JPH0441641B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、軽量化を図りながら優れた高速耐久
性を有する乗用車用空気入りラジアルタイヤの製
造方法に関する。

〔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、この炭素
繊維をベルトカバー層の補強コードに使用した未
加硫タイヤを金型内面にリフト（未加硫タイヤの
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伸長せずにスプライス
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、またそれがユニフオーミテ
イを低下する原因になつたりすることがわかつ
た。

これを図により具体的に説明すると、第４図
ａ，ｂは、金型で未加硫タイヤをリフトして加硫
成形する前後でのベルトカバー層のスプライス部
の変化を概略的に示したもので、第４図ａがリフ
ト前、第４図ｂがリフト後（または加硫後）の状
態を示している。

第４図ａにおいて、トレツド部３に対応するベ
ルト層５の上に配置されたベルトカバー層６は、
その両末端６２，６３を一定幅₁でラツプさせ
てスプライス部６１を形成している。この第４図
ａの状態から、加硫のため未加硫タイヤの内側か
ら加圧して、トレツド部３を金型内面に密着させ
るようにリフトさせると、径の拡大に伴つてベル
ト層５やベルトカバー層６も径が拡大するが、ベ
ルト層５はコードがバイアスに配置されているた
め周方向に延びて拡大を吸収できるが、ベルトカ
バー層６は炭素繊維コードがタイヤ周方向に0°の
角度で配列されており、しかも炭素繊維コード自
身がほとんど伸度０であるので、スプライス部６
１に対して周方向の剪断力が集中することにな
る。そのため、スプライス部６１は相対的にずれ
ながら幅₁を幅₂に縮め、その界面に剥離を生
ずることになる。また、その乱れた状態で加硫さ
れることにより、加硫後のタイヤはユニフオーミ
テイを低下するのである。

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、その炭素
繊維から期待される軽量化や高度の高速耐久性は
達成されないのである。

〔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
ドを使用するに当り、加硫成形時にスプライス部
に応力を集中させないようにして、タイヤの軽量
化と一層高い高速耐久性とを達成するようにする
乗用車用空気入りラジアルタイヤの製造方法を提
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、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
層を設け、該カーカス層の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つて構成した未加硫タ
イヤをモールドで加硫する空気入りラジアルタイ
ヤの製造方法において、 前記未加硫タイヤのベルトカバー層の補強コー
ドを、撚り係数が300〜1800の撚りを与えた炭素
繊維コードから構成し、該未加硫タイヤをセクシ
ヨナルモールドに挿入して加硫することを特徴と
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撚り
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
ができる。また、低リフト率（３％以下）の成形
を可能にするセクシヨナルモールドを使用して加
硫することにより、炭素繊維コードに具備させた
伸度内でベルトカバー層の伸びを行わせ、スプラ
イス部への応力集中を防止することがきる。した
がつて、ベルトカバー層のスプライス部セパレー
シヨンを防止し、炭素繊維コード使用に基づく高
い高速耐久性と軽量化とを可能にするのである。

以下、図を参照して本発明を説明する。

第１図〜第３図は、本発明によつて製造される
空気入りラジアルタイヤを例示するものである。

これらのタイヤは、それぞれ左右一対のビード
部１と、ビード部１にそれぞれ連なるサイドウオ
ール部２と、このサイドウオール部２の間に跨が
るトレツド部３とを有し、これらの内側にタイヤ
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を配置している。また、トレツド部
３におけるカーカス層４の外周には、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
ドからなる複数層のベルト層５が層間で上記スチ
ールコードが互いに交差するように配置されてい
る。

さらに、このベルト層５の上に、炭素繊維コー
ドを補強コードとするベルトカバー層６が配置さ
れている。ベルトカバー層６の補強コード６ａ
は、タイヤ周方向に対するコード角度がほぼ0°に
してあり（第３図参照）、それによつてベルトカ
バー層６のタイヤ周方向の抗張力を最大にし、ベ
ルト層５の遠心力によるせり上がり防止効果を最
大にするようにしている。

このベルトカバー層６は、第１図，第３図の実
施例のタイヤE₁ではベルト層５の全幅を覆うよ
うに、設けられているが、第２図の実施例のタイ
ヤE₂ではベルト層５の両端部だけを覆うように
設けられている。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あれば後者（第２
図）が適用される。

上述したタイヤの製造方法は、それぞれ上記タ
イヤとほぼ同一構造を有する未加硫タイヤを製作
し、この未加硫タイヤをモールドに挿入して加硫
成形する。

上記未加硫タイヤの製作において、ベルト層に
はスチールコードが使用される。そのスチールコ
ードはタイヤ用に使用される公知のものがいずれ
も使用可能であるが、好ましくは炭素含有率0.62
〜0.87％で、引張り強度250Kg／mm²以上のものを
使用するとよい。このスチールコードはベルト層
においてタイヤ周方向に対するコード角度が10°
〜35°であるように配置される。このようなコー
ド角度によりベルト層に必要な曲げ剛性が与えら
れ、良好な操縦安定性や耐摩耗性を確保するよう
にする。

ベルトカバー層には撚りの与えられた炭素繊維
コードが使用される。その撚りは下記式で定義さ
れる撚り係数Ｋが300〜1800、さらに好ましくは
500〜1500の範囲にしたものである。

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 上記撚りは、数本の炭素繊維の各々に先ず下撚
りを施し、され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にしたものでもよく、或い
は１本の炭素繊維糸条に一方向だけの撚りを与え
た片撚り構造にしたものであつてもよい。

炭素繊維コードに与える撚りの撚り係数Ｋを
300〜1800の範囲にすることにより、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
対して２％程度の伸度を具備させることができ
る。この伸度によつて、第４図ａ，ｂのように未
加硫タイヤをモールドで加硫する際に、リフトに
伴うベルトカバー層の径方向の拡大に対して周方
向に発生する張力を上記炭素繊維コードを周方向
に伸長させることによつて吸収し、スプライス部
に対する応力集中を防止する。

上記炭素繊維コードの撚り係数が300以下であ
つては具備される伸度が不足し、加硫成形時のリ
フトに伴うベルトカバー層の径方向の拡大を吸収
することができず、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、撚り係数が1800
を超えるほどに大きいと、炭素繊維コードに付与
すべき撚りが過大になりすぎて、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。

上述のようにベルトカバー層に使用する炭素繊
維コードは、伸度が２％程度の低いものであるの
で、この伸度範囲内でリフト時の径拡大に伴う周
方向の伸長を吸収するためには、使用するモール
ドのリフトを低リフト率（第４図ａのリフト前の
未加硫タイヤの外径と第４図ｂにおけるリフト後
のモールド内面に押圧された未加硫又は加硫済み
タイヤの外径との比）で実施できるものにする必
要がある。リフト率が３％を超えるほどに大きく
なると、伸度２％程度では径の拡大を吸収できな
くなり、スプライス部のセパレーシヨンが避けら
れなくなる。

このため本発明の製造方法では、タイヤのトレ
ツド成形部が左右に分離して開閉される二つ割り
モールドは使用せず、トレツド成形部がタイヤ周
方向に複数のセグメントに分割され（通常７〜８
個）、それぞれがタイヤ径方向に移動して開閉さ
れるように構成されたセクシヨナルモールドを使
用するようにする。

二つ割りモールドでは左右の割り型が左右に開
閉する構造であるため、リフト率を３％以下に小
さくすると、開閉時にトレツド部の溝成形骨が未
加硫タイヤのトレツド面に接触して引つ掻くよう
になり、トレツド面に故障を与えるようになる。
これに対して、セクシヨナルモールドでは、複数
に分割されたセグメントが、タイヤ径方向に移動
して開閉する構造であるため、リフト率が３％以
下であつても溝成形骨がトレツド面を引つ掻くな
どの故障を発生させることはない。

このようにセクシヨナルモールドを使用するこ
とにより、加硫操作を低リフト率で実施すること
ができ、ベルトカバー層に上記のような低伸度の
炭素繊維コードを使用していても、その伸度内で
リフト時のベルトカバー層の径拡大を吸収し、ス
プライス部に応力を集中させないようにすること
ができる。

上述のようにして製造された空気入りラジアル
タイヤ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
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。

〔実施例〕

次の仕様で４種のタイヤを作製した。

タイヤサイズは185／60R14である。

〔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、コード打込み本数
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。セクシヨナル
モールドにて加硫。リフト率２％。

（比較例タイヤＡ） 同上でＫ＝200とした。リフト率２％。

（比較例タイヤＢ） 本発明タイヤに対して２つ割モールドとした。
リフト率４％。

（比較例タイヤＣ） 同上で更にＫ＝200とした。リフト率４％。

以上の４種のタイヤについてJASO Ｃ 607に
従いユニフオーミテイ（RFV）を測定比較し、
第５図の結果を得た。第５図は、対比タイヤを
100とし、指数で表示したグラフである。

第５図の結果から、同じセクシヨナルモールド
を用いても炭素繊維の撚り係数Ｋが300未満であ
る。対比タイヤＡは本発明品に比べ約13％RFV
が劣つていることがわかる。また同じＫ＝600の
炭素繊維を仕様しても二つ割モールドを使用した
対比タイヤＢは本発明品に比べRFVが約21％劣
つており、Ｋ＝200で二つ割モールド使用の対比
タイヤＣは約33％劣つていることがわかる。

〔発明の効果〕 上述したように本発明は、未加硫タイヤのベル
トカバー層の補強コードを、撚り係数が300〜
1800の撚りを与えた炭素繊維コードから構成した
ので、その炭素繊維コードに２％程度の伸度を具
備させることができる。そして、この未加硫タイ
ヤを、低リフト率の成形を可能にするセクシヨナ
ルモールドを使用して加硫するので、上記炭素繊
維コードが有する伸度内でベルトカバー層に伸び
を発生させ、スプライス部に応力を集中させない
ようにする。したがつて、ベルトカバー層のスプ
ライス部におけるセパレーシヨンの発生を防止
し、炭素繊維コードをベルトカバー層に使用した
ことによる高い高速耐久性と軽量化とを可能にす
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であり、また第４
図ａ，ｂはそれぞれベルトカバー層のスプライス
部を示す説明図、第５図はタイヤのRFV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 タイヤ周方向に対するコード角度が実質的に
   90°であるカーカス層を設け、該カーカス層のト
   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つて
   構成した未加硫タイヤをモールドで加硫する空気
   入りラジアルタイヤの製造方法において、 前記未加硫タイヤの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
   される撚り係数Ｋが300〜1800の撚りを与えた炭
   素繊維コードから構成し、該未加硫タイヤをセク
   シヨナルモールドに挿入して加硫することを特徴
   とする乗用車用空気入りラジアルタイヤの製造方
   法。