(57)【要約】【課題】空気入りタイヤにおいて、ビード部における耐久性を向上する。【解決手段】スチールコードからなるカーカスがビードコアにタイヤ幅方向内側から外側に巻き返された空気入りタイヤにおいて、ビードコアとビードフィラーとの間に、前記ビードコアの縁部と接するように、第１板部材がタイヤ周方向に沿って環状に設けられる。第１板部材の一方の側部は、カーカスの巻き返された部分に当接している。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
スチールコードからなるカーカス部材がビードコアにタイヤ幅方向内側から外側に巻き返された空気入りタイヤであって、
ビードコアとビードフィラーゴム部材との間に、前記ビードコアの縁部と接するように、第１板材がタイヤ周方向に沿って環状に設けられ、前記第１板材の一方の側部は、カーカス部材の巻き返された部分に当接している、ことを特徴とする空気入りタイヤ。
【請求項２】
前記第１板材の幅は、前記ビードコアの最大幅の２分の１以下であり、かつ、前記最大幅の４分の１以上である、請求項１に記載の空気入りタイヤ。
【請求項３】
前記第１板材のタイヤ径方向外側に、前記第１板材の面と接する、前記第１板材に比べて板幅が狭い第２板材が、タイヤ周方向に沿って環状に設けられ、前記第２板材の一方の側部は、カーカスの巻き返された部分に当接している、請求項１または２に記載の空気入りタイヤ。
【請求項４】
前記第１板材の一方の側部が前記カーカスの巻き返された部分に当接するように、前記第１板材はタイヤ周方向に少なくとも２周以上環状に巻き回されている、請求項１または２に記載の空気入りタイヤ。
【請求項５】
前記第１板材の２周目以降の板幅は１周目の板幅に比べて狭い、請求項４に記載の空気入りタイヤ。
【請求項６】
前記第１板材は、長手方向に沿って、板幅が徐々に、あるいは段階的に狭くなっている、請求項５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、スチールコードからなるカーカスがビードコアにタイヤ幅方向内側から外側に巻き返された空気入りタイヤに関する。
【背景技術】
【０００２】
トラックやバスに用いる重荷重用タイヤでは、重荷重条件における耐久性の低下を抑制することが望まれている。しかし、ビード部においてリムクッションゴム部材の一部が剥離してビード部周りの部材にクラックが発生してタイヤが故障する場合がある。
【０００３】
一方、ビード部の破断強力の向上のために、例えば、タイヤビード部に挿入するビードコアを、ゴム被覆されたワイヤを環状に複数回巻いて成形したワイヤ層と、タイヤ幅方向に延びる金属板を環状に少なくとも１層巻いて成形した金属板層との積層構造にした空気入りタイヤが知られている（特許文献１）。金属板層は、ワイヤ層に対してタイヤ径方向内側に配置している。
この空気入りタイヤは、リム組時の作業性を低下させることなくビードコアの形崩れを防止することにより、ビード部の破断強力の向上を図ると共に、リムに対する着座性を向上させることを目的として、想到されたものである。
【０００４】
また、ビードワイヤと被覆ゴムの積層からなるビードコアおよびそのビードコアの上に配したビードフィラーゴム部材の周りに、カーカス部材を内側から外側に巻き上げて係止してなる重荷重用空気入りラジアルタイヤであって、下記の構成を備える空気入りタイヤも知られている（特許文献２）。
具体的には、重荷重用空気入りラジアルタイヤのビードコアには、２３℃でのゴム硬度８５以上の硬質ゴムからなり、全周を包み込む略円形又は略楕円形のコアカバーを設けると共に、そのコアカバーの上に２３℃でのゴム硬度６０〜７５のゴムフィラーを設け、これと共に前記カーカスプライの巻き上げ端を挟み込むように、２３℃でのゴム硬度６０〜７５のパッドを設ける。
この重荷重用空気入りラジアルタイヤによれば、プライ端のセパレーションやビード部周りに設けた補強層のセパレーション、さらには、リムクッションゴム部材のセパレーション等を生じにくくして耐久性が高い、とされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開１９９４−１７１３２３号公報
【特許文献２】特開２００５−３１３７３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このようなタイヤが種々提案されているが、依然として、ビード部の耐久性の向上が重荷重用タイヤユーザから求められている。
そこで、本発明は、上記公知のタイヤ構成とは異なる新規な構成を用いて、ビード部の耐久性が向上した空気入りタイヤを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の態様は、スチールコードからなるカーカス部材がビードコアにタイヤ幅方向内側から外側に巻き返された空気入りタイヤであって、
ビードコアとビードフィラーゴム部材との間に、前記ビードコアの縁部と接するように、第１板材がタイヤ周方向に沿って環状に設けられ、前記第１板材の一方の側部は、カーカス部材の巻き返された部分に当接している。
【０００８】
前記第１板材の幅は、前記ビードコアの最大幅の２分の１以下であり、かつ、前記最大幅の４分の１以上である、ことが好ましい。
【０００９】
また、前記第１板材のタイヤ径方向外側に、前記第１板材の面と接する、前記第１板材に比べて板幅が狭い第２板材が、タイヤ周方向に沿って環状に設けられ、前記第２板材の一方の側部は、カーカスの巻き返された部分に当接している、ことが好ましい。
【００１０】
さらに、前記第１板材の一方の側部が前記カーカスの巻き返された部分に当接するように、前記第１板材はタイヤ周方向に少なくとも２周以上環状に巻き回されている、ことが好ましい。
【００１１】
その際、前記第１板材の２周目以降の板幅は１周目の板幅に比べて狭い、ことが好ましい。
【００１２】
また、前記第１板材は、長手方向に沿って、板幅が徐々に、あるいは段階的に狭くなっている、ことが好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
上述の態様の空気入りタイヤによれば、上記公知のタイヤ構成とは異なる新規な構成を用いて、ビード耐久性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の空気入りタイヤの一実施形態のセンターラインを中心として右半分のタイヤプロファイルを示したプロファイル断面図である。
【図２】（ａ），（ｂ）は、図１に示す空気入りタイヤに用いる金属板材の説明図である。
【図３】図２（ａ）に示す金属板材の寸法を説明する図である。
【図４】従来の空気入りタイヤにおけるビード部周りの変形を説明する図である。
【図５】本実施形態のタイヤの他の例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の空気入りタイヤを詳細に説明する。
図１は、本発明の空気入りタイヤの一実施形態の重荷重用空気入りタイヤ（以降、タイヤという）１０のセンターラインＣＬを中心として右半分のタイヤプロファイルを示したプロファイル断面図である。
タイヤ１０の「重荷重用」とは、JATMA YEAR BOOK 2008（日本自動車タイヤ協会規格）のＣ章に定められるタイヤをいう。本実施形態は、重荷重用空気入りタイヤであるが、JATMA YEAR BOOK 2008（日本自動車タイヤ協会規格）のＡ章に定められる乗用車用タイヤあるいはＢ章に定められる小型トラック用タイヤであってもよい。
【００１６】
以下の説明において、タイヤ径方向とは、重荷重用空気入りタイヤの回転軸（図示せず）と直交する方向をいい、タイヤ径方向内側とはタイヤ径方向において回転軸に向かう側、タイヤ径方向外側とはタイヤ径方向において回転軸から離れる側をいう。また、タイヤ幅方向とは、前記回転軸と平行な方向をいい、タイヤ幅方向内側とはタイヤ幅方向においてタイヤセンターラインに向かう側、タイヤ幅方向外側とはタイヤ幅方向においてタイヤセンターラインから離れる側をいう。また、タイヤ周方向とは、前記回転軸を中心軸としてトレッド面が回転する方向をいう。
【００１７】
タイヤ１０は、図１に示されるように、スチールベルト部材１２、カーカス部材１４、ビードコア１６を構造材として含み、トレッドゴム部材１８、サイドゴム部材２０、ビードフィラーゴム部材２２、インナーライナゴム部材２４、リムクッションゴム部材２６が配されている。この他に、タイヤ１０は、有機繊維あるいはスチールコードを有するビード補強材２８、ベルトエッジ補強材２９、ベルトエッジゴム部材３２等を有する。
タイヤ１０は、４枚のスチールベルト部材１２が積層されているが、４枚のスチールベルト部材１２に限定されない。例えば、３枚のスチールベルト部材が用いられてもよい。
これらの部材は公知の材料の部材が用いられる。
【００１８】
トレッドゴム部材１８は、タイヤ径方向の最も外側部分に形成されて走行時に路面と接触する。
サイドゴム部材２０は、タイヤ幅方向外側において、トレッドゴム部材１８と接し、タイヤ径方向内側の所定の位置まで設けられている。
サイドゴム部材２０のタイヤ径方向内側には、ビード部が設けられている。このビード部は、重荷重用空気入りタイヤのタイヤ赤道面の対称位置の２箇所に設けられており、リムのリムベース３３に嵌合する部位である。
【００１９】
ビード部には、カーカス部材１４と、ビードコア１６と、ビードフィラーゴム部材２２と、インナーライナゴム部材２４と、リムクッションゴム部材２６と、ビード補強材２８と、が設けられている。
【００２０】
カーカス部材１４は、スチールコードがゴム材で被覆されたもので、タイヤ周方向にトロイド状に掛け回され、かつスチールコードのタイヤ幅方向の端部がビードコア１６に対してタイヤ幅方向内側（ビードトウ側）からビードコア１６のタイヤ径方向内側を通ってタイヤ幅方向外側（ビードヒール側）に巻き返される。カーカス部材１４のスチールコードは、重荷重用空気入りタイヤのタイヤ赤道線に対して９０度の角度を有する。
ビードコア１６は、スチールワイヤであるビードワイヤを複数束ねてリング状に巻くことにより形成されている。
ビードフィラーゴム部材２２は、ビードコア１６のタイヤ径方向外側に設けられている。
インナーライナゴム部材２４は、タイヤ１０のビードトウ部近傍まで延びている。
【００２１】
リムクッションゴム部材２６は、カーカス部材１４の外周に配設されたゴム部材のうち、ビードコア１６に巻き返されたカーカス部材１４の外周であって、リムに対応してリムフランジ３４に接触し、リムベース３３の嵌合する部位に配設される。
ビード補強材２８は、スチールコードあるいは有機繊維からなり、ビードコア１６に巻き返されたカーカス部材１４の外周に沿って配設されて、ビード部を補強する。
【００２２】
このようなタイヤ１０において、ビードフィラーゴム部材２２とビードコア１６との間に、金属板材３０が設けられている。金属板材３０は、ビードコア１６に直接接する第１金属板材３０ａと、第１金属板材３０ａに接する第２金属板材３０ｂと、第２金属板材３０ｂに接する第３金属板材３０ｃと、を有する。金属板材には、例えばアルミニウム等の金属材料が用いられる。本実施形態では、金属材料以外に、樹脂材料あるいはＦＲＰ（Fiber Reinforced Plastic）等の繊維補強材が用いられてもよい。
【００２３】
図２（ａ），（ｂ）は、金属板材３０の説明図である。図３は、金属板材３０の寸法を説明する図である。図２（ａ），（ｂ）では、金属板材３０は、その板幅の寸法が金属板材３０の曲率半径に比べて大きく強調されて示されている。
第１金属板材３０ａは、ビードコア１６の縁部と接するように、タイヤ周方向に沿って環状に設けられ、第１金属板材３０ａのタイヤ幅方向外側の側部は、カーカス部材１４の巻き返された部分に当接する。
第１金属板材３０ａの幅Ｂ（図３参照）は、ビードコア１６の最大幅Ａの２分の１以下であり、かつ、上記最大幅Ａの４分の１以上である、ことが好ましい。ビードコア１６の最大幅Ａの２分の１より大きい場合、タイヤ１０のビード部周りの動きが規制され、リム組みすることが困難になるからである。一方、幅Ｂが最大幅Ａの４分の１未満である場合、タイヤのビード部周りの耐久性が向上しない。
第１金属板材３０ａのタイヤ径方向外側の面には、この面と接する第２金属板材３０ｂがタイヤ周方向に沿って環状に設けられている。第２金属板材３０ｂは、第１金属板材３０ａに比べて板幅が狭い。第２金属板材３０ｂの一方の側部は、カーカス部材１４の巻き返された部分に当接する。
さらに、第２金属板材３０ｂのタイヤ径方向外側の面には、この面と接する第３金属板材３０ｃがタイヤ周方向に沿って環状に設けられている。第３金属板材３０ｃは、第２金属板材３０ｂに比べて板幅が狭い。第３金属板材３０ｃの一方の側部は、カーカス部材１４の巻き返された部分に当接する。
【００２４】
このように、金属板材３０を、第１金属板材３０ａと、第２金属板材３０ｂと、第３金属板材３０ｃとを含むことにより、ビード部周りの耐久性をより向上させることができる。
本実施形態において、第１金属板材３０ａと、第２金属板材３０ｂと、第３金属板材３０ｃとは、互いに別部材であるが、１つの金属板材が３周環状に巻き回されて構成されたものであってもよい、この場合、第１周目が第１金属板材３０ａに、第２周目が第２金属板材３０ｂに、第３周目が第３金属板材３０ｃに相当する。このとき、２周目以降の金属板材の幅は１周目の幅に比べて狭くなっていることが好ましい。例えば、１つの金属板材は、巻き始め端から幅が徐々に狭くなっているとよい。あるいは、１周目、２周目、および３周目の長さに基づいて、金属板材の幅がステップ状に段階的に狭くなってもよい。なお、１つの金属板材が少なくとも２周以上環状に巻き回されていることが、ビード耐久性をより向上させる点で好ましい。
【００２５】
このような金属板材３０をビードコア１６とビードフィラーゴム部材２２との間に設けるのは、タイヤのビード部周りの動きを抑制するためである。図４は、金属板材３０が設けられないタイヤ４０のビード周りの動きを説明する図である。
リムにタイヤ４０を組み、リムとタイヤに囲まれたタイヤ空洞領域に空気を充填したとき、タイヤ４０のカーカス部材４２は図４の矢印Ｘの方向に変形する。具体的には、タイヤ４０のカーカス部材４２が充填された空気の圧力と平衡を保つように、所定の形状に変形しようとする。また、タイヤ４０の空気の充填により、カーカス部材４２はカーカス部材４２の配置方向に沿って矢印Ｙのように張力を発する。このような状態で、タイヤ４０のビードヒール部近傍の位置Ｐ付近を中心に図４中右回転の変形をタイヤ４０のビード部は受ける。このため、ビードトウ部Ｑはリムベース３３から浮き上がる。また、リムクッションゴムゴム部材４４は、リムフランジ３４との間で摺動し、矢印Ｚの方向にせん断変形を受ける。
さらに、タイヤ４０に負荷がかかると、位置Ｐを中心とするビード部周りの図４中の右回転の変形が増大し、リムクッションゴム４４の矢印Ｚ方向のせん断変形も大きくなる。また、カーカス部材４２の端は圧縮歪みを受ける。このため、タイヤ４０は、リムクッションゴム部材４４近傍に位置する各部材のセパレーションが発生し易い。
【００２６】
しかし、タイヤ１０では、金属板材３０がビードコア１６とビードフィラーゴム部材２２との間に設けられるので、金属板材３０が図４中の右回転の変形を抑制する。このため、タイヤ１０はビード部の各部材のセパレーションが発生し難い。
【００２７】
図５は、本実施形態のタイヤの変形例である。図５中のタイヤ５０は、タイヤ１０と、ビードフィラーゴム部材とビードコアとの間に設けられる金属板材の構成以外は同じである。
タイヤ５０のビードフィラーゴム部材５２とビードコア５４との間に設けられる１層の金属板材５６は、ビードコア５４の縁部と接するように、タイヤ周方向に沿って環状に設けられる。金属板材５６の一方の側部は、カーカスの巻き返された部分に当接する。
金属板材５６の幅は、前記ビードコアの最大幅の２分の１以下であり、かつ、最大幅の４分の１以上である。
このような形態のタイヤ５０についても、後述するように、タイヤのビード部周りの耐久性が向上する。
【００２８】
（実施例）
上記実施形態のビード部周りの耐久性を調べるために、タイヤを作製した。作製したタイヤのサイズは１１Ｒ２２．５である。作製したタイヤは、正規リムに組み付け、正規内圧を充填した。
リム組みしたタイヤのビード部周りの耐久性が室内ドラム試験により評価された。室内ドラム試験の条件は、走行速度４０ｋｍ／時、正規荷重、走行時間２４０時間（１０日間）とした。
なお、正規リムとは、ＪＡＴＡＭＡに規定される「標準リム」、ＴＲＡに規定される「Design Rim」、あるいはＥＴＲＴＯに規定される「Measuring Rim」をいう。また、正規内圧とは、ＪＡＴＭＡに規定される「最高空気圧」、ＴＲＡに規定される「TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES」の最大値、あるいはＥＴＲＴＯに規定される「INFLATION PRESSURES」をいう。正規荷重とは、ＪＡＴＡＭＡに規定される「最大負荷能力」、ＴＲＡに規定される「TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES」の最大値、あるいはＥＴＲＴＯに規定される「LOAD CAPACITY」をいう。
室内ドラム試験終了後のタイヤについて、ビードコアの内周長を計測した。ビードコアの内周長は、タイヤを解体時に、ビードコアを環状のまま取り出し、スチール製の巻尺（メジャーテープ）を用いて計測し、室内ドラム試験前の製造時のビードコアの内周長からの変化量（内周長変化量）を求めた。この変化量が大きいほど、ビード部周りの変形が大きく、タイヤのビード部周りの耐久性が低い。内周長変化量は、３０ｍｍが上限であり、この数値を超えると、タイヤのビード部周りの耐久性が悪化し、タイヤの実際の使用に適さない。
【００２９】
（実施例１〜５、従来例）
下記表１に示す実施例１〜５は、いずれも図５に示す金属板材５６を用いたタイヤである。なお、従来例は、図４に示すように、金属板材３０，５６が設けられないタイヤである。
実施例１では、幅Ｂを５０％とし、厚さを３ｍｍとした。
実施例２では、幅Ｂを２５％とし、厚さを３ｍｍとした。
実施例３では、幅Ｂを２５％とし、厚さを１ｍｍとした。
実施例４では、幅Ｂを５０％とし、厚さを０．８ｍｍとした。
実施例６では、幅Ｂを２５％とし、厚さを０．８ｍｍとした。
【００３０】
【表１】
2011245999.tif 000003
【００３１】
表１より明らかなように、従来例の内周長変化量３６ｍｍであったのに対し、実施例１〜５の内周変化量は３０ｍｍ以下であり、実施例１〜５は、タイヤのビード部周りの耐久性が優れていることがわかる。
金属板材の厚さが３ｍｍである実施例１，２から、幅Ｂが２５％〜５０％の範囲でタイヤのビード部周りの耐久性が優れていることがわかる。
また、幅Ｂを５０％に揃えた実施例１，４と、幅Ｂを２５％に揃えた実施例２，３，５から、金属板材の厚さが０．８〜３ｍｍの範囲で、より好ましくは１〜３ｍｍの範囲でタイヤのビード部周りの耐久性が優れていることがわかる。
また、実施例１〜５は、金属板材をビードコアとビードフィラーゴム部材との間に設けたが、リム組は問題なく行えた。
【００３２】
（実施例６〜８）
次に、１つの長尺状の金属板材を３周巻き回して構成した金属板材を用いて、下記表２に示すタイヤ（実施例６〜８）を作製し、上述の室内ドラム試験によりタイヤのビード部周りの耐久性を調べた。
実施例６では、幅Ｂを２５％とし、厚さを３ｍｍとした。
実施例７では、幅Ｂを５０％とし、厚さを１ｍｍとした。
実施例８では、幅Ｂを２５％とし、厚さを１ｍｍとした。
【００３３】
【表２】
2011245999.tif 000004
【００３４】
表２より明らかなように、実施例６〜８は、いずれもビード部周りの内周変化量は、３０ｍｍ以下であり、タイヤのビード部周りの耐久性が優れていることがわかる。
実施例６〜８の評価結果より、幅Ｂは２５〜５０％の範囲で、厚さが１〜３ｍｍの範囲でタイヤのビード部周りの耐久性が優れていることがわかる。
また、実施例６〜８は、金属板材をビードコアとビードフィラーゴム部材との間に設けたが、リム組は問題なく行えた。
【００３５】
（実施例９〜１１）
次に、１つの金属板材を３周巻き回して構成した実施例６〜８とは異なり、３つの環状の部材を用いて３層の金属板材を用いたタイヤを作製した（下記表３の実施例９〜１１）。作製したタイヤについて、上述の室内ドラム試験によりタイヤのビード部周りの耐久性を調べた。
下記表３に示す実施例９〜１１は、いずれも、第１金属板材のタイヤ径方向外側に、この板材の面と接する、第１金属板材に比べて幅が狭い第２金属板材を、タイヤ周方向に沿って環状に設けた。第２金属板材の一方の側部は、カーカスの巻き返された部分に当接する。さらに、第２金属板材に比べて幅が狭い第３金属板材を、第２金属板材の面と接するように、タイヤ周方向に沿って環状に設けた。第３金属板材の一方の側部は、カーカスの巻き返された部分に当接する。
実施例９では、幅Ｂを２５％とし、厚さを３ｍｍとした。
実施例１０では、幅Ｂを５０％とし、厚さを１ｍｍとした。
実施例１１では、幅Ｂを２５％とし、厚さを１ｍｍとした。
【００３６】
【表３】
2011245999.tif 000005
【００３７】
表３より明らかなように、実施例９〜１１は、いずれも内周変化量は３０ｍｍ以下であり、タイヤのビード部周りの耐久性が優れていることがわかる。
実施例９〜１１の評価結果より、３層の金属板材を別部材として構成した形態であっても、幅Ｂは２５〜５０％の範囲で、厚さが１〜３ｍｍの範囲でタイヤのビード部周りの耐久性が優れていることがわかる。
【００３８】
以上、本発明の空気入りタイヤの製造方法について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良や変更をしてもよいのはもちろんである。
【符号の説明】
【００３９】
１０，４０，５０  重荷重用タイヤ
１２  スチールベルト部材
１４，４２  カーカス部材
１６，５４  ビードコア
１８  トレッドゴム部材
２０  サイドゴム部材
２２，５２  ビードフィラーゴム部材
２４  インナーライナゴム部材
２６，４４  リムクッションゴム部材
２８  ビード補強材
２９  ベルトエッジ補強材
３０，５６  金属板材
３０ａ  第１金属板材
３０ｂ  第２金属板材
３０ｃ  第３金属板材
３２  ベルトエッジゴム部材
３３  リムベース
３４  リムフランジ
【図１】
2011245999.tif 000006
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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