JP2004306638A - 空気入りラジアルタイヤ - Google Patents

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、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／％以上であり、６０℃での接線の傾きＧ（６０）と１７０℃での接線の傾きＧ（１７０）との比Ｇ（１７０）／Ｇ（６０）が０．５〜０．８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２

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。しかしながら、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、加硫後のタイヤにおいてベルト補強層とベルトとのコードが互いに接触し、結果としてベルト層端部の剥離の原因となるため、加硫拡張率の高いタイヤサイズで特に問題である。
【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。
【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−伸び曲線の荷重２９．４Ｎに対応する点における接線の傾きが特定の範囲に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、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／％以上であり、６０℃での接線の傾きＧ（６０）と１７０℃での接線の傾きＧ（１７０）との比Ｇ（１７０）／Ｇ（６０）が０．５〜０．８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。ここで、該高弾性フィラメントは、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のが特に好ましい。
【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。ここで、該低弾性フィラメントは、脂肪族ポリケトン（ＰＫ）繊維であるのが特に好ましい。
【００１２】
【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を備える。
【００１３】
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。
【００１４】
また、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／％以上であり、６０℃での接線の傾きＧ（６０）と１７０℃での接線の傾きＧ（１７０）との比Ｇ（１７０）／Ｇ（６０）が０．５〜０．８である。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１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Ｓ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）。
【００１５】
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。また、６０℃での剛性度Ｇ（６０）と１７０℃での剛性度Ｇ（１７０）との比Ｇ（１７０）／Ｇ（６０）が０．５未満では、加硫後のベルト補強層とベルトとの間のゲージを確保することはできるが、高温時の弾性率の低下が大き過ぎるため、使用時の発熱が大きい超高性能タイヤのベルト補強層に適用した場合、ベルト補強層がベルトを充分に補強できず、高速耐久性が不充分となる。一方、複合コードのＧ（１７０）／Ｇ（６０）が０．８を超えると、該複合コードの加硫時の伸びが不充分であるため、ベルト補強層にナイロンを適用した場合に比べ、複合コードとベルトを構成するコードとが加硫時に接近してしまい、複合コードとベルトのコードとのゲージが小さくなる。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。
【００１６】
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。
【００１７】
本発明のタイヤは、上述したベルト補強層を備え、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る。ブラダーを用いた加硫成形においては、生タイヤのシェーピング時に拡張変形があるため、ベルト補強層を構成するコードの加硫時の伸びが小さいとベルト補強層とベルトとのコードが接触し、結果としてベルト層端部の剥離の原因となる。これに対し、本発明のタイヤのベルト補強層に用いる複合コードは、Ｇ（１７０）／Ｇ（６０）が上記の範囲にあるため、加硫時の伸びが充分でベルト補強層とベルトとのコードが接触することがない。
【００１８】
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。これら高弾性フィラメントの中でも、耐熱性の点で、ポリパラフェニレンベンズオキサゾール（ＰＢＯ）繊維が好ましく、ゴムとの接着性（特に高温接着性）の点で、リヨセル繊維が好ましい。
【００１９】
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。これら低弾性フィラメントの中でも、接着性（高温時を含む）の点で、脂肪族ポリケトン（ＰＫ）繊維が好ましい。
【００２０】
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２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２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。
【００２１】
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３及び図４に示す。図３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。
【００２２】
【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。
【００２３】
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：１９５／６５Ｒ１４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を用いる以外、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２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。
【００２４】
（１）高速耐久性
試作タイヤをサイズ６Ｊ−１４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。
【００２５】
（２）ロードノイズ
試作タイヤを６Ｊ−１４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。
【００２６】
（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。
【００２７】
（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。
【００２８】
【表１】

【００２９】
実施例１〜６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維持されていた。
【００３０】
一方、比較例２及び３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。
【００３１】
また、比較例４〜６のタイヤは、６０℃での剛性度Ｇ（６０）が本発明で規定する値より低いため、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。
【００３２】
【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、剛性度Ｇ（ｘ）が特定の範囲に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−伸び曲線を示す図である。
【図２】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】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。
【符号の説明】
Ｃ 複合コードの荷重−伸び曲線
Ｓ 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)

1. 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、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／％以上であり、６０℃での接線の傾きＧ（６０）と１７０℃での接線の傾きＧ（１７０）との比Ｇ（１７０）／Ｇ（６０）が０．５〜０．８であることを特徴とする空気入りラジアルタイヤ。
2. 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。
3. 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。
4. 前記高弾性フィラメントがポリパラフェニレンベンズオキサゾール（ＰＢＯ）繊維であることを特徴とする請求項２に記載の空気入りラジアルタイヤ。
5. 前記高弾性フィラメントがリヨセル繊維であることを特徴とする請求項２に記載の空気入りラジアルタイヤ。
6. 前記低弾性フィラメントが脂肪族ポリケトン（ＰＫ）繊維であることを特徴とする請求項３に記載の空気入りラジアルタイヤ。

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