特許 7464892 空気入りタイヤ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-04-02

(45)【発行日】2024-04-10

(54)【発明の名称】空気入りタイヤ

(51)【国際特許分類】

   B60C 9/22 20060101AFI20240403BHJP

   B60C 9/00 20060101ALI20240403BHJP

【ＦＩ】

B60C9/22 C

B60C9/00 C

B60C9/22 D

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2023005679

(22)【出願日】2023-01-18

【審査請求日】2023-11-24

(73)【特許権者】

【識別番号】000006714

【氏名又は名称】横浜ゴム株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001368

【氏名又は名称】清流国際弁理士法人

(74)【代理人】

【識別番号】100129252

【弁理士】

【氏名又は名称】昼間 孝良

(74)【代理人】

【識別番号】100155033

【弁理士】

【氏名又は名称】境澤 正夫

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 飛鳥

(72)【発明者】

【氏名】藤森 弘章

(72)【発明者】

【氏名】茶谷 隆充

【審査官】岩本 昌大

(56)【参考文献】

【文献】特開２００９－６８１３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】中国特許出願公開第１１２７７９６２２（ＣＮ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１４１００２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－１５６８８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６０－１６２８２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６０－１６２８２８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６０Ｃ １／００－１９／１２

Ｄ０２Ｇ ３／４８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

タイヤ周方向に延在して環状をなすトレッド部と、該トレッド部の両側に配置された一対のサイドウォール部と、これらサイドウォール部のタイヤ径方向内側に配置された一対のビード部とを備え、これら一対のビード部間にカーカス層が装架され、前記トレッド部における前記カーカス層の外周側にタイヤ周方向に対して傾斜するベルトコードを含む複数層のベルト層が配置され、該ベルト層の外周側にタイヤ周方向に配向する有機繊維コードを含むベルトカバー層が配置された空気入りタイヤにおいて、
前記ベルトカバー層に使用される有機繊維コードは、脂肪族ポリアミドから構成されると共に、２０℃での初期引張剛性に対する８０℃での初期引張剛性の比率からなる引張剛性保持率が９０％以上であり、乾熱収縮率が３．５％以下であることを特徴とする空気入りタイヤ。

【請求項2】

前記ベルトカバー層に使用される有機繊維コードの下式（１）で表される上撚り係数Ｋが１０５０～１７５０の範囲にあることを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤ。
Ｋ＝Ｔ√Ｄ ・・・（１）
但し、Ｔは前記有機繊維コードの上撚り数（回／１０ｃｍ）であり、Ｄは前記有機繊維コードの総繊度（ｄｔｅｘ）である。

【請求項3】

前記脂肪族ポリアミドがナイロン５６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。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、有機繊維コードからなるベルトカバー層を備えた空気入りタイヤに関し、更に詳しくは、ユニフォミティを良好に維持しながら、高速耐久性を改善することを可能にした空気入りタイヤに関する。

【背景技術】

【0002】

空気入りタイヤにおいて、一対のビード部間にはカーカス層が装架され、トレッド部におけるカーカス層の外周側にはタイヤ周方向に対して傾斜するベルトコードを含む複数層のベルト層が配置され、該ベルト層の外周側にはタイヤ周方向に配向する有機繊維コードを含むベルトカバー層が配置されたものがある（例えば、特許文献１参照）。

【0003】

ベルトカバー層は、高速走行時におけるベルト層のせり上がりを抑制し、高速耐久性の改善に寄与する。このようなベルトカバー層の有機繊維コードとして、ナイロン６６繊維コードが一般的に使用されている。

【0004】

しかしながら、ナイロン６６繊維コードの引張剛性は温度依存性が大きく、常温での引張剛性に比べて高温での引張剛性が低下する傾向があるため、高速耐久性の改善効果が必ずしも十分ではない。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特許第６４５６７８４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

本発明の目的は、ユニフォミティを良好に維持しながら、高速耐久性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。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記目的を達成するための本発明の空気入りタイヤは、タイヤ周方向に延在して環状をなすトレッド部と、該トレッド部の両側に配置された一対のサイドウォール部と、これらサイドウォール部のタイヤ径方向内側に配置された一対のビード部とを備え、これら一対のビード部間にカーカス層が装架され、前記トレッド部における前記カーカス層の外周側にタイヤ周方向に対して傾斜するベルトコードを含む複数層のベルト層が配置され、該ベルト層の外周側にタイヤ周方向に配向する有機繊維コードを含むベルトカバー層が配置された空気入りタイヤにおいて、
前記ベルトカバー層に使用される有機繊維コードは、脂肪族ポリアミドから構成されると共に、２０℃での初期引張剛性に対する８０℃での初期引張剛性の比率からなる引張剛性保持率が９０％以上であり、乾熱収縮率が３．５％以下であることを特徴とするものである。

【発明の効果】

【0008】

本発明者は、空気入りタイヤのベルトカバー層に使用される有機繊維コードの材料について鋭意研究した結果、脂肪族ポリアミドの中にもナイロン５６のように昇温時の引張剛性保持率が比較的高い材料があり、そのような材料からなる有機繊維コードの乾熱収縮率を規定することにより、ユニフォミティを良好に維持しながら、高速耐久性の改善効果が享受されることを知見し、本発明に至ったのである。

【0009】

即ち、本発明では、ベルトカバー層に使用される有機繊維コードは、脂肪族ポリアミドから構成されると共に、２０℃での初期引張剛性に対する８０℃での初期引張剛性の比率からなる引張剛性保持率が９０％以上であることにより、高速走行時においても十分な引張剛性を確保することができるので、高速耐久性を改善することができる。また、ベルトカバー層に使用される有機繊維コードの乾熱収縮率が３．５％以下であることにより、ベルトカバー層の過剰な収縮を抑制し、空気入りタイヤのユニフォミティを良好に維持することが可能となる。

【0010】

本発明において、ベルトカバー層に使用される有機繊維コードの下式（１）で表される上撚り係数Ｋが１０５０～１７５０の範囲にあることが好ましい。これにより、高速耐久性を効果的に改善することができる。
Ｋ＝Ｔ√Ｄ ・・・（１）
但し、Ｔは前記有機繊維コードの上撚り数（回／１０ｃｍ）であり、Ｄは前記有機繊維コードの総繊度（ｄｔｅｘ）である。

【0011】

脂肪族ポリアミドがナイロン５６であることが好ましい。ナイロン５６は上記引張剛性保持率が高いので、ベルトカバー層に使用される有機繊維コードがナイロン５６から構成されることにより、高速耐久性を効果的に改善することができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】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断面図である。

【図2】図１の空気入りタイヤのベルト層及びベルトカバー層を抽出して示す展開図である。

【図3】（ａ）～（ｂ）はそれぞれベルトカバー層を構成する有機繊維コードを示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

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ものである。

【0014】

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

【0015】

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カーカスコードを含み、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へ折り返されている。カーカス層４のカーカスコードとしては、レーヨン繊維コードやポリエステル繊維コードのような有機繊維コードが好ましく使用される。ビードコア５の外周上には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。

【0016】

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ベルトコードを含み、かつ層間でベルト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、ベルト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のベルトコードとしては、スチールコードが好ましく使用される。

【0017】

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、有機繊維コードＣをタイヤ周方向に対して例えば５°以下の角度で配列してなるベルトカバー層８が配置されている。ベルトカバー層８としては、ベルト層７の幅方向の全域を覆うフルカバー層や、ベルト層７のタイヤ幅方向の両端部を局所的に覆う一対のエッジカバー層をそれぞれ単独で、またはこれらを組み合わせて設けることができる。ベルトカバー層８は、例えば、図２に示すように、少なくとも１本の有機繊維コードＣを引き揃えてコートゴムで被覆したストリップ材１０をタイヤ周方向に螺旋状に巻回して構成することができる。

【0018】

なお、上述したタイヤ内部構造は空気入りタイヤにおける代表的な例を示すものであるが、これに限定されるものではない。

【0019】

上述した空気入りタイヤにおいて、ベルトカバー層８を構成する有機繊維コードＣとして、脂肪族ポリアミドから構成されると共に、２０℃での初期引張剛性に対する８０℃での初期引張剛性の比率からなる引張剛性保持率が９０％以上であり、乾熱収縮率が３．５％以下であるコードが使用されている。有機繊維コードＣは、予め下撚りされた複数本のヤーンＹが撚り合わされた構造を有しているが、ヤーンＹの本数は特に限定されるものではない。例えば、図３（ａ）のように２本のヤーンＹを撚り合わせた構造や、図３（ｂ）のように３本のヤーンＹを撚り合わせた構造を採用することができる。

【0020】

このようにベルトカバー層８に使用される有機繊維コードＣは、脂肪族ポリアミドから構成されると共に、２０℃での初期引張剛性に対する８０℃での初期引張剛性の比率からなる引張剛性保持率が９０％以上であることにより、高速走行時においても十分な引張剛性を確保することができるので、高速耐久性を改善することができる。

【0021】

ここで、２０℃での初期引張剛性に対する８０℃での初期引張剛性の比率からなる引張剛性保持率が９０％よりも低いと、高速走行時においてベルトカバー層８の引張剛性が低下するため、高速耐久性の改善効果が不十分になる。引張剛性保持率は、有機繊維コードＣの２０℃での初期引張剛性に対する８０℃での初期引張剛性の百分率である。「初期引張剛性」は、ＪＩＳ Ｌ１０１７の「化学繊維タイヤコード試験方法」に準拠し、つかみ間隔２５０ｍｍ、引張速度３００±２０ｍｍ／分の条件にて引張試験を実施した際に得られる荷重－歪み曲線の０Ｎ～４４．１Ｎの範囲での傾きである。

【0022】

また、ベルトカバー層８に使用される有機繊維コードＣの乾熱収縮率が３．５％以下であることにより、ベルトカバー層８の過剰な収縮を抑制し、空気入りタイヤのユニフォミティを良好に維持することが可能となる。

【0023】

ここで、ベルトカバー層８に使用される有機繊維コードＣの乾熱収縮率が３．５％よりも高いと、ベルトカバー層８の過剰な収縮により空気入りタイヤのユニフォミティが悪化する。「乾熱収縮率」は、ＪＩＳ Ｌ１０１７の「化学繊維タイヤコード試験方法」に準拠し、試料長さ５００ｍｍ、加熱条件１５０℃×３０分の条件にて加熱したときに測定される試料コードの乾熱収縮率（％）である。

【0024】

上述のような物性を有する有機繊維コードＣの材質としては、ナイロン５６が好適である。ナイロン５６は、下記化学反応式のように、１，５ペンタンジアミン（Ｃ₅Ｈ₁₄Ｎ₂）とアジピン酸（Ｃ₆Ｈ₁₀Ｏ₄）との重合（ｎは整数）により生成される。１，５ペンタンジアミンは、例えば、トウモロコシから得られるブドウ糖を発酵させることで生成可能である。ナイロン５６の原料として、トウモロコシ由来の原料（１，５ペンタンジアミン）を使用した場合、石油由来の原料の使用量を削減することができるという利点がある。

【0025】

【化1】

【0026】

上記空気入りタイヤにおいて、ベルトカバー層８に使用される有機繊維コードＣの下式（１）で表される上撚り係数Ｋが１０５０～１７５０の範囲にあると良い。これにより、高速耐久性を効果的に改善することができる。
Ｋ＝Ｔ√Ｄ ・・・（１）
但し、Ｔは有機繊維コードＣの上撚り数（回／１０ｃｍ）であり、Ｄは有機繊維コードＣの総繊度（ｄｔｅｘ）である。

【0027】

ここで、有機繊維コードＣの上撚り係数Ｋが１０５０よりも小さいと、高速走行時のタイヤの径成長が小さくなるものの、有機繊維コードＣの耐疲労性の悪化により高速耐久性が低下し、逆に１７５０よりも大きいと、高速走行時のタイヤの径成長が大きくなるため高速耐久性が低下する。

【0028】

また、有機繊維コードＣの上撚り数Ｔは２０回／１０ｃｍ～４０回／１０ｃｍの範囲にあると良い。更に、有機繊維コードＣの総繊度Ｄは１８００ｄｔｅｘ～３０００ｄｔｅｘの範囲にあると良い。このような上撚り数Ｔ及び総繊度Ｄを前提として、上撚り係数Ｋを上記範囲内に設定することにより、高速耐久性を効果的に改善することができる。

【実施例】

【0029】

タイヤサイズが２４５／４０Ｒ１８であり、トレッド部と一対のサイドウォール部と一対のビード部とを備え、これら一対のビード部間にカーカス層が装架され、トレッド部におけるカーカス層の外周側にタイヤ周方向に対して傾斜するベルトコードを含む複数層のベルト層が配置され、該ベルト層の外周側にタイヤ周方向に配向する有機繊維コードを含むベルトカバー層が配置された空気入りタイヤにおいて、ベルトカバー層の有機繊維コードの仕様を種々異ならせた従来例、比較例１及び実施例１～５のタイヤを製作した。

【0030】

有機繊維コードとして、ナイロン６６繊維コードを用いた場合を「Ｎ６６」と表示し、ナイロン５６繊維コードを用いた場合を「Ｎ５６」と表示した。有機繊維コードの繊度、上撚り数Ｔ、上撚り係数Ｋ、２０℃及び８０℃での初期引張剛性（０Ｎ～４４．１Ｎ）、２０℃での初期引張剛性に対する８０℃での初期引張剛性の比率からなる引張剛性保持率、乾熱収縮率を表１のように設定した。なお、２０℃及び８０℃での初期引張剛性については、従来例の２０℃での初期引張剛性の値を１００とする指数にて示した。

【0031】

これら試験タイヤについて、下記の評価方法により、ユニフォミティ、高速耐久性を評価し、その結果を表１に併せて示した。

【0032】

ユニフォミティ：
各試験タイヤをユニフォミティ試験機に取り付け、ラジアル・フォース・バリエーション（ＲＦＶ）を測定した。評価結果は、測定値の逆数を用い、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ユニフォミティが良好であることを意味する。

【0033】

高速耐久性：
各試験タイヤをリムサイズ１８×７．０Ｊのホイールに組み付けて、空気圧を２２０ｋＰａとして、ドラム表面が平滑な鋼製でかつ直径が１７０７ｍｍであるドラム試験機に装着し、周辺温度を３８±３℃に制御しながら走行試験を実施した。走行試験では、初期速度を１２０ｋｍ／ｈとし、荷重をＪＡＴＭＡ最大荷重の８８％とする条件下で２０分間走行させ、完走したら引き続き速度を１０ｋｍ／ｈだけ上昇させて２０分間走行させた。このようにして速度上昇と２０分間走行を中断することなく繰り返し、タイヤが破壊するまで試験を続け、破壊までの総走行距離を計測した。評価結果は、従来例を１００とする指数で示した。この指数値が大きいほど高速耐久性が優れていることを意味する。

【0034】

【表1】

【0035】

表１から判るように、実施例１～５のタイヤは、ナイロン６６繊維コードを用いた従来例との対比において、ユニフォミティを良好に維持しながら、高速耐久性が改善されていた。一方、比較例１のタイヤでは、ナイロン５６繊維コードの乾熱収縮率が高過ぎるため、ユニフォミティが悪化し、高速耐久性の改善効果も低下していた。

【符号の説明】

【0036】

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 ベルトカバー層
１０ ストリップ材
Ｃ 有機繊維コード

【要約】

【課題】 ユニフォミティを良好に維持しながら、高速耐久性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１部と一対のサイドウォール部２と一対のビード部３とを備え、これら一対のビード部３，３間にカーカス層４が装架され、トレッド部１におけるカーカス層４の外周側にタイヤ周方向に対して傾斜するベルトコードを含む複数層のベルト層７が配置され、ベルト層７の外周側にタイヤ周方向に配向する有機繊維コードＣを含むベルトカバー層８が配置された空気入りタイヤにおいて、ベルトカバー層８に使用される有機繊維コードＣは、脂肪族ポリアミドから構成されると共に、２０℃での初期引張剛性に対する８０℃での初期引張剛性の比率からなる引張剛性保持率が９０％以上であり、乾熱収縮率が３．５％以下である。
【選択図】 図１

【図1】

【図2】

【図3】