JPS616006A - 乗用車用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】 〔発明の技術分野〕 本発明は、高速性能および振動乗り心地性能を要求され
る乗用車に用いる空気入りラジアルタイヤに関する。

〔従来技術〕

高速道路網の発達と共に、車の１１速比高い操縦走行性
能がタイヤに要求されるようになってきた。この要求に
こたえたものが、従来のバイアスタイヤに替って登場し
たスチールラジアルタイヤである。

スチールラジアルタイヤは、ラジアル方向にコードが入
ったカーカス層をトレッド踏面部内においてスチールベ
ルト補強層で覆っているために、耐久性、低転動抵抗性
などの種々の利点がある。その反面、このベルト補強層
の強固なことが車の振動乗り心地性にマイナスの要因と
なっている。

重量的にみても、最近では、等価サイズのバイアスタイ
ヤの重量とほぼ同じ程度まで軽量化がなされてきたが、
これも限界となりつつある。

また、高速性についても、ＨＲレヘベルらさらにＶＲレ
ベルへと、より高度なものへの要求が進んできている。

しかし、スチールラジアルタイヤではベルト補強層にス
チールを用いているため質量が大となり、タイヤの回転
による遠心力（Ｆ　＝ｍｖ２／ｒ　、　ｍ　：ベルト補
強層のｒｔ、量、Ｖ；タイヤ回転速度、ｒ：タイヤ動荷
圧半経）によってショルダ一部がせり上り、ベルトエツ
ジ部のセパレーション等の故障が発生し易い。

このため、ベルト部に種々の工夫、例えばホールデッド
構造にしたり、ナイロンカバーを設けたりしているが、
スチールベルト補強層ではベルト質量の減少に限度があ
り、根本的な解決には至っていないのが現状である。

〔発明の目的〕

本発明は、上述した従来の欠点を解消し、軽量で高速性
および振動乗り心地性に優れた乗用車用空気入りラジア
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、トレッド部のカーカス層に隣接す
る下側ベルト補強層を炭素繊維コＴドで構成し、上側ベ
ルト補強層を芳香族ポ１ノアミド繊維コードで構成する
と共に、これらのベルト補強層とトレッドゴムとの間に
、を機繊維コードからなるベルトカバーをそのコード角
度がタイヤ周方向に対して実質零度となるようにトレッ
ド展開幅全域に亘って配設したことを特徴とする乗用車
用空気入りラジアルタイヤを要旨とするものである。

以下、本発明の構成について詳しく説明する。

本発明でいう乗用車用空気入りラジアルタイヤとは、一
対のビードワイヤと一対のサイドウオールとそれに連結
して、トレッドゴムとラジアルカーカス層との間にベル
ト補強層を配設したタイヤで乗用車に用いられるもので
ある。カーカスコードの材質としては、ナイロン、ポリ
エステル等の有機化学繊維が一般に用いられる。

本発明におけるベルト補強層は、上下２層からなり、下
側ベルト補強層を炭素繊維コードで構成するものである
。

ここで、炭素繊維コードとは、引張強度１００ｋｇｆ／
ｌｌｌｌ１１２以上、引張弾性率５０００ｋｇｆ　／　
ｍｍ２以上、好ましくは引張強度２００ｋｇｆ／　１１
ｍ２以上、引張弾性率１５０００　ｋｇｆ　／　＋ｍｍ
２以上の特性を有する炭素繊維に、１０〜５０重量％の
接着剤を塗布した後、下記式で表わされるヨリ係数に値
が０≦に≦１８００の範囲となるように撚りを加えたも
のである。

撚り構造は、数本の炭素繊維各々にまず下撚りを加えた
後、さらに、それら数本を合わせ、上撚りを加えるとい
う所謂もろ燃り構造でもよく、また、一本の炭素繊維糸
条に撚りを加えるだけの片撚り構造でもよい。

Ｋ＝ＴＶ’不一 に：ヨリ係数、Ｔ：コードの１然り数（回／１０ｃｍ）
　、Ｄ　：コードの総デニール数。

この炭素繊維コードは、未処理炭素繊維糸条を接着剤で
あるレゾルシン・ホルマリン初期縮合物とゴムラテック
スとの混合／＆（以下、ＲＦＬと略す）に含浸させ、乾
燥・熱処理した後、所定の撚りを加え、作成することが
できる。

接着剤であるＲＦＬの炭素繊維へのイリ＠量は、１０〜
５０％が好ましい。１０％以下であるとゴムとの接着が
不十分であるだけでなく炭素繊維の屈曲疲労性を改善す
ることができず、一方、５０％を越えると接着剤の乾燥
・熱処理に際して接着層が厚いために乾燥不良となるだ
けでなく、接着剤層に気泡が生じ、均一なコードが得ら
れない。さらに好ましい接着剤の付着量は、２０〜４０
％である。

接着剤を塗布するに際しては、接着剤を炭素繊維フィラ
メント内に十分に含浸させることが屈曲疲労の改善に重
要であり、そのために炭素繊維フィラメントを開いた状
態で接着剤に含ｌｕさせることが好ましい。

上記接着処理済の炭素繊維糸条に撚りを加える場合、撚
りが多いと炭素繊維の強度、高弾性率を著しく損なうこ
とになる。したがって、ｌ然りは、ヨリ係数Ｋが１８０
０以下であることが好ましい。

接着処理済の炭素繊維糸条は、接着剤が十分に付着して
いるので、無撚りでも糸の集束性は保持されるが、若干
撚りを加えた方がより集束性の面から好ましい。したが
って、撚りは、撚り係数Ｋが３００≦に≦１５００であ
ることがさらに好ましい。

また、本発明においては、上側ベルト補強層を芳香族ポ
リアミド繊維コードで構成するものである。

ここで、芳香族ポリアミド繊維コードとは、引張強度１
５０ｋｇｆ／　ｍ１ｌ１２以上、引張弾性率３０００ｋ
ｇｆ／ｌｌｌｌ１１２以上の特性を有する芳香族ポリア
ミド繊維に、下記式で表わされるヨリ係数に値が１００
０≦に≦２８００の範囲となるように撚りを加えてコー
ドとし、接着熱処理を行ったものである。

Ｋ−ＴＶ「 に：ヨリ係数、Ｔ：コードの撚り数（回／１０ｃｍ）　
、Ｄ　：コードの総デニール数。

さらに、本発明においては、ベルト補強層とトレッドゴ
ムとの間に有機繊維コードからなるベルトカバーをトレ
ッド展開幅全域に亘ってそのコードがタイヤ周方向に向
くように（すなわち、コード角度がタイヤ周方向に対し
て実質零となるように）配設する。

ベルトカバーのを機繊維コードは、ナイロン６、ナイロ
ン６６、ポリエステル等の熱収縮性を有する有機繊維か
ら選ばれるが、走行時のベルト部の発熱を考慮すると、
ゴムとの接着性がよくて耐熱性の高いナイロン６６が好
ましい。

本発明のタイヤの形状は、特に限定されないが、好まし
くは偏平比が６０以下のものである。

一般に、等価サイズを考えると、偏平比が小さくなると
トレッド展開幅と共にベルト補強層の幅が広くなってく
る。

広い幅のベルト補強層にスチールコードが入っていると
、トータルの周方向の面外曲げ剛性が大きくなって振動
乗り心地性が悪化する。そこで、引張り剛性はほぼ等価
であるが、曲げ剛性の小さい炭素繊維をベルト補強層コ
ードとして用いることにより、従来のスチールラジアル
タイヤと同等の耐久性、操縦安定性、高速走行性を保持
しつつ、振動乗り心地性を改良することができる。

以上のことから、炭素繊維からなるベルト補強層を有す
る本発明のラジアルタイヤの形状は、偏平比が小さく、
６０以下が好ましいのである。

以下、図面を参照して本発明のタイヤ構造を具体的に説
明する。

第２図は、従来のラジアルタイ気の一部切開半断面斜視
図である。この図において、タイヤ踏面にはトレッドゴ
ム１が配置され、両側面にはサイドウオール２が全体を
覆い、ビート部中心にはビードワイヤ３がタイヤ周方向
ＥＥ’　に張架されている。ビードワイヤ３にはカーカ
スＷｉ４が巻回され、ラジアル方向に配設されている。

ビードワイヤ３の上方にはビードフィラー６があり、タ
イヤの内側はインナーライナ７で覆われている。トレッ
ド部のカーカス層４とトレッドゴム１との間には、２枚
のベルト補強層５が成る角度をもってバイアスに積層さ
れている。

第１図は、本発明のラジアルタイヤの一例を示す一部切
開半断面斜視図であり、トレッドゴム１、サイドウオー
ル２、ビードワイヤ３、カーカスＩ’ｉｆ４、ビートフ
ィラー６、インナーライナ７は第２図の従来品と同じで
ある。しかし、ベルト補強層の下側ベルト補強層５ｄは
炭素繊維コードからなり、上側ベルト補強層５ｕは芳香
族ポリアミド繊維コードからなっている。また、上側ベ
ルト補強層５ｕとトレッドゴム１との間には、有機繊維
コードからなるベルトカバー８がトレッド展開幅全域に
亘って配設されている。そして、ベルトカバー８のコー
ド方向はタイヤ周方向ＥＥ’　に向いている。

以下、実施例を挙げて本発明の効果を具体的に説明する
。

実施例 つぎのような仕様でサイズ１９５　／６０Ｒ１４のタイ
ヤを作成した。

カーカス層には、１５００ｄ　／２ポリエステルをタイ
ヤ赤道面に５ｃｍ当り４０本配置した。下側へルト補強
層には、炭素繊維コード、ＲＦＬ付着量が２０％で１８
００ｄ　／２　、ヨリ構造１０ｚ　Ｘ　１０ｓ　　（Ｔ
　／　１０ｃｍ）を１００％モジュラスが４５ｋｇｆ　
／ｃａｌのゴム中に５ｃｍ当り４０本タイヤ周方向に対
して２５゜に配置した。上側ベルト補強層には、芳香族
ポリアミド繊維コード１５００ｄ　／２、ヨリ構造３０
ｚＸ　３０ｓ　　（Ｔ　／　１０ｃｍ）を１００％モジ
ュラスが４５ｋｇｆ／ｃａｔのゴム中に５ｃｍ＋当り５
０本タイヤ周方向に対して一２０°　（下側と交差して
なる）に配置した。有機繊維コード補強層には、ナ・ｆ
ロン６６コード８４０ｄ／２を１００％モジュラスが３
０ｋｇ／−のゴム中に５ｃｍ当り６０本実質的にタイヤ
周方向に配置した。

比較例として、つぎの仕様で同サイズのタイヤを作製し
た。

ベルト補強層に、スチールコード１ｘ５（０゜２５）を
１００％モジュラスが４５ｋｇｆ　／ｃａｌのゴム中に
５ＣＩ１１当り４４本タイヤ周方向に対して２０゛で互
いに交差するように配置した。このベルト補強層以外は
、上記と同しである。

上記２種類のタイヤ（実施例、比較例）を用いて撮動乗
り心地性試験および高速性能試験を次のように行った。

ｆｉｌ　　振動乗り心地性試験： 振動乗り心地性試験として、室内突起試験機による試験
を行った。

室内突起試験機とは、直径２５００ＩＩＩｍのドラム上
に周上１ケ所に直径２０ＩＩＩＩＢ、高さ１０ｍｍの半
球の突起物を取付けたものである。供試タイヤがこの突
起物を乗り越した時の前後方向の軸力を検出することに
より軸力の大小で振動乗り心地の代表値とするものであ
る。

試験条件は、空気圧Ｐ　＝　１．９ｋｇｆ／ｃｄ、荷重
−＝　４４５ｋｇｆ、速度ｖ＝６０．８０．１００．１
２０ｋｍ　／　ｈｒとした。

第３図にこの試験結果を示す。第３図は、比較例の値を
１００として指数表示したものである。

第３図から、本発明のタイヤの振動乗り心地性が比較例
（従来品）に比較して約１５％向上していることが判る
。

（２）高速性能試験： 高速性能試験として、室内ドラム試験機（直径１７０７
ｍｍ）を用いて行った。

試験条件は、空気圧Ｐ　＝３０ｋｇｆ　／ｃｕｔ、荷重
−＝　４５４ｋｇｆの下で、速度をＶ　＝　１７０　ｋ
ｍ／　ｈｒより１０分毎に１０ｋｍ／ｈｒずつ加速して
破壊に至るまで走行させることによった。

この結果を第４図に示す。第４図から、本発明のタイヤ
の高速性能は比較例（従来品）に比べ約ｌθ％優れてい
ることが判る。

〔発明の効果〕

本発明のラジアルタイヤは、下記のような効果を奏する
。

（１１下側ベルト補強層に炭素繊維コードを用いること
により、従来のスチールコートに比べ軽量になり、ひい
てはベルト補強層の耐久性を向上させることができる。

（２）上側ベルト補強層に芳香族ポリアミド繊維コード
を用いるので、従来のスチールコードに比べ軽量化され
ると共に、路面からの衝撃力に対して炭素繊維の耐屈曲
疲労性低下を防止できる。

（３）　　ベルト補強層とトレッドゴムとの間に１８ｒ
機繊維コードのベルトカバーを設けるため、スチールコ
ードと同等の耐久性および操縦安定性を保持することが
できる。

（４）　　上記（１）〜（４）の構造をとることにより
、振動乗り心地性および高速性能を向上させることがで
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一例の一部切開半断
面斜視図、第２図は従来のラジアルタイヤの一例の一部
切開半断面斜視図、！！８３図は振動乗り心地性をグラ
フで示した説明図、第４図は高速性能をグラフで示した
説明図である。 ｌ・　・・トレッドゴム、２・・・サイドウオール、３
・・・ビードワイヤ、４・・・カーカス層、５・・・ベ
ルト補強層、５ｄ・・・下側ベルト補強層、５ｕ・・・
上側ベルト補強層、６・・・ビードフィラー、７・・・
インナーライナ、８・・・ベルトカバー。 代理人　弁理士　小　川　信　− 野口賢照 斎下和彦 第２図 Ｆ′ 第３図 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. トレッド部のカーカス層に隣接する下側ベルト補強層を
   炭素繊維コードで構成し、上側ベルト補強層を芳香族ポ
   リアミド繊維コードで構成すると共に、これらのベルト
   補強層とトレッドゴムとの間に、有機繊維コードからな
   るベルトカバーをそのコード角度がタイヤ周方向に対し
   て実質零度となるようにトレッド展開幅全域に亘って配
   設したことを特徴とする乗用車用空気入りラジアルタイ
   ヤ。