JP2008179325A

JP2008179325A - 空気入りラジアルタイヤ

Info

Publication number: JP2008179325A
Application number: JP2007016133A
Authority: JP
Inventors: Yuzo Shizeki; 雄三始関
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2007-01-26
Filing date: 2007-01-26
Publication date: 2008-08-07

Abstract

【課題】高速耐久性の低下を抑えつつ、乗心地性やノイズバイブレーション性を向上させた空気入りラジアルタイヤを提供することを課題とする。
【解決手段】空気入りラジアルタイヤ１０は、ベルト層の径方向外側に少なくとも１層のベルト補強層を備えている。ベルト補強層は、２種類の有機繊維コード２８Ｈ、２８Ｌをゴム被覆してなる複合リボン材２６を隣接させて螺旋巻きすることによって形成されている。有機繊維コード２８Ｈ、２８Ｌは、材質及び繊度の少なくとも一方が互いに異なる。これにより、この２種類の有機繊維コード２８Ｈ、２８Ｌの割合を調整することによって、ベルト補強層の剛性や張力などの力学的性質を調整することができる。
【選択図】図３

Description

本発明は、ベルト層を補強するベルト補強層を備えた空気入りラジアルタイヤに関し、更に詳細には、特に乗用車用として最適な空気入りラジアルタイヤに関する。

近年、扁平化タイヤでは、高速耐久性について、より高い性能が求められてきている。高速耐久性を向上させるためには、従来、ベルト補強層の枚数を増大させて周方向強力を上げることによって対応してきた。

しかし、従来、ベルト補強層の強力を向上させることによって、ベルトの周方向剛性が上がってしまい、乗心地、ＮＶ性能（ノイズバイブレーション性能）が悪化するという問題があった（例えば特許文献１、２参照）。
特開平５−３８４０９号公報特開２００３−２６０９０６号公報

本発明は、上記事実を考慮して、高速耐久性の低下を抑えつつ、乗心地性やノイズバイブレーション性を向上させた空気入りラジアルタイヤを提供することを課題とする。

本発明者は、ベルト補強層を有機繊維コードの螺旋巻きにより形成する手法に着目した。このようにしてベルト補強層を製造する場合、弾性率が高い有機繊維を用いると内圧充填時の張力も高くなり、高速耐久性は向上するものの、振動乗り心地性が悪化し易い傾向にある。このように、単線及びリボンのスパイラル構造での補強では、強力を上げると周方向のテンションも上がり、ベルトの周方向剛性もアップしてしまう。一方、弾性率が低い有機繊維コードを用いると、逆に、振動乗り心地性は向上するものの、高速耐久性が悪化し易い傾向にある。

螺旋巻きのピッチを粗くしてベルト補強層を形成し、高速耐久性と振動乗り心地とのバランスをとることも考えられるが、リボン状のストリップを間隔を開けて粗いピッチで螺旋巻きするとエアー入りの製造不良が発生し易くなるという難点がある。この難点を解決するために、耳ゴムを有するリボン状のストリップを螺旋巻きする方法が考えられるが、有機繊維コードを粗く螺旋巻きする程度には限界があり、あまり大きな効果は期待できない。

そこで、本発明者は、上記の検討結果を踏まえた上で、高速耐久性の低下を抑えつつ乗心地性やノイズバイブレーション性を向上させる構造について更に検討し、実験を重ね、本発明を完成するに至った。

請求項１に記載の発明は、一対のビードコアの間をトロイド状に延びる少なくとも１層のカーカスと、前記カーカスのクラウン部の径方向外側に少なくとも１層のベルトと、前記ベルトの径方向外側に少なくとも１層のベルト補強層と、を備えた空気入りラジアルタイヤにおいて、材質及び繊度の少なくとも一方が互いに異なる２種類以上の有機繊維コードをゴム被覆してなる複合リボン材を隣接させて螺旋巻きすることによって、前記ベルト補強層が形成されていることを特徴とする。

請求項１に記載の発明では、このように、ベルト補強層を形成するために螺旋巻きする複合リボン材が２種類の有機繊維コードを有する。従って、この２種類の有機繊維コードの割合を調整することによって、ベルト補強層の剛性や張力などの力学的性質を調整することができる。これにより、高速耐久性の低下を抑えつつ、乗心地性やノイズバイブレーション性を向上させた空気入りラジアルタイヤとすることができる。
なお、有機繊維コードが熱収縮性のコードであってもよい。

請求項２に記載の発明は、前記複合リボン材が片撚りコードと双撚りコードとをゴム被覆してなる帯状部材であることを特徴とする。

片撚りコードでは双撚りコードよりもコード径を細くすることができるので、請求項２に記載の発明により、ベルト補強層の曲げ剛性を低くして振動乗り心地性を有利に改良することができる。

なお、片撚りコードとは、１本または２本以上の素線を引き揃えて撚りをかけたコードであり、双撚りコードとは、１本または２本以上の素線を引き揃えて撚り（下撚り）をかけ、これを２本以上引き揃えて下撚りとは反対方向に撚り（上撚り）をかけたコードである。

請求項３に記載の発明は、前記複合リボン材に含まれている有機繊維コードの種類が２種類であり、弾性率が低いほうの有機繊維コードの本数が、弾性率の高いほうの有機繊維コードの本数よりも少ないことを特徴とする。

請求項３に記載の発明では、高速耐久性能の低下を極力抑え込んだ上で、ＮＶ性能（ノイズバイブレーション性能）を高めるという効果を引き出すことができる。

請求項４に記載の発明は、弾性率が高いほうの有機繊維コードが、ナイロン１４００ｄＴｅｘ／２若しくはポリエチレンナフタレート１６７０ｄＴｅｘ／２であることを特徴とする。

請求項４に記載の発明では、高速耐久性を維持するために必要な有機繊維コード（コード強力部材）を汎用のものとすることができる。

請求項５に記載の発明は、弾性率が低いほうの有機繊維コードが、ナイロン１４００ｄＴｅｘ／１若しくはナイロン９４０ｄＴｅｘ／２であることを特徴とする。

請求項５に記載の発明では、乗心地性やノイズバイブレーション性を向上させるための有機繊維コードを汎用のものとすることができる。
なお、有機繊維コードの種類が２種類である場合、この２種類の組み合わせを考慮すると、弾性率の低いほうの有機繊維コードの強力が、弾性率の高いほうの有機繊維コードに対して低ければ、ＮＶ性能（ノイズバイブレーション性能）を高めることができる。

本発明によれば、高速耐久性の低下を抑えつつ、乗心地性やノイズバイブレーション性を向上させた空気入りラジアルタイヤとすることができる。

以下、実施形態として空気入りラジアルタイヤを挙げ、本発明の実施の形態について説明する。
図１に示すように、本発明の一実施形態に係る空気入りラジアルタイヤ１０では、一対のビードコア１２を有するビード部１１と、一対のビードコア１２の間をトロイド状に延びる少なくとも１層のカーカス１４とが設けられている。また、空気入りラジアルタイヤ１０には、カーカス１４のクラウン部１４Ｃの外側に、ベルト層１６と、ベルト層１６を保護するベルト補強層２２と、溝を配設したトレッド部１８と、が順次配置されている。更に、空気入りラジアルタイヤ１０には、ビード部１１とトレッド部１８との間にサイドウォール部２０が設けられている。

本実施形態では、ベルト層１６は、ベルト１６Ａ、１６Ｂの２枚のベルトで構成されている。また、カーカス１４は、ビードコア１２でタイヤ外側に折り返されてなる折り返し部１４Ｐを有する。

トレッド部１８には、タイヤ赤道面ＣＬの両側に、周方向に沿った複数本の周方向溝（主溝）２２と、周方向と交差する複数本の横溝（図示せず）とが形成されている。各横溝の端部は、周方向溝２２に連通するか、又は、トレッド端を越えてタイヤ幅方向外側へ排水可能なように延びている。

ここで、トレッド端とは、空気入りタイヤをＪＡＴＭＡＹＥＡＲＢＯＯＫ（２００４年度版、日本自動車タイヤ協会規格）に規定されている標準リムに装着し、ＪＡＴＭＡＹＥＡＲＢＯＯＫでの適用サイズ・プライレーティングにおける最大負荷能力（内圧−負荷能力対応表の太字荷重）に対応する空気圧（最大空気圧）の１００％を内圧として充填し、最大負荷能力を負荷したときのタイヤ幅方向最外の接地部分を指す。なお、使用地又は製造地においてＴＲＡ規格、ＥＴＲＴＯ規格が適用される場合は各々の規格に従う。

ベルト補強層２２は、図２に示すように、ベルト層１６のタイヤ径方向外側に複合リボン材（複合ストリップ材）２６を隣接させて螺旋巻きすることにより形成されている。この複合リボン材２６は、２種類の有機繊維コード２８Ｈ、２８Ｌを配列してゴム被覆してなる帯状部材である。２種類の有機繊維コードのうち、有機繊維コード２８Ｈが高弾性率のコードで有機繊維コード２８Ｌが低弾性率のコードとなるように、コード材質及びコード繊度の少なくとも一方を互いに異ならせている。

また、本実施形態では、高弾性率である有機繊維コード２８Ｈを双撚りコードとし、低弾性率である有機繊維コード２８Ｌを片撚りコードとしている。片撚りコードとすることによりコード径を細くすることができ、ベルト補強層２２の曲げ剛性を低くして振動乗り心地性を有利に改良することができる。

以上説明したように、本実施形態では、ベルト補強層２２を形成するために螺旋巻きする複合リボン材２６が２種類の有機繊維コード２８Ｈ、２８Ｌを有しており、有機繊維コード２８Ｈが高弾性率のコードで有機繊維コード２８Ｌが低弾性率のコードである。従って、有機繊維コード２８Ｈ、２８Ｌの割合を調整することによって、高速耐久性を維持しつつ、ベルト補強層２２の周方向のテンションを下げて乗心地性やノイズバイブレーション性の向上を図ることができる。

また、螺旋巻きする際、複合リボン材２６を隣接するように巻いていくので、エアー入りの製造不良のタイヤが製造されることがない。

また、低弾性率である有機繊維コード２８Ｌを片撚りコードとすることにより、片撚りコードのコード径を細くすることができ、ベルト補強層２２の曲げ剛性を低くして振動乗り心地性を有利に改良することができる。

なお、有機繊維コード２８Ｈ、２８Ｌの本数、割合は特に限定しない。図３に示すように、有機繊維コード２８Ｈ、２８Ｌを同数本にしてもよいし、図４に示すように、有機繊維コード２８Ｈの本数を有機繊維コード２８Ｌよりも多くしてもよい。また、有機繊維コード２８Ｈの本数を有機繊維コード２８Ｌよりも少なくしてもよい。

また、図２に示すように、ベルト補強層２２を製造する際、タイヤ幅方向両端部ではタイヤ幅方向中央部に比べて巻き数を多くしてもよい。これにより、ベルト層１６の端部など、特に補強が必要な部位のみを充分に補強することができる。

また、図３、図４では、有機繊維コード２８Ｈ同士が隣り合い、有機繊維コード２８Ｌ同士も隣り合うように配置した例を示しているが、本発明はこれに限られず、有機繊維コード２８Ｈ同士の間に有機繊維コード２８Ｌが配置されていてもよい。また、複合リボン材２６に含まれる有機繊維コードの本数を多くするために、複合リボン材２６の厚み方向に２段にわたって有機繊維コード２８Ｈ、２８Ｌが配置されていてもよい。

更に、本実施形態では、有機繊維コード２８Ｈが双撚りコードで、有機繊維コード２８Ｌが片撚りコードである例を説明したが、有機繊維コード２８Ｈが高弾性コードで有機繊維コード２８Ｌが低弾性コードである限り、有機繊維コード２８Ｈ、２８Ｌの両者が片撚りコード、あるいは両者が双撚りコードであってもよい。

（実施例１）
上記実施形態の一例である本実施例の空気入りラジアルタイヤは、有機繊維コード２８Ｈをナイロン１４００ｄＴｅｘ／２の高弾性コードとしている。ここで「ナイロン１４００ｄＴｅｘ／２」のうち「／２」は２本のコードからなる双撚りコードであることを意味し、「ナイロン」は材質がナイロン（デュポン（株）の登録商標）であることを意味する。そして、「１４００ｄＴｅｘ」（１４００デシテックス）は、１００００ｍ長さでの１本あたりのコード重量が１４００ｇであることを意味する。本実施例のように有機繊維コード２８Ｈが２本のコードからなる場合、１００００ｍ長さでの有機繊維コード２８Ｈの重量は２８００ｇとなる。

また、本実施例では、有機繊維コード２８Ｌをナイロン１４００ｄＴｅｘ／１の低弾性コードとしている。ここで「／１」は１本のコードからなる片撚りコードであることを意味する。従って、１００００ｍあたりの有機繊維コード２８Ｌの重量は１４００ｇである。なお、有機繊維コード２８Ｌの材質はナイロンである。

また、本実施形態では、有機繊維コード２８Ｈと有機繊維コード２８Ｌとの本数の割合は１：１であり、何れも３本の同数本としている（図３参照）。なお、複合リボン材２６の幅Ｗは例えば６ｍｍである。

（実施例２）
上記実施形態の一例である本実施例の空気入りラジアルタイヤは、有機繊維コード２８Ｈを実施例１と同じくナイロン１４００ｄＴｅｘ／２の高弾性コードとし、有機繊維コード２８Ｌを実施例１と同じくナイロン１４００ｄＴｅｘ／１の低弾性コードとしている。

本実施形態では、有機繊維コード２８Ｈと有機繊維コード２８Ｌとの本数の割合を２：１としており、有機繊維コード２８Ｈを４本、有機繊維コード２８Ｌを２本としている（図４参照）。

（実施例３）
上記実施形態の一例である本実施例の空気入りラジアルタイヤは、有機繊維コード２８Ｈをポリナフタレート１６７０ｄＴｅｘ／２の高弾性コードとし、有機繊維コード２８Ｌを実施例１と同じくナイロン１４００ｄＴｅｘ／１の低弾性コードとしている。

また、本実施形態では、有機繊維コード２８Ｈと有機繊維コード２８Ｌとの本数の割合は１：１であり、何れも３本の同数本としている（図３参照）。

（実施例４）
上記実施形態の一例である本実施例の空気入りラジアルタイヤは、有機繊維コード２８Ｈを実施例１と同じくナイロン１４００ｄＴｅｘ／２の高弾性コードとし、有機繊維コード２８Ｌをナイロン９４０ｄＴｅｘ／２の低弾性コードとしている。

＜試験例＞
本発明の効果を確かめるために、本発明者は、実施例１〜４の各タイヤと、比較例１のタイヤ及び比較例２のタイヤを準備した。ここで、比較例１のタイヤは、従来の通常の空気入りラジアルタイヤであり、ベルト補強層２２のコードが単一種類の高弾性コード（ナイロン１４００ｄＴｅｘ／２）で構成されている。また、比較例２のタイヤは、ベルト補強層のコードが単一種類の低弾性コード（ナイロン１４００ｄＴｅｘ／１）で構成されている。

各タイヤに用いられた４種類のコード（ナイロン１４００ｄＴｅｘ／２、ナイロン１４００ｄＴｅｘ／１、ポリナフタレート１６７０ｄＴｅｘ／２、ナイロン９４０ｄＴｅｘ／２）のそれぞれの破断強力指数を表１に示す。表１では、ナイロン１４００ｄＴｅｘ／２の破断強力指数を基準値として１００とし、他のコードの破断強度指数を基準値（１００）に対する相対指数として示している。

本発明者は、これらのタイヤを用い、車内音、及び、高速耐久性のテストを行って性能を評価した。なお、本試験例では、タイヤサイズは全て２４５／４５Ｒ１９９８Ｙとした。

（車内音）
車内音については、試験車輌としてトヨタ自動車株式会社製造のセルシオを使用し、試験対象のタイヤを装着させてテストコースで走行した際の車内音を測定した。その際、荷重を車重＋１名乗車分とし、タイヤ内圧を２３０ｋＰａとし、車輌速度を６０ｋｍ／ｈとした。そして、比較例１のタイヤでの測定値を基準値（０ｄｂ）としてＯＡ値で評価した。

車内音についての評価結果を表２に示す。表２の評価結果では、基準値よりも車内音が低いほど乗心地やノイズバイブレーション性能が良好であることを示す。

表２から判るように、実施例１〜４のタイヤ及び比較例２のタイヤでは、何れも、比較例１のタイヤに比べて車内音が低く、乗心地やノイズバイブレーション性能が良好となっていることが判った。

（高速耐久性）
高速耐久性についてはＥＣＥＮＯ３０準拠とし、直径１．７ｍのドラム上で、５ｋＮの荷重を負荷し、２６ｋｍ／ｈの速度から各ステップ毎に１０ｋｍ／ｈづつ速度を増加させ、故障に至るステップと、そのステップでの故障にいたるまでの時間とを求めた。このステップ及び時間を表２に併せて示す。ここで、各ステップでのドラム走行速度とドラム走行時間とを示すと、１ステップでは２６０ｋｍ／ｈで２０分、２ステップでは２７０ｋｍ／ｈで１０分、３ステップでは２８０ｋｍ／ｈで１０分であり、４ステップ以下では、１０ｋｍ／ｈずつ走行速度が増加するとともに走行時間が全て２０分である。

表２から判るように、実施例１〜４のタイヤでは、何れも、比較例１のタイヤに比べ、高速耐久性はほとんど低下していなかった。これに対し、比較例２のタイヤでは、故障に至ったステップが、比較例１のタイヤに比べて２つも前のステップであり、高速耐久性が大きく低下していた。

以上、実施形態を挙げて本発明の実施の形態を説明したが、これらの実施形態は一例であり、要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施できる。また、本発明の権利範囲が上記実施形態に限定されないことは言うまでもない。

本発明の一実施形態に係る空気入りラジアルタイヤのタイヤ径方向断面図である。本発明の一実施形態に係る空気入りラジアルタイヤで、ベルト層のタイヤ径方向外側に複合リボン材からなるベルト補強層が設けられたことを示す模式的なタイヤ径方向部分断面図である。本発明の一実施形態で、ベルト補強層に含まれる２種類の有機繊維コードの割合の一例を示す複合リボン材断面図である。本発明の一実施形態で、ベルト補強層に含まれる２種類の有機繊維コードの割合の一例を示す複合リボン材断面図である。

符号の説明

１０空気入りラジアルタイヤ
１２ビードコア
１４カーカス
１４Ｃクラウン部
１６Ａベルト
１６Ｂベルト
２２ベルト補強層
２６複合リボン材
２８Ｈ有機繊維コード（有機繊維コード、双撚りコード）
２８Ｌ有機繊維コード（有機繊維コード、片撚りコード）

Claims

一対のビードコアの間をトロイド状に延びる少なくとも１層のカーカスと、前記カーカスのクラウン部の径方向外側に少なくとも１層のベルトと、前記ベルトの径方向外側に少なくとも１層のベルト補強層と、を備えた空気入りラジアルタイヤにおいて、
材質及び繊度の少なくとも一方が互いに異なる２種類以上の有機繊維コードをゴム被覆してなる複合リボン材を隣接させて螺旋巻きすることによって、前記ベルト補強層が形成されていることを特徴とする空気入りラジアルタイヤ。
前記複合リボン材が片撚りコードと双撚りコードとをゴム被覆してなる帯状部材であることを特徴とする請求項１記載の空気入りラジアルタイヤ。
前記複合リボン材に含まれている有機繊維コードの種類が２種類であり、弾性率が低いほうの有機繊維コードの本数が、弾性率の高いほうの有機繊維コードの本数よりも少ないことを特徴とする請求項１又は２記載の空気入りラジアルタイヤ。
弾性率が高いほうの有機繊維コードが、ナイロン１４００ｄＴｅｘ／２若しくはポリエチレンナフタレート１６７０ｄＴｅｘ／２であることを特徴とする請求項３記載の空気入りラジアルタイヤ。
弾性率が低いほうの有機繊維コードが、ナイロン１４００ｄＴｅｘ／１若しくはナイロン９４０ｄＴｅｘ／２であることを特徴とする請求項４記載の空気入りラジアルタイヤ。