JP2000301911A

JP2000301911A - 空気入りラジアルタイヤ

Info

Publication number: JP2000301911A
Application number: JP11112231A
Authority: JP
Inventors: Shuji Takahashi; 修二高橋
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 1999-04-20
Filing date: 1999-04-20
Publication date: 2000-10-31

Abstract

(57)【要約】【課題】加硫工程直後のポストキュアインフレーショ
ンが不要で高速耐久性、ロードノイズを改善した空気入
りラジアルタイヤの提供。【解決手段】１本又は複数本の有機繊維フィラメント
束を撚り合わせた少なくとも１本の有機繊維コードを芯
とし、その外周に少なくとも１本のスチールモノフィラ
メントを１５〜５０度の巻きつけ角度で、かつコード長
手方向にスチールモノフィラメント相互間を離間させる
ように巻きつけた複合コードによりベルトカバー層を構
成した空気入りラジアルタイヤ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は空気入りラジアルタ
イヤに関し、さらに詳しくは、加硫工程後のポストキュ
アインフレーションを必要とすることなく高速耐久性、
ロードノイズを改善した空気入りラジアルタイヤに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、高速走行用の乗用車用空入りラジ
アルタイヤはベルト層がスチールコードから構成され、
そのベルト層の両端部又は全面にナイロン繊維などの熱
収縮性有機繊維コードをタイヤ周方向に対して実質的０
度の小角度で連続的に螺旋状に巻きつけてベルトカバー
層を構成するようにしている。このベルトカバー層は高
速走行時のベルト層エッジ部のコードの動きを拘束する
ことにより高周波ロードノイズを抑制し、さらにベルト
層エッジ部のせり上がりを抑制してゴムのセパレーショ
ンを防止するタガ効果により、タイヤの耐久性を向上す
るようにしている。

【０００３】しかし、ナイロン繊維は熱収縮性が大きい
ので、加硫後の放冷中のコード収縮によるタイヤ変形を
防止するためタイヤに使用時程度の内圧を充填して所定
温度に冷却するまで放置する、所謂ポストキュアインフ
レーション（ＰＣＩ）を行わねばならないため、タイヤ
生産性を低下させる原因となっていた。また、ナイロン
繊維は必ずしも弾性率が高いとはいえないため、超高速
用タイヤに使用された場合には、前記のタガ効果が必ず
しも十分でないという問題がある。

【０００４】そのためナイロン繊維に比べて弾性率の高
いポリエステル繊維を用いる試みもあるが、ポリエステ
ル繊維はゴムとの接着性が劣るため高速走行時に接着剥
がれが起こりやすいという問題がある。

【０００５】一方、スチールコードを用いる試みもある
が、有機繊維に比べて伸度が低いためタイヤ加硫時のリ
フト（膨径）に追従出来るように予め素線に屈曲など型
付けをしておく必要があり、かつ高速走行時にスチール
コードが繰り返し圧縮変形を受けて疲労破断しやすいな
どの問題がある。

【０００６】このようにスチールコードの圧縮変形によ
る破断の対策として、１本のナイロン等の有機繊維フィ
ラメントを芯とし、その周囲にシースとして２〜５本の
スチールフィラメントを互いに密接状態に並べて撚り合
わせた複合コードをベルトカバー層に用いた空気入りラ
ジアルタイヤが提案されている（特開平６−２９７９０
５号公報）。しかし、この複合コードは構造的特徴から
伸度が低いため、タイヤ加硫成形時のリフト率が高い場
合には破断する問題がある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的はスチー
ルフィラメントを使用しながら、上述した従来の問題を
解消し、加硫工程直後のＰＣＩが不要で、高速耐久性、
ロードノイズを大幅に改善す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。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成する本
発明の空気入りラジアルタイヤは、トレッドにおけるカ
ーカス層の外側にベルト層を設け、該ベルト層の少なく
ともタイヤ幅方向端部の外側に補強コードをタイヤ周方
向に実質的に０度の角度で巻きつけたベルトカバー層を
設けた空気入りラジアルタイヤにおいて、前記補強コー
ドが１本又は複数本の有機繊維フィラメント束を撚り合
わせた少なくとも１本の有機繊維コードを芯とし、その
外周に少なくとも１本のスチールモノフィラメントを１
５〜５０度の巻きつけ角度で、かつコード長手方向にス
チールモノフィラメントの相互間を離間させるように巻
きつけた複合コードからなることを特徴とするものであ
る。

【０００９】このようにベルトカバー層の補強コードと
して、有機繊維コードからなる芯にスチールモノフィラ
メントを１５〜５０度で巻きつけた複合コードを使用す
ることにより、コード伸度を適度に確保しながらスチー
ルモノフィラメントの拘束力で芯部の有機繊維コードの
熱収縮を抑制するため、タイヤ加硫成形時のリフトに対
してコード破断を生ずることなく追従させることがで
き、かつ熱収縮性が抑制されるため加硫成形直後のＰＣ
Ｉが不要になるため、タイヤの生産性が向上する。さら
に、複合コードはスチールモノフィラメントの導入によ
り弾性率が向上するためベルトカバー層のタガ効果が向
上し、ベルト層エッジ部の動きを抑制して高速耐久性を
向上すると共に、ロードノイズを低減する。

【００１０】

【発明の実施の形態】図１は本発明において乗用車用に
設計された空気入りラジアルタイヤの一例を示す子午線
方向半断面図である。

【００１１】図１において、１はトレッド部、２はベル
ト層、３はカーカス層、４はビードコア、１０はベルト
カバー層をそれぞれ示す。ベルト層は２層からなり、そ
れぞれスチールコードがタイヤ周方向に対して１０〜３
０度および−１０〜−３０度の角度で層間で互いに交差
するように配置されている。カーカス層３はゴムに埋設
した有機繊維コードをタイヤ周方向に対し略直角方向に
配置し、両端部をビードコア４に折り返すように構成さ
れている。

【００１２】ベルトカバー層１０は補強コード１１がタ
イヤ周方向に対して僅かな角度（実質的に０度）で連続
的に螺旋状に巻回されて構成されている。ベルトカバー
層１０は少なくともベルト層２のエッジ部を覆うように
配置されるが、図示のようにベルト層２の全幅を覆うよ
うに配置してもよい。

【００１３】ベルトカバー層１０の補強コード１１は図
２に例示するような構成からなり、１本又は複数本の有
機繊維フィラメント束を撚り合わせてなる有機繊維コー
ド１２を芯とし、その外周に少なくとも１本のスチール
モノフィラメント１３を、巻きつけ角度１５〜５０度で
螺旋状に巻きつけた複合コードとして構成されている。
図３は図２においてスチールモノフィラメントの巻きつ
け角をθで示す説明図である。

【００１４】本発明において、上述のように有機繊維コ
ードとスチールモノフィラメントとからなる複合コード
は、加硫工程時のリフトを吸収する伸度と、加硫工程直
後のＰＣＩを不要にする低熱収縮性とを備え、タイヤ中
でベルト層に対するタガ効果とロードノイズ低減効果の
ために所定の引張弾性率を確保していることが必要であ
る。これら諸特性は有機繊維コードに巻きつけたスチー
ルモノフィラメントの巻きつけ角度に大いに依存する。

【００１５】すなわち、スチールモノフィラメントの巻
きつけ角度（有機繊維コードの軸方向に対する角度）
は、加硫工程前の状態で１５〜５０度にすることが必要
であり、好ましくは２０〜３５度の範囲にする。ただ
し、上記巻きつけ角度は、加硫後のタイヤ内では、加硫
工程のリフトで大きな引張り荷重が負荷される関係で、
１４〜４８度、好ましくは１９〜２８度のやや小さい角
度に変化した範囲にシフトする。

【００１６】上記巻きつけ角度（加硫前）が１５度未満
であると、複合コードの伸度が小さくなりすぎるため、
タイヤ加硫工程で高リフトが加えられた場合にスチール
モノフィラメントが破断することがある。また、５０度
よりも高くなると、スチールモノフィラメントの高い弾
性率が十分に利用されなくなり、複合コードの弾性率が
低下すると共に、伸度が大きくなりすぎるため、高速耐
久性の向上効果やロードノイズの低減効果が期待できな
くなる。

【００１７】図４〜図６は、芯部の有機繊維コードとし
て、太さ８４０ｄ／２、撚り数（下撚り×上撚り）４４
×４４回／１０ｃｍ、コード径０．５５ｍｍの６６ナイ
ロンコードを使用し、その周囲に巻きつけるスチールモ
ノフィラメントとして、直径０．１７ｍｍのブラスメッ
キピアノ線を使用し、その巻きつけ角度を種々変化させ
た複合コードの破断強度（引張り強さ）（Ｎ）、荷重４
４Ｎを負荷したときの中間伸度（％）、乾熱１５０℃で
加熱したときの熱収縮率（％）の変化を調べたグラフで
ある。それぞれグラフ中には、上記６６ナイロンコード
単独の破断強度、中間伸度、熱収縮率が破線によって併
せて表示されている。ここで中間伸度は引張り弾性率の
尺度であり、中間伸度が大きいと引張り弾性率は小さく
なることを意味する。

【００１８】図４のグラフから、複合コードの破断強度
は、スチールモノフィラメントの巻きつけ角度が約３０
度でピークになり、約３０度から小さくなっても、大き
くなっても破断強度が低下することがわかる。また、図
５のグラフから、複合コードの中間伸度は、スチールモ
ノフィラメントの巻きつけ角度が大きくなるほど増大す
ることがわかる。また、図６のグラフから、複合コード
の熱収縮率は、スチールモノフィラメントの巻きつけ角
度が約２０度近辺で最低になり、約２０度から小さくな
っても、大きくなっても熱収縮率が増大することがわか
る。これら図４〜図６の結果を総合して、スチールモノ
フィラメントの有機繊維コードに対する巻きつけ角度
（加硫工程前）として１５〜５０度、好ましくは２０〜
３５度が採用される。

【００１９】複合コードの芯部を構成する有機繊維コー
ドは、１本の有機繊維フィラメント束を撚り合わせた片
撚りコードであってもよく、或いは複数本の有機繊維フ
ィラメント束の各々を下撚りし、それら複数本を合糸し
て上撚りをかけたコードであってもよい。後者の複数本
から構成する場合、下撚りと上撚りの撚り方向は同一で
あっても、異なっていてもよい。このような有機繊維コ
ードを芯部に配置する本数は１本であっても複数本であ
ってもよいが、生産性などの観点からは、好ましくは１
本であるのがよい。

【００２０】有機繊維の種類としては特に限定されるも
のではなく、例えば、ポリアミド、ポリエステル、ポリ
ビニルアルコール、アラミド、レーヨン等の繊維を挙げ
ることができる。これらのなかでも、従来からベルトカ
バー層に多用されている６６ナイロン、６ナイロン等の
ホリアミド繊維が、強度特性、ゴムとの接着性、コスト
などの点から特に好ましい。

【００２１】芯部の有機繊維コードとしてポリアミド繊
維を使用する場合には、下記式で特定される撚り係数ｋ
を５００〜１８００、総デニールＤを１０００〜４００
０デニールとすることが好ましい。

【００２２】ｋ＝Ｔ√Ｄただし、Ｔは有機繊維コードの上撚り数（回／１０ｃ
ｍ）撚り係数ｋが５００よりも小さいと、繰り返し屈曲に対
するコードの耐疲労性が低下し、また１８００よりも大
きくなると、伸度が大きくなりすぎてベルトカバー層の
タガ効果が低下する。また、総デニールＤが１０００デ
ニールよりも小さくては、引張剛性不足によって高速耐
久性の向上が期待できなくなり、また４０００デニール
よりも大きいと、ベルトカバー層が厚くなり過ぎて、タ
イヤ重量の増加を招くようになる。

【００２３】有機繊維コードの周囲に巻きつけるスチー
ルモノフィラメントの本数は、１本でも複数本でもよい
が、好ましくは製作コストの点から１本にした方がよ
い。複数本にする場合でも、２本までを限度にするのが
よい。１本および複数本のいずれにする場合にも、スチ
ールモノフィラメントが有機繊維コードに螺旋状に巻き
つけられた状態において、スチールモノフィラメント同
士が接触し合わないよう、適度の間隔で離れるようにす
ることが必要である。

【００２４】有機繊維コードに巻きつけるスチールモノ
フィラメントの巻きつけ方向は、特に限定されないが、
好ましくは有機繊維コードの上撚り（有機繊維コードが
片撚りコードの場合は、その撚りの方向）と同じ方向に
することが好ましい。同じ撚り方向にすることにより、
複合コードの破断強度が増大するため、より安定した耐
久性の確保が可能となる。

【００２５】スチールモノフィラメントの素材としては
高炭素鋼が好ましい。炭素含有量としては０．６０％以
上、好ましくは０．７０〜１．０５％であるものがよ
い。また、スチールモノフィラメントの径は０．１０〜
０．３５ｍｍの範囲が好ましい。高炭素鋼の使用によっ
て、スチールモノフィラメントの径を可及的に細径にし
ながら、本発明の目的を達成することが可能になる。

【００２６】スチールモノフィラメントの直径ｄと有機
繊維コードの直径Ｄとの比ｄ／Ｄは０．２０〜０．５０
であるのがよい。この比が０．２０未満であると複合コ
ードの弾性率に対するスチールモノフィラメントの寄与
が小さくなり、複合コードの熱収縮率低下や、弾性率向
上の効果が十分でない。一方０．５０超であるとコード
径が大きくなり、ベルトカバー層の厚みが増大するた
め、タイヤ重量が増加する。

【００２７】

【実施例】タイヤ構造、タイヤサイズ、ベルト層及びベ
ルトカバー層の構成を下記の通り共通とし、ベルトカバ
ー層の補強コードのみを８４０ｄ／２、撚り数４４回／
１０ｃｍ（上撚り、撚り方向Ｓ）×４４回／１０ｃｍ
（下撚り、撚り方向Ｚ）、コード径０．５５ｍｍの６６
ナイロンコードを芯とし、その外周に線径０．１７ｍｍ
のブラスメッキピアノ線のスチールモノフィラメントを
巻きつけ方向Ｓとし、巻きつけ角を表１の通り異ならせ
た構成とした実施例１〜３、比較例２、３と上記６６ナ
イロンコードのみを用いた従来例及び比較例１の７種類
のラジアルタイヤを製作した。なお、従来例については
加硫直後にＰＣＩ処理を行った。

【００２８】タイヤ構造：図１。タイヤサイズ：１９５／６５Ｒ１５ベルト構造：スチールコードをタイヤ周方向に対し２４
度と−２４度になるように配置した２層で構成。

【００２９】ベルトカバー層：補強コードをタイヤ周方
向に対し略０度で打ち込み本数５０本／５ｃｍとなるよ
うにベルト層の全幅を覆うように連続的に螺旋状にきつ
けて構成した。

【００３０】上記７種類のタイヤについて加硫工程での
補強コードの破断の有無、タイヤの外周成長、高速耐久
性、ロードノイズを測定した。結果を表１に示す。試験
方法は下記のとおりである。

【００３１】コード破断の有無：タイヤより１／４周分
の試料を採取してトレッドゴム層をベルトカバー層の直
上ではがし取り、目視にて破断の有無を確認した。タイヤ外周成長：上記タイヤをリムサイズ１５×６ＪＪ
リムに組み込み内圧２００ｋＰａ、荷重３．２９ｋＮ
（タイヤ１本あたり）、速度８１ｋｍ／ｈで９６時間走
行前後のタイヤ外周を測定し、差を求めた。

【００３２】高速耐久性試験：乗用車タイヤ：ＪＩＳ
Ｄ４２３０（１９９８）の６．５項高速性能試験Ｂに準
拠し、ドラム径１７０７ｍｍの試験装置を用いて６．５
項表７の高速性能試験終了後、速度を３０分毎に８ｋｍ
／ｈ増加してタイヤが破壊するまで試験を続行。走行距
離を従来例を１００として指数表示した。数値の大なる
程良好である。なお、前記表７で指定された最大負荷能
力は日本自動車タイヤ協会イヤーブック１９９８年版に
記載された負荷能力に従った。

【００３３】ロードノイズ：上記タイヤをリムサイズ１
５×６ＪＪのリムに組み込み、内圧２１０ｋＰａをか
け、排気量２．５リッターのＦＦ車に装着し、訓練され
たドライバーにより５０ｋｍ／ｈでロードノイズ測定用
路面を走行した。走行時、運転席の窓の内側に集音マイ
クを設置して３１５Ｈｚの音圧を測定し、その大きさを
従来例のタイヤを１００として指数表示した。数値の小
なる程良好である。

【００３４】

【表１】

【００３５】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ベ
ルトカバー層の補強コードとして、１本又は複数本の有
機繊維フィラメント束を撚り合わせてなる少なくとも１
本の有機繊維コードを芯とし、その外周に少なくとも１
本のスチールモノフィラメントを１５〜５０度の巻きつ
け角度で巻きつけた複合コードを用いたので、スチール
モノフィラメントを使用しながら適度の伸度を有するた
め、タイヤ加硫時のリフトによりコード破断を生ずるこ
とがなく、また補強コードの熱収縮性が抑制されるため
ＰＣＩが不要になり、生産性を向上することができる。
さらに、補強コードの弾性率が向上するためタガ効果を
一層向上させて高速耐久性を向上すると共に、ロードノ
イズを低減する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の空気入りタイヤの一例を示す子午線方
向半断面図である。

【図２】本発明のベルトカバー層に使用される補強用コ
ードの一例を示す斜視図である。

【図３】図２においてスチールモノフィラメントの巻き
つけ角θを示す説明図である。

【図４】スチールモノフィラメントの巻き角度とコード
の破断強度の関係図である。

【図５】スチールモノフィラメントの巻き角度とコード
の中間伸度の関係図である。

【図６】スチールモノフィラメントの巻き角度とコード
の乾熱収縮率の関係図である。

【符号の説明】

１空気入りラジアルタイヤ２ベルト層３カーカス層４ビードコア１０ベルトカバー層１１ベルトカバー層の補強コード１２有機繊維コード１３スチールモノフィラメント

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】トレッドにおけるカーカス層の外側にベ
ルト層を設け、該ベルト層の少なくともタイヤ幅方向端
部の外側に補強コードをタイヤ周方向に実質的に０度の
角度で巻きつけたベルトカバー層を設けた空気入りラジ
アルタイヤにおいて、前記補強コードが１本又は複数本
の有機繊維フィラメント束を撚り合わせた少なくとも１
本の有機繊維コードを芯とし、その外周に少なくとも１
本のスチールモノフィラメントを１５〜５０度の巻きつ
け角度で、かつコード長手方向にスチールモノフィラメ
ント相互間を離間させるように巻きつけた複合コードか
らなる空気入りラジアルタイヤ。
【請求項２】前記スチールモノフィラメントの巻きつ
け角度が２０〜３５度である、請求項１に記載の空気入
りラジアルタイヤ。
【請求項３】前記スチールモノフィラメントの直径ｄ
と有機繊維コードの直径Ｄとの比ｄ／Ｄが０．２０〜
０．５０である、請求項１又は２に記載の空気入りラジ
アルタイヤ。
【請求項４】前記有機繊維コードがポリアミド繊維か
らなり、下記式で表される撚り係数ｋが５００〜１，８
００、総デニールＤが１，０００〜４，０００デニール
である、請求項１、２又は３に記載の空気入りラジアル
タイヤ。ｋ＝Ｔ√Ｄただし、Ｔは有機繊維コードの上撚り数（回／１０ｃ
ｍ）
【請求項５】前記芯の有機繊維コードが１本で、スチ
ールモノフィラメントの巻きつけ本数が１本である、請
求項１、２、３又は４に記載の空気入りラジアルタイ
ヤ。
【請求項６】前記スチールモノフィラメントの巻きつ
け方向が前記有機繊維コードの上撚り方向と同方向であ
る、請求項１、２、３、４又は５に記載の空気入りラジ
アルタイヤ。
【請求項７】１本又は複数本の有機繊維フィラメント
束を撚り合わせてなる少なくとも１本の有機繊維コード
を芯とし、その外周に少なくとも１本のスチールモノフ
ィラメントを１５〜５０度の巻きつけ角度で巻きつけた
複合コードからなるゴム補強用コード。