JPH04191102A - 建設車輛用空気入りバイアスタイヤ - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は軽量にしてかつカーカスの耐久性に優れた建設
車輌用空気入りバイアスタイヤに関し、特にビード部か
らサイドウオール部にかけカーカスプライのセパレーシ
ョン及びこのセパレーションに基づくコード切れが発生
しにくい建設車輌用空気入りバイアスタイヤに係わるも
のである。

（従来技術） 建設車輌用空気入りバイアスタイヤの例えばオフ・ザ・
ロード・タイヤにあっては極めて過酷な条件下で使用さ
れることがしばしばであり、過荷重下で使用され、更に
は凹凸路面走行の際ピーク入力が著しく大きいのが通常
である。

これらの悪条件に対応するタイヤにおいて、特にビード
部及びサイドウオール部の応力の負担の割合が太き（、
その歪の大きさに対処する手段を講じなくてはならない
。

特にビードコア回りをタイヤの内側より折返したカーカ
ス折返しプライ端はゴム中で自由端であリ、ゴムの加硫
中におけるゴムの流れと共に動き易い状態となり、隣り
合うカーカス本体プライとの充分な間隔を保てないとい
う傾向があり、又このカーカス折返しフライ端はゴムと
の接着性がやや劣るという欠点ある。

第７図は建設車輌用空気入りバイアスタイヤの１例を示
す断面半固であり、第８図はこれを本発明に係わるカー
カスプライを中心とした模式図である。

図において１はタイヤのトレッド部を表わし、２はトレ
ッド部１に続（サイドウオール部、３はビード部を表わ
す。そしてビード部３はビードコア４がその中心をなし
、このビードコア４，４（一方は図示せず）間を環状に
またがる６枚のカーカスプライ５がゴム中に埋入されて
おり、これはタイヤのビードコア４．４間に環状にまた
がるカーカス本体プライ５１とカーカス折返しプライ５
、とに分けて考えることができる。

そしてタイヤ内側よりカーカス本体プライ５を１ｐ、２
ｐ、・・・・とし、各カーカス本体プライ１ｐ、２ｐ、
・・・・を折返したカーカス折返しプライの夫々の端部
を１　ｐｏ　、２　ｐａ　、・・・・とする。

即ち、この６枚のカーカスプライ５のうち、まずタイヤ
内側の４枚のカーカスプライ５がビードコア４．４をま
たがってカーカス本体プライ５゜を形成し、更にこれが
ビードコア４の内側より外側に向けて折返されてサイド
ウオール部２に向って立上ってカーカス折返しプライ５
２を形成している。

そしてタイヤの外側に位置する残りの２枚のカーカスプ
ライ５．がカーカス本体プライ５．となると共にこのカ
ーカス折返しプライ５．を外側より覆う形でビードコア
４の内側にまでその先端が達している。

この場合、一般には最外側のカーカスプライ５、にあっ
ては、他のカーカスプライよりもコードの打込数を少く
してサイドウオール２からトレッド１に至るゴムとの剥
離抗力を大きくし両者間のセパレーションを防止してい
るのが通例である。

尚、図中６はタイヤ最内層を構成するインナーライナー
である。

第９図は、この最外側のカーカスプライ５．を構成する
コードと、カーカス折返しプライ５２を構成するコード
との位置関係を示すタイヤ加硫成型前の拡大図であり、
第１０図は加硫成型後のカーカス折返しプライ５２端部
近傍の各コードの位置関係を示す拡大図である。図中７
はカーカス折返しプライ５□を構成するコードを示し、
８はカーカス外側プライ５３を構成するコードを示して
いる。

さて、第９図において、通常はコード７．８は共に薄い
未加硫ゴムシート９がカレンダー等によってその両面に
コーティングされて積層されている。この場合、かかる
未加硫ゴムシート９によって保たれるコード７及び８の
間隔は、加硫成型後所定の厚さｔをもたらすようにその
厚さが予め設定されるが、タイヤとしての加硫成型時に
は加熱されると共に大きな内圧によってゴムに流動性が
付与され、外方（矢印方向）に流れ出す傾向にある。

このためコード７もこのゴムの流れとともに外方に向け
て移動しやすい状態となり、第１０図に示すようにコー
ド７は所定の位置よりも外方に移動した状態で加硫成型
されてしまうことになる。

従って、コード７．８間は所定の厚さｔよりも薄い厚さ
となり易（、場合によってはコード同士が接触しあい、
更にはコード８．８間に隣のプライのコード７が入り込
む状態ともなる。

このような状態下にあって、このカーカス折返しプライ
端部近傍に大きな歪が繰り返し加わることによって、コ
ード７．８が重なり合う部分のコード周辺には過大な剪
断応力が生じ、主としてゴムとコードとの境界に微小の
セパレーションの核が生じているを発明者等は走行途中
のタイヤを解剖し観察することによって見出した。

更にこの微小のセパレーションが核となりゴム部へのセ
パレーションが進行し、これら核から生じたセパレーシ
ョン同士が連結しあって大きなセパレーションへ発展す
ることを確認した。

従ってかかるセパレーション及びこれに基づくコード切
れ等を押えるために、この部分における剪断応力を減少
させる必要がある。

この対策として各種の方策が講じられてはいるが今だ完
全なものはない。

まずその第１はビード部からサイドウオール部全体の厚
みを主としてゴム材で厚（して撓みを減らす方法や、そ
の第２としてカーカスプライ全体のコードを多く使用し
縦、横、捩れの各剛性をアップする方策がとられている
。これらの方策はいずれもカーカス折返しプライ端部近
傍の歪を減少させることをねらいとしたものではあるが
、このためにクラウン部の応力負担増によるカット等が
増えてしまうこととなり、乗心地も悪化し、一方ではコ
ストアップに加えタイヤ重量が増加しユーザーでの採用
には至らない。

また一方では、カーカス折返しプライ端部を一枚一枚生
ゴムで覆うか、又はカーカス折返しプライ各端部間に生
ゴムのシートを挿入する方策や、直径のより小さいコー
ドを用いたプライな多数枚用いることも考えられている
。これらの方策はいずれもカーカス折返しプライ端部に
生ずる応力緩和を目的としているが、タイヤ成型のため
の直材費のアップ及び工程環を伴ない、一方ではこれら
コストアップに見合うだけの充分な改善効果も見られな
い。

更に、カーカス折返しプライ端部の位置を、タイヤの歪
の小さい位置へ移動する方策も考えられるが、このため
にはカーカスプライの種類を多数準備しな（ではならず
、製造工数が著しくアップし生産性は低下してしまうし
、端部の移動によってかかる従来の折返し部端部からの
セパレーション等は発生しなくなるが、他の端部から新
たなセパレーション等が生じる等余り有利な改善策では
ない。

（解決課題） 本発明は以上の従来の技術では充分な解決が見られなか
ったカーカス折返しプライ端部近傍から発生ずるセパレ
ーション及びこれに基づくコード切れ等の欠点を解決す
ることを課題としており、重量、低コストで且つ生産性
を損なわずにカーカス折返しプライ端部に起因するサイ
ド部のセパレーションを防止することを目的としている
。

（解決手段） 本発明は以上の課題を解決するために次の手段を採用し
たものである。

即ち本発明の要旨は、６プライ以上のゴム被覆有機繊維
コード層がビード間を環状にまたがるカーカスプライ本
体と、カーカスプライ本体の最も内方にある少なくとも
４プライが、ビードコア回りを内側から外側に折返され
、カーカス本体プライの最も外側にある少な（とも２プ
ライが前記カーカス折返しプライを覆いつつビードコア
内側に達していることからなる空気入りバイアスタイヤ
において、タイヤ加硫成型前に前記カーカス折返しプラ
イ端部とカーカス本体プライの間に放射線による予備架
橋されたゴムシートを挿入した後加硫成型されることを
特徴とした建設車輌用空気入りバイアスタイヤに係わる
ものである。

（作用） 従来技術の項で説明した通り、建設車輌用空気入りバイ
アスタイヤの加硫成型時には、ブラダ−圧力が２０〜３
０　ｋ　ｇ　ｆ　／　ｃ　ｒｎ’となり、このために生
タイヤの内面から外面に圧力が加わることになり、同時
にカーカスプライのコードは大きな張力を受は傾斜角変
化を生じる。そして加硫時の高温下においてカーカスプ
ライの被覆ゴムは流動性を増すこととなる。

このためカーカス折返しプライ端部はそのコード端が自
由端をなすために、このゴムに従って移動することはさ
けられない。

特にＯＲタイヤの如（多数のプライが用いられかつトレ
ッドのゴムゲージ及びボリュームの多いタイヤでは、こ
のゴムが流動しやすい時間が長いために、尚更ゴム流れ
の量が多く、カーカス折返しプライ端部の移動は特に大
きくなる。

なかでもナイロンコード等を使用するバイアスＯＲタイ
ヤのカーカスプライにおいては、内側で大きな張力負担
を、外側でサイドウオールゴムとのセパレーション防止
のため機械的剥離抗力の強化を図り、内側カーカスプラ
イのコード折込数を多く、外側は打込数を少な（されて
いる。

従って、生ゴムは加硫成型時の内圧によって流れやすく
なり、このためカーカス折返しプライ端部（自由端）も
このゴムの流れに応じて移動し、隣り合うカーカスプラ
イ間との間隔が所定の間隔よりも著しくせまくなってし
まったり、更にはこのカーカス折返しプライ端部が隣り
のカーカスプライ間に割って入る状態ともなってしまう
ことも前述した通りである。

このような状況下でのタイヤの使用は、特にカーカス折
返しプライ端部からのセパレーションの発生が多い。

このため、本発明においてはカーカス折返しプライ端部
な覆うよう、流動しに（いゴム材料即ち少なくとも片面
を放射線により予備架橋したゴムシートをそのカーカス
折返しプライ端部とカーカス本体プライとの間に配置す
ることによって、この部分でゴムの流れがせきとめられ
、カーカス折返しプライ端の移動が最小限に押さえられ
ると共に、隣り合うカーカスプライ間のコード間隔が確
保しうることを見出し発明に達したものである。

特にコードの傾斜方向が異なる所では負荷変形時に大き
な剪断応力が作用するのでこのゴムシートの存在は重要
である。

また、カーカス折返しプライ端部と隣接カーカス本体プ
ライとのコード方向が同一となる部分は、剪断応力はよ
り小さくなるものの、カーカスプライコードの打込数が
多いためコード同士が接触しやすいので、特にカーカス
折返しプライ端が自由端であるが故にこのゴムシートで
覆うことが重要となる。

この放射線による予備架橋の一例として電子線放射を用
い、ゴムシートを部材の状態で炭素−炭素の予備架橋を
行う。ゴムシートの厚さは０．５〜３ｍｍが好ましく、
加速電圧を３００〜１０００ｋｅＶの範囲で必要に応じ
ゴムシートの全厚みを架橋し、ても良いし、表面の一部
深さのみを架橋しても良い。例えば加速電圧５００ｋｅ
、■を用い０．５ｍｍ厚のゴムシートに電子線放射を行
えば全厚みが架橋されるが、１ｍｍ厚のゴムシートでは
約０．８ｍｍの深さまで架橋される。尚、照射線量は３
〜１０Ｍｒａｄ（メガラド）より選択される。

３　Ｍ　ｒ　ａ　ｄ未満では炭素−炭素架橋が不十分で
固くならず１、その目的であるゴムの移動を十分にせき
止め得す、１０Ｍｒａｄを越えると架橋が進みすぎゴム
シートの表面の粘着性が著しく低下し、後の部材組立て
時の成型作業性に支障を来すばかりでな（、最終製品時
、ゴムシート周辺との接着強度保持に悪影響を及ぼすこ
ととなってしまう。

更にゴムシートの厚さが０．５ｍｍ未満では、前記成型
作業性と製品時の接着強度を保持する範囲の架橋では十
分なコード間間隔が保持し得す、一方前記間隔を確保す
るには照射線量を１０Ｍｒａｄを越え前記不具合が生じ
る。ゴムシート厚さが３ｍｍを越えると剪断応力緩和効
果が飽和する一方、部材組立て時ゴムシートの径方向端
縁に大きな段差が生じ、加硫成型後、この段差部分に空
気溜りを生じる危険がある。更にいえば、ゴムシートの
厚さは０．８〜２ｍｍが尚好ましい。

かかるゴム流れ防止手段として、ゴムシート中に硬化剤
を練り込む方法や、加熱により部分的に硫黄架橋させる
、いわゆる半加硫ゴムシートを用いることが従来より知
られた方法である。

しかるに、前者の方法においてはゴム練り中しばしば硬
化が進みすぎて部材組立て作業性を大きく損なったり、
接着性を阻害する恐れがあり、全てを都合よく行うコン
トロール性に欠けるものである。

一方、後者の方法において、−船釣な加熱による方法で
はゴムシートの表面が最も硫黄架橋が進み内部に向かう
に従い架橋の程度が少なくなる傾斜架橋で、表面の粘着
性が著しく低下し、前記したような不具合が生じる一方
、製品時の接着性確保とゴム流れ防止効果を両立させる
ことは困難である。また内部から加熱するマイ゛クロウ
ェーブ法も知られているが、この場合は加熱が急激であ
ったり、高温になり過ぎて発泡状のものが生じ易くコン
トロール性に欠けるという難がある。

以上の方法に対し、放射線、ことに電子線照射によるゴ
ムシートの予備架橋は炭素−炭素結合のみを極く短時間
で、しかも常温常圧で行い、加硫成型工程で改めて硫黄
架橋を行うため十分な接着性と共にゴムシートの望まし
い諸物理特性、例えば引張り強度、モジュラス、伸び等
が得られる。

更に電子線が照射されるゴムシートの表面より内部に線
量のピークが存在する点も加わり、ゴムシートの表面の
部材としての粘着性が十分に保たれるので、部材組立て
時の成型作業性が極めて良好であり、好ましい製品品質
が得らねる。特に前記緒特性は加速電圧と照射線量を適
宜組み合わせることで、極めて正確に自由にコントロー
ルし得る点にある。

かくして本発明は前記利点を利用しつつ加硫成型時の高
温高圧下で望ましい硬さを有しゴム流れを抑止し得るゴ
ムシート部材が得られることになったのである。

ゴムシートに対する放射線架橋については特開昭４９−
９９７７６号公報、特開昭５１−３９８０４号公報にそ
の技術が開示されている。そして電子線架橋にあっては
、被照射物に電子線を照射した場合の電子の透過深さと
吸収線量との間の関係を深部線量分布曲線で示されるが
、一般には被照射物にあっては電子が到達しない部分の
改質は行われない。

本発明においては前記したゴムシート部材の厚さ全体を
改質しても良いが、特にこねにこだわらず、必要とする
０、３〜２ｍｍの厚さを改質に供すればよく、一般には
使用できる加速電圧との関係で、その照射線量を前記し
た深部線量分布曲線から選択するものである。

またカーカス折返しプライのコード打込数が、これと接
するカーカス本体プライのコード打込数に対し１．１〜
２倍、特に１．２〜１．８（ｇとなるカーカスプライの
組合わせにおいて前記ゴムシート部材の改質が必要であ
る。

（具体例） 本発明の具体例としてローグー用ＯＲタイヤにこれを適
用し、その効果を確認した。

タイヤは、サイズ２３．５−２５　２０ＰＲであり、ダ
ブルビード構造を有し、カーカスプライ構造は（６）−
（４）−２である。そしてカーカスプライコードは１８
９０デニール２本撚りのナイロンコードな使用した。部
材の状態でナイロンコードの断面径は０．７６ｍｍ、ナ
イロンコードに等分にゴム被覆した層全体の厚みは１．
３０ｍｍである。

ここでカーカスプライ構造におけるｒ　（６）　Ｊとは
、内側ビードコアーを内側から外側へ巻き上げるカーカ
スプライが６枚であることを示し、同様にｒ　（４）Ｊ
とは外側ビードコアーを巻き上げるカーカスプライが４
枚であり、更に「２」とは最外側プライでビードを巻き
上げないカーカスプライの数を表しており、全体でカー
カスプライの構成を表示したものである。

先ずこの具体例のタイヤの構造を説明すると、第１図は
かかるタイヤにおける断面半開であり、第２図はカーカ
スプライを中心とした基本的模式この図において前言己
カーカスプライ構造の内、最内側の６枚のカーカスプラ
イＡのコードの打込み数は１９本／２５ｍｍ、その外側
の４枚のカーカスプライＢのコードの打込み数は１３本
／２５ｍｍ（Ａ及びＢの打込数の比は約１．４６：１゜
０）、更に最外側のカーカスプライＣのコードの打込み
数は１３本／　２５　ｍ　ｍであり、最内側及びその外
側のカーカスプライＡ及びＢは、ビードコア４．４を環
状にまたいでカーカス本体プライ５、を形成すると共に
、その内側より巻き上げて折返しプライ５２を形成し、
最外側の２枚のカーカスプライＣはカーカス本体プライ
５．を構成すると共にカーカス折返しプライ５２端を覆
ってビードコア４．４の内側に達して止まっている。

かかるカーカスプライ５はタイヤの内側より１ｐ、２ｐ
、３ｐ、・・・・とし、夫々のプライにおける折返しプ
ライの端部を失々１　ｐｏ　、　２ｐｏ　、３ｐｏ、・
・・・とする。

第１実施例 第３図の模式図で示すように、本発明にかかる電子線処
理されたゴムシート１０を、第１カーカス折返しプライ
端部（ｌｐｏ）と第７カーカス本体プライ（７ｐ）の間
に介在させてタイヤを成型した。

成型条件は内圧２４ｋｇｆ／ｃｍ２．加硫温度１３５″
Ｃ１加硫時間１４０分であった。

ここで、電子線処理されるゴムシート１０はこのカーカ
スプライにコーティングされたゴム種と同じゴム種を使
用し、その厚さは１ｍｍ、幅は１２０ｍｍを持っており
、本実施例では、電子線照射条件として５００ｋｅＶＸ
５Ｍｒａｄを用い、相対線量６０％で見て厚さの約８０
％が照射によって改質されているシートを用いた。

第２実施例 第４図の模式図で示すように、第１実施例のゴムシート
１０を同位置に施すとともに、同様のゴムシート２０（
幅１８０ｍｍ）を、第１カーカス折返しプライから第６
カーカス折返しプライの各端部の全て（ｌｐｏから６　
ｐ　ｏのすべて）に対応し、第６カーカス本体プライ（
６ｐ）との間に介在させてタイヤを成型した。

尚、ＩＰ、から６Ｐ、のプライ端の各段差は、部材組合
わせの状態で夫々的３０ｍｍである。

第３実施例 第５図の模式図で示すように、第２実施例のゴムシート
１０及び２０を同位置に施すとともに、同様のゴムシー
ト３０（幅１２０ｍｍ）を、第７カーカス折返しプライ
端部（７ｐｏ）と第１１カーカス本体プライ（ｌｉｐ）
の間に介在させてタイヤを成型した。

第４実施例 第６図の模式図で示すように、第３実施例のゴムシート
１０．２０．３０を同位置に施すとともに、同様のゴム
シート４０（幅１２０ｍｍ）を、第７カーカス折返しプ
ライから第１０カーカス折返しプライの各端部の全て（
７ｐ　ｏから１０　ｐ　ａの全て）に対応して第１０カ
ーカス本体プライ（１０ｐ）との間に介在させてタイヤ
を成型した。

尚、７Ｐ、からＩＯＰ、のプライ端の各段差は部材組合
わせの状態で夫々的３０ｍｍである。

試験結果１ 第３実施例のタイヤ及び後記の従来タイヤを加硫成型後
はぼ８等分に切断し、従来タイヤで最もコード間ゲージ
が小さ（、セパレーションが最初に生じている７ＰとＩ
　Ｐ　ｏ及びＩＩＰと７Ｐ、のコード間ゲ°−ジを測定
した平均値の結果を第１表に示す。

第１表 試験結果２ 外径５ｍのタイヤドラム試験機にかけ、内圧４ｋｇｆ／
ｃｍ”、速度１５ｋｍ／ｈ、荷重１３４５０ｋｇ　（正
規荷重の１２５％）の条件下で、本発明の電子線処理し
ない同一寸法、同一材質のゴムシートな第４実施例同様
に用いた従来のタイヤを基準とし、ビード部セパレーシ
ョンを発生する迄の走行距離を１００として、各実施例
のタイヤにおけるビード部セパレーションを発生する迄
の走行距離を指数にて表した。

結果を第２表に示す。

第２表 （効果） 本発明によるタイヤにおいては、前記したようにコード
間のゲージに大きなアンバランスは生ぜず、タイヤドラ
ム試験においても従来のタイヤの走行可能距離に比較し
て格段に走行距離が伸びたものであり、土木、建設現場
で使用される車両用空気入りバイアス寿命が著しく伸び
その効果は大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の詳細な説明するだめのタイヤの断面半
固、第２図は本発明の詳細な説明するためのタイヤのカ
ーカスプライを中心とした基本的模式図、第３図は本発
明の第１実施例を示すタイヤの第２図と同様の模式図、
第４図は本発明の第２実施例を示すタイヤの第２図と同
様の模式図、第５図は本発明の第３実施例を示すタイヤ
の第２図と同様の模式図、第６図は本発明の第４実施例
を示すタイヤの第２図と同様の模式図、第７図は従来の
建設車輌用空気入りバイアスタイヤを示す断面半固、第
８図は第７図に示すタイヤのカーカスプライを中心とし
た模式図、第９図はこのカーカスプライ５．を構成する
コードとカーカス折返しプライ５□を構成するコードと
の位置関係を示すタイヤ加硫成型前の拡大断面略図、第
１０図は加硫成型後のカーカス折返しプライ５□端部近
傍の各コードの位置関係を示す拡大断面略図である。 ｌ・・・・・・タイヤのトレッド部 ２・・・・・・サイドウオール部 ３−・・・・・ビード部 ４・・・・・・ビードコア ５・・・・・・カーカスプライ ５、・・・・・・カーカス本体プライ ５、・・・・・・カーカス折返しプライ５、・・・・・
・最外層カーカスプライ６・・・・・・インナーライナ
ー ７・・・・・・カーカス折返しプライ５２を構成するコ
ード ８・・・・・・カーカスプライ５．を構成するコード９
・・・・・・コード被覆未加硫ゴムシート１０．２０．
３０．４０・・・・・・電子線処理されたゴムシート Ａ％Ｂ、Ｃ・・・・・・カーカスプライ１ｐ、２ｐ、・
・・・・・・・・・カーカス本体プライ番号１ｐ０．２
ｐＯ，・・・・・・・・・・カーカス折返しプライ番号 特許出願人　株式会社　ブリヂストン 第３図 第４図 第５図 第６図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）６プライ以上のゴム被覆有機繊維コード層がビー
   ドコア間を環状にまたがるカーカス本体プライと、カー
   カス本体プライの最も内方にある少なくとも４プライが
   ビードコア回りを内側から外側に折返され、カーカス本
   体プライの最も外側にある少なくとも２プライが前記カ
   ーカス折返しプライ端部を覆いつつビードコアの内側に
   まで達していることからなる空気入りバイアスタイヤに
   おいて、タイヤ加硫成型前に前記カーカス折返しプライ
   端部とカーカス本体プライの間に放射線による予備架橋
   されたゴムシートを挿入した後加硫成型されることを特
   徴とした建設車輌用空気入りバイアスタイヤ。