(57)【要約】【課題】  高弾性繊維コードのキャッププライによりロードノイズを改善するに当たり、そのロードノイズ改善を操縦安定性の低下を伴うことなく達成可能にする空気入りラジアルタイヤを提供する。【解決手段】  ベルト層６の外周に高弾性繊維と低弾性繊維からなる複合コードをタイヤ周方向に螺旋状に連続的に巻回したキャッププライ７を形成した空気入りラジアルタイヤにおいて、複合コードの引張り特性が、荷重９．８Ｎから４４Ｎまでの初期負荷時の初期剛性Ｅｉが７００〜１０００Ｎで、荷重１４９Ｎから破断までの終期負荷時の終期剛性Ｅｔが３３００〜７５００Ｎであると共に、荷重６６Ｎ負荷時の中間伸び  δｍが６〜９％であり、かつ該複合コードを前記キャッププライに打込み密度４０〜５５本／50mmで配列した。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
トレッド部にベルト層を配置し、該ベルト層の外周に高弾性繊維と低弾性繊維からなる複合コードをタイヤ赤道に対して０°〜５°の角度で螺旋状に連続的に巻回してキャッププライを形成した空気入りラジアルタイヤにおいて、
前記複合コードの引張り特性が、荷重９．８Ｎから４４Ｎまでの初期負荷時の初期剛性Ｅｉが７００〜１０００Ｎで、荷重１４９Ｎから破断までの終期負荷時の終期剛性Ｅｔが３３００〜７５００Ｎであると共に、荷重６６Ｎ負荷時の中間伸びδｍが６〜９％であり、かつ該複合コードを前記キャッププライに打込み密度４０〜５５本／50mmで配列した空気入りラジアルタイヤ。
【請求項２】
前記複合コードの荷重−伸び曲線において前記初期剛性Ｅｉの傾きと終期剛性Ｅｔの傾きとの交点である変曲点での伸びが７％より大である請求項１に記載の空気入りラジアルタイヤ。
【請求項３】
前記高弾性繊維の弾性率が２５〜２５０ＧＰａであり、前記低弾性繊維の弾性率が２〜１５ＧＰａ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。
【請求項４】
前記高弾性繊維が芳香族ポリアミド繊維、全芳香族ポリエステル繊維又はポリ−ｐ−フェニレンベンズオキサゾール繊維であり、前記低弾性繊維がナイロン繊維、ポリエステル繊維又はポリビニルアルコール繊維である請求項１，２又は３に記載の空気入りラジアルタイヤ。
【請求項５】
前記複合コードが、前記高弾性繊維と低弾性繊維とにそれぞれ同方向に下撚りを与えると共に、該下撚りと逆方向の上撚りを与えて撚り合わせて構成されたコードである請求項１〜３のいずれかに記載の空気入りラジアルタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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、高弾性繊維コードのキャッププライによりロードノイズを改善するに当たり、その改善を操縦安定性を低下させることなく達成可能にする空気入りラジアルタイヤに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、高速走行用の空気入りラジアルタイヤでは、高速走行時の遠心力によるベルト層両端部のせり上がりにより剥離故障を起こさないようにするため、ベルト層の外周に、その幅方向両端部或いは全幅に熱収縮性ナイロンコードをタイヤ周方向（赤道方向）に略０度の角度で螺旋状に連続巻回するキャッププライを設けるようにしている。このようなキャッププライの設置により、遠心力によるベルト層のせり上がりを抑制するため、高速耐久性を向上するだけでなく、ベルト層端部域の剛性を向上するため、路面から拾った振動により車室内に共鳴騒音を発生する、所謂ロードノイズをも改善することができることがわかっている。
【０００３】
このようなロードノイズの改善効果は、ベルト層端部域の剛性アップにより得られるため、キャッププライコードをナイロンコードに代えて芳香族ポリアミド繊維などの高弾性繊維コードを使用することが考えられる。しかし、キャッププライコードは、ベルト層に対するタガ効果を得るためタイヤ周方向に対して略０度の角度で巻回しているため、それが高弾性繊維コードであると殆ど伸びがないため、加硫成形時に未加硫タイヤを金型内面に押上げること（リフトという）が困難になり、満足に成形することができなくなる。
【０００４】
このリフトの問題に関し、特許文献１は、ロードノイズの改善が目的ではないが、高速耐久性を改善するため、キャッププライコードに高弾性繊維と低弾性繊維との複合コードを使用して加硫成形時のリフトを可能にすることを提案している。特許文献１の提案は、上記のようにキャッププライコードを高弾性繊維と低弾性繊維との複合コードで構成することにより、複合コードの応力−歪み曲線に低弾性域と高弾性域との二つの領域が得られるようにし、その両領域間の変曲点での伸びを２〜７％、高弾性域の弾性率EHと低弾性域の弾性率ELとの比EH／ELを２〜１０にするというものである。
【０００５】
しかし、このような特性の複合コードをキャッププライコードに使用した未加硫タイヤを、従来のナイロンコードを使用したタイヤ用と同じ金型で加硫成形を行なうと、例えばその接地形状が、ナイロンコード使用のタイヤであれば図５（Ａ）のような横長の接地形状Ｆになるのに対して、複合コードを使用したものでは、図５（Ｂ）のように前後に縦長の接地形状Ｆ’になる。このような縦長の接地形状のタイヤは、横長の接地形状のタイヤと比べてコーナリングフォースの荷重依存性が異なるため、タイヤの操縦安定性を低下させてしまう問題がある。
【０００６】
このような縦長の接地形状を修正するには、金型を複合コード使用のタイヤ用として新たに設計する必要に迫られる。したがって、コードを複合コードにするためのコストアップに加え、さらに高価な金型製作用の費用が加算されるようになるので、製造コストの大幅なアップが避けられなくなる。
【特許文献１】特許第２７５７９４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、高弾性繊維コードのキャッププライによりロードノイズを改善するに当たり、そのロードノイズ改善を操縦安定性の低下を伴うことなく達成可能にする空気入りラジアルタイヤを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成する本発明の空気入りラジアルタイヤは、トレッド部にベルト層を配置し、該ベルト層の外周に高弾性繊維と低弾性繊維からなる複合コードをタイヤ赤道に対して０°〜５°の角度で螺旋状に連続的に巻回してキャッププライを形成した空気入りラジアルタイヤにおいて、前記複合コードの引張り特性が、荷重９．８Ｎから４４Ｎまでの初期負荷時の初期剛性Ｅｉが７００〜１０００Ｎで、荷重１４９Ｎから破断までの終期負荷時の終期剛性Ｅｔが３３００〜７５００Ｎであると共に、荷重６６Ｎ負荷時の中間伸び  δｍが６〜９％であり、かつ該複合コードを前記キャッププライに打込み密度４０〜５５本／50mmで配列したことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００９】
このようにキャッププライコードを高弾性繊維と低弾性繊維との複合コードで構成する場合、その複合コードの引張り特性を荷重９．８Ｎから４４Ｎまでの初期剛性Ｅｉを７００〜１０００Ｎの範囲に低くすると共に、荷重６６Ｎ負荷時の中間伸びδｍを６〜９％の範囲にし、かつ打込み密度４０〜５５本／50mmにしたことにより、次の効果が得られる。
【００１０】
すなわち、(1) 高弾性繊維を使用しながら加硫成形時に未加硫タイヤを金型に押し付ける膨径（リフト）が容易になり、(2) 従来コードで横長の接地形状が得られる金型を使用しても、縦長になることなく横長の接地形状が得られ、かつコードの高剛性化の効果が加わることにより操縦安定性を向上することができ、(3) さらにタイヤの非接地領域では終期剛性Ｅｔの３３００〜７５００Ｎが作用するため、ベルト層端部域の剛性が一層向上してロードノイズを改善することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図を参照して本発明を具体的に説明する。
【００１２】
図１は本発明の空気入りラジアルタイヤの実施形態を示す子午線断面図である。
【００１３】
空気入りラジアルタイヤＴは、中央部のトレッド部１の左右両側にそれぞれサイドウォール部２，２を半径方向に延長し、さらにビード部３，３を連接するように形成されている。また、カーカス層４がトレッド部１，サイドウォール部２，ビード部３に延長するように挿入され、ビード部３，３に埋設されたビードコア５，５に両端部がタイヤ内側から外側へ折り返すように係止されている。
【００１４】
カーカス層４の外周側には２枚のスチールコードからなるベルト層６，６が配置され、そのベルト層の外周にキャッププライ７が幅方向全面を覆うように設けられている。キャッププライ７は、高弾性繊維と低弾性繊維との複合コードがタイヤ周方向（赤道）に対して０°〜５°の小さな角度で螺旋状に連続的に巻回することにより形成されている。キャッププライ７における複合コードの打込み密度としては、４０〜５５本／50mmが好ましく採用される。このように設けられたキャッププライ７は、高速走行時にベルト層６のせり上がりを抑制すると共に、ベルト層両端部域の剛性を向上することによりロードノイズの低減に寄与することができる。
【００１５】
このように作用するキャッププライ７は、図２に例示するように、ベルト層６の外周側の両端部だけに設けてもよく、或いは図３に例示するように、ベルト層６の全幅を覆うものと、両端部を覆うものとを併用してもよい。また、全幅を覆うキャッププライ７と両端部を覆うキャッププライ７との位置関係が上下逆になってもよい。
【００１６】
本発明において、キャッププライに使用される複合コードは、高弾性繊維と低弾性繊維との撚りコードからなる。それぞれ下撚りを与えた高弾性繊維のフィラメント糸条と低弾性繊維のフィラメント糸条とを合糸し、上撚りを与えながら撚りコードにする。下撚り糸は、高弾性繊維のフィラメント糸条と低弾性繊維のフィラメント糸条とがそれぞれ１本づつであっても、複数本づつであっても、或いは双方異なる本数づつの組合せであってもよい。
【００１７】
下撚りは高弾性繊維フィラメント糸条及び低弾性繊維フィラメント糸条とも同一方向に撚ることが好ましく、また上撚りの方向は下撚りと逆方向であることが好ましい。また、下撚りにおいて予め高弾性繊維フィラメント糸条と低弾性繊維フィラメント糸条とを撚り合わせ、得られた複合下撚り糸を複数本合わせて上撚りしたものであってもよい。いずれにしても撚り方向・撚り形態はこれらに限定されるものでなく、最終的に複合コードとして上述した引張特性を備えるようにすることが重要である。
【００１８】
高弾性繊維は、弾性率が２５〜２５０ＧＰａのものが好ましく、例えば、芳香族ポリアミド繊維、ポリエチレンナフタレート繊維などの全芳香族ポリエステル繊維、ポリ−ｐ−フェニレンベンズオキサゾール繊維などを挙げることができる。また、低弾性繊維は、弾性率が２〜１５ＧＰａのものが好ましく、例えば、ナイロン繊維、ポリエステル繊維、ポリビニールアルコール繊維などの有機繊維を挙げることができる。
【００１９】
本発明で使用される複合コードは、上記のコード構成において、その引張り剛性が負荷荷重に応じて変化するようになっており、荷重を９．８Ｎから４４Ｎまで負荷した時の初期剛性Ｅｉが７００〜１０００Ｎであり、また１４９Ｎから破断するまで負荷した時の終期剛性Ｅｔが３３００〜７５００Ｎであり、かつ荷重６６Ｎを負荷した時の中間伸びδｍが６〜９％であることが特徴である。
【００２０】
この複合コードの引張り特性を図４の荷重−伸び曲線で説明すると、引張り荷重を９．８Ｎから４４Ｎまで負荷する初期においては、複合コードの剛性が低いため容易に伸長し、荷重−伸び曲線の傾きに相当する初期剛性Ｅｉが７００〜１０００Ｎの低い値を示す。しかし、引張り荷重を増大して１４９Ｎから破断荷重Ｔｇまで負荷する終期には、複合コードの剛性特性が急激に上昇し、荷重−伸び曲線の傾き相当の終期剛性Ｅｔが３３００〜７５００Ｎの高い値に変化する。また、荷重６６Ｎ負荷時の中間伸びδｍが６〜９％であるようにしたことにより、上記初期剛性Ｅｉの傾きと終期剛性Ｅｔの傾きとの交点を変曲点とするとき、その変曲点での伸びδｃが７％を超える大きさになる。
【００２１】
上記のような複合コードの特性は、初期剛性Ｅｉについては、主として高弾性繊維フィラメント糸条の構造変形（伸び）及び低弾性繊維フィラメント糸条自体の弾性変形で顕れるが、終期剛性Ｅｔは高弾性繊維フィラメント糸条の構造変形（伸び）が完了した後の、主として高弾性繊維側の引張り特性として顕われる。
【００２２】
このような複合コード特性は、高弾性繊維と低弾性繊維とに与えた下撚りと上撚りの撚数や撚り方向のほか、接着処理（ＲＦＬ処理）時のディップ張力、処理温度、処理時間、また高弾性繊維と低弾性繊維との混合比、繊維の太さなどのうちの少なくとも一つを調整することにより得ることができる。例えば、撚数は標準よりも多めに与えたり、下撚りと上撚りの撚り方向は逆方向にすることが好ましい。また、接着処理時のディップ張力は標準より低めにすることが好ましい。高弾性繊維と低弾性繊維との混合比としては、高弾性繊維側を高くする方がよい。繊維の太さとしては、高弾性繊維は太い方が、低弾性繊維は細い方が好ましい。これらの何れか或いは全部を適宜設定することにより、上記複合コード特性を得ることができる。
【００２３】
本発明において、キャッププライコードの引張り特性とは、完成タイヤから切り出したコードについて測定した場合の特性をいう。具体的には、キャッププライ層のラジアル方向外側に配置されたトレッド層を剥いで、周方向長さ４０ｃｍのキャッププライ層を露出させる。このように露出させたキャッププライ層から約４０ｃｍ長のキャッププライコードを１０本採取し、採取から２４時間以上経過したものをストローグラフを用いて引張り試験を実施し、下記の式より初期剛性Ｅｉ及び終期剛性Ｅｔを算出する。キャッププライコードは、いずれもタイヤ赤道面からの距離が１５ｍｍ以内の位置から採取するものとする。
Ｅｉ［Ｎ］＝３．４２／（ｅ２−ｅ１）
Ｅｔ［Ｎ］＝（ＴＢ−１４９）／（ＥＢ−ｅ３）×１００
但し、ｅ１：９．８Ｎ負荷時のコードの伸びの平均値［％］
ｅ２：４４Ｎ負荷時のコードの伸びの平均値［％］
ｅ３：１４９Ｎ負荷時のコードの伸びの平均値［％］
ＴＢ：破断時のコードの張力の平均値［Ｎ］
ＥＢ：破断時のコードの伸びの平均値［％］
【００２４】
また、引張り試験の条件は次の通りである。
引張り速度：３００ｍｍ／ｍｉｎ
チャック間距離：２５０ｍｍ
【００２５】
また、伸びδｃを特定する変曲点とは、伸びをｘ軸、荷重をｙ軸にとった荷重−伸び曲線において、座標（ｅ１［％］，９．８［Ｎ］）と（ｅ２［％］，４４［Ｎ］）の２点を通る傾きＥｉの直線と、座標（ｅ３［％］，１４９［Ｎ］）と（ＥＢ［％］，ＴＢ［Ｎ］）の２点を通る傾きＥｔの直線との交点で定義される。
【００２６】
ここで、初期剛性Ｅｉを求めるに当たって、０からでなく９．８Ｎから４４Ｎにおける傾きで定義した理由は、極々低荷重では伸びの誤差が大きいということを考慮したものであり、実質的には０〜４４Ｎにおける傾きと等しいためである。
【００２７】
本発明によれば、上記のように複合コードの引張り特性を、荷重が９．８Ｎから４４Ｎまでの初期剛性Ｅｉを７００〜１０００Ｎの範囲に低くし、かつ荷重６６Ｎを負荷時の中間伸びδｍを６〜９％にしたことにより、以下の効果を得ることができる。
【００２８】
すなわち、(1) 高弾性繊維を使用しながら加硫成形時に未加硫タイヤを金型に押し付ける膨径（リフト）が容易になり、(2) 従来コードで横長の接地形状が得られる金型を使用しても、縦長になることなく横長の接地形状が得られ、かつコードの高剛性化の効果が加わることにより操縦安定性を向上することができ、(3) さらにタイヤの非接地領域では終期剛性Ｅｔの３３００〜７５００Ｎが作用するため、ベルト層端部域の剛性が一層向上してロードノイズを改善することができる。
【実施例】
【００２９】
タイヤサイズを２０５／6 ５Ｒ１5 、タイヤ構造を図１、ベルト層の外周に配置するキャッププライのコード打込み密度を４５本／50mmとした点を共通にし、キャッププライコードの初期剛性Ｅｉ、終期剛性Ｅｔ、６６Ｎ負荷時伸びδｍ、変曲点での伸びδｃをそれぞれ表１に記載のように異ならせ、またコード構造を下記のように異ならせた１２種類の空気入りラジアルタイヤ（従来例１，２、実施例１〜６、比較例１〜４）を製作した。
【００３０】
なお、上記タイヤの製作において、加硫用の金型は、従来例１のタイヤ用の金型を１２種類の空気入りラジアルタイヤの全てに共用した。
【００３１】
従来例１：  単種コード（ナイロン６６, 940 dtex/2 )
従来例２：  単種コード（アラミド, 1100 dtex/2 ) 
実施例１〜５：
複合コード（アラミド,1670 dtex／ナイロン６６,1400 dtex  ）
比較例１〜４：
複合コード（アラミド,1670 dtex／ナイロン６６,1400 dtex  ）
上記１２種類のタイヤについて、それぞれ下記試験法によりロードノイズ（Ｒ／Ｎ）及び操縦安定性を測定評価したところ、表１の結果が得られた。
【００３２】
表１の結果から、複合コードの初期剛性Ｅｉが７００Ｎよりも低いと、ロードノイズ及び操縦安定性とも従来例１（ナイロンコード使用）のタイヤと同等の性能しか得られず、初期剛性Ｅｉがが１０００Ｎよりも高いと、接地形状のバランスが崩れるため操縦安定性が悪化している。また、複合コードの終期剛性Ｅｔが３３００Ｎよりも低いと、ロードノイズ及び操縦安定性とも従来例１のタイヤと同等の性能しか得られす、終期剛性Ｅｔが７５００Ｎよりも高いと、接地形状のバランスが崩れるため操縦安定性が悪化することがわかる。
【００３３】
〔ロードノイズの測定法〕
試験タイヤをリムサイズ１５×６ＪＪのリムに空気圧２２０ｋＰａで組み込んで、排気量３．０リッターのＦＲ車に装着し、訓練された５名のテストドライバーがテストコースを走行するときのフィーリングで評価した。
【００３４】
評価は以下の判定基準に従って５点法で採点し、最高点と最低点を除いた３名の平均点で示した。
５：非常に優れる。  ４：優れる。  ３．５：やや優れる。  ３：標準。
２．５：やや劣る（実用下限値）。  ２：劣る。  １：大きく劣る。
【００３５】
〔操縦安定性の測定法〕
試験タイヤをリムサイズ１５×６ＪＪのリムに空気圧２２０ｋＰａで組み込んで、排気量３．０リッターのＦＲ車に装着し、訓練された５名のテストドライバーがテストコースを走行するときのフィーリングで評価した。
【００３６】
評価は以下の判定基準に従って５点法で採点し、最高点と最低点を除いた３名の平均点で示した。
５：非常に優れる。  ４：優れる。  ３．５：やや優れる。  ３：標準。
２．５：やや劣る（実用下限値）。  ２：劣る。  １：大きく劣る。
【００３７】
【表１】
2006035926.tif 000003
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の実施形態からなる空気入りタイヤを示す子午線断面図である。
【図２】本発明の他の実施形態からなる空気入りタイヤの要部を示す子午線断面図である。
【図３】本発明の更に他の実施形態からなる空気入りタイヤの要部を示す子午線断面図である。
【図４】本発明に使用される複合コードの荷重−伸び曲線図である。
【図５】（Ａ），（Ｂ）は、それぞれタイヤの接地形状を示す説明図である。
【符号の説明】
【００３９】
１  トレッド
４  カーカス層
６  ベルト層
７  キャッププライ  
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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