JP5309731B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、空気入りタイヤに関し、更に詳しくは、高速耐久性を改善するようにした空気入りタイヤに関する。

従来、ベルト層の外周側に配置されるベルトカバー層の補強コードに、弾性率が高いアラミド繊維などの高弾性繊維フィラメントと弾性率が低いナイロン繊維などの低弾性繊維フィラメントを撚り合せたハイブリッドコードを用いた空気入りタイヤが知られている（例えば、特許文献１，２参照）。このようなハイブリッドコードを使用したベルトカバー層を有する空気入りタイヤは、ナイロンコードを用いたベルトカバー層の問題点であるフラットスポット（駐車中にトレッド部の一部に発生する変形歪み）を低減し、かつ高速走行時の遠心力によりベルト層の端部がタイヤ径方向外側に膨出するのをナイロンコードを使用したベルトカバー層より抑制してベルト層の耐エッジセパレーション性を向上し、高速耐久性を高めることができる利点がある。

しかしながら、ベルトカバー層の補強コードは、タイヤ周方向に螺旋状に連続して巻回されるので、上記ハイブリッドコードをベルトカバー層に用いた空気入りタイヤは、加硫時にリフトが加わった際にベルトカバー層がタイヤ径方向に伸び難い。そのため、加硫時のリフト時に膨径したベルト層のエッジがベルトカバー層に接触し、それに起因してベルトエッジセパレーションが発生する問題があり、その改善が求められていた。
特開平９−２７７８０３号公報 特開２００６−１９３０９３号公報

本発明の目的は、ハイブリッドコードをベルトカバー層に用いた空気入りタイヤにおいて、フラットスポット低減効果を維持しながら、ベルト層の耐エッジセパレーション性を高めて高速耐久性を改善することが可能な空気入りタイヤを提供することにある。

上記目的を達成する本発明の空気入りタイヤは、左右のビード部間にカーカス層を延設し、トレッド部のカーカス層外周側にベルト層を配置し、該ベルト層の外周側に異なる種類の有機繊維フィラメントを撚り合せ、かつ４４Ｎ負荷時の中間伸度が２．０〜２．５％のハイブリッドコードをタイヤ周方向に螺旋状に巻回してゴム層に埋設したベルトカバー層をベルト層全体を覆うように設けた空気入りタイヤにおいて、ベルト層両端部とベルトカバー層両端部との間、且つ、ベルト層のエッジからタイヤ軸方向に沿ってタイヤ幅方向内側に１０ｍｍ以上２０ｍｍ以下の範囲にクッション層を介在させ、該クッション層がハイブリッドコードより４４Ｎ負荷時の中間伸度が高い有機繊維コードをタイヤ周方向に螺旋状に巻回してゴム層に埋設してなることを特徴とする。

上述した本発明によれば、ベルト層両端部とベルトカバー層両端部との間にクッション層を設けることにより、ベルト層のエッジがベルトカバー層と接触するのを防ぐことができるため、ベルトカバー層との接触に起因するベルト層のエッジセパレーションの発生を抑えることができる。クッション層には、ハイブリッドコードより伸び易い有機繊維コードを使用するので、ベルト層のエッジがクッション層に接触したとしても、エッジセパレーションがベルトカバー層と接触した場合よりも発生し難くなる。他方、クッション層の有機繊維コードをタイヤ周方向に螺旋状に巻回するため、クッション層が高速走行時の遠心力によりベルト層の端部がタイヤ径方向外側に膨出するのを抑制する働きもする。従って、ハイブリッドコードをベルトカバー層に用いた空気入りタイヤにおいて、ベルト層の耐エッジセパレーション性を高めて高速耐久性を改善することが可能になる。

フラットスポットは、熱収縮性が大きいナイロンコードをベルトカバー層に用いた際に起こる問題点であるが、ハイブリッドコードより伸び易い有機繊維コードとしてナイロンコードをクッション層に使用した場合であっても、クッション層をベルト層両端部とベルトカバー層両端部との間に部分的に設けるだけでよいため、クッション層を設けていない従来のタイヤと同様のフラットスポット低減効果を確保することができる。

以下、本発明の実施の形態について添付の図面を参照しながら詳細に説明する。

図１，２は、本発明の空気入りタイヤの一実施形態を示し、１はトレッド部、２はサイドウォール部、３はビード部である。左右のビード部３間にタイヤ径方向に延在する補強コードをタイヤ周方向に沿って配列した２層のカーカス層４が延設されている。内側のカーカス層４Ａの両端部がビード部３に埋設したビードコア５の周りにビードフィラー６を挟み込むようにしてタイヤ軸方向内側から外側に折り返されている。外側のカーカス層４Ｂの両端部は、タイヤ軸方向外側から内側にビードコア５に巻き掛けられている。

トレッド部１のカーカス層４の外周側には、タイヤ周方向１００に対して傾斜して延在するスチールコードなどの補強コードＲＣをタイヤ周方向１００に沿って配列してゴム層ＲＬに埋設した２層のベルト層７が設けられている。２層のベルト層７は、カーカス層に隣接して配置した１番ベルト層７Ａと、この１番ベルト層７Ａの外周側に配置した２番ベルト層７Ｂから構成され、１番ベルト層７Ａの補強コードＲＣと２番ベルト層７Ｂの補強コードＲＣは、タイヤ周方向１００に対する傾斜方向を逆向きにして交差している。１番ベルト層７Ａの幅が２番ベルト層７Ｂの幅より広くなっている。

ベルト層７の外周側には、ハイブリッドコードＨＣをタイヤ周方向１００に０度に近い角度で螺旋状に連続して巻回してゴム層８ｘに埋設した１層のベルトカバー層８がベルト層７全体を覆うように設けられている。このようなベルトカバー層８は、ゴム被覆した１本または複数本のハイブリッドコードＨＣを連続して螺旋状に巻き付けることにより形成することができる。

ベルトカバー層８のハイブリッドコードＨＣは、異なる種類の有機繊維フィラメント、即ち、図３に示すように、弾性率が高いアラミド、ポリエチレン・テフタレート、ポリケトン、レーヨン、リヨセルなどから選ばれる有機繊維フィラメントＨＣ１と、それより弾性率が低いナイロンなどの有機繊維フィラメントＨＣ２を撚り合せて構成され、４４Ｎ負荷時の中間伸度が２．０〜２．５％の範囲になっている。ハイブリッドコードＨＣの４４Ｎ負荷時の中間伸度が２．０％より低いと、膨径低減効果が薄れる。逆にハイブリッドコードＨＣの４４Ｎ負荷時の中間伸度が２．５％より高いと、高速走行時の遠心力によりベルト層７の端部７Ｅがタイヤ径方向外側に膨出するのを効果的に抑制することが難しくなる。なお、ここで言う４４Ｎ負荷時の中間伸度は、タイヤのベルトカバー層８からハイブリッドコードＨＣを取り出して測定した時の値である。

ベルト層７の両端部７Ｅとベルトカバー層８の両端部８Ｅとの間には、それぞれ１層のクッション層９が介設されている。クッション層９は、ハイブリッドコードＨＣより４４Ｎ負荷時の中間伸度が高い有機繊維コードＯＣをタイヤ周方向１００に０度に近い角度で螺旋状に連続して巻回してゴム層９ｘに埋設した構造になっている。このような構成のクッション層９も、ゴム被覆した１本または複数本の有機繊維コードＯＣを連続して螺旋状に巻き付けることにより形成することができる。

このように本発明では、ベルト層両端部７Ｅとベルトカバー層両端部８Ｅとの間にクッション層９を設け、ベルト層７のエッジがベルトカバー層８と接触しないようにしたので、ベルトカバー層８との接触に起因するベルト層７のエッジセパレーションの発生を抑えることができる。クッション層９は、ハイブリッドコードＨＣより伸び易い有機繊維コードＯＣを使用するので、ベルト層７のエッジがクッション層９に接触したとしても、エッジセパレーションがベルトカバー層８と接触した場合よりも発生し難くなる。他方、クッション層９の有機繊維コードＯＣをタイヤ周方向１００に螺旋状に巻回する構成にすることで、高速走行時の遠心力によりベルト層７の端部７Ｅがタイヤ径方向外側に膨出するのをクッション層９が抑制する働きをする。従って、ハイブリッドコードＨＣをベルトカバー層８に用いた空気入りタイヤにおいて、ベルト層７の耐エッジセパレーション性を高め、高速耐久性を改善することが可能になる。

フラットスポットは、熱収縮性が大きいナイロンコードをベルトカバー層に用いた際に起こる問題点であるが、ハイブリッドコードＨＣより伸び易い有機繊維コードＯＣとしてナイロンコードをクッション層９に使用した場合であっても、クッション層９をベルト層両端部７Ｅとベルトカバー層両端部８Ｅとの間に部分的に設けるだけでよいため、クッション層９を設けていない従来のタイヤと同様のフラットスポット低減効果を得ることができる。

本発明において、クッション層９の有機繊維コードＯＣの４４Ｎ負荷時の中間伸度としては、６〜１１％の範囲にするのがよい。中間伸度が６％未満であると、リフトがかかった時に伸びず、クッション効果を十分に得ることができない。逆に中間伸度が１１％を超えると、ベルト層７の端部７Ｅがタイヤ径方向外側に膨出するのを抑制する効果を発揮することが難しくなる。なお、ここで言う４４Ｎ負荷時の中間伸度も、タイヤのクッション層９から有機繊維コードＯＣを取り出して測定した時の値である。

このような有機繊維コードＯＣとしては、総繊度が７４０〜９４０dtexのナイロンコードを好ましく挙げることができる。ナイロンコードの総繊度が７４０dtexより小さいと、ゴム層が厚くなり、ベルト層が外側に膨出するのを抑制し難くなる。逆に総繊度が９４０dtexより大きいと、ゴム層が薄くなり、クッション効果を得難くなる。

有機繊維コードＯＣに使用されるナイロンコードは、同じ繊度の２本のナイロン繊維フィラメントを撚り合わせたものが、耐圧縮性の点からよい。

クッション層９を配置する範囲は、ベルト幅が広い１番ベルト層７Ａのエッジ７Ａｅからタイヤ軸方向に沿ってタイヤ幅方向内側に少なくとも１０ｍｍの範囲Ｚにする。範囲Ｚが１０ｍｍより狭いと、ベルト層７の耐エッジセパレーション性を高めることが難しくなる。範囲Ｚの上限は、重量及びナイロンコードを使用したときのフラットスポットの点から、１番ベルト層７Ａのエッジ７Ａｅからタイヤ軸方向に沿ってタイヤ幅方向内側に２０ｍｍの範囲とする。

クッション層９の厚さとしては、０．５〜１．３ｍｍの範囲にするのが好ましい。クッション層９の厚さが０．５ｍｍ未満であると、コートゴムのゲージが薄くなり、クッション効果を得難くなる。クッション層９の厚さが１．３ｍｍを超えると、コートゴムのゲージが厚くなりすぎ、高速耐久性の悪化を招く。

クッション層９の有機繊維コードＯＣの配列密度としては、５０ｍｍ幅当たり４５〜５５本がよい。配列密度が４５本／５０ｍｍより小さいと、配列間隔が広くなりすぎて、ベルト層７の端部７Ｅがタイヤ径方向外側に膨出するのを抑制する効果を発揮するのが難しくなる。逆に配列密度が５５本／５０ｍｍより大きいと、配列間隔が狭くなりすぎて耐疲労性が悪化する。

ベルトカバー層８のハイブリッドコードＨＣとしては、２本の有機繊維フィラメントＨＣ１と１本の有機繊維フィラメントＨＣ２を撚り合せた３本撚りのハイブリッドコードが耐疲労圧縮性の点から好ましい。

有機繊維フィラメントＨＣ１の繊度としては、１５００〜１７００dtexの範囲にするのがよい。有機繊維フィラメントＨＣ１の繊度が１５００dtexより低いと、１本当たりのコードの強度が低下し、耐圧縮疲労性が悪化する。逆に有機繊維フィラメントＨＣ１の繊度が１７００dtexより高いと、ゴムゲージが薄くなり、耐久性の悪化となる。

有機繊維フィラメントＨＣ２の繊度としては、１３５０〜１４５０dtexの範囲にするのがよい。有機繊維フィラメントＨＣ２の繊度が１３５０dtexより低いと、１本当たりのコードの強度が低下し、耐圧縮疲労性が悪化する。逆に有機繊維フィラメントＨＣ２の繊度が１４５０dtexより高いと、ゴムゲージが薄くなり、耐久性が悪化する。

ベルトカバー層８のハイブリッドコードＨＣの配列密度としては、５０ｍｍ幅当たり３７〜４３本にするのがよい。配列密度が３７本／５０ｍｍより小さいと、配列間隔が広くなりすぎてベルトカバー層８としての機能を効果的に発揮することができなくなる。逆に配列密度が４３本／５０ｍｍより大きいと、配列間隔が狭くなりすぎて、コートゴムのゲージが薄くなり、耐疲労性が悪化する。

ベルト層７の補強コードＲＣにスチールコードを使用する場合、直径が０．２２〜０．３２ｍｍのスチール素線を４本撚り合わせた２＋２構造のものが好ましく使用できる。スチール素線の直径が０．２２ｍｍ未満であると、素線の強度が低下し、ベルト折れの原因となる。逆にスチール素線の直径が０．３２ｍｍを超えると、重量の増加を招く。

ベルト層７の補強コードＲＣの配列本数としては、５０ｍｍ幅当たり３５〜４５本にするのがよい。配列密度が３５本／５０ｍｍより小さいと、配列間隔が広くなりすぎてベルト層７として要求されるタガ効果を発揮することができなくなる。逆に配列密度が４５本／５０ｍｍより大きいと、配列間隔が狭くなりすぎてベルト層７の耐久性が低下する。

図４に示すように、２層のベルト層７Ａ，７Ｂの補強コードＲＣ間の距離Ｍとしては１．１ｍｍ以下にするのが、軽量化の点からよい。距離Ｍの下限値としては、耐久性の点から０．４ｍｍ以上にするのがよい。

本発明は、特に乗用車用の空気入りタイヤに好ましく用いることができるが、それに限定されない。

タイヤサイズを２７５／４５Ｒ２０で共通にし、ベルト層両端部とベルトカバー層両端部との間にクッション層を設け、ベルトカバー層のハイブリッドコードの中間伸度とクッション層を設けた範囲Ｚを表１のようにした図１に示す構成の本発明タイヤ１〜５（本実施例１〜５）と比較タイヤ１，２（比較例１，２）、本発明タイヤ２においてクッション層をゴムのみから構成した比較タイヤ３（比較例３）、比較タイヤ３においてゴムのみからなるクッションゴム層にナイロン短繊維を分散させた比較タイヤ４（比較例４）、及びクッション層がない他は本発明タイヤ２と同じ構成である従来タイヤ（従来例）をそれぞれ試験タイヤとして作製した。

本発明タイヤ１〜５と比較タイヤ１，２において、クッション層の有機繊維コードには、２本のナイロン繊維フィラメントを撚り合わせてなる総繊度が９４０dtexのナイロンコード（４４Ｎ負荷時の中間伸度が７．４％）を使用した。その配列密度は５０本／５０ｍｍである。また、クッション層の厚さは０．８ｍｍで共通である。

各試験タイヤ共に、ベルトカバー層のハイブリッドコードには、繊度１６７０dtexのアラミド繊維フィラメント２本と繊度１４００dtexのナイロン繊維フィラメント１本を撚り合わせてなるハイブリッドコードを使用し、その配列密度は４０本／５０ｍｍである。２層のベルト層の補強コードにはスチール素線の直径が０．２５ｍｍで２＋２構造のスチールコードを使用した。その配列密度は、３８本／５０ｍｍである。また、２層のベルト層の補強コード間の距離Ｍは０．７ｍｍである。

これら各試験タイヤをリムサイズ２０×９Ｊのホイールに組付け、空気圧を２６０ｋＰａとして、以下に示す試験方法により高速耐久性とフラットスポットの評価試験を行ったところ、表１に示す結果を得た。

高速耐久性
各試験タイヤをドラム試験機に取り付け、ＪＩＳに記載される高速耐久性の試験に準拠して実施した。その評価結果を従来タイヤを１００とする指数値で示す。この値が大きい程、高速耐久性が優れている。１０５以上が顕著な効果ありである。

フラットスポット
各試験タイヤを排気量３０００ｃｃクラスの試験車両に装着し、時速１００ｋｍ／ｈで１時間連続走行した後、試験タイヤを車両に装着した状態で２４時間放置した。次いで、ユニフォミティー測定機に装着し、時速１００ｋｍ／ｈで走行させた時のＲＦＶ(radial force variation)を測定し、その測定値からフラットスポットを評価した。その評価結果を従来タイヤを１００とする指数値で示す。この値が大きい程、フラットスポット低減効果があることを意味する。

表１から、本発明タイヤは、フラットスポット低減効果を従来タイヤと同じレベルに維持しながら、高速耐久性を改善できることがわかる。

本発明の空気入りタイヤの一実施形態を示すタイヤ子午線部分断面図である。 ベルト層とベルトカバー層とクッション層を切欠いて部分的に示す説明図である。 ベルトカバー層のハイブリッドコードの拡大断面図である。 ベルト層の部分拡大断面図である。

符号の説明

１ トレッド部
４ カーカス層
７ ベルト層
７Ｅ 端部
８ ベルトカバー層
８Ｅ 端部
８ｘ ゴム層
９ クッション層
９ｘ ゴム層
１００ タイヤ周方向
ＨＣ ハイブリッドコード
ＨＣ１，ＨＣ２ 有機繊維フィラメン
ＯＣ 有機繊維コード
Ｚ 範囲

Claims (7)

1. 左右のビード部間にカーカス層を延設し、トレッド部のカーカス層外周側にベルト層を配置し、該ベルト層の外周側に異なる種類の有機繊維フィラメントを撚り合せ、かつ４４Ｎ負荷時の中間伸度が２．０〜２．５％のハイブリッドコードをタイヤ周方向に螺旋状に巻回してゴム層に埋設したベルトカバー層をベルト層全体を覆うように設けた空気入りタイヤにおいて、
   ベルト層両端部とベルトカバー層両端部との間、且つ、ベルト層のエッジからタイヤ軸方向に沿ってタイヤ幅方向内側に１０ｍｍ以上２０ｍｍ以下の範囲にクッション層を介在させ、該クッション層がハイブリッドコードより４４Ｎ負荷時の中間伸度が高い有機繊維コードをタイヤ周方向に螺旋状に巻回してゴム層に埋設してなる空気入りタイヤ。
2. クッション層の有機繊維コードの４４Ｎ負荷時の中間伸度が６〜１１％である請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. クッション層の有機繊維コードが総繊度７４０〜９４０dtexのナイロンコードからなる請求項２に記載の空気入りタイヤ。
4. ナイロンコードが２本のナイロン繊維フィラメントを撚り合わせてなる請求項３に記載の空気入りタイヤ。
5. クッション層の有機繊維コードの配列密度が４５〜５５本／５０ｍｍである請求項１乃至４のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
6. ベルトカバー層のハイブリッドコードが繊度１５００〜１７００dtexのアラミド繊維フィラメント２本と繊度１３５０〜１４５０dtexのナイロン繊維フィラメント１本を撚り合わせてなる請求項１乃至５のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
7. ベルトカバー層のハイブリッドコードの配列密度が３７〜４３本／５０ｍｍである請求項１乃至６のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。

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