(57)【要約】【課題】カーカス端部のセパレーション及びカーカスプライコードのフレッティング磨耗の防止を、ビードコアの構造を改良することによって実現した、ビード部の耐久性に優れたタイヤを提供する。【解決手段】１対のビードコア間にわたってトロイド状をなして跨がる、少なくとも１枚のプライによるカーカスを配置し、このカーカスの半径方向外側に、ベルトおよびトレッドを順に配置したタイヤにおいて、該ビードコアは、硬質ゴムによる芯の周面に沿ってスチールワイヤを並列させた層を硬質ゴムの半径方向外方に積み重ねた構造とする。【選択図】図１
2005041392.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１対のビードコア間にわたってトロイド状をなして跨がる、少なくとも１枚のプライによるカーカスを配置し、このカーカスの半径方向外側に、ベルトおよびトレッドを順に配置したタイヤであって、該ビードコアは、硬質ゴムによる芯の周面に沿ってスチールワイヤを並列させた層を硬質ゴムの半径方向外方に積み重ねて成ることを特徴とするビード部耐久性に優れるタイヤ。
【請求項２】
ビードコアのタイヤ幅方向の断面形状が六角形である請求項１に記載のビード部耐久性に優れるタイヤ。
【請求項３】
ビードコアにおけるスチールワイヤの並列層は２〜３層構造である請求項１または２に記載のビード部耐久性に優れるタイヤ。
【請求項４】
タイヤ幅方向断面における、ビードコアの軸心とビードコアの外周縁とを結ぶ線分のうち最長の線分をＬおよびスチールワイヤの直径をｄとしたとき、
タイヤ幅方向におけるビードコア断面に現れるスチールワイヤの本数が40〜50本の場合：5.0×ｄ≦Ｌ≦6.0×ｄ
タイヤ幅方向におけるビードコア断面に現れるスチールワイヤの本数が51〜70本の場合：5.5×ｄ≦Ｌ≦6.5×ｄ
タイヤ幅方向におけるビードコア断面に現れるスチールワイヤの本数が71本以上の場合：6.5×ｄ≦Ｌ≦7.5×ｄ
を満足することを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のビード部耐久性に優れるタイヤ。
【請求項５】
ビードコアの芯となる硬質ゴムはバネ式硬さが80以上である請求項１ないし４のいずれかに記載のビード部耐久性に優れるタイヤ。
【請求項６】
スチールワイヤの径が1.50〜1.90mmである請求項１ないし５のいずれかに記載のビード部耐久性に優れるタイヤ。
【請求項７】
カーカスは、ビードコア間にわたってトロイド状をなして跨がる本体部と、ビードコアの周りにタイヤ幅方向内側から外側に巻回してタイヤサイド部に向かって延びる折り返し部とからなる請求項1ないし６のいずれかに記載のビード部耐久性に優れるタイヤ。
【請求項８】
カーカスは、タイヤの赤道面を横切る向きに延びるスチールコードの多数本を平行に配列したプライからなる請求項１ないし７のいずれかに記載のビード部耐久性に優れるタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ビード部の耐久性を向上したタイヤ、中でもトラック及びバス用タイヤに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
タイヤの骨格となるカーカスは、その両端部をビード部の中心に据えたビードコアに巻付けて強固に固定されている。このビード部は、カーカスの端部を固定する他、タイヤの内径を規定してリムとの整合を図る上で重要な部分である。そのため、ビード部の中心には、スチールワイヤを束ねて成るビードコアを配置して、ビード部を強化すると共に、カーカス端部の巻付けを可能としている。
【０００３】
このビードコアには、種々の構造があるが、例えばトラック及びバス用タイヤには、いわゆる六角ビードコアが適用されている。この六角ビードコアは、ゴム被覆したスチールワイヤを複数回並列に巻回した層を、巻付けピッチをずらしながら積み重ねることで積層回数を増やして、最終的には六角形の断面形状に積層させたものであり、形状安定性並びに応力分散性に優れる利点がある。
【０００４】
この六角ビードコアを埋設したトラック及びバス用タイヤは、高内圧かつ高荷重の下で使用されるため、カーカスプライがタイヤ径方向外側に引っ張られてビード部から抜けるのを防止するため、カーカスをビードコアの回りに折り返した構造を採用するのが一般的である。しかし、この種のタイヤは、比較的に高荷重及び高内圧の下で使用されるため、タイヤの断面形状が大きく変形する結果、六角ビードコア周面の頂角部分とカーカスプライとの接触部分に応力が集中して、ワイヤおよびコードの被覆ゴムに亀裂が発生し、ビードコアのワイヤとカーカスプライのコードとが直接接触して擦れ合う、いわゆるフレッティングが生じる。このフレッティングのよる磨耗が進行すると、とりわけカーカスプライのコード強力が低下し、最終的にはコード破断に至る、いわゆる「ビードバースト故障」を招くおそれがあった。
【０００５】
従来、かかるフレッティングを防止するため、ビードコアの周囲に硬質ゴムを介在させる等して、六角ビードコアの頂角部分とカーカスプライとを離間させる方策が知られている。
【０００６】
例えば、特許文献１には、六角ビードコアの下方にゴムを配設することによって、六角ビードコアとカーカスプライとの接触を防止したタイヤが記載されている。しかし、かかるタイヤでは、ビードコアとカーカスプライとの間の距離が大きくなるため、タイヤ転動時にプライコードの移動が大きくなる結果、カーカスプライの端末付近に亀裂が入り、ここからセパレーションを生じやすかった。
【０００７】
また、フリッパー等の有機繊維コードをゴム被覆してなる補強素子でビードを包み込んだ製品タイヤも知られているが、かかるタイヤは、タイヤ転動時の熱により、補強素子のセパレーションを起こすおそれがあり、さらに有機繊維コードの補強素子を用いることでコストが上昇するという問題もあった。
【特許文献１】特開平１０−２３０７１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
この発明の目的は、カーカス端部のセパレーション及びカーカスプライコードのフレッティング磨耗の防止を、ビードコアの構造を改良することによって実現した、ビード部の耐久性に優れたタイヤを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
発明者らは、六角ビードコアを有するタイヤのビード部に発生する故障について鋭意研究を重ねたところ、従前のタイヤでは六角ビードコアとカーカスプライコードとの接触部に発生するフレッティングが上記故障の主原因であり、一方上述の従来技術のように、六角ビードコアとカーカスとを大きく離間させた構造のタイヤでは、カーカス端部のセパレ−ションが主原因となっていることを見出した。さらに、接触部にフレッティングが発生する原因について研究を進めた結果、カーカスが六角ビードコアの頂点を支点として六角ビードコアに巻き付いたり離れたりする曲げ変形を繰り返すため、フレッティングが発生することを突き止めた。また、そのフレッティングは、六角ビードコア周面の頂角部分に応力が集中して成長する事も判明した。
【００１０】
そこで、発明者らは、六角ビードコアの頂角部分に掛かる応力集中を分散させる方途を検討したところ、ビードコアの径を大きくすると応力が緩和しフレッティングの成長が抑制される事を見出した。しかしながら、ビードコアの径を大きくするためにビードワイヤの並列数や積層数を多くすると、当然ビードコア総重量が重くなり、タイヤ重量の増加ひいては自動車の燃費の悪化を招くことから、単にビードコア径を大きくすることは好ましくない。従って、ビードコア径の拡大とともに、ビードコアの軽量化が必要になる。
【００１１】
ここに、ビードコアの軽量化技術として、特開2002−187414号公報には、金属製のパイプ状体をリング状に湾曲させて、その内部の空所にゴムまたは樹脂を充填した、ビードコアが提案されている。かような構造であれば、軽量化は可能であるが、例えばトラック及びバス用タイヤ等の高荷重及び高内圧の下で使用されるタイヤでは、ビードコアに加わる応力は大きいため、金属製のパイプ状体では吸収しきれない場合が想定され、特に湾曲させたパイプ状体の曲げ内側部分における金属疲労が問題となる。
【００１２】
そこで、発明者らは、ビードコアの軽量化に併せて必要強度を維持する手法について鋭意究明した結果、タイヤに必要なビードコアの強度を保つための必要最低限のスチールワイヤ列構造を確保してビードコアの外側を固めて、その中心部に硬質ゴムを充填すれば、ビードコア径の拡大とともにビードコアの軽量化が実現でき、一点への応力集中を緩和しフレッティングを抑制しつつ重量増抑制も可能となる事を見出した。また、六角ビードコアとカーカスとの離間距離が小さくなるため、セパレーションに対しても有効であり、ビード部の耐久性を向上できることも見出し、本発明を完成させるに至ったのである。
【００１３】
すなわち、本発明の要旨構成は、次のとおりである。
（１）１対のビードコア間にわたってトロイド状をなして跨がる、少なくとも１枚のプライによるカーカスを配置し、このカーカスの半径方向外側に、ベルトおよびトレッドを順に配置したタイヤであって、該ビードコアは、硬質ゴムによる芯の周面に沿ってスチールワイヤを並列させた層を硬質ゴムの半径方向外方に積み重ねて成ることを特徴とするビード部耐久性に優れるタイヤ。
【００１４】
（２）ビードコアのタイヤ幅方向の断面形状が六角形である上記（１）に記載のビード部耐久性に優れるタイヤ。
【００１５】
（３）ビードコアにおけるスチールワイヤの並列層は２〜３層構造である上記（１）または（２）に記載のビード部耐久性に優れるタイヤ。
【００１６】
（４）タイヤ幅方向断面における、ビードコアの軸心とビードコアの外周縁とを結ぶ線分のうち最長の線分をＬおよびスチールワイヤの直径をｄとしたとき、
タイヤ幅方向におけるビードコア断面に現れるスチールワイヤの本数が40〜50本の場合：5.0×ｄ≦Ｌ≦6.0×ｄ
タイヤ幅方向におけるビードコア断面に現れるスチールワイヤの本数が51〜70本の場合：5.5×ｄ≦Ｌ≦6.5×ｄ
タイヤ幅方向におけるビードコア断面に現れるスチールワイヤの本数が71本以上の場合：6.5×ｄ≦Ｌ≦7.5×ｄ
を満足することを特徴とする上記（１）ないし（３）のいずれかに記載のビード部耐久性に優れるタイヤ。
【００１７】
（５）ビードコアの芯となる硬質ゴムはバネ式硬さが80以上である上記（１）ないし（４）のいずれかに記載のビード部耐久性に優れるタイヤ。
【００１８】
（６）スチールワイヤの径が1.50〜1.90mmである上記（１）ないし（５）のいずれかに記載のビード部耐久性に優れるタイヤ。
【００１９】
（７）カーカスは、ビードコア間にわたってトロイド状をなして跨がる本体部と、ビードコアの周りにタイヤ幅方向内側から外側に巻回してタイヤサイド部に向かって延びる折り返し部とからなる上記（１）ないし（６）のいずれかに記載のビード部耐久性に優れるタイヤ。
【００２０】
（８）カーカスは、タイヤの赤道面を横切る向きに延びるスチールコードの多数本を平行に配列したプライからなる上記（１）ないし（７）のいずれかに記載のビード部耐久性に優れるタイヤ。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、ビードコアの重量増や強度低下をまねくことなしに、ビードコア径の拡大によって、タイヤ使用時のビードコア周面での応力集中を緩和することができるため、カーカスプライコードとのフレッティングが回避された、ビード部耐久性に優れたタイヤの提供が可能となった。さらに、ビードコアとカーカスとの間にゴムを追加する必要がなく、ビードコアは適正に配置される結果、カーカスの端末のセパレーションも回避される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
次に、本発明のタイヤについて、図１を参照して詳しく説明する。
すなわち、図１に示すタイヤは、１対のビードコア１間にわたってトロイド状をなして跨がる、少なくとも１枚のプライによるカーカス２を配置し、このカーカス２の半径方向外側に、ベルトおよびトレッドを順に配置して成る。なお、ベルトおよびトレッドは、例えばトラック及びバス用タイヤの一般に従えばよく、その図示を省略する。
【００２３】
カーカス２は、少なくとも１枚のプライ、好ましくはタイヤの赤道面を横切る向きに延びるスチールコードの多数本を平行に配列したラジアル配列プライからなり、１対のビードコア１間にトロイド状をなして跨がる本体部２ａと、ビードコア１の周りにタイヤ幅方向内側から外側に巻回してタイヤサイド部に向かって延びるプライの折り返し部２ｂとを有する。
【００２４】
このカーカス２が巻回されるビードコア１は、硬質ゴムによる芯１ａの周面に沿ってスチールワイヤ１ｂを並列させた層を硬質ゴムの半径方向外方に積み重ねた、積層構造に成る。すなわち、図示例では、断面六角形で延びる硬質ゴムの線条体である芯１ａの周りに、いわゆる六角ビードコアの作製要領と同様に、１本（または２本）のゴム被覆したスチールワイヤ１ｂを、複数回並列に巻回した層を、巻付けピッチをずらしながら積み重ねることで積層回数を増やし、この巻回操作を芯１ａの周面に沿って行うことによって、芯１ａの半径方向外方にスチールワイヤ１ｂを並列させた層の２層を形成したものである。
【００２５】
かように、ビードコアに、硬質ゴムの芯１ａのまわりにスチールワイヤ１ｂ列を積層した複合構造を与えることによって、まずスチールワイヤを減量しつつ、または増加することなくビードコア径の拡大を図ることができる。
【００２６】
従って、不都合のないビードコア径の拡大が実現されて、ビードコアの周面における応力集中は緩和されるため、上述したフレッティング磨耗を回避することができる。
【００２７】
ここで、ビードコアにおけるスチールワイヤの並列層は２〜３層構造であることが好ましい。なぜなら、４層以上であれば軽量化の効果が薄れ、一方１層であると十分な強度が得られない。
【００２８】
スチールワイヤの並列数については、特に、図２に示すように、タイヤ幅方向断面における、ビードコアの軸心とビードコアの外周縁とを結ぶ線分のうち最長の線分をＬおよびスチールワイヤの直径をｄとしたとき、
タイヤ幅方向におけるビードコア断面に現れるスチールワイヤの本数が40〜50本の場合：5.0×ｄ≦Ｌ≦6.0×ｄ
タイヤ幅方向におけるビードコア断面に現れるスチールワイヤの本数が51〜70本の場合：5.5×ｄ≦Ｌ≦6.5×ｄ
タイヤ幅方向におけるビードコア断面に現れるスチールワイヤの本数が71本以上の場合：6.5×ｄ≦Ｌ≦7.5×ｄ
を満足するが好ましい。
【００２９】
すなわち、いずれの場合にあっても、線分Ｌが各式の左辺未満になると、フレッティングが生じ易くなり、一方同右辺を超えると、ビード部におけるビードコアとカーカスとの配置バランスが悪くなり、カーカスプライ端部の動きが容易になり、耐セパレーション性が低下する、おそれがある。
【００３０】
また、ビードコア１の芯１ａとなる硬質ゴムはバネ式硬さが80以上であることが好ましい。すなわち、同ゴム硬さが80未満の場合には、走行中に受ける荷重によりビードコアが変形し、プライ端部の動きが容易になり耐セパレーション性が低下する、おそれがある。
【００３１】
ここで、ビードコア１のタイヤ幅方向断面において芯１ａとスチールワイヤ１ｂ列とが占める面積比は、芯１ａ：１およびスチールワイヤ１ｂ列：２〜７．５とすることが好ましい。なぜなら、スチールワイヤー１ｂが２より小さいと強度不足となり２．５より大きいと軽量化効果が薄れる。
【実施例１】
【００３２】
表１に示す仕様のビードコアを埋設したトラック及びバス用ラジアルタイヤを、サイズ11R22.5で作製し、ＪＡＴＭＡで定める標準リム（サイズ：8.25）に組み込み、内圧を882kPaに調整したのち10ｔトラックに装着し、タイヤ荷重：3000kgの条件下で、一般路を制限速度でトレッド溝が完全に磨耗するまで走行した後、タイヤを解剖してフレッティング性及びカーカスプライ端末の耐セパレーション性を、次の通りに測定した。
【００３３】
（耐フレッティング性）
耐フレッティング性は、タイヤ走行後、タイヤよりカーカスプライコードを採取し、そのビートコアと接触して削られた部分を、レーザー顕微鏡を用いて測定した。その測定結果を、従来例の結果を100とした指数にて示した。この指数が小さいほど、フレッティング磨耗が少ないことを示している。
【００３４】
（耐セパレーション）
カーカスプライ端末における耐セパレーション性は、カーカスプライ端末から延びるセパレーションの長さにより評価した。その測定長を、従来例の長さを100とした指数にて示した。この指数が小さいほど、耐セパレーション性が優れている。
【００３５】
また、ビード部の重量についても、評価した。すなわち、供試タイヤの構造は、ビードコア以外は同じであることから、タイヤ重量を測定し、従来例のタイヤ重量を100とした指数にて示した。この指数が小さいほど、ビードコアが軽量であることを示している。
【００３６】
【表１】
2005041392.tif 000003
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明に従うビードコアは、在来の場合と同程度の径であれば、使用するスチールワイヤ量を大幅に低減でき、一方在来の場合と同程度のスチールワイヤ量であれば、ビードコア径の拡大を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明に従うタイヤのビード部を示す断面図である。
【図２】ビードコアの拡大断面図である。
【符号の説明】
【００３９】
１  ビードコア
１ａ  芯
１ｂ  スチールワイヤ
２  カーカス
２ａ  本体部
２ｂ  折り返し部
【図１】
2005041392.tif 000004
【図２】
2005041392.tif 000005