JPH07215007A - タイヤカーカス固定法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 サイドウォールの曲げ剛性がリム部へ向って
できる限り連続的に変化するように補強用コードを配置
でき、多数のカーカスコードを固定できる新規なカーカ
スコード固定法。 【構成】 タイヤカーカスは一方のリム部から他方のリ
ム部へ往路と復路を形成する単一のコードで作られる。
サイドウォール１ではコードの往路と復路は単一の周方
向アラインメント31、32を形成し、リム部２では往路と
復路とが周方向の延びたコード群61によって互いに分離
された２つの周方向アラインメント31、32を形成する。
コード群61と周方向アラインメント31、32の間にはショ
アＡ硬度が70以上のゴム混合物層５を配置する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はタイヤに関するものであ
り、特に、サイドウォールおよびリム部での補強コード
の配置方法に関するものであり、さらには、リム部への
カーカスコードの固定 (投錨、ancrage)方法に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】現在のタイヤのカーカス補強材は１つま
たは複数のウエブ(nappes)、大抵の場合はラジアルウエ
ブで構成され、このカーカス補強材はリム部(bourrelet
s)に配置された１本または複数本のビードワイヤに巻付
けられている。タイヤはリム部を介してホイールリム(j
ante) に固定される。この構成のリム部は極めて大きな
剛性を有している。

【０００３】リム部の剛性はサイドウォールの放射方向
上方 (本明細書では「上方」または「上側」とは半径が
大きくなる方向を意味する) に向かって除々に変化して
いるのが望ましいが、大きな可撓性が要求されるサイド
ウォールと、逆に大きな剛性が要求されるリム部との間
で剛性を徐々に変えることは現在の技術では極めて難し
い。事実、タイヤのこの部分に配置される補強材が非連
続になることは避けらず、放射方向上端部でカーカスが
トレッドに向かって曲がる所ではカーカスは方向転換し
ないため、この区域の剛性は必然的に小さくなる。

【０００４】ビードワイヤの周りでラジアルカーカスが
方向転換しないようにしたラジアルカーカスの設計原理
も既に公知である。例えば米国特許第 3,072,171号では
カーカスウエブの方向転換点を無くし、放射方向を向い
たカーカスコードの横側に周方向に延びた周方向カーカ
スコードを配置している。しかし、この構造ではカーカ
スコードを周方向カーカスコードに確実に固定（投錨）
するのが難しいため、この構造は実際には用いられてい
ない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、タイ
ヤのサイドウォールの曲げ剛性がリム部に向かってでき
る限り連続的に変化するようにカーカス補強用コードを
配置でき、しかも、極めて多数のカーカスコードを固定
することができるようにした新規なカーカスコード固定
方法を提供することにある。本発明の別の目的は機械で
容易に製作可能なタイヤ補強構造を提供することにあ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、底部がホイー
ルリムに装着されるリム部の中に放射方向下向きに固定
される少なくとも１つのカーカスを有するタイヤであっ
て、各リム部はサイドウォールへ向かって放射方向上方
へ延び、サイドウォールはタイヤトレッドへ向かって放
射方向上方へ延び、カーカスは周方向に延びたコードに
よってリム部の内部に固定され、カーカスはサイドウォ
ールの上部ではサイドウォール内を上から下に向かう周
方向に互いに並んだ単一の周方向アラインメントを形成
するコード部分で構成され、カーカスは少なくとも１つ
の周方向に延びたコードの束によってリム部に固定され
ているタイヤにおいて、上記の単一の周方向アラインメ
ントはサイドウォールからリム部へ放射方向下側へ向か
うにつれて除々に軸線方向に互いに離れて少なくとも２
つの周方向アラインメントに分かれ、リム部で周方向に
延びたコード群は周方向アラインメントの間および／ま
たは周方向アラインメントの軸線方向片側のみに配置さ
れ、カーカスは連続した一本のカーカスコードで作ら
れ、各周方向アラインメントのリム部のコード部分はル
ープを介して２つずつ互いに連結されており、このルー
プは放射方向位置でリム部の底部に最も近い位置に配置
されていることを特徴とするタイヤを提供する。

【０００７】

【作用】「コード」という用語は一般的な意味であり、
モノフィラメントやマルチフィラメントの他にケーブ
ル、撚糸等の組合せ物や、これらの任意の均等物を含
み、コードの材質および処理（例えば表面加工、コーテ
ィング、ゴムとの接着性を向上させる予備塗装(preenco
llage)等）を受けているか否かは問題ではない。「アラ
インメント」とはカーカスコードが整列して配置された
状態またはそのような状態に配置されたカーカスコード
群を意味する。「放射方向」とはタイヤの半径方向であ
り、「周方向」とはタイヤの円周方向であり、「軸方
向」とはタイヤの軸線方向である。コードを90°に配置
したカーカスがいわゆるラジアルカーカスであるが、90
°に近い配置もラジアルカーカスに含まれる。

【０００８】周方向に延びたコードは放射方向に延びた
コードと直接接触しないことが好ましい。大きな外力を
受けるタイヤの場合には、カーカスコードの上記部分と
周方向に延びたコードとの間で力を確実に伝播するため
に、周方向に延びたコードとカーカスコードの各アライ
ンメントとの間に弾性係数(module)の高いゴム、すなわ
ちショアＡ硬度が70以上のゴム混合物を配置する。

【０００９】現在の方法ではカーカスウエブはビードワ
イヤの周りで方向転換して、ビードワイヤがカーカスを
固定 (投錨) する役目、すなわち、タイヤに膨張圧が加
わった時にカーカスコードに張力を生じさせる役目をし
ている。カーカスのこの固定機能は本発明構造でも確実
に行うことができる。また、現在の方法ではビードワイ
ヤがタイヤリム部をホイールリムに締付ける役目もして
いる。本発明構造でも十分な締付けができる。

【００１０】本発明では、実施例に示すように、本発明
構造の片側および／または両側にカーカスの一部または
その固定部の一部を成す別の要素を加えることもでき
る。また、本発明では同じ種類のカーカスを複数個使用
することができ、また、本発明カーカスにそれとは種類
の異なるカーカスを加えることもできる。以下、添付図
面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する。

【００１１】

【実施例】図１、図２は最も単純な実施例を示し、リム
部２に配置された周方向に延びたコード群61全体がカー
カスコードの周方向アラインメント31、32の間に位置し
ている。図には単一のカーカスが示されている (この点
に本発明の特徴はない) 。リム部２に存在する各周方向
アラインメント31、32のカーカスコードはサイドウォー
ル１の同じ周方向アラインメント３から出て来る。換言
すれば、サイドウォール１内でカーカスコードは単一の
層に配置されている。

【００１２】図１〜図３では、各サイドウォール１内で
は互いに並んだ往路と復路のカーカスコード部分が単一
の円周方向アラインメント３を形成し、サイドウォール
１からリム部２までの間にカーカスコードは２つに分割
されて、放射方向コード部分が軸線方向にしだいに離れ
て２つの円周方向アラインメント31、32、33, 34を形成
している。

【００１３】本発明では周方向アラインメントを構成す
るコード部分は互いに並んで隣接したループ群を形成し
ている。このコード部分をループ状に配置することによ
ってコードの端部を切断する必要がなくなり、不連続性
の問題が避けられる。すなわち、補強コードは一般にケ
ーブルであり、ケーブルを切断するとケーブルの切断箇
所が枝分かれして全てのモノフィラメントが分離し、タ
イヤ内部の破断の発端になる。また、織物になったカー
カスコードの場合にはゴムとの接着性を良くするために
コードには接着剤が塗布されているが、コードを切断す
るとコードの端部は接着剤が塗布されていない状態にな
るため、切断箇所にゴムが接着しなくなり、リム部内側
で破断が生じる原因になる。本発明ではこの欠点が無
い。

【００１４】本発明では往路と復路との間にループが存
在するので、このカーカスは「単一コード」型になる。
すなわち、このカーカスは単一のコードから作られるも
のであって、カーカス内を放射方向に延びた弧を形成す
るコード部分 (この部分のコードは予めカレンダ加工さ
れてウェブを形成している) と同じ数のコード数からな
るものではない。もちろん、カーカス全体を単一コード
で作る必要はないが、本発明の変形例では少い本数のコ
ードのみを用い、各コードの端部をリム部ではなくトレ
ッド部の所に配置するのが好ましい。

【００１５】好ましくは、サイドウォール内で互いに隣
接する２つのカーカスコード部分がリム部２の別の周方
向アラインメントから出て来るように、各コード部分を
配置する。換言すれば、リム部２の別の周方向アライン
メント31、32; 33, 34から出て来たコード部分がサイド
ウォール内で交互に並ぶのが好ましい。

【００１６】この配置法は、タイヤのサイドウォール１
に単一の周方向のアラインメントしかない（すなわち単
一のコード層しかない）ことを考えると、特に重要であ
る。すなわち、サイドウォールに極めて大きな柔軟性を
与えることができる。この補強構造を有するサイドウォ
ールはタイヤが潰れた状態での曲げ剛性を小さくするこ
とができ、この曲げ剛性は強い力を受けるタイヤ用にカ
ーカスコード数を増やす場合あるいは抵抗力の小さいコ
ードを使用する場合に一般に用いられる２枚のカーカス
ウエブを用いる構造よりも小さくなる。

【００１７】コード部分は図２の斜視図から分かるよう
に、さいころの５の目型に配置される。また、２つの周
方向アラインメントをゴム層５を介して周方向に延びた
コードの束61によって分離することによってコードをゴ
ムで含浸でき、リム部を完全に結合でき、しかも、周方
向アラインメント31、32を互いに軸方向に徐々に分ける
ことができる。また、このコード配置法はコード部分お
よびそのループを完全に位置決めする上で好都合であ
る。さらに、複数の周方向アラインメントへ分かれる所
の高さを調節することができるので、曲げ剛性を徐々に
高くすることができる。もちろん、サイドウォールの単
一の周方向アラインメントを２つ以上の周方向アライン
メントに分け、各周方向アラインメントをリム部内で徐
々に軸線方向に互いに離すこともできる。

【００１８】いずれの場合でも、サイドウォールの単一
の周方向アラインメントのコード数を２または２以上の
数で割った数がリム部の各周方向アラインメントのコー
ド数になる。このことは、タイヤ半径はリム部へ向う方
向に小さくなる（従って、並んだコード片を収容する空
間はサイドウォール内よりも小さくなる）ということを
考えると、極めて重要なことである。すなわち、カーカ
スコードの数を多くすると別のカーカスを追加して使用
しなければならないが、そうすると、コード全部を収容
する場所がリム部内にはなくなる。しかし、本発明構造
ではコードをより大きな密度で使用することができる。

【００１９】カーカスコードはリム部２に近づくにつれ
互いに徐々に離れ、２つまたは２つ以上の周方向アライ
ンメントに分かれる。複数の周方向アラインメントへ分
離する所の高さは、所望の高さの所にゴムを配置するこ
とによって調節することができ、必要な場合にはこのゴ
ムを周方向に延びたコードで補強し、この周方向に延び
たコードを周方向アラインメントの間の放射方向の高さ
全体に配置することができる。

【００２０】カーカスを完全・確実に固定（投錨）する
ためには積層複合リム部にするのが好ましい。すなわ
ち、リム部２の内部で各周方向アラインメント31、32の
軸線方向の両側にショアＡ硬度が70以上のゴム混合物の
層５を介して少なくとも１つの周方向に延びたコード61
を配置する。このコード61は一つの束(pile)にするか、
図示したように互いに隣接した複数の束にするか、パケ
ットにするか、タイヤの種類に応じた他の適当な配置に
することができる。カーカスコードの各周方向アライメ
ントは、周方向に延びたコード61が配置された軸線方向
の側がショアＡ硬度が70以上のゴム混合物の層５で縁取
られ、それによってコード間の結合が確実になってい
る。

【００２１】このゴム混合物の層５は加硫タイヤにした
ときに得られる。すなわち、タイヤ組立時にこの層を形
成する目的でゴムを配置するか、周方向に延びたコード
の束61および／またはカーカスを形成する際に、ゴムを
十分に塗布したコードを使用すれば、タイヤ成形後に上
記ゴム混合物の層５ができる。周方向に延びたコードの
束61を構成する各コードはメッキ(laitonne)をした金属
コードが好ましい。各コードの束61では複数のコードを
ほぼ同心状に重ねて配置する。直径が徐々に大きくなる
リングを重ねるか、コードを複数回螺旋状に巻付けてコ
ードの束にすることができる。

【００２２】カーカスコード片３またはコードの束61を
形成する螺旋コードを含浸するために特殊なゴム混合物
を加える必要はなく、上記のゴム混合物の層５と同じゴ
ム混合物を用いて、成形時の含浸によって、カレンダ加
工と同じコードの束内および異なるコードの束の間の連
結をさせることができる。

【００２３】実験の結果、ゴム混合物の層５として合成
エラストマーＳＢＲのみを含む混合物か、ＳＢＲとポリ
ブタジエンＰＢとを含む混合物を使用した場合に耐久性
が著しく良くなるということが分かった。この場合、Ｓ
ＢＲのガラス遷移温度Ｔｇは−70℃〜−30℃の範囲に
し、ポリブタジエンＰＢのＴｇは−40℃〜−10℃の範囲
にし、これら合成エラストマーは合計でエラストマー総
量の少なくとも40重量％用い、残りは天然ゴムＮＲにす
る。上記のガラス遷移温度Ｔｇは示差熱分析で測定し
た。ＳＢＲ溶液を使用するのが好ましく、例えば、Ｔｇ
が−48℃のＳＢＲ溶液50％と、ＮＲ50％とを含む混合物
に補強用充填材と樹脂とを添加して所望のショアＡ硬度
にする。

【００２４】ゴム混合物の層５をメッキした金属コード
の束61、62、63とカーカスの織成コード片３とに良好に
接着させ、高温でのその接着耐久性を確保するために、
ゴム混合物の層５にはかなりの比率で硫黄を入れ、ま
た、接着促進剤（例えば、コバルトまたはニッケルの金
属塩）を適当な比率で添加する。例えばエラストマー総
量に対して５〜８重量％の比率で硫黄を用い、エラスト
マーの総量に対して 0.2重量％の比率でコバルトの金属
塩を使用する。

【００２５】膨張圧下でカーカスコードに生じる張力を
良く分散させるためには、上記ループを互いに並んだ周
方向に延びたコードの束61の放射方向最底部より下側ま
で延ばすのが好ましい。カーカスコード片３は往路と復
路を形成し、一方のリム部からタイヤトレッドを通って
他方のリム部まで連続させるのが好ましい。トレッドの
下側のタイヤ構造を補強する手段は本発明とは無関係で
あり、任意の適当な補強方法、例えばベルト状コードを
配置する方法を用いることができる。また、従来のタイ
ヤのビードワイヤでパッキングとして用いられている硬
いゴム混合物をリム部２に取付けることもできる。この
パッキングゴムはカーカス補強材の片側および／または
両側に配置される。

【００２６】図３に示す本発明実施例のカーカス補強材
は２つのカーカスC1およびC2を有している。これらのカ
ーカスは２つの構造 (その１方の構造は他方の構造と面
対称である) で確実に固定（投錨）されている。この実
施例も上記実施例と類似の構造を有し、相違点は軸線方
向の片側に周方向に延びたコードの束63、64が加えられ
ている点である。この実施例では、別のカーカスに属す
る互いに隣接する周方向アラインメント32と33は、リム
部２内で周方向に延びたコードを含まない充填材料８を
介して互いに分離されている。

【００２７】ホイールリムとの接触区域と赤道との間の
ができる限り連続的に変化するようにするためには、ホ
イールリムとの接触区域より上側で赤道より下側の間の
カーカスの両側のゴム成分が〔数２〕を満足するように
する：

【００２８】

【数２】 （ここで、Ｅ_i またはＥ_j はカーカスコードアラインメ
ントの外側70と内側71のゴムの放射方向弾性率(module)
であり、ｅ_i またはｅ_j はその厚さである)

【００２９】タイヤのこの部分に複数のカーカスアライ
ンメントがある場合に上記の式を適用する時は、最外側
のコードの外側と最内側のコードの内側のゴム成分のみ
を考慮すればよい。使用する全てのゴム成分の弾性率が
類似している時には、サイドウォールのできる限り内側
にカーカスを通すのが良いということを意味している。
また、サイドウォールの内側により柔らかいゴム（すな
わち弾性率が低いゴム）を使用することもできる。これ
はタイヤの耐久性と乗り心地との妥協策である。

【００３０】以上の補強構造を用いることによって、サ
イドウォールとリム部との間の剛性を徐々に大きくする
ことができるということは理解できよう。すなわち、こ
の構造によって、タイヤの設計者は、周方向に延びたコ
ードの密度と、場合によってはさらにリム部内の放射方
向コードの周方向アラインメントの数とコードの種類と
を調節するだけで、極めて大きな自由度でタイヤ剛性と
変形度とを調節することができる。この複合構造ではリ
ム部をホイールリム部に良好に取りつけることができ、
大型にならず、使用材料を最も良好に使用できる。本発
明構造では補強材に不連続な部分は全く無く、これはタ
イヤの耐久性 の観点から極めて好都合である。また、
予定しないことであったが、タイヤの乗り心地も向上す
る。

【００３１】補強コードを可能な限り正確に位置決めす
るためには、タイヤの内部空洞の形状を成形するための
剛体の芯型上でタイヤを製造するのが好ましい。すなわ
ち、この芯型上に各タイヤ構成要素をタイヤの最終構造
で要求される順番で、成形時に変形しない状態で、その
最終位置へ直接取り付け、米国特許第 4,895,692号に記
載の方法でタイヤを成形・加硫することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明タイヤの主としてサイドウォールとリ
ム部とを示す放射方向断面図。

【図２】 補強コードの配置を概念的に示す斜視図。

【図３】 本発明の第２実施例を示す放射方向断面図。

【符号の説明】

１ サイドウォール ２ リム部 ３ 単一の円周方向アラインメント ５ ゴム層 30 ループ 31、32、33, 34 周方向アラインメント 61、62、63、64 周方向に延びたコードの束

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 底部(20)がホイールリムに装着されるリ
   ム部(2) の中に放射方向下向きに固定される少なくとも
   １つのカーカスを有するタイヤであって、各リム部はサ
   イドウォール(1) へ向かって放射方向上方へ延び、サイ
   ドウォール (1)はタイヤトレッドへ向かって放射方向上
   方へ延び、カーカスは周方向に延びたコードによってリ
   ム部(2) の内部に固定され、カーカスはサイドウォール
   (1) の上部ではサイドウォール(1) 内を上から下に向か
   う周方向に互いに並んだ単一の周方向アラインメント
   (3) を形成するコード部分で構成され、カーカスが少な
   くとも１つの周方向に延びたコードの束(61, 62)によっ
   てリム部(2) に固定されているタイヤにおいて、 上記の単一の周方向アラインメント(3) は、サイドウォ
   ールからリム部へ放射方向下側へ向かうにつれて除々に
   軸線方向に互いに離れて少なくとも２つの周方向アライ
   ンメント(31, 32)に分かれ、 リム部(2) で周方向に延びたコード群は周方向アライン
   メント(31, 32)の間および／または周方向アラインメン
   トの軸線方向片側のみに配置され、 カーカスは連続した一本のカーカスコード(3) で作ら
   れ、各周方向アラインメント(31, 32)のリム部(2) のコ
   ード部分は、ループ(30)を介して２つずつ互いに連結さ
   れており、このループ(30)は放射方向位置でリム部(2)
   の底部に最も近い位置に配置されていることを特徴とす
   るタイヤ。
2. 【請求項２】 リム部(2) で周方向に延びたコード群全
   体が周方向アラインメント(31, 32)の間に配置されてい
   る請求項１に記載のタイヤ。
3. 【請求項３】 周方向に延びたコードと各周方向アライ
   ンメント(31, 32)との間にショアＡ硬度が70以上のゴム
   混合物の層(5) が配置されている請求項１または２に記
   載のタイヤ。
4. 【請求項４】 ループ(30)が、互いに隣接した周方向を
   向いたコード束の中の放射方向に最も低い部分より低い
   位置に配置されている請求項１〜３のいずれか一項に記
   載のタイヤ。
5. 【請求項５】 ２つのカーカス(C1, C2)を有し、リム部
   (2) で互いに隣接した２つのカーカスの周方向アライン
   メント(31, 32)が、周方向に延びたコードを含まない充
   填材料(8) を介して互いに分離されている請求項１〜４
   のいずれ一項に記載のタイヤ。
6. 【請求項６】 ホイールリムとの接触区域より上側で赤
   道部より下側のサイドウォール部分で、カーカスコード
   アラインメントの両側のゴム成分が〔数１〕の関係を満
   たす請求項１〜５のいずれ一項に記載のタイヤ： 【数１】 （ここで、Ｅ_i またはＥ_j はカーカスコードアラインメ
   ントの外側および内側でのゴムの放射方向弾性率であ
   り、ｅ_i またはｅ_j はその厚さである)
7. 【請求項７】 ゴム混合物の層(5) が、Ｔｇが−70℃〜
   −30℃である合成エラストマーＳＢＲをエラストマー総
   量の少なくとも40重量％含む混合物である請求項３に記
   載のタイヤ。
8. 【請求項８】 Ｔｇが−40℃〜−10℃の範囲にあるＰＢ
   と上記ＳＢＲとを組み合わせて用い、合成エラストマー
   ＰＢおよびＳＢＲの比率がエラストマー総量の少なくと
   も40重量％である請求項７に記載のタイヤ。
9. 【請求項９】 ＳＢＲが溶液型である請求項７または８
   に記載のタイヤ。
10. 【請求項１０】 ゴム混合物の層(5) の硫黄の比率がエ
    ラストマー総量の５〜８重量％の範囲であり、ゴム混合
    物が接着促進剤を含む請求項７〜９のいずれか一項に記
    載のタイヤ。