JP2014189172A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】 軽量化を図りながら操縦安定性を向上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】 複数本の補強コードを含む補強層９を備えた空気入りタイヤにおいて、補強層９の補強コードとして、直径が０．１５ｍｍ〜０．３０ｍｍの範囲にあってコアをなす１本のスチールワイヤ１１と、該スチールワイヤ１１の周囲に巻き付けられた複数本の有機繊維ヤーン１２とからなる複合コード１０を用いる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、複数本の補強コードを含む補強層を備えた空気入りタイヤに関し、更に詳しくは、軽量化を図りながら操縦安定性の向上を可能にした空気入りタイヤに関する。

空気入りタイヤにおいては、通常、カーカス層に有機繊維コードの簾織物が使用されている。近年、転がり抵抗を低減するために空気入りタイヤを軽量化することが求められているが、その１つの手法として、カーカス層を２プライ構造から１プライ構造に変更することが行われている。

ところが、カーカス層を１プライ構造にした場合、当然のことながらサイドウォール部の剛性が低下し、タイヤ走行時の操縦安定性が悪化するという問題がある。そこで、操縦安定性を向上するために、空気入りタイヤのサイドウォール部にサイド補強層を埋設することが提案されている（例えば、特許文献１〜３参照）。

しかしながら、サイド補強層の補強コードとして有機繊維コードを用いた場合、補強効果が不十分であるため、操縦安定性を必ずしも十分に向上することができないのが現状である。また、サイド補強層の補強コードとしてスチールコードのような金属線材を用いた場合、操縦安定性は確保されるものの、カーカス層を１プライ構造にしたことによる軽量化がサイド補強層の追加によって相殺されてしまう。

特開２００６−２５６３５５号公報 特開２００８−３７１１６号公報 特開２０１３−３５３６２号公報

本発明の目的は、軽量化を図りながら操縦安定性を向上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、複数本の補強コードを含む補強層を備えた空気入りタイヤにおいて、前記補強コードとして、直径が０．１５ｍｍ〜０．３０ｍｍの範囲にあってコアをなす１本のスチールワイヤと、該スチールワイヤの周囲に巻き付けられた複数本の有機繊維ヤーンとからなる複合コードを用いたことを特徴とするものである。

本発明では、直径が０．１５ｍｍ〜０．３０ｍｍの範囲にある１本のスチールワイヤと該スチールワイヤの周囲に巻き付けられた複数本の有機繊維ヤーンとからなる複合コードを補強層の補強コードとして用いることにより、タイヤの剛性を高めて操縦安定性を向上することができる。また、上記の如く直径が規定された１本のスチールワイヤと複数本の有機繊維ヤーンからなる複合コードを用いた場合、スチールコードのような金属線材を用いた場合に比べて軽量化を図ることが可能である。しかも、上記複合コードはコアをなすスチールワイヤを有機繊維ヤーンで被覆した構造を有しているので、ゴムに対して良好な接着性を確保することができる。

本発明において、有機繊維ヤーンはスチールワイヤの周囲に編組状に撚り合わされることが好ましい。これにより、複合コードの形状安定性を高めて該複合コードを補強コードとして有効に機能させることができる。

有機繊維ヤーンは熱収縮性繊維から構成されることが好ましい。これにより、有機繊維ヤーンがスチールワイヤを拘束して複合コードの弛みを抑制するので、該複合コードを補強コードとして有効に機能させることができる。熱収縮性繊維としては、ナイロン繊維及び／又はポリエステル繊維が好ましく挙げられる。特に、ナイロン繊維は生産性及び接着性の観点から上記熱収縮性繊維として好適である。

上記複合コードを用いた補強層はサイドウォール部に埋設されたサイド補強層であることが好ましい。サイド補強層に上記複合コードを適用した場合、例えば、カーカス層を２プライ構造から１プライ構造に変更して軽量化を図った場合であっても、良好な操縦安定性を発揮することが可能になる。

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。 本発明で使用される複合コードの一例を示す斜視図である。 図２に示す複合コードの断面図である。

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タイヤを示し、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補強コードを含む１層のカーカス層４が装架され、そのカーカス層４の端部がビードコア５の廻りにタイヤ内側から外側に折り返されている。ビードコア５の外周上には高硬度のゴム組成物からなるビードフィラー６が配置され、該ビードフィラー６がカーカス層４により包み込まれている。

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層のベルトカバー層８が配置されている。ベルトカバー層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、ベルトカバー層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。

上記空気入りタイヤにおいて、サイドウォール部２には引き揃えられた複数本の補強コードを含むサイド補強層９が埋設されている。サイド補強層９において、良好な補強効果を確保するために、補強コードのタイヤ周方向に対する傾斜角度は４５°〜７５°の範囲に設定し、コード打ち込み密度は４０本／５０ｍｍ〜６０本／５０ｍｍの範囲に設定すると良い。また、操縦安定性の改善効果と軽量化とを両立するために、サイド補強層９のタイヤ径方向の寸法はタイヤ断面高さの４０％〜６０％の範囲に設定すると良い。このようなサイド補強層９の補強コードとして、後述する複合コードが使用されている。

図２及び図３は本発明で使用される複合コードを示すものである。図２及び図３に示すように、複合コード１０は、直径Ｄ１が０．１５ｍｍ〜０．３０ｍｍの範囲にあってコアをなす１本のスチールワイヤ１１と、該スチールワイヤ１１の周囲に巻き付けられた複数本の有機繊維ヤーン１２とから構成されている。スチールワイヤ１１は癖付けされておらず、複合コード１０の中心部に配置されている。一方、有機繊維ヤーン１２はスチールワイヤ１１を被覆するようにコアに対する巻き付け本数が少なくとも２本とされているが、好ましくはコアに対する巻き付け本数が３本〜５本であると良い。

上述した空気入りタイヤにおいては、直径Ｄ１が０．１５ｍｍ〜０．３０ｍｍの範囲にある１本のスチールワイヤ１１と該スチールワイヤ１１の周囲に巻き付けられた複数本の有機繊維ヤーン１２とからなる複合コード１０をサイド補強層９の補強コードとして用いているので、タイヤの剛性を高めて操縦安定性を向上することができる。また、上記の如く直径Ｄ１が規定された１本のスチールワイヤ１１と複数本の有機繊維ヤーン１２からなる複合コード１０を用いた場合、スチールコードのような金属線材を用いた場合に比べて軽量化を図ることが可能である。しかも、複合コード１０はコアをなすスチールワイヤ１１を有機繊維ヤーン１２で被覆した構造を有しているので、ゴムに対して良好な接着性を確保することができる。

ここで、スチールワイヤ１１の直径Ｄ１が０．１５ｍｍ未満であるとサイド補強層９の剛性が不足するため操縦安定性の改善効果が不十分になり、逆に０．３０ｍｍを超えると軽量化が阻害されることになる。

図２及び図３において、有機繊維ヤーン１２はスチールワイヤ１１の周囲に編組状に撚り合わされている。つまり、スチールワイヤ１１に対して一方側に巻き付けられる有機繊維ヤーン１２と他方側に巻き付けられる有機繊維ヤーン１２とが交互に内外で入れ替わるように撚り合わされている。このように有機繊維ヤーン１２を編組状に撚り合わせた構造を採用した場合、複数本の有機繊維ヤーン１２が直線状に延在するスチールワイヤ１１を締め付けるように拘束するので、複合コード１０の形状安定性を高めて該複合コード１０を補強コードとして有効に機能させることができる。

有機繊維ヤーン１２は熱収縮性繊維から構成すると良い。この場合、有機繊維ヤーン１２はタイヤ加硫時の熱により収縮してスチールワイヤ１１に対して密着するようになる。その結果、有機繊維ヤーン１２はスチールワイヤ１１を拘束して複合コード１０の弛みを抑制するので、該複合コード１０を補強コードとして有効に機能させることができる。

熱収縮性繊維としては、例えば、ナイロン繊維やポリエステル繊維を挙げることができる。ナイロン繊維及びポリエステル繊維はそれぞれ単体で用いることが好ましいが、これらを組み合わせて用いることも可能である。特に、熱収縮性繊維としてナイロン繊維を用いた場合、ディップ処理が１浴で済むため複合コード１０の生産性が良好になることに加えて、ナイロン繊維を被覆層とする複合コード１０は汎用のゴムと接着可能であるため、スチールワイヤ１１に対して接着可能である特殊なコンパウンドを使用する必要がない。そのため、ナイロン繊維は生産性及び接着性の観点から上記熱収縮性繊維として好適である。

上記空気入りタイヤでは、カーカス層４を１プライ構造とすることで軽量化を図っているが、サイド補強層９の補強コードとして上記複合コード１０を使用しているので、カーカス層４の１プライ構造に基づく軽量化を損なうことなく、サイド補強層９の付加により良好な操縦安定性を発揮することが可能になる。

上述した実施形態では、サイド補強層９に特定の構造を有する複合コードを適用した場合について説明したが、本発明では空気入りタイヤに埋設された他の補強層に対して上記の如く特定の構造を有する複合コードを適用することも可能である。

タイヤサイズ２０５／６５Ｒ１５で、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た空気入りタイヤにおいて、カーカス層を２プライ構造とした従来例のタイヤと、カーカス層を１プライ構造とした比較例１のタイヤと、カーカス層を１プライ構造とした上でサイドウォール部にサイド補強層を追加した比較例２〜４及び実施例１〜４のタイヤをそれぞれ製作した。カーカスコードとしては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）の繊維コードを使用し、その太さを２プライ構造の場合と１プライ構造の場合とで異ならせた。

比較例２において、サイド補強層にはナイロン繊維コード（９４０ｄｔｅｘ／２）を使用した。比較例３及び実施例１〜４において、サイド補強層にはコアをなす１本のスチールワイヤと該スチールワイヤの周囲に編組状に撚り合わされた４本のナイロン繊維ヤーン（３７６０ｄｔｅｘ）とからなる複合コードを使用し、スチールワイヤの直径を表１のように異ならせた。比較例４において、サイド補強層にはスチールワイヤの単体を使用した。

これら試験タイヤについて、下記の評価方法により、タイヤ重量及び操縦安定性を評価し、その結果を表１に併せて示した。

タイヤ重量：
各試験タイヤの重量を測定した。評価結果は、従来例を１００とする指数にて示した。この指数値が小さいほど軽量であることを意味する。

操縦安定性：
各試験タイヤをリムサイズ１５×６ 1/2ＪＪのホイールに組付けて試験車両に装着し、空気圧２３０ｋＰａとして、テストドライバーによる官能評価を実施した。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操縦安定性が優れていることを意味する。

表１から明らかなように、比較例１のタイヤは、カーカス層を１プライ構造としたことで従来例１に比べて軽量化されているが、剛性低下に伴って操縦安定性が低下していた。比較例２のタイヤは、ナイロン繊維コードからなるサイド補強層を備えるため比較例１よりも操縦安定性が改善されているが従来例に比べて劣っていた。比較例３のタイヤは、スチールワイヤをナイロン繊維ヤーンで被覆した複合コードからなるサイド補強層を備えるため比較例２に比べて操縦安定性が改善されているが、スチールワイヤの直径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４のタイヤは、スチールワイヤからなるサイド補強層を備えるため従来例に比べて操縦安定性が改善されているが、タイヤ重量が従来例と同等で軽量化の効果が損なわれていた。

これに対して、実施例１〜４のタイヤは、所定の直径を有するスチールワイヤをナイロン繊維ヤーンで被覆した複合コードからなるサイド補強層を備えるため、カーカス層を１プライ構造としたことによる軽量化の効果を維持しながら従来例と同等以上の操縦安定性を確保することができた。なお、比較例１，４及び実施例１〜４の評価結果から判るように、サイド補強層の複合コードを構成するスチールワイヤの直径を増加させるとタイヤの剛性が増大して操縦安定性が改善されるが、剛性が上がり過ぎると操縦安定性が寧ろ低下する傾向が認められた。

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 ビードフィラー
７ ベルト層
８ ベルト補強層
９ サイド補強層
１０ 複合コード
１１ スチールワイヤ
１２ 有機繊維ヤーン

Claims (6)

1. 複数本の補強コードを含む補強層を備えた空気入りタイヤにおいて、前記補強コードとして、直径が０．１５ｍｍ〜０．３０ｍｍの範囲にあってコアをなす１本のスチールワイヤと、該スチールワイヤの周囲に巻き付けられた複数本の有機繊維ヤーンとからなる複合コードを用いたことを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記有機繊維ヤーンが前記スチールワイヤの周囲に編組状に撚り合わされたことを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 前記有機繊維ヤーンが熱収縮性繊維から構成されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の空気入りタイヤ。
4. 前記熱収縮性繊維がナイロン繊維及び／又はポリエステル繊維であることを特徴とする請求項３に記載の空気入りタイヤ。
5. 前記熱収縮性繊維がナイロン繊維であることを特徴とする請求項３に記載の空気入りタイヤ。
6. 前記補強層がサイドウォール部に埋設されたサイド補強層であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の空気入りタイヤ。

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