(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
トレッド部からサイドウォール部をへてビード部のビードコアの廻りで折り返されるカーカスを具える空気入りタイヤであって、
前記ビードコアは、モノフィラメントコードを用いたコアと、このコアの周囲でシースコードを螺旋状に巻付けることにより形成される１〜４層のシースとからなり、
前記モノフィラメントコードは、直径が２．０〜９．０ｍｍかつ融点が２００゜Ｃ以上の有機繊維材を用いるとともに、
前記シースコードは、芳香族ポリアミド繊維のフィラメントを撚り合わせた双撚り構造をなすとともに、この双撚りされたシースコードは、正量繊度Ｄを１００００デニール以上、かつ接着用樹脂の付着量をシースコードの重量の５〜１２％、しかも下記式（１）に示される撚り係数Ｎｔの値を０．２〜０．８としたことを特徴とする空気入りタイヤ。
Ｎｔ＝Ｎ×｛√（０．１３９×Ｄ／ρ）｝×１０-3      …  (1)
但し、Ｎ：１０ｃｍ当たりの撚り数
ρ：芳香族ポリアミド繊維の比重（ｇ／cm3 ）
【請求項２】
前記シースコードは、前記正量繊度Ｄを２５０００デニール以上、かつ前記撚り係数Ｎｔの値を０．２〜０．６としたことを特徴とする請求項１記載の空気入りタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ビードコアの強度及びビード締め付け力を損ねることなく軽量化を達成した空気入りタイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】
タイヤのビード部には、カーカスの端部を固定しかつリムとの嵌合を保つべく円環状の強固なビードコアが設けられる。このビードコアａとしては、従来、図４(A) 、(B) に示すように、スチールワイヤｂの多数本を横に並べた帯状のストランドｃを複数層に巻重ねた所謂テープビードタイプ、あるいは１本のスチールワイヤｂを螺旋状に連続巻きした所謂シングルワインドタイプのものが多用されている。
【０００３】
しかし近年、省燃費化等に伴うタイヤ重量の低減化のために、このビードコアａに用いているスチールワイヤｂに代え、芳香族ポリアミド繊維コードを使用することが提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
この芳香族ポリアミド繊維コードは、比重が小であるため軽量化の点で有利であるが、スチールワイヤに比べて低荷重での伸びが大きくかつ破断時の伸度が小さいという特徴を有する。そのため、ビードコアの廻りで巻上げられたカーカスコードに急激な力が加わった時、ビードコア全体で強度が負担されるのではなく、ビードコアのうち下側の芳香族ポリアミド繊維コードのみが伸びて、最初に破断し、続いてその上側のコードが破断するというように破断が順次進行していき、ビードコアに使用するコード１本当たりの強度を総和したトータル強度に比して実際のビードコアの強度が大巾に低下するという問題がある。
【０００５】
そこで本発明は、ビードコアとして、直径が大な有機のモノフィラメントコードからなるコアの周囲に、特定の構成を有する芳香族ポリアミド繊維のシースコードを螺旋状に巻き付けた構造を採用することを基本として、一部のコードのみに力が集中することなく各シースコードが有する強度を有効活用することができ、ビードコアの強度及びビード締め付け力を損ねることなく軽量化を図りうる空気入りタイヤの提供を目的としている。
【０００６】
なお、特に前記強度の有効活用により、芳香族ポリアミド繊維の使用量自体を必要最小限に止めることができるため、スチールワイヤのビードコアに対してだけでなく、芳香族ポリアミド繊維を用いた従来のビードコアに対しても軽量化を達成できる。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明は、トレッド部からサイドウォール部をへてビード部のビードコアの廻りで折り返されるカーカスを具える空気入りタイヤであって、
前記ビードコアは、モノフィラメントコードを用いたコアと、このコアの周囲でシースコードを螺旋状に巻付けることにより形成される１〜４層のシースとからなり、
前記モノフィラメントコードは、直径が２．０〜９．０ｍｍかつ融点が２００゜Ｃ以上の有機繊維材を用いるとともに、
前記シースコードは、芳香族ポリアミド繊維のフィラメントを撚り合わせた双撚り構造をなすとともに、この双撚りされたシースコードは、正量繊度Ｄを１００００デニール以上、かつ接着用樹脂の付着量をシースコードの重量の５〜１２％、しかも撚り係数Ｎｔの値を０．２〜０．８としたことを特徴としている。なお撚り係数Ｎｔは次式（１）で定義される、
Ｎｔ＝Ｎ×｛√（０．１３９×Ｄ／ρ）｝×１０-3      ----(1)
但し、Ｎ：１０ｃｍ当たりの撚り数
ρ：芳香族ポリアミド繊維の比重（ｇ／cm3 ）
【０００８】
又ビードコアの強度及びビード締め付け力を、従来のスチールワイヤのビードコアと同レベル若しくはそれ以上に高めるためには、前記シースコードの正量繊度Ｄを２５０００デニール以上、かつ前記撚り係数Ｎｔの値を０．２〜０．６とすることが好ましい。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図示例とともに説明する。
図１において、空気入りタイヤ１は、本例では、重荷重用タイヤであって、ビードコア２が通る両側のビード部３、３と、各ビード部３からタイヤ半径方向外向きにのびるサイドウォール部４と、その上端間を継ぐトレッド部５とを具える。又前記ビード部３、３間にカーカス６が架け渡されるとともに、このカーカス６の外側かつトレッド部５の内方にはベルト層７が周方向に巻装される。
【００１０】
前記カーカス６は、カーカスコードをタイヤ赤道Ｃに対して７０〜９０゜の角度で配列した１枚以上のカーカスプライから形成され、該カーカスプライは、前記トレッド部５からサイドウォール部４をへてビード部３のビードコア２の廻りで内側かつ外側に折り返されて係止される。前記カーカスコードとして、ナイロン、ポリエステル、レーヨン、芳香族ポリアミド等からなる有機繊維コード、およびスチール等の金属繊維コード等が使用しうるが、軽量化の観点から有機繊維コードが好ましい。
【００１１】
又前記ベルト層７は、複数のベルトプライ、本例では、スチール製のベルトコードをタイヤ赤道Ｃに対して、例えば６０±１０°程度のコード角度で傾けた最内となる第１のベルトプライ７Ａと、タイヤ赤道Ｃに対してベルトコードを３０°以下の小なコード角度で傾けた第２〜第４のベルトプライ７Ｂ、７Ｃ、７Ｄとを具え、前記ベルトコードがプライ間で交差するようにコード角度若しくはコードの傾き方向を違えて重ね合わせている。
【００１２】
次ぎに、前記ビードコア２は、図２に拡大して示すように、モノフィラメントコード９Ａを用いたコア９と、このコア９の周囲でシースコード１０Ａを螺旋状に巻付けることにより形成される１〜４層のシース１０とから形成される。本例では、２層のシース１０、１０を有する場合が例示されている。
【００１３】
前記モノフィラメントコード９Ａは、直径Ｋを２．０〜９．０ｍｍとした太い有機繊維材から形成され、主に前記シースコード１０Ａを螺旋状に巻付けるための芯材として機能する。すなわちビードコア２としての強度は、主にシースコード１０Ａが受け持ち、モノフィラメントコード９Ａは殆ど強度を負担しない。従って、モノフィラメントコード９Ａとしては、引張弾性率などに規制されることなく種々の有機繊維材料が使用できるが、タイヤの加硫成形行程で加熱される熱に耐えることが必要であり、そのために融点が２００゜Ｃ以上であることが必要である。
【００１４】
また前記シースコード１０Ａは、図３に示すように、芳香族ポリアミド繊維からなるフィラメント１１を撚り合わせた双撚り構造をなし、詳しくは、フィラメント１１の束を一方向に撚った少なくとも２本のストランド１２を、他方向に撚り合わせることにより形成される。同図には、２本のストランド１２を撚り合わせた所謂２本双撚りのものを例示しており、双撚り構造においては、前記ストランド１２間の１０ｃｍ当たりの撚り数Ｎ（上撚り数）は、ストランド１２内のフィラメント１１の撚り数（下撚り数）と略同数である。
【００１５】
このシースコード１０Ａでは、次式（１）で定義されるコードの撚り係数Ｎｔが０．２以上かつ０．８以下であることが必要である。
Ｎｔ＝Ｎ×｛√（０．１３９×Ｄ／ρ）｝×１０-3      ----(1)
【００１６】
なお、Ｎは１０ｃｍ当たりの前記撚り数（上撚り数）であり、Ｄはシースコード１０Ａの１本の正量繊度（デニール）、ρはコード材料である芳香族ポリアミド繊維の比重（ｇ／cm3 ）である。又正量繊度Ｄは、コード太さの基準であり、ＪＩＳ  Ｌ  １０１７で規定される。
【００１７】
このように、低い撚り係数Ｎｔを有する双撚り構造の採用によって、低荷重での伸びが小さくビードコア用コードとして不可欠な優れた寸法安定性を得ることが可能になる。なお撚り係数Ｎｔが０．８を越えると、伸度が過大となり必要な寸法安定性および剛性の確保が難しくなりビード締め付け力を低下させる。逆に０．２未満の時、撚りが不十分となってコードとしてのまとまりが確保できず、ビードコアの製造が困難あるいは製造効率を大幅に低下させる。従って、撚り係数Ｎｔは好ましくは０．２〜０．６の範囲である。又片撚り構造を採用した場合には、必要な寸法安定性とコードとしてのまとまりとの双方を得ることは困難である。
【００１８】
又前記シースコード１０Ａは、タイヤのゴムとの間の接着性を高めるために、その表面を、例えばレゾルシン−ホルマリン−ラテックス系（ＲＦＬ系）等の接着用樹脂で被覆する。この接着用樹脂としては他に、エポキシ化合物、イソシアナート化合物、エチレン尿素化合物、メチロールメラミン化合物、トリジアン化合物等も併用できる。接着用樹脂は、フィラメント１１同士を固定する効果もある程度有するが、接着用樹脂の付着量を増やしてコードとしてのまとまりを確保しょうとすれば、コードの強度の低下を招く。従って前記付着量を、ゴムとの接着に必要な最小限の範囲に止めてコード自体の特性を維持させることが必要であり、そのために前記付着量を、この接着樹脂を付着したシースコード１０Ａの重量の５〜１２％に規制する。
【００１９】
このように前記ビードコア２では、実質的な強度メンバーであるシースコード１０Ａが層状に取巻まくパイプ状の構造となり、しかも各シースコード１０Ａがコア９の廻りを螺旋状に位置替えする。そのため、一部のコード１０Ａのみに力が集中することなく各シースコード１０Ａの強度を有効に発揮させることができ、ビードコア２の強度及びビード締め付け力を効果的に向上させうる。又ビードコア２の断面形状が、カーカスコードに沿った円形状となるため、ビード締め付け力をさらに向上させることができる。
【００２０】
しかしシースコード１０Ａの１本当たりの強度が過小なときには、前記向上効果を損ねる結果を招くとともに、シースコード１０Ａの総本数およびシース１０の層数が増加してビードコア２の形状寸法が大型化し、タイヤの設計並びに製造に支承をきたす。
【００２１】
従って、シースコード１０Ａの前記正量繊度Ｄを１００００デニール以上とすることが必要であり、特にスチールワイヤを用いた現行のビードコアと同レベル若しくはそれ以上に、強度及びビード締め付け力を高めるためには、前記正量繊度Ｄを２５０００デニール以上とすることが好ましい。なお３５０００デニール以上は過剰品質となるばかりか剛性が増大してリム組性を阻害する。
【００２２】
なお本例では、シース１０が２層のものを例示してるが、要求するタイヤ性能に応じて１〜４層の範囲で適宜設定することができる。又各シースコード１０Ａとも同構成とすることが好ましいが、シース１０毎にシースコード１０Ａの構成を違えることもできる。
【００２３】
また本願のタイヤは、重荷重用タイヤに限定されることなく、乗用車用タイヤ、小型トラック用タイヤ、自動二輪車用タイヤ、あるいは航空機用タイヤなど、種々なタイヤとして形成することができる。
【００２４】
【実施例】
図１の構造を有するタイヤサイズ１１Ｒ２２．５の重荷重用タイヤを、表１、２の仕様に記載のビードコアを用いて試作するとともに、この試作タイヤのビードコア重量、タイヤ破壊圧（ビードコアの強度）、およびビード締め付け力をテストし、その結果を表１、２に記載した。
【００２５】
(1)   ビードコア重量：
ビードコアのみの重量を測定し、従来例１を１００とした指数で示す。指数が小なほど軽量である。
(2)   タイヤ破壊圧（ビードコアの強度）：
試供タイヤをリム（７．５０×２２．５）にリム組みし、バルブからタイヤ内腔に水を充填し、ビードコアが破断したときの破壊水圧を測定し、従来例１を１００とした指数で示す。指数が大なほど強度が高い。
(3)   ビード締め付け力：
市販のホフマンビード締め付け力測定機を用い、ビード径を規格リムの規格値まで拡張したときの拡張力を「ビード締め付け力」として測定し、従来例１を１００とした指数で示す。指数が大なほど締め付け力が高い。
【００２６】
【表１】
0003987207.tif 000002
【００２７】
【表２】
0003987207.tif 000003
【００２８】
・  表中、従来例１は標準的なスチールワイヤのビードコアを有するタイヤである。
・  従来例２は、芳香族ポリアミド繊維コードを用いたテープビードタイプのビードコアを有するタイヤであり、一部のコードに力が集中し全体の強度が生かされていないため、トータル強度Ｆ（指数）に対するタイヤ破壊圧Ｐ（指数）の比Ｐ／Ｆ（以下活用率）が０．４３と低い。
・  比較例１は、正量繊度Ｄが小であるため、タイヤ破壊圧自体が小さく又活用率Ｐ／Ｆも０．４７と低い。
・  比較例２は、撚り係数Ｎｔが大きいため、ビード締め付け力が極めて低くなり、又活用率Ｐ／Ｆも０．５４と低い。
・  比較例３は、接着用樹脂の付着量が大きいため、ビード締め付け力はＯＫだが、コードが強度低下しタイヤ破壊圧が小さく又活用率Ｐ／Ｆも０．４６と低くなる。
・  実施例１は、シースコードが細め（正量繊度Ｄが少な目）のため、従来例１と略同レベルのタイヤ破壊圧を得るためにシースコードの本数およびシースの層数の増大が必要である。そのため活用率Ｐ／Ｆも向上するとはいえ０．６４と向上効果は低い。
・  実施例２は、太め（正量繊度Ｄが大き目）のシースコードを用いているため活用率Ｐ／Ｆが０．９２と大幅に向上するが、撚り係数Ｎｔが大き目のためビード締め付け力はやや低くなる。
・  実施例３は、太めのシースコードを用いかつ撚り係数Ｎｔが小さ目であるため活用率Ｐ／Ｆは０．９６とさらに向上し、又タイヤ破壊圧およびビード締め付け力自体も従来例１と略同等の値を発揮できる。
・  実施例４は、コアとしてポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を用いているため、実施例３に比してやや重くなるが、実施例３と性能的にはあまり変化はない。
【００２９】
【発明の効果】
本発明は叙上の如く構成しているため、各シースコードが有する強度を有効活用することができ、ビードコアの強度及びビード締め付け力を損ねることなく大幅な軽量化を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例のタイヤの断面図である。
【図２】ビードコアを拡大して示す断面図である。
【図３】シースコードを示す斜視図である。
【図４】  (A) 、(B) 従来のビードコアを説明する断面図である。
【符号の説明】
２  ビードコア
３  ビード部
４  サイドウォール部
５  トレッド部
６  カーカス
９  コア
９Ａ  モノフィラメントコード
１０  シース
１０Ａ  シースコード
【図１】
0003987207.tif 000004
【図２】
0003987207.tif 000005
【図３】
0003987207.tif 000006
【図４】
0003987207.tif 000007