JPH0455108A - 乗用車用空気入りタイヤ - 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】 〔発明の技術分野〕 本発明は偏平断面ポリアミドモノフィラメントからなる
カーカスを使用して軽量化された乗用車用空気入りタイ
ヤに関する。

〔従来技術〕

従来、カーカスの補強コードとして、偏平断面のポリア
ミドモノフィラメントを使用することによって軽量化し
た空気入りタイヤが提案されている。（特開平１−１４
８８２８号公報、特開平２−５７４０５号公報など参照
） 上記偏平断面のポリアミドモノフィラメントは、従来の
マルチフィラメントからなる撚りコードに比べてモジュ
ラスが高いという特性がある。さらに、このモノフィラ
メントを偏平断面の長径方向をカーカスの面方向に沿わ
せるように配置してカーカスを構成するようにすれば、
カーカスの厚みを薄＜シ、コートゴムの使用量を少なく
することができるという利点がある。

したがって、このような偏平断面ポリアミドモノフィラ
メントからなるカーカスを使用すれば、空気入りタイヤ
は剛性を低減することなく軽量化することができる。

しかし、このような利点の反面で、偏平断面ポリアミド
モノフィラメントは、従来のマルチフィラメントからな
る撚りコードに比べてモジュラスが高いため、カーカス
巻き上げ部端末で応力集中によって剥離を発生しやすく
なるという欠点があった。

特に、乗用車用空気入りタイヤの場合は、第４図に示す
ように、サイドウオール２の剛性向上のためカーカス４
の巻き上げ部４ａの端末をタイヤ最大幅付近まで巻き上
げるようにしているが、このタイヤ最大幅付近は応力歪
みエネルギが非常に大きな部分であるため、カーカス巻
き上げ部端末のゴムとの剥離は一層顕著に現れるように
なる。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明の目的は、偏平断面ポリアミドモノフィラメント
からなるカーカスを使用するタイヤにおいて、その軽量
化を維持しながら、カーカス巻き上げ部端末での剥離を
防止するようにした乗用車用空気入りタイヤを提供する
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による乗用車用空気入りタイ
ヤは、無撚りで偏平断面のポリアミドモノフィラメント
を、その偏平断面の長径方向をカーカスの面方向に沿わ
せるように配列してカーカスを構成し、該カーカスの両
端部をそれぞれ左右のビードコアでタイヤ内側から外側
へ巻き上げた空気入りタイヤにおいて、前記ビードコア
に隣接するビードフィラーの径方向長さを２５ｍｍ以下
にすると共に、前記カーカス巻き上げ部のビードコア内
径から端末までの長さを１０ｍｍ以上３５ｍｍ以下にし
、かつ該カーカス巻き上げ部の外側面を常温時のＪＩＳ
−Ａ硬度が６０〜９５の硬質ゴム層で覆うと共に、該硬
質ゴム層の径方向上端を前記カーカス巻き上げ部端末か
ら径方向外側に１５ｍｍ以上延長させたことを特徴とす
るものである。

二のようにモジュラスの大きな偏平断面ポリアミドモノ
フィラメントからなるカーカスの巻き上げ部端末を、ビ
ードコア内径から３５＋ｎｏ＋以内の低い位置にしたこ
とにより、リムフランジ付近の応力歪みエネルギの小さ
な領域に配置することができ、さらにこの端末をＪＩＳ
〜八硬度へ０〜９５の硬質ゴム層で覆うことによって剛
性を上げるため、ゴムとの剥離を効果的に防止可能にす
る。

以下、本発明を図に示す実施例によって説明する。

第１図は本発明による乗用車用空気入りラジアルタイヤ
の一例を示す。このタイヤにおいて、１はトレッド部、
２はサイドウオール部、３はビード部、Ｒはリムである
。タイヤの内側にはカーカス４が設けられ、そのトレッ
ド部１に対応する部分にベルト層５が設けられている。

ビード部３にはビードコア６、ビードフィラー７が設け
られている。

図の実施例ではカーカス４は１層だけであるが２層設け
てもよく、そのコード方向はタイヤ周方向に対して略７
０°〜９０°になっている。

このカーカス４は、第２図に示すように、無撚りで偏平
断面のポリアミドモノフィラメント８を補強コードとし
、これをコートゴム９の中に、しかも偏平断面の長径方
向がカーカスの面方向に沿うように配列して構成されて
いる。

このカーカス４は、その端部がビードコア６の周りにタ
イヤ内側から外側に巻き上げられ、同時にビードフィラ
ー７を内包するようにして巻き上げ部４ａを形成してい
る。さらにカーカス巻き上げ部４ａの外側面を硬質ゴム
層１０が覆っている。この硬質ゴム層１０は、カーカス
巻き上げ部４ａの端末Ｌ１を越えてカーカス４本体にま
で及ばせることにより、その巻き上げ部端末１．を強化
するようにしている。

上述した本発明において、カーカスに使用されるポリア
ミドモノフィラメントは、無撚り状態で大径の１本だけ
でタイヤコードを構成しているため、従来のマルチフィ
ラメントの撚りコ−ドに比べて高モジュラスになってい
る。すなわち、従来の撚りコードは、細径の多数本のマ
ルチフィラメントを撚り合わせることによりコードの収
束性と耐疲労性とを与えるようにしているため、その撚
りが与えられることによってモジュラスは低下している
。しかし、モノフィラメントの場合は、大径の１本だけ
からなるため収束性付与のための撚り掛けが不要であり
、その無撚りであることによって高いモジュラスを発揮
するのである。

本発明において、このモノフィラメントを構成するポリ
アミドとしては特に限定されないが、ポリヘキサメチレ
ンアジパミド（ナイロン６６）、ポリイプシロンカプロ
ラクタム（ナイロン６）などが好ましく使用される。

このようなカーカスの巻き上げ部端末では、補強コード
のモジュラスが大きいためゴムとの剥離を発生しやすい
が、本発明では、カーカス巻き上げ部端末のビードコア
内径からの長さａを３５ｍｍ以下にするようにすること
によって、その端末を応力歪みエネルギの小さなリムフ
ランジ付近に置くようにし、剥離を起こし難くしている
。この長さ３５ｍｍ以下の位置は、規格タイヤサイズの
乗用車用空気入りタイヤであれば、そのタイヤサイズの
如何に関わらず同じ応力歪みエネルギの小さなリムフラ
ンジ付近にすることができる。また、この巻き上げ部の
長さａの下限としては１０ｍｍにしている。長さａが、
これよりも短くてはカーカスをビードコアに十分に係止
させることが難しくなり、耐久性の維持が困難になる。

このカーカス巻き上げ部長さａの更に好ましい範囲とし
ては、２０〜３０ｍｍの範囲にするのがよい。

しかし、上述のようにカーカス巻き上げ部端末をリムフ
ランジ付近に配置にしただけでは、本発明の目的とする
耐久性を完全なものにすることはできない。このため本
発明では、カーカス巻き上げ部の外側を巻き上げ部端末
１．と共に常温時のＪＩＳ−Ａ硬度が６０〜９５である
硬質ゴム層で覆うようにしている。しかも、この硬質ゴ
ム層は、巻き上げ部端末ｔ１への応力集中を回避するた
め、その上方端末ｔ２をカーカス巻き上げ部端末ｔ１か
ら径方向外側に１５ｍｍ以上延長させるようにするので
ある。このような硬質ゴム層を配置することによって、
カーカス巻き上げ部端末に大きな剛性を与えることがで
き、その巻き上げ部端末の剥離をほぼ完全に抑制するこ
とができるようになる。

硬質ゴム層の半径方向内側（図の下方側）の端末ｔ３と
しては、リムフランジ部に対応する領域の剛性向上のた
め、ビードコア外径から１０ｍｍ以上離れない位置まで
ビードコア側に延長させることが望ましい。

上述のようにカーカス巻き上げ部端末がリムフランジ付
近において硬質ゴム層によって補強されることにより、
この部分の剛性を十分に向上させ、端末の剥離を防止す
ることができる。

このため、ビードフィラーとしては、従来タイヤのよう
な大きな長さにする必要はなく、小型化することが可能
である。すなわち、ビードフィラーの大きさは、その半
径方向長さＣがカーカス本体とカーカス巻き上げ部との
間の隙間を埋める程度であれば十分であり、２５ｍｍ以
下の長さで差支えない。さらに好ましくは、５〜１５ｍ
ｍにすればよい。このようなビードフィラー（７）小ｉ
Ｘ化によって、偏平断面ポリアミドモノフィラメント使
用による軽量化に加えて、さらにタイヤを軽量化するこ
とができる。

本発明においてカーカス巻き上げ部端末ｔ１の剥離防止
をさらに向上するには、第３図に示すように、硬質ゴム
層１０のほかに、さらに補強層１１を配置するとよい。

この補強層１１はビードコア６とビードフィラー７とを
包み込み、かつその補強層１１の折り返された両端部の
うちのいずれか一方を、カーカス巻き上げ部端末１、よ
りも半径方向外側まで延長させるように配置される。

このビードコア６とビードフィラー７を包み込んでいる
補強層１１の両端部は、いずれが延長するようにしても
よいが（図の例では外側端Ｏ 部が延長）、その延長部の端末ｔ４を、応力集中を回避
するためカーカス巻き上げ部端末ｔ１よりも半径方向外
側に少なくとも５ｍｍ以上離間させるようにするのがよ
い。また、補強層１１の延長端末Ｌ４と、硬質ゴム層１
ｏの延長端末ｔ２とは、第３図の実施例では、硬質ゴム
層１０の端末ｔ２の方が補強層１１の端末ｔ４よりも半
径方向外側に延びるようにしているが、これを後者の方
が前者よりも半径方向外側に延びるような逆の位置関係
にしてもよい。しかし、いずれが上方に出ても、応力集
中を避けるために両端末ｔｚ、ｆ、４の相互間は、互い
に少なくとも５ｍｍ以上離間していることが望ましい。

図に示す実施例では、カーカス巻き上げ部端末ｔｌ、補
強層の端末ｔ４、硬質ゴム層の端末ｔ２が、それぞれこ
の順序で半径方向外側に並び、端末も、とＬ４の間を間
隔ｄ、端末Ｌ４とＬ２との間を間隔ｅとするとき、それ
ぞれが少なくとも５ｍｍ以上あくようにしている。

補強層１１を構成する補強コードとしては、ポリアミド
、ポリエステル、レーヨンなどのマルチフィラメント繊
維の撚りコードが好ましく使用されるが、或いは金属ワ
イヤの撚りコードを使用してもよい。金属ワイヤの撚り
コードを使用する場合は、その金属ワイヤの素線径を０
．３５ｍｍ以下にすることが望ましい。また補強コード
の方向は、タイヤ周方向に対して１５″′〜７５°、さ
らに好ましくは３０°〜７０°の範囲にすることが望ま
しい。

また、カーカス巻き上げ部端末ｔｌの剥離防止をさらに
向上する別の手段としては、第１図又は第３図のいずれ
の構造に関わらず、硬質ゴム層のゴムとして、天然ゴム
などのマトリックスゴム１００重量部に対し、０．５〜
３重量部のレゾルシン又はレゾルシン初期縮合物と１〜
５重量部のへキサメトキシメチルメラミンを含有したゴ
ム組成物か、或いはマトリックスゴム１００重量部に対
し、０．５〜３重量部のレゾルシン又はレゾルシン初期
縮合物と１〜５重量部のへキサメトキシメチルメラミン
とコバルト元素量に換算して０．０５〜０．５重量部の
有機酸コバルトを含有したゴム組成物を使用するとよい
。これらのゴム組成物は、０．５〜３重景部のレゾルシ
ン又はレゾルシン初期縮合物と１〜５重量部のへキサメ
トキシメチルメラミンが、ポリアミドモノフィラメント
の表面に強固な樹脂層を形成し、コード断面のように接
着剤処理していない面であっても接着性を示すようにで
きるため、カーカス巻き上げ部端末の剥離防止を一層効
果的にすることができる。

または、上記硬質ゴム層を内外２層から構成し、その内
側の層に上記接着性を向上するゴム組成物を使用するよ
うにしてもよい。このときの内層の厚さとしては、０．
３〜３ｍｍにすることが好ましい。

或いは、上記接着性を向上するゴム組成物は、前述した
第３図のタイヤ構造における補強層１１のコートゴムと
して使用してもよく、同様の効果を奏することができる
。

前述したように本発明に使用される無撚りで偏平断面の
ポリアミドモノフィラメントは高いモジュラスを有して
いる。これがカーカスに対して、その偏平断面の長径方
向をカーカスの面方向に沿うように配置されることによ
って、実質的にコードのエンド数（コード密度）が増加
したのと同等の効果を奏することになる。したがって、
カーカスの曲げ剛性が大きくなり、タイヤの操縦安定性
を向上することになるのである。また、ポリアミドモノ
フィラメントの偏平断面の長径方向をカーカスの面方向
に沿わせることにより、ゴム引き後のカーカスの厚みを
円形断面コードを使用したものに比べて一層薄くでき、
コートゴム使用量を低減することができるため、タイヤ
重量を低減することができるようになる。

本発明において、これらの効果をより顕著に発揮させる
ためには、ポリアミドモノフィラメントの偏平比Ｒ（−
長径／短径）を１．５以上、さらに好ましくは２．０以
上にすることが望ましい。また、タイヤ最大幅点におけ
るカーカスのポリアミドモノフィラメントのエンド数を
ＥＮ（エンド１５０ｍｍ　）　、デニール数をＤＮとす
るとき、ＥＮＸＤＮ＞　６７００ となるようにすることが望ましい。さらに、モノフィラ
メント間の距離Ｗ（第２図参照）を、加硫前のグリーン
タイヤの状態において０．１ｍｍ以上にすることが望ま
しい。

また、本発明において使用されるポリアミドモノフィラ
メントとしては、接着剤処理後にグリーンタイヤに使用
するときの状態において、２．２５ｇ／ｄ荷重時の伸び
率が６．５％以下で、かつ１５０°Ｃにおける乾熱収縮
率が４．５％以下であるようにすることが望ましい。接
着剤処理後の伸び率を６．５％以下に抑制することによ
り、カーカスに使用される補強コードとしての初期モジ
ュラスを高くし、タイヤの操縦安定性をさらに向上させ
ることができる。また、乾熱収縮率を４．５％以下にす
ることにより、加硫成形時のコード収縮に起因する端末
部での耐久性低下を抑制することができる。

〔実施例〕

それぞれカーカス材料及びビード部構造を異ならせた、
以下に説明するような従来例、実施例１〜７、比較例の
計９種類の乗用車用空気入りラジアルタイヤを製作した
。いずれのタイヤも、タイヤサイズは共通の１７５／７
０Ｒ１３であり、かつベルト層を、スチールコード１×
５　（０，２５）　、タイヤ周方向に対するコード角度
２１°、エンド数４４エンド１５０ｍｍからなる２層の
スチールベルト層によって構成した。

従来拠 タイヤ構造：第４図 カーカス材：　１５００Ｄ／２ポリエステルマルチフィ
ラメント撚りコード 巻き上げ長さａ＝７０ｍｍ タイヤ最大幅点でのエンド数ＥＮ ＝３８．５工ンド１５０ｍｍ ビードフィラ一二 ゴム硬さ−ＪＩＳ−Ａ硬度８３（常温）半径方向長さＣ
＝５０ｍｍ 実省ＬｆＬＬ タイヤ構造：第１図 カーカス材：無撚り、偏平比３の４０００　Ｄナイロン
６６ナイロンモノフィラメント のコード 巻き上げ長さａ＝３０ｍｍ タイヤ最大幅点でのエンド数ＥＮ ＝１８エンド１５０ｍｍ ＥＮＸＤＮ＝　７２００ ビードフィラ一二 ゴム硬さ−ＪＩＳ−八硬度８へ（常温）半径方向長さＣ
＝２０ｍｍ 硬質ゴム層：ゴム硬さ＝　ＪＩＳ−Δ硬度８３（常温）
カーカス巻き上げ部端末からの 長さｂ＝２０ｍｍ 尖隻汎Ｉ 硬質ゴム層のゴムに、マトリックスゴム１００重量部に
対し２重量部のレゾルシン初期縮合物と３．５重量部の
へキサメトキシメチルメラミンを含有させたゴム組成を
使用した以外は、実施例１と同一の構成にした。

実旌炎主 タイヤ構造：第３図 カーカス材：無撚り、偏平比３の４０００　Ｄナイロン
６６ナイロンモノフィラメント のコード 巻き上げ長さａ＝３０ｍｍ タイヤ最大幅点でのエンド数ＥＮ −１８エンド１５０ｍｍ ＥＮＸＤＮ＝　７　２００ ビードフィラー： ゴム硬さ−ＪＩＳ−Ａ硬度８３（常温）半径方向長さｃ
＝２０ｍｍ 硬質ゴム層：ゴム硬さ−ＪＩＳ−＾硬度８３（常温）カ
ーカス巻き上げ部端末からの 長さｂ＝２０ｍｍ 補強　　層：　　８４０Ｄ／２ナイロン６６マルチフィ
ラメント撚りコード タイヤ周方向に対するコード角 度＝４５゜ 端末の間隔　ｄ’−１０ｍｍ ｅ＝１０ｍｍ 実鷹Ｉ生先 硬質ゴム層のＪＩＳ−Ａ硬度を９０（常温）とした以外
は、実施例１と同一の構成にした。

スＩＬＬ 補強層のコートゴムに、マトリックスゴム１００重量部
に対し２重量部のレゾルシン初期縮合物と３．５重量部
のへキサメトキシメチルメラミンを含有させたゴム組成
を使用した以外は、実施例３と同一の構成にした。

夫隻拠旦 実施例１において、硬質ゴム層のカーカス巻き上げ部に
接する側に、マトリックスゴム１００重量部に対し２重
量部のレゾルシン初期縮合物と３．５重量部のへキサメ
トキシメチルメラミンを含有させたゴム組成からなるゴ
ム層を厚さ１ｍｍで介在させた以外は、実施例１と同じ
構成にした。

実１■工 実施例１において、カーカス材のポリアミドモノフィラ
メントのタイヤ最大幅点におけるエンド数を１５工ンド
１５０ｍｍにし、ＥＮ　Ｘ　ＤＮを６０００に低減した
構成以外は、実施例１と同じ構成にした。

此ＭＭ タイヤ構造：第４図 カーカス材：無撚り、偏平比３の４０００　Ｄナイロン
６６ナイロンモノフィラメント のコード 巻き上げ長さａ＝７０ｍｍ タイヤ最大幅点でのエンド数ＥＮ ＝１８１８工ンド１５０ ＥＮＸＤＮ＝　７２００ ビードフィラー： ゴム硬さ−ＪＩＳ−Ａ硬度８３（常温）半径方向長さＣ
＝５０ｍｍ 以上のように試作した９種類のタイヤについて、それぞ
れ下記に説明するような室内耐久性試験及び操縦安定性
試験をそれぞれ行うと共に、タイヤ重量を測定したとこ
ろ、表に示すような結果が得られた。

く室内耐久性試験〉 回転ドラム上に下記条件で試作タイヤを接圧して回転さ
せるとき、ＪＡＴＭＡ規格最大荷重の８０％を初期荷重
として、１４０％荷重までは２時間毎に１３％ずつ荷重
を増加させ、それ以降２７０％荷重までは４時間毎に１
３％ずつ荷重を増加させ、この２７０％荷重を最終荷重
として、それより４時間で試験を打ち切るようにする。

試験温度は３８±３°Ｃとする。以上の試験による回転
をタイヤが故障するまで行い、その故障が発生したとき
の荷重をもって、そのタイヤの耐久性とする。

指数が大きいほど耐久性に優れており、結果は従来例の
タイヤを１００とする指数で表示した。

条件　　リ　ム：　　１３Ｘ５−、Ｊ 空気圧：　　２．　　Ｏｋｇ／ｃイ 速度：８０ｋｍ／ｈ ドラム径：ｌ７０７ｍｍ 〈操縦安定性試験〉 リムサイズ、空気圧を上記耐久性試験と同じにして、試
作タイヤを１６００ｃｃＯＦＦ乗用車に装着し、１００
ｍの区間に２０ｍ毎にパイロンを並べたコースを初期速
度Ｏｋｍ／ｈで発進し、パイロンの外側を交互に通過す
るときに要する通過タイムを計測し、その通過タイムを
もって操縦安定性を評価する。

通過タイムが小さいほど操縦安定性にすくれており、結
果は従来例のタイヤを１００とする指数で表示した。

なお、重量ついては従来例のタイヤを１００とする指数
で示した。指数の小さいほど軽量であることを意味する
。

（本頁以下余白） 表に示された結果から、実施例からなる本発明のタイヤ
は、軽量化しながら耐久性が従来タイヤ並み、或いはそ
れ以上になっていることがわかる。特に、硬質ゴム層自
体（実施例２）、硬質ゴム層の内層（実施例６）、補強
層のコードゴム（実施例５）に、ボアミドモノフィラメ
ントに対する接着性を向上するゴム組成物を使用したタ
イヤは、いずれも従来タイヤ以上の耐久性を示している
。

〔発明の効果〕

上述したように本発明は、カーカスに無撚りの偏平断面
ポリアミドモノフィラメントを使用した乗用車用空気入
りタイヤにおいて、そのカーカス巻き上げ部端末を応力
ひずみエネルギの小さなリムフランジ付近に配置した上
に、さらにその外側を硬質ゴム層によって覆うようにし
たため、偏平断面ポリアミドモノフィラメントに基づく
軽量化を得ながら、カーカス巻き上げ部端末の剥離防止
を可能にする。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例からなる乗用車用空気入りタイ
ヤの半断面図、第２図は同タイヤのカーカスの縦断面図
、第３図は本発明の他の実施例からなる乗用車用空気入
りタイヤの半断面図、第４図は従来の乗用車用空気入り
タイヤの半断面図である。 １・・・トレッド、４・・・カーカス、４ａ・・・カー
カス巻き上げ部、６・・・ビードコア、７・・・ビード
フィラー、１０・・・硬質ゴム層、１１・・・補強層。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　無撚りで偏平断面のポリアミドモノフィラメントを、
   その偏平断面の長径方向をカーカスの面方向に沿わせる
   ように配列してカーカスを構成し、該カーカスの両端部
   をそれぞれ左右のビードコアでタイヤ内側から外側へ巻
   き上げた空気入りタイヤにおいて、 前記ビードコアに隣接するビードフィラーの径方向長さ
   を２５ｍｍ以下にすると共に、前記カーカス巻き上げ部
   のビードコア内径から端末までの長さを１０ｍｍ以上３
   ５ｍｍ以下にし、かつ該カーカス巻き上げ部の外側面を
   常温時のＪＩＳ−Ａ硬度が６０〜９５の硬質ゴム層で覆
   うと共に、該硬質ゴム層の径方向上端を前記カーカス巻
   き上げ部端末から径方向外側に１５ｍｍ以上延長させた
   乗用車用空気入りタイヤ。