(57)【要約】【課題】  荷重耐久性を向上しながら、良好な乗心地性を確保することを可能にした空気入りラジアルタイヤを提供する。【解決手段】  一対のビード部３，３間にカーカス層４を装架し、該カーカス層４をビードコア５の廻りにタイヤ内側から外側へ巻き上げた空気入りラジアルタイヤにおいて、ビード部３におけるカーカス層４のタイヤ幅方向内側に、複数のループ部が順次部分的に重なるようにストリップ状に加工されたスチールコイル１０をタイヤ周方向に巻回してなるビード補助層７を配置する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対のビード部間にカーカス層を装架し、該カーカス層をビードコアの廻りにタイヤ内側から外側へ巻き上げた空気入りラジアルタイヤにおいて、前記ビード部における前記カーカス層のタイヤ幅方向内側に、複数のループ部が順次部分的に重なるようにストリップ状に加工されたスチールコイルをタイヤ周方向に巻回してなるビード補助層を配置した空気入りラジアルタイヤ。
【請求項２】
前記ビード補助層を、そのタイヤ径方向の上端位置と下端位置との間に前記カーカス層の巻き上げ端末が含まれるように配置した請求項１に記載の空気入りラジアルタイヤ。
【請求項３】
前記スチールコイルの幅が３０．０ｍｍ〜６０．０ｍｍである請求項１又は請求項２に記載の空気入りラジアルタイヤ。
【請求項４】
前記スチールコイルが単一の素線から構成される請求項１〜３のいずれかに記載の空気入りラジアルタイヤ。
【請求項５】
前記スチールコイルの素線径が０．１５ｍｍ〜０．５ｍｍである請求項１〜４のいずれかに記載の空気入りラジアルタイヤ。
【請求項６】
前記スチールコイルのループ部のラップ数が３〜１０である請求項１〜５のいずれかに記載の空気入りラジアルタイヤ。
【請求項７】
前記スチールコイルのループ部のタイヤ周方向の径に対するタイヤ径方向の径の偏平比が１／３〜３である請求項１〜６のいずれかに記載の空気入りラジアルタイヤ。
【請求項８】
タイヤ偏平率が５０％以下である請求項１〜７のいずれかに記載の空気入りラジアルタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一対のビード部間にカーカス層を装架した空気入りラジアルタイヤに関し、更に詳しくは、荷重耐久性を向上しながら、良好な乗心地性を確保することを可能にした空気入りラジアルタイヤに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、空気入りラジアルタイヤは、一対のビード部間にカーカス層を装架し、該カーカス層をビードコアの廻りにタイヤ内側から外側へ巻き上げた構造を有している。このような巻き上げ構造においては、荷重耐久性を向上するために、複数本のスチールコードをタイヤ周方向に対して小さい角度で配列してなるスチール補強層をカーカス層に沿うようにビード部に埋設することが行われている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
しかしながら、上記スチール補強層をトレッド側に向かって高い位置まで配置することは乗心地性の面から困難である。そのため、ビード部にスチール補強層を付加した場合に、荷重耐久性と乗心地性とを両立することは困難である。例えば、トラックのように積載物の有無によってタイヤに加わる荷重が大きく変動する場合、良好な荷重耐久性が要求されるものの、スチール補強層がトレッド側に向かって高い位置まで配置されていると、非積載状態での乗心地性が著しく低下することになる。
【特許文献１】特開昭５２−８１８０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、荷重耐久性を向上しながら、良好な乗心地性を確保することを可能にした空気入りラジアルタイヤを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するための本発明の空気入りラジアルタイヤは、一対のビード部間にカーカス層を装架し、該カーカス層をビードコアの廻りにタイヤ内側から外側へ巻き上げた空気入りラジアルタイヤにおいて、前記ビード部における前記カーカス層のタイヤ幅方向内側に、複数のループ部が順次部分的に重なるようにストリップ状に加工されたスチールコイルをタイヤ周方向に巻回してなるビード補助層を配置したことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００６】
本発明では、ビード部におけるカーカス層のタイヤ幅方向内側に、複数のループ部が順次部分的に重なるようにストリップ状に加工されたスチールコイルをタイヤ周方向に巻回してなるビード補助層を配置することにより、ビード部の変形を効果的に抑制し、荷重耐久性を向上することができる。しかも、スチールコイルからなるビード補助層は面内の剛性が小さいため、荷重耐久性の改善効果を得ながら、良好な乗心地性を享受することができる。また、スチールコイルからなるビード補助層は、タイヤ成形時のビード部の変形に容易に追従するので製造故障が発生し難いという利点もある。
【０００７】
本発明において、ビード補助層を構成するスチールコイルは、その機能を最大限に発揮するために、以下の条件を満足することが好ましい。即ち、ストリップ状のスチールコイルの幅は３０．０ｍｍ〜６０．０ｍｍであることが好ましい。スチールコイルは単一の素線から構成されることが好ましい。スチールコイルの素線径は０．１５ｍｍ〜０．５ｍｍであることが好ましい。スチールコイルのループ部のラップ数は３〜１０であることが好ましい。更に、スチールコイルのループ部のタイヤ周方向の径に対するタイヤ径方向の径の偏平比は１／３〜３であることが好ましい。
【０００８】
本発明は、乗用車用空気入りラジアルタイヤ（ＰＣ）、小型トラック用空気入りラジアルタイヤ（ＬＴ）、トラック・バス用空気入りラジアルタイヤ（ＴＢ）、建設車両用空気入りラジアルタイヤ（ＯＲ）等の各種空気入りラジアルタイヤに適用可能であるが、特にタイヤ偏平率が５０％以下である空気入りラジアルタイヤに適用した場合に顕著な作用効果を奏するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の構成について添付の図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１０】
図１は本発明の実施形態からなるトラック・バス用空気入りラジアルタイヤを示し、図２はそのビード部を拡大して示すものである。図１において、ＣＬはタイヤセンターライン、１はトレッド部、２はサイドウォール部、３はビード部である。一対のビード部３，３間にはカーカス層４が装架されている。カーカス層４は、タイヤ径方向に配列する複数本のカーカスコードから構成されている。カーカスコードとしては、有機繊維コード又はスチールコードが使用される。各ビード部３にはビードコア５が埋設され、カーカス層４がビードコア５の廻りにタイヤ内側から外側に巻き上げられている。これにより、カーカス層４はビードコア５を境として本体部４ａと巻き上げ部４ｂを形成し、巻き上げ端末４ｅにて終端している。更に、ビード部３にはビードコア５及びカーカス層４を包み込むようにスチール補強層３ａが埋設されている。このスチール補強層３ａは、タイヤ周方向に対して傾斜するように配列された複数本のスチールコードから構成されている。
【００１１】
一方、トレッド部１におけるカーカス層４の外周側には、複数層のベルト層６ａ〜６ｄがタイヤ全周にわたって埋設されている。これらベルト層６ａ〜６ｄはタイヤ周方向に対して１５〜７０°の角度で傾斜する複数本のベルトコードを含み、そのベルトコードが少なくとも一対の層間で互いに交差するように配置されている。
【００１２】
上記空気入りラジアルタイヤにおいて、図１及び図２に示すように、ビード部３におけるカーカス層４のタイヤ幅方向内側には、ストリップ状に加工されたスチールコイル１０をタイヤ周方向に巻回してなる少なくとも１層のビード補助層７が配置されている。つまり、ビード補助層７は、カーカス層４の本体部４ａとインナーライナーとの間に介在している。また、ビード補助層７は、そのタイヤ径方向の上端位置Ｐ１と下端位置Ｐ２との間に規定される範囲Ｘにカーカス層４の巻き上げ端末４ｅが含まれるように配置されている。このとき、スチール補強層３ａの端末も上記範囲Ｘに含まれることが望ましい。ビード補助層７は、ラジアルタイヤの最低限の機能を既に保有しているタイヤ構造に対して、タイヤ性能の更なる改善効果を付与するものである。
【００１３】
図３（ａ）〜（ｂ）はビード補助層を構成するスチールコイルを示すものである。図３（ａ）〜（ｂ）に示すように、スチールコイル１０は、複数のループ部１１を有し、これらループ部１１が順次部分的に重なるようにストリップ状に加工されている。隣り合うループ部１１，１１の相互間には例えば直線形状の癖付け部１２が形成されている。
【００１４】
上記スチールコイル１０の成形方法は、特に限定されるものではないが、以下の方法を例示することができる。即ち、スチール線材を円筒コイル状に成形した後、端末のループ部をコイル軸方向と直交する方向にずらした状態で、端末のループ部とそれに繋がるループ部との間の部分を癖付けする。そして、この癖付け加工を繰り返し行うことにより、隣り合うループ部１１，１１の相互間に癖付け部１２を備えたストリップ状のスチールコイル１０が得られる。
【００１５】
上述のように複数のループ部１１が順次部分的に重なるようにストリップ状に加工されたスチールコイル１０をタイヤ周方向に巻回してなるビード補助層７を、ビード部３におけるカーカス層４のタイヤ幅方向内側に配置した場合、ビード部３の変形が効果的に減少し、荷重耐久性を向上することができる。しかも、スチールコイル１０からなるビード補助層７は面内の剛性（タイヤ径方向の剛性）が小さいため、荷重耐久性の改善効果を得ながら、良好な乗心地性を享受することができる。その結果、例えば、トラックのように積載物の有無によってタイヤに加わる荷重が大きく変動する場合であっても、荷重耐久性と乗心地性とを両立することが可能になる。また、スチールコイル１０からなるビード補助層７は、タイヤ成形時のビード部の変形に容易に追従するので製造故障が発生し難いものである。
【００１６】
スチールコイル１０の幅Ｗは、３０．０ｍｍ〜６０．０ｍｍの範囲、より好ましくは、４０．０ｍｍ〜５０．０ｍｍの範囲に設定されている。この幅Ｗが３０．０ｍｍ未満であるとカーカス層４の巻き上げ端末４ｅに対応する位置にスチールコイル１０を巻回する作業が困難になるためタイヤの生産性が低下し、逆に６０．０ｍｍを超えるとビード部３の剛性を高めることが困難になる。
【００１７】
スチールコイル１０は単一の素線（スチールワイヤ）又は複数本の素線を撚り合わせたスチールコード等のスチール線材から構成することが可能であるが、単一の素線から構成することが望ましい。ここで、スチールコイル１０の素線径ｄは、０．１５ｍｍ〜０．５ｍｍの範囲から選択される。この素線径ｄが０．１５ｍｍ未満であるとビード部３の剛性を高めることが困難になり、逆に０．５ｍｍを超えるとビード補助層７にゴム剥離が生じ易くなる。
【００１８】
スチールコイル１０のループ部１１のラップ数Ｎは、３〜１０の範囲に設定されている。このラップ数Ｎが３未満であるとビード部３の剛性を高めることが困難になり、逆に１０を超えると剛性が高くなり過ぎて荷重耐久性が悪化する。ここで、スチールコイル１０のループ部１１のラップ数Ｎとは、隣り合うループ部１１，１１のタイヤ周方向のずれ量をδとしたとき、ループ部１１のタイヤ周方向の径Ｄ１に対するずれ量δの比（δ／Ｄ１）の逆数である。つまり、隣り合うループ部１１，１１のタイヤ周方向のずれ量δがループ部１１のタイヤ周方向の径Ｄ１の１／３である場合、そのラップ数Ｎは３である。従って、図３（ａ）〜（ｂ）に示すスチールコイル１０ではラップ数Ｎが３である。
【００１９】
スチールコイル１０のループ部１１のタイヤ周方向の径Ｄ１に対するタイヤ径方向の径Ｄ２の偏平比（Ｄ２／Ｄ１）は、１／３〜３の範囲に設定されている。偏平比（Ｄ２／Ｄ１）が上記範囲から外れると、ビード部３の剛性を高めることが困難になる。偏平比（Ｄ２／Ｄ１）のより好ましい範囲は１／２〜２である。
【００２０】
図４〜図６はそれぞれ本発明の他の実施形態からなるトラック・バス用空気入りラジアルタイヤのビード部を拡大して示すものである。
【００２１】
図４において、ビード部３におけるカーカス層４のタイヤ幅方向内側にはビード補助層７が配置されているが、このビード補助層７は２列のストリップ状のスチールコイル１０を互いに接するように並べた構造になっている。
【００２２】
図５において、ビード部３におけるカーカス層４のタイヤ幅方向内側にはビード補助層７が配置されているが、このビード補助層７は２列のストリップ状のスチールコイル１０を互いに一部が重なり合うように並べた構造になっている。この場合、スチールコイル１０の重複部分をカーカス層４の巻き上げ端末４ｅと一致させることが好ましい。
【００２３】
図６において、ビード部３にはスチール補強層が埋設されておらず、ビード部３におけるカーカス層４のタイヤ幅方向内側にビード補助層７だけが配置されている。
【実施例】
【００２４】
タイヤサイズ４３５／４５Ｒ２２．５で、トレッド部にスチールカーカスベルト層を備えると共に、ビード部にビードコア及びカーカス層を包み込むようにスチール補強層を埋設したトラック・バス用空気入りラジアルタイヤにおいて、ビード部の構造だけを種々異ならせた比較例１〜２及び実施例１〜２のタイヤをそれぞれ製作した。
【００２５】
比較例１は、タイヤ周方向に対するコード角度が３５°となる１層のスチール補強層を、他のスチール補強層に対してコードが交差するようにカーカス層の巻き上げ部のタイヤ幅方向外側に配置したものである（図７参照）。比較例２は、ストリップ状に加工された直径０．４ｍｍのスチール素線からなるスチールコイルをタイヤ周方向に巻回してなる１層のビード補助層を、ビード部におけるカーカス層のタイヤ幅方向内側に配置し、スチールコイルの幅Ｗ（Ｗ＝Ｄ１）を１４．０ｍｍとし、ラップ数Ｎを１としたものである。なお、Ｎ＝１は隣り合うループ部が重なり合っていない状態である。
【００２６】
実施例１は、ストリップ状に加工された直径０．４ｍｍのスチール素線からなるスチールコイルをタイヤ周方向に巻回してなる１層のビード補助層を、ビード部におけるカーカス層のタイヤ幅方向内側に配置し、スチールコイルの幅Ｗ（Ｗ＝Ｄ１）を１４．０ｍｍとし、ラップ数Ｎを３としたものである。また、実施例２は、ストリップ状に加工された直径０．４ｍｍのスチール素線からなるスチールコイルをタイヤ周方向に巻回してなる１層のビード補助層を、ビード部におけるカーカス層のタイヤ幅方向内側に配置し、スチールコイルの幅Ｗ（Ｗ＝Ｄ１）を１０．０ｍｍとし、ラップ数Ｎを３としたものである。
【００２７】
これら試験タイヤについて、下記の試験方法により、荷重耐久性及び乗心地性を評価し、その結果を表１に示した。
【００２８】
荷重耐久性：
ドラム径１７０７ｍｍのドラム試験機を用い、ＪＩＳ  Ｄ−４２３０に規定される荷重耐久性試験を実施した後、引き続き５時間毎に荷重を規格最大荷重の１０％ずつ増加させてタイヤが破壊するまでの走行距離を測定した。評価結果は、比較例１を１００とする指数にて示した。この指数値が大きいほど荷重耐久性が優れていることを意味する。
【００２９】
乗心地性：
実車乗心地性の代用特性として、ドラム表面に半径１０ｍｍの突起を設けたドラム径２５００ｍｍのドラム試験機を用い、空気圧９００ｋＰａ、規格最大荷重の条件で、速度４０ｋｍ／ｈで走行したときの反力をロードセルで検出した。評価結果は、比較例１を１００とする指数にて示した。この指数値が小さいほど乗心地性が優れていることを意味する。
【００３０】
【表１】
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【００３１】
表１から判るように、実施例１〜２のタイヤは、荷重耐久性及び乗心地性が優れていた。一方、比較例１〜２のタイヤは、乗心地性又は荷重耐久性の改善効果が不十分であった。即ち、実施例１〜２のようにカーカス本体側にビード補強層を配置することで周方向剛性が増加する結果、耐久性が向上する。また、比較例１ではビード部の曲げ中立軸がビード部中央にあって曲げ剛性が高いのに対し、実施例１〜２のようにカーカス巻き上げ側にビード補強層を配置せずに、カーカス本体側にビード補強層を配置することにより、曲げ中立軸がカーカス本体側に移動して曲げ剛性が低下し、その結果として乗心地性が向上するのである。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の実施形態からなるトラック・バス用空気入りラジアルタイヤを示す子午線半断面図である。
【図２】図１の空気入りラジアルタイヤのビード部を拡大して示す断面図である。
【図３】ビード補助層を構成するスチールコイルを示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。
【図４】本発明の他の実施形態からなるトラック・バス用空気入りラジアルタイヤのビード部を拡大して示す断面図である。
【図５】本発明の更に他の実施形態からなるトラック・バス用空気入りラジアルタイヤのビード部を拡大して示す断面図である。
【図６】本発明の更に他の実施形態からなるトラック・バス用空気入りラジアルタイヤのビード部を拡大して示す断面図である。
【図７】比較例１の空気入りラジアルタイヤのビード部を拡大して示す断面図である。
【符号の説明】
【００３３】
１  トレッド部
２  サイドウォール部
３  ビード部
３ａ  スチール補強層
４  カーカス層
５  ビードコア
６ａ〜６ｄ  ベルト層
７  ビード補助層
１０  スチールコイル
１１  ループ部
１２  癖付け部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2006035959.tif 000009
【図７】
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