JP4553074B1 - 乗用車用空気入りタイヤおよび乗用車用空気入りタイヤの製造方法 - Google Patents

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Abstract

乗用車用空気入りタイヤは、ベルト層と、前記ベルト層の外周側にスチールコード材をタイヤ周方向に巻回すことにより形成されたベルトカバー層と、を有する。前記スチールコード材は、複数本のスチールからなる、線の直径が０．１８ｍｍ未満の素線を、それぞれ撚り合せた複数のストランドを、前記素線の撚り方向と同じ方向に撚り合わせた構造を備える。前記ストランドそれぞれの撚りピッチが前記スチールコード材の撚りピッチより小さく、前記ストランドの撚りピッチが１．０ｍｍ〜２．１ｍｍであり、前記スチールコード材の撚りピッチが２．０ｍｍ〜５．２５ｍｍである。
【選択図】図５

Description

本発明は、ベルトカバー層を有する乗用車用空気入りタイヤ、および乗用車用空気入りタイヤの製造方法に関する。
乗用車用空気入りタイヤにおいて、ベルト層の外周側に補強コードをタイヤ周方向に巻回して形成されるベルトカバー層が設けられる場合がある。このベルトカバー層は、以下の利点を有する。すなわち、ベルトカバー層は、高速走行時のベルト層の外周側へのせり上がりを抑制してベルト層のエッジセパレーションを抑制する、すなわちタイヤの高速耐久性を高める。さらに、ベルトカバー層は、タイヤ振動を抑制することによりロードノイズ(車内騒音)の性能を改善する。
従来、このような空気入りタイヤのベルトカバー層の補強コードとして、例えば波状に型付けしたスチールコード材を使用することが知られている（例えば、特許文献１参照）。加硫時に加硫すべきグリーンタイヤの周長の拡張（リフト）が行われるとき、型付けしたスチールコード材が伸びてベルトカバー層がリフトに追従する。これにより、ベルトカバー層に起因する加硫故障の発生を回避する一方、拡張後（リフト後）に伸び切ったスチールコード材の引張剛性による締め付け効果（拘束効果）により高速耐久性とロードノイズの性能を大きく改善する。
しかしながら、上記効果を得るためには、拡張率（リフト率）が異なるタイヤスペックに応じて、型付けの程度を表す型付け率を変えて伸び特性を異ならせたスチールコード材を使用する必要がある。このため、異なるタイヤスペックに応じて伸び特性を異ならせた種々の型付けスチールコードを用意する必要がある。すなわち、所定の拡張率のタイヤスペックに適した型付け率を持つスチールコード材を用いなければ、高速耐久性及びロードノイズの改善と、加硫故障の抑制と、を両立させることはできない。
特開平１１−１９８６０５号公報
本発明の目的は、上記型付けしたスチールコード材を使用する乗用車用空気入りタイヤと異なる方式で、型付けしたスチールコード材を使用するタイヤと同等に、高速耐久性とロードノイズの性能を大きく改善しつつ、ベルトカバー層に起因する加硫故障を抑制することのできる、乗用車用空気入りタイヤおよび乗用車用空気入りタイヤの製造方法を提供することにある。
本発明の一態様は、乗用車用空気入りタイヤであって、
ベルト層と、
前記ベルト層の外周側にスチールコード材をタイヤ周方向に巻回すことにより形成されたベルトカバー層と、を有し、
前記スチールコード材は、複数本のスチールからなる、線の直径が０．１８ｍｍ未満の素線を撚り合せて構成された複数のストランドを、前記素線の撚り方向と同じ方向に撚り合わせた構造を備え、
前記ストランドそれぞれの撚りピッチが前記スチールコード材の撚りピッチより小さく、前記ストランドの撚りピッチが１．０ｍｍ〜２．１ｍｍであり、前記スチールコード材の撚りピッチが２．０ｍｍ〜５．２５ｍｍである、乗用車用空気入りタイヤである。
本発明の別の一態様は、乗用車用空気入りタイヤの製造方法であって、
ベルト層の外周側に未加硫ゴムで被覆したスチールコード材をタイヤ周方向に巻回してベルトカバー層を成形することにより、グリーンタイヤを作製する工程と、
前記ベルトカバー層を有する前記グリーンタイヤの周長を拡張しつつ、加硫を行う工程と、を有し、
前記スチールコード材は、複数本のスチールからなる、線の直径が０．１８ｍｍ未満の素線を撚り合せて構成された複数のストランドを、前記素線の撚り方向と同じ方向に撚り合わせた構造を備え、
前記ストランドそれぞれの撚りピッチが前記スチールコード材の撚りピッチより小さく、前記ストランドの撚りピッチが１．０ｍｍ〜２．０ｍｍであり、前記スチールコード材の撚りピッチが２．０ｍｍ〜５．０ｍｍである、乗用車用空気入りタイヤの製造方法である。
上述の形態の乗用車用空気入りタイヤおよび乗用車用空気入りタイヤの製造方法によれば、型付けしたスチールコード材を使用するタイヤと同等に、高速耐久性とロードノイズの性能を大きく改善しつつ、ベルトカバー層に起因する加硫故障を抑制することができる。
しかも、このスチールコード材は、拡張率（リフト率）が異なるタイヤスペックに対しても、リフト時にスチールコード材が伸びてベルトカバー層がそのリフトに追従することが可能である、このため、上述の形態の乗用車用空気入りタイヤは、異なるタイヤスペックに対しても同じスチールコード材を使用しても、高速耐久性及びロードノイズの性能を大きく改善しつつ、ベルトカバー層に起因する加硫故障を抑制することができる。
本発明の乗用車用空気入りタイヤの一例を示す部分断面図である。 ゴム被覆したスチールコード材の拡大断面図である。 第１成形体を成形する工程を示す説明図である。 ベルトカバー層を成形する工程を示す説明図である。 スチールコードの一例の拡大断面図である。 スチールコードの荷重−伸び曲線の一例を示すグラフ図である。 トレッドゴム層を貼り付けて第２成形体を成形する工程を示す説明図である。 第１成形体を第２成形体に圧着して未加硫タイヤを成形する工程を示す説明図である。
以下、本発明の実施の形態について添付の図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本発明の乗用車用空気入りタイヤの一例を示す図である。図１に示す乗用車用空気入りタイヤ（以降、タイヤという）は、トレッド部１、サイドウォール部２、ビード部３、２層のカーカス層４、ビードコア５、ビードフィラー６、インナーライナー層７、ベルト層８、およびベルトカバー層９、を主に有する。なお、「乗用車用」タイヤとは、JATMA YEAR BOOK 2009のＡ章に規定されるタイヤ、TRAのSECTION1に規定されるタイヤ、あるいは、ETRTOのGeneral notes “Passenger car tires”に規定されるタイヤをいう。
図１に示すタイヤのうち、２層のカーカス層４は、タイヤ径方向に延在する補強コードをタイヤ周方向に所定の間隔で配列して構成されている。補強コードは、ゴム層に埋設して、左右のビード部３間に延設されている。２層のカーカス層４は、その両端部が、ビード部３に埋設したビードコア５の周りにビードフィラー６を挟み込むように、タイヤ軸方向内側から外側に折り返されている。
カーカス層４の内側にはインナーライナー層７が設けられている。トレッド部１のカーカス層４の外周側には、２層のベルト層８が設けられている。２層のベルト層８は、タイヤ周方向に傾斜して延在する補強コードをタイヤ周方向に所定の間隔で配列されて構成されている。補強コードは、ゴム層に埋設されている。２層のベルト層８の補強コードは、タイヤ周方向に対する傾斜方向が層間で逆向きに設定されて、お互いに交差している。
ベルト層８の外周側には、ベルトカバー層９が設けられている。このベルトカバー層９は、１層のベルトフルカバー層９Ａと、１層のベルトエッジカバー層９Ｂとを含む。ベルトフルカバー層９Ａは、ベルト層８全体を覆い、ベルトエッジカバー層９Ｂは、ベルト層８の端部側を覆う。ベルトカバー層９のベルトフルカバー層９Ａおよびベルトエッジカバー層９Ｂは、図２に示すように、ゴム１０で被覆した１本のスチールコード材１１をタイヤ周方向に螺旋状に巻回した構成になっている。
スチールコード材１１は、複数本のスチールからなる、線の直径が０．１８ｍｍ未満、好ましくは、線の直径が０．０８〜０．１５ｍｍの素線を、それぞれ撚り合せた複数のストランドを、素線の撚り方向と同じ方向に撚り合わせた構造を備えている（図５参照）。
さらに、上記ストランドそれぞれの撚りピッチがスチールコード材１１の撚りピッチより小さい。上記ストランドの撚りピッチは１．０ｍｍ〜２．１ｍｍであり、スチールコード材１１の撚りピッチは２．０ｍｍ〜５．２５ｍｍである。これらの撚りピッチの値は、リフトを受けたタイヤにおける寸法である。なお、本実施形態では、上記ストランドの撚りピッチの上限および上記スチールコード材１１の撚りピッチの上限は、それぞれ２．１ｍｍおよび５．２５ｍｍである。これらの値は、加硫後のリフトしたタイヤにおける撚りピッチである。加硫前の未リフト時の撚りピッチの上限は、後述するように、それぞれ２．０ｍｍおよび５．０ｍｍである。加硫時におけるグリーンタイヤの周長の拡張率（リフト率）をαとしたとき、撚りピッチは、２．０×（１＋α／１００）および５．０×（１＋α／１００）となる。拡張率（リフト率）の上限は略５％であるので、加硫後のリフトしたタイヤにおける撚りピッチの上限は、それぞれ２．１ｍｍ（＝２．０×１．０５）および５．２５ｍｍ（＝５．０×１．０５）となる。
本実施形態では、上記ストランドの撚りピッチの下限および上記スチールコード材１１の撚りピッチの下限は、それぞれ１．０ｍｍ（加硫後）および２．０ｍｍ（加硫後）である。加硫前の未リフト時の撚りピッチの下限も、それぞれ１．０ｍｍおよび２．０ｍｍである。このように、加硫前と加硫後における下限の値が変わらないのは、拡張率が極めて低い場合もあるからである。
ベルトカバー層９の外周側にはトレッドゴム層１２が設けられている。各サイドウォール部２のカーカス層４の外側にはサイドゴム層１３が設けられている。各ビード部３のカーカス層４の折り返し部外側にはリムクッションゴム層１４が設けられている。
以上のように、本実施形態において、上記ストランドそれぞれの撚りピッチをスチールコード材１１の撚りピッチより小さく定め、上記ストランドの撚りピッチを１．０ｍｍ〜２．１ｍｍに定め、スチールコード材１１の撚りピッチを２．０ｍｍ〜５．２５ｍｍに定める。これにより、加硫時のグリーンタイヤの周長の拡張（リフト）にベルトカバー層が追従しやすくなり、拡張後におけるスチールコード材の引張剛性による締め付け効果（拘束効果）を効果的に発揮することができる。
なお、ベルトカバー層９における加硫後のスチールコード材１１は、ゴムで被覆されるとともに、スチールコード材１１の空隙、例えば、ストランド間の空隙や素線間の空隙にゴムが充填されている。
加硫後のベルトカバー層９から取り出したスチールコード材１１の引張剛性をＨc’とし、加硫後のベルトカバー層９から被覆するゴムを除去しかつスチールコード材１１の空隙に充填するゴムを除去したスチールコード材１１の引張剛性Ｈb’とする。このとき比Ｈc’／Ｈb’が、１．６〜２．４であることが好ましい。加硫後のベルトカバー層９からスチールコード材を被覆するゴムを除去する方法は、例えば、スチールコード材をベルトカバー層９から引き抜くことによって行われる。また、加硫後のベルトカバー層９からスチールコード材を被覆するゴムを除去するのに加え、空隙に充填するゴムを除去するために、引き抜いたスチール線材は有機溶剤等に浸漬される。これにより被覆したゴムおよび空隙に充填されているゴムを溶かすことができる。これにより、被覆するゴムを除去しかつ空隙に充填するゴムを除去したスチールコード材を得ることができる。
上記引張剛性の比Ｈc’／Ｈb’は、後述する比Ｈc／Ｈbと実質的に同じものである。すなわち、加硫後のスチールコード材は、被覆するゴムによって弾性的に引き伸ばされているが、被覆するゴムを除去することにより、伸び０に復元しようとする。しかし、加硫後のスチールコード材には、スチールコード材の間隙にゴムが充填されている。このため、必ずしも、加硫前のスチールコード材と状態が異なる。スチールコード材の間隙を充填するゴムを除去することにより、加硫前のスチールコード材と同じ状態（伸び０の状態）になる。したがって、加硫後のベルトカバー層９から取り出したスチールコード材の引張剛性は、後述するＨcに該当し、加硫後のベルトカバー層９のスチールコード材から被覆するゴムを除去しかつ空隙に充填するゴムを除去したスチールコード材の引張剛性は、後述するＨbに該当する。なお、加硫後のベルトカバー層９から取り出したスチールコード材の引張剛性と、加硫後のベルトカバー層９から被覆するゴムを除去しかつ空隙に充填するゴムを除去したときのスチールコード材の引張剛性は、後述する引張剛性Ｈb，Ｈcと同じ計測方法で計測される。
このような引張剛性の比Ｈc’／Ｈb’が、１．６〜２．４であることにより、ベルトカバー層９が加硫時のリフトにより確実に追従し、かつ、ベルトカバー層１１の締め付け効果（拘束効果）をより効果的に発揮することができる。
以下、図３〜８を参照しながら、本発明の製造方法により、図１に示す乗用車用空気入りタイヤを製造する方法を説明する。
先ず、図３に示すように、従来と同様にして、第１成形ドラム２１上に未加硫のインナーライナー層７’、未加硫のカーカス層４’、未加硫のビードフィラー６’を取り付けたビードコア５、未加硫のリムクッションゴム層１４’、未加硫のサイドゴム層１３’を順次貼り付け（取り付け）ることにより、第１成形体３１が成形される。
他方、図４に示すように、従来と同様にして、第２成形ドラム２２上に未加硫のベルト層８’が貼り付けられる。この後、ベルト層８’上に未加硫ゴムで被覆した１本のスチールコード材１１が、タイヤ周方向（ドラム周方向）に０度に近い角度（５度以下）で螺旋状に巻回されてベルトフルカバー層９’Ａとベルトエッジカバー層９’Ｂがそれぞれ成形される。
この未加硫のベルトカバー層９’を成形する際に使用するスチールコード材１１は、図５に示すように、Ｍ本の素線１５を撚り合せたＮ本のストランド１６を素線１５と同じ方向に撚り合わせたＮ×Ｍの複撚り構造になっている。図５に示す例では、Ｍが４、Ｎが５の５×４の複撚り構造である。なお、後述するように、Ｍ＝４であり、Ｎ＝４または５であることが好ましい。
以下、ベルトフルカバー層９’Ａとベルトエッジカバー層９’Ｂが成形される際に用いる、リフトを受ける前のスチールコード材１１について詳細に説明する。
スチールコード材１１において、素線１５を撚り合せて構成されるストランド１６の撚りピッチが、ストランド１６を撚り合わせて構成されるスチールコード材１１の撚りピッチより小さくなっている。ストランド１６の撚りピッチは１．０ｍｍ〜２．０ｍｍの範囲、スチールコード材１１の撚りピッチは２．０ｍｍ〜５．０ｍｍの範囲に設定されている。このように構成されるスチールコード材１１は、図６に示すように、荷重−伸び曲線において、曲線Ｃ1の傾きが大きく変化する変曲点を有する特性を備えている。
ここで、タイヤの加硫段階でタイヤの周長を拡張するリフトにおいて、スチールコード材１１の伸びは、上記変曲点における伸びより低い、図６中のＲ領域で行われる。
ベルトカバー層９’が成形された後、図７に示すように、未加硫のトレッドゴム層１２’をベルトカバー層９’の外周側に貼り付けることにより、第２成形体３２が成形される。
第１成形体３１及び第２成形体３２をそれぞれ成形ドラム２１，２２から外し、図８に示すように、シェーピングドラム２３にセットした後、図示されないブラダーを用いて、内圧を付与することにより、第１成形体３１をトロイダル状に膨張させ、外周側に配置した第２成形体３２の内周側に圧着させる。この結果、未加硫タイヤが成形される。この未加硫タイヤ（グリーンタイヤ）をタイヤ加硫機のモールド内で拡張し（リフトし）、すなわちタイヤ周長を拡張しつつ加硫を行う。これにより、図１に示す乗用車用空気入りタイヤが得られる。
上述した実施形態によれば、ベルトカバー層９’のスチールコード１１を素線１５とストランド１６を同じ撚り方向とした複撚り構造にする一方、ストランド１６の撚りピッチを２．０ｍｍ以下、スチールコード材１１の撚りピッチを５．０ｍｍ以下にすることで、加硫時にモールド内で未加硫タイヤにリフトが加わった際に、スチールコード材１１が十分に伸びてベルトカバー層９’がリフトに追従することができる。このため、ベルトカバー層に起因する加硫故障の発生を回避することができる。また、後述する実施例からわかるように、リフト率が異なるタイヤスペックに対しても、スチールコード材１１が伸びてリフトに追従することが可能であるため、リフト率が異なるタイヤスペックに対しても同じスチールコード材１１を使用することができる。
他方、ストランド１６の撚りピッチを１．０ｍｍ以上、スチールコード材１１の撚りピッチを２．０ｍｍ以上にすることで、スチールコード材１１の伸びが必要以上に大きくならない。さらに、加硫後において、スチールコード材１１の周囲を加硫済みのゴム１０が被覆し、あるいは、スチールコード材１１のストランド１６の間や素線１５の間の空隙に加硫済みのゴム１０が充填されるので、スチールコード材１１は、伸びが抑制されて伸長し難くなる。すなわち、スチールコード材１１の剛性は高くなる。スチールコード材１１のこの剛性により高速耐久性とロードノイズの性能を、従来の波状に型付けしたベルトカバー層と同様に大きく改善することができる。
ストランド１６の撚りピッチが２．０ｍｍ超であると、リフト率（拡張率）が異なるタイヤスペック、例えばリフト率が高い場合、リフト時にスチールコード材１１が伸び難くなる場合が生じる。スチールコード材１１の撚りピッチが５．０ｍｍ超である場合も同様である。
ストランド１６の撚りピッチが１．０ｍｍ未満であると、スチールコード材１１が伸び易くなりすぎる結果、スチールコード材１１を被覆する周囲の加硫済みゴムにより伸びを抑制することができず、高速耐久性とロードノイズの性能を大きく改善するという効果を得ることができなくなる。スチールコード１１の撚りピッチが２．０ｍｍ未満である場合も同様である。
本発明において、撚り合わせる素線１５の本数Ｍとしては、コード構造の安定性の観点から４であるのが好ましい。撚り合わせるストランド１６の本数Ｎとしては、４または５が好ましい。本数Ｎが３以下であると、上述した小さい撚りピッチで撚り合わせることができなくなる。逆に６本以上になると、コード形状を保持することが難しくなる。
素線１５の直径Ｄとしては、０．１８ｍｍ未満であり、０．０８ｍｍ〜０．１５ｍｍの範囲にするのが好ましい。素線１５の直径Ｄを０．０８ｍｍ以上に太くすることにより、ベルトカバー層９の剛性が確保され、高速耐久性が向上する。逆に０．１５ｍｍよりも細くすることにより、スチールコード材１１の屈曲部における表面歪みが抑制できるため、耐屈曲疲労性が向上する。
未加硫ゴムで被覆する前の伸び０の状態のスチールコード材１１の引張剛性をＨｂ、タイヤ加硫時のリフトにより拡張をうけて伸びた状態にあるベルトカバー層９のスチールコード材１１の引張剛性をＨｃとすると、引張剛性Ｈｃと引張剛性Ｈｂとの比Ｈｃ／Ｈｂは１．６〜２．４の範囲にあるのが好ましい。この比Ｈｃ／Ｈｂは、加硫時のリフト時点で、スチールコード材１１がリフトに追従して伸びず、このため、スチールコード材１１がベルト層に食い込む度合いと、加硫後におけるベルトカバー層の剛性の度合いとの割合をみるパラメータである。比Ｈｃ／Ｈｂが２．４を超えると、ベルトカバー層９が加硫時のリフトに追従することが難しくなり、ベルト層に食い込み易くなる。比Ｈｃ／Ｈｂが１．６より小さいと、ベルトカバー層１１の剛性が不足するので、高速耐久性およびロードノイズの性能は向上しない。比Ｈｃ／Ｈｂを上記範囲にするには、ストランドの撚りピッチとスチールコード材１１の撚りピッチを上述した範囲にし、しかも、２つの撚りピッチの値を適宜組み合わせることにより、達成することができる。なお、図６中の曲線Ｃ2が、加硫後のスチールコード材１１の荷重−伸び曲線である。
なお、スチールコード材１１の引張剛性Ｈｂは、以下のようにして得る。即ち、１本のスチールコード材１１を長さ６００ｍｍに切断し、両端部の各５０ｍｍをつかみ代として引張り試験機にセットし（試験長５００ｍｍ）、試験速度１０ｍｍ／分でスチールコード材１１が破断するまで荷重（Ｎ）と伸び（％）を記録する。それから得られた荷重−伸び曲線において、荷重０Ｎ時と荷重２００Ｎ時の間の直線の傾きをスチールコード材１１の引張剛性Ｈｂとする。
また、タイヤ加硫時のリフトにより拡張をうけて伸びた状態にあるベルトカバー層９のスチールコード材１１の引張剛性Ｈｃは、以下のようにして得る。即ち、加硫済みタイヤのベルトカバー層９から取り出した１本のゴム被覆スチールコード（長さ６００ｍｍ）を上記と同様にして荷重（Ｎ）と伸び（％）を記録し、それから得られた荷重−伸び曲線において、荷重０Ｎ時と荷重２００Ｎ時の間の直線の傾きを引張剛性Ｈｃとする。
上記実施形態において、図１では、ベルトカバー層９として、ベルト層８全体を覆うベルトフルカバー層９Ａと、ベルト層８の端部側を覆うベルトエッジカバー層９Ｂの２層を設けた空気入りタイヤの例を示したがそれに限定されず、本発明の方法により製造される乗用車用空気入りタイヤは、いずれのベルトカバー層を有する空気入りタイヤであってもよい。
また、ベルトカバー層９’の成形のために、上述したように未加硫ゴムで被覆した１本のスチールコード１１を使用することが、スチールコード材１１のエッジを極力少なくしてベルトカバー層９の耐久性を高める上で好ましい。しかし、一定の幅のバンド状に引き揃えた複数本のスチールコード材１１を未加硫ゴムで被覆したストリップ材を使用してもよい。
本発明は、特にベルトカバー層を備えた乗用車に用いられる乗用車用空気入りタイヤの製造方法に好ましく用いることができる。
第１実施例
図１に示す構造を持つ、タイヤサイズが１９５／６５Ｒ１４である乗用車用空気入りタイヤをそれぞれ各１０本製造した（実施例１〜１８と比較例１〜５）。また、波状に型付けした１×５構造のスチールコード材１１（素線径０．１５ｍｍで、上記タイヤスペックに合わせて型付けした）をベルトカバー層に用いて、図１に示す構造の空気入りタイヤを１０本作製した（従来例１）。さらに、ベルトカバー層９として、スチールコード材１１の代わりに、有機繊維コード（ナイロンコード）で形成した有機繊維ベルトカバー層を用いて、図１に示す構造の空気入りタイヤを１０本作製した（従来例２）
実施例１〜１８と比較例１〜５に用いるスチールコード材１１は、４本の素線（直径０．１１ｍｍ）を撚り合せた５本のストランドを素線と同じ方向に撚り合わせた５×４または４×４の複撚り構造である。ストランドの撚りピッチとスチールコードの撚りピッチは表１〜４に示すように定めた。表１〜４に示すストランドの撚りピッチとスチールコードの撚りピッチは、リフトを受ける前の撚りピッチである。
作製したタイヤの加硫時のリフト率は、２．２％である。
作製した各１０本のタイヤにおいて、目視によりベルトカバー層に起因する加硫故障のタイヤ（形状歪みが発生したタイヤ）の発生数を調べ、０本、１〜２本、３〜４本、５本以上の４段階で評価した。評価結果は、表１〜４に示されている。
また、加硫故障がないタイヤを選択し、それらをそれぞれ「標準リム」に装着し、空気圧を１９６ｋＰａにセットして、下記に示す試験方法により、高速耐久性とロードノイズの音圧の評価試験を実施した。その評価結果は、表１〜４に示されている。
ここで、「標準リム」とは、JATMAに規定される「適用リム」、TRAに規定される「Design Rim」、あるいはETRTOに規定される「Measuring Rim」をいう。

高速耐久性
各タイヤをドラム試験機に取り付け、ＪＩＳＤ４２３に記載される高速耐久性の試験に準拠して高速耐久性試験を実施した。その評価結果を実施例３のタイヤを１００とする指数値で纏めた。指数値が大きい程、高速耐久性が優れている。
ロードノイズ
各タイヤを排気量３６００ｃｃの車両に取り付け、テストコースにおいて実車走行した際の車内騒音をテストドライバーが感応評価をした。その評価結果を実施例３のタイヤを１００とする指数値で示す。指数値が大きい程、ロードノイズの音圧レベルが低く、騒音性能が優れている。
表１〜２からわかるように、実施例１〜１０におけるスチールコード材１１は、ストランドそれぞれの撚りピッチがスチールコード材１１の撚りピッチより小さく、ストランドの撚りピッチが１．０ｍｍ〜２．０ｍｍ（タイヤ製品で１．０〜２．１ｍｍ）の範囲内にあり、スチールコード材の撚りピッチが２．０〜５．０ｍｍ（タイヤ製品で２．０ｍｍ〜５．２５）ｍｍの範囲内にある。このスチールコード材１１をベルトカバー層９に用いることにより、ベルトカバー層に起因する加硫故障を招くことなく高速耐久性とロードノイズの性能を大きく改善した従来例１のタイヤと同様の性能を得られることがわかる。
従来例１では、リフト時に型付けしたスチールコードが伸び切らず、加硫後のタイヤにおいて型付けしたスチールコードに弛みが残るため、高速耐久性とロードノイズの性能が低下している。即ち、本タイヤにおけるタイヤスペックではスチールコードが適切でなく、異なる型付け率を有するスチールコードが必要であることがわかる。
このため、従来例１の高速耐久性とロードノイズの評価は、有機繊維コード（ナイロンコード）で形成した有機繊維ベルトカバー層を用いた従来例２と同等となっている。
表３では、スチールコード材１１に用いる素線の直径による効果を示している。実施例７，１１〜１４からわかるように、素線の直径ｄは、０．１８ｍｍ未満であることが好ましい。素線の直径ｄが０．１８ｍｍ以上である場合、加硫時のリフトが行うことが困難になり、タイヤを製造することができない。
高速耐久性およびロードノイズの点から、素線の直径ｄが０．０８ｍｍ〜０．１５ｍｍであることが好ましい。
表４では、スチールコード材１１における比Ｈc／Ｈbによる効果を示している。
表４に示すように、ストランドの撚りピッチが１．０ｍｍ〜２．０ｍｍ（タイヤ製品で１．０〜２．１ｍｍ）の範囲内にあり、スチールコード材の撚りピッチが２．０〜５．０ｍｍ（タイヤ製品で２．０ｍｍ〜５．０）ｍｍの範囲内にあっても、必ずしも比Ｈc／Ｈbは１．６〜２．４ではない。このような比Ｈc／Ｈbは、ストランドの撚りピッチとスチールコード材の撚りピッチの組み合わせによって定まる。比Ｈc／Ｈbは１．６〜２．４であることにより、問題なく製造でき（加硫故障が少なく）、しかも高速耐久性およびロードノイズが従来例１，２対比向上する。この点で、比Ｈc／Ｈbが１．６〜２．４であることが好ましい。
第２実施例
図１に示す構造を持つ、タイヤサイズが２４５／４０Ｒ２０である乗用車用空気入りタイヤをそれぞれ各１０本製造した（実施例１９〜２８と比較例６〜９）。また、波状に型付けした１×５構造のスチールコード材１１（素線径０．１５ｍｍで、上記タイヤスペックに合わせて型付けした）をベルトカバー層に用いて、図１に示す構造の空気入りタイヤを１０本作製した（従来例３）。さらに、ベルトカバー層９として、スチールコード材１１の代わりに、有機繊維コード（ナイロンコード）で形成した有機繊維ベルトカバー層を用いて、図１に示す構造の空気入りタイヤを１０本作製した。（従来例４）
実施例１９〜２８と比較例６〜９に用いるスチールコード材１１は、４本の素線（直径０．１１ｍｍ）を撚り合せた５本のストランドを素線と同じ方向に撚り合わせた５×４または４×４の複撚り構造である。ストランドの撚りピッチとスチールコードの撚りピッチは表１〜４に示すように定めた。
作製したタイヤの加硫時のリフト率は、３．６％である。
作製した各１０本のタイヤにおいて、第１実施例と同様にして加硫故障のタイヤ（形状歪みが発生したタイヤ）の発生数を調べて、上記と同様の４段階で評価した。その結果は、表５，６に示されている。
また、加硫故障がないタイヤを選択し、それらをそれぞれ「標準リム」に装着し、空気圧を１９６ｋＰａにして、第１実施例に示す試験方法により、高速耐久性及びロードノイズの評価試験を実施した。評価結果は、表５，６に示されている。
第２実施例は、第１実施例よりも加硫時のリフト率が高いタイヤである。このため、表５，６から、実施例１９〜２８のタイヤのみならず、従来例３のタイヤもベルトカバー層に起因する加硫故障を招くことなく、高速耐久性とロードノイズの性能を大きく改善した。従来例４は、リフト率が高くても、高速耐久性とロードノイズの評価は低い。これは、有機繊維ベルトカバー層を用いたため、ベルトカバー層の引張剛性による締め付け効果が十分に作用しないからである。
このため、実施例１９〜２８では、従来例３と同様に、ベルトカバー層に起因する加硫故障を招くことなく、高速耐久性とロードノイズの性能が大きく改善する。
このように、スチールコード材１１は、ベルトカバー層９として、リフト率が異なるタイヤスペックに対しても同じスチールコード材を使用できる点で、従来の型付けされたスチールコードに対して優れている。
このように、スチールコード材１１がリフト率が異なってもベルトカバー層の引張剛性による締め付け効果を維持するのは、加硫時にスチールコード材１１が伸びたとき、スチールコード材１１にある空隙にゴムが充填して、ストランド及び素線の動きを拘束することにより、スチールコード材１１の引張剛性が上昇するからである。
第１実施例における従来例１のタイヤのスチールコードの引張剛性は、型付けした形状が伸びた後に型付けした形状が依然として残っているか否かによって引張剛性が定まる。このため、第１実施例では、低いリフト率の条件下、型付けしたスチールコードが伸び切らず、加硫後のタイヤにおいて型付けしたスチールコードに弛みが残るため、高速耐久性とロードノイズの性能の評価は低い。即ち、リフト率が異なるタイヤスペックに対しては別の型付けをしたスチールコードが必要である。
以上のように、本実施形態のタイヤは、スチールコード材１１をベルトカバー層９に用いることにより、型付けしたスチールコード材を使用するタイヤと同等に、高速耐久性とロードノイズの性能を大きく改善しつつ、ベルトカバー層に起因する加硫故障を抑制することができる。
しかも、このスチールコード材１１は、拡張率（リフト率）が異なるタイヤスペックに対しても、リフト時にスチールコード材１１が伸びてベルトカバー層９がそのリフトに追従することが可能である。このため、本実施形態のタイヤは、異なるタイヤスペックに対しても同じスチールコード材を使用しても、高速耐久性及びロードノイズの性能を大きく改善しつつ、ベルトカバー層に起因する加硫故障を抑制することができる。
８，８’ ベルト層
９，９’ ベルトカバー層
１１ スチールコード材
１５ 素線
１６ ストランド
Ｄ 直径

Claims (11)

  1. 乗用車用空気入りタイヤであって、
    ベルト層と、
    前記ベルト層の外周側にスチールコード材をタイヤ周方向に巻回すことにより形成されたベルトカバー層と、を有し、
    前記スチールコード材は、複数本のスチールからなる、線の直径が０．１８ｍｍ未満の素線を撚り合せて構成された複数のストランドを、前記素線の撚り方向と同じ方向に撚り合わせた構造を備え、
    前記ストランドそれぞれの撚りピッチが前記スチールコード材の撚りピッチより小さく、前記ストランドの撚りピッチが１．０ｍｍ〜２．１ｍｍであり、前記スチールコード材の撚りピッチが２．０ｍｍ〜５．２５ｍｍである、乗用車用空気入りタイヤ。
  2. 前記スチールコード材はゴムで被覆されるとともに、前記スチールコード材の空隙にゴムが充填されており、
    前記ベルトカバー層から被覆するゴムを除去しかつ充填するゴムを除去したときの前記スチールコード材の引張剛性に対する、前記ベルトカバー層から取り出した前記スチールコード材の引張剛性の比が、１．６〜２．４である、請求項１に記載の乗用車用空気入りタイヤ。
  3. 前記スチールコード材は、４本の素線を撚り合わせた、４本または５本のストランドを有する、請求項１または２に記載の乗用車用空気入りタイヤ。
  4. 前記素線の直径が０．０８ｍｍ〜０．１５ｍｍである、請求項１〜３のいずれか１項に記載の乗用車用空気入りタイヤ。
  5. 前記ベルトカバー層は、前記スチールコード材が１本を単位として、タイヤ周方向に螺旋状に巻回されて構成されている、請求項１〜４のいずれか１項に記載の乗用車用空気入りタイヤ。
  6. 乗用車用空気入りタイヤの製造方法であって、
    ベルト層の外周側に未加硫ゴムで被覆したスチールコード材をタイヤ周方向に巻回してベルトカバー層を成形することにより、グリーンタイヤを作製する工程と、
    前記ベルトカバー層を有する前記グリーンタイヤの周長を拡張しつつ、加硫を行う工程と、を有し、
    前記スチールコード材は、複数本のスチールからなる、線の直径が０．１８ｍｍ未満の素線を撚り合せて構成された複数のストランドを、前記素線の撚り方向と同じ方向に撚り合わせた構造を備え、
    前記ストランドそれぞれの撚りピッチが前記スチールコード材の撚りピッチより小さく、前記ストランドの撚りピッチが１．０ｍｍ〜２．０ｍｍであり、前記スチールコード材の撚りピッチが２．０ｍｍ〜５．０ｍｍである、乗用車用空気入りタイヤの製造方法。
  7. 前記加硫後の前記スチールコード材はゴムで被覆されるとともに、前記スチールコード材の空隙にゴムが充填されており、
    前記加硫後の前記ベルトカバー層から被覆するゴムを除去しかつ充填するゴムを除去したときの前記スチールコード材の引張剛性に対する、前記加硫後の前記ベルトカバー層から取り出した前記スチールコード材の引張剛性の比が、１．６〜２．４である、請求項６に記載の方法。
  8. 加硫後の前記スチールコード材の引張剛性Ｈｃと未加硫ゴムで被覆する前の前記スチールコード材の引張剛性をＨｂとの比Ｈｃ／Ｈｂが１．６〜２．４である、請求項７に記載の方法。
  9. 前記スチールコード材は、４本の素線を撚り合わせた、４本または５本のストランドを有する、請求項６〜８のいずれか１項に記載の方法。
  10. 前記素線の直径が０．０８ｍｍ〜０．１５ｍｍである、請求項６〜９のいずれか１項に記載の方法。
  11. 前記ベルトカバー層を成形するとき、前記スチールコード材１本を、タイヤ周方向に螺旋状に巻回して、前記ベルトカバー層を成形する、請求項６〜１０のいずれか１項に記載の方法。
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