(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対のビードコアにトロイド状に跨る本体部と、前記本体部に連続し、前記ビードコアに沿ってタイヤ内側より外側に向けてラジアル方向に巻き上げた折返し部と、を有する少なくとも一層のスチールラジアルカーカスと、
前記折返し部外側に沿って配置され、径方向に延びる複数の層から形成されたカーカスゴムと、を備える重荷重用空気入りラジアルタイヤであって、
前記カーカスゴムは、前記折返し部に最も近接する第１のカーカスゴム層と、前記第１のカーカスゴム層の外側に配置された第２のカーカスゴム層と、を含み、
標準リムにタイヤを組み込んで内圧５０ｋＰａとした状態で、標準リムのリム径をＲ、リムフランジ高さをＨｆとし、
タイヤ外面において、タイヤ中心軸からの径方向位置が（Ｒ／２＋１．１８×Ｈｆ）である位置をＰ１、タイヤ最大幅の位置をＯとし、ＯとＰ１とをタイヤ外面に沿って結んだ距離を３等分した点の中でＰ１に最も近い点をＰ２とし、
Ｐ１及びＰ２から前記本体部に向けて引いた各法線と、前記第１及び第２のカーカスゴム層の境界との交点をそれぞれＭ１、Ｍ２とし、前記折返し部との交点をそれぞれＴ１、Ｔ２とし、
Ｐ１からＴ１までの距離をＷ１、Ｍ１からＴ１までの距離をＷ１’、Ｐ２からＴ２までの距離をＷ２、Ｍ２からＴ２までの距離をＷ２’とすると、
０．２５≦Ｗ１’／Ｗ１≦０．４０
０．２０≦Ｗ２’／Ｗ２≦０．３４
を満たし、
前記第１のカーカスゴム層が、接着物質を介在させることなく、前記折返し部外側に配置され、
前記第１のカーカスゴム層と前記第２のカーカスゴム層とが、セメント塗布によって接着されている、タイヤ。
【請求項２】
前記第１のカーカスゴム層の損失正接ｔａｎδが、０．０７以下である、請求項１に記載のタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、重荷重用空気入りラジアルタイヤに関し、特に、ビード部の耐久性を向上させた重荷重用空気入りラジアルタイヤに関する。
【背景技術】
【０００２】
トラック、バス、及び建設車両等に使用される重荷重用空気入りラジアルタイヤ（以下、タイヤという）は、トレッドボリュームの増加により、耐摩耗性向上を図ってきた。しかしながら、トレッドボリュームの増加は、せん断歪及び圧縮歪の入力増加をもたらした。また、耐摩耗性の向上によって耐用年数が延びた結果、タイヤが廃品となるまでの間に受けるせん断歪及び圧縮歪の繰り返し入力がさらに増加している。
【０００３】
タイヤは負荷転動に際し、タイヤ幅方向外側に向かって倒れ込み変形を繰り返す。その結果、ビード部にせん断歪及び圧縮歪が繰り返し入力され、カーカス折返し部外側におけるセパレーション、カーカス被覆ゴムの破損、カーカスコード切断等の故障が多数見られるようになった。
【０００４】
そこで、ビード部周辺のカーカスラインを最適化することによってビード部の耐久性向上を図った重荷重用空気入りラジアルタイヤが、従来技術として知られている。これは、ビード部においてせん断歪が最大となる領域で、カーカスの折返し部の配置を調整することにより、倒れ込み変形を抑制し、せん断歪を低減したものである。
【０００５】
また、カーカス折返し部外側に沿ってカーカス保護ゴムを配置し、ビード部の耐久性向上を図った重荷重用空気入りラジアルタイヤが、従来技術として知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−１４３２９１号公報
【特許文献２】特開２００９−６２０１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、カーカス折返し部外側に沿って保護ゴムを配置すると、剛性は向上するものの、保護ゴムをカーカスコードの被覆ゴムと接着させるためにセメントを塗布する必要が生じる。タイヤ成形工程で塗布されたセメントは、タイヤ加硫工程を経て製品となった後も、ゴム間の異物として残留する。セメントが塗布された箇所は、タイヤが荷重を受けたときの歪が大きいカーカスコード付近に位置するため、亀裂が発生しやすいという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するために、本発明は、以下の特徴を有する。本発明の第１の特徴は、一対のビードコア（ビードコア３ａ）にトロイド状に跨る本体部（メインカーカス部４ａ）と、前記本体部に連続し、前記ビードコアに沿ってタイヤ内側より外側に向けてラジアル方向に巻き上げた折返し部（折返し部４ｂ）と、を有する少なくとも一層のスチールラジアルカーカス（カーカス４）と、前記折返し部外側に沿って配置され、径方向に延びる複数の層から形成されたカーカスゴム（カーカスゴム５）と、を備える重荷重用空気入りラジアルタイヤであって、前記カーカスゴムは、前記折返し部に最も近接する第１のカーカスゴム層（第１のカーカスゴム層５ａ）と、前記第１のカーカスゴム層の外側に配置された第２のカーカスゴム層（第２のカーカスゴム層５ｂ）と、を含み、標準リム（標準リム２）にタイヤを組み込んで内圧５０ｋＰａとした状態で、標準リムのリム径をＲ、リムフランジ高さをＨｆとし、タイヤ外面において、タイヤ中心軸からの径方向位置が（Ｒ／２＋１．１８×Ｈｆ）である位置をＰ１、タイヤ最大幅の位置をＯとし、ＯとＰ１とをタイヤ外面に沿って結んだ距離を３等分した点の中でＰ１に最も近い点をＰ２とし、Ｐ１及びＰ２から前記本体部に向けて引いた各法線と、前記第１及び第２のカーカス層の境界との交点をそれぞれＭ１、Ｍ２とし、前記折返し部との交点をそれぞれＴ１、Ｔ２とし、Ｐ１からＴ１までの距離をＷ１、Ｍ１からＴ１までの距離をＷ１’、Ｐ２からＴ２までの距離をＷ２、Ｍ２からＴ２までの距離をＷ２’とすると、
０．２５≦Ｗ１’／Ｗ１≦０．４２
０．２０≦Ｗ２’／Ｗ２≦０．３６
を満たすことを要旨とする。
【０００９】
かかる特徴によれば、カーカスの折返し部外側に沿って配置されるカーカスゴムは、径方向に延びる複数の層から形成される。ここで、折返し部に最も近接する第１のカーカスゴム層は、カーカスゴム全体の厚みに対して十分に薄いため、セメントを塗布することなくカーカス折返し部に接着することができる。そのため、せん断歪が最も大きいカーカス折返し部外側に、セメントが残留せず、亀裂が発生する可能性を低減することができる。
【００１０】
また、第１のカーカスゴム層は、セメントを塗布することなくカーカス折返し部に接着することができるため、タイヤ成形工程において、カーカスコードの両端をビードコアに沿って巻き上げて折返し部を形成する前に、第１のカーカスゴム層をカーカスの両端に予め接着させておくこともできる。
【００１１】
また、第１のカーカスゴム層は、上記の式を満たす一定の厚みを有する。そのため、第１及び第２のカーカスゴム層の境界は、せん断歪が最も大きいカーカス折返し部の外側から離れ、相対的に歪の小さい領域に位置する。つまり、第１及び第２のカーカスゴム層をセメント塗布によって接着する場合であっても、相対的に歪の小さい領域にセメントが残留するため、亀裂が発生する可能性を低減することができる。
【００１２】
本発明の第２の特徴は、本発明の第１の特徴に係り、前記第１のカーカスゴム層の損失正接ｔａｎδが、０．０７以下であることを要旨とする。
【００１３】
本発明の第３の特徴は、本発明の第１の特徴に係り、前記第１のカーカスゴム層が、接着物質を介在させることなく、前記折返し部外側に配置されることを要旨とする。
【００１４】
本発明の第４の特徴は、本発明の第３の特徴に係り、前記第１のカーカスゴム層と前記第２のカーカスゴム層とが、セメント塗布によって接着されることを要旨とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明は、重荷重用空気入りラジアルタイヤにおいて、ビード部の耐久性を向上させるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、本発明の実施形態に係るタイヤの幅方向断面図である。
【図２】図２は、図１に示すタイヤにおけるビード部の詳細図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下の図面の記載において、同一または類似の部分には、同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なのものであり、各寸法の比率などは現実のものとは異なることを留意すべきである。従って、具体的な寸法などは以下の説明を参酌して判断すべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。
【００１８】
図１は、本発明の実施形態に係るタイヤの幅方向断面図である。重荷重用空気入りラジアルタイヤ１は、リム径Ｒの標準リム２に装着されている。タイヤ１は、内圧５０ｋＰａを充填したデフレート状態であり、タイヤセクションハイトがＳＨ、リムフランジ高さがＨｆである。本実施形態において、タイヤ１の扁平率は９０％以上である。
【００１９】
ここで、標準リムとは、タイヤが基づいている規格を含む規格体系において、当該規格がタイヤ毎に定めるリムであり、例えばＪＡＴＭＡであれば標準リム、ＴＲＡであれば "Design Rim" 、或いはＥＴＲＴＯであれば "Measuring Rim" を意味する。
【００２０】
図２は、図１に示すタイヤ１におけるビード部３の詳細図である。タイヤ１は、一対のビード部３においてリム２に固定されており、ビード部３は、高炭素鋼を束ねて形成されたビードコア３ａを備える。タイヤ１は、少なくとも一層のスチールラジアルカーカス４を備え、カーカス４によって、タイヤ１の骨格が形成される。カーカス４は、一対のビードコア３ａにトロイド状に跨るメインカーカス部４ａと、メインカーカス部４ａに連続し、ビードコア３ａに沿ってタイヤ内側より外側に向けてラジアル方向に巻き上げた折返し部４ｂとを有する。なお、本明細書でいう「内側」、「外側」とは、特に規定する場合を除き、タイヤの幅方向内側、幅方向外側を意味する。
【００２１】
タイヤ１は、カーカスライン保持のために、折返し部４ｂ外側に沿って配置されたカーカスゴム５をさらに備える。カーカスゴム５は、径方向に延びる複数の層から形成される。図１に示すカーカスゴム５は、最も内側に位置し、カーカス４の折返し部４ｂに最も近接する第１のカーカスゴム層５ａと、その外側に接着された第２のカーカスゴム層５ｂとを含む。第２のカーカスゴム層５ｂは、セメント塗布によって、第１のカーカスゴム層５ａに接着することができる。第１のカーカスゴム層５ａの径方向長さは、第２のカーカスゴム層５ｂより長くても短くても良い。カーカスゴム５は、３以上の層から形成することもできる。
【００２２】
ここで、タイヤ外面において、タイヤ中心軸からの径方向位置が（Ｒ／２＋１．１８×Ｈｆ）である位置をＰ１、タイヤ最大幅の位置をＯとし、ＯとＰ１とをタイヤ外面に沿って結んだ距離を３等分した点の中でＰ１に最も近い点をＰ２とし、Ｐ１及びＰ２からメインカーカス部４ａに向けて引いた各法線と、第１及び第２のカーカス層５ａ，５ｂの境界との交点をそれぞれＭ１、Ｍ２とし、折返し部４ｂとの交点をそれぞれＴ１、Ｔ２とし、Ｐ１からＴ１までの距離をＷ１、Ｍ１からＴ１までの距離をＷ１’、Ｐ２からＴ２までの距離をＷ２、Ｍ２からＴ２までの距離をＷ２’とすると、
０．２５≦Ｗ１’／Ｗ１≦０．４２  …式（１）
０．２０≦Ｗ２’／Ｗ２≦０．３６  …式（２）
を満たす。
【００２３】
タイヤに荷重をかけたとき、ビード部に入力されるせん断歪は、カーカス４の折返し部４ｂの外側付近で最大となる。また、タイヤが荷重を受けて倒れ込み変形をする際に、Ｔ１付近でリムフランジへの倒れ込みが最大となり、せん断歪の入力も最大となる。タイヤ１において、Ｗ１’／Ｗ１及びＷ２’／Ｗ２が上記の式（１）及び（２）を満たすことにより、第１及び第２のカーカスゴム層５ａ，５ｂの境界を、せん断歪の大きい領域の中で、相対的にせん断の小さい領域に配置することができる。ここで、タイヤ最大幅とは、ＪＡＴＭＡが発行する2008年版のYEAR BOOKに定められた適用サイズにおける適用リムに装着して内圧５０ｋＰａを充填した場合のタイヤの最大幅をいう。
【００２４】
Ｗ１’／Ｗ１及びＷ２’／Ｗ２の値が小さい場合、第１のカーカスゴム層５ａの厚みは、カーカスゴム５全体の厚みに対して、相対的に小さい。一般に、カーカスゴムは、タイヤ成形工程において、ゴム被覆されたカーカスコードの両端を巻き上げて折返し部を形成した後、折返し部の被覆ゴムにセメント接着される。しかし、第１のカーカスゴム層５ａが薄い場合、第１のカーカスゴム層５ａとカーカスコード両端の被覆ゴムとを、セメントを塗布せずに接着することができる。その後、第１のカーカスゴム層５ａをカーカスコードの両端と一緒に巻き上げて、折返し部を形成することができる。その結果、せん断歪の大きい折返し部４ｂの外側付近において、ゴムの間にセメントが残留しないため、亀裂の発生する可能性が低下する。また、第１のカーカスゴム層５ａが薄い場合、巻き上げられた後も、その厚みに生じる偏りは少なく、製品品質のばらつきが防止される。ただし、Ｗ１’／Ｗ１の値が０．２５未満、かつＷ２’／Ｗ２の値が０．２０未満の場合、第１及び第２のカーカスゴム層５ａ，５ｂの境界が折返し部４ｂに接近し、せん断歪の大きい領域に入る。そのため、第１及び第２のカーカスゴム層５ａ，５ｂの境界でセパレーションが発生する可能性がある。
【００２５】
Ｗ１’／Ｗ１及びＷ２’／Ｗ２の値が大きい場合、第１のカーカスゴム層５ａの厚みは、カーカスゴム５全体の厚みに対して、相対的に大きい。第１のカーカスゴム層５ａが厚い場合、第１及び第２のカーカスゴム層５ａ，５ｂの境界は、せん断歪の大きい折返し部４ｂの外側から遠ざかる。このため、第１及び第２のカーカスゴム層５ａ，５ｂの境界で、セパレーションの発生する可能性は低下する。すなわち、第１及び第２のカーカスゴム層５ａ，５ｂをセメント接着した場合であっても、残留したセメントが亀裂の原因となる可能性は低い。ただし、Ｗ１’／Ｗ１の値が０．４２を上回り、かつＷ２’／Ｗ２の値が０．３６を上回ると、第１のカーカスゴム層５ａの厚みが過大となり、セメントを塗布せずに、カーカスコードの被覆ゴムと接着させることが困難となる。そのため、第１のカーカスゴム層５ａは、折返し部４ｂが形成された後で、折返し部４ｂの外側にセメント接着せざるを得ない。カーカスコードの両端に予め接着させてあった第１のカーカスゴム層５ａの厚みが過大である場合、巻き上げることによって厚みのばらつきが生じ、歩留まりの低下を招く可能性があるからである。
【００２６】
従って、Ｗ１’／Ｗ１及びＷ２’／Ｗ２が上記の式（１）及び（２）を満たすことにより、タイヤ成形工程において、カーカスコードの両端を巻き上げる前に、第１のカーカスゴム層５ａをカーカスコードの両端に接着することができる。その際、セメント塗布の必要がないため、せん断歪の大きいカーカス４の折返し部４ｂ外側付近において、亀裂の生じる可能性を低減することができる。また、第１及び第２のカーカスゴム層５ａ，５ｂの境界は、相対的にせん断歪の小さい領域に配置することができる。これにより、第１及び第２のカーカスゴム層５ａ，５ｂをセメント接着した場合でも、残留したセメントに亀裂の生じる可能性は低い。以上により、ビード部の耐久性を向上することができる。
【００２７】
第１のカーカスゴム層５ａは、損失正接（ｔａｎδ）の小さい低発熱性ゴムで形成されることが好ましい。これにより、折返し部４ｂ外側における温度上昇を抑制し、第１及び第２のカーカスゴム層５ａ，５ｂの境界におけるセパレーションの発生を抑制することができる。好ましくは、第１のカーカスゴム層５ａの損失正接ｔａｎδは、０．０７以下である。なお、ｔａｎδは、東洋精機社製スペクトロメーターを用い、幅５ｍｍ、厚さ２ｍｍ、長さ２０ｍｍの試験片を初期荷重１５０ｇ、振動数５０Ｈｚ、動歪１％、温度３０℃にて測定した。
【実施例】
【００２８】
次に、本発明の効果を更に明確にするために、実施例、従来例、及び比較例に係るタイヤを用いて、（１）ビード部発熱試験、（２）ビード部耐久試験を実施した。各タイヤの諸条件を表１に示す。なお、本発明は、これらの例によって何ら限定されるものではない。
【表１】
0005981228.tif 000002
【００２９】
（１）ビード部発熱試験
各タイヤ（タイヤサイズ４６／９０Ｒ５７の建設車両用タイヤ。以下同じ）を標準リムに組み込み後、ＴＲＡが定める正規内圧、速度８ｋｍ／ｈ、及びドラム径５ｍの下で、ＴＲＡが定める正規荷重の１００％にてビード部の温度測定を行い、温度低減効果を評価した。
【００３０】
ここで、正規内圧とは、タイヤが基づいている規格を含む規格体系がタイヤ毎に定めている空気圧であり、ＪＡＴＭＡであれば最高空気圧、ＴＲＡであれば表 "TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES" に記載の最大値、ＥＴＲＴＯであれば "INFLATION PRESSURE" である。また、正規荷重とは、上記規格がタイヤ毎に定めている荷重であり、ＪＡＴＭＡであれば最大負荷能力、ＴＲＡであれば表 "TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES" に記載の最大値、ＥＴＲＴＯであれば "LOAD CAPACITY"である。
【００３１】
（２）ビード部耐久試験
各タイヤを標準リムに組み込んだ後、ＴＲＡが定める正規内圧、速度８ｋｍ／ｈ、及びドラム径５ｍの下で、ＴＲＡが定める正規荷重の１７０％にて耐久試験を実施した。ビード部に故障が発生するまで走行させ、走行時間で耐久性を評価した。これらの試験結果を、併せて表１に示す。
【００３２】
表１からわかるように、実施例に係るタイヤは、従来例及び比較例に係るタイヤと比べて走行時間が長く、ビード部の耐久性が向上したことが判明した。損失正接（ｔａｎδ）の小さい実施例２では、ビード部の温度が他の実施例等より低下した。一方、損失正接の等しい他の実施例等では、ビード部の温度は同程度の結果となった。換言すれば、同じ材料で形成されたカーカスゴムを用い、ビード部の発熱量が同程度であっても、カーカスゴムを径方向に延びる複数の層で形成し、Ｗ１’／Ｗ１及びＷ２’／Ｗ２の値が上記の式（１），（２）の範囲にある実施例１，２では、ビード部の耐久性が向上したことが判明した。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
以上のように、本発明は、重荷重用空気入りラジアルタイヤにおいて、ビード部の耐久性向上に利用することができる。
【符号の説明】
【００３４】
１    重荷重用空気入りラジアルタイヤ
２    標準リム
３    ビード部
３ａ  ビードコア
４    カーカス
４ａ  メインカーカス部
４ｂ  折返し部
５    カーカスゴム
５ａ  第１のカーカスゴム層
５ｂ  第２のカーカスゴム層
Ｒ    リム径
Ｈｆ  リムフランジ高さ
【図１】
0005981228.tif 000003
【図２】
0005981228.tif 000004