JPS61282105A - 乗用車用空気入りラジアルタイヤ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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、操縦安定性、
乗心地性および高速耐久性を向上させた乗用車用ラジア
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、この補強シートが従来のカーカス層構成材
と同様な材質のものであるため、補強性が不十分であり
、上述した要求、すなわち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
いう要求を満たすには至らなかった。

その後、カーカス層構成材と同様な材質のものでは不十
分であるとの反省から、スチールコードからなる補強シ
ートをビード部補強層に用いることが提案された。しか
し、この場合には、高速性能や操縦安定性の改良等の効
果が認められたが、スチールコード故の曲げ剛性の強さ
に起因する乗心地性の悪化が耐え難く、さらに改良する
ことが必要であった。

〔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、乗心地性を損なうことなく、操縦安定性および高速
耐久性を向上させた乗用車用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タイヤにおいて
、インナーライナー側のカーカス層と前記ビードフィラ
ーとの間に炭素繊維コード層をタイヤ全周に亘って配置
すると共に、リムクッションゴム側のカーカス層折り返
し部の外側に該折り返し部に隣接して炭素繊維コード層
をタイヤ全周に亘って配置し、これら２つの炭素繊維コ
ード層のそれぞれのビードヒールから上端までの高さを
ビードフィラーのビードヒールから上端までの高さ以上
としたことを特徴とする乗用車用空気入りラジアルタイ
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、本発明の乗用車用空気入りラジアルタイヤの
一例の半断面説明図、第２図は、そのビード部拡大説明
図である。

これらの図において、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、２層のベルトｒｉｉ５
がトレッド部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。図中１０は、
ビード部１の外側に配置された、ト一部からヒール部を
含めサイドウオール部にのびるリムクッションゴムを示
す。また、タイヤの内面には、インナーライナー７が配
設されている。

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、ポリエステル、アラミ
ツド（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。

ベルト層５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
ツド、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。

さらに、高速耐久性を向上させるために、ベルトＨ５の
上にベルトカバ一層（図示せず）を設けてもよい。この
ベルトカバ一層のコードとしては、一般にナイロンコー
ドが使用される。

そのコード角度は、タイヤ周方向に対して実質的に０°
　（平行）である。

（１）本発明においては、第１図および第２図に示すタ
イヤにおいて、インナーライナー７例のカーカス層４と
ビードフィラー６との間に炭素繊維コードｌ１８ａをタ
イヤ全周に亘って配置すると共に、折り返し部４ａの外
側に該折り返し部４ａに隣接して炭素繊維コード層８ｂ
を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。

従来、ビード部廻りの補強には、前述したように、ナイ
ロンなどの有機繊維のコード層或いはスチールコード層
をビード部に配置していた。

しかしながら、有機繊維のコード層では、その補強効果
が十分ではない。これは、有機繊維の剛性（引張剛性、
曲げ剛性等）が十分に高くないためである。これに対し
て、スチールコード層は十分な剛性を有するが、あまり
にも剛性（特に曲げ剛性）が高いために、スチールコー
ド層をビード部補強層として用いると乗心地性が悪化し
てしまう。また、スチールコード層を用いた場合には、
重量的にもタイヤＭＩＮが大となるという不都合がある
。

一方、炭素繊維は、従来の有機繊維に比較して十分な剛
性を有すると共に、その剛性がスチールコードの剛性、
特に曲げ剛性よりも低いために乗心地を損なうことなく
ビード部の補強効果を果すことができる。また、重量的
にも、炭素繊維コードはスチールコードに比してはるか
に軽く、有機繊維並であるからである。

（２）　　また、本発明においては、上述したようにビ
ード部１に配置された炭素繊維コード層８ａおよび８ｂ
のそれぞれのビードヒール９から上端までの高さｈ（第
１図では、炭素繊維コード層８ａと炭素繊維コード層８
ｂとは高さが等しい）をビードフィラー６のビードヒー
ル９から上端までの高さｔ以上としたのである（すなわ
ち、ｈはｔと同等もしくはｔより大）。

すなわち、上述したようにビード部１に炭素繊維コード
層８ａ、　　８ｂを配置してビード廻りを補強すること
により、走行中におけるタイヤのビード部の動きを抑え
ると共にビード部廻りの剛性を高めることができるが、
さらに、その高さｈをｔ以上とすることにより高速走行
時のビード部付近の動きを十分に抑えてスタンディング
ウェーブの発生をなくすことができ、また、横剛性を十
分に高めることができるので操縦安定性をも十分に向上
させることが可能となるからである。

なお、炭素繊維は、その結晶構造上、引っ張りには極め
て強いが圧縮には弱いことが知られている。したがって
、折り返し部４ａの外側に配した炭素繊維コード層８ｂ
には、リムフランジ（図示せず）を支点としてビード部
１が曲げ変形を受けたときに圧縮力が炭素繊維コードに
加わり、その耐久性を低下させてしまう場合がある。そ
こで、リムクッションゴムと呼称される硬質のゴム層を
炭素繊維コード層８ｂの外側に配設し、リムフランジに
起因する応力集中を分散させる必要がある。なお、本発
明では、炭素繊維コード層８ｂの高さを炭素繊維コード
層８ａの高さよりも低くかつビードフィラー高さよりも
高くすることが好ましく、これにより折り返し部４ａと
炭素繊維コード層８ｂとの間におけるセパレージジンの
発生を防止することができる。また、リムクッションゴ
ム１０のサイドウオール部に至る高さは、特に限定され
ることはないが、好ましくはリムクッションゴム１０が
炭素繊維コードｉ８ｂの外側を全部覆う構造とすること
が推奨される。

炭素繊維コードｉ８ａ、８ｂを構成する炭素繊維コード
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／Ｊ
以上、引張弾性率５０００ｋｇ／−以上、好ましくは、
引張強度２００ｋｇ　／−以上、引張弾性率１５０００
　ｋｇ／−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％の接着剤を塗布した
後、下記式で表わされるヨリ係数に値が０≦に≦１８０
０の範囲となるように撚りを加えたものである。

Ｋ＝Ｔ、／７ 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、２
０〜４０％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≦に≦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。

炭素繊維コード層８ａ、８ｂは、それぞれ、上述した炭
素繊維コードを１００％モジュラスが３０〜７０ｋｇ／
ａＪのコートゴム（被覆ゴム）中に埋め込んだもので、
コートゴム中にコードに直角方向に５ｃｍ当り２０〜６
０本（平行）の炭素繊維コードを含むコード密度のもの
が好ましい。

コートゴムの１００％モジュラスが３０ｋｇ／ｃｊ未満
であるとビード部補強層の弾性が低下し補強効果を発揮
できず操縦安定性の低下を招いてしまう。７０ｋｇ／ｃ
ｉを越えると、コートゴムが固くなりすぎて生産性が悪
化し、例えばコーティング時に発熱してスコーチ現象、
いわゆる焼けを生じてしまうので好ましくない。

したがって、コートゴムは、１００％モジュラスが３０
〜７０ｋｇ／ｃｄであることが好ましい。

また、コードの打ち込み本数は、６０本を越えると各コ
ード間へのコートゴムの侵入が阻害されて接着力の低下
を招くので好ましくなり、一方、２０本未満では補強効
果が不十分となる。

炭素繊維コード層８ａ、８ｂのコードは、それぞれ、カ
ーカス層４のコードおよび折り返し部４ａのコードと２
０”〜７０”で交差していることが好ましい。このよう
に交差することにより、カーカスコード個々を強固に束
縛するため、ビード部補強層の補強効果が著しく発揮さ
れ、高速耐久性や操縦安定性の向上が可能となる。また
、この交差角が７０”を越えると、作業性が悪化し、切
断し難くなるばかりでなく、成形作業中に１シワ”が発
生し易いので好ましくない。

２０°未満では、カーカスコード個々の束縛力が低下す
るので好ましくない。

以上説明したように本発明のタイヤは、ビード部の所定
位置に所定の高さの２層の炭素繊維コード層を設けたた
め、下記の効果ｔａ）、　（ｂ）を奏することができる
。

（ａｌ　　有機繊維コードからなるビード部補強層をビ
ード部に配置した従来のタイヤに比して、補強効果が大
きく、高速性能および操縦安定性に優れている。

山）　ビード部補強層にスチールコードを用いた従来の
タイヤに比して、曲げ剛性が著しく低いので、高速性能
および乗心地性に優れている。

したがって、本発明によれば、乗心地性の悪化を招くこ
となく操縦安定性および高速耐久性を十分に向上させる
ことができる。

以下に実施例を挙げて本発明の効果を具体的に説明する
。

実施例 下記仕様の本発明タイヤ、比較タイヤ１、比較タイヤ２
をそれぞれ作製した。

（１）本発明タイヤ： タイヤサイズ１８５　／７０ＨＲ１４゜炭素繊維コード
層の位置は、第１図に示すように炭素繊維コード層は、
１００％モジュラスが４５ｋｇ／ｃｒｌのゴム中にコー
ドに直角方向に５ｃｍ当り４０本の炭素線！８　　　已 維コード（１８００ｄ　／２　、ｌ０ＸＩＯ（Ｔ／１０
ｃｏ＋）、接着剤付着量３０％〕を埋め込み、カーカス
コードに対する交角３０°で配置、幅５０ｆｆｉＩＩ＋
、厚さ１．５ｍｍ、カーカス層は、１５００ｄ　／２ポ
リエステル層をラジアルカーカス状に配置。ベルト層は
、スチールコードｌＸ５（０゜２５）をタイヤ周方向に
対して２０°で互いに交差してなる２層構造。炭素繊維
コード層の高さｈは、８ａが５０ｍｍ、８ｂが４５ｍｍ
である１ｌｔ−４０１１１１１゜リムクッションゴムと
して１００％モジュラスが８７ｋｇ／ｃｄのゴムを用い
た。

（２）比較タイヤ１： タイヤサイズ１８５　／７０ＨＲ１４゜ビード部補強層
の位置は、第３図に示すようにカーカス層折り返し部４
ａの外側。なお、第３図における８Ｃはナイロンコード
からなるビード部補強層を示す。ビード部補強層は、１
００％モジュラスが２７ｋｇ／ｃｄのゴム中にコードに
直角方向に５ｃｍ当り４０本のナイロンコードをカーカ
スコードに対する交角３０°で配置、幅５０ｍｍ、厚さ
１．０ｍ＋＊　、その他は上記本発明タイヤと同じ。

（３）比較タイヤ２： タイヤサイズ１８５　／７０ＨＲ１４、ビード部補強層
の位置は、第４図に示すようにカーカス層折り返し部４
ａの外側。なお、第４図における８ｄはスチールコード
からなると一ド部補強層を示す。ビード部補強層は、１
００％モジュラスが４５ｋｇ／ｃｄのゴム中にコードに
直角方向に５ｃ＋＋＋当り４０本のスチールコード（１
ｘ　５　（０，２５）　）をカーカスコードに対する交
角３０°で配置、幅５０ｍ１ＩＩｌ、厚さ１．５ｍｍ。

その他は上記本発明タイヤと同じ。

上記の本発明タイヤ、比較タイヤ１、および比較タイヤ
２について、下記の試験を行った。

盪１ｊ」ロ’ＩＪ、−験： 操縦安定性試験として、室内コーナリング試験機による
試験を行った・ 室内コーナリング試験機とは、直径２．５００ｍｍのド
ラム上でタイヤにスリップ角２°を与えたときに発生す
るコーナリングフォースを２で除した値を操縦安定性の
代用値とするものである。

試験条件は、リム５−ＪＸ１４、空気圧Ｐ−１゜９ｋｇ
／ｃ１１、荷重Ｗ＝４７５ｋｇ　、速度２０ｋｍ／ｈｒ
である。この結果を第５図に指数表示した。数値の大き
い方が操縦安定性能が良好である。

第５図では、ナイロンコードをビード部補強層に用いた
タイヤ（比較タイヤ１）の操縦安定性を１００として指
数表示した。この第５図から、本発明タイヤが比較タイ
ヤ１に比して約１１％操縦安定性に優れていることが判
る。

五漣佐血拭腋： 高速性能試験として、室内ドラム試験機（直径１，７０
７ｍｍ　）を用いて行った。

試験条件としては、リム５−ＪＸ１４、空気圧Ｐ　−１
，９ｋｇ　／ｃｄ、荷重Ｗ　＝　４７５ｋｇで、速度を
１６０ｋｍ　／ｈｒより１０分毎に１０ｋｍ／ｈｒづつ
上げて破壊に至るまで走行させることによった。この結
果を第６図に指数表示した。数値の大きい方が高速性能
が良好である。

第６図では、比較タイヤ１の高速性能を１００として指
数表示した。この第６図から、本発明タイヤが比較タイ
ヤ１に比して約９％高速性能に優れ、比較タイヤ２に比
べて約４％高速性能に優れていることが判る。

来心血性皿跋簾： 乗心地性能試験として、室内突起試験機による試験を行
った。

室内突起試験機とは、直径２．５００ｏ＋ｍのドラムの
周上１ケ所に直径２０＋＋ｍの半円の突起物を取付けた
ものである。供試タイヤがこの突起上を乗り越したとき
の前後方向の軸力を検出することにより軸力の大小を測
定し、これを乗心地性能の代表値とする。

試験条件としては、リム５−Ｊｘ１４、空気圧Ｐ　−１
，９ｋｇ　／ｃｄ、荷重Ｗ＝４７５ｋｇ　、速度Ｖ＝６
０゜８０．１００．１２０ｋｍ＋／　ｈｒの平均で行っ
た。この結果を第７図に指数表示した。数値の大きい方
が振動乗心地性能が良好である。

第７図では、ナイロンコードをビード部補強層に用いた
タイヤ（比較タイヤ１）の乗心地性能を１００として指
数表示した。この第７図から、本発明タイヤが比較タイ
ヤ１．２に比べて遜色がないことが判る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の乗用車用空気入りラジアルタイヤの一
例の半断面説明図、第２図はそのビード部拡大説明図で
ある。 第３図および第４図は、それぞれ、従来の乗用車用空気
入りラジアルタイヤの一例の半断面説明図である。 第５図はタイヤの操縦安定性をグラフで示す説明図、第
６図はタイヤの高速性能をグラフで示す説明図、第７図
はタイヤの乗心地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、５・・・ベルト層、６
・・・ビードフィラー、７・・・インナーライナー、３
ａ、８ｂ・・・炭素繊維コード層、９・・・ビードヒー
ル、１０・・・リムクッションゴム。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
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
   ビード部を有するタイヤにおいて、インナーライナー側
   のカーカス層と前記ビードフィラーとの間に炭素繊維コ
   ード層をタイヤ全周に亘って配置すると共に、リムクッ
   ションゴム側のカーカス層折り返し部の外側に該折り返
   し部に隣接して炭素繊維コード層をタイヤ全周に亘って
   配置し、これら２つの炭素繊維コード層のそれぞれのビ
   ードヒールから上端までの高さをビードフィラーのビー
   ドヒールから上端までの高さ以上としたことを特徴とす
   る乗用車用空気入りラジアルタイヤ。