(57)【要約】【課題】操縦安定性能と乗り心地性能を同時に向上させ、かつビードセパレーションの発生を抑制できる空気タイヤを提供する。【解決手段】ビード補強層を構成するビード補強コードをタイヤ回転軸と同心に渦巻状に多数回巻回し、上下方向の剛性を高くすることなく前後方向の剛性を高くして乗り心地性能と操縦安定性能を同時に向上させ、また、ビード補強コードの切断端を朝顔形状に拡径して見掛けコード径をコード本体の径より大に設定し、コード端部と周辺ゴムとの接着性を良好にする。これにより、ビード補強コードの端部と端部延長線上に位置する周辺ゴムとの間の剛性変化が滑らかになり、ビード部におけるセパレーション現象の発生を抑制することができる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ビード部からサイド部に至る領域内にゴム被覆されたビード補強層コードをタイヤ回転軸と同心に渦巻状に多数回巻回してなるビード補強層を備えた空気タイヤであって、
前記ビード補強層の巻回されたビード補強層コードの切断端の少なくとも一方が、朝顔形状に拡がって先端に於ける見掛けコード径がコード本体の径より大に設定されていることを特徴とする空気タイヤ。
【請求項２】
前記ビード補強層コードの端部の前記見掛けコード径が、コード本体の径の１．０３〜２．００倍であることを特徴とする請求項１に記載の空気タイヤ。
【請求項３】
前記補強層コードの巻回ピッチが、タイヤ半径方向で等ピッチで巻回されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の空気タイヤ。
【請求項４】
前記補強層コードの巻回ピッチが、半径方向内方端の近辺に於いては小さく、半径方向外方に行くに従って大きくなり、その外端近辺から半径方向内方に曲げられて径方向内側隣に位置する巻回コード部分に近接して終端することを特徴とする請求項１又は２に記載の空気タイヤ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、耐久性が向上した操縦安定性能と乗り心地性能に優れた空気タイヤに関する。
【０００２】
【従来技術】
近年、自動車の性能の向上、高速道路網の拡張に相俟って、空気タイヤに対して、自動車に装着時の操縦安定性、振動乗り心地、車内騒音などの多岐にわたる各種性能の向上が強く要求されるに至っている。
【０００３】
このような要求に対し、既に確立されている設計手法による個々の性能改善をもって対処しているのが一般的であり、例えば、操縦安定性能の向上は、特許文献１（特開昭６３−２８４００６号公報）が提案するビード部へ補強層の付加、特許文献２（特開昭５７−１８５０３号公報）が提案するビードフィラの高硬度化などに基づくカーカス剛性の増加によって行われ、振動乗り心地性能の向上、車内騒音の低減は、ビード部の剛性の低減、ショルダ部に振動減衰の大きいゴムパッドの配設などによって行われてきた。
【０００４】
操縦安定性能の向上を目的に、ビード部にコードがタイヤ周方向に対し傾斜して配列したビード補強層を付加してカーカス剛性を高くした場合、タイヤの前後方向の剛性が高くなって操縦安定性能は向上するが、上下方向の剛性も高くなって乗り心地性能の低下を招き、乗り心地性能の向上のために、カーカス剛性を低くすれば、操縦安定性能が低下するのが一般的であった。
【０００５】
二律背反の関係にある操縦安定性能と乗り心地性能を同時に向上させるために、特許文献３および特許文献４においては、カーカスコードに対して直角に延在した多数のコードが配列したビード補強層をビード部からサイド中央部に至る領域に配置したり、１本のコードを螺旋状に巻回してタイヤ周方向に延在させたビード補強層をビード部からサイド中央部に至る領域に配置したりすることにより、上下方向の剛性を高くすることなく前後方向の剛性を高くし、乗り心地性能の向上と操縦安定性能の向上が同時に行える方法が提案された。
【０００６】
【特許文献１】特開昭６３−２８４００６号公報参照
【特許文献２】特開昭５７−１８５０３号公報参照
【特許文献３】特開昭６２−２９４０３号公報参照
【特許文献４】ＵＳＰ３８００８４４号公報参照
【０００７】
【発明が解決しょうとする課題】
ところで、タイヤのサイド部には、タイヤが自動車に装着されて走行中、ビード部からサイド部に至る領域に配置されたビード補強層に駆動力による周方向の引っ張り応力と接地毎に繰り返される上下方向の圧縮応力が作用する。
【０００８】
これらの応力が作用するとき、ビード補強層のタイヤ周方向に延在している高弾性率のコードの先端と先端部に隣接する低弾性率の周辺ゴムとの界面で剛性変化の段差ができ、ここに引っ張り応力と上下方向の圧縮応力により発生した剪断応力が集中し、接着向上のための表面処理が施されていないコード先端と周辺ゴムとの間で亀裂が生じ、この亀裂が周辺ゴムに伝播して拡大し、所謂ビードセパレーションと呼ばれる故障が起こることがあり、これの解消が望まれている。
【０００９】
本発明は、ビード補強層コードの端部と端部延長線上に位置する周辺ゴムとの間の剛性変化を滑らかにすることによってビードセパレーションの発生が抑制された操縦安定性能と乗り心地性能に優れた空気タイヤを提供することを目的にしたものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、ビード補強層コードについて、回転軸と同心に巻回された周方向に延在するコードの端部の撚りを戻してコードを構成する素線を曲げ、端部を朝顔形状に末広がりに形成すれば、巻回コードの先端に近づくに従って、コードを構成する複数の素線間の間隙が拡がり、周辺ゴムがコード内に容易に浸入することができるようになり、ゴムとの接触面積が増大するとともに、素線の延在方向が、コードの巻回方向から反れてコード端部の周辺ゴムとの間の引っ張り応力が作用する面がコードの先端から側面に移動し、応力が作用する界面の面積が増大することにより周方向の引っ張り応力が分散される。また、接着向上のための表面処理が施されていない先端と周辺ゴムとの間にコード先端を先端に隣接するゴムから引き離す引っ張り応力が作用しなくなる。このようにコードの端部が拡げられたことにより、コード端部と周辺ゴムとの接着がよくなってビード部に於けるセパレーション現象が出現しにくくなる。
【００１１】
すなわち、本発明は、ビード部からサイド部に至る領域内にゴム被覆されたビード補強層コードをタイヤ回転軸と同心に渦巻状に多数回巻回してなるビード補強層を備え、前記ビード補強層の巻回されたビード補強コードの切断端の少なくとも一方が、朝顔形状に拡がって先端に於ける見掛けコード径がコード本体の径より大になっていることを特徴とする空気タイヤである。
【００１２】
このような渦巻構造のビード補強層の補強層コードは、その半径方向内端がビードコア近傍に位置し、外端がビードフィラの半径方向外端より内方に位置するのが好ましい。また、渦巻構造の渦巻状巻回始端部及び終端部の少なくとも一方において、コード先端が、朝顔形状に拡げられて先端に於ける見掛けコード径がコード本体の径の１．０３〜２．００倍にされるのが好ましい。
【００１３】
コード先端の見掛けコード径がコード本体の径の１．０３未満では、コード端部を拡げた効果が得られず、２．００倍を超えれば、さらに拡径した効果の増大が殆どなく、拡径されたコード先端部もゴム被覆するために拡径に見合った肉厚のゴムが必要であって、厚みが増大するほど余分なゴム量が増加し、タイヤの重量低減、コスト削減の面から好ましくない。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明の空気タイヤ右半分の断面図、図２はビード補強層の正面図、図３は補強層コード端部の拡大図である。図１において、符号１はカーカス、２はカーカスプライ、３はベルト、４はトレッドゴム、５はサイドウォールゴム、６はビード補強層である。
【００１５】
カーカス１は、タイヤ周方向に対し直角に延在した多数のコードがトロイド状に配列したカーカスプライ２の単層又は複数層（図１では１層）が、外周面にビードフィラ８を備えた左右一対のビードコア７間にトロイド状に延在して両端部をビードコア７の周りでタイヤ軸方向内側から半径方向から外方に向かって折り返し、さらにビードフィラ８の外側面に沿って延び、巻上部２ａを設けて終端することによって形成される。
【００１６】
カーカス１のクラウン部半径方向外面にベルト３が配置されている。このベルト３は、タイヤ周方向に対し角度１０〜３０°傾斜したコード角度で延在するスチールコードの多数を配列したベルトプライの２枚９、９’がコード傾斜方向を相互に反対向きに積層されて形成される。ベルト３の外面に沿ってベルト補強コード１４を螺旋状に巻回したベルト補強層１５が配設されている。
【００１７】
ベルト３の半径方向外方に位置するトレッドゴム４は、半径方向内側に配置するベース１０と、ベース１０を覆うようにその外側に配置するキャップ１１とから構成される。また、トレッドゴム４のそれぞれの側端からカーカス１を覆うようにビード部までサイドウォールゴム５が延在している。
【００１８】
ビード部からサイド中央部にかけて、図２に示すように、巻上部２ａのタイヤ軸方向外側面に沿って延びるビード補強層６が設けられている。ビード補強層６は、ゴム被覆された１本の補強層コード１２をビードコア７と同心に渦巻状に巻回してなり、その半径方向内端６ｉはビードコア７近傍に位置し、外端６ｏはビードフィラの半径方向外端８ｏより内方に位置している。
【００１９】
ビード補強層６を構成する補強層コード１２は、図３に示すように、端部の撚りが戻されてコードを構成するコード素線１３の端部１３ｅが曲げられ、補強層コード端部１２ｅが朝顔形状になっている。端部が朝顔形状になった補強層コード１２の先端に於ける見掛けのコード径ｄ１は、コード本体部の径ｄ０より大きくなっている。好ましくは、先端に於ける見掛けコード径ｄ１はコード本体部のコード径ｄ０の１．０３〜２．００倍に設定される。
【００２０】
ビード補強層６は、補強層コードを等ピッチで巻回した図２に示す構造に限定されず、本発明の目的を損なわない限りにおいて、要求される個々の性能の重要度に応じて巻回構造を変えることができる。例えば、乗り心地性能を重視する場合は、図４に示すように、ビード補強層６の巻回ピッチ長が、半径方向内方端６ｉの近辺に於いては小さく、半径方向外方に行くに従って大きくなって外端６ｏ近辺から半径方向内方に曲げられて径方向内側隣に位置する巻回コード部分に近接し、終端する構造にして対処される。
【００２１】
また、ビード補強層６の配設構造は、図１に示したカーカスプライの巻上部２ａの軸方向外面に沿ってビード補強層６が延在した構造に限定されものでなく、例えば、図５〜図８に示す構造であってもよい。
【００２２】
図５は、ビード補強層６がビードフィラ８の軸方向外側面に沿って延在する構造であり、図６は、ビード補強層６がビードフィラ８の軸方向内側面に沿って延在する構造である。図７は、ビードフィラ８をビードコアの外周に隣接するフィラ下部要素８ｉと、フィラ下部要素の半径方向外側に位置して下部要素８ｉと物性が異なるゴム組成物でなるフィラ上部要素８ｏとで構成し、ビード補強層６がフィラ下部要素８ｉの軸方向外側面からフィラ下部要素８ｉと上部要素８ｏの界面８ｓを経てフィラ上部要素８ｏの内側面に沿って延在した構造を示すものである。
【００２３】
図８は、ビードフィラ８をビードコアの外周に隣接するフィラ下部要素８ｉと、フィラ下部要素の半径方向外側に位置するフィラ上部要素８ｏとで構成し、ビード補強層６がフィラ下部要素８ｉの軸方向内側面からフィラ下部要素８ｉと上部要素８ｏの界面８ｓを経てフィラ上部要素の外側面に沿って延在した構造を示すものである。
【００２４】
また、本発明のビード補強層に用いられるコードは特に限定されず、タイヤに用いられる一般コード、及び一般コードに波形、コイル状にくせ付けしたくせ付けコードが用いられる。一般コードとしては、ポリエステルコード、ナイロンコード、レイヨンコード、ビニロンコード、アラミドコードなどの有機繊維コード、スチールコードなどが例示される。
【００２５】
【実施例】
以下、本発明を適用した空気入りタイヤの実施例を説明する。空気入りタイヤは、通常の方法で、コード構造式１６７０ｄｔｅｘ／２で表されるポリエステルコードを２．５ｃｍ当たり２３本打ち込んだ簾織を用いてカーカスを形成する。カーカスのクラウン部外面にベルトを配設する。ベルトは構造式１＋６×０．２３で表されるスチールコードを２．５ｃｍ当たり１８本の割合でコード角度２０°に配列したベルトプライの２枚をコード傾斜方向が相互反対向きにして形成する。
【００２６】
ベルトの外面に全幅に亘って構造式１４００ｄｔｅｘ／２で表されるナイロンコードを螺旋状に巻回したキャッププライを形成する。また、構造式１×２＋４×０．２０で表されるスチールコードをゴム被覆して所定長さに切断し、切断端を先端に於ける見掛けコード径が１．０〜１．５ｍｍになるように朝顔形状に拡げ、渦巻状に１３周巻回して形成したビード補強層をカーカスプライの巻上部の軸方向外側に配置する。そして、ベースとキャップでなるトレッドゴムでクラウン部を覆い、サイド部をサイドウォールゴムで覆って、図１に示す構造のタイヤサイズ１９５／６５Ｒ１５の空気タイヤを試作した。
【００２７】
試作タイヤを下記条件で耐久力試験を行い、その結果を表１に示した。また、比較のために、所定長さに切断したコードの両端を拡げていないコードを用いた比較例タイヤの耐久力試験についても表１に示した。この比較例タイヤは、所定長さに切断したコードの両端を拡げていないものを用いた以外は、本実施例と同じ条件で作製した。
【００２８】
耐久力試験方法：試作タイヤに内圧１８０ｋＰａを充填してドラム試験機に装着し、荷重８６０ｋｇ、速度８０ｋｍ／ｈでタイヤが故障するまで走行し、走行した時間を比較例タイヤを１００にした指数で示した。値が大きいほど好ましい。
【００２９】
【表１】
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【００３０】
表１に示すように、比較例タイヤでは、タイヤが故障するまでの時間が短く、故障したタイヤにおいては、渦巻外方端と周辺ゴムの間に発生したセパレーションが成長してビード補強層とカーカスプライとの間のセパレーションに発展していたのに対し、本実施例タイヤでは、耐久力指数が比較例タイヤの指数１００に対して「２０３」と２倍以上となり、故障したタイヤにおいてもベルト端からのセパレーションはみられるもののビード部の故障は認められなかった。
【００３１】
このように、本実施例タイヤでは、ビード補強コードの切断端を朝顔形状に拡径したため、コード端部と周辺ゴムとの接着性が良好になり、比較例タイヤに比べて、ビード部のセパレーション現象の発生を抑制することができる。
【００３２】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなとおり、本発明によると、ビード補強層を構成するビード補強コードをタイヤ回転軸と同心に渦巻状に多数回巻回して構成したので、乗り心地性能と操縦安定性能を同時に向上させることができ、さらに、ビード補強コードの切断端を朝顔形状に拡径しているので、コード端部と周辺ゴムとの接着性が良好になり、ビード部に於けるセパレーション現象の発生を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の空気タイヤの一実施形態の右半部横断面図である。
【図２】同じくビード補強層の正面図である。
【図３】同じくビード補強層コードの正面部分図である。
【図４】本発明の別の実施形態のビード補強層の正面図である。
【図５】同じく他の実施形態のビード部の断面図である。
【図６】同じく他の実施形態のビード部の断面図である。
【図７】同じく他の実施形態のビード部の断面図である。
【図８】同じく他の実施形態のビード部の断面図である。
【符号の説明】
１　　カーカス
２　　カーカスプライ
３　　ベルト
４　　トレッドゴム
５　　サイドウォールゴム
６　　ビード補強層
７　　ビードコア
８　　ビードフィラ
９，９´　　ベルトプライ
１２　　補強層コード
１３　　コード素線
１４　　ベルト補強コード
１５　　ベルト補強層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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