JPH06143914A

JPH06143914A - 空気入りラジアルタイヤ

Info

Publication number: JPH06143914A
Application number: JP4294563A
Authority: JP
Inventors: Hiroki Sawada; 浩樹沢田; Norio Inada; 則夫稲田
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 1992-11-02
Filing date: 1992-11-02
Publication date: 1994-05-24

Abstract

(57)【要約】【構成】ビードワイヤーが繊維強度１８ｇ／Ｄ以上の
芳香族ポリアミド繊維とポリアミド樹脂との複合コード
よりなり、該熱可塑性ポリアミド樹脂が芯材である芳香
族ポリアミド繊維を完全に被覆しており、１本のビード
ワイヤー中の繊維容積比率が３０〜７０％であり、該樹
脂被覆ワイヤーを更にゴムハードネスが８２〜８６のイ
ンシュレーションゴムで間隔をあけて保持した軽量ビー
ドを用いた空気入りラジアルタイヤ。【効果】タイヤビードの大幅な軽量化で、タイヤ軽量
化による低燃費性の向上が達成できる。タイヤのリム組
み、リム解きする時などの異常外力に対しても、タイヤ
ビード部が柔らかく、ねじり易いのでビード折れを起さ
ず、又リムを内側に締めつけるビード拡張力が充分でリ
ム滑り、リムはずれがない。タイヤの易廃棄性が達成で
き、操縦性の向上が期待できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はタイヤ軽量化によるタイ
ヤの低燃費性の向上、操縦性の向上、タイヤの易廃棄性
等を満足するビードワイヤーを備えた空気入りラジアル
タイヤに関する。

【０００２】

【従来の技術】一般のビードワイヤーとしては、硬鋼
（スチールワイヤー）単線複数本を並列に並べ、ゴムイ
ンシュレーションを施して複数層巻回積層させた断面方
形のビードであり、図２−ｂに示したようになオーバー
ラップ部分がある。

【０００３】近年、省エネルギーの面から燃費の問題が
クロズアップされており、車輌の軽量化のみならず、車
輌の構成部品としてのタイヤの軽量化も大きな問題とな
っている。タイヤのビードワイヤーとして、スチールワ
イヤーは強度的には十分であるが、比重が大きいため、
ビードワイヤーの軽量化が種々研究されている。

【０００４】特開昭５６−４３０１０号公報では、スチ
ールワイヤーに代替するものとして、比重が小さく、高
弾性率のアラミド繊維、ポリエステル繊維、カーボン繊
維、ガラス繊維、各種ウィスカー等の高モジュラス非金
属繊維にポリウレタン、エポキシ樹脂、不飽和ポリエス
テル樹脂などの熱硬化樹脂をマトリックスとして含浸さ
せ熱処理により硬化させたコードをＰＳＲの現行ストラ
ンドビード構造に用いた空気入りタイヤが提案されてい
る。弾性率が１０⁵kg／cm²以上の高モジュラス繊維を
使用することが特徴である。このビード構造はマトリッ
クスを含浸させて直接ビードを形成するもので、インシ
ュレーションゴムを含まない。マトリックスとして、ナ
イロン、ポリエステル等の熱可塑性樹脂や天然ゴム、Ｓ
ＢＲ等のゴムを使用してもよいとしているが、最も好ま
しい態様としての実施例ではポリウレタンとゴムが例示
されているのみである。

【０００５】特公平３−３５１０１号公報では、芳香族
ポリアミドを含む補強用線材を熱可塑性樹脂を含む樹脂
材料（第１スリーブ）で被覆し、その外側を該樹脂より
融解温度の低い樹脂材料（第２スリーブ）で被覆し、第
２スリーブの樹脂融解温度より高い温度で処理して、２
本の隣接する補強用線材の第１スリーブを相互に接触さ
せて固化するタイヤの補強用ワイヤの製造方法が開示さ
れている。この場合、補強用線材は直接接触していない
が、第１スリーブの樹脂材料は相互に接触（接着）して
いるため、ビードワイヤーが相互に拘束力を生じる。そ
してビードに外力が加わった時に１本１本が非接触時に
くらべ、ビードワイヤー１本の動きがおさえられ、ビー
ド全体の柔軟性が劣る。このためビードワイヤーとした
場合、十分なビード拡張力が得られない。

【０００６】実開昭６４−１６９０１号公報では、炭素
繊維を熱硬化性樹脂マトリックスとして、長手方向に５
０kg／mm²以上の強度の複合線状体とし、これを環状に
形成したビード補強体が開示されている。しかし炭素繊
維ではリム組み時の曲げ応力集中に対して脆く、強力低
下して好ましくない。

【０００７】有機繊維に熱硬化樹脂を含浸させた複合コ
ードでは、リム組み時、リム解き時に剪断応力集中が起
こり、ビード繊維がダメージを受け、タイヤ水圧破壊テ
ストにおいて、十分なビード強度が得られないという問
題があった。

【０００８】また熱可塑性樹脂を用いても、これを含浸
させて直接複合コードとしたものでは、十分なリム組み
耐久性を得るのが難しく、またリムを内側方向に締めつ
けるビード拡張力が十分でなく、リム滑り、リムはずれ
等の問題もあった。

【０００９】またアラミド繊維が、コード表面に部分的
に現われている複合コードは、接着剤加工のディップ処
理工程で、コードと処理機ローラーとのこすれ等によ
り、繊維へのダメージが大きい、即ち強力低下が大きい
ため、加工上も問題があった。

【００１０】またビードオーバーラップ部分があるため
に、ここで剪断応力集中が起り、タイヤ水圧破壊テスト
において、まず最初に巻き出しオーバーラップ部分でビ
ードワイヤー破断がおこるため高い耐水圧ビード強度が
得られないという問題もあった。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、第１
に軽量ビードで低燃費化に貢献できるタイヤであり、タ
イヤのリム組み、リム解きする時などの異常外力に対し
ても、タイヤビードが柔らかくねじり易く、ビード折れ
（永久変形）を起こすことがなく、しかもリムを内側に
締めつけるビード拡張力が充分でリム滑り、リムはずれ
がなく、しかも易廃棄性を有する空気入りラジアルタイ
ヤを提供することであり、

【００１２】第２に複合コードの接着剤加工のディップ
処理工程等でコードと処理機ローラーとのこすれ等によ
り繊維が痛み、強力低下をおこすようなことのない空気
入りラジアルタイヤを提供することであり、第３にタイ
ヤ水圧破壊テストで剪断応力集中によるビードワイヤー
破断が起らないような高耐水圧ビード強度を有する空気
入りラジアルタイヤを提供することである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記の課
題を解決するため鋭意研究を行った結果、繊維強度が１
８ｇ／Ｄ以上の芳香族ポリアミド繊維をポリアミド樹脂
で完全に被覆し、この被覆ワイヤーをインシュレーショ
ンゴムで間隔をあけて保持した軽量ビードを空気入りラ
ジアルタイヤに設けることにより解決し得ることを見い
出し本発明を完成した。

【００１４】すなわち本発明は、（１）ビードワイヤーが繊維強度Ｔが１８ｇ／Ｄ以上
の芳香族ポリアミド繊維とポリアミド樹脂との複合コー
ドで、該熱可塑性ポリアミド樹脂が芯材である芳香族ポ
リアミド繊維を完全に被覆しており、１本のビードワイ
ヤー中の繊維容積比率が３０〜７０％であり該樹脂被覆
ワイヤーをインシュレーションゴムで間隔をあけて保持
した軽量ビードを用いた空気入りラジアルタイヤであ
り、

【００１５】（２）複合コードの芯材である芳香族ポ
リアミド繊維層を被覆する樹脂層の厚さｄが、０．０２
mm以上である前項（１）記載の空気入りラジアルタイヤ
であり、

【００１６】（３）複合コードのビードストランドが
１本の芳香族ポリアミド繊維を被覆したポリアミド樹脂
よりなる複合コードを巻回して成っており、その巻き始
めと巻き終りの両端がどちらもビード最内層ストランド
に無い前項（１）記載の空気入りラジアルタイヤであ
る。

【００１７】以下、本発明を詳細に説明する。本発明の
タイヤにおいては、複合ビードコード中に、下記一般式
（Ｉ）で表わされる繰り返し単位を分子内に４０モル％
以上有する芳香族ポリアミドの繊維を用いるが、この内
Ａｒ₁およびＡｒ₂がいずれもフェニレン基であるポリ
アミドの繊維が好ましく、実際に

【００１８】使用する際には、ポリ（１，４‐フェニレ
ンテレフタルアミド）、ポリ（１，４‐ベンズアミ
ド）、ポリ（１，３‐フェニレンイソフタルアミド）ま
たは１，４‐フェニレンテレフタルアミド‐３，４′‐
ジアミノジフェニルエーテル共重合体などが好ましく用
いられる。

【００１９】

【化１】

【００２０】本発明においては上記芳香族ポリアミドの
繊維の全デニール数Ｄは３０００＜Ｄ＜２５０００が好
ましく、３０００以下では１本当りが細すぎて、ビード
ストランド構成がカサ高くなり好ましくないし、２５，
０００以上では１本当りが太すぎて、曲げた時の表面歪
が高すぎる。樹脂中の芳香族ポリアミド繊維は、無撚り
又は若干の低撚り（片撚り又は双撚り）をかけて用いら
れる。無撚りよりも若干の撚りを持った方が引き揃え上
好ましい。

【００２１】係数Ｎ_Tを次式で表わした時Ｎ_T＝ｎ×（０．１３９×１／２×Ｄ／ρ）^1/2×１０
^-3 ｛但し、式中のＤはコードの全デニール、ρはコードの
比重、ｎはコードの撚り数（回／１０cm）を示す｝０≦Ｎ_T≦０．１５好ましくは０．０４≦Ｎ_T≦０．１である。Ｎ_Tが
０．１５超では、強力が撚りロスにより低下して好まし
くない。

【００２２】本発明のビード用繊維として、炭素繊維、
ガラス繊維等では、リム組み時の曲げ応力集中に対し
て、脆く、強力低下して好ましくない。その他、ポリエ
チレンテレフタレート（ＰＥＴ）等の繊維では、モジュ
ラス強度の点でも十分でなく、軽量化ビードワイヤーと
して使用できない。

【００２３】本発明に用いることのできる被覆用樹脂と
しては、熱可塑性樹脂が好ましく、更にその物性、ゴム
との接着性からポリアミド樹脂が最適である。ポリアミ
ド樹脂としては、６６−ナイロン、６−ナイロン、４，
６−ナイロン、６，１０−ナイロンおよび、これらの組
み合わせによる共重合体もしくは混合物の脂肪族ポリア
ミドが挙げられるが、特に６，６−ナイロンが８０重量
％以上を占める脂肪族ポリアミドが好ましく、その耐熱
性の高さから６，６−ナイロン又は４，６−ナイロンが
最も好ましい。

【００２４】該コードのポリアミド繊維強度Ｔとして
は、Ｔ≧１８ｇ／Ｄ必要であり、１８ｇ／Ｄ未満では十
分なビード破壊強度が得られない。該コード中の繊維容
積比率は３０〜７０％であり、３０％未満では樹脂が多
くなり重高くなり、十分な軽量化を達成できない。７０
％超では、芳香族ポリアミド繊維をおおうに十分な樹脂
が足りなくなり、本発明の繊維を完全に被覆するという
要件が充されず、タイヤ成型時に十分な真円性を保持す
るに足る曲げ剛性が足りないし、また接着剤ディップ処
理加工時のアラミド繊維の受けるダメージ（強度低下）
が大きい。前記の様に芯材である芳香族ポリアミド繊維
は、樹脂によって、繊維周上が完全に被覆されて成る必
要があるが、これが完全に被覆されていないと、やはり
リム組み、リム解き時の応力集中ダメージの原因となる
し、また接着剤ディップ処理時のアラミド繊維のダメー
ジが大きい。

【００２５】樹脂被覆層の厚さｄとしては、０．０２mm
以上が必要である。好ましくは０．０５mm以上、更に最
も好ましくは０．０８mm以上である。該ビードワイヤー
のインシュレーションゴムのハードネスとしては８０〜
９０が必要である。８０未満では、十分なビード拡張力
が得られないし、一方９０超では、ゴムが硬すぎて、イ
ンシュレーション作業が困難になる。

【００２６】また、本発明のビード構造として十分高い
耐水圧破壊ビード強度を得るためには、ビードストラン
ドが該コード１本を巻回して成っており、その巻き始
め、巻き終りの両端のどちらもビード最内層ストランド
に無いことが好ましい。

【００２７】図１において芯材芳香族ポリアミド繊維
（１）を熱可塑性ポリアミド樹脂（２）は完全に被覆し
ており、ほぼ円形断面である事が好ましいが、必ずしも
円形でなくてもよい。（１）と（２）は接着しており、
この時ｒ₂／ｒ₁比は５．５／１０〜８．５／１０であ
ることが望ましい。

【００２８】このコード複数本を並列に並べ、ゴムイン
シュレーションを施して、複数層巻回積層させた断面方
形のビードとした、図２−ａ、図２−ｂの如き構造とし
たビード構造とするが、この場合、図２−ｂに示す様に
オーバーラップ部分がビード最内層に来る、前記の如く
十分高い耐水圧破壊強度を得るためには、オーバーラッ
プ部分が最内層にないことが好ましい。

【００２９】このためのより好ましいストランド構造と
して、図１のコード１本でゴムインシュレーションを施
し、このコードを例えば図４のように４段×４列のスト
ランドビード構造を考えた時、(1) から順番に(16)まで
巻回積層させ断面方形のビードを作る。コードのオーバ
ーラップ部分は(1) と(16)の１本ずつであり、ビードベ
ース部に一番近い(4) 、(5) 、(12)、(13)部にオーバー
ラップ部分が無い構造とすることができる。図３に示し
た(1) が最内層に来た場合でも、本発明のビードワイヤ
ーとして良好な結果を得るが、図４のビード構造の場合
には、更に重量アンバランスが緩和され、ビードワイヤ
ー端での剪断応力集中が減り、水圧破壊レベルが更に向
上する。図５はビードワイヤーのコード径アップによ
り、ビードの幅を実施例に合わせて、かつビード総強力
同等以上を確保するため６×３の構造にした比較例３に
対応した断面図である。

【００３０】

【実施例】以下に実施例によって、本発明を更に具体的
に説明するが、本発明は、この実施例によって何等限定
されるものではない。表１に軽量ビードワイヤー種（繊
維は芳香族ポリアミド繊維で樹脂を変化させている）、
ビード構造（ストランドビードの段数×列数）、ワイヤ
ー中の繊維容積比率、芳香族ポリアミド繊維強度、イン
シュレーションゴムのハードネスを変えた実施例、比較
例について、タイヤ水圧破壊圧（kg／cm²）とビード拡
張力を測定した結果を示す。

【００３１】インシュレーションゴムのハードネスはＪ
ＩＳＫ６３０１によって測定した。タイヤ水圧破壊圧
テストは、タイヤをリムに組み、バルブ口から水を注入
していき、タイヤが破壊した時のタイヤ内圧を水圧破壊
圧とするものである。ビード拡張力は８分割したリムを
拡張し、正規リム径（１３インチ）時の１ピースにかか
るリムを締めつける力を測定し、拡張力とした。実施例
２，３を除き、全てビードワイヤーを４本並列に並べ、
ゴム被覆を施して、４層巻回積層させた断面方形ビード
である。実施例２，３のビードは、ビードワイヤーを１
本でゴム被覆を施して、図３，４において、(1) から順
番に(16)まで巻回積層させた断面方形のシングルストラ
ンド構造である。

【００３２】

【表１】

【表２】

【００３３】実施例１，４と実施例２，３を比較する
と、オーバーラップ部が少ないシングルストランドビー
ド構造の実施例２の方が水圧破壊圧が向上しており、更
に実施例３（図４）にすると飛躍的に向上する。比較例
３はビードワイヤーのコード径アップにより、４×４構
造だとタイヤビード部形状変形により、リム組性、リム
フィット性などが低下する。ビードの幅を実施例に合わ
せて、かつビード総強力同等以上を確保するため６×３
の構造にするとビード拡張力、タイヤ水圧破壊圧ともに
低下する。比較例４，５の熱硬化性樹脂のビードワイヤ
ーを用いたタイヤの水圧破壊圧が非常に低いのは、ビー
ドワイヤーの材質がタイヤリム組みでの部分的な曲げ、
ねじりが大きいことによるダメージを受け易く、大幅に
強力低下していたからである。

【００３４】

【発明の効果】タイヤビード部の大幅な軽量化が可能で
あり、タイヤ軽量化による低燃費性の向上が達成でき
る。タイヤのリム組み、リム解きする時などの異常外力
に対しても、タイヤビード部が柔らかく、ねじり易いた
めにビード折れ（永久変形）を起こすことが無く、リム
を内側に締めつけるビード拡張力が充分でリム滑り、リ
ムはずれがない。ビードワイヤーに硬鋼線を使用しない
ので、カッターで切れることや、燃やしても灰しか残ら
ない等、廃タイヤ処理でのコスト削減が可能である。本
発明のタイヤの室内操縦性テストにおいて、現行スチー
ルワイヤービード使用タイヤと対比して、コーナーリン
グパワー（kgf ／deg ）が向上しており、実車での操縦
性向上が期待できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】繊維コード１本に樹脂被覆を施したものの断面
図である。

【図２】ａ．樹脂被覆繊維コードを４段×４列のビード
構造としたビードワイヤーの断面図である。ｂ．樹脂被覆繊維コードを並べて、インシュレーション
ゴムで帯状としたものを環状に成形した時のオーバーラ
ップ部分の説明図。

【図３】ビードワイヤー１本にゴム被覆を施して、環状
に(1) から順番に(16)まで巻回積層させた断面方形のビ
ードワイヤー断面図。(1) のみが最内層のオーバーラッ
プ部分となっている。

【図４】図３で(1) と(16)も最内層とならないよう、ゴ
ム被覆ビードワイヤーを環状に成形したビードワイヤー
断面図。

【図５】ビードワイヤーのコード径アップにより、ビー
ドの幅を実施例に合わせて６×３の構造にした比較例３
に対応したビードワイヤー断面図。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ビードワイヤーが繊維強度Ｔが１８ｇ／
Ｄ以上の芳香族ポリアミド繊維とポリアミド樹脂との複
合コードで、該熱可塑性ポリアミド樹脂が芯材である芳
香族ポリアミド繊維を完全に被覆しており、１本のビー
ドワイヤー中の繊維容積比率が３０〜７０％であり該樹
脂被覆ワイヤーをインシュレーションゴムで間隔をあけ
て保持した軽量ビードを用いた空気入りラジアルタイ
ヤ。
【請求項２】複合コードの芯材である芳香族ポリアミ
ド繊維層を被覆する樹脂層の厚さｄが、０．０２mm以上
である請求項１記載の空気入りラジアルタイヤ。
【請求項３】複合コードのビードストランドが１本の芳
香族ポリアミド繊維を被覆したポリアミド樹脂よりなる
複合コードを巻回して成っており、その巻き始めと巻き
終りの両端がどちらもビード最内層ストランドに無い請
求項１記載の空気入りラジアルタイヤ。