(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へてビード部のビードコアに至るカーカスと、このカーカスの半径方向外側かつトレッド部の内部に配されるバンド層とを具える空気入りタイヤであって、
前記バンド層は、バンドコードをタイヤ周方向に対して５°以下の角度で螺旋状に巻回させたバンドプライから形成されるとともに、
前記バンドコードは、芳香族ポリアミド繊維コードからなり、かつコードの１％伸び時の荷重Ｋ１（単位Ｎ）と、３％伸び時の荷重Ｋ３との比Ｋ３／Ｋ１を７〜１３としたことを特徴とする空気入りタイヤ。
【請求項２】
前記バンドプライは、バンドプライの巾５cm当たりのバンドコードの打ち込み本数Ｍ（単位本）と、バンドコード１本当りの引張り破断強度Ｅ（単位Ｎ）との積（Ｍ×Ｅ）であるプライ強度を１０５００以上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】
前記バンドプライは、多数本のフィラメントが束ねられかつ下撚りされたフィラメント束に、ディップストレッチ処理を施した２本以上のディップストランドを撚り合わすことにより形成された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。
【請求項４】
前記バンドプライは、１本以上のディップストランドからなるコアと、このコアの周囲に螺旋に巻き付けられる１本以上のディップストランドからなるシースとを具えた層撚り構造をなすことを特徴とする請求項３記載の空気入りタイヤ。
【請求項５】
前記バンドコードは、１％伸び時の荷重が２０〜６０Ｎ、かつ３％伸び時の荷重が２２５〜４３１Ｎであることを特徴とする請求項１〜４の何れか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、自動二輪車用タイヤとして好適であり、バンドコードとして、特定の伸び特性を有する芳香族ポリアミド繊維コードを用いることにより高速耐久性および操縦安定性を向上させた空気入りタイヤに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動二輪車用タイヤでは、タイヤの骨格をなすカーカスの半径方向外側に、バンドコードをタイヤ周方向に対して５°以下の角度で螺旋状に巻回させたバンド層を形成した構造のものが広く採用されている。
【０００３】
そしてこの構造の自動二輪車用タイヤにおける高速耐久性および操縦安定性をより向上させるために、例えば特許文献１には、前記バンドコードとして初期荷重側を低弾性域とした高伸び率のスチールコード（High elongation cord：ＨＥコード）を使用することが提案されている。このＨＥコードでは、タイヤ成型時に充分なストレッチが付与された予荷重状態となり、かつタイヤ走行時に受ける荷重を高弾性域で支承しうるため、タイヤ挙動を小さく抑えることができ、高速耐久性および操縦安定性を向上させることができる。なおスチールコードに低弾性域を付与する手法として、スチール素線に波状の型付けを施したり、オープン撚り構造を採用するなどの種々のものが知られている。
【０００４】
しかしＨＥコードは、当然ではあるが、有機繊維コードに比べて質量が大であるため、タイヤ重量の増加を招き、燃費性を低下させるという不利があり、近年、スチールコードに匹敵する高弾性率と高強力とを有する芳香族ポリアミド繊維コードをバンドコードに採用したタイヤの実現が強く望まれている。
【０００５】
【特許文献１】特開平４−２３２０３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし芳香族ポリアミド繊維コードにおいては、従来、初期荷重側の弾性率を充分に下げることが技術的に難しく、高速耐久性に対してはＨＥコードとほぼ同等の向上効果が得られるものの、操縦安定性に対しては満足しうるレベルに至っていない。
【０００７】
なお有機繊維コードでは、初期荷重側の弾性率を下げた、即ち低弾性域を付与したコードとして、高弾性フィラメントと低弾性フィラメントとの２種類の異種素材を組み合わせた複合コードが知られている。しかし低弾性フィラメントは、高弾性フィラメントよりも一般的に破断強力も低く、従って前記複合コードは、高弾性フィラメントのみで撚り合わられた高弾性コードよりも破断強力に劣る。従って複合コードでは、高弾性コードに比してコードの繊度（太さ）を挙げる必要があり、そのためプライ厚さが増しタイヤの重量増加をもたらすという問題がある。
【０００８】
このような状況に鑑み本発明者が研究した結果、フラメントを束ねて下撚りしたフィラメント束の段階でディップストレッチ処理を施し、しかる後このディップストレッチ処理されたフィラメント束を撚り合わせてコードを形成することで、同一素材の有機繊維フィラメントのみを用いながら、応力−伸び曲線に低弾性域と高弾性域とを付与しうることを見出し得た。
【０００９】
本発明は、同一素材からなる芳香族ポリアミド繊維コードとしながらも、初期荷重側の弾性率を充分に下げることができ、軽量化を図りながら、高速耐久性および操縦安定性の双方を、ＨＥコードの場合とほぼ同レベルまで向上させうる空気入りタイヤの提供を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記目的を達成するために、本願請求項１の発明は、トレッド部からサイドウォール部をへてビード部のビードコアに至るカーカスと、このカーカスの半径方向外側かつトレッド部の内部に配されるバンド層とを具える空気入りタイヤであって、
前記バンド層は、バンドコードをタイヤ周方向に対して５°以下の角度で螺旋状に巻回させたバンドプライから形成されるとともに、前記バンドコードは、芳香族ポリアミド繊維コードからなり、かつコードの１％伸び時の荷重Ｋ１（単位Ｎ）と、３％伸び時の荷重Ｋ３との比Ｋ３／Ｋ１を７〜１３としたことを特徴としている。
【００１１】
又請求項２の発明では、前記バンドプライは、バンドプライの巾５cm当たりのバンドコードの打ち込み本数Ｍ（単位本）と、バンドコード１本当りの引張り破断強度Ｅ（単位Ｎ）との積（Ｍ×Ｅ）であるプライ強度を１０５００以上としたことを特徴としている。
【００１２】
又請求項３の発明では、前記バンドプライは、多数本のフィラメントが束ねられかつ下撚りされたフィラメント束に、ディップストレッチ処理を施した２本以上のディップストランドを撚り合わすことにより形成されたことを特徴としている。
【００１３】
又請求項４の発明では、前記バンドプライは、１本以上のディップストランドからなるコアと、このコアの周囲に螺旋に巻き付けられる１本以上のディップストランドからなるシースとを具えた層撚り構造をなすことを特徴としている。
【００１４】
又請求項５の発明では、前記バンドコードは、１％伸び時の荷重Ｋ１が２０〜６０Ｎ、かつ３％伸び時の荷重Ｋ３が２２５〜４３１Ｎであることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１５】
本発明は叙上の如く、バンドコードに、芳香族ポリアミド繊維コードを採用するとともに、該コードの初期荷重側の弾性率を充分に下げることで、１％伸び時の荷重Ｋ１（単位Ｎ）と、３％伸び時の荷重Ｋ３との比Ｋ３／Ｋ１を７〜１３の範囲に設定している。その結果、高速耐久性および操縦安定性の双方を、ＨＥコードを使用した場合とほぼ同レベルまで向上させることが可能となる。
【００１６】
なお前記芳香族ポリアミド繊維コードでは、多数本のフィラメントが束ねられかつ下撚りされたフィラメント束に、ディップストレッチ処理を施した２本以上のディップストランドを撚り合わすことで、初期荷重側に低弾性域を有する伸び特性を付与することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の一形態を、図示例とともに説明する。図１は、本発明の空気入りタイヤ１が自動二輪車用タイヤとして形成された場合の子午断面を示している。
【００１８】
図１において、空気入りタイヤ１は、トレッド面２Ｓが、タイヤ赤道Ｃからトレッド端Ｔｅまで凸円弧状に湾曲してのびるトレッド部２を有し、前記トレッド端Ｔｅ、Ｔｅ間のタイヤ軸方向距離がタイヤ最大巾をなすことにより、大きなバンク角での旋回走行を可能としている。又空気入りタイヤ１には、前記トレッド部２からサイドウォール部３をへてビード部４のビードコア５に至るカーカス６と、このカーカス６の半径方向外側かつトレッド部２の内部に配されるバンド層７とが配される。
【００１９】
前記カーカス６は、カーカスコードをタイヤ周方向に対して例えば７５〜９０°の角度で配列させた１枚以上、本例では１枚のカーカスプライ６Ａにより形成される。カーカスコードとしては、ナイロン、ポリエステル、レーヨン等の有機繊維コードが好適に採用される。前記カーカスプライ６Ａは、前記ビードコア５、５間を跨るプライ本体部６ａの両端に、ビードコア５の廻りでタイヤ軸方向内側から外側に折り返されるプライ折返し部６ｂを一連に具える。又該プライ本体部６ａとプライ折返し部６ｂとの間には、前記ビードコア５から半径方向外方に先細状にのびるビード補強用のエーペックスゴム８を配設している。前記エーペックスゴム８のビードベースラインＢＬからの半径方向高さｈ１は、前記トレッド端Ｔｅの半径方向高さｈｅより小であり、好ましくは、その下限値を前記高さｈｅの３５％以上さらには４０％以上、又上限値を７０％以下さらには６０％以下としている。
【００２０】
本例では、前記プライ折返し部６ｂが、サイドウォール部３を通った後、前記プライ本体部６ａとバンド層７との間に挟まれて終端するハイターンアップ構造をなす場合を例示しているが、バンド層７の外端よりも半径方向内側で終端させた構造でも良い。
【００２１】
又前記バンド層７は、バンドコードをタイヤ周方向に対して５°以下の角度で螺旋状に巻回させた１枚以上、本例では１枚のバンドプライ７Ａにより形成される。このバンドプライ７Ａは、図２に示すように、１本のバンドコード１０または複数本のバンドコード１０の引き揃え体をトッピングゴム１２中に埋設してなるテープ状の帯状プライ１３を、タイヤ周方向に沿って螺旋巻することにより形成され、このとき前記バンドコード１０とタイヤ周方向とのなす角度を５°以下に設定する。このようなバンドプライ７Ａは、継ぎ目のない所謂ジョイントレス構造をなすため、タイヤのユニフォミティに優れかつトレッド部２への拘束力を高めてタガ効果を向上させる。
【００２２】
そして本発明では、前記バンドコード１０として、図３に示すように、２本以上のディップストランド２２を、撚り合わすことにより形成された芳香族ポリアミド繊維コード２０を使用している。又各ディップストランド２２は、多数本のフィラメントｆが束ねられかつ下撚りされたフィラメント束２１の段階で、ディップストレッチ処理Ｋを施すことで形成される。
【００２３】
特に本例では、前記バンドコード１０が、１本以上、本例では２本のディップストランド２２ｃ、２２ｃからなるコア２５と、このコア２５の周囲に螺旋に巻き付けられる１本以上、本例では２本のディップストランド２２ｓ、２２ｓからなるシース２６とを具えた層撚り構造をなす場合を例示している。言い換えると、本例では、合計４本のディップストランド２２を層撚り構造にて撚り合わすことにより、バンドコード１０を形成している。
【００２４】
ここで、前記ディップストレッチ処理Ｋは、図４に概念的に示すように、ディップ工程Ｋａと、乾燥工程Ｋｂと、ストレッチ工程Ｋｃと、リラックス工程Ｋｄとを含み、このうち前記ディップ工程Ｋａでは、下撚りした前記フィラメント束２１を、ディップ液に浸漬する。このディップ液は、周知のように、ゴムとの接着性を高めるために有機繊維フィラメントの表面に付着される接着用樹脂溶液であって、一般に、レゾルシノール−フォルマリン−ラテックス（Resorcinol-Formalin-Latex：ＲＦＬ）が用いられる。なおゴムとの接着に劣る芳香族ポリアミド繊維の場合には、前記ＲＦＬ液にエポキシ・イソシアネート・尿素化合物を加えたディップ液に浸漬する一浴処理法、或いは前記エポキシ・イソシアネート・尿素化合物の第１のディップ液に浸漬する第１浴の後に、前記ＲＦＬ液からなる第２のディップ液に浸漬する第２浴を行う二浴処理法等を施すことが好ましい。
【００２５】
又乾燥工程Ｋｂでは、フィラメント束２１を所定温度（例えば２４０℃）に加熱し、ディップ液を乾燥さる。又ストレッチ工程Ｋｃでは、前記フィラメント束２１に所定の張力（例えば０．２ｇ／dtex）を付与してストレッチ（引き延ばし）し、コードの寸法安定性や強度を高める。又リラックス工程Ｋｄではフィラメント束２１への張力を開放し、これによりディップストレッチ処理Ｋされた前述のディップストランド２２が形成される。
【００２６】
このディップストランド２２は、いったんリールに巻き取った後、或いは直接に次工程である撚り合わせ工程に導入される。該撚り合わせ工程では、前記図３の如く、本例では、２本のディップストランド２２ｃ、２２ｃを引き揃えてコア２５を形成するコア形成ステップと、このコア２５の周囲で２本のディップストランド２２ｓ、２２ｓを螺旋に巻き付けてシース２６を形成するシース形成ステップ（上撚りステップ）とが行われる。前記コア形成ステップとして、本例では、引き揃えられた前記ディップストランド２２ｃ、２２ｃを中間撚りにて互いに撚り合わせてコア２５を形成するものを例示しているが、中間撚りを行うことなく、たんに引き揃えることのみでコア２５を形成することもできる。
【００２７】
なお従来の有機繊維コードでは、有機繊維フィラメントを束ねかつ下撚りしたフィラメント束の複数本を、先に撚り合わせ（上撚り）して、生コードを形成する。そしてこの生コードに対して、前述の如きディップストレッチ処理Ｋを施している。このような下撚り→上撚り→ディップストレッチ処理の順序で形成された従来的な芳香族ポリアミド繊維コードの場合には、表１のテストで用いた比較例４、５、６のコードの応力−伸び曲線を図５に例示するように、低弾性域と高弾性域との弾性差を充分大きく得ることが難しく、コードの１％伸び時の荷重Ｋ１（単位Ｎ）と、３％伸び時の荷重Ｋ３との比Ｋ３／Ｋ１を７以上に設定することができなかった。その結果、操縦安定性の向上を不充分なものとしていた。
【００２８】
これに対して、本実施形態の芳香族ポリアミド繊維コード２０（バンドコード１０）では、フィラメント束２１の段階にてディップストレッチ処理Ｋを施し、その後に上撚りを行っている。これにより、表１のテストで用いた実施例２、３、７のコードの応力−伸び曲線を図５に示すように、低弾性域と高弾性域との弾性差を充分大きく確保することが可能となり、前記比Ｋ３／Ｋ１を７以上に設定することができる。その結果、高い操縦安定性の向上効果を発揮することが可能となる。
【００２９】
なお前記比Ｋ３／Ｋ１が７を下回ると、タイヤ成型時のストレッチが不充分となってユニフォミティーが低下するとともに、タイヤ走行時に受ける荷重を、不安定な低伸度の領域で支承せざるを得なくなるためタイヤ挙動が大きくかつ不安定となり操縦安定性に不利を招く。又比Ｋ３／Ｋ１が１３を上回ると下撚り数Ｎｃが大きくなり、大幅な生産性の低下を招く。このような観点から前記比Ｋ３／Ｋ１を７〜１３の範囲としており、好ましくは比Ｋ３／Ｋ１の下限値は９以上、上限値は１２以下である。
【００３０】
又前記芳香族ポリアミド繊維コード２０は、前記１％伸び時における荷重Ｋ１を２０〜６０Ｎの範囲、かつ３％伸び時における荷重Ｋ３を２２５〜４３１Ｎとするのが好ましく、前記１％伸び時の荷重Ｋ１が２０Ｎを下回るには、下撚り数Ｎｃを大きくする必要があり、大幅な生産性の低下を招く。逆に６０Ｎを上回ると加硫時にタイヤ伸張や膨張（加硫ストレッチ）が不充分となる。又３％伸び時の荷重Ｋ３が２２５Ｎを下回るとタイヤ剛性不足により操縦安定性が低下し、逆に４３１Ｎを上回るとタイヤ剛性過多により乗り心地性が低下する。
【００３１】
なお芳香族ポリアミド繊維コード２０を用いるとはいえ、バンドプライ７Ａの巾５cm当たりのバンドコードの打ち込み本数Ｍ（単位本）が少なすぎると、１本当たりに作用する荷重が多くなるため、充分な高速耐久性を発揮することができない。従ってこの高速耐久性の確保のために、前記バンドコードの打ち込み本数Ｍとバンドコード１本当りの引張り破断強度Ｅ（単位Ｎ）との積（Ｍ×Ｅ）であるプライ強度を１０５００以上に設定することが好ましい。なおプライ強度の上限は特に規制されないが、不必要な重量増加、コスト増加を避けるためプライ強度の上限は３００００以下が好ましい。
【００３２】
ここで、前記芳香族ポリアミド繊維コード２０は、各ディップストランド２２における下撚り方向は、本例では、互いに同方向であってかつ中間撚り方向、上撚り方向とは逆方向に設定されている。又シース用のディップストランド２２ｓの下撚り数Ｎｓは、コア用のディップストランド２２ｃの下撚り数Ｎｃよりも小であって、その比Ｎｓ／Ｎｃは０．０７〜０．１１の範囲が好ましい。又上撚り数Ｍは、前記下撚り数Ｎｃより小かつ下撚り数Ｎｓとの比Ｍ／Ｎｓを０．５〜１．２の範囲とするのが好ましい。
【００３３】
又前記シース２６をなすディップストランド２２ｓの繊度（dtex）の総和Ｄｓは、コア２５をなすディップストランド２２ｃの繊度（dtex）の総和Ｄｃとの比Ｄｓ／Ｄｃを２．３以上に設定している。そして、前記撚り数の比Ｎｓ／Ｎｃ、比Ｍ／Ｎｓ、及び繊度の比Ｄｓ／Ｄｃを調節することで、１％伸び時の荷重Ｋ１、３％伸び時の荷重Ｋ３、及びその比Ｋ３／Ｋ１等を調整することができる。
【００３４】
なお図６に、バンドコード１０の他の実施例を示す。本例では、バンドコード１０は、２本以上（同図には２本）のディップストランド２２同士を、上撚りにて互いに撚り合わせた双撚り構造をなす。このとき、ディップストランド２２における下撚り数Ｎと、上撚り数Ｍとを相違させる、或いは少なくとも１本のディップストランド２２の太さ（繊度）及び／又は下撚り数Ｎを、他のディップストランド２２の太さ（繊度）及び／又は下撚り数Ｎと相違させることで、初期荷重側に低弾性域を有し、かつ比Ｋ３／Ｋ１を７〜１３の範囲まで高めた伸び特性のコードを得ることが可能となる。なお双撚り構造の場合、ディップストランド２２は、下撚り数Ｎが最小Ｎmin の低撚りディップストランド２２Ａと、下撚り数Ｎが最大Ｎmax の高撚りディップストランド２２Ｂとを含むことが好ましく、このとき下撚り数の比Ｎmin ／Ｎmax を０．９以下、さらには０．８以下とするのが望ましい。前記比Ｎmin ／Ｎmax が０．９を超えると下撚り数の差が少なく、比Ｋ３／Ｋ１を大きく設定することが難しくなる。又比Ｎmin ／Ｎmax の下限は特に規定されないが、０．５程度が好ましい。なおコードの上撚り数Ｍは、前記下撚り数Ｎの最小Ｎmin 以上かつ最大Ｎmax 以下であることが、コードの耐疲労性と、高弾性域の弾性率を大きくすることとのバランスの観点から好ましく、特に前記上撚り数Ｍを、前記下撚り数Ｎの最小Ｎmin と等しく設定するのが、前述のコードの耐疲労性と、高弾性域の弾性率を大きくすることとのバランスの観点から好ましい。又双撚り構造の場合、ディップストランド２２として、繊度（太さ）が最小の細径ディップストランド２２ｂと、最大の太径ディップストランド２２ａとを含んで構成することができ、このとき前記細径ディップストランド２２ｂに最大Ｎmax の下撚り数を採用し、太径ディップストランド２２ａに最小Ｎmin の下撚り数を採用するのが好ましい。これにより、前記比Ｋ３／Ｋ１を大きく設定することができる。
【００３５】
以上、本発明の特に好ましい実施形態について詳述したが、本発明の空気入りタイヤ１は、本例の如く自動二輪車用タイヤとして形成する他、乗用車用タイヤ、或いは他のカテゴリのタイヤとして形成することもできる。なお空気入りタイヤでは、前記バンド層７とカーカス６との間に、ベルトコードをタイヤ周方向に対して１５〜６５°の角度で配列したベルトプライからなるベルト層を介在させてもよいなど、本発明は、図示の実施形態に限定されることなく、種々の態様に変形して実施しうる。
【実施例】
【００３６】
図１に示す構造を有するタイヤサイズ１９０／５０ＺＲ１７の自動二輪車用タイヤを表１の仕様に基づき試作するとともに、各試供タイヤの操縦安定性、高速耐久性を測定し比較した。なお表１以外の仕様は同一であり、カーカスには以下のものを使用している
プライ数：１枚、
コード：１４００dtex/2（ナイロン６６）、
コード角：９０度、
コード打込み本数：５１本／５ｃｍ、
【００３７】
表中の「材質」において、アラミドは芳香族ポリアミド繊維である。表中の「生産工程」おいて、Ａは、下撚り→上撚り→ディップストレッチ処理の従来的な工程順序で形成されたコードを意味し、Ｂは、下撚り→ディップストレッチ処理→上撚りの工程順序で形成されたコードを意味する。表中の「※１」において、
比較例１、２では破断時の伸びが２．７％以下であるため、３％伸び時の荷重Ｋ３を測定することができなかった。
【００３８】
（１）操縦安定性：
タイヤをリム（ＭＴ６．００)、空気圧（２９０ｋＰａ）の条件にて、排気量１０００ｃｃの大型自動二輪車の後輪に装着し、ドライアスファルトのテストコースを実車走行し、操縦安定性（ハンドリング感、路面追従性、グリップ感、安定性などを含む）をドライバーによる官能評価によって比較した。評価は、比較例１を３点とする５点法を用い、点数が大なほど性能に優れている。なお前輪には、市販タイヤを装着している。
【００３９】
（２）高速耐久性：  
タイヤをリム（ＭＴ６．００）、空気圧（３２０ｋＰａ）、荷重（３６５ｋｇｆ×０．７５）の条件にて、ドラム上を、１０分間毎に速度を１０km／ｈずつステップアップしながらタイヤが破壊するまで走行させた。そしてタイヤが破壊したときの走行速度を互いに比較した。
【００４０】
【表１】
0004956311.tif 000002
0004956311.tif 000003
【００４１】
比較例７と実施例２、３、７とを比較するように、ストランドの繊度、下撚り数、上撚り数が同一であっても、実施例のコードは、下撚り→ディップストレッチ処理→上撚りの順序を採用することで、低弾性域と高弾性域との間の弾性率の差を大きく確保することができ、比Ｋ３／Ｋ１を例えば４（比較例７）から１１（実施例２、３、７）に大きく増加させることができ、操縦安定性を向上させることが可能となる。なお実施例７では、コード打ち込み本数Ｍが過小であるためコードの効果が有効に発揮されず、操縦安定性及び高速耐久性の双方を低下させている。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の空気入りタイヤの一実施例を示す断面図である。
【図２】帯状プライを示す斜視図である。
【図３】バンドコードを概念的に示す斜視図である。
【図４】ディップストレッチ処理を概念的に示す工程図である。
【図５】コードの応力−伸び曲線の一例を示すグラフである。
【図６】バンドコードの他の例を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００４３】
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
９     バンド層
９Ａ   バンドプライ
１０   バンドコード
２０   芳香族ポリアミド繊維コード
２１   フィラメント束
２２、２２ｃ、２２ｓ ディップストランド
２５   コア
２６   シース
ｆ     有機繊維フィラメント
Ｋ     ディップストレッチ処理
【図１】
0004956311.tif 000004
【図２】
0004956311.tif 000005
【図３】
0004956311.tif 000006
【図４】
0004956311.tif 000007
【図５】
0004956311.tif 000008
【図６】
0004956311.tif 000009