JPS63270832A - 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】 〔発明の技術分野〕 本発明は、高速耐久性に優れ、かつ操縦安定性に優れた
乗用車用ラジアルタイヤに関する。

〔従来技術〕

従来、乗用車用ラジアルタイヤは、ベルト部にゴムびき
スチールコード層もしくはこれとゴムびきアラミドコー
ド層の組合せ構造をとるものが主流であり、これに１層
又は２層のゴムびきポリエステルコード層、ゴムびきナ
イロンコード層、ゴムびきレーヨンコード層よりなるカ
ーカス層を備えたものが一般的である。すなわち、ベル
ト部にはスチールコードを主体とする補強材を用い、カ
ーカス部には有機繊維を補強材として用いたものが一般
的である。

ベルト部補強材とカーカス部補強材との使い分けがこの
ようになった理由は、各パーツに要求される機能の違い
による。すなわち、ベルト部では、耐摩耗性、燃費性、
操縦安定性の観点からトレッド部の変形を極力押えるた
めに剛性を高く保つ必要があるが、これに応える補強材
料としてスチールコードが選択される。一方、カーカス
部は、圧力容器としての張力を担いつつタイヤの変形を
吸収する役割をもっており、このため補強材料としては
破断強度が高（、柔軟性に富むものが要求される。これ
に応える繊維としてポリエステル、ナイロン、レーヨン
などが選択されてきた。

ところで、近年、自動車工学の発展に伴い、一部の乗用
車で時速３００ｋｇ／ｈに近い超高速度走行が可能なも
のが出現している。このような超高速度になると、タイ
ヤは非常に高速回転することになり、タイヤ製造の精度
と軽量化、とりわけ回転中心から最も距離のあるベルト
部の軽量化が要求される。また、耐久性および操縦安定
性の向上が要求される。

〔発明の目的〕

本発明は、ベルト部の軽量化、超高速走行時の耐久寿命
および操縦安定性の向上をはかった乗用車用ラジアルタ
イヤを提供することを目的とする。

〔発明の構成〕

このため、本発明は、アラミド繊維、カーボン繊維、又
は全芳香族ポリエステル繊維のコードからなる少なくと
も１層のベルト層と、下記［ａ）〜（ｄ）のスチールコ
ードからなるカーカス層とを有すること番特徴とする乗
用車用ラジアルタイヤを要旨とするものである。

（ａ）　　上記スチールコードは２〜４本の素線より構
成される。

（ｂ）　　各素線の直径は０．１５〜０．２１＋ｎの範
囲にある。

（ｃ）　　コード１本当りの破断強力Ｆ　［ｋｇｆ　）
は下記式を満足する。

Ｆ≧２０５ｘ　ｎ　ｘ　ｄｌ、５ｔｚ ｎ：素線数、ｄ：素線径〔ｍｍ〕 （ｄｉ　　１．　Ｏｍｍの厚さに切り出したカーカスの
コード１０本当りの曲げ剛性Ｅ　Ｉ　　（ｋｇｆ−ｍｍ
”）　ハ下記の範囲にある。

１５≦ＥＩ≦３０ 以下、本発明の構成につき詳しく説明する。

本発明は、非金属高強力繊維を用いたベルト部とスチー
ルコードを用いたカーカス層が組合される点に特徴があ
る。

超高速走行に伴う遠心力の発生に帰因するタイヤの変形
、振動という点から見ると、ベルト部、カーカス層共に
比重の軽い非金属繊維を用いることが有利である。しか
しながら、ベルト部に引張弾性率がスチールに近いアラ
ミド繊維（芳香族ポリアミド繊維）、カーボン繊維、全
芳香族ポリエステル繊維を使用したとしても、これらの
非金属繊維はフィラメント径が数μ−〜２０μ繻とスチ
ールコードに比較して極端に小さいため、コードの曲げ
剛性はスチールコードに比較すると非常に小さくなる。

したがって、ベルト部の剛性はスチールコードを使用し
たものより低くなり、タイヤのコーナリングパワーが低
下する。

本発明者らは、この点に鑑み、ベルト部に軽量非金属繊
維を使用しつつタイヤ全体のケーシング剛性を確保する
方法につき鋭意研究した結果、本発明をなすに至ったの
である。すなわち、ベルト部にアラミド繊維、カーボン
繊維、又はは全芳香族ポリエステル繊維のコードからな
る少なくとも１層のベルト層を配置し、これによるタイ
ヤの断面方向曲げ剛性の低下を補うため、カーカス層に
、剛性が非金属繊維に比較して大きいスチールコードを
使用する。ただし、カーカス層に使用するスチールコー
ドは十分な屈曲疲労性と強度とを有していなければなら
ないので、次のような条件を満たしていなければならな
い。

（ａ）　　コード構成する素線の数ｎは下記の範囲とす
る。

２≦ｎ≦４ 素線の数が５本以上になるとコード１本当りの重量が大
きくなりすぎ、タイヤ重量が増加する。また、コードの
曲げ剛性が大きくなり過ぎ、耐久性が低下する。１本で
は撚りによる柔軟性を得ることができないので、耐久性
上好ましくない。

（ｂ）　　スチールコードを構成する素線の径ｄ（鶴〕
を次の範囲とする。

０．１５≦ｄ≦０．２１ 素線径が０．１５＋ｎより小さいとコードの柔軟性が増
し、耐屈曲疲労性の面では有利であるが、タイヤの断面
剛性が不足し、十分な断面剛性が得られない。また、素
線径が０．１５＋＋ｎ未満ではコード生産コストが著し
く高くなり、経済的観点からも好ましくない。素線径が
０゜２１ｍｍより大きくなると、タイヤがたわんだとき
にコード素線に発生する歪が大きくなり、座屈を生じ易
くなる。

（ｃ１コード１本当りの破断強力Ｆ　（ｋｇｆ　）を下
記式の範囲とする。

Ｆ≧２０５　×ｎｘｄ　１．８？！ 但し、ｎ：コードを構成する素線数、ｄ：素線の直径〔
ｍｍ〕。

タイヤは一種の圧力容器であるから、カーカス層の総強
力が低下することは好ましくない。しかしながら、スチ
ールコードの比重は７．８６と有機繊維に比較してはる
かに大きい。

このため、通常のスチールコードではカーカス部の重量
が大きくなり過ぎて、タイヤユニフォーミティ−１転勤
抵抗などが悪化する。

したがって、乗用車用スチールラジアル用のカーカスコ
ードとしては上式を満足するような、高強力材料を使用
しなければならない。

（ｄ＞　　コード１０本を埋設したゴム／スチールコー
ド複合体の曲げ剛性Ｅ　Ｉ　　（ｋｇｆ−ａｍ”）　カ
下記の範囲にあること。

１５≦ＥＩ≦３０ ただし、ゴム／スチールコード複合体の形状、及び寸法
は第１図による。第１図において、厚さｔは１．０鶴、
長さｌは６０１ｍであり、Ｗはコード１０本分を表わす
、測定は、オルセン式曲げ剛性試験機で行った。曲げ剛
性ＥＩの算出は下記の式による。

但し、Ｓニスパン間隔（ｍｕ） Ｍ：ウェイト重ｉｔ　（ｋｇｆ） Ｌニドラム回転軸中心とウェイ ト中心との距離（鶴） φ゛：偏位角（ｒａｄ） このように（ａ）〜（ｄ）からなるスチールコードのカ
ーカスを、例えば、第２図〜第５図に示すベルト構造と
組合わせて用いればよい。なお、このスチールコードは
、通常、プラスメッキされている。

第２図〜第５図は、タイヤ周方向に直角な断面における
ベルトプライの配置を示したもので、第２図は１番ベル
トプライＩＢの上に２番ベルトブライ２Ｂが積層された
ベルト構造を、第３図は１番ベルトプライＩＢの両端部
を上方に折り曲げて２番ベルトブライ２Ｂの両端部を被
覆したフォールデッド構造のベルト構造を、第４図は１
番ベルトブライＩＢの両端部は折り曲げずに２番ベルト
プライ２Ｂの両端部だけを上方に折り曲げて折り返した
フォールデッド構造のベルト構造を、第５図は１番ベル
トブライＩＢの一端部を上方に折り曲げて折り返すと共
に２番ベルトプライ２Ｂの他端部を上方に折り曲げて折
り返したフォールデッド構造のベルト構造をそれぞれ表
わす。

以下に実施例および比較例を示す。

実施例、比較例 表１および表２は、乗用車用ラジアルタイヤ１９５／６
０Ｒ１４についての実験結果である。

ベルト材料は、１番ベルトブライｌＢ１２番ベルトブラ
イ２Ｂの各々について使用する繊維材料を表わしたもの
である。

カーカス材料は、カーカス層に使用される繊維材料を表
わしたものである。

カーカスコード破断強度は、カーカス層に使用されるコ
ード１本当りの破断強度である。

カーカス部曲げ剛性は、上述した試験方法により評価し
たカーカス層の曲げ剛性である。

カーカスコード打込本数は、タイヤ成型前のカーカス層
５０鶴幅当りのコード打込み数である。

カーカスコード疲労寿命は、スチールコードの回転曲げ
試験の結果で、曲げ半径は２０＋ｍである。

高速耐久性は、室内ドラム走行試験の結果であり、試験
条件はＪＩＳ　０４２３０に準拠し、破損までの寿命を
比較例１を１００とした指数で表わしたものである。

荷重耐久性は、室内ドラム走行試験の結果であり、試験
条件はＪＩＳ　０４２３０に準拠し、所定の距離走行後
のカーカスコードの破損の有無を調べた結果である。

転勤抵抗は、室内ドラム試験の結果で、試験条件は空気
圧２．０ｋｇ／ｃｄ、　　２０ｋｍ／ｈｒ−１５０ｋｍ
／ｈｒの平均値を比較例１を１００とした指数で表わし
たものである。

乗心地は、パネラ−のフィーリング試験の結果で、比較
例１を１００とした指数である。

コーナリングパワーは、空気圧２．０ｋｇｆ／ｃｄ。

荷重３５０ｋｇｆ、スリップアングル２゛、速度１〇−
／ｈｒにおける測定値を比較例工を１００とした指数で
表わしたものである。

（本頁以下余白） 比較例１は基準タイヤとして比較のために示すもので、
そのベルト部は２枚のスチールコード層よりなり、カー
カス層は１枚のポリエステル１５００ｄ／２よりなる通
常のタイヤである。

比較例２はベルト部が２枚のスチールコード層よりなり
、かつカーカス層が１枚のスチールコード層からなるも
ので、比較のために示した本発明外のものである。

実施例１はベルト部にアラミド１５００ｄ／２の層を２
枚使用し、かつカーカス層にスチールコード１　ｘ　２
　（０，２０）を使用した本発明タイヤで、高速耐久性
、転勤抵抗に優れている。

実施例２は実施例１０カーカス層を１×２（０，２０）
からＩ　Ｘ　３　（０，１７５）に、実施例３は同じ＜
　ｌ　Ｘ　４　（０，１５）に変えたもので、実施例１
と同様に高速耐久性、転勤抵抗に優れている。

比較例３はベルト部に２枚のアラミド１５００ｄ／２の
層を用い、カーカスにスチールコード１×２　（０，２
５）を用いたものであるが、スチールコードの素線が太
く、本発明外である。カーカスコード疲労寿命、荷重耐
久性が不味である。

比較例４はベルト部に２枚のアラミド１５００ｄ／２の
層を用い、カーカス層にポリエステル１５００ｄ／２の
層を用いたもので、本発明外のタイヤである。乗心地に
優れるものの、転勤抵抗、コーナリングパワーが不味で
ある。

実施例４は、ベルト部に１枚のスチール１×５　（０，
２５）層と１枚のアラミド１５００ｄ／２の層を組合わ
せて用い、カーカス層にスチールコードｌＸ　３　（０
，１７５）の層を用いた本発明タイヤである。

高速耐久性、転勤抵抗に優れている。

実施例５はベルト部に１枚の全芳香族ポリエステル繊維
１５００ｄ／２層　と１枚のＩ　Ｘ　５　（０，２５）
スチールコード層を、実施例６は、ベルト部に２枚のア
ラミド繊維１５００ｄ／２層を用い、カーカス層にはス
チールコード１　ｘ　３　（０゜１７５）及び１ｘ　２
　（０，２０）の層を用いたタイヤで、いずれも高速耐
久性と転勤抵抗に優れている。

実施例７は、ベルト部に１枚のアラミド１５００ｄ／２
の層と１枚のスチールコード３　Ｘ　７　（０，１５）
層からなる組合せ層を用い、カーカス層にスチールコー
ド１　ｘ　４　（０，１５）を使用したものである。

実施例８は、ベルト部に１枚のスチールコード３　ｘ　
７　（０，１５）層と１枚のカーボンファイバ−１８０
０ｄ／２層からなる組合せ層を用い、カーカス層にスチ
ールコード１　ｘ　４　（０，１５）を使用したもので
ある。実施例７，８共に本発明タイヤで、高速耐久性と
転勤抵抗に優れる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、アラミド繊維、カーボン繊維、全
芳香族ポリエステル繊維は、スチールコードに比較して
はるかに比重が軽く、また、比強度が高いという利点を
持っているが、曲げ剛性に乏しいためタイヤの操縦安定
性に難があった。本発明では、カーカス層に特定のスチ
ールコードを使用することで、この欠点をカバーし、こ
れら非金属繊維の軽量性を最大限に発揮し、高速耐久性
および転勤抵抗に極めて優れた乗用車用ラジアルタイヤ
を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はゴム／スチールコード複合体の一例を示す説明
図、第２図乃至第５図は各種ベルト構造を示す説明図で
ある。 １Ｂ・・・１番ベルトプライ、２Ｂ・・・２番ベルトブ
ライ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 アラミド繊維、カーボン繊維、又は全芳香族ポリエステ
   ル繊維のコードからなる少なくとも１層のベルト層と、
   下記（ａ）〜（ｄ）のスチールコードからなるカーカス
   層とを有することを特徴とする乗用車用ラジアルタイヤ
   。 （ａ）上記スチールコードは２〜４本の素線より構成さ
   れる。 （ｂ）各素線の直径は０．１５〜０．２１ｍｍの範囲に
   ある。 （ｃ）コード１本当りの破断強力Ｆ〔ｋｇｆ〕は下記式
   を満足する。 Ｆ≧２０５×ｎ×ｄ＾１＾．＾８＾７＾２ ｎ：素線数、ｄ：素線径〔ｍｍ〕 （ｄ）１．０ｍｍの厚さに切り出したカーカスのコード
   １０本当りの曲げ剛性ＥＩ〔ｋｇｆ・ｍｍ＾２〕は下記
   の範囲にある。 １５≦ＥＩ≦３０