(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
トレッド部からサイドウォール部を経てビード部のビードコアで係止されるコードを配列したカーカスプライからなるカーカスを有する空気入りタイヤであって、
前記コードは、１２０℃における１本当りの粘弾性特性が、下記式（１）〜（４）を満足し、
ｔａｎδ＞０                                  …（１）
ｔａｎδ≦０．００１×Ｅ* −０．１７３        …（２）
ｔａｎδ≦−０．０００３×Ｅ* ＋０．１７４    …（３）
Ｅ* ≦３４０                                  …（４）
（ｔａｎδ：損失正接、Ｅ* ：動的弾性率［kgf ／コード］）
かつ前記コードが、アラミドからなり、
しかも前記コードは、繊度が８００ｄｔｅｘ／２、４４０ｄｔｅｘ／２又は２２０／２ｄｔｅｘであることを特徴とする自動二輪車用の空気入りタイヤ。
【請求項２】
前記コードは、繊度が８００ｄｔｅｘ／２のコードを用いるとき上撚りの撚り数を５０〜７５の範囲、繊度が４４０ｄｔｅｘ／２を用いるとき上撚りの撚り数５３〜８５の範囲、及び繊度が２２０ｄｔｅｘ／２のコードを用いるとき上撚りの撚り数５７〜９５の範囲としたことを特徴とする請求項１記載の空気入りタイヤ。
【請求項３】
前記コードは、繊度が１１００ｄｔｅｘ未満を前提として、次の式により特定される撚り係数Ｔが、１．０〜２．５の範囲であることを特徴とする請求項１又は２記載の空気入りタイヤ。
Ｔ＝ｎ×√（Ｄ／１．４４）×１０-3  〔ｎ：上撚りの撚り数／１０cm、１．４４：アラミドの比重、Ｄ：トータルの正量繊度（ｄｔｅｘ）〕
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カーカスコードの粘弾性特性を限定することにより、操縦安定性を向上しうる空気入りタイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】
乗用車用、自動二輪車用などの空気入りタイヤにおいては、カーカスコードの材料として軽量かつ乗心地に優れるナイロン、ポリエステル、レーヨンなどの有機繊維のタイヤ用コードを用いるのが主流となっている。
【０００３】
中でもレーヨンは引張弾性、熱寸法安定性などに優れた材料であるため、特に自動二輪車用空気入りタイヤなどにおいて操縦安定性能を重視する場合には、レーヨンからなるタイヤ用コードがカーカスに使用されることが多い。
【０００４】
ところが、レーヨンはコードの製造工程において発生する廃液と、吸湿性とに問題を抱えている。すなわち、廃液は環境を悪化させるという問題があり、またタイヤ製造時などにおいてレーヨンコードの吸湿性管理が不十分であると、コードとゴムとの接着力が低下し、かつ荷重時伸度の増加を招くなど目的とする操縦安定性の向上が期待できなくなる。
【０００５】
また、近年の車両の動力性能の著しい向上に伴い、空気入りタイヤに要求される操縦安定性についてもさらなる向上が要望されているため、レーヨンのタイヤ用コードの優れた操縦安定性をさらに向上しつつ、環境に優しくかつ吸湿性などの問題がない新たなコード材料が要望されている。
【０００６】
本発明は、以上のような問題点に鑑み案出されたもので、カーカスに用いられるコードの粘弾性特性をさらに改良することにより、操縦安定性を一層向上しうる空気入りタイヤの提供を目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明のうち請求項１記載の発明は、トレッド部からサイドウォール部を経てビード部のビードコアで係止されるコードを配列したカーカスプライからなるカーカスを有する空気入りタイヤであって、
前記コードは、１２０℃における１本当りの粘弾性特性が、下記式（１）〜（４）を満足し、
ｔａｎδ＞０                                  …（１）
ｔａｎδ≦０．００１×Ｅ* −０．１７３        …（２）
ｔａｎδ≦−０．０００３×Ｅ* ＋０．１７４    …（３）
Ｅ* ≦３４０                                  …（４）
（ｔａｎδ：損失正接、Ｅ* ：動的弾性率［kgf ／コード］）
かつ前記コードが、アラミドからなり、
しかも前記コードは、繊度が８００ｄｔｅｘ／２、４４０ｄｔｅｘ／２又は２２０／２ｄｔｅｘであることを特徴とする。
【０００８】
また、請求項２に係る発明は、前記コードが、繊度が８００ｄｔｅｘ／２のコードを用いるとき上撚りの撚り数を５０〜７５の範囲、繊度が４４０ｄｔｅｘ／２を用いるとき上撚りの撚り数５３〜８５の範囲、及び繊度が２２０ｄｔｅｘ／２のコードを用いるとき上撚りの撚り数５７〜９５の範囲としたことを特徴とする。
【０００９】
請求項３に係る発明は、前記コードは、繊度が１１００ｄｔｅｘ未満を前提として、次の式により特定される撚り係数Ｔが、１．０〜２．５の範囲であることを特徴とする。
Ｔ＝ｎ×√（Ｄ／１．４４）×１０-3  〔ｎ：上撚りの撚り数／１０cm、１．４４：アラミドの比重、Ｄ：トータルの正量繊度（ｄｔｅｘ）〕
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の一形態について図面に基づき説明する。
図１に示すように、本発明の空気入りタイヤは、トレッド部２からサイドウォール部３を経てビード部４のビードコア５で係止されるコードを配列したカーカスプライ６Ａからなるカーカス６を有する自動二輪車用タイヤが例示されている。該自動二輪車用タイヤは、トレッド部２のタイヤ軸方向の外端Ｅ、Ｅ間の巾であるトレッド巾ＴＷがタイヤ最大巾をなし、かつトレッド部２の外面が外に凸で湾曲しているものを例示している。
【００１１】
前記カーカス６は、コードをタイヤ赤道Ｃに対して７５゜〜９０゜の角度で配列したラジアル構造の１枚以上、本例では１枚のカーカスプライ６Ａからなり、そのタイヤ半径方向外側には、コードをタイヤ赤道Ｃに対して実質的に平行にかつジョイントレスで巻回した１層からなるベルト層７が配されたものを例示する。
【００１２】
また本発明では、前記カーカス６のコードは、１２０℃における１本当りの粘弾性特性が、下記式（１）〜（４）を満足することを特徴としている。
ｔａｎδ＞０                                  …（１）
ｔａｎδ≦０．００１×Ｅ* −０．１７３        …（２）
ｔａｎδ≦−０．０００３×Ｅ* ＋０．１７４    …（３）
Ｅ* ≦３４０                                  …（４）
（ｔａｎδ：損失正接、Ｅ* ：動的弾性率［kgf ／コード］）
このようにカーカスのコードの粘弾性特性を限定した理由を以下に述べる。
【００１３】
カーカス６のコードは、タイヤ内部で周期的に繰り返す引張力を受けるため、カーカスコードの性能は粘弾性特性に大きく左右されると考えられる。そこで、本発明者らは、従来空気入りタイヤに用いられている各種有機繊維材料のタイヤ用コードについて粘弾性特性を調べた。
【００１４】
前記粘弾性特性は、（株）岩本製作所製の粘弾性スペクトロメータを用いて、初期張力４５０ｇ／コード、周波数１０Ｈｚ、動的歪み±０．０３％、昇温速度２℃／分の条件で１０℃〜１５０℃までの温度範囲において、コード１本当たりの動的弾性率Ｅ* ［kgf ／コード］と、損失正接ｔａｎδとを測定した。また、この粘弾性特性の結果と、操縦安定性との相関を調べるべく、各コードをカーカスに用いたタイヤの操縦安定性についても調べたところ、１２０℃のときの粘弾性特性が操縦安定性と強い相関があることが判明した。
【００１５】
図２には、その結果を示している。白丸でプロットしたのが従来のタイヤ用コードの物性であり、黒丸でプロットしたものは、本発明に係るコードを示し、従来タイヤ用コードには用いられていなかったものである。各試料コードの材質と繊度を表１に示す。
【００１６】
【表１】
0003884156.tif 000002
【００１７】
タイヤの操縦安定性については、カーカスのコードの動的弾性率Ｅ* が大きいほど優れることはよく知られているが、これに加えて損失正接ｔａｎδの影響も大きいことも前記実験の結果から明らかになった。
【００１８】
例えば、図２に示される白丸８のレーヨンコード（１８４０ｄｔｅｘ／２）は、白丸９のアラミドコード（１６７０ｄｔｅｘ／２）よりも動的弾性率Ｅ* が小さいコードではあるが、タイヤの操縦安定性についてはこのレーヨンコードの方が優れている。このことは、前記レーヨンコードが前記アラミドコードよりも損失正接ｔａｎδが小さいことを含め、粘弾性特性の相違によって説明することができる。
【００１９】
先ず前記レーヨンコードは、前記アラミドコードに比べると相対的に伸びやすいが（動的弾性率Ｅ* の差）、コ−ドが一旦伸びた状態から荷重が除去されて元に復元する際のヒステリシスロスが少ないため（損失正接ｔａｎδの差）、相対的に復元性の良いコードと言うことができる。
【００２０】
一方、前記アラミドコードは、前記レーヨンコードに比べると相対的に伸びにくいが（動的弾性率Ｅ* の差）、コ−ドが一旦伸びた状態から荷重が除去されて元に復元する際のヒステリシスロスが多いため（損失正接ｔａｎδの差）、相対的に復元性の悪いコードと言うことができる。
【００２１】
そして、タイヤの操縦安定性については、このようなコ−ドの伸びにくさと復元性とを最適にバランスさせることが必要なのであり、前記の例では、操縦安定性に関してレーヨンコードの復元性の良さが前記アラミドコードの伸びにくさを上回る効果を発揮したからと考えられる。
【００２２】
以上の点を踏まえ、本発明者は、タイヤの操縦安定性を高めるカーカスコード材料は、単に動的弾性率Ｅ* を限定しただけでは未だ十分ではなく、動的弾性率Ｅ* に損失正接ｔａｎδを関連づけて、コ−ドの伸びにくさと復元性とを考慮した粘弾性特性として限定する必要があり、かつ粘弾性特性を特定するときの試験温度は１２０℃でなければならないことも見出したのである。
【００２３】
図２には、これらのコードをカーカスに用いた場合、タイヤの操縦安定性が向上する方向をＡで示している。つまり、概ね図２のグラフの右下に位置するコードほど操縦安定性を向上しうる材料となる。
【００２４】
ここで、本実施形態では前記（１）式のように、先ず損失正接ｔａｎδが０よりも大であることを前提とし、前記操縦安定性が向上する方向の傾きとほぼ直交し、かつ白丸８のレーヨンコードよりも操縦安定性の優れた粘弾性特性の範囲を特定するために、前記（２）式を見い出した。この範囲は、前記（２）が示す直線よりも右側の領域である。
【００２５】
前記（１）式、（２）式をともに満たす粘弾性特性を具えた従来のタイヤ用コードとしては、白丸１０のアラミドコード（１１００ｄｔｅｘ／２、撚り数は、例えば上撚り、下撚りとも５３回／１０cm）を挙げることができる。
【００２６】
しかしながら、このコードは、レーヨンコードに比べて動的弾性率が大きいものの、損失正接ｔａｎδが相当大きいために、これをカーカスに用いると、タイヤの安定性（スタビリティ）に劣る傾向があり、レーヨンコードを上回る操縦安定性を発揮しえない。そこで、損失正接ｔａｎδの上限をさらに規制するべく、前記（３）式を規制したものである。また実用的な動的弾性率Ｅ* の上限として（４）式を規制している。
【００２７】
従来、前記（１）〜（４）式を満たす粘弾性特性を具えた有機繊維のタイヤ用コードは存在しておらず、ひいては、カーカスコードがこのような粘弾性特性を具えた空気入りタイヤも存在していなかった。本発明者らはタイヤ用以外のコード材料を用いて種々実験したところ、黒丸１１〜１７に示すように繊度が１１００ｄｔｅｘ／２未満、例えば８００ｄｔｅｘ／２、４４０ｄｔｅｘ／２又は２２０ｄｔｅｘ／２などの極細のアラミドコードが、撚り数などを調節することにより前記（１）〜（４）式で示される粘弾性特性を具えうることを見出したのである。
【００２８】
前記アラミドの極細コードは、撚り数が多すぎると、コードの弾性率が低下するため、前記（２）式を満たさなくなることがあり、逆に撚り数が少なすぎると、損失正接が大きくなって前記（３）式を満たさなくなる場合がある。例えば繊度が８００ｄｔｅｘ／２のコードを用いて前記（１）〜（４）式を満たす粘弾性特性とする場合、上撚りの撚り数を５０〜７５の範囲とすることが望ましい。また、繊度が４４０ｄｔｅｘ／２を用いて前記（１）〜（４）式を満たす粘弾性特性とする場合、上撚りの撚り数５３〜８５の範囲とすることが望ましい。また、繊度が２２０ｄｔｅｘ／２を用いて前記（１）〜（４）式を満たす粘弾性特性とする場合、上撚りの撚り数５７〜９５の範囲とすることが望ましい。なお下撚り数は、上撚り数と同じにすることが好ましい。
【００２９】
本例のアラミドを用いたカーカスコードは、繊度が１１００ｄｔｅｘ未満を前提として、撚り係数Ｔが、１．０〜２．５の範囲、さらに好ましくは１．９〜２．５の範囲にあるものが望ましい。撚り係数Ｔが１．０未満では、コードの疲労性が低下しがちとなり、逆に２．５を越えると前記（２）、（３）式を満たさなくなる。なお撚り係数Ｔは、次の式により特定される。
Ｔ＝ｎ×√（Ｄ／１．４４）×１０-3  〔ｎ：上撚りの撚り数／１０cm、１．４４：アラミドの比重、Ｄ：トータルの正量繊度（ｄｔｅｘ）〕
【００３０】
また、コードの前記粘弾性特性においては、（４）式によって動的弾性率Ｅ* を３４０kgｆ／コード以下としたが、より好ましくは３２０kgｆ／コード以下、さらに好ましくは３１０kgｆ／コード以下に設定することにより、特に自動二輪車用タイヤの場合には路面との接地感を良好に保ちつつ乗心地をも損なうことがないという顕著な効果を発揮しうる点で特に好ましい。
【００３１】
また、コードの前記粘弾性特性においては、損失正接tan δを０．０３５〜０．０７５の範囲、より好ましくは０．０４５〜０．０６５、さらに好ましくは０．０５〜０．０６の範囲に設定することにより、特に自動二輪車用タイヤの場合にはハンドリング性とタイヤの剛性感とをバランス良く高い次元に維持しうる点で特に好ましい。
【００３２】
このように、カ−カスのコードが従来のタイヤ用コードでは実現し得なかった前記式（１）〜（４）を満足する粘弾性特性を有することにより、レーヨンコードをカ−カスコードに用いたタイヤよりも、さらに操縦安定性を向上しうる空気入りタイヤ、とりわけ自動二輪車用の空気入りタイヤが得られる。
【００３３】
またアラミドコードは、製造時の廃液問題や吸湿性に対する厳重な管理体制などの問題が生じない点でも好ましいものとなる。
【００３４】
【実施例】
タイヤサイズが１９０／５０ＺＲ１７であり、図１かつ表１に示すカーカスを有する自動二輪車用空気入りタイヤを試作するとともに（実施例１〜７、比較例１〜８）、ドライバーのフィーリングにより操縦安定性能（ハンドリング、スタビリティ、接地感、剛性感、乗り心地）について５点法で絶対評価し性能を比較した。
【００３５】
なお、自動二輪車（国産９００ｃｃ）の前輪には標準タイヤを、また後輪にはテストするタイヤをそれぞれ装着して評価を行った。また、ドラム試験機を使用し、時速６５ｋｍ／ｈ、荷重４５０ｋｇｆ、内圧２２５ＫＰａの条件の下で１３０００ｋｍ走行した後、タイヤをカットし損傷の有無を確認した。
テストの結果を表２に示す。
【００３６】
【表２】
0003884156.tif 000003
0003884156.tif 000004
【００３７】
テストの結果、実施例１〜７のタイヤは、カーカスに前記（１）〜（４）式を満たす粘弾性特性のコードを用いたことにより、従来のものに比べ操縦安定性を大幅に向上していることが確認できた。また、耐久性についても十分満足のいくものであることも確認できた。
【００３８】
【発明の効果】
叙上の如く、請求項１記載の発明では、カーカスコードが、従来のタイヤ用コードでは実現し得なかった粘弾性特性、すなわち前記式（１）〜（４）を満足する粘弾性特性を有することにより、従来のレーヨンコードを用いたものよりも、さらに操縦安定性を向上しうる空気入りタイヤが得られる。
【００３９】
また請求項２、３記載の発明では、アラミドコードを用いて前記粘弾性特性を実現しうる結果、製造時に生じる廃液問題や吸湿性に対する厳重な管理体制などの問題を皆無としうる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態を示す空気入りタイヤの断面図である。
【図２】粘弾性特性を示すグラフである。
【符号の説明】
２  トレッド部
３  サイドウォール部
４  ビード部
５  ビードコア
６  カーカス
【図１】
0003884156.tif 000005
【図２】
0003884156.tif 000006