JPS60255503A - 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〕 本発明はタイヤのベルトカバーの構造を改良した高速耐
久性および重荷重耐久性に優れた空気入シラシアルタイ
ヤに関するものである。

〔従来の技術〕

これまで高速耐久性能を向上させる方法に関して数多く
の発明がなされている。これらは基本的に、ラジアルタ
イヤのベルトに於て、周方向の剛性、即ち、高速回転時
の遠心力に耐抗する剛性を高めること及びタイヤ、特に
、トレッド部の発熱を低く抑止することを主たる目的と
している。このうち周方向の剛性を高める為に、ベルト
層の外周側に熱収縮性繊維層を設は剛性を付加する方法
が考案されている。更に熱収縮性繊維層のコード密度を
高める、あるいは、特にトレッド肩部・ベルト端部で補
強効果を高めると良いこと等が考案されている。

しかし、現実的には以下に述べるように周方向の・剛性
の補強効果が十分発揮されていなかった９、重荷重耐久
性が悪化する等の問題がある。

１）熱収縮性繊維層の周方向剛性補強効果が損われてい
る。

ベルト層の外周側に、はぼ周方向に近い角度で配置され
る熱収縮性繊維コードは、周方・向の剛性を高めて、タ
イヤの高速耐久性を高めることを目的としている。特に
、熱収縮性のあるコードは、タイヤの加硫工程に於て熱
収縮することにより大きな初期張力を与え、有利である
。しかし、ラジアルタイヤの製法上の問題から、実際に
は「大きな初期張力」が十分に付与されていないことが
判明した。

即ち、未加硫の生タイヤは金型に挿入する為、金型よシ
小さく設計され、挿入後金型内で膨張させ加硫する。６
従って、この際、ベルト層も径方向に約５チ程度の伸び
を生ずる。周方向に対して浅い角度で交差したベルト層
は、角度を更に浅く変化させることで径方向の伸びを吸
収するが、はぼ周方向で配置されるカバ一層は径方向の
伸びを吸収する能力がなくコード自身が伸びるしがない
。しかし、実際には、本発明者らの研究で、ベルトカバ
一層の巻きはじめと、巻きおわシのラップした部分で層
間すベシを生じて、この径方向の伸びの一部を吸収して
いることが判明した。従って、カバ一層の巻きはじめ、
巻きｉゎシのランプ部に、層間すべりを生じさせない強
固な固定方法があれば「大きな初期張力、」を期待どお
りに得ることが出来る。

２）高密度コード層は重荷重耐久性が劣る。

周方向の剛性を補強するカバ一層のコード・密度が高け
れば高いほど高速耐久性は向上する。しかし、コード密
度が高いほどコードを保護すべきコートゴム量が減少す
る。特に、コード・コード間のコートゴム量が減少する
と、大きな負荷４重のもとて長時間走行する際の耐久性
が低下する。従って、カバーコードの高密度化にも限度
があることが判明した。

〔発明の目的〕

本発明は高速走行時における遠心力に抗するベルトの周
方向剛性を高めることにより、高速耐久性および重荷重
耐久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。

〔発明の構成〕

本発明の構成はベルト層の外周側に熱収縮性繊維コード
から成るベルトカバーを配置した空気入りラジアルタイ
ヤにおいて、最外周側にあってベルト層全中を覆う第１
ベルトカバーと、第１ベルトカバーの内周側にあってベ
ルト層を部分的に覆う第２ベルトカバーとを設け、第１
ベルトカバーのコード密度を５０本／　５Ｑ　ｍｍ巾以
下、第２ベルトカバーのコード密度を５５〜７５本１５
０朋巾とした空気入りラジアルタイヤをその要旨とする
ものである。

以下実施例を挙げ、本発明の構成と好捷しい範囲を説明
する。

〔実施例〕

■ベルトカバ一層の構造 ベルトカバーの巻きはじめと巻きおわりのラップ部（ス
プライス部）が加硫工程で層間すべりを生ずるとカバー
の初期張力が減少し高速耐久性が低下する。表１は、カ
バ一層の構造と高速耐久性及び初期張力をまとめたもの
である。

高速耐久性は１９５／６０　Ｒ１５サイズでスチールベ
ルト層及びベルトカバーコード層を有するものを用いて
φ１７００ｍｍドラム上で８０　Ｋｍｌｈ　ｘ　２　ｈ
の予備走行後３ｈｒ冷却し、１２ｘＫｍ／ｈより３０分
毎にＢ　Ｋｍｌｈづつ速度を増し２４１Ｋｍ／ｈにて終
了する方法で評価した。なお、条件は室温３８°Ｃ９内
圧２、１　Ｋｆ／ｃｎｔ　、荷重４２５　Ｋ９　、リム
６−ＪＪ　Ｘ　１５のもとで評価した。また、カバ一層
の初期張力は成型時生タイヤに於けるスズライス量と加
硫後タイヤのスプライス量を比較し、その差が小さいほ
ど層間すべりが小さく、初期張力は大きいものと推定し
た。

表１に示す様に、初期張々を大きくする為にはタイヤ４
５，６．７の様に１枚のカバーを複数轡に連続して巻き
込む方法が良い。しかし、５はベルト端に過度の熱収縮
応力が加わシ、金型内のタイヤ形状と内圧充填時のタイ
ヤ形状の差違が大きく、耐久性、とりわけ重荷重・長時
間走行する耐久性が劣る。また、過度の熱収縮応力はス
チールベルト一層自身にも特異な変曲点を生じせしめ、
これもベルト層のくり返し耐久性を劣化させることにな
る。一方、６の場合は高′速耐久性が良いレベルにある
もののベルト層の金山にわたって２重層のカバーがある
故にトレンド剛性が過多であり乗心地性能が劣る。その
他、コスト、重量の点に於ても不利益な点が多い。他方
、７の場合はベルト層よシ巾広のカバーを巻きつけた後
に、カバーを外周側に折り返したものであるが、当然折
り返し部とカバ一本体とのスプライスは同一個所にあり
、タイヤの均一性を悪化させてしまう。また、カバ一層
を折り返えす成型工程が複雑であり実用的なカバー構造
と言えない。３，４の例は、いずれも一層のカバー構造
のものでカバーのスズライスが層間すべりを生じやすく
初期張力が低い。更に、カバ一層の剛性も他のカバー構
造に比較して低く十分な高速性能を有していない。１，
２の例は、いずれも、ベルト層金山にわたる１層のカバ
ーとベルト両端に部分的な１層のカバーを付加した構成
になっている。両者とも、見かけ上回−のカバー剛性を
有するが、実際には２の方か高速耐久性に優れている。

これは、２の場合、内側の部分カバ一層のスゲライスが
外側の食中カバ一層で強固に保護され、スプライスの層
間すベシが生じにりく、初期張力が高く保たれる為であ
る。逆に、１の場合、外側にある部分巾のカバーのスプ
ライスは層間すべりが生じやすく、更には、内側の全中
カバーの層間すべｂｔで誘発しているとも考えられる。

従って、初期張力を高く保持することが出来ず高速耐久
性のレベルも劣っている。なお、１，２いずれの場合も
部分巾、金山のスプライスを周上に分散させてタイヤの
均一性を向上させるには有利である。

以上述べたように、ベルトカバ一層の構造は、初期張力
を大きく保持し、かつ、乗心地・均一性・コスト・重量
にも優れる為には、ベルト層の外側にあって外周側にベ
ルト全巾にわたるカバ一層と、内周側にベルト両端をお
おう部分中カバ一層とによって構成されるものが最良で
ある。この場合、内周側層の部分巾カバ一層の巾（片側
）はベルト全巾の１層チ以上有しないと剛性が不足し、
十分な高速耐久性を得られない。

また４０％以下でないと乗心地が悪化する。望ましくは
１８チ〜２８チの巾でベルト端部をおおうことが良い。

■ベルトカバーコードのエンド数 カバ一層のコート密度は多くすればする程、ベルト剛性
が高まり、高速耐久性も向上する。

しかし、一方でカバーコードを保護すべきコートゴムの
量がコード・コード間で減少し、重荷重・長時間走行の
耐久性が低下することが判明した。１９５／６０　Ｒ１
５サイズに於て、φ６００朋ドラム上で高さＩＱｍｍの
突起物を設け、空気圧２０Ｋｆ／ｃｒｌ、室温３８８Ｃ
２速度１００　””／ｈ　、荷重７００に９の条件で１
万一走行させる方法で評価した。タイヤの構造はスチー
ルベルト層に外周側全中カバー、内周側ベルト端カバー
を加えたもので、２層のカバ一層とも６６ナイロン８４
０Ｄ／２のコードを用いてコード密度を４０本１５０朋
巾から５エンドづつ増して評価した。その結果、コード
密度が５０本／　５Ｑ　ａｍ巾までは何の故障もなかっ
たが５５本／　５０　ａｍ巾以上ではカバ一部あるいは
ベルト部にはがれ故障が発生した。

そこで、本発明者らは、カバ一層のうち内周側にある部
分巾のカバ一層のみについて高密度化することを研究し
た。即ち、外周側にありベルト層のほぼ全巾をおおうカ
バ一層は５０エンド１５０關巾に固定し、内周側ベルト
端を全ベルト層中の２５％でおおうカバ一層を５０エン
ド１５０ＩｌｌＩｌ＋巾から５エンドづつ増して評価し
た。その結果、７５エンド１５０朋巾まで何ら故障を発
生せずに完走することが判明した。また、７５エンド１
５０朋巾のものは高速耐久性についても２４１’に＋ｎ
／ｈＸ３０分を完走し満足せる高速性を得た。

以上述べた様に、外周側カバ一層を５０工ンド１５０間
巾以下にして、内周側部分巾カバ一層を５５〜７５エン
ド１５０朋巾とす・れば高速性、耐久性が同時に満足さ
れる。

更に、トレッドゴム層を内周側が低発熱性ゴムである２
層構造にすれば、全体にカバーコードの゛高密度化が可
能となシ、外周側カバ一層を５５〜７０エンド１５０朋
巾とし、内周側を７５工ンド１５０ｍｍ巾以下で外周側
カバ一層より高密度化することが可能である。

■ベルトカバーコードの熱収縮特性 本発明者らは、ベルトカバー構造が外周側で食中、内周
側で部分巾であるものにつき、カバーコードのコード密
度を変化させることに加え、更に熱収縮特性の点につい
ても研究を進めた。

即ち、外周側の食中カバーで強固にスプライスを保護さ
れた内周側の部分巾カバーに熱収縮性の強い素材を選ぶ
ことによって、よシ高い高速耐久性を得ることに着目し
た。

比較的熱収縮性の高い有機繊維としてポリエステル繊維
、６ナイロン繊維、６６ナイロン繊維がある。このうち
、ポリエステル繊維は接着性、とシわけ、高温下での接
着性が劣シベルト力バー材として不向である。６ナイロ
ン繊維は接着性に優れるものの耐熱性が劣り、やはシ、
ベルトカバー材として不向である。他方、゛６６ナイロ
ン繊維は熱収縮率も大きく、接着性に問題なく耐熱性も
６ナイロンより優れベルトカバー材として好適である。

第２図は、６６ナイロン繊維を用いたコードの熱収縮応
力と中間伸度を示したものである。ただし、熱収縮力は
ＪＩＳ　Ｌ　−１０１７による乾熱時収縮力で１７０°
Ｃ雰囲気下に於けるものである。また、中間伸度はＪＩ
Ｓ　Ｌ−１０１７による２、７ｇ／ｄ荷重下に於ける定
速伸張形引張試験法による。試供コードは６６ナイロン
８４０Ｄ／２でディップ時張力を変化させたものである
。第２図の曲線に示される様に、熱収縮応力の高いもの
は、中間伸度が小さく剛性が高く高速耐久性に優れる。

しかし、逆にカバ一層スプライス部の層間すべりが大き
くなシ所望の初期張力を得にくい。一方、熱収縮応力の
低いものは中間伸度が大きく、層間すベシこそ発生しに
′くいが、ミルド層の剛性補強効果がない。しかし、前
述した様に、カバー構造が外周側で食中、内周側で部分
巾としだものは、内周側のスゲライス部が強固に保持さ
れる為に、従来より熱収縮応力が高く、中間伸度を小さ
くしたものを用いても初期張力が良好に保たれ、高い高
速耐久性を発揮することが出来る。

また、６６ナイロンであっても、熱収縮応力（Ｓ：ｇ／
／ｄ）と中間伸度（Ｅ：％）との積Ｄ＝ＳＸＥが異なる
ものがあり（第２図の′曲線はＤ＝２．０の場合）例え
ば、低収縮性６６ナイロンはＳＸＥが小さく同一中間伸
度に対して熱収縮率が小さい、従ってＤの小さいものは
剛性の補強効果は低下し、層間すべりに対し７て有利と
なる。本発明者らの実験によればベルト剛性補強効果と
層間すべりとは、はぼ次の指標で同質に取扱うことが出
来ることが判明した。

即ち、Ａ二Ｓ　−０，０２５Ｅ　（Ｓ　：熱収縮応力ｇ
／ｄ、Ｅ：中間伸度チ）とすると、Ａの等価なものはベ
ルト剛性補強効果と層間すべりによる初期張力の低減は
ほぼ等しい。従って、Ａの値を用いてＤの異なるコード
に対する一般的論議が可能となる。

そこで、各カバ一層のＡの値の最適なる組合せについて
研究を進めた結果、外周側全中カバ一層はＡが０．０５
〜−０．０３　（第２図■の巾）が良い、Ａが０．０５
よシ大きいと層間すベシが発生しやすく、−〇、０３よ
シ小さいと内周側カバ一層のスプライスを固定する能力
及び高速耐久性が低下してしまう。好ましくは０．０２
〜Ｏの間が良い。

内周側部分巾カバ一層は、外周側全中カバ一層の効果に
より、スプライスの層間すべり発生限界が高く、Ａを０
．１０〜０．０２　（第２図■の巾）にまで高めること
が可能である。Ａが０．１０以上では、もはや眉間すべ
りに抗することが出来ず初期張力が低下する。また、０
．０２以゛下ではベルト剛性を補強する効果が少なく高
速耐久性の向上が期待出来ない。好ましくは０．０３〜
０．０６の間が良い。

■タイヤの構造 第１図は本発明のラジアルタイヤの断面図でアシ、トレ
ッド部１．サイドウオニル２．インナーライナー３の外
覆ゴムからなるタイヤのビード部にはビードワイヤー４
が設けられ、これを周回するカーカス層５が装架されて
いる。ビードワイヤー４の上部にはビードフィラー６が
設け′られ、トレッド部１の内部には２層のベルト層７
が設けられている。このベルト層７の外周にはベルト層
食中を覆う第１ベルトカバー８があり、その内周餓には
ベルト層を部分的に覆う第２ベルトカバー９が設けられ
ている。

次に、実際に試作したタイヤについて述べる。

ベルト層はスチールベルトを使用し、ベルトカバーは６
６ナイロン８４０Ｄ／２　、　Ｓ　Ｘ　Ｅ　＝　Ｄ　＝
＝　２．０のコードが周方向に並んだものを使用した。

第２ベルトカバーはベルト食中の２０　％　巾でベルト
層の両端に配置した。第１ベルトカバーは４５本／　５
Ｑ　ｍｍ巾のエンドを有し、Ａ　＝　０．０２　、第２
ベルトカバーは６０本／　５０　ｍｍ巾のエンドを有し
、Ａ＝０．０５である。

゛このタイヤの高速耐久性は２３３　Ｋｍ／ｈＸ　２１
分であり、かつ、高荷重耐久性についても１万Ｋｍを完
走し故障を発生しなかった。一方、比較として第１．第
２ベルトカバーとも４５本１５０朋巾のエンドでＡ＝０
．０２としたものは高速耐久性が２２５　Ｋｍ／ｈ　ｘ
　２８分であった。

また、第１，２ベルトカバー共にＡ二０．０３とし、第
１ベルトカバーのエンドを４８本１５０’ｍｍ巾、第２
ベルトカバーのエンドラ、７２　本７５９　ｍｍ巾とし
たタイヤは高速耐久性が２４１　Ｋｍ／ｈ　ｘ　ｔｏ分
であり、高荷重耐久性テストは１１００００Ｋを完走し
た。

一方、比較として第１，２ベルトカツく−共にＡ　＝　
０．０３　、．６０本／　５０　ａｍ巾エンドに尤だタ
イヤは高荷重耐久性テストの９０２０Ｋｍ時点で剥離が
発生した。

〔発明の効果〕

本発明のラジアルタイヤは次の効果を奏する。

（イ）ベルトカバーが２層になり、外周側はベルト食中
、内周側は部分中となっているため、乗心地、コスト、
重量、均一性を損なうことなく、優れたカバー初期張力
を発揮する。

（ロ）　内周側のベルトカバーを高密変にすることによ
り優れた高速耐久性と重荷重耐久性を有することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のラジアルタイヤの断面図であり、第２
図は熱収縮応力と伸び率を示すグラフである。 １・・・トレッド部、５・・・カーカス層、７・・・ベ
ルト層、８・・・第１ベルトカバー、９・・・第２ベル
トカバー。 ＠　区 −へ 瞭　憾 （Ｐ、＃　仔’ｌｆｆ冷−）Ｓ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　ベルト層の外周側に熱収縮性繊維コードからなる
   ベルトカバーを配置した空気入りラジアルタイヤにおい
   て、最外周側にあってベルト層全中を覆う第１ベルトカ
   バーと、第１ベルトカバーの内周側にあってベルト層を
   部分的に覆う第２ベルトカバーとを設け、第１ベルトカ
   ツく−のコード密度を５０本１５０ｉｎ巾以下、第２ベ
   ルトカバーのコード密度を５５〜７５本／　５　Ｑ　ｍ
   ｍ巾としたことを特徴とする空気入りラジアルタイヤ。 ２　第１ベルトカバーのＡが０．０５〜−０．０３であ
   シ、第２ベルトカバーのＡが０．１０〜０．０２である
   特許請求の範囲第１項記載の空気入りラジアルタイヤ。 たたし、Ａ＝Ｓ−０，０２５Ｅで、Ｓは熱収縮応力（ｇ
   ／ａ　）、Ｅは中間伸度（％）を表わす。 ３　第２ベルトカバーの片側がベルト全中の１５〜４０
   ％の巾であシ、少なくとも１つのベルト端を覆っている
   特許請求の範囲第１項記載の空気入りラジアルタイヤ。