JP4268365B2

JP4268365B2 - 空気入りラジアルタイヤ

Info

Publication number: JP4268365B2
Application number: JP2002037151A
Authority: JP
Inventors: 眞一宮崎; 攻戸田
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 2002-02-14
Filing date: 2002-02-14
Publication date: 2009-05-27
Anticipated expiration: 2022-02-14
Also published as: JP2003237309A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ロードノイズを低減した空気入りラジアルタイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術、及び発明が解決しようとする課題】
一般に、空気入りラジアルタイヤでは、高速耐久性を向上するために、ベルト層の外側に、バンドコードを螺旋状に巻回させたバンドプライからなるバンド層を設けることが行われている。
【０００３】
そして、このようなバンド層を設けると、前記高速耐久性の向上に加え、周波数２５０Ｈｚ付近のロードノイズ（車内騒音）が低減されることが判明し、特にバンドコードとして、従来的なナイロンコードに代えて、芳香族ポリアミド繊維コード、ポリエチレンテレフタレート繊維コード、ポリエチレンナフタレート繊維コード等の高モジュラス繊維コードを用い、ベルト層への拘束力を高めることによってロードノイズ低減効果をより大きくしうることが分かってきた。
【０００４】
しかし本発明者の研究の結果、単にバンドコードを高モジュラス化するだけでは、ロードノイズ低減効果を有効に発揮させることが難しいことが判明した。
【０００５】
これは、タイヤを加硫成形する際、生タイヤを加硫金型に押し付ける工程があり、このときタイヤには、一般に１〜３％のストレッチが付与される。しかし、バンドコードとして極端に高モジュラスのコードを用いると、加硫成型時にバンドコードが拡張しきれないためにタイヤ変形を起こしてしまい、このことがロードノイズ低減効果を妨げることを知見した。
【０００６】
従って、ロードノイズを低減するためには、前記タイヤ変形を充分に考慮したバンドコードの高モジュラス化が必要となる。又一般に空気入りタイヤでは、走行により７０℃近くまでトレッド温度が上昇するが、前記ロードノイズの低減化のためには、さらに、バンドコードの温度によるモジュラスの変動を、この７０℃までの温度範囲においてできるだけ抑え、バンドコードによる拘束力を、走行中安定して発揮させることも重要であることが判明した。
【０００７】
そこで本発明は、バンドコードとして、コード太さ、撚り数、初期モジュラス及びこの初期モジュラスの２５℃〜７０℃の温度範囲における変化率等を特定したポリエチレン２，６ナフタレート繊維コードを用いることを基本として、ロードノイズ低減効果をより有効に発揮させうる空気入りラジアルタイヤの提供を目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本願請求項１の発明は、トレッド部の内方かつカーカスの外側に配されるベルト層と、このベルト層の外側に配されるバンド層とを具える空気入りラジアルタイヤであって、
前記バンド層は、バンドコードがタイヤ周方向に対して５度以下の角度で螺旋状に巻回されるバンドプライからなり、かつ前記バンドコードに、コード太さが２５００〜３６００ｄ、撚り数が撚り数が３０〜３５回／１０ｃｍのポリエチレン２，６ナフタレート繊維コードを用いるとともに、
該ポリエチレン２，６ナフタレート繊維コードは、２５℃における初期モジュラスを５０〜６５ｇｆ／ｄ、かつ２５℃〜７０℃の間の初期モジュラスの変化率を±２０％以下としたことを特徴としている。
【０００９】
又請求項２の発明では、前記ポリエチレン２，６ナフタレート繊維コードは、荷重２．０ｇｆ／ｄにおけるコードの伸びが０．５〜２．５％であることを特徴としている。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の一形態を、図示例とともに説明する。
図１は、本発明の空気入りラジアルタイヤが乗用車用タイヤである場合の子午断面を示している。
【００１１】
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からサイドウォール部３をへてビード部４のビードコア５に至るカーカス６と、トレッド部２の内方かつ前記カーカス６の外側に配されるベルト層７と、このベルト層７のさらに外側に配されるバンド層９とを具える。
【００１２】
前記カーカス６は、カーカスコードをタイヤ周方向に対して７０〜９０゜の角度で配列した１枚以上、本例では、１枚のカーカスプライ６Ａから形成される。このカーカスプライ６Ａは、前記ビードコア５、５間を跨るプライ本体部６ａの両側に、ビードコア５の周りで折り返される折返し部６ｂを具え、該プライ本体部６ａと折返し部６ｂとの間には、ビードコア５から半径方向外側に先細状にのびるビード補強用のビードエーペックスゴム８が配される。
【００１３】
なおカーカスコードとしては、乗用車用タイヤの場合、ナイロン、ポリエステル、レーヨン、芳香族ポリアミド等の有機繊維コードが好適に採用されるが、タイヤサイズやカテゴリー等に応じてスチールコードも採用しうる。
【００１４】
また前記ベルト層７は、スチールコード等の高強力のベルトコードをタイヤ周方向に対して１０゜〜３５゜の角度で傾斜配列した２枚以上、本例では２枚のベルトプライ７Ａ、７Ｂから形成される。各ベルトプライ７Ａ、７Ｂは、ベルトコードがプライ間相互で交差するように向きを違えて重置され、これによってベルト剛性を高め、トレッド部２の略全巾をタガ効果を有して補強する。
【００１５】
なお半径方向内側のベルトプライ７Ａのプライ巾は、外側のベルトプライ７Ｂに比べて巾広に形成され、これによってこのプライ巾がベルト層７のベルト巾ＷＢを構成する。
【００１６】
次に、前記バンド層９は、バンドコード１０をタイヤ周方向に対して５度以下の角度で螺旋状に巻回してなる１枚以上、本例では１枚のバンドプライ９Ａから形成される。本例では、このバンドプライ９Ａが、ベルト層７の略全巾を覆う所謂フルバンドである場合を例示しているが、ベルト層７の両端部のみを覆う両側の所謂エッジバンドとして形成することもできる。なお前記フルバンドに関して、ベルト層７の「略全巾を覆う」とは、前記ベルト巾ＷＢの９５％以上を覆うことを意味し、本例では、バンドプライの巾Ｗが前記ベルト巾ＷＢと実質的に等しい場合を例示している。
【００１７】
又前記バンドプライ９Ａは、図２に示すように、１本のバンドコード１０または複数本のバンドコード１０の引き揃え体をトッピングゴム１２中に埋設してなるテープ状の帯状プライ１３を、タイヤ周方向に沿って螺旋巻することにより形成され、このとき前記バンドコード１０とタイヤ周方向とのなす角度を５度以下に設定する。このような螺旋巻により形成されたバンドプライ９Ａは、継ぎ目のない所謂ジョイントレス構造をなすため、タイヤのユニフォミティに優れかつベルト層７への拘束力を高めてそのタガ効果を向上させる。なお本例では、例えば１０本程度のバンドコード１０を引き揃えて埋設した、巾Ｗ１が例えば１０ｍｍ程度の帯状プライ１３を用いたものを例示している。
【００１８】
そして本実施形態では、前記バンドコード１０として、コード太さが２５００〜３６００ｄ、撚り数が３０〜４０回／１０ｃｍのポリエチレン２，６ナフタレート繊維コード１４を使用するとともに、このポリエチレン２，６ナフタレート繊維コード１４の、２５℃における初期モジュラスＭを５０〜６５ｇｆ／ｄの範囲に規制し、しかも２５℃〜７０℃の間の初期モジュラスＭの変化率を±２０％以下の範囲に減じている。
【００１９】
なお、前記撚り数が３０〜４０回／１０ｃｍとは、下撚り数と上撚り数とが共に３０〜４０回／１０ｃｍであることを意味し、特に下撚り数と上撚り数とが同数の双撚り構造のものが好適に採用しうる。本発明においては、前記撚り数を３０〜３５回／１０ｃｍとしている。
【００２０】
又ポリエチレン２，６ナフタレート繊維としては、単独重合体のみならず、８５モル％以上のポリエチレン２，６ナフタレートと１５モル％未満の共重合可能な第３成分とからなる共重合体であっても良い。この第３成分として、例えば、２，６ナフタレンジカルボン酸以外のナフタレンジカルボン酸、テレフタル酸、イソフタル酸、ジフェニルジカルボン酸、ジフェニルエーテルジカルボン酸等がある。
【００２１】
このように、バンドコード１０に、ポリエチレン２，６ナフタレート繊維を用いて高モジュラス化を図り、初期モジュラスＭを５０〜６５ｇｆ／ｄの範囲に高めるとともに、タイヤ使用中のトレッド部２内の温度範囲においてバンドコード１０の張力変化を抑えることにより、ベルト層７のタガ効果を高く均一化でき、これによってトレッド部２の周方向剛性が大きくかつ均一となるため、タイヤ走行時路面の振動を拾いにくくなり、ロードノイズが低減される。
【００２２】
ここで、まずバンドコード１０の強度と伸び、耐疲労性とのバランスを適正に得るために、コードの撚り数を３０〜４０回／１０ｃｍとすることが重要である。特に本発明においては、前記撚り数を３０〜３５回／１０ｃｍとしている。３０回／１０ｃｍ未満では、伸びおよび耐疲労性が不十分となって、必要な耐久性を得ることができなくなる。又撚り数が４０回／１０ｃｍを越えると、コードの伸びが過大となり、ポリエチレン２，６ナフタレート繊維を用いた場合にも、前記範囲の初期モジュラスＭを得ることができなくなる。
【００２３】
又一般に、高モジュラス繊維として、芳香族ポリアミド繊維、及びポリエチレンテレフタレート繊維等も挙げられるが、例えば芳香族ポリアミド繊維を用いた場合には、前述の如くモジュラスが高すぎて、加硫成型性が損なわれるなど加硫成型時にタイヤ変形を起こしてしまい、ロードノイズ低減効果が充分に発揮できなくなる。又芳香族ポリアミド繊維は、本実施形態のポリエチレン２，６ナフタレート繊維に比してエネルギーロス（ tanδ）が大であり、従って、転がり抵抗性能にも不利となる。又ポリエチレンテレフタレート繊維では、モジュラスが不十分であり、加硫成型性に優れるとはいえ、初期モジュラスＭを前記範囲に高めることが難しく、ロードノイズ低減効果を充分に発揮できない。
【００２４】
これに対して、ポリエチレン２，６ナフタレート繊維では、撚り数を３０〜３５回／１０ｃｍとしながら５０〜６５ｇｆ／ｄの初期モジュラスＭを確保することが可能であり、強度と伸び、耐疲労性とのバランスを適正に保ちながらロードノイズ低減効果を有効に発揮することが可能となる。このとき、ポリエチレン２，６ナフタレート繊維コード１４の太さは、２５００〜３６００ｄの範囲であり、２５００ｄ未満ではコード強度が不足し、３６００ｄを越えるとバンドプライ９Ａが必要以上に厚くなるなど軽量化にとって不利となる。
【００２５】
ここで、タイヤ内のバンドコード１０は、加硫成型時のストレッチにより、１〜３％程度の伸びを有して埋設されており、従って、バンドコードのベルト層７への拘束力、及び加硫成形性を考えた時、この低伸度でのモジュラス、即ち初期モジュラスＭが重要となる。もし初期モジュラスＭが５０ｇｆ／ｄ未満では、ベルト層７への拘束力が過小となり、又６５ｇｆ／ｄを越えた場合には、加硫成型性が損なわれてタイヤが変形傾向となるなど、何れの場合にもロードノイズ低減効果を充分に発揮することができなくなる。
【００２６】
なお初期モジュラスＭとは、ＪＩＳＬ１０１７の化学繊維タイヤコード試験方法に準拠して求めたコードの「荷重−伸び」曲線における原点での傾きを意味する。
【００２７】
又ポリエチレン２，６ナフタレート繊維コード１４では、２５℃〜７０℃の間の初期モジュラスＭの変化率を±２０％以下に規制することも重要である。即ち２５℃〜７０℃の温度範囲における初期モジュラスの最大値をＭｍａｘ、最小値をＭｍｉｎとしたとき、２５℃における初期モジュラスＭとの差Ｍｍａｘ−Ｍ、及びＭ−Ｍｍｉｎを、夫々前記２５℃における初期モジュラスＭの２０％以下とすることが重要である。
【００２８】
これは、ロードノイズ低減のためには、タイヤ使用中のトレッド部２の温度範囲内で、初期モジュラスＭの変動を低く抑え、走行中のバンドコードの拘束力を一定に保つことが必要であるからであり、前記変化率が±２０％を越えると、走行時の温度上昇に伴ってバンドコード１０の張力が過度に変動し、ロードノイズの低減効果が損なわれるからである。このような観点から、前記変化率は、±１５％以下、さらには±１０％以下が好ましい。
【００２９】
なおポリエチレン２，６ナフタレート繊維コードにおいて、エチレン２，６ーナフ夕レート単位を９０％以上含み、ＤＳＣのピ―クを２８０℃以上、極限粘度を０．７以上、複屈折率を０．３０以上等とすることにより、前述の如き変化率が低く熱的に安定性のよいものとすることができる。またＲＦＬ処理時の処理条件、ポリエチレン２，６ナフタレート繊維コードの撚り数、繊度、フィラメント本数等によっても、前記変化率をコントロールしうる可能性がある。
【００３０】
又バンドコード１０では、タイヤの寸法安定性の観点から、荷重２．０ｇｆ／ｄにおけるバンドコード１０の伸びを０．５〜２．５％の範囲とすることも好ましく、この範囲から外れるとタイヤの寸法安定性が損なわれ、ユニフォミティーの低下に起因するロードノイズの発生が予想される。
【００３１】
以上、本発明の特に好ましい実施形態について詳述したが、本発明は図示の実施形態に限定されることなく、種々の態様に変形して実施しうる。
【００３２】
【実施例】
図１に示す構造を有するタイヤサイズ１９５／６５Ｒ１５のタイヤを表１の仕様に基づき試作するとともに、各試供タイヤのロードノイズ性、及び耐久性をテストし、その結果を、表１に示す。
【００３３】
なおカーカスは、プライ数（１枚）、コード（ポリエチレンテレフタレート；１６７０dtex／２）、コード角（９０度）、コード密度（５０本／５ｃｍ）で同一仕様。ベルト層は、プライ数（２枚）、コード（スチール；１×３／0.27）、コード角（＋２０度／−２０度）、コード密度（４０本／５ｃｍ）で同一仕様である。又バンド層は、夫々表１のバンドコードを用いた巾１０ｍｍ、コード密度（４９本／５ｃｍ）の帯状プライを螺旋巻きしたフルバンドの１枚のバンドプライから形成している。
【００３４】
（１）ロードノイズ；
試供タイヤを、内圧（２００ｋＰａ）の下で、乗用車（１８００ｃｃ）の全輪に装着し、ロードノイズ評価用のスムース路面のテストコースを時速８０ｋｍ／ｈの速度で走行させ、運転席に取り付けた集音マイクを用いて、２５０Hzバンドの騒音レベル（ｄＢ）を測定した。測定結果を比較例１を１００とした指数で表示した。値が小さいほどロードノイズは低く良好である。
【００３５】
（２）耐久性；
ドラム試験機を用い、荷重（ＪＩＳによる最大荷重の１５０％の荷重）、内圧（ＪＩＳに規定された内圧の８０％の内圧）の下で試供タイヤを時速８０ｋｍ／ｈの速度で走行させ、故障するまでの走行距離を測定した。測定結果を比較例１を１００とした指数で表示した。値が大きいほど耐久性に優れ良好である。
【００３６】
【表１】

【００３７】
実施例は、耐久性を維持或いは向上しながらロードノイズを大幅に低減しうるのが確認できる。
【００３８】
【発明の効果】
叙上のごとく本発明の空気入りタイヤは、バンドコードとして、コード太さ、撚り数、初期モジュラス及びこの初期モジュラスの２５℃〜７０℃の温度範囲における変化率等を特定したポリエチレン２，６ナフタレート繊維コードを用いているため、耐久性を確保しながらロードノイズ低減効果をより有効に発揮できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】発明の一実施例を示すタイヤの断面図である。
【図２】帯状プライの構造を示す斜視図である。
【符号の説明】
２トレッド部
６カーカス
７ベルト層
９バンド層
１０バンドコード
９Ａバンドプライ
１４ポリエチレン２，６ナフタレート繊維コード

Claims

トレッド部の内方かつカーカスの外側に配されるベルト層と、このベルト層の外側に配されるバンド層とを具える空気入りラジアルタイヤであって、
前記バンド層は、バンドコードがタイヤ周方向に対して５度以下の角度で螺旋状に巻回される１枚以上のバンドプライからなり、かつ前記バンドコードに、コード太さが２５００〜３６００ｄ、撚り数が３０〜３５回／１０ｃｍのポリエチレン２，６ナフタレート繊維コードを用いるとともに、
該ポリエチレン２，６ナフタレート繊維コードは、２５℃における初期モジュラスを５０〜６５ｇｆ／ｄ、かつ２５℃〜７０℃の間の初期モジュラスの変化率を±２０％以下としたことを特徴とする空気入りラジアルタイヤ。
前記ポリエチレン２，６ナフタレート繊維コードは、荷重２．０ｇｆ／ｄにおけるコードの伸びが０．５〜２．５％であることを特徴とする請求項１記載の空気入りラジアルタイヤ。