JPS62137202A - 運動性能及び耐久性に優れた乗用車用ラジアルタイヤ - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は乗用車用ラジアルタイヤ、特にカーカスコード
層に通常使用されているテキスタイルコードの代りにス
チールコードを適用してタイヤサイド部の耐久性を増大
させると共にタイヤの重要な運動性能である操縦性、振
動乗心地及び転がり抵抗性をいずれもテキスタイルコー
ドを適用した場合よりも向上させた乗用車用ラジアルタ
イヤに関するものである。

（従来の技術） 通常、トラック・バス用ラジアルタイヤではベルトおよ
びカーカスコード層の両者にスチールコードが用いられ
ているが、従来乗用車用ラジアルタイヤにおいては、そ
のベルトコード層にはスチールコードが用いられ、カー
カスコード層には耐疲労性の優れたポリエステル、ナイ
ロン、レーヨンなどのテキスタイルフードが使用される
のが一般的であった。しかしながらこれらのテキスタイ
ルフードを乗用車用ラジアルタイヤのカーカスコード層
に使用する場合には、（１）縁石こすりなどのタイヤサ
イド部の外傷に対する抵抗性が不足し、（２）これらの
テキスタイルコードは曲げおよび圧縮剛性が一般的に低
いため、タイヤサイド部の剛性を高めてさらに高い運動
性能を得ることに限界を生じ、（３）比較的大型の乗用
車用ラジアルタイヤにおいては強度が不足するためカー
カスコード層を複数枚にする必要があり、このため運動
性能が■害され、また製、造性の点でも煩雑となる等の
問題があった。

一方乗用車用うシアルタイヤのカーカスコード層にテキ
スタイルコードに代えてスチールコードを適用する場合
には以下の問題点が考えられる。

まず第１としてカーカスコード層に用いられたコードは
、タイヤ転勤に伴い長期に亘る繰返し曲げ及び圧縮変形
を受けるためにコードの材質疲労が進行するとともにコ
ード内のフィラメント素線が互いに擦れ合うことによる
７レツテイング現象に基づくコードの強力低下が起こり
、それらの程度が大きくなるとタイヤサイド部の破壊が
発生する。このため乗用車用ラジアルタイヤのカーカス
コード層に適用可能なレベルまでスチールコードの耐疲
労性、耐フレツテイング性を向上する技術が必要である
。

第２にテキスタイルコードよりも曲げ剛性の大きいスチ
ールコードをカーカスコード層に適用した場合には、タ
イヤサイド部の剛性が高くなりすぎるために操縦特性は
向上しても一方で振動乗心地特性が大幅に損われるとい
う問題がある。一般にタイヤの操縦性能の向上と乗心地
性の向上は二律背反問題であり、両運動性能の高いタイ
ヤを得るためにはこの相反問題を克服する新しいタイヤ
技術が必要である。

こうした背景から従来乗用車用ラジアルタイヤにおいて
、そのカーカス層にスチールコードを用いることは、耐
疲労性不足及び一部の運動性能とくに振動乗心地性の低
下などより一般には困難視されていた。

（発明が解決しようとする問題点） さて乗用車用ラジアルタイヤにおいてカーカスコード層
へスチールコードを適用した公知例として特開昭５８−
２２１７０８号公報に記載されている空気入りラジアル
タイヤがあるが、このタイヤは３本の金属素線を撚り合
せたストランドをさらに３本撚り合せてなる３×８なる
構造で、かつ素線径が０．０８〜０．１５１１１１であ
る金属コードを用いたことを特徴としており、その効果
として耐サイドカツトバースト性、操縦安定性および高
速耐久性の向上が達成されたことが述べられている。

しかしながら、本発明者らが上記公開公報に開示されて
いるタイヤの内容を吟味、検討した結果、以下の問題点
が含まれることが明確化された。

まｆ該タイヤの構成要件であるスチールコードの構造で
ある８×８構造は、いわゆる複撚構造であり、これを高
内圧使用のトラック・バス用ラジアルタイヤに適用する
のでなく、カーカスコード層のたわみ、およびコード動
き量の大きい乗用車用ラジアルタイヤに適用した場合に
は、走行によるフィラメント素線間とくにストランド間
の点接触部での７レツテイング摩耗によるフード強力低
下が大きく起こり、適用が不適当である結果となった。

また耐疲労性についても点接触部を含む複撚では局所的
にフィラメント表面に対し高い繰返し応力が付加される
ことになり、たとえよりしなやかな細径フィラメントを
適用した場合でも疲労破壊がもたらされる危険性が大き
い。またフィラメント素線径が、構成要件である０、０
８〜０．１５１１１の範囲ではコード自身の曲げ及び圧
縮剛性を一般に高くとることが困難であり、期待する運
動性能は得がたい傾向にある。

（問題点を解決するための手段） かかる現況に鑑み、本発明者らは各種コード及びタイヤ
の試作を重ねて検討を加えた結果、特定の単撚構造のス
チールコードをゴムに特定の条件下で埋設して成るカー
カスコード層を有するラジアルタイヤにより、上記問題
点が解決されることを確かめ本発明を達成するに至った
。

即ち、本発明者らは上記検討の過程において、まずラジ
アルタイヤのカーカスコード層に適用されるスチールコ
ードの耐久性を増大させるためには、前述の複撚で生ず
るようなフレッティング摩耗及び局所的応力増大による
疲労破壊を促進する点接触部の消失が必要であり、１×
ｎで示される単撚構造の適用が最適であることを知見し
た。単撚構造におけるフィラメント間の接触形態は線接
触でかつ接触圧は低く、また継手法の改良によってはフ
ィラメント間にゴムを浸透させフィラメント間の接触を
避は全くフレツテングをなくすことも可能であり、同時
に疲労破壊の可能性もかなり低くできる。トラック・バ
ス用ラジアルタイヤのカーカスコード層にはフィラメン
ト総数が１０本以上の層撚構造あるいは層撚構造を用い
るのが一般的であり、前述のような単撚構造はフレッテ
ィング疲労性では良好であるが、コード強力、コード剛
性等が必要レベルに達し難く現在使用されていない。と
ころが乗用車用ラジアルタイヤの場合は、低内圧使用と
いう点でコード強力を低くでき十分単撚構造を適用し得
ることが判明した。

また高運動性能の達成のために、とくに操縦性向上の点
では、コード特性として曲げ剛性の高いスチールコード
が最適であるという結果が得られ、すなわちコードを構
成するフィラメント径は、疲労耐久性の許す限り太い径
が有利であり、コード径も太い方が有利である。

さらに高運動性能達成のための振動乗心地性、転がり抵
抗性向上の観点では、カーカスコード層におけるスチー
ルコードの打込みを粗く、すなわちコード間のゴムの厚
みを大きくとることにより良化することを見出したので
ある。

従って、本発明の運動性能及び耐久性に優れた乗用車用
ラジアルタイヤにおいては、 イ、カーカスコード層に１、１×ｎ（ｎはフィラメント
素線数で、１〜５の整数）で表わされる単撚構造のスチ
ールコードをゴムに埋設して成ルコード層を適用し、ス
チールコードは強度が高いので１枚の層で十分に耐久性
を発揮することができ、 ロ、カーカスコード層におけるスチールコードの配置に
おいて、第１図に示す如く、タイヤ最大幅位置でタイヤ
周方向に測定したとき打込まれたコード間のゴム厚み（
Ｄ）がＯ，ＳＯ〜２．００１１１１の範囲内にあり、尚
第１図において１はサイドゴム層、２はスチールコード
、８はインナーライナ層を示し、 ハ、単撚構造のスチールコードを構成するフィラメント
緊線数（ｎ）と、フィラメント径（ｄ）の４乗の積ｎｘ
ｄ　が０．００２〜０．０１２の範囲内にありに 、単撚構造スチールコードを構成するフィラメント素線
の径（＋１）は０．１５〜０．２５　Ｋｌの範囲内にあ
る ことを必要とする。

ここで単撚構造のスチールコードを構成するフィラメン
ト緊線の数は５より大になると理想的な単撚形状を保持
していたとしてもコード内の空隙が増し、同時にフィラ
メント間の隙間も狭くなることによりコード内部へのゴ
ム侵透性が悪化し、腐食に対する抵抗性が低下する。ま
たこの理想的な単撚り形状は幾何学的に安定な形状に崩
れ易く例えばフード内部に緊線フィラメントを含む形状
に崩れ、コード内部に落ち込んだフィラメントが周囲の
フィラメントから大きな接触応力を受けたり、あるいは
各フィラメントへの張力分布が不均一となることより耐
疲労性が悪化する危険性がある０ また単撚構造のスチールコードをカーカスコード層へ適
用する場合のコードの打込に関して、前述のようにフー
ド間ゴム厚みが大きいほど性能が良化する傾向がみられ
るが、２．０１１１１を超えるとコード間隔が広すぎる
ため外観上サイド部の凹凸が目立つことが問題となった
り、長距離走行においてタイヤ内側にインナーライナ一
層を通してコードが浮き出るという故障が起こる可能性
が増大し、一方０．８０ｗｘ未満では現状のテキスタイ
ルコードに対して運動性能の優位性は少くなる。特にコ
ード間が広すぎるとコード曲げ剛性が比較的低い場合に
は、操縦性が低下し易い傾向もあり、操縦性と振動乗心
地性と転がり抵抗性の王者がバランスよく向上するため
には、１．２０〜１．７０１１１ｍの範囲のコード間ゴ
ム厚みが好ましい。

また単撚構造のスチールコードを構成するフィラメント
素線数（ｎ）とフィラメント径（ｄ）の４乗の積ｎ×ｄ
４が前記０．００２〜０．０１２（７）範囲に規定した
のは、ｎ　ｘ　ｄ’はコードの曲げ剛性に相関する量で
あるが、０．００２未満ではフード剛性が低すぎ期待す
る操縦性レベルが得られず、逆に０．０１２を超えると
コード径が太くなりすぎるため、コードへの被覆ゴムや
インナーライナ一層を厚くする必要もあり、乗用車用ラ
ジアルタイヤへの適用には好ましくない。しかるに前述
の性能バランスを考慮した、コード間のゴム厚みの範囲
の内厚み１．２０〜１．７０闘ト組合ワセタ場合はｎ　
ｘ　ｄ’値は０．００８５〜０．００９とするのが好ま
しい。

更に、１×ｎの単撚構造のスチールコードを構成するフ
ィラメント素線の径（ｄ）を０．１５〜０．２５鱈の範
囲とするのは、Ｑ、１５１１ｊ１未満ではその素線を用
いた撚線コードは柔軟すぎるため適度なサイド部剛性が
得られず、テキスタイルコードに対し操縦性のメリット
が少なくなり、一方０．２５１１１１を超えるとサイド
部の繰返し屈曲によるフィラメント表面歪が高くなり疲
労破壊が懸念され好ましくない。

（発明の効果） 以上説明してきたように、本発明は乗用車用ラジアルタ
イヤのカーカスコード層にスチールフィラメントを素線
とする単撚構造のスチールコードを用い、そのスチール
コードの構造、フィラメント素線径、カーカスコード層
中のコード間ゴム厚みを前述の如く適切・比することに
より、タイヤの重要な運動性能、特に操縦性、振動乗心
地性及び転がり抵抗性の向上と同時にタイヤサイド部の
耐　・久性を大幅に増大させることができたという効果
が得られた。

また本発明の技術は、一般の乗用車用ラジアルタイヤの
みならず、高運動性能の扁平ラジアルタイヤや高速ラジ
アルタイヤにも適用される。また、更には乗用車以外の
比較的低内圧使用のラジアルタイヤ、例えばレース用、
農業用、モーターサイクル用Ａ１型あるいは中型トラッ
ク用タイヤ、レジャービータル用タイヤなどにも適用可
能である。

（実施例） 次に本発明を実施例および比較例により説明する。

実施例１，２、比較例１，２ 第１表に示すようにカーカスコード層のコード構造が単
撚構造のｌＸ８Ｘ０．２２　、ｌＸ４Ｘ０．２０および
複撚構造ａｘａｘｏ、１ｇ　、４Ｘ４Ｘ０．１０である
タイヤサイズ１８５ＳＲ１４、リムサイズ５％Ｊ×１４
の実施例１，２、比較例１，２の４種のタイヤを試作し
、これ等のタイヤの耐久性を次に示す測定方法で評価し
た。得た結果を第１表に併記する。

耐久性の測定方法 供試タイヤを下記のドラム走行条件でドラム走行させた
後の７レツテイングに基づく初期コード強力からの低下
率により耐久性を評価した。この低下率は走行後タイヤ
よりコードを引抜いた後、引張試験機にて測定し、測定
数（ｎ）　２０の平均値を求めた。

ドラム走行条件 荷重：ＪＩＳ１５０チ負荷、速度’　：　６　ｇ　ｋ／
Ｈ内圧：　２．０　’ｉ／；−ｙ（”　１走行距＃ｉ　
：　４０，０００ｋｍ第　　　１　　　表 第１表から明らかな如（，３Ｘ８．４Ｘ４の複撚構造に
おいて２０チ以上の低下が引き起こされているのに対し
、本発明の単撚構造では殆んど強力低下は見られず、極
めて顕著な効果が認められた。このようにして一層のカ
ーカスコード層を持つ乗用車用ラジアルタイヤにおいて
、本発明にょる単撚構造スチールコードを適用したとき
の耐久に関する優位性を、複撚構造の場合と比較して確
認した。

実施例８〜６．比較例３〜６ 第２表に示す条件を満足するカーカスコード層を具えた
タイヤサイズ１８５８Ｒ１４の実施例８〜６、比較例３
〜６の８種のタイヤを試作した。尚上記サイズのタイヤ
では２枚のポリエステルコード層をカーカスコード層と
して使用するのが一般的であるので、かかるポリエステ
ルコード層を有するタイヤを比較例８のタイヤとして対
比品とし、他のタイヤとともに次に示す方法により運動
性能を評価し、結果を第２表に示す。

運動性能の評価 運動性能として、操縦性、振動乗心地性および転り抵抗
性をＪＩＳ規格１１０２０Ｂに準拠して測定を行ない、
比較例ａのタイヤの評価値を１００として指数表示した
。すべて指数が大なるほど良好であることを示す。

第２表の如く、フィラメント径（ｄ）およびフィラメン
ト素線＆（ｎ）とフィラメント径（ｄ）の４乗の積ｎｘ
ｄ　　あるいはその一方が本発明の規定値の範囲内に含
まれない比較例４〜６のタイヤに対し、実施例８〜６の
タイヤは上記運動性能の三者ともポリエステルコード使
用の比較例８のタイヤ対比４〜８チの改良がみられ、カ
ーカスコード層への単撚構造スチールコードの適用によ
る運動性能の明確なる優位性が認められた。

実施例７〜９．比較例７，８ 実施例４のタイヤにおけるカーカスコード構造ｌＸ４Ｘ
０．２０において、フード打込本数によりコード間ゴム
厚みを変化させ実施例７〜９、比較例７．８の５種類の
同じタイヤサイズのタイヤを試作した。実施例４のタイ
ヤと同じ試験測定法でタイヤの運動性能を測定し、比較
例８のタイヤの評価値を１００として第８表に、指数表
示した。なおコード打込本数、コード間ゴム厚みはタイ
ヤ最大幅位置における測定値である。

第８表の如く、フード打込本数が粗く、コード間のゴム
厚みを広くとることにより操縦安定性は殆んど変化がみ
られないものの振動乗心地性、転がり抵抗性に良化傾向
がみられ、本発明で規定する０、８０〜２．００ｕの範
囲において極めて良好な運。

動性能が達成されている。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一例タイヤのサイド部の部分断面図で
ある。 １・・・サイトコム層　　２・・・スチールコード８・
・・インナーライナ一層 特許出願人　株式会社ブリデストン 第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、１×ｎ（ｎはフイラメント素線数で、１〜５の整数
   ）で表わされる単撚構造のスチールコードをゴムに埋設
   して成るカーカスコード層を持ち、該カーカスコード層
   におけるスチールコードの配置においてタイヤ最大幅位
   置でタイヤ周方向に測定したコード間のゴム厚み（Ｄ）
   が０．８０〜２．００ｍｍの範囲であり、単撚構造のス
   チールコードを構成するフイラメント素線数（ｎ）とフ
   イラメント径（ｄ）の４乗の積（ｎ×ｄ＾４）が０．０
   ０２≦ｎ×ｄ＾４≦０．０１２の範囲にあり且つフイラ
   メント径（ｄ）が０．１５≦ｄ≦０．２５ｍｍであるこ
   とを特徴とする運動性能及び耐久性に優れた乗用車用ラ
   ジアルタイヤ。