカス層
４ａ：インナープライ
４ｂ：アウタープライ
５：ベルト層
６：トレッド部
７：ゴム補強層

Claims

繊維コードで補強されたラジアルプライの少なくとも二枚からなるカーカス層を有し、サイドウォール部のカーカス層の内側に補強ゴム層を配置してなる空気入りラジアルランフラットタイヤであって、該ラジアルプライのタイヤ半径方向最外層に配設されたアウタープライに埋設された補強用繊維コードの撚り係数ＮＴ_(O)が０．１５以上０．３５未満であり、該アウタープライの内側に配設されたインナープライに埋設された補強用繊維コードの撚り係数ＮＴ_(I)が０．３５以上０．６５以下であることを特徴とする空気入りラジアルランフラットタイヤ。
但し、上記撚り係数ＮＴ_(O)，ＮＴ_(I)は下記式
ＮＴ_(O)＝Ｎ_1(O)×｛０.１３９６×（０.９×Ｄ_TOTAL(O)／２ρ_(O)）｝^1/2×１０^-3 ・・・（Ｉ）
ＮＴ_(I)＝Ｎ_1(I)×｛０.１３９６×（０.９×Ｄ_TOTAL(I)／２ρ_(I)）｝^1/2×１０^-3 ・・・（II）
（上記式中、Ｎ_1(O)及びＮ_1(I)は、それぞれアウタープライ及びインナープライに埋設された補強用繊維コードの上撚り数（回／１０ｃｍ）を示す。また、Ｄ_TOTAL(O)，Ｄ_TOTAL(I)は、それぞれアウタープライ及びインナープライに埋設された補強用繊維コードのトータルデシテックス（ｄｔｅｘ）数を示す。ρ_(O)及びρ_(I)は、それぞれアウタープライ及びインナープライに埋設された補強用繊維コードを構成する樹脂の比重を示す。）で表わされる。
前記アウタープライに埋設された補強用繊維コードの上撚り数Ｎ₁（回／１０ｃｍ）と下撚り数Ｎ₂（回／１０ｃｍ）との比Ｎ₁／Ｎ₂が、１．１７以上１．７０以下である請求項１記載の空気入りラジアルランフラットタイヤ。
Ｎ₁／Ｎ₂が、１．２５以上１．５５以下である請求項２記載の空気入りラジアルランフラットタイヤ。
前記アウタープライに埋設された補強用繊維コードの撚り係数ＮＴ_(O)が、０.２０以上０.３０以下である請求項１記載の空気入りラジアルランフラットタイヤ。
前記インナープライに埋設された補強用繊維コードの撚り係数ＮＴ_(I)が、０．４１以上０．６０以下である請求項１記載の空気入りラジアルランフラットタイヤ。
カーカス層の補強用繊維コードが、芳香族ポリアミド繊維，ポリオレフィンケトン繊維，ポリエステル繊維及びレーヨン繊維から選ばれたいずれかの有機繊維である請求項１〜５のいずれかに記載の空気入りラジアルランフラットタイヤ。
カーカス層が、アウタープライ一枚とインナープライ一枚とからなる請求項１記載の空気入りラジアルランフラットタイヤ。