(57)【要約】【課題】ビードコアとカーカスの配置の適正化を図ることにより、コア製法にも容易に適用可能な、ビード部の耐久性の高い空気入りタイヤを提供する。【解決手段】タイヤは、リング状のビードコア１ａ、１ｂをリム２と対向するよう埋設した一対のビード部３と、両ビード部間にトロイド状に延び、ビードコア１ａ、１ｂよりもタイヤ幅方向内側に端縁４を有するカーカス５を具える。カーカス５は、タイヤ幅方向で最も外側に位置するビードコアである最外ビードコア１ａから順にタイヤ幅方向内側に向かって、隣接するビードコア１ａ、１ｂの間を通り、ビードコア１ａのタイヤ径方向内側とビードコア１ｂのタイヤ径方向外側とで交互に屈曲する。【選択図】図１
2006044351.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のリング状のビードコアをリムと対向するよう埋設した一対のビード部と、両ビード部間にトロイド状に延び、前記ビードコアよりもタイヤ幅方向内側に端縁を有するカーカスとを具える空気入りタイヤにおいて、
前記カーカスは、タイヤ幅方向で最も外側に位置するビードコアである最外ビードコアから順にタイヤ幅方向内側に向かって、隣接するビードコア間を通り、ビードコアのタイヤ径方向内側とタイヤ径方向外側とで交互に屈曲することを特徴とする空気入りタイヤ。
【請求項２】
前記カーカスは、リム径ライン位置からタイヤ径方向外側に向かって測定してリムフランジ高さの２倍以上の距離を有する部分が、ビード部のタイヤ幅方向中心位置よりもタイヤ幅方向内側に位置する、請求項１に記載の空気入りタイヤ。
【請求項３】
少なくとも１個のビードコアが他のビードコアと異なるリング内径を有する、請求項１又は２に記載の空気入りタイヤ。
【請求項４】
前記複数のビードコアのうち、タイヤ幅方向で最も内側に位置するビードコアである最内ビードコアのリング内径が最も小さい、請求項３に記載の空気入りタイヤ。
【請求項５】
少なくとも１個のビードコアが他のビードコアと異なるタイヤ幅方向断面積を有する、請求項１〜４のいずれか一項に記載の空気入りタイヤ。
【請求項６】
タイヤ幅方向断面にて、前記カーカスのタイヤ径方向内側で、かつ少なくともカーカス端縁と最外ビードコアのタイヤ径方向最外端に対応する位置との間にわたって、非伸張性の補強層を配設する、請求項１〜５のいずれか一項に記載の空気入りタイヤ。
【請求項７】
タイヤ幅方向断面にて、前記ビード部の、リムフランジに接する部分の輪郭形状が、タイヤの外表面よりもタイヤ幅方向外側に中心を有する円弧で形成されている、請求項１〜６のいずれか一項に記載の空気入りタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、複数のリング状のビードコアを埋設した一対のビード部と、両ビード部間にトロイド状に延びるカーカスとを具える空気入りタイヤに関し、特にかかるタイヤのビード部の耐久性の向上を図る。
【背景技術】
【０００２】
従来の空気入りタイヤにおいては、負荷転動に伴って発生するトレッド部のせり出しやビード部の屈曲によって、カーカスがタイヤ径方向外側に引っ張られてビード部から引き抜かれるのを防止するため、カーカスをビードコアの回りに折り返した構造を採用するのが一般的である。しかし、近年、ビード部の軽量化の観点から、ビードコアの代わりに鋼製又は有機繊維製のコードを周方向に積層させた束状体又は層状体を用いてプライを挟み込み、その拡張抗力によってカーカスをビード部に係止することが提案されている（例えば特許文献１及び２を参照。）。また、生産効率及びタイヤのユニフォミティの向上の観点から、加硫用中子（コア）の外面側にコードやゴムを貼り付けることによって製品タイヤに近い形状に形成した生タイヤを、加硫用中子とともに加硫することによってタイヤを製造する、いわゆるコア製法（三次元製法）が普及しつつあるが、かかるコア製法では、タイヤ径方向内側に位置する部材から順次に加硫用中子上に配置又は巻回して積層するため、カーカスをビードコアの回りに折り返すことなく、分割ビードによって挟み込んで係止を行う場合がある（例えば特許文献３を参照。）。しかし、このようにカーカスを折り返さないタイヤは、製造効率及び軽量化の点で有利ではあるが、荷重及び内圧が適用された状態で長期間にわたって走行を行うと、ビード部が大きく屈曲変形して発熱し、これによってビードコアとカーカスの間に永久せん断歪が生じる結果、カーカスを係止する力が経時的に低下する。そして、このせん断歪が蓄積すると、カーカスの折り返しがないことから、カーカスがビードコアから引き抜け、タイヤの構造破壊につながるおそれがある。
【０００３】
このように折り返し部を有しないカーカスを用いた場合にも、ビードからの引き抜けを防止するため、例えば特許文献４及び５には、タイヤ幅方向断面にて、ビード部内でカーカスを屈曲させることにより、そのみかけのせん断抵抗を増加させたタイヤが記載されている。しかし、かかるタイヤは、カーカスの引き抜けにある程度有効ではあるが、依然として耐久性を改良する余地がある。また、特許文献６には、ビード部に、通常のビードコアと同様の主ビードコアと、これよりも断面積の小さな補助ビードコアとを配置し、カーカスを主ビードコア及び補助ビードコアの回りに巻き付けたタイヤが記載されている。かかるタイヤはカーカスのビード部からの引き抜け防止には有効であるが、タイヤの軽量化を達成することが難しく、かつカーカスをタイヤ径方向に折り返す必要があることから、前記のコア製法には適さないという問題があった。
【特許文献１】特表２００１−５２３６０８号公報
【特許文献２】特表２００３−５００２７１号公報
【特許文献３】特開２００３−２５２０１３号公報
【特許文献４】特表平８−５０９９３２号公報
【特許文献５】特表２００１−５２３６０８号公報
【特許文献６】特開平５−５８１０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
したがって、この発明の目的は、ビードコアとカーカスの配置の適正化を図ることにより、コア製法にも容易に適用可能な、ビード部の耐久性の高い空気入り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】
上記の目的を達成するため、この発明は、複数のリング状のビードコアをリムと対向するよう埋設した一対のビード部と、両ビード部間にトロイド状に延び、前記ビードコアよりもタイヤ幅方向内側に端縁を有するカーカスとを具える空気入りタイヤにおいて、前記カーカスは、タイヤ幅方向で最も外側に位置するビードコアである最外ビードコアから順にタイヤ幅方向内側に向かって、隣接するビードコア間を通り、ビードコアのタイヤ径方向内側とタイヤ径方向外側とで交互に屈曲することを特徴とする空気入りタイヤである。
である。
【０００６】
また、カーカスは、リム径ライン位置からタイヤ径方向外側に向かって測定してリムフランジ高さの２倍以上の距離を有する部分が、ビード部のタイヤ幅方向中心位置よりもタイヤ幅方向内側に位置することが好ましい。ここで、「リム径ライン位置」とは、ＪＡＴＭＡまたはこれに準ずる規格に記載されている適用サイズにおける標準リムにタイヤを組み付け、そのタイヤ内に同規格に定める最高空気圧を適用した無負荷状態で、リム径を測定する位置を意味する。
【０００７】
さらに、少なくとも１個のビードコアが他のビードコアと異なるリング内径を有することが好ましい。ここで、「リング内径」とは、タイヤ径方向断面にて、リング状をなすビードコアの内径をいうものとする。この場合には、複数のビードコアのうち、タイヤ幅方向で最も内側に位置するビードコアである最内ビードコアのリング内径が最も小さいことがさらに好ましい。
【０００８】
さらにまた、少なくとも１個のビードコアが他のビードコアと異なるタイヤ幅方向断面積を有することが好ましい。
【０００９】
加えて、タイヤ幅方向断面にて、前記カーカスのタイヤ径方向内側で、かつ少なくともカーカス端縁と最外ビードコアのタイヤ径方向最外端に対応する位置との間にわたって、非伸張性の補強層を配設することが好ましい。ここで「非伸張性」とは、カーカスよりもタイヤ径方向外側に位置するビードコアの等価弾性率のうち、最も小さな等価弾性率の１／３以下の等価弾性率を有することをいい、この「等価弾性率」とは、ビードコア全体を一つの弾性体として見たときの弾性率のことをいうものとする。
【００１０】
加えてまた、タイヤ幅方向断面にて、前記ビード部の、リムフランジに接する部分の輪郭形状が、タイヤの外表面よりもタイヤ幅方向外側に中心を有する円弧で形成されていることが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
この発明によれば、ビードコアとカーカスの配置の適正化を図ることにより、コア製法にも容易に適用可能な、ビード部の耐久性の高い空気入りタイヤを提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
次に、図面を参照しつつ、この発明の実施の形態を説明する。図１は、この発明に従う代表的な空気入りタイヤ（以下「タイヤ」という。）のビード部のタイヤ幅方向断面であり、リムに装着した状態で示す。図１に示すタイヤは、複数（図１では２個）のリング状のビードコア１ａ、１ｂをリム２と対向するよう埋設した一対のビード部３（一方のみを図示。）と、両ビード部間にトロイド状に延び、ビードコア１ａ、１ｂよりもタイヤ幅方向内側に端縁４を有するカーカス５を具える。
【００１３】
そして、この発明の構成上の主な特徴は、カーカス５は、タイヤ幅方向で最も外側に位置するビードコアである最外ビードコア１ａから順にタイヤ幅方向内側に向かって、隣接するビードコア１ａ、１ｂの間を通り、ビードコア１ａのタイヤ径方向内側とビードコア１ｂのタイヤ径方向外側とで交互に屈曲することにある。
【００１４】
以下、この発明が上記構成を採用するに至った経緯を作用とともに説明する。
タイヤが荷重を支えた状態で走行すると、路面との接触領域であるトレッド部踏面を極大とする変形が生じる。この変形は、タイヤをリム上に保持する役目を果たすビード部にも伝わり、長期間にわたって使用を続けるうちにビード部の永久変形を招くおそれがある。かかる変形がビード部に発生すると、タイヤをリムへ密着する力が弱まりいわゆるリムずれを起こしたり、極端な場合にはビードコアに係留していたカーカスが引き抜かれ、タイヤがバースト故障したりするおそれがある。ここで、カーカスのビードコアへの係留は、内圧や負荷の適用によりカーカスに発生するタイヤ径方向外側に向かって作用する張力（引き抜け力）に対して、十分な周方向剛性を有するビードコアとリムとの間に挟まれることによって生じるリムへの圧着力に比例して増大するせん断抗力と、タイヤ幅方向断面にて、カーカスが屈曲してビードコアの周囲に巻きつけられることにより生じる付加的せん断剛性とによって得られる。カーカスの端部をビードコアの周りに巻きつけた構造である、いわゆるターンアップ構造を有するタイヤにおいては、これらせん断抗力と付加的せん断剛性の双方が寄与してカーカスの引き抜けを有効に防止することができるが、コア製法で主流となりつつあるターンアップ構造を有しないタイヤにおいては、せん断抗力のみの作用でカーカスを係留しているため、長期間かつ重荷重での使用環境においてはその耐久性が問題となる。
【００１５】
そこで、発明者がターンアップ構造を有しないタイヤにおいてもせん断抗力と付加的せん断剛性を高める手段について鋭意検討を行ったところ、カーカス５をビード部３のヒール側でリムに押し付けることが圧着力を高める上で特に有効であるとの着想を得た。また、このようにヒール側で圧着力を高めることはリム滑りの防止にも有効である。さらに、ターンアップ構造を有していなくとも、カーカスをビード部内でタイヤ径方向に大きく屈曲させれば付加的せん断剛性を高めることができるとの着想を得た。これらの着想に基づき、発明者は、複数個のビードコアを配設することでビード部全体にわたってカーカスのリムへの圧着力を発生させつつ、カーカスを、タイヤ幅方向で最も外側に位置するビードコアである最外ビードコアのタイヤ径方向内側を通すことでリムへの圧着力を高めてせん断抗力を向上させ、かつカーカスを順にタイヤ幅方向内側に向かって、隣接するビードコア間を通り、ビードコアのタイヤ径方向内側とタイヤ径方向外側とで交互に屈曲させることで付加的せん断剛性も向上できる結果、ビード部の耐久性を有効に高めることができることを見出し、この発明を完成させるに至ったのである。
【００１６】
ビードコア１ａ、１ｂとしては、スチールコードを束ねて形成したリング状コード束や中実の高剛性リング等の、従来のタイヤに用いられているものを使用することができる。好適なビードコアの等価弾性率は１９．６ＧＰａ以上である。
【００１７】
また、カーカス５は、リム径ライン位置Ｒからタイヤ径方向外側に向かって測定してリムフランジ高さＨの２倍以上の距離を有する部分６が、ビード部３のタイヤ幅方向中心位置Ｃよりもタイヤ幅方向内側に位置することが好ましい。この部分６がタイヤ幅方向中心位置よりもタイヤ幅方向外側に位置すると、タイヤ負荷時のビード部の変形によってもたらされる、断面内でのリムフランジに対する曲げ変形によりカーカスの張力が低下し、横剛性を確保することが困難となるからである。
【００１８】
図２は、この発明に従う他のタイヤのビード部のタイヤ幅方向断面図である。図２に示すように、ビードコア１ａ、１ｂ、１ｃのうち少なくとも１個、図２では全てのビードコア１ａ、１ｂ、１ｃが他のビードコアと異なるリング内径Ｒａ、Ｒｂ、Ｒｃを有することが好ましい。これによれば、リム２の断面形状に適合するようにビードコア１ａ、１ｂ、１ｃのリング内径Ｒａ、Ｒｂ、Ｒｃを選定することができるので、カーカス５のリム２への圧着力をビード部３にわたって略均一とすることができる結果、カーカス５のせん断抗力をさらに高めることができるからである。この場合には、複数のビードコア１ａ、１ｂ、１ｃのうち、タイヤ幅方向で最も内側に位置するビードコアである最内ビードコア１ｃのリング内径Ｒｃを最も小さくすることがさらに好ましい。通常の場合、ビード部３のトウ側においてはリム２との接触圧力の低下を引き起こし接触状態の均一性が失われるが、このように最内ビードコア１ｃのリング内径Ｒｃを最も小さくすれば、接触状態を均一に保つことができるからである。
【００１９】
さらに、少なくとも１個のビードコアが他のビードコアと異なるタイヤ幅方向断面積を有することが好ましい。これによれば、所望の圧着力分布に適合するようにビードコア１ａ、１ｂ、１ｃのタイヤ幅方向断面積を選定することができるので、カーカス５のリム２への圧着力をビード部３にわたって略均一とすることができる結果、カーカス５のせん断抗力をさらに高めることができるからである。
【００２０】
さらにまた、タイヤ幅方向断面にて、カーカス５のタイヤ径方向内側で、かつ少なくともカーカス端縁４と最外ビードコア１ａのタイヤ径方向最外端７に対応する位置との間にわたって、非伸張性の補強層８を配設することが好ましい。かかる補強層８を配設することにより、タイヤ周方向へのせん断変形を抑制してカーカス５とリム３との間でのセパレーションの発生を防止できる上、リムずれを抑制することができ、かつ長期間にわたって使用した場合のビード部の永久変形も抑制することができ、ビード部３の耐久性を一層向上させることができるからである。かかる補強層８としては、タイヤ周方向に対して比較的小さな角度で延在するスチールコード又は有機繊維コードをゴム被覆したものが特に好適であり、例えば３＋８の撚りスチールコードや１２６０ｄ／２の６６ナイロンコードのゴム引き層、又はこれらの複数層をコードの延在方向が互いに交差するように積層したもの等を挙げることができるが、これに限定されない。また、補強層８は、図３に示すように、カーカス５の端縁４を包み込み、ビードコア１ａ、１ｂ、１ｃのタイヤ径方向外側にまで延びてもよい。このようにビードコア１ａ、１ｂ、１ｃを包囲するように補強層８を配設すると、ビード部３のヒール側での摩擦力による損傷を防止する点で特に有利である。
【００２１】
加えて、タイヤ幅方向断面にて、ビード部３の、リムフランジに接する部分９の輪郭形状が、タイヤの外表面よりもタイヤ幅方向外側に中心を有する円弧で形成されている、すなわち図１に示すように、当該部分９の輪郭形状が内側に凸状の円弧で形成されていることが好ましい。これによれば、ビード部３とリムフランジとの接触圧力を均一化することができるのでカーカス５とリムフランジとの間でのセパレーションの発生を防止でき、かつ長期間にわたって使用した場合のビード部の永久変形も抑制することができ、ビード部３の耐久性を一層向上させることができるからである。
【００２２】
なお、上述したところは、この発明の実施形態の一部を示したにすぎず、請求の範囲において種々の変更を加えることができる。例えば、図１及び２では、断面形状が略正方形のビードコアを用いた実施態様を示したが、図４及び５に示すように、断面形状が略長方形や略円形のビードコアを用いることもできる。
【実施例】
【００２３】
次に、この発明に従う空気入りタイヤを試作し性能評価を行ったので、以下に説明する。
【００２４】
実施例１〜６のタイヤは、タイヤサイズが３１５／８０Ｒ２２．５のトラック・バス用ラジアルタイヤであり、直径１．５５ｍｍの鋼線をゴム被覆したものをタイヤ周方向に複数回巻き回してなる複数個のビードコアの周りにカーカスを屈曲させてなり、リム径ライン位置からタイヤ径方向外側に向かって測定してリムフランジ高さの２倍以上の距離を有するカーカスの部分が、ビード部のタイヤ幅方向中心位置よりもタイヤ幅方向内側に位置しており、ビード部の、リムフランジに接する部分の輪郭形状が、タイヤの外表面よりもタイヤ幅方向外側に中心を有する円弧で形成されており、それぞれ図１〜６に示す断面形状のビード部を有し、表１に示す諸元を有する。さらに、実施例２、４、５及び６のタイヤは、芳香族ポリアミドコードとゴムの複合体からなる補強層を有する。
【００２５】
比較のため、タイヤサイズ及びビードコアに用いた鋼線が実施例１〜６と同じであるものの、断面形状が六角形のビードコアを１個有し、その周囲にカーカスを折り返したタイヤ（従来例）、３個のビードコアの周りを、タイヤ幅方向外側から順にタイヤ径方向外側、タイヤ径方向内側、タイヤ径方向外側でカーカスが屈曲してなるタイヤ（比較例１）、２個のビードコアのタイヤ径方向内側のみをカーカスが通るタイヤ（比較例２）についても併せて試作した。また、従来例、比較例１及び比較例２は、表１に示す諸元を有する。
【００２６】
前記各供試タイヤを、サイズ９．００×２２．５のリムに装着してタイヤ車輪とし、このタイヤ車輪に空気圧９００ｋＰａ（相対圧）を適用し、走行速度６０ｋｍ／ｈ、タイヤ負荷荷重６０ｋＮの条件下でドラム試験機上をビード部に故障が発生するまで走行させ、故障が発生した時点までに走行した距離によりタイヤの耐久性を評価した。この評価結果を表１に示す。
【００２７】
【表１】
2006044351.tif 000003
【００２８】
なお、表１中の「巻回数」とは鋼線を巻き回した回数を表しており、四角形状の場合には段数と列数の積で表しており、例えば８列の鋼線を６段に重ねてなる場合には「６×８」と表した。また、評価結果は、従来例の評価結果を１００としたときの指数比で示してあり、数値が大きいほど耐久性が優れている。
【００２９】
表１に示す評価結果から、実施例１のタイヤは、コア製法にも容易に適用可能な構造でありながら、耐久性が、従来例のタイヤと比較して若干劣る程度であり、比較例１及び２のタイヤと比較して優れていることが分かる。また、実施例２〜６のタイヤは、従来例、比較例１及び２のタイヤと比較して耐久性が優れていることが分かる。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
この発明によれば、ビードコアとカーカスの配置の適正化を図ることにより、コア製法にも容易に適用可能な、ビード部の耐久性の高い空気入りタイヤを提供することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】この発明に従う代表的な空気入りタイヤのビード部のタイヤ幅方向断面であり、リムに装着した状態で示す。
【図２】この発明に従う他の空気入りタイヤのビード部のタイヤ幅方向断面であり、リムに装着した状態で示す。
【図３】この発明に従う他の空気入りタイヤのビード部のタイヤ幅方向断面であり、リムに装着した状態で示す。
【図４】この発明に従う他の空気入りタイヤのビード部のタイヤ幅方向断面であり、リムに装着した状態で示す。
【図５】この発明に従う他の空気入りタイヤのビード部のタイヤ幅方向断面であり、リムに装着した状態で示す。
【図６】この発明に従う他の空気入りタイヤのビード部のタイヤ幅方向断面であり、リムに装着した状態で示す。
【図７】従来例の空気入りタイヤのビード部のタイヤ幅方向断面であり、リムに装着した状態で示す。
【図８】比較例１の空気入りタイヤのビード部のタイヤ幅方向断面であり、リムに装着した状態で示す。
【図９】比較例２の空気入りタイヤのビード部のタイヤ幅方向断面であり、リムに装着した状態で示す。
【符号の説明】
【００３２】
１ａ、１ｂ、１ｃ  ビードコア
２  リム
３  ビード部
４  カーカスの端縁
５  カーカス
６  リム径ライン位置Ｒからリムフランジ高さＨの２倍以上の距離を有するカーカスの部分
７  最外ビードコアのタイヤ径方向最外端
８  補強層
９  リムフランジに接するビード部の部分
【図１】
2006044351.tif 000004
【図２】
2006044351.tif 000005
【図３】
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【図４】
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【図５】
2006044351.tif 000008
【図６】
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【図７】
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【図８】
2006044351.tif 000011
【図９】
2006044351.tif 000012