JP3116044B2 - 重荷重、小型トラック用の空気入りタイヤ - 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空気入りタイ
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
タイヤあるいは小型トラック用タイヤである重荷重、小
型トラック用の空気入りタイヤ（以下要すれば空気入り
タイヤ、又はタイヤという）においては、ビード耐久性
を保持するために、従来、図４(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、例えば重荷重用タイヤでは、
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４(B) に示すように、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】又このようなタイヤを生産するにあたり、
カーカスの巻上げ部ａ２が、近接域ｙの下端位置で急激
に折り曲げられため、前記巻上げ部ａ２が戻ろうとし
て、加硫後においてビードエーペックスゴムｂの外端近
傍ｂｐに、エアー溜まりが生じやすくなり、逆にビード
耐久性を低下させるという問題もある。

【０００６】そこで本願の請求項１の発明は、カーカス
とビードコアおよびビードエイペックスゴムとの間に介
在する第１のゴム層、並びに近接域においてカーカスプ
ライ本体と巻上げ部との間に介在する第２のゴム層を設
けることを基準として、前記カーカスコードの破断損傷
に加え、ビードエーペックスゴム外端近傍でのエアー溜
まりを抑制してビード耐久性を向上でき、特に小型トラ
ック用として好適な空気入りタイヤの提供を目的として
いる。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、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
具えるとともに、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
記カーカスは、ビードコアとの間、ビードエイペックス
ゴムとの間に厚さ１．０〜３．０ｍｍの第１のゴム層を
介在させ、かつカーカスプライ本体と巻上げ部との間か
つ前記近接域に前記第１のゴム層に連続ししかも厚さ
２．０〜６．０ｍｍの第２のゴム層を介在させ、しかも
前記第１、２のゴム層は、ＪＩＳＡ硬度が５０〜８０
度、かつ前記ビードエイペックスゴムのＪＩＳＡ硬度よ
り小であることを特徴とする重荷重、小型トラック用の
空気入りタイヤである。

【０００８】なお、前記第１、２のゴム層は、ＪＩＳＡ
硬度が５０〜８０度、かつ前記ビードエイペックスゴム
のＪＩＳＡ硬度より小とし、カーカスコード切れの抑制
およびエアー溜まりの抑制をしている。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、請求項１の発明を、図示例
とともに説明する。図１、２は、空気入りタイヤ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。

【００１０】図において、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、本例では、重荷重用タイ
ヤとして形成される。小型トラック用タイヤとしてもよ
い。又タイヤ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。

【００１１】前記カーカス６は、本例では、ポリエステ
ル、レーヨン、ナイロン、芳香族ポリアミド等の有機繊
維のカーカスコードをタイヤ赤道ＣＯに対して７５〜９
０度の角度で配列した１〜３枚、本例では２枚のカーカ
スプライ２９、３０からなる。

【００１２】この中で、内のカーカスプライ２９は、ト
レッド部２からサイドウオール部３をへてビードコア５
に至るカーカスプライ本体２９Ａ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２９Ｂを具える。又外のカーカスプライ３０は、前記
カーカスプライ本体２９Ａに重置されかつ巻上げ部２９
Ｂを覆って半径方向内方にのびるとともにその内端はビ
ードコア５の外側部分あるいはビードコア下部分で終端
している。前記カーカス６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から構成することもでき
る。

【００１３】又前記カーカスプライ本体２９Ａと巻上げ
部２９Ｂ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。

【００１４】又前記カーカス６は、前記カーカスプライ
本体２９Ａがビードエーペックスゴム１０の前記外端１
３に最も近接する位置と、前記カーカスプライ本体２９
Ａ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
２９Ａ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２９Ａ
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
２９Ｂ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２９Ｂ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２９Ｂ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１
５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２９Ａ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】又前記ビードコア５は、本例では、前記シ
ングルワインドで形成した断面六角形状をなす。従っ
て、カーカスプライ２９との接触域１７に角部を有し、
カーカスコードの破断損傷を招く恐れがある。

【００１９】また前記ビードコア５は、図３に示すよう
に、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とするこ
とができる。このビードコア５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。

【００２０】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。

【００２１】従って、カーカス６と接触するビードコア
５の接触域１７をテキスタイル布１９で被覆している。
これによって、ビードコア５の角部が円弧状に滑らかと
なりカーカス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して
いる。その結果、カーカスコードの破断損傷を効果的に
抑制できる。

【００２２】ここで、テキスタイル布１９は、ナイロ
ン、レーヨン、ポリエステル等の有機繊維のヤーンを用
いた織物であって、前記ヤーンとして、タイヤコードよ
りやや細い、例えば９４０dtex／２〜１６７０dtex／２
程度の太さのものが好適に採用できる。

【００２３】又このテキスタイル布１９は、前記ビード
コア５の周囲で１回以上複数回、好ましくは２回巻回さ
せ、ビードコア５の全周囲を被覆することが好ましい。
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
するとともに、生産性を高めることができる。なお織物
体ではなくヤーンを平行配列したシート体を用いたとき
にはヤーン間にカーカスコードが入込んで、抑制効果を
達成できなくなる。

【００２４】他方、前記ビードエーペックスゴム１０
は、ＪＩＳＡ硬度が例えば７０〜１００度のゴムからな
り、その外端１３のビードベースライン１６からの高さ
ｈを、リムのフランジ高さＨを中心とした上下１５ｍｍ
の範囲（Ｈ±１５ｍｍの範囲）に減じている。すなわち
前記タイヤ１Ａのビードエーペックスゴム１０より低く
かつ小さく設定している。このために、加硫成型時、ビ
ードエーペックスゴム１０の外端近傍でエアー溜まりが
より発生しやすくなる。

【００２５】前記ビードエーペックスゴム１０は、その
半径方向外端１３のビードベースライン１６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
倍の範囲に減じることもでき、これによって、ゴムボリ
ュウムを減じ軽量化が図られる。

【００２６】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。

【００２７】タイヤ１では、前記カーカスコードの破断
損傷に加え、エアー溜まりを抑制するため、図２に拡大
して示すように、カーカス６とビードコア５およびビー
ドエイペックスゴム１０との間に第１のゴム層３１を介
在させるとともに、前記近接域１５におけるカーカスプ
ライ本体２９Ａと巻上げ部２９Ｂとの間に第２のゴム層
３２を介在させている。

【００２８】詳しくは、第１のゴム層３１は、１．０〜
３．０ｍｍの厚さＴ１を有し、ビードコア５とビードエ
ーペックスゴム１０との接合体３３の周囲、すなわちビ
ードコア５の底面、両側面を通ってビードエーペックス
ゴム１０の両側面を被覆している。

【００２９】又第２のゴム層３２は、２．０〜６．０ｍ
ｍの厚さＴ２を有し、前記第１のゴム層３１に連続して
前記近接域１５内を半径方向外側にのびる。この第２の
ゴム層３２は、本例では、前記第１のゴム層３１をなす
ゴム片の両端部分が外端１３を越えて重なり合い半径方
向外側に延出することによって形成される。従って、第
１、２のゴム層３１、３２は、同じゴム組成で形成され
る。

【００３０】この第１のゴム層３１は、少なくともビー
ドコア５の角部を円弧状に滑らかに覆うため、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し、カーカスコー
ドの破断損傷を効果的に抑制できる。又接合体３３の全
周を均一な厚さでに覆うため、前記領域Ｙでの前記カー
カスプライ本体２９Ａが直線状を維持できる。

【００３１】又第２のゴム層３２は、加硫成型時、カー
カスプライ本体２９Ａと巻上げ部２９Ｂとの間の接着性
を高めるとともに第２のゴム層３２自体が流動するた
め、前記エアー溜まりを効果的に抑制できる。又第２の
ゴム層３２は、カーカスプライ本体２９Ａと巻上げ部２
９Ｂとの間の剪断歪も緩和させるため、ビード耐久性の
更なる向上に役立つ。

【００３２】又第２のゴム層３２の前記外端１３からの
カーカス６に沿った長さＬ１は、５〜１５ｍｍが好まし
く、又第１、２のゴム層３１、３２は、ＪＩＳＡ硬度を
５０〜８０度とし、ビードエイペックスゴムのＪＩＳＡ
硬度より小とするのがよい。

【００３３】なお第１のゴム層３１の厚さＴ１が１．０
ｍｍ未満では、前記破断損傷の抑制効果が達成されず、
又３．０ｍｍを越えるとリムとの嵌合力が不充分とな
る。又第２のゴム層３２の厚さＴ２が２．０ｍｍ未満、
および前記長さＬ１が５ｍｍ未満ではエアー溜まりの抑
制効果が十分に得られず、逆に厚さＴ２および長さＬ１
がそれぞれ６．０ｍｍおよび１５ｍｍを越えると、重量
の不必要な増加を招く。

【００３４】なおタイヤ１Ｂの前記ベルト層７は、スチ
ールコード等の高弾性のベルトコードを用いた少なくと
も２枚、本例では２枚のベルトプライ３５Ａ、３５Ｂか
らなり、プライ間相互でベルトコードを交差させてい
る。

【００３５】なお、空気入りタイヤにおいては、ビード
部４を、テキスタイル布１９及び第１、第２のゴム層３
１、３２の双方を用いて保護することもできる。なお前
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〜２１
Ｄ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。

【００３６】

【実施例】タイヤサイズが７．００Ｒ１６でありかつ図
１、２に示す構成を有する重荷重、小型トラック用の空
気入りタイヤを、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を夫々比較した。

【００３７】・ビード耐久性：試供タイヤを、標準リム
（５．５０Ｆ×１６）、標準内圧（６００ｋｐａ）、荷
重（１１００ｋｇ）の条件で回転ドラム試験機上で、２
０km／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６００時間であり、走行
時間が大なほど優れている。

【００３８】

【表１】

【００３９】

【発明の効果】本願の空気入りタイヤは叙上の如く構成
しているため、ビード部での重量軽減を図りつつビード
耐久性を向上できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１発明の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】ビードコアをテキスタイル布とともに示す断面
図である。

【図４】(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、２９ カーカスプライ ２９Ａ カーカスプライ本体 ２９Ｂ 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 接触域 １９ テキスタイル布 ３１ 第１のゴム層 ３２ 第２のゴム層

───────────────────────────────────────────────────── 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 B60C 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
   ルト層を具えるとともに、 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、 前記カーカスは、ビードコアとの間、ビードエイペック
   スゴムとの間に厚さ１．０〜３．０ｍｍの第１のゴム層
   を介在させ、かつカーカスプライ本体と巻上げ部との間
   かつ前記近接域に前記第１のゴム層に連続ししかも厚さ
   ２．０〜６．０ｍｍの第２のゴム層を介在させ、 しかも前記第１、２のゴム層は、ＪＩＳＡ硬度が５０〜
   ８０度、かつ前記ビードエイペックスゴムのＪＩＳＡ硬
   度より小であることを特徴とする重荷重、小型トラック
   用の空気入りタイヤ。
2. 【請求項２】前記ビードエイペックスゴムの外端のビー
   ドベースラインからの高さｈは、タイヤが装着されるリ
   ムのフランジ高さＨを中心として上下１５ｍｍの範囲で
   あることを特徴とする請求項３記載の重荷重、小型トラ
   ック用の空気入りタイヤ。