JPH1052871A - 空気入りラジアルタイヤおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 バースト限界内圧を低下させることなくタイ
ヤの軽量化を実現できる空気入りラジアルタイヤを提供
する。 【解決手段】 ゴム被覆を施した有機繊維コードを巻回
してなるビードコアを具えるタイヤにおいて、有機繊維
コードの隣接間隙を埋める被覆ゴムの厚みを、０．００
１ｍｍ以上、０．２ｍｍ未満とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、タイヤ重量、な
かでもビードコアの重量を低減させて低燃費化を実現し
た空気入りラジアルタイヤおよびその製造方法に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】ビードコアの構成材料としてはスチール
コードが従来から広く一般に使用されており、このスチ
ールコードを、適用リムの径に合わせて巻回してビード
コアとするに当たっては、スチールコードをある程度の
厚さ（０．２〜０．３ｍｍ）を有するインシュレーショ
ンゴムにて被覆している。ここで、このインシュレーシ
ョンゴムは、スチールコードが直接的に相互接触して擦
れることに起因して生じるバースト限界内圧の低下を防
止すべく機能する他、スチールコード間にゴムが存在し
ない場合の、ビードコアの過度の高剛性化を防止して、
タイヤのリム組みおよびリム解きに際するビードコアの
適度の変形を許容し、これによって、スチールコードの
塑性変形や、タイヤゴム質の損傷のおそれを有効に取り
除き、また、スチールコードの巻回時の、ゴムのタッキ
ネスの利用の下で、形くずれのない、適正なるビードコ
アの製造を容易ならしめるべく機能する。

【０００３】ところで、近年においては、車両の低燃費
化の要請の下で、タイヤの軽量化が強く求められるに至
っており、かかる要求の下で、ビードコアを、スチール
コードよりはるかに軽量な有機繊維コードにて構成する
ことが提案されている。

【０００４】なお、ビードコアを有機繊維コードをもっ
て構成することそれ自体は、たとえば特開昭４９−８５
７０５号公報に、スチールコード製ビードコアの、ゴム
質からの剥離、スチールコード製ビードコアを用いた場
合の、リムからのビード外れ等およびそれらに関連する
問題点を解決する目的の下で開示されている。しかしな
がらそこでは、有機繊維コードをスチールコードの場合
と同様に適用してビードコアを構成しているが故に、ビ
ード部のバースト限界内圧の低下が不可避であった。

【０００５】すなわち、その第１の原因は、スチールコ
ードと有機繊維コードとの間に存在する引張特性の相違
によるものであり、たとえば、ビードコアを、図６
（ａ）に例示するような３段３列に配設したコードにて
構成したときには、リム組みしたタイヤへの内圧の充填
に際しては、タイヤ半径方向の最も内側に位置する第１
段目のコードが最も大きな応力を受け、半径方向の最も
外側に位置する第３段目のコードが受ける応力が最も小
さくなり、この場合において、ビードコードがスチール
コードであるときは、応力−伸度曲線を図６（ｂ）に模
式的に示すように、第１段目のスチールコードに作用す
る応力がそれの弾性限界応力に達すると、スチールコー
ドは、その弾性限界応力の下にて塑性変形を行い、この
塑性変形の途中で第２段目のスチールコードが弾性限界
応力に達することになるため、ビード部にバーストが発
生するまでの間に、第１段目のスチールコードのみなら
ず、第２段目のスチールコードの全てもまた耐張力を十
分に発揮することができるのに対し、ビードコードが有
機繊維コードであるときには、それは、応力−伸度曲線
を図６（ｃ）に示すように、スチールコードの塑性変形
域に相当する領域を有しないことから、第１段目の有機
繊維コードがそれの限界伸度に達して破断することによ
って、第２段目の有機繊維コードが、それに固有の耐張
力を十分に発揮し得ないままに、ビード部がバーストす
ることに起因するものである。

【０００６】従って、コード使用量を（巻回数）×（コ
ード強力）という値で比較すると、有機繊維コードをビ
ードコードとするときは、スチールコードの場合よりも
より多くのコード使用量が必要となる。

【０００７】そして第２の原因は、有機繊維コードに適
用するインシュレーションゴムの厚みを、スチールコー
ドの場合と同等の厚みとすることで、ビードコアの半径
方向内周側に位置する有機繊維コードの伸長変形が、厚
みの大なるそのインシュレーションゴムの弾性変形下に
て比較的自由に許容されることになるため、その伸長変
形を、外周側に位置する有機繊維コードをもって有効に
拘束することができず、それ故に、前述したように、外
周側の有機繊維コードが十分な耐張力を発揮するより先
に、内周側の有機繊維コードがその伸長限界に達して破
断することによるものである。

【０００８】従って、それぞれのコードの、前述したよ
うな引張特性の相違に加えて、インシュレーションゴム
厚みをも考慮した場合には、有機繊維コードの使用量の
より一層の増加が、所要のバースト限界内圧を確保する
上で不可欠であった。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】このように、有機繊維
コードをビードコードとして用いる従来技術では、ビー
ド部のバースト限界内圧を考慮の外としていることか
ら、それをもって所要のバースト限界内圧を確保するた
めには、コードおよびインシュレーションゴムの多量の
使用が必須となって、ビード部体積の増加が余儀なくさ
れ、また、ビード部重量、ひいては、タイヤ重量をほと
んど低減させることができず、タイヤの軽量化の要求を
満たすことはとうてい不可能であった。

【００１０】この一方で、有機繊維コードにインシュレ
ーションゴムを全く適用することなしにビードコアを構
成した場合には、内周側に位置するコードの伸長変形
を、外周側に位置するコードによって有効に拘束するこ
とができるので、内外各コードの協働の下に、コードの
使用量を、上述した場合に比してはるかに減少させてな
お、所要のバースト限界内圧を実現することができ、従
って、タイヤの軽量化の要求を満たすことが可能となる
も、この場合には、有機繊維コードを巻回してビードコ
アを構成するに当たって、インシュレーションゴム相互
のタッキネスを全く利用できないが故に、ビードコアの
断面形状を所期した通りのものとすることが甚だ困難で
あり、たとえそれが可能であったとしても、それのビー
ド部への埋設状態の下ではビードコアの中心部分に位置
する有機繊維コードが直接的に相互接触することになる
ため、それらの擦れ合いに起因する耐久性等の低下を余
儀なくされるという問題があった。

【００１１】この発明は、従来技術の有するこのような
問題点を解決することを課題として検討した結果なされ
たものであり、十分高いバースト限界内圧を確保してな
お、タイヤの軽量化を達成し、しかも、所期した通りの
断面形状を有するビードコアを簡単かつ容易に構成し、
併せて、ビードコアの、ビード部への埋設状態での有機
繊維コード相互の直接接触を効果的に阻止することがで
きる、空気入りラジアルタイヤおよびその製造方法を提
供するにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】この発明の空気入りラジ
アルタイヤは、ゴム被覆を施した有機繊維コードを巻回
してなるビードコアを具えるものであって、フィラメン
ト１本からなるモノフィラメントもしくは、複数本のフ
ィラメントを撚り合わせてなるマルチフィラメントとす
ることができる前記有機繊維コードの隣接間隙を埋める
被覆ゴムの厚みを０．００１ｍｍ以上０．２ｍｍ未満と
したものである。

【００１３】このラジアルタイヤでは、ビード部に埋設
されたビードコアにおいて、有機繊維コードの隣接間隙
を被覆ゴムにて満たすことで、有機繊維コードが相互に
直接接触することに起因するコードの擦れ合い、ひいて
は、それによるビードコアの耐久性等の低下のおそれを
十分に取除くことができる。

【００１４】しかもここでは、コード間隙を埋める被覆
ゴムの厚みを０．００１ｍｍ以上、０．２ｍｍ未満とす
ることで、上記作用効果はそのままに、半径方向の内周
側に位置する有機繊維コードの、タイヤ内圧充填時の伸
長変形を、そのコードに近接して位置する外周側の有機
繊維コードによって十分に拘束することができ、これに
よって、半径方向の内外各部のそれぞれのコードの、耐
張力の有効なる発揮が担保されるので、ビード部のバー
スト限界内圧を、コード使用量、ビードコア体積等の増
加なしに所要のものとすることができ、この結果、タイ
ヤ重量が効果的に低減されることになる。

【００１５】ところで、ここにいう被覆ゴムの厚みは、
ビードコアの横断面内で、上下、左右、斜め等のそれぞ
れの方向に隣接するコード相互間のそれぞれの被覆ゴム
厚みの平均値を意味するものとし、その厚みが０．００
１ｍｍ未満では、ビードコアの形成の際の作業性が劣悪
となり、一方、その厚みが０．２ｍｍ以上では、タイヤ
半径方向の外周側に位置するビードコードをもって、半
径方向内周側に位置するビードコードの伸長変形を十分
に拘束することが甚だ困難となる。

【００１６】また、この発明の空気入りラジアルタイヤ
の製造方法は、有機繊維コードの外周に、揮発性有機溶
剤にゴムを溶解させてなる溶液を付着させて薄いゴム被
覆層を形成し、次いで、そのゴム被覆層付きの有機繊維
コードを、たとえば螺旋状に巻回してビードコアとし、
そしてこのビードコアをタイヤビード部に埋設するもの
である。

【００１７】この製造方法では、ビードコアの構成に当
たって巻回される有機繊維コードが、予め形成されたゴ
ム被覆層を具えることから、その有機繊維コードの巻回
時に、ゴム被覆層相互のタッキネスを利用してコードを
所要の位置に正確に配置することができ、これにより、
所期した通りの横断面形状を有するビードコアを簡単か
つ容易に構成することができる。

【００１８】またここでは、有機繊維コードの外周に、
ゴムを溶解させてなる溶液を、液中浸漬処理その他によ
って付着させ、その付着溶液の溶剤を気化させることに
てゴム被覆層を形成しているので、そのゴム被覆層を所
要の薄さとすることができる。なお、この場合のゴム被
覆層の厚さは、溶液中のゴム濃度を高めることにて適宜
に増加させることができる。

【００１９】そして、このようにして構成したビードコ
アをビード部に埋設してなる空気入りラジアルタイヤに
よれば、先に述べた通りの作用効果をもたらすことがで
きる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下に発明の実施の形態を図面示
すところに基づいて説明する。図１は、この発明に係る
タイヤの、要部の実施形態を示す幅方向断面図であり、
ここでは、ラジアルカーカス１の端部分を、ビード部２
に埋設したビードコア３の周りで内側から外側へ巻き上
げ、ビードコア３の半径方向外周側で、この巻き上げ端
部分１ａと、ラジアルカーカス１の本体部分１ｂとの間
にビードフィラ４を配設する。

【００２１】ここで、前記ビードコア３は、図２に横断
面図で示すように、有機繊維コード５、好ましくは、高
弾性で高強力のアラミド繊維コードの外周面に、薄いゴ
ム被覆層６を形成するとともに、そのゴム被覆層付きの
有機繊維コード７を、ゴム被覆層６のタッキネスを利用
して、適用リムの径に合わせた内径寸法で、図３に示す
ように、所要の段数および列数に巻回することにより構
成する。

【００２２】なお図３（ａ）は、ゴム被覆層付きの一本
の有機繊維コード７を所要の段数および列数に至るま
で、螺旋状に往復巻回する巻回態様を示し、図３（ｂ）
は、所要の列数に応じた本数、図では４本のゴム被覆付
き有機繊維コード７を引き揃えて、所要の段数に至るま
で渦巻き状に巻回する態様を示し、ビードコア３はこれ
らのいずれの態様によっても構成することができるが、
バースト限界内圧の増加のためには前者の巻回態様の方
が好適である。

【００２３】ところで、有機繊維コード５の外周面への
薄いゴム被覆層６の形成は、たとえば、そのコード５の
外周面に予めディップ処理を施し、次いで、そのコード
５に、ゴム揮とすることができる揮発性有機溶剤にゴム
を溶解させた溶液を、液中浸漬処理、スプレー塗布、は
け塗り等によって全体的に均一に付着させ、しかる後、
揮発性有機溶剤を、好ましくは強制的に気化させて、コ
ード５の外周面にゴム質だけを付着残留させることによ
って行うことができる。なお、ここでの「ディップ処
理」は、レゾルシン、ホルマリン、ラテックス等の混合
液にコード５を浸した後、それに加熱処理および引張り
処理を施すことを意味する。ここにおいて、ゴム被覆層
６の厚みの調整は、前述したように、溶液中のゴム濃度
を変更することで、簡単かつ容易に、しかも所期した通
りに行うことができる。

【００２４】ちなみに、コード外周面に対する従来のゴ
ム被覆層の形成は一般に、図４に略線図で示すように、
押出装置ＥＸから口金ＭＰを経て押し出される練りゴム
Ｒに対し、コードＣを、口金ＭＰに取付けたコードガイ
ドＣＧを経て、その口金内で、練りゴムＲの流動方向と
直交する方向に走行させて、そのコードＣの外周面に練
りゴムＲを付着させることにより行われており、ここで
の練りゴムＲの付着量の調整は、コードＣの走行速度を
変更することにて行われるが、この場合には、コードＣ
の外周面に練りゴムＲが直接的に付着されること、作業
性の観点から、コードガイドＣＧのガイド孔径を、コー
ド径に完全には一致させ得ないこと等により、ゴム被覆
層の厚みを０．１ｍｍ以下とすることは実質的に不可能
である。

【００２５】そして、以上のようにして構成されるビー
ドコア３の、タイヤビード部２への配設は、タイヤの成
型工程において従来と全く同様にして行うことができ、
また、ビードコア３を含むグリーンタイヤの加硫成形
は、これもまた従来と同様に行うことができる。

【００２６】ここで、製品タイヤのビードコア３におい
て、有機繊維コード相互の隣接間隙を埋める被覆ゴムの
厚みは、好適には、０．００１ｍｍ以上、０．２ｍｍ未
満とする。ここにおけるこの厚みは、ビードコア３の横
断面内で、その断面個所のいかんにかかわらず、図５に
模式的に示すように上下、左右、斜め等のそれぞれの方
向に隣接するコードを相互間の隙間を埋めるそれぞれの
被覆ゴム厚みの全てを測定してそれらの平均値を求めた
ものである。

【００２７】すなわち、被覆ゴムの厚みは、有機繊維コ
ード５の相互接触の、確実なる阻止を担保すべく、少な
くとも０．００１ｍｍは確保することが好ましく、一
方、それの最大厚みは、半径方向の内周側に位置する有
機繊維コード５と、外周側に位置する有機繊維コード５
とのそれぞれに作用する引張応力の差を十分小ならしめ
るべく、０．２ｍｍには至らないものとすることが好ま
しい。

【００２８】なお、ここにおいて、有機繊維コード５間
に、上述したような薄い被覆ゴムが介在するビードコア
３を具える製品タイヤのリム組み作業は、有機繊維コー
ドそれ自身の伸長方向等の弾性変形に基づき、被覆ゴム
の薄さにもかかわらず、極めて円滑に行うことができ
る。

【００２９】この一方で、ゴム被覆を施したスチールコ
ードをもってビードコアを構成した場合には、リム組み
等に際してビードコアに作用する曲げ外力に対し、各個
のコードの曲げ変形を許容できる程度の被覆ゴム厚みを
付与することが必要であり、それがないときは、ビード
コアの全体が剛構造となるので、リム組み等が実質的に
不可能となる。

【００３０】かくして、この空気入りラジアルタイヤで
は、ビードコードを有機繊維コード５とすることそれ自
体で、タイヤ重量を有効に低減させることができ、ま
た、ビードコア３内の有機繊維コード間隙の被覆ゴム厚
みを、０．００１ｍｍ以上、０．２ｍｍ未満として、タ
イヤの半径方向内周側に位置するコード５の伸長変形
を、半径方向外周側に位置するコード５によって十分に
拘束することで、ビード部２のバースト限界内圧を有効
に高めることができるとともに、有機繊維コード相互の
直接接触に起因するビード部耐久性の低下、バースト限
界内圧の低下等のおそれを取り除くことができる。

【００３１】また、ここにおける製造方法では、有機繊
維コード５に、ゴムの溶解溶液を付着させることによっ
て、ゴム被覆層６の厚みを十分薄くできるとともに、そ
の厚みを、溶液濃度の選択に基づき、所要に応じて簡単
かつ容易に、しかも、所期した通りに調整することがで
き、さらには、ゴム被覆層付き有機繊維コード７を巻回
してビードコア３を構成するに当たり、ゴム被覆層６の
タッキネスを十分に利用してその有機繊維コード７を所
要位置に正確に位置させることができるので、所期した
通りの横断面形状を有するビードコア３を、簡単かつ容
易に、そして効率良く製造することができる。

【００３２】

【実施例】以下に、この発明に係るタイヤの、ビードコ
ア重量および、ビード部のバースト限界内圧に関する実
施例について述べる。ここでは、サイズが１７５／７０
Ｒ１３のタイヤにおいて、二枚のカーカスプライでラ
ジアルカーカスを構成し、その端部分をビードコアの周
りに図１に示すように巻き上げた。

【００３３】ここにおいて、ビードコアの構成は、表１
に示すものとし、それらのそれぞれの、ビードコアの構
成毎のビードコア重量および、ビード部のバースト限界
内圧をそれぞれ測定した。ここで、バースト限界内圧
は、水圧バーストテストによって求め、また、ビードコ
ード間の被覆ゴム厚みは、バースト個所以外の部分にて
ビードコアを、たとえばナイフで切断して被覆ゴム厚み
を測定することにより求めた。

【００３４】なお表１には、実施例のビードコア構成の
みならず、比較例のビードコア構成をも示しており、そ
こでのゴム被覆方法は、コード外表面にゴム溶解溶液
を付着させてゴム被覆層を形成する方法を意味し、方法
は、図４について述べたところにおいて、コードを、
その径より０．３ｍｍ大きい孔径のコードガイドに通過
させてゴム被覆層を形成する方法を意味する。また表中
の「ビードコア構造」における、モノストランドとは、
図３（ａ）に示す巻回態様により、そしてパラストラン
ドとは、図３（ｂ）に示す態様によりそれぞれ構成した
ビードコア構造を意味する。

【００３５】さらに、表中の有機繊維コードは、高強
力、高弾性の特徴をもつアラミド繊維コードとし、１本
のコード強力をスチールコード並みに高めるために、そ
の構成を６０００ｄ／２、撚り数を１０×１０とした。

【００３６】ところで、比較例１，２のゴム被覆コード
径の違いは、コードの走行速度を変化させることにて実
現し、この場合、コード走行速度が速すぎると、コード
にゴムが付着しない部分が発生するので、最小径を、比
較例１の１．３５ｍｍとした。

【００３７】比較例３は、一般的なスチールコードを用
いてビードコアを構成した場合を示し、リム組みおよび
リム解きの作業性や走行耐久性を考慮して、ゴム被覆層
の付着厚みを０．２ｍｍとしている。

【００３８】

【表１】

【００３９】表１によれば、アラミド繊維コードにて構
成したビードコアの重量（実施例１〜５および比較例
１，２）は、スチールコードによってビードコアを構成
した場合（比較例３）のそれの半分以下となり、またと
くに、実施例５のバースト限界内圧は、スチールコード
を用いた比較例３のそれとほぼ等しくなることが解る。
従って、実施例タイヤによれば、タイヤ重量を有効に低
減させてなお、バースト限界内圧の低下を十分に抑制す
ることができる。

【００４０】また、表中の実施例１と３、および比較例
１と２とをそれぞれ対比すると、ゴム被覆層の厚みが薄
いほど、ビードコア重量を低減できることはもちろん、
タイヤ半径方向内外の各コードの耐張力の有効なる発揮
に基づき、バースト限界内圧が高まることが理解でき
る。

【００４１】そしてさらに、ビードコア構造について、
実施例１と２、および実施例３と４を対比してみるに、
パラストランド構造に比し、モノストランド構造の方が
バースト限界内圧が上昇すること明らかであり、従っ
て、モノストランド構造の方がコードの耐張力をより有
効に利用できることになる。

【００４２】以上表１から読み取ることができる、それ
ぞれのビードコアの性能について説明したが、それぞれ
のビードコアを具えるタイヤの、リム組みおよびリム解
き作業の作業性について別途対比したところ、実施例１
〜５および比較例１，２のそれぞれのタイヤ間において
は、作業性についての差はほとんどなく、それらの何れ
のタイヤも、比較例３のタイヤに比して作業性が良好で
あった。これは、アラミド繊維コードは、スチールコー
ドに比して引張方向の弾性にすぐれ、また、曲げ方向の
剛性が低いことによるものである。

【００４３】

【発明の効果】かくして、この発明のタイヤによれば、
以上に述べたところから明らかなように、十分高いバー
スト限界内圧を確保してなお、タイヤの軽量化を達成す
ることができ、併せて、有機繊維コード相互の直接接触
に起因する耐久性の低下、バースト限界内圧の低下等を
十分に防止することができる。

【００４４】また、この発明の方法によれば、ゴム被覆
層の厚みを十分薄くすることができる他、その厚みを、
簡単かつ容易に、また所期した通りに変更することがで
き、さらには、そのゴム被覆層のタッキネスを利用し
て、所期した通りの横断面形状を有するビードコアを簡
易迅速に構成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係るタイヤの要部の実施形態を示す
タイヤ幅方向断面図である。

【図２】ゴム被覆層付きの有機繊維コードを示す横断面
図である。

【図３】ビードコアの構成態様を示す斜視図である。

【図４】ゴム被覆層の従来の形成形態を示す略線図であ
る。

【図５】被覆ゴム厚みの測定態様を示す図である。

【図６】ビードコードの、タイヤの半径方向位置の相違
に基づく、作用応力および伸度の違いを示す図である。

【符号の説明】

１ ラジアルカーカス ２ ビード部 ３ ビードコア ４ ビードフィラ ５ 有機繊維コード ６ ゴム被覆層 ７ ゴム被覆層付き有機繊維コード

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ゴム被覆を施した有機繊維コードを巻回
   してなるビードコアを具えるタイヤであって、 前記有機繊維コードの隣接間隙を埋める被覆ゴムの厚み
   を、０．００１ｍｍ以上、０．２ｍｍ未満としたことを
   特徴とする空気入りラジアルタイヤ。
2. 【請求項２】 有機繊維コードの外周に、揮発性有機溶
   剤にゴムを溶解させてなる溶液を付着させて薄いゴム被
   覆層を形成するとともに、ゴム被覆層付きのその有機繊
   維コードを巻回してビードコアとし、そのビードコアを
   タイヤビード部に埋設することを特徴とする空気入りラ
   ジアルタイヤの製造方法。