JP4414540B2 - ラジアルタイヤ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、タイヤのロードノイズ低減を摩耗末期まで抑制できるラジアルタイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】
車輌の高級化、高品質化に伴い、特に乗用車においては車輌の低振動化が近年急激に進みつつある中、タイヤとしての要求特性にも低騒音化が求められている。
【０００３】
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ひろい、その振動が伝達されて車内の空気を振動させることに基づいて発生する、いわゆるロードノイズの改良要求は、極めて高くなってきている。
【０００４】
従来より存在するロードノイズ低減方法としては、最も基本的にはタイヤトレッド部のゴムを軟化させる手法がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した手法によるロードノイズを低減する方法は、トレッドゴムを軟化することによってロードノイズを低減できても、耐摩耗性が大きく低下し、また操縦安定性も大幅に悪化するため実用的でない。
【０００６】
上記の諸問題を解決するために、ベルト補強層にＰＥＮ等の高モジュラス繊維を用い、例えば、１００〜４００Ｈz のロードノイズを大幅に低減した空気入りタイヤ（特開平９−０６６７０５号等）が提案されている。
【０００７】
ＰＥＮ等に代表される高温で伸度が高く、低温で伸度が低い特性を持つ繊維は、タイヤの製造が容易でかつノイズ低減効果が高いことから、ロードノイズ低減を目的として空気入りタイヤのベルト補強層として使用されている。
【０００８】
しかし、ＰＥＮ等の高モジュラス繊維をベルト補強層として用いると、新品時のロードノイズは低減できるが、走行を重ねることによりロードノイズが悪化する問題がある。
【０００９】
本発明は上記事実を考慮し、新品時のロードノイズの低減を図りつつ、走行によるロードノイズ低減の悪化を抑制できるラジアルタイヤを提供することが目的である。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、一対のビード部と、両ビード部にトロイド状に跨がると共に端部がビードコアの回りをタイヤ内側から外側へ巻き上げられる少なくとも１枚のカーカスプライからなるカーカスと、前記カーカスプライの本体部分と巻き上げ部分との間に配置され前記ビードコアのタイヤ径方向外側へ延びるビードフィラーと、前記カーカスのクラウン部に位置するトレッド部と、前記カーカスのタイヤ幅方向外側に配置されるサイドトレッド部と、を備えると共に、前記トレッド部の内側に配置された少なくとも二層のベルト層の外周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、前記ベルト補強層が繊維コードを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、平行になるようにラセン状にエンドレスに巻きつけることにより形成されるラジアルタイヤであって、前記ベルト補強層コードが有機繊維コードからなり、かつ前記有機繊維コードが５０±５°Ｃにおいて、１．４ｇ／ｄ荷重下の伸度が１．５％以上２．５％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％以上３．３％以下であり、前記サイドトレッド部と前記カーカスとの間に、少なくともタイヤ径方向内側端が前記ビードフィラーと重なり合う繊維補強ゴム層が配置され、タイヤ断面高さをＳＨ、タイヤ径方向内側端からタイヤ径方向に沿って計測したビードフィラーの径方向外側端の高さをＢＦｈ、タイヤ径方向内側端からタイヤ径方向に沿って計測した前記繊維補強ゴム層のタイヤ径方向外側端の位置をＳｈ、前記繊維補強ゴム層のゲージをｔ、としたときに、ＢＦｈ／ＳＨ＝１５〜３５％、Ｓｈ／ＳＨ＝６０〜７５％、ｔ＝０．３〜１．５mm、に設定されており、前記繊維補強ゴム層の繊維は、太さが０．１〜１．０μｍであることを特徴としている。
【００１１】
次に、請求項１に記載のラジアルタイヤの作用を説明する。
【００１２】
本発明のラジアルタイヤでは、ベルト層の外周側に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、ベルト補強層が繊維コードを複数本含むゴム引きされた狭幅のストリップをコードがタイヤ周方向に実質上平行になるようにラセン状にエンドレスに巻きつけられ、またベルト補強層のコードが有機繊維コードからなり、さらにこの繊維コードは５０±５°Ｃ、１．４ｇ／ｄ（１２．３ｍＮ／ｄｔｅｘ）荷重下の伸度が１．５％以上２．５％以下であり、かつ１７０±５°Ｃ、０．７ｇ／ｄ（６．２ｍＮ／ｄｔｅｘ）荷重下の伸度が２．０％以上３．３％以下としている。
【００１３】
このように、トレッド部全体及び／又はトレッド部の両端のサイド部に近い位置に、ベルト補強層をラセン状に巻きつけ、さらにこの補強層に用いるコードのモジュラスを高めて、タイヤ周方向の張力の高いバリヤー状補強層が配置されることによって、トレッド部の周方向の張力剛性が大きくなり、ベルトのいわゆるタガ効果が高まるため、タイヤ走行中時に路面の大小の凹凸の振動をトレッド面でひろいにくく、タイヤサイド部−リム部−ホイールヘと伝達されて車内に伝わる振動が減少し、つまりロードノイズが低減される。
【００１４】
ベルト補強層は前記のようなラセン状に巻回した構造でなければ、タイヤ周方向にジョイントができてしまうため、周方向の張力が向上するよりも、ジョイント部でのジョイント上、下の層間のズレが発生してしまい、前記のようなコード物性を限定しても効果が見られない上、ジョイントによるユニフォミティーも著しく悪化し好ましくない。
【００１５】
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２．５％以下としている。
【００１６】
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２．５％を越えるとこのベルトの振動を抑えきれず、ロードノイズ低減効果は得にくくなる。
【００１７】
また、ベルト補強層の繊維コードは５０±５°Ｃにおける応力一伸度曲線の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。
【００１８】
これによって、ベルトの振動入力に対するバリアー効果に均一性が保たれ、大入力及び小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。
【００１９】
例えば、Ｎ1 ／Ｎ2 が０．８未満の場合、大きな入力に対するバリアー効果が低下し、振動低減効果が小さくなり、Ｎ1 ／Ｎ2 が１．３を超える場合、小さな入力に対するバリアー効果が低下し、振動低減効果が小さくなる。
【００２０】
その結果、トレッド部全体の振動が発生し、ロードノイズは悪化する。
【００２１】
この大入力および小入力に対するバリアー効果、すなわちロードノイズ低減効果は補強層コードの大荷重下と小荷重下における各々モジュラスの絶対値より、その比によって大きく左右される。
【００２２】
さらに、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、０．７ｇ／ｄ荷重下の伸度が２．０％以上３．３％以下であることが必要である。
【００２３】
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、金型内面に押しつける時、拡張率が一定でないトレッド各部を十分な伸びを持って金型に密着させるため、ラセン状に巻きつ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％以上３．３％以下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、耐偏摩耗性は優れたものとなる。
【００２４】
有機繊維コードは加硫時の１５０〜１８０°Ｃのような高温において、十分な伸びを有し、製品タイヤにおいては、ベルト層を強く保持する、高い弾性率を維持する性質を有することができるため、これらの効果を発現する。
【００２５】
ここで、０．７ｇ／ｄの荷重での伸度としているのは加硫金型内でのラセン状に巻きつけたベルド補強層繊維コード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。
【００２６】
この伸度が高弾性率の通常のアラミドコードのように２．０％未満である場合、上記の説明からわかるように、加硫金型内でトレッドの充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、また操縦安定性等も悪化する。
【００２７】
また、伸度が３．３％を超える場合、タイヤを加硫金型から取りはずした後、内圧充填冷却（ポストキュアーインフレーション）時に、トレッド部の周方向の伸びが大きくなり、高速耐久性が悪くなる。
【００２８】
さらに、本発明のラジアルタイヤでは、走行の積み重ねにより硬化を起こしロードノイズの悪化に影響の大きい硬度の高いゴムからなるビードフィラーの高さを従来よりも低くしたので、走行の積み重ねによるロードノイズの悪化を抑えることが出来る。なお、ビードフィラーを低くしたことによる剛性の低下は、走行の積み重ねによる硬化を生じることのない繊維補強ゴム層で補っているので、タイヤの横剛性、縦剛性を維持しつつ、上記のようにロードノイズの悪化を抑えることが出来る。
【００２９】
なお、ＢＦｈ／ＳＨが１５％未満になると、タイヤの横剛性、縦剛性が低下し、操縦安定性が低下する。
【００３０】
一方、ＢＦｈ／ＳＨが３５％を越えると、ビードフィラーのボリュームが大きくなるので、ビードフィラーの硬化による影響が大きくなり、ロードノイズの悪化を招く。
【００３１】
Ｓｈ／ＳＨが６０％未満になると、タイヤの横剛性、縦剛性が低下し、操縦安定性が低下する。
【００３２】
Ｓｈ／ＳＨが７５％を越えると、タイヤの横剛性、縦剛性が高くなり過ぎ、ロードノイズが悪化する。
【００３３】
ｔが０．３mm未満になると、タイヤの横剛性、縦剛性が低下し、操縦安定性が低下する。
【００３４】
ｔが１．５mmを越えると、タイヤの横剛性、縦剛性が高くなり過ぎ、ロードノイズが悪化する。
本発明のラジアルタイヤでは、繊維補強ゴム層の繊維の太さを０．１〜１．０μｍとしたので、確実な補強効果が得られる。
なお、繊維の太さが０．１μｍ未満になると確実な補強効果が得られなくなる。
一方、繊維の太さが１．０μｍを越えると、繊維補強ゴム層の耐久性が低下する。
【００３５】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記繊維補強ゴム層の繊維は、長さが１０〜２０００μｍである、ことを特徴としている。
【００３６】
次に、請求項２に記載のラジアルタイヤの作用を説明する。
【００３７】
請求項２に記載のラジアルタイヤは、繊維補強ゴム層の繊維の長さを１０〜２０００μｍとしたので、確実な補強効果が得られる。
【００３８】
繊維補強ゴム層の繊維の長さが１０μｍ未満になると確実な補強効果が得られなくなる。
一方、繊維の長さが２０００μｍを越えると、繊維補強ゴム層の耐久性が低下する。
【００３９】
請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載のラジアルタイヤにおいて、前記繊維補強ゴム層の繊維の配合量は、前記繊維補強ゴム層のゴム成分１００重量部に対して、５〜３０重量部であることを特徴としている。
【００４０】
次に、請求項３に記載のラジアルタイヤの作用を説明する。
【００４１】
繊維補強ゴム層の繊維の配合量を、繊維補強ゴム層のゴム成分１００重量部に対して５〜３０重量部とすることにより、ビードフィラーの高さを低くしたことによる剛性の低下を補うことができる。
【００４２】
なお、繊維補強ゴム層の繊維の配合量が５重量部未満になると、補強効果を確保するために繊維補強ゴム層を厚くしなければならず、タイヤ重量が増加する。
【００４３】
一方、繊維の配合量が３０重量部を越えると、繊維補強ゴム層が脆くなったり、必要以上の補強を行うことによるロードノイズの悪化を招く。
【００４４】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載のラジアルタイヤにおいて、前記繊維補強ゴム層の繊維の配合量は、前記繊維補強ゴム層のゴム成分１００重量部に対して、１０〜２０重量部であることを特徴としている。
【００４５】
次に、請求項４に記載のラジアルタイヤの作用を説明する。
【００４６】
繊維補強ゴム層の繊維の配合量を、繊維補強ゴム層のゴム成分１００重量部に対して１０〜２０重量部とすることにより、ビードフィラーの高さを低くしたことによる剛性の低下を補うこととタイヤ重量とを高次元でバランスさせることができる。
【００４７】
【００４８】
【００４９】
【００５０】
【００５１】
【００５２】
【００５３】
【００５４】
【００５５】
【００５６】
【００５７】
請求項５に記載の発明は、請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載のラジアルタイヤにおいて、前記繊維はナイロン繊維であることを特徴としている。
【００５８】
次に、請求項５に記載のラジアルタイヤの作用を説明する。
【００５９】
ナイロン繊維は、ゴムとの相性が良く、安価であり、補強効果も高いためタイヤの補強として好ましい。
【００６０】
【００６１】
【００６２】
【００６３】
【００６４】
【００６５】
【００６６】
【００６７】
【００６８】
【００６９】
【発明の実施の形態】
次に、本発明のラジアルタイヤの一実施形態を図面にしたがって説明する。
【００７０】
図１に示すように、ラジアルタイヤ１０はビード部１１に埋設されたビードコア１２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１４を備えている。
【００７１】
本実施形態のカーカス１４は、２枚のカーカスプライから構成されているが、カーカスプライの枚数はこれに限らない。なお、カーカスプライは、繊維コードを実質的に周方向と直交する方向に配列されている。
【００７２】
カーカス１４の本体部１４Ａと巻上部１４Ｂとの間には、ビードコア１２のタイヤ径方向外側へ向かって硬質のゴムからなるビードフィラー１５が延びている。
【００７３】
また、ラジアルタイヤ１０は、カーカス１４のクラウン部に位置するトレッド部１６と、カーカス１４のサイド部に位置するサイドトレッド部１８と、トレッド部１６の内側に配置された少なくとも二層のベルト層２０を備えている。
【００７４】
ベルト層２０はアラミド繊維及びスチールコードに代表される非伸長性コードが周方向（またはタイヤ赤道面ＣＬ）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、互いの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。
【００７５】
ベルト層２０の外周側には、ベルト補強層２２が設けられている。
【００７６】
ベルト補強層２２は、ベルト層２０全体を覆う幅広の第１ベルト補強層２２Ａと、ベルト層２０の端部付近を覆う幅狭の第２ベルト補強層２２Ｂから構成されている（Ｃ／Ｌ構造）。
【００７７】
第１ベルト補強層２２Ａ及び第２ベルト補強層２２Ｂは、各々繊維コードを復数本含むゴム引きされた狭幅のストリップを、前記繊維コードがタイヤ周方向に実質的に平行（０°〜５°）になるようにラセン状（スパイラル状）に、エンドレスに巻きつけられている。
【００７８】
なお、第１ベルト補強層２２Ａ及び第２ベルト補強層２２Ｂは、ベルト層２０の幅方向外側にはみ出した方がよい。
【００７９】
ここで、第１ベルト補強層２２Ａ及び第２ベルト補強層２２Ｂに用いる繊維コードは、５０±５°Ｃにおいて、１．４ｇ／ｄ荷重下の伸度が１．５％以上２．５％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％以上３．３％以下である有機繊維コードであり、５０±５°Ｃにおいて、１．４ｇ／ｄ荷重下の伸度が１．６％以上２．３％以下であり、かつ１７０±５°Ｃにおいて、０．７ｇ／ｄ荷重下の伸度が２．３％以上３．０％以下である有機繊維コードであることが好ましい。
【００８０】
有機繊維、例えば、ポリエチレン−２，６−ナフタレートは８５モル％以上がポリエチレン−２，６−ナフタレートからなる重合体を用いることができる。
【００８１】
この重合体は公知の方法例えば特開平５−１６３６１２の２欄２６行〜３欄２１行に従って合成することができ、同特許の４欄７行〜５欄３５行に従って原糸を製造することができる。
【００８２】
この重合体は通常の溶融重合、固相重合のいずれの方法によっても合成できる。
【００８３】
また、有機繊維コードは、総表示デニール数の３０％以上（残りは他の有機繊維）がポリエチレン−２，６−ナフタレート繊維で構成されることが好ましく、総表示デニール数の８０％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ことが更に好ましく、総表示デニール数の実質的に１００％がポリエチレン−２，６−ナフタレート繊維で構成されることが最も好ましい。
【００８４】
なお、このラジアルタイヤ１０は、一般のラジアルタイヤと同様の行程を経て製造される。
【００８５】
なお、第１ベルト補強層２２Ａ及び第２ベルト補強層２２Ｂの有機繊維コードは、原糸を下撚りし、これを２本又は３本合わせて、逆方向に上撚りし、後で定義する撚り係数Ｒが０．２０〜０．７２であることが好ましく、０．２０〜０．５０であることがさらに好ましい。
【００８６】
これによって、コードに適度の集束性が与えられるため、高レベルのロードノイズ低減効果が得られる。
【００８７】
撚り係数Ｒは、０．２０未満ではコード−ゴム間の接着性が悪くなり、０．７２を越えると伸びが増大し、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。
【００８８】
なお、前記撚り係数Ｒとは、Ｒ＝Ｎ×（０．１３９×Ｄ／ρ）1/2 ×１０-3〔式中、Ｎ：コードの撚り数（回／１０ｃｍ）、Ｄ：コードの総表示デニール数、ρ：コードの比重〕で定義される。
【００８９】
なお、前述の各種の測定、試験方法は次の通りである。
・１７０±５°Ｃにおける０．７ｇ／ｄの荷重下での伸度の測定
２０〜３０°Ｃ（室温）でコードに０．０１６７ｇ／ｄの荷重をかけた状態からコードの雰囲気温度を８０°Ｃ／分の速度で１７０±５°Ｃに昇温し、１０分間安定させる。
【００９０】
その後、３０ｍｍ／分の速度で０．７ｇ／ｄの荷重になるまで引っ張る。
【００９１】
その状態で、１０分間クリープさせた時点でのコードの長さを測定し、室温時にコードに０．０１６７ｇ／ｄの荷重をかけた時の長さと比べ、その伸びた分を室温時のコードに０．０１６７ｇ／ｄの荷重をかけた長さで除して、１７０±５°Ｃにおける０．７ｇ／ｄ荷重下での伸度（％）とした。
【００９２】
尚、初期サンプル長さは、２５０ｍｍで行った。
【００９３】
・５０±５°Ｃにおける１．４ｇ／ｄ荷重下での伸度の測定 ２０〜３０°Ｃ（室温）でコードに０．０１６７ｇ／ｄの荷重をかけた状態からコードの雰囲気温度を５°Ｃ／分の速度で５０±５°Ｃに昇温し、５分間安定させる。
【００９４】
その後、３００ｍｍ／分の速度でコードが破断するまで引張り、応力一伸度曲線を描き、その応力一伸度曲線から１．４ｇ／ｄ応力時の伸度を読み取り、これを５０±５°Ｃにおける１．４ｇ／ｄ荷重下での伸度とした。
【００９５】
・５０±５°Ｃにおける応力一伸度曲線の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 の比Ｎ1 ／Ｎ2 の測定 前項で作成した応力一伸度曲線の１．４ｇ／ｄ荷重点及び０．２５ｇ／ｄ荷重点において、接線を描き、単位伸度当りの荷重（ｇ／ｄ）をそれぞれＮ1 及びＮ2 とする。
【００９６】
これは、接線の傾きであり、Ｎ1 をＮ2 で除した値を求めた。
【００９７】
・ｔａｎδの測定は粘弾性測定装置（東洋精機製作所社製）を使用し、温度３０°Ｃ、歪１％、周波数５０Ｈｚでｔａｎδを測定した。
【００９８】
サイドトレッド部１８とカーカス１４との間には、タイヤ径方向内側端がビードフィラー１５と重なり合う繊維補強ゴム層（ＦＲＲ）２４が配置されている。
【００９９】
ここで、タイヤ断面高さをＳＨ、タイヤ径方向内側端からタイヤ径方向に沿って計測したビードフィラー１５の径方向外側端の高さをＢＦｈ、タイヤ径方向内側端からタイヤ径方向に沿って計測した繊維補強ゴム層２４のタイヤ径方向外側端の位置をＳｈ、繊維補強ゴム層２４のゲージをｔ、としたときに、各々ＢＦｈ／ＳＨ＝１５〜３５％、Ｓｈ／ＳＨ＝６０〜７５％、ｔ＝０．３〜１．５mmの範囲内に設定されている。
【０１００】
また、タイヤ径方向内側端からタイヤ径方向に沿って計測したカーカス１４の巻上部１４Ｂの巻き上げ端の高さをＰｈとしたときに、Ｐｈ／ＳＨ＝５０〜６０％とすることが好ましい。
【０１０１】
繊維補強ゴム層２４に配合する繊維としては、例えば、ナイロン−６、ＰＥＴ、ＰＥＮ等を上げることができるが、ゴムを補強できる材質であれば上記の材質に限らない。
【０１０２】
また、繊維の太さは０．１〜１．０μｍ、長さは１０〜２０００μｍの範囲内が好ましい。
【０１０３】
また、繊維補強ゴム層２４の繊維のタイヤ周方向に対する角度は、０°〜３０°の範囲内が好ましい。
【０１０４】
なお、本実施形態では、繊維補強ゴム層２４に配合する繊維としてナイロン−６（太さ０．１〜１．０μｍ、長さ１０〜２０００μｍ）を用いており、繊維の角度を±２０°に設定している。
【０１０５】
トレッド部１６には、ウエット性能を確保するために、周方向に沿って延びる主溝１７が複数本形成されている。なお、トレッド部１６には、周方向に延びる主溝１７の他にラグ溝が形成されていても良い。
（作用）
次に、ラジアルタイヤ１０の作用を説明する。
【０１０６】
本実施形態のラジアルタイヤ１０のように、ベルト層２０の外周にベルト補強層２２（第１ベルト補強層２２Ａ及び第２ベルト補強層２２Ｂ）を設けたので、ベルト層２０のいわゆるタガ効果が高まるため、タイヤ走行中時に路面の大小の凹凸の振動をトレッド面でひろいにくく、サイドトレッド部１８−リム部−ホイールヘと伝達されて車内に伝わる振動が減少、つまりロードノイズが低減される。
【０１０７】
また、ベルト補強層２２に用いる有機繊維コードが通常のタイヤ走行時にベルト補強層２２の受ける温度、すなわち５０±５°Ｃにおける１．４ｇ／ｄ荷重下の伸度を２．５％以下としているので、路面の凹凸によるベルト層２０の振動を低減することができる。
【０１０８】
また、ベルト補強層２２に用いる有機繊維コードの５０±５°Ｃにおける応力一伸度曲線の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 を０．８〜１．３としたので、ベルト層２０の振動入力に対するバリアー効果に均一性が保たれ、大入力及び小入力に対するベルト層２０の振動抑制にばらつきが発生しない。
【０１０９】
さらに、ベルト補強層２２の有機繊維コードは、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における０．７ｇ／ｄ荷重下の伸度を２．０％以上３．３％以下としたので、タイヤの加硫成型性が良好となり、ベルト補強層２２の性状が均一となり、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、耐偏摩耗性が優れたものとなる。
【０１１０】
有機繊維コードは、加硫時の１５０〜１８０°Ｃのような高温において、十分な伸びを有し、製品タイヤにおいては、ベルト層２０を強く保持する、高い弾性率を維持する性質を有することができるため、これらの効果を発現する。
【０１１１】
ベルト補強層２２の有機繊維コードは、原糸を下撚りし、これを２本又は３本合わせて、逆方向に上撚りし、撚り係数Ｒを０．２０〜０．７２の範囲内としたので、有機繊維コードに適度の集束性が与えられるため、高レベルのロードノイズ低減効果が得られる。
【０１１２】
ここで、本実施形態のラジアルタイヤ１０では、走行の積み重ねにより硬化を起こしロードノイズの悪化に影響の大きい硬度の高いゴムからなるビードフィラー１５の高さを従来よりも低くしたので、走行の積み重ねによるロードノイズの悪化を抑えることが出来る。
【０１１３】
なお、ビードフィラー１５を低くしたことによる剛性の低下は、走行の積み重ねによる硬化を生じることのないナイロン繊維を配合した繊維補強ゴム層２４で補っているので、タイヤの横剛性、縦剛性を維持しつつ、上記のようにロードノイズの悪化を抑えることが出来る。
【０１１４】
なお、ＢＦｈ／ＳＨが１５％未満になると、タイヤの横剛性、縦剛性が低下し、操縦安定性が低下する。
【０１１５】
一方、ＢＦｈ／ＳＨが３５％を越えると、ビードフィラー１５のボリュームが大きくなるので、ビードフィラー１５の硬化による影響が大きくなり、ロードノイズの悪化を招く。
【０１１６】
Ｓｈ／ＳＨが６０％未満になると、タイヤの横剛性、縦剛性が低下し、操縦安定性が低下する。
【０１１７】
Ｓｈ／ＳＨが７５％を越えると、タイヤの横剛性、縦剛性が高くなり過ぎ、ロードノイズが悪化する。
【０１１８】
ｔが０．３mm未満になると、タイヤの横剛性、縦剛性が低下し、操縦安定性が低下する。
【０１１９】
ｔが１．５mmを越えると、タイヤの横剛性、縦剛性が高くなり過ぎ、ロードノイズが悪化する。
【０１２０】
繊維補強ゴム層２４の繊維のタイヤ周方向に対する角度が０°〜３０°の範囲から外れると、補強効果を確保するために繊維補強ゴム層２４を厚くしなければならず、タイヤ重量が増加する。
【０１２１】
繊維の配合量が５重量部未満になると、補強効果を確保するために繊維補強ゴム層２４を厚くしなければならず、タイヤ重量が増加する。
【０１２２】
繊維の配合量が３０重量部を越えると、繊維補強ゴム層２４が脆くなったり、必要以上の補強を行うことによるロードノイズの悪化を招く。
【０１２３】
なお、繊維補強ゴム層２４の繊維の配合量を、繊維補強ゴム層２４のゴム成分１００重量部に対して１０〜２０重量部とすることにより、ビードフィラー１５の高さを低くしたことによる剛性の低下を補うこととタイヤ重量とを高次元でバランスさせることができる。
【０１２４】
繊維補強ゴム層２４の繊維の太さが０．１μｍ未満になると確実な補強効果が得られなくなる。
【０１２５】
繊維の太さが１．０μｍを越えると、繊維補強ゴム層２４の耐久性が低下する。
【０１２６】
繊維補強ゴム層２４の繊維の長さが１０μｍ未満になると確実な補強効果が得られなくなる。
【０１２７】
繊維の長さが２０００μｍを越えると、繊維補強ゴム層２４の耐久性が低下する。
（試験例）
本発明の効果を確かめるため、比較例のタイヤ３種と本発明の適用された実施例のタイヤ１種とを用意し、走行音試験及び操縦安定性試験を行った。
【０１２８】
（１） 後記の実施例及び比較例のタイヤは下記の通りである。
【０１２９】
使用タイヤサイズは、２０５／６５Ｒ１５のチューブレス構造であり、タイヤの製造は、加硫条件１７０°Ｃ×１３分、ポストキュアインフレーション条件内圧２５０ｋＰＡ、２６分で行った。
【０１３０】
カーカスは、１０００D/2 （１０００デニール２本撚り）の撚り数（下撚り×上撚り）４７×４７（回／１０ｃｍ）のポリエチレンテレフタレートコードを使用したものを２枚、打込み数は５５．０本／５ｃｍのものを用いた。
【０１３１】
ベルト層は、１×５×０．２３構造のスチールコードからなるプライを２枚配置し、コードの打込み角度は周方向に対して左右それぞれ２６°、コードの打込み数は４０．０本／５ｃｍである。
【０１３２】
ベルト補強層は、周方向に対して角度０°〜５°でベルト層外側にラセン状に巻きつけた。
【０１３３】
ベルト補強層は図１に示す配置とした。
【０１３４】
この際、１層の第１ベルト補強層をベルト層の径方向外側全体を覆うように、ベルト層の両端で各々２．５mm広く巻きつけ、さらにその外周側の両端部に１層の第２ベルト補強層を一層各２５mm幅になるように巻き付けた。
【０１３５】
この補強層は５〜２０mm程度の狭幅のストリップを用いて、前記方法によりベルト層上に形成した。
【０１３６】
・走行音試験：２０５／６５Ｒ１５、内圧２００ｋＰＡ、リムサイズ６Ｊ−１５の供試タイヤを２０００ｃｃ排気量セダンタイプの自動車（国産車）に４輪とも装着し、ロードノイズ評価路のテストコースで６０ｋｍ／時の速度で走行し、テストドライバーによるフィーリング評価を行った。
【０１３７】
なお、タイヤは、新品タイヤと、３００００km走行後のタイヤの両方を計測した。
【０１３８】
評価は、比較例１の走行音を１００とする指数で表し、数値が大きい程走行音が小さいことを表している。
【０１３９】
・操縦安定性試験：テストコース（乾燥路）で種々のモードで走行し、テストドライバーによるフィーリング評価を行った。
【０１４０】
評価は、比較例１を１００とする指数で示しており、数値が大きいほど操縦安定性に優れていることを表している。
【０１４１】
実施例のタイヤ：繊維補強ゴム層が設けられているタイヤであり、ベルト補強層の有機繊維コードとして用いられるポリエチレン−２，６−ナフタレート（ＰＥＮ）コードは表示デニールが１６７０ｄｔｅｘ／２、下撚りが３９回／１０ｃｍ、上撚りが３９回／１０ｃｍ〔撚り数が下×上（回／１０ｃｍ）３９×３９と表示〕撚り係数が０．６８であり、５０±５°Ｃにおける１．４ｇ／ｄ荷重下の伸度が１．８％、１７０±５°Ｃにおける０．７ｇ／ｄ荷重下の伸度が２．６％である。その他の諸元は表１内に示す通りである。
【０１４２】
比較例１のタイヤ：繊維補強ゴム層が設けられていないタイヤであり、ベルト補強層の有機繊維コードとして用いられるナイロンコードは表示デニールが１４００ｄｔｅｘ／２、下撚りが１３回／１０ｃｍ、上撚りが１３回／１０ｃｍ〔撚り数が下×上（回／１０ｃｍ）１３×１３と表示〕撚り係数が０．２２８であり、５０±５°Ｃにおける１．４ｇ／ｄ荷重下の伸度が４．２％、１７０±５°Ｃにおける０．７ｇ／ｄ荷重下の伸度が４．５％である。その他の諸元は表１内に示す通りである。
【０１４３】
比較例２のタイヤ：繊維補強ゴム層が設けられていないタイヤであり、ベルト補強層の有機繊維コードとして用いられるポリエチレン−２，６−ナフタレート（ＰＥＮ）コードは表示デニールが１６７０ｄｔｅｘ／２、下撚りが３９回／１０ｃｍ、上撚りが３９回／１０ｃｍ〔撚り数が下×上（回／１０ｃｍ）３９×３９と表示〕撚り係数が０．６８であり、５０±５°Ｃにおける１．４ｇ／ｄ荷重下の伸度が１．８％、１７０±５°Ｃにおける０．７ｇ／ｄ荷重下の伸度が２．６％である。その他の諸元は表１内に示す通りである。
【０１４４】
比較例３のタイヤ：繊維補強ゴム層を設けたタイヤであり、ベルト補強層の有機繊維コードとして用いられるナイロンコードは表示デニールが１４００ｄｔｅｘ／２、下撚りが１３回／１０ｃｍ、上撚りが１３回／１０ｃｍ〔撚り数が下×上（回／１０ｃｍ）１３×１３と表示〕撚り係数が０．２２８であり、５０±５°Ｃにおける１．４ｇ／ｄ荷重下の伸度が４．２％、１７０±５°Ｃにおける０．７ｇ／ｄ荷重下の伸度が４．５％である。その他の諸元は表１内に示す通りである。
【０１４５】
このような材料及び構造を有するラジアルタイヤに関し、走行音、操縦安定性を評価した結果を以下の表１に示す。
【０１４６】
【表１】
【０１４７】
試験の結果から、本発明の提供された実施例のタイヤは、新品時のロードノイズが低く、３万km走行後もロードノイズが低く抑えられていることが分かる。
【０１４８】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に記載のラジアルタイヤは上記の構成としたので、新品時のロードノイズの低減を図りつつ、走行によるロードノイズ低減の悪化を抑制できる、という優れた効果を有する。また、繊維補強ゴム層により確実に補強を行える、という優れた効果を有する。
【０１４９】
請求項２に記載のラジアルタイヤは上記の構成としたので、確実に補強を行える、という優れた効果を有する。
【０１５０】
請求項３に記載のラジアルタイヤは上記の構成としたので、タイヤ重量の増加を抑えることができる、という優れた効果を有する。
【０１５１】
請求項４に記載のラジアルタイヤは上記の構成としたので、ビードフィラーの高さを低くしたことによる剛性の低下を補うこととタイヤ重量とを高次元でバランスさせることができる、という優れた効果を有する。
【０１５２】
【０１５３】
【０１５４】
請求項５に記載のラジアルタイヤは上記の構成としたので、安価に提供できる、という優れた効果を有する。
【０１５５】
【０１５６】
【０１５７】
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施形態に係るラジアルタイヤの断面図である。
【符号の説明】
１０ ラジアルタイヤ
１１ ビード部
１４ カーカス
１５ ビードフィラー
１６ トレッド部
１８ サイドトレッド部
２０ ベルト層
２２ ベルト補強層
２４ 繊維補強ゴム層
【発明の属する技術分野】
本発明は、タイヤのロードノイズ低減を摩耗末期まで抑制できるラジアルタイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】
車輌の高級化、高品質化に伴い、特に乗用車においては車輌の低振動化が近年急激に進みつつある中、タイヤとしての要求特性にも低騒音化が求められている。
【０００３】
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ひろい、その振動が伝達されて車内の空気を振動させることに基づいて発生する、いわゆるロードノイズの改良要求は、極めて高くなってきている。
【０００４】
従来より存在するロードノイズ低減方法としては、最も基本的にはタイヤトレッド部のゴムを軟化させる手法がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した手法によるロードノイズを低減する方法は、トレッドゴムを軟化することによってロードノイズを低減できても、耐摩耗性が大きく低下し、また操縦安定性も大幅に悪化するため実用的でない。
【０００６】
上記の諸問題を解決するために、ベルト補強層にＰＥＮ等の高モジュラス繊維を用い、例えば、１００〜４００Ｈz のロードノイズを大幅に低減した空気入りタイヤ（特開平９−０６６７０５号等）が提案されている。
【０００７】
ＰＥＮ等に代表される高温で伸度が高く、低温で伸度が低い特性を持つ繊維は、タイヤの製造が容易でかつノイズ低減効果が高いことから、ロードノイズ低減を目的として空気入りタイヤのベルト補強層として使用されている。
【０００８】
しかし、ＰＥＮ等の高モジュラス繊維をベルト補強層として用いると、新品時のロードノイズは低減できるが、走行を重ねることによりロードノイズが悪化する問題がある。
【０００９】
本発明は上記事実を考慮し、新品時のロードノイズの低減を図りつつ、走行によるロードノイズ低減の悪化を抑制できるラジアルタイヤを提供することが目的である。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、一対のビード部と、両ビード部にトロイド状に跨がると共に端部がビードコアの回りをタイヤ内側から外側へ巻き上げられる少なくとも１枚のカーカスプライからなるカーカスと、前記カーカスプライの本体部分と巻き上げ部分との間に配置され前記ビードコアのタイヤ径方向外側へ延びるビードフィラーと、前記カーカスのクラウン部に位置するトレッド部と、前記カーカスのタイヤ幅方向外側に配置されるサイドトレッド部と、を備えると共に、前記トレッド部の内側に配置された少なくとも二層のベルト層の外周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、前記ベルト補強層が繊維コードを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、平行になるようにラセン状にエンドレスに巻きつけることにより形成されるラジアルタイヤであって、前記ベルト補強層コードが有機繊維コードからなり、かつ前記有機繊維コードが５０±５°Ｃにおいて、１．４ｇ／ｄ荷重下の伸度が１．５％以上２．５％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％以上３．３％以下であり、前記サイドトレッド部と前記カーカスとの間に、少なくともタイヤ径方向内側端が前記ビードフィラーと重なり合う繊維補強ゴム層が配置され、タイヤ断面高さをＳＨ、タイヤ径方向内側端からタイヤ径方向に沿って計測したビードフィラーの径方向外側端の高さをＢＦｈ、タイヤ径方向内側端からタイヤ径方向に沿って計測した前記繊維補強ゴム層のタイヤ径方向外側端の位置をＳｈ、前記繊維補強ゴム層のゲージをｔ、としたときに、ＢＦｈ／ＳＨ＝１５〜３５％、Ｓｈ／ＳＨ＝６０〜７５％、ｔ＝０．３〜１．５mm、に設定されており、前記繊維補強ゴム層の繊維は、太さが０．１〜１．０μｍであることを特徴としている。
【００１１】
次に、請求項１に記載のラジアルタイヤの作用を説明する。
【００１２】
本発明のラジアルタイヤでは、ベルト層の外周側に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、ベルト補強層が繊維コードを複数本含むゴム引きされた狭幅のストリップをコードがタイヤ周方向に実質上平行になるようにラセン状にエンドレスに巻きつけられ、またベルト補強層のコードが有機繊維コードからなり、さらにこの繊維コードは５０±５°Ｃ、１．４ｇ／ｄ（１２．３ｍＮ／ｄｔｅｘ）荷重下の伸度が１．５％以上２．５％以下であり、かつ１７０±５°Ｃ、０．７ｇ／ｄ（６．２ｍＮ／ｄｔｅｘ）荷重下の伸度が２．０％以上３．３％以下としている。
【００１３】
このように、トレッド部全体及び／又はトレッド部の両端のサイド部に近い位置に、ベルト補強層をラセン状に巻きつけ、さらにこの補強層に用いるコードのモジュラスを高めて、タイヤ周方向の張力の高いバリヤー状補強層が配置されることによって、トレッド部の周方向の張力剛性が大きくなり、ベルトのいわゆるタガ効果が高まるため、タイヤ走行中時に路面の大小の凹凸の振動をトレッド面でひろいにくく、タイヤサイド部−リム部−ホイールヘと伝達されて車内に伝わる振動が減少し、つまりロードノイズが低減される。
【００１４】
ベルト補強層は前記のようなラセン状に巻回した構造でなければ、タイヤ周方向にジョイントができてしまうため、周方向の張力が向上するよりも、ジョイント部でのジョイント上、下の層間のズレが発生してしまい、前記のようなコード物性を限定しても効果が見られない上、ジョイントによるユニフォミティーも著しく悪化し好ましくない。
【００１５】
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２．５％以下としている。
【００１６】
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２．５％を越えるとこのベルトの振動を抑えきれず、ロードノイズ低減効果は得にくくなる。
【００１７】
また、ベルト補強層の繊維コードは５０±５°Ｃにおける応力一伸度曲線の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。
【００１８】
これによって、ベルトの振動入力に対するバリアー効果に均一性が保たれ、大入力及び小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。
【００１９】
例えば、Ｎ1 ／Ｎ2 が０．８未満の場合、大きな入力に対するバリアー効果が低下し、振動低減効果が小さくなり、Ｎ1 ／Ｎ2 が１．３を超える場合、小さな入力に対するバリアー効果が低下し、振動低減効果が小さくなる。
【００２０】
その結果、トレッド部全体の振動が発生し、ロードノイズは悪化する。
【００２１】
この大入力および小入力に対するバリアー効果、すなわちロードノイズ低減効果は補強層コードの大荷重下と小荷重下における各々モジュラスの絶対値より、その比によって大きく左右される。
【００２２】
さらに、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、０．７ｇ／ｄ荷重下の伸度が２．０％以上３．３％以下であることが必要である。
【００２３】
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、金型内面に押しつける時、拡張率が一定でないトレッド各部を十分な伸びを持って金型に密着させるため、ラセン状に巻きつ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％以上３．３％以下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、耐偏摩耗性は優れたものとなる。
【００２４】
有機繊維コードは加硫時の１５０〜１８０°Ｃのような高温において、十分な伸びを有し、製品タイヤにおいては、ベルト層を強く保持する、高い弾性率を維持する性質を有することができるため、これらの効果を発現する。
【００２５】
ここで、０．７ｇ／ｄの荷重での伸度としているのは加硫金型内でのラセン状に巻きつけたベルド補強層繊維コード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。
【００２６】
この伸度が高弾性率の通常のアラミドコードのように２．０％未満である場合、上記の説明からわかるように、加硫金型内でトレッドの充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、また操縦安定性等も悪化する。
【００２７】
また、伸度が３．３％を超える場合、タイヤを加硫金型から取りはずした後、内圧充填冷却（ポストキュアーインフレーション）時に、トレッド部の周方向の伸びが大きくなり、高速耐久性が悪くなる。
【００２８】
さらに、本発明のラジアルタイヤでは、走行の積み重ねにより硬化を起こしロードノイズの悪化に影響の大きい硬度の高いゴムからなるビードフィラーの高さを従来よりも低くしたので、走行の積み重ねによるロードノイズの悪化を抑えることが出来る。なお、ビードフィラーを低くしたことによる剛性の低下は、走行の積み重ねによる硬化を生じることのない繊維補強ゴム層で補っているので、タイヤの横剛性、縦剛性を維持しつつ、上記のようにロードノイズの悪化を抑えることが出来る。
【００２９】
なお、ＢＦｈ／ＳＨが１５％未満になると、タイヤの横剛性、縦剛性が低下し、操縦安定性が低下する。
【００３０】
一方、ＢＦｈ／ＳＨが３５％を越えると、ビードフィラーのボリュームが大きくなるので、ビードフィラーの硬化による影響が大きくなり、ロードノイズの悪化を招く。
【００３１】
Ｓｈ／ＳＨが６０％未満になると、タイヤの横剛性、縦剛性が低下し、操縦安定性が低下する。
【００３２】
Ｓｈ／ＳＨが７５％を越えると、タイヤの横剛性、縦剛性が高くなり過ぎ、ロードノイズが悪化する。
【００３３】
ｔが０．３mm未満になると、タイヤの横剛性、縦剛性が低下し、操縦安定性が低下する。
【００３４】
ｔが１．５mmを越えると、タイヤの横剛性、縦剛性が高くなり過ぎ、ロードノイズが悪化する。
本発明のラジアルタイヤでは、繊維補強ゴム層の繊維の太さを０．１〜１．０μｍとしたので、確実な補強効果が得られる。
なお、繊維の太さが０．１μｍ未満になると確実な補強効果が得られなくなる。
一方、繊維の太さが１．０μｍを越えると、繊維補強ゴム層の耐久性が低下する。
【００３５】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記繊維補強ゴム層の繊維は、長さが１０〜２０００μｍである、ことを特徴としている。
【００３６】
次に、請求項２に記載のラジアルタイヤの作用を説明する。
【００３７】
請求項２に記載のラジアルタイヤは、繊維補強ゴム層の繊維の長さを１０〜２０００μｍとしたので、確実な補強効果が得られる。
【００３８】
繊維補強ゴム層の繊維の長さが１０μｍ未満になると確実な補強効果が得られなくなる。
一方、繊維の長さが２０００μｍを越えると、繊維補強ゴム層の耐久性が低下する。
【００３９】
請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載のラジアルタイヤにおいて、前記繊維補強ゴム層の繊維の配合量は、前記繊維補強ゴム層のゴム成分１００重量部に対して、５〜３０重量部であることを特徴としている。
【００４０】
次に、請求項３に記載のラジアルタイヤの作用を説明する。
【００４１】
繊維補強ゴム層の繊維の配合量を、繊維補強ゴム層のゴム成分１００重量部に対して５〜３０重量部とすることにより、ビードフィラーの高さを低くしたことによる剛性の低下を補うことができる。
【００４２】
なお、繊維補強ゴム層の繊維の配合量が５重量部未満になると、補強効果を確保するために繊維補強ゴム層を厚くしなければならず、タイヤ重量が増加する。
【００４３】
一方、繊維の配合量が３０重量部を越えると、繊維補強ゴム層が脆くなったり、必要以上の補強を行うことによるロードノイズの悪化を招く。
【００４４】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載のラジアルタイヤにおいて、前記繊維補強ゴム層の繊維の配合量は、前記繊維補強ゴム層のゴム成分１００重量部に対して、１０〜２０重量部であることを特徴としている。
【００４５】
次に、請求項４に記載のラジアルタイヤの作用を説明する。
【００４６】
繊維補強ゴム層の繊維の配合量を、繊維補強ゴム層のゴム成分１００重量部に対して１０〜２０重量部とすることにより、ビードフィラーの高さを低くしたことによる剛性の低下を補うこととタイヤ重量とを高次元でバランスさせることができる。
【００４７】
【００４８】
【００４９】
【００５０】
【００５１】
【００５２】
【００５３】
【００５４】
【００５５】
【００５６】
【００５７】
請求項５に記載の発明は、請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載のラジアルタイヤにおいて、前記繊維はナイロン繊維であることを特徴としている。
【００５８】
次に、請求項５に記載のラジアルタイヤの作用を説明する。
【００５９】
ナイロン繊維は、ゴムとの相性が良く、安価であり、補強効果も高いためタイヤの補強として好ましい。
【００６０】
【００６１】
【００６２】
【００６３】
【００６４】
【００６５】
【００６６】
【００６７】
【００６８】
【００６９】
【発明の実施の形態】
次に、本発明のラジアルタイヤの一実施形態を図面にしたがって説明する。
【００７０】
図１に示すように、ラジアルタイヤ１０はビード部１１に埋設されたビードコア１２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１４を備えている。
【００７１】
本実施形態のカーカス１４は、２枚のカーカスプライから構成されているが、カーカスプライの枚数はこれに限らない。なお、カーカスプライは、繊維コードを実質的に周方向と直交する方向に配列されている。
【００７２】
カーカス１４の本体部１４Ａと巻上部１４Ｂとの間には、ビードコア１２のタイヤ径方向外側へ向かって硬質のゴムからなるビードフィラー１５が延びている。
【００７３】
また、ラジアルタイヤ１０は、カーカス１４のクラウン部に位置するトレッド部１６と、カーカス１４のサイド部に位置するサイドトレッド部１８と、トレッド部１６の内側に配置された少なくとも二層のベルト層２０を備えている。
【００７４】
ベルト層２０はアラミド繊維及びスチールコードに代表される非伸長性コードが周方向（またはタイヤ赤道面ＣＬ）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、互いの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。
【００７５】
ベルト層２０の外周側には、ベルト補強層２２が設けられている。
【００７６】
ベルト補強層２２は、ベルト層２０全体を覆う幅広の第１ベルト補強層２２Ａと、ベルト層２０の端部付近を覆う幅狭の第２ベルト補強層２２Ｂから構成されている（Ｃ／Ｌ構造）。
【００７７】
第１ベルト補強層２２Ａ及び第２ベルト補強層２２Ｂは、各々繊維コードを復数本含むゴム引きされた狭幅のストリップを、前記繊維コードがタイヤ周方向に実質的に平行（０°〜５°）になるようにラセン状（スパイラル状）に、エンドレスに巻きつけられている。
【００７８】
なお、第１ベルト補強層２２Ａ及び第２ベルト補強層２２Ｂは、ベルト層２０の幅方向外側にはみ出した方がよい。
【００７９】
ここで、第１ベルト補強層２２Ａ及び第２ベルト補強層２２Ｂに用いる繊維コードは、５０±５°Ｃにおいて、１．４ｇ／ｄ荷重下の伸度が１．５％以上２．５％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％以上３．３％以下である有機繊維コードであり、５０±５°Ｃにおいて、１．４ｇ／ｄ荷重下の伸度が１．６％以上２．３％以下であり、かつ１７０±５°Ｃにおいて、０．７ｇ／ｄ荷重下の伸度が２．３％以上３．０％以下である有機繊維コードであることが好ましい。
【００８０】
有機繊維、例えば、ポリエチレン−２，６−ナフタレートは８５モル％以上がポリエチレン−２，６−ナフタレートからなる重合体を用いることができる。
【００８１】
この重合体は公知の方法例えば特開平５−１６３６１２の２欄２６行〜３欄２１行に従って合成することができ、同特許の４欄７行〜５欄３５行に従って原糸を製造することができる。
【００８２】
この重合体は通常の溶融重合、固相重合のいずれの方法によっても合成できる。
【００８３】
また、有機繊維コードは、総表示デニール数の３０％以上（残りは他の有機繊維）がポリエチレン−２，６−ナフタレート繊維で構成されることが好ましく、総表示デニール数の８０％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ことが更に好ましく、総表示デニール数の実質的に１００％がポリエチレン−２，６−ナフタレート繊維で構成されることが最も好ましい。
【００８４】
なお、このラジアルタイヤ１０は、一般のラジアルタイヤと同様の行程を経て製造される。
【００８５】
なお、第１ベルト補強層２２Ａ及び第２ベルト補強層２２Ｂの有機繊維コードは、原糸を下撚りし、これを２本又は３本合わせて、逆方向に上撚りし、後で定義する撚り係数Ｒが０．２０〜０．７２であることが好ましく、０．２０〜０．５０であることがさらに好ましい。
【００８６】
これによって、コードに適度の集束性が与えられるため、高レベルのロードノイズ低減効果が得られる。
【００８７】
撚り係数Ｒは、０．２０未満ではコード−ゴム間の接着性が悪くなり、０．７２を越えると伸びが増大し、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。
【００８８】
なお、前記撚り係数Ｒとは、Ｒ＝Ｎ×（０．１３９×Ｄ／ρ）1/2 ×１０-3〔式中、Ｎ：コードの撚り数（回／１０ｃｍ）、Ｄ：コードの総表示デニール数、ρ：コードの比重〕で定義される。
【００８９】
なお、前述の各種の測定、試験方法は次の通りである。
・１７０±５°Ｃにおける０．７ｇ／ｄの荷重下での伸度の測定
２０〜３０°Ｃ（室温）でコードに０．０１６７ｇ／ｄの荷重をかけた状態からコードの雰囲気温度を８０°Ｃ／分の速度で１７０±５°Ｃに昇温し、１０分間安定させる。
【００９０】
その後、３０ｍｍ／分の速度で０．７ｇ／ｄの荷重になるまで引っ張る。
【００９１】
その状態で、１０分間クリープさせた時点でのコードの長さを測定し、室温時にコードに０．０１６７ｇ／ｄの荷重をかけた時の長さと比べ、その伸びた分を室温時のコードに０．０１６７ｇ／ｄの荷重をかけた長さで除して、１７０±５°Ｃにおける０．７ｇ／ｄ荷重下での伸度（％）とした。
【００９２】
尚、初期サンプル長さは、２５０ｍｍで行った。
【００９３】
・５０±５°Ｃにおける１．４ｇ／ｄ荷重下での伸度の測定 ２０〜３０°Ｃ（室温）でコードに０．０１６７ｇ／ｄの荷重をかけた状態からコードの雰囲気温度を５°Ｃ／分の速度で５０±５°Ｃに昇温し、５分間安定させる。
【００９４】
その後、３００ｍｍ／分の速度でコードが破断するまで引張り、応力一伸度曲線を描き、その応力一伸度曲線から１．４ｇ／ｄ応力時の伸度を読み取り、これを５０±５°Ｃにおける１．４ｇ／ｄ荷重下での伸度とした。
【００９５】
・５０±５°Ｃにおける応力一伸度曲線の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 の比Ｎ1 ／Ｎ2 の測定 前項で作成した応力一伸度曲線の１．４ｇ／ｄ荷重点及び０．２５ｇ／ｄ荷重点において、接線を描き、単位伸度当りの荷重（ｇ／ｄ）をそれぞれＮ1 及びＮ2 とする。
【００９６】
これは、接線の傾きであり、Ｎ1 をＮ2 で除した値を求めた。
【００９７】
・ｔａｎδの測定は粘弾性測定装置（東洋精機製作所社製）を使用し、温度３０°Ｃ、歪１％、周波数５０Ｈｚでｔａｎδを測定した。
【００９８】
サイドトレッド部１８とカーカス１４との間には、タイヤ径方向内側端がビードフィラー１５と重なり合う繊維補強ゴム層（ＦＲＲ）２４が配置されている。
【００９９】
ここで、タイヤ断面高さをＳＨ、タイヤ径方向内側端からタイヤ径方向に沿って計測したビードフィラー１５の径方向外側端の高さをＢＦｈ、タイヤ径方向内側端からタイヤ径方向に沿って計測した繊維補強ゴム層２４のタイヤ径方向外側端の位置をＳｈ、繊維補強ゴム層２４のゲージをｔ、としたときに、各々ＢＦｈ／ＳＨ＝１５〜３５％、Ｓｈ／ＳＨ＝６０〜７５％、ｔ＝０．３〜１．５mmの範囲内に設定されている。
【０１００】
また、タイヤ径方向内側端からタイヤ径方向に沿って計測したカーカス１４の巻上部１４Ｂの巻き上げ端の高さをＰｈとしたときに、Ｐｈ／ＳＨ＝５０〜６０％とすることが好ましい。
【０１０１】
繊維補強ゴム層２４に配合する繊維としては、例えば、ナイロン−６、ＰＥＴ、ＰＥＮ等を上げることができるが、ゴムを補強できる材質であれば上記の材質に限らない。
【０１０２】
また、繊維の太さは０．１〜１．０μｍ、長さは１０〜２０００μｍの範囲内が好ましい。
【０１０３】
また、繊維補強ゴム層２４の繊維のタイヤ周方向に対する角度は、０°〜３０°の範囲内が好ましい。
【０１０４】
なお、本実施形態では、繊維補強ゴム層２４に配合する繊維としてナイロン−６（太さ０．１〜１．０μｍ、長さ１０〜２０００μｍ）を用いており、繊維の角度を±２０°に設定している。
【０１０５】
トレッド部１６には、ウエット性能を確保するために、周方向に沿って延びる主溝１７が複数本形成されている。なお、トレッド部１６には、周方向に延びる主溝１７の他にラグ溝が形成されていても良い。
（作用）
次に、ラジアルタイヤ１０の作用を説明する。
【０１０６】
本実施形態のラジアルタイヤ１０のように、ベルト層２０の外周にベルト補強層２２（第１ベルト補強層２２Ａ及び第２ベルト補強層２２Ｂ）を設けたので、ベルト層２０のいわゆるタガ効果が高まるため、タイヤ走行中時に路面の大小の凹凸の振動をトレッド面でひろいにくく、サイドトレッド部１８−リム部−ホイールヘと伝達されて車内に伝わる振動が減少、つまりロードノイズが低減される。
【０１０７】
また、ベルト補強層２２に用いる有機繊維コードが通常のタイヤ走行時にベルト補強層２２の受ける温度、すなわち５０±５°Ｃにおける１．４ｇ／ｄ荷重下の伸度を２．５％以下としているので、路面の凹凸によるベルト層２０の振動を低減することができる。
【０１０８】
また、ベルト補強層２２に用いる有機繊維コードの５０±５°Ｃにおける応力一伸度曲線の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 を０．８〜１．３としたので、ベルト層２０の振動入力に対するバリアー効果に均一性が保たれ、大入力及び小入力に対するベルト層２０の振動抑制にばらつきが発生しない。
【０１０９】
さらに、ベルト補強層２２の有機繊維コードは、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における０．７ｇ／ｄ荷重下の伸度を２．０％以上３．３％以下としたので、タイヤの加硫成型性が良好となり、ベルト補強層２２の性状が均一となり、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、耐偏摩耗性が優れたものとなる。
【０１１０】
有機繊維コードは、加硫時の１５０〜１８０°Ｃのような高温において、十分な伸びを有し、製品タイヤにおいては、ベルト層２０を強く保持する、高い弾性率を維持する性質を有することができるため、これらの効果を発現する。
【０１１１】
ベルト補強層２２の有機繊維コードは、原糸を下撚りし、これを２本又は３本合わせて、逆方向に上撚りし、撚り係数Ｒを０．２０〜０．７２の範囲内としたので、有機繊維コードに適度の集束性が与えられるため、高レベルのロードノイズ低減効果が得られる。
【０１１２】
ここで、本実施形態のラジアルタイヤ１０では、走行の積み重ねにより硬化を起こしロードノイズの悪化に影響の大きい硬度の高いゴムからなるビードフィラー１５の高さを従来よりも低くしたので、走行の積み重ねによるロードノイズの悪化を抑えることが出来る。
【０１１３】
なお、ビードフィラー１５を低くしたことによる剛性の低下は、走行の積み重ねによる硬化を生じることのないナイロン繊維を配合した繊維補強ゴム層２４で補っているので、タイヤの横剛性、縦剛性を維持しつつ、上記のようにロードノイズの悪化を抑えることが出来る。
【０１１４】
なお、ＢＦｈ／ＳＨが１５％未満になると、タイヤの横剛性、縦剛性が低下し、操縦安定性が低下する。
【０１１５】
一方、ＢＦｈ／ＳＨが３５％を越えると、ビードフィラー１５のボリュームが大きくなるので、ビードフィラー１５の硬化による影響が大きくなり、ロードノイズの悪化を招く。
【０１１６】
Ｓｈ／ＳＨが６０％未満になると、タイヤの横剛性、縦剛性が低下し、操縦安定性が低下する。
【０１１７】
Ｓｈ／ＳＨが７５％を越えると、タイヤの横剛性、縦剛性が高くなり過ぎ、ロードノイズが悪化する。
【０１１８】
ｔが０．３mm未満になると、タイヤの横剛性、縦剛性が低下し、操縦安定性が低下する。
【０１１９】
ｔが１．５mmを越えると、タイヤの横剛性、縦剛性が高くなり過ぎ、ロードノイズが悪化する。
【０１２０】
繊維補強ゴム層２４の繊維のタイヤ周方向に対する角度が０°〜３０°の範囲から外れると、補強効果を確保するために繊維補強ゴム層２４を厚くしなければならず、タイヤ重量が増加する。
【０１２１】
繊維の配合量が５重量部未満になると、補強効果を確保するために繊維補強ゴム層２４を厚くしなければならず、タイヤ重量が増加する。
【０１２２】
繊維の配合量が３０重量部を越えると、繊維補強ゴム層２４が脆くなったり、必要以上の補強を行うことによるロードノイズの悪化を招く。
【０１２３】
なお、繊維補強ゴム層２４の繊維の配合量を、繊維補強ゴム層２４のゴム成分１００重量部に対して１０〜２０重量部とすることにより、ビードフィラー１５の高さを低くしたことによる剛性の低下を補うこととタイヤ重量とを高次元でバランスさせることができる。
【０１２４】
繊維補強ゴム層２４の繊維の太さが０．１μｍ未満になると確実な補強効果が得られなくなる。
【０１２５】
繊維の太さが１．０μｍを越えると、繊維補強ゴム層２４の耐久性が低下する。
【０１２６】
繊維補強ゴム層２４の繊維の長さが１０μｍ未満になると確実な補強効果が得られなくなる。
【０１２７】
繊維の長さが２０００μｍを越えると、繊維補強ゴム層２４の耐久性が低下する。
（試験例）
本発明の効果を確かめるため、比較例のタイヤ３種と本発明の適用された実施例のタイヤ１種とを用意し、走行音試験及び操縦安定性試験を行った。
【０１２８】
（１） 後記の実施例及び比較例のタイヤは下記の通りである。
【０１２９】
使用タイヤサイズは、２０５／６５Ｒ１５のチューブレス構造であり、タイヤの製造は、加硫条件１７０°Ｃ×１３分、ポストキュアインフレーション条件内圧２５０ｋＰＡ、２６分で行った。
【０１３０】
カーカスは、１０００D/2 （１０００デニール２本撚り）の撚り数（下撚り×上撚り）４７×４７（回／１０ｃｍ）のポリエチレンテレフタレートコードを使用したものを２枚、打込み数は５５．０本／５ｃｍのものを用いた。
【０１３１】
ベルト層は、１×５×０．２３構造のスチールコードからなるプライを２枚配置し、コードの打込み角度は周方向に対して左右それぞれ２６°、コードの打込み数は４０．０本／５ｃｍである。
【０１３２】
ベルト補強層は、周方向に対して角度０°〜５°でベルト層外側にラセン状に巻きつけた。
【０１３３】
ベルト補強層は図１に示す配置とした。
【０１３４】
この際、１層の第１ベルト補強層をベルト層の径方向外側全体を覆うように、ベルト層の両端で各々２．５mm広く巻きつけ、さらにその外周側の両端部に１層の第２ベルト補強層を一層各２５mm幅になるように巻き付けた。
【０１３５】
この補強層は５〜２０mm程度の狭幅のストリップを用いて、前記方法によりベルト層上に形成した。
【０１３６】
・走行音試験：２０５／６５Ｒ１５、内圧２００ｋＰＡ、リムサイズ６Ｊ−１５の供試タイヤを２０００ｃｃ排気量セダンタイプの自動車（国産車）に４輪とも装着し、ロードノイズ評価路のテストコースで６０ｋｍ／時の速度で走行し、テストドライバーによるフィーリング評価を行った。
【０１３７】
なお、タイヤは、新品タイヤと、３００００km走行後のタイヤの両方を計測した。
【０１３８】
評価は、比較例１の走行音を１００とする指数で表し、数値が大きい程走行音が小さいことを表している。
【０１３９】
・操縦安定性試験：テストコース（乾燥路）で種々のモードで走行し、テストドライバーによるフィーリング評価を行った。
【０１４０】
評価は、比較例１を１００とする指数で示しており、数値が大きいほど操縦安定性に優れていることを表している。
【０１４１】
実施例のタイヤ：繊維補強ゴム層が設けられているタイヤであり、ベルト補強層の有機繊維コードとして用いられるポリエチレン−２，６−ナフタレート（ＰＥＮ）コードは表示デニールが１６７０ｄｔｅｘ／２、下撚りが３９回／１０ｃｍ、上撚りが３９回／１０ｃｍ〔撚り数が下×上（回／１０ｃｍ）３９×３９と表示〕撚り係数が０．６８であり、５０±５°Ｃにおける１．４ｇ／ｄ荷重下の伸度が１．８％、１７０±５°Ｃにおける０．７ｇ／ｄ荷重下の伸度が２．６％である。その他の諸元は表１内に示す通りである。
【０１４２】
比較例１のタイヤ：繊維補強ゴム層が設けられていないタイヤであり、ベルト補強層の有機繊維コードとして用いられるナイロンコードは表示デニールが１４００ｄｔｅｘ／２、下撚りが１３回／１０ｃｍ、上撚りが１３回／１０ｃｍ〔撚り数が下×上（回／１０ｃｍ）１３×１３と表示〕撚り係数が０．２２８であり、５０±５°Ｃにおける１．４ｇ／ｄ荷重下の伸度が４．２％、１７０±５°Ｃにおける０．７ｇ／ｄ荷重下の伸度が４．５％である。その他の諸元は表１内に示す通りである。
【０１４３】
比較例２のタイヤ：繊維補強ゴム層が設けられていないタイヤであり、ベルト補強層の有機繊維コードとして用いられるポリエチレン−２，６−ナフタレート（ＰＥＮ）コードは表示デニールが１６７０ｄｔｅｘ／２、下撚りが３９回／１０ｃｍ、上撚りが３９回／１０ｃｍ〔撚り数が下×上（回／１０ｃｍ）３９×３９と表示〕撚り係数が０．６８であり、５０±５°Ｃにおける１．４ｇ／ｄ荷重下の伸度が１．８％、１７０±５°Ｃにおける０．７ｇ／ｄ荷重下の伸度が２．６％である。その他の諸元は表１内に示す通りである。
【０１４４】
比較例３のタイヤ：繊維補強ゴム層を設けたタイヤであり、ベルト補強層の有機繊維コードとして用いられるナイロンコードは表示デニールが１４００ｄｔｅｘ／２、下撚りが１３回／１０ｃｍ、上撚りが１３回／１０ｃｍ〔撚り数が下×上（回／１０ｃｍ）１３×１３と表示〕撚り係数が０．２２８であり、５０±５°Ｃにおける１．４ｇ／ｄ荷重下の伸度が４．２％、１７０±５°Ｃにおける０．７ｇ／ｄ荷重下の伸度が４．５％である。その他の諸元は表１内に示す通りである。
【０１４５】
このような材料及び構造を有するラジアルタイヤに関し、走行音、操縦安定性を評価した結果を以下の表１に示す。
【０１４６】
【表１】
試験の結果から、本発明の提供された実施例のタイヤは、新品時のロードノイズが低く、３万km走行後もロードノイズが低く抑えられていることが分かる。
【０１４８】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に記載のラジアルタイヤは上記の構成としたので、新品時のロードノイズの低減を図りつつ、走行によるロードノイズ低減の悪化を抑制できる、という優れた効果を有する。また、繊維補強ゴム層により確実に補強を行える、という優れた効果を有する。
【０１４９】
請求項２に記載のラジアルタイヤは上記の構成としたので、確実に補強を行える、という優れた効果を有する。
【０１５０】
請求項３に記載のラジアルタイヤは上記の構成としたので、タイヤ重量の増加を抑えることができる、という優れた効果を有する。
【０１５１】
請求項４に記載のラジアルタイヤは上記の構成としたので、ビードフィラーの高さを低くしたことによる剛性の低下を補うこととタイヤ重量とを高次元でバランスさせることができる、という優れた効果を有する。
【０１５２】
【０１５３】
【０１５４】
請求項５に記載のラジアルタイヤは上記の構成としたので、安価に提供できる、という優れた効果を有する。
【０１５５】
【０１５６】
【０１５７】
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施形態に係るラジアルタイヤの断面図である。
【符号の説明】
１０ ラジアルタイヤ
１１ ビード部
１４ カーカス
１５ ビードフィラー
１６ トレッド部
１８ サイドトレッド部
２０ ベルト層
２２ ベルト補強層
２４ 繊維補強ゴム層
Claims (5)
- 一対のビード部と、両ビード部にトロイド状に跨がると共に端部がビードコアの回りをタイヤ内側から外側へ巻き上げられる少なくとも１枚のカーカスプライからなるカーカスと、前記カーカスプライの本体部分と巻き上げ部分との間に配置され前記ビードコアのタイヤ径方向外側へ延びるビードフィラーと、前記カーカスのクラウン部に位置するトレッド部と、前記カーカスのタイヤ幅方向外側に配置されるサイドトレッド部と、を備えると共に、前記トレッド部の内側に配置された少なくとも二層のベルト層の外周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、前記ベルト補強層が繊維コードを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、平行になるようにラセン状にエンドレスに巻きつけることにより形成されるラジアルタイヤであって、
前記ベルト補強層コードが有機繊維コードからなり、かつ前記有機繊維コードが５０±５°Ｃにおいて、１．４ｇ／ｄ荷重下の伸度が１．５％以上２．５％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％以上３．３％以下であり、
前記サイドトレッド部と前記カーカスとの間に、少なくともタイヤ径方向内側端が前記ビードフィラーと重なり合う繊維補強ゴム層が配置され、
タイヤ断面高さをＳＨ、タイヤ径方向内側端からタイヤ径方向に沿って計測したビードフィラーの径方向外側端の高さをＢＦｈ、タイヤ径方向内側端からタイヤ径方向に沿って計測した前記繊維補強ゴム層のタイヤ径方向外側端の位置をＳｈ、前記繊維補強ゴム層のゲージをｔ、としたときに、
ＢＦｈ／ＳＨ＝１５〜３５％、
Ｓｈ／ＳＨ＝６０〜７５％、
ｔ＝０．３〜１．５mm、
に設定されており、
前記繊維補強ゴム層の繊維は、太さが０．１〜１．０μｍである、ことを特徴とするラジアルタイヤ。 - 前記繊維補強ゴム層の繊維は、長さが１０〜２０００μｍである、ことを特徴とする請求項１に記載のラジアルタイヤ。
- 前記繊維補強ゴム層の繊維の配合量は、前記繊維補強ゴム層のゴム成分１００重量部に対して、５〜３０重量部である、ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のラジアルタイヤ。
- 前記繊維補強ゴム層の繊維の配合量は、前記繊維補強ゴム層のゴム成分１００重量部に対して、１０〜２０重量部である、ことを特徴とする請求項３に記載のラジアルタイヤ。
- 前記繊維はナイロン繊維である、ことを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載のラジアルタイヤ。
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