| 【発明の名称】 |
空気入りラジアルタイヤ |
| 【発明者】 |
【氏名】滝村 護
【住所又は居所】東京都小平市小川東町３−１−１ 株式会社ブリヂストン技術センター内
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| 【要約】 |
【課題】ロードノイズ及びフラットスポットの低減と、高速耐久性とを両立し、更にベルト補強層とベルトとのコードが互いに接触することがない空気入りラジアルタイヤを提供する。
【解決手段】ラジアルカーカスと、該カーカスのクラウン部の半径方向外側に配した少なくとも１層からなるベルトと、該ベルトの半径方向外側に配したベルト補強層とを備える空気入りラジアルタイヤにおいて、前記ベルト補強層が芳香族ポリアミドとナイロンとを撚り合わせた複合コードからなり、該複合コードが応力-伸び曲線の原点から変曲点に至る低弾性域と変曲点を超える高弾性域とを有し、かつ該変曲点が伸び2％未満の範囲にあり、前記複合コードを剛性コア上でタイヤ円周方向に連続して螺旋状に巻回することによりベルト補強層を形成したことを特徴とする空気入りラジアルタイヤである。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 ラジアルカーカスと、該カーカスのクラウン部の半径方向外側に配した少なくとも１層からなるベルトと、該ベルトの半径方向外側に配したベルト補強層とを備える空気入りラジアルタイヤにおいて、前記ベルト補強層が芳香族ポリアミドとナイロンとを撚り合わせた複合コードからなり、該複合コードが応力-伸び曲線の原点から変曲点に至る低弾性域と変曲点を超える高弾性域とを有し、かつ該変曲点が伸び2％未満の範囲にあり、前記複合コードを剛性コア上でタイヤ円周方向に連続して螺旋状に巻回することによりベルト補強層を形成したことを特徴とする空気入りラジアルタイヤ。
【請求項２】 前記複合コードの螺旋巻回に際し、一本又は複数本のコードを単位として螺旋状に巻回することを特徴とする請求項１に記載の空気入りラジアルタイヤ。
【請求項３】 前記剛性コアが製品タイヤの内面形状とほぼ対応する外面形状を有することを特徴とする請求項１に記載の空気入りラジアルタイヤ。
【請求項４】 前記複合コードを剛性コア上で螺旋状に巻回した後、所定の生タイヤを成形し、該生タイヤを前記剛性コアと共にモールド内に装入することを特徴とする請求項１に記載の空気入りラジアルタイヤ。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、空気入りラジアルタイヤ、特にロードノイズの低減及びフラットスポットの低減と、高速耐久性とを両立し、更にベルト補強層とベルトとのコードが互いに接触することがない空気入りラジアルタイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、自動車用ラジアルタイヤのベルトには、主としてタイヤの赤道面に対し或るコード角度に傾斜配列されたスチールコードを含有する少なくとも２つのベルト層が、これら層中のコードが互いに交差するようにして用いられ、またタイヤ走行時の安定性を確保するため、特に高速走行時におけるべルト層の剥離（特にベルト層端部で顕著に起こる剥離）を防止し耐久性を向上させるために、該ベルトの径方向外側にナイロンコード等よりなるベルト補強層が配置されている。
【０００３】現在、高速耐久性を向上させるために、ベルト補強層を採用することは一般的となっており、該ベルト補強層におけるコードの材質としては低発熱、低コストのナイロンが主として用いられている。しかし、かかるベルト補強層を具えたラジアルタイヤにおいて、近年、ロードノイズの低減、フラットスポットの低減、及び高速走行時のベルト層端部の迫出し性の改善がさらに求められている。
【０００４】かかる改善策として、ナイロンに比べ高弾性であり、かつガラス転移点（Ｔｇ）が高くてロードノイズ及びフラットスポットの低減に有効なポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、芳香族ポリアミド（アラミド）等のいずれかの材質よりなるコードをベルト補強層に適用しているが、これらの材質はナイロンに比べ接着性が劣るため、高速耐久性の評価において迫出し量の低減効果が反映されず、高速耐久性の大幅な向上には至っていない。また、これらの材質は何れもコストが高いという問題がある。更に、これらの材質よりなるコードは加硫時の伸長が少ないので、加硫後のタイヤにおいてベルト補強層とベルトとのコードが互いに接触し、結果としてベルト層端部の剥離の原因となるため、加硫拡張率の高いタイヤサイズで特に問題である。
【０００５】また、特許2757940号には、例えば、芳香族ポリアミドとナイロン等の複合コードをベルト補強層に用いる技術が開示されているが、加硫成形時の生タイヤへの内圧充填に伴う膨張を可能とするため応力-伸び曲線の変曲点が伸び2〜7％の範囲にある複合コードを用いているため、上記ＰＥＮやアラミドからなるコードを用いた場合に比べてベルト層端部の迫出し量が大きく、高速耐久性に改善の余地がある。また、かかる複合コードは加硫時の伸長がＰＥＮやアラミドからなるコードよりは大きいものの、ナイロンからなるコードに比べて少ないので、加硫後のタイヤにおいてベルト補強層とベルトとのコードが接触する危険性がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解決し、ロードノイズの低減及びフラットスポットの低減と、高速耐久性とを両立し、更にベルト補強層とベルトとのコードが互いに接触することがない空気入りラジアルタイヤを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明者は、前記課題を解決するために鋭意検討した結果、ベルト補強層を構成するコードとして応力-伸び曲線の変曲点が伸び2％未満の範囲にある複合コードを採用し、更に、ベルト補強層を構成するコードの加硫時の伸長が小さいタイヤ製造方法を用いることによって、ロードノイズの低減及びフラットスポットの低減と、高速耐久性とを両立し、更にベルト補強層のコードとベルトのコードとの接触を抑制し得ることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００８】即ち、本発明は、ラジアルカーカスと、該カーカスのクラウン部の半径方向外側に配した少なくとも１層からなるベルトと、該ベルトの半径方向外側に配したベルト補強層とを備える空気入りラジアルタイヤにおいて、前記ベルト補強層が芳香族ポリアミドとナイロンとを撚り合わせた複合コードからなり、該複合コードが応力-伸び曲線の原点から変曲点に至る低弾性域と変曲点を超える高弾性域とを有し、かつ該変曲点が伸び2％未満の範囲にあり、前記複合コードを剛性コア上でタイヤ円周方向に連続して螺旋状に巻回することによりベルト補強層を形成したことを特徴とする空気入りラジアルタイヤである。
【０００９】本発明の好適例においては、前記複合コードの螺旋巻回に際し、一本又は複数本のコードを単位として螺旋状に巻回する。
【００１０】本発明の他の好適例においては、前記剛性コアが製品タイヤの内面形状とほぼ対応する外面形状を有する。
【００１１】更に本発明の他の好適例においては、前記複合コードを剛性コア上で螺旋状に巻回した後、所定の生タイヤを成形し、該生タイヤを前記剛性コアと共にモールド内に装入する。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下に、本発明を詳細に説明する。本発明の空気入りラジアルタイヤは、ラジアルカーカスと、該カーカスのクラウン部の半径方向外側に配した少なくとも１層からなるベルトと、該ベルトの半径方向外側に配したベルト補強層とを備える。
【００１３】本発明のタイヤを構成するベルト補強層は、芳香族ポリアミドとナイロンとを撚り合わせた複合コードからなる。そのため、本発明のタイヤは、ナイロンコードのみからなるベルト補強層を備えたタイヤに比べて、ロードノイズ及びフラットスポットが低く、かつ高速走行時のベルト迫出し量が小さい。また、該複合コードは、ＰＥＮや芳香族ポリアミドのみからなるコードに比べて接着性が高い。そのため、本発明のタイヤは、高速走行時のベルト迫出し量の減少効果が反映され、ＰＥＮや芳香族ポリアミドのみからなるコードをベルト補強層に用いたタイヤより高速耐久性に優れる。
【００１４】本発明に用いる複合コードは、応力-伸び曲線の原点から変曲点に至る低弾性域と変曲点を超える高弾性域とを有し、該変曲点は伸び2％未満の範囲にある。上述した特許2757940号に記載されたベルト補強層に用いる複合コードの変曲点が伸び2〜7％の範囲にあるのに対し、本発明に用いる複合コードは、変曲点が前記範囲内にあるので、低弾性域が狭く伸びにくい。そのため、該複合コードを用いたベルト補強層は、ベルトをより充分に補強することができ、高速走行時のベルト迫出し量を更に減少させることができる。複合コードの変曲点は、該コードを構成する芳香族ポリアミドコードとナイロンコードの夫々の太さ、本数、弾性率、撚りの際のテンションを適宜選択することによって、前記範囲内に調整される。
【００１５】ここに複合コードの変曲点とは、図１に示す複合コードの応力-伸び曲線において、伸び0の状態における曲線に接する接線Ｓ１と破断点における曲線に接する接線Ｓ２とが交わる交点Ｘを通る垂直線と、応力-伸び曲線との交点Ｖとして定義する。
【００１６】本発明のタイヤでは、上記複合コードを剛性コア上でタイヤ円周方向に連続して螺旋状に巻回することによりベルト補強層が形成される。ここで、一本又は複数本のコードを単位として螺旋状に巻回することにより、該ベルト補強層を形成するのが好ましい。また、剛性コアは製品タイヤの内面形状とほぼ対応する外面形状を有するのが好ましい。更に、上記ベルト補強層を形成した後、所定の生タイヤを成形し、成形された生タイヤを剛性コアと共にモールド内に装入して加硫するのが好ましい。
【００１７】従来のブラダーを用いた加硫成形（以降、従来成形と呼ぶ）では、生タイヤのシェーピング時に拡張変形があるため、ベルト補強層を構成するコードの加硫時の伸びが小さいとベルト補強層とベルトとのコードが接触し、結果としてベルト層端部の剥離の原因となる。そのため、従来、ベルト補強層には加硫時に充分伸長できるコードを用いる必要があり、例えば、前述のような変曲点が伸び2％以上の範囲にあるコードが用いられている。しかし、この場合、コードが伸長し易いのであるから、ベルト補強層がベルトを補強する機能は、伸長し難いコードを用いた場合に比べて低下する欠点がある。
【００１８】一方、剛性コアを用いてモールド内で生タイヤを加硫する場合（以降、コア成形と呼ぶ）、従来成形と異なり、生タイヤのシェーピング時の拡張変形がなく、ベルト補強層を構成するコードの加硫時の伸びを十分小さくすることができ、その結果加硫後のタイヤにおいて、ベルト補強層とベルトとのコード接触を防止することができる。
【００１９】上記コア成形では、ベルト補強層を構成するコードの加硫時の伸びが少ないため、該コードに従来のように伸び易いコードを用いる必要はなく、逆に、伸び易いコードを適用することは、ベルト補強層がベルトを補強する機能の低下をもたらし、高速走行時のベルト迫出し量が増大して高速耐久性の低下につながり好ましくない。
【００２０】本発明のタイヤは、コア成形により製造され、また、上記のように変曲点が伸び2％未満の範囲にある伸びにくい複合コードをベルト補強層に用いるため、加硫後のタイヤにおいてベルト補強層とベルトとのコードが接触することがなく、かつ、ベルトが充分に補強され、高速走行時のベルト迫出し量が減少し、結果として高速耐久性が向上している。
【００２１】次に、本発明の空気入りラジアルタイヤの製造時の一実施態様を図２に基き説明する。
【００２２】図２は、剛性コア上で成形した生タイヤをモールド内に装入した状態を示す要部断面図である。図中、剛性コア１は、製品タイヤの内面形状とほぼ対応する外面形状を有し、全体としてほぼドーナツ形である。この剛性コア１は、複数個のセグメントに分解することができる。
【００２３】剛性コア１の外面上に、まずカーカスコードを該コアのほぼラジアル方向に延在させ、かつ周方向に所定の離間隔で配列してなるラジアルカーカス２を形成し、該カーカスの両端部をビードコア３の周りで折り返し、次いで該カーカス２のクラウン部の外周上に、たとえば内外二層のスチールコード層よりなるベルト４を配設する。そして、このベルト４の外周側に上述した複合コードを実質的にタイヤ周方向に延在させ、螺旋状に巻回してなるベルト補強層５を配設する。
【００２４】ベルト補強層５は、一本または複数本の複合コードを単位として、それをベルトの周りに直接的または間接的に螺旋巻回することにより形成することができる。
【００２５】ベルト補強層５を形成した後、サイドゴム、トレッドゴム等のゴム材料を配置して所要の構造、形状および寸法等を具える生タイヤＴを成形する。
【００２６】次いで、生タイヤＴを剛性コア１と共にモールド６内に装入する。モールド６は、トレッド部の加硫成形に主として寄与し半径方向に拡縮変位可能な複数個のセグメントよりなるトレッドリング７と、サイド部の加硫成形に主として寄与するサイドリング８とからなる割りモールドである。かかる割りモールドを用いると、トレッドリングの各セグメントをその縮径変位に基づいて生タイヤＴのトレッド部に押圧することができるので、生タイヤＴのトレッド部外径寸法を製品タイヤのものに十分近づけることが可能で、周方向に延在するコードの加硫時の伸長をより効果的に抑制することができる。
【００２７】次に、本発明の空気入りラジアルタイヤの実施態様を図３及び図４に示す。図３のタイヤにおいてベルト補強層は、ベルト４の両端部のみに配置された一対の複合コード層５ａからなる。また、図４のタイヤにおいてベルト補強層は、ベルト４の両端部のみに配置された一対の複合コード層５ａと、該複合コード層５ａの上面を覆い、かつ一方の複合コード層５ａの外方端部から他方の複合コード層５ａの外方端部まで実質的にタイヤの幅方向に延在する複合コード層５ｂとからなる。
【００２８】
【実施例】以下に、実施例を挙げて本発明を更に詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例によりその範囲を限定されるものではない。
【００２９】タイヤサイズ:１９５／６５Ｒ１４を有する実施例１及び２並びに比較例１〜８の空気入りラジアルタイヤを作成する。これらタイヤは、表１に示すような構成のベルト補強層およびタイヤ成形方法を用いる以外、総て同一のタイヤ構造を有する。なお、これらタイヤのベルト補強層は、図２に示す構造である。これらタイヤに対し、後述する方法により高速耐久性、ベルト層端部の迫出し量、ベルト補強層の使用コスト、ロードノイズ、フラットスポット、ベルト補強層とベルトとの層間ゲージ及び変曲点における伸びを測定し、結果を表１に示す。
【００３０】（１） 高速耐久性は、供試タイヤを200kPaの内圧充填下６Ｊ−１４のリムサイズを有するリムに組み付け、150km/hの速度で30分間走行させ、故障が無ければ速度を6km/hづつ上げていき、故障発生時の速度を測定することにより評価し、比較例１の故障発生速度を100として指数表示する。この場合、指数値が大きくなるほど、耐久限界速度が上がり、高速耐久性に優れる。
【００３１】（２） ベルト層端部の迫出し量は、上記高速耐久性試験で150km/hの速度で走行後にショルダー領域の迫出し量（高速変形）を測定することにより評価し、比較例１の迫出し量を100として指数表示する。この場合、指数値が大きくなるほど、迫出し量が低減する。
【００３２】（３） タイヤ１本当たりのベルト補強層の使用コストを見積もり、比較例１のコストを100として指数表示する。この場合、指数値が大きくなるほど、コストが低減する。
【００３３】（４） ロードノイズは、供試タイヤを200kPaの内圧充填下６Ｊ−１４のリムサイズのリムに組み付け、2000ccの排気量を有するセダンタイプの乗用車の４輪すべてに装着し、２名乗車の荷重下テストコースを60km/hの速度で走行させながら、運転席の背もたれの中央部分に取り付けた集音マイクを介して周波数:100〜500Hzおよび300〜500Hzの全音圧（デシベル）を測定することにより評価し、比較例１のロードノイズを100として指数表示する。この場合、指数値が大きくなるほど、ロードノイズが低減する。
【００３４】（５） フラットスポットは、供試タイヤを実車に装着し、一定時間走行させて十分高温となったタイヤに負荷をかけて完全に冷えるまで放置した後のタイヤの変形を、真円度の変化として測定することにより評価する。すなわち、負荷の前後における真円度をそれぞれ測定して、その差をフラットスポット量として求め、比較例１のフラットスポット量を100として指数表示する。この場合、指数値が大きくなるほど、フラットスポット量が低減する。
【００３５】（６） ベルト補強層とベルトとの層間ゲージは、供試タイヤ中のベルトの端部から最短でのベルト補強層までの距離を測定して評価し、比較例１の距離を100として指数表示する。この場合、指数値が大きくなる程、加硫前後の層間ゲージ変化が小さく、層間ゲージが大きい。
【００３６】
【表１】
【００３７】実施例１及び２のタイヤは、比較例１のタイヤに比べ、ベルト層端部の迫出し量が小さく高速耐久性が著しく向上しており、また、コア成形で製造しているのでベルト補強層とベルト層間のゲージ変化が小さく、ベルトとベルト補強層とのコードが接触する危険性が低かった。
【００３８】一方、比較例２及び３のタイヤは、実施例１及び２のタイヤと同様にベルト層端部の迫出し量が小さいものの、接着性が劣るため、ベルト層端部の迫出し量の抑制効果が高速耐久性に充分に反映されず、実施例１及び２のタイヤに比べ高速耐久性が劣っていた。また、比較例２及び３のタイヤは、従来成形によるため実施例１及び２のタイヤよりベルト補強層とベルト層間のゲージ変化が大きく、ベルトとベルト補強層とのコードが接触する危険性が高かった。
【００３９】比較例４のタイヤは、実施例１及び２のタイヤより、使用した複合コードの変曲点が高く低弾性域が広いため、その分伸び易く、結果としてベルト層端部の迫出し量抑制効果が悪化し、高速耐久性が劣っていた。また、比較例４のタイヤは、従来成形によるため実施例１及び２のタイヤよりベルト補強層とベルト層間のゲージ変化が大きく、ベルトとベルト補強層とのコードが接触する危険性が高かった。
【００４０】比較例５及び６のタイヤは、実施例１及び２のタイヤと接着性及びベルト層端部の迫出し量が同等なため高速耐久性も同等であるが、従来成形によるためベルト補強層とベルト層間のゲージ変化が大きく、ベルトとベルト補強層とのコードが接触する危険性が高かった。
【００４１】比較例７及び８のタイヤは、コア成形によるためベルト補強層とベルト層間のゲージが実施例１及び２のタイヤと同等であるが、使用したコードの変曲点が高く低弾性域が広いため、その分伸び易く、結果としてベルト層端部の迫出し量抑制効果が悪化し、実施例１及び２のタイヤに比べ高速耐久性が劣っていた。
【００４２】
【発明の効果】本発明によれば、芳香族ポリアミドとナイロンとを撚り合わせてなり、かつ変曲点が伸び2％未満の範囲にある複合コードをベルト補強層に用い、コア成形によりタイヤを製造することにより、ロードノイズの低減及びフラットスポットの低減と、高速耐久性とを両立し、更にベルト補強層とベルトとのコードが互いに接触することがない空気入りラジアルタイヤを提供できる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００５２７８
【氏名又は名称】株式会社ブリヂストン
【住所又は居所】東京都中央区京橋１丁目１０番１号
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| 【出願日】 |
平成１４年５月１６日（２００２．５．１６） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００７２０５１
【弁理士】
【氏名又は名称】杉村 興作
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| 【公開番号】 |
特開２００３−３２６９１５（Ｐ２００３−３２６９１５Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１５年１１月１９日（２００３．１１．１９） |
| 【出願番号】 |
特願２００２−１４１６１３（Ｐ２００２−１４１６１３） |
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