JP5167599B2 - Pneumatic tire - Google Patents
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Description
本発明は、空気入りタイヤに関し、特に操縦安定性の向上、ビード部の耐久性の向上を図った空気入りタイヤに関するものである。 The present invention relates to a pneumatic tire, and more particularly, to a pneumatic tire that is improved in handling stability and durability of a bead portion.
従来、空気入りタイヤの操縦安定性の向上やビード部の剛性向上を実現するために、有機繊維フィラメント繊維を補強のために用いたゴム繊維複合体などでビード部を覆っていた（特許文献１）。 Conventionally, in order to improve the handling stability of a pneumatic tire and improve the rigidity of the bead portion, the bead portion is covered with a rubber fiber composite or the like using organic fiber filament fibers for reinforcement (Patent Document 1). ).
しかし、有機合成フィラメント繊維をゴム繊維複合体に用いると、ゴム母材と該有機フィラメント繊維が剥離してしまい剪断強力が低い場合があり、耐久性に劣り、有効な補強効果が得られない場合も多かった、
本発明は、従来、ビード部の補強のためにゴム繊維複合体を用いた場合の剥離発生等に起因する耐久性の無さなどの不都合点を解決し、ゴム繊維複合体を用いて、良好なビード部の補強効果・耐久性向上効果を得て、また、ビード部の剛性を向上させることによって操縦安定性の向上された空気入りタイヤを提供することにある。 The present invention solves inconveniences such as lack of durability caused by the occurrence of peeling when a rubber fiber composite is used for reinforcing a bead part in the past. An object of the present invention is to provide a pneumatic tire that can obtain a reinforcing effect / durability improvement effect of a bead portion and that has improved steering stability by improving the rigidity of the bead portion.
上述した目的を達成する本発明の空気入りタイヤは、以下の（１）の構成からなるものである。
（１）一対のビードコア、両ビードコアをまたがるように配置されたカーカス、前記ビードコアとビードフィラーを組立て体として該組立て体の全体が包含されるように内側から外側へ巻き上げられる１層の補強ゴム層を有し、該補強ゴム層が包含されるように前記カーカスが内側から外側へ巻き上げられて構成されてなるビード部を有する空気入りタイヤにおいて、前記補強ゴム層を繊維長さ２〜６ｍｍでかつ平均直径が１０〜１００μｍであり、初期弾性率が２００ｃＮ／ｄｔｅｘ以上の長繊維を短繊維に切断して得られる高弾性ポリオレフィンケトン短繊維を含有した厚さが０．５〜３．０ｍｍであるゴム繊維複合体から構成し、該ゴム繊維複合体が該複合体中において前記高弾性ポリオレフィンケトン短繊維が全体として一つの配列方向を呈して配列されているものであり、該配列方向がタイヤ径方向に対して、±３０°〜±４５°の角度範囲内になるようにして用いられる一方で、前記ゴム繊維複合体の前記高弾性ポリオレフィンケトン短繊維の含有量を前記ゴム繊維複合体の全重量中の２０〜４５重量％にし、前記補強ゴム層の端部を前記ビードフィラーのタイヤ径方向外側端部よりもタイヤ径方向外側に配置し、前記補強ゴム層のタイヤ幅方向外側端部の巻き上げ高さをタイヤ幅方向内側端部の巻き上げ高さよりも大きくすると共に、タイヤ断面高さをＨ0 、ビードヒールを通りタイヤ回転軸と平行な基準直線から計測した前記ビードフィラーのタイヤ径方向外側端部の高さをＨ1 、該基準直線から計測したタイヤ最大幅部の高さをＨ2 としたとき、比Ｈ1 ／Ｈ0 をＨ1 ／Ｈ0 ≦０．２０にし、比Ｈ2 ／Ｈ0 をＨ2 ／Ｈ0 ≦０．５５にし、かつ補強ゴム層のタイヤ幅方向内側端部の巻上げ高さを前記ビードフィラーのタイヤ径方向外側端部から計測した高さをＴ1 、そのタイヤ幅方向外側端部の巻上げ高さを前記ビードフィラーのタイヤ径方向外側端部から計測した高さをＴ2 としたとき、高さＴ1 を高さＨ2 の５％〜１５％にし、高さＴ2 を高さＨ2 の１５％〜２５％にしたことを特徴とする空気入りタイヤ。
The pneumatic tire of the present invention that achieves the above-described object has the following configuration (1).
(1) A pair of bead cores, a carcass arranged so as to straddle both bead cores, and a single reinforcing rubber layer wound up from the inside to the outside so that the entire bead core and bead filler are included in the assembly. A pneumatic tire having a bead portion formed by winding the carcass from the inside to the outside so as to include the reinforcing rubber layer, the reinforcing rubber layer having a fiber length of 2 to 6 mm. and an average Ri diameter 10 to 100 [mu] m der, initial modulus thickness containing a high modulus polyolefin ketone short fiber that is obtained by cutting the above long fibers 200 cN / dtex to short fibers 0.5-3 The rubber fiber composite is composed of a rubber fiber composite having a thickness of 0.0 mm , and the high-elastic polyolefin ketone short fiber is arranged as a whole in the composite. The rubber fiber composite is used in such a manner that the arrangement direction is within an angular range of ± 30 ° to ± 45 ° with respect to the tire radial direction. The content of the high elastic polyolefin ketone short fiber is 20 to 45% by weight in the total weight of the rubber fiber composite, and the end portion of the reinforcing rubber layer has a tire diameter that is larger than the outer end portion in the tire radial direction of the bead filler. It is arranged on the outer side in the direction, the winding height of the outer end portion in the tire width direction of the reinforcing rubber layer is made larger than the winding height at the inner end portion in the tire width direction, the tire cross section height is H 0 , and the tire rotates through the bead heel. When the height of the outer end in the tire radial direction of the bead filler measured from a reference straight line parallel to the axis is H 1 and the height of the maximum tire width measured from the reference straight line is H 2 , the ratio H 1 / the H 0 H 1 The H 0 ≦ 0.20, the ratio H 2 / a H 0 to H 2 / H 0 ≦ 0.55, and the hoisting height of the tire width direction inside end portion of the reinforcing rubber layer in the tire radial direction outer side of the bead filler When T 1 is the height measured from the end, and T 2 is the height measured from the outer end of the bead filler in the tire radial direction, the height T 1 is a pneumatic tire, characterized in that the 5% to 15% of the height H 2, and the height T 2 of 15% to 25% of the height H 2.
請求項１にかかる本発明の空気入りタイヤによれば、ビード部の耐久性が向上し、さらに、ビード部の剛性が向上することより、操縦安定性の向上効果を得ることができる。 According to the pneumatic tire of the first aspect of the present invention, the durability of the bead portion is improved, and further, the rigidity of the bead portion is improved, so that the steering stability can be improved.
以下、更に詳しく本発明の空気入りタイヤについて説明する。 Hereinafter, the pneumatic tire of the present invention will be described in more detail.
図１は、本発明の空気入りタイヤの一実施態様例を示したタイヤ子午線方向の一部概略断面図である。 FIG. 1 is a partial schematic cross-sectional view in the tire meridian direction showing an embodiment of the pneumatic tire of the present invention.
図１において、本発明の空気入りタイヤ１は、一対のビードコア４（図１では一方のビードコアしか示していない）、両ビードコア４をまたがるように配置されたカーカス３を有し、ビードコア４とビードフィラー５を組立て体として、その組立て体の全体が包含されるように内側から外側へ巻き上げられる１層の補強ゴム層９を有し、該補強ゴム層が包含されるようにカーカス３が内側から外側へ巻き上げられて構成されてなるビード部２を有する空気入りタイヤにおいて、特に、補強ゴム層９を短繊維を含有したゴム繊維複合体を用いて構成してなるものである。図１において、６はトレッド部、７はベルト層、８はベルトカバー層である。
In FIG. 1, a
本発明においては、短繊維を含有させてゴム繊維複合体を形成することにより、該短繊維とゴム母材の剪断による剥離は発生しにくく、優れた耐久性を得ることができる。 In the present invention, by forming a rubber fiber composite containing short fibers, peeling due to shearing between the short fibers and the rubber base material hardly occurs, and excellent durability can be obtained.
なお、「短繊維を含有した」ということは、短繊維がゴム母材中にバラバラの状態で存在していることをいい、短繊維が撚糸されて集束された糸状のものは含まれない。 “Containing short fibers” means that the short fibers are present in a discrete state in the rubber base material, and does not include yarns in which the short fibers are twisted and focused.
従って、該補強短繊維の性状を適正なものにすることは、所望の耐久性や補強効果をより効果的に発揮させる上で重要であり、本発明者等の各種知見によれば、特に、繊維長さ１〜１０ｍｍでかつ平均直径が０．１〜２００μｍである短繊維を用いることが重要であり、特に本発明においては、繊維長さ２〜６ｍｍかつ平均直径が１０〜１００μｍである短繊維を用いる。また、短繊維でも、長さが１０ｍｍを超えるような場合は、均一性に問題が生じたりすることも多く好ましくない。
Therefore, making the properties of the reinforcing short fibers appropriate is important for more effectively exhibiting the desired durability and reinforcing effect, and according to various findings by the present inventors, in particular,
ゴム繊維複合体中の短繊維の含有量は、ゴム繊維複合体の全重量中、４〜７０重量％であることが好ましく、４〜７０重量％の範囲を外れると補強効果が低下し、該複合体を使用する意味が小さくなるので望ましくない。特に、本発明者等の各種知見によれば、本発明の所期の効果をより顕著に発揮できる点で、ゴム繊維複合体の短繊維の含有量を、ゴム繊維複合体の全重量中２０〜４５重量％にする。 The content of short fibers in the rubber fiber composite is preferably 4 to 70% by weight based on the total weight of the rubber fiber composite, and if the content is out of the range of 4 to 70% by weight, the reinforcing effect decreases, This is not desirable because the meaning of using the complex is reduced. In particular, according to various findings of the present inventors, the total weight of the desired effect in that it can more remarkably originating volatilization, and the content of the short fibers of the rubber fiber composite, rubber fiber composite of the present invention in to 20 to 45% by weight.
また、ゴム繊維複合体を補強材料として、空気入りタイヤ中に組み込んで使用するに際しては、該複合体の短繊維配列方向が、タイヤ径方向に対して、±３０°〜±４５°の角度範囲内になるようにして用いる。これは、短繊維による補強効果をより大きく発揮させることができるからである。 Further, when the rubber fiber composite is used as a reinforcing material by being incorporated in a pneumatic tire, the short fiber arrangement direction of the composite is an angle range of ± 30 ° to ± 45 ° with respect to the tire radial direction. Ru used in such a manner that within. This is because the reinforcing effect by the short fibers can be exhibited more greatly.
このゴム繊維複合体における短繊維配列方向は、一般に、短繊維をゴムと一様に混ぜ合わせた後で、該ゴム繊維複合体を製造するときに、シーティングロールでシート出しすることによって、ゴムの押出成形の方向がその短繊維配列方向となるものであり、そのようにして得られる該短繊維配列方向を有する該ゴム繊維複合体を、該方向がタイヤ径方向に対して±３０°〜±４５°の範囲になるようにしてビードに組み込むものである。なお、ゴム繊維複合シート体の長手方向に対して短繊維配列方向を角度を持たせて連続したゴム繊維複合シート体を得るには、長手方向に該繊維配列方向が平行に配列されて形成されている連続シートを用いて、それをバイアス状に（平行四辺形状に）、例えば３０°方向に裁断し、それらの裁断片を連続して接合させていくことにより得ることができる。 The short fiber arrangement direction in the rubber fiber composite is generally determined by mixing the short fibers with the rubber and then sheeting with a sheeting roll when the rubber fiber composite is manufactured. The direction of extrusion molding is the short fiber arrangement direction, and the rubber fiber composite having the short fiber arrangement direction obtained in this manner is used in such a direction that the direction is ± 30 ° to ± 30 ° with respect to the tire radial direction. write set to the bead so as to be in the range of 45 ° free is also to the. In order to obtain a continuous rubber fiber composite sheet having an angle in the short fiber arrangement direction with respect to the longitudinal direction of the rubber fiber composite sheet, the fiber arrangement direction is formed in parallel with the longitudinal direction. It can be obtained by using a continuous sheet, cutting it in a biased manner (in a parallelogram shape), for example, in the direction of 30 °, and joining the cut pieces continuously.
本発明に使用される短繊維は、高弾性特性を持った有機繊維であることが好ましく、一般に、例えば、ポリオレフィンケトン繊維（ＰＯＫ繊維）、アラミド繊維、ポリエチレンナフタレート繊維（ＰＥＮ繊維）などが好ましい。初期弾性率が２００ｃＮ／ｄｔｅｘ以上の繊維（長繊維）を短繊維に切断して得られる有機短繊維を用いる。 The short fibers used in the present invention are preferably organic fibers having high elastic properties, and generally, for example, polyolefin ketone fibers (POK fibers), aramid fibers, polyethylene naphthalate fibers (PEN fibers) and the like are preferable. . Initial modulus Ru with organic short fibers obtained by cutting 200 cN / dtex or more fibers (long fibers) to the short fibers.
本発明では、特にゴムとの接着性が良好で、より高い耐久性を実現できるため、ポリオレフィンケトン繊維（ＰＯＫ繊維）の短繊維を用いる。 In the present invention, particularly good adhesion between the rubber, it is possible to achieve higher durability, Ru using short fibers of Po Li olefin ketone fiber (POK fiber).
さらに、個々の短繊維とゴムとの接合性を良好に発揮させて、より高い補強効果と耐久性を得る上で、ＲＦＬ（レゾルシン−ホルマリン−ゴムラテックス）による接着処理をプライマー処理（下塗り処理）として施した短繊維を使用することが好ましい。 In addition, the adhesive treatment with RFL (resorcin-formalin-rubber latex) is used as a primer treatment (undercoating treatment) in order to obtain a better reinforcing effect and durability by exerting good bonding properties between individual short fibers and rubber. It is preferable to use short fibers applied as.
また、ゴム繊維複合体は、厚さが、０．５〜３．０ｍｍであり、かかる範囲内とすることが、短繊維の存在状況をより均一にでき、本発明の効果を良好に発揮できる点で好ましい。 Further, the rubber fiber composite has a thickness of 0.5 to 3.0 mm, and within such a range can make the presence state of the short fibers more uniform and exhibit the effects of the present invention satisfactorily. This is preferable.
ゴム繊維複合体は、通常、１枚だけの使用でもよいが、所望に応じて複数枚を重ねて使用してもよい。 Usually, only one rubber fiber composite may be used, but a plurality of rubber fiber composites may be used as desired.
本発明の空気入りタイヤは、図１に示したように、タイヤ断面高さをＨ0 、ビードヒールを通りタイヤ回転軸と平行な基準直線から計測した前記ビードフィラーのタイヤ径方向外側端部の高さをＨ1 、該基準直線から計測したタイヤ最大幅部の高さをＨ2 としたときに、Ｈ1 ／Ｈ0 ≦０．２０、Ｈ2 ／Ｈ0 ≦０．５５を満足する。この範囲を外れる場合には、高い補強効果を得ることが難しくなってくる。 As shown in FIG. 1, the pneumatic tire of the present invention has a tire cross-section height H 0 , a height of the outer end in the tire radial direction of the bead filler measured from a reference straight line passing through the bead heel and parallel to the tire rotation axis. the H 1, the height of the tire maximum width portion measured from the reference straight line is taken as H 2, H 1 / H 0 ≦ 0.20, satisfying the H 2 / H 0 ≦ 0.55 is. If it is out of this range, it becomes difficult to obtain a high reinforcing effect.
また、補強層については、そのタイヤ幅方向内側端部の巻上げ高さをビードフィラーのタイヤ径方向外側端部から計測した高さをＴ1 とし、そのタイヤ幅方向外側端部の巻上げ高さをビードフィラーのタイヤ径方向外側端部から計測した高さをＴ2 としたとき、高さＴ1 が高さＨ2 の５％〜１５％であり、高さＴ2 が高さＨ2 の１５％〜２５％の高さであるようにする。 As for the reinforcing layer, the height measured hoisting height of the tire width direction inside end portion of the tire radially outer end of the bead filler and T 1, the hoisting height of the tire width direction outer end portion when the height measured from the tire radially outer end of the bead filler was T 2, is 5% to 15% of the height T 1 is the height H 2, the height T 2 of the height H 2 15 % to be the 25% of the height.
以下、実施例に基づいて、本発明の空気入りタイヤの具体的構成、効果について説明をする。空気入りタイヤの試験・評価は、以下の方法で行った。
（１）空気入りタイヤの試験・評価方法：
実施例で採用した空気入りタイヤの評価方法は、各実施例、比較例の記載のゴム繊維複合体を製造し、該ゴム繊維複合体を図１に示した態様で用いてタイヤサイズ１９５／６５Ｒ１５ リム１５×６Ｊの空気入りタイヤを製造し、実車試験と、室内ドラム試験で評価した。
Hereinafter, based on an Example, the specific structure and effect of the pneumatic tire of this invention are demonstrated. The pneumatic tire was tested and evaluated by the following method.
(1) Pneumatic tire testing and evaluation methods:
The evaluation method of the pneumatic tire adopted in the examples is that the rubber fiber composites described in the examples and comparative examples are manufactured, and the rubber fiber composites are used in the mode shown in FIG. 1 so that the tire size is 195 / 65R15. A rim 15 × 6J pneumatic tire was manufactured and evaluated by an actual vehicle test and an indoor drum test.
実車試験は、空気圧（実車）を前輪：２３０ｋＰａ、後輪：２３０ｋＰａとして、２０００ｃｃ排気量のセダンタイプの自動車に装着して、テストコースにて行った。評価項目は操縦安定性であり、ナイロン短繊維のゴム繊維複合体を用いた比較例１の操縦安定性を１００として評価し、数値が大きいほど操縦安定性が良好なものである。 The actual vehicle test was performed on a test course with the air pressure (actual vehicle) set to a front wheel: 230 kPa and a rear wheel: 230 kPa on a sedan type automobile with a displacement of 2000 cc. The evaluation item is steering stability, and the steering stability of Comparative Example 1 using a rubber fiber composite of nylon short fibers is evaluated as 100. The larger the value, the better the steering stability.
室内ドラム試験は、ＪＩＳ Ｄ４２３０試験法により、ドラム径１７０７ｍｍで高速耐久試験終了後、速度を１０分毎に１０ｋｍ／ｈ速度を上げて行い、タイヤが破壊するまで試験を続行することにより行った。補強ゴム層が剥離したものを、ビード部故障が発生したと評価することによって、以下の算出式により、ビード部故障率（％）を求めたものである。 The indoor drum test was performed by increasing the speed by 10 km / h every 10 minutes and continuing the test until the tire broke down according to JIS D4230 test method after completion of the high-speed durability test with a drum diameter of 1707 mm. The bead part failure rate (%) was calculated by the following calculation formula by evaluating that the reinforcing rubber layer was peeled off and that the bead part failure occurred.
ビード故障率（％）＝｛（ビード部故障）／（タイヤ全体の故障）｝×１００
実施例１、参考例１〜２、比較例１〜３
表１に記載したとおりの各種の有機合成繊維の短繊維、長繊維をゴム補強繊維として用いて、ゴム繊維複合体（厚さ：１．０ｍｍ）を作成した。
Bead failure rate (%) = {(bead part failure) / (whole tire failure)} × 100
Example 1 , Reference Examples 1-2 , Comparative Examples 1-3
A rubber fiber composite (thickness: 1.0 mm) was prepared using short fibers and long fibers of various organic synthetic fibers as described in Table 1 as rubber reinforcing fibers.
ゴム繊維複合体を作成するに際して、各繊維の混率は２０重量％をゴム原料中に混入させた。また、各繊維は、シーティングロールにてシート出しすることによってシート長手方向に配列させ、その配列方向をタイヤの径方向と所望の角度を有して用いることができるようにし、本実施例では、各実施例・各比較例のいずれも３０°とした。なお、ただし、比較例３については、長繊維を使用したものであり、具体的には３３４０ｄｔｅｘ双糸コードを使用して径方向傾斜角度３０°として長繊維補強のゴム繊維複合体としたものである。 In preparing the rubber fiber composite, 20% by weight of each fiber was mixed in the rubber raw material. In addition, each fiber is arranged in the sheet longitudinal direction by taking out the sheet with a sheeting roll, and the arrangement direction can be used with a desired angle with the radial direction of the tire. Each example and each comparative example were 30 °. However, in Comparative Example 3, long fibers were used, and specifically, a rubber fiber composite reinforced with long fibers with a radial inclination angle of 30 ° using a 3340 dtex twin yarn cord. is there.
また、各繊維には、ＲＦＬ（レゾルシン−ホルマリン−ゴムラテックス）を用いた接着処理を施したものを用いた。 Each fiber was subjected to an adhesion treatment using RFL (resorcin-formalin-rubber latex).
ナイロン短繊維は短繊維長さを１８ｍｍとし（比較例１）、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）短繊維も短繊維長さ１８ｍｍとした（比較例２）。アラミド長繊維は連続した同繊維コードを均一に配列させたもの（エンド数５０本／５０ｍｍ）である。 Nylon short fibers had a short fiber length of 18 mm (Comparative Example 1), and PET (polyethylene terephthalate) short fibers also had a short fiber length of 18 mm (Comparative Example 2). The aramid long fiber is one in which the same continuous fiber cord is uniformly arranged (number of ends 50/50 mm).
本発明の実施例１、参考例１〜２は、いずれも短繊維長さを５．０ｍｍとし、平均直径は表１に記載したとおりである。 In Example 1 and Reference Examples 1 and 2 of the present invention, the short fiber length is 5.0 mm, and the average diameter is as described in Table 1.
また、作成したタイヤのサイズは、Ｈ0 が１２７ｍｍ、Ｈ1 が２２ｍｍ、Ｈ2 が６０ｍｍ、Ｔ1 が８ｍｍ、Ｔ2 が１２ｍｍである。 The size of the tire produced is 127 mm for H 0 , 22 mm for H 1 , 60 mm for H 2 , 8 mm for T 1 , and 12 mm for T 2 .
各タイヤについて、試験を行った結果は、表１に示したとおりであり、本発明にかかる空気入りタイヤは、ビード部の耐久性に優れるとともに操縦安定性においても良好なものである。 The result of the test for each tire is as shown in Table 1. The pneumatic tire according to the present invention is excellent in the durability of the bead portion and in the steering stability.
１：空気入りタイヤ
２：ビード部
３：カーカス
４：ビードコア
５：ビードフィラー
６：トレッド部
７：ベルト層
８：ベルトカバー層
９：補強ゴム層
Ｈ0 ：タイヤ断面高さ
Ｈ1 ：ビードヒールを通りタイヤ回転軸と平行な基準直線から計測したビードフィラーのタイヤ径方向外側端部の高さ
Ｈ2 ：ビードヒールを通りタイヤ回転軸と平行な基準直線から計測したタイヤ最大幅部の高さ
Ｔ1 ：ビードフィラーのタイヤ径方向外側端部から計測した補強ゴム層のタイヤ幅方向内側端部の巻上げ高さ
Ｔ2 ：ビードフィラーのタイヤ径方向外側端部から計測した補強ゴム層のタイヤ幅方向外側端部の巻上げ高さ
1: Pneumatic tire 2: Bead part 3: Carcass 4: Bead core 5: Bead filler 6: Tread part 7: Belt layer 8: Belt cover layer 9: Reinforced rubber layer H 0 : Tire cross-section height H 1 : Passes through the bead heel Height H 2 of the tire radial direction outer end portion of the bead filler measured from the reference straight line parallel to the tire rotation axis: Height T 1 of the tire maximum width portion measured from the reference straight line passing through the bead heel and parallel to the tire rotation axis: bead filler of the tire radial direction outside hoisting height of the tire width direction inside end portion of the reinforcing rubber layer measured from end T 2: the tire width direction outer end of the reinforcing rubber layer measured from the tire radially outer end of the bead filler Winding height of the part
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