JP3422694B2 - 重荷重用タイヤ - Google Patents

重荷重用タイヤ

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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
    • B60C15/00Tyre beads, e.g. ply turn-up or overlap
    • B60C15/04Bead cores
    • B60C2015/044Bead cores characterised by a wrapping layer

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  • Tires In General (AREA)

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。
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