JP2014080161A - 空気入りラジアルタイヤ及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 １−１構造のカーカス層を備える場合において、耐久性を損なうことなく操縦安定性の向上を可能にした空気入りラジアルタイヤ及びその製造方法を提供する。
【解決手段】 一対のビード部３，３間に内側カーカス層４Ａと外側カーカス層４Ｂを含む複数層のカーカス層４を装架し、内側カーカス層４Ａをビードコアの廻りにタイヤ内側から外側へ巻き上げる一方で、外側カーカス層４Ｂの端部を内側カーカス層４Ａの巻き上げ部の外側に配置した空気入りラジアルタイヤにおいて、外側カーカス層４Ｂに使用されるコートコンパウンドの１００％伸び時における引張応力Ｍ２を０．３０ＭＰａ以上とし、外側カーカス層４Ｂに使用されるカーカスコードのガーレ法に基づく曲げ硬さＨ２を２００ｍｇ〜７００ｍｇとする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、１−１構造のカーカス層を備えた空気入りラジアルタイヤ及びその製造方法に関し、更に詳しくは、耐久性を損なうことなく操縦安定性を向上することを可能にした空気入りラジアルタイヤ及びその製造方法に関する。

空気入りラジアルタイヤにおいて、一対のビード部間に内側カーカス層と外側カーカス層を含む複数層のカーカス層を装架し、内側カーカス層をビードコアの廻りにタイヤ内側から外側へ巻き上げる一方で、外側カーカス層の端部を内側カーカス層の巻き上げ部の外側に配置するようにした所謂１−１構造のカーカス層を備えたタイヤが提案されている（例えば、特許文献１〜３参照）。このような１−１構造のカーカス層を備えた空気入りラジアルタイヤは、サイドウォール部の剛性が十分に確保されるため、優れた操縦安定性を発揮することが可能である。

しかしながら、１−１構造のカーカス層を備えた空気入りラジアルタイヤにおいて、本来タイヤ周方向に対して直角に配列されるカーカスコードが成形時や加硫時のゴム流れに起因してウェーブし、その結果として、ユニフォミティーの悪化により操縦安定性が悪化するという問題がある。

特開２００６−１６８５１１号公報 特開２００６−９６１７８号公報 特開２０１０−１８８８８９号公報

本発明の目的は、１−１構造のカーカス層を備える場合において、耐久性を損なうことなく操縦安定性を向上することを可能にした空気入りラジアルタイヤ及びその製造方法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、一対のビード部間に内側カーカス層と外側カーカス層を含む複数層のカーカス層を装架し、前記内側カーカス層をビードコアの廻りにタイヤ内側から外側へ巻き上げる一方で、前記外側カーカス層の端部を前記内側カーカス層の巻き上げ部の外側に配置した空気入りラジアルタイヤにおいて、前記外側カーカス層に使用されるコートコンパウンドの１００％伸び時における引張応力Ｍ２が０．３０ＭＰａ以上であり、前記外側カーカス層に使用されるカーカスコードのガーレ法に基づく曲げ硬さＨ２が２００ｍｇ〜７００ｍｇであることを特徴とするものである。

また、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の製造方法は、一対のビード部間に内側カーカス層と外側カーカス層を含む複数層のカーカス層を装架し、前記内側カーカス層をビードコアの廻りにタイヤ内側から外側へ巻き上げる一方で、前記外側カーカス層の端部を前記内側カーカス層の巻き上げ部の外側に配置した空気入りラジアルタイヤを製造する方法において、前記外側カーカス層に使用されるコートコンパウンドの１００％伸び時における引張応力Ｍ２が０．３０ＭＰａ以上であり、前記外側カーカス層に使用されるカーカスコードのガーレ法に基づく曲げ硬さＨ２が２００ｍｇ〜７００ｍｇである未加硫タイヤを成形し、該タイヤを金型内で加硫することを特徴とするものである。

本発明者は、１−１構造のカーカス層を備えた空気入りラジアルタイヤのユニフォミティーについて鋭意研究した結果、特にビードコアの廻りに巻き上げられていない外側カーカス層のカーカスコードが成形時や加硫時のゴム流れに起因して大きく変位する傾向があり、その結果、外側カーカス層のカーカスコードにウェーブが生じ、これがユニフォミティーに悪影響を与え、更には操縦安定性に悪影響を与えていることを知見し、本発明に至ったのである。

即ち、本発明では、空気入りラジアルタイヤに１−１構造のカーカス層を採用することでサイドウォール部の剛性を確保し、優れた操縦安定性を発揮するにあたって、外側カーカス層に使用されるコートコンパウンドの１００％伸び時における引張応力Ｍ２を０．３０ＭＰａ以上として通常よりも大きくすると共に、外側カーカス層に使用されるカーカスコードのガーレ法に基づく曲げ硬さＨ２を２００ｍｇ〜７００ｍｇとして通常よりも高くすることにより、外側カーカス層のカーカスコードが成形時や加硫時のゴム流れに起因して変位するのを抑制し、カーカスコードにウェーブが生じるのを抑制するので、ユニフォミティーを向上し、更には操縦安定性を向上することができる。

また、外側カーカス層に使用されるカーカスコードのガーレ法に基づく曲げ硬さＨ２を過度に大きくすると、カーカスコードの耐疲労性が低下し、タイヤ耐久性が低下することになるが、その上限値を規定することにより、タイヤ耐久性を損なうことなく操縦安定性を向上することが可能になる。

外側カーカス層に使用されるカーカスコードの２．０ｃＮ／ｄｔｅｘ荷重下における伸度Ｅ２は３．５％〜５．０％の範囲にあることが好ましい。これにより、タイヤ耐久性と操縦安定性を良好に維持することができる。

また、内側カーカス層に使用されるコートコンパウンドの１００％伸び時における引張応力Ｍ１及び外側カーカス層に使用されるコートコンパウンドの１００％伸び時における引張応力Ｍ２はＭ１＜Ｍ２の関係を満足することが好ましい。このように外側カーカス層のコートコンパウンドの引張応力Ｍ２を相対的に大きくすることにより、操縦安定性の改善効果を得ることができる。

本発明において、１００％伸び時における引張応力は、ＪＩＳ−Ｋ６２５１に準拠し、温度２０℃の条件にてダンベル状１号形試験片を用いて測定されるものである。１００％伸び時における引張応力は未加硫状態のコートコンパウンドについて測定される。

また、ガーレ法に基づく曲げ硬さは、ＪＩＳ−Ｌ１０９６に準拠し、温度２０℃の条件にてガーレ式試験機を用いて測定される曲げ硬さであり、その試験片としては引き揃えられた２本のコードが使用される。ガーレ法に基づく曲げ硬さはカーカス層を圧延する以前のディップコードについて測定される。

更に、２．０ｃＮ／ｄｔｅｘ荷重下における伸度は、ＪＩＳ−Ｌ１０１７に準拠し、温度２０℃及び荷重２．０ｃＮ／ｄｔｅｘの条件にて測定されるものである。２．０ｃＮ／ｄｔｅｘ荷重下における伸度はカーカス層を圧延する以前のディップコードについて測定される。

本発明の実施形態からなる空気入りラジアルタイヤを示す子午線断面図である。

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ラジアルタイヤを示すものである。

図１に示すように、本実施形態の空気入りラジアルタイヤは、タイヤ周方向に延在して環状をなすトレッド部１と、トレッド部１の両側に配置された一対のサイドウォール部２と、サイドウォール部２のタイヤ径方向内側に配置された一対のビード部３とを備えている。

一対のビード部３，３間にはタイヤ径方向に延びる複数本のカーカスコードを含む複数層のカーカス層４が装架されている。カーカス層４は、トレッド部１においてタイヤ径方向内側に位置する内側カーカス層４Ａと、トレッド部１においてタイヤ径方向外側に位置する外側カーカス層４Ｂとを包含するものである。各ビード部３には環状のビードコア５が埋設されており、そのビードコア５の外周上に断面三角形状のゴム組成物からなるビードフィラー６が配置されている。内側カーカス層４Ａはビードコア５の廻りにタイヤ内側から外側へ巻き上げられ、ビードコア５及びビードフィラー６を包み込むように配置されている。また、外側カーカス層４Ｂはその端部が内側カーカス層４Ａの巻き上げ部のタイヤ幅方向外側に配置され、ビードコア５の側方位置まで延在している。これらカーカス層４Ａ，４Ｂを構成するカーカスコードとしては、ナイロンやポリエステル等の有機繊維コードが使用される。

一方、トレッド部１におけるカーカス層４の外周側には複数層のベルト層７が埋設されている。これらベルト層７はタイヤ周方向に対して傾斜する複数本の補強コードを含み、かつ層間で補強コードが互いに交差するように配置されている。ベルト層７において、補強コードのタイヤ周方向に対する傾斜角度は例えば１０°〜４０°の範囲に設定されている。ベルト層７の補強コードとしては、スチールコードが好ましく使用される。ベルト層７の外周側には、高速耐久性の向上を目的として、補強コードをタイヤ周方向に対して５°以下の角度で配列してなる少なくとも１層のベルト補強層８が配置されている。ベルト補強層８は少なくとも１本の補強コードを引き揃えてゴム被覆してなるストリップ材をタイヤ周方向に連続的に巻回したジョイントレス構造とすることが望ましい。また、ベルト補強層８はベルト層７の幅方向の全域を覆うように配置しても良く、或いは、ベルト層７の幅方向外側のエッジ部のみを覆うように配置しても良い。

このように１−１構造のカーカス層４を採用した空気入りラジアルタイヤは、サイドウォール部２の剛性を十分に確保することができるため、優れた操縦安定性を発揮することが可能である。

上述した空気入りラジアルタイヤを製造する場合、カーカス層４Ａ，４Ｂ、ビードコア５及びビードフィラー６を含む円筒状の一次グリーンタイヤを成形する一方で、ベルト層７及びベルト補強層８を含む円筒状のトレッドリングを成形し、該トレッドリングの内側で一次グリーンタイヤをトロイダル形状に膨張させることでトレッドリングに対して一次グリーンタイヤを貼り合わせて２次グリーンタイヤを成形する。その後、未加硫状態の２次グリーンタイヤを金型内に投入し、タイヤ内側からブラダーで加圧しながら加熱することにより、タイヤの加硫を行う。このような成形工程及び加硫工程においては、特に外側カーカス層４Ｂのカーカスコードがゴム流れに起因して変位し易い。

そこで、上記空気入りラジアルタイヤにおいては、外側カーカス層４Ｂに使用されるコートコンパウンドの１００％伸び時における引張応力Ｍ２を０．３０ＭＰａ以上、より好ましくは、０．３０ＭＰａ〜０．６０ＭＰａとしている。これにより、外側カーカス層４Ｂのカーカスコードが成形時や加硫時のゴム流れに起因して変位するのを抑制し、外側カーカス層４Ｂのカーカスコードにウェーブが生じるのを抑制するので、ユニフォミティーを向上し、更には操縦安定性を向上することができる。

ここで、外側カーカス層４Ｂに使用されるコートコンパウンドの１００％伸び時における引張応力Ｍ２が０．３０ＭＰａ未満であると、成形時や加硫時にゴム流れが発生し易くなり、外側カーカス層４Ｂのカーカスコードにウェーブが生じ易くなるため、操縦安定性が低下する。逆に、外側カーカス層４Ｂに使用されるコートコンパウンドの１００％伸び時における引張応力Ｍ２が０．６０ＭＰａを超えると、外側カーカス層４Ｂの圧延作業性が悪くなる。

また、内側カーカス層４Ａに使用されるコートコンパウンドの１００％伸び時における引張応力Ｍ１は外側カーカス層４Ｂに使用されるコートコンパウンドの１００％伸び時における引張応力Ｍ２と同一にすることが可能であるが、ゴム流れの影響は外側カーカス層４Ｂにおいて顕著であるため、引張応力Ｍ１は引張応力Ｍ２よりも小さく設定すること（Ｍ１＜Ｍ２）が可能である。この場合、外側カーカス層４Ｂのコートコンパウンドの引張応力Ｍ２を相対的に大きくすることにより、ユニフォミティーの改善効果を得ることができ、しかも内側カーカス層４Ａについては良好な圧延作業性が確保されるという利点がある。Ｍ１＜Ｍ２とする場合、両者の差（Ｍ２−Ｍ１）を０．０２ＭＰａ〜０．２６ＭＰａとすることが望ましい。

更に、上記空気入りラジアルタイヤにおいては、外側カーカス層４Ｂに使用されるカーカスコードのガーレ法に基づく曲げ硬さＨ２を２００ｍｇ〜７００ｍｇ、より好ましくは、５５０ｍｇ〜７００ｍｇとしている。これにより、外側カーカス層４Ｂのカーカスコードが成形時や加硫時のゴム流れに起因して変位するのを抑制し、外側カーカス層４Ｂのカーカスコードにウェーブが生じるのを抑制するので、ユニフォミティーを向上し、更には操縦安定性を向上することができる。

ここで、外側カーカス層４Ｂに使用されるカーカスコードのガーレ法に基づく曲げ硬さＨ２が小さ過ぎると、成形時や加硫時にゴム流れが発生し易くなり、外側カーカス層４Ｂのカーカスコードにウェーブが生じ易くなるため、操縦安定性が低下する。逆に、外側カーカス層４Ｂに使用されるカーカスコードのガーレ法に基づく曲げ硬さＨ２が大き過ぎると、カーカスコードの耐疲労性が低下し、タイヤ耐久性が低下することになる。

また、内側カーカス層４Ａに使用されるカーカスコードのガーレ法に基づく曲げ硬さＨ１は外側カーカス層４Ｂに使用されるカーカスコードのガーレ法に基づく曲げ硬さＨ２と同一にすることが可能であるが、ゴム流れの影響は外側カーカス層４Ｂにおいて顕著であるため、曲げ硬さＨ１は曲げ硬さＨ２よりも小さく設定すること（Ｈ１＜Ｈ２）が可能である。この場合、外側カーカス層４Ｂのカーカスコードの曲げ硬さＨ２を相対的に大きくすることにより、ユニフォミティーの改善効果を得ることができる。Ｈ１＜Ｈ２とする場合、両者の差（Ｈ２−Ｈ１）を１５０ｍｇ〜４５０ｍｇとすることが望ましい。

なお、カーカスコードの曲げ硬さＨ１，Ｈ２を調整する方法は特に限定されるものではないが、例えば、カーカスコードをディップ処理する際のディップ成分やディップ厚さを調整したり、ディップ処理されたカーカスコードの扱き度合いを調整することにより、曲げ硬さＨ１，Ｈ２を所望の値に設定することができる。

上記空気入りラジアルタイヤにおいて、外側カーカス層４Ｂに使用されるカーカスコードの２．０ｃＮ／ｄｔｅｘ荷重下における伸度Ｅ２は３．５％〜５．０％の範囲にあると良い。これにより、タイヤ耐久性と操縦安定性を良好に維持することができる。

ここで、カーカスコードの２．０ｃＮ／ｄｔｅｘ荷重下における伸度Ｅ２が３．５％未満であると、カーカスコードの耐疲労性が低下し、タイヤ耐久性が低下することになる。また、カーカスコードの２．０ｃＮ／ｄｔｅｘ荷重下における伸度Ｅ２が５．０％よりも大きいと、操縦安定性が低下することになる。

内側カーカス層４Ａに使用されるカーカスコードの２．０ｃＮ／ｄｔｅｘ荷重下における伸度Ｅ１は外側カーカス層４Ｂに使用されるカーカスコードの２．０ｃＮ／ｄｔｅｘ荷重下における伸度Ｅ２と同一にすることが可能であるが、これら伸度Ｅ１，Ｅ２を互いに異ならせることも可能である。

タイヤサイズＰ２５５／７０Ｒ１６で、一対のビード部間に内側カーカス層と外側カーカス層を含む複数層のカーカス層を装架し、内側カーカス層をビードコアの廻りにタイヤ内側から外側へ巻き上げる一方で、外側カーカス層の端部を内側カーカス層の巻き上げ部の外側に配置した空気入りラジアルタイヤにおいて、内側カーカス層に使用されるコートコンパウンドの１００％伸び時における引張応力Ｍ１、外側カーカス層に使用されるコートコンパウンドの１００％伸び時における引張応力Ｍ２、内側カーカス層に使用されるカーカスコードのガーレ法に基づく曲げ硬さＨ１、外側カーカス層に使用されるカーカスコードのガーレ法に基づく曲げ硬さＨ２、内側カーカス層に使用されるカーカスコードの２．０ｃＮ／ｄｔｅｘ荷重下における伸度Ｅ１、外側カーカス層に使用されるカーカスコードの２．０ｃＮ／ｄｔｅｘ荷重下における伸度Ｅ２を表１のように設定した従来例、比較例１〜３及び実施例１〜５のタイヤを製作した。

これら試験タイヤについて、下記の評価方法により、カーカスコードウェーブ、操縦安定性及び耐久性を評価し、その結果を表１に併せて示した。

カーカスコードウェーブ：
各試験タイヤのタイヤ周上の任意の位置で外側カーカス層のカーカスコードに生じたウェーブの振幅を測定した。カーカスコードウェーブについては、その振幅が小さいことが望まれる。

操縦安定性：
各試験タイヤをリムサイズ１６×７ 1/2ＪＪのホイールに組み付け、空気圧を２３０ｋＰａとして車両に装着し、平坦な周回路を有するテストコースを６０ｋｍ／ｈ〜１００ｋｍ／ｈの速度範囲で走行させ、レーンチェンジ時及びコーナリング時の操舵性と直進時の安定性について、専門パネラー３名による官能評価を行った。評価結果は、従来例を１００とする指数にて示した。この指数値が大きいほど操縦安定性が優れていることを意味する。

耐久性：
各試験タイヤをリムサイズ１６×７ 1/2ＪＪのホイールに組み付け、ＪＩＳ−Ｄ４２３０に規定される耐久性能試験を実施した後、引き続き走行試験を継続し、タイヤに故障が発生するまでの走行距離を測定した。評価結果は、従来例を１００とする指数にて示した。この指数値が大きいほど耐久性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１〜５のタイヤは、従来例との対比において、カーカスコードウェーブが小さくなっており、耐久性を良好に維持しながら操縦安定性を向上することができた。

一方、比較例１のタイヤは、外側カーカス層に使用されるカーカスコードの曲げ硬さＨ２が小さ過ぎるため操縦安定性の改善効果が不十分であった。比較例２のタイヤは、外側カーカス層に使用されるコートコンパウンドの１００％伸び時における引張応力Ｍ２が小さ過ぎるため操縦安定性の改善効果が不十分であった。比較例３のタイヤは、外側カーカス層に使用されるカーカスコードの曲げ硬さＨ２が大き過ぎるため耐久性の悪化が顕著であった。

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
４Ａ 内側カーカス層
４Ｂ 外側カーカス層
５ ビードコア
６ ビードフィラー
７ ベルト層
８ ベルトカバー層

Claims (6)

1. 一対のビード部間に内側カーカス層と外側カーカス層を含む複数層のカーカス層を装架し、前記内側カーカス層をビードコアの廻りにタイヤ内側から外側へ巻き上げる一方で、前記外側カーカス層の端部を前記内側カーカス層の巻き上げ部の外側に配置した空気入りラジアルタイヤにおいて、前記外側カーカス層に使用されるコートコンパウンドの１００％伸び時における引張応力Ｍ２が０．３０ＭＰａ以上であり、前記外側カーカス層に使用されるカーカスコードのガーレ法に基づく曲げ硬さＨ２が２００ｍｇ〜７００ｍｇであることを特徴とする空気入りラジアルタイヤ。
2. 前記外側カーカス層に使用されるカーカスコードの２．０ｃＮ／ｄｔｅｘ荷重下における伸度Ｅ２が３．５％〜５．０％の範囲にあることを特徴とする請求項１に記載の空気入りラジアルタイヤ。
3. 前記内側カーカス層に使用されるコートコンパウンドの１００％伸び時における引張応力Ｍ１及び前記外側カーカス層に使用されるコートコンパウンドの１００％伸び時における引張応力Ｍ２がＭ１＜Ｍ２の関係を満足することを特徴とする請求項１又は２に記載の空気入りラジアルタイヤ。
4. 一対のビード部間に内側カーカス層と外側カーカス層を含む複数層のカーカス層を装架し、前記内側カーカス層をビードコアの廻りにタイヤ内側から外側へ巻き上げる一方で、前記外側カーカス層の端部を前記内側カーカス層の巻き上げ部の外側に配置した空気入りラジアルタイヤを製造する方法において、前記外側カーカス層に使用されるコートコンパウンドの１００％伸び時における引張応力Ｍ２が０．３０ＭＰａ以上であり、前記外側カーカス層に使用されるカーカスコードのガーレ法に基づく曲げ硬さＨ２が２００ｍｇ〜７００ｍｇである未加硫タイヤを成形し、該タイヤを金型内で加硫することを特徴とする空気入りラジアルタイヤの製造方法。
5. 前記外側カーカス層に使用されるカーカスコードの２．０ｃＮ／ｄｔｅｘ荷重下における伸度Ｅ２が３．５％〜５．０％の範囲にあることを特徴とする請求項４に記載の空気入りラジアルタイヤの製造方法。
6. 前記内側カーカス層に使用されるコートコンパウンドの１００％伸び時における引張応力Ｍ１及び前記外側カーカス層に使用されるコートコンパウンドの１００％伸び時における引張応力Ｍ２がＭ１＜Ｍ２の関係を満足することを特徴とする請求項４又は５に記載の空気入りラジアルタイヤの製造方法。

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