JP4976788B2 - 重荷重用タイヤ - Google Patents

Description

本発明は、特にトラック・バス用などの重荷重用タイヤとして好適であり、リム着脱時におけるインナーライナのリムフランジとの擦れによる損傷を抑制しうる重荷重用タイヤに関する。

図３に、トラック・バス用などの重荷重用タイヤにおける、従来的なビード構造を示す。図中の符号ａは、ブチル系の空気不透過性ゴムからなるインナーライナであり、充填空気に含まれる水分等がタイヤ内部に浸入して腐食損傷を誘発するのを防止するため、このインナーライナａでは、ビードベースラインＢＬを半径方向内側に超える位置まで延在することが必要である。又符号ｂは、リムずれ防止用のチェーファゴムであり、ビード底面で露出する基部ｂ１のタイヤ内腔面側には、ビードトウ部分から半径方向外側にのびる内の立上げ部ｂ２を小高さで立ち上げている。この内の立上げ部ｂ２は、前記インナーライナａの半径方向内方部を被覆保護し、リム着脱時に、前記インナーライナａがリムフランジと擦れて損傷を受けるのを防止する。

特開２００１−１０３１２号公報

しかし前記インナーライナａをなすブチル系の空気不透過性ゴムは、未加硫時、汎用ゴム（ＮＲ、ＳＢＲ、ＢＲ等）に比して粘着性に劣るという特性を有するため、生タイヤ形成の際、前記インナーライナａと立上げ部ｂ２との粘着力が不足する。そのため、前記立上げ部ｂ２が捲れて変形し、立上げ部ｂ２の高さｈが部分的に減じるなど、前記高さｈのバラツキが大きくなり、適切な高さｈを確保することが難しくなる。その結果、インナーライナａへの保護が不充分となり、リム着脱時に、インナーライナａがリムフランジと擦れて損傷するという傾向を招く。

そこで本発明は、前記内の立上げ部とインナーライナとの間に、粘着性に優れる第１のインスレーションゴム層を設けることを基本として、生タイヤ形成の際の立上げ部の捲れを抑制することができ、立上げ部の高さバラツキを抑えて、リム着脱時のインナーライナへの損傷を防止しうる重荷重用タイヤを提供することを目的としている。

前記目的を達成するために、本願請求項１の発明は、トレッド部からサイドウォール部をへてビード部のビードコアに至るカーカスと、空気不透過性ゴムからなりかつタイヤ内腔面に配されるインナーライナと、硬質のゴムからなりかつビード部に配されるリムずれ防止用のチェーファゴムとを具える重荷重用タイヤであって、前記カーカスは、ビードコア間を跨る本体部の両端に、前記ビードコアの廻りでタイヤ軸方向内側から外側に折返す折返し部を設けたカーカスプライを有し、前記本体部と折返し部との間には、ビードコアから半径方向外方に向かって先細状にのびるビードエーペックスゴムが配され、前記インナーライナの半径方向内方部は、ビードベースラインよりも半径方向内側で終端し、かつ前記チェーファゴムは、前記ビードコアの半径方向内側に位置しかつビード底面で露出する基部と、この基部に連なりビードヒール部分からタイヤ外面側を半径方向外側にのびる外の立上げ部と、前記基部に連なりビードトウ部分からタイヤ内腔面側を半径方向外側にのびしかも前記インナーライナの半径方向内方部を被覆する内の立上げ部とを有するとともに、前記内の立上げ部と前記インナーライナの半径方向内方部との間には、粘着性に優れる第１のインスレーションゴム層が設けられ、しかも前記ビード部には、前記カーカスプライの本体部と折返し部とを包むように、ビードコアの廻りでＵ字に折り返すビード補強層が設けられ、前記ビード補強層と、前記チェーファゴムの外の立上げ部との間には、ビード補強層の外端、折返し部の外端、及び外の立上げ部１の外端を半径方向外方に越えてのびる外の緩衝ゴム、前記折返し部と前記外の緩衝ゴムとの間を、前記折返し部の外端を越えてのびる中の緩衝ゴム、及び前記折返し部とビードエーペックスゴムとの間を、前記折返し部の外端を越えてのびる内の緩衝ゴムとが配され、前記外、中及び内の各緩衝ゴムは、前記チェーファゴム及びビードエーペックスゴムよりも軟質のゴムからなり、しかも各ゴム硬度は、チェーファゴム＞外の緩衝ゴム＞中の緩衝ゴム＞内の緩衝ゴムの順であることを特徴としている。

又請求項２の発明では、前記第１のインスレーションゴム層は、前記内の立上げ部の半径方向外端よりも半径方向外方で終端することを特徴としている。
又請求項３の発明では、前記第１のインスレーションゴム層は、厚さが０．５〜３．０ｍｍの範囲であることを特徴としている。
又請求項４の発明では、前記インナーライナゴムと前記カーカスとの間に、第２のインスレーションゴム層が配されるとともに、前記第１、第２のインスレーションゴム層は、同一配合のゴムからなることを特徴としている。
又請求項５の発明では、前記第１のインスレーションゴム層には、クマロン樹脂、フェノール樹脂、テルペン樹脂、石油系炭化水素樹脂又はロジン誘導体からなる粘着付与剤をが２．０〜４．０ｐｈｒ添加されたゴムからなることを特徴としている。

なお本明細書では、特に断りがない限り、タイヤの各部の寸法等は、非リム組状態において、タイヤサイズで規定されるリム巾に合わせてビード部を保持したときに特定される値とする。又前記「ビードベースライン」とは、タイヤが基づく規格で定められるリム径位置を通るタイヤ軸方向線として定義される。

本発明は叙上の如く、内の立上げ部とインナーライナとの間に、粘着性に優れる第１のインスレーションゴム層を設けている。そのため、生タイヤ形成の際、前記立上げ部の捲れを抑制することができ、この立上げ部の高さバラツキを抑えて、リム着脱時のインナーライナへの損傷を防止することが可能となる。

以下、本発明の実施の一形態を、図示例とともに説明する。
図１は本発明の重荷重用タイヤを示す断面図、図２はそのビード部を拡大して示す断面図である。
図１に示すように、本実施形態の重荷重用タイヤ１は、トレッド部２からサイドウォール部３をへてビード部４のビードコア５に至るカーカス６と、空気不透過性ゴムからなりかつタイヤ内腔面に配されるインナーライナ１０と、硬質のゴムからなりかつビード部４に配されるリムずれ防止用のチェーファゴム１２とを具える。

前記カーカス６は、ビードコア５、５間を跨る本体部６ａの両端に、前記ビードコア５の廻りでタイヤ軸方向内側から外側に折返す折返し部６ｂを設けた１枚以上、本例では１枚のカーカスプライ６Ａから形成される。このカーカスプライ６Ａは、カーカスコードをタイヤ周方向に対して例えば７０〜９０°の角度で配列したいわゆるラジアル構造をなし、カーカスコードとしてナイロン、レーヨン、ポリエステル、芳香族ポリアミド等の有機繊維コード、或いはスチールコードが好適に使用される。

又前記カーカス６の本体部６ａの外側かつトレッド部２の内部には、ベルトコードとしてスチールコードを用いた３枚以上のベルトプライからなるベルト層７が配される。このベルト層７として、本例では、ベルトコードをタイヤ周方向に対して例えば６０±１０°程度の角度で配列した最内のベルトプライ７Ａと、タイヤ周方向に対して３０°以下の小角度で配列したベルトプライ７Ｂ、７Ｃ、７Ｄとの４層構造をなすものを例示している。なおベルト層７は、ベルトコードがプライ間で互いに交差する箇所を１箇所以上設けることによりベルト剛性を高め、トレッド部２のほぼ全巾を強固に補強する。

又前記カーカス６の本体部６ａと折返し部６ｂとの間には、ビードコア５から半径方向外方に向かって先細状にのびるビードエーペックスゴム８が配されるとともに、ビード部４には、前記本体部６ａと折返し部６ｂとを包むように、ビードコア５の廻りでＵ字に折り返すビード補強層９が設けられる。前記ビードエーペックスゴム８は、半径方向内側の硬質の下エーペックス部８Ａと、その半径方向外側の軟質の上エーペックス部８Ｂとから形成される。又前記ビード補強層９は、スチールコードをタイヤ周方向に対して例えば１５〜６０゜の角度で配列したスチールコードプライからなり、前記ビードエーペックスゴム８と協働してビード部４を補強し、ビード耐久性及び操縦安定性を向上させる。なお前記ビードコア５は、例えばスチール製のビードワイヤを巻回してなるリング状をなし、本例では、断面横長の偏平六角形状のものを例示するとともに、その半径方向内辺がビード底面４Ｓに沿ってのびることにより、リムとの嵌合力を広範囲に亘って高めている。

次に、前記カーカス６の本体部６ａの内側には、タイヤ内腔面の略全体を形成するインナーライナ１０が、第２のインスレーションゴム層１１を介して配される。

前記インナーライナ１０は、例えばゴム成分１００質量部中に、ブチルゴム（又はその誘導体）を６０質量部以上、好ましくは８０質量部以上、さらに好ましくは１００質量部配合させたブチル系ゴムなどの空気不透過性ゴムからなり、１．０〜２．０ｍｍのゴム厚さを有してビード部４、４間を連続してのびる。なおブチル系ゴムでは、ブチルゴム（又はその誘導体）以外の残部ゴムとして、天然ゴム（ＮＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、スチレン・ブタジエンゴム（ＳＢＲ）等のジエン系ゴムを用いることができ、またブチルゴムの誘導体としては、塩素化ブチルゴム、臭素化ブチルゴム等のハロゲン化ブチルゴムが挙げられる。なお前記空気不透過性ゴムとして、前記ブチルゴム（又はその誘導体）に代えて、イソブチレン・パラメチルスチレン共重合体のハロゲン化物を用いることもできる。

ここで、前記インナーライナ１０の半径方向内方部は、図２に示すように、ビードベースラインＢＬよりも半径方向内側で終端している。これにより、タイヤ内腔内の充填空気に含まれる水分等がビード部４内に浸入するのを防ぎ、水分等の浸入に起因するコード腐食やコードルース等の損傷を抑制しうる。

又前記第２のインスレーションゴム層１１は、前記インナーライナ１０とカーカス６との間に介在することにより、両者間の接着力を高めて層間剥離を防ぐとともに、加硫成形時のゴム流れに起因するインナーライナ１０とカーカスコードとの接触を抑制する。そのために、この第２のインスレーションゴム層１１は、接着性に優れることが重要であり、本例では、例えばゴム成分１００質量部中に、天然ゴム（ＮＲ）を６０質量部以上、好ましくは８０質量部以上、さらに好ましくは１００質量部配合させたＮＲ系ゴムを採用している。なお残部ゴムとして、イソプレンゴム（ＩＲ）或いはブタジエンゴム（ＢＲ）が好適に使用しうる。

この第２のインスレーションゴム層１１は、前記インナーライナ１０の全長に亘って該インナーライナ１０に接して半径方向内外に延在するとともに、その半径方向内端は、前記ビード補強層９に接する（もしビード補強層９が配されない場合はカーカス６に接する）略直線状の下面１１Ｓで終端している。
この下面１１Ｓは、本例では、前記ビード底面４Ｓと平行をなす。

次に、前記チェーファゴム１２は、前記ビードコア５の半径方向内側に位置しかつビード底面４Ｓで露出する基部１２Ａと、この基部１２Ａに連なりビードヒール部分Ｂｈからタイヤ外面側を半径方向外側にのびる外の立上げ部１２Ｂと、前記基部１２Ａに連なりビードトウ部分Ｂｔからタイヤ内腔面側を半径方向外側に先細状にのびる内の立上げ部１２Ｃとを有する。

前記外の立上げ部１２Ｂは、少なくともリムフランジと接触するフランジ接触領域でタイヤ外面に露出し、ビード底面４Ｓの全面で露出する前記基部１２Ａと協働して、走行時のリムずれを防止する。

又前記内の立上げ部１２Ｃは、前記インナーライナ１０の半径方向内方部を被覆し、リム着脱時、インナーライナ１０の半径方向内方部がリムフランジと直接擦れて損傷するのを防止する。そのために、この内の立上げ部１２Ｃは、前記ビードベースラインＢＬを超えて半径方向外側に延在し、かつその外端の、ビードヒール端からの半径方向高さＨｂを３．０ｍｍ以上としている。なお前記高さＨｂが高すぎても、タイヤ形成効率を不必要に低下させるため、この高さＨｂの上限値は３５．０ｍｍ以下が好ましい。

ここで、チェーファゴム１２は、ゴム欠け、圧縮によるゴムの潰れ（へたり）、摩耗損傷などを防止するため、ゴム硬度Ｈｓ（デュロメータＡ硬さ）が７０〜８５の範囲の硬質のゴムで形成される。このとき、ゴム成分として、ゴム成分１００質量部中に、天然ゴム（ＮＲ）を２０〜６０質量部、及びブタジエンゴム（ＢＲ）を８０〜４０質量部を配合したブレンドゴムが、耐磨耗性、反発弾性、耐老化性等の観点から好適に採用しうる。

そして前記内の立上げ部１２Ｃと前記インナーライナ１０の半径方向内方部との間には、第１のインスレーションゴム層１３が配される。この第１のインスレーションゴム層１３は、厚さが０．５〜３．０ｍｍの薄いゴム層であり、その半径方向外端の前記ビードヒール端からの半径方向高さＨｃを、前記内の立上げ部１２Ｃの高さＨｂよりも大（Ｈｂ＜Ｈｃ）としている。なお前記高さの差Ｈｃ−Ｈｂは、特に規制されないが３〜１０ｍｍの範囲が好ましい。この第１のインスレーションゴム層１３は、生タイヤ形成の際、内の立上げ部１２Ｃが前記インナーライナ１０から捲れて変形するのを防止する。そのために、少なくとも前記チェーファゴム１２よりも粘着性に優れるゴムが使用される。

ここで、「粘着性」とは、未加硫状態におけるゴム材料とゴム材料との間の付着力を意味する。この粘着性のために、本例では、ゴム成分１００質量部中に、天然ゴム（ＮＲ）を６０質量部以上、さらに好ましくは８０質量部以上配合させたＮＲ系ゴムを採用している。なお残部ゴムとしては、イソプレンゴム（ＩＲ）或いはブタジエンゴム（ＢＲ）が好適に使用しうる。このＮＲ系ゴムは、未加硫状態での粘着性に優れるため、生タイヤ形成時、内の立上げ部１２Ｃが捲れて変形し、前記高さＨｂが減じて不均一にバラ付くのを抑制しうる。その結果、前記高さＨｂを適切に確保でき、インナーライナ１０に対する保護効果を有効に発揮することが可能となる。なおＮＲ系ゴムは、加硫後は高い接着力を発揮するため、この内の立上げ部１２Ｃとインナーライナ１０との間の相関剥離等の損傷をも抑えることができる。

なお第１のインスレーションゴム層１３の前記厚さが０．５ｍｍ未満ではカレンダー工程での不具合（穴あき等）が発生しやすく、又３．０ｍｍを超えるとカレンダー工程での発熱が高まり粘着性が損なわれることとなる。そのため、前記厚さは０．７〜１．５ｍｍの範囲がより好ましい。又粘着性のためには、加硫後の第１のインスレーションゴム層１３のゴム硬度が、インナーライナ１０のゴム硬度よりも小であるのが好ましい。

なお第１のインスレーションゴム層１３には、前記第２のインスレーションゴム層１１、インナーライナ１０、及びチェーファゴム１２などと同様、例えば補強剤、加硫剤、加硫促進剤などの周知のゴム用添加剤を適宜配合することができる。しかし、粘着性をより高めるために、例えばクマロン樹脂、フェノール樹脂、テルペン樹脂、石油系炭化水素樹脂、ロジン誘導体などである粘着付与剤を例えば２．０〜４．０ｐｈｒ添加するのも好ましい。特に前記第１、第２のインスレーションゴム層１３、１１を、同一配合のゴムで形成するのが、生産性の観点からも好ましい。

また、本発明の重荷重用タイヤ１においては、前記ビード部４に、
（１） 例えば前記ビード補強層９と、チェーファゴム１２の外の立上げ部１２Ｂとの間に、ビード補強層９の外端、カーカス折返し部６ｂの外端、及び外の立上げ部１２Ｂの外端を半径方向外方に越えてのびる外の緩衝ゴム２２、
（２）前記カーカス折返し部６ｂと前記外の緩衝ゴム２２との間を、前記カーカス折返し部６ｂの外端を越えてのびる中の緩衝ゴム２３、及び
（３）前記カーカス折返し部６ｂと上エイペックス部８Ｂとの間を、前記カーカス折返し部６ｂの外端を越えてのびる内の緩衝ゴム２４が配されている。

この緩衝ゴム２２〜２４は、前記チェーファゴム１２及び上エイペックス部８Ｂよりも軟質のゴムからなり、ビード補強層９及びカーカス折返し部６ｂの各外端を被覆保護し、各外端を起点とした損傷を防止している。なお各ゴム硬度は、チェーファゴム＞緩衝ゴム２２＞緩衝ゴム２３＞緩衝ゴム２４＞上のエイペックス部８Ｂの順であり、隣接するゴム間のゴム硬度差を減じて、剪断力を低減している。

以上、本発明の特に好ましい実施形態について詳述したが、本発明は図示の実施形態に限定されることなく、種々の態様に変形して実施しうる。

図１のタイヤ構造をなし、第１のインスレーションゴム層を設けた本発明に係わる実施例タイヤと、第１のインスレーションゴム層を設けない従来的な比較例タイヤとを試作した。なお実施例タイヤでは、比較例タイヤの形成に用いるインナーライナ形成用ゴムシートに代えて、このインナーライナ形成用ゴムシートの端部に、第１のインスレーションゴム層形成用ゴムシートを予め貼り合わせた貼合わせシートを用いて生タイヤを形成した以外は、全て同材料、同条件で製造している。なお第１のインスレーションゴム層形成用ゴムシートは、厚さ１．０ｍｍ、巾２０．０ｍｍのものを使用した。又設計上、各タイヤは、内の立上げ部１２Ｃの高さＨｂを２５ｍｍとしている。又表１に、第１、第２のインスレーションゴム層、インナーライナ、チェーファゴムのゴム組成を示す。

試作した実施例タイヤ、及び比較例タイヤにおいて、それぞれ、タイヤ周上の１００箇所の位置で、内の立上げ部１２Ｃの高さＨｂを測定した。そして、高さＨｂのバラツキを、その平均値ｘ、範囲Ｒ（最大値と最小値との差）、及び標準偏差σで比較した。

実施例タイヤでは、平均値ｘ＝２５．８ｍｍ、範囲Ｒ＝９ｍｍ、標準偏差σ＝１．９７であり、比較例タイヤでは、平均値ｘ＝１７．９ｍｍ、範囲Ｒ＝３０ｍｍ、標準偏差σ＝６．４２であった。即ち、実施例タイヤでは、内の立上げ部１２Ｃの高さＨｂのバラツキが低く安定しているため、インナーライナ１０に対する保護効果を有効に発揮しうることが確認できる。

本発明の一実施例のタイヤの断面図である。 そのビード部を拡大して示す断面図である。 従来のビード構造を拡大して示す断面図である。

符号の説明

２ トレッド部
３ サイドウォール部
４ ビード部
５ ビードコア
６ カーカス
１０ インナーライナ
１１ 第２のインスレーションゴム層
１２ チェーファゴム
１２Ａ 基部
１２Ｂ 外の立上げ部
１２Ｃ 内の立上げ部
１３ 第１のインスレーションゴム層
Ｂｈ ビードヒール部分
Ｂｔ ビードトウ部分
ＢＬ ビードベースライン

Claims (5)

1. トレッド部からサイドウォール部をへてビード部のビードコアに至るカーカスと、空気不透過性ゴムからなりかつタイヤ内腔面に配されるインナーライナと、硬質のゴムからなりかつビード部に配されるリムずれ防止用のチェーファゴムとを具える重荷重用タイヤであって、
   前記カーカスは、ビードコア間を跨る本体部の両端に、前記ビードコアの廻りでタイヤ軸方向内側から外側に折返す折返し部を設けたカーカスプライを有し、
   前記本体部と折返し部との間には、ビードコアから半径方向外方に向かって先細状にのびるビードエーペックスゴムが配され、
   前記インナーライナの半径方向内方部は、ビードベースラインよりも半径方向内側で終端し、
   かつ前記チェーファゴムは、前記ビードコアの半径方向内側に位置しかつビード底面で露出する基部と、この基部に連なりビードヒール部分からタイヤ外面側を半径方向外側にのびる外の立上げ部と、前記基部に連なりビードトウ部分からタイヤ内腔面側を半径方向外側にのびしかも前記インナーライナの半径方向内方部を被覆する内の立上げ部とを有するとともに、
   前記内の立上げ部と前記インナーライナの半径方向内方部との間には、粘着性に優れる第１のインスレーションゴム層が設けられ、
   しかも前記ビード部には、前記カーカスプライの本体部と折返し部とを包むように、ビードコアの廻りでＵ字に折り返すビード補強層が設けられ、
   前記ビード補強層と、前記チェーファゴムの外の立上げ部との間には、ビード補強層の外端、折返し部の外端、及び外の立上げ部１の外端を半径方向外方に越えてのびる外の緩衝ゴム、
   前記折返し部と前記外の緩衝ゴムとの間を、前記折返し部の外端を越えてのびる中の緩衝ゴム、及び
   前記折返し部とビードエーペックスゴムとの間を、前記折返し部の外端を越えてのびる内の緩衝ゴムとが配され、
   前記外、中及び内の各緩衝ゴムは、前記チェーファゴム及びビードエーペックスゴムよりも軟質のゴムからなり、
   しかも各ゴム硬度は、チェーファゴム＞外の緩衝ゴム＞中の緩衝ゴム＞内の緩衝ゴムの順であることを特徴とする重荷重用タイヤ。
2. 前記第１のインスレーションゴム層は、前記内の立上げ部の半径方向外端よりも半径方向外方で終端することを特徴とする請求項１記載の重荷重用タイヤ。
3. 前記第１のインスレーションゴム層は、厚さが０．５〜３．０ｍｍの範囲であることを特徴とする請求項１又は２記載の重荷重用タイヤ。
4. 前記インナーライナゴムと前記カーカスとの間に、第２のインスレーションゴム層が配されるとともに、前記第１、第２のインスレーションゴム層は、同一配合のゴムからなることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の重荷重用タイヤ。
5. 前記第１のインスレーションゴム層には、クマロン樹脂、フェノール樹脂、テルペン樹脂、石油系炭化水素樹脂又はロジン誘導体からなる粘着付与剤をが２．０〜４．０ｐｈｒ添加されたゴムからなる請求項１乃至４のいずれかに記載の重荷重用タイヤ。

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