(57)【要約】【課題】挟み込みビード構造を有する空気入りタイヤのビード部耐久性の向上を図る。【解決手段】空気入りタイヤ１は、一対のビード部２、２と、プライコード５で構成され、一対のビード部２、２の間にわたってトロイド状に延びるカーカスプライ６と、各ビード部２に埋設され、カーカスプライ６を挟持する一対のビードコア７ａ、７ｂとを具える。プライコード５は、所定の周方向ピッチで両ビード部間を連続的に往復し、ビードコア７ａ、７ｂのタイヤ径方向内端よりもタイヤ径方向内側にループ部９を形成しており、このループ部９に、貫通孔の形成された係留部材１０を、貫通孔にプライコード５を通して配設してなる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対のビード部と、プライコードで構成され、前記一対のビード部間にわたってトロイド状に延びるカーカスプライと、各ビード部に埋設され、前記カーカスプライを挟持する一対のビードコアとを具える空気入りタイヤにおいて、
前記プライコードは、所定の周方向ピッチで両ビード部間を連続的に往復し、前記ビードコアのタイヤ径方向内端よりもタイヤ径方向内側にループ部を形成しており、
前記ループ部に、貫通孔の形成された係留部材を、該貫通孔に前記プライコードを通して配設してなることを特徴とする空気入りタイヤ。
【請求項２】
前記係留部材は、前記一対のビードコアの、タイヤ径方向内端における離間距離よりも大きな幅を有する、請求項１に記載の空気入りタイヤ。
【請求項３】
前記係留部材は、ビードコアを構成するビードワイヤに係合する鉤部を有する、請求項１又は２に記載の空気入りタイヤ。
【請求項４】
前記係留部材は円柱状であり、その側面部に前記貫通孔が形成されている、請求項１〜３のいずれか一項に記載の空気入りタイヤ。
【請求項５】
前記係留部材は、底面部の直径が０．５〜５．０ｍｍの範囲内にある、請求項４に記載の空気入りタイヤ。
【請求項６】
前記係留部材は、長さが１．０〜８．０ｍｍの範囲内にある、請求項４又は５に記載の空気入りタイヤ。
【請求項７】
前記係留状部材は金属からなる、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、一対のビード部と、プライコードで構成され、前記一対のビード部間にわたってトロイド状に延びるカーカスプライと、各ビード部に埋設され、前記カーカスプライを挟持する一対のビードコアとを具える空気入りタイヤに関するものであり、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】
一般的な空気入りタイヤにあっては、タイヤの負荷転動にカーカスの引き抜けを防止するために、十分な周方向剛性を有する多角形又は円形のビードコアの周りに、タイヤ幅方向内側から外側に向かってカーカスプライを折り返し、カーカスプライの端部を、リムラインのタイヤ径方向外側にあるゴム部材中に埋込むことで、ビードコアにカーカスプライを強固に固定している。かかるビード部構造を有するタイヤは成型が容易なことから現在でも主流となっている。しかし、カーカスプライの端部が位置するビード部若しくはサイドウォール部は、タイヤの負荷転動に際してタイヤ幅方向外側に向かって倒れ込み変形を繰り返すため、特にカーカスプライの端部には剛性段差が生じることもあって応力が集中しやすく、ここからセパレーションを生じ、カーカスプライの折返し部に沿って進行するおそれがある。また、カーカスプライがタイヤ径方向外側に引張られ、ビードコアに巻きつけられていたカーカスプライが巻き解かれ、引き抜けが生じると、タイヤはその形状を保持できず、即故障につながるというおそれもあった。
【０００３】
このような問題を解決するため、従来のようにビードコアの周りにカーカスプライを巻き付けるのではなく、カーカスプライ端部を一対のビードコアで挟み込むような構造、いわゆる挟み込みビード構造が提案されている（例えば特許文献１参照）。かかるビード部構造を有するタイヤは、プライ端位置が低く、かつカーカスプライの剛性段差がないため、前記したような倒れ込み変形の影響を受けにくく、故障が少ないという利点がある。かかる挟み込みビード構造では、主として、ビードコアからカーカスプライプライに略直交する方向に作用する直角方向圧着力が、カーカスプライのビード部への固定に寄与している。しかし、カーカスプライとビードコアの間の直角方向圧着力のみではプライ引き抜け抑制効果が不十分な場合があり、プライの引き抜けが生じると、前記したように即故障につながることから、必ずしも十分な耐久性を有しているとは言えない。
【０００４】
また、一般に、挟み込みビードからのカーカスプライの抜けを防止する手段としては、カーカスプライを２枚以上として、ビードコアとカーカスプライの接触領域を増やすことも考えられるが、この場合には、カーカスプライの係止力は増加するものの、カーカスプライの枚数の増加に応じてタイヤのサイドウォール部の剛性も増加するため、乗り心地性が損なわれる上、製造コストが上昇するという問題もある。
【０００５】
挟み込みビード部構造を有するタイヤの耐久性を高めるために、例えば特許文献２及び３には、ビードコアの対向する面に互いに噛み合う凹凸面を形成し、カーカスプライ端部をビードコアの対向面間に挿入しジグザグ状に噛み合わせるようにしてビードコアにより挟持させた空気入りタイヤが記載されている。また、特許文献４には、ビードコアより半径方向内方へ突出するカーカスプライの内端に、カーカスプライの厚みの増加をもたらす突起部材を付設してなる空気入りタイヤが記載されている。
【０００６】
特許文献２〜４に記載されたタイヤでは、直角方向圧着力に加えて、カーカスプライ端部とビードコアの噛み合わせ又は突起部材とビードコアの当接による係止力もカーカスプライの引き抜け防止効果に寄与することから、ビード部の耐久性が向上する。
【０００７】
【特許文献１】特開平６−１７１３０６号公報
【特許文献２】特開２００５−３２９９１４号公報
【特許文献３】特開２００５−９６７５５号公報
【特許文献４】特開２００５−２０５９２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、特許文献２及び３に記載されたビード部構造を有する空気入りタイヤでは、ビードワイヤを凹凸状に配置する加工が難しく、このためビードコアの噛みこみ力を全てのビードワイヤで均一にすることが難しく、場合によっては一部のビードワイヤによる噛みこみ力によってのみカーカスプライが係止されることから、その部分から亀裂が生じやすいという問題がある。また、ビードワイヤの巻き付け数が、ある層では１列で、ある層では２列といった具合に、層毎に異なるため、ビードワイヤが加硫中に位置ずれしたり、走行を重ねることでビードワイヤの周りのゴムが劣化し、ビードワイヤの位置がずれたときに凹凸部が平坦になりやすく、カーカスプライの引き抜けが懸念される。また、特許文献４に記載されたビード部構造は、突起部材でカーカスプライを圧着するため、圧着された部分のカーカスプライに傷が入り、そこからカーカスプライが破損するおそれがあった。
【０００９】
したがって、この発明は、従来技術が抱えるこのような問題点を解決することを課題とするものであり、その目的は、挟み込みビード構造を有する空気入りタイヤのビード部耐久性の向上を図ることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記の目的を達成するため、この発明は、一対のビード部と、プライコードで構成され、前記一対のビード部間にわたってトロイド状に延びるカーカスプライと、各ビード部に埋設され、前記カーカスプライを挟持する一対のビードコアとを具える空気入りタイヤにおいて、前記プライコードは、所定の周方向ピッチで両ビード部間を連続的に往復し、前記ビードコアのタイヤ径方向内端よりもタイヤ径方向内側にループ部を形成しており、前記ループ部に、貫通孔の形成された係留部材を、該貫通孔に前記プライコードを通して配設してなることを特徴とする空気入りタイヤである。これによれば、タイヤ内に充填した内圧及びタイヤの負荷転動時のトレッド部の変形に起因してカーカスプライに張力が加わり、プライコードがタイヤ径方向外側に引張られる際にも、ビードコアとカーカスプライの間の摩擦によりカーカスプライを係留する作用に加えて、プライコードのループ部に配設された係留部材がビードコアに当接することで、カーカスプライのビードコアからの引き抜けを有効に抑制できる。
【００１１】
また、係留部材は、一対のビードコアの、タイヤ径方向内端における離間距離よりも大きな幅を有することが好ましい。なお、ここでいうビードコアの「離間距離」とは、タイヤ幅方向断面にてカーカスプライの軌跡（カーカスライン）に直交する方向に沿って測定したビードコアの離間距離をいうものとし、係留部材の「幅」とは、同様にタイヤ幅方向断面にてカーカスラインに直交する方向に沿って測定した係留部材の両端の距離をいうものとする。
【００１２】
また、係留部材は、ビードコアを構成するビードワイヤに係合する鉤部を有することが好ましい。
【００１３】
さらに、係留部材は円柱状であり、その側面部に前記貫通孔が形成されていることが好ましく、この場合には、その底面部の直径が０．５〜５．０ｍｍの範囲内にあること、その長さが１．０〜８．０ｍｍの範囲内にあることがそれぞれさらに好ましい。より好ましくは、直径が１．０〜３．０ｍｍの範囲内にあり、長さが２．０〜５．０ｍｍの範囲内にある。
【００１４】
加えて、係留部材は金属からなることが好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
この発明によれば、ビードコアとカーカスプライの間の摩擦力と、係留部材がビードコアに当接することによる係止力の双方の作用により、カーカスプライに張力が加わった際におけるカーカスプライの引き抜け防止効果が向上することから、ビード部の耐久性が大幅に向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
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。）のタイヤ幅方向断面図であり、図２は、図１に示すタイヤのビード部の破断斜視図である。
【００１７】
図１に示すタイヤ１は、一対のビード部２と、慣例に従い、両サイドウォール部３及びトレッド部４を通り両ビード部間にわたってトロイド状に延び、ラジアル配列したプライコード５で構成される１枚のカーカスプライ６とを具える。なお、この実施形態ではカーカスプライ６を１枚としたが、カーカスプライは２枚以上であってもよい。また、各ビード部２には、一対のビードコア７ａ、７ｂが埋設されており、これらビードコア７ａ、７ｂによりカーカスプライ６を挟持し、係留している。カーカスプライ５のクラウン部には、コードをゴム被覆してなる２枚のベルト層８ａ、８ｂが、これらのコードが互いに交差する向きとなるように配置されている。
【００１８】
ビードコア７ａ、７ｂは、めっき処理を施した鋼線若しくはスチール素線の単線、撚り合わせたスチールコード、又は樹脂を含浸させた有機繊維コードからなるビードワイヤにより構成することができる。鋼線の場合には、例えば従来から使用されている線径が０．８〜２．０ｍｍ程度の通常の硬鋼線材からなり、ブロンズメッキ処理したビードワイヤを用いることができる。スチールコードとしては、例えばブラスめっき処理された素線径０．１５〜０．５ｍｍ程度のスチール素線を撚り合わせたスチールコードを用いることができる。また、単線の場合には、直径が０．８〜２．０ｍｍ程度の円形断面を有するものを用いてもよく、一辺が０．８〜３．０ｍｍの正方形又は長方形断面を有する角線を用いてもよい。樹脂を含浸させた有機繊維コードとしては、総繊度が３，０００〜１０，０００ｄｔｅｘ程度のナイロン、ポリエステル、アラミド繊維コードにレゾルシン−ホルマリン−ラテックス樹脂（ＲＦＬ樹脂）等のゴムとの接着性を有する硬化性樹脂を含浸したものを例示することができる。また、ビードコア７ａ、７ｂは、従来のビードコアと同様の構成とすることができ、例えば、１本のゴム被覆したビードワイヤを螺旋状に連続巻回した、いわゆるシングルワインド構造とすることができる。
【００１９】
カーカスプライ６は、プライコード５をタイヤ周方向に交差する向きに延ばし、一方のビード部のタイヤ径方向内端よりもタイヤ径方向内側にてタイヤ径方向外側に向かって折り返して第１のループ部９を形成し、次いでコード５をタイヤ周方向に交差する向きに他方のビード部まで延ばし、他方のビード部のタイヤ径方向内端よりもタイヤ径方向内側にてタイヤ径方向外側に向かって折り曲げて第２のループ部９を形成し、再びコード５をタイヤ周方向Ｃに交差する向きに一方のビード部にまで延ばし、これらの操作を連続して繰り返すことにより構成されている。このようにカーカスプライ６の端部がビードコアのタイヤ径方向内端から突出しているので、タイヤ加硫時にビードコア内に空気溜まりが生じることがない。この突出長さは、タイヤの種類、サイズ及び係留部材の大きさにより適宜定めることができるが、０．５〜５ｍｍの範囲内とすることが好ましく、１〜４ｍｍの範囲内とすることがさらに好ましい。
【００２０】
プライコード５としては、通常のタイヤに用いられるプライコードと同様に、ナイロン、ポリエステル等の有機繊維コードを用いてもよく、特に大型車両に装着される重荷重用タイヤのようにカーカスプライに大きな張力が加わる場合には、スチールの撚りコードを用いることもできる。
【００２１】
また、プライコード５のループ部９には係留部材１０が配設されている。係留部材１０には貫通孔が形成されており、この貫通孔にプライコード５を通すことで取り付けられている。
【００２２】
このように構成したタイヤでは、ビードコア７ａ、７ｂとカーカスプライ６の間の摩擦力よりも大きな力でカーカスプライ６がタイヤ径方向外側に引っ張られた場合にも、プライコード５に取り付けられた係留部材１０がプライコード５に付随して移動し、周方向剛性の高いビードコア７ａ、７ｂと当接し、カーカスプライ６のそれ以上の移動を阻止する。これにより、カーカスプライ６のビードコア７ａ、７ｂからの引き抜けが有効に防止され、タイヤのビード部の耐久性が大幅に向上する。また、このように、係留部材１０とビードコア７ａ、７ｂの当接によってもカーカスプライの引き抜け防止効果が発揮されるので、ビードコアとカーカスプライの間の摩擦力のみにより係留効果を得ていた従来のタイヤに比べてビード部耐久性を格段に向上させることができる。また、従来の挟み込みビード構造と比べて、より小さなビードコアで同等のビード部耐久性を得ることができるため、タイヤを軽量化することもできる。
【００２３】
このようなタイヤを製造するに当っては、製品タイヤの内面形状とほぼ対応する外面形状を有する剛体コア上に、タイヤ構成部材を貼り付けて生タイヤを形成する製法、いわゆるコア製法を用いることが好ましい。この発明をコア製法と組み合わせることにより、ビード部耐久性の高いタイヤを迅速に製造することが可能となる。かかるコア製法においては、例えば予めプライコードに係留部材を所定の間隔で通しておき、タイヤ幅方向内側のビードコアを張り付けた剛体コア上に、係留部材がビードコアのタイヤ径方向内側となるようにプライコードを張り付けた後、タイヤ幅方向外側のビードコアを張り付けることができる。プライコードの張り付け前に、係留部材１０はプライコード５に予め固定されていてもよく、又は可動に取り付けられていてもよい。後者の場合には、張り付け後に加硫されることにより、プライコード５への固定が行われる。
【００２４】
また、係留部材１０は、ビードコア７ａ、７ｂの、タイヤ径方向内端における離間距離よりも大きな幅を有することが好ましい。このように構成するのは、係留部材１０の幅が、ビードコア７ａ、７ｂの、タイヤ径方向内端における離間距離以下の場合に、係留部材１０がビードコア７ａ、７ｂの間を通過してしまい、係留部材１０によるビードコア７ａ、７ｂの引き抜け防止効果が十分に発揮できないおそれがあるからである。
【００２５】
さらに、係留部材１０は、図３に示すように、鉤部１１を有しており、この鉤部１１を、ビードコア７ｂを構成するビードワイヤに係合するよう配設することが好ましい。これにより、ビードワイヤによる係留部材１０の拘束が強まり、係留部材１０によるビードコア７ａ、７ｂの引き抜け防止効果が一層高まる。なお、図示の実施形態では、鉤部１１をビードコア７ｂを構成するビードワイヤに係合させているが、これをビードコア７ａを構成するビードワイヤに係合させてもよく、あるいは、鉤部１１を２つ設けて、ビードコア７ａ、７ｂの双方に係合させてもよい。
【００２６】
係留部材１０の形状は、ある程度の大きさを有しており、カーカスプライの引き抜け防止効果を発揮するものであれば特に限定されないが、図２に示すように、円柱状であり、その側面部（円筒部）に貫通孔が形成されていることが好ましい。係留部材１０を例えば角柱状とすると、カーカスプライ６がタイヤ径方向外側に引張られた際に、側面の角部がビードコアと当接し、不均一な接触となったり、角部によりビードワイヤが損傷したりするおそれがあるが、円柱状とすることでこれらのおそれを排除し、ビードコアとの均一な当接を得ることができる。
【００２７】
このように円柱状の係留部材を用いる場合には、その底面部の直径が０．５〜５．０ｍｍの範囲内にあること、及び／又は、その長さが１．０〜８．０ｍｍの範囲内にあることが好ましい。直径及び長さをこれらの範囲とするのは、直径が０．５ｍｍ未満及び長さが１．０ｍｍ未満の場合には係留部材１０の十分な強度が得られない上、係留部材１０がビードコア７ａ、７ｂの間を通過するおそれがあり、直径が５．０ｍｍ超及び長さが８．０ｍｍ超の場合には係留部材１０の質量が過大となり、タイヤの質量増につながるおそれがあるからである。
【００２８】
係留部材１０は、カーカスプライ６に張力が加わった際に破損しなければ任意の材料から構成することができるが、カーカスプライ６やビードコア７ａ、７ｂとの接触による摩耗に対する耐久性を確保する観点からは金属製とすることが好ましい。
【００２９】
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、この発明の趣旨を逸脱しない限り、これらの構成を相互に組み合わせたり、種々の変更を加えたりすることができる。
【実施例】
【００３０】
次に、この発明に従うタイヤを試作し性能評価を行ったので、以下に説明する。
【００３１】
実施例のタイヤは、タイヤサイズが２０５／４５Ｒ１７であり外径が６１６ｍｍのラジアルタイヤであり、直径０．７ｍｍのナイロン撚りコードをタイヤ周方向に対して９０度に傾斜させたコード配列になるカーカスプライを１枚有し、ビード部におけるプライコードの打ち込み間隔は５０本／５０ｍｍである。また、ビードコアの外周上には硬質ゴムからなるビードフィラーが配設されている。カーカスプライのクラウン部外周上には、直径０．２５ｍｍのスチールの単線を３本撚った、いわゆる１×３タイプのスチールコードを５０本／５０ｍｍの打ち込み間隔で、タイヤ周方向に対して３０度に傾斜させたコード配列になる２層のベルト層が配設されている。これら２層のベルト層は、タイヤ周方向に対するコードの傾斜方向を逆向きにした、いわゆる交差ベルト層を形成している。さらに、交差ベルト層のタイヤ径方向外側に、直径０．７ｍｍのナイロン撚りコードを、打ち込み間隔が４０本／５０ｍｍとなるように、タイヤ周方向に沿うようにらせん巻回してなるベルト補強層を配設している。このベルト補強層は、高速転回時のタイヤの遠心力による膨張を防ぎ、高速走行時の操縦安定性能を高める役割がある。ビード部内に埋設されたビードコアは、直径１．６ｍｍのビードワイヤを連続巻回して、タイヤ径方向内側から外側に向けて順次積層して６段としたもので、カーカスプライ端部を両側から挟み込むようにして挟持しており、その離間距離は１．８ｍｍである。また、カーカスプライは、ビードコアのタイヤ径方向内端から３ｍｍ突出している。係留部材としては、直径が１．８ｍｍで長さが４．０ｍｍの円柱状の硬鋼線材に直径０．８ｍｍの貫通孔を形成したものを用いる。
【００３２】
比較のため、係留部材を有していないことを除いて、実施例のタイヤと同一の構成を有する従来例タイヤについても併せて試作した。
【００３３】
前記各供試タイヤを、サイズ７Ｊ×１７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２２０ｋＰａ（相対圧）を適用し、雰囲気温度４４±３℃、走行速度８０ｋｍ／ｈ、タイヤ負荷荷重６ｋＮの条件下で直径３ｍの表面平滑な鋼製ドラム試験機上を１０時間走行させ、次いでタイヤ負荷荷重を１ｋＮ増やして１０時間走行させ、タイヤ故障が発生するまで１０時間毎に１ｋＮずつタイヤ負荷荷重を増やし、故障が発生するまでの走行距離を測定し、この走行距離によりビード部耐久性を評価した。
【００３４】
その結果、従来例タイヤの走行距離を１００とする指数比で表わすと、実施例タイヤの走行距離は１８９と大幅に延びており、実施例タイヤの耐久性が大幅に向上していることが分かった。このときのタイヤ故障は、従来例タイヤ及び実施例タイヤのいずれもカーカスプライがビードワイヤから引き抜けることで発生した。
【００３５】
次に、前記各供試タイヤをテスト車両に装着し、実際にテストコースを走行させ、プロのドライバーにより操縦安定性及び乗り心地性のフィーリング評価を行った。その結果、従来例タイヤと実施例タイヤの間に操縦安定性及び乗り心地性の差はなかった。
【００３６】
これらの評価結果から、実施例タイヤは従来例タイヤに比べて、操縦安定性及び乗り心地性を損なうことなく、ビード部耐久性を大幅に向上できることが分かった。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
以上の説明から明らかなように、この発明によって、挟み込みビード構造を有しながらも、ビード部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】
【００３８】
【図１】この発明に従う代表的な空気入りタイヤのタイヤ幅方向断面図である。
【図２】図１に示すタイヤのビード部の破断斜視図である。
【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図である。
【符号の説明】
【００３９】
１  タイヤ
２  ビード部
３  サイドウォール部
４  トレッド部
５  プライコード
６  カーカスプライ
７ａ、７ｂ  ビードコア
８ａ、８ｂ  ベルト層
９  プライコードのループ部
１０  係留部材
１１  係留部材の鉤部
【図１】
2008265683.tif 000003
【図２】
2008265683.tif 000004
【図３】
2008265683.tif 000005