JP4984795B2

JP4984795B2 - 空気入りラジアルタイヤ

Info

Publication number: JP4984795B2
Application number: JP2006266931A
Authority: JP
Inventors: 将一森
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 2006-09-29
Filing date: 2006-09-29
Publication date: 2012-07-25
Anticipated expiration: 2026-09-29
Also published as: JP2008087492A

Description

本発明は空気入りラジアルタイヤに関し、さらに詳しくは、ポリケトン繊維からなるベルトカバー層によるロードノイズの低減効果を維持しながら、転がり抵抗を低減させるようにした空気入りラジアルタイヤに関する。

従来、タイヤの高速耐久性を確保すると共に、走行中のタイヤに起因して発生する騒音を低減する手法として、ベルト層の外周側にナイロンなどの熱収縮性有機繊維コードをタイヤ周方向に巻き付けたベルトカバー層を形成して、ショルダー部の剛性を高めることにより、断面２次の固有振動数を上げて中周波数域の振動が車室内に伝達することを抑制し、車室内における共鳴音である中周波ロードノイズを低減することが行われてきた。

さらに近年では、自動車の高級化や静粛化に伴い、上述する中周波ロードノイズをさらに低減することが求められるようになり、この対応として、ベルトカバー層にポリケトン繊維などの弾性率の高い繊維コードを使用することが行われるようになってきた（例えば、特許文献１参照）。しかし、ベルトカバー層に弾性率の高いポリケトン繊維コードを使用すると、転がり抵抗が悪化するという問題があった。さらには、ポリケトン繊維コードは伸度が低いために、加硫成形時のリフト工程においてポリケトン繊維コードがベルト層に食い込んでしまい、ベルトカバー層とベルト層との層間ゲージが薄くなり高速耐久性が低下する原因になることが判明した。

このような問題点を解消するために、ベルトカバー層にポリケトン繊維とナイロン繊維とを撚り合わせた複合繊維コードを使用することによりコードの伸度を確保して、ロードノイズの低減効果を維持しながら、転がり抵抗を低減すると共に、加硫成形時におけるベルト層へのコード食い込みを防止するようにした提案がある（特許文献２参照）。しかしながら、この提案では、転がり抵抗の低減効果がある程度は認められるものの、この改善効果が未だ十分なレベルにまで達していないという問題があった。
特開２００４−３０８０２３号公報特開２００５−２０５９３３号公報

本発明の目的は、かかる従来の問題点を解消するもので、ポリケトン繊維からなるベルトカバー層によるロードノイズの低減効果を維持しながら、転がり抵抗の更なる低減を図るようにした空気入りラジアルタイヤを提供することにある。

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は、トレッド部におけるカーカス層の外周に層間でコード方向を交差させた複数のベルト層を配置すると共に、該ベルト層の外周の全域及び／又は両端域に有機繊維コードをタイヤ周方向に螺旋状に巻き付けてベルトカバー層を形成した空気入りラジアルタイヤにおいて、前記有機繊維コードを２．０ｃＮ／ｄｔｅｘ負荷時における伸長率が１．５〜３．５％である脂肪族ポリケトン繊維と２．０ｃＮ／ｄｔｅｘ負荷時における伸長率が４．０〜９．０％であるナイロン繊維とを撚り合わせた複合繊維コードで構成すると共に、前記トレッド部にゴム１００重量部に対してシリカを１０〜１５０重量部配合したゴム組成物を配置したことを要旨とする。

さらに、上述する構成において、以下（１）〜（４）に記載するように構成することが好ましい。
（１）前記ベルトカバー層に前記複合繊維コードを５０ｍｍ幅当たり３０〜６０本配置する。
（２）前記複合繊維コードを被覆するコートゴムの６０℃におけるｔａｎδを０．１以下にする。
（３）前記ゴム組成物の６０℃におけるｔａｎδを０．３５以下にする。
（４）前記トレッド部のうち、前記複合繊維コードからなるベルトカバー層を配置した部分にのみ、前記ゴム組成物を配置する。

本発明によれば、少なくともベルト層の両端域を覆うように、所定の伸長率を有する脂肪族ポリケトン繊維とナイロン繊維とを撚り合わせた複合繊維コードからなるベルトカバー層を配置すると共に、トレッド部にゴム１００重量部に対してシリカを１０〜１５０重量部配合したゴム組成物を配置したので、複合繊維コードにおける脂肪族ポリケトン繊維の作用によりショルダー部の剛性を高めて、ロードノイズの低減効果を維持しながら、複合繊維コードにナイロン繊維を撚り合わせたことによって初期引張り時の伸度を大きくして、加硫成形時におけるベルト層へのコード食い込みを防止することができる。

さらに、トレッド部に所定量のシリカを配合したゴム組成物を配置したことにより、複合繊維コードに基づく転がり抵抗の低減効果に加えて、転がり抵抗の更なる低減を図ることができる。また、トレッド部にシリカを配合したゴム組成物を配置したことにより、ＷＥＴ性能を向上させることができる。

以下、本発明の構成につき添付の図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は本発明の実施形態からなる空気入りラジアルタイヤを示す断面図である。

図１において、空気入りラジアルタイヤ１はトレッド部２におけるカーカス層３の外周に層間でコード方向を交差させた複数（図では２層）のベルト層４、５を配置すると共に、ベルト層５の外周の全域及び両端域に有機繊維コードをタイヤ周方向に螺旋状に巻き付けてベルトカバー層６を形成している。有機繊維コードには、脂肪族ポリケトン繊維とナイロン繊維とを撚り合わせた複合繊維コードを使用すると共に、トレッド部２にはゴム１００重量部に対してシリカを１０〜１５０重量部、好ましくは２０〜１００重量部配合したゴム組成物を配置している。

これにより、複合繊維コードにおける脂肪族ポリケトン繊維の作用によりショルダー部の剛性を高めて、ロードノイズの低減効果を維持しながら、複合繊維コードにナイロン繊維を撚り合わせたことによって初期引張り時の伸度を大きくして、加硫成形時におけるベルト層５へのコード食い込みを防止することができる。

さらに、トレッド部２に所定量のシリカを配合したゴム組成物を配置したことにより、複合繊維コードに基づく転がり抵抗の低減効果に加えて、転がり抵抗の更なる低減を図ることができる。また、トレッド部２にシリカを配合したゴム組成物を配置したことにより、ＷＥＴ性能を向上させることができる。

本発明において、上述する複合繊維コードには、２．０ｃＮ／ｄｔｅｘ負荷時の伸長率が１．５〜３．５％の脂肪族ポリケトン繊維と、２．０ｃＮ／ｄｔｅｘ負荷時の伸長率が４．０〜９．０％のナイロン繊維とを使用している。脂肪族ポリケトン繊維とナイロン繊維とのＫ＝Ｔ×（Ｄ／１．１１１）^1/2で表される撚り係数Ｋは８００〜２５００の範囲になるように設定するとよい。ここで、Ｔはコードの上撚り数（回／１０ｃｍ）、Ｄはコードの総デシテックス数を示す。撚り係数Ｋが８００未満ではコードの伸びが不十分になり、２５００超ではモジュラスの低下が大き過ぎることになる。なお、コードの総デシテックス数Ｄは１８８０〜４２００ｄｔｅｘとなるように調整するとよい。

本発明において、シリカを配合したゴム組成物を配置するトレッド部２の部位は、特に限定されるものではないが、優れた転がり抵抗の低減効果及びＷＥＴ性能の向上効果を発揮させるためには、トレッド部２を構成する少なくともキャップゴムの全域にシリカを配合したゴム組成物を配置するようにするとよい。

さらに、ベルト層５の外周に巻き付ける複合繊維コードの密度は、複合繊維コードの初期引張り時の伸度を適正に確保する観点から、５０ｍｍ幅当たり３０〜６０本、好ましくは３５〜４５本となるように調整するとよい。複合繊維コードの密度が、５０ｍｍ幅当たり３０本未満ではベルトカバー層６の拘束力が不足してロードノイズを低減することが難しくなり、６０本超ではコード自体が互いに接触して加硫故障が生じ易くなり、高速耐久性が低下する原因になる。

また、上述する複合繊維コードを被覆するコートゴムの６０℃におけるｔａｎδを０．１以下となるように調整するとよい。ｔａｎδが０．１超では発熱量の増加と粘性の増加によりベルトカバー層６が蓄熱し易くなり、高速耐久性が低下する原因になる。

さらに、上述するシリカを配合したゴム組成物の６０℃におけるｔａｎδを０．３５以下、好ましくは０．３以下となるように調整するとよい。ｔａｎδが０．３５超ではトレッドゴムの軟化により摩耗寿命が低下すると共に、転がり抵抗が悪化する原因になる。

なお、上述するｔａｎδは、粘弾性スペクトロメーター（岩本製作所製）を使用して、周波数２０Ｈｚ、初期歪み１０％、動歪み±２％、温度６０℃の条件で測定したときの値をいう。

図１の実施形態では、ベルトカバー層６がベルト層５の外周の全域及び両端域に配置された場合を示したが、ベルトカバー層６の配置はこれに限られることなく、ベルト層５の外周の全域のみ又は両端域のみに配置する場合がある。さらに、以下に述べるように、ベルトカバー層６をタイヤ幅方向に複数に分割して配置する場合もある。

図２は本発明の他の実施形態からなる空気入りラジアルタイヤにおけるベルト層４，５及びベルトカバー層の配置関係を平面状に展開して模式的に示す断面図で、ベルトカバー層をタイヤ中央域と両端域とに分割して配置した場合を示している。

図２において、タイヤ中央域に配置するベルトカバー層６ａと両端域に配置するベルトカバー層６ｂ、６ｂとは、それぞれベルトカバー層を構成する有機繊維コードの種類を同一にしてもよく、中央域と両端域とで異なるようにしてもよい。いずれの場合であっても、ベルトカバー層６ａ、６ｂのうちのいずれか一方には、脂肪族ポリケトン繊維とナイロン繊維とを撚り合わせた複合繊維コードを使用する。この場合において、ベルトカバー層６ａとベルトカバー層６ｂ、６ｂとの間には図示するように所定の間隔をあけて配置するようにしてもよく、間隔をあけることなく配置するようにしてもよい。

上述する図２の実施形態において、最も好ましくは、中央域のベルトカバー層６ａに上述する脂肪族ポリケトン繊維とナイロン繊維とを撚り合わせた複合繊維コードを使用し、両端域のベルトカバー層６ｂ、６ｂにはこれより弾性率の高い脂肪族ポリケトン繊維コードを使用するとよい。これにより、ロードノイズを確実に低減することができる。

また、両端域のベルトカバー層６ｂ、６ｂに脂肪族ポリケトン繊維とナイロン繊維とを撚り合わせた複合繊維コードを使用し、中央域のベルトカバー層６ａにはこれより弾性率の低いナイロン繊維コードなどを使用してもよい。

さらには、ベルトカバー層６を構成する有機繊維コードを脂肪族ポリケトン繊維とナイロン繊維とを撚り合わせた複合繊維コードとし、このベルトカバー層６をトレッド部２の表面に形成されたタイヤ周方向に延びる主溝の下、またはこれら主溝によって区画される陸部の下に限定して配置することができる。この場合において、ベルトカバー層６の一部を他の有機繊維コードに置き換えることもできる。

上述するように、ベルトカバー層６をタイヤ幅方向に複数に分割配置した場合には、トレッド部２のうち、脂肪族ポリケトン繊維とナイロン繊維とを撚り合わせた複合繊維コードからなるベルトカバー層６を配置した部分の外周側に位置するトレッド部２のみに、ゴム１００重量部に対してシリカを１０〜１５０重量部配合したゴム組成物を配置するようにするとよい。これにより、ロードノイズの低減効果と転がり抵抗の低減効果とを同時に発揮させることができる。

タイヤサイズを１９５／６５Ｒ１５、タイヤ構造を図１とそれぞれ共通にして、ベルトカバー層に脂肪族ポリケトン繊維とナイロン繊維とを撚り合わせた複合繊維コードを使用すると共に、トレッド部のゴムにシリカを配合しなかった従来タイヤ（従来例）と、トレッド部のゴムにシリカを配合させて、その配合した重量部をゴム１００重量部に対して表１のように異ならせた本発明タイヤ（実施例１、２）と、をそれぞれ作製した。

なお、各タイヤにおいて、脂肪族ポリケトン繊維には２．０ｃＮ／ｄｔｅｘ負荷時の伸長率が２．２％、ナイロン繊維には２．０ｃＮ／ｄｔｅｘ負荷時の伸長率が７．５％、の有機繊維を使用すると共に、ベルトカバー層における複合繊維コードの配置密度を５０ｍｍ当たり４５本、複合繊維コードのコートゴムの６０℃におけるｔａｎδを０．０９、トレッドゴムの６０℃におけるｔａｎδを０．２５、とそれぞれ共通にした。

これら３種類のタイヤについて、それぞれ以下の試験方法により、ロードノイズ、転がり抵抗及びＷＥＴ性能を評価し、その結果を従来例を１００とする指数により表１に併記した。
〔ロードノイズ〕
各タイヤに空気圧２００ｋＰａを充填し、車両（排気量２０００ｃｃ、セダン）の前後輪に装着して、アスファルト路面からなるテストコースを平均時速６０ｋｍ／ｈで走行させながら、運転席の背もたれに取り付けた集音マイクにより、２５０〜４００ｋＨｚ域の音圧（デシベル）を測定した。数値が大きいほどロードノイズが低減していることを示す。
〔転がり抵抗〕
各タイヤに空気圧２００ｋＰａを充填し、室内ドラム耐久試験（ドラム径：１７０７ｍｍ）により、ＪＡＴＭＡ規定の最大負荷能力の８８％に相当する荷重を負荷させて、走行速度を８０ｋｍ／ｈとして転がり抵抗値を測定した。数値が大きいほど転がり抵抗が低減していることを示す。
〔ＷＥＴ性能〕
各タイヤに空気圧２００ｋＰａを充填し、車両（排気量２０００ｃｃ、セダンタイプ）の前後輪に装着して、水深が２ｍｍのアスファルト路面からなるテストコースを時速６０ｋｍ／ｈからの停止距離を測定した。数値が大きいほどＷＥＴ性能が優れていることを示す。

表１から、本発明タイヤ（実施例１、２）は、従来タイヤ（従来例）に比して、ロードノイズの低減効果を維持しながら、転がり抵抗が低減していると同時にＷＥＴ性能が向上していることがわかる。

本発明の実施形態からなる空気入りラジアルタイヤを示す断面図である。本発明の他の実施形態からなる空気入りラジアルタイヤのベルト層及びベルトカバー層の配置関係を平面状に展開して模式的に示す断面図である。

符号の説明

ｌ空気入りラジアルタイヤ
２トレッド部
３カーカス層
４、５ベルト層
６、６ａ、６ｂベルトカバー層

Claims

トレッド部におけるカーカス層の外周に層間でコード方向を交差させた複数のベルト層を配置すると共に、該ベルト層の外周の全域及び／又は両端域に有機繊維コードをタイヤ周方向に螺旋状に巻き付けてベルトカバー層を形成した空気入りラジアルタイヤにおいて、
前記有機繊維コードを２．０ｃＮ／ｄｔｅｘ負荷時における伸長率が１．５〜３．５％である脂肪族ポリケトン繊維と２．０ｃＮ／ｄｔｅｘ負荷時における伸長率が４．０〜９．０％であるナイロン繊維とを撚り合わせた複合繊維コードで構成すると共に、前記トレッド部にゴム１００重量部に対してシリカを１０〜１５０重量部配合したゴム組成物を配置した空気入りラジアルタイヤ。
前記ベルトカバー層に前記複合繊維コードを５０ｍｍ幅当たり３０〜６０本配置した請求項１に記載の空気入りラジアルタイヤ。
前記複合繊維コードを被覆するコートゴムの６０℃におけるｔａｎδが０．１以下である請求項１又は２に記載の空気入りラジアルタイヤ。
前記ゴム組成物の６０℃におけるｔａｎδが０．３５以下である請求項１、２又は３に記載の空気入りラジアルタイヤ。
前記トレッド部のうち、前記複合繊維コードからなるベルトカバー層を配置した部分にのみ、前記ゴム組成物を配置した請求項１、２、３又は４に記載の空気入りラジアルタイヤ。