JP2004276840A - 空気入りラジアルタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】ロードノイズ及びフラットスポットが低く、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く、更に高速耐久性が改善された空気入りラジアルタイヤを提供する。
【解決手段】ベルトの半径方向外側にベルト補強層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高弾性のポリパラフェニレンベンズオキサゾール（ＰＢＯ）繊維及びリヨセル繊維の何れかと低弾性繊維とを撚り合わせた複合コードを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形成されたものであり、前記複合コードは、荷重−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２〜７％の範囲にあることを特徴とする空気入りラジアルタイヤである。
【選択図】 図２

Description

【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、特にロードノイズ及びフラットスポットが低く、且つ高速耐久性が高く、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枚のベルト層が、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芳香族ポリアミド（アラミド）等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、これらのコードをベルト補強層に用いた場合、加硫後のタイヤにおいてベルト補強層がベルトに食い込んで、ベルト端部の剥離の原因となるという問題があった。
【０００５】
また、芳香族ポリアミドとナイロンと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（特許文献１〜２参照）が、複合コードに芳香族ポリアミドを用いるため、該複合コードはナイロンのみよりなるコードに比べゴムとの接着性が劣っていた。
【０００６】
【特許文献１】
特開平１−２４７２０４号公報
【特許文献２】
特開２００１−６３３１０号公報
【０００７】
【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、ロードノイズ及びフラットスポットが低減されており、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く、更に高速耐久性が改善された空気入りラジアルタイヤを提供することにある。
【０００８】
【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、ベルト補強層を備えたタイヤにおいて、該ベルト補強層を構成するコードとして、ポリパラフェニレンベンズオキサゾール（ＰＢＯ）繊維及びリヨセル繊維の何れかと低弾性繊維とを撚り合わせてなり、且つ荷重−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採用することによって、タイヤのロードノイズ及びフラットスポットが低減されることに加え、ベルト補強層のコードとベルトのコードとの接触が抑制され、更にタイヤの高速耐久性が改善されることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００９】
即ち、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二枚のベルト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高弾性のポリパラフェニレンベンズオキサゾール（ＰＢＯ）繊維及びリヨセル繊維の何れかと低弾性繊維とを撚り合わせた複合コードを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形成されたものであり、前記複合コードは、荷重−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２〜７％の範囲にあることを特徴とする。
【００１０】
本発明の空気入りラジアルタイヤの好適例においては、前記低弾性繊維が、ナイロン繊維、ポリエチレンテレフタレート繊維、ポリエチレンナフタレート繊維、ポリトリメチレンテレフタレート繊維及びポリブチレンテレフタレート繊維のいずれかである。
【００１１】
【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二枚のベルト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。
【００１２】
本発明のタイヤを構成するベルト補強層は、高弾性なポリパラフェニレンベンズオキサゾール（ＰＢＯ）繊維及びリヨセル繊維の何れかと低弾性繊維とを撚り合わせた複合コードを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形成されたものである。そのため、本発明のタイヤは、ナイロン繊維等の低弾性繊維のみを撚ったコード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、かつ高速耐久性が高い。また、高弾性なポリパラフェニレンベンズオキサゾール（ＰＢＯ）繊維及びリヨセル繊維の何れかと低弾性繊維とを撚り合わせた複合コードは、芳香族ポリアミド繊維等の高弾性繊維のみを撚ったコードに比べて、加硫時の伸びが大きい。そのため、かかる複合コードをベルト補強層に適用した本発明のタイヤは、加硫後のベルト補強層とベルト間のゲージが大きく、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。更に、高弾性なポリパラフェニレンベンズオキサゾール（ＰＢＯ）繊維及びリヨセル繊維の何れかと低弾性繊維とを撚り合わせた複合コードは、芳香族ポリアミド繊維等のみを撚ったコードに比べ低コストであることに加え、ゴムに対する接着性が高いため、高速走行時のベルト迫出し量の減少効果が反映され、高速耐久性に優れる。
【００１３】
また、本発明に用いる複合コードは、荷重−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２〜７％の範囲にあることを特徴とする。即ち、該複合コードは、低歪領域では高伸度（低弾性）特性を有し、高歪領域では低伸度（高弾性）特性を有する。荷重−伸び曲線の変曲点が伸び２％未満の範囲にあるコードをベルト補強層に用いた場合、通常の加硫条件で加硫すると、加硫時の伸長が不充分で、ベルト補強層がベルトに食い込むことがある。一方、荷重−伸び曲線の変曲点が伸び７％を超える範囲にあるコードをベルト補強層に用いると、ベルト補強層がベルトを充分に補強できず、高速耐久性が低下し、ロードノイズ及びフラットスポットの増大する。なお、複合コードの変曲点は、該コードを構成するポリパラフェニレンベンズオキサゾール（ＰＢＯ）繊維、リヨセル繊維及び低弾性繊維の夫々の太さ、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。
【００１４】
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荷重−伸び曲線において、伸び０の状態における曲線Ｃに接する接線Ｓ１と破断点における曲線Ｃに接する接線Ｓ２とが交わる交点Ｘを通る垂直線と、荷重−伸び曲線Ｃとの交点Ｖとして定義する。
【００１５】
本発明のタイヤでは、上記複合コードを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コーティングゴムで被覆してなるリボンを螺旋状に巻回することにより、該ベルト補強層を形成してもよい。
【００１６】
本発明のタイヤは、上述したベルト補強層を備え、従来より通常に行われているブラダーを用いた加硫成形により製造することができる。ブラダーを用いた加硫成形においては、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。これに対し、本発明のタイヤのベルト補強層に用いる複合コードは、荷重−伸び曲線の変曲点が伸び２％以上の範囲にあるため、加硫時に伸び易く、ベルト補強層とベルトとのコードが接触することがない。
【００１７】
本発明にかかわる複合コードは、高弾性のポリパラフェニレンベンズオキサゾール（ＰＢＯ）繊維及びリヨセル繊維の何れかと低弾性繊維とを撚り合わせてなる。低弾性繊維と共に高弾性なポリパラフェニレンベンズオキサゾール（ＰＢＯ）繊維又はリヨセル繊維を複合コードに用いることにより、複合コードと該コードを被覆するゴムとの接着性が向上し、高速走行時のベルト迫出し量の減少効果が確実に反映され、高速耐久性が向上する。
【００１８】
なお、上記リヨセル繊維は、原料のセルロースから溶剤紡糸法によって得られるセルロース繊維であり、例えば、特公昭６０−２８８４８号公報、特表平１１−５０４９９５号公報に記載されているように、有機溶剤中に溶解されたセルロースと水等の非溶媒を含む溶液を、空気中又は非沈殿性媒体中に紡糸し、その際、紡糸口金から出た繊維形成溶液を送り出す速度より早い速度で引っ張って、３倍以上の延伸倍率で延伸した後に、非溶媒で処理することによって得ることができる。また、上記低弾性繊維としては、ナイロン繊維、ポリエチレンテレフタレート繊維、ポリエチレンナフタレート繊維、ポリトリメチレンテレフタレート繊維及びポリブチレンテレフタレート繊維等が挙げられる。
【００１９】
以下に、図を参照して本発明の空気入りラジアルタイヤ を詳細に説明する。図２は、本発明の空気入りラジアルタイヤの一実施態様の断面図である。図２に示すタイヤは、一対のビード部１と、一対のサイド部２と、トレッド部３と、該ビード部１に埋設されたビードコア４間にトロイド状に延在させたカーカス５と、該カーカス５のクラウン部でタイヤ半径方向外側に配した少なくとも二枚のベルト層からなるベルト６と、該ベルト６のタイヤ半径方向外側でベルト６の全体を覆うように配置したベルト補強層７からなる。ここで、ベルト補強層７は、タイヤ周方向に対し実質的に平行に配列した複合コードのゴム引き層からなる。図示例のベルト補強層７は、一層であるが、二層以上であってもよい。
【００２０】
次に、本発明の空気入りラジアルタイヤの他の実施態様を図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６の両端部のみに配置された一対の複合コード層７ａ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６の両端部のみに配置された一対の複合コード層７ａと、該複合コード層７ａの上面を覆い、かつ一方の複合コード層７ａの外方端部から他方の複合コード層７ａ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７ｂとからなる。図示例の複合コード層７ａ，７ｂは何れも一層であるが、二層以上であってもよい。
【００２１】
【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限定されるものではない。
【００２２】
表１に示す構成のコードをベルト補強層に用いたタイヤサイズ：１９５／６５Ｒ１５の空気入りラジアルタイヤを作製した。これら試作タイヤは、表１に示すような構成のコードをベルト補強層に用いる以外、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。これらのタイヤに対し、後述する方法により高温接着性、高速耐久性、ロードノイズ、フラットスポット、及びベルト補強層とベルトとの層間ゲージを測定し、結果を表１に示す。
【００２３】
（１）高温接着性
１６０℃で２０分間加硫後のゴム−コード複合体サンプル（ＣＲＡ試験サンプル）を、１００℃以上の高温下にある一定時間放置した後、コードをゴムから引き剥がし、その際の剥離抗力を測定し、比較例１を１００として指数表示した。指数値が大きい程、剥離抗力が大きく、高温接着性に優れる。ここで、１００℃以上の高温下でサンプルを放置するのは、タイヤが高速走行時において発熱する状況下を再現するためである。
【００２４】
（２）高速耐久性
試作タイヤをサイズ６Ｊ−１５のリムに組み付け、２００ｋＰａの内圧充填下、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し、比較例１の故障発生速度を１００として指数表示した。指数値が大きくなる程、耐久限界速度が高く高速耐久性に優れることを示す。
【００２５】
（３）ロードノイズ
試作タイヤを６Ｊ−１５のリムサイズのリムに組み付け２００ｋＰａの内圧を充填し、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名乗車してロードノイズ評価路のテストコースを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及び３００〜５００Ｈｚの全音圧（デシベル）を測定し、該測定値からロードノイズを評価し、比較例１のロードノイズを１００として指数表示した。指数値が大きくなる程、ロードノイズが小さく良好であることを示す。
【００２６】
（４）フラットスポット
試作タイヤを実車に装着し、一定時間走行させて充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した。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として指数表示した。指数値が大きくなる程、フラットスポット量が小さく良好であることを示す。
【００２７】
（５） ベルト補強層とベルトとの層間ゲージ
試作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、比較例１の距離を１００として指数表示した。指数値が大きくなる程、加硫後の層間ゲージが大きく良好であることを示す。
【００２８】
【表１】

【００２９】
実施例１〜３のタイヤは、比較例１のタイヤに比べ、高速耐久性が改善され、また、ロードノイズ及びフラットスポットが低減されており、更にベルト補強層とベルト層間のゲージが維持されていた。
【００３０】
一方、比較例２のタイヤは、ベルト補強層とベルト層間のゲージが小さく、ベルトとベルト補強層とのコードが接触する危険性が高かった。また、コードとゴムとの高温接着性が低いため、高速耐久性が実施例のタイヤに比べ劣っていた。
【００３１】
【発明の効果】
本発明によれば、高弾性なポリパラフェニレンベンズオキサゾール（ＰＢＯ）繊維及びリヨセル繊維の何れかと低弾性繊維とを撚り合わせてなり、変曲点が伸び２〜７％の範囲にある複合コードをベルト補強層に用いることにより、ロードノイズ及びフラットスポットが低減されており、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く、更に高速耐久性が改善された空気入りラジアルタイヤを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】複合コードの荷重−伸び曲線における変曲点を示す図である。
【図２】本発明の空気入りラジアルタイヤの一実施態様の断面図である。
【図３】本発明の空気入りラジアルタイヤの他の実施態様の断面図である。
【図４】本発明の空気入りラジアルタイヤの他の実施態様の断面図である。
【符号の説明】
Ｖ 変曲点
Ｃ 複合コードの荷重−伸び曲線
Ｓ１ 伸び０における曲線の接線
Ｓ２ 破断点における曲線の接線
Ｘ Ｓ１とＳ２との交点
１ ビード部
２ サイド部
３ トレッド部
４ ビードコア
５ カーカス
６ ベルト
７，７ａ，７ｂ ベルト補強層

Claims (2)

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二枚のベルト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高弾性のポリパラフェニレンベンズオキサゾール繊維及びリヨセル繊維の何れかと低弾性繊維とを撚り合わせた複合コードを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形成されたものであり、
   前記複合コードは、荷重−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２〜７％の範囲にあることを特徴とする空気入りラジアルタイヤ。
2. 前記低弾性繊維が、ナイロン繊維、ポリエチレンテレフタレート繊維、ポリエチレンナフタレート繊維、ポリトリメチレンテレフタレート繊維及びポリブチレンテレフタレート繊維のいずれかであ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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