(57)【要約】【課題】  転動抵抗の増加を抑制しながら高速耐久性とロードノイズ低減の効果が得られるようにした空気入りラジアルタイヤを提供する。【解決手段】  カーカス層２の外周にベルト層３を配置し、該ベルト層３の周辺に６７Ｎ負荷時の中間伸度が５．５％以下の補強コードを実質的にタイヤ周方向に周回したベルト補強層４を配置した空気入りラジアルタイヤである。ベルト補強層４の端部域でのコード密度をトレッド中央域よりも疎にするか、又は端部域の補強コードの初期張力をトレッド中央域の補強コードよりも小さくする。或いは、ベルト層３のタイヤ周方向に対するコード角度を２５〜３１度にする。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
カーカス層の外周にベルト層を配置し、該ベルト層の周辺に補強コードが実質的にタイヤ周方向に周回するベルト補強層を配置した空気入りラジアルタイヤにおいて、前記ベルト補強層の補強コードの６７Ｎ負荷時の中間伸度を５．５％以下にし、該ベルト補強層の端部域でのコード密度をトレッド中央域よりも疎にした空気入りラジアルタイヤ。
【請求項２】
前記ベルト補強層の端部域のコード密度を、前記トレッド中央域のコード密度より１０〜５０％低くした請求項１に記載の空気入りラジアルタイヤ。
【請求項３】
カーカス層の外周にベルト層を配置し、該ベルト層の周辺に補強コードが実質的にタイヤ周方向に周回するベルト補強層を配置した空気入りラジアルタイヤにおいて、前記ベルト補強層の補強コードの６７Ｎ負荷時の中間伸度を５．５％以下にし、該ベルト補強層の端部域の補強コードの初期張力をトレッド中央域の補強コードよりも小さくした空気入りラジアルタイヤ。
【請求項４】
カーカス層の外周にベルト層を配置し、該ベルト層の周辺に補強コードが実質的にタイヤ周方向に周回するベルト補強層を配置した空気入りラジアルタイヤにおいて、前記ベルト補強層の補強コードの６７Ｎ負荷時の中間伸度を５．５％以下にし、前記ベルト層のタイヤ周方向に対するコード角度を２５〜３１度にした空気入りラジアルタイヤ。
【請求項５】
前記ベルト補強層の端部域の補強コードの初期張力をトレッド中央域の補強コードよりも小さくした請求項１、２又は４に記載の空気入りラジアルタイヤ。
【請求項６】
前記ベルト層のタイヤ周方向に対するコード角度を２５〜３１度にした請求項１又は２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、更に詳しくは、低中間伸度のコードを使用したベルト補強層に基づく高速耐久性とロードノイズ低減を転動抵抗を抑制しながら達成する空気入りラジアルタイヤに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に高速走行用に設計された空気入りラジアルタイヤは、トレッド部の内側に配置したベルト層の外周側に熱収縮性のナイロンコードをほぼタイヤ周方向に螺旋状に巻き付けたベルト補強層を配置している。このベルト補強層により高速走行時にベルト層の両端部が遠心力でせり上がるのを抑制し、ゴム層からの剥離を防止することにより高速耐久性を確保するようにしている。
【０００３】
特許文献１は、上記のようにベルト補強層を設けた空入りラジアルタイヤにおいて、ベルト補強層を構成する補強コードとして中間伸度の小さい有機繊維コードを使用することによりロードノイズを低減するようにしたことを提案している。しかし、本発明者らが更に検討を進めた結果によると、中間伸度の低い補強コードをベルト補強層に使用することで高速耐久性やロードノイズ低減の効果が得られるものの、その反面で低い中間伸度の補強コードはｔａｎδが大きいために、タイヤの転動抵抗が増大する問題があることを知見した。
【０００４】
すなわち、ベルト補強層に中間伸度の低い補強コードを使用することによって、ベルト補強層によるベルト層に対するタガ効果がトレッド中央部よりもショルダー部で強くなり、その結果トレッドラジアスが丸くなって接地変形時のエネルギーロスが大きくなっていたのである。
【特許文献１】特開２００１−１８０２２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、ベルト補強層に中間伸度の低い補強コードを使用する場合、転動抵抗を抑制しながら高速耐久性とロードノイズ低減の効果が得られ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。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明は次の三つの発明からなる空気入りラジアルタイヤを提供する。
【０００７】
本発明における第１番目の発明は、カーカス層の外周にベルト層を配置し、該ベルト層の周辺に補強コードが実質的にタイヤ周方向に周回するベルト補強層を配置した空気入りラジアルタイヤにおいて、前記ベルト補強層の補強コードの６７Ｎ負荷時の中間伸度を５．５％以下にし、該ベルト補強層の端部域でのコード密度をトレッド中央域よりも疎にしたことを特徴とするものである。
【０００８】
第２番目の発明は、カーカス層の外周にベルト層を配置し、該ベルト層の周辺に補強コードが実質的にタイヤ周方向に周回するベルト補強層を配置した空気入りラジアルタイヤにおいて、前記ベルト補強層の補強コードの６７Ｎ負荷時の中間伸度を５．５％以下にし、該ベルト補強層の端部域の補強コードの初期張力をトレッド中央域の補強コードよりも小さくしたことを特徴とするものである。
【０００９】
また、第３番目の発明は、カーカス層の外周にベルト層を配置し、該ベルト層の周辺に補強コードが実質的にタイヤ周方向に周回するベルト補強層を配置した空気入りラジアルタイヤにおいて、前記ベルト補強層の補強コードの６７Ｎ負荷時の中間伸度を５．５％以下にし、前記ベルト層のタイヤ周方向に対するコード角度を２５〜３１度にしたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１０】
第１番目の発明では、６７Ｎ負荷時の中間伸度（以下、単に中間伸度という。）が５．５％以下の補強コードでベルト補強層を構成しているため、高速耐久性とロードノイズ低減の効果を得ることができる。また、そのベルト補強層のコード密度をベルト補強層の端部域においてトレッド中央域よりも疎にしたため、ベルト補強層のタガ作用がトレッド中央部よりもショルダー部で弱くなり、その結果、トレッドラジアスがフラットな形状に近づき、接地変形時のエネルギーロスを小さくすることにより、転動抵抗を低減することができる。
【００１１】
第２番目の発明では、同じく中間伸度が５．５％以下の補強コードでベルト補強層を構成しているため、高速耐久性とロードノイズ低減の効果を得ることができる。また、ベルト補強層の端部域の補強コードの初期張力をトレッド中央域の補強コードよりも小さくしたため、ベルト補強層のタガ作用がトレッド中央部よりもショルダー部で弱くなり、トレッドラジアスをフラットな形状に近づけるため転動抵抗を低減することができる。
【００１２】
また、第３番目の発明では、同じく中間伸度が５．５％以下の補強コードでベルト補強層を構成しているため、高速耐久性とロードノイズ低減の効果を得ることができる。また、ベルト層のタイヤ周方向に対するコード角度を通常のラジアルタイヤよりも大きめの２５度以上にしたことにより、ベルト層のタガ作用を緩和させたためトレッドラジアスをフラットな形状に近づけ、転動抵抗を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明に適用されるタイヤは、三つの発明とも、トレッド内側にベルト層を配置した空気入りラジアルタイヤであり、かつ高速耐久性強化のために、ベルト層の周辺に補強コードを実質的にタイヤ周方向に周回させたベルト補強層を配置したものを対象とし、特に乗用車用の空気入りラジアルタイヤを対象とする。ベルト層は、ベルトコードがスチールコードであるが、アラミドコードなどの高弾性率有機繊維コードを一部または全部に使用する場合もある。
【００１４】
図１は、本発明の空気入りラジアルタイヤの一例について、その要部を半断面図にして示す。
【００１５】
１はトレッド部であり、２はタイヤ内側に配置されたカーカス層である。このカーカス層２の外周側に上下２層のベルト層３が配置され、さらにベルト層３の外周側にベルト補強層４が配置されている。そのベルト補強層４の補強コードは、実質的にタイヤ周方向に周回するようになっている。また、ベルト補強層４は、タイヤ幅方向にはベルト層３の全幅にわたると共に、それぞれ両端部の一部がベルト層３の外側へ突き出ている。
【００１６】
ベルト補強層４を構成する補強コードには、中間伸度が５．５％以下、好ましくは１．５〜５．５％の範囲の低い有機繊維コードが使用されている。このようにベルト補強層４が中間伸度の低いコードで構成されていることにより、ベルト補強層４はベルト層３の端部に対して高いタガ作用を発揮し、高速耐久性を向上するだけでなく、高いロードノイズ低減効果を発生する。
【００１７】
本発明において、ベルト補強層は、図示の例のように複数層のベルト層の外周側に配置するほか、層間に配置するようにしてもよく、或いは、ベルト層とカーカス層との間に配置してもよい。したがって、本発明においてベルト補強層をベルト層の周辺に配置するとは、複数層のベルト層の外周側に配置する場合のほか、複数層のベルト層の層間に配置する場合、複数層のベルト層の内周側とカーカス層との間に配置する場合などを含む。また、上記配置を複数組み合わせて複数のベルト補強層を配置してもよい。
【００１８】
ベルト補強層は、補強コードを実質的にタイヤ周方向に配列するように巻き付けらて形成される。実質的にタイヤ周方向とは、補強コードがタイヤ周方向に対して０°の関係にある場合は勿論であるが、１５°以内の範囲であればタイヤ周方向と同等であるとみなす意味で使用される。
【００１９】
ベルト補強層の形成方法としては、従来公知の方法がいずれも使用可能である。好ましくは、複数本（２〜３０本程度）の補強コードが引き揃られてゴム引きされたストリップ材を、実質的にタイヤ周方向に螺旋状に巻き付けて形成する方法が生産性の上から好適である。ストリップ材の幅は特に限定されないが、好ましくは、３〜２０ｍｍ程度にするのがよい。
【００２０】
本発明に使用されるベルト補強層の形成方法としては、生産性はやや悪いが、多数本の補強コードを引き揃えてゴム引きされたシート材を、その補強コードの延長方向にタイヤ１周分だけバイアスカットし、これをタイヤ周方向に巻き付けて両端部をスプライスするものであってもよい。
【００２１】
ベルト補強層の補強コードには有機繊維コードが好ましく使用される。有機繊維コードの種類は、加硫後のタイヤにおいて中間伸度が１．５〜５．５％になるものであれば特に限定されない。例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ），ポリエチレン−２，６−ナフタレート（ＰＥＮ），芳香族ポリアミド，ポリ−ｐ−フェニレンベンゾビスオキサゾール，ポリビニルアルコール，ナイロンなどを例示することができる。中でも、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン−２，６−ナフタレートは特に好ましい。
【００２２】
この有機繊維コードは、単独のポリマーだけで構成しもよく、また２種類以上のポリマーから構成したものであってもよい。２種類以上のポリマーから構成する場合の繊維コードは、各ポリマーからなる繊維コードを２種類以上引き揃えるとか、或いは撚り合わせたものがよい。また、２種類以上の液状のポリマーを同一紡糸孔から芯鞘状又はバイメタル状に紡糸した複合糸を使用した繊維コードでもよい。複合糸の例としては、例えばポリエチレンテレフタレート又はポリエチレン−２，６−ナフタレートなどのポリエステルを芯にし、ナイロンを鞘にした芯鞘型複合糸を挙げることができる。
【００２３】
本発明は、上述した中間伸度が低い補強コードをベルト補強層に使用した場合に発生する転動抵抗を、以下のようにして抑制するようにしている。
【００２４】
第１番目の発明に係る構成としては、ベルト補強層の端部域でのコード密度をトレッド中央域よりも疎にする。この構成によりベルト補強層のタガ効果がトレッド中央部よりもショルダー部で弱くなるため、トレッドラジアスがフラットな形状に近づき、接地変形時のエネルギーロスが減少する。したがって、転動抵抗が低減し、車両の燃料消費率が少なくなる。
【００２５】
ここでベルト補強層の端部域でのコード密度とは、最大幅のベルト層の２０％に相当する幅の端部域の平均コード密度（１０ｍｍ幅当たりのコード打込み本数）をいい、またベルト補強層のトレッド中央域のコード密度とは、最大幅のベルト層の２０％に相当する幅のトレッド中央を中心にした領域の平均コード密度（１０ｍｍ幅当たりのコード打込み本数）をいう。ベルト補強層の端部域のコード密度としては、５〜１０本／10mmの範囲が好ましく、またトレッド中央域のコード密度としては、７〜１４本／10mmの範囲が好ましい。また、ベルト補強層の端部域とトレッド中央域とのコード密度の差は、２〜５本／10mmの範囲にすることが好ましい。
【００２６】
第２番目の発明に係る構成としては、ベルト補強層の端部域の補強コードの初期張力をトレッド中央域の補強コードよりも小さくすることである。この構成により、上記第２番目の発明の構成と同様にベルト補強層のタガ効果がトレッド中央部よりもショルダー部で弱くなるので、トレッドラジアスがフラットな形状に近づくことによってトレッド接地面積が増大する。したがって、車両の動力損失が少なくなり、転動抵抗が減少する。
【００２７】
上記のように補強コードの初期張力を変化させる方法としては、未加硫タイヤを加硫するとき、ブラダーで金型内面に押し上げるときのリフト率をベルト補強層の中央部よりも端部で低くするようなグリータイヤ形状及び／又はモールド形状とすればよい。また、他の方法として、補強コードを螺旋状に巻き付けてベルト補強層を形成するとき、ベルト補強層のトレッド中央域を形成するときのプリテンションよりも端部域でのプリテンションを低くするようにしてもよい。或いは、ベルト層及びベルト補強層を成形する成形ドラムの径を、軸方向両端部域で中央域よりも大き径にするか、或いは両端部にパッドを介在させて、補強コードを巻き付けてベルト補強層を形成するときの径を、中央部よりも端部域で大きくなるようにしてもよい。
【００２８】
このようにしてベルト補強層を形成した未加硫タイヤを金型に入れて加硫成形すると、ベルト補強層の端部域の補強コードの初期張力をトレッド中央域の補強コードよりも小さくすることができる。
【００２９】
また、第３番目の発明に係る構成としては、ベルト層のタイヤ周方向に対するコード角度を２５〜３１度にすることである。このようにベルト層のタイヤ周方向に対するコード角度を通常のラジアルタイヤよりも大きめの２５度以上にすると、ベルト層のタガ効果が緩和し、その緩和の程度がベルト層の端部ほど大きくなるため、トレッドラジアスがフラットな形状に近づき、転動抵抗を低減することができる。コード角度が３１度以上であるとコーナリング特性が低下し、操縦安定性が低下するため好ましくない。
【００３０】
上述した第１番目〜第３番目の構成は、それぞれを単独の構成として使用してもよく、或いは２以上を組み合わせて使用するようにしてもよい。これらの組合せにより、転動抵抗の低減効果を一層向上することができる。
【実施例】
【００３１】
実施例１，２
タイヤサイズが２２５／５０Ｒ１７で、図１のタイヤ構造を有し、ベルト層がスチールコードからなり（タイヤ周方向に対しコード角度２１°）、かつベルト補強層の補強コードにポリエチレンテレタレート繊維コードを使用することを共通条件にして、それぞれベルト補強層の補強コードの６７Ｎ負荷時の中間伸度Ｅ（％）、及びベルト補強層の中央域と端部域とのコード密度（本／10mm）を表１のように異ならせた５種類の空気入りラジアルタイヤを製作した。
【００３２】
これら５種類の空気入りラジアルタイヤについて、下記の測定法によりロードノイズ、高速耐久性、転動抵抗を測定し、その評価結果を表１に指数で記載した。表１の結果から、実施例１，２のタイヤは、いずれもロードノイズ低減効果と高速耐久性を維持しつつ転動抵抗の低減効果に優れていることがわかる。
【００３３】
〔ロードノイズ〕
試験タイヤをＪＡＴＭＡ規定の標準リムに組み付け、空気圧を２００ｋＰａにして、排気量３０００ｃｃの乗用車に装着し、車室内の運転席窓側の運転者の耳に相当する位置にマイクロフォンを設置し、粗い路面を速度５０ｋｍ／ｈで走行した時の２５０〜４００Ｈｚ帯域のロードノイズの音圧レベル〔ｄＢ（Ａ）〕を測定した。
【００３４】
評価は測定値の逆数で行い、従来例１のタイヤを１００とする指数で示した。指数が大きいほど優れていることを意味する。
【００３５】
〔高速耐久性〕
ドラム径１７０７ｍｍの回転ドラムを使用し、試験タイヤをＪＩＳ  Ｄ４２３０規定の高速耐久試験法を終了した後、引き続き１０分毎に速度を１０ｋｍ／ｈづつ増加させてタイヤが破壊するまで走行し、その破壊した時の速度の大きさをもって評価した。
【００３６】
評価は従来例１のタイヤの測定値を１００とする指数で示した。指数が大きいほど優れていることを意味する。
【００３７】
〔転動抵抗〕
ドラム径１７０７ｍｍの回転ドラムを備えたドラム式タイヤ転動抵抗試験機を使用し、試験タイヤを荷重４．５ｋＮ、内圧２００ｋＰａ、速度８０ｋｍ／ｈで走行させたときの転動抵抗を測定した。
【００３８】
評価は測定値の逆数で行い、従来例１のタイヤを１００とする指数で示した。指数が大きいほど優れていることを意味する。
【００３９】
【表１】
2005075289.tif 000003
【００４０】
実施例３，４
タイヤサイズが２２５／５０Ｒ１７で、図１のタイヤ構造を有し、ベルト層がスチールコードからなり（タイヤ周方向に対しコード角度２１°）、ベルト補強層の補強コードにポリエチレンテレタレート繊維コードを使用し、かつベルト補強層のコード密度を１０（本／10mm）にしたことを共通条件にして、それぞれベルト補強層の補強コードの６７Ｎ負荷時の中間伸度Ｅ（％）、加硫操作時のトレッドセンター部のリフト率とショルダー部のリフト率の差〔＝（トレッドセンター部のリフト率）−（ショルダー部のリフト率）〕を表２のように異ならせた５種類の空気入りラジアルタイヤを製作した。
【００４１】
これら５種類の空気入りラジアルタイヤについて、前述と同じ測定法によりロードノイズ、高速耐久性、転動抵抗を測定し、その評価結果を表２に指数で記載した（ただし、指数は従来例２のタイヤを１００として示した）。表２の結果から、実施例３，４のタイヤは、いずれもロードノイズ低減効果及び高速耐久性を維持しつつ転動抵抗の低減効果に優れていることがわかる。
【００４２】
【表２】
2005075289.tif 000004
【００４３】
実施例５，６
タイヤサイズが２２５／５０Ｒ１７で、図１のタイヤ構造を有し、ベルト層がスチールコードからなり、ベルト補強層の補強コードにポリエチレンテレタレート繊維コードを使用し、かつベルト補強層のコード密度を１０（本／10mm）にしたことを共通条件にし、それぞれベルト補強層の補強コードの６７Ｎ負荷時の中間伸度Ｅ（％）、ベルト層のタイヤ周方向に対するコード角度を表３のように異ならせた４種類の空気入りラジアルタイヤを製作した。
【００４４】
これら４種類の空気入りラジアルタイヤについて、前述と同じ測定法によりロードノイズ、高速耐久性、転動抵抗を測定し、その評価結果を表３に指数で記載した（ただし、指数は従来例２のタイヤを１００として示した）。表３の結果から、実施例５，６のタイヤは、いずれもロードノイズ低減効果及び高速耐久性を維持しつつ転動抵抗の低減効果に優れていることがわかる。
【００４５】
【表３】
2005075289.tif 000005
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の実施形態からなる空気入りラジアルタイヤのトレッド域要部を示す半断面図である。
【符号の説明】
【００４７】
１  トレッド部
２  カーカス層
３  ベルト層
４  ベルト補強層
【図１】
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