JPH058609A - 空気入りラジアルタイヤ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 繊維−樹脂複合材素線をベルト材として用い
て、軽量で転がり抵抗が小さく、操縦安定性にすぐれる
と共にベルトコードの破断耐久性にも優れる空気入りラ
ジアルタイヤを得る。 【構成】 左右１対のビード部間にタイヤ周方向に対す
るコード角度が75〜90°であにカーカス層と、トレッド
部の該カーカス層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補強層とを
有し、該ベルト補強層の少なくとも１層が特定の芳香族
ポリイミド繊維高強力高弾性ポリビニルアルコール繊維
または炭素繊維のフィラメントから成る実質的に無撚の
フィラメント束を樹脂含浸剤で完全に包理して形成した
ほぼ円形断面を有する繊維−樹脂複合材素線を撚り合わ
せてなるコードをゴム中に埋設して形成され、上記複合
素線の強力 S_F と樹脂含浸前のヤーン強力 S_Y の間の関
係、素線径、撚コードとしてのコード強力、破断時の伸
度、打込本数の間の関係が特定条件範囲を満たした空気
入りラジアルタイヤ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、空気入りラジアルタ
イヤ、特に少なくとも一つのベルト補強層に繊維−樹脂
複合材素線を撚り合わせたコードを用いた、軽量で転が
り抵抗が小さく、操縦安定性とベルトコード等の耐久性
とにすぐれた空気入りラジアルタイヤに関する。

【０００２】

【従来の技術】現在一般に用いられているスチールベル
トラジアルタイヤは、レーヨン、ポリエステル等の有機
繊維撚コードをベルトに用いた場合よりもはるかに高い
ベルト剛性が得られるので、操縦安定性、耐摩耗性等の
点で極めてすぐれているが、一方でスチールの比重が大
きいこと、そのために転がり抵抗が劣ること、ベルト重
量が大きいため走行中の遠心力が大きくなりスタンディ
ングウェーブが発生しやすく高速耐久性が悪いこと、ま
た、外部の雨水等の進入によりさびが発生しタイヤ破壊
に到ることといったいくつかの問題点を有していた。

【０００３】しかしながら、これらを解決するために引
張り弾性率の高いアラミド繊維や炭素繊維のいわゆるマ
ルチフィラメント繊維撚コードをベルト材として使用し
た場合、レーヨンやポリエステルを用いた場合よりは操
縦安定性や耐摩耗性が向上するものの、スチール対比で
はまだ十分と言えなかった。これは、コード方向の引張
歪に対してはかなり十分な弾性率を有するが圧縮歪や曲
げ歪に対しては、これらマルチフィラメント繊維撚コー
ドが極めて細い（直径５〜35μｍ程度）多数のフィラメ
ントによって構成された集合体であるために非常にしな
やかで極めて低い圧縮弾性率及び曲げ弾性率しか示さな
かったためである。このためコーナリング時の接地面内
のベルト曲げ剛性が十分高くなく十分なコーナリングフ
ォースが発生しないので、操縦性に劣っていた。

【０００４】これに対して、軽量で転がり抵抗にすぐ
れ、かつ十分な操縦安定性を備えたベルト材として、特
開昭63−134310号及び特開昭63−151505号公報に高強度
高弾性の繊維状フィラメントに熱硬化性樹脂又は熱可塑
性樹脂を含浸せしめた繊維強化材を用いることが提案さ
れているが、前記繊維強化材を撚り合わせずにベルト材
として使用したタイヤは、この繊維強化材がある一定の
圧縮弾性率を有する場合には、確かに操縦安定性が向上
するが、ラジアルタイヤが急旋回する際に接地部後方で
生ずるバックリングにより曲げの圧縮側ベルトコードが
座屈し、くり返し走行後には破断に到るという耐久上極
めて重大な問題が存在することが分かった。この破断
は、トレッド接地部の溝底で発生しており、現在一般に
使用されているスチールコードがまったく破断しない比
較的マイルドな条件においても多数のコード切れが連な
って発生していた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】また、別の耐久上の問
題点として、この繊維−樹脂複合材素線を撚コードとし
てラジアルタイヤのベルト材として用いる場合、コード
強力、切断伸度又は打込本数が不適当であると、タイヤ
が悪路の石や道路上の突起物を乗り越す際にタイヤ内部
で数本のベルトコードの局部的破断が起こり、タイヤ安
全上問題があることが分かった。しかしながら、前記破
断を防止するためにベルトコードの打込本数を多くして
ベルト強度を高めると、ベルト端でセパレーションを起
こしやすくなるという別の問題が生じた。

【０００６】この発明の目的は、繊維−樹脂複合材素線
をベルト材として用いて、軽量で転がり抵抗が小さく、
操縦安定性にすぐれると共にベルトコードの破断耐久性
にもすぐれる空気入りラジアルタイヤを提供することで
ある。特に、この発明は、前記の高強度高弾性の繊維フ
ィラメントに所定の樹脂を含浸せしめた繊維−樹脂複合
材素線をそのまま撚り合わせずにラジアルタイヤのベル
トに適用した場合、急旋回時に発生するベルトコード折
れの問題の解決に着目して、高い操縦安定性を保ったま
ま急旋回時のベルト折れ耐久性を大幅に向上改良し、か
つ悪路等での耐ベルトコード切れ性をも改良する技術を
提供するものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決するため鋭意研究を重ねた結果、前記特開昭63−
134310号及び特開昭63−151505号公報で開示されている
ような所定の繊維フィラメントに熱硬化性樹脂又は熱可
塑性樹脂を含浸付着せしめた繊維強化材は、平行なフィ
ラメントが多数本束ねられて樹脂で固められたものは基
本的に撚りが付与されていないため、ラジアルタイヤの
ベルトを構成した場合、急旋回時にベルトコード層に発
生する圧縮歪によって局所的なコード座屈が起き、この
急旋回を繰り返すことによって座屈部でのコード破断が
生じることが分かった。

【０００８】したがって、上記欠点を改良する見地か
ら、本発明者らは、繊維−樹脂からなる複合材素線の強
力Ｓ_F と樹脂含浸前のヤーン強力Ｓ_Y の間の関係、素線
径、撚ピッチ、撚本数、撚コードとしてのコード強力、
破断時の伸度、打込本数の間の関係が特定条件範囲を満
たすことで上記課題を解決しうることを確かめ、この発
明を完成するに到った。 すなわち、この発明は、左右
１対のビード部と、このビード部にそれぞれ連なる左右
１対のサイドウォール部と、このサイドウォール部の間
に位置するトレッド部とを備え、前記１対のビード部間
にタイヤ周方向に対するコード角度が75〜90゜であるカ
ーカス層と、トレッド部における該カーカス層上にタイ
ヤ周方向に対するコード角度が10〜35゜で互いに交差す
る複数層のベルト補強層とを有する空気入りラジアルタ
イヤにおいて、前記ベルト補強層の少なくとも１層が芳
香族ポリアミド繊維、高強力高弾性ポリビニルアルコー
ル繊維及び炭素繊維よりなる群から選ばれた繊維であっ
てヤーン引張強度Ｔ_Y が15ｇ／ｄ以上、引張弾性率Ｍ_Y
が250 ｇ／ｄ以上の繊維フィラメントからなる実質無撚
のフィラメント束を樹脂含浸剤で完全に包埋して形成し
た、直径Ｄ0.2 〜0.55mmのほぼ円形断面を有する繊維−
樹脂複合材素線を、ｎが２〜５の範囲内の１×ｎ本撚の
単撚構造で、かつ５〜30mmの範囲内の撚ピッチｌで撚り
合わせてなるコードをゴム中に埋設したベルト補強層で
あり、しかも該繊維−樹脂複合材素線の強力Ｓ_F が樹脂
含浸剤で包埋する前のヤーンの強力Ｓ_Y に対して Ｓ_F ／Ｓ_Y ≧1.0 を満足し、かつ撚り合わせた後のコード強力を Ｓ
_C （kg）、破断時の切断伸度をＥ_C （％）、該コードを
ゴム中に埋設したベルト補強層クラウンセンタ一部の打
込本数をＮ（本／５cm）とした場合、式 8600 ／Ｓ_C ×Ｅ_C ＜Ｎ＜41／ (0.3 ｎ＋1.3)×Ｄ （式中のｎ及びＤは前記の通りである。）で表される関
係を満足することを特徴とする空気入りラジアルタイヤ
である。

【０００９】

【作用】この発明の空気入りラジアルタイヤに用いられ
る繊維は、高強度、高弾性、かつ軽量の芳香族ポリアミ
ド繊維、高強力高弾性ポリビニルアルコール繊維及び炭
素繊維の中から選ばれる。同じ高強度高弾性繊維でも、
例えばガラス繊維は比重が 2.5 と重く好ましくない
し、セラミック繊維、チラノ繊維（宇部興産社製無機繊
維、商品名）等は繊維横方向からの入力に弱く、この発
明の目的であるベルトコード折れ性向上には合致しな
い。

【００１０】この発明で用いられる芳香族ポリアミド繊
維として、例えばポリ（1,4 −フェニレンテレフタルア
ミド）繊維、ポリ1,4 −フェニレンテレフタルアミド−
3 ,4′ジアミノジフェニルエーテル共重合体繊維、ポリ
（1,4 −ベンズアミド）繊維、ポリ（1,3 −フェニレン
イソフタルアミド）繊維等が挙げられ、高強度高弾性ポ
リビニルアルコール繊維としては、ジメチルスルホキシ
ド（ＤＭＳＯ）、エチレングリコール、グリセリン等の
有機溶剤系紡糸原液から半乾半湿式紡糸方法にて紡糸
し、延伸して得られる高強度高弾性のポリビニルアルコ
ール繊維であって15ｇ／ｄ以上の原糸強度を有し、従来
のビニロンと区別される繊維が挙げられ、特にこのよう
な繊維のポリビニルアルコール分子内の水酸基の一部を
脱水酸基又は水酸基封鎖処理したものが耐疲労性にすぐ
れており好適に使用される。

【００１１】この発明で用いられる炭素繊維は、例えば
ポリアクリル繊維を焼成して得られる炭素化繊維、石
油、石炭等のピッチを原料として得られる炭素化繊維な
どであり、特に前者で切断伸度1.0 ％以上のものが好ま
しく、1.3 ％以上のものが更に好ましい。この発明で用
いられる前記繊維のヤーン引張強度Ｔ_Y が15ｇ／ｄ以上
であることが必要であり、この値より小さいとコードを
過度に太くしたり、ベルト層数を増加しなければならな
いので、十分な軽量化を達成することができない。ま
た、前記繊維の引張弾性率は、250 ｇ／ｄ以上である必
要があり、この値より低いと十分なベルト剛性を有する
コードが得られない。

【００１２】前記繊維を包埋するのに用いられる樹脂含
浸剤としては、熱硬化性樹脂及び熱可塑性樹脂のいずれ
でも使用することができる。熱硬化性樹脂としては、エ
ポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、フェノール樹
脂、メラミン樹脂、ビニルエステル樹脂、ポリイミド樹
脂、ビスマレイミド樹脂、フリ−デルクラフツ樹脂、フ
ラン樹脂、シリコン樹脂、アリル樹脂などが挙げられ
る。前記熱可塑性樹脂としては、66ナイロン、６ナイロ
ン、4,6 ナイロン、ポリエステル、ポリエーテルエーテ
ルケトン、ポリカーボネート、ポリアセタールなどが挙
げられる。これら樹脂は、熱硬化性樹脂の２種以上、熱
可塑性樹脂の２種以上又は熱硬化性樹脂と熱可塑性樹脂
との適宜選択されたブレンドでもよい。

【００１３】前記樹脂が硬化物として剛直すぎ、脆すぎ
る場合には、例えば酸末端液状ゴム等のエラストマーで
変性した樹脂を用いて強靱性を付与することもできる。
また、樹脂としては、単位重量当りの強度を高くするた
めに比重1.5以下のものが好ましく、1.2 以下のものが
特に好ましい。前記樹脂の付着量は、繊維フィラメント
束を完全に覆って包埋するために次式 Ｖ_R ＝樹脂体積／繊維体積＋樹脂体積×100 （％） で示される樹脂体積比率Ｖ_R （％）が25％以上であるこ
とが必要であり、35％以上であることが好ましい。ただ
し、Ｖ_R 値が70％を超えると強力対比体積がかさ高くな
りすぎて好ましくない。また、フィラメント束が完全に
包埋されるだけでなく、繊維フィラメント１本１本が均
一に平行に樹脂中に完全に包埋され、複合体強力を十分
発揮することが好ましい。繊維−樹脂複合材素線を形成
するに当たっては、樹脂の種類、Ｖ_R も考慮しながら、
該素線の強力Ｓ_F が樹脂含浸剤で包埋する前のヤーンの
強力Ｓ_Y に対してＳ_F ／Ｓ_Y ≧1.0 を満足する必要があ
り、更にＳ_F ／Ｓ_Y ≧1.1 であることが好ましい。Ｓ_F
／Ｓ_Y が1.0 未満では繊維フィラメントの引きそろえが
十分良くないので、タイヤの軽量化に十分な繊維−樹脂
複合材素線強力が得られないとともに、このような場合
は、しばしば該素線中に気泡等を含んだ状態であった
り、該素線断面中での繊維の分布状態や包埋状態が不均
一で不完全であったりするため屈曲疲労性も劣るのでよ
くない。

【００１４】前記の繊維−樹脂複合材素線を製造する方
法としては、例えば熱硬化性樹脂の場合、その硬化前の
液状物を液浴として用い、連続的に引き出した繊維フィ
ラメント束を前記液浴中に通して液状物を繊維フィラメ
ント束に含浸させ、次いで含浸されたフィラメント束を
円形断面の口金を有する金型に通して大体の形を整える
と共に過剰の未硬化樹脂液や内部に取り込まれた気泡を
除去し、最後に円形断面を有する管状金型を通してこの
中で約120 〜170℃に加熱することによって半硬化され
た繊維−樹脂複合材素線を得る。図１に示すように、こ
の素線１の断面は、樹脂マトリックス２と繊維フィラメ
ント３が海島状に均一に分散された形状であり、素線表
面は、樹脂で完全に包埋されている必要がある。

【００１５】熱可塑性樹脂の場合も、前記熱硬化性樹脂
の場合に準じて複合材素線を製造することができるが、
この場合は、液浴として樹脂を加熱溶融した浴を用いれ
ばよい。この方法で十分な含浸が達成されにくい場合、
あらかじめ樹脂粉末をフィラメントにまぶしておいて含
浸を助けたり、あるいは補強繊維と熱可塑性樹脂繊維
（例えばナイロン、ポリエステル等）を混繊させた後、
後者の熱可塑性樹脂繊維を溶融することにより、いっそ
う均一で内部まで樹脂含浸した複合材素線を得ることが
できる。

【００１６】この発明で用いられる繊維−樹脂複合材素
線は、その直径Ｄが0.2 〜0.55mm、好ましくは0.30〜0.
50mmであり、この径が0.55mmより太いと耐座屈折れ性が
劣り、一方0.2 mmより小さいと十分な強力が得られず、
製造コストも高くなる。次に、前記素線を１×ｎ本撚
（ｎ＝２〜５の整数）の単撚構造で撚ピッチｌが５〜30
mmの範囲で撚り合わせてコードを形成するが、これは、
該コードを用いたベルトにおいて、ラジアルタイヤの急
旋回時、ベルトコードにバックリングの曲げによる局部
的な圧縮応力集中が起きて座屈するのを前記のような撚
りを加えることにより防止するためである。単撚構造１
×ｎとしているのは、複撚構造では撚りによる強力利用
率が低いことと、撚工程コストも高くかかるためであ
り、１×ｎで撚本数ｎを２〜５本にしているのは、ｎ＝
１では無撚となるので少なくとも２本必要であり、６本
以上を撚り合わせると引きそろえが悪く強力利用率が低
下するため５本以下としたものであり、ｎ＝２〜４が好
ましい。

【００１７】また、撚ピッチｌを５〜30mmに限定したの
は、ｌが30mmより大きく撚りを粗くしすぎると局部応力
集中低減の効果が十分発揮されず、耐折れ性が低下し、
一方、撚ピッチが５mm未満と細かすぎると強力利用率が
低くなり好ましくないためである。撚ピッチｌは、10〜
25mmの範囲が好ましい。前記繊維−樹脂複合材素線をコ
ードに撚るには、通常のタイヤ用スチールコード素線を
撚る方法に準じた方法を用いることができるが、撚った
後に素線に大きな残留ねじれが残らないように撚る必要
があり、ねじれがあると、撚りによる強力低下が大きく
なる。

【００１８】撚ったコードの圧縮弾性率ＣＭ_C は、400
kg／mm² 以上必要であり、好ましくは800 kg／mm² 以上
であるが、2300 kg ／mm² を超えるとスチールコードの
圧縮弾性率に近くなり高過ぎるのでコーナリング時のバ
ックリングが強すぎて接地性がよくなく、ＣＭ_C が1600
kg ／mm² より低いと圧縮弾性率として適当で接地性も
良好なので好ましい。圧縮弾性率が400 kg／mm² より小
さいとマルチフィラメント繊維撚コードと比較してこれ
より十分高い圧縮弾性率を有しないのでコーナリング時
の接地面内ベルト曲げ剛性が十分高くなく十分な操縦安
定性が得られない。

【００１９】また、前記コードの強力Ｓ_C 、破断時の切
断伸度Ｅ_C 、撚本数ｎ及び素線直径Ｄとベルト補強層ク
ラウンセンター部の打込本数Ｎの間には、前記式(1)の
関係が必要であるが、安全のため、好ましくは 10000 ／Ｓ_C ×Ｅ_C ＜Ｎ＜ 39 ／(0.3ｎ＋1.3)×Ｄ 更に好ましくは 12000 ／Ｓ_C ×Ｅ_C ＜Ｎ＜ 35 ／(0.3ｎ＋1.3)×Ｄ の範囲にＮがあることが求められる。Ｎが8600／（Ｓ_C
×Ｅ_C ）以下の場合、砕石等の多い山道や悪路等の走行
時に路上の石や突起物によるトレッドの溝底でのベルト
コード破断が生じやすく、Ｎが41／〔 (0.3 ｎ＋1.3)×
Ｄ〕以上の場合は、ベルト端での隣接コードとの間隔が
狭すぎるため、介在するゴムの歪が増大し走行時にセパ
レーションを起こしやすくなるのでよくない。

【００２０】この発明の空気入りラジアルタイヤにおい
て、図２ａ〜ｋに示すように前記繊維−樹脂複合材素線
の撚コードをゴム中に埋設したベルト補強層（以下単に
「複合素線撚コードベルト」という）４−１又は４−２
は、複数の全ベルト補強層の少なくとも１層に用いる必
要があり、図２ａ，ｂ，ｃに示すようにすべてのベルト
補強層を構成してもよく、図２ｄ，ｅ，ｆ，ｇに示すよ
うに従来のスチールコードベルト層５−１又は５−２と
組み合わせてもよく、図２ｈ，ｉ，ｊ，ｋのように従来
のマルチフィラメント有機繊維撚コードベルト層６−
１，６−２又は６−３と組み合わせてもよい。複合素線
撚コードベルトの両端は、平面のままで切り離しても良
いし（例えば図２ａ）、図２ｂの上側のベルト層４−２
に示すように折り返してもよい。上記ベルト構造の中で
図２ａ，ｂ，ｃ，ｅ，ｆ，ｉ，ｊのような例が好まし
い。また、これらのベルト構造の上にナイロンコード等
の周方向キャッププライ層を併用してもよい。複合素線
撚コードベルトを折り返して用いる場合、素線用樹脂種
としてタイヤ加硫前には素線中で半硬化状態にあり、加
硫後に硬化が完了している型の熱硬化性樹脂を用いるこ
ともできる。

【００２１】前記撚コードは、ゴムとの接着のため、通
常のＲＦＬ（レゾルシン・ホルマリン・ラテックス）水
溶液に浸漬し、熱乾燥したものを用いるのが最も好まし
いが、ゴムとの接着剤としてゴムセメント類を用いても
よい。前記接着剤処理は、繊維−樹脂複合材素線の撚り
合わせ前に行っても、撚り合わせ後に行ってもいが、通
常は接着剤の均一な付着のため、撚り合わせ前の素線に
行う。素線に用いる樹脂の種類によっては、ＲＦＬ接着
剤処理の前に素線又は撚コードをエポキシ水溶液等で前
処理してもよく、プラズマ処理、コロナ放電処理又は酸
処理等により表面接着活性を付与してもよい。更に、接
着系として、撚コードをコーティングするゴム配合中に
レゾルシン等とヘキサメチレンテトラミン等のホルムア
ルデヒド発生剤、シリカ等を配合したドライボンディン
グシステムを用いてもよく、この場合、接着性の良好な
樹脂に対しては素線又はコードの接着剤処理工程を省略
することもできる。

【００２２】

【実施例】以下実施例及び比較例によってこの発明を更
に詳細に説明する。実施例及び比較例におけるヤーン、
繊維−樹脂複合材素線及び撚コードの各種特性の測定方
法を以下に示す。 (1) ヤーン引張強度Ｔ_Y （ｇ／ｄ）、ヤーンの強力Ｓ_Y
（kg）、引張弾性率Ｍ_Y （ｇ／ｄ）、繊維−樹脂複合材
素線の強力Ｓ_F （kg）、該素線撚コード強力Ｓ_C （k
g）、破断時の切断伸度 Ｅ_C （％） ＪＩＳ Ｌ1017の強伸度測定法に準じて島津製作所製オ
ートグラフにて求めた。ヤーン引張強度Ｔ_Y は破断強力
（kg）を繊度（ｄ）にて除したものであり、引張弾性率
Ｍ_Y は伸び１％時における応力−歪曲線の接線の傾きか
ら求めたものである。 (2) コードの圧縮モジュラス（ＣＭ_C ） コードの圧縮モジュラスＣＭ_C は、図３に示すように直
径30mm、高さ50mmのゴム円筒にコード５本を縦，横各列
のコード間距離を３mmとして縦方向に平行に配置して埋
め込んだサンプルとゴムのみのサンプルとの二つを作製
し、各々に圧縮力Ｆを加えて圧縮歪量を測定し、図４に
示すようなグラフを得て、これより次式を用いて計算し
た。 ＣＭ_C (kg ／mm²)＝ (A −B)×100 ％／ａ％×１／Ａ_O

【００２３】式中ａは任意の圧縮歪量（％）で、この場
合、ａ＝0.5 ％を用い、Ａ及びＢはこのａ値に対するコ
ード入りサンプル及びゴムのみのサンプルのそれぞれの
圧縮力を示し、Ａ_O はコード５本の有効断面積（mm²)、
すなわち、コード方向に対する垂直断面を顕微鏡で写真
撮影し、コード５本の占める断面積を求めた値である。
次に、繊維−樹脂複合材素線、これを用いる撚コード及
び該撚コードをベルト層にそなえるタイヤの製造を例示
する。 ａ．繊維−樹脂複合材素線の製造例 ヤーン引張強度Ｔ_Y 23.0ｇ／ｄ、引張弾性率Ｍ_Y 570ｇ
／ｄのアラミド繊維（デュポン社製、商品名ケブラー
（Kevlar) ）の1500ｄの無撚の繊維を用い熱硬化性樹脂
としてエポキシ樹脂を樹脂体積／（繊維体積＋樹脂体
積）の比率で40重量％含浸付着せしめた。エポキシ樹脂
は、液状ビスフェノールＡ型エポキシに硬化剤として液
状メチルヘキサヒドロ無水フタル酸と硬化促進剤として
ベンジルジメチルアミンとを加えたものである。得られ
た素線は、表１、No.１に示すものであるが、これと同
様にして表１に示すような各種の繊維−樹脂複合材素線
を作製した。

【００２４】表１に示すように、繊維−樹脂複合材素線
No.１〜８のものは、この発明のタイヤに用いる素線の
要求条件を満足する（○印）が、同素線No.９〜13のも
のは満足しない（×印）。

【００２５】

【表１】

【００２６】ｂ．撚コードの製造例 前記のようにして得た繊維−樹脂複合材素線をレゾルシ
ン・ホルマリン・ラテックス （ＲＦＬ）水溶液接着剤
に浸漬後、130 ℃、120 秒のドライゾーン(dryzone)を
経て225 ℃、90秒のホットゾーン(hot zone)にて熱処理
した。得られたＲＦＬ処理線を素線に大きなねじれが残
らないように撚糸し、表２に示すような種々の撚コード
を得た。また、これらの撚コードと比較される従来のマ
ルチフィラメント繊維撚コードの例としてアラミド繊維
（デュポン社製、商品名ケブラーの1500ｄ原糸を上撚×
下撚＝31×31（回／10cm）にて撚糸し、これをエポキシ
水溶液に浸漬し、160 ℃、120 秒の乾燥熱処理した後、
更にＲＦＬ液に浸漬して再度240 ℃、120 秒で乾燥熱処
理することにより接着剤加工したいわゆるディップコー
ドを得た（撚コードNo.２）。各種撚コードを表２に示
す。なお、表２に示すように、撚コードNo.３〜９は、
この発明のタイヤに用いる撚コードの条件を満たす（○
印）が、同撚コードNo.１，２，10〜13は、満たさない
（×印）。

【００２７】

【表２】

【００２８】ｃ．タイヤ製造例 表２に示した各種の接着剤加工コード、スチールコード
及び従来のマルチフィラメント有機繊維撚コードをベル
ト層に用い図２ａの２層ベルト構造にてタイヤ周方向に
対して23゜の角度で交差するようにタイヤを試作した。
タイヤサイズは、205 ／60R15 サイズである。カーカス
としては、ポリエステル繊維コード1000ｄ／２の２プラ
イを適用した。これら試作タイヤにつき下記特性項目の
測定試験を行った。

【００２９】(1) タイヤ転がり抵抗指数Ｒ 外径1708mmのドラム上に内圧1.70 kg ／cm²に調整した
供試タイヤを設置し、ＪＩＳ 100 ％荷重を負荷させた
後、80 km ／hrで30分間予備走行させ、空気圧を再調整
し 200 km／hrの速度までドラム回転速度を上昇させた
後ドラムを惰行させ、185 km／hrから20 km ／hrまでド
ラム回転速度が低下するまでの慣性モーメントから算出
した。 タイヤの転がり抵抗 ds／ dt （ID／RD² ＋ It ／Rt² ) −ドラム単体の抵抗 式中ID：ドラムの慣性モーメント It：タイヤの慣性モーメント RD：ドラム半径 Rt：タイヤ半径 上式にて求めた60 km ／hr時の転がり抵抗値を代表値と
して求めた。なお、環境は24±２℃にコントロールされ
た室内で測定を実施した。指数化は テストタイヤ指数＝100 ＋100 × コントロールタイヤ代表値−テストタイヤ代表値／コン
トロールタイヤ代表値で表した。この結果、転がり抵抗
値が小さい方が指数が大きくなり、したがって低燃費性
能が良好となる。なお、コントロールタイヤとして従来
例１のタイヤを用いた。 (2) 操縦安定性指数Ｈ 試験タイヤを車両に装着し、60〜200km ／hrの速度でテ
ストドライバーによるフィーリング評点をコントロール
タイヤを10点として指数で評価した。指数が大きいほど
操縦安定性がよい。 (3) ８の字旋回テスト後のベルトコードの折れ本数Ｂ ８の字旋回テストは自動運転装置を用いて８の字状に曲
線上を走行させた後、左右の前輪タイヤを解剖してベル
ト層コードの折れ本数 Ｂ₁ を全周で測定し、左右前輪
タイヤの各第１ベルト層と第２ベルト層との総合計本数
で求めた。 (4) 悪路走行後ベルトコード破断本数Ｃ 悪路40％、良路60％の比率の走行条件で、各タイヤに内
圧2.5km ／cm² で荷重495 kgがかかるようにし、トレ
ッドゴムが完全摩耗するまでタイヤを走行させた後、ベ
ルト層部を露出させ、タイヤ１本中のベルトコード破断
本数を数え、悪路コード破断性を比較した。 (5) 耐久ドラムテスト タイヤ内圧3.0 kg ／cm² 、荷重990 kg、速度60 km ／
hrの条件でドラム走行させ、故障が生じなかった場合、
２万kmで走行打切りとした。 (6) クラウンセンター部のベルトコード打込本数Ｎ タイヤクラウンセンター部を中心にベルトコードの方向
と垂直にきれいにカットし、切り出したサンプルのカッ
ト面に、物差しを当てて、５cm幅内に存在するコードの
本数を0.5 本単位で求めた。第１ベルト層と第２ベルト
層についてタイヤ周上各３ケ所について行い計６箇の数
値を平均して求めＮ（本／５cm）とした。製造タイヤと
試験結果を表３および表４に示す。

【００３０】

【表３】

【００３１】

【表４】

【００３２】表３および表４において、一般のスチール
コードを用いた従来例１のタイヤを有機繊維マルチフィ
ラメント撚コードの従来例２に変更するとタイヤ重量が
軽くなり、タイヤ転がり抵抗Ｒが104 と良くなる。な
お、この場合、タイヤ形状等の影響がないようにタイヤ
寸度、トレッド半径等はほぼ合わせてある。しかし、従
来例２の操縦安定性指数Ｈは７となり、従来例１に比べ
て劣っている。一方、比較例１のようにNo.９の繊維−
樹脂複合材素線を撚らないで使用した場合、Ｒ，Ｈを同
時に良好にすることができたが、急旋回でのベルトコー
ド折れ本数Ｂが多数発生しており、耐久上問題がある。
特に比較例２，３のようにこの発明の繊維−樹脂複合材
素線条件Ｓ_F ／Ｓ_Y を満たさない複合材素線No.11及び1
2を用いたものは、Ｂ値が更に大きく耐久上大きな問題
を抱えている。また、比較例４は、複合材素線を撚って
用いているが撚ピッチｌが32mmというNo.11のコードを
用いているので、ベルト折れ改善効果が小さくＢが14と
まだ折れており問題がある。

【００３３】一方、実施例１〜５は、Ｒ，Ｈ，Ｂをすべ
て良好に満たしている。また、No.12のコードは、ｌが
4.5 mmと小さく、撚りが多すぎるので、撚強力保持率が
低くてよくない。また、No.10のコードは、１×６本と
多本撚りであるため、やはり撚強力保持率が低く、よく
ない。複合材素線No.10は、素線径Ｄが0.17mmと細す
ぎ、素線強力Ｓ_F が5.3 kgしかないので、撚り合わせて
も実用上ベルトコードに使用し難い。また、比較例５の
タイヤはNo.13のコードを用いており、これは、コード
圧縮モジュラスＣＭ_C が十分高くないので、操縦安定性
Ｈが劣っている。また、比較例７，８，10，11，13のタ
イヤは、打込数ＮがＳ_C,Ｅ_C との関係において十分大き
くないので、悪路走行でのベルトコード破断が発生して
おり、耐久信頼性に欠ける。これは、図５にいっそう明
瞭に示される。図において、例えば比14は比較例14、実
３は実施例３のデータを示す。一方比較例６, ９ , 12,
14のタイヤは、Ｄ，ｎとの関係においてＮが大きすぎ
るので、耐久ドラムテストにて走行途中でのベルト端セ
パレーション故障が発生しており、やはり耐久上問題が
ある。これは図６にいっそう明瞭に示される。

【００３４】

【発明の効果】以上、実施例、従来例及び比較例で説明
したように空気入りラジアルタイヤのベルト補強層の少
なくとも１層に特定の繊維−樹脂複合材素線を撚り合わ
せた特定の撚コードを特定の打込数で配列してなるこの
発明の空気入りラジアルタイヤは、軽量で、転がり抵
抗、操縦安定性にすぐれ、かつ急旋回時のベルトコード
折れや、悪路走行時のベルトコード耐破断性にすぐれて
いる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、この発明の空気入りラジアルタイヤに
用いる繊維−樹脂複合材素線の１例の断面図、

【図２】図２ａ〜ｋは、この発明の空気入りラジアルタ
イヤにおける繊維−樹脂複合材素線撚コードを備えるベ
ルト補強層の配置例を示す断面略図、

【図３】図３は、コードの圧縮モジュラスＣＭ_C の測定
用サンプルの斜視図、

【図４】図４は、図３のサンプルによる測定結果を示す
圧縮力と圧縮歪との関係を示すグラフ、

【図５】図５は、空気入りラジアルタイヤの悪路走行実
地試験でのベルトコード切れについてＳ_C ×Ｅ_C ×Ｎと
打込数Ｎとの関係を示すグラフ、

【図６】図６は、空気入りラジアルタイヤの耐久ドラム
テストでの故障について（0.3ｎ＋1.3 ）Ｄ×Ｎと打込
数Ｎとの関係を示すグラフである。 1 繊維−樹脂複合材素線 2 樹脂マトリックス 3 繊維フィラメント 4-1, 4-2 複合素線撚コードベルト 5-1, 5-2 スチールコードベルト 6-1, 6-2, 6-3 マルチフィラメント有機繊維撚コード
ベルト

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｄ０７Ｂ 1/06 Ａ 7199−3Ｂ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 左右１対のビード部と、 このビード部
   にそれぞれ連なる左右１対のサイドウォール部と、この
   サイドウォール部の間に位置するトレッド部とを備え、
   前記１対のビード部間にタイヤ周方向に対するコード角
   度が75〜90゜であるカーカス層と、トレッド部における
   該カーカス層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補強層とを有す
   る空気入りラジアルタイヤにおいて、前記ベルト補強層
   の少なくとも１層が芳香族ポリアミド繊維、高強力高弾
   性ポリビニルアルコール繊維及び炭素繊維よりなる群か
   ら選ばれた繊維であってヤーン引張強度Ｔ_Y が15ｇ／ｄ
   以上、引張弾性率Ｍ_Y が250 ｇ／ｄ以上の繊維フィラメ
   ントからなる実質無撚のフィラメント束を樹脂含浸剤で
   完全に包埋して形成した、直径Ｄ0.2 〜0.55mmのほぼ円
   形断面を有する繊維−樹脂複合材素線を、ｎが２〜５の
   範囲内の１×ｎ本撚の単撚構造で、かつ５〜30mmの範囲
   内の撚ピッチl で撚り合わせてなるコードをゴム中に埋
   設したベルト補強層であり、しかも該繊維−樹脂複合材
   素線の強力Ｓ_F が樹脂含浸剤で包埋する前のヤーンの強
   力Ｓ_Y に対して Ｓ_F ／Ｓ_Y ≧1.0 を満足し、かつ撚り合わせた後のコード強力をＳ_C (k
   g）、破断時の切断伸度Ｅ_C ( ％）、該コードをゴム中
   に埋設したベルト補強層クラウンセンタ一部の打込本数
   をＮ（本／５cm）とした場合、式 8600 ／Ｓ_C ×Ｅ_C ＜Ｎ＜41／ (0.3 ｎ＋1.3)×Ｄ （式中のｎ及びＤは前記の通りである。）で表される関
   係を満足することを特徴とする空気入りラジアルタイ
   ヤ。