JPH01247204A - 乗用車用ラジアルタイヤ - 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、高速耐久性を改善しかつ振動を低下しうる空
気入りタイヤに関する。

〔従来の技術〕

車両の高性能化に伴い、３００１ａｉ／時をこえる高速
の車両、例えばレーシングカー、乗用車等が出現してい
る。又重荷重高速タイヤにおいても、例えば航空機用タ
イヤではその離着陸速度が３００１ａｓ／時をこえるも
のがあり、このように空気入りタイヤでは、近年、高速
耐久性を向上したものが望まれる場合が多い。

他方、高速走行に適するタイヤとして、カーカスコード
を半径方向に配置するとともにスチールコードを用いた
ベルト層によちてタガ効果を高めたラジアルタイヤがあ
る。しかしこのようなラジアルタイヤにおいても、特に
高速走行化においては、第１０図に示すごとく、タイヤ
回転に伴いトレッド部Ａに生じる遠心力により、該トレ
ッド部Ａは破線で示すように半径方向外向きに膨出し、
せりあがる、いわゆるリフティング現象が発生する。又
このリフティングによるタイヤ変形は、タイヤ振動を助
長させる他、ベルト層Ｂの、特に両端部におけるせりあ
がりは、該ベルト層Ｂと、周囲のゴム、カーカスとの間
の剥離を生じさせる。

特に、ベルトＩＩＢとして、スチールコードのカットエ
ンドプライを用いた場合、そのカットエンドにおけるゴ
ムとの接着不良とあいまって、前記剥離が一層助長され
、高速耐久性が阻害される。

従ってこのような問題点を解決するべく、第９図に略示
するごとく、ベルト層Ｂの半径方向外側にバンド層Ｃを
設けたものが提案されている。

しかしながら、従来のバンド１５ｃは、主としてナイロ
ンなど低弾性の有機繊維コードを用いて形成されている
。従ってこのようなものでも、第９図に破線で示すごと
く、タイヤの高速回転によるリフティングをやはり防止
しえない。

従って、バンド層Ｃとして、ポリエステル、レーヨン、
芳香族ポリアミド繊維のような高弾性のコードを用いる
ことによって、前記リフティングを防止することが考え
られる。

他方、従来のバンド層Ｃは、第１１図に示すごとくコー
ドＣ１をすだれ織したシートを、該コードＣ１がタイヤ
円周線に対して小角度となるように斜め切りしたうえベ
ルト１ＮＢのまわりを周回させ、かつシートの端部に宜
ね部Ｃ２を生じさせる重ね合わせによって外端部を接続
している。従って、このような重ね部Ｃ２はタイヤの周
方向の均一性を妨げ、高速回転に際してのタイヤ変形を
助長し、前記したタイヤの振動をさらに増大する。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、前記したポリエステル繊維によりバンド
層Ｃを形成したものは、ナイロン繊維を用いる場合に比
べては、リフティング量を減じ高速耐久性を高めうると
はいえ、時速３００ｈ／時のような高速走行におけるリ
フティングには十分には対応しえない、またレーヨン繊
維を用いる場合にも、同様の問題点がある他、現在、生
産量が小であることにより供給の安定性を欠き、又水分
に対する抵抗性が低く、水の侵入によって劣化しがちで
あるという問題がある。

他方、前記芳香族ポリアミド繊維のような超高弾性フィ
ラメントを用いるものは、前記リフティング現象は抑制
しうる。しかしながらタイヤの製作に際して、前記バン
ド層のシートを接続するとき、同様にシート端部の重ね
部Ｃ２が形成され、タイヤの均一性を阻害し、高速走行
時におけるタイヤ転勤に際して大きな振動を生じるとい
う欠点がある。さらに該重ね部Ｃ２には、内圧充填、タ
イヤ転勤の際大きな歪が生じタイヤの耐久性能を害する
。

このような問題点を解決するべく、鋭意研究を重ねた結
果、このような高弾性フィラメントを、前記した重ね部
Ｃ２を有するオーバラップジヨイントから、単一、又は
複数のコードを螺旋状にベルト層Ｂ上に連続して巻回す
ることによって、振動を防止しうるタイヤを案出した。

しかしながら、このように高弾性フィラメントを螺旋に
巻くバンド層Ｃの成形方法では、タイヤの製造に際して
の特に加硫時において、生タイヤをタイヤ加硫金型に装
着しかつ内圧を付加したときにも、前記バンド層Ｃの弾
性率が過大であることにより、生タイヤの内圧による膨
出！が滅じ、該生タイヤをタイヤ金型内面に押しつける
力が不足しタイヤを正しく加硫、成形できないことが見
出された。

本発明は、バンド層として、高弾性フィラメントと低弾
性フィラメントとを混合撚りしかつ変曲点の下方では低
弾性域を、上方では高弾性域を併有する複合コードを螺
旋状に巻回することにより、正しく加硫成形できかつ高
速走行を可能とするとともにタイヤの振動をも低減でき
、特に高速乗用車用タイヤとして好適に使用しうる空気
入りタイヤの提供を目的としている。

〔ｓｏを解決するための手段〕

本発明は、トレッド部と、その両端から半径方向内方に
向いて延びるサイドウオール部と、該サイドウオール部
の半径方向両端部に位置するビード部とを具えるととも
に、トレッド部、サイドウオール部を通りタイヤの半径
方向に対してほぼ平行に延びるコードの両端をと一ド部
内のビードコアのまわりに折返したトロイド状カーカス
と、前記トレッド部内方かつカーカスの半径方向外側に
配したベルト層と、該ベルト層の半径方向外側に位！す
るバンド層とを設ける一方、前記バンド層は、高弾性フ
ィラメントと低弾性フィラメントとをより合わせた少な
くとも一本の複合コードがタイヤ赤道に対して角度Ｏ〜
３°の傾きでかつタイヤ円周方向に連続して螺旋状に巻
回することにより形成したブライを有してなる空気入り
タイヤである。

〔作用］ このように、ベルト層の半径方向外側に位置するバンド
層が、複合コードをタイヤ円周線に対して０〜１０°の
角度で円周方向に連続して螺旋状に巻回することにより
形成されたブライを有しており、従って従来タイヤの場
合に生じるシート接続個所における重ね部の発生がなく
、高速回転に際して、タイヤ振動を低減できる。又複合
コードが高弾性フィラメントと低弾性フィラメントとを
撚り合わせによって形成されており、又この撚り合わせ
によって複合コードは前記高弾性フィラメントに比して
弾性率が低下しうるため、生タイヤの加硫金型における
加硫、成形に際して、生タイヤ内部の内圧によりその外
周面を加硫金型内面に、複合コードの伸びとともに押し
付けることができ、高弾性フィラメントを用いつつタイ
ヤの加硫成形が容品となる。又高弾性フィラメントはタ
イヤのトレッド部に大なるタガ効果を付与でき、高速回
転時におけるリフティングが防止でき、剥離を防ぎかつ
振動を減じ高速耐久性を高めうる。

〔実施例〕

以下本発明の一実旌例を図面に基づき説明する。

第１図においてタイヤＴは、トレッド部２の両端から半
径方向内方に向けて延びるサイドウオール部３と、該サ
イドウオール部３の半径方向内側端に位１するビード部
４とを有しており、さらにタイヤの半径方向に対してほ
ぼ平行に延びるコードからなりかつ両端がビードコアの
まわりに折返されるトロイド状カーカス５と、トレッド
部２の内方かつカーカス５の半径方向外側に位置するベ
ルト層６とが配置されている。そしてこのベルト層６の
半径方向外側には、バンド層７が本例では該ベルト層６
の全巾に亘って配置されている。

ここで、カーカスコードが半径方向に対してほぼ平行に
延びるとは、半径線に対して３°以内の角度で傾くを意
味し、ラジアルタイヤ、セミラジアルタイヤを包含する
。

前記ベルト層６は、例えば、スチールコードを用いた上
下２層のスチールブライ６Ａ、６Ｂからなり、又下のブ
ライ６Ｂを上のブライ６Ａに比して広巾とするとともに
、ブライ６Ａ、６Ｂは側端をカットされたカットエンド
構造を有する。又そのコード角度はタイヤ周方向に対し
て１０°〜３０１、好ましくは、１５°〜２３″の範囲
であって、上下のブライ６Ａ、６Ｂは互いに逆に傾斜す
る。なおりットエンド構造のブライを用いるのは、側端
を折返すいわゆるホールド構造を用いるときのその折返
し端部の剛性の増大に伴う応力集中を防止し１、周囲の
ゴムとの剥離を防ぐのに好ましい。

ベル）！’！１６のプライ６Ａ、６Ｂは相互に同じ巾で
構成しても異なった巾でもよく父上のプライ６Ａを広巾
とすることもできる。

前記バンド層７は、第２図（ａ）に示すように、高弾性
フィラメント１０−・と、低弾性フィラメント１１−と
を撚り合わせた複合コード１２を用いている。

又複合コード１２は、その−本又は並列された複数本を
１つの束として、前記ベルトｌｌｌ６の半径方向外側を
連続して一条の螺旋あるいは複数条の螺旋として周回す
ることによりバンド１！７のプライを形成する。

又複合コード１２は、タイヤ赤道ＣＬに対して、０〜３
°の角度で傾斜する。なお複合コード１２は、ベルト層
６のタイヤ軸方向の端部から他方の端部まで一連に連続
させることもでき、又タイヤ赤道ＣＬで途切れ部を設け
ることにより、該タイヤ赤道ＣＬで左右に分割すること
もで、きる、又タイヤ赤道ＣＬの他、複数個分に分割し
、異なる部分に途切れ部を設けてもよい、又途切゛れ部
を有するときには、該途切れ線の左右で螺旋の向き、傾
き角度をかえることもできる。

このように複合コード１２は、複数個の途切れ部を有し
てタイヤ円周方向に螺旋状に連続させることもでき、又
円周方向に「連続する」とは、タイヤ円周方向に２周以
上、好ましくは４周以上の周回長さを有して巻回される
ことをいう。

高弾性フィラメント１０は、芳香族ポリアミド繊維、全
芳香族ポリエステル繊維、強度１５ｇ／ｄ以上のポリビ
ニールアルコール繊維又は炭素繊維などであって、弾性
率が１０００　ｋｇ／ｍｍ”　、好ましくは１５００ｋ
ｇ／ｍ”をこえる高い弾性率を具える繊維を用いている
。又その太さは、１０００〜３０００デニール程度の比
較的細い径のものが用いられる。なおスチールコードも
ときに採用しうる。

さらに、低弾性フィラメント１１として、ナイロン繊維
、ポリエステル繊維又はビニロン繊維など、弾性率が１
０００　ｋｇ／　ｍｒａ”以下、好ましくは７００　ｋ
ｇ／ａｍ”以下のものが用いられる。

このような高弾性フィラメント１０はその一本又は複数
本を同時に下撚りするとともに、同方向に下撚りされた
一本又は複数本の低弾性フィラメント１１とを、逆方向
に撚り合わせることによって前記複合コート１２が形成
される。なお複数本の高弾性フィラメント１０、低弾性
フィラメント１１を用いる場合において、各−本ごとに
下撚りしてもよく、又その複数本を合わせて下撚りする
こともできる。又複合コート１２は、第２図（ａ）に示
すごとく、高弾性フィラメント１０、低弾性フィラメン
ト１１の各１本づつを撚り合わせてもよく、又一方を１
本としかつ他方を複数本とすることも、ともに複数本を
用いて撚り合わせることにより複合コードＩ２を形成す
ることもできる。

このような複合コード１２に引張力を加えると、第２図
（ｂ）に示すように、撚りを戻しつつ伸長する。又伸長
によって、複合コード１２の初期の撚りピッチＰ１が伸
長によりピッチＰ２に増大する。この伸長が、高弾性フ
ィラメント１０について第３図（ａ）　、（ｂ）に模式
的に示すごとく、初期状態ではコイル状を呈していた該
高弾性フィラメントＩＯＡは所定の伸びによって真直状
のフィラメントＩＯＢとなる。従ってこのような状態か
らは、高弾性フィラメント１０の本来の高い弾性率を発
揮する。このように、高弾性フィラメント１０を予め螺
旋状に巻回することによって、螺旋状態の第３図（ａ）
の状態から真直状態となった第３図（ｂ）に至る間の比
較的伸びが大なる低弾性域と、第３図（ｂ）の状態から
さらに荷重が付加されることによって伸びの小さい高弾
性域とを具えつるのは明らかであり、又第３図（ｂ）に
示す真直となった状態が伸び一応カカーブの変曲点を形
成する。

複合コード１２においては、このように変曲点■が、伸
びの２〜７％の範囲に位宜するように設定する。複合コ
ード１２は、高弾性フィラメント１０と低弾性フィラメ
ント１１との撚り合わせ体であり、従って第２図（ｂ）
に示すごとく、高弾性フィラメント１０．低弾性フィラ
メント１１は荷重を付加したときにも捩れが有しており
、従って、その変曲点Ｖは第３図（ａ）、（ｂ）の模式
的な場合に比しては顕著とはならない、複合コード１２
の応力−伸び曲線を第４図に例示している。

同図において、曲線ａは、ナイロン１２６０ｄの低弾性
フィラメント１１の、又曲線すは１５００ｄの芳香族ポ
リアミドからなる高弾性フィラメント１０の伸び曲線を
示している。又これらの高弾性フィラメント１０を２本
、低弾性フィラメント１１を１本を撚り合わせた複合コ
ード１２の場合を曲線Ｃで示している０曲線Ｃは、曲線
ａと曲線すとの間に位置し、かつ変曲点■が伸び２〜７
％の範囲にあることがわかる。なお複合コード１２にお
いて、前記変曲点■とは、伸び０の状態における曲線に
接する接線Ｓ１と、破断点において曲１Ｊｌｃに引いた
接線Ｓ２とが交わる交点Ｘを通る垂直線との交わり点と
して定義している。

又複合コード１２は、前記変曲点Ｖから破断点に至る高
弾性域と、伸び０である原点から変曲点■に至る低弾性
域とを具えるとともに、高弾性域の弾性率ＥＨと低弾性
域の弾性率ＥＬとの比ＥＨ／ＥＬを２〜１０の範囲とし
ている。このような複合コード１２は、高弾性フィラメ
ントの太さ、本数、弾性率、低弾性フィラメントの太さ
、本数、弾性率等を適宜選定するとともに、フィラメン
ト角度等撚り合わせ条件の調整によって、第４図に示す
ごとく、前記範囲を満たしうる複合コード１２を形成で
きる。また複合コード１２、高弾性フィラメント１０、
低弾性フィラメント１０に施す延伸処理の選択によって
も調整できる。

なお前記変曲点Ｖが伸び２〜７％の範囲に存在すること
によって、タイヤ生産時において、生タイヤを加硫金型
に装着しかつ生タイヤ内に内圧を充填したとき、該内圧
によって、バンド層７は、複合コード１２の伸長によっ
て膨出し、外周面を金型内面に押しつけることにより、
そのトレッド部２に、金型に形成された溝形状を創設で
きる。

なお生タイヤへの内圧充填に伴う膨出は、複合コード１
２の低弾性域における伸長によって行う。

このため、変曲点Ｖを伸び２〜７％の範囲に設定してい
る。なお内圧充填による金型内の必要な複合コード１２
の伸びを、前記変曲点ｖ付近に位置させるのがよい。こ
れによって、成形されたタイヤへのインフレット及び高
速回転時に作用する遠心力に基づくタイヤの膨張を高弾
性域によって第８図に示すごとく抑制しうる。このため
、高弾性域の弾性率ＥＨと低弾性域の弾性率ＥＬとの比
ＥＨ／ＥＬを２〜１０としている。２以下のとき前記抑
制効果に乏しく、又１０をこえるのはタイヤバランス上
からも不要である。

なおバンド層７は、第１図に示したように、ベルト層６
の金山に亘って設けるものの他、第５図（ａ）に示すよ
うに、ベルトＮ６の両端部のみに帯状に設けるプライ７
Ａを用いてもよい、なおこのときプライ７Ａの巾Ｗ７は
ベルト層６の巾Ｗ６の１０％以上とする。又第５図（ｂ
）に示すように帯状の２枚のプライ７Ａ、７Ｂによって
バンド層７を形成してもよい、又バンド層７は、複合コ
ード１２を用いたプライと、低弾性フィラメント１１の
みからなるプライとの組み合わせによって形成すること
もできる。又そのとき、各プライをともにベルト層６の
命中に亘って形成することも、第６図に示すように両端
部に設ける帯状のプライ７Ａを複合コード１０を用いて
形成し、又その上面を覆うプライ７Ｃを低弾性コード１
１を用いて形成することもできる。さらに第７図に示す
ように、複合コード１２からなるプライ７Ｄの両端に折
返し部７ａ、７ｂを設けてもよく、又同図に示すごとく
、その取返し部７ａ、７ｂの一方を半径方向内側に又他
方を外側に折返すなど、種々な変形が可能である。

〔実施例〕

タイヤサイズ２０５１５５Ｒ１６のタイヤを、第１表で
示す仕様により、実施例１〜４、比較例１〜３を試作し
た。実施例１〜４、比較例１〜３のバンド層の構造を左
横に示している。

図において実線は複合コード１２を用いたプライ、破線
は低弾性フィラメント１１のみを用いたプライを示し、
又各コードの材質を併示している。

なおタイヤはいずれも第１図に示す基本的な構成を有し
、これらを正規リムに装着しかつ正規内圧を充填したの
ち、高速耐久性と高速走行時における振動とをテストし
た。高速耐久性は、室内ドラム試験上で速度を増加して
いき、タイヤが破壊するに至った速度を比較例３を１０
０としたときの比で表している。又比較例７を１００と
したその向上比率をあわせて示している。又振動は、ド
ラム試験機を用いて行い、高速回転により生じる振動を
、車軸を介して測定し、比較例３を１００とした指数表
示で示している。数値が小なる方がよい結果であること
を示し、実施例１〜４はいずれも比較例１〜３に対して
、高速耐久性、振動に優れているのがわかる。なお特に
実施例３の両端で折返したものがよい結果であった。

〔発明の効果〕

このように本発明の空気入りタイヤは、ベルト層の半径
方向外側に位置するバンド層が、高弾性フィラメントと
低弾性フィラメントとを撚り合わせた複合コードを用い
たプライを具え、しかも複合コードがベルト層の外周を
螺旋状に巻回することにより前記プライを形成すること
によって、タイヤ製造工程において、生タイヤに内圧を
充填したとき咳生タイヤの膨出により金型内面に押付け
が可能となる。又完成されたタイヤにおいては、バンド
層の高弾性フィラメントによって、高速回転時における
外周の膨らみを滅じ、ヘルド層の端部におけるゴム、カ
ーカスとの間の剥離を防止するほか振動の軽減に役立つ
。又螺旋状に複合コードを巻回することによって、シー
トの接続部に生じる重ね部の発生がなく、タイヤの円周
方向の均一性を高め、さらにタイヤの振動を低減できる
。

なお本発明の空気入りタイヤは、乗用車用の高速タイヤ
として特に好適に用いうる他、二輪車用タイヤ、さらに
は航空機タイヤとしても活用しうる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す断面図、第２図（ａ）
は複合コードを例示する正面図、第２図（ｂ）はその伸
長状態を示す正面図、第３図（ａ）、（ｂ）は高弾性フ
ィラメントの初期および伸びた状態を模式的に示す正面
図、第４図は複合コードの伸び曲線の一例を示す線図、
第５図（ａ）、（ｂ）、第６図、第７図はバンド層の他
の例を示す断面図、第８図は本発明のタイヤ高速回転に
よる膨張を示す断面図、第９〜１０図は従来タイヤの高
速回転による膨張を示す断面図、第１１図は従来のバン
ド層の接続状態を示す正面図である。 ２・−トレッド部、　　３−・・サイドウオール部、４
・・−ビード部、　　訃−カーカス、　　６・−ベルト
層、７−・−バンド層、　　１０・・−高弾性フィラメ
ント、１１−低弾性フィラメント、　　１２・−・複合
コード。 特許出願人　　　　住友ゴム工業株式会社代理人　弁理
士　　苗　　村　　　正 第１図 第２図（ｂ）　　　　　　　第３図（ｂ）第２図（ａ）
　　　　　　　　　第３図（ａ）＋２ 第４図 伸ワ゛

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　トレッド部と、その両端から半径方向内方に向いて
   延びるサイドウォール部と、該サイドウォール部の半径
   方向両端部に位置するビード部とを具えるとともに、ト
   レッド部、サイドウォール部を通りタイヤの半径方向に
   対してほぼ平行に延びるコードの両端をビード部内のビ
   ードコアのまわりに折返したトロイド状のカーカスと、
   前記トレッド部内方かつカーカスの半径方向外側に配し
   たベルト層と、該ベルト層の半径方向外側に位置するバ
   ンド層とを設ける一方、前記バンド層は、高弾性フィラ
   メントと低弾性フィラメントとをより合わせた少なくと
   も一本の複合コードがタイヤ赤道に対して角度０〜３°
   の傾きでかつタイヤ円周方向に連続して螺旋状に巻回す
   ることにより形成したプライを有してなる空気入りタイ
   ヤ。 ２　前記高弾性フィラメントは、芳香族ポリアミド繊維
   、全芳香族ポリエステル繊維、強度１５ｇ／ｄ以上のポ
   リビニールアルコール繊維又は炭素繊維であることを特
   徴とする請求項１記載の空気入りタイヤ。 ３　前記低弾性フィラメントは、ナイロン繊維、ポリエ
   ステル繊維又はビニロン繊維であることを特徴とする請
   求項１記載の空気入りタイヤ。 ４　前記複合コードは、下撚りされた一本以上の高弾性
   フィラメントと、同方向に下撚りされた一本以上の低弾
   性フィラメントとを、逆方向に撚り合わせることにより
   形成されたことを特徴とする請求項１記載の空気入りタ
   イヤ。 ５　前記複合コードは、その応力−伸び曲線が原点から
   変曲点に至る低弾性域と、変曲点をこえる高弾性域とを
   有しかつ前記変曲点は伸び２〜７％の範囲にありしかも
   高弾性域の弾性率ＥＨと低弾性域の弾性率ＥＬとの比Ｅ
   Ｈ／ＥＬは２〜１０であることを特徴とする請求項１記
   載の空気入りタイヤ。