JPH0257405A - 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） 本発明は空気入りラジアルタイヤに関するものであり、
タイヤ騒音低減、タイヤ転り抵抗低減、更にタイヤ軽重
化に関するものである。

（従来の技術） 従来、チューブレスラジアルタイヤはエアーもれ防止の
ためにインナーライナーゴム層をタイヤ内面に貼り付け
であるが、これはエアー漏れを防止するために必要不可
欠なものと考えられていた。

しかし、インナーライナーゴム層の重量は乗用車用ラジ
アルタイヤ１６５　ＳＲ１３サイズでは４００ｇ／本も
あり、タイヤ軽重化を図る上でも大きな妨げとなってい
た。

一般にエアーもれは、タイヤ内部の高圧空気がインナー
ライナーゴム層を透過し、カーカスプライコードを通っ
てタイヤ外側に漏れるためにタイヤ内圧が減少し、起こ
ると考えられている。

従って、インナーライナー層を厚くするとか、エアー透
過性の少ないインナーライナーゴムとしてブロムブチル
、クロルブチル系等のゴムを使用したり、更にコードの
エアー透過性を少なくするという手段がとられていた。

また、米国特許第３９６３６７８号、同３９８４６００
号公報等では、ポリエステル繊維のモノフィラメントが
開示されているが本発明者らの検討によると、ポリエス
テルモノフィラメントコードではエアー透過性は著しく
改善されるものの、耐疲労性が悪くタイヤカーカスコー
ドとしては実用に供し得ないことが分かった。

（発明が解決しようとする課題） 前述したようにタイヤ内圧を低減させる手段として （１）　　インナーライナーゴム層のゴムのエアー透過
性の極端に少ないゴムとして、クロルブチル、ブロムブ
チル等のブチル系ゴムを使用する方法：（２）　　コー
ド中のエアー透過を抑える目的としてコードに接着剤塗
布、乾燥させるいわゆるるディンプ処理工程で、コード
融点近くの温度でコードストレンチ率を大きくして、フ
ィラメントを最密充填変形することによりコード内部を
エアーが通過しにくくする方法： 等が考えられるが、いずれの方法もタイヤ内圧低下を完
全に防止出来る訳ではなく、いわゆるエア透過性に対し
て有効であるクロルブチル系ゴムをインナーライナーに
使用し、クラウンセンター部のインナーライナーゲージ
を０．５　ｍｍ程度とし、更に上記（′１項のエアー透
過しにくいと考えられるコード緊１．熱処理を施しても
、２ケ月間に約１０％程度の内圧低下は避けられなかっ
た。

このことは、いくらインナーライナーでエアー透過性を
防止しようとしてもタイヤ内面全周、特にビード部まで
完全にインナーライナーでタイヤ内面を被覆することが
困難であることから、最終的にはエアーがコード内部を
通過することを完全に防止することが必要不可欠となる
。

又、近年、タイヤ低騒音化が社会的要請としであげられ
るが、本発明者らはタイヤの騒音発生メカニズムを鋭意
検討した結果、タイヤ走行中の騒音は主にタイヤサイド
ウオール部の微少な振動に起因することを明確化した。

、一般にタイヤは、転勤回転中にタイヤサイドウオール
が大きな変形をくり返し、タイヤが接地した時にはサイ
ドウオールは外側に膨らみ接地面からはずれるとサイド
ウオールに通常の状態、即ち相対的にへこむという運動
を繰り返す。しかしタイヤサイドウオール部は、更に複
雑な挙動を示し、複雑な３次元的な変形を繰り返す。こ
のようなサイドウオールの多次元的運動がタイヤサイド
ウォ−ル部近傍の空気を振動させ、騒音が発生するので
ある。この対策としてタイヤサイドウオールの変形を抑
制すれば良いのであるが、サイドウオール変形を抑える
と振動吸収能力が低下し、振動により乗心地が極端に悪
くなるというような欠点があった。

（課題を解決するための手段） そこで本発明者らは上記課題を解決し、ラジアルタイヤ
のエアー漏れ防止及びタイヤ低騒音化を図るべく鋭意検
討した結果、モノフィラメントコードによりコードのエ
アー透過を１００％防止し、更にタイヤ低騒音化、タイ
ヤ軽量化を達成することに成功した。まず、米国特許第
３９６３６７８号、同第３９８４６００号等記載のポリ
エステルモノフィラメント及び同第４６３４６２５号等
記載の楕円形状のポリエステル七ノフィラメント形状の
タイヤコードをカーカスプライとして使用すると、前述
したタイヤサイドウオールの振動が抑制されるが、耐疲
労性、接着性が劣り、タイヤコードとして到底実用に供
し得ない事実が本発明者らによって明確化された。

従って、これらの弱点を低減させるためにポリアミドの
モノフィラメントを使用することは容易に想像できるが
、やはり耐疲労性に難があった。

しかし楕円形状のモノフィラメントによってタイヤ実用
上問題ない耐疲労性レヘルを確保できる事実を見いした
。

一般にモノフィラメント化するとコード１本内に圧縮歪
と引張歪がかかり、いわゆる耐疲労性は大幅に低下する
と考えられているが、本発明者らはモノフィラメントコ
ード断面を楕円形状とすることにより大幅に耐疲労性が
向上することを見い出した。

いわゆるフィラメントコード断面形状の長径すと短径Ｃ
の比ｂ／ｃ（第１図）がｌ、５＜ｂ／ｃ＜５にあること
が好ましく、ｂ　／　ｃが１．５以下であると真円に近
くなり、耐疲労性、接着性の点から好ましくない。又ｂ
　／　ｃが５以上であると耐疲労性、接着性は向上する
もののフィラメントコード打込本数を向上しても、打込
数に限界があるためにタイヤカーカス強度が不足すると
いう欠点が生しプライ枚数を増加させざるを得ないので
実用上好ましくない。このような理由により、１．５〈
ｂ　／　ｃ　＜　５が好ましが、望むらくは２　＜　ｂ
　／　ｃ　＜４の範囲にあることが耐疲労性、強度設計
上より好ましい。

このような楕円形状を有するモノフィラメントポリアミ
ドコートを空気入りラジアルタイヤのカカスブライに通
用することにより、本発明の目的とするところのタイヤ
騒音低減、転り抵抗低減、タイヤ軽重化が可能となる。

即ち、通常はタイヤクラウンセンター部のゲージが　０
．５　ｍｍ程あるインナーライナーをタイヤ内面に貼り
つけるとタイヤ重量低減が望めないため、タイヤコード
のエアー透過性がモノフィラメントによって大幅に改良
出来ることを利用してインナーライナーゴムゲージを大
幅に低減出来る可能性を検討した。しかし、単にインナ
ーライナーゲージを薄くしても、ゴム自身のエアー透過
性が劣ったり、又歪によってインナーライナーに亀裂が
入ったりした。そこで、インナーライナーゴムにマイカ
３０部以上又はＰ、Ｅ樹脂５部以上、又は全てブチル又
はクロルブチル４０部以上をインナーライナーゴムに添
加したところ、薄ゲージでもエアー透過性を防止して、
更に亀裂等の耐疲労性を改善することが可能となること
が分かった。このようなインナーライナーの薄ゲージ化
は通常のタイヤコードを使用した場合でもタイヤ重量低
域には有効であるが、通常のタイヤコードは前述したよ
うに元来エアーを通しやすいので、インナーライナーを
改良して薄ゲージ化しても、従来のタイヤエアー圧低域
レベルを確保することはむづかしく、よってインナーラ
イナ−１ゲージ化はモノフィラメントと併用することに
より始めてその効果を発揮出来るのである。

このようにモノフィラメントとインナーライナーゴムと
の組み合わせでインナーライナーゲージを０．４　ｍｍ
以下にすることにより始めて、本発明の目的とするタイ
ヤを人手することが可能となる。

更に、インナーライナーのゲージは０．２　ｍｍ以下と
するのがタイヤ重量低減の上からも好ましく、例えば従
来の０．５１のインナーライナーゲージを０．１５ｎ＋
ｍとすることにより１６５　ＳＲ１３サイズのタイヤで
はタイヤ全重量の５％以上（３５０ｇ）もの重量低減が
可能となり、更にはタイヤ内圧低下も従来より大幅に改
善出来るタイヤを入手出来るのである。

又本発明のタイヤ性能として転り抵抗、騒音低・減性能
が大幅に向上するが、前者転り抵抗は単にインナーライ
ナーを薄ゲージ化するだけでは従来のタイヤに較べ２％
程度しか改良されない。しかし、モノフィラメントコー
ドとの組み合わせによってｌＯ％程度の改良も可能とす
る。一方、単にカーカスプライコードにモノフィラメン
トコードを使用しても、全て転り抵抗が改良されるわけ
ではなく、モノフィラメントコードの打込数と極めて関
係がある。即ち、打込数（コード占有率）が少ない程転
り抵抗は改善され、第１図に示すｂ　／　ａが４５％以
下のときに転り抵抗の改善効果が得られることも本発明
者らによって明らかにされた事実である。本発明者らの
検討によるとコード占有率ｂ　／　ａが３０％程度のと
きに転り抵抗は従来のタイヤより約１０％も改善され、
コード占有率が少ない程その効果は大きいのであるが、
コード占有率が２０％以下では打込数不足からタイヤ安
全率が大幅に低下してしまうため好ましくない。又、一
般にコード強力Ｘ打込数で規定されるタイヤ安全率は一
定値以上が好ましが、本発明に用いるモノフィラメント
コードを用いると従来のコード強力Ｘ打込数で規定され
る数値は、より少なくてもかまわないことが明らかにさ
れ、結果的にコード使用量の大幅低減が可能とする。

この理由としてモノフィラメントコードを使用するとタ
イヤサイド部の剛性向上が考えられ、例えばサイドウオ
ール部にプランジャーをあてた時のプランジャーエネル
ギーは、従来の撚りコードを同一強度（コード強力Ｘ打
込数）で用いた時よりもモノフィラメントコードのカー
カスでは約２０％も向上する。即ち、サイドウオール部
の剛性向上により、プランジャーをサイドウオールに押
し込んだ時に、凹み部分が拡がり、応力が均一に、且つ
広く分散する。従って、モノフィラメントコードを使用
したタイヤでは従来のタイヤ安全率よりも２０％程度コ
ード強力又は打込数を減らすことが可能であり、これに
よって大幅な転り抵抗の低減が可能となるのである。

又、このようなサイドウオール部の剛性向上はタイヤ騒
音低減にも著しい効果が認められる。タイヤ騒音はタイ
ヤサイドウオール部の微少面積の振動であり、タイヤサ
イドウオール全体の変形歪ではないためにタイヤ振動乗
心地性等を損わずに低騒音化が可能となる。即ち、モノ
フィラメントコードは曲げ剛性が高いためにタイヤサイ
ドウオール部の微少変形を防止し、結果として騒音発生
源となるタイヤサイドウオールの膜変形を防止出来るた
めに、大幅な騒音低減が可能となるのである。

（実施例） 次に本発明を実施例により説明する。

実施例及び比較例に用いたラジアルタイヤは夫々以下の
測定ｖ：、験に供した。

（１）打込本数 タイヤクラウンセンター部をタイヤ周方向にカットし、
断面をパフした後、インチ長さあたりのカーカスプライ
コードの打込数を測定した。

単位は木／インチで表わした。

（２）コード占有率 （１）で作成した断面からコードの径（楕円コードの場
合は長径と短径）を測定し、長径をｂ、短径をａとした
。又インチ長さあたりのコード打込本数×長径すをイン
チで除した値をコード占有率とした（第１図参照）。

一コード占有率（％） （３）インナーライナーゲージ （１）で作成した断面からインナーライナーゲージを測
定した。

（４）タイヤ内圧減少率指数 タイヤに１．９気圧の内圧を充填し、２５±１　’Ｃの
室内中に２４時間タイヤを放置後、再度内圧を１．９気
圧に調整し、６０日間２５±１°Ｃの室内中に放置し、
６０日後タイヤの内圧を測定した。従来のタイヤは２ケ
月間に約０．２気圧程度内圧低下したが、この内圧低下
分を１００として指数化した； （５）転り抵抗指数 外径１７０８ｍｍのドラム上に内圧１．７０ｋｇ／　ｃ
ｍ”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分間予予
備行させ、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。

タイヤの転り抵抗 式中■Ｄニドラムの慣性モーメント ■Ｌ：タイヤの慣性モーメント ｌ？Ｄニドラム半径 Ｒｔ：タイヤ半径 上式にて求めた５０　ｋｍ／ｌ＋ｒ時の転り抵抗値を代
表値として求めた。なお環境は２４±２°Ｃ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　Ｘで表わした。

この結果、転り抵抗値が小さい方が指数が大きくなり、
従って低燃費性能が良好となる。

（６）騒　　音 タイヤ内圧１．７　ｋｇ／ｃｍ２、定員乗車時の荷重で
６０〜８０　ｋｍ／ｈｒの速度で２０　ｋｍの予備走行
をした後、再度タイヤ内圧を１．７　ｋｇ／ｃｎ＋”に
調整し、試験車速度４０．６０．８０．１００　　ｋｍ
／　ｈｒで車輌中心線より７．５　ｍｉ！ｉ１１れたマ
イクロフォン騒音レベルを測定した。なお、マイクロフ
ォン手前５０ｍで惰行走行を開始し、マイクロフォン通
過後更に５０ｍ以上惰行走行を継続した。マイクロフォ
ンは地上高さ１．２ｍの位置で５０ｃｍ間幅で２台を設
置し、マイクロフォンの向きはタイヤ走行方向に直角且
つ路面に平行とした。又速度は試験速度±２　ｋｍ／ｈ
ｒとしマイクロフォン位置を中心とした計１０ｍ区間の
通過時間から速度を換算し車速の許容範囲にあることを
確認して騒音レベルを記録した。

又暗騒音は通過騒音の１０　ｄＢ　（Ａ）以下であるこ
とが望ましい。測定は一速度条件につき二回操り返した
平均値を用い、読みとった騒音レベルの差が２．５　ｄ
　（Ａ）以上の時は更に２回操り返し４回の平均を採用
した。マイクロフォンで読みとった騒音レベルとテープ
再生による騒音レベルを平均して測定値としたが、記録
の様式はＪＡＳＯ７３１９に準じた。

（７）コード強力 タイヤクラウンセンター部を中心として長さ３５ｃｍ程
のカーカスプライコードをタイヤから採取し、クラウン
センター部を中心としてチャンク間距離２５ｃｍでＪＩ
Ｓ　Ｌ　１０１７に従い常温にて引張り、破断時の強力
を測定し、破断強力を撚糸前のトークルデニールで除し
た値を強度Ｓ　（ｇ／ｄ）とした。尚、トートルデニー
ルは撚糸前のデニールを用いたが、これはコード処理工
程やタイヤ加硫工程で若干コードの伸縮があり、煩雑化
を避けるためである。

タイヤは１６５　ＳＲ１３サイズでカーカスプライは通
常のポリエステル（ＰＥＴ）　１５００ｄ／　２　、４
０ｘ４０Ｔ／１０ｃｍの撚を有する撚コードと、ナイロ
ン６６を主成分とする４０００　ｄのモノフィラメント
コードを適宜打込数を変えて試作した。又、ベルトは２
枚のスチールベルト層からなりコード構造は直径０．２
３ｍｍの１×５構造を用いた。なお、上記ナイロンモノ
フィラメントカーカスプライは、下記のデイツプ液の接
着剤： ■ヱ」」Ｌ１剋 （重量部） 水　　　　　　　　　　　６７．０１６し　　ソ゛　　
ル　　シ　　ン　　　　　　　　１　、３０６ホルマリ
ン（３７％）　　　　　１．９００苛性ソーダ　　０．
０３６ ＶＰラテックス（４１％）　　　５．８００ＳＢＲラテ
ツクス（４０％）　２３．９４２塗布後、下記の第１表
の条件で接着剤緊張熱処理を施した。

第　　１　　表 とコード強力が低下するため、マイナスストレンチ（０
〜−３％）で処理することが好ましい。又ポリエステル
コードは通常の処理条件とし、ドライゾーン：１４０’
Ｃ１Ｉｇ／ｄ、１２０秒、ホットゾーン＝２４５°Ｃ１
Ｉｇ／ｄ、４５秒、ノルマゾーン：２５０°Ｃ１０，５
ｇ／ｄ、４５秒の各処理温度、張力、露出時間で処理し
た。

各コードは、通常の方法でスダレ織りとし、上記条件で
デイツプ処理を施した後、ゴムを被覆し、通常のタイヤ
用ゴム引き布としてカーカスプライに供した。生コード
及びディンプコードの特性を下記の第２表に示す。

七ノフィラメントコードの緊張熱処理で大切なことはコ
ードの緊張熱処理工程でのストレンチを収縮側に保持す
ることであり、引ぼり張力が大きいタイヤ成型、加硫条
件等は現行と全く同等でタイヤを試作した。これら供試
タイヤの上記測定試験結果を下記の第３表に示す。

上記第３表から以下のことが確認された。

上較拠土 通常の上述したＰＥＴ１５００ｄ／２の一枚カーカスプ
ライを使用した。又クラウンセンター部の打込は１４本
／インチであり、これは通常の市場に出ているタイヤと
全く同等のものである。このタイヤのインナーライナー
ゴムのゲージは０．５　ｍｍテアリ、タイヤ重量は６．
５　ｋｇであった。この市場に出廻っているタイヤをコ
ントロールタイヤとした。

ル較■又 インナーライナーゲージを０．１５ｍｍとした以外は比
較例１と同（筑とした。インナーライナーの薄ゲージ化
により、タイヤ重量は３５０ｇ低減したが、ゲージを薄
ゲージ化としたためエアー透過性が著しく劣った。

北敦瀾ユニｉ 比較例３〜５のインナーライナーゴム質をエアー透過性
の防止出来るインナーライナーゴムとしたところ、比較
例２よりはエアー透過性は改善されたが、コントロール
タイヤよりは内圧低下が大きかった。

実１」し− 上述したナイロンのモノフィラメントコートをカーカス
プライとし、打込数を７本／インチとした以外は比較例
３と同様としたが、モノフィラメントコードを用いたた
め内圧低下も防止出来、又転り抵抗性、騒音レベルも大
幅に向上した。

炎施拠１反送主 インナーライナーのゴム質を変えた以外は実施例１と同
様であるが、効果は実施例１と同等であった。

実施±↓ 実施例１よりインナーライナーゲージを厚クシ０　、２
５ｍｍとしたところ、実施例１よりタイヤ重量が増え、
転り抵抗指数は若干低くなったが、コントロールよりは
尚大幅に改良されている。

ル較Ｍ旦 実施例４より更にインナーライナーゲージを１７くした
ところ、タイヤ重量はコントロールと同等となった。

１去１九ｉ 実施例１より打込本数を多くしたため転り抵抗性は若干
悪くなったが、コントロールよりは大幅に転り抵抗性、
騒音レベル、エアー減少率も改善されている。

几ｔ」［し二ｌ 実施例１より打込本数を多くしたため、転り抵抗性はコ
ントロールと同等か又は劣った。

（発明の効果） 以上説明してきたように、本発明においては、空気入り
ラジアルタイヤの騒音低減、転り抵抗低減、更には軽量
化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、カーカスプライのモノフィラメントコードの
断面図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、トレッド部と、該トレッド部の両側で連なる一対の
   サイド部と、該サイド部の内周に夫々形成された一対の
   ビード部とを具え、タイヤの半径方向にカーカスプライ
   コードを配列してなるカーカスプライと、該カーカスプ
   ライを取り巻き、トレッド部の内側に埋設されたベルト
   層とで補強されたラジアルタイヤにおいて、 前記カーカスプライコードが楕円形状を有するポリアミ
   ド系モノフィラメントコードであることを特徴とする空
   気入りラジアルタイヤ。 ２、トレッド部と、該トレッド部の両側で連なる一対の
   サイド部と、該サイド部の内周に夫々形成された一対の
   ビード部とを具え、タイヤの半径方向にカーカスプライ
   コードを配列してなるカーカスプライと、該カーカスプ
   ライを取り巻き、トレッド部の内側に埋設されたベルト
   層とで補強されたラジアルタイヤにおいて、 該タイヤのクラウンセンター部でのインナーライナーの
   ゲージが０．４ｍｍ以下であり、前記カーカスプライコ
   ードが楕円形状を有するポリアミド系モノフィラメント
   コードからなり、且つクラウンセンター部での該モノフ
   ィラメントコードの打込占有率ｂ／ａ（但し、ａは第１
   図に示す如く、タイヤクラウンセンター部にて周方向に
   切断した時のコード端からコード端までの距離、ｂはコ
   ード断面長径方向長さ）が２０％＜ｂ／ａ＜４５％であ
   ることを特徴とする請求項１記載の空気入りラジアルタ
   イヤ。 ３、前記インナーライナーゴムは、ブチルゴムあるいは
   ハロゲン化ブチルゴム４０〜１００重量部とジエン系ゴ
   ム０〜６０重量部とからなるゴム組成物１００重量部に
   対してマイカ３０重量部以上、又はＰＥ樹脂５重量部以
   上配合したことを特徴とする請求項１又は２記載の空気
   入りラジアルタイヤ。 ４、前記インナーライナーゴムのタイヤクラウンセンタ
   ー部におけるゲージが０．２ｍｍ以下であることを特徴
   とする請求項１〜３のいずれか一記載の空気入りラジア
   ルタイヤ。５、前記カーカスプライモノフィラメントコ
   ードの断面は長径（ｂ）と短径（ｃ）との比ｂ／ｃが１
   ．５＜ｂ／ｃ＜５にあることを特徴とする請求項１〜４
   のいずれか一記載の空気入りラジアルタイ。