JPH0723046B2 - 乗用車用空気入りラジアルタイヤ - Google Patents

乗用車用空気入りラジアルタイヤ

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JPH0723046B2
JPH0723046B2 JP60063261A JP6326185A JPH0723046B2 JP H0723046 B2 JPH0723046 B2 JP H0723046B2 JP 60063261 A JP60063261 A JP 60063261A JP 6326185 A JP6326185 A JP 6326185A JP H0723046 B2 JPH0723046 B2 JP H0723046B2
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JP
Japan
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belt layer
cord
carbon fiber
layer
tire
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和幸 加部
庸雄 森川
修二 高橋
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Yokohama Rubber Co Ltd
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Yokohama Rubber Co Ltd
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60CVEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C9/00Reinforcements or ply arrangement of pneumatic tyres
    • B60C9/18Structure or arrangement of belts or breakers, crown-reinforcing or cushioning layers
    • B60C9/20Structure or arrangement of belts or breakers, crown-reinforcing or cushioning layers built-up from rubberised plies each having all cords arranged substantially parallel
    • B60C9/2003Structure or arrangement of belts or breakers, crown-reinforcing or cushioning layers built-up from rubberised plies each having all cords arranged substantially parallel characterised by the materials of the belt cords
    • B60C9/2009Structure or arrangement of belts or breakers, crown-reinforcing or cushioning layers built-up from rubberised plies each having all cords arranged substantially parallel characterised by the materials of the belt cords comprising plies of different materials

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Tires In General (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、乗用車用空気入りラジアルタイヤに関し、さ
らに詳しくは、耐久性を向上させると共に、操縦安定性
の向上を図るべくベルト層の構造を改善した乗用車用空
気入りラジアルタイヤに関するものである。
〔従来の技術〕
省エネルギーと言う社会のニーズに対して、車両の軽量
化と共にタイヤの低転動抵抗化の要求が強くなって来る
に従って、タイヤもバイアスタイヤからラジアルタイヤ
へのシフトが多大となって来た。
ラジアルタイヤは、ラジアル方向にカーカス層を配置す
る一方、タガ効果を附与する目的でトレッド部内にベル
ト層を配置しているため、バイアスタイヤと比較して、
低転動抵抗性,耐摩耗性,操縦安定性,耐高速性等が良
い。
特に、低転動抵抗化に対しては今日でも車両の軽量化に
寄与できるタイヤの軽量化と共に、強い要求がある。
この強い低転動抵抗化向上要求に対して、タイヤの生産
業者は、タイヤの軽量化としてトレッド部を構成するゴ
ムの低ヒステリシス化で対処して来た。しかしながら、
トレッドゴムの低ヒステリシス化は、タイヤのウエット
性能を低下させる要因となっているのが事実である。
このような背景から、ラジアルタイヤのベルト層を構成
する補強コードとして、スチールコードに代って新しい
素材として、軽量,高弾性,高強度な炭素繊維コードを
用いたラジアルタイヤ(特公昭56−40043号公報)が提
案されている。
このような新材料をベルト層の補強コードとして用いる
と、軽量化と共に、低転動抵抗化を図ることが可能であ
ることは事実である。
しかしながら、複数層積層されているベルト層を総て炭
素繊維コード製にすると、耐久性の面で、従来のラジア
ルタイヤと比較して大幅に劣ってしまうのが現状であ
る。
つまり、タイヤは接地回転することにより車両の駆動力
を路面に伝達して、その役目を果たしているが、一般的
にタイヤの寿命から考えると107回もの接地変形をする
ことになる。
この接地変形時にタイヤは曲げ変形を受け、いわゆる屈
曲変形がなされ、このためベルト層には耐屈曲疲労性の
よい材料が要求される。
このような観点から考えると、炭素繊維コードを単独
で、総てのベルト層の補強コードとして用いることは、
炭素繊維コードの屈曲疲労性に問題があり、現状ではそ
のまま利用することができない。
〔発明の目的〕
本発明は上述した問題点を解消すべく実験し検討した結
果、導かれたものである。
従って本発明の目的は、ベルト層の補強コードとして炭
素繊維コードを使用することを可能にしてタイヤの軽量
化及び低転動抵抗化を図りながら、耐久性を向上させる
と共に、操縦安定性の向上をも図ることができる乗用車
用空気入りラジアルタイヤを提供することにある。
〔発明の構成〕
本発明は、乗用車用空気入りラジアルタイヤにおいて、
ベルト層のうち、カーカス層側に補強コードが炭素繊維
コードからなるベルト層を配置すると共に、このカーカ
ス層側ベルト層に近接してトレッド部側に補強コードが
スチールコードからなるベルト層を配置し、前記炭素繊
維コードを引張強度100kg/mm2以上かつ引張弾性率5000k
g/mm2以上の炭素繊維に、単位長さ当り10〜50重量%の
接着剤と (T:コードの撚り数(回/10cm)、D:コードの総デニー
ル数)で表わされるヨリ係数K値が0≦K≦1800の範囲
の撚りを与えた構造とし、さらに、前記炭素繊維コード
からなるカーカス層側ベルト層の両端部にそれぞれ前記
スチールコードからなるトレッド部側ベルト層の両端部
を該カーカス層側ベルト層の両端部よりも両外側に延長
するように重ね合わせると共に、前記カーカス層側ベル
ト層及びトレッド部側ベルト層はそのコード角度がタイ
ヤ周方向に対して互いに15°〜35°で交差するように配
置したことを特徴とする。
このように、スチールコードベルト層と炭素繊維コー
ドベルト層を組み合わせることにより炭素繊維コードベ
ルト層の耐屈曲疲労性を補うと共に、カーカス側炭素繊
維コードベルト層の両端部にトレッド部側スチールコー
ドベルト層両端部を両外側に延長するように重ね合わせ
ることにより、高速走行時におけるタイヤの遠心力によ
るカーカス層側炭素繊維コードベルト層端部のせりあが
りを防止してセパレーション故障の発生を防止し、これ
によりタイヤの耐久性を向上させることができる。ま
た、スチールコードベルト層と炭素繊維コードベルト
層を組み合わせることによりベルト層全体の剛性を高め
て操縦安定性を向上させることができる。
以下、本発明を実施例により図を参照して具体的に説明
する。
第1図(a)(b)は本発明の実施例からなる乗用車用
空気入りラジアルタイヤを示し、第1図(a)は第1実
施例の一部を切欠した斜視説明図、第1図(b)はその
要部を示す説明図、第2図は耐久性試験の結果を示す
図、第3図は操縦安定性試験の結果を示す図である。
図においてEは、本発明の実施例からなる乗用車用空気
入りラジアルタイヤで、左右一対のビード部1と、この
ビード部1に連なる左右一対のサイドウオール部2と、
この各サイドウオール部2間に位置するトレッド部3か
らなり、前記左右一対のビード部1間に、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
装架され、またトレッド部3におけるカーカス層4上
に、複数層のベルト層5を配置することにより構成され
ている。
そして本発明においては、特に、前記ベルト層5のう
ち、カーカス層4側に補強コードが炭素繊維コードCか
らなるベルト層5dを配置すると共に、このカーカス層側
ベルト層5dに近接して、トレッド部3側に、補強コード
がスチールコードSからなるベルト層5uを配置し、さら
に前記炭素繊維コードCからなるカーカス層側ベルト層
5dの左右両端部5d1に、スチールコードSからなるトレ
ッド部側ベルト層5uの左右両端部5u1をカーカス層側ベ
ルト層5dの左右両端部5d1よりも両外側に延長するよう
に重ね合わせている。前記カーカス層側ベルト層5d及び
トレッド部側ベルト層5uはそのコード角度がタイヤ周方
向に対して互いに15°〜35°であって、プライ間でコー
ドが交差するよう配置してある。
本発明においては、上述したように、前記ベルト層5の
うち、カーカス層4側に補強コードが炭素繊維コードC
からなるベルト層5dを配置すると共に、このカーカス層
側ベルト層5dに近接して、トレッド部3側に、補強コー
ドがスチールコードSからなるベルト層5uを配置してあ
るので、炭素繊維コードCよりも耐屈曲疲労性に優れた
スチールコードSからなるベルト層5uで、ベルト層5dの
耐屈曲疲労性を補うことが可能となるから、前述したよ
うに、ベルト層を総て炭素繊維コード製としたタイヤと
比較して、耐久性及び操縦安定性を大幅に向上すること
ができる。
さらに、本発明においては上述したように、炭素繊維コ
ードCからなるカーカス層側ベルト層5dの左右両端部5d
1に、このベルト層5dよりも耐屈曲疲労性が優れたスチ
ールコードSからなるトレッド部側ベルト層5uの左右両
端部5u1を両外側に延長するように重ね合わせている。
従って、炭素繊維コードCからなるカーカス層側ベルト
層5dの左右両端部5d1の保護性を大幅に向上することが
でき、高速走行時におけるタイヤの遠心力によるベルト
層端部のせりあがりをも防止することができて、セパレ
ーション故障の発生を防止することができ、タイヤの耐
久性を向上することができる。
また、前記カーカス層側ベルト層5d及びトレッド部側ベ
ルト層5uは、その各コード角度がタイヤ周方向に対して
互いに15°〜35°であって、プライ間でコードが交差す
るよう配置してある。
これは、各コードのタイヤ周方向に対する交差角度が15
°未満では、タイヤ作成時ベルト層を切断しにくいため
であり、また35°を超えると、タイヤ周方向の剛性が低
下してしまい好ましくないからである。
なお、上記トレッド部側ベルト層5uの補強コードを構成
するスチールコードSは、炭素含有量0.62〜0.87%,引
張強度250kg/mm2以上のスチール線材から構成されるス
チールコードを用いることが好ましい。
さらに、上記カーカス層側ベルト層5dの補強コードを構
成する炭素繊維コードCとしては、次の通りである。
すなわち、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15000kg/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%の接着剤を塗布し
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。
撚り構造は、数本の炭素繊維各々に、先ず下撚りを加え
た後、さらに、それら数本を合せ上撚を加える所謂もろ
撚り構造でもよく、又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。
K:ヨリ係数 T:コードの撚り数(回/10cm) D:コードの総デニール数 〔実験例〕 本発明の効果を確認するため耐久性試験および操縦安定
性能試験を行った。(各試験に使用したタイヤの仕様) <本発明タイヤ> タイヤサイズ…175/70R13。
カーカス層……補強コードとして1500d/2,エンド数40の
ポリエステルコードを用いたものを、コード角度がタイ
ヤ周方向に対して90°になるよう一層配置した。
カーカス層 側ベルト層……補強コードとして1800d/2,エンド数50,
より係数K=600(もろ撚り構造10回/10cm)の炭素繊維
コードを用いたものを、コード角度がタイヤ周方向に対
して20°になるよう一層配置した。
なお幅は125mmとした。
トレッド部 側ベルト層……補強コードとして1×5(0.25),エン
ド数44のスチールコードを用いたものを、コード角度が
タイヤ周方向に対して24°になるよう一層配置し、その
左右両端部をカーカス層側ベルト層の両端部よりそれぞ
れ5mm突出せしめ、カーカス層側ベルト層の左右両端部
に重ね合わせた。
なお、全幅は150mmである。
<従来タイヤ> タイヤサイズ…本発明タイヤと同じ。
カーカス層……補強コードとして1500d/2,エンド数40の
ポリエステルコードを用いたものを、コード角度がタイ
ヤ周方向に対して90°になるよう一層配置した。
ベルト層………カーカス層側ベルト層及びトレッド部側
ベルト層ともに、補強コードとして1800d/2,エンド数5
0,撚り係数K=600(もろ撚り構造10回/10cm)の炭素繊
維コードを用いたものを、コード角度がタイヤ周方向に
対して24°になるよう配置した。
なお、カーカス層側ベルト層の幅130mm,トレッド部側ベ
ルト層の幅140mmとした。
〔実験例1〕 耐久性能試験 本耐久性能試験として室内ドラム試験機(直径1707mm)
を用いた。
<試験条件> 空気圧を2.3kg/cm2とし、速度81kg/hr、荷重を405kgか
ら4時間毎に61kgずつアップして破壊するまで走行させ
た。
試験結果を第2図に示す。なお第2図は従来タイヤの試
験結果を100とした指数で示されている。
第2図より明らかなように、本発明タイヤは従来タイヤ
と比較して約10%耐久性能が向上しているのが判る。
〔実験例2〕 操縦安定性能試験 操縦安定性能試験として、室内のコーナリング試験機
(直径2500mm)でタイヤにスリップ角を2°付けて、こ
の時の横力を2で割ってCP(コーナリングパワー)を求
め、これを代表値とした。
<試験条件> 空気圧…1.9kg/cm2 荷重…405kg 速度…20km/hr 試験結果を第3図に示す。なお第3図は従来タイヤの試
験結果を100とした指数で示されている。
第3図より明らかなように、本発明タイヤは従来タイヤ
と比較して約10%操縦安定性が向上しているのが判る。
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明によれば、乗用車用空気入り
ラジアルタイヤにおいて、ベルト層のうち、カーカス層
側に補強コードが炭素繊維コードからなるベルト層を配
置すると共に、このカーカス層側ベルト層に近接してト
レッド部側に補強コードがスチールコードからなるベル
ト層を配置し、前記炭素繊維コードを引張強度100kg/mm
2以上かつ引張弾性率5000kg/mm2以上の炭素繊維に、単
位長さ当り10〜50重量%の接着剤と (T:コードの撚り数(回/10cm)、D:コードの総デニー
ル数)で表わされるヨリ係数K値が0≦K≦1800の範囲
の撚りを与えた構造とし、さらに、前記炭素繊維コード
からなるカーカス層側ベルト層の両端部にそれぞれ前記
スチールコードからなるトレッド部側ベルト層の両端部
を該カーカス層側ベルト層の両端部よりも両外側に延長
するように重ね合わせると共に、前記カーカス層側ベル
ト層及びトレッド部側ベルト層はそのコード角度がタイ
ヤ周方向に対して互いに15°〜35°で交差するように配
置したために、ベルト層の補強コードとして炭素繊維コ
ードを使用することを可能にしてタイヤの軽量化及び低
転動抵抗化を図りながら、耐久性を向上させると共に、
操縦安定性の向上をも図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図(a)(b)は本発明の実施例からなる乗用車用
空気入りラジアルタイヤを示し、第1図(a)は実施例
の一部を切欠した斜視説明図、第1図(b)その要部を
示す説明図、第2図は耐久性試験の結果を示す図、第3
図は操縦安定性試験の結果を示す図である。 1……ビード部、2……サイドウオール部、3……トレ
ッド部、4……カーカス層、5……ベルト層、5d……カ
ーカス層側ベルト層、5u……トレッド部側ベルト層、C
……炭素繊維コード、S……スチールコード。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭53−104906(JP,A) 特開 昭50−101686(JP,A) 特開 昭57−15004(JP,A) 特公 昭58−47364(JP,B2) 特公 昭56−40043(JP,B2) 特公 昭58−53603(JP,B2) 実公 昭47−32321(JP,Y2)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】乗用車用空気入りラジアルタイヤにおい
    て、ベルト層のうち、カーカス層側に補強コードが炭素
    繊維コードからなるベルト層を配置すると共に、このカ
    ーカス層側ベルト層に近接してトレッド部側に補強コー
    ドがスチールコードからなるベルト層を配置し、前記炭
    素繊維コードを引張強度100kg/mm2以上かつ引張弾性率5
    000kg/mm2以上の炭素繊維に、単位長さ当り10〜50重量
    %の接着剤と (T:コードの撚り数(回/10cm)、D:コードの総デニー
    ル数)で表わされるヨリ係数K値が0≦K≦1800の範囲
    の撚りを与えた構造とし、さらに、前記炭素繊維コード
    からなるカーカス層側ベルト層の両端部にそれぞれ前記
    スチールコードからなるトレッド部側ベルト層の両端部
    を該カーカス層側ベルト層の両端部よりも両外側に延長
    するように重ね合わせると共に、前記カーカス層側ベル
    ト層及びトレッド部側ベルト層はそのコード角度がタイ
    ヤ周方向に対して互いに15°〜35°で交差するように配
    置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。
JP60063261A 1985-03-29 1985-03-29 乗用車用空気入りラジアルタイヤ Expired - Lifetime JPH0723046B2 (ja)

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