JPS59206211A - 車輪用のタイヤ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の属する技術分野 本発明は自己支持型のタイヤ、即ち、タイヤが完全に収
縮した場合でさえも、いわゆる［ラン・フラットＪ　（
ｒｕｎ　　ｆｌａｔ）状態をとるタイヤにおける！＋＋
徴的事項であるタイヤ側壁内表面とトレンド内表面との
非接触状態を維持したまま、成る程度の速度で適当距離
連続走行できるタイヤに関する。特に、本発明はラジア
ルタイヤ、即ち、一方のビードから他方のビードまで延
び゛たカーカスのコードがタイヤ赤道面に対し９０°の
角度又はその前後の角度だけ傾斜した平面内に存在して
いるようなタイヤに適用される。

従来技術とその問題点 この種のタイヤは当業界で既知であり、そのような既知
のタイヤにおいては、カーカス構造体はタイヤの側壁（
サイドウオール）内に挿入したかなりの厚さで硬度の大
ぎなエラストマー材料のプロフィール部材から成る。こ
のプロフィール部材はカーカスプライの外側に配置する
ことができ、またカーカスプライ間にも配置でき、カー
カスプライの内側にさえ配置することができろ。

タイヤのビード及びトレンドの方へそれぞれ延びていて
終端部に向かうにつれて先細りとなったレンズ状の断面
を通常性する上記グロフイール部制を設けた目的は、空
気膨張タイヤにより与えられても・た荷重支持能力が部
分的に又は全体的に失なわれたときに（タイヤの収縮に
起因する）、車輪に作用する荷重に対する有効な支持作
用を与えることである。

しかし、この種の既知のタイヤには次のような欠点があ
る。即ち、収縮状態でのタイヤ動作中、１′ｌＩＪ記の
レンズ状のゴム製プロフィール部材にはタイヤ側壁に作
用する車両重量の効果に起因する繰返しの圧縮により超
過応力が作用し、このためプロフィール部材はかなり多
量の馬力を吸収して多量の熱を貯えて・しまい、この熱
を完全に発散させるのは困難で、結局全体のタイヤ構造
の抵抗特性、特にゴム引き布やカーカスプライのコード
やプロフィール部材自体の抵抗力を漸進的に低下させて
しまう。

このように、タイヤを構成する部品の抵抗特性、従って
全体のタイヤ構造の抵抗特性が低下すれば、収縮状態で
のタイヤ走行距離が少な（なり、走行速度も遅くなって
しまう。更に、一般的には、収縮状態でのタイヤの使用
後には、タイヤの損傷が倣しく、タイヤ再生が不能とな
ってしまう。

本発明者はタイヤ使用中における前述の悪化（走行距離
、速度の低下）を防ぎしか、も走行距離や走行速度を著
しく増大させることができることを付きとめた。

発明の目的 本発明のねらいは、荷重を受けたタイヤが収縮状態で成
る程度の距離１を高速で走行できるように４１°４Ｊ告
及び機能を有しかつタイヤの使用寿命中この機能を繰返
し果すことのできる自己支持型のタイヤを提供すること
である。

従って、本発明の目的は、２つのプライスは一群のプラ
イから成るチクシフイル製のカーカスと、カーカスのク
ラウン区域に配置したトレッドノ（ンドと、カーカスと
トレンドバンドとの間に介挿された円周方向に非伸長性
の環状補強構造体と、側壁と、円周方向に非伸長性の環
状コアから成る、タイヤを車輪の装％Ｉｆ　’）ムに係
留するためのビードと、該環状コアの半径方向外側に位
置した美質上三角形断面を有するエラストマー材料製の
フィラーとから成り、カーカスプライが前記環状コアの
まわりで内側から外側に向って折返されており、＋ｌＩ
！Ｉ　１．ｉ＋＜がビードとクラウン区域との間で延長
した実質」ニレンズ状断面の環状のエラストマ・−材ａ
製プロフィールｉ＜＋’、　材を備工、このプロフィー
ル部材の最大厚さ部分が側壁の半径方向外側半分の部分
に位置しているような車輪用のタイヤであって、次のこ
とを特徴とするタイヤを提供することである０即ち、特
徴とするところは、レンズ状のプロフィール部材がプラ
イ間又は一群のプライ間に介挿されており、このプロフ
ィール部材が４７を越えないＩＳＯ硬度を有し、［グツ
ドリッチＪ　（Ｇｏｏｄｒｉｃｈ）のフレキソメータ（
屈曲試験装置）でのニジストマー材料のテストサンプル
についての２０分以上の破壊時間として定義される熱的
安定性を有していることである。

発明の構成 好適には、このレンズ状プロフィール部材のエラストマ
ー材料は、０．０７５０を越えないｔｙδ（タンジェン
トδ）の機械的な値を有し、４メガパスカスを越えない
動的弾性係数を有する。

本発明の好適な実施例によれば、レンズ状プロフィール
部材の半径方向外端は、環状補強構造体の全幅の１５％
を越えない距離だけ、環状補強構造体と重複してタイヤ
の内側の方へ軸方向に延びている。一方、プロフィール
部材の半径方向内端部は、タイヤの断面高さの２０％を
越えない長さだけ、軸方向外側のブライを介してフィラ
ーの上にのって見・る。好適には、フィラーはタイヤ断
面高さの１５％以上の高さに亘って外側の方へ半径方向
に延長している。

好適な実施例によれば、レンズ状プロフィール部材の半
径方向内端部は、カーカスプライの折返し部に関し軸方
向外側に、位置しタイヤ断面高さの４０％を越えない高
さまで環状（ビード）コアから半径方向へ延長した補強
チクシタイル布の一縁部に、フィラーを介してのってい
る。更に、カーカスプライは熱抵抗を有する天然又は（
及び）合成テクノタイルコード、好適にはレーヨンコー
ド、芳香ポリアミドコードで補強される。

発明の実施例 図に示すように、本発明のタイヤは２つのレーヨンブラ
イ１，２で構成した２枚のブライがら成るラジアル型式
のチクシタイルカ−カスを有し、コノカーカスの端部分
は環状コア（ビードコア）３のまわりで内側から外側に
向って折返され、環状コアはビードを補強するもので、
通称ビードコアである。

別の実施例としては、カーカスプライの数は３枚以上で
もよく、ただこの場合は、ブライは互に離れた２群に分
けられる。

カーカスのクラウン区域にはエラストマー材料のトレッ
ドバンド４を配置し、トレッドバンド上面には普通モー
ルド成形によりトレンド模様を設ける。

トレッドバンドとカーカスとの間には、一般にベルト構
造体又はブレーカ−として知られる既知の型式の円周方
向に非伸長性の環状補強構造体を介挿する。例えば、図
示の本発明タイヤにおいては、環状補強構造体は好適に
は、２枚の金属コード層５，６と、これらの層の半径方
向外側に位置したチクシタイル材料（好適にはナイロン
）のコード層７とから成り、各層５，６内の金属コード
は同一層内では互に平行であるが、他方の層の金属コー
ドに対してはタイヤ赤道面に関して対称的に傾斜してお
り、チクシタイルコード層７は金属コード層５，６の終
端部を覆うに充分な幅を有している。

環状補強構造体９全幅Ｌ（図にはその半分の幅Ｌ　／　
２のみを示す）は、長い方の金属コード層の終端部と短
かい方の金属コード層の終端部との間の中間の円周方向
の２つの面間の距離に対応する。

ビードコア３０半径方向外側の位置に環状のノイラー８
を設け、このフィラーは高硬度コンパウンドから成り、
半径方向外方へ延びている。好適には、ビードは更にチ
クシタイル（好適にはナイロン）コードの布ストリップ
９により（軸方向外側で）補強され、これらのチクシタ
イルコードはタイヤの赤道面に関して２０°〜４５°の
角度、好適には２２度の角度傾斜している。この補強体
たる布ストリップ９はフィラー８及びカーカスプライの
折返し部に関して軸方向外側に位置しており、ビードコ
アから、タイヤ断面高さＨの４０％を越えない高さＪま
で半径方向に延長している。

側壁におけるカーカスプライ間には、レンズ状断面形を
有するエラストマー材料のプロフィール部制が挿入して
あり、このプロフィール部材の最大・厚さ部分は側壁の
半径方向外側半分の部分に位置しており、プロフィール
部材はトレッドバンド及びビードの方に向って半径方向
へ延び、終端部に向かうにつれ先細となって（・る。

このレンズ状プロフィール部材を構成するエラストマー
材料は、タイヤ収縮時に車輪に作用する荷重を支持する
にはそれ自体実質上不適当な極めて軟らかな材料であり
、便宜的には、この材料の硬度は、標準のＡＳＴＭ　１
４１５−８１　に従って測定したものでは、４７を越え
ない。同様に、この材料の動的な弾性係数は６メガパス
カルより太ぎ（な（、好適には４メガパスカルより太ぎ
くない。

この材料の主たる特徴は、過剰な量の馬力を吸収せずに
しかも多量の熱を発生させずに、使用中の収縮タイヤの
側壁が荷重のために曲げを受けているときに極めて多数
回の曲げサイクツとに耐え、タイヤを繰返し使用しても
長期間に亘り高温状態下でもこの特性を一定に維持する
ことである。

このような特徴が与えられるのは、上記エラストマー材
料が（標準のＡＳＴＭ６２３　７８に従って「グツドリ
ッチ」のフレキソメータにより決定された条件の下で該
ニジストマー材料のテストサンプルの破壊に要する時間
として定義される）熱安定性（２０分以上）を有し、０
．０７５を越えない機械的なｔｇδを有するとぎである
。材料の熱安定性は、精確には、長期間に亘ろ過酷な動
的応力に抵抗する材料の能力、即ち、長期の動的な疲れ
を受けて加硫による化学的な交差結合の結合点を破壊す
る（その結果タイヤ構造体、タイヤ挙動特性を悪化させ
る）傾向を与える温度上昇が生じても、材料の物理的及
び化学的特性を一定に維持する材料の能力である。

このことから、使用するコンパウンドに動的応力に起因
する温度上昇を最少に抑える特性を有するべ涯である。

即ち、コンパウンドは動弾性係数及びヒステリシス損失
を表わす機械的なｔ１δについて小さな値を有さねばな
らない。

熱安定性に関して本発明の要求を満たすコンパウンドを
決めろため、本発明者は、上述した標準のＡＳＴＭに従
って「グツドリッチＪ　（Ｇｏｏｄｒｉｃｈ　）のフレ
キソメータ（屈曲装置、ｆ　１　ｅｘｏｍｅ　ｔｅ　ｒ
　）を利用すると好都合なことを付きとめた。略述すれ
ハ、「グツドリッチ」のフレキンメータは、一対のスケ
ールを形成するようにナイフ状ブレード上でバランスす
るように配置されたノく−から成る。

この装置の慣性モーメントを太きくして振動を緩和、抑
制するため、これらのスケールの２つの梁に各２４ｋｐ
の２つのおもりが設けである。

測定ずべぎテストサンプルはバーとピストンのヘッドと
の間（前記おもり側とは反対の側で）（−の支承点近傍
）に配置し、このピストンにより、与えられた形及び周
波数の正弦曲線に従った軸方向の圧締にてテストサンプ
ルに応力を作用させる。

テスト荷重は支承点とは反対側のテストサンプルの側で
バーの終端部に施す。

測微ねじ（マイクロメータスクリュウ）により、ピスト
ンヘッドの方向にバーに垂直な２方向へテストサンプル
の支持ベースを移動させ、もってテスト荷重の重量及び
距離を選択することにより、応力の方向を軸方向に完全
に維持させたままテストサンプルに最初（初期）の予負
荷（プレロード）を与えることかできる。

テストは、テストサンプルに連続的な周期的圧縮を加え
てテストサンプルが破壊点に達するまで行なう。史に、
テスト前後のテストサンプルの温度を測定する。テスト
サンプルが破壊雑に達するに要する時間及びそれに伴な
う温度上昇はテストを受けたエラストマー材料について
の熱的安定性の特性を充分に特定する。

本発明者は、最も有効なテスト条件は、ピストン上の正
弦波振動の周波数が３０ヘルツであり、正弦波の隣接す
る頂点間の距離が６．３５Ｉ＋Ｏ１１であり、バー上の
静荷重が４８．４６（重量）ポンド（これはテストサン
プル上の予負荷が４８９ニユートンに）よるこ〆に対応
する）であり、テストサンプルの初期の温度か１０００
Ｃである場合に得られることを付きとめた。

このようなテスト条件下でのテストにおいて、本発明に
おけるコンパウンドは２０分以上のテスト時間を要し、
テストにおけるコンパウンドの温度上昇は２０°Ｃを越
えない。

動的な弾性係数及び機械的な１ｇδに関しては、１゜本
発明者は、ニジストマー材料のテストサンプル（高さ２
６ｍＩｎ、’直径２９■、予めの圧縮２０乃の円柱体）
に、コンピュータで制御しだ液圧サーボ装置により生起
される非鉄形時テストサンプルの高さの６係の大ぎさの
周期的な正弦波変形を与えてヒステリシス曲線内の面積
Ｗ（単位は′／−−”４３）、最大応力値Ｓ（単位はパ
スカル）及び最大変形値ｄを測定し、機械的なｔｙδ−
ｔｙａｒｃｓｌｎ　　、四−（タンジェントアークサイ
ン式〒）及び動的な弾性係数ｇ’　−−！−ＣＯ８δを
計算することにより、上δ 述の特性を決定した。

単なる一例を示せば、加硫したコンノくランドにおける
最も重要な物理的特性を示す、本発明のタイヤ構造に使
用するに適したものと判明したコンパウンドの組成（処
方）は次のとおりである。

組　成　　　　　　　　ゴム１００当りの重量部標準マ
レ−シアゴム１０　　　　　　　１００．００酸化亜鉛
　　　　　　　　　　　　　５００ステアリン酸　　　
　　　　　　　　　２．５０７レクト一ルーＭ（ＦＬＥ
ＣＴＯＬ−Ｍ：モンサンド社製）　　　　１．００ インプロピル−フェニル−パラ− フェニレンジアミド　　　１．５゜ 微結晶ワックス　　　　　　　　　　１，５゜ポリプラ
スト−ルー６（ＰＯＬＹＰＬＡＳＴＯＬ−６；ボセノト
社製）　　　３．００ カーボンブラックＮ−３２６２０，０ＯＮ−オキシジエ
チレン−ベンゾチアゾール−２−スルホンアミド　　　
　　　　１．５０ジフェニル−ジメチルチウラム−ジス
ルフィド　　ｏ３７５サルファサン−Ｒ（ＳＵＬＦＡＳ
ＡＮ−Ｒ：モンサント社製→　　　２．００ 特性 熱的安定性　　　　　　２６分 動的弾性係数　　　　　　　３．１７５メガパス力ル機
械的なｔｙδ　　　　　　　０．０７２テスト終了時の
温度上昇　　　１８℃ 図に示す好適な実施例によれば、上述の特性η有するレ
ンズ状断面のエラストマー材料製プロ：ィ、−ル部材の
半径方向外方の終端部分はベルト構造体即ち環状補強構
造体の端縁から軸方向内方距離６の地点までベルト構造
体の下方へ軸方向内方へ延びており、゛この距離すは好
適にはベルト構造体の全幅の１２．５％に等しいが、該
全幅の１．５％を越えないものであればよい。それ故、
ベルト構造体とレンズ状プロフィール部材の相互型なり
区域の軸方向長さも上述の範囲の埴（即ちベルト構造体
全幅の１５％を越えない値、好適には該全幅の１２５％
の値）を有する。

ビード側の側壁下方区域においては、レンズ状プロフィ
ール部材の終端部分は、タイヤが路面上を走行するとき
にタイヤに良好な挙動特性を与えるに必要な漸進的な剛
性の増加をこの区域に提供するようにフィラー及び補強
布と相互に重なっている。つまり、レンズ状プロフィー
ル部材は外側の１枚のプライ又は外側の一群のプライ２
を介して半径方向距離Ｃだげフィラ〜と重なっており、
この距離Ｃの値はタイヤ断面高さの２０％を越えない大
きさである。この重なり区域の大ぎさは側壁内部で成る
範囲内で変えることが可能であるが、いずれの場合も、
フィラー８の位置する半径方向高さｊはタイヤ断面高さ
の１５％を越えてはならない。

ビード補強用のテクノタイル布９に関しては、好適には
その半径方向高さ９はタイヤ断面高さの４０％を越えな
い。更に、レンズ状断面を有するプロフィール部材の最
大厚さ部分は側壁の半径方向最外側部分に位置する。好
適には、この厚さはタイヤの最大幅の３係〜６係である
。

本発明のタイヤは、完全にタイヤが収縮している状態−
（高速にて実際上かなり長距離走行できろことが判った
。更に、タイヤの使用寿命も実質上増加することが判っ
た。これらの利点は、収縮タイヤに作用する荷重を側壁
内に導入したコンパウンドにより支構させるという旧来
からの考え方を捨て、カーカスによってコンパウンドを
制御すると見・う新規な考えを採用することにより得ら
れる。

実質上、エラストマー材料は体積的に圧縮減少しな℃・
（体積不変の効果をもつ）材料であることな考慮する必
要がある。従って、この材料が成る方向へ圧縮により変
形すれば、体積不変の効果のため、この材料は他の方向
において膨張する。その結果、本発明ばおけるように、
コンパウンドをカーカスプライ間に包囲させた場合（即
ち、コンパウンドを実質土間じた容器内に収容した場合
）、使用中のタイヤにおいては、コンパウンドは三軸圧
縮状態をとり、このためコンパウンドはタイヤ構造体に
対し剛直性（特に曲げに対する剛直性）を与え、この剛
直性はコンパウンド自体の剛直性より著しく太きい。

更に、収縮状態のタイヤが荷重を受けたとき、カーカス
プライ間に介挿されたコンパウンドはタイヤ側壁の曲げ
効果により半径方向に大きな圧縮を受けるが、その体積
不変の効果により他の方向へ膨張しようとする。しかし
、タイヤ円周方向の寸法は実質上変化しないから、コン
パウンドはこの円周方向へは膨張できない。従って、膨
張するとすれば、横方向即ち軸方向である。ただ、この
方向においては、軸方向外側のカーカスプライは大きな
張力を受けていて軸方向外方へ変形できないから、コン
パウンドも軸方向外方へは膨張できない。それ故、コン
パウンドは軸方向内方へ膨張することになる。この場合
、軸方向内側のカーカスプライ１．１側壁の曲げ効果に
より圧縮状態にあって周長か減少しているから、このよ
うなコンパウンドの軸方向内方への膨張を許容する。カ
ーカスプライ間に介挿されたエラストマー材料製のレン
ズ状プロフィール部材のこの軸方向の膨張効果のため、
軸方向内側のカーカスプライ又は一群のプライもけん引
（ｔｒａｃｔｉｏｎ　）の状態となり、これによって膨
張圧の欠除したタイヤに作用する荷重の有効な支持に寄
与する。

換言すれば、本発明のタイヤにおいては、力−力スノラ
イ間に挿入したコンパウンドのレンズ状プロフィール部
拐は、荷重を直接支持する目的をもつというよりもむし
ろ主としてタイヤ構造の幾何学形状を維持させる目的を
もつ。ともかく、本質的なことは、プロフィール部材が
カーカスプライ間に挿入されていることであり、プライ
の外側又はプライの内側に位置しているものではないと
いうことである。

レンズ状のプロフィール部材ができる限り馬力の吸収を
少さぐし熱的安定性を太きくせねばならぬかの理由は容
易に理解できよう。この観点から本発明者により提示さ
れた数値はタイヤの良好な機能を提供する目的にとって
臨界値であることが判った。

事実、これらの値か変化した場合、即ちレンズ状プロフ
ィール部材のコンパウンドのヒステリシスか増加した場
合、収縮タイヤの使用中プロフィール部材により生起さ
れる熱も増加してしまう。

更に、この熱は、外部への熱の発散、伝達を阪少させる
（従って使用中タイヤ側壁の冷却効果を減少させる）カ
ーカスプライの２つの層間に収容されているレンズ状プ
ロフィール部材の厚さのため、取除くのがきわめて困難
となる。

従って、レンズ状プロフィール部材の温度が上昇すると
、短期間で、プロフィール部材のコンパランドの特性の
み九らず全体のタイヤ構造（特にカーカスプライ）の抵
抗特性までも悪化してしまう。このような情況をも考慮
して、好適には、本発明のタイヤにおいては、カーカス
プライの補強コードは熱に対し抵抗力を有する材料から
作る。

本発明によれば、これらのコードは、好適には、例えば
、レーヨン又はデーポン社製の商品名［ケブラーＪ　（
ＫＥＶＬＡＲ）として知られている芳香ポリアミドの如
き天然及び（又は）人工のチクシタイル材料から作ろ０ 本発明は以上説明した実施例のみに限定されな℃・こと
はいうまでもない０

【図面の簡単な説明】

図は本発明の一実施例に係るタイヤの断面の上半分、特
にその左半部を詳細に示す断面図である。 １．２；カーカスプライ　　３；ビードコア４ニドレツ
ドバンド ５．６：環状補強構造体の層 ７　：チクシタイルコード層　　８：フイラー９；布ス
トリップ １０：プロフィール部材 １、事件の表示 昭和Ｌ−ｆ年特許願第　　９２ｉｏｔ　　号２、発明の
名称 １４・Ｉ后ｌルノフイヤ ６、補正をする者 事件との関係　　特許出願人 住所 る　牡　　ノラーエソ　フ′ネ・り二・ヲーイテ・　ヒ
゛ｔ−’ノ　／すＬグ・＼、１．・γづ・Δ゛−；−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ２つのプライ又は一群のプライから成るチクシタイル製
   のカーカスと、カーカスのクラウン区域に配置したトレ
   ッドバンドと、カーカスとトレッドバンドとの間に介挿
   された円周方向に非伸長性の環状補強構造体と、側壁と
   、円周方向に非伸長性の環状コアから成る、タイヤを車
   輪の装着リムに係留するためのビードと、該環状コアの
   半径方向外側に位置した実質上三角形断面を有するニジ
   ストマー材料製のフィラーとから成り、カーカスのプラ
   イが環状コアのまわりで内側から外側に向って折返され
   ており、側壁がビードとクラウン区域との間で延長した
   実質上レンズ状断面の環状のエラストマー材料製のプロ
   フィール部材を備え、このプロフィール部材の最大厚さ
   部分が側壁の半径方向外側半分の部分に位置しているよ
   うな車輪用のタイヤにおいて、 前記レンズ状のプロフィール部材が前記プライ間又は一
   群のプライ間に挿入されており、このプロフィール部材
   が４７を越えないＩＳＯ硬度を有しており、かつグツド
   リッチのフレキンメータでのエラストマー材料のテスト
   サンプルについての２０分以上の破壊時間として定義し
   た熱的安定性を有していることを特徴とする車輪用のタ
   イヤ。