JPH02303904A - 空気入りラジアルタイヤ - 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、繊維コード（カーカスコード）が互いに交差
する２層のカーカス層を有する、所謂セミ　（またはハ
ーフ）ラジアルタイヤのカーカスコードとして、新規な
単一のモノフィラメントからなる無撚りのポリアミド繊
維コードを用いた、操縦安定性および乗心地性に優れた
空気入りラジアルタイヤに関する。

〔従来の技術〕

ラジアルタイヤは、一般に、タイヤ周方向に沿って極め
て剛性の高いベルト層で補強されたクラウン部を有し、
かつタイヤ周方向に対して実質的に直交する方向に配置
されたカーカス層で補強されたサイドウオール部を有す
る。このような構造を有するラジアルタイヤにおいて、
該サイドウオール部の剛性は低くなると、クラウン部の
剛性とのアンバランスにより車両の操縦安定性が著しく
低下することになる。したがって、サイドウオール部に
も車両の乗心地性を失わせることのない程度の剛性を保
障することが必要である。そのためカーカス層として、
有機繊維の中でも比較的モジュラスの高いポリエステル
繊維やレーヨン繊維が好んで使用されている。

しかし、タイヤとしての多くの優れた性能を有するラジ
アルタイヤにあって比較的モジュラスの高いポリエステ
ル繊維やレーヨン繊維を用いても、その構造により避け
られないサイド部の剛性の低さのため、最近のハイパワ
ーな高性能型に装着した場合、操縦安定性が十分とは言
えなかった。このラジアルタイヤの欠点であるサイド部
の剛性の低さを改良するため、２層のカーカス層ヲ積層
させ、そのカーカスコードをタイヤ周方向に対して直交
する方向からずらして配置し、カーカスコードに所望の
交差角を与えて配置した、所謂セミラジアルタイヤ（ハ
ーフラジアルタイヤ）が提案されている。

このようなセミラジアルタイヤのカーカス層には、ラジ
アルタイヤと同様に初期モジュラスの高いポリエステル
繊維コードやレーヨンコードの使用が試みられているが
、セミラジアルタイヤにおいては、カーカス層間での剪
断歪が大きく、また発熱も大きいため、疲労性や接着性
に劣るレーヨン繊維やポリエステル繊維を用いた場合に
は、タイヤの耐久性が低下するという問題がある。

さらにポリエステル繊維コードは、その高分子鎖中に含
まれる官能基量が少なく、ゴムに対する接着性が低く、
エポキシ系またはイソシアネート系接着剤で処理した後
、レゾルシン・ホルマリン初期縮合物とゴムラテックス
との混合液（所謂ＲＦＬ）で処理する２段処理を行わな
ければならず、接着処理が煩雑であるという欠点があっ
た。しかもポリエステル繊維の場合はゴム中の加硫促進
剤から発生するアミン系化合物や水分によって、ポリエ
ステル中のエステル結合が加水分解を受けて繊維コード
の強度が低下したり、ゴムとの接着劣化を生じ、耐熱接
着・：。

性および耐化学的安定性に劣るため、タイヤとしての耐
久性に劣る欠点もある。

一方、ポリエステル系繊維に比較して接着性がよく、比
較的初期モジュラスの高いレーヨン繊維は、吸湿性が著
しく、吸湿による強度および初期モジュラスの低下を厳
密な水分（湿度）管理によって防止しなければならず、
タイヤの生産性を著しく低下させるという欠点がある。

そのため、セミラジアルタイヤのカーカス層として、疲
労性、接着性に優れた６６ナイロン繊維が好んで用いら
れるが、６６ナイロン繊維は初期モジュラスが低く、セ
ミラジアル構造といえども操縦安定性をさらに向上させ
る必要があるというジレンマがあった。

（発明が解決しようとする課題〕 本発明の目的は、前記カーカスコードとしてポリエステ
ル繊維コード等を用いた従来の空気入りタイヤ、特にセ
ミラジアルタイヤの欠点を解消した操縦安定性、乗心地
性に優れた空気入りラジアル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〕

本発明は、プライ間のカーカスコードが互いに１０°〜
４０°の角度で交差する２層のカーカス層を有するタイ
ヤにおいて、前記カーカスコードは単一のモノフィラメ
ントからなる無撚りのポリアミド繊維であり、その断面
形状が長径ａと短径すとの比αを１．５以上とした偏平
であって、長径方向をベルト層に平行にして前記モノフ
ィラメントが並列に配置されていることを特徴とする空
気入りラジアルタイヤを要旨とするものである。

以下、図を参照してこの手段につき詳しく説明する。

第１図は、本発明の空気入りラジアルタイヤの１例を示
す一部切開半斜視断面図である。この図に示す通り、ト
レッド部１の下部にベルト層５が配置され、このベルト
層５の下に２層のカーカス層４が積層されている。２は
サイドウオール、３はビードワイヤ、Ｅ−［Ｅ’はタイ
ヤ赤道面（周方向）を示す。第１図に示すように、本発
明の空気入りラジアルタイヤは、それぞれ一対のビード
ワイヤ３とサイドウオール２を有し、両サイドウオール
部に連続するトレッド部１とカーカス層４との、間にベ
ルト層５を有している。

このベルトＮ５のコードとしては、主としてスチールコ
ードが使用されるが、デュポン社製“ケブラー”に代表
される芳香族ポリアミド繊維コードを使用してもよい。

また、タイヤの高速性を向上させる上では、ベルト層５
とトレッド部１のゴム部との間にタイヤ周方向に対する
コード角度が００のナイロン繊維コードからなるカバ一
層を挿入することも可能である。

本発明の空気入りラジアルタイヤは、そのカーカス層の
カーカスコードがブライ間で互いに交差する２層から構
成されていることが必要である。

第２図および第３図に示すように、本発明の空気入りラ
ジアルタイヤにおいて、カーカス層のカーカスコードは
１０６〜４０°の交差角度で交差することが望ましい。

さらに本発明タイヤにおけるカーカス層を構成するカー
カスコードは、第２図および第３図において、カーカス
層４の上側カーカスＦＪ４ｕとカーカス層４に接する側
に位置する下側のベルト層５ｄのベルトコードが互いに
交差する、好ましくは交角が９０°に近くなるようにす
ることが望ましい。

なお、上記カーカス層４のカーカスコードの配置角度の
基準となる下側ベルト層５ｄのベルトコードは、タイヤ
周方向Ｅ−Ｅ’に対して１５°〜３０°の角度とし、こ
の下側ベルトＮ５ｄの上に積層される上側ベルトＮ　５
　ｕのベルトコードの配置角度はタイヤ周方向Ｅ−Ｅ’
に対して１５０６〜１６５　’の範囲とし、上下両側の
ベルト層のベルトコードを交差させるのがよい。

第４図および第５図は、上述したカーカスコードとベル
トコードの配置角度の関係を満足する本発明の空気入り
タイヤのカーカスＮ４　（２Ｍ）とベルト層５　（３層
）との積層構造の１例を示す平面展開図である。

第６図と第７図は、カーカスコード相互の交角の平均、
すなわち弾性主軸の方向βがタイヤ径方向（周方向）か
ら２０６以内で偏向した場合である。それ以上偏向させ
ると、荷重依存性が低下して好ましくない。

本発明では、カーカス層のカーカスコードとして、ポリ
エステル繊維コードに近い高いモジュラスとナイロンコ
ードと同等のゴムに対する優れた接着性ならびに耐化学
的安定性を有する単一モノフィラメントよりなる無撚り
のポリアミド繊維コードを用いる。

一般に、従来のタイヤコードは、細い複数のマルチフィ
ラメントを束ねてなっており、コードに収束性、耐疲労
性をもたせるために一定の撚りがかけられている。これ
に対し、本発明では、単一のモノフィラメントからなる
無撚りのポリアミド繊維を使用する。これは、コードを
構成する繊維が比較的デニールの大きい１本のモノフィ
ラメントよりなっているもので、高いモジュラスを得る
ために撚りがかけられていないのである。ポリアミド繊
維としては、例えば、繊維形成性を有するナイロン６６
（ポリヘキサメチレンアジパミド）、ナイロン６　（ポ
リカプロラクタム）、ナイロン４６（ポリテトラメチレ
ンアジパミド）などを挙げることができる。

この無撚りのモノフィラメントの断面形状を偏平とし、
長径ａと短径すとの比αを１．５以上としている（α＝
　ａ　／　ｂ≧１．５）。

偏平としたのは、下記により耐久性（耐疲労性）を向上
させるためである。すなわち、第８図（Ａ）、　（Ｂ）
に示すように同じ断面積で断面形状がそれぞれ異なる断
面円形状コードｍおよび断面偏平状コードｎについて、
それぞれ同じ曲げ変形を与えたときにコード内に発生す
る曲げ歪は下記式で表わされる。

ε＝ε０　＋ＺＫ ただし、ε。：曲げの中立軸ｔでの歪 Ｚ：曲げの中立軸ｔからの 距離 に：曲率変化 したがって、Ｚが大きくなると発生する曲げ歪が大きく
なる。円形のコーＬ：ｍのＺの最大値Ｚ、□は偏平、の
コードｎのＺの最大値Ｚ。Ｘよりも大きいため、単一フ
ィラメントからなる無撚りのコードにおいては、撚りを
かけないことによる耐疲労性の低下をその断面形状をコ
ードｎのように偏平にすることにより、コード内に発生
する曲げ歪を小さくして防ぐことができるのである。

このように偏平とした場合、コードｎを拡大して示す第
９図（Ｂ）において、長径ａと短径すとの比αが１．５
未満では耐疲労性の低下を十分に防止できない。そこで
、本発明では、α＝ａ／ｂ≧１．５としているのである
。

また、コードｎの配置に際しては、長径方向をベルｌ［
ｆのベルトコードに平行にして前記モノフィラメントを
並列に配置しなければならない。これによって、カーカ
ス層の厚さがコードｍを配置した場合に比して小さくな
るので、曲げ歪を小さくすることができるからである。

このようにコードを偏平とすることにより次のような効
果も得られる。つまり、コードの短径方向（長径に直交
する方向）の曲げ剛性が小さくなるのでコードが曲がり
易くなる。この結果、カーカスコードとして長径方向を
タイヤ周方向にして並列させると接地長が大となってコ
ーナリングパワーが大きくなり、操縦安定性が向上する
。なお、コードの曲げ剛性が円形断面のコードｍに比し
て低くなるのは下記の理由による。

第９図（Ａ）、　（Ｂ）に示すように同じ断面積および
同ヤング率で断面形状がそれぞれ異なる断面円形状コー
ドｍおよび断面偏平状コードｎをそれぞれ曲げる場合に
ついて考える。ただし、コードｎの場合は短径方向に曲
げるものとする。

コードの曲げ剛性は、そのヤング率が同じ場合には、そ
の断面形状から計算される断面２次モーメントに比例す
る。コードｍおよびコードｎは断面積が同じことから下
記式が成り立つ。。

π　ｒ２−πａｂ コードｎの長径ａと短径すとの比（ａ／ｂ）をαとする
と、 πｒＺ、ｘｔ＋παｂ２ 、・、　　　ｒ　＝　、ｆ’Ｆ、　ｂ ヨー１ｍの断面２次モーメントは、 ！＝πｒ４／４ コードｎの断面２次モーメントは、 Ｉ゛　＝　（π／４）ａｂ’ ＝　（π／４）　αｂ４ 、’、　　　Ｔ”　　／　（＝αｂ’／　ｒ’＝αｂ４
／αＺｂ４ ＝１／α＝　ｂ　／　ａ したがって、コードｎの断面２次モーメントビは、長径
ａが大きくなるほど小さくなる。

これに比例して、コードｎの曲げ剛性が低下する。しか
し、カーカスコードに使用して、操縦安定性を向上させ
るという観点から、その剛性低下を図るときはα−ａ／
ｂ＜１．５では、その効果が十分ではない。

そこで、本発明では、α＝　ａ　／　ｂ≧１．５とした
のである。

また、コードｎの配置に際しては、上述したことから明
らかなように長径方向をベルト層に平行たらしめて並列
に配置しなければならない。

これによって、コードのエンド数を実質的に増加させた
のと同様な効果が得られるので、タイヤサイド部の周方
向剛性を高めることができる。

さらに、断面方向の曲げに対する曲げの中立軸からコー
ド表面までの距離を小さくできるので、断面形状がほぼ
円形のコードを用いた場合に比較して引張剛性を低下さ
せることなく、断面方向曲げ剛性を小さくすることが可
能となる。

したがって、タイヤの接地長を大きくしてコーナリング
パワーを高くすることができると共にタイヤサイド部の
周方向剛性を高めることと相いまって操縦安定性をいっ
そう向上させることが可能となる。しかも、円形断面コ
ード相互が交差している部分では点接触となり、過大な
歪が加わった場合にコード間にセパレーションが発生し
易い。それに対して、偏平断面コード相互が交差してい
る部分では面接触となり、過大な歪が加わってもコード
間にセパレーションを発生し難い。　　。

本発明では、上述したことに加えて、接着熱処理後のコ
ードの物性値が、すなわち２．２５ｇ／ｄ荷重時の伸び
率が６．０％以下でかつ１５０℃での熱収縮率が４．５
％以下であることが好ましい。

ここで、接着熱処理とは、ゴ１２との接着性を高めるた
めにコードを常法によりＲＦＬ処理した後に熱処理する
ことをいう。また、熱収縮率は、１５０℃で３０分間処
理した後の収縮率である。

コードの２．２５ｇ／ｄ荷重時の伸び率が６．０％超で
あると初期モジュラスが低くなり、カーカス層のコード
として用いた場合に操縦安定性の向上が得られない。ま
た、１５０℃での熱収縮率が４．５％超の場合、タイヤ
加硫中にコードの収縮が大となり、タイヤ周上における
不均一さが顕著となり、ユニフォーミティが悪化してし
まう。

さらに好ましくは、ビードコアあるいはビードカバーと
カーカス層の間に厚さが０．５龍以上のゴムシートを挿
入し、カーカスコードのフレッティングによるコード切
れを防ぐとよい。

本発明において、カーカス層におけるコードの打込み本
数はタイヤの種類によって相違するが、タイヤ赤道面で
のカーカスコード間隔（糸間距離）を０．１〜２．０龍
とすることが耐久性上好ましい。

以下、実施例を示して本発明の効果を具体的に説明する
。

実施例 ナイロン６６の４０００デニールの無撚りモノフィラメ
ントで偏平比α−１，２，３としたコードを作製した（
α＝１の場合が比較例タイヤ１、α＝２．３の場合が本
発明タイヤ）。

このコードをレゾルシン・ホルマリン・ゴムラテックス
（ＲＦ　Ｌ）接着剤で処理し、２２０℃でｔｌｓ／ＮＬ
＝２．０／１．０ｇ／ｄ（Ｈ５：Ｈｅａｔ　Ｓｅｔ　Ｚ
ｏｎｅ、、ＮＬ：Ｎｏｒｍａｌｉｚｅ　Ｚｏｎｅ）の張
力下に熱処理し、２．２５ｇ／ｄの荷重下の伸び率が５
．５％、１５０℃での乾熱収縮率が３．７％である接着
処理コードを作製した。

この処理コードを３７．５本／　５　ｃｍの打込み本数
で未加硫ゴム中に埋設し、グリーンタイヤを形成し、加
硫処理してタイヤサイズが２０５／６０ＶＲ１５のタイ
ヤを作製した。得られたタイヤの性能を表１に示した。

比較のため、１５００Ｄのポリエステル繊維コードを２
本引揃えて撚糸し、上撚数が４０回／１０ｃｍ、下撚数
が４０回／１０ｃｍ、撚係数Ｋが２１９１の撚コードを
作成した。このコードをＶｕｌｎａｘ社製のポリエステ
ル系接着剤“バルカボンドＥ”を用いて前処理した後、
前記ＲＦＬ接着剤で処理し、２３５℃でＨ５／肛＝　０
．５１０．３ｇ／ｄの張力下に熱処理し、２．２５ｇ／
ｄの荷重下の伸び率が４．８％、１５０℃での乾熱収縮
率が４．５％である接着処理コードを作製した。この処
理コードを５０本／　５　ｃｍの打込み本数で未加硫ゴ
ム中に埋設し、グリーンタイヤを形成し、加硫処理して
タイヤサイズが２０５／６０ＶＲ１５のタイヤ　（以下
、比較タイヤ２という）を作製し、得られたタイヤの性
能を表１に示した。

祿ｊＵｕ【法： 国産ＦＲ車の４輪に試験タイヤを装着してアスファルト
路を走行させ、フィーリングにより試験タイヤの良否を
判定した。

何１１ｉ１ｉ＝ タイヤサイズが２０５／６０ＶＲ１５のタイヤを用い、
次の条件下に室内荷重耐久性試験により、タイヤが破壊
するまで走行し、その結果により判定した。

試験条件 内　　圧　ＪＡＴＭＡ最大空気圧２．５ｋｇｆ／ａｎ！
。

荷　　重　ＪＡＴＭＡ設計常用設計常用荷重５１５夕イ
ヤ）アップ。

速　　　度　８１ｋｍ／ｈｒ。

ドラム径　１７Ｑ７ｍｍ。

リ　　　　　　　ム　　　１５　×　５　　’Ａ　ＪＪ
　。

来血並判 乗心地性評価は突越試験機により測定される前後方向衝
撃力により行った。突越試験機とは、直径２５００ｍｍ
のドラム上の周上１カ所に、直径２０鶴の半円状突起物
を取りつけたものである。供試タイヤがこの突起上を乗
越した時の前後方向の軸力を検出し、その大小で乗心地
性を評価するものである。

その結果は、前後方向の軸力の逆数（指数）で表され、
その値が大きければ大きいほど、乗心地性に優れる。

衝撃力の測定はリム、　５ＪＪＸ１５．内圧；２．Ｏｋ
ｇ　／　ｃｄ　、荷重；　４５０ｋｇ、　　速度；８０
ｋｍ／ｈｒで行った。本発明タイヤは比較タイヤに比べ
て、乗心地性が向上しているのがわかる。

注）操縦安定性、乗心地性、および荷重耐久性はいずれ
も、比較タイヤ２の測定値を１００とする指数値であり
、数値の大きい方が性能が良いことを示す。

表１より、比較タイヤに比して本発明タイヤは操縦安定
性、乗心地性、および荷重耐久性においていずれも優れ
ていることが判る。また、カーカス材１平方ｍ当り約１
００ｇ軽量化できた。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、互いに１０°から
４０＠で交差する２層のカーカス層のカーカスコードを
単一のモノフィラメントからなる無撚りのポリアミド繊
維で構成し、その断面形状を偏平とし、その長径ａと短
径すとの比αを１．５以上とし、さらに長径方向をベル
ト層に平行たらしめて単一のモノフィラメントを並列に
配置したために、そのカーカスコードの特性をポリエス
テル系繊維コードとほぼ同等の高い初期モジュラスまた
は剛性を保有しながら、耐化学的安定性（劣化性）、耐
熱性、接着性等の著しく改良されたものにし、ラジアル
タイヤの耐久性のみならず、操縦安定性、乗心地性に優
れたものにすることができる。

また、カーカス層として優れた接着性を有するから、た
とえばＲＦＬによる１段接着剤処理だけでゴムに対する
優れた接着性を付与することができ、接着剤処理工程を
簡略化し、タイヤの生産性を向上させることができる。

さらに、カーカスコードゴムゲージも約１０％薄くする
ことが可能であり、タイヤの軽量化も可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の空気入りラジアルタイヤの１例を示す
一部切開半断面斜視説明図、第２図乃至第７図はそれぞ
れ本発明の空気入りラジアルタイヤのベルト層とカーカ
ス層との積層構造を示す展開平面図、第８図（Ａ）、　
（Ｂ）および第９図（Δ）、　　（Ｂ）は単一モノフィ
ラメントよりなる無撚りのポリアミド繊維コードと対比
ポリアミド繊維コードの形状を示す断面説明図である。 ｌ・・・トレッド部、２・・・サイドウオール、３・・
・ビードワイヤ、４・・・カーカス層、５・・・ベルト
層。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. プライ間のカーカスコードが互いに１０°〜４０°の角
   度で交差する２層のカーカス層を有するタイヤにおいて
   、前記カーカスコードは単一のモノフィラメントからな
   る無撚りのポリアミド繊維であり、その断面形状が長径
   ａと短径ｂとの比αを１．５以上とした偏平であって、
   長径方向をベルト層に平行にして前記モノフィラメント
   が並列に配置されていることを特徴とする空気入りラジ
   アルタイヤ。