(57)【要約】【課題】ビード部の耐久性を向上する。【解決手段】本体部６ａと折返し部６ｂとを一体に有するカーカスプライ６Ａを含むカーカス６、本体部６ａと折返し部６ｂの間に配されたビードエーペックス８及び折返し部６ｂの外側に配されたナイロンコードを用いたプライからなるビード補強層９を具えた空気入りタイヤ１である。ビードエーペックス８は、ＪＩＳ硬さが７５〜８５゜かつ高さＨ１がタイヤ最大幅高さＨｍの６０〜８５％である。ビード補強層９は、内端９ｉの高さＨ２がタイヤ最大幅高さＨｍの２０％以下かつ外端９ｏの高さＨ３がタイヤ最大幅高さＨｍの３０〜８５％である。ビード補強層９の外側は硬質のゴムからなるクリンチエーペックス１０で覆われる。本体部６ａのカーカスコードとビードエーペックス８の内側面との間のゴム厚さｔ１、ビード補強層９のナイロンコードとクリンチエーペックス１０との間のゴム厚さｔ２及び折返し部６ｂのカーカスコードとビード補強層９のナイロンコードとの間のゴム厚さｔ３を０．８ｍｍ以上とする。【選択図】  図１
2004231057.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トレッド部からサイドウォール部を経てビード部のビードコアに至る本体部と、前記ビードコアの回りでタイヤ軸方向内側から外側に折り返された折返し部とを一体に有するカーカスプライを含むカーカス、
前記カーカスプライの本体部と折返し部との間に配されかつ前記ビードコアの外面からタイヤ半径方向外側に先細状でのびるビードエーペックス
及び前記カーカスプライの折返し部の軸方向外側に配された補強コードを用いたプライからなるビード補強層を具えた空気入りタイヤであって、
前記ビードエーペックスは、ＪＩＳ硬さが７５〜８５゜かつビードベースラインからの高さがタイヤ最大幅高さの６０〜８５％であり、
前記ビード補強層は、タイヤ半径方向の内端の高さが前記タイヤ最大幅高さの２０％以下かつタイヤ半径方向の外端の高さが前記タイヤ最大幅高さの３０〜８５％をなし、しかも該ビード補強層のタイヤ軸方向外側は硬質のゴムからなるクリンチエーペックスで覆われるとともに、
前記カーカスプライの本体部のカーカスコードと前記ビードエーペックスのタイヤ軸方向の内側面との間のゴム厚さｔ１、前記ビード補強層の補強コードと前記クリンチエーペックスとの間のゴム厚さｔ２及び前記カーカスプライの折返し部のカーカスコードと前記ビード補強層の補強コードとの間のゴム厚さｔ３がいずれも０．８ｍｍ以上であることを特徴とする空気入りタイヤ。
【請求項２】
前記カーカスプライは、前記カーカスコードを被覆するトッピングゴムのカーボン分散率が９０％以上であることを特徴とする請求項１記載の空気入りタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ビード部の耐久性を高めうる例えば小型トラックなどに好適な空気入りタイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば負荷荷重が大きくシビアな条件で使用される小型トラック用の空気入りタイヤでは、ビード部に大きな繰り返し歪が作用する。このため、該ビード部付近において損傷が発生しやすい。従来では、該ビード部のカーカスの外側にナイロンコード等の補強プライを用いたビード補強層などを配して、ビード部の曲げ剛性を高め、歪を減じて耐久性を向上させる試みがなされている（例えば特許文献１〜３参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１０−１７７２０号公報
【特許文献２】
特開２００１−２７７８２３号公報
【特許文献３】
特開平６−２６２９１３号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
発明者らは、種々の実験を行ったところ、上述のようなビード補強層をタイヤに追加すると、意外にもかえって耐久性の低下を招く場合があることを突き止めた。特にビード補強層の内端、外端の高さ位置や補強コードとカーカスコードとの間のゴム厚さ、さらには補強コードとクリンチエーペックスとの間のゴム厚さなどを適切に規定していないと、タイヤ自体に生じる応力やコード間のせん断歪などが従来に比して大きくなってしまう。
【０００５】
本発明は、以上のような問題点に鑑み案出なされたもので、上述のようにビード部の構造を改善することを基本として、ビード部の耐久性を向上しうる空気入りタイヤを提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明のうち請求項１記載の発明は、トレッド部からサイドウォール部を経てビード部のビードコアに至る本体部と、前記ビードコアの回りでタイヤ軸方向内側から外側に折り返された折返し部とを一体に有するカーカスプライを含むカーカス、前記カーカスプライの本体部と折返し部との間に配されかつ前記ビードコアの外面からタイヤ半径方向外側に先細状でのびるビードエーペックス及び前記カーカスプライの折返し部の軸方向外側に配された補強コードを用いたプライからなるビード補強層を具えた空気入りタイヤであって、前記ビードエーペックスは、ＪＩＳ硬さが７５〜８５゜かつビードベースラインからの高さがタイヤ最大幅高さの６０〜８５％であり、前記ビード補強層は、タイヤ半径方向の内端の高さが前記タイヤ最大幅高さの２０％以下かつタイヤ半径方向の外端の高さが前記タイヤ最大幅高さの３０〜８５％をなし、しかも該ビード補強層のタイヤ軸方向外側は硬質のゴムからなるクリンチエーペックスで覆われるとともに、前記カーカスプライの本体部のカーカスコードと前記ビードエーペックスのタイヤ軸方向の内側面との間のゴム厚さｔ１、前記ビード補強層の補強コードと前記クリンチエーペックスとの間のゴム厚さｔ２及び前記カーカスプライの折返し部のカーカスコードと前記ビード補強層の補強コードとの間のゴム厚さｔ３がいずれも０．８ｍｍ以上であることを特徴としている。
【０００７】
また請求項２記載の発明は、前記カーカスプライは、前記カーカスコードを被覆するトッピングゴムのカーボン分散率が９０％以上であることを特徴とする請求項１記載の空気入りタイヤである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の一形態を図面に基づき説明する。
図１には本実施形態の空気入りタイヤのタイヤ軸を含むタイヤ子午線断面図を示している。なおこの状態は、タイヤを正規リム（図示しない）にリム組みしかつ正規内圧を充填した無負荷の正規状態である。
【０００９】
前記「正規リム」とは、タイヤが基づいている規格を含む規格体系において、当該規格がタイヤ毎に定めるリムであり、例えばＪＡＴＭＡであれば標準リム、ＴＲＡであれば  ”Ｄｅｓｉｇｎ  Ｒｉｍ”  、或いはＥＴＲＴＯであれば  ”Ｍｅａｓｕｒｉｎｇ  Ｒｉｍ”とする。また、「正規内圧」とは、タイヤが基づいている規格を含む規格体系において、各規格がタイヤ毎に定めている空気圧であり、ＪＡＴＭＡであれば最高空気圧、ＴＲＡであれば表  ”ＴＩＲＥ  ＬＯＡＤ  ＬＩＭＩＴＳ  ＡＴ  ＶＡＲＩＯＵＳ  ＣＯＬＤ  ＩＮＦＬＡＴＩＯＮ  ＰＲＥＳＳＵＲＥＳ”  に記載の最大値、ＥＴＲＴＯであれば  ”ＩＮＦＬＡＴＩＯＮ  ＰＲＥＳＳＵＲＥ”  とするが、タイヤが乗用車用である場合には１８０ｋＰａとする。なお以下、特に言及しない場合、タイヤの各部の寸法等は、この正規状態で特定されるものとする。
【００１０】
図において本実施形態の空気入りタイヤは、トレッド部２からサイドウォール部３を経てビード部４のビードコア５に至る本体部６ａと、前記ビードコア５の回りでタイヤ軸方向内側から外側に折り返された折返し部６ｂとを一体に有するカーカスプライ６Ａを含むカーカス６、このカーカス６のタイヤ半径方向外側かつトレッド部２の内部に配されたベルト層７、前記カーカスプライ６Ａの本体部６ａと折返し部６ｂとの間に配されかつビードコア５の外面からタイヤ半径方向外側に先細状でのびるビードエーペックス８及びカーカスプライ６Ａの折返し部６ｂの軸方向外側に配された本例では補強コードとしてナイロンコード９ｃ（図３に示す）を用いたプライからなるビード補強層９を具えた小型トラック用のものを例示している。
【００１１】
前記カーカス６は、カーカスコードをタイヤ赤道Ｃに対して例えば７５゜〜９０゜の角度で配列したラジアル構造の１枚以上、本例では３枚のカーカスプライ６Ａ１、６Ａ２及び６Ａ３（総称するとき、単にカーカスプライ６Ａと言う。）から構成されている。各カーカスプライ６Ａは、図３に示すように、実質的に平行に引き揃えたカーカスコード６ｃの両面をトッピングゴム６ｇに被覆したコードプライからなる。前記カーカスコード６ｃには、本例ではポリエステルコードが採用される。ただし、これ以外にもナイロン、レーヨン、アラミドなどの有機繊維コードが採用できる。
【００１２】
また本例のカーカス６は、３枚のカーカスプライ６Ａがいずれも本体部６ａと折返し部６ｂとを有するいわゆる折り返しプライにより構成されたものを例示する。各プライ６Ａ１、６Ａ２及び６Ａ３の折返し部６ｂのビードベースラインＢＬからの高さｈｃ１、ｈｃ２及びｈｃ３は、特に限定はされないが、それぞれタイヤ断面高さＨの３０〜５０％、４０〜６０％及び７０〜８０％程度に設定されるのが良い。
【００１３】
このように、カーカスプライ６Ａにおいて、各折返し部６ｂの高さをずらせる（ｈｃ１≠ｈｃ２≠ｈｃ３）ことにより、サイドウォール部３に大きな剛性段差が生じるのを防止できる。また折返し部６ｂにおいて外側に位置するカーカスプライほど、高い位置で終端させることにより（ｈｃ３＞ｈｃ２＞ｈｃ１）、内側の折返し部の端部を覆うことができる。これは、折返し部６ｂの端部でのセパレーションなどを抑制するのに役立つ。なお本発明の空気入りタイヤ１は、カーカス６が少なくとも１枚の折り返しプライを含んでいれば良く、プライ構成などは適宜変更しうるのは言うまでもない。
【００１４】
前記ベルト層７は、ベルトコードをタイヤ赤道に対して例えば１０〜４５°の小角度で傾けて配列した少なくとも２枚、本例ではタイヤ半径方向内、外で重なる３枚のベルトプライ７Ａ、７Ｂ及び７Ｃを前記コードが互いに交差する向きに重ね合わせて構成されたものを例示する。タイヤ半径方向の中間に位置する中のベルトプライ７Ｂは、内、外のベルトプライ７Ａ、７Ｃに比べ巾広に形成され、各プライの端部が重なることによる剛性段差の発生を防止している。前記ベルトコードは、本例ではスチールコードが採用される。ただし、アラミド、レーヨン等の高弾性の有機繊維コードも必要に応じて用いることができる。
【００１５】
前記ビードエーペックスゴム８は、ＪＩＳ硬さが７５〜８５゜のゴム材料により構成される。ＪＩＳ硬さは、ＪＩＳ−Ｋ６２５３に基づくデュロメータータイプＡによる硬さとする。ビードエーペックスゴム８のＪＩＳ硬さが７５゜未満の場合、剛性不足によるビード部の耐久性の低下及び操縦安定性の低下を招く傾向があり、逆に８５゜を超える場合、ビード部４の剛性が過度に高められてしまう結果、応力を緩和し得ずやはり耐久性が低下する。特に好ましくは前記ＪＩＳ硬さを７８〜８２゜とするのが望ましい。
【００１６】
またビードエーペックスゴム８は、ビードベースラインＢＬからの高さｈ１がタイヤ最大幅高さＨｍの６０〜８５％に設定される。タイヤ最大幅高さＨｍは、前記正規状態において、サイドウォール部３の模様、文字などの高さを除いて最も大きい幅ＳＷをなすタイヤ最大幅位置ＭのビードベースラインＢＬからの高さとする。ビードエーペックスゴム８の高さｈ１がタイヤ最大幅高さＨｍの６０％未満の場合、ビード部４の剛性が不足し、耐久性が低下するほか、操縦安定性の悪化を招きやすくなり、逆に８５％を超える場合、ビード部４の剛性が過度に高められてしまい、応力を緩和し得ず耐久性が低下する。特に好ましくは、前記高さｈ１をタイヤ最大幅高さＨｍの７０〜８０％とするのが望ましい。
【００１７】
なおタイヤ最大幅高さＨｍ自体は、特に限定はされないが、タイヤ断面高さＨの４０〜６０％程度に設定されるのが良い。
【００１８】
前記ビード補強層９は、図２、図３に示すように、平行に引き揃えたナイロンコード９ｃの両側面をトッピングゴム９ｇにより被覆した小厚さのコードプライからなり、本例ではタイヤ軸方向に並ぶ内、外のプライ９Ａ、９Ｂから構成されている。プライ枚数は特に限定はされないが、１ないし２枚程度、特に好適には本実施形態のように２枚で構成するのが望ましい。このビード補強層９は、ビード部４でかつ前記カーカスプライ６Ａの折返し部６ｂのタイヤ軸方向外側に配置される。また補強コードは、有機繊維コードが望ましく好適にはナイロンコードであるが、ポリエステル、レーヨンなどの他の有機繊維コードを用いることができる。
【００１９】
またビード補強層９は、そのタイヤ半径方向の内端９ｉの高さｈ２が前記タイヤ最大幅高さＨｍの２０％以下に設定される。これによって、ビード補強層９の内端９ｉを図示しないリムのフランジとビードコア５との間で強固に保持することができ、該内端９ｉが損傷の起点となることを確実に防止できる。
【００２０】
またビード補強層９は、そのタイヤ半径方向の外端９ｏの高さｈ３が前記タイヤ最大幅高さＨｍの３０〜８５％に設定される。前記高さｈ３がタイヤ最大幅高さＨｍの３０％未満の場合、ビード部４の剛性が不足しやすく、耐久性の向上が十分に図れない傾向があり、逆に８５％を超える場合、該外端９ｏが屈曲の激しいタイヤ最大幅位置Ｍに接近するため、この外端９ｏがセパレーション等の損傷の起点となり易くなる。特に好ましくは前記高さｈ３は、タイヤ最大幅高さＨｍの６０〜８０％とするのが望ましい。
【００２１】
なお本実施形態のビード補強層９は、内、外のプライ９Ａ、９Ｂが、内端９ｉ側で高さを揃えるとともに、外端９ｏ側において、高さを違えるとともに外のプライ９Ｂがビード補強層９の外端９ｏを構成する態様を示す。これにより、損傷の起点となり難いビード補強層９の内端９ｉ側での補強効果を高める。一方、内のプライ９Ａの外端部は、外のプライ９Ｂで覆われる。これは、前記外端部が損傷の起点となるのを防止するのに役立つ。
【００２２】
また、ビード補強層９は、そのタイヤ軸方向の外側が硬質のゴムからなるクリンチエーペックス１０で覆われている。本例のクリンチエーペックス１０は、そのタイヤ半径方向の外端１０ａが、ビード補強層９の外端９ｏよりも小高さとし、実質的にビード補強層９の６０％以上の長さを覆うものとして構成されている。このようなクリンチエーペックス１０は、少なくともリムのフランジと接触するビード部の外面を形成する。このため、耐摩耗性に優れた硬質のゴム材料により構成される。該ゴム材料は、例えばＪＩＳ硬さが６０〜８０°、より好ましくは６５〜７５゜で構成されるのが望ましい。前記ＪＩＳ硬さが６０゜未満であると、リムずれや耐久性の低下が生じやすく、逆に８０゜を超えると、リム組性が悪化したり、ゴム割れやゴム欠け等が発生し易く好ましくない。
【００２３】
また本発明の空気入りタイヤ１は、図３に拡大して示すように、カーカスプライ６Ａの本体部６ａの最も外側のカーカスコード６ｃとビードエーペックス８のタイヤ軸方向の内側面８ｉとの間のゴム厚さｔ１、ビード補強層９の最も外側のナイロンコード９ｃと前記クリンチエーペックス１０との間のゴム厚さｔ２及びカーカスプライ６Ａの折返し部６ｂの最も外側のカーカスコード６ｃとビード補強層９の最も外側のナイロンコード９ｃとの間のゴム厚さｔ３がいずれも０．８ｍｍ以上に設定される。
【００２４】
前記厚さｔ１、ｔ２及びｔ３が、０．８ｍｍ未満になると、コード間のタッチング（コード同士又はコードとトッピングゴム以外の部材とが直接接触してしまうこと）が生じたり、せん断力が大きくなるため、この部分を起点として損傷が発生しやすくなる。特に好適には、前記各厚さｔ１、ｔ２及びｔ３の厚さを０．８〜１．０ｍｍ、さらに好ましくは０．９〜１．０ｍｍとするのが望ましい。このような厚さの調節は、各プライのトッピングゴムの厚さを変更したり、或いは別途、新たなゴムシートを介在させることなどにより行うことができる。
【００２５】
また特に好ましい態様として、前記カーカスプライ６Ａのカーカスコード６ｃを被覆するトッピングゴム６ｇのカーボン分散率が９０％以上であることが望ましい。このカーボン分散率が９０％未満であると、ビード部を通るカーカスプライ６Ａのトッピングゴム６ｇにおいて、カーボン粒子の塊とゴムとの界面を起点とした亀裂が生じ易くなる。
【００２６】
なおカーボン分散率（カーボンブラック分散度とも言う）は、ゴム中にカーボンが完全に分散している状態を１００％として、分散が悪くなるにしたがって数値が小さくなる。具体的には、ゴムの単位面積あたりに分散していないカーボン量を測定することにより計算され、本明細書では、光学顕微鏡を用いるＡＳＴＭＤ２６６３Ｂ法により測定するものとする。なおカーボン分散率を上述のような範囲とするための方法としては、ゴム練り工程を確実に行い、又分散剤を混入すること等が挙げられる。
【００２７】
【実施例】
タイヤサイズが１９５／８５Ｒ１６の小型トラック用の空気入りタイヤを表１の仕様により試作するとともに、耐久試験を行い性能を比較した。耐久試験は、タイヤをリム（１６×５．５Ｋ）にリム組みし内圧６００ｋＰａを充填するとともに、ＪＡＴＭＡ規格の最大荷重の約２．３倍（２６．６ＫＮ）の縦荷重を負荷して速度２０ｋｍ／Ｈでドラム上を走行させるとともに、目視上破壊することなく３００時間走行できれば合格とする。不合格のものは、損傷が発生した時間を実施例を１００とする指数で表示している。
テストの結果などを表１に示す。
【００２８】
【表１】
2004231057.tif 000003
【００２９】
テストの結果、実施例１、２は、耐久試験を合格しており、比較例に比べてビード部の耐久性が明らかに向上していることが確認できる。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の空気入りタイヤは、ビード部の構造を適切に改善したことにより、該ビード部の耐久性を向上しうる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示す空気入りタイヤの断面図である。
【図２】そのビード部の部分拡大図である。
【図３】図２のＡ−Ｂ部拡大図である。
【符号の説明】
１  空気入りタイヤ
２  トレッド部
３  サイドウォール部
４  ビード部
５  ビードコア
６  カーカス
６Ａ  カーカスプライ
６ａ  カーカスプライの本体部
６ｂ  カーカスプライの折返し部
６ｃ  カーカスコード
７  ベルト層
８  ビードエーペックスゴム
９  ビード補強層
９ｉ  内端
９ｏ  外端
９ｃ  ナイロンコード
１０  クリンチエーペックス
Ｈｍ  タイヤ最大幅高さ
Ｍ  タイヤ最大幅位置
【図１】
2004231057.tif 000004
【図２】
2004231057.tif 000005
【図３】
2004231057.tif 000006