特許 7560771 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(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-09-25

(45)【発行日】2024-10-03

(54)【発明の名称】空気入りタイヤ

(51)【国際特許分類】

   B60C 9/00 20060101AFI20240926BHJP

   B60C 9/22 20060101ALI20240926BHJP

【ＦＩ】

B60C9/00 G

B60C9/00 C

B60C9/00 D

B60C9/22 D

B60C9/22 C

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2023005680

(22)【出願日】2023-01-18

(65)【公開番号】P2024101659

(43)【公開日】2024-07-30

【審査請求日】2024-03-04

【早期審査対象出願】

(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】茶谷 隆充

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 飛鳥

(72)【発明者】

【氏名】藤森 弘章

【審査官】久保田 信也

(56)【参考文献】

【文献】特開２００９－１３２３２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－１７３６１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－０２３２９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－０６８１３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－２９０５１６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６０Ｃ ９／００

Ｂ６０Ｃ ９／２２

(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、弾性率が１００００ＭＰａ以上である高弾性繊維ヤーンとナイロン５６からなる低弾性繊維ヤーンとが撚り合わされた複合コードであり、下式（１）で表される前記高弾性繊維ヤーンの下撚り係数Ｈと下式（２）で表される前記低弾性繊維ヤーンの下撚り係数Ｌとの比Ｌ／Ｈが０．７０以上１．３０以下であり、前記高弾性繊維ヤーンの下撚り係数Ｈが７５０～１１５０の範囲にあり、前記低弾性繊維ヤーンの下撚り係数Ｌが６５０～１２５０の範囲にあることを特徴とする空気入りタイヤ。
Ｈ＝Ｔ_H√（Ｄ_H／ρ_H） ・・・（１）
Ｌ＝Ｔ_L√（Ｄ_L／ρ_L） ・・・（２）
但し、Ｔ_Hは高弾性繊維ヤーンの下撚り数（回／１０ｃｍ）であり、Ｄ_Hは高弾性繊維ヤーンの繊度（ｄｔｅｘ）であり、ρ_Hは高弾性繊維ヤーンの密度（ｇ／ｃｍ³）であり、Ｔ_Lは低弾性繊維ヤーンの下撚り数（回／１０ｃｍ）であり、Ｄ_Lは低弾性繊維ヤーンの繊度（ｄｔｅｘ）であり、ρ_Lは低弾性繊維ヤーンの密度（ｇ／ｃｍ³）である。

【請求項2】

前記高弾性繊維ヤーンの下撚り係数Ｈと前記低弾性繊維ヤーンの下撚り係数Ｌとの比Ｌ／Ｈが０．９０以上１．１５以下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。

【請求項3】

前記高弾性繊維ヤーンの下撚り数が２６回／１０ｃｍ以上３０回／１０ｃｍ以下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、高速走行性能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、高速走行時における走行性能の改善に寄与する。ベルトカバー層の有機繊維コードとして、高弾性繊維ヤーン（例えば、アラミド繊維ヤーン）と低弾性繊維ヤーン（例えば、ナイロン６６繊維ヤーン）とが撚り合わされた複合コードを用いることが提案されている（例えば、特許文献２，３参照）。

【0004】

上述のような複合コードは、高弾性繊維ヤーンに基づく良好なタガ効果を発揮すると共に、タイヤ成形時のリフト変形にも追従可能であるため、ベルトカバー層の構成材料として好適である。しかしながら、近年の高速走行性能の要求に対して、ベルトカバー層に基づく高速走行性能の改善効果を更に高めることが求められている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特許第６４５６７８４号公報

【文献】特開２０１３－１２３６号公報

【文献】特開２０１３－１４７２１４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、高速走行性能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、弾性率が１００００ＭＰａ以上である高弾性繊維ヤーンとナイロン５６からなる低弾性繊維ヤーンとが撚り合わされた複合コードであり、下式（１）で表される前記高弾性繊維ヤーンの下撚り係数Ｈと下式（２）で表される前記低弾性繊維ヤーンの下撚り係数Ｌとの比Ｌ／Ｈが０．７０以上１．３０以下であり、前記高弾性繊維ヤーンの下撚り係数Ｈが７５０～１１５０の範囲にあり、前記低弾性繊維ヤーンの下撚り係数Ｌが６５０～１２５０の範囲にあることを特徴とするものである。
Ｈ＝Ｔ_H√（Ｄ_H／ρ_H） ・・・（１）
Ｌ＝Ｔ_L√（Ｄ_L／ρ_L） ・・・（２）
但し、Ｔ_Hは高弾性繊維ヤーンの下撚り数（回／１０ｃｍ）であり、Ｄ_Hは高弾性繊維ヤーンの繊度（ｄｔｅｘ）であり、ρ_Hは高弾性繊維ヤーンの密度（ｇ／ｃｍ³）であり、Ｔ_Lは低弾性繊維ヤーンの下撚り数（回／１０ｃｍ）であり、Ｄ_Lは低弾性繊維ヤーンの繊度（ｄｔｅｘ）であり、ρ_Lは低弾性繊維ヤーンの密度（ｇ／ｃｍ³）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ついて鋭意研究した結果、熱収縮性が高いナイロン５６からなる低弾性繊維ヤーンを高弾性繊維ヤーンに対して組み合わせた複合コードをベルトカバー層に使用し、各ヤーンの下撚り係数を規定することにより、高速走行性能の改善効果が顕在化することを知見し、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、弾性率が１００００ＭＰａ以上である高弾性繊維ヤーンとナイロン５６からなる低弾性繊維ヤーンとが撚り合わされた複合コードであり、高弾性繊維ヤーンの下撚り係数Ｈと低弾性繊維ヤーンの下撚り係数Ｌとの比Ｌ／Ｈが０．７０以上１．３０以下であることにより、高速操縦安定性や高速耐久性に代表される高速走行性能を従来よりも大幅に改善することができる。

【0010】

本発明において、高弾性繊維ヤーンの下撚り係数Ｈと低弾性繊維ヤーンの下撚り係数Ｌとの比Ｌ／Ｈは０．９０以上１．１５以下であることが好ましい。これにより、高速走行性能を効果的に改善することができる。

【0011】

高弾性繊維ヤーンの下撚り数は２６回／１０ｃｍ以上３０回／１０ｃｍ以下であることが好ましい。これにより、高速走行性能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）～（ｃ）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、図３（ａ）～（ｃ）に示すように、弾性率が１００００ＭＰａ以上である高弾性繊維ヤーンＹ_Hとナイロン５６からなる低弾性繊維ヤーンＹ_Lとが撚り合わされた複合コードが使用されている。複合コードを構成するにあたって、高弾性繊維ヤーンＹ_H及び低弾性繊維ヤーンＹ_L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１本の高弾性繊維ヤーンＹ_Hと１本の低弾性繊維ヤーンＹ_Lとを撚り合わせたり、図３（ｂ）のように２本の高弾性繊維ヤーンＹ_Hと１本の低弾性繊維ヤーンＹ_Lとを撚り合わせたり、図３（ｃ）のように１本の高弾性繊維ヤーンＹ_Hと２本の低弾性繊維ヤーンＹ_Lとを撚り合わせたりすることができる。

【0020】

高弾性繊維ヤーンＹ_Hの「弾性率」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ときの荷重－歪み曲線から求められる弾性率である。このような高弾性繊維ヤーンＹ_Hとして、例えば、アラミド繊維ヤーンが例示される。高弾性繊維ヤーンＹ_Hの弾性率が１００００ＭＰａ未満であると、高速耐久性を十分に確保することができない。

【0021】

一方、低弾性繊維ヤーンＹ_Lを構成するナイロン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。

【0022】

【化1】

【0023】

有機繊維コードＣにおいて、下式（１）で表される高弾性繊維ヤーンＹ_Hの下撚り係数Ｈと下式（２）で表される低弾性繊維ヤーンＹ_Lの下撚り係数Ｌとの比Ｌ／Ｈが０．７０以上１．３０以下に設定されている。
Ｈ＝Ｔ_H√（Ｄ_H／ρ_H） ・・・（１）
Ｌ＝Ｔ_L√（Ｄ_L／ρ_L） ・・・（２）
但し、Ｔ_Hは高弾性繊維ヤーンＹ_Hの下撚り数（回／１０ｃｍ）であり、Ｄ_Hは高弾性繊維ヤーンＹ_Hの繊度（ｄｔｅｘ）であり、ρ_Hは高弾性繊維ヤーンＹ_Hの密度（ｇ／ｃｍ³）であり、Ｔ_Lは低弾性繊維ヤーンＹ_Lの下撚り数（回／１０ｃｍ）であり、Ｄ_Lは低弾性繊維ヤーンＹ_Lの繊度（ｄｔｅｘ）であり、ρ_Lは低弾性繊維ヤーンＹ_Lの密度（ｇ／ｃｍ³）である。

【0024】

上述した空気入りタイヤでは、ベルトカバー層８に使用される有機繊維コードＣは、弾性率が１００００ＭＰａ以上である高弾性繊維ヤーンＹ_Hとナイロン５６からなる低弾性繊維ヤーンＹ_Lとが撚り合わされた複合コードであり、高弾性繊維ヤーンＹ_Hの下撚り係数Ｈと低弾性繊維ヤーンＹ_Lの下撚り係数Ｌとの比Ｌ／Ｈが０．７０以上１．３０以下であることにより、高速操縦安定性や高速耐久性に代表される高速走行性能を従来よりも大幅に改善することができる。

【0025】

特に、低弾性繊維ヤーンＹ_Lとして熱収縮性が高いナイロン５６を用いることにより、高速走行時のタイヤの外径成長が抑制されるので、高速走行性能を改善することができる。ここで、高弾性繊維ヤーンＹ_Hの下撚り係数Ｈと低弾性繊維ヤーンＹ_Lの下撚り係数Ｌとの比Ｌ／Ｈが０．７０よりも小さい（即ち、ナイロン５６からなる低弾性繊維ヤーンＹ_Lの撚り数が少な過ぎる）と、低弾性繊維ヤーンＹ_Lの耐疲労性が悪化するため、高速耐久性が低下する。一方、比Ｌ／Ｈが１．３０よりも大きい（即ち、ナイロン５６からなる低弾性繊維ヤーンＹ_Lの撚り数が多過ぎる）と、高弾性繊維ヤーンＹ_Hがコード中で突っ張ることで耐疲労性が悪化し、更にはナイロン５６の熱収縮による効果が発揮され難くなるため、高速耐久性が低下する。特に、高弾性繊維ヤーンＹ_Hの下撚り係数Ｈと低弾性繊維ヤーンＹ_Lの下撚り係数Ｌとの比Ｌ／Ｈが０．９０以上１．１５以下である場合、高速走行性能の改善効果が高くなる。

【0026】

高弾性繊維ヤーンＹ_Hの下撚り係数Ｈは７５０～１１５０の範囲にあり、低弾性繊維ヤーンＹ_Lの下撚り係数Ｌは６５０～１２５０の範囲にあると良い。高弾性繊維ヤーンＹ_Hの下撚り係数Ｈ及び低弾性繊維ヤーンＹ_Lの下撚り係数Ｌをそれぞれ上記範囲に設定することにより、良好な高速走行性能を発揮することができる。高弾性繊維ヤーンＹ_Hの下撚り係数Ｈが高過ぎると高速走行性能の改善効果が低下し、逆に低過ぎると耐疲労性が悪化する。低弾性繊維ヤーンＹ_Lの下撚り係数Ｌが高過ぎると高速走行性能の改善効果が低下し、逆に低過ぎると耐疲労性が悪化する。

【0027】

また、高弾性繊維ヤーンＹ_Hの下撚り数Ｔ_Hは２６回／１０ｃｍ以上３０回／１０ｃｍ以下であると良い。高弾性繊維ヤーンＹ_Hの下撚り数Ｔ_Hを上記範囲に設定することにより、良好な高速走行性能を発揮することができる。高弾性繊維ヤーンＹ_Hの下撚り数Ｔ_Hが多過ぎると高速走行性能の改善効果が低下し、逆に少な過ぎると耐疲労性が悪化する。なお、低弾性繊維ヤーンＹ_Lの下撚り数Ｔ_Lは１８回／１０ｃｍ以上３７回／１０ｃｍ以下であると良い。そして、高弾性繊維ヤーンＹ_Hと低弾性繊維ヤーンＹ_Lとを撚り合わせて複合コードを構成するにあたって、その上撚り数は２６回／１０ｃｍ以上３０回／１０ｃｍ以下であると良い。

【0028】

更に、高弾性繊維ヤーンＹ_Hの繊度Ｄ_Hは１０００ｄｔｅｘ～１７００ｄｔｅｘの範囲にあり、低弾性繊維ヤーンＹ_Lの繊度Ｄ_Lは９００ｄｔｅｘ～１５００ｄｔｅｘの範囲にあると良い。高弾性繊維ヤーンＹ_Hの繊度Ｄ_H及び低弾性繊維ヤーンＹ_Lの繊度Ｄ_Lをそれぞれ上記範囲に設定することにより、良好な高速走行性能を発揮することができる。

【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として、高弾性繊維ヤーンと低弾性繊維ヤーンとが撚り合わされた複合コードを使用し、その仕様を種々異ならせた従来例、比較例１～２及び実施例１～９のタイヤを製作した。

【0030】

複合コードの仕様として、高弾性繊維ヤーンの材質及び弾性率、低弾性繊維ヤーンの材質及び熱収縮率、高弾性繊維ヤーンの下撚り数Ｔ_H、高弾性繊維ヤーンの下撚り係数Ｈ、低弾性繊維ヤーンの下撚り数Ｔ_L、低弾性繊維ヤーンの下撚り係数Ｌ、比Ｌ／Ｈを表１のように設定した。高弾性繊維ヤーンについて、アラミド繊維ヤーンを用いた場合を「アラミド」と表示した。低弾性繊維ヤーンについて、ナイロン６６繊維ヤーンを用いた場合を「Ｎ６６」と表示し、ナイロン５６繊維ヤーンを用いた場合を「Ｎ５６」と表示した。「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。

【0031】

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

【0032】

高速操縦安定性：
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２００ｋＰａとして排気量２０００ｃｃのＦＲ乗用車に装着し、訓練された５名のテストドライバーにてテストコースを１２０ｋｍ／ｈ以上の速度で走行し、操縦安定性について官能評価を行った。評価結果は、従来例に対する相対評価とし、以下の判定基準に基づく５点法で採点し、最高点と最低点を除いた３名の平均点で示した。この評価点が大きいほど高速操縦安定性が優れていることを意味する。
［判定基準］
５：素晴らしい、４：優れる、３．５：やや優れる、３：基準同等、２．５：やや劣る（実用下限）、２：劣る、１：大きく劣る

【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１～９のタイヤは、ナイロン６６からなる低弾性繊維ヤーンを用いた従来例との対比において、高速操縦安定性及び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、高弾性繊維ヤーンの下撚り係数Ｈと低弾性繊維ヤーンの下撚り係数Ｌとの比Ｌ／Ｈが低過ぎるため、高速耐久性が悪化していた。また、比較例２のタイヤでは、高弾性繊維ヤーンの下撚り係数Ｈと低弾性繊維ヤーンの下撚り係数Ｌとの比Ｌ／Ｈが高過ぎるため高速耐久性が悪化していた。

【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
Ｙ_H 高弾性繊維ヤーン
Ｙ_L 低弾性繊維ヤーン

【図1】

【図2】

【図3】