JPH01229704A - 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） この発明は、エラストマーで被覆された金ａ？Ａコード
をベルト層に適用した空気入りラジアルタイヤに関し、
とくにベルト層のコード折れを回避することで、転がり
抵抗性および運動特性を犠牲にすることなしに耐久性を
向上しようとするものである。

（従来の技術） ラジアルタイヤにおけるベルト層には、直径が０．２０
ｍｍ〜０．３０ｍｍ程度のフィラメントを４本または５
本撚り合わせて構成した、１×４または１×５で表わさ
れる撚線コード、あるいは２本のフィラメントの外側に
７本のフィラメントを撚り合わせて構成した２＋７で表
わされる撚り線コード等が使用され、このようなコード
が使用されたタイヤの運動性能、耐久性能および転がり
抵抗性はほぼ満足できるものであった。

ところが最近は乗用車等の高性能化が進み、したがって
装着するタイヤもより優れた性能をそなえること、すな
わち運動特性を高めることおよび、低燃費に寄与する転
がり抵抗を低くすること、が要求されている。

特開昭５７−１９８１０１号公報には、ベルト層のコー
ドを撚るかまたは単線のスチールワイヤコード（以下単
線コードと示す）からなる２層のベルト層間におけるコ
ードのタイヤ半径方向中心間距離が１．０　ｍｒｎをこ
えない、さらに１０ｃｍ当りの打込数が６０本以上のタ
イヤについての記載がある。このタイヤはベルト層のコ
ードの中心間距離を１．０Ｍ以下に抑えることによりコ
ードを被覆したゴムの体積を減少させ、ゴム質によるエ
ネルギーロスをその減少分小さくすることによって良好
な転がり抵抗性を確保することをねらいとしている。

（発明が解決しようとする課Ｂ） この文献には金属コードの撚り数を５本、４本、３本と
少なくする例およびコードを単線とする例が記載されて
おり、発明者らの研究によれば、撚り数を少なくするに
つれてコード内部に侵入したゴムによるエネルギーロス
およびコード間同士のエネルギーロスの両者の損失が小
さくなって極めて良好な転がり抵抗性が得られ、さらに
単線コードとした場合は撚り線コードに比ベコード内部
に侵入したゴムによるエネルギーロスとコード間同士の
エネルギーロスを極めて小さくすることができ、より良
好な転がり抵抗性が得られるため、タイヤの高性能化に
適したベルト構造であることが判明している。

しかしながら良好な転がり抵抗性を有する単線コードの
ベルト層をそなえるタイヤは、コードが疲労し易く、例
えばいわゆる８の半旋回テストと呼ばれる、急コーナリ
ング走行によるコードの疲労テストを実施すると、コー
ドの破断が多発するところに問題が残る。

このテストによるコード破断状態は、撚り線コードの撚
り本数が少なくなるほど、又撚り線コードよりは、単線
コードの方が容易に破断にいたる為、狙いとする運動性
能および転がり抵抗性とこのコードの疲労に対する耐久
性（以下耐疲労性という）とは相反する特性となってい
る。このコードの耐疲労性を向上する手法としては、コ
ード間ゴムゲージおよびコード打込本数を高めることな
どが考えられるが、まずコード間ゴムゲージを高めるこ
とは、コードの破断はかなり抑制されるが、転がり抵抗
性を悪化する原因になり、また打込本数を高めることは
コードにかかる入力を低減できコード破断を抑制し得る
が、打込増加分は重量増となり転がり抵抗性は損われる
。

そこでこの発明は、運動特性や転がり抵抗性などの性能
とコードの耐疲労性とをともに向上させ得るタイヤ構造
について提案することを目的とする。

（課題を解決するための手段） ８の半旋回テストでのコード破砕現象は、タイヤの負荷
転勤時におこるタイヤケース、ベルトおよびトレッド部
で構成される踏面部のバックリング変形に起因して発生
することが知られており、バックリング変形が発生しは
じめるベルトの臨界圧縮力Ｎｃｒｉｔｉｃａｌはトレッ
ドの圧縮バネ定数をに５ベルト曲げ剛性をＤとすると、
次式で表わすことができる。

上式から、コード破砕をおさえるべくバックリング発生
臨界圧縮力を高めるためには、トレッド圧縮バネ定数に
もしくはベルト曲げ剛性りを大きくする必要のあること
がわかるが、トレッド圧縮バネ定数ｋを大きくする方向
にトレッドゴム物性を変化させると、本来のトレッドゴ
ムの要求特性であるウェット及びドライ路面での操安性
能、振動乗心地性能等のタイヤ運動特性が劣化してしま
う。

一方ベルト曲げ剛性りを大きくするには撚りのない単線
コードでは変更自由度は限られ、唯一コード径の大系化
によってのみ達成できるが、乗用車用ラジアルタイヤに
おいて単線コードのフィラメント径を太くするときわめ
て振動乗心地性能が低下するため得策ではない。

そこでトレッドゴムおよび単線コードのほかに第３の構
成物を付加することにより、大入力下でのコード破砕お
よび一般走行路でのベルトエンドセパレーションを回避
する手法について検討した。

すなわちパックリング変形が発生しコード破砕がおこる
ベルト部のタイヤの半径方向外側に補強層をタイヤ全周
にわたりトレッド幅方向の部分に配した、ベルト曲げ剛
性りを高めたタイヤに関し種々の実験を行ったところ、
コードの耐疲労性が改善され、一般走行によるベルトエ
ンドセパレーションの発生もなく、また連動特性および
転がり抵抗性も良好であることを知見し、この発明を完
成するに至った。

この発明は、一方のビード部から他方のビード部まで延
在するラジアルカーカス、互いに平行配列をなす、フィ
ラメント径０．２８〜０．７０ｍｍの金属製の単線コー
ドを、タイヤの赤道面に対して１５〜３０’のコード角
でかつ５０＋ｎｍ当り３０〜１２０本の打込数にて配置
した少なくとも２層のベルト層および互いに平行配列を
なす有機繊維コードを５０ｍｍ当り４０〜７０本の打込
数にて、ベルト層のタイヤ半径方向外方で、少なくとも
トレッド接地幅の中心上トレッド接地端との中間点から
ベルト層の端部にわたって配置した補強層、をそなえて
なる空気入りラジアルタイヤおよび 一方のビード部から他方のビード部まで延在するラジア
ルカーカス、互いに平行配列をなす、フィラメント径０
．２８〜０．７０ｍｍの金属製の単線コードを、タイヤ
の赤道面に対して１５〜３０″′のコード角テカつ５０
ｍｍ当り３０〜１２０本の打込数にて配置した少なくと
も２層のベルト層および２５％モジュラスが２０〜７０
ｋｇ／ｃｍ２で厚さ２ｍｍ以上のゴム組成物層を、ベル
ト層のタイヤ半径方向外方で、少なくともトレッド接地
幅の中心とトレッド接地端との中間点からベルト層の端
部にわたって配置した補強層、をそなえてなる空気入り
ラジアルタイヤである。

さて第１図に、この発明に従う空気入りラジアルタイヤ
の構造を図解した。

図中１はカーカス、２はヘルド層、３は補強層、４はト
レンド及び５はビードコアである。

ヘルド層２は、フィラメント径０．２８〜０．７０ｍｍ
の単線コードをタイヤの赤道面に対して１５〜３０°で
かつ５０ｍｍ当り３０〜１２０本の打込数にて配置した
プライよりなり、図示の例は第１ベルト層２ａと第２ヘ
ルド層２ｂとの２層構造である。

また補強層３は５０ｍｍ当り４０〜７０本の打込数にて
配置した有機繊維コードからなり、図示例ではベルト層
２のタイヤ半径方向外方にてトレッド接地幅りの中心と
トレッド接地端との中間点Ｐからベルト層２の端部にわ
たって設けである。

なお補強層３は、第１図に示した配置に限らず、有機繊
維のコード層をトレッド側域でそれぞれ２層とする２レ
イヤー構造（第２図参照）、１層のコード層をトレッド
全幅にわたって設ける１キヤツプ構造（第３図参照）お
よび２層のコード層のうち、タイヤ半径方向外方のコー
ド層をトレッド側域のみに、同様に内方のコード層をト
レッド全幅にわたって設ける構造（第４図参照）などの
態様を単独または種々に組合わせての変形が可能である
。

さらに第５図に示すように、補強層３に２５％モジュラ
スが２０〜７０ｋｇ／ｃｍ”で厚さが２胴以上の超高弾
性率ゴム層を適用してもよく、この場合も上記したコー
ド層における変形例（第２〜４図）およびそれらの組合
わせと同様の配置が可能である。

（作　用） タイヤベルト層のコードは撚り本数が少ないほど破砕し
易くなり、単線コードでは最も破砕が起こり易くなるが
、この単線コードをベルト層に適用したタイヤにおいて
も、ベルト層のタイヤ半径方向外方に、少なくともトレ
ッド接地幅の中心と接地端との中間点からベルト層の端
部にわたり補残層を配置することによって、コードの耐
疲労性を向上し得る。

とくにフィラメント径が０．３５ｍｍ以下の細い単線コ
ードにおいては、ベルト曲げ剛性を通常の撚線コードよ
り高（することができないためにベルト破砕ならびにベ
ルトエンドセパレーションに対する耐性が従来の撚線コ
ードよりも劣るところであったが、補強層の通用によっ
てこの欠点を克服でき、フィラメント径０．２８ｍｍま
で従来以上のレベルを確保することが可能となった。そ
して補強層を有しかつ単線コードを使用するタイヤは良
好な運動特性を示しかつ転がり抵抗も小さい。

また単線コードのフィラメント径を０．２８〜０．７０
ｍｍの範囲としたのは、０．２８ｍｍ未満ではベルト折
れ性および耐ベルトエンドセパレーション性が劣る上、
打込数が多くなって作業性が低下し、一方０゜７０ｍｍ
をこえると振動乗心地性が大幅に悪化するためで、さら
に望ましくは０．３０〜０．４０ｍｍの範囲が適合する
。

単線コードの５０ｍｍ当りの打込数を３０〜１２０本と
したのは、３０本未満ではヘルド剛性が充分に確保でき
ずにベルト層間の剪断歪が大きくなってヘルド折れやヘ
ルドエンドセパレーションを引起こし、一方１２０本を
こえると打込数が多くて実際の製造が困難になるためで
、より好ましくは３５〜８０本の範囲が適合する。

なお単線コードの素材はＣ含有量が０．８０〜０．９０
ｉｎｔ％の組成になる高炭素鋼が有利に適合する。

さらにベルト層の隣接する２層におけるコート間層、す
なわちコード外周間の最短距離（単線コード間のコーテ
ィングゴムゲージ）は、０．８ｍｍ以上、より好ましく
は１，０ｍｍ以上とすることが、耐ベルトエンドセパレ
ーション性および補強層の゛コードの耐疲労性を高める
点で推奨される。

次に補強層に適用する有機繊維コード層の５０ｍｍ当り
の打込数を４０〜７０本としたのは、４０本未満では充
分なベルト曲げ剛性が得られず、一方７０本をこえると
重量増をまねいて転がり抵抗が大きくなる上操安性も悪
化するためである。

なお有機繊維コードの打込み方向は、タイヤの赤道に平
行であることが望ましく、例えばタイヤの赤道に対して
平行に連続巻回されるスパイラルレイヤーが好ましい。

同様に補強層に適用するゴム組成物の２５％モジュラス
を２０〜７０ｋｇ　／　ｃｍ”としたのは、２０ｋｇ／
ｃｍ２未満では所定のゴム組成物の厚みでは十分なベル
ト剛性が得られず、耐疲労性に効果がみられなくなるた
めである。

一方、７０ｋｇ／ｃｍ２をこえると未加硫時のゴム組成
物が極めて硬くなり、作業性が大幅に低下し著しい生産
性低下をもたらす為である。　　・さらにゴム組成物層
の厚みを２Ｍ以上としたのは２ｍ未満では耐疲労性の改
良効果が認められないためで、なお厚みの上限は５　ｍ
ｍとすることが好ましく、５ＩＩＩＩ１１を超えるとタ
イヤの発熱性及び高速耐久性が低下する。

（実施例） タイヤサイズ１６５／５Ｒ１３のラジアルタイヤを表１
に示す諸元においてそれぞれ試作し、各タイヤについて
コードの耐疲労性、耐ベルトエンドセパレーション性、
室内操縦性および転がり抵抗性を評価した。その結果を
表１に併記する。なお同表において、タイヤＮｏ、１−
１２はこの発明に従う例およびＮｏ、１３〜２３は比較
例で、Ｎｏ、１０〜１２および２３のタイヤの補強層に
適用したゴム層の配合は表２に示すところに従った。

本（］）：　８の字旋回テスト、すなわちレム：スケー
ト自動運転装置を用いてレム：スケート曲線上を横加速
度０．７Ｇ±０．０１および走行軌跡１４±２ｍで走行
させ、これを３００ランプ行った後タイヤを解剖してベ
ルト層コードの折れ本数を調べた。

＊（２）　ニーｍ走行テスト、すなわちタクシ−用自動
車に装着して６万ｋｌを走行させ、ヘルド層の内側に発
生する亀裂長さを±０．５ｍｍの精度で測定した平均値
で示した。

＊（３）　：　ＪＩＳ　０４２０２に準拠した条件にて
、タイヤ単体を回転ドラム上にて回転させ、コーナリン
グフォース、セルファライニングトルクおよびキャンバ
スラストを測定し、これらを総合的に評価しタイヤＮｏ
、　１３を１００としたときの指数で表示した。数値が
大きいほど良好な結果を示す。

本（４）　：　ＪＩＳ　Ｄ４２０２．４２０３および６
４０１に準１処したドラムによる惰行テストの結果を、
タイヤＮｏ。

１３を１００としたときの指数で示した。

表　　２ ＊（１）　：日本合成ゴム製　スチレン−ブタジェンゴ
ム 本（２）：ｌＡ３６■／ｇ　　、ＤＢＰＡ　　　０．７
５ｃｃ／ｇ卓（３）：２，２’−メチレンビス（４−メ
チル−６−ｔｅｒ　ｔ−ブチルフェノール） ＊（４）　：　Ｎ−オキシジエチレン−２−ベンゾチア
ジルスルフェンアミド 本（５）：アルキルフェノールノボラック樹脂、ヘキス
ト社製の商品名 表１から、この発明に従う、ベルト層に単線コードを適
用しかつ補強層を配置したタイヤＮα１〜１２は、全て
の項目で良好な結果を示したことがわかる。

対して１×２および１×３等の撚線コードをベルト層に
適用したタイヤであっても補強層を付加する（タイヤ１
ｌｈ１７．１８）ことによってコード耐疲労性、耐ベル
トエンドセパレーション性などの耐久性能を高めること
ができるが、転がり抵抗性を改良するまでには至らなか
った。

またコード間隔をタイヤＮα２２のように薄くすると、
ベルト端歪が増大して耐ベルトエンドセパレージジン性
が劣りかつコードの耐疲労性も低下するため、耐久性と
運動特性の両立は難しい。

（発明の効果） この発明に従う空気入りラジアルタイヤは、運動特性と
耐久性との両立を高い次元で達成し得る。

また単線コードをベルト層に適用できるので、コードの
撚線製造工程が不要になり、従来のタイヤに比し安価に
提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に従う空気入りラジアルタイヤの断面
図、 第２〜５図は他の構造を示す断面図である。 １・・・カーカス　　　　　２・・・ベルト層２ａ・・
・第１ベルト層　　　２ｂ・・・第２ベルト層３・・・
補強層　　　　　　４・・・トレッド５・・・ビードコ
ア

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、一方のビード部から他方のビード部まで延在するラ
   ジアルカーカス、 互いに平行配列をなす、フィラメント径 ０．２８〜０．７０ｍｍの金属製の単線コードを、タイ
   ヤの赤道面に対して１５〜３０°のコード角でかつ５０
   ｍｍ当り３０〜１２０本の打込数にて配置した少なくと
   も２層のベルト層および 互いに平行配列をなす有機繊維コードを５０ｍｍ当り４
   ０〜７０本の打込数にて、ベルト層のタイヤ半径方向外
   方で、少なくともトレッド接地幅の中心とトレッド接地
   端との中間点からベルト層の端部にわたって配置した補
   強層、をそなえてなる空気入りラジアルタイヤ。 ２、一方のビード部から他方のビード部まで延在するラ
   ジアルカーカス、 互いに平行配列をなす、フィラメント径０．２８〜０．
   ７０ｍｍの金属製の単線コードを、タイヤの赤道面に対
   して１５〜３０のコード角でかつ５０ｍｍ当り３０〜１
   ２０本の打込数にて配置した少なくとも２層のベルト層
   および ２５％モジュラスが２０〜７０ｋｇ／ｃｍ＾２で厚さ２
   ｍｍ以上のゴム組成物層を、ベルト層のタイヤ半径方向
   外方で、少なくともトレッド接地幅の中心とトレッド接
   地端との中間点からベルト層の端部にわたって配置した
   補強層、 をそなえてなる空気入りラジアルタイヤ。