JPH0441085B2 - - Google Patents

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し、特に
乗用車用として軽量化を図りながら優れた高速耐
久性を有する空気入りラジアルタイヤに関する。

〔従来の技術〕

近年の乗用車用空気入りラジアルタイヤは、そ
のベルト層の補強コードとして引張り強度に優れ
たスチールコードが使用されるようになつてい
る。

しかし、スチールコードは質量が大きいため、
高速用の高性能タイヤなどにおいては、ベルト層
両端部が走行時の遠心力によつてせり上がり、ゴ
ム層と剥離するようになるため、その状態のまま
では高速耐久性を低減する原因になる。そのた
め、一般にベルト層の少なくとも両端部を、熱収
縮性ナイロンコードをタイヤ周方向に対してほぼ
0゜に配列するようにしたベルトカバー層によつて
覆い、そのタガ効果によつてベルト層のせり上が
りを抑制するようにしている。

一方、特公昭56−40043号公報によれば、質量
が小さいにもかかわらずスチールコード以上に大
きな引張り強度を有する炭素繊維コードをベルト
層の補強コードに使用する提案がある。しかし、
炭素繊維コードは非常に大きな引張り強度の割り
には曲げ剛性が低いため、ベルト層にスチールコ
ードなみの曲げ剛性を発揮させるためには、その
ベルト層を少なくとも４層以上の多層にしなけれ
ばならず、しかも炭素繊維自体が非常に高価であ
ることから未だ実用に至つていないのが現状であ
る。

そこで本発明者等は、この炭素繊維コードをベ
ルト層にではなく、そのベルト層のせり上がり防
止用のベルトカバー層の補強コードに使用するよ
うにし、その欠点である曲げ剛性についてはスチ
ールコードベルト層の方に負担させるようにすれ
ば、炭素繊維コードが有する優れた引張り強度を
最大限に利用できるのではないかと考えた。すな
わち、炭素繊維コードをベルトカバー層に使用す
ることによつて、ナイロンコードの場合よりも一
層少ないコード使用量で優れた高速耐久性を可能
にし、しかもタイヤの軽量化も図ることができる
と考えた。

しかし、実際に検討してみると、炭素繊維の伸
度はほとんど０に近い特性であるため、炭素繊維
をベルトカバー層の補強コードに使用したグリー
ンタイヤを金型内面にリフト（グリーンタイヤの
トレツド部を内側のブラダー圧力によつて金型内
面に押し付けること）して加硫成形すると、ベル
トカバー層本体はほとんど延びずにスプライス部
に応力が集中し、そのスプライス部にセパレーシ
ヨンを発生したり、またそれによつてタイヤのユ
ニフオーミテイを低下させたりする原因になるこ
とがわかつた。したがつて、単に炭素繊維をベル
トカバー層の補強コードに使用するというだけで
は、初期の目的を達成することはでなかつた。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明の目的は、スチールコードベルト層のせ
り上がり防止用のベルトカバー層に炭素繊維コー
ドを使用する場合、そのスプライス部に対する応
力集中を防止し、タイヤの軽量化と一層高い高速
耐久性を可能にむる空気入りラジアルタイヤを提
供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成する本発明は、左右一対のビー
ド部と、該ビード部に連なる左右一対のサイドウ
オール部と、該左右一対のサイドウオール部間に
位置するトレツド部とを有し、前記左右一対のビ
ード部間にタイヤ周方向に対してコード角度が実
質的に90゜であるカーカス層を装架すると共に、
該カーカス層の前記トレツド部における外周上に
タイヤ周方向に対するコード角度が10゜〜35゜のス
チールコードから構成された複数層のベルト層を
層間で前記スチールコードが互いに交差するよう
に配置し、該ベルト層の少なくとも両端部をタイ
ヤ周方向に対するコード角度が実質的に0゜である
ベルトカバー層で覆うようにした空気入りラジア
ルタイヤにおいて、前記ベルトカバー層の補強コ
ードを、ヨリ係数が300〜1800の撚りを与えた炭
素繊維コードから構成したことを特徴とするもの
である。

このように炭素繊維コードに与える撚りのヨリ
係数を300〜1800の範囲にしたことによつて、炭
素繊維コードに２％程度の伸度を具備させること
ができ、その伸度によつて加硫成形時にグリーン
タイヤをリフトするときベルトカバー層に発生す
る張力を吸収し、スプライス部に応力が集中する
のを防止する。したがつて、ベルトカバー層のス
プライス部のセパレーシヨンやユニフオミーテイ
の低下のない状態にして、炭素繊維コード自体の
高引張り強度特性によつて一層高い高速耐久性と
軽量化とを図ることができる。

以下本発明を実施例により図面を参照して具体
的に説明する。

第１図〜第３図は本発明の各実施例からなる乗
用車用空気入りラジアルタイヤを示し、第１図は
第１実施例の半断面説明図、第２図は第２実施例
の半断面説明図、第３図は第１図に示す第１実施
例の一部を切欠した斜視説明図である。

図において、E₁及びE₂はそれぞれ本発明の各
実施例からなる乗用車用空気入りラジアルタイヤ
で、左右一対のビード部１と、このビード部１に
連なる左右一対のサイドウオール部２と、このサ
イドウオール部２間に位置するトレツド部３から
なり、この左右一対のビード部１間に、タイヤ周
方向に対するコード角度が実質的に90゜であるカ
ーカス層４が装架され、またトレツド部３におけ
るカーカス層４上に、タイヤ周方向に対するコー
ド角度が10゜〜35゜で互いに交差する複数層のベル
ト層５を配置し、さらに、このベルト層５の最外
層上に、コードをタイヤ周方向に対してほぼ0゜に
配置したベルトカバー層６を配置することにより
構成されている。

そして本発明においては、特に、前記ベルト層
５の補強コード５ａをスチールコードにより構成
すると共に、このベルト層５のせり上がり防止用
に設けた前記ベルトカバー層６の補強コード６ａ
を、加撚された炭素繊維コードから構成してい
る。このベルトカバー層６は、第１図、第３図の
実施例ではベルト層５の全面を覆うように設けて
いるが、第２図の実施例ではベルト５の両端部だ
けを覆うように設けている。これらの態様は、タ
イヤの用途に応じて適宜選択され、例えば超高速
用タイヤであれば前者（第１図、第３図）が適用
され、また乗心地性を重要視する用途でえれば後
者（第２図）が適用される。

また、前記カーカス層４を構成する補強コード
４ａの材質としてはナイロンコード，レーヨンコ
ード，ポリエステルコード，芳香族ポリアミド繊
維コード等の有機繊維コードが用いられている。

本発明においては少なくとも２層のベルト層５
が配置されており、各ベルト層の補強コード５ａ
を構成するスチールコードに使用される鉄の炭素
含有率は、0.62〜0.87％のものが好ましい。

これは、鉄の炭素含有率が0.62％未満であると
強度が低く実用上適さず、また、0.87％を超える
と靭性が低下し、さらに線引加工が困難となり好
ましくないからである。

また、スチールコードの引張り強度は250Kg／
mm²以上が好ましい。

これは、スチールコードの引張り強度が250
Kg／mm²以下であると強度が低くタイヤの破壊圧の
低下を招くこととなり好ましくないからである。

さらに、各ベルト層５の補強コード５ａのタイ
ヤ周方向に対するコード角度は15〜35゜で互いに
交差しており、このように配することによりベル
ト層の曲げ剛性が充分発揮され、耐摩耗性が良好
になる。

ベルトカバー層６を構成する炭素繊維コードが
有する撚りは、下記式で定義されるヨリ係数Ｋが
300〜1800の範囲、さらに好ましくは500〜1500の
範囲にしてある。

Ｋ＝Ｔ√ 但し、Ｔ：コードの撚り数（回／10cm） Ｄ：コードの総デニール数 炭素繊維コードの撚りは、数本の炭素繊維の
各々に先ず下撚りを施し、さらにそれら数本を撚
り合わせて上撚りを施した双撚り構造であつても
よく、或いは１本の炭素繊維糸条に一方向だけの
撚りを与えた片撚り構造であつてもよい。

上記ヨリ係数Ｋが300〜1800の範囲であること
により、炭素繊維自体ではほとんど非伸長性であ
る炭素繊維コードに２％程度の伸度が具備される
ようになり、その伸度によつて加硫成形時にグリ
ーンタイヤをリフトしたときの径拡大に伴つてベ
ルトカバー層に発生する張力を吸収し、スプライ
ス部へ応力が集中するのを防止する。

ヨリ係数が300以下では伸度が不足し、加硫成
形時のリフトに際し、スプライス部にセパレーシ
ヨンを発生するようになる。また、ヨリ係数が
1800を超えるほどに大きいと、付与する撚りが過
大になりすぎるため加撚操作中に炭素繊維に折れ
を生じたり、キンクを発生したりし、コード自体
の引張り強度を低下させるようになる。

炭素繊維コードに使用する炭素繊維の物理特性
としては、特に限定するものではないが、好まし
くは引張り強度100Kg／mm²以上、引張り弾性率
5000Kg／mm²以上、さらに好ましくは200Kg／mm²以
上、引張り弾性率15000Kg／mm²以上のものを使用
するとよい。

本発明は、上述のようにベルトカバー層に伸度
の小さい炭素繊維コードを使用するので、タイヤ
加硫成形用の金型としては低リフト率でも加硫操
作できるものを使用するとよい。そのため、二つ
割り型モールドを使用するよりも、低リフト率で
も加硫操作が可能なセクシヨナル型モールドを使
用するのがよい。

上述した本発明の空気入りラジアルタイヤで
は、ベルトカバー層に使用する炭素繊維コードが
従来のナイロンコードに比べて数段に大きな引張
り強度を有するため、コード使用量で少なくして
も、より大きなベルト層のせり上がり防止効果を
有することができる。すなわち、炭素繊維コード
の使用量を、ナイロンコードの使用量の60％程度
の重量にして同等のせり上がり防止効果を得るこ
とができるため、タイヤの大幅な軽量化を図るこ
とができる。

〔実験例〕

以下、実験例を挙げて本発明の効果を説明す
る。

タイヤサイズ185/60R13でベルトカバー層の構
造は第２図に示す構造としたタイヤを作製した。

〔タイヤの仕様〕 （本発明タイヤ） ・ カーカス層 補強コードは1000d／２ポリエステルコードで
２層を配置。

・ ベルト層 補強コードは１×５（0.25）スチールで２層を
配置し、コードのタイヤ周方向に対する角度は
21゜で交叉。

・ ベルトカバー層 補強コードは炭素繊維1800d／１、ヨリ数14
回／10cm、ヨリ係数Ｋ＝600、打込み本数35本／
50mm、接着材付着量25％の片ヨリ炭素繊維コード
をタイヤ周方向に対し平行にＳ方向ヨリとＺ方向
ヨリを交互に並べて用いた。

（比較例タイヤ） ・ カーカス層 補強コードは1000d／２ポリエステルコードで
２層を配置。

・ ベルト層 補強コードは１×５（0.25）スチールで２層を
配置し、コードのタイヤ周方向に対する角度は
21゜で交叉。

・ ベルトカバー層 補強コードは、ナイロンコード840d／２、65
本／50mm。

上記２種のタイヤを用意し、次の条件で高速耐
久性テストを行つた。

内圧3.0Kg／cm²、荷重385Kg、速度170Km／Hrで
開始し、10分間走行毎に10Km／Hr加速して破壊
するまで走行させた。ドラムの径は1707mmであ
る。

テストの結果を第４図に示す。

第４図においてたて軸は高速耐久性指数を示
し、比較タイヤを100として示している。

第４図から本発明のタイヤは比較例タイヤと比
較して、高速耐久性を15％も向上することができ
ることが判る。

〔発明の効果〕

上述したように本発明の乗用車用空気入りラジ
アルタイヤは、スチールコードベルト層を覆うベ
ルトカバー層の補強コードとして、ヨリ係数300
〜1800の撚りを与えた炭素繊維コードを使用した
ことによつて、その炭素繊維コードに２％程度の
伸度を具備させるため、その伸度によつて加硫成
形時にグリーンタイヤをリフトするときベルトカ
バー層に発生する張力を吸収し、スプライス部に
応力が集中するのを防止する。したがつて、ベル
トカバー層のスプライス部のセパレーシヨンやユ
ニフオミーテイの低下のない状態にして、炭素繊
維コード自体の高引張り強度特性により一層高い
高速耐久性と軽量化とを達成することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３図は本発明の各実施例からなる乗
用車用空気入りラジアルタイヤを示し、第１図は
第１実施例の半断面説明図、第２図は第２実施例
の半断面説明図、第３図は第１図に示す第１実施
例の一部を切欠した斜視説明図、第４図はタイヤ
の高速耐久性を示すグラフである。 １…ビード部、２…サイドウオール部、３…ト
レツド部、４…カーカス層、５…ベルト層、６…
ベルトカバー層。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 左右一対のビード部と、該ビード部に連なる
   左右一対のサイドウオール部と、該左右一対のサ
   イドウオール部間に位置するトレツド部とを有
   し、前記左右一対のビード部間にタイヤ周方向に
   対してコード角度が実質的に90゜であるカーカス
   層を装架すると共に、該カーカス層の前記トレツ
   ド部における外周上にタイヤ周方向に対するコー
   ド角度が10゜〜35゜のスチールコードから構成され
   た複数層のベルト層を層間で前記スチールコード
   が互いに交差するように配置し、該ベルト層の少
   なくとも両端部をタイヤ周方向に対するコード角
   度が実質的に0゜であるベルトカバー層で覆うよう
   にした空気入りラジアルタイヤにおいて、前記ベ
   ルトカバー層の補強コードを、Ｋ＝Ｔ√〔但
   し、Ｔ：コードの撚り数（回／10cm）、Ｄ：コー
   ドの総デニール数〕で定義されるヨリ係数Ｋが
   300〜1800の撚りを与えた炭素繊維コードから構
   成した乗用車用空気入りラジアルタイヤ。