JPH06115307A

JPH06115307A - 空気入りラジアルタイヤ

Info

Publication number: JPH06115307A
Application number: JP4271465A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Teratani; 裕之寺谷
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 1992-10-09
Filing date: 1992-10-09
Publication date: 1994-04-26

Abstract

(57)【要約】【構成】有機繊維ベルトコード７、７’を被覆するコ
ーテイングゴム８、８’に短繊維状物質ｆを所定量含有
させるとともに、カーカスコードを断面が偏平形状に形
成されている有機モノフィラメントコード９で構成し、
しかも、断面偏平形状の長径がタイヤ１の周方向に向く
ように配置されている空気入りラジアルタイヤに関する
ものである。【効果】ベルト４の周方向の引張剛性を向上させるこ
とができ、タイヤ１の発熱を大幅に減少でき、転がり抵
抗の著しい低減を図ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、空気入りラジアルタイ
ヤに関するものであり、特に、発熱及び転がり抵抗の低
減された低燃費空気入りラジアルタイヤに関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】従来の空気入りラジアルタイヤにおいて
は、カーカスプライとトレッドの間に配置された複数層
からなるベルトとして、スチールコード或いは有機繊維
コードをコーテイングゴムで被覆したものが使用されて
いるとともに、カーカスコードとして略断面円形のコー
ドが使用されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】自動車の高性能化に伴
い、耐久性能、操縦安定性能、乗心地性能等の優れた高
性能タイヤの出現が望まれている一方、資源の節約及び
公害等の問題から、低燃費タイヤの出現が望まれてい
る。

【０００４】しかしながら、耐久性能、操縦安定性能、
乗心地性能等と低燃費性能とは、所謂、二律背反的な傾
向があり、例えば、タイヤの耐久性能を向上させるため
にベルトコードにスチールコードを使用すると、タイヤ
の重量が増加し、燃費が悪くなる。

【０００５】また、タイヤの軽量化のために、ベルトコ
ードとしてナイロン、ポリエステル等の有機繊維コード
を用いたものが知られているが、有機繊維自体、ヒステ
リシスロスに起因する発熱が大きいため転がり抵抗が大
きく、かえって低燃費化に逆行することになる。

【０００６】ここで、従来の空気入りラジアルタイヤに
ついて、図１を用いて説明する。

【０００７】空気入りラジアルタイヤ１は、ビード部
２、カーカスプライ３、ベルト４及びトレッド５とから
構成されている。そして、ベルト４は、図１に示されて
いるようにカーカスプライ３とトレッド５間に配置され
ており、カーカスプライ３の放射方向への膨張を抑え
る、所謂、タガとしての作用をしている。また、６はシ
ョルダー部である。

【０００８】ベルト４は通常複数層、例えば、２〜４層
から構成されており（図１及びベルト４のタイヤ半径方
向断面を示している図２においては、２層の場合が示さ
れている。）、図２に示されているように、ベルト４を
構成する各ベルト層４’、４”は、タイヤ１の赤道に対
して所定の角度で配置された断面略円形のスチール或い
は有機繊維コード７、７’をコーテイングゴム８、８’
で被覆して構成されている。

【０００９】ところで、空気入りラジアルタイヤ１は、
走行時に路面の凹凸或いはコーナリング等により衝撃を
受けるが、このような衝撃は、ベルト層４’、４”のコ
ード７、７’、コーテイングゴム８、８’の変形歪及び
ベルト層間の剪断歪等として緩和されている。

【００１０】しかしながら、ベルト層４’、４”のコー
ド７、７’とコーテイングゴム８、８’或いはベルト４
とショルダー部６との弾性率、疲労特性或いは歪等に大
きな相違があるため、特に、応力の集中するコード端部
においては、所謂、セパレーションが発生し、タイヤの
安全性にとって大きな問題となっている。また、セパレ
ーションの発生までには至らないとしても、コード端部
においては、ベルト層間の剪断歪が大きいため発熱が大
となり、タイヤの転がり抵抗が大きくなるという問題が
ある。

【００１１】最近では、弾性率が高く、強度の大きいス
チールコードがベルトコードとして使用されているが、
上述したようにスチールコードは有機繊維コードに比べ
重いのでタイヤの低燃費性能の向上にとって好ましくな
いとともに、タイヤの円周方向の剛性が大きく、またエ
ンベロープ効果が少ないために乗心地性能が悪いという
問題がある。

【００１２】更に、スチールコードをベルトコードとし
て使用した場合には、有機繊維コードに比べコーテイン
グゴムとの弾性率等の差が極めて大きいため、セパレー
ションが起こる可能性が高くなる。

【００１３】一方、ベルトコードとして、有機繊維を使
用した場合には、スチールコードに比べ弾性率が小さ
く、柔らかいために乗心地性能が向上するとともに、軽
量であるので燃費も向上するが、タイヤの横方向の剛性
が小さいためコーナリングに対する応答性能が悪く、従
って、操縦安定性能が悪化するという問題がある。ま
た、スチールコードほどではないが、依然として、コー
テイングゴムとの弾性率等の差が大きいためセパレーシ
ョンが起こる可能性が残ることになる。

【００１４】また、有機繊維をベルトコードとして使用
した場合には、スチールコードに比べ有機繊維の張力変
動が大きく有機繊維自体による発熱が大きいため、スチ
ールコードに比べ転がり抵抗が大きいという問題があ
る。

【００１５】本発明は、タイヤの低燃費性能を向上させ
るために、ベルトコードとして軽い有機繊維を使用した
場合の上述した問題を解決し、タイヤの低燃費性能と操
縦安定性能等の他の諸性能をバランスよく両立させた空
気入りラジアルタイヤを提供することを目的とするもの
である。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の空気入りラジアルタイヤは、ベルトのコ
ーテイングゴムとして所定方向に配向された短繊維状物
質を含有するゴムを使用するとともにカーカスコードと
して断面偏平な有機モノフィラメントを用いることによ
り、上述した従来の空気入りラジアルタイヤが有する問
題を解決したものである。

【００１７】先ず、最初に、ベルトコード７、７’とし
て有機繊維を使用し、該有機繊維ベルトコード７、７’
を、所定方向に配向された短繊維状物質ｆを含有するコ
ーテイングゴム８、８’で被覆したベルト４について説
明する。

【００１８】なお、本発明において、ベルト４に使用さ
れる有機繊維ベルトコード７、７’としては、例えば、
芳香族ポリアミド繊維、脂肪族ポリアミド繊維、ポリエ
ステル繊維、ポリビニルアルコール繊維等の撚りコード
が用いられ、特に芳香族ポリアミド繊維が適している。

【００１９】ベルト４の有機繊維ベルトコード７、７’
を被覆するコーテイングゴム８、８’に短繊維状物質を
所定量含有させると、コーテイングゴム８、８’が補強
され弾性率が増加するので上記有機繊維ベルトコード
７、７’との弾性率の差が減少されセパレーションの惹
起が防止されるとともに、耐カット性能或いは耐疲労性
能等が短繊維状物質が含有されていないコーテイングゴ
ムに比べ大幅に改善される。

【００２０】そして、図３に模擬的に短線として示され
ているように、コーテイングゴム８、８’に配合された
短繊維状物質ｆをベルトコード７、７’方向に対して所
定の範囲内に配向させ、コーテイングゴム８、８’に異
方性を持たせることにより、ベルトコード７、７’との
弾性率の差を更に縮めることができ、ベルト端部或いは
ショルダー部６における発熱を、より減少できる。

【００２１】また、コーテイングゴム８、８’に配合さ
れた短繊維状物質ｆをベルトコード７、７’方向に対し
て所定の範囲内に配向させることにより、ベルト４の曲
げ剛性を高めることができるので、従来の、単に、ベル
トコードとして有機繊維コードを使用したものに比べ、
コーナリングパワーが大きくなり、従って、操縦安定性
能が向上する。

【００２２】例えば、短繊維状物質ｆの配向方向とベル
トコード７、７’の方向とのなす角θを、θ≦３０°と
することにより、上記のような作用効果が効果的に奏せ
られる。

【００２３】上記のコーテイングゴム８、８’の異方性
は以下のように構成することが好ましい。（１）短繊維状物質の配向方向のコーテイングゴムの物
性５０％伸長時のモジュラス・・・・３０ｋｇ／ｃｍ²以
上動的弾性率Ｅ’・・・・・・・・・４×１０⁷ｄｙｎ／
ｃｍ²以上動的損失ｔａｎδ・・・・・・・・０．２５以下（２）短繊維状物質の配向方向に対して直角方向のコー
テイングゴムの物性５０％伸長時のモジュラス・・・・１０ｋｇ／ｃｍ²以
上動的弾性率Ｅ’・・・・・・・・・２×１０⁷ｄｙｎ／
ｃｍ²以上動的損失ｔａｎδ・・・・・・・・０．１５以下（３）コード方向とコード方向に対して直角方向のモジ
ュラスとの関係コード方向の５０％伸長時のモジュラスがコード方向に
対して直角方向の５０％伸長時のモジュラスの１．５倍
以上、好ましくは、２．０倍以上であること。

【００２４】好ましい、異方性の範囲を上記のようにし
たのは、上記の範囲外ではベルトの剛性が十分でなかっ
たり、或いは、ヒステリシスロスの低減化の効果が十分
に大きくなく、タイヤの転がり抵抗を著しく低減するこ
とができないからである。

【００２５】次に、カーカスコードとして断面偏平な有
機モノフィラメントを用いた構成について説明する。図
４に示されているように、本発明の好ましい実施例にお
いては、カーカスコード９が、従来の断面略円形のコー
ドとは異なり、断面が偏平形状に形成されている有機モ
ノフィラメントコード９で構成されており、そして、断
面偏平形状の長径がタイヤ１の周方向に向くように配置
されている。

【００２６】断面が偏平な形状としては、断面の長い巾
方向の曲げ剛性が、短い巾方向の曲げ剛性よりも大きい
ような、例えば、略楕円形状或いは長方形状等である
が、何ら略楕円形状或いは長方形状に限定されるもので
はない。また、断面の長い方の巾に対する短い方の巾の
比が約１／５〜約１／２となることが好ましい。

【００２７】上記のようにカーカスプライ３に、断面偏
平な有機モノフィラメントを、断面偏平形状の長径がタ
イヤ１の周方向に向くように配置したので、タイヤ１の
半径方向の剛性は低くなり、従って、上記のベルト４の
コーテイングゴム８、８’に短繊維状物質ｆを含有させ
たことによるタイヤの縦剛性の増加を緩和することがで
き乗心地性能を著しく向上することができる。

【００２８】また、断面偏平形状の長径がタイヤ１の周
方向に向くように配置されているため、カーカスプライ
３の厚さを薄くすることができ、タイヤ１を軽量化する
ことができ、従って、燃費の向上が実現できる。

【００２９】なお、断面が偏平形状に形成されている有
機モノフィラメントコード９としては、デユポン社製の
ハイテン（ＨＹＴＥＮ）（商標）が広く知られており、
好ましいものである。

【００３０】本発明においては、有機繊維ベルトコード
７、７’を被覆するコーテイングゴム８、８’に短繊維
状物質ｆを所定量含有させベルト４を構成したことに加
え、カーカスコードを断面が偏平形状に形成された有機
モノフィラメントコード９で構成するとともに断面偏平
形状の長径がタイヤ１の周方向に向くように配置したこ
とによる相乗により、ベルト４の周方向の引張剛性を向
上させ、タイヤ１の発熱を大幅に減少でき、転がり抵抗
の著しい低減を図ることができるとともに、乗心地性能
をを大幅に向上させることができ、更には、転がり抵抗
の減少及び軽量化により、燃費を著しく低減できる。

【００３１】

【実施例】以下に、本発明の実施例について説明する。
使用したタイヤのサイズは、１６５ＳＲ１３で、パター
ンはスムースタイヤである。測定方法及び条件は以下の
通りである。

【００３２】転がり抵抗指数外径１７０８ｍｍのドラム上に、内圧２．００ｋｇ／ｃ
ｍ²に調整した試験タイヤを設置し、８０ｋｍ／ｈｒで
３０分間予備走行させ、空気圧を再調整し、２００ｋｍ
／ｈｒの速度までドラム回転速度を上昇させた後、ドラ
ムを惰行させ、１８５ｋｍ／ｈｒから２０ｋｍ／ｈｒま
でドラム回転速度が低下するまでの慣性モーメントから
算出した。

【００３３】タイヤの転がり抵抗＝ｄｓ／ｄｔ（Ｉｄ／
Ｒｄ²＋Ｉｔ／Ｒｔ²）−ドラム単体の抵抗式中、Ｉｄはドラムの慣性モーメント、Ｉｔはタイヤの
慣性モーメント、Ｒｄはドラム半径、Ｒｔはタイヤ半径
である。

【００３４】上式にて求めた５０ｋｍ／ｈｒ時の転がり
抵抗値を代表値として求めた。なお、環境は２４±０．
５°Ｃにコントロールされた室内で測定を実施した。指
数化は、転がり抵抗指数＝（テストタイヤ代表値÷コン
トロールタイヤ代表値）×１００の小数点以下を四捨五
入して表した。この結果、転がり抵抗指数が小さい方
が、燃費が良好であることを示すことになる。

【００３５】転がり抵抗指数の測定時の荷重は２５０ｋ
ｇｆであり、転がり抵抗指数の測定法は一軸惰行式であ
る。

【００３６】ベルト端部の温度測定条件５０ｋｍ／ｈｒ、２００ｋｇｆ荷重で、ドラム上で室温
時（２５°Ｃ）のタイヤからスタートし、１５分間走行
したときのベルト端部の温度を測定した。

【００３７】５０％伸長時の弾性率室温で、ＪＩＳ３号ダンベルを３００ｍｍ／ｍｉｎで引
っ張り、応力を測定した。

【００３８】粘弾性動的弾性率Ｅ’及び動的損失ｔａｎδは、下記の条件に
より測定して得られる値である。即ち、長さが２０ｍ
ｍ、幅が４．７ｍｍ、厚さが２ｍｍのコーテイングゴム
の試験片を粘弾性測定装置（東洋精機（株）Ｌ−ＩＲ
型）に取り付けた後、ゴム試験片に初期張力１．７ｋｇ
ｆ／ｃｍ²を与え、この状態でゴム試験片に周波数が５
０Ｈｚ，振幅歪が５％の振動を加え、室温で測定を行う
ものである。

【００３９】また、以下に詳述する実施例及び比較例に
おいて使用されているコーテイングゴムの組成或いは物
性等は表１及び表２に示されている。表３及び表４に
は、実施例及び比較例において使用されているカーカス
コード（断面偏平モノフィラメントは上述したデユポン
社製ハイテン（ＨＹＴＥＮ）（商標）が使用されてい
る。）とコーテイングゴム組成（表１のコーテイングゴ
ム組成Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄで表している。）及びベルト端温
度と転がり抵抗指数の測定結果が示されている。

【００４０】

【表１】

【００４１】

【表２】

【００４２】

【表３】

【００４３】

【表４】

【００４４】表３に示されている比較例１はカーカスコ
ードが断面円形で、ベルトコーテイングゴムが短繊維状
物質を含有しないものであり、ベルト端の温度が高く、
しかも、転がり抵抗指数が大きい。

【００４５】比較例２は、比較例１とはベルトコーテイ
ングゴムに短繊維状物質を含有させた点で相違するが、
ベルト端の温度は低下しているが、依然として転がり抵
抗指数が大きい。

【００４６】比較例３は、カーカスコードとして断面偏
平モノフィラメントを使用しているが、ベルトコーテイ
ングゴムは短繊維状物質を含有していないものであり、
ベルト端の温度が高くしかも転がり抵抗指数が大きい。

【００４７】表４に示されている比較例４及び比較例５
は、ベルトコーテイングゴムに短繊維状物質が含有され
ているが、カーカスコードが断面円形であり、ベルト端
の温度が高くしかも転がり抵抗指数が大きい。

【００４８】上記の比較例１乃至５に比べ、表３及び表
４に示されている本発明の実施例のものは、ベルト端の
温度が３３°Ｃ、３８°Ｃ及び３６°Ｃと著しく低く、
しかも、転がり抵抗指数も非常に小さい。

【００４９】以上のように、本発明のものは、有機繊維
からなるベルトコードを短繊維状物質を含有したコーテ
イングゴムで被覆し、また、断面偏平な有機モノフィラ
メントをカーカスコードとして使用したため、実施例に
示されているように、ベルト端の温度が低く、転がり抵
抗指数も小さいので、比較例のものに比べ、燃費の著し
い向上が図れている。

【００５０】

【発明の効果】本発明の空気入りラジアルタイヤは、以
上説明したように構成されているので、以下に記載され
るような効果を奏するものである。

【００５１】短繊維状物質が含有されたコーテイングゴ
ムをベルトに使用することにより、特に、短繊維状物質
の配向によりコーテイングゴムに異方性を持たせること
により、ベルトの発熱及び転がり抵抗を大幅に低減する
ことができる。

【００５２】また、コーテイングゴムに短繊維状物質が
含有させ強化を図ったためにベルトを薄くすることがで
きるので、空気入りラジアルタイヤを軽くすることがで
き、従って燃費の著しい向上を実現できる。

【００５３】更に、カーカスプライに、断面偏平な有機
モノフィラメントを、断面偏平形状の長径がタイヤの周
方向に向くように配置したので、タイヤの半径方向の縦
剛性が小さくなり、従って、タイヤに縦方向の負荷荷重
が加わった場合にも、ベルトのタガとしての機能を損な
うことなく柔軟に対応できるので、乗心地性能が著しく
向上する。

【００５４】更にまた、断面偏平なカーカスコードの長
径がタイヤの周方向に向くように配置されているため、
カーカスプライの厚さを薄くすることができ、タイヤを
軽量化することができ、従って、燃費の向上が実現でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は従来の空気入りラジアルタイヤの断面図
である。

【図２】図２は本発明のベルト層の半径方向断面図であ
る。

【図３】図３は本発明のベルトコード方向と短繊維状物
質の配向方向を示す平面図である。

【図４】図４は本発明のカーカスプライの周方向断面図
である。

【符号の説明】

３カーカスプライ４ベルト６ショルダー部７、７’ ベルトコード８、８’ コーテイングゴム９有機モノフィラメントカーカスコードｆ短繊維状物質

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】有機繊維からなるベルトコードを短繊維状
物質を含有したコーテイングゴムで被覆したベルト及び
断面偏平な有機モノフィラメントからなるカーカスコー
ドを該偏平の長径がタイヤの周方向に向くように配置し
たカーカスプライを有することを特徴とする空気入りラ
ジアルタイヤ。
【請求項２】短繊維状物質を含有したコーテイングゴム
が異方性を有することを特徴とする請求項１に記載の空
気入りラジアルタイヤ。