JP3003878B2

JP3003878B2 - ラジアルタイヤ

Info

Publication number: JP3003878B2
Application number: JP3117005A
Authority: JP
Inventors: 和彦河村; 秀明杉原
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 1990-04-26
Filing date: 1991-04-19
Publication date: 2000-01-31
Anticipated expiration: 2015-01-31
Also published as: JPH04356205A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ラジアルタイヤ、特に
操縦安定性能・高速耐久性能等を維持しつつ、軽量化を
達成しうるラジアルタイヤに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ラジアルタイヤは、耐摩耗摩耗性
能、高速耐久性能、操縦安定性能、低燃費性能等のラジ
アルタイヤの優れた性能を高めるため、スチールコード
からなるブレーカー、いわゆるスチールブレーカーを有
するものが主流となっている。さらに近年、自動車の高
速走行性能の向上に伴いスチールブレーカーのタイヤ半
径方向外側にタイヤ周方向に実質的に平行にナイロンコ
ードを配列したバンドを有するものもある。これらは、
スチールブレーカーによって、強力なタガ効果を発揮
し、前記の諸性能を確保し、さらにバンドによって高速
走行中のブレーカーの面外変形を抑制して特にブレーカ
ーコードエッジの歪みを減少させることで高速耐久性能
を向上させるものである。

【０００３】一方、自動車の走行性能向上のため、タイ
ヤ重量減少の要請が強い。前記スチールブレーカーは、
強力なタガ効果をタイヤに与える反面、タイヤ重量を増
加させている。スチールコードの強力を有しつつ、重量
を低減できるコード材料として、芳香族ポリアミド繊維
がある。これをブレーカー等のタイヤ補強部材に適用す
ることは以前から提言されているが、芳香族ポリアミド
繊維コードは圧縮剛性が低くブレーカーに適用するとブ
レーカー剛性低下のため高速耐久性能を低下させるとい
う問題があった。また、ブレーカー剛性の低下による操
縦安定性能減少の問題も生じさせる。

【０００４】本発明者らは、芳香族ポリアミド繊維コー
ドからなるブレーカーに、その欠点を補うべく、ナイロ
ンコードからなるバンドを配置したものを作成し、試験
を行ったが、ナイロンコードの熱収縮性、芳香族ポリア
ミド繊維コードブレーカーの圧縮剛性不足により寸法変
化が大きく、歪みが増大し、溝底のクラック（以下『Ｔ
ＧＣ』という）が発生した。すなわち、タイヤの加硫中
の熱により、タイヤ周方向に実質的に平行に配列したバ
ンドのナイロンコードが収縮する。ブレーカーコードが
スチールであれば、高い圧縮剛性により変化は少ない
が、芳香族ポリアミドコードのように圧縮剛性が低いと
該バンドコードの圧縮力に抗しきれず、タイヤ全体の外
形が収縮する。このタイヤをリムに組み、内圧を充填
し、さらに走行させると、タイヤの外形は、増加してタ
イヤ各部に歪みが発生する。この歪みは特にトレッドの
溝底で顕著であり、走行中の歪みとあいまって、ＴＧＣ
を発生せしめる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、操縦安定性
能・高速耐久性能等のラジアルタイヤの優れた諸性能を
維持しつつ、軽量化を達成することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段及び作用】本発明は、トレ
ッド部からサイドウォール部を経てビード部のビードコ
アの回りにタイヤの内側から外側にかけて巻き上げられ
て係止されたラジアル方向に複数のコードを配列してな
るカーカス層と、該カーカス層のタイヤ半径方向外側に
ブレーカーと、該ブレーカーのタイヤ半径方向外側で環
状トレッドのタイヤ半径方向内側にバンドを有し、該ブ
レーカーと該バンドが下記の特徴を備えたラジアルタイ
ヤである。

【０００７】(A) ブレーカーは芳香族ポリアミド繊維、
全芳香族ポリエステル繊維、強度１５ｇ／ｄ以上のポリ
ビニルアルコール繊維、炭素繊維、又は、ガラス繊維か
らなるコードを含む２層以上のカットブレーカー層から
形成され、各コードはタイヤ周方向に対し、１０〜３０
°の角度をなし、該各層のコードは隣接する他の層のコ
ードと交差するように配置されていること。

【０００８】（Ｂ）前記ブレーカーのコードは以下の
式で表わされる撚り係数ＮＴが０．３５〜０．６０の範
囲にあること。ＮＴ＝Ｎ×（０．１３９×Ｄ／ρ） ^0.5 ×１０ ^-3 Ｎ：１０ｃｍ当たりの撚り数Ｄ：コードのトータルデニールの１／２ ρ：繊維の比重（Ｃ）バンドは、３％伸張時に対応する強度が２．５
ｇ／ｄ以下であり、６ｇ／ｄの強度付与時における伸張
率が８％以下であって、高弾性フィラメントからなる下
撚りコードと低弾性フィラメントからなる下撚りコード
を合わせて上撚りしてなる複合コードの１本または複数
本を平行に引き揃えてなるリボンを、螺旋状に連続して
巻き付けた構造を有し、各コードはタイヤ周方向に対し
０〜３°の角度を有していること。

【０００９】以下、本発明を図面を用いて説明する。図
１において、タイヤ１は、トレッド部２からサイドウォ
ール部３を経てビード部４のビードコア５の回りにタイ
ヤの内側から外側にかけて巻き上げられたカーカス層６
を有する。該カーカス層６は、コードを平行に配列した
１また複数のプライからなる。該カーカスのコードは、
ポリエステル、ナイロン、レーヨン、芳香族ポリアミ
ド、又は、スチール等からなる。図１は、カーカス層が
１枚のプライから構成される例を示しているが、複数プ
ライをビードコアの回りに巻き上げることもでき、ま
た、ビードコアのタイヤ軸方向外側からビードコアのタ
イヤ半径方向内側に巻き下ろしたプライを有するもので
あってもよい（図示せず）。

【００１０】カーカス層に含まれるコードは実質的にタ
イヤ赤道面Ｏ−Ｏに垂直に配列されたラジアル構造を形
成する。ビードコア５のタイヤ半径方向外側には、ＪＩ
ＳＡ硬度が６０〜９０の比較的硬いゴムからなり、先細
の三角断面形状を有するビードエイペックス７が配置さ
れて、カーカス６の巻き上げ部と本体部との間に形成さ
れる空間を充填して各部材を安定させるとともに、ビー
ド部４の剛性を高めて、タイヤの操縦安定性能を向上さ
せる。ビード部４におけるカーカス６のタイヤ軸方向の
外側及び内側を覆うようにビード補強層８が配置され
て、ビード部の剛性を高めて操縦安定性能を向上させる
とともにビード部４の構造耐久性能も向上させる。

【００１１】該カーカス層６のタイヤ半径方向外側には
ブレーカー９が配置される。本例では、２層からなるも
のを図示している。ブレーカー９は、タイヤの周方向に
１０〜３０°の比較的小さい角度で傾いた複数のコード
を含む。２層のコードは他の層のコードと互いに交差す
るように配置されている。これらのコードは、芳香族ポ
リアミド繊維、全芳香族ポリエステル繊維、強度１５ｇ
／ｄ以上のポリビニルアルコール繊維、炭素繊維、又
は、ガラス繊維から形成される。

【００１２】各層のコードは１本１本が両端でカットさ
れブレーカーの端部にコードエッジが周方向に並ぶ、い
わゆるカットブレーカー構造を形成している。芳香族ポ
リエステル繊維、強度１５ｇ／ｄ以上のポリビニルアル
コール繊維、炭素繊維、又は、ガラス繊維から形成され
た有機繊維コード、炭素繊維コード、又は、ガラス繊維
コードは、スチールコードに匹敵する引っ張りモジュラ
スを有し、タイヤの周方向剛性を維持し、周方向の引っ
張りに関しては充分なタガ効果を発揮しうる。そして、
スチールコードに較べ、重量は軽くタイヤの軽量化を達
成しうる。芳香族ポリアミド繊維、全芳香族ポリエステ
ル繊維、もしくは、強度１５ｇ／ｄ以上のポリビニルア
ルコール繊維をコードとして使用する場合は、以下の式
で表される撚り係数ＮＴが、０．３５から０．６０の範
囲にあることが好ましい。ＮＴ＝Ｎ×（０．１３９×Ｄ／ρ）^0.5×１０^-3 Ｎ：１０ｃｍ当たりの撚り数Ｄ：コードのトータルデニールの１／２ ρ：繊維の比重

【００１３】該撚り数ＮＴが０．３５未満の場合は、タ
イヤの加硫工程において必要な伸びが確保しえず、０．
６０を超えるとタガ効果が減少する。

【００１４】該ブレーカーのタイヤ半径方向外側には、
バンド１０が配置される。図１に示した例では、該バン
ド１０は１層からなる中央部１０Ａと２層からなる側方
部１０Ｂからなる。タイヤ１が、高速、例えば２００〜
３００ｋｍ／ｈの速度で走行する際、トレッド２の質量
によって生じる遠心力でタイヤの外径は増加する。この
外径変化はブレーカーのエッジ部で大きく、タイヤのシ
ョルダー部が相対的にタイヤ半径方向外側に移動するよ
うな挙動、いわゆるリフティング現象が発生する。この
ため、ブレーカーエッジでのブレーカーの歪みが大きく
なり、ブレーカー端部での損傷となって現れる。これを
防止するため本例では、側方部１０Ｂのバンドを２層と
して、該リフティング現象を防止している。

【００１５】バンドの構造としては、図３に示すように
中央部が存在せず、側方部のみに配置したもの、また、
ブレーカーのエッジからエッジまで全て１層または２層
に均等に覆うような構造もとることができる。（図示せ
ず）

【００１６】バンド１０のコードは、３％伸張時に対応
する強度が２．５ｇ／ｄ以下であることを要する。タイ
ヤ製造工程において、各部材を全て積層し生カバーを形
成した後、加硫機に取りつけられたモールド内で加硫さ
れる。モールドの内径は、生カバーの外径より大きく、
空気又はスチームの圧力により、生カバーはモールド内
面に押しつけられる。このとき、生カバーの周長は、
（モールド内径／生カバー外径−１）×１００〔％〕だ
け伸張する。通常この比率は３％程度に設定される。バ
ンド１０のコードの３％伸張時に対応する強度が２．５
ｇ／ｄを超えると、この加硫工程における生カバーの拡
径がスムーズに行われず、タイヤのユニフォミティ（均
一性）不良となって現れる。好ましくは１〜２．５ｇ／
ｄに設定される。１ｇ／ｄ未満のコードは当該コードを
製造する上で困難が生じるからである。

【００１７】バンド１０のコードの６ｇ／ｄの強度付与
時における伸張率は８％以下であることを必要とする。
タイヤが車両に装着されて、高速で走行する場合は、タ
イヤの周方向に一定のモジュラスを必要とする。バンド
１０のコードの６ｇ／ｄの強度付与時における伸張率が
８％を超えると、高速走行中のタガ効果が不足する。望
ましくは４〜８％に設定される。４％未満のコードは当
該コードを製造する上で困難が生じるからである。さら
に望ましくは４〜６．５％に設定される。このようなコ
ードの特性は、高弾性フィラメントからなる下撚りコー
ドと、低弾性フィラメントからなる下撚りコードを互い
に撚り合わせて１本のコードとすることによって得るこ
とができる。高弾性フィラメントとしては例えば芳香族
ポリアミドが、低弾性フィラメントとしては６６ナイロ
ン等が好適に使用される。

【００１８】さらに、このような複合コードは、熱収縮
性能が減少し、前述したタイヤの寸法変化によって発生
するＴＧＣを有効に防止することができる。

【００１９】バンドは、上記の特性を有する有機繊維コ
ードの１本又は複数本を平行に引き揃えてなるリボン
を、螺旋状に連続して巻き付けて形成される。この構造
によって、バンドのジョイント部が不要となり、ジョイ
ント部を起点とした損傷、ユニフォミティ不良を防止す
ることができる。各コードはこの螺旋状に連続して巻き
付ける構造をとることによってタイヤ周方向に対し０〜
３°の角度を有する。ブレーカーコードがタイヤ周方向
に１０〜３０°の角度を有し、かつ、各層のコードは互
いに交差し、そのタイヤ半径方向外側に配置されたバン
ドのコードが０〜３°の角度を有することによって、ブ
レーカーコード、バンドコードが三角形トラス構造を形
成する。これによって、ブレーカー／バンドの複合体は
その面内曲げ剛性が増加し、芳香族ポリアミド繊維、全
芳香族ポリエステル繊維、もしくは、強度１５ｇ／ｄ以
上のポリビニルアルコール繊維から形成された有機繊維
コード、炭素繊維コード、又は、ガラス繊維コードをブ
レーカーに使用することによる圧縮剛性の不足を補い、
構造耐久性能、操縦安定性能等の低下を防止することが
できる。

【００２０】

【実施例】本発明に基づき、表１、表２、図２〜４の仕
様で７種類のタイヤを試作し、各種の試験を行った。そ
の結果も表１、表２に示す。

【表１】

【表２】

【００２１】本発明品である実施例１、２は、比較例１
〜５に比べて、高速耐久性能、耐ＴＧＣ性能を表す寸法
変化、操縦安定性能、乗心地、転動抵抗の各種性能を満
足するレベルに維持しつつ、タイヤ重量の軽減すること
ができた。表１、表２中、「高速耐久性能評価」は、Ｅ
ＣＥ３０の規格の条件で損傷発生まで速度を１０ｋｍ／
ｈづつステップアップさせていく。比較例２の損傷発生
レベルを０として、それとの差を表記している。（例
＋２０は比較例２より２０km/h高いレベルであることを
示している。）「寸法変化」は、内圧０．１kg/cm²から
２．０kg/cm²までの外径の変化率を表す。「操縦安定性
能」「乗心地」は、各タイヤを排気量２０００ｃｃの国
産車に装着して、テストコースを走行したときのドライ
バーの官能評価結果を５点評価で示す。「転動抵抗」
は、室内台上試験機において、速度８０km/hでの転動抵
抗の値を比較例２を１００としたときの指数で表す。
「耐フラットスポット性能」は、各タイヤを正規リムに
組み正規内圧を充填し、室内台上試験機で速度６０ｋｍ
／ｈで３０分間走行させた後、荷重をかけた状態で１昼
夜放置し、再度走行させて測定したフォースヴァリエー
ション（ＦＶ）のピークトゥーピーク値を読み取り、そ
の値を比較例２を１００とした指数でしめしたものであ
って、数値が小さいほど耐フラットスポット性能が良好
であることを表す。

【００２２】

【発明の効果】本発明によって、充分な高速耐久性能・
耐ＴＧＣ性能・操縦安定性能・乗心地・転動抵抗の各種
性能を維持しつつ、タイヤ重量の軽減することができ
た。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の１例を示すタイヤの幅方向断面図であ
る。

【図２】試作品のブレーカーとバンドの構造を示す図で
ある。

【図３】試作品のブレーカーとバンドの構造を示す図で
ある。

【図４】試作品のブレーカーとバンドの構造を示す図で
ある。

【符号の説明】１本発明に係る空気入りタイヤ２トレッド３サイドウォール４ビード部５ビードコア６カーカス７ビードエイペックス８ビード補強層９ブレーカー１０バンド

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B60C 9/00 B60C 9/22 B60C 9/18

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】トレッド部からサイドウォール部を経て
ビード部のビードコアの回りにタイヤの内側から外側に
かけて巻き上げられて係止されたラジアル方向に複数の
コードを配列してなるカーカス層と、該カーカス層のタ
イヤ半径方向外側にブレーカーと、該ブレーカーのタイ
ヤ半径方向外側で環状トレッドのタイヤ半径方向内側に
バンドを有し、該ブレーカーと該バンドが下記の特徴を
備えたラジアルタイヤ。（Ａ）ブレーカーは芳香族ポリアミド繊維、全芳香族
ポリエステル繊維、強度１５ｇ／ｄ以上のポリビニルア
ルコール繊維、炭素繊維、またはガラス繊維からなるコ
ードを含む２層以上のカットブレーカー層から形成さ
れ、各コードはタイヤ周方向に対し、１０〜３０°の角
度をなし、該各層のコードは隣接する他の層のコードと
交差するように配置されていること。（Ｂ）前記ブレーカーのコードは以下の式で表わされ
る撚り係数ＮＴが０．３５〜０．６０の範囲にあるこ
と。ＮＴ＝Ｎ×（０．１３９×Ｄ／ρ） ^0.5 ×１０ ^-3 Ｎ：１０ｃｍ当たりの撚り数Ｄ：コードのトータルデニールの１／２ ρ：繊維の比重（Ｃ）バンドは、３％伸張時に対応する強度が２．５
ｇ／ｄ以下であり、６ｇ／ｄの強度付与時における伸張
率が８％以下であって、高弾性フィラメントからなる下
撚りコードと低弾性フィラメントからなる下撚りコード
を合わせて上撚りしてなる複合コードの１本または複数
本を平行に引き揃えてなるリボンを、螺旋状に連続して
巻き付けた構造を有し、各コードはタイヤ周方向に対し
０〜３°の角度を有していること。
【請求項２】前記高弾性フィラメントが芳香族ポリア
ミド繊維からなり、前記低弾性フィラメントがナイロン
からなることを特徴とする請求項１記載のラジアルタイ
ヤ。
【請求項３】前記複合コードの６ｇ／ｄの強度付与時
における伸張率が６．５％以下であることを特徴とする
請求項１記載のラジアルタイヤ。