JPH0456608A - 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
厚みを薄くし、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空
気入りタイヤに使用すれば、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
巻き上げ部端束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３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。しかし、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
カス巻き上げ部端束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Ｂ］ 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束での剥離を
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１０ｍ
ｍ以上３５１以下にすると共に、前記ビートコアに隣接
するビードフィラーの径方向長さを２５ｍｍ以下にし、
前記ビードコアとビードフィラーを内側補強層で包み込
むと共に、該内側補強層の延長部を前記カーカス本体と
カーカス巻き上げ部との間に挟持させ、さらに前記カー
カス巻き上げ部端束を前記内側補強層延長部との間で挟
持するように外側補強層で覆い、かつ該内側補強層と外
側補強層とのコード方向をタイヤ周方向を挾んで互いに
交差させたことを特徴とするものである。

こ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束を、ビ
ードコア内径から３５ｍｍ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
域に配置し、さらにこの端末をコード方向を互いに交差
させるように配置した内側補強層と外側補強層との間に
挟持させて剛性を上げるようにしたため、ゴムとの剥離
を効果的に防止可能にするのである。

また、このビード部では、ビードコアとビードフィラー
とが内側補強層で包み込みまれで剛性を向上し、さらに
カーカス巻き上げ部端束を内側と外側で内側補強層と外
側補強層とが挟持するようにしたため、ビード部の剛性
は一層向上するようになる。したがって、ビードフィラ
ーは半径方向長さが僅か２５ｍｍ以内に小径化されるこ
とになって、さらなる軽量化が図られることになるので
ある。

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、そのトレン
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。この巻き上げ部４ａはビードコア６とビードフィラ
ー７を直接に巻き付けておらず、内側補強層１０を介し
て巻き付けられている。内側補強層１０は、ビードコア
６とビードフィラー７とを一体に包み込むと共に、その
一部が延長部１０ａとなってカーカス４本体と巻き上げ
部４ａとの間に延びて、挟持されるようになっている。

カーカス巻き上げ部４ａの端末ｔ１は、さらに外側補強
層１１によって外側から覆われ、この外側補強層１１と
上記内側補強層１０との間に挟持されるようになってい
る。この外側補強層１１は巻き上げ部４ａと内側補強層
１０との両方に跨がるように覆うと共に、その下端の端
末ｔ４をビードコア６の近辺まで延ばし、また、上方の
端末ｔ３は内側補強層１０の端末ｔ２を越えてカーカス
４本体まで延びている。

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
ラメントの撚りコー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束では、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く
なっているが、本発明では、そのカーカス巻き上げ部端
束のビードコア内径からの長さａを３５ｍ１１以下にす
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３５ＩｌｌＩｌ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。

この巻き上げ部の長さａの下限としては１０１ＩＩ１１
とすべきである。長さａが、これよりも短くなってはカ
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、２０〜３０Ｉｌ
ＩＮの範囲にするのがよい。

しかし、カーカス巻き上げ部端束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。本発明では、この対策の
ために上記配置にしたカーカス巻き上げ部端束を内側補
強層と外側補強層との間に挟持するようにすると共に、
さらにこれら内側補強層と外側補強層とのコード方向を
、タイヤ周方向を挾んで互いに交差させる関係にする。

このような内側補強層と外側補強層との配置によって、
複合材料の特徴である積層効果が発揮され、それによっ
て大きな剛性が与えられるため、巻き上げ部端束の剥離
はほぼ完全に抑制されるようになるのである。

さらに具体的には、上記内側補強層はビードコアとビー
ドフィラーを下側から巻き込むようにして包み込むと共
に、その折り返された両端部のうちのいずれか一方を延
長部として、カーカス巻き上げ部端束１．よりも半径方
向外側まで延長させている。内側補強層の内側端部と外
側端部とは、いずれが延長部となってもよいが（図の例
では外側端部が延長部）、その延長部の端末ｔ２が、応
力集中を回避するためにカーカス巻き上げ部端束ｔ１よ
りも半径方向外側に少なくとも５ｍｍ以上離間するまで
延長していることが望ましい。

また、外側補強層は、半径方向外側（図の上方側）に延
びる端末ｔ３が、図の実施例では、内側補強層の端末ｔ
２よりも更に半径方向外側の位置まで延びているが、こ
の端末ｔ２よりも半径方向内側（図の下方側）に位置さ
せるようにしてもよい。しかし、いずれの位置にするに
しても、応力集中を避けるために内側補強層の端末Ｌ２
及びカーカス巻き上げ部端束ｔ、のいずれに対しても、
少なくとも５ｍｍ以上離間した位置になるようにするこ
とが望ましい。また、外側補強層の半径方向内側（図の
下方側）の端末ｔ４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１０＋ｎｍ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。

図に示す実施例では、カーカス巻き上げ部端束ｔ１、内
側補強層の端末ｔ２、外側補強層の端末ｔ３は、この順
序で半径方向外側に並び、端末ｔ１とｔ２の間を間隔ｄ
、端末ｔ２とｔ３との間を間隔ｅにするとき、それぞれ
少なくとも５ＩＩＩＩｎ以上あくようにしている。

内側補強層及び外側補強層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、或いは金属ワイヤの撚
りコードなどが好ましく使用される。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以下にすることが好ましい。また、これら
内側補強層及び外側補強層の補強コードは、それぞれタ
イヤ周方向に対して１５°〜７５゜さらに好ましくは３
０°〜７０°の範囲にすることが望ましい。

カーカス巻き上げ部端束が上述のようにリムフランジ付
近において内側補強層と外側補強層とによって補強され
ることにより、この部分の剛性は十分に向上し、端末の
剥離が防止され、耐久性が確保される。また、このよう
な剛性確保のもとに、ビードフィラーとビードコアとは
内側補強層に包み込まれて剛性アップするため、ビード
フィラーは従来タイヤのような大きな長さは必要でなく
、小型化が可能である。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以下にして差支えない。さらに好ましくは
、５〜１５ｎｍにすることができる。このようなビード
フィラーの小径化によって、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。

本発明において使用する内側補強層及び外側補強層のコ
ートゴムは特に限定されないが、その両方又はいずれか
一方に、次に述べるゴム組成物を使用すれば接着性を向
上させ、カーカス巻き上げ部端束の剥離防止を一層確実
にすることができる。すなわち、このゴム組成物は、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である。

これらのゴム組成物はカーカスのコートゴムに使用して
もよい。これらのゴム組成物が、カーカス巻き上げ部端
束の剥離を効果的に防止するのは、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
ようにできるためである。

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できるため、タイヤ重量を低減
することができるのである。

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ＯＮ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１〜６、比較例の
計８種頻め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１５０ＩＩＩＩ１１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■ タイヤ構造：第３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＝７０＋ｎｍ タイヤ最大幅点でのエンド数ＥＮ ＝３８．　５工ンド１５０ｎ＋ｍ 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＝５０＋ａｍ 実】ｌ壓１ 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ナイロン七ノフィラメント 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−Ａ硬度８３（常温）半径方向長さ
ｃ＝１５ｍｍ 内側補強層：　　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゜ 外側補強層：　　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°　（内側補強層と交差） 端末の間隔　ｄ＝１０ｍｍ ｅ＝１０ｍｍ ス】ｌ汁り 内側補強層と外側補強層を、それぞれ次の構成にした以
外は実施例１と同じ構成にした。

内側補強層：　　１ｘ５（０，２５）スチールコード。

タイヤ周方向に対するコード角 度＝３０６ 外側補強層：　　ｌＸ５（０，２５）スチールコードタ
イヤ周方向に対するコード角 度−３０°　（内側補強層と交差） 端末の間隔　ｄ＝１０ｍｍ ｅ＝１０ｍｍ 尖旌撚主 内側補強層と外側補強層を、それぞれ次の構成にした以
外は実施例１と同じ構成にした。

内側補強層：　１５００Ｄ／２アラミドマルチフィラメ
ント撚りコード タイヤ周方向に対するコード角 度−４５゜ 外側補強層：　１５００Ｄ／２アラミドマルチフィラメ
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 実財ｌ生先 外側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。

夫丘桝工 内側補強層のコートゴムに、マトリンラスゴム１００重
量部に対し２重量部のレゾルシンと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。

実見孤立 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。

ル較± 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＝７０ｍｍ タイヤ最大幅点でのエンド数ＥＮ ＝１８エンド１５０＋ｎｍ 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
＝５０ｍｒｒ１ 以上のように試作した８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緬安定性
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。

〈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／ｃｉｌｌ 速度：８０ｋｍ／ｈ ドラム径：１７０７ｍｍ 〈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ぐれており、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、内側補強層又
は外側補強層のコートゴムに、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実施
例４及び５のタイヤは、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束を応力
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、さらにコード方向を互いに交差する関係にした内側
補強層と外側補強層との間に挟持させたため、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束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・・・内側補強層、１０ａ・・・（内側
補強層の）延長部、１１・・・外側補強層。

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以下にすると共に、前記
   ビートコアに隣接するビードフィラーの径方向長さを２
   ５ｍｍ以下にし、前記ビードコアとビードフィラーを内
   側補強層で包み込むと共に、該内側補強層の延長部を前
   記カーカス本体とカーカス巻き上げ部との間に挟持させ
   、さらに前記カーカス巻き上げ部端末を前記内側補強層
   延長部との間で挟持するように外側補強層で覆い、かつ
   該内側補強層と外側補強層とのコード方向をタイヤ周方
   向を挟んで互いに交差させた乗用車用空気入りタイヤ。