(57)【要約】【課題】走行成長を抑制でき、また、ベルト層のゴムの劣化を抑制する上で有利な新都市交通車両用空気入りラジアルタイヤを提供すること。【解決手段】タイヤ赤道面に対してほぼ０度の角度でスパイラル状に巻き回されたベルトコード１４０２と、コード被覆ゴム１４０４とで構成された２層以上のベルト層１４と、ベルト層１４とカーカス層１２の間に設けられ、スチールコード１６０２が赤道面に対して４０°から８０°の傾斜角をなして配列された１層または２層のスチールコード補強層１６とを備える新都市交通車両用空気入りラジアルタイヤ１０である。ベルトコード１４０２は、ストランドの撚り方向とコードの撚り方向とを同一方向に揃えた複撚りｍ×ｎタイプのＨＥコードであり、コード被覆ゴム１４０４中の全硫黄量は４．０ｐｈｒ以上５．５ｐｈｒ以下であるとともに、カーボン量は４０ｐｈｒ以上５５ｐｈｒ以下である。【選択図】図１
2011178373.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
カーカスコードがラジアル方向に配列されたカーカス層のタイヤクラウン部の径方向外側に設けられ、タイヤ赤道面に対してほぼ０度の角度でスパイラル状に巻き回されたベルトコードとこのベルトコードを被覆するコード被覆ゴムとを含んで構成された２層以上のベルト層と、
前記ベルト層と前記カーカス層の間に設けられ、スチールコードがタイヤ赤道面に対して４０°から８０°の傾斜角をなして配列された１層または２層のスチールコード傾斜補強層と、
を備える新都市交通車両用空気入りラジアルタイヤであって、
前記ベルトコードは、１本のストランドを構成するフィラメントの本数を２以上の整数であるｎとし、コードを構成するストランドの本数を２以上の整数であるｍとしたとき，ストランドの撚り方向とコードの撚り方向とを同一方向に揃えた複撚りｍ×ｎタイプのＨＥコードであり、
前記コード被覆ゴム中の全硫黄量は４．０ｐｈｒ以上５．５ｐｈｒ以下であるとともに、カーボン量は４０ｐｈｒ以上５５ｐｈｒ以下である、
ことを特徴とする新都市交通車両用空気入りラジアルタイヤ。
【請求項２】
前記ベルトコードを構成する複撚りｍ×ｎタイプのＨＥコードは、タイヤ加硫前のＳ−Ｓ曲線における変曲点が１．５％以上４．０％以下で、かつ、タイヤ中から取り出した際の１．０％歪み時の引張り弾性率が２０ＧＰａ以上１００ＧＰａ以下である、
ことを特徴とする請求項１記載の新都市交通車両用空気入りラジアルタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、新都市交通車両に用いられる空気入りラジアルタイヤに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、大阪の「ニュートラム」や広島の「アストラム」、東京の「ゆりかもめ」などに新都市交通車両が採用されつつあり、このような車両に用いられる新都市交通車両用空気入りラジアルタイヤでは、高荷重、高速、高内圧での使用に耐えられるように構成されている。
この新都市交通車両は、ガイドレールに誘導されながら無人で進行することが可能となっている。
【０００３】
新都市交通車両が、例えば、両側に設けられたガイドレールに誘導されながら無人で進行する場合、図３に示すように、車両の前後部に、走行ユニット１００が配置される。
この走行ユニット１００は、平行運動機構を構成するリンク機構１０２に案内輪１０４と空気入りラジアルタイヤ１０６を設けたものである。より詳細に説明すると、互いに対向する一方の１対の第１リンク１０２Ａの両端にそれぞれ案内輪１０４を設け、互いに対向する他方の１対の第２リンク１０２Ｂの中間部に空気入りラジアルタイヤ１０６を支持させたものである。
そして、案内輪１０４がガイドレール１０８に接触した際に、リンク機構１０２を変形させることで空気入りラジアルタイヤ１０６を操舵し、車両を進行させるようにしている。
【０００４】
このようにガイドレール１０８への案内輪１０４の接触により操舵される新都市交通車両用空気入りラジアルタイヤでは、タイヤのコーナーリングフォースが大きいと、ガイドレール１０８による操舵以上にタイヤが切れ込み、車両がガイドレール１０８にぶつかりながら進行し、コーナーリング時に車両に横揺れが発生することが知られており、コーナーリング時の車両の横揺れの発生を抑制する観点から、コーナーリングフォースが小さいことが好ましい。
そこで、ラジアルカーカス層のタイヤクラウン部の径方向外側のベルト層として、タイヤ赤道面に対して金属コードがほぼ０度の角度でスパイラル状に巻き回されたベルト層を用い、ベルト層の幅方向の剛性を低くしたタイヤが提供されている（特許文献１、特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−１６５１１
【特許文献２】特許第２５３８８５８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、このような従来の新都市交通車両用空気入りラジアルタイヤでは、走行成長を抑制する点で、また、ベルト層のゴムの劣化を抑制する点において改善の余地があった。
本発明は前記事情に鑑み案出されたものであって、本発明の目的は、走行成長を抑制でき、また、ベルト層のゴムの劣化を抑制する上で有利な新都市交通車両用空気入りラジアル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】
前記目的を達成するため本発明は、カーカスコードがラジアル方向に配列されたカーカス層のタイヤクラウン部の径方向外側に設けられ、タイヤ赤道面に対してほぼ０度の角度でスパイラル状に巻き回されたベルトコードとこのベルトコードを被覆するコード被覆ゴムとを含んで構成された２層以上のベルト層と、前記ベルト層と前記カーカス層の間に設けられ、スチールコードがタイヤ赤道面に対して４０°から８０°の傾斜角をなして配列された１層または２層のスチールコード傾斜補強層とを備える新都市交通車両用空気入りラジアルタイヤであって、前記ベルトコードは、ｎ本のフィラメントよりなるストランドを、ストランドの撚り方向と同じ方向にｍ本撚り合わせることで得られるｍ×ｎタイプのＨＥコードであり、前記コード被覆ゴム中の全硫黄量は４．０ｐｈｒ以上５．５ｐｈｒ以下であるとともに、カーボン量は４０ｐｈｒ以上５５ｐｈｒ以下であることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明では、ベルト層を構成するベルトコードは、タイヤ赤道面に対してほぼ０度の角度でスパイラル状に巻き回されている。したがって、タイヤ製造時に、ベルトコード自体が伸びる必要があり、また、タイヤの外径成長を抑制する観点から、ベルトコードとして、ストランドの撚り方向とコードの撚り方向とを同一方向に揃えた複撚りｍ×ｎタイプのＨＥコードが必須となる。
さらに、ベルト層を構成するコード被覆ゴム中の全硫黄量を４．０ｐｈｒ以上５．５ｐｈｒ以下とし、かつ、カーボン量を４０ｐｈｒ以上５５ｐｈｒ以下とすることで、ゴムの劣化を抑制する。これによりタイヤの外径成長を抑制し、走行後のスチールコード傾斜補強層に対するベルト層の剥離力保持率を確保するようにしている。
スチールコード補強層は、スチールコードがタイヤ赤道面に対して４０°から８０°の傾斜角をなして配列されており、この範囲の傾斜角度であると、コーナーリングフォースの発生が抑制される。
したがって、本発明では、コーナーリングフォースが発生しないスチールコード傾斜補強層で、コーナリングフォースが発生しないベルト層を補強し、タイヤの外径成長を抑制し、走行後のスチールコード傾斜補強層に対するベルト層の剥離力保持率を確保するようにしている。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】タイヤのクラウン部の断面図である。
【図２】タイヤ加硫前のＨＥコードのＳーＳ曲線における変曲点と、タイヤから取り出した状態におけるＨＥコードの１％歪み時の引張り弾性率との説明図である。
【図３】（Ａ）、（Ｂ）は新都市交通車両の操舵系の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態を図面にしたがって説明する。
新都市交通車両用空気入りラジアルタイヤ１０は、カーカス層１２と、ベルト層１４と、スチールコード補強層１６とを含んで構成されている。
新都市交通車両用空気入りラジアルタイヤ１０は、クラウン部１０Ａ以外は従来タイヤと同一であるので図示を省略している。
カーカス層１２は、タイヤ赤道面に対してほぼ９０度の角度で配列されたカーカスコードと、このカーカスコードを被覆するコード被覆ゴムとで構成されたラジアルカーカスである。カーカス層１２の両端は、サイドウォール部１０Ｂからビード部に至り、ビード部においてビードコアに巻き返されて固定されている。
【００１１】
ベルト層１４は、カーカス層１２のクラウン部１０Ａの径方向外側に２層以上設けられている。各ベルト層１４は、タイヤ赤道面に対してほぼ０度の角度でスパイラル状に巻き回されたベルトコード１４０２とこのベルトコード１４０２を被覆するコード被覆ゴム１４０４とで構成されている。
【００１２】
ベルト層１４を構成するベルトコード１４０２は、１本のストランドを構成するフィラメントの本数を２以上の整数であるｎとし、コードを構成するストランドの本数を２以上の整数であるｍとしたとき、ストランドの撚り方向とコードの撚り方向とを同一方向に揃えた複撚りｍ×ｎタイプのＨＥコードである。
本発明では、ベルト層１４を構成するベルトコード１４０２は、タイヤ赤道面に対してほぼ０度の角度でスパイラル状に巻き回されている。したがって、タイヤ製造時に、ブラダーを用いて生タイヤを金型の内部で膨らませる際に、他のゴム部材に追従してベルトコード１４０２自体が伸びる必要がある。すなわち、ベルトコードをバイアス積層させた通常のタイヤでは、生タイヤを膨らませる際に、ベルトコードの配列の傾きが変わるなどでベルト層が拡径されるが、本発明のように、タイヤ赤道面に対してほぼ０度の角度でスパイラル状に巻き回されているものでは、傾きの変化がないため、ベルトコード１４０２自体が伸びる必要がある。ベルトコード１４０２が伸びないと、ブラダーで生タイヤを金型の内部で膨らませる際に、ベルトコード１４０２がスチールコード補強層１６に食い込んでしまうため、製造初期のこの伸びは極めて重要となる。
したがって、ベルト層１４を構成するベルトコード１４０２にはタイヤ製造初期において伸びが必要であり、このベルトコード１４０２として、ストランドの撚り方向とコードの撚り方向とを同一方向に揃えた複撚りｍ×ｎタイプのＨＥコードを用いる必要がある。
【００１３】
また、コード被覆ゴム１４０４中の全硫黄量は４．０ｐｈｒ以上５．５ｐｈｒ以下であるとともに、カーボン量は４０ｐｈｒ以上５５ｐｈｒ以下となっている。
コード被覆ゴム１４０４に含まれている硫黄は、加硫中に、ＨＥコードを構成するスチールコードの回りに施されたブラスメッキ中のＣｕ分子と反応し、コード被覆ゴム１４０４とスチールコードとを接着する役割を果たしている。また、硫黄は、加硫後に、コード被覆ゴム１４０４に弾性を発揮させる役割を果たしている。
通常の空気入りタイヤのコード被覆ゴム中の全硫黄量は６．５〜７ｐｈｒであるのに対して、本発明では、４．０ｐｈｒ以上５．５ｐｈｒ以下とし、接着性を確保しつつ高弾性を発揮させないようにしている。すなわち、本発明では、ベルト層１４自体は簡単に変形してもよく、ベルト層１４にたが効果のみを発揮させ、コーナリングフォースが発生させないようにしている。尚、全硫黄量が４．０ｐｈｒに満たないとワイヤとゴムとの接着性が不十分となる。
また、コード被覆ゴム１４０４に含まれている硫黄とカーボンの量が多い場合、走行時の発熱が高く、また、硫黄の再架橋の影響でコード被覆ゴム１４０４が劣化し易い。
そこで、発熱抑制、劣化抑制の観点から、カーボン量を、硫黄量と共に下げたものである。通常の空気入りタイヤのコード被覆ゴム１４０４中のカーボンは６０〜７０ｐｈｒであるのに対して、本発明では、４０ｐｈｒ以上５５ｐｈｒ以下としている。
したがって、２層のベルト層１４は、コーナリングフォースの発生が抑制され、たが効果のみを発揮し、コード被覆ゴム１４０４の発熱と劣化が共に抑制される。
【００１４】
スチールコード補強層１６は、ベルト層１４とカーカス層１２の間に1層または２層設けられている。
スチールコード補強層１６は、タイヤ赤道面に対し４０°から８０°の傾斜角をなして配列されたスチールコード１６０２と、このスチールコード１６０２を被覆するコード被覆ゴム１６０４とで構成されている。
スチールコード補強層１６は、通常の空気入りラジアルタイヤ１０の場合、コーナリングフォースを確保する観点から、スチールコードがタイヤ赤道面に対して２０°から３０°の傾斜角をなして配列され、トラックタイヤの場合には、１６°から２３°で配列されている。本発明のスチールコード補強層１６は、スチールコード１６０２がタイヤ赤道面に対して４０°から８０°の傾斜角をなして配列されており、この範囲の傾斜角度であると、コーナーリングフォースの発生が抑制される。換言すると、コーナーリングフォースが発生しないスチールコード補強層１６で、コーナリングフォースが発生しないベルト層１４を補強している。
【００１５】
【表１】
2011178373.tif 000003
【００１６】
表１に示すように、従来例１，２、比較例１〜３、実施例１について、室内で５万Ｋｍドラム走行させたのち、タイヤ外径（溝底部の外径）を測定し、また、スチールコード補強層１６に対してベルト層１４を剥離させる剥離試験を行なった。
タイヤ外径変化は、新品タイヤを１００とした指数で示しており、数値が大きいほど、タイヤ外径成長が大きいことを示している。
走行後の剥離試験ではベルト層１４を剥離させる際の剥離力保持率を測定したもので、数値が大きいほど剥がれにくいことを示している。
従来例１，２、比較例１〜３、実施例１では、ベルト層１４において使用した全ワイヤ量がほぼ等しくなるように、ワイヤ断面積、エンド、層数を選定した。
なお、「ワイヤ構造」の欄において、×０．２０における「０．２０」や、×０．２２における「０．２２」は用いたスチールワイヤ（フィラメント）の直径が０．２０ｍｍ、０．２２ｍｍであることを示している。
【００１７】
初期荷重側において低弾性域を有するものとして、ＨＥコードの他に、波癖付けを行なった通常のスチールコードが挙げられる。
従来例１と比較例１は、波癖付けを行なった通常のスチールコードを用いている。
従来例２、比較例２、比較例３、実施例１では、ストランドの撚り方向とコードの撚り方向とを同一方向に揃えた複撚りｍ×ｎタイプのＨＥコードを用いている。
【００１８】
（従来例１と従来例２との比較）
外径成長、剥離力保持率はゴムの劣化に起因するため、ゴムの劣化に影響を及ぼすカーボン量と硫黄量を同一として従来例１と従来例２とを比較した。
従来例１と従来例２とを比較した場合、外径変化では、従来例１では２％の成長であったのに対し、従来例２では従来例１よりも少なく０．５％の成長に留まっており、また、剥離力保持力も従来例１の７０よりも従来例２では７５と大きくなっている。
したがって、ｍ×ｎタイプのＨＥコードを用いた従来例２が、波癖付けを行なった通常のスチールコードを用いた従来例１よりも径方向成長が少なく、剥離力保持率も大きいことが判明した。しかしながら、従来例２の外径成長抑止力、剥離力保持率は十分とはいえない。
【００１９】
次に、比較例１と従来例２とを比較する。
比較例１では、従来例１と同様に、波癖付けを行なった通常のスチールコードを用いているが、カーボン量と硫黄量とを本発明と同じ量に下げたものである。
比較例１と従来例２とを比較すると、比較例１では、コード被覆ゴム１４０４は従来例２に比べ劣化しにくくなっているものの、波癖付けを行なったスチールコードのコード被覆ゴム１４０４は圧縮変形を受けるためモジュラスが低いと伸びやすく、ゴムの劣化抑制も十分とはいえない。したがって、比較例１は剥離力保持率では従来例２よりも向上するものの、外径成長は大きくなる。しかしながら、比較例１の剥離力保持率も十分とはいえない。
【００２０】
次に、比較例２と従来例２、比較例１とを比較する。
比較例２では、ｍ×ｎタイプのＨＥコードを用い、カーボン量は従来例２と同じで、硫黄量のみを本発明と同じ量に下げたものである。
比較例２と比較例１とを比較すると、ｍ×ｎタイプのＨＥコードを用いた比較例２が、ｍ×ｎタイプのＨＥコードを用いた従来例２と同様に、波癖付けを行なった通常のスチールコードを用いた比較例１よりも径方向成長が少ない。また、比較例２では、カーボン量は従来例２と同量であるものの、硫黄量を本発明と同じ量に下げたため、コード被覆ゴム１４０４は従来例２に比べ劣化しにくくなっている。したがって、比較例２は剥離力保持率では比較例１と同様で従来例２よりも向上するものの、比較例２の剥離力保持率も十分とはいえない。
【００２１】
次に、比較例３と従来例２、比較例１とを比較する。
比較例３では、ｍ×ｎタイプのＨＥコードを用い、硫黄量は従来例２と同じで、カーボン量のみを本発明と同じ量に下げたものである。
比較例３と比較例１とを比較すると、ｍ×ｎタイプのＨＥコードを用いた比較例３が、ｍ×ｎタイプのＨＥコードを用いた従来例２と同様に、波癖付けを行なった通常のスチールコードを用いた比較例１よりも径方向成長が少ない。また、比較例３では、硫黄量は従来例２と同量であるものの、カーボン量を本発明と同じ量に下げたため、コード被覆ゴム１４０４は従来例２に比べ劣化しにくくなっている。したがって、比較例３は剥離力保持率では比較例１と同様で従来例２よりも向上するものの、比較例３の剥離力保持率も十分とはいえない。
【００２２】
次に、実施例１と、従来例１，２、比較例１〜３とを比較する。
実施例１では、ベルトコード１４０２としてｍ×ｎタイプのＨＥコードを用い、また、カーボン量を５５ｐｈｒに下げ、かつ、硫黄量を５．５ｐｈｒに下げたものである。
ｍ×ｎタイプのＨＥコードの場合、コード被覆ゴム１４０４の歪みはもともと小さく、ゴムのモジュラスの大小に影響されないため、実施例１は、波癖付けを行なった通常のスチールコードを用いた従来例１、比較例１よりも径方向成長が少ない。また、コード被覆ゴム１４０４は従来例１，２、比較例１〜３に比べて劣化しにくくなっている。
したがって、ベルトコード１４０２としてｍ×ｎタイプのＨＥコードを用い、カーボン量と硫黄量の双方を減らすことで、初めて外径成長抑止力、剥離力保持率を共に十分な値にできることが、実施例１から明らかである。
したがって、実施例１では、タイヤの外径成長を抑制でき、コード被覆ゴム１４０４の劣化を抑制できることから、更正性の点でも有利となる。
【００２３】
また、本発明のベルトコード１４０２を構成するｍ×ｎタイプのＨＥコードは、タイヤ加硫前のＳーＳ曲線における変曲点が１．５％〜４．０％で、かつ、タイヤから取り出した状態で、ＨＥコードの１％歪み時の引張り弾性率が２０ＧＰａ〜１００ＧＰａの範囲にあることが好ましい。
図２に、タイヤ加硫前のＳーＳ曲線における変曲点が２％で、かつ、タイヤから取り出した状態で、ＨＥコードの１％歪み時の引張り弾性率が７５ＧＰａであるＨＥコードを示している。
タイヤの加硫時、コード被覆ゴム１４０４とベルトコード１４０２は共に伸ばされ、その状態で互いに接着され一体となった複合体として固まる。
したがって、ベルトコード１４０２のタイヤ加硫前のＳーＳ曲線における変曲点が１．５％よりも低いと、加硫時に、ベルトコード１４０２が加硫リフトに追従できず、スチールコード補強層１６側に食い込み、ベルト層１４のベルトコード１４０２とスチールコード補強層１６のスチールコード１６０２との間のゴムが薄くなる傾向が見られ、変曲点が１．５％〜４．０％の範囲に入る場合に比べて、ゴムの劣化を抑制する点で不利がある。
また、変曲点が４．０％よりも高いと、変曲点が１．５％〜４．０％の範囲に入る場合に比べて、撚りピッチが短いためコードの強力低下が著しく，また加硫後の引張り弾性率も低いため好ましくない。
タイヤから取り出した状態で、ＨＥコードの１％歪み時の引張り弾性率が２０ＧＰａよりも低いと、引張り弾性率が２０ＧＰａ〜１００Ｐａの範囲に入る場合に比べて、周方向補強が十分ではなく、タイヤの外径成長を抑制する上で不利がある。
また、タイヤから取り出した状態で、ＨＥコードの１％歪み時の引張り弾性率が１００ＧＰａよりも高いと、引張り弾性率が２０ＧＰａ〜１００ＧＰａの範囲に入る場合に比べて、加硫前の初期伸びを確保することが困難なため，加硫時の膨径に追従出来ず好ましくない。
【００２４】
【表２】
2011178373.tif 000004
【００２５】
表２に示すように、実施例１、２、３について、室内で５万Ｋｍドラム走行させたのち、タイヤ外径（溝底部の外径）を測定し、また、スチールコード補強層１６に対してベルト層１４を剥離させる剥離試験を行なった。
タイヤ外径変化は、新品タイヤを１００とした指数で示しており、数値が大きいほど、タイヤ成長が大きいことを示している。
また走行後の剥離試験では、ベルト層１４を剥離させる際の剥離力保持率を測定したもので、数値が大きいほど剥がれにくいことを示している。
実施例１、２、３では、コード被覆ゴム１４０４の構成を同一とし、また、ＨＥコードのワイヤ構造、ワイヤ断面積、エンド、層数、全ワイヤ量を同一とし、加硫前の変曲点のワイヤ歪み（％）と、加硫後のワイヤの１％歪み時の引張り弾性率を異ならせた。
すなわち、実施例１では、加硫前の変曲点のワイヤ歪み（％）を２．０とし、加硫後のワイヤの１％歪み時の引張り弾性率を５０（ＧＰａ）とした。
実施例２では、加硫前の変曲点のワイヤ歪み（％）を４．０とし、加硫後のワイヤの１％歪み時の引張り弾性率を２０（ＧＰａ）とした。
また、実施例３では、加硫前の変曲点のワイヤ歪み（％）を１．５とし、加硫後のワイヤの１％歪み時の引張り弾性率を１００（ＧＰａ）とした。
【００２６】
表２の試験結果である実施例１、２、３の外径成長抑止力、剥離力保持率は共に、新都市交通車両用空気入りラジアルタイヤに要求される値を十分に満たした値となっている。
さらに検討すると、実施例１では、タイヤの外径成長を抑制する点において、また、走行後の剥離力保持率を確保する点において最も優れている。
これに対して、実施例２では、タイヤの外径成長を抑制する点、走行後の剥離力保持率を確保する点の双方において実施礼１に比べて若干低下している。したがって、コード被覆ゴム１４０４の劣化を抑制する点において実施例２は実施礼１に比べて若干低下している。
また、実施例３では、タイヤの外径成長を抑制する点において実施例１と同様であるが、走行後の剥離力保持率を確保する点において実施礼１に比べて若干低下している。したがって、コード被覆ゴム１４０４の劣化を抑制する点において実施例３は実施礼１に比べて若干低下している。
【符号の説明】
【００２７】
１０……新都市交通車両用空気入りラジアルタイヤ
１２……カーカス層
１４……ベルト層
１４０２……ベルトコード
１４０４……コード被覆ゴム
１６……スチールコード補強層
１６０２……スチールコード
１６０４……コード被覆ゴム
【図１】
2011178373.tif 000005
【図２】
2011178373.tif 000006
【図３】
2011178373.tif 000007