JP5815914B2 - タイヤの製造方法 - Google Patents

Description

本発明はタイヤ、特にはビード部の耐久性を向上させたタイヤに関する。

近年のタイヤは、トレッドの耐摩耗性が向上したことなどにより、廃品となるまでの寿命が延びている。このようなタイヤの長寿命化に対応するため、従来のタイヤには、タイヤのビード部に生じるカーカス折り返し部の外側でのセパレーションやワイヤーチェーファーのカーカス本体部を覆う部分のタイヤ径方向での最外端におけるセパレーション等の故障に対する対策がなされていた。しかしながら、かようなタイヤにも、タイヤ寿命の後半にテキスタイルチェーファーのカーカス本体部を覆う部分のタイヤ径方向での最外端からビード部故障が発生する問題が生じてきた。

そこで、カーカス折り返し部の外側でのセパレーション、及びワイヤーチェーファーのカーカス本体部を覆う部分のタイヤ径方向での最外端でのセパレーションへの耐久性を損なうことなく、更に、テキスタイルチェーファーのカーカス本体部を覆う部分のタイヤ径方向での最外端からのビード部故障を抑制することによって、ビード部の耐久性を改善したタイヤが求められていた。かような要求に応えるため、特許文献１及び特許文献２には、カーカス折り返し部の外側の耐久性及びワイヤーチェーファーのカーカス本体部を覆う部分のタイヤ径方向における最外端でのセパレーションへの耐久性を向上させるための技術が開示されているものの、テキスタイルチェーファーのカーカス本体部を覆う部分のタイヤ径方向における最外端の耐久性は十分ではなかった。

特開２００２−２１９９１２号公報 特開２００８−１４３２９１号公報

そこで、本発明はビード部の耐久性を向上させたタイヤを提供することを目的とする。

本発明者がテキスタイルチェーファーのカーカス本体部を覆う部分のタイヤ径方向での最外端からのビード部故障の機構について詳細に検討したところ、ｉ）テキスタイルチェーファーの拡張率が大きくなると、タイヤ加硫中にテキスタイルチェーファーの収縮が生じるため、その収縮によりテキスタイルチェーファーのカーカス本体部を覆う部分のタイヤ径方向での最外端からインナーライナー層でクリスが生じ、ｉｉ）該クリスを基点にクラックが生じ、このクラックを介して透過した酸素によりカーカスプライのコーティングゴムが劣化し、ｉｉｉ）タイヤ寿命の後半にかけて、カーカスのプライコード沿いにコーティングゴムが剥離する、ことによってビード故障に至ることが明らかになった。すなわち、製造時におけるテキスタイルチェーファーの拡張率を抑制することによって、かようなビード部の故障を防止できることが分かった。この結果を踏まえて、本発明者が上記目的を達成するために詳細に検討した結果、製造時におけるテキスタイルチェーファーの拡張率を抑制して、リムのフランジ半径の中心をＰとし、テキスタイルチェーファーのカーカス本体部を覆う部分のタイヤ径方向での最外端をＡとしたとき、Ｐを通りタイヤ回転軸と平行な直線と、ＰとＡとを結ぶ直線とで挟まれる角度が、所定の条件において所定の角度になるように製造することによって、ビード部の耐久性が高く長寿命であるタイヤが提供できることを見出し、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明の要旨構成は以下の通りである。
（１）一対のビードコア間でトロイド状に延びるカーカス本体部、及び該カーカス本体部から、ビードコアのまわりでタイヤ内側から外側に巻き回されてタイヤ径方向に延びるカーカス折り返し部からなる、少なくとも１層のカーカスと、
前記カーカス本体部から前記カーカス折り返し部の方向に、前記カーカスを覆うように延びる、少なくとも２層のテキスタイルチェーファーと、少なくとも１層のワイヤーチェーファーとをそなえるタイヤであり、
前記タイヤは、ＴＲＡに規定された標準リムにタイヤを組み込み、内圧を５０ｋＰａとした状態で、前記リムのフランジ半径の中心をＰとし、前記テキスタイルチェーファーのカーカス本体部を覆う部分のタイヤ径方向での最外端をＡとしたとき、Ｐを通りタイヤ回転軸と平行な直線と、ＰとＡとを結ぶ直線とで挟まれる角度θが４０°≦θ≦６０°の範囲にあり、
前記テキスタイルチェーファーのコードは、該テキスタイルチェーファーの層間で交差しており、且つ、該コードと該コード上の点を通るタイヤ外周の同心円の該点における接線とによって挟まれる角度αが２０°≦α≦７０°の範囲にある、
タイヤの製造方法であり、
タイヤ成型時のテキスタイルチェーファーのカーカス本体部を覆う部分のタイヤ径方向での最外端からタイヤ軸Ｓに下ろした法線を半径とする、タイヤ軸Ｓを中心として描いた円の周長をＬ、加硫後のテキスタイルチェーファーのカーカス本体部を覆う部分のタイヤ径方向での最外端からタイヤ軸Ｓに下ろした法線を半径とする、タイヤ軸Ｓを中心として描いた円の周長をＭとしたとき、タイヤ成形から製品までのテキスタイルチェーファーの拡張率（Ｍ／Ｌ×１００）を１００〜１１０％とする
ことを特徴とするタイヤ。

本発明によれば、リムのフランジ半径の中心をＰとし、前記テキスタイルチェーファーのカーカス本体部を覆う部分のタイヤ径方向での最外端をＡとしたとき、Ｐを通りタイヤ回転軸と平行な直線と、ＰとＡとを結ぶ直線とで挟まれる角度θを４０°≦θ≦６０°の範囲とし、前記テキスタイルチェーファーのコードは、該テキスタイルチェーファーの層間で交差しており、且つ、該コードと該コード上の点を通るタイヤ外周の同心円の該点における接線とによって挟まれる角度αが２０°≦α≦７０°の範囲とし、タイヤ成型時のテキスタイルチェーファーのカーカス本体部を覆う部分のタイヤ径方向での最外端からタイヤ軸Ｓに下ろした法線を半径とする、タイヤ軸Ｓを中心として描いた円の周長をＬ、加硫後のテキスタイルチェーファーのカーカス本体部を覆う部分のタイヤ径方向での最外端からタイヤ軸Ｓに下ろした法線を半径とする、タイヤ軸Ｓを中心として描いた円の周長をＭとしたとき、タイヤ成形から製品までのテキスタイルチェーファーの拡張率（Ｍ／Ｌ×１００）を１００〜１１０％とする、タイヤの製造方法により製造されたものにすると、テキスタイルチェーファーのカーカス本体部を覆う部分のタイヤ径方向での最外端からの故障が抑制され、ビード部に新たに部材を追加することなく、ビード部の耐久性が高く長寿命であるタイヤを提供できる。

以下に、図面を参照しつつ本発明を詳細に説明する。図１は本発明のタイヤの一例の部分断面図であり、図２は本発明のタイヤの他の例の部分断面図であり、図３は本発明のタイヤの他の例の説明図であり、図４は本発明のタイヤの他の例の部分断面図である。

本発明のタイヤの一例においては、図１に示すように、一対のビードコア１にトロイド状に延びるカーカス本体部２と、該カーカス本体部２に連続し、ビードコアに沿ってタイヤ内側からタイヤ外側に向けてラジアル方向に巻き上げたカーカス折り返し部３と、を有する少なくとも１層のカーカスと、該ビードコア１に対して該カーカスの外側に配置した、少なくとも２層のテキスタイルチェーファー４と、少なくとも１層のワイヤーチェーファー５とをそなえる。

ここで、本発明のタイヤは、図１に示すように、リムのフランジ半径の中心をＰとし、テキスタイルチェーファーのカーカス本体部を覆う部分のタイヤ径方向での最外端をＡとし、Ｐを通りタイヤ回転軸と平行な直線と、ＰとＡとを結ぶ直線とで形成される角度をθとしたとき、ＴＲＡ（米国タイヤ・リム協会）に規定される標準リム（Ｄｅｓｉｇｎ Ｒｉｍ）にタイヤを組み込み、内圧を５０ｋＰａとした状態において、前記角度θを２０°≦θ≦６０°の範囲にすることが肝要である。従来のタイヤにおいては、前記角度θが約６６°であったが、この場合、テキスタイルチェーファーのカーカス本体部を覆う部分のタイヤ径方向での最外端におけるインナーライナー層でクリスが生じることがあった。本発明のタイヤにおいては、前記角度θを６０°以下にすることによってかようなクリスが殆ど生じなくなる。また、前記角度θが２０°未満であるとテキスタイルチェーファーで保護しているワイヤーチェーファーのカーカス本体部を覆う部分のタイヤ径方向での最外端が下がりすぎるため、前記特開２００２−２１９９１２号公報に記載されているように、タイヤのフランジ背面への倒れ込み抑制効果が小さくなり、カーカス折り返し部の外側の耐久性が極端に低下する。ここで、前記角度θが２０°≦θ≦３０°である場合、隣接するワイヤーチェーファーの倒れ込み抑制効果が低下するのを補うため、前記（３）の上記式（Ｉ）〜（ＩＶ）で規定される、ビード部の倒れ込み抑制効果が高いビードケースラインを適用することが好ましい。
ここで、テキスタイルチェーファー４とワイヤーチェーファー５の、カーカス折り返し部の方向に延びる位置については特に限定されない。更に、テキスタイルチェーファーの層数は、２層以上であれば特に限定されない。
なお、リムのフランジ半径の中心Ｐとは、リムのフランジ部の先端部分における曲率中心を指す。

前記テキスタイルチェーファー４は、繊維コードを平行に引き並べた後、ゴムで被覆してなり、前記ワイヤーチェーファー５は、スチールコードを平行に引き並べた後、ゴムで被覆してなる。ここで、本発明のタイヤにおいて、図３に示すように、前記テキスタイルチェーファーのコードは、該テキスタイルチェーファーの層間で交差しており、且つ、該コードＴｃと該コード上の点を通るタイヤ外周の同心円の該点における接線Ｔｓとによって挟まれる角度αが２０°≦α≦７０°の範囲にあることが好ましい。ここで、前記テキスタイルチェーファーにおいて、角度αが７０°超えであると、加硫時におけるテキスタイルチェーファーの収縮率は抑えられるものの、テキスタイルチェーファーの繊維コードの交差による剛性への寄与が十分でなくなり、２０°未満であるとタイヤ製造中におけるテキスタイルチェーファーの拡張率を抑制する効果が不十分となる。

前記角度θが２０°≦θ≦６０°の範囲であれば、前記タイヤ成型から製品までのテキスタイルチェーファーの拡張率（Ｍ／Ｌ×１００）はほぼ１１０％以下となり、クリスの発生は殆どみられなくなる。しかしながら、製造条件の設定によっては、θが同一でも前記拡張率に若干の差が生じる場合がある。そこで、上記ビード部の故障を防ぐため、本発明のタイヤの製造方法においては、図２に示すように、タイヤ成型時の前記テキスタイルチェーファーの最外端Ａ０からタイヤ軸Ｓに下ろした法線を半径とする、タイヤ軸Ｓを中心として描いた円の周長をＬ、加硫後の前記テキスタイルチェーファーの最外端Ａからタイヤ軸Ｓに下ろした法線を半径とする、タイヤ軸Ｓを中心として描いた円の周長をＭとしたとき、タイヤ成形時から加硫後（製品時）までのテキスタイルチェーファーの周長の拡張率（Ｍ／Ｌ×１００）が１００〜１１０％であることが好ましい。
なお、本発明のタイヤにおいて、テキスタイルチェーファーの拡張率を上記規定にするための方法としては、特に限定されず、テキスタイルチェーファーとして適切な部材を選択して使用することなどが挙げられる。

更に、本発明のタイヤは、図１及び４に示すように、タイヤのセクションハイトをＳＨ、リムの半径をＲ、標準リムのリムフランジ高さをＨｆとし、タイヤ中心軸からの径方向位置が（Ｒ＋１．１８×Ｈｆ）であるタイヤ外側表面位置をＰ１、タイヤ中心軸からの径方向位置が（Ｒ＋０．８１×Ｈｆ）であるタイヤ外側表面位置をＰ２とし、Ｐ１及びＰ２から前記カーカス本体部に向けて引いた各法線と前記折返し部との交点をそれぞれＴ１、Ｔ２とし、前記各法線と前記カーカス本体部との交点をそれぞれＭ１、Ｍ２とし、Ｐ１からＴ１までの距離をＷ１ｐｔ、Ｔ１からＭ１までの距離をＷ１ｔｍ、Ｔ２からＭ２までの距離をＷ２ｔｍ、Ｐ２からＴ２までの距離をＷ２ｐｔとしたとき、上記式（Ｉ）〜（ＩＶ）を満たすことが好ましい。

ここで、本発明のタイヤは、上記式（Ｉ）を満たすと、Ｔ１付近の温度を従来品よりも上昇させることなく、Ｔ１付近のカーカス折り返し部３の外側の耐久性を向上させることができるため好ましい。また、本発明のタイヤは、式（ＩＩ）を満たすと、カーカス間のゴム層の耐久性を従来品と同等以上とし、かつ、Ｔ１付近のカーカス折り返し部３の外側の耐久性を向上させることができるため好適である。更に、本発明のタイヤは、式（ＩＩＩ）を満たすと、カーカスコードの切断に対する耐久性と、Ｔ１付近のカーカス折り返し部３の外側の耐久性とを向上させることができるため好ましい。また、本発明のタイヤは、式（ＩＶ）を満たすことにより、Ｗ２ｔｍを小さくしても、カーカス本体部２、カーカス折返し部３をタイヤ製造上可能なラインとすることができるため好適である。
従って、本発明のタイヤは、上記式（Ｉ）〜（ＩＶ）を満たすことにより、Ｔ１付近のカーカス折り返し部３の外側の耐久性、カーカス間のゴム層の耐久性、及び、カーカスコードの切断に対する耐久性の３つを同時に向上させることが可能になる。すなわち、従来品に対して新たに部材を追加することなく、ビード部６の周辺のカーカスラインの形状を変更することのみによって、上記耐久性について全て向上させることができる。

なお、本発明のタイヤは、一対のビードコアにトロイド状に延びるカーカス本体部と、該カーカス本体部に連続し、ビードコアに沿ってタイヤ内側からタイヤ外側に向けてラジアル方向に巻き上げた折り返し部と、を有する少なくとも１層のカーカスと、該ビードコアに対して該カーカスの外側に配置した、少なくとも２層のテキスタイルチェーファーと、少なくとも１層のワイヤーチェーファーとをそなえるタイヤにおいて、前記タイヤは、ＴＲＡに規定された標準リムにタイヤを組み込み内圧５０ｋＰａとした状態で、リムのフランジ半径の中心をＰ点とし、テキスタイルチェーファーのカーカス本体部を覆う部分のタイヤ径方向での最外端をＡとしたとき、Ｐを通りタイヤ回転軸と平行な直線と、ＰとＡとを結ぶ直線とによって挟まれる角度θが４０°≦θ≦６０°の範囲にあり、前記テキスタイルチェーファーのコードは、該テキスタイルチェーファーの層間で交差しており、且つ、該コードと該コード上の点を通るタイヤ外周の同心円の該点における接線とによって挟まれる角度αが２０°≦α≦７０°の範囲にあり、タイヤ成型時のテキスタイルチェーファーのカーカス本体部を覆う部分のタイヤ径方向での最外端からタイヤ軸Ｓに下ろした法線を半径とする、タイヤ軸Ｓを中心として描いた円の周長をＬ、加硫後のテキスタイルチェーファーのカーカス本体部を覆う部分のタイヤ径方向での最外端からタイヤ軸Ｓに下ろした法線を半径とする、タイヤ軸Ｓを中心として描いた円の周長をＭとしたとき、タイヤ成形から製品までのテキスタイルチェーファーの拡張率（Ｍ／Ｌ×１００）が１００〜１１０％である、タイヤの製造方法により製造されていること以外は特に限定されず、公知のタイヤ構造により公知の方法で製造できる。また、本発明のタイヤはソリッドタイヤであっても空気入りタイヤであってもよく、空気入りタイヤである場合、該タイヤ中に充填する気体としては、通常の或いは酸素分圧を調整した空気の他、窒素、アルゴン、ヘリウム等の不活性ガスを用いることができる。

本発明のタイヤは、ビード部の故障が発生しやすい重荷重用空気入りラジアルタイヤ、特には、建設車両用空気入りラジアルタイヤに使用するために好ましい。

以下、実施例により本発明を更に具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例によって何ら限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲において適宜変更可能である。

サイズ：４６／９０Ｒ５７の建設車両用タイヤを、表１に示す仕様にて製造した。該建設車両用タイヤについて、テキスタイルチェーファーのカーカス本体部を覆う部分のタイヤ径方向での最外端におけるインナーライナー層のクリス発生頻度を下記方法によって測定した。結果を表１に示す。

（クリス発生頻度の評価方法）
クリス発生頻度は、タイヤ内面の目視検査を行ない、深さ１ｍｍを超えるクリスが生じているタイヤは、“発生”、深さ１ｍｍを超えるクリスが生じていなければ“未発生”と評価し、これらの結果からクリス発生頻度を算出した。

表１から、前記角度θが６０°以下であり、かつ拡張率が１１０％以下であれば、クリスは発生しないことが分かる。

更に、サイズ：４６／９０Ｒ５７の建設車両用タイヤを、表２に示す仕様にて製造し、該タイヤを標準リム（ＴＲＡ）に組み付け、その後正規内圧（ＴＲＡ）を封入して、正規荷重（ＴＲＡ）の１７０％で、ドラム径５ｍのドラムを用いて耐久試験を行ない、タイヤのカーカス折り返し部の外側のセパレーションが発生するまでの走行時間を測定した。結果を表２に示す。

表２から、ビードケースラインが同一の場合（実施例２、３、６及び比較例２）、角度θが３０°以下になると、カーカス折り返し部の外側のセパレーションが生じやすくなり、１０°では更にカーカス折り返し部の外側のセパレーションが生じやすくなることが分かる。

本発明のタイヤの一例の部分断面図である。 本発明のタイヤの他の例の部分断面図である。 本発明のタイヤの他の例の説明図である。 本発明のタイヤの他の例の部分断面図である。

符号の説明

１ ビードコア
２ カーカス本体部
３ カーカス折り返し部
４ テキスタイルチェーファー
５ ワイヤーチェーファー
６ ビード部
Ａ_０ タイヤ成型後のテキスタイルチェーファーのカーカス本体部を覆う部分のタイヤ径方向での最外端
Ａ 加硫後のテキスタイルチェーファーのカーカス本体部を覆う部分のタイヤ径方向での最外端
Ｂ ワイヤーチェーファーのカーカス本体部を覆う部分のタイヤ径方向での最外端
Ｄ コード上の点
Ｌ 成型後のカーカス本体部を覆う部分のタイヤ径方向での最外端の周長
Ｍ 加硫後のカーカス本体部を覆う部分のタイヤ径方向での最外端の周長
Ｈｆ フランジハイト
Ｐ リムのフランジ半径の中心
Ｒ リムの半径
ｒ リムのフランジ半径
Ｒｆ リムフランジ
Ｒｈ リム孔
Ｓ タイヤ軸
ＳＨ セクションハイト
Ｔｃ コード
Ｔｓ Ｄにおけるタイヤ外周の同心円の接線

Claims (1)

1. 一対のビードコア間でトロイド状に延びるカーカス本体部、及び該カーカス本体部から、ビードコアのまわりでタイヤ内側から外側に巻き回されてタイヤ径方向に延びるカーカス折り返し部からなる、少なくとも１層のカーカスと、
   前記カーカス本体部から前記カーカス折り返し部の方向に、前記カーカスを覆うように延びる、少なくとも２層のテキスタイルチェーファーと、少なくとも１層のワイヤーチェーファーとをそなえるタイヤであり、
   前記タイヤは、ＴＲＡに規定された標準リムにタイヤを組み込み、内圧を５０ｋＰａとした状態で、前記リムのフランジ半径の中心をＰとし、前記テキスタイルチェーファーのカーカス本体部を覆う部分のタイヤ径方向での最外端をＡとしたとき、Ｐを通りタイヤ回転軸と平行な直線と、ＰとＡとを結ぶ直線とで挟まれる角度θが４０°≦θ≦６０°の範囲にあり、
   前記テキスタイルチェーファーのコードは、該テキスタイルチェーファーの層間で交差しており、且つ、該コードと該コード上の点を通るタイヤ外周の同心円の該点における接線とによって挟まれる角度αが２０°≦α≦７０°の範囲にある、
   タイヤの製造方法であり、
   タイヤ成型時のテキスタイルチェーファーのカーカス本体部を覆う部分のタイヤ径方向での最外端からタイヤ軸Ｓに下ろした法線を半径とする、タイヤ軸Ｓを中心として描いた円の周長をＬ、加硫後のテキスタイルチェーファーのカーカス本体部を覆う部分のタイヤ径方向での最外端からタイヤ軸Ｓに下ろした法線を半径とする、タイヤ軸Ｓを中心として描いた円の周長をＭとしたとき、タイヤ成形から製品までのテキスタイルチェーファーの拡張率（Ｍ／Ｌ×１００）を１００〜１１０％とする
   ことを特徴とするタイヤの製造方法。

Images