(57)【要約】【課題】カーカス層の巻き上げ端部を起点とするセパレーション故障を効果的に抑制し、ビード部の耐久性を向上することを可能にした重荷重用空気入りラジアルタイヤを提供する。【解決手段】左右一対のビード部３，３間にカーカス層４を装架し、各ビード部３に埋設されたビードコア５の廻りにカーカス層４を巻き上げた重荷重用空気入りラジアルタイヤにおいて、カーカス層４の巻き上げ端部４ａを独立気泡を有する発泡ゴム層８で包み込み、更に発泡ゴム層８の外側を発泡ゴム層８よりもヤング率が高くかつ上側ビードフィラー１２及びリムクッションゴム層１３などの隣接する周辺ゴム層よりもヤング率が高いカバーゴム層９で覆う。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
左右一対のビード部間にカーカス層を装架し、各ビード部に埋設されたビードコアの廻りに前記カーカス層を巻き上げた重荷重用空気入りラジアルタイヤにおいて、前記カーカス層の巻き上げ端部を独立気泡を有する発泡ゴム層で包み込み、更に該発泡ゴム層の外側を該発泡ゴム層よりもヤング率が高くかつ隣接する周辺ゴム層よりもヤング率が高いカバーゴム層で覆うようにした重荷重用空気入りラジアルタイヤ。
【請求項２】
前記発泡ゴム層の発泡率が３〜５０％である請求項１に記載の重荷重用空気入りラジアルタイヤ。
【請求項３】
前記発泡ゴム層の独立気泡の直径が２０〜１０００μｍである請求項１又は請求項２に記載の重荷重用空気入りラジアルタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、偏平率が７０％以下である場合に好適な重荷重用空気入りラジアルタイヤに関し、さらに詳しくは、ビード部の耐久性を向上するようにした重荷重用空気入りラジアルタイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】
重荷重用空気入りラジアルタイヤにおいては、カーカス層の巻き上げ端部に応力が集中し、その巻き上げ端部を起点としてセパレーション故障を生じることがある。このようなセパレーション故障を防止するために、従来より、ビードフィラーのゲージを厚くしたり、ビード部に埋設されるナイロン補強層の枚数を増やすことにより、ビード部の歪みを抑制することが行われている。
【０００３】
しかしながら、これら手法では、サイド部の剛性増加に伴ってベルト層のエッジへの負担が大きくなるため、トレッド部においてセパレーション故障を生じ易くなる。特に、偏平率が小さくサイド部の撓み領域が少ないタイヤは、サイド部の剛性増加による影響が顕著になる。また、ビードフィラーのゲージを厚くしたり、ナイロン補強層の枚数を増やすと、カーカスラインを変更する必要性を生じたり、タイヤの質量が増加するなどの不都合もある。
【０００４】
一方、ビード部のセパレーション故障を防止するために、カーカス層の巻き上げ端部を低モジュラスのゴム層と高モジュラスのゴム層とで被覆することが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。このようにカーカス層の巻き上げ端部を被覆するゴム層の物性を特定することにより、カーカス層の巻き上げ端部を起点とするセパレーション故障を抑制することができる。しかしながら、この場合であっても、セパレーション故障の抑制効果は必ずしも十分ではなく、特に偏平率が小さい重荷重用空気入りラジアルタイヤについては更なる改善が要求されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平９−１７５１２２号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、カーカス層の巻き上げ端部を起点とするセパレーション故障を効果的に抑制し、ビード部の耐久性を向上することを可能にした重荷重用空気入りラジアルタイヤを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明の重荷重用空気入りラジアルタイヤは、左右一対のビード部間にカーカス層を装架し、各ビード部に埋設されたビードコアの廻りに前記カーカス層を巻き上げた重荷重用空気入りラジアルタイヤにおいて、前記カーカス層の巻き上げ端部を独立気泡を有する発泡ゴム層で包み込み、更に該発泡ゴム層の外側を該発泡ゴム層よりもヤング率が高くかつ隣接する周辺ゴム層よりもヤング率が高いカバーゴム層で覆うようにしたことを特徴とするものである。
【０００８】
このようにカーカス層の巻き上げ端部を発泡ゴム層で包み込み、更に該発泡ゴム層の外側を高ヤング率のカバーゴム層で覆うことにより、カーカス層の巻き上げ端部での亀裂の発生を効果的に防止し、かつ亀裂の成長を効果的に防止することができる。従って、カーカス層の巻き上げ端部を起点とするセパレーション故障を効果的に抑制し、ビード部の耐久性を向上することができる。
【０００９】
本発明において、発泡ゴム層の発泡率は３〜５０％であることが好ましく、また発泡ゴム層の独立気泡の直径は２０〜１０００μｍであることが好ましい。このように規定される発泡ゴム層は、セパレーション故障を防止する上で有効である。
【００１０】
本発明は、特にサイド部の補強が制限される偏平率７０％以下の重荷重用空気入りラジアルタイヤに好適である。つまり、本発明を偏平率７０％以下の重荷重用空気入りラジアルタイヤに適用した場合、サイド部の剛性を過度に大きくする必要がないので、ベルト層の端部への負担を軽減し、トレッド部におけるセパレーション故障の発生をより確実に回避することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の構成について添付の図面を参照して詳細に説明する。
【００１２】
図１は本発明の実施形態からなる重荷重用空気入りラジアルタイヤを示すものである。図１において、１はトレッド部、２はサイドウォール部、３はビード部である。
【００１３】
図１に示すように、左右一対のビード部３，３間には、複数本のスチールコードをタイヤ径方向に配列してなるカーカス層４が装架されている。このカーカス層４は、各ビード部３に埋設されたビードコア５の廻りにタイヤ内側から外側へ巻き上げられている。ビード部３には、複数本のスチールコードを引き揃えてなるスチール補強層６がカーカス層４に沿って埋設されている。一方、トレッド部１におけるカーカス層４の外周側には、複数本の補強コードを引き揃えてなる複数のベルト層７が埋設されている。
【００１４】
図２は上記重荷重用空気入りラジアルタイヤのビード部を拡大して示すものである。図２において、１１は下側ビードフィラー、１２は上側ビードフィラー、１３はリムクッションゴム層である。上記重荷重用空気入りラジアルタイヤにおいて、カーカス層４の巻き上げ端部４ａは発泡ゴム層８で包み込まれ、更に発泡ゴム層８の外側がカバーゴム層９で覆われている。
【００１５】
発泡ゴム層８は、多数の独立気泡を有している。そのため、通常は圧縮変形しないゴム材料であっても、独立気泡が潰れることで圧縮変形が可能である。これにより、発泡ゴム層８は変形に対して優れた追従性を発揮し、カーカス層４の巻き上げ端部４ａにおける亀裂の発生を効果的に防止する。また、カーカス層４の巻き上げ端部４ａで発泡ゴム層８に亀裂が生じた場合、その亀裂の成長が各独立気泡に到達する度に一時停止することになる。そのため、発泡ゴム層８は亀裂の成長を効果的に防止する。
【００１６】
ここで、発泡ゴム層８の発泡率は３〜５０％であると良い。この発泡率が３％未満であると変形に対する追従性が低下し、逆に５０％を超えると操縦安定性等のタイヤ性能を損なう恐れがある。但し、発泡率とは発泡ゴム層８の見かけの体積に対する独立気泡の総体積の比率である。また、発泡ゴム層８における独立気泡の直径は２０〜１０００μｍであると良い。独立気泡の直径が２０μｍ未満であると亀裂の成長を停止させる効果が不足し、逆に１０００μｍを超えると操縦安定性等のタイヤ性能を損なう恐れがある。
【００１７】
カバーゴム層９は、発泡ゴム層８よりもヤング率（１００％モジュラス）が高く、かつ上側ビードフィラー１２及びリムクッションゴム層１３などの隣接する周辺ゴム層よりもヤング率（１００％モジュラス）が高い。そのため、発泡ゴム層８に生じた亀裂がカバーゴム層９に到達したとしても、発泡ゴム層８とカバーゴム層９との間に剛性差が存在するので、その亀裂はカバーゴム層９に対して垂直に進展するのではなく発泡ゴム層８とカバーゴム層９との界面に沿って進展することになる。つまり、亀裂はカバーゴム層９の外部に拡散することなくカバーゴム層９の内部で処理される。従って、カバーゴム層９は亀裂の成長を効果的に防止する。
【００１８】
発泡ゴム層８の１００％モジュラスは０．５〜２．０ＭＰａとし、カバーゴム層９の１００％モジュラスは４〜２０ＭＰａにすると良い。但し、１００％モジュラスはＪＩＳ  Ｋ６２５１に準拠して測定されるものである。カバーゴム層９の厚さは０．５〜３．０ｍｍであれば良い。
【００１９】
上記重荷重用空気入りラジアルタイヤでは、カーカス層４の巻き上げ端部４ａを発泡ゴム層８で包み込み、更に発泡ゴム層８の外側を高ヤング率のカバーゴム層９で覆っているので、カーカス層４の巻き上げ端部４ａでの亀裂の発生を効果的に防止し、かつ亀裂の成長を効果的に防止することができる。従って、カーカス層４の巻き上げ端部４ａを起点とするセパレーション故障を効果的に抑制し、ビード部の耐久性を向上することができる。
【００２０】
図３〜図５はそれぞれ本発明の重荷重用空気入りラジアルタイヤにおけるビード部の変形例を示すものである。図３において、発泡ゴム層８はタイヤ子午線断面において楕円形をなし、その長径がタイヤ径方向に配置されている。図４において、カバーゴム層９はタイヤ幅方向内側の内層９ａと外側の外層９ｂとから構成されている。図５において、カバーゴム層９はタイヤ幅方向内側の内層９ａと外側の外層９ｂとから構成され、これら内層９ａ及び外層９ｂの端部同士が発泡ゴム層８の膨脹により互いに離れたものである。
【００２１】
【実施例】
タイヤサイズ２７５／７０Ｒ２２．５の重荷重用空気入りラジアルタイヤにおいて、ビード部の補強構造を下記のように種々異ならせた標準例、従来例１〜３、実施例及び比較例をそれぞれ製作した。
【００２２】
標準例：
図７に示すように、ビード部３にナイロン補強層２１を挿入したタイヤである。但し、ビードフィラー１２の１００％モジュラスは２．８ＭＰａとし、リムクッションゴム層１３の１００％モジュラスは３．２ＭＰａとした。
【００２３】
従来例１：
図８に示すように、カーカス層の巻き上げ端部におけるビードフィラー１２のゲージｔを増やしたこと以外は、標準例と同じ構造を有するタイヤである。
【００２４】
従来例２：
図９に示すように、ナイロン補強層２１の枚数を増やしたこと以外は、標準例と同じ構造を有するタイヤである。
【００２５】
従来例３：
図１０に示すように、ナイロン補強層を設けずに、カーカス層４の巻き上げ端部４ａを非発泡ゴム層２２（１００％モジュラス：１ＭＰａ）で被覆し、更にその外側をカバーゴム層２３（１００％モジュラス：１４ＭＰａ）で被覆したこと以外は、標準例と同じ構造を有するタイヤである。
【００２６】
実施例：
図２に示すように、ナイロン補強層を設けずに、カーカス層４の巻き上げ端部４ａを発泡ゴム層８（１００％モジュラス：１ＭＰａ）で被覆し、更にその外側をカバーゴム層９（１００％モジュラス：１４ＭＰａ）で被覆したこと以外は、標準例と同じ構造を有するタイヤである。
【００２７】
比較例：
図６に示すように、ナイロン補強層を設けずに、カーカス層４の巻き上げ端部４ａを発泡ゴム層８（１００％モジュラス：１ＭＰａ）で被覆したこと以外は、標準例と同じ構造を有するタイヤである。
【００２８】
これら試験タイヤについて、下記試験方法により、カーカス層の巻き上げ端部における亀裂発生率及び亀裂長さを測定し、耐トレッドセパレーション性を評価し、更にタイヤ質量を測定し、その結果を表１に示した。
【００２９】
亀裂発生率及び亀裂長さ：
試験タイヤを実車に装着して１０万ｋｍ走行後、ビード部の内部解析を行った。亀裂発生率については、左右のビード部をそれぞれ周上８分割して亀裂の発生状況を確認し、１６点の確認箇所における亀裂発生箇所の比率（％）を求めた。また、亀裂長さについては、１６点の確認箇所で測定された亀裂の総長さを求め、標準例を１００とする指数にて示した。この指数値が大きいほど亀裂が多いことを意味する。
【００３０】
耐トレッドセパレーション性：
試験タイヤを実車に装着して１０万ｋｍ走行後、ベルトエッジ部の内部解析を行った。具体的には、カーカス層側から数えて２番目と３番目のベルト層の左右のエッジ部をそれぞれ周上８分割して亀裂の発生状況を確認し、３２点の確認箇所における亀裂発生箇所の比率（％）を求めた。評価結果は、前記比率の逆数を用い、標準例を１００とする指数にて示した。この指数値が大きいほど耐トレッドセパレーション性が優れていることを意味する。
【００３１】
タイヤ質量：
試験タイヤの質量を測定した。評価結果は、標準例を１００とする指数にて示した。この指数値が大きいほど質量が大きいことを意味する。
【００３２】
【表１】
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【００３３】
この表１から判るように、従来例１，２のタイヤは、ビード部の耐久性は良好であるが、ビード部の補強に伴ってトレッド部の耐久性が低下しており、実用上、好ましい補強構造ではなかった。従来例３及び比較例のタイヤは、トレッド部の耐久性については問題ないものの、ビード部の耐久性の改善効果が不十分であった。これに対して、実施例のタイヤは、トレッド部の耐久性を損なうことなく、ビード部の耐久性を効果的に改善することができた。
【００３４】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、左右一対のビード部間にカーカス層を装架し、各ビード部に埋設されたビードコアの廻りに前記カーカス層を巻き上げた重荷重用空気入りラジアルタイヤにおいて、カーカス層の巻き上げ端部を独立気泡を有する発泡ゴム層で包み込み、更に該発泡ゴム層の外側を該発泡ゴム層よりもヤング率が高くかつ隣接する周辺ゴム層よりもヤング率が高いカバーゴム層で覆うようにしたから、カーカス層の巻き上げ端部を起点とするセパレーション故障を効果的に抑制し、ビード部の耐久性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態からなる重荷重用空気入りラジアルタイヤを示す子午線半断面図である。
【図２】本発明の実施形態からなる重荷重用空気入りラジアルタイヤのビード部を示す断面図である。
【図３】本発明の重荷重用空気入りラジアルタイヤにおけるビード部の変形例を示す断面図である。
【図４】本発明の重荷重用空気入りラジアルタイヤにおけるビード部の変形例を示す断面図である。
【図５】本発明の重荷重用空気入りラジアルタイヤにおけるビード部の変形例を示す断面図である。
【図６】比較例のビード部を示す断面図である。
【図７】標準例のビード部を示す断面図である。
【図８】従来例１のビード部を示す断面図である。
【図９】従来例２のビード部を示す断面図である。
【図１０】従来例３のビード部を示す断面図である。
【符号の説明】
１  トレッド部
２  サイドウォール部
３  ビード部
４  カーカス層
４ａ  巻き上げ端部
５  ビードコア
６  スチール補強層
７  ベルト層
８  発泡ゴム層
９  カバーゴム層
１１  下側ビードフィラー
１２  上側ビードフィラー
１３  リムクッションゴム層
【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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【図９】
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【図１０】
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