JP2001341504A

JP2001341504A - 空気入りラジアルタイヤ

Info

Publication number: JP2001341504A
Application number: JP2000165962A
Authority: JP
Inventors: Koji Azuma; 浩司東
Original assignee: Toyo Tire and Rubber Co Ltd
Current assignee: Toyo Tire Corp
Priority date: 2000-06-02
Filing date: 2000-06-02
Publication date: 2001-12-11

Abstract

(57)【要約】【課題】高速耐久性、荷重耐久性、乗り心地性、操縦
安定性などのタイヤ性能を維持しつつ、２プライ構造の
カーカスを１プライ化してタイヤ軽量化を図る。【解決手段】ポリオレフィンケトン繊維からなる繊維
コードを用いて構成されたカーカスを備えるタイヤであ
って、前記繊維コードは、強度が８．０cN/dtex以上、
２．０cN/dtexでの伸び率と１５０℃での乾熱収縮率と
の合計値である寸法安定性指数が３．０〜５．０の範囲
にあり、かつ、繊度が２０００〜４０００dtexの範囲に
ある。

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、特に、ポリオレフィンケトン繊維をカー
カスの繊維コードに用いた空気入りラジアルタイヤに関
する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来、
タイヤのカーカス用補強材には、レーヨンやポリエステ
ルなどの繊維が用いられている。これらの繊維からなる
コードを用いて構成されるカーカスでは、一般に２プラ
イ構造が採用されているが、近年、タイヤの軽量化及び
製造工程の簡略化のために、カーカスの１プライ化が進
められている。

【０００３】しかしながら、レーヨン繊維は、強度が低
いため、十分な剛性を確保しながら１プライ化するに
は、コードの繊度を大きくするか、もしくはコードの打
ち込み本数を増やす必要があり、結果として軽量化が難
しい。また、レーヨン繊維は、原料がパルプであること
及び製造時の悪臭などの、環境面での問題が大きく、世
界的に見て生産規模が縮小傾向にある。

【０００４】これに対し、ポリエステル繊維は、紡糸技
術の向上に伴う高強度化及びレーヨン繊維に比べて安価
なことから、現在ではカーカス用補強材の主流となって
いる。しかし、ポリエステル繊維はレーヨン繊維に比べ
てモジュラスが低いため、１プライでタイヤ性能を維持
するのに十分な剛性を得るためには、コードの打ち込み
本数や繊度をレーヨン繊維の場合以上に大きくしなけれ
ばならず、軽量化のメリットが小さい。従って、２プラ
イ構造のカーカスを１プライ化するためにレーヨン繊維
の代わりにポリエステル繊維を使用することは困難であ
る。

【０００５】本発明は、以上の点に鑑みてなされたもの
であり、タイヤ性能を維持しつつ２プライ構造のカーカ
スを１プライ化してタイヤの軽量化を図ることを目的と
する。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の空気入りラジア
ルタイヤは、ポリオレフィンケトン繊維からなる繊維コ
ードを用いて構成されたカーカスを備えるタイヤであっ
て、前記繊維コードは、強度が８．０cN/dtex以上、
２．０cN/dtexでの伸び率と１５０℃での乾熱収縮率と
の合計値である寸法安定性指数が３．０〜５．０の範囲
にあり、かつ、繊度が２０００〜４０００dtexの範囲に
あることを特徴とする。

【０００７】このようにカーカスを構成する繊維コード
として、上記特性を備えるポリオレフィンケトン繊維コ
ードを使用することにより、高速耐久性、荷重耐久性、
乗り心地性、操縦安定性などのタイヤ性能を維持しつ
つ、２プライ構造のカーカスを１プライ化してタイヤ軽
量化を図ることができる。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
図面を参照して説明する。

【０００９】図１は、本発明の一実施形態に係る空気入
りラジアルタイヤ（10）の半断面図である。このタイヤ
（10）は、トレッド部（12）と、左右一対のビード部
（14）と、トレッド部（12）とビード部（14）との間に
介在して両者を連結する左右一対のサイドウォール部
（16）とよりなり、トレッド部（12）の径方向内側に配
されたカーカス（18）が、そこから両側のサイドウォー
ル部（16）を経てビード部（14）でビードコア（20）に
より係止され、また、トレッド部（12）におけるカーカ
ス（18）の径方向外側にベルト（22）が配されている。
カーカス（18）は、詳細には、その両端部がビードコア
（20）の内側から外側に巻き上げられることにより係止
されている。

【００１０】カーカス（18）は、ポリオレフィンケトン
繊維からなる繊維コードを用いて構成されており、本発
明では、該繊維コードは、強度が８．０cN/dtex以上、
２．０cN/dtexでの伸び率と１５０℃での乾熱収縮率と
の合計値である寸法安定性指数が３．０〜５．０の範囲
にあり、かつ、繊度が２０００〜４０００dtexの範囲に
あるものを用いる。

【００１１】該繊維コードの強度が８．０cN/dtex未満
の場合、タイヤの性能を維持しつつ１プライ化するため
には、コードの打ち込み本数を増やしたり、コードを太
くする必要がある。しかし、打ち込み本数が多すぎる
と、ビード部（14）での接着破壊が起こりやすくなり、
耐久性が低下する。また、コードを太くすると、カーカ
ス（18）が厚くなり、軽量化のメリットが小さい。

【００１２】該繊維コードの寸法安定性指数は、ＪＩＳ
Ｌ１０１７に準じて該コードに常温で２．０cN/dtexの
荷重を付与したときのコードの伸び率（％）と、ＪＩＳ
Ｌ１０１７に準じて該コードを１５０℃の乾熱雰囲気
下で無荷重の状態で３０分間加熱したときのコードの収
縮率（％）との和である。寸法安定指数が３．０未満で
あると、タイヤ成型時にカーカス（18）が拡張しづらく
なり、特にトレッド部（12）においてコードのエンド数
分布が悪くなるため、高速耐久性が著しく低下する。ま
た、寸法安定性指数が５．０を越えると、タイヤの剛性
が不足するため、高速耐久性や操縦安定性が低下する。
寸法安定性指数のより好ましい上限は４．０である。

【００１３】該繊維コードの繊度、即ち実総デニール数
が、２０００dtex未満であると、タイヤの性能を維持し
つつ１プライ化するためには、コードの打ち込み本数を
増やす必要があり、打ち込み本数が多すぎるとビード部
（14）での接着破壊が起こりやすくなる。また、繊度が
４０００dtexを越えると、コードの打ち込み本数が少な
くなり、特にサイドウォール部（16）での耐外傷性が低
下するほか、カーカス（18）が厚くなり、軽量化のメリ
ットが小さい。

【００１４】該繊維コードは、２％伸長時のモジュラス
が４０〜８０Ｎであることが好ましい。ここで、２％伸
長時のモジュラスとは、ＪＩＳＬ１０１７に準じて繊
維コードを常温で引張試験したときにおける２％伸長時
の荷重をいう。２％伸長時のモジュラスが４０Ｎ未満で
は、剛性が不十分で、コーナリング時の横力による変形
が大きく、十分な操縦安定性を得にくい。一方、８０Ｎ
を越えると、剛性が高すぎて成形に支障をきたす。

【００１５】上記ポリオレフィンケトン繊維は、特開平
２−１１２４１３号公報、特開平１−１２４６１７号公
報などに記載されたゲル紡糸または溶融紡糸によって得
ることができるが、本発明では、溶融紡糸にて得られた
ポリオレフィンケトン繊維を使用することが、安価にタ
イヤを生産することができる点で好ましい。なお、ポリ
オレフィンケトン繊維としては、ポリメチレンケトン、
ポリエチレンケトン、ポリプロピレンケトンなどが挙げ
られる。

【００１６】ゲル紡糸または溶融紡糸にて得られたポリ
オレフィンケトン繊維は、通常の方法で合撚されて繊維
コードとなる。得られた繊維コードを所定の打ち込み本
数でスダレ状に製織し、接着剤を付与した後に、ゴムで
被覆することによりカーカスが得られる。本発明では、
カーカス（18）は、１プライ構造、即ち１層のみで構成
されていることが好適である。

【００１７】なお、本発明は、最大荷重が６００〜１４
００kgfである空気入りラジアルタイヤに適用すること
が特に好適である。

【００１８】

【実施例】以下、実施例により本発明を詳述するが、本
発明はこれら実施例により限定されるものではない。

【００１９】タイヤサイズを２０５／６０Ｒ１５とし
て、従来例、実施例及び比較例の各ラジアルタイヤを表
１に示す仕様で作成した。

【００２０】従来例では、１１００dtex／２のポリエス
テル繊維コードを打ち込み本数２４本／25mmで配置した
プライを２枚用いて、２プライ構造のタイヤを作成し
た。

【００２１】実施例１では、１１００dtex／２のポリオ
レフィンケトン繊維コードを打ち込み本数２４本／25mm
で配置したプライの１プライ構造とした。実施例２で
は、１６７０dtex／２のポリオレフィンケトン繊維コー
ドを打ち込み本数１８本／25mmで配置したプライの１プ
ライ構造とした。

【００２２】比較例１では、上記従来例のプライ１枚を
用いた１プライ構造とした。比較例２では、１６７０dt
ex／２のポリエステル繊維コードを用いた１プライ構造
とした。比較例３では、実施例１に対し、繊維コードの
強度を本発明範囲外の７．７cN/dtexとした。比較例４
では、実施例１に対し、繊維コードの寸法安定性指数を
本発明範囲外の２．８とし、比較例５では５．２とし
た。比較例６では、７２０dtex／２のポリオレフィンケ
トン繊維コードを用いて、コードの繊度を本発明範囲外
の１７２０dtexとした。比較例７では、２２００dtex／
２のポリオレフィンケトン繊維コードを用いて、コード
の繊度を本発明範囲外の４９５０dtexとした。

【００２３】なお、表中、コード材質における「ＰＥ
Ｔ」はポリエステル繊維を、「ＰＯＫ」はポリオレフィ
ンケトン繊維をそれぞれ意味し、共に溶融紡糸にて得ら
れたものを用いた。

【００２４】また、撚り係数Ｋは、上撚り数（回／10c
m）と下撚り数（回／10cm）の平均値をＴ、コードの表
示総デニール数（dtex）をＤとして、Ｋ＝Ｔ√Ｄにより
求められる値である。

【００２５】また、カーカスモジュラスとは、繊維コー
ドの２％伸長時のモジュラスをカーカスの２５mm幅当り
に換算した値であり、コードの２％伸長時モジュラスと
打ち込み本数とプライ数との積である。

【００２６】また、タイヤ１本当りのプライ重量とは、
タイヤ１本当りに用いたカーカスプライの総重量であ
り、従来例のプライ重量を１００として指数表示した。
数字が小さいほど軽い。

【００２７】得られた各タイヤについて試験を行い、高
速耐久性、荷重耐久性、実車乗り心地性、実車操縦安定
性を評価した。各試験方法は以下の通りである。なお、
タイヤの高速耐久性試験又は荷重耐久性試験において著
しく結果の悪かったもの（指数表示で８０未満のもの）
は、実車テストを行わなかった。

【００２８】・タイヤ高速耐久性：米国自動車安全基準
ＦＭＶＳＳ１０９に高速耐久試験として定める条件に準
拠して、表面が平滑な鋼製で直径１７００mmのドラム試
験機を用いて行った。リムサイズは１５×６ＪＪ、タイ
ヤ内圧は２２０kPa、荷重はＪＡＴＭＡ規定の最大荷重
の８８％とした。８０km/hで６０分間慣らし走行した
後、放冷し、再度空気圧を調整した後に本走行を行っ
た。本走行は、１２０km/hから開始し、３０分毎に８km
/hずつ段階的に速度を上昇させ、故障が発生するまで走
行させた。故障が発生するまでの走行距離を、従来例の
タイヤを１００として指数表示した。数字が大きいほど
高速耐久性に優れる。

【００２９】・タイヤ荷重耐久性：表面が平滑な鋼製で
直径１７００mmのドラム試験機を用い、周辺温度３８±
３℃とし、リムサイズ１５×６ＪＪ、タイヤ内圧２２０
kPa、速度８０km/hの条件で行った。タイヤへの荷重を
ＪＡＴＭＡ規定の最大荷重の８５％で４時間、次に最大
荷重の９０％で６時間、さらに最大荷重で２４時間走行
させた後、タイヤの外観及び内面を調査し、異常がなけ
れば更に最大荷重の１２０％で２４時間走行させた。こ
のとき、外観及び内面に異常がなければ、更に最大荷重
の１４０％で故障が起きるまで走行させた。故障が発生
するまでの走行距離を、従来例のタイヤを１００として
指数表示した。数字が大きいほど荷重耐久性に優れる。

【００３０】・実車乗り心地性：１５×６ＪＪのリムに
内圧２００kPaで組み込んだ試験タイヤを排気量２００
０ccの試験車両に装着し、訓練された３名のテストドラ
イバーにてテストコースを走行し、フィーリング評価し
た。採点は１０段階評価で、従来例のタイヤを６点とし
た相対比較にて行い、３人の平均点を従来例のタイヤを
１００として指数表示した。数字が大きいほど乗り心地
性に優れる。

【００３１】・実車操縦安定性：１５×６ＪＪのリムに
内圧２００kPaで組み込んだ試験タイヤを排気量２００
０ccの試験車両に装着し、訓練された３名のテストドラ
イバーにてテストコースを走行し、フィーリング評価し
た。採点は１０段階評価で、従来例のタイヤを６点とし
た相対比較にて行い、３人の平均点を従来例のタイヤを
１００として指数表示した。数字が大きいほど操縦安定
性に優れる。

【００３２】結果を表１に示す。

【表１】表１に示すように、ポリエステル繊維コードで１プライ
化した比較例１では、プライ重量は大幅に低減すること
ができるものの、従来例に比べて高速耐久性、荷重耐久
性、乗り心地性及び操縦安定性のいずれも大きく低下し
ていた。同様に、比較例２でも、従来例に比べて、プラ
イ重量は大幅に低減することができるものの、高速耐久
性、乗り心地性及び操縦安定性が低下していた。

【００３３】これに対して、実施例１及び２では、比較
例１及び２に比べて、高速耐久性、荷重耐久性、乗り心
地性及び操縦安定性が向上しており、１プライ構造であ
りながら従来例と同等かそれ以上の結果が得られた。ま
た、従来例に対して大幅な軽量化が図られていた。

【００３４】一方、コード強度が８cN/dtex未満である
比較例３では、剛性を確保するためにコードの打ち込み
本数が多くなってしまったことから、ビード部で接着破
壊が起こり、荷重耐久性が著しく低下していた。また、
寸法安定性指数が３．０未満である比較例４では、タイ
ヤ成型時にカーカスプライの拡張が困難でコードのエン
ド数分布が悪化しており、その結果、高速耐久性が著し
く低下していた。寸法安定性指数が５．０を越える比較
例５では、カーカスモジュラスが比較例１並に低く、タ
イヤ剛性が不足したため、高速耐久性及び操縦安定性が
低下していた。コードの繊度が２０００dtex未満である
比較例６では、コードの打ち込み本数が多くなり、接着
性に問題が発生して、高速耐久性と荷重耐久性が著しく
低下していた。コードの繊度が４０００dtexを越える比
較例７では、従来例に対し高速耐久性、乗り心地性及び
操縦安定性は向上していたが、実施例１及び２に比べ
て、プライ重量が大きく、軽量化のメリットが小さかっ
た。また、コードの打ち込み本数が少ないため、サイド
ウォール部の耐外傷性に劣るものであった。

【００３５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の空気入り
ラジアルタイヤによれば、高速耐久性、荷重耐久性、乗
り心地性、操縦安定性などのタイヤ性能を維持しつつ、
２プライ構造のカーカスを１プライ化してタイヤ軽量化
を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態にかかる空気入りラジアル
タイヤの半断面図である。

【符号の説明】

１０……空気入りラジアルタイヤ１２……トレッド部１４……ビード部１６……サイドウォール部１８……カーカス

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ポリオレフィンケトン繊維からなる繊維コ
ードを用いて構成されたカーカスを備えるタイヤであっ
て、前記繊維コードは、強度が８．０cN/dtex以上、２．０c
N/dtexでの伸び率と１５０℃での乾熱収縮率との合計値
である寸法安定性指数が３．０〜５．０の範囲にあり、
かつ、繊度が２０００〜４０００dtexの範囲にあること
を特徴とする空気入りラジアルタイヤ。
【請求項２】前記ポリオレフィンケトン繊維が溶融紡糸
により得られたことを特徴とする請求項１記載の空気入
りラジアルタイヤ。
【請求項３】前記カーカスが１プライ構造であることを
特徴とする請求項１又は２記載の空気入りラジアルタイ
ヤ。