JPH04159107A - 空気入りタイヤ - 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、操縦安定性を低下させることなく軽量化を図
りうる空気入りラジアルタイヤに関する。

〔従来の技術〕

近年、温暖化、二酸化炭素の増加など地球環境の悪化を
防ぐべく自動四輪車にあっても燃料の節減が企てられて
いる。

又、燃費の節減は、車両重量の低減が最も有効であり、
車両重量１％の軽減は燃費を１％向上させる効果を有し
、タイヤにあっても一層の軽量化が要請されるようにな
った。

タイヤを構成する部材中、ベルト層はトレッド部の剛性
を高めるためそのコードにスチールを用いており、従っ
てベルト層がタイヤ重量に大きく関係している。特に偏
平率の小な例えば重荷重用タイヤにあっては、この傾向
が特に著しい。

〔発明が解決しようとする課題〕

前記要請に対してベルト層のベルＩ・コードをスチール
に代えてスチールと路間等の強さを有するアラミド繊維
を用いたものも市場に存在するか、このものはスチール
に比べて比重の小さい有機繊維を用いることによってタ
イヤ重量を軽減しうるものの、スチールコードを用いた
ものに比べてトレッド部の剛性不足による操縦安定性が
低下するという問題がある。

発明者は、このようなタイヤの軽量化と、操縦安定性の
保持との２つの問題点をともに解決を図るべく鋭意研究
を重ねた結果、ベルト層のスチールコードの占める断面
比を小としタイヤの重量軽減化を図るとともに、スチー
ルコードの断面比の減少によるトレッド部の剛性低下を
補強層を設けることにより補うとともに、前記補強層を
性能が異なる２つの有機繊維コードをより合わせた複合
コードを有する帯状プライを螺旋巻して形成するのがタ
イヤ重量の大巾な増加を見ることなく効率のよい補強を
なしうろことを見出し、本発明を完成させたのである。

本発明は、操縦安定性を損なうことなくタイヤ重量を低
減しうる空気入りラジアルタイヤの提供を目的としてい
る。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、タイヤ最大巾に対するタイヤ半径方向断面高
さの比である偏平率が５５％以下の空気入りラジアルタ
イヤであって、トレッド部、サイドウオール部を通りビ
ード部のビードコアの周りを折り返す１枚以上のカーカ
スプライからなるカーカス、トレッド部の内部かつ前記
カーカスのタイヤ半径方向外側に配されるとともにスチ
ールからなるベルトコードを並設した２枚以上のベルト
プライからなるベルト層および該ベルト層の半径方向外
側に配されかつ前記ベルト層を全面に亘って覆う第１の
補強プライと、少なくとも前記ベルト層の両端部を覆う
第２の補強プライとを有する補強層を具え、前記ベルト
プライは、前記ベルトコードに直交する断面方向の５０
ｍｍの距離内のベルトコードの断面積合計を６．０８ｍ
ｍ２以上かつ８゜５９ｍｍ２よりも小として該ベルトコ
ードが互いに平行に配される一方、前記第１、第２の補
強プライは、芳香族ポリアミド繊維と、ナイロン繊維と
をより合わせた複合コードをトッピングゴムにより被覆
した長尺の帯状プライを螺旋状に小角度で傾けて巻回す
ることにより形成した空気入りラジアルタイヤである。

〔作用〕

ベルト層は、スチールからなるベルトコードを用いたベ
ルトプライによって形成され、しかもベルトプライのベ
ルトコードか占める断面積合計を従来のものより小かつ
一定の範囲に規制したためベルト層の重量が軽減され、
従ってタイヤの総重量が軽減される。

なおコードの断面積合計の規制は、ベルトコード径を調
整することにより、又コードの打込数を調整することに
よっても出来る。さらには両者を併用して調節してもよ
い。

ベルトコードの断面積合計が５０ｍｍの間に６．０８ｍ
ｍ未満となれば、トレッド部の剛性が著しく低下し操縦
安定性が著しく劣る一方、８．５９ｍｍ２以上ではタイ
ヤ重量軽減にはならない。

又ベルト層の外側に補強層を設け、その補強層をベルト
層の全巾を覆う第１の補強プライと、少なくともベルト
層の両端部を覆う第２の補強プライとによって形成して
いるため、ベルト層は第１の補強プライによってその全
域が補強されトレッド部の剛性を保持する一方、第２の
補強プライによって、走行時に剥離が生じ易いベルト層
端部をさらに補強することが出来る。

しかも、第１、第２の補強プライは、長尺の帯状プライ
を螺旋状に巻回して形成しているため、シート体に比し
て薄肉軽量に形成しうることによってトレッド部の厚さ
を減じタイヤの軽減を図りうる。

又前記補強層を形成する帯状プライが芳香族ポリアミド
繊維と、ナイロン繊維とをより合わせた複合コードを用
いているため、複合コードは低弾性域をナイロン繊維が
、又高弾性域を芳香族ポリアミド繊維がそれぞれ分担す
る。

従ってタイヤ加硫工程時の補強コードの伸び（約３％付
近）は、低弾性域にあり、芳香族ポリアミド繊維のよう
に高弾性のコードのみによって形成されたものに比べて
タイヤの加硫全型内面における加硫に際して、生タイヤ
内部の内圧によりタイヤ外周面を加硫全型内面に複合コ
ードの伸びとともに押し付けることが出来、芳香族ポリ
アミド繊維を用いつつタイヤの加硫成形が容易となりか
つタイヤの仕上がり精度も向上し、操縦安定性を高めう
るのである。

他方、高変形を伴う走行時にあっては前記補強層の複合
コードは高弾性を発揮しベルト層のベルトコードと共に
タガ効果を発揮しスタンデングウェーブの発生を抑止し
、振動を減じうることに撚り操縦安定性を高める。

このように本発明の空気入りラジアルタイヤは前記した
構成が有機的に結合されかつ一体化することによって、
ベルト層の剛性低下を補強層が補い操縦安定性を低下さ
せることなくタイヤの軽量化を図り得るのである。

〔実施例〕

以下本発明の一実施例を図面に基づき説明する。

図において空気入りラジアルタイヤ１は、トレッド部２
の両側から半径方向内方に向けて延びるサイドウオール
部３と、該サイドウオール部３の半径方向内側端に位置
するビード部４とを有しており、さらにタイヤの半径方
向に対してほぼ平行に延びるコードからなりかつ両端が
ビードコア５のまわりに折返されるトロイド状のカーカ
ス６と、トレッド部２の内方かつカーカス６０半径方向
外側に位置するベルト層７とが配置されている。又ベル
ト層７の半径方向外側には、補強層９が配置される。

なお空気入りラジアルタイヤ１は、タイヤ最大巾ＷＴに
対するタイヤ半径方向の断面高さＨの比Ｈ／ＷＴである
タイヤ偏平率が５５％以下である偏平タイヤとして形成
される。

カーカス６は、カーカスコードをタイヤ赤道に対して６
０〜９０°の角度で傾けて並設した１枚以上、本実施例
では２枚のラジアル又はセミラジアル配列のカーカスプ
ライ１１からなる。

ベルト層７は、スチールからなるベルトコード１２をタ
イヤ赤道Ｃに対して傾けて配した２枚以上、本実施例で
は２枚のベルトプライＡ、Ｂからなり、各ベルトプライ
のベルトコードは互いに交差する向きに配される。

前記各ベルトプライ１３Ａ、１３Ｂは、ベルトコード１
２に直交する断面において５０ｍの距離Ａ内のベルトコ
ードの断面積合計を６．０８ｍｍ”上かつ８．５９　ｍ
ｍ”よりも小としている。この値は、ベルトコード１２
単体の断面積、即ちベルトコード径ｄと５０ｍｍ当たり
の打込数（エンズ）ｎとの何れか一方、又は双方をとも
に規制することを意味する。

補強層９は、ベルト層７を全面に亘って覆う第１の補強
プライ１４と、少なくともベルト層７の両側端部ＦＸＦ
を覆う第２の補強プライ１５とからなる。本実施例では
第２の補強プライ１５は、ベルト層７の端部Ｆのみを覆
う小中に形成されるとともに、該端部Ｆにあってはベル
ト層７と第１の補強プライ１４との間に介在させている
。

第１、第２の補強プライ１４．１５はともに長尺の帯状
プライ２０を螺旋状に巻回することにより形成される。

帯状プライ２０は第４図、第５図（ａ）に示す如く、芳
香族ポリアミド繊維２１とナイロン繊維２２とをより合
わせた複合コード２３をトッピングゴム２４により被覆
した長尺の帯状体からなる。

芳香族ポリアミド繊維２１は弾性率が１０００ｋｇ／ｍ
ｍ”　、好ましくは１５００　ｋｇ／　ｍｍ”をこえる
高い弾性率を具える繊維を用いている。又その太さは、
８００〜３０００デニール好ましくは１０００　ｄ／１
のものが用いられる。

さらに、ナイロン繊維２２は６．６ナイロンで８４０　
ｄ／１の太さのものを用い弾性率が１０００ｋｇ　／　
ｍｍ　２以下、好ましくは７００ｋｇ／ｍｍ”以下であ
ることが好ましい。

二のような芳香族ポリアミド繊維２１はその一本又は複
数本を同時に下撚りするとともに、同方向に下撚りされ
た一本又は複数本のナイロン繊維を、逆方向に撚り合わ
せることによって前記複合コード２３が形成される。な
お複数本の芳香族ポリアミド繊維２１、ナイロン繊維２
２を用いる場合において、各−本ごとに下撚りしてもよ
く、又その複数本を合わせて下撚りすることもできる。

又複合コード２３は、第５図（ａ）に示すごとく、芳香
族ポリアミド繊維２１、ナイロン繊維２２の各１本づつ
を撚り合わせてもよく、又一方を１本としかつ他方を複
数本とすることも、ともに複数本を用いて撚り合わせる
ことにより複合コード２３を形成することもできる。

このような複合コード２３に引張力を加えると、第５図
（ｂ）に示すように、撚りを戻しつつ伸長する。

又伸長によって、複合コード２３の初期の撚りピッチＰ
１が伸長によりピッチＰ２に増大する。この伸長が、芳
香族ポリアミド繊維２１について第６図（ａ）、（ｂ）
に模式的に示すごとく、初期状態ではコイル状を呈して
いた該芳香族ポリアミド繊維２１Ａは所定の伸びによっ
て真直状のフィラメント２１Ｂとなる。従ってこのよう
な状態からは、芳香族ポリアミドの本来の高い弾性率を
発揮する。

このように、芳香族ポリアミド繊維２１を予め螺旋状に
巻回することによって、螺旋状態の第６図（ａ）の状態
から真直状態となった第６図（ｂ）に至る間の比較的伸
びが大なる低弾性域と、第６図（ｂ）の状態からさらに
荷重が負荷されることによって伸びの小さい高弾性域と
を具えうるのは明らかであり、又第６図Ｃｂ）に示す真
直となった状態が伸び一応力カーブの変曲点を形成する
。

複合コード１２においては、このように変曲点Ｖが、伸
びの２〜７％の範囲に位置するように設定する。複合コ
ード１２は、芳香族ポリアミド繊維２１とナイロン繊維
２２との撚り合わせ体であり、従って第５図（ｂ）に示
すごとく、芳香族ポリアミド繊維２１、ナイロン繊維２
２は荷重を付加したときにも捩れが有しており、従って
その変曲点Ｖは第６図（ａ）、（ｂ）の模式的な場合に
比しては顕著とはならない。複合コード２３の応カー伸
び曲線を第７図に例示している。同図において、曲線ａ
は６．６はナイロン繊維２２で８４０ｄ、又曲線すは１
０００ｄの芳香族ポリアミド繊維２１の伸び曲線を示し
ている。又これらの芳香族ポリアミド繊維２１を２本、
ナイロン繊維２２を１本を撚り合わせた複合コード２３
の場合を曲線Ｃで示している。曲線Ｃは、曲線ａと曲線
すとの間に位置し、かつ変曲点Ｖが伸び２〜７％の範囲
にあることがわかる。なお複合コード２３において、前
記変曲点Ｖとは、伸び０の状態における曲線に接する接
線Ｓ１と、破断点において曲線Ｃに引いた接線Ｓ２とが
交わる交点Ｘを通る垂直線との交わり点として定義して
いる。

又複合コード２３は、前記変曲点Ｖから破断点に至る高
弾性域と、伸び０である原点から変曲点Ｖに至る低弾性
域とを具えるとともに、高弾性域の弾性率ＥＨと低弾性
域の弾性率ＥＬとの比ＥＨ／ＥＬを２〜１０の範囲とし
ている。このような複合コード２３は、芳香族ポリアミ
ド繊維２１の太さ、本数、弾性率、ナイロン繊維２２の
太さ、本数弾性率等を適宜選定するとともに、両繊維の
撚り合わせ角度等撚り合わせ条件の調整によって、前記
範囲を満たしうる複合コード２３を形成できる。また複
合コード２３は、芳香族ポリアミドに施す延伸処理の選
択によっても調整できる。

なお前記変曲点Ｖが伸び２〜７％の範囲に存在すること
によって、タイヤ生産時において、生タイヤを加硫金型
に装着しかつ生タイヤ内に内圧を充填したとき、該内圧
によって、補強層９は、複合コード２３の伸長によって
膨出し、トレッド部２の外周面を金型内面に押しつける
ことにより、そのトレッド部２に金径に形成された溝形
状を刻設できる。なお生タイヤへの内圧充填に伴う膨出
は、複合コード１２の低弾性域における伸長によって行
う。このため変曲点Ｖを伸び２〜７％の範囲に設定して
いる。なお内圧充填による金型内の必要な複合コード１
２の伸びを、前記変曲点Ｖ付近に位置させるのがよい。

これによって、成形されたタイヤへのインフレット及び
高速回転時に作用する遠心力に基づくタイヤの膨出を高
弾性域によって抑制しうる。このため、高弾性域の弾性
率ＥＨと低弾性域の弾性率ＥＬとの比ＥＨ／ＥＬを２〜
１０とするのが好ましい。２以下のとき前記抑制効果に
乏しく、又１０をこえるのはタイヤバランス上からも不
要である。

バンドプライ７Ａは、該バンド層７の一方の端縁Ｅ１を
起点として、タイヤ赤道Ｃをこえ他方の端縁Ｅ２に向か
ってかつタイヤ赤道Ｃと略平行に螺旋状に巻回すること
により形成される。本実施例では、帯状プライ２０の巻
付に際して第６図に示す如く、該帯状プライ２０の対向
する側縁２０ａ、２０ａ近傍をラップさせて巻回してい
る。

なお帯状プライ２０をタイヤ周方向に螺旋巻し形成した
ため、タイヤ周方向と交差する向きの継目が生じないた
め、走行時の走行安定性と乗り心地とを一層高めうると
ともに騒音の低下を図りうる。

なお第２の補強プライ１５を、第１の補強プライ１４と
同様にベルト層７を全中に亘って覆うフルパントとして
形成してもよい。

〔具体例〕

タイヤサイズが２２５１５０Ｒ１６でありかつ第１図に
示す構成のタイヤについて第１表に示す仕様により試作
するとともに、従来の仕様によるタイヤ（比較例１）及
び本願の構成外のタイヤ（比較例２．３）について併せ
て製作しその性能を比較した。

室内試験は、各試供タイヤを正規のリムに装着するとと
もに、ＪＡＴＭＡ規格の規定する最大の内圧と、荷重と
を加えてテストを行った。

又実車テストは各試供タイヤを非気量３０００ＣＣの四
輪車に装着し専用ドライバーによりテストコースを走行
し、ドライバーのフィーリングにより判定した。

試験の結果、操縦安定性を損なうことなくタイヤ重量を
軽減しうろことが確認出来た。

〔発明の効果〕

叙上の如く本発明の空気入りラジアルタイヤは、前記構
成を具えることにより、直進時旋回時における操縦安定
性を損なうことなくタイヤ重量を軽減でき車両の燃費を
節減しうる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す断面図、第２図はその
ベルトプライの一部を示す平面図、第３図はそのＬ−Ｌ
線断面図、第４図は帯状プライを示す斜視図、第５図（
ａ）は複合コードを例示する正面図、第６図（ａ）、（
ｂ）は芳香族ポリアミド繊維の初期及び伸びた状態を模
式的に示す線図、第７図はコードの伸び曲線の一例を示
す線図、第８図は帯状プライの巻付けを示す断面図であ
る。 ２−トレッド部、　　３−サイドウオール部、４−ビー
ド部、　　５−ビードコア、 ６−カーカス、　７−ベルト層、　９−補強層、１１−
カーカスプライ、　１２−ベルトコード、１３Ａ、１３
Ｂ−ベルトプライ、 １４−第１の補強プライ、 １５−第２の補強プライ、　Ａ−１距離、Ｈ−断面高さ
、　Ｗ　Ｔ　、−タイヤ最大巾。 第２図 第３図 第４図 第８図 ０ａ 第５図（ａ）　　　　　　　　第６図（ａ）７］ 第１’ｌｌ 神ぴ 弓）−四重■Ｅ−１１Ｆ　Ｃかり 平成３年２月１ｇ日 １官植松　敏殿 住所神戸市中央区筒井町１丁目１＠１号４、代理人 住所大阪市淀用区西中島４丁目２番２６号ｉ補Ｂ神のＢ
付　　　　平成３年２月１２日限１）−一二帳　補正の
対象 （１）明細書の「図面の簡単な説朋」の簡７、補正の内
容

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １　タイヤ最大巾に対するタイヤ半径方向断面高さの比
   である偏平率が５５％以下の空気入りラジアルタイヤで
   あって、トレッド部、サイドウォール部を通りビード部
   のビードコアの周りを折り返す１枚以上のカーカスプラ
   イからなるカーカス、トレッド部の内部かつ前記カーカ
   スのタイヤ半径方向外側に配されるとともにスチールか
   らなるベルトコードを並設した２枚以上のベルトプライ
   からなるベルト層および該ベルト層の半径方向外側に配
   されかつ前記ベルト層を全面に亘って覆う第１の補強プ
   ライと、少なくとも前記ベルト層の両端部を覆う第２の
   補強プライとを有する補強層を具え、前記ベルトプライ
   は、前記ベルトコードに直交する断面方向の５０ｍｍの
   距離内のベルトコードの断面積合計を６．０８ｍｍ＾２
   以上かつ８．５９ｍｍ＾２よりも小として該ベルトコー
   ドが互いに平行に配される一方、前記第１、第２の補強
   プライは、芳香族ポリアミド繊維と、ナイロン繊維とを
   より合わせた複合コードをトッピングゴムにより被覆し
   た長尺の帯状プライを螺旋状に小角度で傾けて巻回する
   ことにより形成した空気入りラジアルタイヤ。