JPH07149117A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 タイヤビード部におけるビードコアと、他の
部材との接着力を高めて剥離することなく、タイヤの操
縦安定性と耐久性の向上をはかる。 【構成】 タイヤビードフィラー１が、該ビードフィラ
ー１とタイヤビードコア２とが接触する底面３の幅より
は狭い断面三角形状の硬質の芯ゴム１Ａと、該芯ゴムの
表面を覆う軟質の鞘ゴム１Ｂとよりなる芯・鞘ゴム構造
であり、かつ、芯ゴム１Ａが、タイヤ周方向に配向した
有機短繊維１ＡＦを含むビードフィラー１を有する空気
入りタイヤ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、空気入りタイヤのビ
ード部の耐久性の向上改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】タイヤの性能を向上させるためには一般
的に操縦安定性を向上確立せしめると共に、乗心地特性
を安定維持せしめることが必要である。その対応策の一
つとしてビード部の構造面からみてみると、ビード部を
構成するビードフィラーの機能は操縦安定性と乗心地特
性との間では二律背反する相関性が存在し、これはタイ
ヤの性能に大きく影響を与えることとなる重要なタイヤ
部材の一つである。即ち、ビード部があまり硬くなり過
ぎるとタイヤの半径方向の剛性が増大して乗心地特性が
低下する。また反対にあまり軟らか過ぎるとタイヤの駆
動性能が低下して操縦安定性が損なわれることとなる。
したがってビードフィラーの機能面では硬・軟・大・小
の適度な組合せが必要である。この視点に立てばタイヤ
ビードフィラーは単に補填材としてではなく、タイヤの
機能部品としてのサイド補強材の一つとして使用されて
いるのが現状である。

【０００３】ところで、従来タイヤビードフィラーとし
ては硬度（以下すべてＪＩＳ硬度を示す。）はほとんど
が６５〜８５の単一ゴムで形成されているが、上記のと
おりゴムの硬・軟の組合せの要求下ではその目的達成に
は不十分である。

【０００４】そこで、その対応策の一つとして、以下の
如き試みがなされている。即ち、ビードフィラーを大き
く、太くかつ、高くして剛性を上げる方法があり、他の
方法はビードフィラーの大きさはそのままとしてビード
フィラーのゴムの硬度を上げるというものである。しか
しながら、前者においては、サイド剛性は成程アップし
て操縦安定性は向上するとしても一方の乗心地特性が低
下するので他部材のサイド剛性を低下させなければなら
ないとう問題があるのみならず、タイヤ重量増加となっ
て現在の軽量化タイヤの実現要請とは逆行することとな
る。また後者においては、ビードフィラーゴムの硬度を
高くすると接着性が低下してタイヤ成形加工時には他の
部材との接着が十分ではなく、ゴムの剥離の原因になり
易い。

【０００５】次にこれらの問題点を改良する試みとして
提案されたのが硬・軟２種のゴムを組合せたビードフィ
ラーである。例えば、図２に示した如く、図示しない一
方のビードコアを取り巻いて延在してきたカーカスプラ
イ本体部１１と、更にこのカーカスプライ本体部１１か
らビードコア１２を取り巻いてタイヤ半径方向外方に延
びるカーカスプライの折り返し部分１３との間に配置さ
れたビードフィラー１４が、丁度そのほぼ中央部の傾斜
接合界面１５において、ビードコア１２側が硬質ゴム
（硬度７０〜９０）１４ａ、反対の外方側が軟質ゴム
（硬度６５〜８０）１４ｂでこの２種のゴムを組合せた
２段式構成である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来の
各タイヤ、とりわけ図２に示したビードフィラー１４を
備えた空気タイヤでも硬質ゴム１４ａの選択に自ら限界
がある。即ち、硬度を高くすると他の部材との接着性不
良、特に軟質ゴム１４ｂとの界面接着力が充分ではな
く、剥離現象の原因になり易い。しかも硬・軟ゴムの硬
度および軟質ゴム領域と硬質ゴム領域の配分比の選択決
定に自ら限界がみられる。

【０００７】そこで、この発明者は上記実情に対処する
ためにビードフィラーの上記硬質・軟質ゴムの組成，組
合せ方式および接着性等に着目し、特に硬・軟両者の接
触域およびその領域配分とタイヤの操縦安定性、耐久性
等との相関性について鋭意検討を行ってきた。その結
果、ビードフィラーを高硬度の芯ゴムと芯ゴムを覆う低
硬度の鞘ゴムとの、いわゆる芯・鞘ゴム構造とし、更
に、芯ゴムをタイヤ周方向に配向した有機短繊維を含む
ゴム組成物で構成すれば、ビードフィラーの表面部は低
硬度ゴムとなっているのでカーカスプライとの接着性が
良好であり、他方、芯部はタイヤ周方向に配向した有機
短繊維を含むゴム組成となっているので、タイヤ半径方
向の応力に対する曲げ剛性を小さくしながら、横方向の
応力に対しての曲げ剛性を大きくできるとの知見を得、
この発明を完成するに至った。そこで、この発明は、タ
イヤビード部におけるビードコアと他の部材との接着力
を高めて剥離することなく、タイヤの操縦安定性と耐久
性の向上をはかることを目的としたものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】即ち、上記目的に適合す
るこの発明の空気入りタイヤの特徴とするところは、一
対のビードコアの間に差し渡された、多数のコードを配
列してなるカーカスプライの端域が、断面が三角形状の
ビードコアの周りをタイヤの内側から外側に向かって折
り返され、ビードコアの外周面に配置されたビードフィ
ラーの外面に沿って延びて終端する空気入りタイヤにお
いて、ビードフィラーが、該ビードフィラーと上記ビー
ドコアとが接触する底面の幅よりは狭い断面三角形状の
芯ゴムと、該芯ゴムの表面を覆う鞘ゴムとよりなる芯・
鞘ゴム構造であり、かつ、芯ゴムが有機短繊維を含むゴ
ム組成物からなる空気入りタイヤの構成にある。そし
て、該ビードフィラーの構成が、該芯ゴムの底面が上記
ビードコアと接触し、該底面を除いた他の面を鞘ゴムで
覆った芯・鞘構造であれば好ましく、更に、有機短繊維
はナイロン繊維が好適であり、またビードフィラーの芯
ゴムの形状はビードフィラーの形状と同様にその断面形
状はやや細長状の三角形状であれば好適である。そして
芯ゴムにおける鞘ゴムはビードコアとの外周側の隣接面
を底辺としてそこからタイヤ半径方向外方、即ち、高さ
２０ｍｍにおける鞘ゴムの厚みｔと芯ゴムの高さｈおよ
びビードフィラーの高さＨとは

【０００９】

【数２】ｔ≧0.5 ｍｍ ２０ｍ≦ｈ＜Ｈ

【００１０】の関係式を満足すれば好適である。

【００１１】

【作用】この発明のタイヤは、マトリックスゴムにタイ
ヤ周方向に配向した有機短繊維を分散した硬度７０〜９
０のゴムからなる芯ゴムと、該芯ゴムの表面を覆う硬度
６０〜８０の鞘ゴムとからなるビードフィラーを備えて
いるので、このビードフィラーは、芯ゴムに配合した有
機短繊維をタイヤ周方向に配向されていることによりそ
の剛性に異方性を生じてタイヤ周方向の剛性がタイヤ半
径方向の剛性よりも大となる結果、従来タイヤと比較し
て、前後方向のハーシュネスが大となって操縦安定性が
向上し、タイヤ半径方向の剛性は小として維持されるの
で乗心地は従来タイヤと同水準に保持される。他方、芯
ゴムとビードコアの間には低硬度ゴムを介在させず、直
線芯ゴムをビードコアに接着する方が低硬度ゴムの変形
による操舵力の弛緩がなく操縦安定性上好適である。ま
た、芯ゴムを覆う鞘ゴムは硬度が低いためにタイヤの加
硫時ビードフィラーの周囲に配置されたカーカスプライ
などの部材ゴムとの融合がよく、加硫後の接着力が大と
なって他部材との剥離はなく、その結果、耐久性向上を
はかることとなる。

【００１２】更に、この発明のタイヤに用いられるビー
ドフィラーは、その成形法として、芯ゴムに用いるゴム
組成物と鞘ゴムに用いるゴム組成物とをデュアルチュー
バーを用いて同時押し出し成形によって製造することが
できる。この押し出し時において、芯ゴムと鞘ゴムとは
高温、高圧下で圧着されるので接着が良好となると同時
に、芯ゴム中に配合した有機短繊維はチューバーの中で
ゴムの流れに沿って配向することとなる。即ち、ビード
フィラー成形後はタイヤ周方向に平行に配向されること
となるので、前述のとおりの機能を呈する。

【００１３】

【実施例】以下、更に添付図面によりこの発明の実施例
を説明するが、これらによってこの発明は限定されるも
のではない。

【００１４】図１はこの発明の１実施例を示すもので、
その（イ）はビードフィラー断面を略示する拡大斜視図
であり、また（ロ）は（イ）に示したビードフィラーの
断面構成を略示する断面図である。図において、１はビ
ードコア２の外周面に隣接して配置されたほぼ三角形状
を呈するビードフィラーであって、その形状は特にやや
細長状の三角形状であれば好ましく、またこのビードフ
ィラー１は図２に示した如くカーカスプライ本体部分１
２と該カーカスプライの折り返し部分１３との間に配置
されている。この発明におけるビードフィラー１は、そ
の芯体を構成する硬質の芯ゴム１Ａとその外表面を包み
込んで被覆した軟質の鞘ゴム１Ｂとより構成される、芯
・鞘ゴム構造である。また芯ゴム１Ａはゴムマトリック
ス１ＡＧ内において有機短繊維１ＡＦがビードフィラー
１の周方向、即ち前後方向に配向されている。この有機
短繊維１ＡＦの具体例はナイロン，ビニロンおよびアラ
ミド等をあげることができるが、ゴムとの接着性にすぐ
れている点からナイロンが最適である。また、この有機
短繊維のサイズは、平均直径が0.05〜1.00μm 、直径に
対する平均長さのアスペクト比は５〜１００が好まし
く、直径が0.05μm 未満では剛性向上が小さく、1.00μ
m を越えると、マトリックスゴムの異物として作用する
こととなって、クラック発生の原因となり易く、また、
アスペクト比が５未満では剛性の異方性が生じず、１０
０を越えるとゴム組成物の混合中に絡み合いが発生して
分散不良となって成形品物性の均質化上問題となる。

【００１５】次に有機短繊維１ＡＦのマトリックスゴム
１ＡＧへの配合量はマトリックスゴム１ＡＧ１００重量
部に対して５〜３０重量部である。５重量部未満では配
合量不足で補強効果低く、また３０重量部を越えるとマ
トリックスゴム１ＡＧとの配合とゴム中における有機短
繊維の配向が困難となる他、接着性も低下すると同時に
補強効果も減退する。またマトリックスゴムの組成とし
ては一般的な汎用ゴムが用いられ、天然ゴム系、ＳＢＲ
等の合成ゴム系が好適であり、また硬度は７０〜９５で
ある。一方、芯ゴム１Ａの外表面を包み込んで被覆する
鞘ゴム１Ｂは、芯ゴム１Ａの周辺のビード部材との接着
不良による界面剥離発生を防止するための接着性付与と
衝撃吸収性の改良にあり、そのためにはやや軟らかい程
度で硬度は６０〜８０が好適であり、また鞘ゴム１Ｂの
厚みは均一である必要はなく、例えばビードコアとの界
面では他の箇所に比べて薄くてもその目的は達成され
る。

【００１６】次に、この発明のビードフィラー１の断面
構成は図１（ロ）に示す如く、やや細長状の三角形状の
芯・鞘２層構造であって、その底面に相当するビードコ
ア２の外周側の接触面３を基準として、その接触面３、
即ち底辺からタイヤ半径方向外方２０ｍｍの高さにおけ
る鞘ゴムの厚みｔは0.５ｍｍ以上であり、0.５ｍｍ未満
では緩衝性，接着性等が不足する。またビードフィラー
１の芯ゴム１ＡＧの高さｈとびードフィラー１の高さＨ
との間には２０ｍｍ≦ｈ＜Ｈの関係式を満足すると好適
である。ここにおいて、２０ｍｍを選んだ根拠は乗用車
用ラジアルタイヤではドラム耐久性能試験の結果、図２
に示す如くリムフランジ１６の高さに相当する２０ｍｍ
とビードフィラー１４の高さ２０ｍｍの点が一致してお
り、そして経験則上この部位のタイヤ内側部分のＳ点が
界面剥離が多発していることが分かっており、したがっ
て、この部位における２０ｍｍを基準としてこれよりも
芯ゴムの高さｈを２０ｍｍと同等かまたはそれよりも上
の部分に存在せしめることとし、またビードフィラーの
高さＨはｈよりも上の部分に存在せしめることとすれば
界面剥離の発生は最大限防止される。そしてｈの好まし
い範囲は約２５〜３５ｍｍであり、またＨの好ましい範
囲は約３５〜５０ｍｍである。

【００１７】ところで、マトリックスゴム中における有
機短繊維をビードフィラー周方向に配向させる方法は、
予めゴムマトリックス中に有機短繊維を配合し、これを
ビードフィラー周方向に押出せば同時に有機短繊維はこ
の方向に配向される。次に、この発明タイヤの性能につ
いて比較タイヤとの対比において説明する。

【００１８】具体的比較タイヤとの対比 （１）供試タイヤ Ａ 本発明タイヤ タイヤサイズ；２０５／６０ Ｒ １５ ８９Ｈ テスト空気圧；2.4 ｋｇ／ｃｍ² 荷重；５８０ｋｇ ビードフィラーの組成・構成；表１には本発明の芯
ゴム，鞘ゴムの各組成と有機短繊維の種類、サイズ、配
合量を示し、また表２にはビードフィラーの構成につい
て示し、この表１，２記載のとおり作製した。

【００１９】Ｂ 比較タイヤ タイヤサイズ・テスト空気圧・荷重；共に本発
明タイヤと同一である。 ビードフィラーの組成・構成；表１，２に記載のと
おり作製した。ただし、試験No.6は試験No.1と同一の有
機短繊維を同一量硬質ゴムに配合した短繊維混入単一体
構成であり、試験No.7は図２に示した従来タイヤのビー
ドフィラーの硬・軟連結体構成であって、ビードフィラ
ーの全高Ｈは４５ｍｍ、硬質ゴム領域と軟質ゴム領域の
境界点を便宜上ｈとして２５ｍｍで作製した。

【００２０】（２）評価方法 ドラム耐久性試験法 ＴＲＡステップロード法にしたがって試験した。結果の
評価は次のとおりである。 ◎ … テスト延長３ステップ目まで故障発生せず。 ○ … テスト延長３ステップ目で故障発生した。 △ … テスト延長３ステップ目までに故障発生した。 × … テスト延長２ステップ目までに故障発生した。

【００２１】試験結果は表２に示した。 以下余白

【００２２】

【表１】

【００２３】

【表２】

【００２４】表２からは、この発明タイヤは従来タイヤ
に比べて耐久性がすぐれていることを示している。特に
ほぼ三角形状の芯ゴムのビードコアとの接触面から高さ
２０ｍｍの点における鞘ゴムの厚みｔが0.5 ｍｍ、芯ゴ
ムの高さが２５〜３５ｍｍ、そしてビードフィラーの高
さＨが４５ｍｍの場合であって、芯ゴム、鞘ゴムの組合
せにおいてドラム耐久性試験結果は最良である。

【００２５】

【発明の効果】この発明に係る空気入りタイヤは、以上
説明したようにほぼ断面形状がほぼ三角形状のビードフ
ィラーであって、更にこのビードフィラーのほぼ三角形
状の芯ゴムには周方向に配向した有機短繊維が含まれて
いるのでタイヤの周方向、即ち前後方向のタイヤ剛性が
向上して前後方向のハーシュネスがアップすると共に操
縦安定性も向上する一方、タイヤ半径方向即ち、上下方
向のタイヤ剛性も若干アップするが、乗心地特性を損な
うほどではない。しかも、芯ゴムの外表面は鞘ゴムで包
み込んでいるので、有機短繊維を配向させてその表面の
接着性が減退している芯ゴムとその周辺部材との接着性
も強力に高められて接着剥離も通常並みによく抑制する
ことができ、したがってタイヤの耐久性を著しく向上せ
しめることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例に係る空気入りタイヤの要部
をなすビードフィラーを示すもので、（イ）はビードフ
ィラー断面を略示する拡大斜視図であり、（ロ）は
（イ）に示したビードフィラーの断面構成を略示する断
面図である。

【図２】従来の空気入りタイヤのビード部の断面図であ
る。

【符号の説明】

１ ビードフィラー １Ａ 芯ゴム １ＡＧ マトリックスゴム １ＡＦ 有機短繊維 １Ｂ 鞘ゴム ２ ビードコア ３ ビードコア接触面

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一対のビードコアの間に差し渡された、
   多数のコードを配列してなるカーカスプライの端域が、
   断面が三角形状のビードコアの周りをタイヤの内側から
   外側に向かって折り返され、ビードコアの外周面に配置
   されたビードフィラーの外面に沿って延びて終端する空
   気入りタイヤにおいて、ビードフィラーが、該ビードフ
   ィラーと上記ビードコアとが接触する底面の幅よりは狭
   い断面三角形状の芯ゴムと、該芯ゴムの表面を覆う鞘ゴ
   ムよりなる芯・鞘ゴム構造であり、かつ、芯ゴムが有機
   短繊維を含むゴム組成物からなることを特徴とする空気
   入りタイヤ。
2. 【請求項２】 前記ビードフィラーが、該ビードフィラ
   ーとビードコアとが接触する底面の幅よりは狭い断面三
   角形状の芯ゴムと該芯ゴムの底面を除いた他の面を覆う
   鞘ゴムとの芯・鞘ゴム構造であることを特徴とする請求
   項１記載の空気入りタイヤ。
3. 【請求項３】 前記ビードフィラーの芯ゴムの形状がビ
   ードコアの外周側の隣接面を基準として、そこからタイ
   ヤ半径方向外方２０ｍｍの高さにおける鞘ゴムの厚み
   ｔ、芯ゴムの高さｈ、およびビードフィラーの高さＨと
   は次の関係式を満足する請求項１または２記載の空気入
   りタイヤ。 【数１】ｔ≧0.5 ｍｍ ２０ｍ≦ｈ＜Ｈ