JP5094095B2 - 空気入りタイヤのビード部構造 - Google Patents

Description

この発明は、空気入りタイヤのビード部構造に関するものであり、とくには、ビード部の内部へ酸素が浸透することに起因する、ビード部構成部材の酸素劣化を有効に防止できる技術を提案するものである。

たとえば、図５（ａ）に略線斜視図で示すように、生タイヤの成型に当って、バンドドラム５０上で均一直径の円筒状に形成した、インナーライナゴム、ゴムチェーファゴム等を含むカーカスバンド５１を、そのバンドドラム５０から成型ドラム上に移載し、そこで図５（ｂ）に、中心軸線を含む半径方向断面図で例示するように、カーカスバンド５１の両端部分を、内径Dから巻き返し部内径ｄまで縮径変形させるとともに、それらの端部分を、そこに嵌め合わせたビードコア５２の周りに巻き返して係止させる場合において、バンドドラム５０上で、インナーライナゴム５３、チェーファゴム５４およびカーカス５５等を順次に積層してカーカスバンド５１を構成したときは、そのカーカスバンド５１の端部分の縮径変形に際して、インナーライナゴム５３の端部分と、そこに積層したチェーファゴム５４との間に、縮径部分で、半径方向および軸線方向内外の相対変位が生じ、この相対変位によって、それら両者の密着性が損われることがしばしばあった他、インナーライナゴム５３の端縁が、その縮径変形部分で、製品タイヤのビードトウ部分の先端に相当する位置よりも半径方向の外方にずれて位置することがしばしばあった。

カーカスバンド５１のこのような縮径変形によって、インナーライナゴム５３とチェーファゴム５４との密着性が一旦損われると、成型を終えた生タイヤの、加硫モールド内での加硫形成によってそれらの両者を加圧下で加硫接着させても、そもそも、ガスバリア性等を重視した、ブロモブチルゴムを８０％以上含む組成になるインナーライナゴム５３と、耐リム擦れ性、耐リム滑り性、耐へたり性等を重視した、天然ゴムとブタジエンゴムとがほぼ半々の組成になるチェーファゴム５４とは接着性が低いことに加え、加硫形成の開始時の、それら両者の密着性の低さから、加硫接着の終了後、いいかえれば、製品タイヤにおいてなお、インナーライナとゴムチェーファとを十分な強度で接着させることができず、これがため、それらの両者間に比較的早期の剥離が発生し易く、その剥離部分から、製品タイヤへの充填空気中の酸素がビード部内へ浸透して、ビード部構成部材の酸素劣化を促進し、ビード部の耐久性を低下させるという問題があった。

そしてまた、上述したところにおいて、インナーライナゴム５３の端縁が、カーカスバンド５１の縮径変形部分で、製品タイヤのビードトウ部分の先端に相当する位置よりも半径方向外方にずれることとなって、リム組みタイヤへの空気圧の充填状態で、ガスバリア性の低いゴムチェーファが、タイヤへの充填空気に直接的に晒される場合には、インナーライナとゴムチェーファとの間の剥離の有無にかかわらず、酸素がゴムチェーファを経てビード部内へ浸透して、構成各部を酸素劣化させるという問題があった。

この発明は、このような問題を解決することを課題としてなされたものであり、それの目的とするところは、ビード部内への酸素の浸透を有効に阻止して、ビード部構成部材の酸素劣化を効果的に防止できる空気入りタイヤのビード部構造を提供するにある。

この発明に係る空気入りタイヤのビード部構造は、一対のビードコアと、これらのビードコア間にトロイダルに延びて、両側部域をそれぞれのビードコアの周りに、たとえば、タイヤ幅方向の内側から外側に向けて巻き返した、ラジアル構造とすることができるカーカスと、ビードコアの内周側で、ホイールリムのビードシートへの接触面としてのビードベースを区画するゴムチェーファおよび、タイヤの内表面を区画するインナーライナとを具えるタイヤビード部において、タイヤの内表面側で、インナーライナとカーカスとの間へゴムチェーファの一部を入れ込み配置するとともに、インナーライナとゴムチェーファとの間に、ブチルおよびハロゲン化ブチルの少なくとも一方を含む接着ゴムを介装してなるものである。

ここで好ましくは、接着ゴムを、ゴム成分の５０質量％以下のブチルおよびハロゲン化ブチルの少なくとも一方を含むゴム組成物により構成する。

また好ましくは、接着ゴムを、ビードトウ部分の先端から、インナーライナに沿って４０ｍｍ以下の半径方向領域内に配設するとともに、ビードトウ部分の先端から、ビードベースに沿ってビードベース幅の１／２以内の幅方向領域内に配設する。

そしてこの場合は、接着ゴムの、半径方向の配設域内の、ビードトウ部分の先端近傍で、その接着ゴムをインナーライナから露出させて配設することもできる。
ここで「先端近傍」とは、ビードトウの先端から、タイヤ内面に沿って半径方向外方へ測って１０ｍｍまでの範囲をいうものとする。
かくしてこの場合は、インナーライナの半径方向の内端は、ビードトウ部分の先端より半径方向外方で、その先端から、半径方向外方１０ｍｍの範囲内に存在することになる。

この発明に係るビード部構造では、とくに、インナーライナとゴムチェーファとの間に、ブチルおよびハロゲン化ブチルの少なくとも一方を含む接着ゴムを介装することで、生タイヤの加硫形成後の製品タイヤでは、接着ゴムそれ本来の機能の下で、インナーライナとゴムチェーファとを十分強固に加硫接着することができるので、それら両者の意図しない剥離を長期間にわたって効果的に防止して、ビード部構成部材の酸素劣化のおそれを有効に取り除くことができる。

この一方で、接着ゴムは、それの加硫前における、生タイヤの成型工程の、カーカスバンド端部分の、図５（ｂ）に例示するような縮径変形に際しては、インナーライナゴムとチェーファゴムとの半径方向等の相対変位を、それに固有の粘着力等をもって拘束するとともに、それら両者の密着性を有効に維持するべくも機能することになるので、カーカスバンドのその縮径変形時の、インナーライナゴムとチェーファゴムとの密着性の低下のおそれを有利に抑制し、併せて、そのインナーライナゴムの内端縁の、製品タイヤのビードトウ部分の先端に相当する位置への拘束を有効に実現することができる。

かくして、このビード部構造によれば、ビード部構成部材の酸素劣化のおそれを、インナーライナとゴムチェーファとの十分な加硫接着および、インナーライナの内端縁の、製品タイヤでの、ビードトウ部分の先端もしくはその近傍への拘束によって効果的に防止することができる。
なおここで、ビードトウ部分の先端近傍とは、先にも述べたように、ビードトウ部分の先端から、タイヤ内面に沿って半径方向外方へ測って１０ｍｍまでの範囲をいうものとする。

このようなビード部構造において、接着ゴムを、ゴム成分の５０質量％以下のブチルおよびハロゲン化ブチルの少なくとも一方を含むゴム組成物によって構成した場合には、その接着ゴムそれ自体を、ブチル系および天然ゴム系のそれぞれに対して十分強固に加硫接着させることができ、たとえば、インナーライナゴムが、前述したような、ブロモブチルゴムを主成分とするものであり、チェーファゴムが、これも前述したような、天然ゴムおよびブタジエンゴムを主成分とするものであっても、それら両者の接着強度を十分に高めることができる。

そしてまた、接着ゴムの配設域に関し、その接着ゴムを、ビードトウ部分の先端から、インナーライナに沿って４０ｍｍ以内の半径方向領域内に配設するとともに、ビードトウ部分の先端から、ビードベースに沿ってビードベース幅の１／２以内の幅方向領域内に配設したときは、複数種類の構成部材が集中する部位にあって、仮りに、生タイヤの成型時に、タイヤ構成部材に若干の組付け誤差等が生じることがあっても、所期した通りの接着を十分に担保することができる。

ところで、ブチルおよびハロゲン化ブチルの少なくとも一方を含む接着ゴムは、それ自体ですぐれた酸素バリア性を発揮できることから、たとえば、生タイヤの成型精度等との関連において、製品タイヤで、接着ゴムの、半径方向の配設域内のビードトウ部分先端近傍で、その接着ゴムがインナーライナから露出することがあっても、接着ゴムによる接着強度の増加と相俟って、ビード部構成部材の、内部酸素劣化を有効に抑制することができる。

図１は、この発明の実施の形態を一方のビード部についてリム組み姿勢で示すタイヤ幅方向の断面図であり、図中１はビードコアを、２は、一対のビードコア１間にトロイダルに延在させて、両側部域をそれぞれのビードコア１の周りに、タイヤ幅方向の内側から外側に向けて巻き返した、ラジアル構造もしくはバイアス構造とすることができる一枚以上のカーカスプライからなるカーカスをそれぞれ示す。

また、図中３は、ビードコア1の内周側に配設したゴムチェーファを示し、このゴムチェーファ３は、ホイールリムＲのビードシートＢＳに面接触するビードベース４を区画する。そして５は、タイヤの内表面を区画する、ガスバリア性等にすぐれたインナーライナを示す。

さらにここでは、ビードシートＢＳに面接触するビードベース４の区画に寄与するこのゴムチェーファ３を、ビードトウ側にあって、インナーライナ５とカーカス２との間に入り込んで、ビードコア１より半径方向外方へ延びる軟ゴム部分３ａと、ビードヒール側にあって、リムフランジＲＦより半径方向外方へ延びる硬ゴム部分３ｂとで構成するとともに、ビードトウ部分６で、インナーライナ５とゴムチェーファ３、より直接的には、それの軟ゴム部分３ａとの間に、ブチルおよびハロゲン化ブチルの少なくとも一方を、好ましくは、ゴム成分の５０質量％以下の比率で含む接着ゴム７を介装する。

なお、図中８は、ビードコア１の周りで、カーカス２に沿わせて、そのカーカス２とゴムチェーファ３との間に配設したワイヤチェーファを示す。

かかるビード部構造によれば、先にも述べたように、接着ゴム７の本来的な機能の下で、加硫成形を終えた製品タイヤにおいて、たとえば、ブロモブチルゴムを主成分とするインナーライナ５と、これもたとえば、天然ゴムおよびブタジエンゴムを主成分とするゴムチェーファ３の軟ゴム部分３ａとを十分強固に加硫接着させることができる。

また、この接着ゴム７は、それの加硫前は、接着ゴム素材に固有の粘性力等の作用の下で、生タイヤの成型に際する、インナーライナゴムとチェーファゴムとの密着性をアシストし、そして、そのインナーライナゴムの端縁を所定の位置に拘束するので、生タイヤの成型時の、インナーライナゴムとチェーファゴムとの密着性を有効に確保するとともに、インナーライナゴム内端縁の、製品タイヤのビードトウ部分６の先端に対応する位置からの位置ずれを有利に抑制することができ、結果として、インナーライナ５および接着ゴム７両者の酸素バリア性の下で、ビード部構成部材の酸素劣化のおそれを有効に取り除くことができる。

以上のようなビード部構造において、接着ゴム７の配設域は、ビードトウ部分６の先端から、タイヤ内面、図ではインナーライナ５に沿って測った距離ａが４０ｍｍ以内となる半径方向の領域内で、かつ、ビードトウ部分６の先端から、ビードベース４に沿ってビードヒール部分９側へ測った距離ｂが、ビードベース幅ｗの１／２以内となる幅方向領域内とすることが好ましい。

図２は、このことを、とくには接着ゴムの半径方向の配設域を変化させた場合について例示する要部断面図であり、図２（ａ）に示すものは、接着ゴム７を、ビードトウ部分６の先端対応位置から半径方向外方に向けて、そこから４０ｍｍ以内の領域内に連続的に配設したものである。

また、図２（ｂ）に示すものは、接着ゴム７半径方向の配設域は、ビードトウ部分６の先端対応位置から４０ｍｍ以内の領域内ではあるものの、接着ゴムそれ自身の半径方向の内端ｉを、ビードトウ部分６の先端位置ｐより半径方向の外方に位置させたものである。

図３は、接着ゴムの他の配設例を示す断面図であり、これは、接着ゴム７を、ビードトウ部分６の先端対応位置から、ビードベース４に沿って測って、ビードベース幅ｗの１／２以内の領域内に配置する一方で、その接着ゴム７の半径方向の配設域を、ビードトウ部分６の先端対応位置から測って、図３（ａ）に示すところでは、半径方向の外方に向けて相対的に広い範囲とし、そして図３（ｂ）に示すところでは、半径方向の外方に向けて相対的に狭い範囲として、その半径方向の距離ａを、幅方向の距離ｂより小さくしたものである。

図４は、他の実施形態を示す要部断面図であり、これはとくに、接着ゴムのすぐれた接着性に加えて、高い酸素バリア性を利用する場合を示すものである。

これは、接着ゴムそれ自体がタイヤ内への充填空気に接してなお、ビード部内への酸素の浸透を有効に阻止することができる点に着目したものであり、この図に示すところでは、インナーライナ２の半径方向の内端を、ビードトウ部分６の先端位置ｐの近傍に位置させることで、その近傍部分で、接着ゴム７をインナーライナ２から露出させたものである。
この場合は、接着ゴム７がインナーライナ２から露出する狭小領域では、その接着ゴムそれ自体が、ビード部構成部材の酸素劣化を防止するべく機能することになる。

ここで、図４（ａ）に示すものは、接着ゴム７を、ゴムチェーファ３の内表面側の全体を覆うように配設したものであり、また、図４（ｂ）に示すものは、ゴムチェーファ３の内表面側から、ビードトウ部分６の先端位置ｐを経て、ビードベース側に至るまでの範囲にわってゴムチェーファ３を覆うように接着ゴム７を配設したものである。
そしてこれらのいずれの場合であっても、接着ゴム７の配設域は、先の距離条件を満たすものとしている。

サイズが１１Ｒ２２．５のトラック及びバス用タイヤにつき、図２（ａ）および図４（ａ）に示すそれぞれのビード部構造を採用し、接着ゴムの厚みを０．５ｍｍ、距離ａを４０ｍｍとするとともに、接着ゴムの組成を、クロロブチルゴム／天然ゴム＝５０／５０とした実施例タイヤ１および２と、実施例タイヤから接着ゴムを省いたビード部構造を有する比較例タイヤ１および２とのそれぞれの、ビード部の酸素バリア性を以下の条件の下で測定したところ、表１に指数で示す結果を得た。
表中の指数値は、小さいほどすぐれた結果を示すものとした。
なお、ここでの試験は、タイヤに酸素を充填し、６０℃の恒温度で、３０日間維持した後、カーカス表面のゴムの酸素劣化度合を測定することで、酸素バリア性を評価することにより行った。

表１に示すところによれば、実施例タイヤはいずれも、接着ゴムの作用下で、すぐれた酸素バリア性を発揮し得ることが解かる。

この発明の実施形態を示す、一方のビード部のタイヤ幅方向断面図である。 変形例を示す図１と同様の断面図である。 他の変形例を示す図１と同様の断面図である。 他の実施形態を示す、一方のビード部のタイヤ幅方向断面図である。 ビード部の酸素劣化のおそれの高い生タイヤの成型例を示す説明図である。

符号の説明

１ ビードコア
２ カーカス
３ ゴムチェーファ
３ａ 軟ゴム部分
３ｂ 硬ゴム部分
４ ビードベース
５ インナーライナ
６ ビードトウ部分
７ 接着ゴム
８ ワイヤチェーファ
９ ビードヒール部分
Ｒ ホイールリム
ＢＳ ビードシート
ＲＦ リムフランジ
ａ，ｂ 距離
ｐ 先端位置
ｉ 内端
ｗ ビードベース幅

Claims (4)

1. 一対のビードコアと、これらのビードコア間にトロイダルに延びて、両側部域をそれぞれのビードコアの周りに巻き返したカーカスと、ビードコアの内周側でビードベースを区画するゴムチェーファおよび、タイヤの内表面を区画するインナーライナとを具えるタイヤビード部において、
   タイヤの内表面側で、インナーライナとカーカスとの間へゴムチェーファの一部を入れ込み配置するとともに、インナーライナとゴムチェーファとの間に、ブチルおよびハロゲン化ブチルの少なくとも一方を含む接着ゴムを介装し、接着ゴムの少なくとも一部を、ビードトウ部分の先端から、インナーライナの内縁に沿って配設してなる空気入りタイヤのビード部構造。
2. 接着ゴムを、ゴム成分の５０質量％以下のブチルおよびハロゲン化ブチルの少なくとも一方を含むゴム組成物により構成してなる請求項１に記載の空気入りタイヤのビード部構造。
3. 接着ゴムを、ビードトウ部分の先端から、インナーライナの内縁に沿って４０ｍｍ以内の半径方向領域内に配設するとともに、ビードトウ部分の先端から、ビードベースに沿ってビードベース幅の１／２以内の幅方向領域内に配設してなる請求項１もしくは２に記載の空気入りタイヤのビード部構造。
4. 接着ゴムの、半径方向の配設域内の、ビードトウ部分の先端近傍で、その接着ゴムをインナーライナから露出させて配設してなる請求項１〜３のいずれかに記載の空気入りタイヤのビード部構造。

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