JPH0653212U - 空気入りタイヤ - Google Patents

空気入りタイヤ

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JPH0653212U
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  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、物理的性質が改善もしくは維持さ
れた軽量タイヤを提供することを目的とする。 【構成】 円形断面でインチ当り1.2〜1.6の撚り
を有するカーボンファイバコードを含む空気入りタイヤ
が提供される。好ましくはRFL等の接着剤が塗布さ
れ、更に好ましくはS撚り及びZ撚りのカーボンファイ
バコードがタイヤ内の同じ補強プライ内で交互に使用さ
れ、特に好ましくは、折曲ベルト内にカーボンファイバ
コードが組込まれることを特徴としている。

Description

【考案の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】
本考案は折曲ベルト構造を有するカーボンファイバ補強高性能空気入りラジア ルタイヤに関する。
【0002】
【従来の技術】
米国特許第3,648,452号において、ヤングはカーボンファイバを撚る と強度特性が向上すると教示している。
【0003】 J102678/75にレソシノールホルムアルデヒドラテックス(RFL) 接着材を塗布したカーボンファイバが教示されており、独国公報DE32266 78号にはカーボンファイバ上にエポキシ樹脂を使用できることが教示され、米 国特許第4,044,540号には撚り合せてエポキシおよびRFLを塗布した カーボンファイバをタイヤに使用できることが教示されている。
【0004】 米国特許第4,735,249号およびGB2,160,158号にはタイヤ のビード領域にカーボンコードを使用することが教示されている。
【0005】 米国特許第3,778,396号には切り刻んだカーボンファイバをタイヤ内 に均等に分布して使用することが教示されている。
【0006】 GB1,385,704号には単層のカーボンフィラメントをタイヤのブレー カもしくはベルト領域に使用することが教示されている。
【0007】 EP237,599号にはカットカーボンファイバベルト上に折り曲げられた ポリアロマチクアミドファイバコードが教示されている。
【0008】 カジュキ等の米国特許第4,735,249号にはタイヤの下部サイドウォー ル部にカーボンファイバを使用することが教示されている。
【0009】 米国特許第4,644,988号にはタイヤ内の折曲グラスベルト構造が教示 されている。
【0010】 定 義 “ベルト”とは、タイヤの赤道面に対して17°〜27°のコード角度を有し 、トレッドの下層でビードに固定されていない織られているかもしくは不織の平 行コードプライのことである。
【0011】 “カットベルトプライ”とは、タイヤのクラウン領域内でカーカスプライ上に 平坦に配置されたトレッド幅よりも狭幅のベルトのことである。
【0012】 “クラウン”とは、タイヤトレッド領域内のタイヤトレッド幅限界内のタイヤ 部分のことである。
【0013】 “カーカスプライ”とは、タイヤの両ビードに固定された平行コードプライの ことである。
【0014】 “オーバレイ”とは、タイヤ内のベルト構造上に配置されてベルトエッジの剥 離を最小限に抑え滑らかな乗り心地を与えるトレッドとほぼ同幅のナイロン織布 もしくはファイバ補強ゴムのことである。
【0015】 “成長”とは、膨張圧およびサービス状態の影響によりある期間にわたってタ イヤサイズが徐々に変化することである。
【0016】 “フットプリント”とは、正規の荷重および圧力のもとで速度ゼロ、あるいは 特定の荷重、圧力および速度条件におけるタイヤトレッドの平坦面との接触領域 のことである。
【0017】 “高性能自動車”とは、コルベット、ランボルギーニ、フェラリ、ポルシェ等 の高速設計されたストックカーのことである。
【0018】 “下部サイドウォール”とは、ビード領域からショルダー領域を延在するタイ ヤのほぼ円周方向中間線までのサイドウォールの下部のことである。
【0019】
【考案が解決しようとする課題】
レースおよび高性能ストック自動車に使用されるタイヤの性能を向上させるこ とはタイヤ産業の絶えざる目標とされている。このようなタイヤに望まれる特性 は軽量、低抗力、良好な牽引力、最小振れ、低騒音、良好な操縦性、および低ト レッド摩耗性である。
【0020】 また、特定の条件および用途に対するタイヤ構造を設計することもタイヤ産業 では目標とされる。ある構造を使用してハンドリングを最適化したり別の構造を 使用して高速耐久性を最適化できることがわかっている。
【0021】 本考案の目的は、上記タイヤに望まれる物理的性質が改善もしくは維持された 軽量タイヤを提供することにある。本考案の他の目的は以下の明細書および実用 新案登録請求の範囲から明らかとなる。
【0022】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本考案の空気入りタイヤにおいては、カーカスプ ライ、折曲ベルトプライおよびカットベルトプライの中の少なくとも一つの補強 部材が、円形断面で、かつ1cm当り0.47〜0.63好ましくは0.55( インチ当り1.2〜1.6、好ましくは1.4)の撚りを有するRFL処理され たカーボンファイバコードを使用して補強されることを特徴としている。また、 カーボンファイバコード補強プライは、S撚りカーボンファイバコードおよびZ 撚りカーボンフィラメントを5:1〜1:5の比率で含むものであってもよい。
【0023】 本考案の空気入りタイヤの折曲ベルト構造は、1cm当り0.47〜0.63 (インチ当り1.2〜1.6)の撚りを有しRFL処理されたカーボンファイバ コードからなるほぼ平行な補強部材を有する少なくとも一層のベルトプライを含 むものである。また、折曲ベルト構造は、完成タイヤのトレッド幅を越える幅の 第1のカーボンファイバコード補強ベルトプライ、および完成タイヤのトレッド 幅にほぼ等しい幅の少なくとももう一層のベルトプライを含み、第1のベルトプ ライの側部は、少なくとも一層の付加ベルトプライを包んで該付加ベルトプライ のエッジ上に折り曲げられているものであることが好ましい。また、第1のベル トプライがRFL処理されたカーボンファイバコードを含み、付加ベルトプライ が鋼線を含むものであってよく、あるいはRFL処理されたカーボンファイバコ ードを含むものであってよい。また、カーボンファイバコードが円形断面を有す るものであってよく、またカーボンフィラメント補強プライが、S撚りカーボン ファイバコードおよびZ撚りカーボンファイバコードを5:1〜1:5の比率で 含んでいるものであってよい。さらに、少なくとも一層のナイロン織布オーバレ イを具備するものであってよく、またサイドウォール部が、本質的に1cm当り 撚りが0.47〜0.63(インチ当り1.2〜1.6)であるRFL処理され たカーボンファイバコードからなる補強部材を含む下部サイドウォールを構成す るものであってよい。
【0024】 本考案の空気入りタイヤにおいて、(a)ラジアル補強プライは、円形断面を 有し1cm当り撚りが0.47〜0.63(インチ当り1.2〜1.6)である RFL処理されたカーボンファイバコードからなるほぼ平行な縦方向補強部材を 有し、(b)ベルト構造は1cm当り撚りが0.47〜0.63(インチ当り1 .2〜1.6)であるRFL処理されたカーボンファイバコードからなるほぼ平 行な縦方向補強部材を有するベルトプライを含み、(c)サイドウォール部は下 部サイドウォールおよび上部サイドウォールからなり、下部サイドウォール部は 1cm当り撚りが0.47〜0.63(インチ当り1.2〜1.6)のRFL処 理されたカーボンファイバコードからなる補強部材を含んでいるものである。ま た、カーボンフィラメント補強プライがS撚りカーボンファイバコードおよびZ 撚りカーボンファイバコードを5:1〜1:5の比率で含んでいるものであって よく、また折曲ベルト構造が完成タイヤのトレッド幅を越える幅の第1のカーボ ンファイバコード補強ベルトプライと、完成タイヤのトレッド幅にほぼ等しい幅 の少なくとももう一層のベルトプライを含み、第1のベルトプライの側部が少な くとももう一層のベルトプライのエッジ上に折り曲げられて該プライを包むよう にされたものでよい。また、第1のベルトプライがRFL処理されたカーボンフ ァイバコードを含み、付加ベルトプライが鋼線を含むものであってよいし、もし くはカーボンファイバコードを含むものであってもよい。さらに、タイヤが少な くとも一層のナイロン織布のオーバレイを具備するものであってもよく、またカ ットカーボンファイバベルトと、Wレイアップの840/2スパイラルオーバレ イ、あるいはカットカーボンファイバベルトと、U構成の420/2スパイラル オーバレイを含むものとすることもできる。
【0025】
【作用】
本考案は、カーボンファイバコードを使用してタイヤを補強することを特徴と しているが、カーボンファイバコードは前述した如くカーカスプライあるいはブ レーカプライ内で縦方向補強部材として使用される。
【0026】 上記カーボンファイバコードはS及びZ撚りを有し、各プライ内で交互にS及 びZ撚りフイラメントが使用される。S撚りだけの補強構造をタイヤに使用する と補強構造が不整列となる傾向がある。S撚り及びZ撚りコードを補強構造の各 プライ内に交互に横に並べた補強構造とすれば、このような不整列化を防止する ように働く。
【0027】 高速で使用されるタイヤは、高速時の高い遠心力により、特に折曲領域のプラ イ量がスピニング不連続性を生ずる傾向がある。折曲ベルト構造を使用する場合 のベルトパッケージの幅(折曲エッジ間で測定)を、従来のものよりも2〜6% 好ましくは4%広くすれば、折曲ベルト領域内の応力分布が均等化されるように 作用し、ベルトエッジ付近の応力/歪集中に対して最良の結果が得られる。
【0028】 また、鋼の引張強度はカーボンファイバより大きいが、カーボンファイバの比 重が低いため運転中のタイヤの応力が低減されるためこれらの要因が互いに打消 すように作用し、カーボン/鋼折曲ベルト構造を含むタイヤの成長特性は、カー ボン/カーボン折曲ベルト構造を有する類似タイヤとほぼ同じになる。
【0029】 また、オーバレイ構造は、タイヤの成長を規制して折曲ベルト構造を正しい位 置に保持する働きをする。
【0030】 更に、下部サイドウォールにカーボンファイバコードインサートを付加するこ とにより、該下部ウォールはより補強される。
【0031】
【実施例】
本考案は一対の環状ビードと、ビード周りに巻き付けられたカーカスプライと 、カーカスプライのクラウン部上の好ましくは折り曲げられたベルト構造と、ベ ルト構造上に配置されたトレッドゴムと、トレッドおよびビード間に配置された サイドウォールを具備する空気入りタイヤに関するもので、タイヤは、外形が円 で、1cm当りおよそ0.47〜0.63好ましくは0.55(インチ当り1. 2〜1.6、好ましくは1.4)の撚りを有するカーボンファイバコードを使用 して補強されることを特徴としている。カーボンファイバコードはカーカスプラ イもしくはブレーカプライ内で縦方向補強部材として使用される。
【0032】 実施例では、補強プライ内の縦方向補強部材として使用されるカーボンファイ バコードはSおよびZ撚りを有し、各プライ内で交互にSおよびZ撚りフイラメ ントが使用されている。
【0033】 折曲ベルト構造は完成タイヤのトレッド幅を越える幅の第1のベルトプライお よび完成タイヤのトレッド幅にほぼ等しい幅の少なくとももう一層のベルトプラ イを具備している。タイヤ構造時に、第1のベルトプライの側部は付加ベルトプ ライのエッジ上に折り曲げられて付加ベルトプライを包むようにされる。
【0034】 実施例では、第1のベルトプライはRFL処理されたカーボンファイバコード を具備している。付加ベルトプライは鋼コード補強プライもしくは付加カーボン ファイバコード補強プライより成ることができる。
【0035】 タイヤは、折曲ベルト構造上にナイロン織布のオーバレイを設けないか、ある いは一層もしくは二層のオーバレイを設けて製造することができる。類似構造の 従来技術の高速タイヤは2層以上のオーバレイを使用する場合しか使用に適さな い。
【0036】 別の実施例のタイヤでは、カーカスプライはカーボンファイバコードを有する こともでき、またタイヤの下部サイドウォール部においてカーボンファイバコー ドをインサートの形状で使用することもできる。
【0037】 以下図面を参照して説明する。図1は空気入りタイヤ10を示し、それは一対 のビード12,12aと、ビード12,12a周りに巻き付けられた縦方向補強 材15を有するラジアルカーカスプライ14と、タイヤのクラウン領域17内で カーカスプライ14上に配置された折曲ベルト構造16と、折曲ベルト構造16 上に配置されたトレッド部18と、トレッド18およびビード12,12a間に 配置されたサイドウォール20を有している。折曲ベルト構造16はさらに第1 の(折曲)ベルトプライ22および付加カットベルトプライ24を有している。
【0038】 タイヤ10製造時に折曲ベルト構造16を形成するために、タイヤのトレッド 幅を越える幅の第1のベルトプライ22がタイヤのクラウン領域17内でカーカ スプライ14上に配置される。その後、タイヤのトレッド幅にほぼ等しい幅のカ ットベルトプライ24が第1のベルトプライ22上に配置され、その側部26, 26aがカットベルト24のエッジ28,28a上へ折り曲げられる。
【0039】 本考案の折曲ベルト構造を使用する場合、折曲エッジ間がこの種のタイヤの従 来のベルトパッケージよりも2〜6%、好ましくは4%、広いベルトパッケージ を使用すると最良の結果が得られることがわかっている。ベルトパッケージを広 くすると折曲ベルト構造の歪が低減され、ショルダーの伸長も規制し易くなり、 より少量のゴムでトレッドを作成できるようになる。
【0040】 実施例において、第1のベルトプライ22はタイヤの赤道面に対しておよそ1 8〜30°、好ましくは24〜28°、の方位とされた外形が円形でほぼ平行な 縦方向カーボンファイバ(カーボンファイバ)コードを有している。S撚りとさ れたカーボンファイバがZ撚りとされたカーボンファイバと一緒に使用される。 S撚りだけの補強構造をタイヤに使用すると、補強構造はクリープすなわち不 整列となる傾向がある。S撚りコードおよびZ撚りコードを補強構造の各プライ 内に横に並べた補強構造とすればこのような不整列は防止される。S撚りコード およびZ撚りコードは1:5〜5:1の比率で使用し、タイヤの使用部分すなわ ち領域に応じてパターンを変えることができる。
【0041】 好ましくは、カーボンフィラメントにRFL接着剤もしくはエポキシ/RFL 接着剤を塗布してタイヤゴムへのカーボンファイバコードの接合を容易にする。
【0042】 カーボンファイバコードを折曲ベルトに使用すると特に良好な操縦特性、良好 な牽引、および低騒音を達成できることがわかっている。
【0043】 本考案に使用したカーボンファイバは、BASF−AGから入手されノースカ ロライナ州,シャーロットのヘキストセラニーズ社により発明者の仕様に従って 処理された。織布はたて糸方向だけにカーボンファイバコードを使用して作られ た。よこ糸方向にはレーヨンを使用したが、当業者ならば従来の任意のよこ糸を 使用して織布内でカーボンファイバコードを一緒に保持できることが理解される 筈である。
【0044】 図示する実施例に使用したカーボンファイバコードは6000フィラメントの トウを有し、それは一緒に結束されて3600デニールストランドとされ1cm 当り0.47〜0.63、好ましくは0.55(インチ当り1.2〜1.6、好 ましくは1.4)の撚りが施されている。
【0045】 フィラメントのトウはグッドイヤーの仕様に従って処理され外形が円形のコー ドが提供される。本考案により、平坦な外形を有するカーボンファイバコードは 従来の装置では処理できないことがわかっている。
【0046】 6000ファイバコードトウ(6K/1)のコード特性を下表に示す。当業者 ならば、破断時の%伸長を除けば、補強プライに使用するアラミドおよびファイ バグラスコードに匹敵する特性であることが理解される筈である。
【0047】
【表1】 下記のコードおよびベルトパラメータで実験室テストを行うためにカーボンフ ァイバコードを使用して合成プライを作成した。
【0048】
【表2】 図4および図5に示すように、カーボンファイバコード/ゴム複合体をアラミ ドコード補強およびグラスファイバコード補強を使用した類似の複合体と比較し た。
【0049】 ベルトエッジ付近の応力/歪集中に対してタイヤ内のさまざまなベルトの応力 分析を行った結果、ベルトエッジにおける層間せん断歪は(テストした材料の中 では)カーボンファイバで製造したベルトの場合に最小となることがわかった。
【0050】
【表3】 本考案の実施例ではグッドイヤータイヤ社から入手できる処理されたアラミド コードであるフレクステン(Flexten )を使用した。
【0051】 他の点では、タイヤは従来技術により製造された。
【0052】 本考案の第1の実施例のタイヤではカットベルト24は、タイヤの赤道面に対 して18〜30°の方位とされた16〜24epiの2×0.30mm径高張力 鋼線からなる鋼ベルトプライから成ることができる。別の実施例ではカットベル ト24は、折曲ベルト22に使用するのと同様なカーボンファイバコードを具備 することができる。
【0053】 当業者ならば本考案のタイヤのカットベルトに従来の任意のベルト構造および ベルト材を使用できることが理解される筈である。
【0054】 次に図2における本考案のタイヤは、好ましくはナイロン織布からなる少なく とも2層のオーバレイ材を含みトレッドを施す前に折曲ベルト構造に施されるオ ーバレイ構造30を含むことができる。オーバレイ構造はタイヤの成長を規制し て折曲ベルト構造を正しい位置に保持する働きをする。好ましくは、ナイロンオ ーバレイは1260/2,850/1,840/2,420/2もしくは210 /2ナイロンコードからなり、それらは織込んでも織込まなくてもよい。当業者 ならば他のオーバレイ材料も使用できることが理解される筈である。
【0055】 オーバレイ構造に使用できる別の材料として短繊維複合体が含まれる。
【0056】 高速タイヤに折曲カーボンファイバベルト構造を使用すると、オーバレイを不 要とすることができる。適切な特性を有する折曲カーボンファイバベルト構造を 有するタイヤはオーバレイの無いもの、1層のオーバレイのあるもの、および2 層のオーバレイのあるものが製造されている。
【0057】 図2はまた2層のカットベルト36,38が1層の折曲ベルト16aにより包 み込まれている実施例も示している。カットベルト36,38は同じ材料でも異 なる材料でも良く、そして従来の構造とすることができる。カットベルト36, 38は補強として、カーボンファイバコード、鋼コード、ポリアミド、ポリエス テル、ポリオレフィン、ポリアミドフィラメントもしくはモノフィラメントおよ びその混合体を含むことができる。
【0058】 折曲ベルト構造に使用されるカーボンファイバはナイロン、ポリアミド、ポリ エステルもしくは鋼カーカス、あるいはこれらの材料の混合体からなるカーカス を有するタイヤに使用することができる。タイヤはナイロン、ポリアミド、ポリ エステル、もしくはスパイラルラップオーバレイにより製造することができる。
【0059】 当業者ならば本考案は、好ましくは2〜8層の、任意数のカットベルト層によ り製造できること、および本考案のタイヤの他の構造も理解される筈である。
【0060】 実施例において、カーカスプライ内の補強部材15は1000/2,1000 /3ポリエステルフィラメントを有している。別の実施例では、このような補強 部材はカーボンファイバコードもしくは鋼、カーボンファイバ、ポリエステル、 ポリアミド、ポリオレフィンおよび従来技術において公知の他の合成補強材の中 から選定した混合コードを含むことができる。
【0061】 図3に示す別の実施例では、カーボンファイバコードインサート32を付加す ることによりタイヤの下部サイドウォールにさらに補強を施すことができる。
【0062】 特に図示した本考案のタイヤは極端な高速で使用するように製造されており、 タイヤの開発時に従来寸法のタイヤでは高速時の高い遠心力により折曲領域の特 別なプライ量がスピニング不連続性を生じることがわかった。第1のベルトプラ イ22の幅(折曲エッジ間で測定した)を普通のカットベルトよりも4%広くす ればスピニング不連続性をほぼ解消できることがわかっている。折曲ベルトの幅 によりベルト領域内の応力分布はより均等化されてスピニング不連続性が解消さ れる。
【0063】 鋼の引張強度((剛性),4000MPa)はカーボンフィラメント(135 0MPa)よりも大きいが、カーボンフィラメントの比重が低く運転中のタイヤ の応力が低減されるため、これらの要因は互いに打消されてカーボン/鋼折曲ベ ルト構造を含むタイヤの成長特性はカーボン/カーボン折曲ベルト構造を有する 類似タイヤとほぼ同じとなることが理論的に計算されている。
【0064】 このような寸法を有する折曲ベルト構造はタイヤのフットプリント領域内にお けるより均等な力分布に明らかにある程度寄与している。本考案のタイヤはフッ トプリント領域において40psiの真空圧を示す。
【0065】 タイヤのフットプリント特性に寄与する相互関連要因はいくつかある。これら の要因には比重、速度およびベルト剛性が含まれ、それらの全てが運転中のタイ ヤの成長特性に寄与する。
【0066】 本考案のタイヤはカーボンファイバベルト構造の無い相応するタイヤよりも低 いトレッドチャンキングを示した。
【0067】 次の例、グラフおよび表を参照して本考案をさらに説明する。
【0068】 例1 タイヤのクラウン領域内のカーカスプライ上にカーボンファイバ折曲ベルトを 展開すること以外は従来の技術どおりにグッドイヤーイーグルZR40タイヤ( P275/40ZR17)を構成した。カーボンファイバ折曲ベルトは33.5 cm(13.2インチ)の折曲げられない時の幅を有しS撚りおよびZ撚りが交 番するカーボンファイバコードを使用して製造された。各カーボンファイバコー ドの1cm当り撚りは0.55(インチ当り1.4)であり予めRFL浸漬処理 を施した。カーボンファイバ折曲ベルトは23epi(インチ当り終端数)のカ ーボンファイバコード端数とした。
【0069】 例2 本例(表4参照)は、本考案に従って製造されたいくつかのタイヤ(1〜3) を従来技術のタイヤ(4〜6)と比較した場合の特性を示すものである。ベルト パッケージ構造を除けば各タイヤ1〜4および6は従来のグッドイヤーイーグル ZR40として構成された。すべてのタイヤをイーグルZR40タイヤよりも4 %広幅のベルトパッケージを製造した。ベルト補強部材のコード角を幾分変えて すべてのタイヤ構造においてコード角が同じとなるようにした点を除けばタイヤ 5はイーグルZR40構造と同じである。
【0070】 タイヤ構造#1および#2は2層の折曲カーボンファイバベルトを使用して作 成され、ベルト1はベルト2周りに折り返されている。構造#1は1層のナイロ ンオーバレイを有し構造#2にはオーバレイは無い。構造#6は1層オーバレイ と同様に構成された2層の折曲鋼ベルトを使用している。
【0071】 構造#3は1層のオーバレイを有するカット鋼ベルト周りに折り曲げられたカ ーボンファイバベルトを使用している(図3参照)。
【0072】 構造#4は2層のオーバレイ材料を有する2層のカットカーボンファイバベル トを使用している。
【0073】 構造#5は標準として使用される従来のタイヤである。
【0074】 実施するテストの中では高性能タイヤにおける高速耐久特性が最重要と思われ る。残りのテストを重要度順に列記すると、ドライハンドリングテスト、ウェッ トハンドリングテスト、サブジェクティブハンドリングテストおよび騒音、振動 および不快音テスト(NVH)となる。67”ホイールのローリングテスト(ロ ーリング抵抗測定)、ツインロール抵抗テスト、残留セルファライニングトルク (RSAT)、および力およびモーメントテスト(F&M)は互いに同等である が他の5つのテストよりも重要度が低いものと思われる。
【0075】 最初の4つのテストはテストカードライバの意見に相当依存するため幾分主観 的である。表中、(+)はドライバの肯定的意見を示し、(−)は否定的すなわ ち“平均以下の”意見を示す。ラップタイムはこれらのテストの客観的要素であ る。
【0076】 高速テストはタイヤを装着して199.5〜318.5km/時(124〜1 98mph)の速度で10分間ドラムに対して走行させるマシンテストである。 速度は9.98km/時(6.2mph)のステップで増加される。S/F(停 止/終了)はチャンキングを生じることなくタイヤがテストに耐え抜いたことを 示す。CNKは幾分チャンキングが観察されたことを示す。ローリングテストお よびRSATテストについては、小さい数字はそれぞれ良好なローリング抵抗特 性および残留セルファライニングトルク特性を示している。
【0077】 F&Mテストの大きい数字は良好なラテラルグリップ特性を示している。タイ ヤが発生する測定横力(LF)とタイヤに加わる総下降力(TF)との比(LF /TF)が1%スリップ角におけるラテラルグリップの測定値となる。
【0078】 表中のデータは2層のカーボンファイバ折曲ベルトを使用したタイヤの全体結 果が最善であったことを示している。また、申し分のないタイヤはオーバレイ無 しで製造するか、もしくは折曲カーボンベルトを使用する際には1層のみのオー バレイ材料を使用して製造することができるが、従来の高性能タイヤの場合には 満足な結果を得るのに2層のオーバレイ材料を必要とすることも示されている。
【0079】
【表4】 例3 第2の構造のイーグルZR40タイヤを付加テストに使用した。使用された構 造は表5の左欄に要約されている。構造A−標準はカット鋼ベルトだけを使用し て作成した。構造Bには折曲カーボンファイバベルトおよびカーボンファイバカ ットベルトを使用した。構造Cはオーバレイが無い点を除けば構造Bと同じであ る。構造F,G,Hは全てファイバカットベルトで作成され、表示されたように 使用するオーバレイだけが異なっている。W,X,Z,Uスパイラルオーバレイ はレイアップの構造により規定される。“W”レイアップはトレッド部中心の下 に2層のスパイラル層を有し、各ショルダーに3層を有している。“X”レイア ップはタイヤのクラウン両端間に2層のスパイラル層を有している。“Z”レイ アップはトレッド中心の下の2層と各ショルダー上の4層の重畳スパイラル層を 有している。“U”レイアップは各ショルダー内に2層を有するタイヤ両端間の 1層のスパイラル層である。
【0080】 ツインロール,ハンドリングおよび残留セルファライニングトルク(RSAT )データを得た他に、膨張による差異を識別するために様々な膨張条件の元で付 加高速テストを実施した。
【0081】 表6の文字指定は表5に示す同構造のものと一致している。
【0082】
【表5】
【0083】
【表6】 以上の試験結果から次のような結論が導き出される。
【0084】 オーバレイの無い折曲カーボンファイバベルトがサブジェクティブハンドリン グに対して最善であった。
【0085】 X420/2スパイラルオーバレイを有する折曲カーボンファイバベルトがウ ェットハンドリングに対して最善であり、カットカーボンファイバベルトは標準 よりも幾分下であった。
【0086】 ZおよびU420/2スパイラルオーバレイを有する折曲カーボンファイバベ ルトがドライハンドリングに対して最善であり、折曲ベルト構造は標準以下であ った。
【0087】 折曲ベルトカーボンファイバ構造は高速に対してはカット鋼標準よりも良く、 最高321.8km/時(200mph)のマシンで破損しなかった。カットカ ーボンファイバ構造は全て標準よりも低い1〜4速ステップを駆動し、悪くなっ たオーバレイは少なかった。
【0088】 オーバレイを有する折曲カーボンファイバベルトは67”ローリング抵抗が5 %低下し、オーバレイの無い折曲ベルトは2%上昇した。
【0089】 折曲カーボンファイバベルトタイヤは実験室の耐久性テストに合格しなかった 。カット鋼標準および840/2スパイラルオーバレイを有するカットカーボン ファイバベルトは共に実験室の耐久性テストに合格した。
【0090】 折曲カーボンファイバベルトタイヤおよびカット鋼標準は共に高圧よりも低圧 時のコーナ係数が高かった。カットカーボンファイバタイヤは低圧におけるコー ナリング係数が幾分低かった。
【0091】 カーボンファイバベルトタイヤは低膨張圧におけるアライニングトルクの増加 が鋼標準よりも大きかった。
【0092】 折曲カーボンファイバベルトはいずれのカットベルトタイヤよりも高速時の性 能が実質的に良かった。
【0093】 折曲カーボンファイバベルトを有するタイヤは低膨張圧においてカット鋼ベル ト付標準タイヤよりも良好な高速耐久性能を示した。
【0094】 本考案の特定実施例について図解説明してきたが、当業者ならば考案の精神を 逸脱することなく本考案をさまざまに修正かつ実施できるものと思われる。本考 案は実用新案登録請求の範囲によって制約されるものとする。
【0095】
【考案の効果】
本考案の折曲ベルト構造を使用する場合、折曲エッジ間をこの種のタイヤの従 来のベルトパッケージよりも幅を広くすることにより、折曲ベルト構造の歪が低 減される。このためショルダの伸長を規制し易くなり、より少量のゴムでトレッ ドを作成できるようになり、タイヤの軽量化に寄与する効果がある。また、カー ボンファイバコードを折曲ベルトに使用することにより、特に、良好な操縦特性 、牽引力及び低騒音を達成できる効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】折曲ベルト構造を有するカーボンファイバコー
ドを有する空気入りタイヤを示す図である。
【図2】付加オーバレイ構造を有する空気入りタイヤを
示す図である。
【図3】(a)はカーボンファイバコードインサートを
有する空気入りタイヤを示す図であり、(b)はローワ
サイドウォール内にカーボンファイバ補強を有するタイ
ヤの側面図である。
【図4】カーボンファイバコードと他の材料を比較する
荷重−撓み曲線である。
【図5】荷重および破損サイクルを示すさまざまな材料
でできた複合プライの比較図である。
【符号の説明】 10 空気入りタイヤ 12 ビード 12a ビード 14 ラジアルカーカスプライ 15 縦方向補強材 16 折曲ベルト構造 17 クラウン領域 18 トレッド部 20 サイドウォール 22 ベルトプライ 24 カットベルトプライ 26 側部 26a 側部 28 エッジ 28a エッジ 30 オーバレイ構造 32 カーボンファイバコードインサート 36 カットベルト 38 カットベルト
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 ウォーレン リー クロイル アメリカ合衆国 44281 オハイオ州 ウ ォズワース ウィルハイト ドライブ 8265 (72)考案者 ジョアン エリザベス ショー アメリカ合衆国 44223 オハイオ州 カ イホガ フォールズ 17番 ストリート 2023 (72)考案者 ドナルド ジョージ ヴェラ アメリカ合衆国 44685 オハイオ州 ユ ニオンタウン フェアウェイ ドライブ 1856 (72)考案者 ジョーゼフ ケビン ハブル アメリカ合衆国 44313 オハイオ州 ア クロン スモークライズ ドライブ 1738 (72)考案者 ペリー ウォトラス ベル アメリカ合衆国 44666 オハイオ州 ノ ース ローレンス デルトン フォックス レイク ロード 7178 (72)考案者 デビッド リー ベア アメリカ合衆国 48374 ミシガン州 ノ ウビ ホワイト プレインズ ドライブ 24938 (72)考案者 スレインドラ クマー チョーラ アメリカ合衆国 44321 オハイオ州 コ プリー コナストウガ トレイル 4458

Claims (18)

    【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】 少なくとも一対のビードと、前記ビード
    対周りに巻き付けられた補強カーカスプライと、前記カ
    ーカスプライ上に配置された少なくとも一層の折曲ベル
    トおよび少なくとも一層のカットベルトからなる折曲ベ
    ルト構造と、前記折曲ベルト構造上に配置されたトレッ
    ドゴムと、前記ビードおよび前記トレッドゴム間に配置
    されたサイドウォールを具備する空気入りタイヤにおい
    て、 前記カーカスプライ、前記折曲ベルトプライおよび前記
    カットベルトプライの中の少なくとも一つの補強部材が
    円形断面および1cm当り0.47〜0.63の撚りを
    有するRFL処理されたカーボンファイバコードを含む
    ことを特徴とする空気入りタイヤ。
  2. 【請求項2】 前記カーボンファイバコード補強プライ
    がS撚りカーボンファイバコードおよびZ撚りカーボン
    フィラメントを5:1〜1:5の比率で含んでいる請求
    項1記載の空気入りタイヤ。
  3. 【請求項3】 少なくとも一対のビードと、前記ビード
    対周りに巻き付けられた補強カーカスプライと、前記カ
    ーカスプライ上に配置された折曲ベルト構造およびトレ
    ッドゴムと、前記ビードおよび前記トレッド間に配置さ
    れたサイドウォールを具備する空気入りタイヤにおい
    て、 前記折曲ベルト構造は1cm当り0.47〜0.63の
    撚りを有しRFL処理されたカーボンファイバコードか
    らなる実質的に平行な補強部材を有する少なくとも一層
    のベルトプライを含むことを特徴とする空気入りタイ
    ヤ。
  4. 【請求項4】 前記折曲ベルト構造が完成タイヤのトレ
    ッド幅を越える幅の第1のカーボンファイバコード補強
    ベルトプライおよび完成タイヤのトレッド幅と実質的に
    等しい幅の少なくとももう一層のベルトプライを含み、
    前記第1のベルトプライの側部が少なくとも一層の付加
    ベルトプライを包みこんで該付加ベルトプライのエッジ
    上に折り曲げられている請求項3記載の空気入りタイ
    ヤ。
  5. 【請求項5】 前記第1のベルトプライがRFL処理さ
    れたカーボンファイバコードを含み、前記付加ベルトプ
    ライが鋼線を含んでいる請求項4記載の空気入りタイ
    ヤ。
  6. 【請求項6】 前記第1のベルトプライがRFL処理さ
    れたカーボンファイバコードを含み、前記付加ベルトプ
    ライがRFL処理されたカーボンファイバコードを含ん
    でいる請求項4記載の空気入りタイヤ。
  7. 【請求項7】 前記カーボンファイバコードが円形断面
    を有する請求項3記載の空気入りタイヤ。
  8. 【請求項8】 前記カーボンフィラメント補強プライが
    S撚りカーボンファイバコードおよびZ撚りカーボンフ
    ァイバコードを5:1〜1:5の比率で含んでいる請求
    項3記載の空気入りタイヤ。
  9. 【請求項9】 さらに、少なくとも一層のナイロン織布
    オーバレイを具備する請求項3記載の空気入りタイヤ。
  10. 【請求項10】 前記サイドウォール部が、本質的に1
    cm当り撚りが0.47〜0.63であるRFL処理さ
    れたカーボンファイバコードからなる補強部材を含む下
    部サイドウォールを構成する請求項3記載の空気入りタ
    イヤ。
  11. 【請求項11】 少なくとも一対のビードと、前記少な
    くとも一対のビード周りに巻き付けられた補強プライ
    と、前記タイヤのクラウン領域内で前記補強プライ上に
    配置された折曲ベルト構造と、前記折曲ベルト構造上に
    配置されたトレッドと、前記ビードおよび前記トレッド
    間のサイドウォール部を具備する空気入りタイヤにおい
    て、 (a)前記ラジアル補強プライは円形断面を有し1cm
    当り撚りが0.47〜0.63であるRFL処理された
    カーボンファイバコードからなる実質的に平行な縦方向
    補強部材を有し、(b)前記ベルト構造は1cm当り撚
    りが0.47〜0.63であるRFL処理されたカーボ
    ンファイバコードからなる実質的に平行な縦方向補強部
    材を有するベルトプライを含み、(c)前記サイドウォ
    ール部は下部サイドウォールおよび上部サイドウォール
    からなり、前記下部サイドウォール部は1cm当り撚り
    が0.47〜0.63のRFL処理されたカーボンファ
    イバコードからなる補強部材を含んでいる、空気入りタ
    イヤ。
  12. 【請求項12】 前記カーボンフィラメント補強プライ
    がS撚りカーボンファイバコードおよびZ撚りカーボン
    ファイバコードを5:1〜1:5の比率で含んでいる請
    求項11記載の空気入りタイヤ。
  13. 【請求項13】 前記折曲ベルト構造が、完成タイヤの
    トレッド幅を越える幅の第1のカーボンファイバコード
    補強ベルトプライと、完成タイヤのトレッド幅と実質的
    に等しい幅の少なくとももう一層のベルトプライを含
    み、前記第1のベルトプライの側部が前記少なくともも
    う一層のベルトプライのエッジ上に折り曲げられている
    請求項11記載の空気入りタイヤ。
  14. 【請求項14】 前記第1のベルトプライがRFL処理
    されたカーボンファイバコードを含み、前記付加ベルト
    プライが鋼線を含んでいる請求項11記載の空気入りタ
    イヤ。
  15. 【請求項15】 前記第1のベルトプライがカーボンフ
    ァイバコードを含み、前記付加ベルトプライがカーボン
    ファイバコードを含んでいる請求項11記載の空気入り
    タイヤ。
  16. 【請求項16】 さらに、少なくとも一層のナイロン織
    布のオーバレイを具備する請求項11記載の空気入りタ
    イヤ。
  17. 【請求項17】 前記タイヤがカットカーボンファイバ
    ベルトと、Wレイアップの840/2スパイラルオーバ
    レイを含む請求項11記載の空気入りタイヤ。
  18. 【請求項18】 前記タイヤがカットカーボンファイバ
    ベルトと、U構成の420/2スパイラルオーバレイを
    含む請求項11記載の空気入りタイヤ。
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