JPS5818246B2 - バイアス構造空気入りタイヤ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は大型車両、建設車両、産業用車両および航空機
などに用いられるバイヤス構造空気入りタイヤに関する
もので、更に特にタイヤコードとして太糸を用いること
により軽量化、耐久性の改善されたバイアス構造φ気入
りタイヤに関するものである。

カーカス構造が有機繊維コードをゴム中に埋めこんだプ
ライを、バイアスに多数積層したいわゆるバイヤス構造
タイヤは、スチールコード等をラジアルに積層したいわ
ゆるラジアル構造タイヤに比較して使用条件に見合った
必要強度をタイヤに付与するためには多数のプライコー
ドが必要になる欠点を有する。

大型トラック、バス用タイヤを例にとると通常ラジアル
構造では１層のスチールコードプラ、イを用いれば十分
であるのに対して、バイアス構造タイヤでま８層もしく
はこれ以上のプライ枚数を用いている。

また鉱山等で使われる超大型ダンプトラックではプライ
枚数が４０枚を越えるものもあるのが現状である。

このようにプライ枚数が多いことはタイヤの重量を増力
口させ生産性を阻害し、コストの上昇を招くばかりでな
く、走行時のエネルギーロスが大きく、ゲージ増肌によ
って放熱性を低下させるために高速走行や高荷重走行時
には、タイヤ内部の温度上昇が著しく、性能上の重大な
欠陥となっていた。

従ってバイアス構造タイヤにおいて、プライ枚数の削減
が望まれ、多くの試みがなされてきている。

過去において、１００％モジュラスが２０ｋ１９／ｄの
プライコーティングゴム、タイヤコードの強力が５５ｋ
ｇ／本のものを使用したタイヤが提案され、上布された
が、性能上問題があり、すぐに製造が中止されてしまっ
た。

一方今日例えば大型トラック・バス用のバイアス構造タ
イヤに最も広く使われているのはコード強力が２２ｋｙ
／本でプライコーティングゴムの１００％伸長時のモジ
ュラスは１５〜２５ｋｇ／ｉであり、プライ枚数は８枚
となっている。

このプライコードの糸を太くし、即ち３４ｋｇ／本にし
同様のプライコーティングゴムを用い、プライ枚数を６
枚にしたタイヤも存在するが、その使用範囲は良路でタ
イヤ荷重の小さないわゆるマイルドな使用条件のユーザ
ーに限定されていた。

これはかかるマイルドの使用条件では完全摩耗までの走
行距離が著しく長いために耐摩耗性の低下があるもそれ
程にはデメリット。

にならない為である。

しかし使用条件が重荷重になった場合には、コードの疲
労が起り、踏面部においてプライ間ゴムのセパレーショ
ンを生じやすく、悪路走行の場合には、カット貫通故障
が起り易くなるために使用条件が限定されていた。

このようにプライ枚数の削減は、バイアス構造タイヤの
生産性向上、軽量化、性能向上の達成の為の理想的手法
であるにも拘らず、前記の如く、３４ｋｇ／本程度のコ
ード強力のものまでしか使用−Ｊｉｆ、また性能的にも
極めて限定されたユーザーシ向けのものしか作れなかっ
た。

これに関して第１に従来から太糸化によってコード強化
を上げることは、コードの耐疲労性を低下させることと
言われてきており、タイヤを比較的良くシミュレートし
て有効と一般に考えられているチューブ型疲労試験機で
試験された結果では、太糸化によりコード疲労性が顕著
に起るようにみえる。

即ち肉厚の外層寄りに供試コードを軸心方向と平行に等
間隔に配夕１ルた外径４０ｍｍ、内径２０ｍｍのゴム製
中空円筒の両端を閉じ、内部に空気を封入して内圧を加
え、このゴム筒を両端の軸心が９０°の角度をなすよう
に屈曲させ、１１００ｒｐ、の速度で回転させ、コード
の疲労試験を行ない、供試ゴム円筒が破裂するまでの時
間はコード強力２２ｋｙ／本に対して６３ｋｇ／本のコ
ードでは、寿命が約１．／１０になり太糸化番とよって
コードの疲労性は極端に低下する結果左なる。

このためプライコードの太糸化による強力向上が従来の
２２ゆ７本からせいぜい３４ｋｇ／本になっているにす
ぎなかったのである。

しかしながら本発明者らは、上記結果に対し疑問を持ち
、以下の理由で根拠にならないことを知った。

即ちコードの疲労は伸長−圧縮を繰返し受ける条件下で
急激に進行するが、上記のような試験では太デニール程
曲率が小さくなり、入力が大きくなっているために疲労
の進行を早めており、伸長−圧縮が同一条件の場合には
、太糸化で疲労性の低下はみられるが、タイヤ試験の結
果から実用上問題ないことがわかった。

更にコード強力が４０に９／本以下では高速走行時に発
熱を十分に低下させる程プライの数を少なくすることが
できず、コード強力が１００ｋｇ／本以上になると必然
的にコードが太くなりすぎてタイヤの加硫中に起こるコ
ードの熱収縮力が大きくなり、タイヤのビード部内側か
らビードを巻き回わしたプライ端部にタイヤ刃口硫中に
クラックを生ずる不良が発生しやすくなるまで、コード
強力の範囲としとは４５〜９５ゆ７本が好ましいことを
確めた。

第２にプライコーティングゴムのモジュラスに関しては
、従来からのバイアス構造の考え方では、コードは自由
なパンタグラフ変形をしており、自由なパンタグラフ変
形をさせるためには、プライコーティングゴムのモジュ
ラスは低いものほど適当とされていた。

逆にパンタグラフ変形しているということは、プライコ
ーティングゴムに対する入力は定食形的入力であり、モ
ジュラスの高いゴムは定食形的入力に対する屈曲疲労性
が低下してしまう。

従って屈曲疲労性を満足できる範囲でできるだけ低いモ
ジュラスのものを用いるべきだという考え方である。

本発明者らは、タイヤ内部のプライコーティングゴムの
変形挙動をＸ線、微小歪センサー等を用いて詳細に観察
した結果踏面部ではプライコーティングゴムの変形は完
全に平坦な路面では定食形・的な挙動をするか、路面に
凹凸が存在する場合にはむしろ定エネルギー的変形また
は定応力的変形の方が支配的になることを見出した。

またサイド部、ビード部では荷重をあげてゆくと定応力
的もしくは定エネルギー的変形挙動をすることが判明し
た。

単に等モジュラスのプライコーティングゴムを使い太糸
化をして枚数を減らすことはカーカスゲージが薄くなり
、曲げ剛性の低下をきたし、コードの伸長−圧縮が大き
くなり、プライゴム自体の入力も大きくなるという結果
を生じる。

前記の３４ｋｇ／本のコード強力でプライ、ゴムを２２
ｋｇ／ｃｔｒ１．のモジュラスのタイヤで使用条件が限
定されてしまったのはこのことが原因であることが判明
した。

これによって、太糸化してコードの強力を上げプライ枚
数を減らしたタイヤにおいて、プライコーティングコー
ドの動きを束縛してコードの伸長−圧縮を小さくせしめ
、コード疲労を防ぎ耐摩耗性に関してもタイヤ踏面部の
ワイピングアクションを減らすことで改良でき、プライ
コーティングゴムへの入力を減少することでプライゴム
のセパレーションの発生を抑えることができることを確
認した。

更にタイヤの軽量化に必要とされるカーカスプライ強力
が４５０〜１２０００ｋｇ／ＣｒｒＬであるバイアス構
造タイヤにおいて、ナイロンもしくはポリエステルのフ
ィラメントを多数本束ね撚り合わせて得られるコードの
強力が４０〜９５ｋｇ／本でであるものに対してプライ
コーティングゴムの１ｏｏ％モジュラスは３５ｋｇ／ｆ
ｆｌ以下ではカーカス剛性が不足し、コード疲労性、耐
摩耗性、プライゴムセパレーション性等が低下し、８０
ｋｇ／ｃＩｉ！Ｌ以上になるとカーカス剛性が高くなり
過ぎて、パターン底部に応力が集中する傾向がでて、ま
たコードの束縛が強くなるためにコードの疲労性の低下
傾向がでてくるため、好ましい範囲としては４０〜８０
ｋｇ／ｆｆｌとなる。

従って本発明のカーカスプライ強力が４５０〜１２００
０ｋｙ／ｃｍであるバイアス構造の空気入りタイヤは、
ナイロンもしくはポリエステルのフィラメントを多数本
束ね撚り合わせて得られるタイヤコードの強力が４０〜
９５ｋｇ／本であるコードを、１００係伸長時モジュラ
スが４０〜８０ｋｙ／ｆｆｌのプライコーディングゴム
中に埋め込んだゴム引きコードのプライをカーカスに用
いたことを特徴とする。

本発明において用いるプライコーティングゴムは上記の
如＜１００％伸長時モジュラスが４０〜８０ｋｇ／ｃｍ
のものであれば通常プライコーティングゴムとして用い
られる天然ゴムおよび他のジエン系ゴムのすべてを用い
ることができる。

この内特に特願昭５３−９６１９８号に記載されている
ｃｉｓ−１，４−ポリブタジェンとシンジオタクチック
（５Ｖｎ） −１、２−ポリブタジェンとのブロック重
合あるいはグラフト重合によるポリマーから主として成
り、ミクロ構造中に５ｙｎ−１，２一構造が６〜２０重
量係を占め、かつＳｙｎ Ｌ２−ポリブタジェンが
平均径０．０５〜１μｍ１平均長０．８〜１０μｍの短
繊維状をなし、そのうち少くとも４０重量係は結晶であ
るポリブタジェンポリマー（以下ＶＣＲと称する）をポ
リマー比で１０〜７０係含むものが奸才しい。

このブタジェンポリマーを本発明においてポリマー比で
１０〜７０チに限定する理由はポリブタジェンポリマー
が１０％より少くては使用する効果がなく、一方７０係
より多くなるとグリーン強度の低いＶＣＲではコーティ
ングコードの並びが不揃になり好ましくないためである
。

前述の如く、本発明のバイアス構造空気入りタイヤは、
特定のプライコーティングゴム中にタイヤコードの強力
が４０〜９５ｋｇ／本である特定のコードを埋め込んだ
ゴム引きコードのプライをカーカスに用いたことにより
、耐久性の改善と同時にタイヤの軽量化（例えばトラッ
ク・バス用のタイヤでは１０〜２０％の軽量化）を可能
にしたもので極めて有用なものである。

本発明を次の実施例につき説明する。

実施例 １ 次の第１表に示す配合割合（重量部）のケースゴムを用
い大型トラック用タイヤｉｏ：ｏｏ−２０１４ＰＲラグ
パターンのタイヤＡ−Ｆをつくり、タイヤ性能試験を行
った。

得た結果を第２表に示す。

尚各タイヤの構造を第２表に併記する。表中 ※１：Ｎ−オキシジエチレンー２−ベン ゾチアゾリルスルフェンアミド、 大内新興化学工業株式会社製、商 品名ツクセラーＭＳＡ、Ｆ ※２：ポリ（ｊｓ２＊４ ）リメチルー１．２−ジヒ
ドロキノリン）、大 内新興化学工業株式会社製、商品 名ツクラック２２４゜ 上表からコード強力６３ゆ７本のものは全てドラム発熱
が大幅に改良されていることがわかる。

ケースゴムモジュラスが３５ｋｇ／ｆｆｌのタイヤでは
良路重荷重条件で完全摩耗まで走行させた結果、リムズ
レの程度が犬であり、タイヤ解剖した結果ビード部にセ
パレーションが発生していることがみつかり、悪路重荷
重条件での走行番”こおいてもカットバーストするタイ
ヤの率が増えて不適当である。

ケースゴムモジュラスが８０ ｋｇ ／ｃｒｉ’ｔのタ
イヤでは良路重荷重の走行でラフ欠けが、一部に発生し
、８０に９／ｃｙｆがモジュラスの上限となる。

ＶＣＲはｃｉｓ−１，４一構造８５．０重量係ｔ ｒａ
ｎｓ −１ｓ４構造２．４重量係５ｙｎ−１．２−構造
１２．６重量係 短繊維平均径 ０．２５μｍ 短繊維平均長 ３．１μｍ 平均長／平均径 １２．４ であり、ポリマー比で４０重量係ｍ０たタイヤＦは良路
重荷重テストで問題なく、悪路重荷重走行でパンク回数
およびカットバーストが大幅に改良されており、効果が
大きい。

実施例 ２ 次の第３表に示す配合割合（重量部）のケースゴムを用
い実施例１と同様のタイヤＧ−Ｌをつくり、タイヤ性能
試験を行った。

得た結果を第３表に併記する。

上表中 ■ 耐久ドラムはＪＩＳ１４０％荷重で６０ｋｍ／ｈ
ｒ、 ８．０ ｋｇ７’ｃｙｒｔでタイヤ故障が起きる
まで走行させ、その距離をコントロール対比の比で表わ
す。

数値の犬なほど良好であることを示す。２ ＶＣＲは
実施例１のものと同じ。

実施例 ３ 次の第４表に示す配合割合（重量部）のケースゴムを用
いＯＲ２４００−４９４２ＰＲラグパターンの建設用タ
イヤをつくり、タイヤ性能試験を行い、得た結果をタイ
ヤ構造とともに第４表に示す。

尚タイヤ発熱湿度が１０℃程度低下した場合耐ヒートセ
パレーションが減少し、耐摩耗性が向上し、バースト故
障が減少し、カット故障が減少する等で、全寿命が１０
％向上することは従来の経験から明らかであるので、軽
量化により、著しい効果が奏せられることがわかる。

実施例 ４ 次の配合割合（重量部）のケースゴムを用いＬＴ５５０
−１３ ６ＰＲリブパターンタイヤを次の第５表に示す
タイヤ構造でつくり、操縦性テストを行い得た結果を第
５表に併記する。

操縦テストはスラロームテストを行い、安全に走行した
場合の所要時間とフィーリングで評価する。

上記結果から操縦テストで有意差なく問題が全くないこ
とがわかる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ カーカスプライ強力が４５０〜１２０００ｋｇ／ｃ
   ｍであるバイアス構造の空気入りタイヤにおいて、ナイ
   ロンもしくはポリエステルのフィラメントを多数本束ね
   撚り合わせて得られるタイヤコードの強力が４０〜９５
   ｋ１９／本であるコードを、１００％伸長時モジュラス
   が４０〜８０ｋｙ／ｆｆｌのプライコーティングゴ・ム
   中に埋め込んだゴム引きコードのプライをカーカスに用
   いたことを特徴とするバイアス構造空気入りタイヤ。 ２ プライコーティングゴムに、ｃｉｓ−１，４−ポリ
   ブタジェンとシンジオタクチック（ｓｙｎ）−１，２−
   ポリブタジェンとのブロック重合あるいはグラフト重合
   によるポリマーから主として成り、ミクロ構造中に５ｙ
   ｎ−１，２一構造が６〜２０重量係を占め、かつ５ｙｎ
   −１，２−ポリブタジェンが平均径０．０５〜１μｍ１
   平均長０．８〜１０μｍの短繊維状をなしそのうち少く
   とも４０重量係は結晶であるポリブタジェンポリマーを
   ポリマー比で１０〜７０％含んだものを用いた特許請求
   の範囲１記載のバイアス構造空気入りタイヤ。