(57)【要約】【課題】ビード部の耐久性を向上する。【解決手段】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にビードコア５の回りをタイヤ軸方向内側から外側に折り返された折返し部６ｂを一体に設けたカーカス６と、ベルト層７とを具える。正規リムＪにリム組みしかつ正規内圧を充填した無負荷の正規内圧状態において、ビードベースラインＢＬから前記カーカス６のタイヤ半径方向の最外側位置までのカーカス高さＨｃの０．２５倍の距離を前記ビードベースラインから隔てる０．２５倍高さ位置Ｐ１での前記カーカスプライ６Ａの本体部６ａの曲率半径Ｒ１と、正規リムにリム組みしかつ５０ｋＰａを充填した無負荷の仮組み状態において、前記０．２５倍高さ位置での前記カーカスプライの本体部の曲率半径Ｒ２との比（Ｒ１／Ｒ２）が０．８〜１．２である。【選択図】　図１
2004017691.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に前記ビードコアの回りをタイヤ軸方向内側から外側に折り返された折返し部を一体に設けたカーカスと、
このカーカスのタイヤ半径方向外側かつトレッド部の内部に配されたベルト層とを具えた空気入りタイヤであって、
正規リムにリム組みしかつ正規内圧を充填した無負荷の正規内圧状態において、ビードベースラインＢＬから前記カーカスのタイヤ半径方向の最外側位置までのカーカス高さＨｃの０．２５倍の距離を前記ビードベースラインから隔てる０．２５倍高さ位置での前記カーカスプライの本体部の曲率半径Ｒ１と、
正規リムにリム組みしかつ５０ｋＰａを充填した無負荷の仮組み状態において、前記０．２５倍高さ位置での前記カーカスプライの本体部の曲率半径Ｒ２との比（Ｒ１／Ｒ２）が０．８〜１．２であることを特徴とする空気入りタイヤ。
【請求項２】
前記折返し部は、前記本体部との間のカーカスコード間距離が最も小さくなる近接部を該折返し部の外端よりもタイヤ半径方向内側に有することを特徴とする請求項１記載の空気入りタイヤ。
【請求項３】
前記ビード部は、前記折返し部に沿って該折返し部のタイヤ軸方向外側をのびるコード補強層が配されるとともに、
該コード補強層のタイヤ半径方向の外端は、前記折返し部の外端よりも４ｍｍ以上タイヤ半径方向内側に位置することを特徴とする請求項１又は２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向上しうる重荷重車用に好適な空気入りタイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
トラック、バス等の重荷重車両に使用される重荷重用の空気入りタイヤは、高内圧かつ高荷重といった過酷な状況で使用される。このため、耐久性の向上、とりわけ損傷が発生しやすいビード部の耐久性の向上が重要な課題となっている。
【０００３】
例えば特許第２８１６１４３号公報では、カーカスパスライン上のリム径ラインから測ったプライ巻上げ端の高さに相当する位置の近傍に、カーカス内面側に配置した凸レンズ状断面形状のウエッジゴムを設けることによりビード部の耐久性を高めることが提案されている。この提案では、前記ウエッジゴムを介在させることにより、プライ巻き上げ端の近傍のゴムに圧縮応力を生じさせ巻上げ部の外端での引張歪を低減することを試みている。
【０００４】
また特開２００１−８０３１６号公報では、カーカスプライの折返し部をビードコアのタイヤ半径方向の外面に沿ってさらに折り返すことを提案している。そして、この提案では、カーカスプライの折返し部の末端への圧縮、引張の入力を減じ、該末端での損傷を防ぐことを期待している。
【０００５】
発明者らは、鋭意研究を重ねた結果、ビード部の耐久性を向上させる一つの手段として、タイヤ外表面とタイヤ内部とに発生する歪を小さくすることが有効であることを突き止めた。そして、このためには、正規内圧充填時と５０ｋＰａの内圧充填時とにおけるカーカスプライのビード部特定位置の曲率半径を実質的に同一とすることが効果的であることを突き止め、本発明を完成させるに至った。
【０００６】
以上のように本発明は、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。
【０００７】
【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に前記ビードコアの回りをタイヤ軸方向内側から外側に折り返された折返し部を一体に設けたカーカスと、このカーカスのタイヤ半径方向外側かつトレッド部の内部に配されたベルト層とを具えた空気入りタイヤであって、正規リムにリム組みしかつ正規内圧を充填した無負荷の正規内圧状態において、ビードベースラインＢＬから前記カーカスのタイヤ半径方向の最外側位置までのカーカス高さＨｃの０．２５倍の距離を前記ビードベースラインから隔てる０．２５倍高さ位置での前記カーカスプライの本体部の曲率半径Ｒ１と、正規リムにリム組みしかつ５０ｋＰａを充填した無負荷の仮組み状態において、前記０．２５倍高さ位置での前記カーカスプライの本体部の曲率半径Ｒ２との比（Ｒ１／Ｒ２）が０．８〜１．２であることを特徴としている。
【０００８】
また請求項２記載の発明は、前記折返し部は、前記本体部との間のカーカスコード間距離が最も小さくなる近接部を該折返し部の外端よりもタイヤ半径方向内側に有す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。
【０００９】
また請求項３記載の発明は、前記ビード部は、前記折返し部に沿って該折返し部のタイヤ軸方向外側をのびるコード補強層が配されるとともに、該コード補強層のタイヤ半径方向の外端は、前記折返し部の外端よりも４ｍｍ以上タイヤ半径方向内側に位置することを特徴とする請求項１又は２記載の空気入りタイヤである。
【００１０】
【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、空気入りタイヤとして、トラック、バスなどに使用されるチューブレス式の重荷重用ラジアルタイヤ１（以下、単に「タイヤ１」ということがある）を例示している。また図１の状態は、タイヤ１を正規リムＪ（１５°テーパ深底リム）に装着しかつ正規内圧を充填した無負荷の正規内圧状態における子午断面を示している。
【００１１】
本明細書において「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”　　となる。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”　であるが、タイヤが乗用車用である場合には１８０ｋＰａとする。
【００１２】
図１において、タイヤ１は、トレッド部２と、その両端からタイヤ半径方向内方にのびる一対のサイドウォール部３と、各サイドウオール部３の内方端に位置するとともに前記正規リムＪに着座するビード部４とを具える。またタイヤ１は、トレッド部２からサイドウオール部３をへてビード部４のビードコア５に至る本体部６ａに、前記ビードコア５でタイヤ軸方向内側から外側に折り返す折返し部６ｂを一体に設けた１枚以上のカーカスプライ６Ａからなるカーカス６を具える。
【００１３】
前記カーカスプライ６Ａは、図１のＡ−Ａ’断面である図３に示す如く、カーカスコード６ｃを配列したコード配列体をトッピングゴム６ｇにて被覆したプライからなる。前記カーカスコード６ｃは、タイヤ赤道Ｃに対して例えば７０〜９０°、より好適には８０〜９０゜の角度範囲で傾けて配されている。カーカスコード６ｃとしては、本例では、スチールコードが採用されるが、必要に応じてまたタイヤのカテゴリに応じてナイロン、レーヨン、ポリエステル、芳香族ポリアミド等の有機繊維コードをも使用できる。なお本実施形態のカーカス６は、スチールコードをタイヤ赤道Ｃに対して略９０°の角度で傾けた１枚のカーカスプライ６Ａから形成されたものを示す。
【００１４】
前記カーカス６の半径方向外側かつトレッド部２の内方には、ベルト層７が配される。ベルト層７は、本例ではスチールコードをタイヤ赤道Ｃに対して、例えば５５±１０°程度の角度で傾けた最も内のベルトプライ７Ａと、タイヤ赤道Ｃに対してスチールコードを３０°以下の小角度で傾けて並べたベルトプライ７Ｂ、７Ｃ、７Ｄとを、例えば前記ベルトコードがプライ間で互いに交差する箇所を１箇所以上設けて重ね合わせた４層構造を例示している。なお、ベルト層７には、必要に応じてレーヨン、ナイロン、芳香族ポリアミド、ナイロンなど他のコード材料を用いることができる。
【００１５】
また前記ビード部４には、前記本体部６ａと折返し部６ｂとの間に、前記ビードコア５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が配置されている。ビードエーペックス８は、図４に拡大して示すように、本例ではタイヤ軸方向の内側面８ｉが、前記本体部６ａに沿いタイヤ軸方向内側に中心を有する円弧状で形成されるとともに、タイヤ軸方向の外側面８ｏはタイヤ軸方向外側に中心を有する円弧状で形成し、断面略滴状に形成されている。該ビードエーペックス８は、ビード部４の曲げ剛性を十分に確保しうるよう、例えばＪＩＳＡ硬度が６０〜９９°、より好ましくは７０〜９５゜のゴムにて形成するのが望ましい。
【００１６】
またビードエーペックス８のビードベースラインＢＬからの高さｈａは、例えばカーカス高さＨｃの０．０７〜０．３５倍、より好ましくは０．０７〜０．２０倍、さらに好ましくは０．１３〜０．１７倍とするのが望ましい。前記カーカス高さＨｃは、図１に示した正規内圧状態において、ビードベースラインＢＬからカーカス６のタイヤ半径方向の最外側位置までの高さである。前記高さｈａがカーカス高さＨｃの０．０７倍未満になると、タイヤの製造が困難となる傾向があり、逆に０．３５倍を超えると、ビード耐久性の向上効果が薄れるとともにタイヤ重量を不必要に増加させる。
【００１７】
また図４に示すように、カーカスプライ６Ａの前記折返し部６ｂは、前記ビードエーペックス８の外端８ｔをタイヤ半径方向外側に超えてのびる。また折返し部６ｂの外端６ｔは、本例ではタイヤ最大巾位置をなす最大巾点Ｍ（図１に示す）より半径方向内方とし、荷重負荷時の歪量が比較的小さい高さｈ１としたものを示す。ビードベースラインＢＬからの前記高さｈ１は、カーカス高さＨｃの０．２５〜０．５０倍、より好ましくは０．３５〜０．４５倍程度の高さに設定される。前記高さｈ１がカーカス高さＨｃの０．２５倍未満であると、本体部６ａと折返し部６ｂとの間に発生するせん断応力を十分に減じることができず、ビード耐久性の低下を招く傾向があり、逆に０．５０倍を超えると、ビード部４の曲げ剛性を過度に高め乗り心地の悪化を招きやすくなる。
【００１８】
またタイヤ１は、図１に示した前記正規内圧状態において、カーカス高さＨｃの０．２５倍の距離（０．２５Ｈｃ）を前記ビードベースラインＢＬから隔てる０．２５倍高さ位置Ｐ１での前記カーカスプライ６Ａの本体部６ａの曲率半径Ｒ１と、図２に示すように、正規リムＪにリム組みしかつ５０ｋＰａを充填した無負荷の仮組み状態において、前記０．２５倍高さ位置Ｐ２での前記カーカスプライ６Ａの本体部６ａの曲率半径Ｒ２との比（Ｒ１／Ｒ２）が０．８〜１．２であり、特に好ましくは０．９〜１．１、さらに好ましくは１．０〜１．１とするのが望ましい。なおこの場合、前記カーカス高さＨｃは、正規内圧状態又は仮組み状態のそれぞれの状態で定め、従って０．２５倍高さ位置Ｐ１、Ｐ２も各カーカス高さＨｃに応じて定められる。また、前記各曲率半径Ｒ１、Ｒ２は、カーカスプライ６Ａの本体部６ａの厚さの中心線で特定する。
【００１９】
本発明のタイヤ１は、上述のように、各内圧状態における０．２５倍高さ位置Ｐ１、Ｐ２において、カーカスプライ６Ａの本体部の６ａの曲率半径の変化を一定範囲に限定し、内圧の充填の前後でカーカスプライ６Ａの本体部６ａの曲率半径の変化を減じている。
【００２０】
先ず仮組み状態では、カーカスコード６ｃに内圧による張力を極力作用させずにタイヤ形状を一義的に定める必要がある。このために、５０ｋＰａの内圧を充填する。もし内圧が５０ｋＰａ未満では、同一のタイヤであっても形状が一義的に定まらず、逆に５０ｋＰａを超えると、カーカスコード６ｃに内圧による張力が作用し形状変化をもたらし易いためである。
【００２１】
また本発明では、０．２５倍高さ位置Ｐ１、Ｐ２におけるカーカスプライ６Ａの本体部６ａの曲率半径Ｒ１、Ｒ２を対象としている。発明者らの種々の実験の結果、表面歪によりタイヤ外表面に生じるクラック等に特に影響を及ぼすのは、概ねビードベースラインＢＬからカーカス高さＨｃの０．１３〜０．３８倍の領域であることが判明した。そこで本発明では、この領域のほぼ中心値である０．２５倍高さ位置Ｐ１、Ｐ２での曲率半径Ｒ１、Ｒ２を実質的に変化しないように規定している。
【００２２】
このような膨張変化をなすタイヤ１は、例えば図６（Ａ）に示すように、前記０．２５倍高さ位置Ｐ１を中心として、インナーライナーゴムｉの厚さＦを増すことや、さらには図６（Ｂ）に示すように、インナーライナーｉとは別のゴムストリップｆなどを追加することによって、本体部６ａを従来に比して大きく湾曲させ、加硫成形中のブラダーの当たり位置を従来と異ならせることにより製造できる。
【００２３】
また本実施形態のタイヤ１は、図２に示す仮組み状態において、カーカスプライ６Ａの本体部６ａは、ベルト層７の外端７ｅから前記ビードコア５に至る区間のプロファイルが、いずれもタイヤ内方に中心を有する単一ないし複数の円弧により形成されたものを例示している。内圧を充填しカーカスコードに張力を作用させると、前記区間のプロファイルは通常一定の円弧形状に近づく変形をなすが、仮組み状態から上述のようなプロイファイルを具えることにより、膨張変形時に本体部６ａのプロファイルにおいて曲率が反転するようなことがなく、正規内圧充填時のカーカスコード張力を均一化させる。これは、サイドウォール部３、ビード部４にかけてタイヤの内部歪、表面歪をともに小さくかつ均一化することができ、ビード部の耐久性をさらに向上するのに役立つ。
【００２４】
また前記折返し部６ｂは、ビードエーペックス８の外側面８ｏに沿ってタイヤ半径方向外側にのび、かつ該ビードエーペックス８の外端８ｔの近傍で該折返し部６ｂと前記本体部６ａのカーカスコード６ｃ間の距離であるコード間距離ｔ（図３の如く測定する）が最小値ｔｍｉｎ　となる近接部１０を有している。即ち、折返し部６ｂは、前記本体部６ａとの間のカーカスコード間距離ｔが最も小さくなる（前記距離ｔがｔｍｉｎ　となる）近接部１０を該折返し部６ｂの外端６ｔよりもタイヤ半径方向内側に有する。前記コード間距離（ｔｍｉｎ　）は、例えば前記カーカスコード６ｃの直径Ｄの０．１５〜４．５倍、より好ましくは１．３〜３．５倍とするのが好ましい。
【００２５】
このように、折返し部６ｂの外端６ｔよりも内側に前記コード間距離ｔを最小とする近接部を設けたことにより、折返し部６ｂがタイヤ変形時の応力のニュートラルラインに近づき、該折返し部６ｂと本体部６ａとの間のせん断応力が減少してコード破壊といった損傷を効果的に抑制しうる。なお前記コード間距離ｔｍｉｎ　が、カーカスコード６ｃの直径Ｄの０．１５倍を下回ると、前記せん断応力の緩和効果が不十分となり、また時にカーカスコード６Ｃが部分的に接触するおそれがあり、コードルースなどの原因にもなりかねない。逆に４．５倍を超えると、折返し部６ｂに圧縮による破断損傷を招き易いだけでなく、ビード部４の厚さを不必要に増大させるなど発熱性の点からも好ましくない。このような近接部１０は、例えば局部的であってもよいが、前記コード間距離ｔが最小値ｔｍｉｎ　をなしつつ連続することにより、前記本体部６ａと折返し部６ｂのカーカスコードが実質的に平行にのびる平行領域Ｇを形成することも好ましい。
【００２６】
前記のような近接部Ｘが連続する平行領域Ｇを形成すると、この部分に働くせん断力に基づく発熱を効果的に分散でき、ビードエーペックス８の外端８ｔの近傍にて生じるセパレーションなどの抑制効果がより一層向上するため、ビード部の耐久性をさらに向上させうる。
【００２７】
また本実施形態では、図４に拡大して示す如く、この近接部１０のタイヤ半径方向の外側に（本例では平行領域Ｇに続けて）、カーカスプライの本体部６ａと前記折返し部６ｂとのコード間距離ｔが前記折返し部６ｂの外端６ｔまで漸増する漸増領域Ｙを形成している。このような漸増領域Ｙは、折返し部６ｂの外端６ｔの位置において本体部６ａとの間のプライ間ゴムの厚さｔを前記近接部１０に相対して増大（本例では最大値ｔｍａｘ　に増大）でき、該折返し部６ｂの外端６ｔでのセパレーションを長期に亘って抑制しうる。他方、本体部６ａと折返し部６ｂとのプライ間ゴムの厚さは、ビードエーペックス８の外端に向けては逆に漸減することとなるため、ビードエーペックス８の外端８ｔの近傍位置でのプライ間ゴム厚さを相対的に小にでき、この部分においてもセパレーションの起点の発生などを防止しうる。
【００２８】
図５には、本発明の他の実施形態を示す。
本実施形態では、前記ビード部４のカーカスプライ６Ａの外側に１層のコード補強層１３が配されたものを示す。このコード補強層１３は、前記折返し部６ｂのタイヤ軸方向外側に沿ってタイヤ半径方向外側にのびる外側部１４と、この外側部１４のタイヤ半径方向の内端側に連なりかつ前記ビードコアのタイヤ半径方向内側をのびる巻き込み部１５とを含む。
【００２９】
コード補強層１３は、例えば本例の重荷重用タイヤの場合、スチールコードが好ましいが、これ以外にも芳香族ポリアミド、脂肪族ポリアミドなどの有機繊維コードをも適宜採用することが可能である。そして、コード補強層１３は、前記コードを、例えばタイヤ周方向に対して３０〜９０゜の角度で傾けて配列するのが補強効果が高く好ましい。本実施形態では、このコード補強層１３の前記外側部１４のタイヤ半径方向の外端１４ｔは、前記折返し部６ｂの外端よりも４ｍｍ以上、より好ましくは６〜１４ｍｍの距離Ｔを隔ててタイヤ半径方向内側に位置するものを示す。これにより、折返し部６ｂの外端６ｔと、コード補強層１３の前記外端１４ｔとが近接して各端部でセパレーションなどが生じるのを抑制しうる。
【００３０】
一方、コード補強層１３の巻き込み部１５の端部１５ｔは、この例のように、ビードコア５の内方で終端するものでも良く、また図５に仮想線で示すように、巻き込み部１５の端部１５ｔが、カーカスプライ６Ａの本体部６ａのタイヤ軸方向内側に沿ってタイヤ半径方向外方にのびるものでも良い。
【００３１】
以上詳述したが、本発明では、タイヤのカテゴリーも上記の例に限定されることなく、乗用車用、小型トラック用、二輪車用など種々のカテゴリのタイヤに採用しうる。
【００３２】
【実施例】
タイヤサイズが１１Ｒ２２．５（１４ＰＲ）の重荷重用ラジアルタイヤを試作し、耐久性をテストした。テスト内容は次の通りである。
【００３３】
（１）ビード耐久性
供試タイヤをリムサイズ８．２５×２２．５のリムに組み、内圧を１０００ｋＰａ充填し、ドラム試験機上を速度２０ｋｍ／Ｈ、荷重８８．３ｋＮの条件で走行させ、タイヤが破損するまでの走行距離を測定した。結果は、比較例１を１００とする指数で表示した。数値が大きいほど良好である。
【００３４】
（２）ロードテスト
タイヤをトラックの前輪に装着して通常走行させるとともに、ビード部の外面にオゾンクラックが発生した時の走行距離を測定した。結果は比較例１を１００とする指数で表示した。数値が大きいほど良好である。
【００３５】
タイヤの共通仕様などは次の通りである。
＜カーカス＞
・プライ数：１
・コード　：スチール（３／０．２０ｍｍ＋７／０．２３ｍｍ）
・コード角度：９０゜（対タイヤ赤道）
＜ベルト層＞
・プライ数：４
・コード　：スチール（１×５×０．３８ｍｍ）
・コード打ち込み本数：２６本／５ｃｍ
・コード角度：＋５０゜、＋１８゜、−１８゜、−１８゜（対タイヤ赤道）
【００３６】
またたビード補強層を有するものについては、下記プライを使用した。
＜ビード補強層＞
・プライ数：１
・コード　：スチール（３／０．２０ｍｍ＋７／０．２３ｍｍ）
・コード角度：２５゜（対タイヤ赤道）
テストの結果などを表１に示す。
【００３７】
【表１】
2004017691.tif 000003
【００３８】
テストの結果、実施例のものは、ビード部の耐久性を向上していることが確認できた。
【００３９】
【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、内圧充填前後のカーカスプライの形状変化を小さく抑えることによってタイヤのビード部などに局部的な内部歪が生じるのを防いでビード部の耐久性を向上しうる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態を示す正規内圧状態のタイヤ子午線断面図である。
【図２】本発明の実施形態を示す仮組み状態のタイヤ子午線断面図である。
【図３】図１のＡ−Ａ’断面図である。
【図４】図１のビード部を拡大して示す拡大断面図である。
【図５】本発明の他の実施形態を示す正規内圧状態のビード部の断面図である。
【図６】（Ａ）、（Ｂ）は、ビード部を拡大した部分断面図である。
【図７】比較例タイヤのビード部の拡大断面図である。
【図８】比較例タイヤのビード部の拡大断面図である。
【図９】比較例タイヤのビード部の拡大断面図である。
【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
７　ベルト層
Ｈｃ　カーカス高さ
Ｐ１　正規内圧状態における０．２５倍高さ位置
Ｐ２　仮組み状態における０．２５倍高さ位置
【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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【図９】
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