JP2009132324A - 空気入りラジアルタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】高速耐久性と耐フラットスポット性とをバランスよく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】カ−カス層３を、それぞれ下撚りを施した１本の４６ナイロン繊維ヤーン３ｎと２本のアラミド繊維ヤーン３ａとを互いに撚り方向を逆にして撚り合わせた複合繊維コード３ｚで構成し、この複合繊維コード３ｚの上撚り係数Ｋ（＝Ｔ×Ｄ^{1 / 2} ）を１７００〜２７００になるように調整した。
【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、高速耐久性と耐フラットスポット性とをバランスよく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。

近年、より高馬力、高負荷能力に対応する高性能タイヤが要請され、この要請に応える高性能タイプの空気入りラジアルタイヤとして、高速走行時の操縦安定性や耐久性を確保するために、カーカス層に２プライのレーヨン繊維からなるカーカス層が使用されてきた。しかし、カーカス層が２プライのレーヨンカーカス層ではタイヤの重量が増大するという問題があった。

このような問題に対し、タイヤを軽量化しながら高速耐久性や操縦安定性を維持する対策として、カーカス層のコードとしてアラミド繊維のような高弾性繊維と汎用のナイロン繊維などの低弾性繊維とを撚り合わせた複合繊維コードを使用することで一応の解決が図られるようになった。（例えば、特許文献１、２，３参照）。

しかしながら、６６ナイロンや６ナイロンなどで代表される汎用のナイロン繊維は、高速走行時に発生する高熱による歪みがセットされてしまう特性があるため、再走行時にタイヤが振動を生ずる所謂フラットスポット現象が生じ易いという問題があった。
特開平５−２９４１１７号公報 特開平５−３３８４０４号公報 特開平６−１６００５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、高速耐久性と耐フラットスポット性とをバランスよく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、左右一対のビード部間にカーカス層を装架し、トレッド部における前記カーカス層の外周に層間で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、該ベルト層の外周の全域及び／又は両端域に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た空気入りラジアルタイヤにおいて、前記カーカス層を、それぞれ下撚りを施した４６ナイロン繊維ヤーン１本とアラミド繊維ヤーン２本とを前記下撚りと逆方向に上撚りを与えて撚り合わせた複合繊維コードにより構成すると共に、該複合繊維コードの下記式で定義される上撚り係数Ｋを１７００〜２７００にしたことを特徴とする。
Ｋ＝Ｔ×Ｄ^{1 / 2}
（但し、Ｔは上撚り数（回／１０ｃｍ）、Ｄは総繊度（ｄｔｅｘ））

さらに、上述する構成において、以下（１）〜（４）のいずれかに記載するように構成することが好ましい。
（１）前記カーカス層を１プライ構成にする。
（２）加硫後のタイヤから採取した前記カーカス層を被覆するコートゴムの引張り永久歪みを３．０％以下にする。
（３）下記式で定義される前記４６ナイロン繊維ヤーンの下撚り係数Ｋｎと前記アラミド繊維ヤーンの下撚り係数Ｋａとの比Ｋｎ／Ｋａを０．６０〜０．９２にする。
Ｋｎ＝Ｔｎ×Ｄｎ^{1 / 2}
Ｋａ＝Ｔａ×Ｄａ^{1 / 2}
（但し、Ｔｎ，Ｔａはそれぞれの繊維ヤーンの下撚り数（回／１０ｃｍ）、Ｄｎ、Ｄａはそれぞれの繊維ヤーンの繊度（ｄｔｅｘ））
（４）前記ベルトカバー層を、それぞれ同一方向に下撚りを施した４６ナイロン繊維ヤーンとアラミド繊維ヤーンとを前記下撚りと逆方向に上撚りを与えて撚り合わせた複合繊維コードにより構成する。

本発明によれば、カ−カス層を構成するコードとして、それぞれ下撚りを施した４６ナイロン繊維ヤーン１本とアラミド繊維ヤーン２本とを前記下撚りと逆方向に上撚りを与えて撚り合わせた複合繊維コードにより構成し、かつこの複合繊維コードの上撚り係数Ｋを１７００以上にしたので、高度の高速耐久性を得ることができる。また、複合繊維コードを構成する４６ナイロンはガラス転移点が高く、高温に対する耐セット性に優れている上に、複合繊維コードの上撚り係数Ｋを２７００以下にしているため、高速走行後の複合繊維コードの歪み復元性を良好にし、耐フラットスポット性を向上させることができる。

以下、本発明の構成につき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を示す断面図、図２は本発明の実施形態によるカーカスコードを示す断面図である。

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間にカーカス層３を装架し、トレッド部４におけるカーカス層３の外周に層間でコード方向を交差させた複数（図では２）のベルト層５、５を配置すると共に、ベルト層５、５の外周の全域及び両端域に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６を配置している。

そして、カーカス層３を、図２に示すように、下撚りを施した１本の４６ナイロン繊維ヤーン３ｎとこれと同方向に下撚りを施した２本のアラミド繊維ヤーン３ａ、３ａとを互いに撚り方向を逆にして撚り合わせた複合繊維コード３ｚにより構成し、この複合繊維コード３ｚの下記式で定義される上撚り係数Ｋを１７００〜２７００、好ましくは２４００〜２７００に設定している。
Ｋ＝Ｔ×Ｄ^{1 / 2}
（但し、Ｔは上撚り数（回／１０ｃｍ）、Ｄは総繊度（ｄｔｅｘ））

このようにカ−カス層３を構成するコードとして、それぞれ下撚りを施した１本の４６ナイロン繊維ヤーン３ｎと２本のアラミド繊維ヤーン３ａとを前記下撚りと逆方向に上撚りを与えて撚り合わせた複合繊維コード３ｚにより構成し、かつこの複合繊維コード３ｚの上撚り係数Ｋを１７００以上にしたので、高度の高速耐久性を得ることができる。

また、複合繊維コード３ｚを構成する４６ナイロン繊維ヤーン３ｎはガラス転移点が高く、高温に対する耐セット性に優れている上に、複合繊維コード３ｚの上撚り係数Ｋを２７００以下にしたため、高速走行後の複合繊維コード３ｚの歪み復元性を良好にし、耐フラットスポット性を向上させることができる。

しかも、この複合繊維コード３ｚをカーカス層３に適用させたことにより、カーカス層３を１プライ構成にしながら、従来のレーヨン繊維コードからなる２プライ構成のカーカス層と同等もしくはそれ以上の強度が確保できるので、タイヤ重量を低減することができる。

本発明において、上述する複合繊維コード３ｚの引張り強度を８ｃＮ以上、好ましくは１０ｃＮ以上となるように調整するとよい。これにより、タイヤの高速耐久性を高いレベルで確保することができる。複合繊維コード３ｚの上撚り係数Ｋが１７００未満では複合繊維コード３ｚの耐疲労性が低下して、タイヤの耐久性を確保するのが難しくなり、２７００超では複合繊維コード３ｚの復元性が低下して、耐フラットスポット性を確保するのが難しくなる。

本発明の空気入りラジアルタイヤ１では、タイヤの軽量化を確保する観点から、カーカス層３の枚数を１プライ構成にすることが好ましいが、タイヤの種類や用途によっては、複数枚のカーカス層を配置することが許容される。複数枚のカーカス層を配置する場合には、これらカーカス層のうち、少なくとも１層のカーカス層に本発明の複合繊維コード３ｚを適用させればよい。

本発明において、好ましくは、加硫後のタイヤから採取したカーカス層３を被覆するコートゴムの引張り永久歪みを３．０％以下、好ましくは２．０％以下となるように調整するとよい。これにより、耐フラットスポット性を高いレベルで向上させることができる。

カーカス層３を被覆するコートゴムとしては、ＮＲ、ＳＢＲ、ＢＲ、ＩＲから選ばれた１種又は複数種類のゴムが好ましく使用される。また、これらのゴムを窒素、酸素、フッ素、塩素、ケイ素、リン、硫黄、塩素などの原子を含む官能基、例えばアミン、アミド、ヒドロキシル、エステル、ケトン、シロキシ、アルキルシリルなどにより末端変性したものや、エポキシにより末端変性したものを使用することができる。

これらゴムに配合するカーボンブラックとしては、ヨウ素吸着量が２０〜１００（ｇ／ｋｇ）、好ましくは２０〜５０（ｇ／ｋｇ）であり、ＤＢＰ吸収油量が５０〜１３５（１０^-5ｍ³ ／ｋｇ）、好ましくは５０〜１００（１０^-5ｍ³ ／ｋｇ）であり、かつＣＴＡＢ表面積が３０〜９０（１０³ ｍ² ／ｋｇ）、好ましくは３０〜４５（１０³ ｍ² ／ｋｇ）であるものが好ましく使用される。

また、使用する硫黄の量はゴム１００重量部に対して１．５〜４．０重量部、好ましくは２．０〜３．０重量部にするとよい。

上述する引張り永久歪みは、加硫後のタイヤから採取した長さＬ０のゴム片に２５％の伸張歪みを与え、７０℃の雰囲気中で１時間放置した後、さらに２５℃の雰囲気中で２２時間放置し、その後、歪みから開放して、２５℃の雰囲気中で１時間放置した後のゴム片の長さＬ１を測定し、その結果から［（Ｌ１−Ｌ０）／Ｌ０］×１００％を算出して定められる。この場合において、ゴム片の長さＬ０を１００ｍｍ程度にするとよい。

本発明において、さらに好ましくは、複合繊維コード３ｚにおける下記式で定義される４６ナイロン繊維ヤーン３ｎの下撚り係数Ｋｎとアラミド繊維ヤーン３ａの下撚り係数Ｋａとの比Ｋｎ／Ｋａを０．６０〜０．９２、好ましくは０．７０〜０．８１となるように調整するとよい。
Ｋｎ＝Ｔｎ×Ｄｎ^{1 / 2}
Ｋａ＝Ｔａ×Ｄａ^{1 / 2}
（但し、Ｔｎ，Ｔａはそれぞれの繊維ヤーンの下撚り数（回／１０ｃｍ）、Ｄｎ、Ｄａはそれぞれの繊維ヤーンの繊度（ｄｔｅｘ））

これにより、高速耐久性と耐フラットスポット性とをバランスよく向上させることができる。ここで、Ｋｎ／Ｋａが０．６０未満であると複合繊維コード３ｚの耐久性が低下してタイヤの高速耐久性を確保することが難しくなり、０．９２超では複合繊維コード３ｚの耐久性が低下してタイヤの高速耐久性を確保することが難しくなると同時に、耐フラットスポット性の向上効果を十分に得ることが難しくなる。

なお、図１の実施形態では、ベルトカバー層６がベルト層５、５の外周の全域及び両端域に配置された場合を示したが、ベルトカバー層６の配置はこれに限られることなく、ベルト層５、５の外周の全域のみ又は両端域のみに配置する場合がある。さらに、ベルトカバー層６をタイヤ幅方向に複数に分割して配置する場合もある。

本発明において、さらに好ましくは、トレッド部４におけるカーカス層３の外周に配置するベルトカバー層６を、図３（ａ）及び（ｂ）に示すように、下撚りを施した１本の４６ナイロン繊維ヤーン６ｎとこれと同方向に下撚りを施した１本又は２本アラミド繊維ヤーン６ａとを互いに撚り方向を逆にして撚り合わせた複合繊維コード６ｚにより構成するようにするとよい。

これにより、高速走行時における複合繊維コード６ｚの復元性が、ガラス転移点の高い４６ナイロンにより改善されるため、耐フラットスポット性をさらに向上することができる。すなわち、複合繊維コード６ｚにおける低弾性繊維として汎用の６６ナイロンや６ナイロンを使用した場合には、６６ナイロンや６ナイロンのガラス転移点が低いために、複合繊維コード６ｚの復元性が低下してフラットスポット現象が抑制できないという問題があり、この問題を４６ナイロンの採用により解決することができる。

上述するように、本発明の空気入りラジアルタイヤ１は、カ−カス層３を同方向に下撚りを施したガラス転移点の高い１本の４６ナイロン繊維ヤーン３ｎと高弾性の２本のアラミド繊維ヤーン３ａとを互いに撚り方向を逆にして撚り合わせた複合繊維コード３ｚで構成し、この複合繊維コード３ｚの上撚り係数Ｋを所定の範囲内になるように調整することにより、高速耐久性と耐フラットスポット性とをバランスよく向上させるようにしたもので、近年の高性能車両に装着するタイヤ、特に扁平指向の空気入りラジアルタイヤに対して好ましく適用させることができる。

＜従来例１、２、実施例１〜３、比較例１〜３＞
タイヤサイズを２２５／４５Ｒ１７ ９４Ｙ、タイヤ構造を図１として、カーカスコードの枚数及び複合繊維コードの仕様を表１のように異ならせて、従来タイヤ（従来例１、２）、本発明タイヤ（実施例１〜３）及び比較タイヤ（比較例１〜３）をそれぞれ作製した。なお、各タイヤにおいて、カーカスコートゴムの引張り歪み及びベルトカバー層の材料をそれぞれ共通にした。

表１の複合繊維コードの構成及びベルトカバー層の構成の欄における「２Ｒ」は下撚りを施した１８４０ｄｔｅｘのレーヨン繊維ヤーン２本を下撚りの逆方向に上撚りを加えた有機繊維コード、「Ａ＋Ｎ６６」は下撚りを施した１６７０ｄｔｅｘのアラミド繊維ヤーン１本と１４００ｄｔｅｘの６６ナイロン繊維ヤーン１本を下撚りの逆方向に上撚りを加えた複合繊維コード、「２Ａ＋Ｎ４６」は下撚りを施した１６７０ｄｔｅｘのアラミド繊維ヤーン２本と１４００ｄｔｅｘの４６ナイロン繊維ヤーン１本を下撚りの逆方向に上撚りを加えた複合繊維コード、「Ａ＋Ｎ４６」は下撚りを施した１６７０ｄｔｅｘのアラミド繊維ヤーン１本と１４００ｄｔｅｘの４６ナイロン繊維ヤーン１本を下撚りの逆方向に上撚りを加えた複合繊維コード、「２Ａ＋Ｎ６６」は下撚りを施した１６７０ｄｔｅｘのアラミド繊維ヤーン２本と１４００ｄｔｅｘの６６ナイロン繊維ヤーン１本を下撚りの逆方向に上撚りを加えた複合繊維コード、をそれぞれ示している。（以下の実施例において同じ。）

これら８種類のタイヤについて、それぞれ以下の方法によりタイヤ重量、高速耐久性及び耐フラット性を評価し、その結果を従来例１を１００とする指数により表ｌに併記した。タイヤ重量及び耐フラット性については数値が小さいほど優れていることを示し、高速耐久性については数値が大きいほど優れていることを示す。

〔タイヤ重量〕
加硫後の各タイヤの重量を測定し、その結果から評価をした。

〔高速耐久性〕
各タイヤをリムサイズ１７×７．５Ｊのリムに装着した後、空気圧１２０ｋＰａを充填して、室内ドラム試験（ドラム径：１７０７ｍｍ）により、速度を８０ｋｍ／ｈ、負荷荷重を９．６ｋＮとして、タイヤが破壊するまでの走行距離を測定し，その結果から評価をした。

〔耐フラットスポット性〕
各タイヤをリムサイズ１７×７．５Ｊのリムに装着した後、空気圧２３０ｋＰａを充填して、室内ドラム試験（ドラム径：１７０７ｍｍ）により、ＪＡＳＯ Ｃ６０７に準拠してユニフォミティー（ＲＦＶ）を測定すると共に、ドラム上を速度１５０ｋｍ／ｈにて３０分間予備走行させた後、ドラムを停止して荷重（５．０ｋＮ）を負荷した状態で１時間放置した。その後、再びユニフォミティー（ＲＦＶ）を測定し、予備走行前後におけるユニフォミティー（ＲＦＶ）値の差を評価指標として、その結果から評価をした。

表１から、本発明タイヤは、従来タイヤ及び比較タイヤに比較して、高速耐久性と耐フラットスポット性とをバランスよく向上させていることがわかる。

＜実施例４〜７＞
タイヤサイズを２２５／４５Ｒ１７ ９４Ｙ、タイヤ構造を図１として、複合繊維コードの仕様をそれぞれ表２のように異ならせて、本発明タイヤ（実施例４〜７）を作製した。なお、各タイヤにおいて、カーカス層の枚数、カーカスコートゴムの引張り永久歪み及びベルトカバー層の材料を共通にした。

これら４種類のタイヤについて、それぞれ上記と同じ方法によりタイヤ重量、高速耐久性及び耐フラット性を評価し、その結果を従来例１を１００とする指数により表２に併記した。なお、表２では、比較のために実施例２の結果を併せて掲載した。

表２から、実施例４及び６は、実施例２と同様に下撚り係数の比Ｋｎ／Ｋａが０．６０〜０．９２の範囲内であるため、実施例５及び７に比較して高速耐久性が優れ、実施例４〜７は、実施例２に比較して、カーカスコートゴムの引張り永久歪みが小さいので、耐フラット性が改善されていることがわかる。

＜実施例８＞
タイヤサイズを２２５／４５Ｒ１７ ９４Ｙ、タイヤ構造を図１として、ベルトカバー層の材料を表３のように異ならせて、本発明タイヤ（実施例８）を作製した。

このタイヤについて、それぞれ上記と同じ方法によりタイヤ重量、高速耐久性及び耐フラット性を評価し、その結果を従来例１を１００とする指数により表３に併記した。なお、表３では、比較のために実施例６の結果を併せて掲載した。

表３から、実施例８は、ベルトカバー層の材料として６６ナイロンに代えて４６ナイロンを使用したので、実施例６に比較して耐フラット性が改善されていることがわかる。

本発明の実施形態による空気入りラジアルタイヤを示す断面図である。 本発明の実施形態によるカーカス層を構成する複合繊維コードの構造を示す断面図である。 （ａ）及び（ｂ）はそれぞれ本発明の実施形態によるベルトカバー層を構成する複合繊維コードの構造を示す断面図である。

符号の説明

ｌ 空気入りラジアルタイヤ
２ ビード部
３ カ−カス層
４ トレッド部
５ ベルト層
６ ベルトカバー層
３ａ、６ａ アラミド繊維ヤーン
３ｎ、６ｎ ４６ナイロン繊維ヤーン
３ｚ、６ｚ 複合繊維コード

Claims (5)

1. 左右一対のビード部間にカーカス層を装架し、トレッド部における前記カーカス層の外周に層間で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、該ベルト層の外周の全域及び／又は両端域に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た空気入りラジアルタイヤにおいて、
   前記カーカス層を、それぞれ下撚りを施した４６ナイロン繊維ヤーン１本とアラミド繊維ヤーン２本とを前記下撚りと逆方向に上撚りを与えて撚り合わせた複合繊維コードにより構成すると共に、該複合繊維コードの下記式で定義される上撚り係数Ｋを１７００〜２７００にした空気入りラジアルタイヤ。
   Ｋ＝Ｔ×Ｄ^{1 / 2}
   （但し、Ｔは上撚り数（回／１０ｃｍ）、Ｄは総繊度（ｄｔｅｘ））
2. 前記カーカス層が１プライ構成である請求項１に記載の空気入りラジアルタイヤ。
3. 加硫後のタイヤから採取した前記カーカス層を被覆するコートゴムの引張り永久歪みが３．０％以下である請求項１又は２に記載の空気入りラジアルタイヤ。
4. 下記式で定義される前記４６ナイロン繊維ヤーンの下撚り係数Ｋｎと前記アラミド繊維ヤーンの下撚り係数Ｋａとの比Ｋｎ／Ｋａが０．６０〜０．９２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。
   Ｋｎ＝Ｔｎ×Ｄｎ^{1 / 2}
   Ｋａ＝Ｔａ×Ｄａ^{1 / 2}
   （但し、Ｔｎ，Ｔａはそれぞれの繊維ヤーンの下撚り数（回／１０ｃｍ）、Ｄｎ、Ｄａはそれぞれの繊維ヤーンの繊度（ｄｔｅｘ））
5. 前記ベルトカバー層を、それぞれ同一方向に下撚りを施した４６ナイロン繊維ヤーンとアラミド繊維ヤーンとを前記下撚りと逆方向に上撚りを与えて撚り合わせた複合繊維コードにより構成した請求項１、２、３又は４に記載の空気入りラジアルタイヤ。