JP2012196983A

JP2012196983A - 空気入りタイヤ

Info

Publication number: JP2012196983A
Application number: JP2011060644A
Authority: JP
Inventors: Miyuki Nakajima; 美由紀中島
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 2011-03-18
Filing date: 2011-03-18
Publication date: 2012-10-18

Abstract

【課題】ベルト補強層に芳香族ポリアミド繊維と脂肪族ポリアミド繊維とからなる複合コードを使用した空気入りタイヤにおいて、高速耐久性を良好に維持すると共に転がり抵抗を改善することを可能にした空気入りタイヤを提供する。
【解決手段】
トレッド部１におけるカーカス層４の外周側に配置したベルト層６の外周側にベルト補強層７を配置し、トレッド部１に少なくとも１本の周方向主溝１０を設けた空気入りタイヤにおいて、ベルト補強層７を芳香族ポリアミド繊維と脂肪族ポリアミド繊維とからなる複合コード９から構成し、この複合コード９の２．１ｃＮ／ｄｔｅｘ負荷時の伸張率を２．５〜５．０％にし、且つ周方向主溝１０の内周側の部位にベルト補強層７を局部的に欠如させた分割部１１を設ける。
【選択図】図１

Description

本発明は、空気入りタイヤに関し、更に詳しくは、高速耐久性を維持しながら転がり抵抗を改善することを可能にした空気入りタイヤに関する。

空気入りラジアルタイヤにおいて、ベルト層の外周側に繊維コードをタイヤ周方向に螺旋状に巻回して形成したベルト補強層を配置することが行われている。このようなベルト補強層を配置することで、ベルト層のせり上がりを防止し高速耐久性の向上やロードノイズの低減を図っている。

ところで、車両を高速で走行させた後に長い時間駐車すると、タイヤの温度が低下する過程において、接地部分が平坦となるような形状が一時的に固定されてしまう所謂フラットスポットが形成されることがある。このようなフラットスポットが形成されると、タイヤのユニフォミティが悪化し、ロードノイズや振動が増加することになる。

このようなフラットスポットにはタイヤ構成部材の中でもベルト補強層の寄与が大きいため、ベルト補強層を構成する繊維コードとして芳香族ポリアミド繊維と脂肪族ポリアミド繊維とからなる複合コードを使用する技術がある（例えば特許文献１参照）。しかし、このような複合コードは、芳香族ポリアミド繊維のフィラメントカウントが多いためコードのｔａｎδが大きくなり転がり抵抗が悪化するという問題があった。

特開２００９−０３５０３０号公報

本発明の目的は、上述する問題点を解決するもので、ベルト補強層に芳香族ポリアミド繊維と脂肪族ポリアミド繊維とからなる複合コードを用いた場合であっても、高速耐久性を維持しながら転がり抵抗を改善することを可能にした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ための本発明の空気入りタイヤは、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側にベルト層を配置し、該ベルト層の外周側に補強コードをタイヤ周方向に巻回したベルト補強層を配置し、トレッド部にタイヤ周方向に延在する少なくとも１本の周方向主溝を設けた空気入りタイヤにおいて、前記ベルト補強層を芳香族ポリアミド繊維と脂肪族ポリアミド繊維とからなる複合コードから構成し、該複合コードの２．１ｃＮ／ｄｔｅｘ負荷時の伸張率を２．５〜５．０％にし、且つ前記周方向主溝の内周側の部位に前記ベルト補強層を局部的に欠如させた分割部を設けたことを特徴とする。

本発明の空気入りタイヤでは、芳香族ポリアミド繊維と脂肪族ポリアミド繊維とからなる複合コードをベルト補強層に使用したので、ベルト層のせり上がりを抑えて優れた高速耐久性を発揮すると共に、芳香族ポリアミド繊維の優れた耐熱性によってフラットスポットの発生を抑制することが出来る。また、トレッド部に設けた周方向主溝の溝下ではトレッドゴムが薄く高速走行時の遠心力が小さくせり上がりが比較的小さいため、周方向主溝の内周側の部位にベルト補強層を局部的に欠如させた分割部を設けることで、高速耐久性を悪化させることなく転がり抵抗を低減することが出来る。更に、複合コードの２．１ｃＮ／ｄｔｅｘ負荷時の伸張率を２．５〜５．０％にすることで、転がり抵抗を低減しつつ高速耐久性を高度に維持することが可能になる。

本発明において、ベルト補強層がタイヤ径方向に積層されない単層構造であることが好ましい。これにより、高速耐久性を維持しながら転がり抵抗を低減することが出来る。

ベルト補強層の分割部の幅は、前記周方向主溝の幅に対して±２ｍｍ以内の範囲であることが好ましい。これにより、高速耐久性及び転がり抵抗を改善することが出来る。

ベルト補強層は、複合コードを埋設したストリップ材から構成され、このストリップ材の幅が２〜１０ｍｍであることが好ましい。これにより、分割部を成形し易くすると共に、重量バランスを良好にしてユニフォミティを向上することが出来る。

複合コードの総繊度は、３０００〜４０００ｄｔｅｘであることが好ましい。これにより、高速耐久性を良好に維持すると共に、転がり抵抗を改善することが出来る。

尚、複合コードの伸張率は、ＪＩＳＬ１０１７に記載の方法に準拠して測定した値である。

本発明の実施形態からなる空気入りタイヤを示す子午線半断面図である。本発明の空気入りタイヤのトレッド部を拡大して示す説明図である。

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からなる空気入りタイヤを示す断面図であり、図２は本発明の空気入りタイヤのトレッド部を拡大して示す説明図である。

図１において、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。左右一対のビード部３，３間にはカーカス層４が装架されている。このカーカス層４は、タイヤ径方向に延びる複数本の補強コードを含み、各ビード部３に配置されたビードコア５の廻りにタイヤ内側から外側に巻き上げられている。一方、トレッド部１におけるカーカス層４の外周側にはスチールコードからなる２層のベルト層６が層間でコードが互いに交差するように配置されている。更に、ベルト層６の外周側にベルト補強層７が設けられている。

このベルト補強層７は、図２に示すように、１本または複数本のコードを引き揃えてゴム被覆してなるストリップ材８をタイヤ周方向に対して好ましくは５°以下で螺旋状に巻回して構成されている。ベルト補強層７を構成するストリップ材８のタイヤ周方向に対する傾斜角度が５°より大きいとベルト補強層７の形成が困難になり、しかもベルト補強層７によるタガ効果が低下する。

ここで、ベルト補強層７は、芳香族ポリアミド繊維と脂肪族ポリアミド繊維とからなる複合コード９から構成されている。より具体的には、複合コード９は、芳香族ポリアミド繊維束に下撚りを加えた少なくとも１本の芳香族ポリアミド下撚り糸と脂肪族ポリアミド繊維束に芳香族ポリアミド下撚り糸と同方向の下撚りを加えた１本の脂肪族ポリアミド下撚り糸とを束ねて下撚りと逆方向に上撚りを加えたものである。このような複合コード９を空気入りラジアルタイヤのベルト補強層７に使用することで、ベルト層６のせり上がりを押さえて優れた高速耐久性を発揮すると共に、芳香族ポリアミド繊維の優れた耐熱性によってフラットスポットの発生を抑制することが出来る。

ベルト補強層７を構成するコードが芳香族ポリアミド繊維のみからなる場合、芳香族ポリアミド繊維の優れた耐熱性によってフラットスポットの発生を抑制することは出来るものの、芳香族ポリアミド繊維の疲労性が悪いためタイヤの疲労性が悪化する。逆に、ベルト補強層７を構成するコードが脂肪族ポリアミド繊維のみからなる場合、耐熱性が不充分であるため、フラットスポットの発生を抑制することが出来ない。

一方で、図１，２に示すように、空気入りタイヤのトレッド部１には周方向主溝１０が設けられている。周方向主溝１０とは幅が１０〜２０ｍｍ、深さが５〜１０ｍｍであり、タイヤ周方向に全周に亘って延在する溝をいう。この周方向主溝１０の溝下では、トレッドゴムが他の部分よりも薄くなっているため高速走行時の遠心力が小さく、せり上がりが比較的小さい。そのため、周方向主溝１０の内周側の部位にはベルト補強層７を局部的に欠如させた分割部１１が設けられている。即ち、ベルト補強層７は、分割部１１を除いてベルト層６の全域を覆うように構成されている。このようにベルト補強層７を周方向主溝１０の内周側の部位から選択的に排除することにより、高速耐久性を悪化させることなく転がり抵抗を改善することが出来る。

ベルト補強層７の分割部１１の幅Ｗ１としては、周方向主溝１０の幅Ｗ０に対して±２．０ｍｍ以内の範囲であることが好ましい。分割部１１の幅Ｗ１が周方向主溝１０の幅Ｗ０に対して＋２．０ｍｍよりも大きいと、溝下以外の部分におけるベルト層６のせり上がりを防止出来なくなるため高速耐久性が悪化する。分割部１１の幅Ｗ１が周方向主溝１０の幅Ｗ０に対して−２．０ｍｍよりも小さいと、ベルト補強層７が存在する部分が広くなって複合コード９が増加するためｔａｎδの大きな芳香族ポリアミド繊維の使用量が増加し、転がり抵抗を充分に向上することが出来ない。

尚、ベルト補強層７は、分割部１１を挟んでタイヤ幅方向に複数の部分に区分されることになるが、タイヤ径方向には積層されない単層構造とすることが好ましい。ベルト補強層７をタイヤ径方向に２層以上積層させた場合、せり上がりを抑制し高速耐久性を向上することは出来るものの、空気入りタイヤの重量が増加するため転がり抵抗が悪化する。

また、分割部１１は周方向主溝１０の内周側に設けられるが、子午線断面において周方向主溝１０と分割部１１とが周方向主溝１０の幅の８０％以上重複していれば、タイヤ幅方向にずれていても構わない。

上述のように、周方向主溝１０の溝下ではせり上がりは比較的小さいが、分割部１１を設けることで高速耐久性が若干低下する。そこで、複合コード９の２．１ｃＮ／ｄｔｅｘ負荷時の伸張率を２．５〜５．０％にすることで、分割部１１を設けることによる高速耐久性の低下を抑え、高速耐久性を高度に維持することが出来る。２．１ｃＮ／ｄｔｅｘ負荷時の伸張率が２．５％より小さいと、複合コードを構成する繊維同士の内部間摩擦が大きくなり、転がり抵抗が悪化する。２．１ｃＮ／ｄｔｅｘ負荷時の伸張率が５．０より大きいと、高速耐久性を充分に向上することが出来ない。

本発明においては、ストリップ材８の幅は２〜１０ｍｍであることが好ましい。ストリップ材８の幅が２ｍｍより小さいと幅が狭過ぎるためストリップ材８を構成することが出来ない。ストリップ材８の幅が１０ｍｍより大きいとストリップ材８の末端部周辺における周回部分の重量バランスが悪くなりタイヤのユニフォミティが低下する。また、分割部１１を成形し難くなる。

また、複合コード９の総繊度が３０００〜４０００ｄｔｅｘであることが好ましい。このように複合コード９の総繊度を規定することで、高速耐久性と転がり抵抗を高度に両立することが出来る。複合コード９の総繊度が３０００ｄｔｅｘより小さいと、コードの強度や弾性率が低下してせり上がりを充分に抑制出来なくなるため高速耐久性を充分に向上することが出来ない。複合コード９の総繊度が４０００ｄｔｅｘより大きいと、コードを構成する繊維同士の内部間摩擦が大きくなり、転がり抵抗を充分に向上することが出来ない。

タイヤサイズを２５５／４０ＺＲ１７で共通にし、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カーカス層の外周側にベルト層を配置し、このベルト層の外周側に補強コードをタイヤ周方向に巻回したベルト補強層を配置し、トレッド部にタイヤ周方向に延在する４本の周方向主溝を設けた空気入りタイヤにおいて、ベルト補強層の仕様について、分割部の有無、分割部の幅、コード構造、コードの総繊度、コードの伸張率をそれぞれ表１のように設定した従来例１、比較例１〜２、実施例１〜４の７種類の試験タイヤを製作した。尚、周方向主溝の幅は１５ｍｍとし、分割部の幅は周方向主溝の幅に対する値を示した。ベルト補強層を形成するためのストリップ材の幅は５ｍｍとした。また、コードの伸張率は、コードの撚り数及びディップ処理時の張力に基づいて適宜調整した。

これら７種類の試験タイヤについて、下記の評価方法により高速耐久性及び転がり抵抗を評価し、その結果を表１に併せて示した。

高速耐久性
試験タイヤをリムサイズ１７×９Ｊのリムに装着し、空気圧を１８０ｋＰａにしてＪＩＳＤ４２３０に準拠する室内ドラム試験機（ドラム径１７０７ｍｍ）に取り付け、速度２６０ｋｍ／ｈから試験を開始し、１０分毎に１０ｋｍ／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、タイヤ故障が起きるまでの走行距離を測定した。評価結果は、従来例１の走行距離を１００とする指数として示した。この値が大きい程、空気入りタイヤの高速耐久性が優れることを意味する。

転がり抵抗
試験タイヤをリムサイズ１７×９ＪＪのリムに装着し、空気圧を２５０ｋＰａにして室内ドラム試験機（ドラム径１７０７ｍｍ）に取り付け、荷重５００ｋｇｆ、速度５０ｋｍ／ｈの条件で走行したときの抵抗力を測定し、これを転がり抵抗とした。評価結果は、測定値の逆数を用い、従来例１の値を１００とする指数として示した。この値が大きい程、転がり抵抗が優れていることを意味する。

表１から判るように、実施例１〜４はいずれも従来例１に対して、高速耐久性を良好に維持しながら転がり抵抗を向上した。一方、比較例１，２は高速耐久性又は転がり抵抗のいずれかが悪化して、これら性能を両立することが出来なかった。

１トレッド部
２サイドウォール部
３ビード部
４カーカス層
５ビードコア
６ベルト層
７ベルト補強層
８ストリップ材
９複合コード
１０周方向主溝
１１分割部

Claims

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側にベルト層を配置し、該ベルト層の外周側に補強コードをタイヤ周方向に巻回したベルト補強層を配置し、トレッド部にタイヤ周方向に延在する少なくとも１本の周方向主溝を設けた空気入りタイヤにおいて、
前記ベルト補強層を芳香族ポリアミド繊維と脂肪族ポリアミド繊維とからなる複合コードから構成し、該複合コードの２．１ｃＮ／ｄｔｅｘ負荷時の伸張率を２．５〜５．０％にし、且つ前記周方向主溝の内周側の部位に前記ベルト補強層を局部的に欠如させた分割部を設けたことを特徴とする空気入りタイヤ。
前記ベルト補強層がタイヤ径方向に積層されない単層構造であることを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤ。
前記ベルト補強層の分割部の幅が前記周方向主溝の幅に対して±２ｍｍ以内の範囲であることを特徴とする請求項１又は２に記載の空気入りタイヤ。
前記ベルト補強層が前記複合コードを埋設したストリップ材から構成され、該ストリップ材の幅が２〜１０ｍｍであることを特徴とする請求項１，２又は３に記載の空気入りタイヤ。
前記複合コードの総繊度が３０００〜４０００ｄｔｅｘであることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の空気入りタイヤ。