JPH06443B2

JPH06443B2 - ラジアルタイヤ

Info

Publication number: JPH06443B2
Application number: JP60297740A
Authority: JP
Inventors: 亮治花田
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 1985-12-30
Filing date: 1985-12-30
Publication date: 1994-01-05
Anticipated expiration: 2009-01-05
Also published as: JPS62157816A

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の技術分野〕本発明は、タイヤビード廻りを改良して、ビード部耐久
性を損うことなくビード部剛性を向上させたラジアルタ
イヤに関する。

〔従来技術〕

近年、高速道路網の完備や乗用車の高性能化等に伴うタ
イヤ要求性能の高度化、多岐化はとどまるところを知ら
ない。

例えば、ＳＲタイヤよりもより高速走行可能なＨＲタイ
ヤ化、さらにはもっと高速走行可能なＶＲタイヤ化の要
求とか、より操縦安定性に優れる偏平タイヤの出現の要
求などが挙げられる。

ところが、車両側からみれば、タイヤハウスの関係から
従来どおりの偏平率で高速走行の可能なしかも操縦安定
性に優れるタイヤがほしいという要求もある。

そこで、従来、タイヤメーカーは、ビード部補強層と称
する有機繊維コードやスチールコードからなる補強シー
トをタイヤビード部に追加することにより種々の要求に
対する対処を試みた。しかし、車両側の要求がますます
強まってくると、このようなビード部構造ではその要求
に答えきれるものではない。例えば、繊維コードからな
る補強層をビードフィラーとカーカス層折り返し部との
間およびビードフィラーとカーカス層本体との間のそれ
ぞれに配置するビード部構造が提案されているが（特開
昭54−3705号公報）、この場合、ビードフィラーとカー
カス層折り返し部との間の補強層には圧縮力が加わるの
で、圧縮剛性の殆んどない繊維コードからなる補強層で
はビード部剛性を高め、操縦安定性の向上をはかること
ができなかった。

〔発明の目的〕

本発明は、上述した事情にかんがみなされたものであっ
て、ビード部耐久性を損なうことなしにビード部剛性を
向上させた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、ビードワイヤの上にビードフィラ
ーが配置され、カーカス層が該ビードワイヤの廻りに前
記ビードフィラーを包み込むようにタイヤ内側からタイ
ヤ外側に折り返されたビード部を有するラジアルタイヤ
において、(1)前記ビードフィラーとカーカス層の折り
返し部との間に圧縮弾性率2.0×10³kg/mm²以上の高圧縮
弾性コードからなる第１補強層を、該折り返し部のカー
カスコードに対するコード角度が60°〜80°の範囲でか
つビードヒールからその上端までの高さがタイヤ断面高
さの40％〜60％の範囲となるように、タイヤ全周に亘っ
て配置すると共に、(2)前記ビードフィラーと折り返さ
れていないカーカス層本体との間に引張り弾性率2.0×1
0³kg/mm²以上の繊維コードからなる第２補強層を、該カ
ーカス層本体のカーカスコードに対するコード角度が60
°〜80°の範囲でかつ前記第１補強層の高さよりも高く
なるように、タイヤ全周に亘って配置したことを特徴と
する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。

第１図は、本発明のラジアルタイヤの一例の子午線方向
半断面説明図である。

第１図において、左右一対のビード部１，１間には、タ
イヤ周方向に対するコード角度が70°〜90°であるカー
カス層４が配置されている。また、トレッド部３におけ
るカーカス層４上には、上側ベルト層5uとと下側ベルト
層5dの２層のベルト層（コード角度が10°〜35°で互い
に交差）がトレット部３のほぼ全域に亘って環状に配置
されている。ビード部１には、ビードワイヤ２が環状に
設けられており、その上にビードフィラー６が配置され
ている。カーカス層４は、ビードワイヤ２の廻りにビー
ドフィラー６を包み込むようにタイヤ内側からタイヤ外
側に折り返されて折り返し部4aを形成している。

カーカス層４は少なくとも１層配置されていればよく、
そのコードとしては、ナイロン、レーヨン、ポリエステ
ル、アラミッド（芳香族ポリアミド繊維）等の化学繊維
が一般に使用される。

下側ベルト層5dおよび上側ベルト層5uを構成するコード
としては、通常タイヤ用として使用されるものを用いれ
ばよく、スチール、アラミッド、レーヨン等のコードが
好ましく、また、ナイロン、ポリエステル等のコードが
使用可能である。

(1)本発明においては、第１図に示すタイヤにおいて、
ビードフィラー６とカーカス層４の折り返し部4aとの間
に、圧縮弾性率2.0×10³kg/mm²以上の高圧縮弾性コード
からなる第１補強層８を、折り返し部4aに対するコード
角度が60°〜80°の範囲でかつビードヒール９からその
上端までの高さh₂がタイヤ断面高さＳＨの40％〜60％の
範囲となるように、タイヤ全周に亘って配置したのであ
る。これは下記の理由からである。

タイヤが接地変形することにより、そのビード部１には
曲げが加わり、曲げの中立軸Ｎは第１図に示すようにビ
ード部１のほぼ中央部を通る。このため、第１補強層８
には圧縮が加わるので、圧縮弾性率が高い材料を配置す
る必要がある。そして、ビード部補強効果を十分にはた
すためにはそのコードが圧縮弾性率2.0×10³kg/mm²以上
であることが必要であり、そのような材料としてはスチ
ールコードやセラミックス等が考えられるが、耐久性を
考慮した場合、スチールコードが適している。

また、配置する第１補強層８のコード角度は、タイヤの
操縦性に効く要因である横剛性と周剛性を同時に向上さ
せると共に乗心地性の悪化を招かないためには、タイヤ
周方向に対して10°〜30°の範囲で配置するのがよい。
更に好ましくは15°〜25°で配置するのがよい。カーカ
ス層４の折り返し部4aのカーカスコードに対する第１補
強層のコード角度は、60°〜80°の範囲である。

第１補強層の高さh₂は、タイヤの断面高さＳＨの40％を
越えないとその効果はほとんど期待できないし、高くな
ればなるほど横剛性は高くなるが、乗心地性もそれに伴
って急激に低下し、それを両立できるのは断面高さの60
％が限界である。更に好ましくはタイヤ断面高さの45〜
55％で配置するのがよい。

(2)また、本発明においては、ビードフィラー６と折り
返されていないカーカス層本体との間に、引張り弾性率
2.0×10³kg/mm²以上の繊維コードからなる第２補強層７
を、該カーカス層本体のカーカスコードに対するコード
角度が60°〜80°の範囲でかつその高さh₁が第１補強層
８の層さh₂よりも高くなるように、タイヤ全周に亘って
配置したのである。なお、高さh₁は、高さh₂よりも５mm
以上高いことが好ましい。

タイヤが接地変形することにより、そのビード部１には
曲げが加わり、第２補強層７には引張りが加わる。この
ため、耐久性および重量の点から第２補強層７は、スチ
ールコードではなく、繊維コードの方が適している。そ
して、その引張り弾性率はビード部補強効果を十分には
たすためには2.0×10³kg/mm²以上であることが必要で、
そのような材料としてはアラミッド繊維コードや炭素繊
維コードがよい。

第２補強層７は、第１補強層８と同じ理由により、タイ
ヤ周方向に対し10°〜30°の範囲で配置するのがよい。
更に好ましくは15°〜25°で配置するのがよい。カーカ
ス層本体のカーカスコードに対するコード角度は、60°
〜80°の範囲である。

第２補強層７の高さh₁は、第１補強層８と同等の理由よ
りほぼ同じ高さまで配置すれば十分であるが、耐久性、
第１補強層８によるカーカス本体の損傷、繊維コードで
あることより乗心地の低下が第１補強層８よりは少ない
ことを考慮して第１補強層８より５mm以上高い位置まで
配置するのがよい。

炭素繊維コードは、炭素繊維から得られるコードであれ
ば特に限定されるものではない。ただし、下記のコード
が好ましい。

すなわち、炭素繊維コードは、引張強度100kg/mm²以
上、引張弾性率5000kg/mm²以上、好ましくは、引張強度
200kg/mm²以上、引張弾性率1500kg/mm²以上の特性を有
する炭素繊維に、炭素繊維の単位長さ当りの重量の10〜
50％の接着材を塗布した後、下記式で表わされるヨリ係
数Ｋ値が０≦Ｋ≦1800の範囲となるように撚りを加えた
ものである。

Ｔ：コードの撚り数（回／10cm）Ｄ：コードの総デニール数接着剤としては、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液（以下、ＲＦＬと略称する）
を用いればよい。このＲＦＬを炭素繊維に含浸させ、乾
燥、熱処理した後、所定の撚りを加えることによりコー
ドを作製することができる。

ＲＦＬの炭素繊維への付着量は、10〜50％であることが
好ましい。10％未満であると得られる炭素繊維コードと
コートゴム（被覆ゴム）との接着が不十分となるだけで
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
剤層が厚いために乾燥不足となるだけでなく、接着剤層
に気泡が生じ、均一なコードが得難いからである。さら
に好ましいＲＦＬの炭素繊維への付着量は、20〜40％で
ある。

また、ＲＦＬを炭素繊維に塗布するに際しては、ＲＦＬ
を炭素繊維フィラメント内に十分に含浸させることが炭
素繊維の屈曲疲労性の改善にとって重要である。このた
めに、炭素繊維フィラメントが開いた状態でＲＦＬを含
浸させることが好ましい。

このように、ＲＦＬ処理した炭素繊維は、ＲＦＬが十分
に付着しているので無撚りでも繊維の収束性は保持され
るが、若干撚りを加えた方がより収束性が良好となるの
で好ましい。撚りを加える場合、撚りが多いと炭素繊維
の高強度、高弾性率特性を著しく損なうことになる。し
たがって、撚りを加える場合、ヨリ係数Ｋが1800以下で
あって、300≦Ｋ≦1500であることが好ましい。

撚り構造は、数本の炭素繊維各々に先づ下撚りを加えた
後、さらに、それら数本を合せ、上撚りを加えるという
所謂もろ撚り構造でもよく、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。

第２図は、従来のラジアルタイヤの一例で、スチールコ
ードからなる第１補強層８たげがビードフィラー６とカ
ーカス層４の折り返し部4aとの間に配置されている。

第３図は、本発明ラジアルタイヤの比較例で、カーボン
繊維からなる第１補強層８がビードフィラー６とカーカ
ス層４の折り返し部4aとの間に配置されると共に、スチ
ールコードからなる第２補強層７がビードフィラー６と
カーカス層本体との間に配置されている。

以下に実施例を示す。

実施例下記の本発明タイヤ、従来タイヤ、比較タイヤ１、およ
び比較タイヤ２について、横バネ試験および室内耐久試
験を行った。

(1) 本発明タイヤ。

タイヤサイズは185/60HR14。ビード構造は第１図および
第４図(B)と同様、第１補強層８と第２補強層７とをビ
ードフィラー６に密着して両側に配置。カーカス層４は
1000D/2ポリエステルコードをタイヤ周方向に対して実
質的に90°で配置、ベルト層はスチールコード１×５
（0.25）を20°で互いに交差させた２層構造。第２補強
層７は100％モジュラスが45kg/cm²のゴム中に５cm当り4
0本の炭素繊維コード（1800d/2、10⁵×10²（Ｔ／10c
m）、接着剤付着量30％）を埋設し、タイヤ周方向に対
して交角20°で配置、幅55mm、厚さ1.5mm。第１補強層
８は100％モジュラスが45kg/cm²のゴム中に５cm当り40
本の１×５（0.25）のスチールコードをタイヤ周方向に
対して交角20°で配置、幅45mm、厚さ1.3mm。

(2) 従来タイヤ。

第２図および第４図(A)に示すように、スチールコード
からなる第１補強層８のみを配置。その他は本発明タイ
ヤと同じ。

(3) 比較タイヤ１。

第３図および第４図(C)に示すように、カーボン繊維か
らなる第１補強層８とスチールコードからなる第２補強
層７を配置。その他は本発明タイヤと同じ。

(4) 比較タイヤ２。

第４図(D)に示すように、第１補強層８と第２補強層７
との両方に、スチールコードからなる補強層の配置。そ
の他は本発明タイヤと同じ。

横バネ試験：ビード部補強効果（ビード部剛性）の評価試験として、
横バネ定数の測定を行った。試験条件としては、適用リ
ム５1/2-JJ×14、空気圧Ｐ＝2.0kg/cm²、荷重Ｗ＝300kg
で平板に接地させ、その平板を横方向に移動させて測定
した。

第５図は従来タイヤの横バネ定数を100として、横バネ
定数を指数で表示したものである。

第５図から、従来タイヤに比べて本発明タイヤは15％横
バネ定数が向上していることがわかる。

また、これらのタイヤを５1/2-JJ×14のリムに組み、空
気圧をＰ＝1.8kg/cm₂として乗用車の４輪に組み、アス
ファルド舗装の周回路で操縦安定性のフィーリング評価
を行った。

テスト方法は、車線乗移り及びスラロームテストであ
り、テストの結果、本発明タイヤは従来タイヤよりハン
ドルの応答性、効きおよび車両の安定性において優れて
いるという評価であった。

室内耐久試験：試作タイヤのビード耐久性を評価する目的で、室内耐久
試験（試験機の直径1707mm）を行った。

試験条件としては、適用リム５1/2-JJ×14、空気圧Ｐ＝
2.0kg/cm²、速度80km/hrで初期荷重を420kgとし、２時
間毎に荷重を50kgづつ増加し、破壊に至るまで走行し
た。その結果を第６図に示す（測定結果は従来タイヤを
100として表示）。

第６図より、本発明タイヤは従来タイヤと同レベルの耐
久性にあるが、比較タイヤ１，２は従来タイヤに比べて
耐久性がそれぞれ15％、20％低下していることがわか
る。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、外側ビード補強層
（第１補強層８）のコードとしてスチールコードのよう
な高圧縮弾性コードを用い、かつ内側ビード補強層（第
２補強層７）のコードとして炭素繊維コードのような高
引張り弾性率の繊維コードを用いたために、ビード部耐
久性を損うことなくビード部剛性を高めることができ
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子午線方向半
断面説明図、第２図および第３図はそれぞれ従来のラジ
アルタイヤの一例の子午半断面説明図、第４図(A)〜(D)
はそれぞれビード部を拡大して示す説明図、第５図は種
々のタイヤの横バネ定数をグラフで示す説明図、第６図
は種々のタイヤの耐久性をグラフで示す説明図である。１…ビード部、２…ビードワイヤ、３…トレッド部、４
…カーカス層、4a…カーカス層の折り返し部、5u…上側
ベルト層、5d…下側ベルト層、６…ビードフィラー、７
…第２補強層、８…第１補強層。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｂ６０Ｃ 9/00 Ｊ 8408−3Ｄ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ビードワイヤの上にビードフィラーが配置
され、カーカス層が該ビードワイヤの廻りに前記ビード
フィラーを包み込むようにタイヤ内側からタイヤ外側に
折り返されたビード部を有するラジアルタイヤにおい
て、(1)前記ビードフィラーとカーカス層の折り返し部
との間に圧縮弾性率2.0×10³kg/mm₂以上の高圧縮弾性コ
ードからなる第１補強層を、該折り返し部のカーカスコ
ードに対するコード角度が60°〜80°の範囲でかつビー
ドヒールからその上端までの高さがタイヤ断面高さの40
％〜60％の範囲となるように、タイヤ全周に亘って配置
すると共に、(2)前記ビードフィラーと折り返されてい
ないカーカス層本体との間に引張り弾性率2.0×10³kg/m
m²以上の繊維コードからなる第２補強層を、該カーカス
層本体のカーカスコードに対するコード角度が60°〜80
°の範囲でかつ前記第１補強層の高さよりも高くなるよ
うに、タイヤ全周に亘って配置したことを特徴とするラ
ジアルタイヤ。