JP3422694B2 - 重荷重用タイヤ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ビード部での重量
軽減を図りつつビード耐久性を向上しうる重荷重用タイ
ヤに関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、トラック、バス用等の重荷重用
タイヤにおいては、ビード耐久性を保持するために、従
来、図３（Ａ）に示すように、カーカス本体ａ１と巻上
げ部ａ２との間に充填されるビードエーペックスゴムｂ
のゴムボリュウムを増加し、ビード剛性を大巾に高める
ことによって負荷荷重によるタイヤ変形自体を減じてい
る。なお、このときのビードエーペックスゴムｂの厚さ
ｔは、巻上げ部ａ２の外端位置において約９〜２０ｍｍ
にも達している。

【０００３】これに対して、近年、タイヤの軽量化のた
めにビード構造が見直され、図３（Ｂ）に示すように、
逆にビードエーペックスゴムｂのボリュウム及び高さを
大巾に減じるとともに、巻上げ部ａ２を高くしてカーカ
ス本体ａ１と近接させる（以下に新ビード構造という）
ことにより、ビード耐久性を維持しながら軽量化を図る
技術が提案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな新ビード構造のタイヤは、カーカス本体ａ１がビー
ドコアｃから略直線状にのびるため、カーカスとビード
コアｃとの接触位置ｃｐでカーカスが強く引張られてス
トレスがかかり、この構造特有のカーカスコードの破断
が発生しやすくなる。

【０００５】そこで本発明は、カーカスプライに接触す
るビードコアの接触領域を短繊維配合の保護ゴム層によ
り被覆することを基本として、カーカスコードの破断損
傷を抑制してビード耐久性を向上しうる重荷重用タイヤ
の提供を目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本願発明の請求項１の重荷重用タイヤは、トレッド
部からサイドウオール部をへてビード部のビードコアに
至るカーカスプライ本体に、前記ビードコアで折り返し
かつビードコアから半径方向外側にのびるビードエイペ
ックスゴムに沿ってのびる巻上げ部を連設したカーカス
プライを有するカーカス、および前記トレッド部の内方
かつカーカスの外側に配されるベルト層を具え、前記カ
ーカスの巻上げ部は、前記ビードエイペックスゴムの外
端を越えることによりカーカスプライ本体に近接する近
接域が形成されるとともに、前記ビードコアは多角形状
をなし、かつ前記カーカスプライが折り返しによって接
触する接触領域を含む全周囲を、平均繊維径が１〜１０
０μｍの範囲の短繊維を配合した保護ゴム層により被覆
され、しかも保護ゴム層は前記ビードコアを覆うことに
より該ビードコアに近い多角形状をなし、かつビードコ
アの角部における前記保護ゴム層の厚さＴを０．５〜
２．０ｍｍとしたことを特徴としている。

【０００７】又請求項２の重荷重用タイヤでは、前記ビ
ードコアは、扁平六角形の断面形状をなし、かつ前記短
繊維はその平均繊維長さが１０〜６０００μｍ、しかも
保護ゴム層は、ゴム基材１００重量部に対し短繊維を５
０〜８０重量部で配合した短繊維配合ゴムからなること
を特徴としている。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
示例とともに説明する。図１、２は、本発明の重荷重用
タイヤ１が標準リムにリム組みされかつ５０ｋｐａの内
圧を充填した５０ｋｐａ内圧状態のタイヤ断面を示して
いる。なお標準リムとは、ＪＡＴＭＡで規定する標準リ
ムを意味する。

【０００９】図において、重荷重用タイヤ１は、トレッ
ド部２と、その両端からタイヤ半径方向内方にのびる一
対のサイドウォール部３と、各サイドウオール部３の内
方端に位置するビード部４とを具える。又重荷重用タイ
ヤ１は、前記ビード部４、４間に跨るトロイド状のカー
カス６と、このカーカス６の半径方向外側かつトレッド
部２内方に配置されるベルト層７とによって補強され
る。

【００１０】前記カーカス６は、本例では、スチール製
のカーカスコードをタイヤ赤道ＣＯに対して７５〜９０
度の角度で配列した１枚のカーカスプライ９からなり、
このカーカスプライ９は、前記トレッド部２からサイド
ウオール部３をへてビード部４のビードコア５に至るカ
ーカスプライ本体９Ａの両側に、前記ビードコア５をタ
イヤ軸方向内側から外側に折返される巻上げ部９Ｂを具
える。

【００１１】又前記カーカスプライ本体９Ａと巻上げ部
９Ｂとの間には、前記ビードコア５からタイヤ半径方向
外側に向かって先細状にのびるビードエーペックスゴム
１０が充填される。

【００１２】前記ビードエーペックスゴム１０は、ＪＩ
ＳＡ硬度が例えば７０〜１００度の比較的硬質のゴムか
らなり、その半径方向外端１３のビードベースライン１
６からの高さｈを、タイヤ赤道ＣＯ上のカーカス６外面
のビードベースライン１６からのカーカス高さＨｋの
０．１〜０．３倍の範囲に減じている。これによって、
ゴムボリュウムを減じ軽量化が図られる。

【００１３】なお前記高さｈが０．１×Ｈｋ未満のと
き、タイヤ製造を難しくするとともに、ビードエーペッ
クスゴム１０が小さすぎて必要なビード剛性が付与され
ず、しかも外端１３近傍のカーカス６が折曲り、エアー
溜り等の不良が発生しやすくなるとともに、折曲り部分
が起点となって走行中のカーカスコードの破断を誘発す
る。又０．３×Ｈｋを越えると、発熱性を損ねて耐久性
が低下しかつ不必要な重量増加を招く。従って、好まし
くは、０．２５×Ｈｋ以下、さらに好ましくは０．２０
×Ｈｋ以下である。なおビードベースライン１６とは前
記ビード底面４Ｓ１のタイヤ軸方向外端を通るタイヤ軸
方向線（リム径の基準線）として定義される。

【００１４】又前記カーカス６は、前記カーカスプライ
本体９Ａがビードエーペックスゴム１０の前記外端１３
に最も近接する位置と、前記カーカスプライ本体９Ａが
ビードコア５から半径方向外方に向かって離間を始める
位置との間の領域Ｙにおいて、カーカスプライ本体９Ａ
は前記５０ｋｐａ内圧状態において、略直線状に形成さ
れる。

【００１５】このように、カーカスプライ本体９Ａが、
少なくとも前記領域Ｙにおいて略直線状をなすことによ
って、カーカス６のコードパスが短くなり、標準内圧を
充填した際、さらには荷重が負荷された際、カーカス６
が外側へせり出すのを抑制でき、ビード部４の変形量自
体を低減しうる。又前記略直線状をなすことによって、
ビードエーペックス１０の厚さが減じて、巻上げ部９Ｂ
が応力のニュトラルラインに相対的に接近し、前記ビー
ド部４の変形量自体の低減効果とともに巻上げ部９Ｂに
作用する圧縮力を大巾に減じうる。

【００１６】他方、カーカス６の巻上げ部９Ｂは、前記
ビードエーペックスゴム１０の外端１３よりも半径方向
外側に突出するハイターンアップの巻上げ構造をなし、
この巻上げ部９Ｂの突出部分がカーカスプライ本体９Ａ
に近接する近接域１５を形成する。この近接域１５のカ
ーカス６に沿う長さＬ０は３５〜７０ｍｍの範囲であっ
て、これにより必要なビード剛性が付与される。

【００１７】なお近接域１５において、隣り合うカーカ
スプライ本体９Ａのカーカスコードと巻上げ部９Ｂのカ
ーカスコードとの間のコード間ゴム厚さは、本例では、
０．５〜４．０ｍｍの範囲であって、カーカスコード間
に作用するせん断力を、このコード間に介在するゴム材
の弾性によって緩和させる。

【００１８】次に、前記ビードコア５は、本例では、ゴ
ム引きした一本のビードワイヤを螺旋にかつ多層に巻回
させたいわゆるシングルワインドタイプである。このビ
ードコア５は、本例では、偏平六角形の断面形状をな
し、長寸な長軸線が、例えば１５度の角度を有して傾斜
するリムシートと略平行に配されることによって、軽量
にかつ広範囲に亘ってリムとの嵌合力を高めている。

【００１９】しかしビードコア５が多角形状をなすこと
により、その角部がカーカス６に接触し、しかも略直線
状のプライ本体９Ａが荷重時に強く引張られるため、こ
の接触点でカーカスコードの破断損傷が発生しやすくな
る。

【００２０】従って、このカーカス６と接触するビード
コア５の接触領域１７を、保護ゴム層１９で被覆してい
る。

【００２１】この保護ゴム層１９は、天然ゴム、イソプ
レンゴム、スチレンブタジエンゴム、ブタジエンゴムな
どのジエン系ゴムを用いたゴム基材１００重量部に対
し、短繊維を５０〜８０重量部で配合することによって
強化された短繊維配合ゴムからなり、ビードコア５の角
部を円弧状に滑らかに覆うことにより、カーカス６の屈
曲および接触圧を減じるとともに、カーカスコードとビ
ードワイヤとの直接接触を防止でき、その結果、カーカ
スコードの破断損傷を効果的に抑制しうる。

【００２２】なお保護ゴム層１９は、前記接触領域１７
を含むビードコア５の略全周囲を被覆するのが生産性の
ために好ましい。又ビードコア５の前記角部における保
護ゴム層の厚さＴは、０．５〜２．０ｍｍであるのが良
く、これによって、角部をより大きな円弧で滑らかかつ
確実に被覆保護でき、前記コード破断損傷の抑制効果を
保証する。さらに保護ゴム層１９は、図１，２に明示さ
れるように、ビードコア５の各面を略均等厚さで被覆し
ていることにより、この保護ゴム層１９の外面は前記ビ
ードコア５に近い多角形状をなす。

【００２３】前記短繊維としては、特に規制されない
が、平均繊維径が１〜１００μｍの範囲、平均繊維長さ
が１０〜６０００μｍの範囲のものが好適に使用でき、
又ナイロン、レーヨン、ビニロン、ポリエチレン、ポリ
スチレン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、芳香
族ポリアミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロ
ピレン、セルロース等の有機繊維が好ましいが、ガラ
ス、アルミナ等の無機繊維を用いることもできる。なお
ナイロン等の低モジュラスの有機繊維は、伸度が高く柔
軟性に優れるため。比較的小径なビードコアを被覆する
ために好ましい。

【００２４】なお本発明者は、比較のために、前記保護
ゴム層１９に代えて、ナイロン、レーヨン、ポリエステ
ル等の有機繊維のヤーンで織ったテキスタイル布を用い
て前記ビードコア５の周囲を被覆することを試みた。そ
の結果、ヤーンの太さが、例えば１６７０ｄｔｅｘ／２
を超えるとテキスタイル布が硬すぎてビードコアに沿っ
て巻付けることが難しくなり、しかも織り目部分である
ヤーン間の隙間にカーカスコードが落込んでビードワイ
ヤに接触する恐れが生じるなど、カーカスコードの破断
損傷を確実に防止することが難しい。従って、前記織り
目部分への落込みと必要な被覆厚さの確保とのために、
比較的細いヤーンのテキスタイル布を２回以上巻き付け
ることが必要になるなど、作業効率の低下とコストアッ
プの原因となる。

【００２５】これに対して、保護ゴム層１９では、巻付
けの困難性がなく、しかも１回のゴムストリップの巻付
けのみで、必要な被覆厚さを確保できるという利点を奏
しうる。

【００２６】又前記ベルト層７は、少なくとも２枚のベ
ルトプライ、本例では、カーカス側からトレッド面に向
かって順に配される第１、第２、第３、第４のベルトプ
ライ２１Ａ〜２１Ｄの４枚からなり、例えば第１のベル
トプライ２１Ａは、ベルトコードをタイヤ赤道ＣＯに対
して５０〜７０度程度の角度で配列するとともに、第
２、第３、第４のベルトプライ２１Ｂ〜２１Ｄは１０〜
３０度程度の角度でベルトコードを配列している。なお
第２、第３のベルトプライ２１Ｂ、２１Ｃ間でタイヤ赤
道ＣＯに対するコードの傾斜方向が相違し、これによっ
て強固なトラス構造を構成し、必要なベルト剛性を付与
して操縦安定性を維持するとともに、タイヤの寸法変化
を抑制する。前記ベルトコードとしては、例えばスチー
ルコード等の高弾性のものが使用される。

【００２７】

【実施例】タイヤサイズが１１Ｒ２２．５ １４ＰＲで
ありかつ図１、図２に示す構成を有する重荷重用タイヤ
を、表１の仕様で試作するとともに、各試供タイヤのビ
ード耐久性、及び生産コストを夫々比較した。

【００２８】・ビード耐久性：試供タイヤを、標準リム
（２２．５×８．２５）、標準内圧（８００ｋｐａ）、
荷重（規格荷重の３倍＝９，０００ｋｇ）の条件で回転
ドラム試験機上で、２０km／ｈの速度で走行させ、ビー
ド損傷が発生するまでの走行時間を比較した。完走は６
００時間であり、走行時間が大なほど優れている。・

【００２９】・生産コスト：生タイヤを形成するまでに
要した工程時間をコスト化したものと材料コストとの和
を、比較例１を１００とした指数で表示した。数値が大
きいほど生産コストが高い。

【００３０】

【表１】

【００３１】表１に示すように、実施例のタイヤは、生
産コストの上昇を低く抑えながらビード耐久性を大巾に
向上することができる。

【００３２】

【発明の効果】本願の重荷重用タイヤは叙上の如く構成
しているため、ビード部での軽量化を達成でき、かつ生
産コストの上昇を低く抑えながらビード耐久性を大巾に
向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願発明の重荷重用タイヤの一実施例を示す断
面図である。

【図２】そのビード部を拡大して示す断面図である。

【図３】（Ａ）、（Ｂ）は、従来技術の問題点を説明す
るタイヤのビード部を例示する断面図である。

【符号の説明】 ２ トレッド部 ３ サイドウオール部 ４ ビード部 ５ ビードコア ６ カーカス ７ ベルト層 ９ カーカスプライ ９Ａ カーカスプライ本体 ９Ｂ 巻上げ部 １０ ビードエイペックスゴム １３ ビードエイペックスゴムの外端 １５ 近接域 １７ 接触領域 １９ 保護ゴム層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B60C 15/00 - 15/06

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】トレッド部からサイドウオール部をへてビ
   ード部のビードコアに至るカーカスプライ本体に、前記
   ビードコアで折り返しかつビードコアから半径方向外側
   にのびるビードエイペックスゴムに沿ってのびる巻上げ
   部を連設したカーカスプライを有するカーカス、および
   前記トレッド部の内方かつカーカスの外側に配されるベ
   ルト層を具え、 前記カーカスの巻上げ部は、前記ビードエイペックスゴ
   ムの外端を越えることによりカーカスプライ本体に近接
   する近接域が形成されるとともに、 前記ビードコアは多角形状をなし、かつ前記カーカスプ
   ライが折り返しによって接触する接触領域を含む全周囲
   を、平均繊維径が１〜１００μｍの範囲の短繊維を配合
   した保護ゴム層により被覆され、しかも保護ゴム層は前記ビードコアを覆うことにより該
   ビードコアに近い多角形状をなし、かつビードコアの角
   部における前記保護ゴム層の厚さＴを０．５〜２．０ｍ
   ｍとした ことを特徴とする重荷重用タイヤ。
2. 【請求項２】前記ビードコアは、扁平六角形の断面形状
   をなし、かつ前記短繊維はその平均繊維長さが１０〜６
   ０００μｍ、しかも保護ゴム層は、ゴム基材１００重量
   部に対し短繊維を５０〜８０重量部で配合した短繊維配
   合ゴムからなることを特徴とする請求項１記載の重荷重
   用タイヤ。