JP3763931B2

JP3763931B2 - 空気入りラジアルタイヤ

Info

Publication number: JP3763931B2
Application number: JP13547397A
Authority: JP
Inventors: 慶太井出
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 1996-07-24
Filing date: 1997-05-26
Publication date: 2006-04-05
Anticipated expiration: 2017-05-26
Also published as: JPH1086607A; EP0820882B1; EP0820882A2; ES2181960T3; EP0820882A3; DE69716190T2; DE69716190D1; US6253816B1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、操縦安定性に優れ、かつ、ロードノイズを大幅に低減した空気入りラジアルタイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両の高級化にともない、特に乗用車においては乗り心地性の改良が進みつつあり、タイヤとしての要求性能にも低騒音化、高乗り心地化が求められている。特に、車内に生じるノイズの低減が望まれており、かかるノイズの一つとして走行中のタイヤが路面の凹凸を拾い、その振動が伝達されて車内の空気を振動させることによって発生する、いわゆるロードノイズの改良要求は、極めて高い。また、車両の高級化にともない、高速化、高出力化も同時に進められていることから、従来のタイヤのように乗り心地やロードノイズのみを良くしたタイヤでは対応できず、高速耐久性、ユニフォミティー性能、操縦安定性、転がり抵抗性も同時に高いレベルに維持することが必要である。
【０００３】
従来より知られているロードノイズ低減方法として、交差ベルト層の全部又は両端部を周方向に配置されたコードをゴム引きした例えばナイロンコードの補強層で挟持することによりベルト周方向剛性を強化させる手法を挙げることができる。
この手法によれば、1 本又は並列した複数本のナイロンコードをゴム引きしたリボン状のストリップを、ほぼタイヤ周方向に巻回して形成し、その上に未加硫トレッド部在を貼り付けたグリーンタイヤを加硫して製品タイヤとする。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ナイロンコードは、タイヤの使用条件における温度範囲でのヤング率が低い（５０±５℃において、１．４ｇ／ｄ荷重下の伸度が４．２％と大きい）ため、ロードノイズの改良を所望のレベルまで高くすることはできない。また、ナイロンコードはフラットスポットを発生しやすいために特に冬季において長時間駐車した後に走行させると異常な振動が感じられるという問題もある。
【０００５】
一方、芳香族ポリアミド繊維コード（デュポン社製アラミド繊維）は、タイヤの加硫温度（１７０±５℃）でもヤング率が高い（１７０±５℃において、０．７ｇ／ｄ荷重下の伸度が０．８％と小さい）ため、コード方向をタイヤ周方向にほぼ平行に配置すると、グリーンタイヤを膨張させて加硫成型する間、ほとんど伸長がなく、そのため半径方向内側に位置する交差ベルト層（特にスチールコードよりなるベルト層）の角度変化、すなわち加硫内圧によってグリーンタイヤが膨張する時の角度変化を妨げ、所望の角度変化が得られないという問題がある。また、ベルト補強層とベルト層との間ゴムについて必要なゲージ量を確保することが困難であり上下のコードが密着することによりセパレーション故障の原因となる。甚だしい場合にはベルト補強層とベルト層との位置がずれてユニフォミティーが悪化し、騒音や操縦安定性にも問題が生じる。
【０００６】
本発明は、操縦安定性に優れ、ロードノイズを大幅に低減した空気入りラジアルタイヤを提供することを目的とする。
【０００７】
【発明を解決するための手段】
本発明の空気入りラジアルタイヤは、一対のビード部と、両ビード部にまたがって延びるトロイド状のカーカスと、当該カーカスのクラウン部に位置するトレッド部と、前記カーカスのサイドウォール部とを備えると共に、前記トレッド部の内側に少なくとも二層のベルト層と、このベルト層の半径方向外側に少なくとも一枚よりなるベルト補強層をトレッド部全体及び／又は両端部に配設し、前記ベルト補強層は繊維コードを1 本又は複数本含むゴム引きされた狭幅のストリップを前記コードがタイヤ周方向に実質上平行になるように螺旋状に巻回されることにより形成し、前記ビード部のビードコアー直上にビードフィラーを配置した空気入りラジアルタイヤにおいて、前記ベルト補強層コードが有機繊維コードからなり、かつ、前記繊維コードが５０±５°Ｃにおいて、１．４ｇ／ｄ荷重下の伸度が１．８％以下であり、かつ１７０±５°Ｃにおいて、０．７ｇ／ｄ荷重下の伸度が２．０〜６．０％であり、ビードフィラー高さをタイヤ断面高さの２０〜６０％とすることを特徴とする。
【０００８】
本発明におけるベルト補強層の繊維コードは、タイヤ加硫成型時にコードの受ける温度すなわち１７０±５°Ｃにおいて、ベルト補強層の繊維コードの０．７ｇ／ｄ荷重下の伸度が２．０〜６．０％であることが必要である。タイヤ製造時に生タイヤを加硫金型に装着し、生タイヤに内圧を充填させ、金型内面に押し付ける時、拡張率が一定でないトレッド各部を十分な伸びをもって金型に密着させるため、螺旋状に巻き付けられたベルト補強層のコードは、トレッドを加硫金型に適合できる２．０〜６．０％のような伸びが必要となり、これによってタイヤの加硫成型性は良好となり、ベルト補強層の性状は均一となり、接地性も均一となるため、タイヤのロードノイズ性、操縦安定性、ユニフォミティー特性、耐偏摩耗性は優れたものとなる。また、交差ベルト層のコードの角度変化の妨げとならず、ベルト補強層とベルト層との間のゴムゲージを十分に確保し、セパレーション故障を誘発しない。ここで、０．７ｇ／ｄ荷重下での伸度としているのは加硫金型内での螺旋状に巻き付けたベルト補強層繊維コード1 本当りに加わる平均張力が一般に０．７ｇ／ｄ前後であることによる。この伸度が高弾性率の芳香族ポリアミド繊維コードのように２．０％未満であると、加硫金型内でトレッドの十分な伸びが得られず、加硫成型が不良となり、タイヤ接地性も不均一となり、ロードノイズ低減効果が十分でなく、操縦安定性も悪化する。また、伸度が６．０％を超えると、タイヤを加硫金型から取り外した後、内圧充填冷却（ポストキュアインフレーション）時に、トレッド部の周方向の伸びが増大し、初期モジュラスが低下するため、ベルト補強層のタガ効果を低下させる。
【０００９】
また、本発明では、ベルト補強層の有機繊維コードは、通常のタイヤ走行時にベルト補強層のコードの受ける温度すなわち５０±５°Ｃにおいて、１．４ｇ／ｄ荷重下の伸度が１．８％以下としている。これによって路面の凹凸によるベルトの振動を低減することができる。この伸度が１．８％を超えるとベルトの振動を抑えきれず、ロードノイズ低減効果は得られにくくなる。
【００１０】
以上のことからベルト補強層の有機繊維コードは、５０±５℃において、１．４ｇ／ｄ荷重下の伸度が１．８％以下であり、かつ１７０±５℃において、０．７ｇ／ｄ荷重下の伸度が２．０〜３．０％であることがより好ましい。
また、ベルト補強層の有機繊維コードは、５０±５℃における応力−伸度曲線の１．４ｇ／ｄ荷重下での接線の傾きＮ１と０．２５ｇ／ｄ荷重下での接線の傾きＮ２との比Ｎ１／Ｎ２が０．８〜１．３であることが好ましい。これによって、ベルトの振動入力に対するベルト層の振動抑制にばらつきが発生しない。
【００１１】
上記の有機繊維コードは、総表示デニール数の３０％以上がポリエチレン−２、６−ナフタレート繊維（以下「ＰＥＮ」と称す）で構成されるコードからなること、または、ポリエチレンテレフタレート繊維コードからなることが好ましい。
【００１２】
また、本発明では、ビードフィラー高さをタイヤ断面高さの２０〜６０％とすることにより、ロードノイズの低減と操縦安定性の向上を図ることができる。ビードフィラー高さが６０％を超えるとビードフィラーのボリュームが増えて剛性が上りすぎてロードノイズが増加する。２０％に満たないと剛性が足りず操縦安定性が低下する。
【００１３】
ビードフィラーは、前記カーカスのカーカス本体とカーカス折返し部との間で挟むと共に、ビードコアーの直上の基部を半径方向外側に向けて先細りとし、かつこの基部上端からフィラー先端にかけてほぼ一定の断面幅で延在することが好ましい。これによって、ビードフィラーの高さを確保すると同時に余分なボリュームを削って全体ボリュームを小さくし、ロードノイズ低減と操縦安定性を両立する上で、ビード部剛性を最適化することができる。また、上記したベルト補強層繊維コードの特性を併せると、ロードノイズ低減効果がより有効に発揮する。
【００１４】
本発明の空気入りラジアルタイヤは、カーカス折返し部のタイヤ幅方向外側にコード方向がタイヤ半径方向に対し１０度〜６０度傾斜しているビード補強層を配置すること、ビード補強層高さがタイヤ断面高さの２０〜６０％であること、ビード補強層高さがビードフィラー高さよりも大きいこと、カーカス折り返し部高さが、タイヤ断面高さの１５〜４０％であり、かつ、ビードフィラー高さより低いことが、ビード部剛性の更なる最適化を図るために、好ましいものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明に従う実施の形態を説明する。
【００１６】
図１は第1 の実施形態を示す乗用車用空気入りラジアルタイヤの幅方向半断面図である。同図において、タイヤは、ビードコアー１の周りにタイヤ内側から外側に折返して係止されるカーカス２と、このカーカス２のクラウン部に位置するトレッド部３と、カーカス２のサイドウォール部４と、トレッド部３の半径方向内側に配置された少なくとも二層のベルト層５と、このベルト層５の外周側にトレッド部全体及び／又は両端部に少なくとも一枚よりなるベルト補強層６とを備えると共に、前記ベルト補強層６は繊維コードを1 本又は複数本含むゴム引きされた狭幅のストリップを前記コードがタイヤ周方向に実質上平行になるように螺旋状に巻回されることにより形成し、ビードコアー１の直上にビードフィラー７を配置している。カーカス２は、レーヨンコードに代表される繊維コードを実質的にタイヤ周方向と直交する方向に配列されており、少なくとも一枚の層から構成されている。ベルト層５は芳香族ポリアミド繊維又はスチールコードに代表される非伸長性コードがタイヤ周方向（又はタイヤ赤道面）に対し１０°〜３０°の傾斜角度で配列されており、少なくとも２枚、コードが異なる方向に交差するように重ね合わされている。
【００１７】
ビードフィラー７は、カーカス本体とカーカス折返し部８との間に挟まれると共に、ビードコアー１直上から基部７Ａが断面ほぼ三角形に先細りとなり、基部７Ａの上部からビードフィラー上端に至る区域７Ｂはほぼ一定の断面幅で延びている。ビード部９底面からビードフィラー７の上端までの高さ（「ビードフィラー高さ」と称す）Ｌは、ビード部底面からトレッド部３の上端までの高さ（「タイヤ断面高さ」と称す）Ｔの２０〜６０％であり、このときビード部底面からカーカス折返し部上端までの高さ（「カーカス折返し部高さ」と称す）Ｋは、タイヤ断面高さＴの１５〜４０％であり、かつ、ビードフィラー高さＬよりも低いものである。ビードフィラーゴムの硬度はＪＩＳＫ６２５３−１９９３記載のタイプＡデュロメータ硬さで７６〜９９度である。
【００１８】
カーカス折り返し部のタイヤ幅方向外側にはスチールコードをタイヤ半径方向に対し１０°〜６０°に傾斜してなるビード補強層１０が配置されている。ビード部底面からビード補強層８の上端までの高さ（「ビード補強層高さ」と称す）Ｍは、タイヤ断面高さＴの２０〜６０％であり、かつ、ビードフィラー高さＬよりも低い。
【００１９】
図１に示すベルト補強層６は、トレッド部３全体にわたり、ベルト層５の外周側に第1 のベルト補強層１１を一層巻き付け、その外周側の両端部にさらに第2 ベルト補強層１２を一層巻き付ける例である。他の配置例としては、第１のベルト補強層１１を一層または二層のみにする例、第1 のベルト層１１及び一層又は二層の第２ベルト層１２の組合せの例が適用される。
【００２０】
ベルト補強層６のコードは有機繊維コードからなり、同コードが５０±５℃において、１．４ｇ／ｄ荷重下の伸度が１．８％以下であり、かつ１７０±５℃において、０．７ｇ／ｄ荷重下の伸度が２．０〜３．０％であることが好ましい。このベルト補強層６は螺旋状に巻回されるが、狭幅のストリップの側部同士を突き合わせる方式、一部をオーバーラップさせる方式、隣接ストリップ間に間隔を設ける方式などが適用される。
【００２１】
図２は本発明の別の実施形態であり、ビードフィラー７をフィラー底面からフィラー上端にかけてほぼ均等に細くしていく例である。他の構造は第1 の実施形態と同一であるのでその説明は省略する。
【００２２】
【実施例】
表１に従うタイヤを試作した。タイヤサイズは２２５／６０Ｒ１６、リムサイズは７ＪＪである。発明タイヤのキャップ１１、レイヤー１２は共に表２に従うＰＥＮコードを１層配置した。図１のビードフィラー７の各寸法は、ビードフィラー高さ４５ｍｍ、フィラー底面幅６ｍｍ、フィラー基部高さ２５ｍｍである。フィラーゴムの硬度はＪＩＳＫ６２５３−１９９３記載のタイプＡデュロメータ硬さが９８度である。ビード補強層１０はスチールコードを半径方向に対し２２°傾斜してカーカス折返し部の外側に1 層配置した。従来／比較／発明タイヤにおいて、表２に表示されていない構造はいずれのタイヤも同じである。
【００２３】
試作タイヤを内圧２．０ｋｇｆ／ｃｍ² で７ＪＪのリムに組み込むとともに、国産４０００ｃｃクラスの乗用車に装着し、車内騒音・操縦安定性を評価した。
【００２４】
（１）車内騒音
時速６０ｋｍ／ｈで走行したときの車内での騒音レベルｄＢ（Ａ）を測定した。
（２）操縦安定性
テストコードでのジグザグ走行、高速コーナーリングを含めたテストドライバーによるフィーリング評価である。評価は従来タイヤに対し若干優れている場合が＋１点、若干悪い場合が−１点、明瞭に分かる場合が±２点である。
【００２５】
【表１】

【００２６】
【表２】

【００２７】
表１によると、キャップ１１、レイヤー１２にＰＥＮコードを使用し、ビードフィラー高さを２０％以上にした本発明タイヤは車内騒音が低下すると同時に操縦安定性が向上している。特に、ビードフィラー７が図１の形状である場合は車内騒音低下と操縦安定性向上が顕著である。これにビード補強層１０を配置すると操縦安定性がさらに増し、カーカスにレーヨンコードを用いると車内騒音がより低減し、微少な振動がほとんど生じない。
【００２８】
【発明の効果】
本発明の空気入りラジアルタイヤによれば、操縦安定性に優れ、ロードノイズを低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る一実施形態を示す空気入りラジアルタイヤの半断面図、
【図２】本発明に係る他の実施形態を示す空気入りラジアルタイヤの半断面図である。
【符号の説明】
１ビードコアー
２カーカス
３クラウン部
４サイドウォール部
５ベルト層
６ベルト補強層
７ビードフィラー
８カーカス折返し部
９ビード部
１０ビード補強層
１１キャップ（第1 のベルト補強層）
１２レイヤー（第2 のベルト補強層）

Claims

一対のビード部と、両ビード部にまたがって延びるトロイド状のカーカスと、当該カーカスのクラウン部に位置するトレッド部と、前記カーカスのサイドウォール部とを備えると共に、前記トレッド部の内側に少なくとも二層のベルト層と、このベルト層の半径方向外側に少なくとも一枚よりなるベルト補強層をトレッド部全体及び／又は両端部に配設し、前記ベルト補強層は繊維コードを1 本又は複数本含むゴム引きされた狭幅のストリップを前記コードがタイヤ周方向に実質上平行になるように螺旋状に巻回されることにより形成され、前記ビード部のビードコアー直上にビードフィラーが配置された空気入りラジアルタイヤにおいて、前記ベルト補強層コードが有機繊維コードからなり、かつ、前記繊維コードが５０±５°Ｃにおいて、１．４ｇ／ｄ荷重下の伸度が１．８％以下であり、かつ１７０±５°Ｃにおいて、０．７ｇ／ｄ荷重下の伸度が２．０〜６．０％であり、ビードフィラー高さがタイヤ断面高さの２０〜６０％であることを特徴とする空気入りラジアルタイヤ。
前記ビードフィラーは、前記カーカスのカーカス本体とカーカス折返し部との間で挟まれると共に、ビードコアーの直上の基部が半径方向外側に向けて先細りとなり、かつこの基部上端からフィラー先端にかけてほぼ一定の断面幅で延在す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。
前記カーカス折返し部のタイヤ幅方向外側にコード方向がタイヤ半径方向に対し１０度〜６０度傾斜しているビード補強層を配置した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。
ビード補強層高さがタイヤ断面高さの２０〜６０％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。
ビード補強層高さがビードフィラー高さよりも大きいことを特徴とする請求項３又は４記載の空気入りラジアルタイヤ。
カーカス折り返し部高さが、タイヤ断面高さの１５〜４０％であり、かつ、ビードフィラー高さより低いことを特徴とする請求項１乃至５記載の空気入りラジアルタイヤ。
前記繊維コードが５０±５℃において、１．４ｇ／ｄ荷重下の伸度が１．８％以下であり、かつ
１７０±５℃において、０．７ｇ／ｄ荷重下の伸度が２．０〜３．０％であることを特徴とする請求項１乃至６記載の空気入りラジアルタイヤ。
前記有機繊維コードは５０±５℃における応力−伸度曲線の１．４ｇ／ｄ荷重下での接線の傾きＮ１と０．２５ｇ／ｄ荷重下での接線の傾きＮ２との比Ｎ１／Ｎ２が０．８〜１．３であることを特徴とする請求項１乃至７記載の空気入りラジアルタイヤ。
前記繊維コードは総表示デニール数の３０％以上がポリエチレン−２、６−ナフタレート繊維で構成されるコードからなることを特徴とする請求項１乃至８記載の空気入りラジアルタイヤ。
前記繊維コードはポリエチレンテレフタレート繊維コードからなることを特徴とする請求項１乃至９記載の空気入りラジアルタイヤ。
前記ベルト層コードがスチールコードからなることを特徴とする請求項１乃至１０記載の空気入りラジアルタイヤ。