JP2979247B2 - Pneumatic tire - Google Patents

Pneumatic tire

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JP2979247B2
JP2979247B2 JP2400856A JP40085690A JP2979247B2 JP 2979247 B2 JP2979247 B2 JP 2979247B2 JP 2400856 A JP2400856 A JP 2400856A JP 40085690 A JP40085690 A JP 40085690A JP 2979247 B2 JP2979247 B2 JP 2979247B2
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英二 五十嵐
今宮  督
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の技術分野】本発明は、タイヤの軽量化のため
ビード部に配置するビード環状体として、繊維強化樹脂
複合材料を使用しながら、この種のビード環状体の欠点
とされるリム組性や耐久性を向上した空気入りタイヤに
関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a rim assembly which is a drawback of this type of bead ring while using a fiber-reinforced resin composite material as a bead ring disposed at a bead portion for reducing the weight of a tire. The present invention relates to a pneumatic tire having improved properties and durability.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年の地球環境の温暖化の最大の要因と
しては、石油燃料の消費がもたらす炭酸ガスの排出に依
ることが明らかになって来ている。中でも自動車の排出
ガスの及ぼす影響は、非常に大きなものがあり、排出ガ
スの削減、即ち自動車の低燃費化が急務となってきてい
る。
2. Description of the Related Art It has become clear that the greatest factor of global warming in recent years depends on carbon dioxide emission caused by petroleum fuel consumption. Above all, the influence of vehicle exhaust gas is very large, and there is an urgent need to reduce exhaust gas, that is, to reduce the fuel consumption of vehicles.

【0003】自動車における低燃費化を達成する場合、
タイヤの軽量化は有効な手段である。しかし、単純にタ
イヤの各部材の重量を軽減するだけでは耐久性が低下す
るだけでなく、操縦安定性やユニフォミティー等のタイ
ヤの基本性能が低下してしまう。したがって、タイヤの
基本性能を維持して各部材を軽量化することは極めて困
難である。
In order to achieve low fuel consumption in automobiles,
Weight reduction of tires is an effective means. However, simply reducing the weight of each member of the tire not only reduces the durability, but also reduces the basic performance of the tire such as steering stability and uniformity. Therefore, it is extremely difficult to reduce the weight of each member while maintaining the basic performance of the tire.

【0004】これらの困難な条件の中でタイヤの軽量化
を図るため、従来の部材に匹敵する基本性能を保有する
軽量な新材料を使用したタイヤが提案されている。たと
えば、特開昭57−66007号公報には、ビード部材
のスチールワイヤーに代えて無機質の高モジュラス繊維
束に、マトリックスとして熱硬化樹脂又は液状ゴムを含
浸し、所定の形に成形した後加熱硬化したものをビード
環状体として使用した空気入りタイヤが提案されてい
る。本発明者らが鋭意研究した結果、このようなビード
で耐久性を向上させるには、マトリックスの剛性が高け
れば高いほど良好であることが判ったが、所定の形に成
形後加熱硬化させるこのようなビードでマトリックスの
剛性を大きくすると、ビード環状体(ビード部)が剛直
化するため、タイヤのリム組性が悪化し、現行のリムを
適用し難くするという問題があることが判った。
In order to reduce the weight of the tire under these difficult conditions, a tire using a new lightweight material having basic performance comparable to that of a conventional member has been proposed. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 57-66007 discloses that a high modulus fiber bundle of inorganic material is impregnated with a thermosetting resin or liquid rubber as a matrix in place of steel wire of a bead member, formed into a predetermined shape, and then heat cured. There has been proposed a pneumatic tire using the above as a bead ring. As a result of intensive studies conducted by the present inventors, it has been found that the higher the rigidity of the matrix, the better the durability of such a bead. It has been found that when the rigidity of the matrix is increased with such a bead, the bead annular body (bead portion) becomes rigid, which deteriorates the rim assemblability of the tire and makes it difficult to apply the current rim.

【0005】また、実開昭64−16901号明細書に
は、炭素繊維と熱硬化性樹脂とからなる繊維強化樹脂複
合材料を、比較的太い、円形、長方形平板状又は多角形
等の断面形状の線状体に成形し、これを必要回数環状に
巻回して所定の強度を付与した後、ラッピングテープを
巻回したビード環状体が開示されている。しかし、この
ビード環状体は、剛くて可撓性に乏しいためタイヤの製
作工程で破損し易く、また良好なリム組性が得られなか
った。しかも繊維強化樹脂複合材料(以下、FRPと称
す)からなる線状体相互間の摩耗により強力が損なわ
れ、耐久性に劣る欠点があった。
[0005] Japanese Utility Model Application Laid-Open No. 64-16901 discloses a fiber-reinforced resin composite material composed of carbon fiber and a thermosetting resin, which has a relatively thick, circular, rectangular flat plate or polygonal cross section. A bead ring is disclosed which is formed into a linear body having a predetermined strength by imparting a predetermined strength by winding the wire in a required number of times, and then winding a wrapping tape. However, since this bead ring is rigid and poor in flexibility, it is easily broken in a tire manufacturing process, and good rim assemblability cannot be obtained. In addition, there is a disadvantage that the strength is impaired due to wear between the linear bodies made of a fiber reinforced resin composite material (hereinafter, referred to as FRP), resulting in poor durability.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、非金属繊維
フィラメントと熱可塑性樹脂とからなるFRPから成形
したビード環状体を使用しながら耐久性を向上し、かつ
操縦安定性等のタイヤの基本性能とリム組性を良好にし
た空気入りタイヤを提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention relates to a tire having improved durability while using a bead ring formed from FRP comprising non-metallic fiber filaments and a thermoplastic resin, and having a basic steering stability and the like. An object of the present invention is to provide a pneumatic tire having improved performance and rim assembly.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
る本発明は、比重3.0未満、引張強さ150kgf/
mm2 以上、引張弾性率4000kgf/mm2 以上の多数
本の非金属繊維フィラメントからなるコード状繊維束
に、マトリックスとして引張弾性率が10kgf/mm2
以上の熱可塑性樹脂を15重量%以上含浸付着せしめて
線径0.7mm〜2.0mmの繊維強化樹脂複合材料からな
る線状体を構成し、該線状体の複数本が体積分率0.3
から0.8の範囲でゴム中に埋設されることによりビー
ド環状体を構成したことを特徴とするものである。
The present invention for achieving the above object has a specific gravity of less than 3.0 and a tensile strength of 150 kgf /
mm 2 or more, a tensile modulus of 4000 kgf / mm 2 or more multiple code-like fiber bundles formed of non-metallic fiber filaments of the tensile modulus as the matrix is 10 kgf / mm 2
15% by weight or more of the above thermoplastic resin is impregnated and adhered to form a linear body made of a fiber reinforced resin composite material having a wire diameter of 0.7 mm to 2.0 mm, and a plurality of the linear bodies have a volume fraction of 0. .3
The bead ring is constituted by being embedded in rubber in the range of 0.8 to 0.8.

【0008】このように FRP線状体をゴム中に埋設する
構造としたことによって、 FRP線状体に基づく軽量化を
可能にし、しかも従来欠点とされていた耐久性やリム組
性の向上を可能にする。本発明において、コード状繊維
束の引張強さと引張弾性率はJIS R7601に規定
されている方法に準拠して測定した値をいう。また、熱
可塑性樹脂の引張弾性率はASTM D638に規定さ
れている方法に準拠して測定した値をいう。
[0008] By adopting a structure in which the FRP linear body is buried in the rubber as described above, it is possible to reduce the weight based on the FRP linear body, and to improve the durability and the rim assemblage, which have been disadvantages in the past. to enable. In the present invention, the tensile strength and the tensile modulus of the cord-like fiber bundle are values measured according to the method specified in JIS R7601. The tensile modulus of the thermoplastic resin refers to a value measured according to a method specified in ASTM D638.

【0009】以下、図面を参照して本発明の構成につい
て具体的に説明する。図1は、本発明タイヤのビード環
状体の1例を示す断面図で、1はビード環状体、2は F
RP線状体、3はゴムである。ビード環状体1は複数本の
FRP線状体2をゴム3中に埋設し、四角形の断面形状に
成形された構造を有している。図2は、図1のビード環
状体を構成する FRP線状体2の断面図である。図に示す
通り、 FRP線状体2は、多数本の非金属繊維フィラメン
ト4からなるコード状繊維束に、熱可塑性樹脂5をマト
リックスとして含浸付着し一体化したFRPを円形の断
面形状を有する線状体に成形したものである。
The configuration of the present invention will be specifically described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of a bead ring of the tire of the present invention.
The RP linear member 3 is rubber. The bead ring 1 has a plurality of
It has a structure in which the FRP linear body 2 is embedded in the rubber 3 and formed into a square cross section. FIG. 2 is a sectional view of the FRP linear body 2 constituting the bead annular body of FIG. As shown in the drawing, the FRP linear body 2 is a wire having a circular cross-sectional shape obtained by impregnating and adhering a thermoplastic resin 5 as a matrix to a cord-like fiber bundle composed of a large number of non-metallic fiber filaments 4 and integrating the same. It is formed into a shape.

【0010】この FRP線状体2を構成するコード状繊維
束は、その比重が3.0未満で、引張強さ150kgf
/mm2 以上、引張弾性率4000kgf/mm2 以上の物
性を有する非金属繊維フィラメント4からなっている。
非金属繊維フィラメント4の比重が3.0以上では軽量
化材料としてのメリットが発揮されず、タイヤを十分に
軽量化することができない。また、引張強度が150k
gf/mm2 未満では FRP線状体の使用量を多くしない
と、ビード環状体としての必要な強度が得られなくな
り、十分に軽量化することができなくなる。また、引張
弾性率が4000kgf/mm2 未満ではタイヤのビード
部剛性が不足し操縦安定性が低下する。
The cord-shaped fiber bundle constituting the FRP linear body 2 has a specific gravity of less than 3.0 and a tensile strength of 150 kgf.
/ Mm 2 or more and a non-metallic fiber filament 4 having physical properties of a tensile modulus of 4000 kgf / mm 2 or more.
If the specific gravity of the non-metallic fiber filaments 4 is 3.0 or more, the merit as a lightweight material is not exhibited, and the tire cannot be sufficiently reduced in weight. In addition, the tensile strength is 150k
If the amount is less than gf / mm 2 , unless the amount of the FRP linear body is increased, the required strength as a bead ring cannot be obtained, and the weight cannot be sufficiently reduced. On the other hand, if the tensile modulus is less than 4000 kgf / mm 2 , the rigidity of the bead portion of the tire is insufficient and the steering stability is reduced.

【0011】このコード状繊維束の太さは、20,00
0デニール(D)以下であるのが望ましい。その太さが
20,000D以下であると内部への樹脂の含浸が容易
になり、非金属繊維フィラメントの収束効果が向上して
コード状繊維束の引張弾性率の利用効率が向上するた
め、その曲げ歪みに対する抵抗性が増大し、操縦安定性
を向上することができる。また、このコード状繊維束
は、通常無撚りで用いられるが、収束性付与のためには
樹脂の含浸性を阻害しない程度の若干の撚りを付与する
ことができる。
The thickness of the cord-like fiber bundle is 20,000
It is preferably 0 denier (D) or less. When the thickness is 20,000 D or less, the resin can be easily impregnated into the inside, the convergence effect of the non-metallic fiber filaments is improved, and the utilization efficiency of the tensile modulus of the cord-like fiber bundle is improved. Resistance to bending strain increases, and steering stability can be improved. The cord-like fiber bundle is usually used without twist, but for imparting convergence, a slight twist can be imparted to the extent that the impregnation of the resin is not impaired.

【0012】このような本発明のコード状繊維束を構成
する非金属繊維素材としては、例えば炭素繊維、アラミ
ド繊維 (ポリパラフェニレンテレフタルアミド繊維) 、
ガラス繊維、ポリアリレート繊維、炭化珪素繊維、ボロ
ン繊維等を挙げることができる。一方、本発明の FRP線
状体のマトリックスとしては、引張弾性率が10kgf
/mm2 以上の熱可塑性樹脂5が使用される。引張弾性率
が10kgf/mm2 未満では、FRPとしての剛性が不
足し、走行中にタイヤが繰り返し受ける応力によりビー
ド環状体が座屈し易くなるため、タイヤの耐久性が低下
する。また、タイヤの製作過程で短時間ではあるが、比
較的高温で加硫されるので、加硫中に溶融したり、軟化
流動するとビード環状体が変形し易くなり、タイヤの設
計形状が変化する。このため、結晶性の熱可塑性樹脂で
は融点が200℃以上、非結晶性の熱可塑性樹脂ではガ
ラス転移点が20℃以上のものを使用することが望まし
い。このような熱可塑性樹脂としては、たとえば、ナイ
ロン、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリアセター
ル、ポリエーテルエーテルケトン、塩素化ポリエーテ
ル、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリフェニ
レンスルファイド、ポリフェニレンオキサイド、ポリア
リレート、ポリエーテルイミド、ポリアミドイミド、ポ
リオキシベンゾイル、ポリエチレン、ポリプロピレン、
ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、アクリル樹脂、フッソ
樹脂等が挙げられる。
The non-metallic fiber material constituting such a cord-like fiber bundle of the present invention includes, for example, carbon fiber, aramid fiber (polyparaphenylene terephthalamide fiber),
Glass fiber, polyarylate fiber, silicon carbide fiber, boron fiber and the like can be mentioned. On the other hand, the matrix of the FRP linear body of the present invention has a tensile modulus of 10 kgf.
/ Mm 2 or more of the thermoplastic resin 5 is used. If the tensile modulus is less than 10 kgf / mm 2 , the rigidity of the FRP is insufficient, and the bead annular body is likely to buckle due to the stress repeatedly applied to the tire during running, so that the durability of the tire decreases. Also, although the vulcanization is performed at a relatively high temperature for a short time in the tire manufacturing process, the bead ring is easily deformed when melted or vulcanized during vulcanization, and the design shape of the tire changes. . For this reason, it is desirable to use a crystalline thermoplastic resin having a melting point of 200 ° C. or higher, and a non-crystalline thermoplastic resin having a glass transition point of 20 ° C. or higher. Such thermoplastic resins include, for example, nylon, polyester, polycarbonate, polyacetal, polyetheretherketone, chlorinated polyether, polysulfone, polyethersulfone, polyphenylene sulfide, polyphenylene oxide, polyarylate, polyetherimide, polyamide Imide, polyoxybenzoyl, polyethylene, polypropylene,
Polystyrene, polyvinyl chloride, acrylic resin, fluorine resin and the like can be mentioned.

【0013】この熱可塑性樹脂5のコード状繊維束4に
対する含浸付着量は、コード状繊維束重量に対し15重
量%以上、好ましくは30重量%以上であるのがよい。
15重量%未満では均一に含浸させることが不充分とな
り、多数本のフィラメントに対する収束効果が低減し、
コード状繊維束の引張弾性率の利用効率が低下するた
め、その曲げ歪みに対する抵抗性が悪化し、操縦安定性
が低下する。
The amount of the thermoplastic resin 5 impregnated on the cord-like fiber bundle 4 is preferably at least 15% by weight, more preferably at least 30% by weight, based on the weight of the cord-like fiber bundle.
If it is less than 15% by weight, it is insufficient to impregnate uniformly, and the convergence effect on a large number of filaments is reduced.
Since the utilization efficiency of the tensile modulus of the cord-shaped fiber bundle is reduced, the resistance to bending strain is reduced, and the steering stability is reduced.

【0014】この FRP線状体は、その直径を0.7mm〜
2.0mmの範囲内になるようにする。直径が0.7mm以
下では加硫以前の工程におけるタイヤの形状安定性が低
下する。また、タイヤのビード部剛性が不足し、操縦安
定性が悪化する。直径が2.0mm以上ではタイヤのビー
ド部剛性が大きくなり過ぎてリム組性が悪化し、且つFR
P線状体の端末部での断面積変化が大きくなり、ユニフ
ォミティーが低下する。
This FRP linear body has a diameter of 0.7 mm or more.
It should be within the range of 2.0 mm. If the diameter is 0.7 mm or less, the shape stability of the tire in the step before vulcanization is reduced. Further, the rigidity of the bead portion of the tire is insufficient, and steering stability is deteriorated. When the diameter is 2.0 mm or more, the bead rigidity of the tire becomes too large, the rim assemblability deteriorates, and the FR
The change in the cross-sectional area at the end of the P linear body increases, and the uniformity decreases.

【0015】この FRP線状体の断面形状は、円形、並び
に前記直径0.7mm〜2.0mmの範囲内の円形断面と同
等の断面積を有する三角形から実質的に円形と見做せる
までの多角形、その他の異形形状の各種の断面形状にす
ることができる。このような FRP線状体は、その体積分
率が0.3〜0.8の範囲内になるように、その複数本
がゴム中に埋設される。FRP線状体をゴムをマトリック
スとして複合一体化することにより、ビード環状体に要
求される剛性を満足しながら可撓性を付与することがで
きる。しかし、 FRP線状体の体積分率が0.3未満では
マトリックスのゴムの量が多くなり過ぎてビード部剛性
が小さくなり、タイヤの操縦安定性が低下する。他方、
上記容積分率が0.8を越えると、ゴムの量が少なくな
り過ぎてビード環状体(ビード部)の可撓性が低下する
ためリム組性が低下し、甚だしい場合にはビード部が折
損するに至る。また、 FRP線状体とゴムとの間の接着性
が弱くなり、悪路走行時のように繰り返し衝撃を受ける
とセパレーションを発生し FRP線状体が折損する。ま
た、折損に到らないとしても FRP線状体同志の磨耗によ
り FRP線状体の強力が損なわれる等の問題がある。
The cross-sectional shape of the FRP linear body may be a circle or a triangle having a cross-sectional area equivalent to the circular cross-section having a diameter in the range of 0.7 mm to 2.0 mm to a substantially circular shape. Various cross-sectional shapes such as polygons and other irregular shapes can be used. A plurality of such FRP linear bodies are embedded in rubber so that the volume fraction is in the range of 0.3 to 0.8. By combining and integrating the FRP linear body with rubber as a matrix, it is possible to impart flexibility while satisfying the rigidity required for the bead annular body. However, if the volume fraction of the FRP linear body is less than 0.3, the amount of rubber in the matrix becomes too large, the bead rigidity decreases, and the steering stability of the tire decreases. On the other hand,
If the volume fraction exceeds 0.8, the amount of rubber becomes too small and the flexibility of the bead annular body (bead portion) is reduced, so that the rim assemblability is deteriorated. Leads to. In addition, the adhesiveness between the FRP linear body and the rubber is weakened, and when subjected to repeated impacts such as when traveling on rough roads, separation occurs and the FRP linear body breaks. In addition, even if it does not break, there is a problem that the strength of the FRP linear body is impaired due to wear between the FRP linear bodies.

【0016】この FRP線状体には接着剤を塗布し、ゴム
との接着性を改良することができる。このような接着剤
としては、所謂レゾルシン・ホルマリン初期縮合物とラ
テックスの混合液(RFL)がある。ゴムに対する接着
性をさらに向上させるためには、塩化ゴム系接着剤を使
用したり、プラズマ処理や酸によるエッチング等により
表面活性化を行った後前記RFLで処理したりするのが
よい。
An adhesive is applied to the FRP linear body to improve the adhesion to rubber. As such an adhesive, there is a so-called mixed liquid (RFL) of a resorcinol-formalin precondensate and latex. In order to further improve the adhesion to rubber, it is preferable to use a chlorinated rubber-based adhesive, or to perform surface treatment by plasma treatment or etching with an acid, and then to perform the RFL treatment.

【0017】[0017]

【実施例】次の4種類の FRP線状体イ,ロ,ハ及びニを
作製した。 FRP線状体イ:比重1.8、引張強さ360kgf/mm2
、引張弾性率23,500kgf/mm2 、太さ9,0
00Dの無撚りの炭素繊維に、引張弾性率が400 Kgf
/mm2、融点が334℃のポリエーテルエーテルケトン樹
脂を溶融して付着量が35重量%となるように含浸付着
せしめた後、ダイスを通して断面が円形の FRP線状体イ
を作製した。
EXAMPLES The following four types of FRP linear bodies a, b, c and d were produced. FRP linear body A: specific gravity 1.8, tensile strength 360 kgf / mm 2
, Tensile modulus of 23,500 kgf / mm 2 , thickness 9,0
100D untwisted carbon fiber with tensile modulus of 400 Kgf
A polyetheretherketone resin having a melting point of 334 ° C./mm 2 and a melting point of 334 ° C. was melted and impregnated so as to have an adhesion amount of 35% by weight, and then a FRP linear body having a circular cross section was produced through a die.

【0018】FRP線状体ロ:比重2.52、引張強さ2
80kgf/mm2 、引張弾性率7,500kgf/mm
2 、太さ10,000Dの無撚りのガラス繊維に、 FRP
線状体ロと同様のナイロン6樹脂を溶融して付着量が3
5重量%となるように含浸付着せしめた後、ダイスを通
して断面が円形の FRP線状体ロを作製した。
FRP linear body b: Specific gravity 2.52, tensile strength 2
80 kgf / mm 2 , tensile modulus 7,500 kgf / mm
2 , FRP on untwisted glass fiber of 10,000D thickness
Melt the same nylon 6 resin as the linear body B
After impregnating and adhering to 5% by weight, a FRP linear body having a circular cross section was produced through a die.

【0019】FRP線状体ハ:熱可塑性樹脂として引張弾
性率が9kgf/mm2 、融点が213℃の熱可塑性ポリ
エステルエラストマーを使用した以外は、 FRP線状体ハ
と同様にして FRP線状体ハを作製した。 FRP線状体ニ: ナイロン6樹脂の付着量を10重量%に
変更した以外は FRP線状体ロと同様にして FRP線状体ニ
を作製した。
FRP linear body: An FRP linear body was prepared in the same manner as the FRP linear body except that a thermoplastic polyester elastomer having a tensile modulus of 9 kgf / mm 2 and a melting point of 213 ° C. was used as the thermoplastic resin. C was prepared. FRP linear body D: An FRP linear body was prepared in the same manner as the FRP linear body B except that the amount of the nylon 6 resin attached was changed to 10% by weight.

【0020】上述の FRP線状体イ,ロ,ハ,ニ並びにス
チールワイヤーに、それぞれゴムとの接着性をよくする
ため接着剤を塗布し、これらをそれぞれビード環状体と
して使用し、下記の9種類の本発明タイヤA、本発明タ
イヤB、比較タイヤA,B,C,D,E,F,Gを製作
した。これらのタイヤのサイズは、いずれも同一の19
5/70HR14とした。 本発明タイヤA:次のビード環状体、カーカス層及びベ
ルト層から構成したタイヤである。
An adhesive is applied to each of the above-mentioned FRP linear bodies (a), (b), (c), (d) and the steel wire in order to improve the adhesiveness to rubber, and these are used as bead rings, respectively. Kinds of the present invention tire A, the present invention tire B, and comparative tires A, B, C, D, E, F, and G were produced. The size of these tires is the same 19
5 / 70HR14. Invention tire A: A tire composed of the following bead ring, carcass layer and belt layer.

【0021】ビード環状体:直径1.0mmの FRP線状体
イを、その体積分率が0.6となるようにゴム中に埋め
込んで25回巻きにして用いたカーカス層:1000D
/2のポリエステルコードを2層積層したベルト層:1
×5×0.25のスチールコードを5cm当たり40本
の打ち込み数にて、タイヤ周方向に20°で互いに交差
してなるように配置した。 本発明タイヤB:本発明タイヤAにおいて、ビード環状
体として、直径の1.2mmの FRP線状体ロを、その体積
分率が0.6となるようにゴム中に埋め込んで25回巻
きにしたタイヤである 比較タイヤA:本発明タイヤAにおいて、ビード環状体
として直径の1.2mmの FRP線状体ロを、その体積分率
が0.2となるようにゴム中に埋め込んで25回巻きに
したタイヤである 比較タイヤB:本発明タイヤAにおいて、ビード環状体
として、直径の1.0mmの FRP線状体イを、ゴム中に埋
め込むことなく(体積分率が1.0)、そのまま25回巻
きにしたタイヤである 比較タイヤC:本発明タイヤAにおいて、ビード環状体
として、直径の1.2mmの FRP線状体ロを、その体積分
率が0.6となるようにゴム中に埋め込んで25回巻き
にしたタイヤである 比較タイヤD:本発明タイヤAにおいて、ビード環状体
として、直径の0.9mmの FRP線状体イを、その体積分
率が0.6となるようにゴム中に埋め込んで25回巻き
にしたタイヤである 比較タイヤE:本発明タイヤAにおいて、ビード環状体
として、直径0.5mmの FRP線状体イを、その体積分率
が0.6となるようにゴム中に埋め込んで25回巻きに
したタイヤである 比較タイヤF:本発明タイヤAにおいて、ビード環状体
として、直径3.0mmの FRP線状体イを、その体積分率
が0.6となるようにゴム中に埋め込んで25回巻きに
したタイヤである 比較タイヤG:本発明タイヤAにおいて、ビード環状体
として、直径0.95mmのスチールワイヤーを、その体
積分率が0.4となるようにゴム中に埋め込んで25回
巻きにしたタイヤである。
Bead bead: FRP linear body having a diameter of 1.0 mm is embedded in rubber so that its volume fraction becomes 0.6, and is wound 25 times. Carcass layer: 1000D
Belt layer in which two polyester cords of / 2 are laminated: 1
× 5 × 0.25 steel cords were arranged so as to intersect with each other at 20 ° in the tire circumferential direction at a driving number of 40 per 5 cm. Tire B of the present invention: In the Tire A of the present invention, a FRP linear body having a diameter of 1.2 mm was embedded in rubber so as to have a volume fraction of 0.6 as a bead annular body and wound 25 times. Comparative tire A: In the tire A of the present invention, a FRP linear body having a diameter of 1.2 mm as a bead annular body was embedded in rubber so as to have a volume fraction of 0.2 and 25 times. Comparative tire B: In the tire A of the present invention, a FRP linear body A having a diameter of 1.0 mm was used as a bead ring body without embedding it in rubber (volume fraction: 1.0). Comparative tire C: In the tire A of the present invention, a rubber having a bead annular body and a FRP linear body having a diameter of 1.2 mm and a volume fraction of 0.6 was used. It ’s a 25-turn tire embedded inside. Comparative tire D: In the tire A of the present invention, a FRP linear body having a diameter of 0.9 mm was embedded as a bead annular body in rubber so as to have a volume fraction of 0.6, and wound 25 times. Tire Comparative tire E: In the tire A of the present invention, a FRP linear body 0.5 mm in diameter was embedded as a bead annular body in rubber so that the volume fraction was 0.6, and wound 25 times. Comparative tire F: In the tire A of the present invention, a FRP linear body A having a diameter of 3.0 mm as a bead annular body was embedded in rubber so that the volume fraction thereof was 0.6, and was 25%. Comparative tire G: In the tire A of the present invention, a steel wire having a diameter of 0.95 mm was embedded as a bead ring in rubber so that the volume fraction was 0.4, and 25 times. The wound tire You.

【0022】これらの9種類のタイヤについて、操縦安
定性テスト、タイヤ転がり抵抗、タイヤ重量、リム組
性、ユニフォミティー、及び悪路走行後の複合線状体の
強力保持率を評価した。操縦安定性テスト、タイヤ転が
り抵抗、タイヤ重量の評価結果は、それぞれ比較タイヤ
Gの評価結果を100とする指数で示した。この指数値
が大きいほどこれらの性能は優れている。
With respect to these nine types of tires, the steering stability test, the tire rolling resistance, the tire weight, the rim assembly, the uniformity, and the strength retention of the composite linear body after running on a rough road were evaluated. The evaluation results of the steering stability test, the rolling resistance of the tire, and the weight of the tire were indicated by indices with the evaluation result of the comparative tire G being 100. The higher the index value, the better these performances.

【0023】また、悪路走行後の強力保持率は、新品時
の強力を100とした場合の指数で示した。この値が大
きい程強力保持率が優れている。操縦安定性テスト、タ
イヤ転がり抵抗及び悪路走行後の強力保持率の評価方法
は次の通りである。操縦安定性テスト :テストドライバーのフィーリングテ
ストで基準タイヤを100点として減点、加点で優劣を
評価した。タイヤ転がり抵抗 :周速150Km/hrでタイヤをド
ラム上で回転させ、その後ドラムを随行運転させドラム
の減衰速度と時間の関係からタイヤとドラムの転がり抵
抗を算出し、無負荷時のドラムの回転抵抗を差し引いて
タイヤの転がり抵抗を求めた。悪路走行後の強力保持率 :悪路を20,000Km走行
後にタイヤ中より複合線状体を取り出し、その強力を引
張試験機で測定し新品時の強力と比較した。
The strength retention rate after running on a rough road is indicated by an index when the strength at the time of new article is set to 100. The larger the value, the better the strength retention. The methods for evaluating the steering stability test, the tire rolling resistance and the strength retention after running on rough roads are as follows. Driving stability test : In the feeling test of the test driver, points were deducted from the reference tire as 100 points, and superiority was evaluated by adding points. Tire rolling resistance : The tire is rotated on the drum at a peripheral speed of 150 Km / hr, and then the drum is driven along with it to calculate the rolling resistance between the tire and the drum from the relationship between the damping speed of the drum and time, and the rotation of the drum under no load The rolling resistance of the tire was determined by subtracting the resistance. Strength retention after running on rough road : After traveling 20,000 km on a rough road, the composite linear body was taken out of the tire, and the strength was measured with a tensile tester and compared with the strength when new.

【0024】評価結果を表1に示した。Table 1 shows the evaluation results.

【表1】 [Table 1]

【0025】表1に示したように、本発明タイヤA,B
および比較タイヤA〜Fは、いずれもスチールワイヤー
を用いた比較タイヤGに比べて著しく重量が軽くなって
おり、タイヤ転がり抵抗が向上している。しかし、比較
タイヤAのように、 FRP線状体のビード環状体における
体積分率(0.2)が極端に低いものは軽量化が不十分
となり、操縦安定性も低下している。 又、比較タイヤ
Bのように FRP線状体をゴム中に埋め込まない場合は、
走行に伴う強力の低下を生じる。
As shown in Table 1, the tires A and B of the present invention
All of the comparative tires A to F are significantly lighter in weight than the comparative tire G using a steel wire, and have improved tire rolling resistance. However, as in Comparative Tire A, a bead-shaped FRP linear body having an extremely low volume fraction (0.2) has insufficient weight reduction and reduced steering stability. Also, when the FRP linear body is not embedded in rubber as in the comparative tire B,
The strength is reduced during driving.

【0026】さらに比較タイヤCのように、 FRP線状体
を形成する熱可塑性樹脂の引張弾性率(9kgf/mm2)が小
さい場合もまた、走行に伴う強力の低下が見られる。比
較タイヤDの場合は、 FRP線状体を形成するマトリック
スの熱可塑性樹脂の含浸付着量(10重量%)が少な
く、フィラメントの収束性が低下し大幅に操縦安定性が
低下している。
Further, when the tensile elastic modulus (9 kgf / mm 2 ) of the thermoplastic resin forming the FRP linear body is small as in the comparative tire C, a decrease in the strength with running is also observed. In the case of the comparative tire D, the amount of the thermoplastic resin impregnated (10% by weight) of the matrix forming the FRP linear body was small, the convergence of the filament was reduced, and the steering stability was greatly reduced.

【0027】比較タイヤEは FRP線状体の線径が小さい
(0.5mm)場合であり、操縦安定性が低下しているこ
とが判る。逆に比較タイヤFのように、 FRP線状体の線
径が大きい(3.0mm) とリム組性が悪く、ユニフォミ
ティーも低下する。これに対して、本発明タイヤA及び
本発明タイヤBは、いずれもリム組性、耐久性、操縦安
定性を害することなく軽量化されている。
In the comparative tire E, the wire diameter of the FRP linear body was small (0.5 mm), indicating that the steering stability was reduced. Conversely, when the wire diameter of the FRP linear body is large (3.0 mm) as in the comparative tire F, the rim assemblability is poor and the uniformity is reduced. On the other hand, the tire A of the present invention and the tire B of the present invention are both reduced in weight without impairing the rim assemblability, durability and steering stability.

【0028】[0028]

【発明の効果】以上、説明したように本発明によれば、
FRP線状体からビード環状体を構成し、かつその FRP線
状体の強化繊維として、比重の小さい、特定の引張強さ
と弾性率を有する非金属繊維フィラメントからなるコー
ド状繊維束を使用したので、ビード環状体を大幅に軽量
化しながらビード環状体に要求される強度特性とビード
部剛性を付与することができる。さらに FRP線状体のマ
トリックスとして硬化後一定値以上の引張弾性率を有す
る熱可塑性樹脂を特定量含浸付着することにより、前記
コード繊維束に対する収束性を向上し、繰り返し応力に
対する耐座屈性を大きくし、ビード環状体の耐久性を向
上することができる。
As described above, according to the present invention,
Since a bead annular body was formed from the FRP linear body, and the reinforcing fiber of the FRP linear body was a cord-like fiber bundle made of nonmetallic fiber filaments having a low specific gravity and a specific tensile strength and elastic modulus, In addition, it is possible to impart the strength characteristics and bead portion rigidity required of the bead annular body while significantly reducing the weight of the bead annular body. Further, by impregnating and adhering a specific amount of a thermoplastic resin having a tensile elastic modulus of a certain value or more after curing as a matrix of the FRP linear body, the convergence to the cord fiber bundle is improved, and the buckling resistance against repeated stress is improved. By increasing the size, the durability of the bead ring can be improved.

【0029】さらに前記 FRP線状体を特定の線径とし、
その体積分率が特定の範囲内になるようにゴム中に埋設
したから、ビード環状体に要求される剛性を満足しなが
ら可撓性を付与し、タイヤの製作における成形安定性を
向上し、良好なリム組性を付与することができる。
Further, the FRP linear body has a specific wire diameter,
Since the volume fraction is embedded in the rubber so as to be within a specific range, imparting flexibility while satisfying the rigidity required for the bead annular body, improving the molding stability in the production of the tire, Good rim assemblability can be provided.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明タイヤのビード環状体の1例を示す断面
図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing one example of a bead ring of the tire of the present invention.

【図2】図1のビード環状体を構成する繊維強化樹脂か
らなる線状体の1例を示す断面図である。
FIG. 2 is a sectional view showing an example of a linear body made of a fiber reinforced resin constituting the bead annular body of FIG. 1;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ビード環状体 2 FRP線状体
3 ゴム 4 非金属繊維フィラメント
5 熱可塑性樹脂
1 Bead annular body 2 FRP linear body
3 Rubber 4 Non-metallic fiber filament
5 thermoplastic resin

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B60C 15/00 - 15/04 B60C 1/00 B29D 30/48 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Fields surveyed (Int. Cl. 6 , DB name) B60C 15/00-15/04 B60C 1/00 B29D 30/48

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 比重3.0未満、引張強さ150kgf
/mm2 以上、引張弾性率4000kgf/mm2 以上の多
数本の非金属繊維フィラメントからなるコード状繊維束
に、マトリックスとして引張弾性率が10kgf/mm2
以上の熱可塑性樹脂を15重量%以上含浸付着せしめて
線径0.7mm〜2.0mmの繊維強化樹脂複合材料からな
る線状体を構成し、該線状体の複数本が体積分率0.3
から0.8の範囲でゴム中に埋設されることによりビー
ド環状体を構成した空気入りタイヤ。
1. Specific gravity of less than 3.0, tensile strength of 150 kgf
/ Mm 2 or more, and a cord-like fiber bundle composed of a large number of nonmetallic fiber filaments having a tensile modulus of 4000 kgf / mm 2 or more, a tensile modulus of 10 kgf / mm 2 as a matrix.
15% by weight or more of the above thermoplastic resin is impregnated and adhered to form a linear body made of a fiber reinforced resin composite material having a wire diameter of 0.7 mm to 2.0 mm, and a plurality of the linear bodies have a volume fraction of 0. .3
A pneumatic tire having a bead ring shape by being embedded in rubber in the range of 0.8 to 0.8.
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