JPH0669763B2 - ラジアルタイヤ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、運動性能、振動乗心地性能、ウェット性能等
のタイヤの諸性能を損うことなく騒音レベルを大幅に低
減した、所謂低騒音ラジアルタイヤに関するものであ
る。

（従来の技術） 近年、自動車から発生する騒音は大きな社会問題となり
つつあり、自動車騒音に関して法規制さえなされるよう
になり、騒音レベルの低減は急務である。一方、自動車
の居住性向上の見地からも自動車内における低騒音レベ
ルの確保は必要であり、低騒音化への要求は不可欠であ
る。

従来ラジアルタイヤに関する騒音に関しては、トレッド
パターンの改良、あるいはパターンピッチの不均一化等
が低騒音化に関して有効であると言われていた。しか
し、この様なトレッドパターンの変更はタイヤの運動性
能、特に濡れた路面でのブレーキ性能や運動性能へ与え
る影響が大きく、タイヤの設計自由度が大幅に制約され
るばかりではなく、時には低騒音タイヤ入手の為には運
動性能面での犠牲も余儀なくされることが多々あった。

従って、トレッドパターンを変更せずに低騒音化を可能
とする技術確立が望まれていたが、過去においては有効
な手段を見い出しかねていたのが現状であった。例え
ば、通常の２枚切り離しベルト構造において、スチール
コードのベルトと折りたたまれたアラミド繊維コードの
ベルトの組み合わせから成るフォールド構造（以下「ア
ラミドフォールド構造」と称する）（第１図）にすると
ある程度の低騒音化が可能となり、かかるアラミドフォ
ールド構造を有するタイヤは市場においても居住性が良
好で低騒音のタイヤとして大きな評価を得ているが、そ
の騒音改良レベルは高々0.2〜0.3デシベルであり、更に
大幅な低騒音レベルの確保が望まれていた。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明者等は、低騒音タイヤの入手を目的として様々な
基礎研究を実施したが、前述した様にパターンを変更す
ると濡れた路面でのブレーキ性能が低下するという様な
二律背反現象がみられる為、従来技術とは全く異なった
アプローチが必要であると考えた。

そこで、本発明者等は各種のタイヤ設計要因についても
検討を試みたが、騒音レベルの低下は高々１デシベル程
度でり、騒音以外の所謂トータルタイヤ性能、例えば運
動性能、振動乗心地性能、ウェット性能を満足したタイ
ヤを得ることは困難であると思われた。このため、運動
性能、振動乗心地性能、ウェット性能を従来と同等のレ
ベルに保ち、なおかつ低騒音化タイヤを入手する技術を
確立する必要にせまられた。

そこで本発明の目的は、上記運動性能、振動乗心地性
能、ウェット性能を低下させることなしに更に低騒音化
されたラジアルタイヤを提供することにある。

（問題点を解決するための手段） 本発明者等は、前述の様に従来のアラミドフォールド構
造のタイヤにおいて0.3デシベル程度ではあるが騒音レ
ベルの改良がなされたことに着目し、ベルト構造につき
鋭意検討を加えたところ、従来にない様な高強力で高弾
性率の特性を有する高弾性率、高強力ビニロンコードの
ベルトをスチールコードのベルトと組み合せて用いる
と、スチールの２枚切り離しベルト構造を有する従来の
タイヤよりも３デシベル程低騒音化が可能となり、また
アラミドフォールド構造を有するタイヤよりも2.5デシ
ベル程度の低騒音化が可能になることを見出し、本発明
を完成するに至った。

すなわち、本発明は、カーカス側に配置された、第１ベ
ルトとトレッド側に配置された第２ベルトとよりなるベ
ルト補強層を有するラジアルタイヤにおいて、第１ベル
トがスチールコードを使用したベルトよりなり、第２ベ
ルトが、原糸ヤーンにおける4.5g/d応力下での伸度が２
％以下で強度が15.0g/d以上であり、これを撚り合わせ
たコードのタイヤにおける2.25g/d応力下での伸度が３
％以下で強度が9.0g/d以上である高弾性率、高強度のビ
ニロンコードを使用したベルトよりなり、且つ、第２ベ
ルトが、タイヤの幅方向両端部をトレッド側に折り返し
たフォールドベルト構造であることを特徴とする。

また、カーカス側に配置された第１ベルト、トレッド側
に配置された第３ベルト及び、第１ベルトと第３ベルト
との間に配置された第２ベルトよりなるベルト補強層を
有するラジアルタイヤにおいて、第１ベルトがスチール
コードを使用したベルトよりなり、第２ベルト及び第３
ベルトが原糸ヤーンにおける4.5g/d応力下での伸度が２
％以下で強度が15.0g/d以上であり、これを撚り合わせ
たコードのタイヤにおける2.25g/d応力下での伸度が３
％以下で強度が9.0g/d以上である高弾性率、高強度のビ
ニロンコードを使用したベルトよりなり、且つ、第２ベ
ルトが、タイヤの幅方向両端部を第３ベルトのトレッド
側に折り返したフォールドベルト構造であることを特徴
とする。

本発明のラジアルタイヤのベルト補強層は低騒音化を達
成する為にスチールコードのベルト層と有機繊維コード
のベルト層とを組み合せた構造であることが不可欠であ
り、特に該有機繊維コードは、タイヤの諸性能を損わず
に十分な低騒音化を達成する為に伸度および強度が上述
の如く規定された高弾性率、高強力ビニロンであること
が不可欠である。すなわち、従来のビニロンヤーンの様
に原糸ヤーンにおける4.5g/d応力下での伸度が3.3％、
強度が11g/d程度では、これに通常の撚りをかけた場合
にタイヤ周方向の引張剛性が十分に高くなく、タイヤの
操縦安定性等のタイヤ性能に問題があった。従ってベル
トコードは、十分なる操縦性を得る為にはヤーンとして
4.5g/dの応力下での伸度が２％以下であることが要求さ
れ、またベルトコードとして使用する場合の強度は高い
程安全である為、ビニロンの弱点である湿熱劣化を考慮
してもヤーンの強度として15.0g/d以上であることが要
求される。また、かかる高弾性率で高強度のビニロンヤ
ーンがタイヤ加硫後のコードにおいて2.25g/d応力下で
の伸度が３％以下でかつ強度が9.0g/d以上であれば、十
分な低騒音化を達成することが可能である。

また、伸度が３％を越えると、操縦性を悪化させるので
不都合であり、安全性の点から、強度は9.0g/d以上とし
た。

これらの点を満たすために、コードを太くすると、ゲー
ジ厚、重量増を招き、発熱性、転り抵抗性に悪影響を及
ぼし不都合である。

もって、原糸ヤーンとして、4.5g/d応力下での伸度が２
％以下、換言すると弾性率が一定以上で、かつその強度
が15.0g/d以上であることが必要となる。すなわち、原
糸ヤーンとしての伸度が上記値以下でないと、通常用い
られている撚数ではコードとした場合に2.25g/d応力下
での伸度が３％以下とならず、また原糸ヤーンとしての
強度も15.0g/d以上でないと、撚糸やコード処理等によ
りタイヤ製造時のコード強力は原糸ヤーンに比べて低下
することから、コードとして9.0g/d以上を確保できなく
なる。

また、ベルト補強層を本発明にかかる２層あるいは３層
の構造とすることにより、ベルト剛性を損わず、操縦性
を向上でき、低騒音化が図れる。

更に、ベルト補強層を本発明にかかる３層の構造とする
ことにより、より一層、操縦性及び低騒音化を図ること
ができる。

尚、フォールド構造のベルトは、折り返し部分が折り返
されていない部分と逆のコード配列角度となり、加え
て、コードがつながっていることから、ベルトの動きが
制約されて、もってベルト補強層そのものの剛性が上が
り、操縦性の確保につながると考えられる。

高弾性率で高強度のビニロンは、従来のビニロン製造に
使用したものよりも大幅に分子量を増大したポリマーを
使用し製糸時の延伸倍率を高める様な方法、一般にゲル
紡糸法と呼ばれている様な超高分子量のポリマーを希薄
溶液より紡糸する方法、あるいは特開昭60−126311号公
報や特開昭60−126312号公報に開示されている様にさほ
ど高分子量でなくとも乾湿式紡糸後延伸倍率を大幅に増
加させる方法等によって製造することができる。更に延
伸した繊維を熱処理やアセタール、ホルマール化等の後
処理することによってビニロンの化学変性を行って耐湿
熱劣化性を改良することも可能である。

この様にして製造された高弾性率で高強度のビニロンの
ヤーンに下撚り上撚りをかけてコードの集束性を高め、
これと共に耐疲労性の改良を図る。この様にして得られ
た撚りコードを場合によっては緯糸を使用し、製織して
すだれ織りとし、また場合によっては撚りコードのまま
レゾルシノール‐ホルムアルデヒド‐ラテックス等の通
常のタイヤコード用ディップ液に浸漬させた後、熱処理
を行ないタイヤコードとして使用する。

この様な有機繊維コードとスチールコードの組合せベル
ト構造としては従来アラミドフォールド構造が知られて
いるが、かかるアラミドフォールド構造では本発明の目
的とする低騒音ラジアルタイヤの入手は困難である。こ
の理由として、有機繊維コードの弾性率が考えられる。
タイヤ騒音はパターンノイズが主であるが、このパター
ンノイズはタイヤ踏面が路面に対して踏み込み、または
けり出す際にパターン凹部の空気が圧縮または開放され
る際の音であると考えられている。すなわちパターンノ
イズを低減させる為にはこの踏面のパターン凹部の空気
圧増減を少なくすることが重要である。

かかる踏面のパターン凹部の空気圧は、ベルトの剛性、
特にトレッドとベルト最外層の剛性が大きく影響すると
考えられている。ベルト剛性がスチールやアラミド繊維
の様に大きいとタイヤ回転時の踏込み、若しくはけり出
しの際にパターンが殆ど動かない為、踏面におけるパタ
ーン凹部に空気が閉じ込められ、空気圧が著しく増加す
る。しかし、あまりにベルト剛性が小さいとパターンが
一様につぶれた様な状態となり、やはり踏面におけるパ
ターン凹部に閉じ込められた圧縮空気が逃げられなくな
る。

本発明者等は、かかる状況に鑑みベルト剛性とパターン
ノイズとの関係を詳細に検討したところ、本発明のタイ
ヤでは従来のスチールコードの２枚切り離しベルト構造
を有するタイヤよりも２〜３デシベルも騒音を低下させ
ることが可能となることを見出したのである。

（実施例） 次に本発明を実施例および比較例により説明する。

本実施例および比較例においては、以下に示す方法によ
り測定した第１表に示す強度および伸度を有するヤーン
を1500d/2の構造にて30×30T/10cmの下撚り、上撚りを
かけて、撚りコードとし、通常のRFL液（レゾルシン・
ホルマリン／ラテックス接着処理液）に浸漬した後、14
0℃×90秒の乾燥工程を経て、205゜×60秒の熱処理を行
なった。その後、両面をゴムでトッピングしたものをベ
ルト層として使用し、1500d×２、40×40T/10cmのポリ
エステルの１枚プライを用いて、185/70HR13サイズのラ
ジアルタイヤを作成し、以下に示す試験を実施した。

尚、この試験タイヤのベルト角度はタイヤ周方向に対し
13度とし、ベルト被覆ゴムには室温、50Hzで1.58×10^８
dyn/cm^２のものを用いた。また、ビード部は、ビードフ
ィラーゴムの50％伸長時の引張応力Ｍを40kg/cm^２、カ
ーカスプライの折り返し高さを20mmとし、このスチール
ベルトタイヤ（185/70HR13 GR01（レグノパターン））
をコントロールとした。以下の比較例、実施例において
は、特に記載がない限り同一構造のタイヤを用いた。

また、第１表に示す高弾性率高強力ビニロン繊維は、次
のようにして製造した。

先ず、重合度2600の完全ケン化PVAの16％DMSO溶液を紡
糸原液として使用し、この紡糸原液を口径0.10mmφの紡
糸口金から空気中に吐出し、約5mmの空気中を走行させ
た後、メタノール凝固浴中に導いて凝固完了させて未延
伸糸条を得た。

この未延伸糸条をメタノールで洗浄した後、乾燥し、21
0〜230℃の加熱空気中で延伸し、延伸糸条を作成した。

(1)強度および伸度 JIS L1017に従いオートグラフにて25±２℃の室温で引
張り、切断時の強度（g/d）と2.25g/dおよび4.5g/d荷重
時の伸度（％）とを求めた。尚、デニール数は撚り糸前
の原糸デニールを用いた。これは撚り糸、ディッピング
処理およびタイヤ加硫時の収縮等に基づくコード長さ変
化によるデニール変化の煩雑化を避ける為である。

(2)騒音測定 JASO（自動車技術会）C 606−81に従いタイヤ単体台上
試験を実施した。JASO C 606−81による試験の概要を以
下に示す。

かかる試験においては、代用路面として表面が平坦で摩
擦係数の高い粗粒面をもつ直径3mのドラムと、タイヤ負
荷装置とを備えた試験機を使用した。この試験機および
外部からの騒音が出来る限り小さくなる様防音を施しタ
イヤ荷重および空気圧はJIS D 4202に規定される最大の
荷重およびこれに見合った空気圧とした。リムもJIS D
4202に定められた標準リムとした。

タイヤから1m離れた位置にマイクロホンを設置し、予備
走行を60km/時で30分間行った後内圧、荷重を再調整
し、速度30km/時〜110km/時における騒音レベル（dB
（Ａ））を測定し、全速度の平均騒音レベル（dB
（Ａ））を算出した。

(3)操縦性 外径2500mmのドラム上に内圧1.70kg/cm^２に調整した試
験タイヤを設置し、荷重395kgを負荷させた後30km/時の
速度で30分間予備走行させ、無負荷状態で内圧を1.70kg
/cm^２に再調整し、再度390kgの荷重を負荷し、同一速度
の前記ドラム上でスリップアングルを最大14゜迄正負連
続してつけた。正負各角度でのコーナリナグフォース
（CF）を測定し、次式： にてコーナリングパワー（CP）を求めた。

尚、指数化は各試験タイヤのCPをコントロールタイヤの
CPで除算し、コントロールタイヤを100とした。この指
数が大きいほど操縦性が良好である。

比較例1,4 ベルト補強層を、カーカス側に配置された第１ベルトと
トレッド側に配置された第２ベルトとより構成し、これ
らベルト間のコードが互いに交差する様に配置された切
り離し構造とし（第２表）、第１および第２ベルトのコ
ードの配列角度を共にタイヤ周方向に対し15゜とした。

比較例１ではベルト補強層のコードとして、第１および
第２ベルトコード共にスチールコードであって、構造１
×５、フィラメント径0.68mmおよびコード強力65kg/本
のものを使用した。かかるコードの打込み数が38本/5cm
の現在市場に出ているタイヤをコントロールとした。

比較例４では、第１および第２ベルトのコードとも前記
高弾性率、高強力ビニロンとした以外は比較例１と同様
のベルト構造を有するタイヤを使用した。

これらタイヤにつき前記の各試験を実施し、得られた結
果を以下の第２表に示す。

第２表から分かる様に比較例４ではベルト剛性がスチー
ルコードのベルトに比し劣る為、操縦性が劣り、またベ
ルトコードが有機繊維のコードのみによって構成されて
いる為、特に曲げ剛性がスチールを用いた場合に比し劣
り、この結果トレッドの動きが大きくなり騒音レベルも
コントロールに比しほとんど改善されなかった。

比較例２ 第１ベルトのコードとして比較例１と同様なスチールコ
ードを用い、また第２ベルトのコードとして第１表のア
ラミド繊維コードを用いた。第１および第２ベルトとも
タイヤ周方向に対し13゜の角度で層内でコードが交差す
る様に配列し、第２ベルトはタイヤ幅方向両端で折りた
たまれたフォールド構造（第２表）とした。かかるフォ
ールド構造を有し、第２ベルトの該アラミドコードの打
込数を40本/5cmとした以外はすべてコントロールタイヤ
と同一条件でタイヤを作製した。このタイヤにつき前記
各試験を実施し、得られた結果を以下の第２表に示す。

第２表から分かる様に、操縦性はフォールドの構造の為
向上するが、騒音レベルの改良効果は少なかった。

比較例３ 比較例３のタイヤは、コントロールタイヤの第２ベルト
のスチールコードの代わりに前記高弾性率、高強力ビニ
ロンコードを用いた以外はすべてコントロールタイヤと
同様とした。このタイヤにつき前記各試験を実施したと
ころ、第２表に示す様に騒音レベルはコントロールに比
し2.6dB（Ａ）改善され、また操縦性はコントロールと
同等であることが分かった。

比較例5,6,7 比較例5,6および７のタイヤは、高弾性率、高強力ビニ
ロンコードの代わりに夫々通常ビニロン、ポリエステル
およびナイロンのコードを使用した以外はすべて後述す
る実施例１のタイヤと同様にした。

これらタイヤにつき前記各試験を実施し、得られた結果
を第２表に示す。

第２表から分かるように、第２ベルトのコードに通常ビ
ニロンまたはポリエステルを用いてフォールド構造とし
たタイヤでは騒音レベルは改善されるが、コードの弾性
率が低い為に操縦性がコントロールタイヤに比し低下し
た。特に、ナイロンフォールド構造のタイヤでは、コー
ドの弾性率が低すぎる為にパターンが動き易くなり騒音
レベルも低下し、操縦性も著しく低下した。

実施例１ 実施例１のタイヤは、比較例２のアラミドフォールド構
造において、アラミド繊維の代わりに前記高弾性率、高
強力ビニロンコードを第２ベルトに用いた以外はすべて
比較例２のタイヤと同様とした。

このタイヤにつき前記各試験を実施し、得られた結果を
以下の第２表に示す。

第２表により、騒音レベルは実施例１では2.8dB（Ａ）
も低減し、改良効果が大きいことが分かった。また操縦
性もコントロールに比し改良された。

比較例8,9,10 比較例8,9,及び10のタイヤは、第２表に示す様に、カー
カス側からトレッド側に向かって順に第1,第２及び第３
ベルトよりなるベルト補強層構造を有し，第２ベルトが
第３ベルトのトレッド側に折り返されるフォールド構造
をなしている。

第１ベルトはスチールコードよりなり、第２及び第３ベ
ルトは、それぞれ通常ビニロン、ポリエステル、ナイロ
ンのコードを使用した。各ベルトはタイヤ周方向に対し
13゜の角度でコードが交叉するように配列され、第２及
び第３ベルトのコード打込数は40本/5cmである。それ以
外の点はコントロールタイヤと同様である。

これらにつき、同様に各試験を行い、第２表に示す。第
２表からわかるように、比較例８及び９については騒音
レベルの改善がみられたが、コードの弾性率の不足から
操縦性がコントロールタイヤに比し劣った。比較例10は
騒音レベルも改善せず、操縦性も著しく低下した。

実施例２ 実施例２のタイヤは、第２表に示す様に第１ベルトをス
チールコードのベルトとし、第２、第３ベルトを高弾性
率、高強力ビニロンコードのベルトとし、第２ベルトを
フォールド構造とした。その他の点は比較例8,9,10と同
様とした。このタイヤにつき前記各試験を実施したとこ
ろ、第２表に示す様に操縦性は著しく改善され、また騒
音レベルも改善され非常に好結果が得られた。

尚、上記各比較例及び各実施例におけるフォールド構造
は、折り返し後のベルト幅が160mmで、折り返し幅がそ
れぞれ43mmである。つまり、第２ベルトの全幅の約17％
をそれぞれその両側にてトレッド側に折り返したもので
ある。

（発明の効果） 以上説明してきた様に、本発明にかかる２層あるいは３
層のベルト補強層を有するラジアルタイヤでは所定の高
弾性率および高強力を有するビニロンコードのベルトを
スチールコードのベルトと組み合わせて用いることによ
り、運動性能、振動乗心地性能、ウェット性能等のタイ
ヤの諸性能を損うことなく、十分なる低騒音化が達成さ
れるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はベルト補強層の、フォールド構造とした２枚切
り離し構造を示す横断面図である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】カーカス側に配置された第１ベルトとトレ
   ッド側に配置された第２ベルトとよりなるベルト補強層
   を有するラジアルタイヤにおいて、 第１ベルトがスチールコードを使用したベルトよりな
   り、 第２ベルトが、原糸ヤーンにおける4.5g/d応力下での伸
   度が２％以下で強度が15.0g/d以上であり、これを撚り
   合わせたコードのタイヤにおける2.25g/d応力下での伸
   度が３％以下で強度が9.0g/d以上であるビニロンコード
   を使用したベルトよりなり、 且つ、第２ベルトが、タイヤの幅方向両端部をトレッド
   側に折り返したフォールドベルト構造であることを特徴
   とするラジアルタイヤ。
2. 【請求項２】カーカス側に配置された第１ベルト、トレ
   ッド側に配置された第３ベルト、及び、第１ベルトと第
   ３ベルトとの間に配置された第２ベルトよりなるベルト
   補強層を有するラジアルタイヤにおいて、 第１ベルトがスチールコードを使用したベルトよりな
   り、 第２ベルト及び第３ベルトが、原糸ヤーンにおける4.5g
   /d応力下での伸度が２％以下で強度が15.0g/d以上であ
   り、これを撚り合わせたコードのタイヤにおける2.25g/
   d応力下での伸度が３％以下で強度が9.0g/d以上である
   ビニロンコードを使用したベルトよりなり、 且つ、第２ベルトが、タイヤの幅方向両端部を第３ベル
   トのトレッド側に折り返したフォールドベルト構造であ
   ることを特徴とするラジアルタイヤ。