JPH0382602A - 高耐久性空気入りバイアスタイヤ - 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】 （産業上の利用分野） トラック・バス用はもとより、とくに産業車両や建設車
両などの走行車輪に広く用いられて来た重荷重用空気入
りバイアスタイヤは、近年来のラジアルタイヤの普及発
展のすう勢の下でもなお用途の如何によっては、バイア
スタイヤに特有の性能がむしろより有利に適合し、例え
ば採掘現場の如きにおける土砂の類の運搬作業用の、い
わゆるオフザロード（ＯＲ）用空気入りタイヤがその典
型であり、なかでも埋立てや道路構築に重用される山砂
の採掘・運搬に供されるときはトレッドの摩耗が極端に
少いことから、タイヤの稼動可能限界を、通例どおりの
摩耗ライフによってｉＪすることができないまま過度供
用が結果され、それに由来して重大なタイヤ故障に発展
するに至る場合があった。

このような自体が予想される用途で用いられる重荷重用
空気入りバイアスタイヤに関し、そのカ−カス耐久性の
改良に著しく有用な、開発研究の成果について以下に提
案する。

（従来の技術） 有機繊維コードをゴム中に埋め込んだプライの複数層を
そのうちおよそ半数のプライのコード方向と残りのプラ
イのコード方向とを互いに逆方向として積層したバイア
ス構造のカーカスを、一対のビード部間にわたり配置し
た従来の空気入りバイアスタイヤではカーカスの積層各
プライについて、３〜１０本分にわたるオーバーラップ
代となるような、いわゆるオーバーラツプジヨイントが
、タイヤのグリーンケース造成作業の簡便さ、造成設備
の単純化及び生産性向上のために慣用されて来た。

（発明が解決しようとする課題） 山砂採掘及び運搬の如き、主として砂地で供用され、ト
レッド摩耗が目立たぬまま、長期にわたって酷使された
空気入りバイアスタイヤに生じた故障、とくにプライ間
剥離や、コード切れなど疲労損傷について詳細な観察・
分析を行ったところ、故障の発端は全て何らかの不均質
箇所であったが、その大半は、タイヤのリム組み状態に
おけるタイヤの回転軸心を含む断面内にて、リムフラン
ジの曲率半径の中心を通って上記軸心と４５°をなす直
線と、トレッド端を通って上記カーカスのパスラインに
下ろした法線とで区切ったサイドウオール領域内に位置
している積層各プライのオーバーラツプジヨイント部で
起っていることが解明され、これについてはタイヤの軽
量化、コストダ曽ンを目指すタイヤコードの大径化と、
ブライ間ゴム厚みの削減措置に従って、上記の故障の傾
向は増々著しくなるし、またタイヤの使用条件について
も過荷重ないしは高速走行の傾向が、能率面から強化さ
るための歪入力の増大並びに発熱の増加によってもさら
に促進される。

そこでこの種タイヤの生タイヤ造成のためのプライ貼合
わせの際に、格別入念な考慮を伴うことなくして、上記
したような故障の端緒を与えない、積層プライのジヨイ
ントの仕方について、広範な実験を行い、あまた試行錯
誤を経て、良結果を得るに至った開発研究の成果に基い
て、とくに例えば、上記砂地での使用のように、格段に
摩耗が少ないために、通常の稼動可能限界をはるかに越
えるような使途に供用さた場合においてすら、過信に暴
くクレーム処理の要請を生しるようなことのない、高度
のカーカス耐久性を具備させた、空気入りバイアスタイ
ヤを提案することが、この発明の目的である。

（課題を解決するための手段） この発明は有機繊維コードをゴム中に埋込み配列したプ
ライの複数層をそのうちのおよそ半数のプライのコード
方向と残りのプライのコード方向とを互いに逆方向とし
て積層したバイアス構造のカーカスを、一対のビード部
間にわたり配置した空気入りバイアスタイヤにおいて、
コード方向が互いに相反している隣接プライ同志の層間
コード間隔（δ）とコード径（ｄ）との比（δ）／（ｄ
）の値が０．３５以上でかつ１．３以下の範囲内にて、
上記カーカスの全プライ数のうち少なくとも外側寄り１
７２以上のプライは、それら各プライのジヨイント部に
おける、層内コード離間距Ｍ（ω）とコード径（ｄ）の
値が０．２以上でかつｌ０９０以下の範囲内にあって、
これらの層内コード離間ジヨイント部をタイヤの回転軸
心のまわりに分散配置して戒ることを特徴とする、高耐
久性空気入りバイアスタイヤである。

一般にこの種のタイヤのカーカスプライは、慣例に従っ
て、有機繊維コードのいわゆるすだれ織り布にゴム被覆
を行った上で、必要とされる幅に斜め裁断を行い、すだ
れ織り布の耳縁にて再接合を行い乍ら剥離シートを挟ん
でコイルに巻取られたストリップを用意し、このコイル
からストリップを巻き解し彊ら、底形ドラム上で一定周
長となるコード間で斜めに裂断し、そこで再接合をして
円筒状に無端化したバンドを逐次コード方向を交差させ
乍ら積層してカーカスの造成に供される。

すだれ織り布の耳縁での再接合ジヨイントの際には、こ
の発明に従い、耳ゴムのみの重ね合わせにて一本のコー
ドもオーバーラツプさせぬようにしてストリップをつく
り、このストリップを円筒状に無端化する際には、裂断
端にて数本分のコードを抜取った跡に残る端ゴムのみの
重ね合わせにして、やはり１本のコードもオーバーラツ
プさせないように配慮するが、何れの工程においても手
順はもとより、特別な資材の付加の如き不利は何も伴わ
れない。

さて第１図にこの発明に従うサイズ２６．５−２５　２
０ＰＲのローダ−用空気入りバイアスタイヤの左半断面
を示し、図中１はカーカス、２はこの例で３組宛のビー
ドコアを埋設したビード部、４はサイドウオール部であ
り、５はブレーカ６によって補強をしたトレッド、また
７はリムである。

この例でカーカス１については、とくに１本の実線にて
２枚の交差コードプライを示すものとして、それぞれ４
ブライ宛を何れもビードコア３のまわりでタイヤの内側
から外側へ巻返し、更に２プライについてはカーカス１
の最外層にてビード部２の直下に巻き込んだアップダウ
ン構造になる。

第１図にて、ビード部２はリム７のフランジ部曲率の中
心を通ってタイヤの回転軸心と４５°の角度で交わる直
線Ｙ−Ｙによって、またトレッド５はその側端にてカー
カス１パスラインに立てた法線Ｘ−Ｘにて、それぞれサ
イドウウオール４のＡ領域つまり、はじめに述べたタイ
ヤの過酷使用による損傷を生じ易い部分を区分表示した
が、この影響域には、カーカス１の積層各プライの上記
したジヨイント部が含まれていることは明らかである。

また第２図にはシングルビードコアを用いたサイズ１５
．５−２５のローグー用空気入りバイアスタイヤの左半
断面を示し、第１図と共通の構成要部につき同一の番号
を付してあられしである。

何れの場合も、カーカス１のプライに充てるストリップ
８のジヨイント部９を、第３図にてその１−１断面とと
もに示したように、第４図に示したゴム被覆すだれ織り
布の斜め裁断片（コード斜面）　１０．１０′　の、ゴ
ム被覆に際して形成された耳ゴム１１．１１’　だけを
重ね合わせ、従来、この種のジヨイント部では第５図の
ように数本のコードを重ね合わせたのに対してコードは
１本もオーバーラツプさせないようにして接合する。こ
こに耳ゴム１１．１１′　のみのオーバラップ代はＷに
て示した。

一方上記のようなジヨイント部９によるストリップ８か
ら成形ドラム上にて円筒状に無端化するとき、第６図（
ａ）に示した斜め裂断端１２．１２”についてその端縁
にて２．３木兄のコードを・印で示したように抜き取り
、端ゴム１３．１３′　のみの重ね合わせにて同図（ｂ
）にように接合し、ここにはやはりコードは１本もオー
バーラツプさせなきようにしてジヨイント部９′を得る
。端ゴム１３．１：Ｔのオーバーラップ代をＷ′にて示
した。

このように円筒状に無端化したカーカスバンドは、ジヨ
イント部９．９′をバンドの円周に沿って分散させ、隣
接層のコード方向が互いに交差する向きにて造成ドラム
上で積層し所要数のビードコア３をはめ合わせて第１図
、第２図に示す最終形状と対応するようなカーカスの折
返しを経て、いわゆるグリーンケース（図示略）をつく
る。このグリーンケースにはもちろん、ブレーカ６の貼
り合わせを行ってから、サイドウオール４及びトレッド
５に適合するゴムを貼り付け、ステッチャリングが施さ
れる。

このグリーンケースは加硫釜内にてブラダによる加圧下
でモールドキャビティに応したトレッドパターンと外形
の成形と同時に、加熱裡の加硫が施される。このような
工程はもちろん在来の一般的な慣例に従う。

このようにして第１図、該２図のような断面形状をもつ
空気入りタイヤ製品はそのカーカスプライのジヨイント
部９，９′を含むプライ積層のありさまを第７図に示し
、図中δはプライの層間コード間隔、ωはプライの層内
コード離間距離、ｄはコード径であり、この発明におい
てδ／ｄの値を０．３５以上でかつ１．３以下の範囲内
で、ω／ｄの値をとくにカーカスｌの全プライのうち少
なくとも外周寄り１ノ２以上のプライについて０．２以
上でかつ１０．０以下の範囲内にすることが必要である
。

図においてコード断面に斜線を入れて区別した第（ｉ）
番目のプライの層１４は層内コード離間距離ωをへだで
るジヨイント部９′を有し、これに重なる第（ｉ＋１）
番目のプライの［１５は、図にはあられしていない第（
ｉ−１）番目のプライの層とともにコード方向が第ｉ番
目のプライの層１４に対して斜交し、各プライの層は、
層間コード間隔δをへだて、ここにコード被覆ゴムが介
在し、従ってコード間における直接の相互接触を生じる
ことはない。

これに対して従来タイヤにて慣用されて来たオーバーラ
ツプ長さｌにわたる重ね合わせジヨイント部１６が第ｉ
番目のプライの［１４に含まれているときの様子を第８
図（ａ）につき示すように、層間コード間隔δをコード
径ｄに比しかなり過大にとらぬ限り重ね合わせジヨイン
ト部１６におけるコード接触が生じることとなる。

さらにタイヤに内圧が充てんされると、タイヤの赤道を
またいだ隣接ブライのＪ！１ｆ１４．１５の層間コード
挟角が小さくなり乍ら第８図（ｂ）に示すように接触し
たコードの相互間における圧迫が強められる一方で、タ
イヤが負荷を受は転動する際も接地域に入る度毎に、逆
に上記コード挟角が大きくなる変化、いわゆるパンタグ
ラフ運動を生じるため、接触したコード交差部分にこす
れ合いがもたらされ、とくに上述のサイドウオール領域
Ａそれもとくにカーカス１の全プライのうち少なくとも
外側寄り１７２以上のプライにおいて甚だしいのである
。

（作　用） 第８図について述べたような従来のオーバーラツプジヨ
イント部１６が含まれていると、その周辺に比較して必
然的に高い剛性と、薄いゴム厚みをもつこととなり、そ
の結果タイヤの負荷の下での転勤に伴ってオーバーラツ
プジヨイント部■６には、その周辺に比し極端に大きい
歪が生じ、そのために該部分を核としてまず微細な層間
はく離やコード切れに発展し、これが順次に伝播して、
終にはタイヤの破壊にまで発展するのである。

すなわちプライの層１４と１５との間介在するコード被
覆ゴムが、核層のコード交差部分にて、上記したパンタ
グラフ運動を受けて生じるせん断歪履歴は、例えば第９
図に示される如くであって、内圧光てん時を基準にせん
断歪を縦軸にとると、負荷の下での転勤で接地域に到来
する度毎に（＋）。

（＝）のピークがくり返し生じ、これと同時に上述した
コード交差部分にも、脈動的な圧縮歪が発生する。

上記のコード被覆ゴムの厚みは、オーバーラツプジヨイ
ント部１６においては層間コード間隔δが著しく小さく
なるため極薄となるので、過大なせん断歪の下にコード
との界面に亀裂が生じ次に成長じて、終にはゴムとコー
ドのはく離を生じる。

加えてコードに働くくり返し圧縮のためにコードの疲労
破断、コード切れに至るわけである。

この発明によれば層内コード離間ジヨイント部９．９′
でコード１本といえども重なり合う部分がなく、隣接プ
ライの層間コード間隔δが、カーカス１の全周上で確保
され得て、この間隔δとコード径ｄとの比に依存する、
コード圧縮歪指数の関係は、第１０図に示すとおりであ
って、δ／ｄの値が０．３５〜１．３の範囲内では、事
実上、コード疲労が結果される程度に過大なコードの圧
縮歪を生じるうれいのないことがわかる。

ここにδ／ｄが０．３５に満たないと、上記したコード
疲労のうれいを根絶し得す、例えば走行路面が砂地や泥
地の如く、比較的摩耗に対しマイルドな条件の下に４　
、０００エンジンアワーを超えるような超長期使用に供
されたり、極端な過荷重下に使用されるとき、セパレー
ションないしコード切れを来すうれいがあり一方１．３
を越える程にも厚すぎるのはコスト上も不利な上に、タ
イヤ重量の点や、発熱の面でも不得策である。

また層内コード離間ジヨイント部９，９′についてはそ
の層内コード離間距離ωをコード径ｄに対して０．２〜
１０．より好ましくは５以下の範囲とすることが必要で
、０．２に満たないとき、カーカスバンドの造成上、不
可避なばらつきのためにコードのオーバーラツプを来す
うれいがあり、一方１０をこえる程に過大なときには、
カーカス１の強度が損われるうれいがある。

実施例 サイズ２６．５−２５２０ＰＲＯローダ用タイヤを、第
１図に図示したように、１８９０ｄ／２のプライを１４
枚用いバンド構成４−４−４−２にて３本のビードコア
と組合わせ、８４０ｄ／２のブレーカを４枚適用して供
試タイヤをつくった。

ここに１８９０ｄ／２のプライコード径ｄは０．７６ｍ
ｍ（すだれ織り布のとき；製品から取り出し測定しても
ほぼ同じ）であり、層間コード間隔δは、第１図のＸ−
Ｘ線付近（ただし層内コード離間ジヨイント部のωにわ
たる間を除く）にて、０．３８〜０．４２ｍ　（δ／ｌ
　；　０．５〜０．５５）またＹ−Ｙ線付近では、０．
４８〜０．５３ｍｍ　（δ／ｌ　；　０．６３〜０．７
０）とし、かつ層内コード離間距離ωについては、Ｘ−
Ｘ線付近にて２．４〜３．８　ｍｍ　（ω／ｄ　；　３
．２〜５）、Ｙ−Ｙ線付近では２．０〜３．１（ω／ｄ
　；　２．６〜４．１）とした。

これに対するコントロールとしての従来タイヤのオーバ
ランプジヨイント部では、Ｘ−Ｘ線付近にて層間コード
間隔δは０．２〜−０．２＋ｎｍ　（δ／ｄ　。

０．２６以下）Ｙ−Ｙ線の近傍で０．２〜０．４　ｍｍ
　（δ／ｄ；０．２６〜０．６１）であり、そのオーバ
ランプジヨイントの長さｉは２０〜３０ｍｍにわたらせ
た。Ｘ−Ｘ線付近にて間隔δが−０，２ｍｍになってい
るのは、層間のコードが互いにめり込んだ状態を意味す
る。

何れの場合もカース１のコード角度は、タイヤの赤道面
に対し最内側プライで３６°、最外側プライは３４°で
あった。

供試タイヤ及び従来タイヤを個別に装着したローダを、
製品砕石積込み工場にてほぼ同様な稼動条件にて実地比
較テストを行い、エンジンアワー（仕業合計時間）約４
０００時間にて、トレッド摩耗率はぼ７０％で取外し、
解剖チエツク（タイヤを８等分して各切断面を観察）し
たところ、従来タイヤのカーカスはオーバーラツプジヨ
イント部を核とする亀裂からはく離がプライの全幅にわ
たって３か所で発生し、また亀裂のみは５か所で認めら
れ、コード切れの前徴であるコード強力の低下を生じて
いたのに対し、供試タイヤには何らの異常も見出せなか
った。

またコードの残存強力を、新品の製品タイヤにおける健
全な第１図の領域Ａの部分から取出したコードの強力を
１００とする指数表示で比較すると、次表のとおりであ
った。

部　位　　　供試タイヤ　　　　従来タイヤＸ−Ｘ付近
　　　９０〜９６６０〜６８Ｙ−Ｙ付近　　　９３〜９
Ｇ　　　　　５５〜６２なおコードの残存強力指数が５
５まで低下しているのは、破断寸前の状態である。

（発明の効果） この発明によれば、空気入りバイアスタイヤが通常の摩
耗ライフをはるかに超越してなおトレッドにおける現実
の摩耗を生じないまま、引続く過剰期間にわたって供用
されるような使途で懸念される重大なカーカス破壊に至
ろうれいのない、高度のカーカス耐久性を具備し、これ
によって、−船釣使途における数次にもわたるような摩
耗ライフの更新のためのりキャップにも十分に耐え得る
点において有用性が著しい。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は空気入りバイアスタイヤの断面図、 第３図はコードストリップの部分平面図と■−Ｉ線断面
図、 第４図はゴム被覆すだれ織りコード斜面の耳縁の説明図
、 第５図はオーバーラツプジヨイント部 明図、 第６図（ａ）、　（ｂ）は、カーカスバンドの無端化接
合要領の説明図、 第７図はこの発明に従うタイヤのカーカスにおけるプラ
イの層間コード離間ジヨイント部を含む積層状の説明図
、 第８図（ａ）、　（ｂ）は、従来タイヤについてのオー
バーラツプジヨイント部を含む積層状況について示した
説明図、 第９図は積層プライの層間コード交差部分の被覆ゴムに
生じるせん断歪履歴を示すグラフ、第１０図は層内コー
ド間隔δとコード径ｄの比が、層間コード交差部におけ
るコード内圧縮歪に及ぼす影響を示すグラフである。 ｌ・・・カーカス ３・・・ビードコア ５・・・トレッド ７・・・リム ９・・・ジヨイント部 １２、１２′・・・裂断端 ２・・・ビード部 ４・・・サイドウオール部 ６・・・ブレーカ ８・・・ストリップ １１、１１′　・・・耳ゴム １３、１３’・・・端ゴム 第１図 第２図 第３図 第５図 Ｉ５ 第６図 （ａ） 第７図 第８図 （ａ） （ｂ） 第９図 １荷Ｈ動１；よ５ゼ人前歪 荷ｔＪ下 荷ｌ！Ｔ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、有機繊維コードをゴム中に埋込み配列したプライの
   複数層をそのうちのおよそ半数のプライのコード方向と
   残りのプライのコード方向とを互いに逆方向として積層
   したバイアス構造のカーカスを、一対のビード部間にわ
   たり配置した空気入りバイアスタイヤにおいて、コード
   方向が互いに相反している隣接プラ イ同志の層間コード間隔（δ）とコード径（ｄ）との比
   （δ）／（ｄ）の値が０．３５以上でかつ１．３以下の
   範囲内にて、上記カーカスの全プライ数のうち少なくと
   も外側寄り１／２以上のプライは、それら各プライのジ
   ョイント部における、層内コード離間距離（ω）とコー
   ド径（ｄ）の値が０．２以上でかつ１０．０以下の範囲
   内にあって、これらの層内コード離間ジョイント部をタ
   イヤの回転軸心のまわりに分散配置して成ることを特徴
   とする、高耐久性空気入りバイアスタイヤ。