JP3848721B2

JP3848721B2 - 空気入りラジアルタイヤの製造方法

Info

Publication number: JP3848721B2
Application number: JP07600797A
Authority: JP
Inventors: 知彦小暮; 英一飯田; 貴行豊島
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 1997-01-16
Filing date: 1997-03-27
Publication date: 2006-11-22
Anticipated expiration: 2017-03-27
Also published as: JPH10258607A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、乗用車用又は軽トラック用に好適な空気入りラジアルタイヤの製造方法に関し、さらに詳しくは、タイヤ性能を低下させることなく、ロードノイズを低減するようにした空気入りラジアルタイヤの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、乗用車や軽トラック用の空気入りラジアルタイヤは、複数本の有機繊維コードをラジアル方向に配列させたカーカス層を有し、そのカーカス層は同一材質で同一物性のカーカスコードが等間隔に配置するように構成されている。このようにコードを均等に配列したカーカス層は一つの集合体としての物性を呈し、特定の周波数で共振するようになるので、その共振周波数付近の振動が入力されると、タイヤ全体が共振を起こすことになる。そして、タイヤ全体が共振を起こすと、それがホイールに伝播し、車両懸架装置を介してボディを振動させ、車室内にロードノイズとして拡散することによって乗員に不快感を与えていた。
【０００３】
この対策として、タイヤの各部位のゴムの粘弾性や質量又は補強層の剛性等を操作したり、カーカスコードの撚り数をタイヤ周方向に不均一にし、タイヤの持つ共振周波数と車両の持つ共振周波数とを互いにずらすことにより、ロードノイズの改善を図る手法が用いられていた。しかしながら、これら従来の手法では、共振周波数を分散させる効果が不十分であり、また共振周波数の分散効果を高めようとすると、タイヤ性能が低下してしまうという問題があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、タイヤ性能を低下させることなく、ロードノイズを低減することを可能にした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。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明の空気入りラジアルタイヤの製造方法は、左右一対のビード部間に、複数本の有機繊維コードをラジアル方向に配列させたカーカス層を装架すると共に、タイヤ周方向の少なくとも３０％の領域の有機繊維コードの張力を変化させ、該領域中の有機繊維コードの張力の最大最小比率を１．１５〜４．０の範囲にした空気入りラジアルタイヤを製造する方法であって、前記有機繊維コードに対してグリーンタイヤの状態で張力の変化を与え、該グリーンタイヤをベルト層及びトレッドゴムを貼り付けた後に加硫成形するようにしたことを特徴とするものである。
また、上記目的を達成するための本発明の空気入りラジアルタイヤの製造方法は、左右一対のビード部間に、複数本の有機繊維コードをラジアル方向に配列させたカーカス層を装架すると共に、タイヤ周方向の少なくとも３０％の領域の有機繊維コードの張力を変化させ、該領域中の有機繊維コードの張力の最大最小比率を１．１５〜４．０の範囲にし、かつ該領域中の有機繊維コードの張力、中間伸度、弾性率又は配置間隔からなる各変動要素の最大最小比率の積を１．１５〜７．０の範囲にした空気入りラジアルタイヤを製造する方法であって、前記有機繊維コードに対してグリーンタイヤの状態で張力の変化を与え、該グリーンタイヤをベルト層及びトレッドゴムを貼り付けた後に加硫成形するようにしたことを特徴とするものである。
【０００６】
このようにカーカス層を構成する有機繊維コードの張力をタイヤ周方向に不均一にランダマイズし、タイヤ周方向に剛性変化を与えてタイヤの持つ共振周波数を分散させ、共振ピークでの振幅を小さくすることにより、ロードノイズを従来の手法に比べて効果的に低減することができる。しかも、有機繊維コードの張力、中間伸度、弾性率及びコード配置間隔は上記範囲で変化させる限りにおいて、タイヤ性能を実質的に低下させることはない。
【０００７】
本発明では、互いに隣接する２本の有機繊維コードの張力、中間伸度、弾性率又はコード配置間隔の上記変化はタイヤ周方向に全長にわたることが好ましいが、必ずしもタイヤ全周にわたって変化させる必要はなく、タイヤ周方向の少なくとも３０％の領域、好ましくは５０％以上の領域において変化させるようにすればよい。従って、各変動要素は、一部の領域では従来タイヤと同様にタイヤ周方向に規則的になっていたり、或いは不規則に変化させることができる。また、変動要素は２種又はそれ以上を組み合わせてもよい。
【０００８】
本発明において、有機繊維コードの中間伸度は、コード１本当たり６．８ｋｇの荷重を負荷したときに測定したものである。また、有機繊維コードの張力、中間伸度、弾性率は、それぞれ２０℃における条件下に測定したものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の構成について添付の図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の実施態様からなる空気入りラジアルタイヤを例示するものである。図１において、カーカス層１はタイヤ周方向に対して略９０°の角度をなすように配向させた複数本の有機繊維コード２から構成されている。カーカス層１は左右一対のビード部３間に装架されており、このカーカス層１の両端部がそれぞれ左右一対のビードコア４の廻りにタイヤ内側から外側へ折り返されている。また、ビードコア４の外周面上には、硬質ゴムからなるビードフィラー５が配置されており、このビードフィラー５がビードコア４と共にカーカス層１の両端部に巻き込まれている。
【００１０】
トレッド部６において、カーカス層１の外周部には、複数本のスチールコードからなる補強コードをタイヤ周方向に対して傾斜するように配列した２層のベルト層７が埋設されている。この２層のベルト層７の補強コードは、タイヤ周方向に対して１５〜６０°の角度で傾斜するように配向されると共に、層間で互いに交差するように配列されている。このベルト層７の外周側には、該ベルト層７を保護するベルトカバー層８が積層されている。一方、トレッド部６の踏面には、タイヤ周方向に延びる複数の主溝９を含む適宜のトレッドパターンが形成されている。
【００１１】
次に、カーカス層１の有機繊維コード２について、タイヤ側面から見た要部拡大図を参照して説明する。カーカス層１を構成する有機繊維コード２は、少なくともタイヤ周方向の３０％にわたる領域において、図２、図３、図４のような配置にし、剛性変化が与えられるようになっている。
図２の実施形態では、有機繊維コード２が間隔Ｓ₁をもってタイヤ周方向に均等な配置間隔（ピッチ）で配列されている。しかし、複数本の有機繊維コード２の張力、中間伸度及び弾性率のうち少なくとも１つがタイヤ周方向に不均一になるように配列して剛性変化が与えられている。
【００１２】
有機繊維コード２の張力を変化させる場合は、同一材質又は異種材質のコードを使用し、生タイヤ成形時に少なくともタイヤ周方向の３０％の領域に存在する有機繊維コード２に与える張力を変化させればよい。その張力の変化としては、上記領域中の有機繊維コード２の最大張力と最小張力との比率を１．１５〜４．０の範囲に設定する。
【００１３】
有機繊維コード２の中間伸度を変化させる場合は、異種材質のコードを使用し、少なくともタイヤ周方向の３０％の領域に存在する有機繊維コード２の中間伸度を変化させればよい。或いは、同一材料であっても、予め熱処理時のコード張力を変化させた複数種類のものを用意し、それらをランダムに引き揃えることにより中間伸度を変化させたカーカス層１を製作してもよい。その中間伸度の変化としては、上記領域中の有機繊維コード２の最大中間伸度と最小中間伸度との比率を１．１５〜４．０の範囲に設定する。
【００１４】
有機繊維コード２の弾性率を変化させる場合は、弾性率が互いに異なる異種材質のコードを使用し、少なくともタイヤ周方向の３０％の領域に存在する有機繊維コード２の弾性率を変化させればよい。その弾性率の変化としては、上記領域中の有機繊維コード２の最大弾性率と最小弾性率との比率を１．１５〜４．０の範囲に設定する。
【００１５】
一方、有機繊維コード２のコード配置間隔（ピッチ）を変化させる場合は、図３に示すように、同じ大きさの複数の間隔Ｓ₁に対して、その間隔Ｓ₁よりも大きい間隔Ｓ₂を規則的に配置したり、或いは、図４に示すように、互いに大きさが異なる複数種類の間隔Ｓ₁，Ｓ₂，Ｓ₃を無作為に配置したりすればよい。いずれの場合も、少なくともタイヤ周方向の３０％の領域における有機繊維コード２の配置間隔を変化させ、上記領域中の有機繊維コード２の最大間隔と最小間隔との比率を１．１５〜７．０の範囲に設定する。
【００１６】
なお、有機繊維コード２のコード配置間隔を変化させる場合、張力、中間伸度又は弾性率を同時に変化させてもよい。これら有機繊維コード２の張力、中間伸度、弾性率又は配置間隔からなる変動要素を組み合わせて変化させる場合は、少なくともタイヤ周方向の３０％の領域における各変動要素の最大最小比率の積を１．１５〜７．０の範囲に設定する。
【００１７】
上述のように有機繊維コード２の張力、中間伸度、弾性率又はコード配置間隔を不均一にすることにより、タイヤ周方向の剛性が変化し、タイヤの持つ共振周波数を分散させることができるので、ロードノイズを効果的に低減することができる。しかしながら、有機繊維コード２の張力、中間伸度、弾性率及びコード配置間隔の比率が上記範囲の下限値よりも低くなると、ロードノイズの低減効果が不十分になり、逆に上限値を超えると、タイヤ周方向の剛性差が過大となるためタイヤの耐久性が著しく低下してしまう。
【００１８】
本発明において、有機繊維コード２の張力、中間伸度、弾性率又はコード配置間隔の各変動要素は、上記関係において相対的に変化させればよいが、各変動要素の絶対的な大きさは少なくとも３段階、望ましくは４段階以上にすることが好ましく、必要に応じて更に細分化した無段階変調にしてもよい。例えば、各変動要素の大きさを３段階とした場合、その種類はＳ₁〜Ｓ₃の３種類になり、ｎ段階とした場合、その種類はＳ₁〜Ｓ_nのｎ種類になる。
【００１９】
従って、本発明では、各変動要素の大きさの種類を変更したり、配列順序を変更することにより、各変動要素の比率を変更することができる。また、各変動要素に周期的な強弱を持たせ、その周期を変化させてもよい。各変動要素の配列はＳ₁，Ｓ₂，Ｓ₃，Ｓ₂，Ｓ₁，Ｓ₂・・・と単純周期にしてもよいし、パターンノイズの低減手法として利用される周波数変調理論に基づいて配列してもよい。各変動要素の配列に周波数変調理論を応用すると、共振周波数の分散効果をより一層高めることができる。
【００２０】
また、各変動要素の大きさの種類、比率及び周期数は、トレッドパターンのピッチ配列とは異ならせるように設定することが好ましい。このようにカーカス層１に基づく振動伝播とトレッドパターンに基づく振動伝播とを異ならせることにより、タイヤ全体として共振周波数の分散効果を更に高めることができる。
次に、上述の空気入りラジアルタイヤを製造する方法を例示する。図５（ａ）〜（ｅ）は、カーカス層を構成する有機繊維コードの張力をタイヤ周方向に変化させる場合の製造方法を示すものである。先ず、図５（ａ）に示すように、複数本の有機繊維コード１１を幅方向に配列させた帯状のカーカス材１２を、成形ドラム１３の外周面に巻き付け、そのタイヤ周方向両端部を互いに接合する。
【００２１】
次に、図５（ｂ）に示すように、タイヤ周方向にランダムに選択した有機繊維コード１１の両端部を、左右一対の把持爪１４によって挟んでタイヤ幅方向に引っ張ることにより、有機繊維コード１１の張力をタイヤ周方向にムラを持たせて不均一にする。この状態から、図５（ｃ）に示すように、カーカス材１２からなる筒状体１５の外周面に左右一対のビードワイヤ１６を嵌め込むことにより、有機繊維コード１１の張力を保持するようにする。
【００２２】
次いで、図５（ｄ）に示すように、カーカス材１２のタイヤ幅方向両端部をビードワイヤ１６の廻りにターンナップし、またカーカス材１２を左右一対のビードワイヤ１６，１６間でタイヤ内側から膨張させることにより、図５（ｅ）のようなグリーンタイヤ１７を成形する。このグリーンタイヤ１７をベルト層やトレッドゴム等を貼り付けた後に加硫成形することにより、カーカス層を構成する有機繊維コードの張力をタイヤ周方向にランダマイズさせた空気入りラジアルタイヤを得ることができる。
【００２３】
図６（ａ）〜（ｃ）は、有機繊維コードに張力変化を与える他の製造方法を示すものである。先ず、図６（ａ）に示すように、左右両側にそれぞれ複数のフック２１を互いに対向するように環状に配置し、これら複数のフック２１に対して１本又は複数本の有機繊維コード２２を左右交互にジグザグに引っ掛けていく。このとき、有機繊維コード２２の張力をタイヤ周方向にムラを生じるように変化させ、フック２１によって有機繊維コード２２がズレないようにロックする。
【００２４】
このようにして図６（ｂ）に示す有機繊維コード２２からなる筒状体２３において、有機繊維コード２２の張力を例えばタイヤ周方向にＳ₁，Ｓ₂，Ｓ₃の３段階にする。この筒状体２３は、図５の実施形態と同様に成形ドラムの外周面上に設けてコートゴムを貼り付けた後に左右一対のビードワイヤを嵌め込んでグリーンタイヤを成形するようにしてもよく、或いはタイヤ成形用中子の外側に配置すると共に環状に配置された複数のフック２１をビード径まで縮径して左右一対のビードワイヤを取り付けることにより、図６（ｃ）のようなグリーンタイヤ２４を成形するようにしてもよい。このグリーンタイヤ２４をベルト層やトレッドゴム等を貼り付けた後に加硫成形することにより、カーカス層を構成する有機繊維コードの張力をタイヤ周方向にランダマイズさせた空気入りラジアルタイヤを得ることができる。
【００２５】
図７（ａ）〜（ｃ）は、カーカス層を構成する有機繊維コードの配置間隔をタイヤ周方向に変化させる場合の製造方法を示すものである。先ず、図７（ａ）に示すように、左右両側にそれぞれ複数のフック２１を互いに対向するように環状に配置し、これら複数のフック２１に対して１本又は複数本の有機繊維コード２２を左右交互にジグザグに引っ掛けていく。そして、図７（ｂ）に示すように、複数のフック２１の相互間隔を変化させることにより、有機繊維コード２２の配置間隔をタイヤ周方向にムラを生じるように変化させる。
【００２６】
有機繊維コード２２からなる筒状体２３は、図６の実施形態と同様の成形工程を経ることにより、図７（ｃ）のようなグリーンタイヤ２４を成形することができる。このグリーンタイヤ２４をベルト層やトレッドゴム等を貼り付けた後に加硫成形することにより、カーカス層を構成する有機繊維コードの間隔をタイヤ周方向にランダマイズさせた空気入りラジアルタイヤを得ることができる。
【００２７】
【実施例】
タイヤサイズを２０５／６５Ｒ１５とし、図１のタイヤ構造を有する空気入りラジアルタイヤにおいて、タイヤ周方向の３０％の領域でカーカス層の有機繊維コードの張力、中間伸度、弾性率又は配置間隔からなる変動要素を変化させ、該領域中の各変動要素の最大最小比率を表１のようにした従来タイヤ、本発明タイヤ１及び比較タイヤ１〜３を製作した。
【００２８】
これら試験タイヤについて、下記試験方法によりロードノイズを測定し、また耐久性を評価し、その結果を表１に示した。
ロードノイズ：
各試験タイヤを空気圧２．０ｋｇ／ｃｍ²として排気量２５００ｃｃの乗用車に装着し、粗い路面を速度５０ｋｍ／ｈで走行し、車室内の運転席窓側耳位置における周波数０〜４００Ｈｚのオーバーオールのロードノイズ（ＯＡ）を測定した。その結果は、従来タイヤの測定値を基準値とし、この基準値からの相対値で示した。なお、表中の△は減量値を示す。
【００２９】
荷重耐久性：
各試験タイヤについてＪＩＳＤ−４２３０に準拠してドラム試験を行って荷重耐久性を評価し、その結果を従来タイヤを１００とする指数で示した。この指数値が大きいほど荷重耐久性が優れている。
【００３０】
【表１】

【００３１】
この表１から明らかなように、本発明タイヤ１は、従来タイヤに比べてロードノイズが低減されており、しかも従来と同等の荷重耐久性を維持していた。また、変動要素の最大最小比率又はその積を過大にした比較タイヤ１〜３は、ロードノイズが低減されていたものの、荷重耐久性が従来よりも著しく低下していた。
【００３８】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、カーカス層を構成する有機繊維コードに対してグリーンタイヤの状態で張力の変化を与え、該グリーンタイヤをベルト層及びトレッドゴムを貼り付けた後に加硫成形し、それによって、カーカス層を構成する有機繊維コードの張力を特定の比率でタイヤ周方向に不均一にランダマイズしたことにより、タイヤ性能を低下させることなく、ロードノイズを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の空気入りラジアルタイヤを例示するタイヤ子午線半断面図である。
【図２】図１におけるカーカス層の一例を示す要部拡大側面図である。
【図３】図１におけるカーカス層の他の例を示す要部拡大側面図である。
【図４】図１におけるカーカス層の更に他の例を示す要部拡大側面図である。
【図５】（ａ）〜（ｅ）は、本発明の実施形態からなる空気入りラジアルタイヤの製造方法を例示する概略図である。
【図６】（ａ）〜（ｃ）は、本発明の実施形態からなる空気入りラジアルタイヤの他の製造方法を例示する概略図である。
【図７】（ａ）〜（ｃ）は、カーカス層を構成する有機繊維コードの配置間隔をタイヤ周方向に変化させる方法を例示する概略図である。
【符号の説明】
１カーカス層
２有機繊維コード
３ビード部

Claims

左右一対のビード部間に、複数本の有機繊維コードをラジアル方向に配列させたカーカス層を装架すると共に、タイヤ周方向の少なくとも３０％の領域の有機繊維コードの張力を変化させ、該領域中の有機繊維コードの張力の最大最小比率を１．１５〜４．０の範囲にした空気入りラジアルタイヤを製造する方法であって、前記有機繊維コードに対してグリーンタイヤの状態で張力の変化を与え、該グリーンタイヤをベルト層及びトレッドゴムを貼り付けた後に加硫成形するようにした空気入りラジアルタイヤの製造方法。
左右一対のビード部間に、複数本の有機繊維コードをラジアル方向に配列させたカーカス層を装架すると共に、タイヤ周方向の少なくとも３０％の領域の有機繊維コードの張力を変化させ、該領域中の有機繊維コードの張力の最大最小比率を１．１５〜４．０の範囲にし、かつ該領域中の有機繊維コードの張力、中間伸度、弾性率又は配置間隔からなる各変動要素の最大最小比率の積を１．１５〜７．０の範囲にした空気入りラジアルタイヤを製造する方法であって、前記有機繊維コードに対してグリーンタイヤの状態で張力の変化を与え、該グリーンタイヤをベルト層及びトレッドゴムを貼り付けた後に加硫成形するようにした空気入りラジアルタイヤの製造方法。
前記グリーンタイヤの成形工程において、有機繊維コードをタイヤ幅方向に配列させたカーカス材を用い、該カーカス材から選択された任意の有機繊維コードの両端部を把持爪によって挟んでタイヤ幅方向に引っ張ることで該有機繊維コードに対して張力の変化を与えるようにした請求項１又は請求項２に記載の空気入りラジアルタイヤの製造方法。
前記グリーンタイヤの成形工程において、互いに対向するように配置された複数のフックに対して１本又は複数本の有機繊維コードを左右交互にジグザグに引っ掛けていき、その際の張力を変化させることで該有機繊維コードに対して張力の変化を与えるようにした請求項１又は請求項２に記載の空気入りラジアルタイヤの製造方法。