JPH01156102A - 空気入りラジアルタイヤ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （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、特に
高速、高内圧で使用される航空機用ラジアルタイヤ、超
高速電車用ラジアルタイヤの如き重車両用タイヤの耐久
性の向上に関するものである。

（従来の技術） 近年、自動車の高性能化、道路の整備と相まって、タイ
ヤはラジアルタイヤが主流となっている。

しかしながら重車両用タイヤにおいては、ラジアル化が
進んでいると言ってもまだ乗用車用タイヤ程ではない。

更に航空機用タイヤ、超高速電車（例えばリニヤ−モー
ターカー）タイヤにおいては、安全性に対する配慮のた
めか、従来のバイアス構造が主流であり、ラジアル化の
如き構造変革は著しく遅れている。一方では時代の変化
として石油ショック以来の省燃費は、特に航空機、超高
速電車にとっては重要な要求となってきている。

これに由来して当然これらの部品としてのタイヤに対し
ても安全性に加えて軽量化というニーズが大きくクロー
ズアップされている。このような背景から高速耐久性を
有し軽量であるラジアルタイヤが近年開発検討さている
。その一つとして、タイヤの補強層としてのカーカスお
よびベルトのコード層に用いられるコードの素材として
、軽くかつ高強力、高モジュラスという要求性能より、
既に通常のトラック・バス用ラジアルタイヤ、乗用車用
ラジアルタイヤのコード素材として用いられているポリ
ーＰ−フェニレンテレフタルミアトからなる繊維（ＰＰ
ＴＡ繊維）が考えられる。

（発明が解決しようとする問題点） しかし本発明で意図するタイヤの基本的性能として最も
重要な安全性、つまり種々の条件下において高内圧を保
持するという性能面がらＰＰＴＡ繊維の如き芳香族ポリ
アミド繊維を見るといくつかの問題点がある。

１つには、ビード耐久性が十分ではないということであ
る。すなわち、タイヤ走行によりブライ折り返し端セパ
レーシゴン故障や、ビード部のプライコード引き抜は故
障が起こる。これら故障は、本来芳香族ポリアミド繊維
はその軽量、高強度の特質を利用してカーカス枚数を最
小限に減らすことにメリットがあるが、この場合逆に１
本当りのカーカスコード張力が増す方向となり、ナイロ
ン、ポリエチレンテレフタレートまたはレーヨン繊維等
の汎用コードよりもコード張力が増大することに起因す
るものである。すなわち、ビードワイヤに沿って巻き上
げられた部分にもコード張力が増大し、その端部は第７
図に示す如く張力により周辺ゴムからより一層引き離さ
れることになる。このため、これを防止する一手段とし
て、直接内圧が働く本体ブライコードの張力をビードワ
イヤに沿って巻き上げられた部分（以下「折り返しブラ
イ部」と呼ぶ）に僅かしか伝播しないようにすること、
すなわちビードワイヤ断面形状を矩形等にしてビードワ
イヤに沿ってプライコードが回転し難くすることが知ら
れている。しかし、この方法は、と−ドワイヤの角のイ
寸いたエツジによりプライコードに疲労（摩滅）破断が
生じることになり好ましくない。また、ビードを片側に
２本以上用いた複数ビード構造にすると折り返しプライ
部のコード張力は減少するが、タイヤ重量が増大する欠
点があり、やはり好ましくない。

芳香族ポリアミド繊維の２つ目の問題点は、複数のブラ
イ構造を採用した場合の内側ブライにおける圧縮疲労で
ある。一般に、芳香族ポリアミドのように分子の配向性
により、高強力、高モジュラスを達成した繊維について
は従来のナイロンやポリエチレンテレフタレート繊維等
の一般タイヤコーとに比し耐圧縮疲労性が良くないとい
う問題があった。これについては、耐圧縮疲労性を向上
させるためにＰＰＴＡに、例えばポリ３．４’　−ジフ
ェニルエーテルテレフタルアミドを共重合させた繊維等
が提案されており、その他撚り係数を向上させる手段等
もあるが、ナイロンやポリエチレンテレフタレート繊維
等と比較するとまだ十分なる耐圧縮疲労性を与えるに至
っていないのが実情である。

上述の如く、従来の芳香族ポリアミド繊維では、その軽
量、高強度といった特質を十分に活がしつつ、安全性に
関する上記問題点を解決したラジアルタイヤを得ること
はできなかった。

そこで本発明の目的は、空気入りラジアルタイヤ、特に
高内圧で使用される重車両用ラジアルタイヤの上記安全
性に関する問題点を解決し、軽量でかつ耐久性に優れた
ラジアルタイヤを提供することにある。

（問題点を解決するための手段） 本発明者等は、上記問題点を解決し、優れたラジアルタ
イヤを開発すべく鋭意研究した結果、カーカスプライの
コードを特定の芳香族ポリアミドの混合物からなる繊維
で構成し、かつ該カーカスプライのビード部折り返し高
さを特定することにより、上記本発明の目的を達成し得
ることを見出し、本発明を完成するに至った。

すなわち本発明は、タイヤの周方向に対して９０〜７５
°の角度で有機繊維コードが配列して成る１層または複
数層のカーカスプライと、該カーカスプライのタイヤ半
径方向にベルトとを具え、該カーカスプライを一対の環
状ビードコアの内方から外方に折り返した状態で終端し
てなる空気入りラジアルタイヤにおいて、前記有機繊維
コードは、芳香族ポリアミド混合物からすべてまたは実
質的になる繊維であって、該混合物がポリ−ｐ−フェニ
レンテレフタルアミド、および混合物重量に基づき５０
重量％以下の第２のポリアミドからなり、且つ該第２の
ポリアミドは混合物中に少なくとも０．１重世％存在す
る量のジアミノベンズアニリド単位を含み、しかも前記
第２のポリアミドがテレフタル酸、４．４′−ジアミノ
ベンズアニリド。

ｐ−フェニレンジアミンおよびｐ−アミノ安息香酸から
なる群より選ばれた芳香抜モノマーから誘導されたもの
である繊維からなり、該繊維が原糸物性として強度１８
　ｇ　／ｄ以上、切断伸度４．０％以上および４．５　
ｇ／ｄ応力負荷時の伸び１．２％以上を有し、前記カー
カスプライのビードベースとリム側面との交点Ｐからタ
イヤ半径方向外方へ折り返し端部までの垂直高さＩ（ｐ
（ｍｍ）が、該交点Ｐからリム端までの垂直高さＨｒ　
（ｍｍ）との間に次式；％式％（） なる関係を満足することを特徴とする空気入りラジアル
タイヤに関するものである。

本発明においては、前記ベルトがタイヤ周方向に対して
０″±５°に配列した前記有機繊維コードよりなるベル
ト層を少なくとも一層有するのが好ましい。

また、本発明において使用する前記有機繊維は特開昭６
２−４５７１９号公報に開示されている芳香族ポリアミ
ドの混合物からなる繊維と同じものであるが、該繊維中
、第２のポリアミドが４，４′−ジアミノベンズアニリ
ドであるものが特に好ましい。かかる繊維を使用するこ
とにより初めて、本発明の目的達成のために要求される
上記所定の原糸物性が満足されることになる。

次に本発明のラジアルタイヤのビード部の構造について
は、第１図に示す如くＰ点からの高さＨｐとＨｒとが一
定の関係にあることが要求されるが、この関係は、例え
ば第２図に示すようなビード構造の場合にも適用され、
また第３図に示す如く複数層のカーカスプライの場合に
は複数枚のプライの折り返し高さのうち、低い方をＨｐ
とする。

尚、本発明においては第１〜３図に示すビード構造に限
定されるものではなく、折り返し部に沿って各種補強材
が挿入された構造でも良く、あるいは３枚以上のカーカ
スプライを使用しても良い。

また、ビードワイヤについても断面形状は丸型（例えば
、ケーブルビード）の方が良いが、六角形状や矩形でも
良い。

（作　用） 本発明において使用する前記有機繊維の強度を１８　ｇ
／ｄ以上としたのは、強度がこれに満たないとタイヤの
軽量化という本発明の目的を達成し得ないからである。

また、切断伸度を４．０％以上としたのは、４．０％未
満では撚りコードにしたときの強力利用率が低く、原糸
の強度を十分に活かせないからである。更に、４．５ｇ
／ｄ応力負荷時の伸びについても同様の理由から１．２
％以上であることが要求される。特に、芳香族ポリアミ
ド繊維は圧縮疲労性の問題より特公昭５５−４６８８３
号公報で述べられているように、上撚りおよび下撚りの
撚り係数としては０．４０％以上であるのが好ましいが
、かかる撚り係数において芳香族ポリアミドの原糸強度
を有効に活かすには、上述の切断伸度と４．５　ｇ／ｄ
応力負荷時の伸びは不可欠である。

本発明において使用する前記芳香族ポリアミドの混合物
からなる繊維は、原糸物性としての前記要求特性を十分
満足し得るものであり、高強度を維持しながら比較的高
い伸度と低い初期モジュラスおよび優れた耐機械的疲労
性を有する繊維である。

本発明のラジアルタイヤのビード部においては、上述し
た芳香族ポリアミド繊維の高強度、少数プライ特存の張
力のために、折り返し部の引き抜は防止の立場からでき
るだけ折り返し高さを大きくした方が良い。このような
見地から、本発明においては次式： ％式％（） の関係を満足することが要求される。すなわち、Ｈｐが
Ｈｒ　＋　１０　（ｍｍ）よりも小さいとプライ端部が
リム端部近傍となり、応力負荷時にリム端部からの応力
の影否を受けてしまい、先の引き抜は防止に対し好まし
くない。しかし、軽量化のためには、できるだけプライ
折り返し高さは低い方が良いため、あまりＨｐが大きく
なり過ぎないようにする。

本発明は、高速、高内圧で使用される重車両用ラジアル
タイヤへの適用が最も好ましいが、乗用車用ラジアルタ
イヤにも適用できるのは勿論である。

（実施例） 次に本発明を実施例および比較例により具体的に説明す
る。

カー力スブ−イコードの　Ｉ＋および　曲　１本実施例
では、ポリ−ｐ−フェニレンテレフタルアミド（ＰＰＴ
Ａ）と、第２のポリアミドとしてのポリ−４，４′−ジ
アミノベンズアニリドテレフタルアミド（４，４’−Ｄ
ＡＢＴ）を重量比で９０　：　１０に混合し、紡糸して
得た繊維（以下「ＰＰＴＡ／４，４’　−ＤＡＢＴ混合
繊維」と呼ぶ）を使用した。また比較例として、ＰＰＴ
Ａ繊維、およびＰＰＴＡとポリ−３，４′−ジフェニル
エーテル・テレフタルアミドとの共重合体（以下「共重
合体ＰＰＴＡ−Ｐ３，４’−ＤＥＴＡＪと呼ぶ）を使用
した。これら３種の物性比較結果を下記の第１表に示す
。尚、これら繊維の各製造方法については、特公昭５５
−１４１６７号公報、特開昭６０−１５１３１４号公報
および同６２−４５７１９号公報に夫々詳細に開示され
ている。

次に、上記各原糸を通常の方法で撚糸して生コードとし
た後、エポキシ系水溶液（２％濃度）に浸漬し、次いで
１６０°Ｃ×６０秒の乾燥炉を経て２５０”ＣＸ１２０
秒の熱処理炉に通した。しかる後、更にレゾルシン−ホ
ルムアルデヒド／ラテックス（ＲＦＬ）液に浸漬して、
再度１６０°Ｃ×６０秒の乾燥炉を経て、２５０°ＣＸ
１２０秒の熱処理炉に通すことにより、接着加工したコ
ード（以下「デイツプコード」と呼ぶ）を得た。

上記生コードとデイツプコードの撚り構造および各種物
性値を第１表に示す。

次に、上記デイツプコードを第４図に示すような屈曲疲
労試験に供した。試料は、該デイツプコードを平行に配
列して作製したトッピングシート２を２層貼り合わせ、
更にこれに未加硫ゴムを貼り合わせて加硫し、作製した
。この試料を、第４図に示すように直径１）””２０ｍ
ｍのプーリー１にかけ、両端よりＬ＝１００ｋｇの荷重
をかけて毎時５０００回の屈曲歪を加えた。５万回、１
０万回および１００万回後に、内側コード層（プーリー
に面する側）のコードを取り出し、残強力を測定して、
コードの耐疲労性を初期強力に対する残強力保持率にて
表示した。　得られた結果を第１表に示す。

第１表の屈曲疲労試験結果から明らかな如く、本発明に
係るＰＰＴＡ／４．４’　−ＤＡＢＴ混合繊維コードは
、従来の２種の芳香族ポリアミド繊維コードに比較して
、耐疲労性が著しく優れていることが分かる。

１〜２　　ゞ１１〜４ 比較例例１として、下記第２表に示すカーカス内容の従
来使用されているバイアスタイヤＨ４６×１８−２０を
試作し、また比較例２〜４および実施例１．２として同
表に示すカーカス内容のラジアルタイヤＨ４６Ｘ１８Ｒ
２０を試作した。比較例１のタイヤは、第５図に示すバ
イアス構造およびダブルビードワイヤ構造を有する。こ
のカーカスプライに使用したコードは第２表に示す如く
６−ナイロン繊維からなり、撚り構造８４０　ｄ／２お
よび撚り数４７Ｘ４７（回／１０ｃｍ）で、通常のＲＦ
Ｌ　（１浴）熱処理を施した。このタイヤは現在航空機
用タイヤとして使用されているもので、ここでは本実施
例のタイヤに対するコントａ−ルとして使用した。

一方、実施例１．２および比較例２〜４の各タイヤは第
６図に示すラジアル構造およびシングルビードワイヤ構
造を有し、カーカスプライコードはすべて周方向に対し
て９０°である。

上記実施例および比較例のタイヤにつき、以下に示す評
価方法でタイヤ性能を評価し、得られた結果を第２表に
併記する。

タイヤ　　ラ′　　法 耐久ドラム試験Ａ：充填内圧１３．４ｋｇ／ｃｍ”　、
試験荷重１８．８　）ンおよび速度６４．４ｋｍ／時の
条件下で連続ドラム走行させ、タイヤが故障するまでの
走行距離で評価した。

耐久ドラム試験Ｂ：充填内圧１４．１ｋｇ／ｃｍ２、試
験荷重３７．６　）ン、速度６４．４ｋｍ／時にて１０
秒間走行させ、次に５０秒間ドラムよりタイヤを離して
走行させ、これを１回として故障までの回数を評価した
。

ＡおよびＢの両試験共に、走行後のタイヤからカーカス
プライコードを取り出して該コードの強力を測定した。

この際、最もコード強力の低いコード層の、最も低い場
所の値にて示した。得られた結果を第２表に併記する。

第２表の試験結果より、比較例４のタイヤの如くビード
部構造が次式： ％式％（） の関係にあると、耐久ドラム試験ＡおよびＢ共にブライ
端コード引き抜は故障が起こり、走行距離および回数レ
ベルも比較例１の従来バイアスタイヤよりも劣ることが
分かる。

一方、次式： ％式％（） の関係を満足する実施例１および２のラジアルタイヤで
は、耐久ドラム試験ＡおよびＢ共に比較例１の従来バイ
アスタイヤを上回る走行レベルの結果が得られ、故障形
態もプライ端セパレーション故障に留まり、コード引き
抜けが生じないことが分かる。

また、実施例１のラジアルタイヤと同じビード構造でも
、カーカスプライコードとしてＰＰＴＡ繊維コードおよ
び共重合体ＰＰＴＡ−Ｐ３．４’−ＤＥＴＡ繊維コード
を用いた比較例２および３のタイヤについては、耐久ド
ラム試験Ａで、走行離レベルは比較例１の従来バイアス
タイヤと同等以上となっているものの、走行後のカーカ
スプライコードの強力がＩＰ（タイヤ内方から数えて一
番目のカーカスプライ）のショルダ一部からサイド部に
至る部分で疲労のため低下し、実施例１および２のタイ
ヤと比較して極めて劣る結果となっており、信頼性に欠
けている。更に、耐久ドラム試験Ｂの高荷重条件下の試
験では、比較例２のラジアルタイヤは走行回数５ｇ回で
ショルダ一部のコード切れ（ＣＢＵ）故障を起こし、比
較例１の従来バイアスタイヤよりも劣る結果となってい
る。

また、比較例３のラジアルタイヤは、走行回数では従来
例と同等レベルで故障形態もプライ端セパレーションだ
が、走行後のタイヤを解剖してみるとＩＰショルダ一部
付近で周上一部疲労によりコード破断しており、実施例
１および２のコードが５０％以上の強力を保持していた
のに比較して極めて劣ることが分かる。

（発明の効果） 以上説明してきたように本発明の空気入りラジアルタイ
ヤでは、カーカスプライコードに用いる繊維を特定の芳
香族ポリアミドの混合物からなる繊維とし、かつビード
部のプライ折り返し高さを特定の高さとすることで、該
カーカスプライコードの走行による繰り返し圧縮疲労に
起因する強力低下が低減され、ビード耐久性が向上し、
しかも軽量で、高速、高内圧および負荷重条件の使用に
耐え得るという効果が得られる。従って、本発明の安全
性の向上した空気入りラジアルタイヤは乗用車用として
は勿論、特に航空機用を始めとする重車両用として極め
て有用である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一例うシアルタイヤのビード部構造
を示す部分断面図、 第２図および第３図は、夫々本発明の他の一例うシアル
タイヤのビード部構造を示す部分断面図、第４図は、コ
ードの屈曲試験法を示す説明図、第５図は、ダブルビー
ドワイヤ構造を有する従来のバイアスタイヤの部分斜視
図、 第６図は、シングルワイヤ構造を有する本発明の一例う
シアルタイヤの部分斜視図、 第７図は、カーカスプライ端部のコードが張力により周
辺ゴムから引き離される状態を示す説明図である。 １・・・プーリー　　　　　２・・・トッピングシート
特許出願人　　株式会社ブリデストン 第１図 第２図 −；２ニー Ｉ −１′／

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、タイヤの周方向に対して９０〜７５゜の角度で有機
   繊維コードが配列して成る１層または複数層のカーカス
   プライと、該カーカスプライのタイヤ半径方向にベルト
   とを具え、該カーカスプライを一対の環状ビードコアの
   内方から外方に折り返した状態で終端してなる空気入り
   ラジアルタイヤにおいて、 前記有機繊維コードは、芳香族ポリアミド 混合物からすべてまたは実質的になる繊維であって、該
   混合物がポリ−ｐ−フェニレンテレフタルアミド、およ
   び混合物重量に基づき５０重量％以下の第２のポリアミ
   ドからなり、且つ該第２のポリアミドは混合物中に少な
   くとも０．１重量％存在する量のジアミノベンズアニリ
   ド単位を含み、しかも前記第２のポリアミドがテレフタ
   ル酸、４，４′−ジアミノベンズアニリド、ｐ−フェニ
   レンジアミンおよびｐ−アミノ安息香酸からなる群より
   選ばれた芳香族モノマーから誘導されたものである繊維
   からなり、該繊維が原糸物性として強度１８ｇ／ｄ以上
   、切断伸度４．０％以上および４．５ｇ／ｄ応力負荷時
   の伸び１．２％以上を有し、 前記カーカスプライのビードベースとリム 側面との交点Ｐからタイヤ半径方向外方へ折り返し端部
   までの垂直高さＨｐ（ｍｍ）が、該交点Ｐからリム端ま
   での垂直高さＨｒ（ｍｍ）との間に次式： Ｈｐ≧Ｈｒ＋１０（ｍｍ） なる関係を満足することを特徴とする空気入りラジアル
   タイヤ。