(57)【要約】【課題】耐フラットスポット性能と接地性に優れた空気入りタイヤを提供する。【解決手段】一対のビードコア２間にトロイダル状に延び、かつ両端部をそれぞれ、ビードコア２の周りにタイヤ幅方向内側から外側に折り返してなるカーカス３を骨格として、該カーカス３のクラウン部１１の径方向外側に、２本のコアフィラメントを並列に引き揃えたコアの周りに、該コアの周囲の撚り合わされた５〜７本のシースフィラメントからなるシースを配したコードからなるベルト４と、異なる弾性率を有する２つの化学繊維を撚り合わせたコードからなるベルト補強層５とを順に配置した空気入りタイヤにおいて、カーカス３のプライを構成するコードよりも大きな弾性率を有する、コードからなるプライをビードコア２の各々の周りに巻き回してなるビード部補強層６を備えることを特徴とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対のビードコア間にトロイダル状に延び、かつ両端部をそれぞれ、前記ビードコアの周りにタイヤ幅方向内側から外側に折り返してなるカーカスを骨格として、該カーカスのクラウン部の径方向外側に、２本のコアフィラメントを並列に引き揃えたコアの周りに、撚り合わされた５〜７本のシースフィラメントからなるシースを配したコードからなるベルトと、異なる弾性率を有する２つの化学繊維を撚り合わせたコードからなるベルト補強層とを順に配置した空気入りタイヤにおいて、
前記カーカスのプライを構成するコードよりも大きな弾性率を有する、コードからなるプライを前記ビードコアの各々の周りに巻き回してなるビード部補強層を備えることを特徴とする空気入りタイヤ。
【請求項２】
前記空気入りタイヤを適用リムに組み付けて規定内圧を充填した状態において、前記ビード部補強層の少なくとも一方の端部は、前記適用リムのフランジと前記タイヤとの離反点よりもタイヤ径方向外側に位置する、請求項１に記載の空気入りタイヤ。
【請求項３】
前記ビード部補強層を構成するコードは、ケブラー繊維コードである、請求項１または２に記載の空気入りタイヤ。
【請求項４】
前記異なる弾性率を有する２つの繊維は、それぞれの残留張力が４０〜１００Ｎであるとともに、前記タイヤのトレッドの中央域に対応するベルト部分における前記残留張力と、前記タイヤの側域に対応するベルト部分における前記残留張力との差が２０Ｎ以下である、請求項１〜３のいずれか一項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、空気入りタイヤに関し、特に、耐フラットスポット性能を向上させるとともに、軽量化および接地性も向上させる空気入りラジアルタイヤに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、空気入りタイヤは、一対のビードコア間にトロイダル状に延び、かつ両端部をそれぞれビードコアの回りにタイヤ幅方向内側から外側に折り返してなるカーカスを骨格とし、該カーカスのクラウン部の径方向外側に、補強層として少なくとも２層のコードゴム被覆層からなるベルトを有し、さらにベルトのタイヤ径方向外側に、ベルトの全幅を覆う少なくとも１層のベルト補強層を有する。
【０００３】
近年、空気入りラジアルタイヤに要求される性能の１つに、耐フラットスポット性能がある。「フラットスポット」とは、走行によりタイヤが発熱した後、タイヤに荷重が負荷されて変形されたままの状態で冷却されることにより、タイヤの真円度が低下し、再度走行した際に振動が発生する現象である。
このフラットスポットを低減するための方法として、ベルト全体を覆うキャップ層とベルトの端部付近のみを覆うレイヤー層とからなる、いわゆるキャップ／レイヤー構造を有するベルト補強層を備え、該ベルト補強層を構成するコードとして、高弾性繊維と低弾性繊維とを撚り合わせたハイブリッドコードを用いる技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−６８７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の技術に従って、ベルト補強層を構成するコードとしてハイブリッドコードを用いると、トレッド部の剛性は向上するものの、耐フラットスポット性能の改善効果は当初期待された程ではないことが明らかとなった。
【０００６】
また、トレッド部のレイヤー補強層を構成するコードとしてハイブリッドコードを用いると、タイヤの重量が増加してしまい、また、トレッド部の剛性が増加するために接地長が短くなり、結果としてコーナリング・パワーが低下してしまう問題があった。
そこで、本発明の目的は、耐フラットスポット性能を向上させるとともに、軽量化および接地性の向上を実現する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】
発明者は、特許文献１の技術により耐フラットスポット性能が当初の期待ほど向上しない原因について鋭意検討した。その結果、ベルト補強層を構成するコードとしてハイブリッドコードを用いると、図１（ａ）に示すように、タイヤのサイド部およびビード部の剛性に比べて、トレッド部の剛性が高くなりすぎることが分かった。その結果、クリープ変形がサイド部およびビード部周辺までの広範囲に広がってしまい、タイヤに荷重が負荷されると、タイヤのケース全体が変形して耐フラットスポット性能が低下することが明らかとなった。
【０００８】
そこで、タイヤの耐フラットスポット性能を向上させる方途について鋭意検討した結果、ビードコアの周りに、カーカスのプライを構成するコードよりも大きな弾性率を有するコードからなるプライをビードコアの周りに巻き回してなるビード部補強層を設けることにより、図１（ｂ）に示すように、タイヤの剛性分布においてサイド部に対してビード部の剛性を相対的に高め、荷重の負荷によるタイヤの変形をサイド部に集中させることが有効であることを見出し、本発明を完成させるに到った。すなわち、荷重の負荷によるサイド部の変形は曲げ方向の弾性変形であり、荷重が開放されるとサイド部の形状は本来の形状に回復するため、フラットスポットを回避することができる。これに対し、トレッドまたはビード部に変形が集中すると、繊維を引き延ばす方向の変形が大きく、クリープによる変形が大きくになってしまうため、フラットスポット性が悪化してしまうのである。
【０００９】
すなわち、本発明の空気入りタイヤは、一対のビードコア間にトロイダル状に延び、かつ両端部をそれぞれ、前記ビードコアの周りにタイヤ幅方向内側から外側に折り返してなるカーカスを骨格として、該カーカスのクラウン部の径方向外側に、２本のコアフィラメントを並列に引き揃えたコアの周りに、撚り合わされた５〜７本のシースフィラメントからなるシースを配したコードからなるベルトと、異なる弾性率を有する２つの化学繊維を撚り合わせたコードからなるベルト補強層とを順に配置した空気入りタイヤにおいて、前記カーカスのプライを構成するコードよりも大きな弾性率を有する、コードからなるプライを前記ビードコアの各々の周りに巻き回してなるビード部補強層を備えることを特徴とするものである。
【００１０】
また、本発明の空気入りタイヤにおいて、前記空気入りタイヤを適用リムに組み付けて規定内圧を充填した状態において、前記ビード部補強層の少なくとも一方の端部は、前記適用リムのフランジと前記タイヤとの離反点よりもタイヤ径方向外側に位置することを特徴とするものである。
【００１１】
また、本発明の空気入りタイヤにおいて、前記ビード部補強層を構成するコードは、ケブラー繊維コードであることが好ましい。
【００１２】
また、本発明の空気入りタイヤにおいて、前記異なる弾性率を有する２つの繊維は、それぞれの残留張力が４０〜１００Ｎであるとともに、前記タイヤのトレッドの中央域に対応するベルト部分における前記残留張力と、前記タイヤの側域に対応するベルト部分における前記残留張力との差が２０Ｎ以下であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、カーカスプライコードよりも大きな弾性率のコードを有するプライからなるビード部補強層を設けることにより、ビード部周辺の剛性を高めてタイヤの変形をサイド部に集中させて偏心変形を促進させることができるため、ケース全体の変形を防止することができ、耐フラットスポット性能を向上させることができる。
また、ベルトとして、２本のスチールフィラメントを並列に引き揃えたコアと、該コアの周囲の撚り合わされた５〜７本のフィラメントからなるシースとからなるベルト層を用いるため、ベルト層の厚みを低減してタイヤを軽量化することができるとともに、タイヤの接地性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】（ａ）従来、および（ｂ）本発明の空気入りタイヤの剛性分布イメージを示す図である。
【図２】本発明による空気入りタイヤを示す図である。
【図３】ベルトを構成する偏平コードの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。図２は、本発明による空気入りタイヤを示す図である。この空気入りタイヤ１は、一対のビードコア２間にトロイダル状に延び、かつ両端部をそれぞれ、前記ビードコア２の周りにタイヤ幅方向内側から外側に折り返してなるカーカス３を骨格として、該カーカス３のクラウン部１１の径方向外側に、２本のコアフィラメントを並列に引き揃えたコアの周りに、該コアの周囲の撚り合わされた５〜７本のシースフィラメントからなるシースを配したコードからなるベルト４と、異なる弾性率を有する２つの化学繊維を撚り合わせてなるベルト補強層５とを順に配置されている。
ここで、カーカス３のプライを構成するコードよりも大きな弾性率を有するコードからなるプライをビードコア２の各々の周りに巻き回してなるビード部補強層６を備えることが肝要である。以下、本発明の空気入りタイヤ１の各構成について説明する。
【００１６】
まず、カーカス３は、一対のビードコア２間にトロイダル状に延び、かつ両端部をそれぞれ、前記ビードコア２の周りにタイヤ幅方向内側から外側に折り返してなる。このカーカス３は、少なくとも一枚のカーカスプライからなり、該カーカスプライはコードをゴム被覆した層である。
上記コードの材料としては、例えばスチールや有機繊維を用いることができる。ラジアルタイヤの場合には、コードはタイヤ周方向に対して７０〜９０度の角度で配列される。
【００１７】
ベルト４は、カーカス３のクラウン部１１の径方向外側に、タイヤ赤道ｏに対して互いにタイヤ赤道面を挟み交差する多数のコードまたはフィラメントを補強要素とする、少なくとも２層のベルト層からなる交差ベルトである。
このベルトを構成するコードとしては、例えばスチールコードや有機繊維コードを用いることができる。図２は、第１のベルト層４ａと第２のベルト層４ｂの２層からなる交差ベルトを備えるタイヤ１を示している。このベルト４は、タイヤ１の接地幅よりも大きな幅を有するように配設される。
【００１８】
図３に示すように、本発明においては、ベルト４を構成するコード４０は、２本のコアフィラメント４１を並列に引き揃えたコアと該コアの周囲の撚り合わされた５〜７本のシースフィラメント４２によるシースとからなる。
コアフィラメント４１としては、スチールやアラミドを用いることができる。また、シースフィラメント４２としては、ナイロンを用いることができる。
このコード４０は、その長手方向に垂直な断面が楕円形であり、タイヤ径方向外側に偏平である。そのため、ベルト４の厚みを低減してタイヤ１を軽量化することができる。また、曲げ方向に柔軟であるため、タイヤ１の接地性を向上させることができる。なお、図２におけるベルトは二層構造であるが、一層構造の場合にも同様に効果を奏する。
【００１９】
また、コアフィラメント４１の本数を２本としたのは、上述する楕円形状を形成するためであり、シースフィラメント４２の本数を５〜７本としたのは、充分な強度を確保しながら、コードの隙間へのゴムの入り込みやすさ（いわゆるゴムペネ性）を確保するためである。
【００２０】
ベルト補強層５は、ベルト全体を覆うキャップ層５ａとベルト４の端部付近のみを覆うレイヤー層５ｂとからなるキャップ／レイヤー構造を有している。このベルト補強層５を設けることにより、トレッド部１１の剛性を向上させることができる。
ここで、キャップ層５ａは、ベルト４のタイヤ径方向外側に、ベルト４の全幅を覆うように配設され、タイヤ赤道ｏと略平行に配列された複数本のコードをゴム被覆してなるベルト補強層である。図２に示した空気入りタイヤ１においては、１層のキャップ層５ａが配設されているが、２層以上配設するように構成してもよい。
【００２１】
キャップ層５ａを構成するコードとしては、応力−歪み曲線において、弾性率の異なる複数種の有機繊維を撚り合わせてなるハイブリッドコードを用いる。このうち、低弾性繊維としては、例えば、ナイロン繊維、ポリエステル繊維（ただし、全芳香族ポリエステル繊維を除く）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）繊維、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）繊維、ポリトリメチレンテレフタレート（ＰＴＴ）繊維等、ポリビニルアルコール繊維、脂肪族ポリケトン（ＰＫ）繊維等を挙げることができる。
【００２２】
一方、高弾性繊維としては、例えば芳香族ポリアミド繊維（アラミド繊維）、ポリアリレート繊維等の全芳香族ポリエステル繊維、ポリビニルアルコール繊維、炭素繊維、ポリパラフェニレンベンズオキサゾール（ＰＢＯ）繊維、リヨセル繊維等を挙げることができる。なお、リヨセル繊維は、原料のセルロールから溶剤紡糸法によって得られるセルロール繊維であり、例えば、特公昭６０−２８８４８号公報や特表平１１−５０４９９５号公報に記載されているように、有機溶剤中に溶解されたセルロースと水等の非溶媒を含む溶液を、空気中または非沈殿性媒体中に紡糸し、その際、紡糸口金から出た繊維形成溶液を送り出す速度より大きな速度で引っ張り、３倍以上の延伸倍率で延伸した後に、非溶媒で処理することにより得ることができる。
なお、ポリビニルアルコール繊維は、低弾性繊維または高弾性繊維のいずれとしても使用することができる。
【００２３】
本発明においては、特に、高弾性繊維として芳香族ポリアミド繊維（アラミド繊維）、低弾性繊維としてナイロン繊維をそれぞれ用い、これらを撚り合わせてなるハイブリッドコードを、ベルト補強層５を構成するコードとして用いることが好ましい。
また、２本のアラミド繊維と、１本のナイロン繊維でハイブリッドコードを形成することが好ましい。これは、アラミド繊維は、耐フラットスポット性能の向上に寄与する繊維であり、ナイロン繊維は、接地性の向上に寄与する繊維であるところ、上記のようなハイブリッドコードはアラミド繊維とナイロン繊維との中間の特性を得やすく、また加工上も有利なためである。
【００２４】
本発明においては、タイヤ１の耐フラットスポット性能を向上させるために、ビードコア２の周りにビード部補強層６を配設する。このビード部補強層６は、カーカス３のプライを構成するコードよりも大きな弾性率を有するコードからなるプライを、ビードコア１の各々の周りに巻き回してなるものである。このビード部補強層６により、ビード部１３周辺の剛性を高めることができ、その結果、図１（ｂ）に示したように、サイド部１２とビード部１３との相対的な剛性差を大きくすることができる。これにより、タイヤ１の変形をサイド部１２に集中させて偏心変形を促進されるため、ケース全体の変形を防止することができ、ひいては耐フラットスポット性能を向上させることができる。
なお、本発明において、タイヤ１の「サイド部」とは、タイヤ１を適用リム２に組み付け、基準内圧を充填した状態において、適用リム２０のリムフランジとタイヤ１との離反点Ｒから、トレッドゴムとサイドウォールゴムの境界Ｅまでの領域を指すものとする。
【００２５】
このビード部補強層６の少なくとも一方の端部は、空気入りタイヤ１を適用リム１０に組み付けた状態における、タイヤ１がリム１０と接触する面のタイヤ径方向外側の位置であるリムライン１１よりも径方向外側に位置するようにする。また、ビード部補強層６の端部がリムライン１１よりも径方向内側に位置する場合、ビードコアの上端よりも径方向外側に位置するようにする。これにより、ビード部１３の剛性を高めてタイヤ１の変形をサイド部１２に集中させることができる。
【００２６】
このビード部補強層６を構成するコードとしては、例えば、ケブラー繊維、アラミド繊維、スチールコード等の比較的大きな張力を有する材料からなるコードを用いることができる。中でも、ケブラー繊維からなるコードを用いることが好ましい。
【００２７】
このような本発明による空気入りタイヤ１により、ビード部周辺の剛性を高めてタイヤの変形をサイド部に集中させて偏心変形を促進させることができるため、耐フラットスポット性能を向上させることができる。また、ベルトとして、２本のスチールフィラメントを並列に引き揃えたコアと、該コアの周囲の撚り合わされた５〜７本のフィラメントからなるシースとからなるベルトを用いるため、ベルトの厚みを低減してタイヤを軽量化することができるとともに、タイヤの接地性を向上させることができる。
【００２８】
以上の本発明の空気入りタイヤにおいて、ベルト補強層５を構成するコードの材料である繊維について、それぞれの残留張力が４０〜１００Ｎとし、かつ、タイヤ１のトレッド部の中央域に対応するベルト部分における残留張力と、タイヤ１のトレッド部の側域に対応するベルト部分における残留張力との差が２０Ｎ以下とすることにより、耐フラットスポット性能を更に向上させることができる。ここで、タイヤ１の「トレッド部の中央域」とは、タイヤの幅方向断面において、タイヤの赤道ｏから５〜５０ｍｍの幅で、特に周方向溝で区切られた領域を意味する。また、タイヤ１の「トレッド部の側域」とは、割り位置からセンター領域である領域を意味する。
【００２９】
ここで、ベルト補強層５を構成するコードをハイブリッドコードとした際に、該ハイブリッドコードを構成する繊維のそれぞれの残留張力を４０〜１００Ｎの範囲とすることにより、クリープ性を改善し、フラットスポットを改善することができる。
【００３０】
また、タイヤ１のトレッド部の中央域に対応するベルト部分における残留張力と、タイヤ１のトレッド部の側域に対応するベルト部分における残留張力との差が２０Ｎ以下とすることにより、中央域の変形と側域の変形との差を抑えることにより、トレッドのゆがみを小さくすることができる。
こうして、上記の２つの効果により、タイヤ１の耐フラットスポット性能を更に向上させることができる。
【実施例】
【００３１】
（発明例１および２）
以下、本発明の実施例について説明する。
図２に示したところに従って本発明による空気入りタイヤ１を作製した。すなわち、ベルト４を構成するコードは、２本のスチールコードのコアフィラメント４１からなるコアと、
６本のスチールコードのシースフィラメント４２からなるシースとからなる。また、ベルト補強層５は、キャップ／レイヤー構造を有し、該ベルト補強層５を構成するコードとして、
２本のアラミド繊維および１本のナイロン繊維を撚り合わせたハイブリッドコードを用いた。更に、ビード部補強層６を構成するコードはケブラー繊維からなるものである。また、カーカス３を構成するコードはナイロンからなる。タイヤのサイズについては、２８５／３５Ｒ１８（発明例１）および２５５／４０Ｒ１８（発明例２）の２種類を用意した。
【００３２】
（比較例１〜３）
発明例１および２のタイヤにおいて、ビード部補強層６を構成するコードがナイロンコード（有機繊維コード）であるタイヤ（比較例１および２）、ベルト４を構成するコードとして、その長手方向に垂直な断面が円形である円形コードを用いたタイヤ（比較例３）を作製した。
【００３３】
（耐フラットスポット性能の評価）
作製した上記タイヤの耐フラットスポット（ＦＳ）性能の評価は、以下のように行った。すなわち、上記タイヤをサイズ９．５Ｊ×１８のリムに組み付け、内圧２２０ｋＰａを充填し、ドラム試験機に装着した。
次いで、タイヤに５．００Ｎの静荷重を負荷した条件の下で、時速１５０ｋｍ／ｈで２４分間走行させた後、ＲＦＶ（Ｒａｄｉａｌ  Ｆｏｒｃｅ  Ｖａｒｉａｔｉｏｎ）を測定し、得られたＲＦＶとタイヤの回転角度との関係から得られる波形をフーリエ変換して、１次成分の係数（１次の値）を求め、ＲＦＶ１次ボトム（フーリエ変換されたＲＦＶの１次の波においてＲＦＶ値が最も小さい位置）を検索した。
続いて、得られたＲＦＶ１次ボトムの位置にて、タイヤに５．００ｋＮの静荷重を負荷してドラムに１時間押しつけ続けた。
その後、時速１０５ｋｍ／ｈで走行させ、０、２、４、６、８、１０、１４および２０ｋｍ走行させた時点においてＲＦＶの１次の値を測定し、走行距離を横軸に、ＲＦＶ１次の値を縦軸に取ってグラフを描き、０〜２０ｋｍの範囲におけるＲＦＶ１次の値の面積をＦＳ値とした。同様にタイヤに静荷重を負荷して得られたＲＦＶからＦＳ値を求め、静荷重を負荷した場合のＦＳ値に対する、作製した上記タイヤのＦＳ値を耐ＦＳ性能として評価した。得られた結果を表１にまとめる。
【００３４】
表１において、耐ＦＳ性能は、数値が小さいほど高性能であることを意味している。この表から、ビード部補強層６を備えることにより、タイヤの耐ＦＳ性能が向上することが分かる。また、ビード部補強層６を構成するコードとして、ケブラー繊維コードを使用することにより、ナイロン繊維コードを使用した場合に対して、耐ＦＳ性能が２０％以上向上していることが分かる。更に、ベルトを構成コードとして、本発明に用いた偏平コードを用いることにより、円形コードを用いたタイヤに比べて、耐ＦＳ性能が約１０％向上することも分かる。
こうして、本発明の空気入りタイヤは、耐ＦＳ性能が大きく向上していることが分かる。
【００３５】
【表１】
2013159325.tif 000003
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本発明によれば、ビードコアの周りにカーカスのプライを構成するコードよりも大きな弾性率を有するコードからなるプライを巻き回してなるビード部補強層を設けたことにより、耐フラットスポット性能が向上し、また、ベルトを構成するコードとして偏平コードを用いたことにより、軽量化およびタイヤの接地性の向上を実現できるため、耐フラットスポット性能および接地性に優れた軽量の空気入りタイヤとして有用である。
【符号の説明】
【００３７】
１  空気入りタイヤ
２  ビードコア
３  カーカス
４  ベルト
４ａ  第１のベルト層
４ｂ  第２のベルト層
５  ベルト補強層
５ａ  キャップ層
５ｂ  レイヤー層
６  ビード部補強層
１１  トレッド部
１２  サイド部
１３  ビード部
２０  リム
４０  コード
４１  コアフィラメント
４２  シースフィラメント
【図１】
2013159325.tif 000004
【図２】
2013159325.tif 000005
【図３】
2013159325.tif 000006