JP2677400B2 - 高内圧重荷重用空気入りラジアルタイヤ - Google Patents

高内圧重荷重用空気入りラジアルタイヤ

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JP2677400B2 JP63311443A JP31144388A JP2677400B2 JP 2677400 B2 JP2677400 B2 JP 2677400B2 JP 63311443 A JP63311443 A JP 63311443A JP 31144388 A JP31144388 A JP 31144388A JP 2677400 B2 JP2677400 B2 JP 2677400B2
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 高内圧,重荷重の条件下で使用される例えば航空機用
の空気入りラジアルタイヤに関しその耐カット性,ベル
トの耐セパレーション性及び耐偏摩耗性を同時に向上さ
せ得るベルト構造の改善に関連した開発研究の成果を以
下に述べる。
高内圧,重荷重で使用されるタイヤは、耐圧上複数層
のコード層よりなるベルトを必要とし、とくに航空機用
空気入りラジアルタイヤには、耐圧テストで使用内圧の
4倍の圧力で破壊しないことが要請される。
(従来の技術) 最小のベルト枚数で耐圧強度を有利に満足することが
できることなどから実質上タイヤの赤道に平行な(以下
周方向と表現する)コード配列になる周方向ベルト構造
が知られ、またその周方向コード層と、タイヤの赤道を
挟んで互いに交差配置した交差コード層を併用した複合
ベルト構造も提案されている。
(発明が解決しようとする問題点) 周方向コード層の枚数が多いベルトにあってはこれに
生じるタイヤ円周上の張力が高く、そのため路面に散在
する石,鉄片等によりカット損傷を受け易い。
一般的車両用のタイヤではある程度の外傷を受けても
その使用条件がさほど厳しくないので、バーストに至る
ほどの問題はあまりない。しかし航空機用タイヤのよう
に高内圧,重荷重の条件下で使用するようなタイヤにあ
っては、外傷からバーストにつながるので耐カット性に
劣ることは大きな問題である。
又複数層の周方向コード層をベルトに使用すると荷重
負荷転動時のベルトの円周方向の伸びが拘束されるの
で、ショルダー部のひきずり偏摩耗を惹起し易い問題を
完全には解決出来ない不利を伴う。
一方タイヤの赤道面に対し10゜〜70゜の角度にて配置
した交差コード層よりなるベルト構造の場合、荷重負荷
転動時のコードの角度変化や、コード間ゴムの変形によ
り周方向コード層に比べて伸縮しやすいことから、上述
の耐偏摩耗性や、耐カット性は大巾に向上する反面で、
周方向コード層よりなるベルト構造に比べて耐圧上必要
なベルト枚数が増す為に、特に重荷重下で使用される場
合、発熱が増加してベルト部温度が上昇し早期にベルト
部のセパレーションを生じる問題があった。
そこでこの発明は上記の問題を有利に解決し得る、耐
カット性,耐偏摩耗性及びベルトの耐セパレーション性
の向上を同時に満たすベルト構造を与えることが目的で
ある。
(問題点を解決するための手段) この発明は有機繊維コードの複数プライよりなるトロ
イド状ラジアルカーカスと、該カーカスの外周でトレッ
ド部を強化する、複数層の有機繊維コードの平行配列に
なるコード層よりなるベルトとを備える高内圧重荷重用
空気入りラジアルタイヤにおいて、 ベルトは、ポリヘキサメチレンアジパミドの繰返し構
造単位が95モル%以上の66ナイロンを繊維用いて撚糸後
に接着剤処理したディップコードの状態における強度が
9.0g/d以上で、かつ初期モジュラスは80g/d以下の特性
をもつコードよりなる複数枚のゴム引き層を、タイヤ赤
道面に対し10゜〜70゜のコード角度にてタイヤ赤道面を
挟んで交差配置し、 かつカーカスに最も近い一枚のゴム引き層はその両側
を折り返して2層とし、切り離しゴム引き層はその切り
離し端を上記折り返し部端末よりベルト幅方向内側に位
置させて成ることを特徴とする高内圧重荷重用空気入り
ラジアルタイヤである。
この発明によるベルト構造のコード層として使用する
高強力66ナイロン原糸は特開昭60−162828号公報に述べ
られている製造方法に基づいて作られる。
以下上記公報の記載内容に具体例を付加し、この発明
に適用する高強力66ナイロン繊維原糸製造方法を要約し
て述べる。
すなわちこの発明に用いる66ナイロン繊維原糸の製造
にあたり、ヘキサメチレンアジパミドの繰返し構造単位
が95モル%以上で、かつ硫酸相対粘度が3.0以上、望ま
しくは3.5以上の高重合度ポリマーに銅化合物を含む酸
化防止剤を添加した後に、これを溶融紡糸装置に供給し
て紡出して、引続き紡出糸を高倍率で延伸する。この紡
糸装置には直接紡糸延伸装置が適合する。例えばエクス
トルーダ型紡糸機を用いてポリマーを溶融して紡糸口金
細孔より糸条を紡出する。口金直下に設置した加熱筒の
直下で糸条を急冷固化し、次いで油剤を付与しながらこ
の糸条を連続して延伸する。延伸は2段以上の多段熱延
伸とし、切断限界に近い高倍率の下で延伸を行う。引き
続き最終延伸ロールとその後に配置した弛緩ロールとの
間でリラックス処理を行い、高張力66ナイロン繊維原糸
を得るものである。
上記のようにして得た高強力66ナイロン繊維原糸に下
撚りを施し、この下撚糸を2本又は3本合せて上撚りを
施し双撚糸とするのは慣例に従い、その際詳細は後述す
るとして撚数が少な過ぎると耐圧縮疲労性が低下し、多
過ぎるとコードの破断強度が低下するので適当な撚数
(撚係数で0.3〜0.6の範囲内)で撚糸した後、この糸を
簾織りコード反とし、ディップ処理を施す。
ここにいうディップ処理はRFL接着剤の付与から乾燥
工程を経て緊張熱処理工程までを指すのは慣例に従うも
のとし、そのときコードの初期モジュラスに関しては特
に熱処理時のテンションの寄与が大きく、高温下で適度
なテンションを与えて弛緩させることで、ディップコー
ドの初期モジュラスを比較的低い値とすることができ
る。勿論初期モジュラスには撚数(撚係数)が影響する
ので、これと上記の熱処理時のテンションを適宜組合わ
せることで80g/d以下の初期モジュラスを示すディップ
コードを得る。
ここで撚糸後に接着剤処理したディップコードの状態
におけると強度S(g/d)というのは、そのコードの引
張破断荷重をSd(g)、ディップコードについて測定し
た正量織度をDd(d)、溶解法により測定したディップ
ピックアップをPd(%)とおいて S=Sd/D(g/d) (ただし、 で与えられ、ここにSd,Dd及びPdの測定は、JIS−L1017
に従う。
また初期モジュラスM(g/d)についてもJIS−L1017
に従い、後述する第2図のグラフを参照して、標準時試
験のディップコードの荷重−伸び率曲線を描いたときの
初期引張抵抗度M(g/d)、すなわち原点の近くで伸長
変化に対する荷重変化の最大点Pを求めてこの点Pにお
ける接線と横軸との交点Tから10%の伸びの点Hに立て
た垂線が上記接線と交わる点Aに相当する荷重Wを読み
とり、次式 M(g/d)=10×W/D (ただし について、10回以上の平均値で与えられる。
(作 用) 高内圧重荷重使用にて交差コード層よりなるベルト構
造の場合に不可避なベルトセパレーションを防ぐには、
高強力のコードを用い、ベルトに用いるコード層枚数を
低減する必要があるがそのために例えばアラミド等の高
強力のコードを使用したとするとコード層の枚数は少な
くなし得るにもかかわらず、依然としてベルト端末部で
亀裂が発生しセパレーションに至る。
それというのは交差コード層の変形状態つまりベルト
の変形は、コード自体の伸びとコード間ゴムの変形及び
コードの角度変化で全体の変形を受けもっているとこ
ろ、アラミドのようにコードのモジュラスが高いとコー
ド自体は伸びにくいので、コード間のゴムに変形が集中
しその結果早期にセパレーションを生じるからである。
またとくにその歪の集中するベルト端末部を、別のコー
ド層の折り返しにより包み込む構造で、端末部の歪集中
を緩和する構造も知られているがそれによっても耐久性
は十分ではなかった。
このようなわけで、低モジュラスでかつ高強度のコー
ドがとくに有利なわけである。
こうしたコードとしては、タイヤ用にはゴムとの接着
性が良い等の理由もあって66ナイロンコードがあり、航
空機用バイアスタイヤなどにも広く使われて来た。
しかしながら交差コード層からなるベルトを用いるラ
ジアルタイヤの場合、従来使われている66ナイロンコー
ドをそのまま用いたとしても、カーカスプライが放射方
向に配置されているのでパイアスタイヤとは異なり周方
向張力は主にベルトが負担しなければならないことから
バイアスタイヤに比べて必然的にクラウン部のトータル
厚さが増し、また周方向コード層を用いたラジアルタイ
ヤに比べてもベルトのコード層枚数は増える。その為大
型サイズの重荷重用タイヤでは特にベルト部の発熱が増
し耐セパレーション性をそこねるという問題が解決出来
ないのである。
さらにタイヤの重荷重負荷により不可避的に生じるベ
ルト周方向の伸長変形がカーカスに最も近いコード層端
末部にて最大となりカーカスとの間に大きな層間せん断
歪を生じさせ、しかもこの伸長変形はベルト幅が広くな
る程増大するので特に大型タイヤにおける切り離し端末
部にセパレーションが発生しやすいという問題がある。
そこでこれらの問題解決のため、ポリヘキサメチレン
アジパミドの繰返し構造単位が95モル%以上のいわゆる
66ナイロン繊維を用いて撚糸後に接着剤処理したディッ
プコードの状態における強度が9.0g/d以上、好ましくは
9.5g/d以上でしかも初期モジュラスは80g/d以下の特性
をもつ高強力66ナイロンコードを、互いに平行配列した
複数枚のコード層をそのコードがタイヤの赤道面に対し
10゜〜70゜のコード角にてタイヤの赤道面を挟んで互い
に交差配置とし、かつカーカスに最も近い一枚のコード
層の両側を折り返して2層とすると共に切り離しゴム引
き層はその切り離し端を上記の折り返した2層の端末よ
りベルト幅方向内側に位置させたベルト構造とすること
が必要である。
すなわち、従来なら交差コード層の張力負担が周方向
コード層のそれに比しより少なくなるところを高強力コ
ードを適用することにより、高内圧使用にてベルトのコ
ード層枚数を過度に増すことなしに耐圧テストを満足す
るのでベルト部の過度の発熱によるセパレーション故障
を防ぐことができる。またこのコードは比較的低モジュ
ラスであることからベルト端末部のコード間のゴムの歪
集中も少ないのでコードとゴムとの間の接着力が十分確
保されてセパレーション耐久性が大巾に向上するととも
に、せん断歪によるセパレーションに対し大きな抵抗力
を有する折り返し部端末をカーカスに隣接させ、しかも
切り離しゴム引き層の切り離し端を折り返し端末部より
ベルト幅方向内側に位置させることによりセパレーショ
ン耐久性は一層有利に向上する。さらに交差コード層に
よるベルト構造のために、ベルトが周方向に伸縮し易
く、耐偏摩耗性、耐カット性も同時に向上するわけであ
る。
また特に航空機用タイヤのように高速下で使用される
場合の、耐ステンディングウェーブ性の向上や、ベルト
部の遠心力による剥離に対する抵抗力を向上させる目的
で周方向コード層を一層のみベルトの外周に配置するこ
ともできるが、これを複数層配置すると,耐カット,耐
偏摩耗性がそこなわれるのはすでにのべたとおり好まし
くない。
(実施例) 表−1に比較例と共に示す実施例の原糸(ヤーン)を
式(1)で示す撚係数0.3〜0.6の範囲で使用することが
できる。
撚係数を大きくし過ぎるとコードの耐圧縮疲労性が悪
くなり好ましくない。一方、撚係数を大きくし過ぎる
と、コードの強力が低下し好ましくない。
NT=撚係数 T=撚数(回/10cm) D=トータルデニール ρ=コードの比重 比較例1として表−1の比較例の原糸を、実施例1,2
として表−1の実施例の原糸をそれぞれ適用して、撚係
数0.46とした撚りコードを用いて通常のRFLにより接着
剤処理を行なったディップコードの物性を表−2に示
す。
表−2に示した初期モジュラスは、JIS−L1017で定め
る初期引張抵抗度(g/D)についてディップコードの荷
重−伸び率曲線を第2図実線のように描き、原点の近く
で伸長変化に対する荷重変化の最大点(P)を求め、こ
の点における接線(図の破線)を引いて横軸との交点
(T)を求める。その点(T)から10%の伸びの点
(H)に垂線を立てて、接線と交わる点(A)に相当す
る荷重(W)を読み、次の式により初期引張モジュラス
を算出し、10回以上の平均値で表わしたものである。
このコードをベルトのコード層に使用して実施例A,B
のタイヤと比較例C〜Fのタイヤを作成した。
さて第1図に、この発明に伴う航空機用タイヤの構造
を断面によ図解して示す。
図中1はカーカス、2は交差コード層からなるベル
ト、3はトレッド部、4はビートコアである。タイヤサ
イズH46×18.0R20の航空機用タイヤでカーカス1にはナ
イロン66(1890d/3)をタイヤの赤道面に対してほぼ90
゜の角度で配置してある。
カーカス1は複数プライからなり、この例ではビート
コア4のまわりをタイヤの内側から外側へ巻返した4枚
のターンナッププライと、その折り返し部の外側に沿っ
てピードトウに向かってのびる1枚のダウンプライとか
らなるアップダウン積層になる。
ベルト2の交差コード層は、この例でカーカスに最も
近い一枚のプライを含む三枚のプライの両側を折り返し
て一枚につき2層とし、さらにそのうちの二枚はその折
り返したプライの内側に両端が切り離された2層のコー
ド層を配置し全体で10層としている。
実施例Aのタイヤは図1に示すベルト2を備え、実施
例Bのタイヤは実施例Aのベルトのうち最外側一枚の2
層の代わりに一層の周方向コード層を設けたベルト2を
備え、これら実施例A、Bのベルト2のコード層に適用
した高張力66ナイロンコードは実施例Aは表−2に示す
実施例−1、実施例Bが表−2に示す実施例−2のコー
ドである。これら実施例A、Bのベルト構造を、比較例
C〜Fのベルト構造と合わせて表3に示す。
第3に、第1図の実施例A及び実施例Bのベルト構造
と比較例C〜Fのベルト構造とを備える各タイヤについ
て、ベルト耐久性(耐セパレーション性)、耐偏摩耗性
(ショルダー部リブの摩耗量)、耐カット性(突起押込
時のベルト切れ荷重)を調べた結果を示す。
なお表3の各タイヤのカーカス構造は、全て同一の第
1図に示す構造である。又表3の各ベルト構造のコード
層枚数は、耐圧テスト(使用内圧の4倍の圧力で破壊し
ないこと)を満足するように設定している。
表3においてベルト耐久性(耐セパレーション性)テ
ストはFAA規格に準拠し、0mile/hから255mile/hまで速
度を上げたのち、荷重を取り除く離陸シュミレーション
を50回まで繰り返し、完走した場合はタイヤを解剖して
ベルト部の亀裂状態を比べた。
耐偏摩耗性に関しては、ドラムでの促進摩耗試験後の
トレッドショルダー部のリブの摩耗量(各リブの平均摩
耗深さ)を同中央部のリブの摩耗量を100としたときの
指数で示したもので、100に近いほどショルダーリブの
摩耗量がトレッド中央部のリブの摩耗量に近くショルダ
ー部のリブ肩落ち偏摩耗が改良されたことを示す。
また耐カット性に関しては、φ20の半球状の先端形状
をもつ突起をタイヤに押しつけベルトコード切れが始ま
る荷重を比較した。
(発明の効果) この発明のタイヤはベルトの耐セパレーション性をそ
こなうことなく耐偏摩耗性,耐カット性を向上させるこ
とができ従来は難しかった上記各特性の向上を高次元で
かつ同時に達成し得る。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明にしたがう航空機用タイヤの断面図、 第2図は初期モジュラスの算出要領を示すグラフであ
る。 1……カーカス、2……ベルト 3……トレッド部、4……ビードコア
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−268504(JP,A) 特開 昭62−34805(JP,A) 特開 昭60−197407(JP,A) 特公 昭52−44082(JP,B2)

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】有機繊維コードの複数プライよりなるトロ
    イド状ラジアルカーカスと、該カーカスの外周でトレッ
    ド部を強化する、複数層の有機繊維コードの平行配列に
    なるコード層よりなるベルトとを備える高内圧重荷重用
    空気入りラジアルタイヤにおいて、 ベルトは、ポリヘキサメチレンアジパミドの繰返し構造
    単位が95モル%以上の66ナイロン繊維を用いて撚糸後に
    接着剤処理したディップコードの状態における強度が9.
    0g/d以上で、かつ初期モジュラスは80g/d以下の特性を
    もつコードよりなる複数枚のゴム引き層を、タイヤ赤道
    面に対し10゜〜70゜のコード角度にてタイヤ赤道面を挟
    んで交差配置し、 かつカーカスに最も近い一枚のゴム引き層はその両側を
    折り返して2層とし、切り離しゴム引き層はその切り離
    し端を上記折り返し部端末よりベルト幅方向内側に位置
    させて成ることを特徴とする高内圧重荷重用空気入りラ
    ジアルタイヤ。
  2. 【請求項2】ディップコードにおける強度が9.5g/d以上
    である特許請求の範囲第1項に記載したタイヤ。
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