JP2004306637A - 空気入りラジアルタイヤ及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】ロードノイズ及びフラットスポットが低く、ベルト補強層とベルトとのコードが互いに接触することがなく、更に高速耐久性が改善された空気入りラジアルタイヤを提供する。
【解決手段】ベルトの半径方向外側にベルト補強層を備える空気入りラジアルタイヤにおいて、前記ベルト補強層が高弾性フィラメントと低弾性フィラメントとを撚り合わせた複合コードをタイヤ円周方向に連続して螺旋状に巻回することにより形成されたものであり、前記複合コードは、荷重−伸び曲線の原点から変曲点に至る低弾性域と変曲点を超える高弾性域とを有し、かつ該変曲点における伸びが２％未満であり、タイヤ中での前記複合コードの長さに対するタイヤから取り出した複合コードの長さの収縮率が前記変曲点における伸び以下であることを特徴とする空気入りラジアルタイヤである。
【選択図】 図３
【解決手段】ベルトの半径方向外側にベルト補強層を備える空気入りラジアルタイヤにおいて、前記ベルト補強層が高弾性フィラメントと低弾性フィラメントとを撚り合わせた複合コードをタイヤ円周方向に連続して螺旋状に巻回することにより形成されたものであり、前記複合コードは、荷重−伸び曲線の原点から変曲点に至る低弾性域と変曲点を超える高弾性域とを有し、かつ該変曲点における伸びが２％未満であり、タイヤ中での前記複合コードの長さに対するタイヤから取り出した複合コードの長さの収縮率が前記変曲点における伸び以下であることを特徴とする空気入りラジアルタイヤである。
【選択図】 図３
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、空気入りラジアルタイヤ、特にロードノイズ及びフラットスポットが低く、且つ高速耐久性が高く、更にベルト補強層とベルトとのコードが互いに接触することがない空気入りラジアルタイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、自動車用ラジアルタイヤのベルトには、主としてタイヤの赤道面に対し或るコード角度に傾斜配列されたスチールコードを含有する少なくとも２枚のベルト層が、これら層中のコードが互いに交差するようにして用いられ、またタイヤ走行時の安定性を確保するため、特に高速走行時におけるべルト層の剥離（特にベルト層端部で顕著に起こる剥離）を防止し耐久性を向上させるために、該ベルトの径方向外側にナイロンコード等よりなるベルト補強層が配置されている。
【０００３】
現在、高速耐久性を向上させるために、ベルト補強層を採用することは一般的となっており、該ベルト補強層におけるコードの材質としては低発熱、低コストのナイロンが主として用いられている。しかし、かかるベルト補強層を具えたラジアルタイヤにおいて、近年、ロードノイズの低減、フラットスポットの低減、及び高速走行時のベルト層端部の迫出し性の改善がさらに求められている。
【０００４】
かかる改善策として、ナイロンに比べ高弾性であり、かつガラス転移点（Ｔｇ）が高くてロードノイズ及びフラットスポットの低減に有効なポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、芳香族ポリアミド（アラミド）等のいずれかの材質よりなるコードをベルト補強層に適用しているが、これらの材質はナイロンに比べ接着性が劣るため、高速耐久性の評価において迫出し量の低減効果が反映されず、高速耐久性の大幅な向上には至っていない。また、これらの材質は何れもコストが高いという問題がある。更に、これらの材質よりなるコードは加硫時の伸長が少ないので、これらのコードをベルト補強層に用いたタイヤを、ベルト補強層にナイロンを用いた場合と同じ製造条件（成形時巻きつけテンション、加硫時拡張率等）で製造すると、加硫後のタイヤにおいてベルト補強層がベルトに食い込んで、ベルトが挫屈する可能性があった。そのため、芳香族ポリアミド繊維等よりなるコードを単独でベルト補強層に用いても、ベルト補強層のベルトへの食い込みがベルト端部の剥離の原因となり、目標とするタイヤ性能が得られず、加硫拡張率の高いタイヤサイズで特に問題であった。
【０００５】
また、芳香族ポリアミドとナイロンとの複合コードをベルト補強層に用いる技術が開示されている（特許文献１〜２参照）が、上記ＰＥＮやアラミドからなるコードを用いた場合に比べて高速耐久性の改善、ロードノイズ及びフラットスポットの低減が不充分であった。
【０００６】
【特許文献１】
特開平１−２４７２０４号公報
【特許文献２】
特開２００１−６３３１０号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解決し、ロードノイズ及びフラットスポットが低減されており、ベルト補強層とベルトとのコードが互いに接触することがなく、更に高速耐久性が改善された空気入りラジアルタイヤを提供することにある。また、本発明の他の目的は、かかる空気入りラジアルタイヤの製造方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、前記課題を解決するために鋭意検討した結果、ベルト補強層を備えたタイヤにおいて、該ベルト補強層を構成するコードとして、荷重−伸び曲線の変曲点における伸びが２％未満で且つタイヤ中でのコードの長さに対するタイヤから取り出したコードの長さの収縮率が前記変曲点における伸び以下である複合コードを採用することによって、タイヤのロードノイズ及びフラットスポットが低減されることに加え、ベルト補強層のコードとベルトのコードとの接触が抑制され、更にタイヤの高速耐久性が改善されることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００９】
即ち、本発明の空気入りラジアルタイヤは、ラジアルカーカスと、該カーカスのクラウン部の半径方向外側に配した少なくとも二枚のベルト層からなるベルトと、該ベルトの半径方向外側に配したベルト補強層と、トレッドとを備える空気入りラジアルタイヤにおいて、前記ベルト補強層が高弾性フィラメントと低弾性フィラメントとを撚り合わせた複合コードをタイヤ円周方向に連続して螺旋状に巻回することにより形成されたものであり、前記複合コードは、荷重−伸び曲線の原点から変曲点に至る低弾性域と変曲点を超える高弾性域とを有し、かつ該変曲点における伸びが２％未満であり、タイヤ中での前記複合コードの長さに対するタイヤから取り出した複合コードの長さの収縮率が前記変曲点における伸び以下であることを特徴とする。
【００１０】
本発明の空気入りラジアルタイヤの好適例においては、前記複合コードは、６０℃で測定した荷重−伸び曲線の荷重２９．４Ｎに対応する点における接線の傾きＧ（６０）が１９．６Ｎ／％以上である。
【００１１】
本発明の空気入りラジアルタイヤの他の好適例においては、前記高弾性フィラメントが、芳香族ポリアミド繊維、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）繊維及びリヨセル繊維のいずれかである。
【００１２】
本発明の空気入りラジアルタイヤの他の好適例においては、前記低弾性フィラメントが、ナイロン繊維、ポリエステル繊維、ポリビニルアルコール繊維及び脂肪族ポリケトン（ＰＫ）繊維のいずれかである。
【００１３】
本発明の空気入りラジアルタイヤの他の好適例においては、前記トレッドのショルダー部の加硫時拡張率が１．５％以下である。
【００１４】
また、本発明の空気入りラジアルタイヤの製造方法は、ラジアルカーカスと、該カーカスのクラウン部の半径方向外側に配した少なくとも二枚のベルト層からなるベルトと、該ベルトの半径方向外側に配したベルト補強層と、トレッドとを備える生タイヤを、該トレッドのショルダー部の加硫時拡張率が１．５％以下になるよう加硫成形することを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明を詳細に説明する。本発明の空気入りラジアルタイヤは、ラジアルカーカスと、該カーカスのクラウン部の半径方向外側に配した少なくとも二枚のベルト層からなるベルトと、該ベルトの半径方向外側に配したベルト補強層と、トレッドとを備える。
【００１６】
本発明のタイヤを構成するベルト補強層は、高弾性フィラメントと低弾性フィラメントとを撚り合わせた複合コードをタイヤ円周方向に連続して螺旋状に巻回することにより形成されたものである。そのため、本発明のタイヤは、ナイロン繊維等の低弾性フィラメントのみを撚ったコードからなるベルト補強層を備えたタイヤに比べて、ロードノイズ及びフラットスポットが低く、かつ高速耐久性が高い。また、高弾性フィラメントと低弾性フィラメントとを撚り合わせた複合コードは、芳香族ポリアミド繊維等の高弾性フィラメントのみを撚ったコードに比べて、加硫時の伸びが大きい。そのため、かかる複合コードをベルト補強層に適用した本発明のタイヤは、加硫後のベルト補強層とベルト間のゲージが大きく、ベルト補強層とベルトとのコードが互いに接触することがない。更に、高弾性フィラメントと低弾性フィラメントとを撚り合わせた複合コードは、芳香族ポリアミド繊維等のみを撚ったコードに比べ低コストであることに加え、ゴムに対する接着性が高いため、高速走行時のベルト迫出し量の減少効果が反映され、高速耐久性に優れる。
【００１７】
また、本発明に用いる複合コードは、荷重−伸び曲線の原点から変曲点に至る低弾性域と変曲点を超える高弾性域とを有し、かつ該変曲点における伸びが２％未満であることを特徴とする。上述した特許文献１に記載されたベルト補強層に用いる複合コードの変曲点における伸びが２〜７％であるのに対し、本発明に用いる複合コードは、変曲点における伸びが２％未満であるので、低弾性域が狭く伸びにくい。そのため、該複合コードを用いたベルト補強層は、ベルトをより充分に補強することができ、高速走行時のベルト迫出し量を更に減少させることができる。なお、複合コードの変曲点は、該コードを構成する高弾性フィラメント及び低弾性フィラメントの夫々の太さ、本数、弾性率、撚りの際のテンションを適宜選択することによって、前記範囲内に調整される。
【００１８】
ここに複合コードの変曲点とは、図１に示す複合コードの荷重−伸び曲線において、伸び０の状態における曲線Ｃに接する接線Ｓ１と破断点における曲線Ｃに接する接線Ｓ２とが交わる交点Ｘを通る垂直線と、荷重−伸び曲線Ｃとの交点Ｖとして定義する。
【００１９】
また、上記複合コードは、該複合コードのタイヤ中での長さに対するタイヤから取り出した複合コードの長さの収縮率が前記変曲点における伸び以下である。即ち、加硫後の補強層中での複合コードは、低弾性域で伸びた状態にあり、且つ伸びが充分に小さい。そのため、該複合コードを用いたベルト補強層は、ベルトに食い込むことがなく、ベルト端部の剥離を充分に抑制することができる。なお、本発明においてコードの収縮率は、以下のようにして測定した。
【００２０】
まず、加硫後のタイヤからベルト補強層を取り出し、その状態でベルト補強層中（加硫中）での複合コードの原長（Ｌ）を測定する。次いで、ベルト補強層から複合コードを分離するように取り出し、ＪＩＳ Ｌ １０１７−１９９５に準拠し、表示ｄｔｅｘ×０．４５ｍＮの初期荷重をかけてコード長さ（Ｌ’）を常温にて測定し、下記式により、収縮率Ｓを算出する。
式： Ｓ＝［（Ｌ−Ｌ’）／Ｌ］×１００ （％）
【００２１】
本発明に用いる複合コードは、６０℃で測定した荷重−伸び曲線の荷重２９．４Ｎに対応する点における接線の傾きＧ（６０）が１９．６Ｎ／％以上であるのが好ましい。ここに、荷重−伸び曲線の荷重２９．４Ｎに対応する点における接線の傾きとは、タイヤに最高空気圧を充填し、最大負荷能力下でコード１本当りに加わる荷重が２９．４Ｎとした際に、図２に示すような複合コードの荷重−伸び曲線Ｃの荷重２９．４Ｎに相当する点における接線Ｓ３の傾きを意味し、以降、かかる接線の傾きを剛性度Ｇ（ｘ）と略記する（ｘは荷重−伸び曲線の測定温度である）。
【００２２】
上記複合コードの６０℃での剛性度Ｇ（６０）が１９．６Ｎ／％未満では、高速耐久性の改善、ロードノイズ及びフラットスポットの低減が不充分である。なお、複合コードの剛性度Ｇ（ｘ）は、該コードを構成する高弾性フィラメント及び低弾性フィラメントの夫々の太さ、本数、撚りの際のテンションを適宜選択することによって、前記範囲内に調整される。
【００２３】
本発明のタイヤでは、上記複合コードをタイヤ円周方向に連続して螺旋状に巻回することによりベルト補強層が形成される。ここで、一本又は複数本のコードを単位としコーティングゴムで被覆してなるリボンを螺旋状に巻回することにより、該ベルト補強層を形成してもよい。
【００２４】
本発明のタイヤは、従来より通常に行われているブラダーを用いた加硫成形により製造することができ、製造の際のトレッドのショルダー部の加硫時拡張率が１．５％以下であるのが好ましい。前述の複合コードは収縮率が前記範囲内にあり、加硫時の伸びが小さいが、加硫時のトレッドのショルダー部の拡張率を１．５％以下とすることにより、ベルト補強層のベルトへの食い込みを確実に防止することができる。
【００２５】
本発明にかかわる複合コードを構成する高弾性フィラメントとしては、芳香族ポリアミド繊維、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）繊維及びリヨセル繊維等を挙げることができる。ここで、全芳香族ポリエステル繊維としては、ポリアリレート繊維等が挙げられる。また、上記リヨセル繊維は、原料のセルロースから溶剤紡糸法によって得られるセルロース繊維であり、例えば、特公昭６０−２８８４８号公報、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、空気中又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早い速度で引張って、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って得ることができる。
【００２６】
一方、本発明にかかわる複合コードを構成する低弾性フィラメントとしては、ナイロン繊維、ポリエステル繊維（但し、前記全芳香族ポリエステル繊維を除く）、ポリビニルアルコール繊維及び脂肪族ポリケトン（ＰＫ）繊維等を挙げることができる。ここで、ポリエステル繊維としては、ＰＥＴ繊維、ＰＥＮ繊維、ＰＴＴ繊維、ＰＢＴ繊維等が挙げられる。なお、低弾性フィラメントとしてポリビニルアルコール繊維を選択した場合、高弾性フィラメントには該ポリビニルアルコール繊維より弾性率の高い繊維を適宜選択して用いる。また、高弾性フィラメントとしてポリビニルアルコール繊維を選択した場合、低弾性フィラメントには該ポリビニルアルコール繊維より弾性率の低い繊維を適宜選択して用いる。
【００２７】
以下に、図を参照して本発明の空気入りラジアルタイヤ を詳細に説明する。図３は、本発明の空気入りラジアルタイヤの一実施態様の断面図である。図３に示すタイヤは、一対のビード部１と、一対のサイド部２と、トレッド部３と、該ビード部１に埋設されたビードコア４間にトロイド状に延在させたカーカス５と、該カーカス５のクラウン部でタイヤ半径方向外側に配した少なくとも二枚のベルト層からなるベルト６と、該ベルト６のタイヤ半径方向外側でベルト６の全体を覆うように配置したベルト補強層７からなる。ここで、ベルト補強層７は、タイヤ周方向に対し実質的に平行に配列した複合コードのゴム引き層からなる。図示例のベルト補強層７は、一層であるが、二層以上であってもよい。
【００２８】
本発明のタイヤの製造方法では、成形ドラム上にインナーライナー（図示せず）、カーカス５、ベルト６を順次積層した後、上述の複合コードをベルト６のタイヤ半径方向外側において、複合コードをタイヤ周方向に対し実質的に平行に且つ連続して螺旋状に巻回してベルト補強層７を形成する。また、ベルト補強層７形成の後、ビードリング、トレッドゴム、サイドゴム等のタイヤ部材を載せ、生タイヤを形成する。次に、モールド内で該生タイヤを加硫するが、本発明のタイヤの製造方法においては、トレッドのショルダー部の加硫時拡張率が１．５％以下になるよう加硫成形する。ベルト補強層７に用いる複合コードは、前述のように収縮率が小さいが、トレッドのショルダー部の加硫時拡張率が１．５％以下になるよう加硫成形することにより、ベルト補強層７がベルト６に食い込むのを防止することができる。
【００２９】
次に、本発明の空気入りラジアルタイヤの他の実施態様を図４及び図５に示す。図４のタイヤにおいてベルト補強層は、ベルト６の両端部のみに配置された一対の複合コード層７ａからなる。また、図５のタイヤにおいてベルト補強層は、ベルト６の両端部のみに配置された一対の複合コード層７ａと、該複合コード層７ａの上面を覆い、かつ一方の複合コード層７ａの外方端部から他方の複合コード層７ａの外方端部まで実質的にタイヤの幅方向に延在する複合コード層７ｂとからなる。図示例の複合コード層７ａ，７ｂは何れも一層であるが、二層以上であってもよい。
【００３０】
【実施例】
以下に、実施例を挙げて本発明を更に詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００３１】
表１に示す構成のコードをベルト補強層に用いたタイヤサイズ：２０５／６５Ｒ１５の空気入りラジアルタイヤを作製した。これら試作タイヤは、表１に示すような構成のコードをベルト補強層に用いる以外、総て同一のタイヤ構造を有する。なお、これらタイヤのベルト補強層は、図３に示す構造である。これらのタイヤに対し、後述する方法により高速耐久性、ロードノイズ、フラットスポット、及びベルト補強層とベルトとの層間ゲージを測定し、結果を表１に示す。
【００３２】
（１）高速耐久性
試作タイヤをサイズ６Ｊ−１５のリムに組み付け、２００ｋＰａの内圧充填下、１５０ｋｍ／ｈの速度で３０分間走行させ、故障が無ければ速度を６ｋｍ／ｈづつ上げていき、故障発生時の速度を測定し、比較例１の故障発生速度を１００として指数表示した。指数値が大きくなる程、耐久限界速度が高く高速耐久性に優れることを示す。
【００３３】
（２）ロードノイズ
試作タイヤを６Ｊ−１５のリムサイズのリムに組み付け２００ｋＰａの内圧を充填し、２０００ｃｃの排気量を有するセダンタイプの乗用車の４輪すべてに装着し、２名乗車してロードノイズ評価路のテストコースを６０ｋｍ／ｈの速度で走行させながら、運転席の背もたれの中央部分に取り付けた集音マイクを介して周波数：１００〜５００Ｈｚ及び３００〜５００Ｈｚの全音圧（デシベル）を測定し、該測定値からロードノイズを評価し、比較例１のロードノイズを１００として指数表示した。指数値が大きくなる程、ロードノイズが小さく良好であることを示す。
【００３４】
（３）フラットスポット
試作タイヤを実車に装着し、一定時間走行させて充分高温となったタイヤに負荷をかけて完全に冷えるまで放置した後のタイヤの変形を、真円度の変化として測定することにより評価した。すなわち、負荷の前後における真円度をそれぞれ測定して、その差をフラットスポット量として求め、比較例１のフラットスポット量を１００として指数表示した。指数値が大きくなる程、フラットスポット量が小さく良好であることを示す。
【００３５】
（４） ベルト補強層とベルトとの層間ゲージ
試作タイヤ中のベルトの端部から最短でのベルト補強層までの距離を測定し、比較例１の距離を１００として指数表示した。指数値が大きくなる程、加硫後の層間ゲージが大きく良好であることを示す。
【００３６】
【表１】
【００３７】
実施例１〜３のタイヤは、比較例１のタイヤに比べ、高速耐久性が著しく改善され、また、ロードノイズ及びフラットスポットが著しく低減されており、更にベルト補強層とベルト層間のゲージが大きかった。
【００３８】
一方、比較例２のタイヤは、ロードノイズ及びフラットスポットは充分に低減されているものの、ベルト補強層とベルト層間のゲージが小さく、ベルトとベルト補強層とのコードが接触する危険性が高かった。
【００３９】
また、比較例３のタイヤは、変曲点における伸びが２％以上であるため、ベルト補強層がベルトを補強する能力が不充分であり、結果として、高速耐久性の改善、ロードノイズ及びフラットスポットの低減が不充分であった。
【００４０】
【発明の効果】
本発明によれば、高弾性フィラメントと低弾性フィラメントとを撚り合わせてなり、変曲点における伸びが２％未満であり且つ収縮率が変曲点における伸び以下である複合コードをベルト補強層に用いることにより、ロードノイズ及びフラットスポットが低減されており、ベルト補強層とベルトとのコードが互いに接触することがなく、更に高速耐久性が改善された空気入りラジアルタイヤを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】複合コードの荷重−伸び曲線における変曲点を示す図である。
【図２】複合コードの荷重−伸び曲線を示す図である。
【図３】本発明の空気入りラジアルタイヤの一実施態様の断面図である。
【図４】本発明の空気入りラジアルタイヤの他の実施態様の断面図である。
【図５】本発明の空気入りラジアルタイヤの他の実施態様の断面図である。
【符号の説明】
Ｖ 変曲点
Ｃ 複合コードの荷重−伸び曲線
Ｓ１ 伸び０における曲線の接線
Ｓ２ 破断点における曲線の接線
Ｘ Ｓ１とＳ２との交点
Ｓ３ 荷重２９．４Ｎに対応する点における接線
１ ビード部
２ サイド部
３ トレッド部
４ ビードコア
５ カーカス
６ ベルト
７，７ａ，７ｂ ベルト補強層
【発明の属する技術分野】
本発明は、空気入りラジアルタイヤ、特にロードノイズ及びフラットスポットが低く、且つ高速耐久性が高く、更にベルト補強層とベルトとのコードが互いに接触することがない空気入りラジアルタイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、自動車用ラジアルタイヤのベルトには、主としてタイヤの赤道面に対し或るコード角度に傾斜配列されたスチールコードを含有する少なくとも２枚のベルト層が、これら層中のコードが互いに交差するようにして用いられ、またタイヤ走行時の安定性を確保するため、特に高速走行時におけるべルト層の剥離（特にベルト層端部で顕著に起こる剥離）を防止し耐久性を向上させるために、該ベルトの径方向外側にナイロンコード等よりなるベルト補強層が配置されている。
【０００３】
現在、高速耐久性を向上させるために、ベルト補強層を採用することは一般的となっており、該ベルト補強層におけるコードの材質としては低発熱、低コストのナイロンが主として用いられている。しかし、かかるベルト補強層を具えたラジアルタイヤにおいて、近年、ロードノイズの低減、フラットスポットの低減、及び高速走行時のベルト層端部の迫出し性の改善がさらに求められている。
【０００４】
かかる改善策として、ナイロンに比べ高弾性であり、かつガラス転移点（Ｔｇ）が高くてロードノイズ及びフラットスポットの低減に有効なポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、芳香族ポリアミド（アラミド）等のいずれかの材質よりなるコードをベルト補強層に適用しているが、これらの材質はナイロンに比べ接着性が劣るため、高速耐久性の評価において迫出し量の低減効果が反映されず、高速耐久性の大幅な向上には至っていない。また、これらの材質は何れもコストが高いという問題がある。更に、これらの材質よりなるコードは加硫時の伸長が少ないので、これらのコードをベルト補強層に用いたタイヤを、ベルト補強層にナイロンを用いた場合と同じ製造条件（成形時巻きつけテンション、加硫時拡張率等）で製造すると、加硫後のタイヤにおいてベルト補強層がベルトに食い込んで、ベルトが挫屈する可能性があった。そのため、芳香族ポリアミド繊維等よりなるコードを単独でベルト補強層に用いても、ベルト補強層のベルトへの食い込みがベルト端部の剥離の原因となり、目標とするタイヤ性能が得られず、加硫拡張率の高いタイヤサイズで特に問題であった。
【０００５】
また、芳香族ポリアミドとナイロンとの複合コードをベルト補強層に用いる技術が開示されている（特許文献１〜２参照）が、上記ＰＥＮやアラミドからなるコードを用いた場合に比べて高速耐久性の改善、ロードノイズ及びフラットスポットの低減が不充分であった。
【０００６】
【特許文献１】
特開平１−２４７２０４号公報
【特許文献２】
特開２００１−６３３１０号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解決し、ロードノイズ及びフラットスポットが低減されており、ベルト補強層とベルトとのコードが互いに接触することがなく、更に高速耐久性が改善された空気入りラジアルタイヤを提供することにある。また、本発明の他の目的は、かかる空気入りラジアルタイヤの製造方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、前記課題を解決するために鋭意検討した結果、ベルト補強層を備えたタイヤにおいて、該ベルト補強層を構成するコードとして、荷重−伸び曲線の変曲点における伸びが２％未満で且つタイヤ中でのコードの長さに対するタイヤから取り出したコードの長さの収縮率が前記変曲点における伸び以下である複合コードを採用することによって、タイヤのロードノイズ及びフラットスポットが低減されることに加え、ベルト補強層のコードとベルトのコードとの接触が抑制され、更にタイヤの高速耐久性が改善されることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００９】
即ち、本発明の空気入りラジアルタイヤは、ラジアルカーカスと、該カーカスのクラウン部の半径方向外側に配した少なくとも二枚のベルト層からなるベルトと、該ベルトの半径方向外側に配したベルト補強層と、トレッドとを備える空気入りラジアルタイヤにおいて、前記ベルト補強層が高弾性フィラメントと低弾性フィラメントとを撚り合わせた複合コードをタイヤ円周方向に連続して螺旋状に巻回することにより形成されたものであり、前記複合コードは、荷重−伸び曲線の原点から変曲点に至る低弾性域と変曲点を超える高弾性域とを有し、かつ該変曲点における伸びが２％未満であり、タイヤ中での前記複合コードの長さに対するタイヤから取り出した複合コードの長さの収縮率が前記変曲点における伸び以下であることを特徴とする。
【００１０】
本発明の空気入りラジアルタイヤの好適例においては、前記複合コードは、６０℃で測定した荷重−伸び曲線の荷重２９．４Ｎに対応する点における接線の傾きＧ（６０）が１９．６Ｎ／％以上である。
【００１１】
本発明の空気入りラジアルタイヤの他の好適例においては、前記高弾性フィラメントが、芳香族ポリアミド繊維、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）繊維及びリヨセル繊維のいずれかである。
【００１２】
本発明の空気入りラジアルタイヤの他の好適例においては、前記低弾性フィラメントが、ナイロン繊維、ポリエステル繊維、ポリビニルアルコール繊維及び脂肪族ポリケトン（ＰＫ）繊維のいずれかである。
【００１３】
本発明の空気入りラジアルタイヤの他の好適例においては、前記トレッドのショルダー部の加硫時拡張率が１．５％以下である。
【００１４】
また、本発明の空気入りラジアルタイヤの製造方法は、ラジアルカーカスと、該カーカスのクラウン部の半径方向外側に配した少なくとも二枚のベルト層からなるベルトと、該ベルトの半径方向外側に配したベルト補強層と、トレッドとを備える生タイヤを、該トレッドのショルダー部の加硫時拡張率が１．５％以下になるよう加硫成形することを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明を詳細に説明する。本発明の空気入りラジアルタイヤは、ラジアルカーカスと、該カーカスのクラウン部の半径方向外側に配した少なくとも二枚のベルト層からなるベルトと、該ベルトの半径方向外側に配したベルト補強層と、トレッドとを備える。
【００１６】
本発明のタイヤを構成するベルト補強層は、高弾性フィラメントと低弾性フィラメントとを撚り合わせた複合コードをタイヤ円周方向に連続して螺旋状に巻回することにより形成されたものである。そのため、本発明のタイヤは、ナイロン繊維等の低弾性フィラメントのみを撚ったコードからなるベルト補強層を備えたタイヤに比べて、ロードノイズ及びフラットスポットが低く、かつ高速耐久性が高い。また、高弾性フィラメントと低弾性フィラメントとを撚り合わせた複合コードは、芳香族ポリアミド繊維等の高弾性フィラメントのみを撚ったコードに比べて、加硫時の伸びが大きい。そのため、かかる複合コードをベルト補強層に適用した本発明のタイヤは、加硫後のベルト補強層とベルト間のゲージが大きく、ベルト補強層とベルトとのコードが互いに接触することがない。更に、高弾性フィラメントと低弾性フィラメントとを撚り合わせた複合コードは、芳香族ポリアミド繊維等のみを撚ったコードに比べ低コストであることに加え、ゴムに対する接着性が高いため、高速走行時のベルト迫出し量の減少効果が反映され、高速耐久性に優れる。
【００１７】
また、本発明に用いる複合コードは、荷重−伸び曲線の原点から変曲点に至る低弾性域と変曲点を超える高弾性域とを有し、かつ該変曲点における伸びが２％未満であることを特徴とする。上述した特許文献１に記載されたベルト補強層に用いる複合コードの変曲点における伸びが２〜７％であるのに対し、本発明に用いる複合コードは、変曲点における伸びが２％未満であるので、低弾性域が狭く伸びにくい。そのため、該複合コードを用いたベルト補強層は、ベルトをより充分に補強することができ、高速走行時のベルト迫出し量を更に減少させることができる。なお、複合コードの変曲点は、該コードを構成する高弾性フィラメント及び低弾性フィラメントの夫々の太さ、本数、弾性率、撚りの際のテンションを適宜選択することによって、前記範囲内に調整される。
【００１８】
ここに複合コードの変曲点とは、図１に示す複合コードの荷重−伸び曲線において、伸び０の状態における曲線Ｃに接する接線Ｓ１と破断点における曲線Ｃに接する接線Ｓ２とが交わる交点Ｘを通る垂直線と、荷重−伸び曲線Ｃとの交点Ｖとして定義する。
【００１９】
また、上記複合コードは、該複合コードのタイヤ中での長さに対するタイヤから取り出した複合コードの長さの収縮率が前記変曲点における伸び以下である。即ち、加硫後の補強層中での複合コードは、低弾性域で伸びた状態にあり、且つ伸びが充分に小さい。そのため、該複合コードを用いたベルト補強層は、ベルトに食い込むことがなく、ベルト端部の剥離を充分に抑制することができる。なお、本発明においてコードの収縮率は、以下のようにして測定した。
【００２０】
まず、加硫後のタイヤからベルト補強層を取り出し、その状態でベルト補強層中（加硫中）での複合コードの原長（Ｌ）を測定する。次いで、ベルト補強層から複合コードを分離するように取り出し、ＪＩＳ Ｌ １０１７−１９９５に準拠し、表示ｄｔｅｘ×０．４５ｍＮの初期荷重をかけてコード長さ（Ｌ’）を常温にて測定し、下記式により、収縮率Ｓを算出する。
式： Ｓ＝［（Ｌ−Ｌ’）／Ｌ］×１００ （％）
【００２１】
本発明に用いる複合コードは、６０℃で測定した荷重−伸び曲線の荷重２９．４Ｎに対応する点における接線の傾きＧ（６０）が１９．６Ｎ／％以上であるのが好ましい。ここに、荷重−伸び曲線の荷重２９．４Ｎに対応する点における接線の傾きとは、タイヤに最高空気圧を充填し、最大負荷能力下でコード１本当りに加わる荷重が２９．４Ｎとした際に、図２に示すような複合コードの荷重−伸び曲線Ｃの荷重２９．４Ｎに相当する点における接線Ｓ３の傾きを意味し、以降、かかる接線の傾きを剛性度Ｇ（ｘ）と略記する（ｘは荷重−伸び曲線の測定温度である）。
【００２２】
上記複合コードの６０℃での剛性度Ｇ（６０）が１９．６Ｎ／％未満では、高速耐久性の改善、ロードノイズ及びフラットスポットの低減が不充分である。なお、複合コードの剛性度Ｇ（ｘ）は、該コードを構成する高弾性フィラメント及び低弾性フィラメントの夫々の太さ、本数、撚りの際のテンションを適宜選択することによって、前記範囲内に調整される。
【００２３】
本発明のタイヤでは、上記複合コードをタイヤ円周方向に連続して螺旋状に巻回することによりベルト補強層が形成される。ここで、一本又は複数本のコードを単位としコーティングゴムで被覆してなるリボンを螺旋状に巻回することにより、該ベルト補強層を形成してもよい。
【００２４】
本発明のタイヤは、従来より通常に行われているブラダーを用いた加硫成形により製造することができ、製造の際のトレッドのショルダー部の加硫時拡張率が１．５％以下であるのが好ましい。前述の複合コードは収縮率が前記範囲内にあり、加硫時の伸びが小さいが、加硫時のトレッドのショルダー部の拡張率を１．５％以下とすることにより、ベルト補強層のベルトへの食い込みを確実に防止することができる。
【００２５】
本発明にかかわる複合コードを構成する高弾性フィラメントとしては、芳香族ポリアミド繊維、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）繊維及びリヨセル繊維等を挙げることができる。ここで、全芳香族ポリエステル繊維としては、ポリアリレート繊維等が挙げられる。また、上記リヨセル繊維は、原料のセルロースから溶剤紡糸法によって得られるセルロース繊維であり、例えば、特公昭６０−２８８４８号公報、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、空気中又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早い速度で引張って、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って得ることができる。
【００２６】
一方、本発明にかかわる複合コードを構成する低弾性フィラメントとしては、ナイロン繊維、ポリエステル繊維（但し、前記全芳香族ポリエステル繊維を除く）、ポリビニルアルコール繊維及び脂肪族ポリケトン（ＰＫ）繊維等を挙げることができる。ここで、ポリエステル繊維としては、ＰＥＴ繊維、ＰＥＮ繊維、ＰＴＴ繊維、ＰＢＴ繊維等が挙げられる。なお、低弾性フィラメントとしてポリビニルアルコール繊維を選択した場合、高弾性フィラメントには該ポリビニルアルコール繊維より弾性率の高い繊維を適宜選択して用いる。また、高弾性フィラメントとしてポリビニルアルコール繊維を選択した場合、低弾性フィラメントには該ポリビニルアルコール繊維より弾性率の低い繊維を適宜選択して用いる。
【００２７】
以下に、図を参照して本発明の空気入りラジアルタイヤ を詳細に説明する。図３は、本発明の空気入りラジアルタイヤの一実施態様の断面図である。図３に示すタイヤは、一対のビード部１と、一対のサイド部２と、トレッド部３と、該ビード部１に埋設されたビードコア４間にトロイド状に延在させたカーカス５と、該カーカス５のクラウン部でタイヤ半径方向外側に配した少なくとも二枚のベルト層からなるベルト６と、該ベルト６のタイヤ半径方向外側でベルト６の全体を覆うように配置したベルト補強層７からなる。ここで、ベルト補強層７は、タイヤ周方向に対し実質的に平行に配列した複合コードのゴム引き層からなる。図示例のベルト補強層７は、一層であるが、二層以上であってもよい。
【００２８】
本発明のタイヤの製造方法では、成形ドラム上にインナーライナー（図示せず）、カーカス５、ベルト６を順次積層した後、上述の複合コードをベルト６のタイヤ半径方向外側において、複合コードをタイヤ周方向に対し実質的に平行に且つ連続して螺旋状に巻回してベルト補強層７を形成する。また、ベルト補強層７形成の後、ビードリング、トレッドゴム、サイドゴム等のタイヤ部材を載せ、生タイヤを形成する。次に、モールド内で該生タイヤを加硫するが、本発明のタイヤの製造方法においては、トレッドのショルダー部の加硫時拡張率が１．５％以下になるよう加硫成形する。ベルト補強層７に用いる複合コードは、前述のように収縮率が小さいが、トレッドのショルダー部の加硫時拡張率が１．５％以下になるよう加硫成形することにより、ベルト補強層７がベルト６に食い込むのを防止することができる。
【００２９】
次に、本発明の空気入りラジアルタイヤの他の実施態様を図４及び図５に示す。図４のタイヤにおいてベルト補強層は、ベルト６の両端部のみに配置された一対の複合コード層７ａからなる。また、図５のタイヤにおいてベルト補強層は、ベルト６の両端部のみに配置された一対の複合コード層７ａと、該複合コード層７ａの上面を覆い、かつ一方の複合コード層７ａの外方端部から他方の複合コード層７ａの外方端部まで実質的にタイヤの幅方向に延在する複合コード層７ｂとからなる。図示例の複合コード層７ａ，７ｂは何れも一層であるが、二層以上であってもよい。
【００３０】
【実施例】
以下に、実施例を挙げて本発明を更に詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００３１】
表１に示す構成のコードをベルト補強層に用いたタイヤサイズ：２０５／６５Ｒ１５の空気入りラジアルタイヤを作製した。これら試作タイヤは、表１に示すような構成のコードをベルト補強層に用いる以外、総て同一のタイヤ構造を有する。なお、これらタイヤのベルト補強層は、図３に示す構造である。これらのタイヤに対し、後述する方法により高速耐久性、ロードノイズ、フラットスポット、及びベルト補強層とベルトとの層間ゲージを測定し、結果を表１に示す。
【００３２】
（１）高速耐久性
試作タイヤをサイズ６Ｊ−１５のリムに組み付け、２００ｋＰａの内圧充填下、１５０ｋｍ／ｈの速度で３０分間走行させ、故障が無ければ速度を６ｋｍ／ｈづつ上げていき、故障発生時の速度を測定し、比較例１の故障発生速度を１００として指数表示した。指数値が大きくなる程、耐久限界速度が高く高速耐久性に優れることを示す。
【００３３】
（２）ロードノイズ
試作タイヤを６Ｊ−１５のリムサイズのリムに組み付け２００ｋＰａの内圧を充填し、２０００ｃｃの排気量を有するセダンタイプの乗用車の４輪すべてに装着し、２名乗車してロードノイズ評価路のテストコースを６０ｋｍ／ｈの速度で走行させながら、運転席の背もたれの中央部分に取り付けた集音マイクを介して周波数：１００〜５００Ｈｚ及び３００〜５００Ｈｚの全音圧（デシベル）を測定し、該測定値からロードノイズを評価し、比較例１のロードノイズを１００として指数表示した。指数値が大きくなる程、ロードノイズが小さく良好であることを示す。
【００３４】
（３）フラットスポット
試作タイヤを実車に装着し、一定時間走行させて充分高温となったタイヤに負荷をかけて完全に冷えるまで放置した後のタイヤの変形を、真円度の変化として測定することにより評価した。すなわち、負荷の前後における真円度をそれぞれ測定して、その差をフラットスポット量として求め、比較例１のフラットスポット量を１００として指数表示した。指数値が大きくなる程、フラットスポット量が小さく良好であることを示す。
【００３５】
（４） ベルト補強層とベルトとの層間ゲージ
試作タイヤ中のベルトの端部から最短でのベルト補強層までの距離を測定し、比較例１の距離を１００として指数表示した。指数値が大きくなる程、加硫後の層間ゲージが大きく良好であることを示す。
【００３６】
【表１】
実施例１〜３のタイヤは、比較例１のタイヤに比べ、高速耐久性が著しく改善され、また、ロードノイズ及びフラットスポットが著しく低減されており、更にベルト補強層とベルト層間のゲージが大きかった。
【００３８】
一方、比較例２のタイヤは、ロードノイズ及びフラットスポットは充分に低減されているものの、ベルト補強層とベルト層間のゲージが小さく、ベルトとベルト補強層とのコードが接触する危険性が高かった。
【００３９】
また、比較例３のタイヤは、変曲点における伸びが２％以上であるため、ベルト補強層がベルトを補強する能力が不充分であり、結果として、高速耐久性の改善、ロードノイズ及びフラットスポットの低減が不充分であった。
【００４０】
【発明の効果】
本発明によれば、高弾性フィラメントと低弾性フィラメントとを撚り合わせてなり、変曲点における伸びが２％未満であり且つ収縮率が変曲点における伸び以下である複合コードをベルト補強層に用いることにより、ロードノイズ及びフラットスポットが低減されており、ベルト補強層とベルトとのコードが互いに接触することがなく、更に高速耐久性が改善された空気入りラジアルタイヤを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】複合コードの荷重−伸び曲線における変曲点を示す図である。
【図２】複合コードの荷重−伸び曲線を示す図である。
【図３】本発明の空気入りラジアルタイヤの一実施態様の断面図である。
【図４】本発明の空気入りラジアルタイヤの他の実施態様の断面図である。
【図５】本発明の空気入りラジアルタイヤの他の実施態様の断面図である。
【符号の説明】
Ｖ 変曲点
Ｃ 複合コードの荷重−伸び曲線
Ｓ１ 伸び０における曲線の接線
Ｓ２ 破断点における曲線の接線
Ｘ Ｓ１とＳ２との交点
Ｓ３ 荷重２９．４Ｎに対応する点における接線
１ ビード部
２ サイド部
３ トレッド部
４ ビードコア
５ カーカス
６ ベルト
７，７ａ，７ｂ ベルト補強層
Claims (6)
- ラジアルカーカスと、該カーカスのクラウン部の半径方向外側に配した少なくとも二枚のベルト層からなるベルトと、該ベルトの半径方向外側に配したベルト補強層と、トレッドとを備える空気入りラジアルタイヤにおいて、
前記ベルト補強層が高弾性フィラメントと低弾性フィラメントとを撚り合わせた複合コードをタイヤ円周方向に連続して螺旋状に巻回することにより形成されたものであり、
前記複合コードは、荷重−伸び曲線の原点から変曲点に至る低弾性域と変曲点を超える高弾性域とを有し、かつ該変曲点における伸びが２％未満であり、
タイヤ中での前記複合コードの長さに対するタイヤから取り出した複合コードの長さの収縮率が前記変曲点における伸び以下であることを特徴とする空気入りラジアルタイヤ。 - 前記複合コードは、６０℃で測定した荷重−伸び曲線の荷重２９．４Ｎに対応する点における接線の傾きＧ（６０）が１９．６Ｎ／％以上であることを特徴とする請求項１に記載の空気入りラジアルタイヤ。
- 前記高弾性フィラメントが、芳香族ポリアミド繊維、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）繊維及びリヨセル繊維のいずれかであることを特徴とする請求項１に記載の空気入りラジアルタイヤ。
- 前記低弾性フィラメントが、ナイロン繊維、ポリエステル繊維、ポリビニルアルコール繊維及び脂肪族ポリケトン（ＰＫ）繊維のいずれかであることを特徴とする請求項１に記載の空気入りラジアルタイヤ。
- 前記トレッドのショルダー部の加硫時拡張率が１．５％以下であることを特徴とする請求項１に記載の空気入りラジアルタイヤ。
- ラジアルカーカスと、該カーカスのクラウン部の半径方向外側に配した少なくとも二枚のベルト層からなるベルトと、該ベルトの半径方向外側に配したベルト補強層と、トレッドとを備える生タイヤを、該トレッドのショルダー部の加硫時拡張率が１．５％以下になるよう加硫成形することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の空気入りラジアルタイヤの製造方法。
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