(57)【要約】    【課題】内外の両層のカーカスを有効に機能させると共に、耐ビード外れ性を高めることのできる空気入りタイヤの提供。    【解決手段】ビード部２にビードコア９を埋設する。ショルダー部１０にリング状の芯体１１を埋設する。ビードコア９及び芯体１１にカーカスコード８を巻き付けてサイド部カーカス５を構成する。カーカスコード８を８字状に架け渡すよう巻き付けて、内層と外層の区別をなくす。サイド部カーカス５をサイド部３の骨格とする。サイド部カーカス５を周方向に拘束するベルト６を設ける。ベルト６をトレッド部４の骨格とする。サイド部カーカス５とベルト６とをラップさせる。サイド部カーカス５及びベルト６をゴム７で被覆する。【選択図】  図１
2011016422.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
サイド部の骨格をなすサイド部カーカスと、該サイド部カーカスを周方向に拘束しつつトレッド部の骨格をなすベルトと、をゴムで被覆してなり、ビード部にビードコアが埋設されると共に、ショルダー部のうちの前記ベルトの内面側にリング状の芯体が埋設され、前記サイド部カーカスは、カーカスコードを前記ビードコア及び前記芯体に８字状に架け渡すよう巻き付けて構成されたことを特徴とする空気入りタイヤ。
【請求項２】
前記サイド部カーカスを構成するカーカスコードのコード端が前記ビードコア又は前記芯体の周面近傍に配置されたことを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤ。
【請求項３】
前記サイド部カーカスは、複数本のカーカスコードを巻き付けて構成され、そのカーカスコードのコード端が前記ビードコア及び前記芯体のそれぞれの周面近傍に分けて配置されたことを特徴とする請求項２に記載の空気入りタイヤ。
【請求項４】
前記ベルトよりも内面側にトレッド部カーカスが設けられ、該トレッド部カーカスは、前記芯体よりもタイヤ幅方向内側に埋設された一対の別芯体にカーカスコードを架け渡すように巻き付けて構成されたことを特徴とする請求項１、２又は３に記載の空気入りタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、骨格をなすカーカスとこれを周方向に拘束するベルトとをゴムで被覆してなる空気入りタイヤに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、空気入りタイヤは、骨格をなす環状のカーカス１０１をその外周側に設けたベルト１０２で周方向に拘束すると共に、これらをゴム１０３で被覆保護した構造とされる（図５、特許文献１参照）。
【０００３】
カーカス１０１は、一対のビードコア１０４に架け渡され、その端部を折り返すことにより、ビード部及びその付近のカーカス１０１が二層に形成されると共に、ビードコア１０４に係止される。このカーカス１０１は、平行に配列した複数本のカーカスコードを薄いゴムで被覆してシート状に形成し、このシート状のカーカスをドラム１０５の外側に巻き付けつつ、ビードコア１０４に掛けて折り返すことによって成型することが多い（図６参照）。
【０００４】
しかし、内外の二層に形成されたカーカスは、これを被覆するゴムの曲げ変形に追随しにくく、ゴムを加硫成形する際、金型に沿うように変形するゴムの曲げ変形によって、一部のカーカスコードが弛むおそれがある。さらに、ビード部をドラムの形状に合わせてタイヤ幅方向外側に凸の湾曲形状（図６参照）に成型し、これをタイヤ幅方向内側に凸の湾曲形状（図５参照）に加硫成形することが多く、その加硫成形の際、内側が引っ張られて外側が圧縮されるように変形することにより、外層側のカーカスコードが弛みやすい。
【０００５】
カーカスコードの弛みは、カーカスコードの見掛け上の弾性係数を小さくするため、外層側のカーカスコードを有効に機能させることができない。その結果、内層のプライコードモジュラスだけが上がり、横変形が生じた場合、内層だけが引っ張られることで、カーカスを掛けたビードコア１０４をねじるようなモーメントを生じさせ、ホイールのリムからのビード外れを生じやすくするおそれがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平７−２５１６０４号公報（図１〜図４）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述のように、内外の二層に形成されたカーカスは、これを被覆するゴムを加硫成形する際の曲げ変形によって外層側のカーカスコードが弛みやすい分、外層側のカーカスコードを有効に機能させることができない。しかも、カーカスコードの弛みが内外層のカーカスコードのモジュラスを不均一にすることにより、ビード外れが生じやすくなるおそれがある。
【０００８】
本発明は、内外の両層のカーカスを有効に機能させると共に、耐ビード外れ性を高めることのできる空気入りタイヤの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明に係る空気入りタイヤは、サイド部の骨格をなすサイド部カーカスと、このサイド部カーカスを周方向に拘束しつつトレッド部の骨格をなすベルトと、をゴムで被覆したものである。さらに、この空気入りタイヤは、ビード部にビードコアを埋設すると共に、ショルダー部のうちのベルトの内面側にリング状の芯体を埋設し、そのサイド部カーカスを、カーカスコードをビードコア及び芯体に８字状に架け渡すよう巻き付けて構成したものである。
【００１０】
上記構成によれば、カーカスコードをショルダー部の芯体とビードコアとに８字状に架け渡すよう巻き付けるので、サイド部カーカスが内外の二層に形成されるものの、その内層と外層の区別をなくして、サイド部カーカスをゴムの曲げ変形に追随させることができる。つまり、ビード部の内層及び外層を構成するカーカスコードを互いに交差させて、それぞれショルダー部の外層及び内層を構成するカーカスコードに連続させるので、加硫成形する際の曲げ変形に伴ってゴムの外側が圧縮変形しても、カーカスコードがビード部からショルダー部に至る全範囲にわたって圧縮されることはない。
【００１１】
これにより、加硫成形する際に金型に沿うよう変形するゴムの曲げ変形によるカーカスコードの弛みを防止することができ、内外両層のサイド部カーカスを有効に機能させると共に、内外層のカーカスコードのモジュラスを均一にして、これを掛けたビードコアにモーメントが作用するのを阻止し、耐ビード外れ性を高めることができる。
【００１２】
しかも、カーカスコードを８字状に巻き付けることにより、そのカーカスコードがビードコア付近を底辺とする略三角形となってトラス構造を構成する。これにより、カーカスコードを単に芯体及びビードコアに巻き付けて平行な二層のサイド部カーカスを形成しただけの構造と比較して、空気入りタイヤの縦剛性を高めることなく、横剛性のみを高めることができるので、乗り心地を損なうことなく、操縦安定性を高めることができる。
【００１３】
さらに、サイド部カーカスでサイド部の骨格をなすと共に、ベルトでトレッド部の骨格をなすので、サイド部カーカスを周方向に拘束するためのベルトを骨格の一部としても兼用することができる。なお、芯体をベルトの内面側に埋設するので、サイド部カーカスとベルトとをラップさせることができ、その間のゴムを介して両者を一体化させて、全体として一つの骨格を構成することができる。
【００１４】
また、ビード部がタイヤ幅方向内側に凸となるよう湾曲して形成された空気入りタイヤは、ドラムの外側に成型したゴムを金型にセットして加硫成形する際、ビード部を外側が凸の湾曲形状から内側が凸の湾曲形状に曲げ変形させることにより、ビード部の外側が圧縮されるので、本発明の構成を採用してカーカスコードの弛みを阻止すると共に、ビード外れを防止するのが特に好適である。
【００１５】
また、サイド部カーカスを構成するカーカスコードのコード端をビードコア又は芯体の周面近傍に配置すれば好適である。
【００１６】
この構成によれば、カーカスコードのコード端の周囲のゴムをビードコア又は芯体で拘束することができるので、コード端の周囲のゴムの歪を抑えて、空気入りタイヤの耐久性を高めることができる。つまり、コード端の周囲は、カーカスコードからゴムに作用する力が急変する部位であり、ゴムの歪が大きくなりやすい分、ゴムの剥離などが生じやすいが、ビードコア又は芯体でコード端の周囲のゴムを拘束することにより、高荷重走行時などにおいても、ゴムの剥離などの損傷が生じるのを防止することができる。
【００１７】
ここで、カーカスコードのコード端は、ビードコア又は芯体の周面のうち、サイド部カーカスと直交する面の近傍、すなわち、ビードコアの周面のうちの芯体と反対側の面の近傍、又は芯体の周面のうちのビードコアと反対側の面の近傍に配置するのがよい。これにより、コード端に作用する張力を極力小さくすることができるので、周囲のゴムの歪をより小さく抑えることができる。
【００１８】
さらに、サイド部カーカスを、複数本のカーカスコードを巻き付けて構成し、そのカーカスコードのコード端をビードコア及び芯体のそれぞれの周面近傍に分けて配置することもできる。
【００１９】
この構成によれば、複数本のカーカスコードのコード端を二か所に分散させる分、コード端の周囲のゴムの歪をより小さく抑えることができ、空気入りタイヤの耐久性をより高めることができる。
【００２０】
また、ベルトよりも内面側にトレッド部カーカスを設け、このトレッド部カーカスを、芯体よりもタイヤ幅方向内側に埋設した一対の別芯体にカーカスコードを架け渡すように巻き付けて構成することができる。
【００２１】
この構成によれば、トレッド部に、ベルトに加えて二層のトレッド部カーカスを設けるので、トレッド部の剛性を高めて、トレッド部のバックリングをより確実に防止することができる。
【発明の効果】
【００２２】
以上のとおり、本発明によると、カーカスコードをショルダー部の芯体とビードコアとに架け渡すよう８字状に巻き付けるので、サイド部カーカスの内層と外層の区別をなくして、ゴムの曲げ変形に追随させることができる。これにより、加硫成形する際のゴムの曲げ変形によるカーカスコードの弛みを防止して、内外両層のサイド部カーカスを共に有効に機能させることができ、しかも、内外層のカーカスコードのモジュラスを均一にして、ビードコアにモーメントが作用するのを阻止し、耐ビード外れ性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明に係る空気入りタイヤの要部断面図
【図２】カーカスコードの巻き付けを示す模式図
【図３】別の形態の空気入りタイヤの要部断面図
【図４】比較例の空気入りタイヤの要部断面図
【図５】従来の空気入りタイヤの要部断面図
【図６】従来の空気入りタイヤの成型時の要部断面図
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明に係る空気入りタイヤを実施するための形態について、図面を用いて説明する。
【００２５】
図１に示すように、空気入りタイヤ１は、ホイールのリムに止着される両側のビード部２からタイヤ半径方向で外向きに広がる一対のサイド部３と、両側のサイド部３の外縁をつなぐ略円筒状のトレッド部４とからなると共に、ビード部２がタイヤ幅方向内側に凸となるよう湾曲して形成され、そのサイド部３の骨格をなすサイド部カーカス５と、サイド部カーカス５を周方向に拘束しつつトレッド部４の骨格をなすベルト６と、をゴム７で被覆した構造とされる。
【００２６】
図１及び図２に示すように、サイド部カーカス５は、１本の連続するカーカスコード８を、ビード部２に埋設されたリング状のビードコア９と、トレッド部４の両側のショルダー部１０に埋設されたリング状の芯体１１とに、８字状に架け渡し、かつ、タイヤ半径方向に対して例えば１０°程度以下の角度をなすよう連続して巻き付けることにより、全体として環状に構成されている。
【００２７】
カーカスコード８は、例えばレーヨン、アラミド、ポリエステルなどの繊維コードやスチールコードとされる。このカーカスコード８は、ビードコア９及び芯体１１に８字状に架け渡された状態で、内方の環状部分がビードコア９の外周側に配置された断面略三角形のリング状のフィラー１２の周面に沿うと共に、そのフィラー１２の先端付近の交差部１３で交差している。
【００２８】
カーカスコード８のコード端８ａは、ビードコア９又は芯体１１の周面のうち、他方と反対側の面の近傍に配置され、コード端８ａの周囲のゴム７をビードコア９あるいは芯体１１で拘束することにより、周囲のゴム７の歪を抑えるようになっている。
【００２９】
ビードコア９は、例えば、低伸張性のアラミドコードを複数周に巻き付けることにより、全体として断面四角形に形成され、その幅が８ｍｍ程度で、高さが６ｍｍ程度に設定される。なお、ビードコア９の材質及び形状は適宜変更することができ、アラミドコード以外の低伸張性の単線や撚り線を用いたり、硬度５５°〜９５°程度のゴムや、スチールコードなどを用いたりすることもでき、さらに、断面形状を円形や三角形、菱形などに設定することもできる。
【００３０】
ショルダー部１０は、トレッド部４の両側に設定された領域であり、例えば、トレッド幅をＴｗとしたときに、タイヤ幅方向において、トレッド部４の外端から内側に０．１３Ｔｗまでの範囲に設定される。
【００３１】
芯体１１は、ビードコア９と同様、例えば、低伸張性のアラミドコードを複数周に巻き付けることによって形成され、その断面形状がビードコア９よりも小さい長方形に設定される。なお、芯体１１の断面形状は、幅と高さとが等しい正方形であってもよい。
【００３２】
また、芯体１１は、複数本の素線を撚ったスチールコードや、スチールコード以外の低伸張性の単線や撚り線を用いたり、硬度５５°〜９５°程度のゴムや、繊維強化ゴムなどを用いたりすることもでき、さらに、断面形状を円形や三角形、菱形、カーカスに沿って並べた直線状などに設定することもできる。
【００３３】
この芯体１１は、ショルダー部１０のうち、ベルト６の内面側に埋設され、サイド部カーカス５とベルト６とをタイヤ幅方向に、例えば７ｍｍ程度以上の幅でラップさせるようになっている。これにより、ベルト６がサイド部カーカス５を周方向に拘束すると共に、サイド部カーカス５とベルト６とがゴム７を介して一体化され、全体として一つの骨格を構成する。
【００３４】
ベルト６は、スチールコードや高張力の繊維コードなどの複数本のコードをタイヤ周方向に対して傾斜させつつ略平行に配列してなり、そのコードの傾斜方向が互いに交差する二層に設けられている。ベルト６の外側には、ベルト６を補強するためのコード補強層１５が設けられている。
【００３５】
次に、空気入りタイヤの性能について、従来例の一般空気入りタイヤ、比較例の空気入りタイヤ、及び本発明に係る空気入りタイヤを比較して説明する。
【００３６】
【表１】
2011016422.tif 000003
【００３７】
表１は、従来例、比較例及び実施例の３種類の空気入りタイヤについて試験を実施して比較したものであり、耐ビード外れ性、耐久性、ユニフォミティ、乗り心地及び操縦安定性の５項目について、従来例を１００として、数値が大きいほどその項目の性能が高くなるよう、指数評価により示している。なお、「乗り心地」及び「操縦安定性」における括弧内の指数は、それぞれ縦剛性及び横剛性の大きさの比率をそのまま示している。
【００３８】
表１において、「従来例」は、図５に示す従来の一般空気入りタイヤである。「比較例」は、図４に示す空気入りタイヤであり、ビードコア９及び芯体１１に１本の連続するカーカスコード８を８字状にすることなく架け渡し、そのまま連続して巻き付けてサイド部カーカス１４を構成したものである。「実施例」は、図１及び図２に示す本発明に係る空気入りタイヤである。試験に用いたタイヤサイズは、いずれのタイヤも「２２５／４５Ｒ１７」である。
【００３９】
耐ビード外れ性については、テストタイヤを実車の左側前方に装着して、合計３回の試験を実施した。各試験は、各テストタイヤの内圧を車両指定の内圧から１０ｋｐａずつ低下させ、試験速度を６０ｋｍ／ｈとして、直進から半径２５ｍの円形コースを右回りに旋回するいわゆるＪターン走行による試験を繰り返した。
【００４０】
耐久性については、一般耐久力試験を実施した。具体的には、内圧を１８０ｋｐａ、速度を８０ｋｍ／ｈで一定として、ＪＡＴＭＡ規定の最大荷重の８５％を負荷した状態での４時間走行、最大荷重の９０％を負荷した状態での６時間走行、最大荷重の１００％を負荷した状態での２４時間走行を順に行い、その後、２４時間毎に荷重を２０％ずつ増加させて、故障が発生するまで走行を継続した。
【００４１】
ユニフォミティについては、日本自動車技術協会ＪＡＳＯ／Ｃ／６０７に準拠して、ラジアルフォースバリエーション（ＲＦＶ）を測定した。
【００４２】
操縦安定性については、テストコースにおいて４名のパネラーが発進、旋回及び制動に関する総合的な官能テストを実施して評価した。
【００４３】
乗り心地については、テストコースにおいて４名のパネラーが官能評価を行って、その平均を求めた。
【００４４】
縦剛性については、静止しているタイヤに、縦荷重４２０ｋｇを負荷し、そのタイヤのたわみと負荷との関係より算出した。
【００４５】
横剛性については、静止しているタイヤに、縦荷重４２０ｋｇを負荷した状態で、横方向に縦荷重の３割の荷重を負荷し、そのタイヤの横たわみと負荷との関係より算出した。
【００４６】
表１に示すように、実施例は、全ての項目において、従来例及び比較例を上回り、良好な結果が得られることがわかる。以下、各項目について説明する。
【００４７】
耐ビード外れ性について、実施例は１１０であり、従来例よりも向上している。これは、カーカスコード８を８字状に巻き付けてサイド部カーカス５を構成することにより、その内層と外層の区別をなくして、内外層のカーカスコード８の張力を均一にしたことによる効果であると考えられる。
【００４８】
つまり、加硫成形する際、ビード部２が外側に凸の湾曲形状から内側に凸の湾曲形状に曲げ変形するが、カーカス端部を折り返してビードコアに掛けた従来例の構造とは異なり、８字状のサイド部カーカス５は、内層と外層の区別がない分、ビード部２の曲げ変形に容易に追随する。これにより、加硫成形時にカーカスコード８の弛みが生じることがなく、内外層のカーカスコード８の張力を均一にして、カーカスコード８を掛けたビードコア９にモーメントが作用するのを阻止できる。
【００４９】
これに対して、比較例は９８であり、従来例よりも低下している。これは、カーカスコード８を８字状にすることなく、そのまま巻き付けることにより、サイド部カーカス１４がビードコア９から芯体１１に至る全範囲にわたって二層に構成されているためであると考えられる。
【００５０】
耐久性について、実施例は１０５であり、従来例よりも向上している。これは、従来例の構造とは異なり、加硫成形する際のカーカスコード８の弛みを阻止できる分、内外両層のサイド部カーカス５を共に有効に機能させることができ、しかも、カーカス端部の折り返しによるゴムの損傷を生じることがないためであると考えられる。これに対して、比較例は１００であり、従来例と同じである。これは、カーカス端部を折り返した構造ではないものの、カーカスコード８の張力が不均一になる分、内外両層のサイド部カーカス１４を有効に機能させることができないためであると考えられる。
【００５１】
ユニフォミティについて、実施例及び比較例は共に１０２であり、従来例よりも向上している。これは、従来例の構造とは異なり、成型ジョイントを設けることなくカーカスを成型することができるためである。
【００５２】
乗り心地について、実施例は１０２であり、従来例よりも向上している。これは、従来例よりも縦剛性が小さく、しかも、カーカスコードの張力が均一である分、タイヤ全体を振動の減衰に寄与させて早期にタイヤ振動を止めることができるからであると考えられる。これに対して、比較例は１００であり、従来例と同じである。これは、従来例よりも縦剛性が小さいものの、カーカスコードの張力が不均一になる分、突起物の乗り越し時などのタイヤ振動の戻りが遅くなるためであると考えられる。
【００５３】
操縦安定性について、実施例は１１０であり、従来例よりも向上している。これは、従来例よりも横剛性が大きいからであると考えられる。これに対して、比較例は１０２であり、従来例よりも向上しているものの、実施例には及ばない。これは、横剛性が従来例よりも大きいものの実施例には及ばないからであると考えられる。
【００５４】
このように、実施例は、耐ビード外れ性、耐久性及びユニフォミティを向上させると共に、乗り心地及び操縦安定性の向上を両立させることができる。
【００５５】
なお、本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内において、適宜変更を加えることができる。例えば、１本のカーカスコード８を８字状に巻き付ける代わりに、複数本のカーカスコードを８字状に巻き付けてサイド部カーカス５を構成することもできる。この場合、カーカスコード８のコード端をビードコア９及び芯体１１のそれぞれの周面近傍に分けて配置することにより、コード端を分散させて、空気入りタイヤ１の耐久性をより高めることができる。
【００５６】
また、図３に示すように、一対の芯体１１のタイヤ幅方向内側に隣接するよう一対のリング状の別芯体１６を埋設し、この別芯体１６にカーカスコード１７を架け渡すように巻き付けることにより、ベルト６よりも内面側にトレッド部カーカス１８を設けることもできる。これにより、トレッド部カーカス１８がトレッド部４の剛性を高め、トレッド部４のバックリングに対する抵抗をより高めることができる。さらに、別芯体１６にカーカスコード１７を８字状に巻き付けてトレッド部カーカス１８を構成することもできる。
【符号の説明】
【００５７】
１    空気入りタイヤ
２    ビード部
３    サイド部
４    トレッド部
５    サイド部カーカス
６    ベルト
７    ゴム
８    カーカスコード
８ａ  コード端
９    ビードコア
１０  ショルダー部
１１  芯体
１２  フィラー
１３  交差部
１４  サイド部カーカス
１５  コード補強層
１６  別芯体
１７  カーカスコード
１８  トレッド部カーカス
【図１】
2011016422.tif 000004
【図２】
2011016422.tif 000005
【図３】
2011016422.tif 000006
【図４】
2011016422.tif 000007
【図５】
2011016422.tif 000008
【図６】
2011016422.tif 000009