JP7031096B2 - グリーンタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、グリーンタイヤに関する。

特許文献１には、空気入りタイヤのビードコアについて、ゴムの厚さとワイヤ径の設定によって破壊強度を向上させることが開示されている。

特許第５７５９２８２号

しかしながら、特許文献１に開示されたものを含め、従来の空気入りタイヤは、被覆ゴムとワイヤとのセパレーションによるビードコアの故障発生の防止に関して改善の余地がある。

本発明は、空気入りタイヤにおける被覆ゴムとワイヤとのセパレーションによるビードコアの故障発生を防止ないし抑制することを課題とする。

本発明の一態様は、一対のサイドウォール部の内径端にそれぞれ位置するビードコアを備え、前記ビードコアは、前記ビードコアの幅方向の断面において、前記ビードコアの幅方向及び前記ビードコアの径方向に間隔をあけて配置された複数本のビードワイヤと、前記複数本のビードワイヤ間に充填された被覆ゴムとを備え、前記ビードコアの幅方向の断面において、前記ビードコアの外形輪郭の断面積であるビードコア断面積に対する、前記被覆ゴムの面積割合が６５％以上７５％以下であり、前記ビードコアの幅方向の断面における、前記ビードコアの外形輪郭に最も隣接している前記ビードワイヤから前記外形輪郭までの前記ビードコアの幅方向の最短距離は、前記ビードコアの幅方向の断面における、前記ビードコアの幅方向に互いに隣接する２本の前記ビードワイヤ間の最小間隔の１／２を上回る、グリーンタイヤを提供する。

ビードコア断面積に対する被覆ゴムの面積割合を６５％以上７５％以下に設定することで、ビードコアの幅方向及びビードコアの径方向に互いに隣接する２本のビードワイヤ間に、被覆ゴムが充填された隙間を十分に確保できる。被覆ゴムが充填された十分な隙間を確保することで、加硫成形時の被覆ゴムのゴム流れ不良に起因して、隣接する２本のビードワイヤが互いに接触することを防止し、被覆ゴムに対するビードワイヤの接着性を確保できる。その結果、このグリーンタイヤを加硫成形して得られた空気入りタイヤでは、被覆ゴムとビードワイヤとのセパレーションによるビードコアの故障発生を効果的に防止ないし抑制できる。ビードコアの外形輪郭に最も隣接しているビードワイヤから外形輪郭までの最短距離は、ビードコアの幅方向に互いに隣接する２本のビードワイヤ間の最小間隔の１／２を上回る。このように、ビードコアの外形輪郭に最も隣接しているビードワイヤから外形輪郭までの最短距離を十分に確保することで、加硫成形時のゴム流れに起因する当該ビードワイヤとカーカスプライの接触を防止し、ビードコアとカーカスプライの接着性を確保できる。

加硫成形時の良好なゴム流れを確保するには、前記ビードコアの幅方向の断面において、前記複数本のビードワイヤが前記ビードコアの幅方向及び前記ビードコアの径方向にそれぞれ均一な間隔で配置されていることが好ましい。

前記ビードコアの幅方向の断面における、前記ビードコアの幅方向に互いに隣接する２本の前記ビードワイヤ間の最小間隔は、前記ビードコアの直径の０．５２倍以上０．７３倍以下に設定できる。

加硫成形時の良好なゴム流れを確保するには、ビードコアの幅方向に互いに隣接する２本のビードワイヤ間の最小間隔が広いことが好ましい。しかし、この最小間隔が広くなり過ぎると、加硫成形によって得られた空気入りタイヤにおいて、ビードコア全体としての剛性が低くなり、走行によって変形がしやすくなり、他モードの故障に対する耐久性が低下し得る。ビードコアの幅方向に互いに隣接する２本のビードワイヤ間の最小間隔を、ビードコアの直径の０．５２倍以上０．７３倍以下に設定することで、加硫成形時の良好なゴム流れと、加硫成形によって得られた空気入りタイヤにおけるビードコアの剛性確保とを両立できる。

前記ビードコアの幅方向の断面における、前記ビードコアの径方向に互いに隣接する２本の前記ビードワイヤ間の最小間隔は、前記ビードコアの直径の０．４１倍以上０．６３倍以下に設定できる。

加硫成形時の良好なゴム流れを確保するには、ビードコアの径方向に互いに隣接する２本のビードコア間の最小間隔が広いことが好ましい。しかし、この最小間隔が広くなり過ぎると、加硫成形によって得られた空気入りタイヤにおいて、ビードコア全体としての剛性が低くなる。また、この最小間隔が広くなり過ぎると、加硫成形によって得られた空気入りタイヤをリムに装着した際に、ビードコアの径方向の外側に位置するビードワイヤはリムから離れたより大きな位置に配置されてしまう。かかる配置も、他モードの故障に対する耐久性の低下を生じ得る。ビードコアの径方向に互いに隣接する２本のビードワイヤ間の最小間隔を、ビードコアの直径の０．４１倍以上０．６３倍以下に設定することで、加硫成形時の良好なゴム流れと、加硫成形によって得られた空気入りタイヤにおけるビードコアの剛性確保とを両立できる。

本発明に係るグリーンタイヤを加硫成形して得られた空気入りタイヤは、被覆ゴムとワイヤとのセパレーションによるビードコアの故障発生を防止ないし抑制できる。

本発明の実施形態に係るグリーンタイヤの、子午線方向における模式的な部分断面図。 ビードコアの幅方向における模式的な断面図。 テープ状体の模式的な断面図。

図１は本発明の実施形態に係るグリーンタイヤ１を示す。図１では、ビードコア６を除き、グリーンタイヤ１を加硫成形して空気入りタイヤが得られた後の形状を示している。グリーンタイヤ１は、トロイダル状のケーシング２を備える。ケーシング２の内周面にはインナーライナ（図示せず）が設けられている。ケーシング２は、トレッド部（図示せず）のタイヤ幅方向外端部に連なってタイヤ径方向内側に延びる一対のサイドウォール部３と、各サイドウォール部３の内径端に位置する一対のビード部４とを備えている。トレッド部及びサイドウォール部３のタイヤ内面側には、一対のビード部４の間に架け渡されるようにカーカスプライ５が配設されている。本実施形態に係るグリーンタイヤ１は、フォークリフト用であり、カーカスプライ５が備えるコード（例えば、スチールコード又は有機繊維コード）はタイヤの径方向に対して斜めに配置されている。

各ビード部４は、環状のビードコア６と、ビードコア６のタイヤ径方向外側に配置されている同様に環状のビードフィラー７とを備える。図において、ビードコア６の幅方向を符号Ｗで示し、ビードコア６の径方向を符号Ｒで示している。

図２を併せて参照すると、ビードコア６は、本実施形態ではスチール製のビードワイヤ８と、ビードワイヤ８間に充填された被覆ゴム（インシュレーションゴム）９とを備える。より具体的には、ビードコア６の幅方向の断面（グリーンタイヤ１の子午線方向での断面）において、複数本（本実施形態では８本）のビードワイヤ８がビードコア６の幅方向（タイヤ幅方向と同方向）に間隔を開けて配置され、複数本（本実施形態では７本）のビードワイヤ８がビードコア６の径方向（タイヤ径方向と同方向）に間隔を開けて配置されている。本実施形態では、ビードコア６の幅方向の断面において、複数本のビードワイヤ８がビードコアの幅方向及びビードコアの径方向にそれぞれ均一に配置されている。

図３を参照すると、本実施形態におけるビードコア６は、１列に引き揃えられた複数本（本実施形態では８本）のビードワイヤ８を被覆ゴム９で被覆したテープ状体１０を、縦積み状に複数回（本実施形態では７回）巻回することで製造されている。

本実施形態におけるビードコア６の幅方向の断面形状は四角形である。より詳細には、ビードコア６の幅方向の断面における、ビードコア６の外形輪郭６ａは、ビードコア６の幅方向に対向する互いに平行な一対の長辺６ｂ，６ｃと、ビードコア６の径方向に対向する互いに平行な一対の短辺６ｄ，６ｅとを備える。

このグリーンタイヤ１を加硫成形して得られる空気入りタイヤにおけるリムテーパθは、例えば０度以上５度以下である。また、加硫成形後の被覆ゴム９の硬さは（ＪＩＳ Ｋ ６２５３のショアＡ硬さ）は、例えば７０以上９０以下である。

ビードコア６の幅方向の断面における、ビードコア６の外形輪郭６ａの面積であるビードコア断面積に対して、被覆ゴムの面積割合は、６５％以上７５％以下に設定されている。

このグリーンタイヤ１を加硫成形して空気入りタイヤを製造する際、ビードコア６にはビードコア６の幅方向及び径方向に大きな圧縮力が作用する傾向がある。特に、本実施形態のようなバイアスタイヤの場合、その傾向が顕著である。しかし、ビードコア断面積に対する被覆ゴム９の面積割合を６５％以上７５％以下に設定することで、ビードコア６の幅方向及びビードコア６の径方向に互いに隣接する２本のビードワイヤ８間に、被覆ゴム９が充填された隙間を十分に確保できる。被覆ゴム９が充填された十分な隙間を確保することで、加硫成形時の被覆ゴム９のゴム流れ不良に起因して、隣接する２本のビードワイヤ８が互いに接触することを防止し、被覆ゴム９に対するビードワイヤ８の接着性を確保できる。その結果、このグリーンタイヤを加硫成形して得られた空気入りタイヤでは、被覆ゴム９とビードワイヤ８とのセパレーションによるビードコアの故障発生を効果的に防止ないし抑制できる。

ビードコア６の幅方向の断面における、ビードコア６の幅方向に互いに隣接する２本のビードワイヤ８間の最小間隔Ａは、ビードコア６の直径Ｄの０．５２倍以上０．７３倍以下に設定できる。例えば、ビードワイヤ８の直径Ｄが０．９６ｍｍの場合、最小間隔Ａは０．５ｍｍ以上０．７ｍｍ以下に設定できる。

加硫成形時の良好なゴム流れを確保するには、最小間隔Ａが広いことが好ましい。しかし、最小間隔Ａが広くなり過ぎると、加硫成形によって得られた空気入りタイヤにおいて、ビードコア６全体としての剛性が低くなり、走行によって変形がしやすくなり、他モードの故障に対する耐久性が低下し得る。最小間隔Ａを、ビードワイヤ８の直径Ｄの０．５２倍以上０．７３倍以下に設定することで、加硫成形時の良好なゴム流れと、加硫成形によって得られた空気入りタイヤにおけるビードコアの剛性確保とを両立できる。

ビードコア６の幅方向の断面における、ビードコア６の径方向に互いに隣接する２本のビードワイヤ８間の最小間隔Ｂは、ビードワイヤ８の直径Ｄの０．４１倍以上０．６３倍以下に設定できる。例えば、ビードワイヤ８の直径Ｄが０．９６ｍｍの場合、最小間隔Ａは０．４ｍｍ以上０．６ｍｍ以下に設定できる。

加硫成形時の良好なゴム流れを確保するには、最小間隔Ｂが広いことが好ましい。しかし、最小間隔Ｂが広くなり過ぎると、加硫成形によって得られた空気入りタイヤにおいて、ビードコア６全体としての剛性が低くなる。また、最小間隔Ｂが広くなり過ぎると、加硫成形によって得られた空気入りタイヤをリムに装着した際に、ビードコア６の径方向の外側に位置するビードワイヤ８はリムから離れたより大きな位置に配置されてしまう。かかる配置も、他モードの故障に対する耐久性の低下を生じ得る。最小間隔Ｂを、ビードコアＤの直径の０．４１倍以上０．６３倍以下に設定することで、加硫成形時の良好なゴム流れと、加硫成形によって得られた空気入りタイヤにおけるビードコアの剛性確保とを両立できる。

ビードコア６の幅方向の断面における、ビードコア６の外形輪郭に最も隣接しているビードワイヤ８から外形輪郭６ａまでのビードコア６の幅方向の最短距離Ｃ、つまり幅方向端部の被覆ゴムの厚みは、最小間隔Ａの１／２を上回るように設定することが好ましい。

ビードコア６の外形輪郭６ａに最も隣接しているビードワイヤ８から外形輪郭６ａまでの最短距離Ｃを十分に確保することで、加硫成形時のゴム流れに起因するビードコア６の外形輪郭６ａに最も隣接しているビードワイヤ８とカーカスプライ５の接触を防止し、ビードコア６とカーカスプライ５の接着性を確保できる。

（評価試験）
比較例１，２及び実施例１，３のグリーンタイヤを加硫成形して製造した空気入りタイヤについて、ビードコアの耐久性の評価試験を行った。

比較例１，２及び実施例１，３のグリーンタイヤ１のビードコアに関する主な諸元は、後掲の表１の通りであった。表１に示したもの以外のビードコアに関する諸元は、比較例１，２及び実施例１，３で共通とした。特に、比較例１，２及び実施例１，３のいずれについても、ビードワイヤはビードコアの幅方向に８本、ビードコアの径方向に７本であった（図２参照）。

評価方法としては、空気入りタイヤを２ｔフォークリフトに装着し、完全摩耗まで使用した。空気入りタイヤのサイズは７．００－１２で、リムサイズは１２×７．００、空気圧１０００ｋＰａであった。完全摩耗まで使用後のビードコアの故障の有無を確認した、以下の表１において、使用途中でビードコアの故障発生があった場合を「×」、使用後にビードコアに一部損傷があった場合を「△」、使用後にビードコアに損傷がない場合「〇」で示す。

ビードコア断面積に対する被覆ゴムの面積割合が、６５％以上７５％以下よりも低い比較例１，２（比較例１が５２％で、比較例２が５３％）については、使用途中でビードコアの故障発生があった。これに対して、ビードコア断面積に対する被覆ゴムの面積割合が、６５％以上７５％以下である実施例１，２（実施例１が６８％で、実施例２が６９％）については、使用途中でビードコアの故障発生はなかった。特に、最短距離Ｃ、つまり幅方向端部の被覆ゴムの厚みが、ビードコア６の幅方向に互いに隣接する２本のビードワイヤ８間の最小間隔Ａの１／２を上回っている実施例２については、使用後もビードコアに損傷は見られなかった。

１ グリーンタイヤ
２ ケーシング
３ サイドウォール部
４ ビード部
５ カーカスプライ
６ ビードコア
６ａ 外形輪郭
６ｂ，６ｃ 長辺
６ｄ，６ｅ 短辺
７ ビードフィラー
８ ビードワイヤ
９ 被覆ゴム
１０ テープ状体

Claims (4)

1. 一対のサイドウォール部の内径端にそれぞれ位置するビードコアを備え、
   前記ビードコアは、
   前記ビードコアの幅方向の断面において、前記ビードコアの幅方向及び前記ビードコアの径方向に間隔をあけて配置された複数本のビードワイヤと、
   前記複数本のビードワイヤ間に充填された被覆ゴムと
   を備え、
   前記ビードコアの幅方向の断面において、前記ビードコアの外形輪郭の断面積であるビードコア断面積に対する、前記被覆ゴムの面積割合が６５％以上７５％以下であり、
   前記ビードコアの幅方向の断面における、前記ビードコアの外形輪郭に最も隣接している前記ビードワイヤから前記外形輪郭までの前記ビードコアの幅方向の最短距離は、前記ビードコアの幅方向の断面における、前記ビードコアの幅方向に互いに隣接する２本の前記ビードワイヤ間の最小間隔の１／２を上回る、グリーンタイヤ。
2. 前記ビードコアの幅方向の断面において、前記複数本のビードワイヤが前記ビードコアの幅方向及び前記ビードコアの径方向にそれぞれ均一な間隔で配置されている、請求項１に記載のグリーンタイヤ。
3. 前記ビードコアの幅方向の断面における、前記ビードコアの幅方向に互いに隣接する２本の前記ビードワイヤ間の最小間隔は、前記ビードコアの直径の０．５２倍以上０．７３倍以下である、請求項１又は２に記載のグリーンタイヤ。
4. 前記ビードコアの幅方向の断面における、前記ビードコアの径方向に互いに隣接する２本の前記ビードワイヤ間の最小間隔は、前記ビードコアの直径の０．４１倍以上０．６３倍以下である、請求項１から３のいずれか１項に記載のグリーンタイヤ。

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