JPS61278404A - 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
し、該炭素繊維コード層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層のベルト層５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。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、ベルト層５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Ｏ’
（平行）である。

（１１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側のカーカス層４と
ビードフィラー６との間に炭素繊維コード層８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、
重量的にもタイヤ重量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８のビードヒール９
から上端までの高さｈ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８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。

さらに付言すると、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、従来のビード部の補強構造と同様にタイ
ヤ外側に炭素繊維コード層を配置した場合には、リムフ
ランジを支点としてビード部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、耐久性を低下させて
しまうので好ましくない。そこで、本発明では、上述し
たようにインナーライナー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層８を配置し、しか
もその高さｈを高さｔ以上としており、これによって炭
素繊維の高モジュラスの機能を有効に発揮させることが
できるのである。

炭素繊維コード層８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、好ましい炭素繊維コードは、引張強度１００
ｋｇ　／−以上、引張弾性率５０００ｋｇ／簡以上、好
ましくは、引張強度２００ｋｇ　／ｒｒＪ１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Ｏ≦に≦１８００の範囲となるように撚りを加えたも
のである。

Ｋ＝Ｔ、７’丁 に：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 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
所謂もろ燃り構造でもよく、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８は、上述した炭素繊維コードを１０
０％モジュラスが３０に７０ｋｇ／ｃＪ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２０〜６０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
Ｊ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／−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く、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８のコードは、カーカス層４のコード
と２０°〜７０”で交差していることが好ましいく第２
図におけるθ）。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θ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“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。

〔発明の効果〕

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炭素繊維コード層を設けたため、下
記の効果（ａｌ、　（ｂｌを奏することができる。

（ａ）　　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、補強効果が太
き（、高速性能および操縦安定性に優れている。

（ｂ）　　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。

（１１本発明タイヤ： タイヤサイズ１８５　／７０１１Ｒ１３゜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／ｃｄのゴム中にコー
ドに直角方向に５ｃｍ当り４０本の炭素繊維コード（１
８００ｄ　／２．１♂×１♂（Ｔ／１０ｃｍ）、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５０ｍｍ　、厚さ１．５＋ｓｍ０カ
ーカス層は、１５００ｄ　／２ポリエステル層１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
ｌ　ｘ　５　（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。

ｈ　＝５０ｍｍ、　　ｔ　＝４０１１１Ｒ１６（２）　
　比較タイヤ１： タイヤサイズ１８５　／７０ＨＲ１３゜ビード部補強屓
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８ａ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、１００％モジュラスが２７ｋｇ／−
のゴム中にコードに直角方向に５ｃｍ当り４０本の８４
０ｄ　／２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１．０ｍｍ　。

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　／７０ＨＲ１３゜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８ｂはスチールコード
からなるビード部補強層を示す。

ビード部補強層は、１００％モジュラスが４５ｋｇ／−
のゴム中にコードに直角方向に５ｃ＋ｍ当り４０本のス
チールコード（Ｉ　Ｘ　５　（０，２５）　）をカーカ
スコードに対する交角３０°で配置、幅５０１ＩＩＩＩ
＋１厚さ１．５ｏｎ＋　、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。

操豊宏星血跋簾： 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′Ｐ２縦安定
性の代用値とするものである。

試験条件は、リム５−ＪＸ１３、空気圧Ｐ＝１゜９ｋｇ
／ｃＪ、荷重Ｗ＝４５０ｋｇ　、速度２０ｋＩＩｌ／ｈ
ｒテする。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８％操縦安定性に優れていることが判る
。

血連仕血跋簾： 高速性能試験として、室内ドラム試験機（直径１，７０
７ｍｍ　）を用いて行ツタ。

試験条件としては、リム５−ＪＸ１３、空気圧Ｐ　＝３
．０ｋｇ　／ｅｔａ、荷重Ｗ　＝　４５０ｋｇで、速度
を１７０ｋｍ　／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４％高速性能に優れ、比較タイヤ２に比
べて遜色がないことが判る。

ｌ″１　　　°、：／ｌ 振動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２．５００ｍｍのドラムの周
上１ケ所に直径２０ｍｍ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
、これを振動乗心地性能の代表値とする。

試験条件としては、リム５−Ｊｘ１３、空気圧Ｐ　＝１
．９ｋｇ　／ｃ１１、荷重Ｗ＝４５０ｋｇ　、速度Ｖ＝
６０゜８０、１００．１２０に＋＊／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）の振動乗心地性能を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に比べて遜色がなく、比較タイヤ２よりも優
れていることが判る。

【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、８
・・・炭素繊維コード層。

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し、該炭素繊維コード
   層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。