(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
トレッド部に配置したベルト層の少なくとも両端部踏面側に補強コードを実質的にタイヤ周方向に螺旋状に巻回して形成したベルト補強層を設けた空気入りタイヤにおいて、
加硫後のタイヤから取り出した前記補強コードの収縮率が、加硫タイヤ中の原長に対して、周上１００ｍｍ以上、１周以下に相当する先端部および後端部において０．５％以上、２．０％未満であって、前記先端部および後端部以外の中間部において２．０〜７．０％である空気入りタイヤ。
【請求項２】
前記収縮率が、前記先端部および後端部と、前記中間部との間において、それぞれ連続的に、または、複数段階に変化する請求項１に記載の空気入りタイヤ。
【請求項３】
トレッド部に配置したベルト層の少なくとも両端部踏面側に補強コードを実質的にタイヤ周方向に螺旋状に巻回してベルト補強層を形成する空気入りタイヤの製造方法において、
前記ベルト補強層を巻回す際にベルト補強層の周上１周以下に相当する先端部および後端部を、前記先端部および後端部以外の中間部よりも低張力に制御して巻付け、加硫後のタイヤから取り出した前記補強コードの収縮率が、加硫タイヤ中の原長に対して、周上１００ｍｍ以上、１周以下に相当する先端部および後端部において０．５％以上、２．０％未満、前記先端部および後端部以外の中間部において２．０〜７．０％となるようにした空気入りタイヤの製造方法。
【請求項４】
前記張力を、前記先端部および後端部と、前記中間部との間において、それぞれ連続的に、または、複数段階に変化させる請求項３に記載の空気入りタイヤの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、空気入りタイヤおよびその製造方法に関し、さらに詳しくは、タイヤのユニフォミティの悪化を抑制しながら、高周波ロードノイズおよび高速耐久性を改善した空気入りタイヤおよびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
空気入りタイヤの高周波ロードノイズは、ベルト層の踏面側に配置したベルト補強層の初期弾性率に反比例する傾向があるため、高周波ロードノイズを軽減する手法としてベルト補強層に高張力を掛けることが行われている。また、空気入りタイヤの高速耐久性を向上する手法として、螺旋状に巻回したストリップ状のベルト補強層に高張力を掛けることによってベルト補強層のタガ効果を増加させることが提案されている（特開２００１−１８０２２０号公報参照）。しかしこの手法では、螺旋状に巻き付けたベルト補強層の巻き始め部分の先端部および巻き終わり部分の後端部に剛性の段差が発生し、これがタイヤのユニフォミティを悪化させる原因になっていた。すなわち、図２に示すように、成型ドラム６上にストリップ状のベルト補強層５を巻回す際に、ベルト補強層５の図示しない先端部５ａの巻き始める部分と、その直前の部分には大きな剛性の段差が生じてしまい、これは巻き終わり部分の後端部５ｃにおいても同様である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明の課題は、タイヤのユニフォミティの悪化を抑制しながら、高周波ロードノイズおよび高速耐久性を改善した空気入りタイヤおよびその製造方法を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、トレッド部に配置したベルト層の少なくとも両端部踏面側に補強コードを実質的にタイヤ周方向に螺旋状に巻回して形成したベルト補強層を設けた空気入りタイヤにおいて、加硫後のタイヤから取り出した前記補強コードの収縮率が、加硫タイヤ中の原長に対して、周上１００ｍｍ以上、１周以下に相当する先端部および後端部において０．５％以上、２．０％未満であって、前記先端部および後端部以外の中間部において２．０〜７．０％である空気入りタイヤが提供される。
【０００５】
上述する空気入りタイヤは、ストリップ状のベルト補強層をベルト層の踏面側に螺旋状に巻回す際に、ベルト補強層に掛ける張力を制御して、巻き始め部分の先端部と巻き終わり部分の後端部において比較的低い張力を掛け、先端部と後端部以外のベルト補強層の中間部において高張力を掛けて巻付けることによって得ることができる。このようにして得られた空気入りタイヤは、先端部および後端部における剛性の段差を小さくしながらも、ベルト補強層全体を高張力とすることができるので、タイヤのユニフォミティの悪化を最小限に抑えながら、高周波ロードノイズおよび高速耐久性を改善することができる。
【０００８】
また、本発明によれば、前記収縮率が、前記先端部および後端部と、前記中間部との間において、それぞれ連続的に、または、複数段階に変化する空気入りタイヤが提供される。
【０００９】
さらに、本発明によれば、トレッド部に配置したベルト層の少なくとも両端部踏面側に補強コードを実質的にタイヤ周方向に螺旋状に巻回してベルト補強層を形成する空気入りタイヤの製造方法において、前記ベルト補強層を巻回す際にベルト補強層の周上１周以下に相当する先端部および後端部を、前記先端部および後端部以外の中間部よりも低張力に制御して巻付け、加硫後のタイヤから取り出した前記補強コードの収縮率が、加硫タイヤ中の原長に対して、周上１００ｍｍ以上、１周以下に相当する先端部および後端部において０．５％以上、２．０％未満、前記先端部および後端部以外の中間部において２．０〜７．０％となるようにした空気入りタイヤの製造方法が提供される。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の構成について図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、本発明の空気入りタイヤの一例を示す子午線方向断面図である。トレッド１の内側に２層のスチールコードからなるベルト層２がタイヤ周方向に対し１０〜３０°のコード角度で層間で交差するように設けられている。カーカス３はカーカスコードがタイヤ赤道面に対しほぼ９０°に配列するように設けられ、その両端部がビードコア４の周囲にタイヤの内側から外側へ折り返されている。
【００１１】
ベルト層２の踏面側にはベルト層２の全幅を覆い、ベルト層２の両端部を覆うように折り返されたベルト補強層５が設けられている。ベルト補強層５は有機繊維からなる補強コードを実質的にタイヤ周方向に螺旋状に巻回して形成され、高速走行時にベルト層２が遠心力で浮き上がり、ゴムと剥離することを防止する。また、これらベルト補強層５の拘束により、タイヤの高周波数の振動が車室内で共振しないようにし、高周波ロードノイズを低減する。
【００１２】
ベルト補強層５は、図２に示されるように、成型ドラム６上に図示しないベルト層２に次いで、１本または複数本の補強コードを埋設したストリップ状のベルト補強層５を巻回すことによって形成するが、巻き始め部分である図示されない先端部５ａにおいては、比較的低い張力を掛けて巻付け、さらにベルト補強層５の中間部５ｂでは比較的高い張力を掛けながらタイヤ幅方向両端部では折り返しながら巻付け、最後に巻き終わり部分である後端部５ｃにおいては、比較的低い張力を掛けて巻付ける。このベルト層２とベルト補強層５の断面構造の概略図を図５（ａ）に示す。
【００１３】
本発明のベルト補強層５の構造は、これに限らず、図３および図５（ｂ）に示すようなベルト補強層５をベルト層２両端部のみに折り返しながら配設したものでも、図４および図５（ｃ）に示すようなベルト補強層５を折り返さずに配設したものであってもよく、ベルト層２の両端部を覆うようなものであれば特に限定されない。また、左右の先端部５ａや後端部５ｃの位置は、剛性の変化が周上で互いに相殺されるように、図３〜図４に示されるようにずらせて配置されるようにするのが好ましい。
【００１４】
また、比較的低張力の先端部５ａおよび後端部５ｃのベルト補強層５の補強コードの加硫後のタイヤから取り出したときの加硫タイヤ中の原長に対する収縮率を２．０％未満、好ましくは０〜１．０％、最も好ましくは０．５〜１．０％とし、中間部５ｂの比較的高張力のベルト補強層５の補強コードの加硫後のタイヤから取り出したときの加硫タイヤ中の原長に対する収縮率を２．０〜７．０％、好ましくは４．０〜６．０％とすることが、本発明の効果を一層向上させることができさらに好ましい。中間部５ｂについて２．０％以上もの収縮を生ずるように埋設されていることにより、補強コードはタイヤ内で見掛けの初期弾性率が実際の初期弾性率よりも高い状態になっており、優れた高周波ロードノイズと高速耐久性が発現される。また収縮率が７．０％を超える補強コードは実質的に生産が困難である。このように補強コードの見掛けの初期弾性率を高い状態にするには、ベルト補強層５を巻付ける際に、コードの長手方向に高張力を負荷して緊張状態にすればよい。また、先端部５ａおよび後端部５ｃの最小の前記収縮率と、中間部５ｂの最大の前記収縮率の差は、２．０％以上、さらには３．０〜６．０％とするのが好ましい。
【００１５】
また、比較的低張力で巻付けられる先端部５ａおよび後端部５ｃの長さは、周上１周以下となるように最小限に抑えることによって、高周波ロードノイズおよび高速耐久性の改善効果の低下を防止でき好ましい。また、先端部５ａおよび後端部５ｃの最小の長さは、例えば、１００ｍｍ以上とすればよい。
【００１６】
比較的低張力で巻付けられる先端部５ａおよび後端部５ｃと、比較的高張力で巻付けられる中間部５ｂとの間の剛性の段階差を小さくするために、連続的に、または、複数段階に分けて張力を変化させるようにベルト補強層５を巻回すのがさらに好ましい。
【００１７】
上述した中間部５ｂの収縮率２．０〜７．０％を達成し、高周波ロードノイズの低減および高速耐久性の向上を可能にするには、補強コードの素材ごとに異なる。補強コードとしてナイロン繊維を使用するときは、タイヤ加硫前の状態における０．０２Ｎ／ｄｔｅｘ荷重下の伸び率（即ち、中間伸度）が５．０〜８．０％のものを用いる必要がある。伸び率（中間伸度）が５．０％未満のナイロン繊維は実質的に生産が困難であり、また８．０％超では見掛けの初期弾性率の向上効果が十分に得られないため、目的を達成できない。
【００１８】
補強コードとしてＰＥＴ、ＰＥＮ、アラミド、ＰＢＯ、ＰＶＡ及びアクリルから選ばれる一種以上のポリマーからなる高弾性率の繊維を使用するときは、タイヤ加硫前の状態における０．０２Ｎ／ｄｔｅｘ荷重下での伸び率（中間伸度）が１．０〜５．０％のものを用いる必要がある。伸び率（中間伸度）が１．０％未満の繊維は実質的に生産が困難であり、５．０％超では、見掛けの初期弾性率の向上効果が十分に得られないために目的を達成できない。
【００１９】
また、補強コードとして特にポリエチレンテレフタレート繊維を用いるときは、タイヤ加硫前の状態における０．０２Ｎ／ｄｔｅｘ荷重下の伸び率（％）と、１５０℃×３０分の条件下の乾熱収縮率（％）との和として定義される寸法安定性指数が４．０〜６．０であるものを用いる必要がある。この寸法安定性指数を備えたＰＥＴ繊維は、紡糸速度７，０００ｍ／分以上の超高速紡糸で溶融紡糸することにより得られる。寸法安定性指数が４．０未満のＰＥＴ繊維は実質的に生産が困難であり、過度な配向による強力低下のため、タイヤ用途に適さない。また寸法安定性指数が６．０超では見掛けの初期弾性率の向上効果が十分に得られないために目的を達成できない。
【００２０】
また、補強コードとして芯にＰＥＴ、ＰＥＮ、アラミド、ＰＢＯ、ＰＶＡ及びアクリルから選ばれる一種以上のポリマーを配し、鞘にナイロンを配した芯鞘繊維を用いるときは加硫前の状態における０．０２Ｎ／ｄｔｅｘ荷重下の伸び率が２．０〜５．０％であるものを用いる必要がある。伸び率（中間伸度）が２．０％未満の芯鞘繊維は実質的に生産が困難であり、５．０％超では、見掛けの初期弾性率の向上効果が十分に得られないために目的が達成できない。この芯鞘繊維を構成する芯成分は、いずれも繊維化したとき高い初期弾性率を発揮するが、ゴムとの接着性がよくない。しかし、鞘成分にナイロンを配していることにより、高い接着性を発揮するものとなる。芯と鞘の断面積比率は５：５〜９：１の範囲とすることが、ゴムとの接着性ならびに初期弾性率の向上の点で好ましい。
【００２１】
本発明において、ベルト補強層５に使用する補強コードは、双撚りとし、繊度Ｄを１，０００〜６，０００ｄｔｅｘの範囲とするのが好ましい。また、コードの撚り係数α＝Ｔ√Ｄ（ただし、Ｔはコードの撚り数（回／１００ｍｍ）、Ｄはコードの総繊度（ｄｔｅｘ)）は５００〜２，０００の範囲とするのが好ましい。
【００２２】
【実施例】
以下、実施例によって本発明をさらに説明するが、本発明の範囲をこれらの実施例に限定するものではない。
実施例１−１〜１−５及び比較例１−１〜１−３
下記表１に示されるように、タイヤサイズ２２５／６０Ｒ１６の図１の構造を有する乗用車用空気入りラジアルタイヤについて、そのベルト構造を図２〜４および図５（ａ）〜（ｃ）のように異ならせたタイヤを作製した。なお、図５（ａ）〜（ｂ）のベルト補強層５のベルト層２の両端部における折り返し部分の幅を３０ｍｍとした。ベルト層２にスチールコードを使用し、その踏面側を被覆するベルト補強層５の補強コードとして、表１のような０．０２Ｎ／ｄｔｅｘ荷重下の伸び率のナイロンコードを埋設した幅１０ｍｍのストリップ状のものを使用し、タイヤから取り出し後の収縮率を表１のように設定してタイヤを作製した。なお、先端部５ａおよび後端部５ｃについて、張力を周上１周に渡って連続的に変化させてベルト補強層５を巻付けた。得られた各タイヤについて、以下の各試験に供した。結果を表１に示す。
【００２３】
高速耐久性（指数）
評価タイヤをリムサイズ１６×６１／２ＪＪ、空気圧２２０ｋＰａ、荷重６．５ｋＮの条件下に、ドラム径１７０７ｍｍの回転ドラムを使用して、初速１２１ｋｍ／ｈから３０分毎に速度を８ｋｍずつ増加して、タイヤが故障するまでの走行距離を記録した。この値を比較例１−１を１００として、指数表示した。この値が高いほど高速耐久性が良好である。
【００２４】
ロードノイズ（指数）
評価タイヤをセダンタイプの自動車に４輪とも装着し、２名乗車してロードノイズ評価用のテストコースで８０ｋｍ／ｈで走行し、運転席背もたれ中央部に集音マイクを取りつけ、２５０〜４００Ｈｚの騒音（デシベル）を測定した。この値を比較例１−１を１００として、指数表示した。この値が高いほど、ロードノイズが良好である。
ＲＦＶ（指数）
評価タイヤをユニフォミティマシーンにて測定した。この値を比較例１−１を１００として、指数表示した。この値が高いほどＲＦＶ（ユニフォミティ）が良好である。
【００２５】
【表１】
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【００２６】
上記表１に示すように、先端部５ａと後端部５ｃの収縮率を中間部５ｂの収縮率よりも小さくし、先端部５ａと後端部５ｃを比較的低い張力で巻付けた実施例のタイヤは、比較例のタイヤに比べ、ユニフォミティを悪化させることなく、高周波ロードノイズおよび高速耐久性を改善することができた。
【００２７】
実施例２−１〜２−６及び比較例２−１〜２−３
下記表２に示されるように、タイヤサイズ２２５／６０Ｒ１６の図１、図２および図５（ａ）の構造を有する乗用車用空気入りラジアルタイヤを作製した。なお、ベルト補強層５の折り返し部分の幅を３０ｍｍとした。ベルト層２にスチールコードを使用し、その踏面側を被覆するベルト補強層５の補強コードとして、０．０２Ｎ／ｄｔｅｘ荷重下の伸び率の各種材質（ＰＥＴ，ＰＥＮ，アラミド）のコードを埋設した幅１０ｍｍのストリップ状のものを使用し、タイヤから取り出し後の収縮率を表２のように設定してタイヤを作製した。なお、先端部５ａおよび後端部５ｃについて、張力を周上１周に渡って連続的に変化させてベルト補強層５を巻付けた。得られた各タイヤについて、上記の各試験に供した。得られたタイヤ性能の各値は、比較例２−１，２−２，２−３を１００として、指数表示し、表２に示す。
【００２８】
【表２】
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【００２９】
上記表２に示すように、先端部５ａと後端部５ｃの収縮率を中間部５ｂの収縮率よりも小さくし、先端部５ａと後端部５ｃを比較的低い張力で巻付けた実施例のタイヤは、比較例のタイヤに比べ、ユニフォミティを悪化させることなく、高周波ロードノイズおよび高速耐久性を改善することができた。
【００３０】
【発明の効果】
本発明に従って、ベルト補強層を巻回す際にベルト補強層の先端部および後端部に比較的低い張力を掛け、前記先端部および後端部以外の中間部に比較的高い張力を掛けて巻付けることによって、タイヤのユニフォミティの悪化を抑制しながら、高周波ロードノイズおよび高速耐久性を改善した空気入りタイヤおよびその製造方法を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】空気入りタイヤの子午線方向断面図である。
【図２】ベルト補強層を成型ドラム上に巻付ける状態を示す説明図である。
【図３】ベルト補強層を成型ドラム上に巻付ける状態を示す説明図である。
【図４】ベルト補強層を成型ドラム上に巻付ける状態を示す説明図である。
【図５】ベルト層とベルト補強層の断面構造の概略を示す子午線方向断面図である。
【符号の説明】
１  トレッド
２  ベルト層
３  カーカス
４  ビードコア
５  ベルト補強層
５ａ  先端部
５ｂ  中間部
５ｃ  後端部
６  成型ドラム
【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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