(57)【要約】     【課題】  ビード耐久性を維持しながら転がり抵抗を低減しうる。    【解決手段】  ビードエーペックスゴム８の高さＨ１は、タイヤ最大巾位置Ｍの高さＨ０の０．８５〜０．９５倍とする。又ビードエーペックスゴム８は、その外側面Ｓの位置Ｐａ（プライ折返し部６ｂの先端６ｅの高さ位置）における厚さＴａを、位置Ｐｂ（プライ折返し部６ｂの先端６ｅのビードベースラインＢＬからの半径方向高さＨ２の２／５の高さ位置）における厚さＴｂの０．８５〜１．１０倍、かつ外側面Ｓの位置Ｐｃ（プライ折返し部６ｂの先端６ｅとビードエーペックスゴム８の先端８ｅとの中間の高さ位置）における厚さＴｃを、前記厚さＴａの０．３５〜０．４５倍とした。【選択図】  図２
2005199866.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へてビード部のビードコアに至るプライ本体部に、前記ビードコアの廻りでタイヤ軸方向内側から外側に折り返されるプライ折返し部を有するカーカスプライ、及び前記プライ本体部とプライ折返し部との間を通って前記ビードコアからタイヤ半径方向外方にのびるビードエーペックスゴムを具える重荷重用タイヤであって、
前記プライ折返し部は、前記ビードエーペックスゴムのタイヤ軸方向外側面で途切れ、
かつ前記ビードエーペックスゴムの先端のビードベースラインからの半径方向高さＨ１は、タイヤ最大巾位置のビードベースラインからの半径方向高さＨ０の０．８５〜０．９５倍するとともに、
前記ビードエーペックスゴムは、前記外側面が前記プライ折返し部の先端の高さとなる位置Ｐａにおけるビードエーペックスゴムの厚さＴａを、前記外側面が前記プライ折返し部の先端のビードベースラインからの半径方向高さＨ２の２／５の高さとなる位置Ｐｂにおけるビードエーペックスゴムの厚さＴｂの０．８５〜１．１０倍とし、しかも前記外側面が前記プライ折返し部の先端と前記ビードエーペックスゴムの先端との中間の高さとなる位置Ｐｃにおけるビードエーペックスゴムの厚さＴｃを、前記厚さＴａの０．３５〜０．４５倍としたことを特徴とする重荷重用タイヤ。
【請求項２】
前記ビードエーペックスゴムは、７０℃における損失正接tan δを０．０５〜０．１１としたことを特徴とする請求項１記載の重荷重用タイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ビードエーペックスゴムを所定の厚さ分布で大型化することによりビード耐久性を維持しながら転がり抵抗を低減した重荷重用タイヤに関する。
【背景技術】
【０００２】
トラック・バス用等の重荷重用タイヤにおいては、図３に示す如きビード構造が一般的であり、耐久性重視の観点から、耐久性に実績のある従来構造を大きく変えない設計がなされている。図中、符号ａはカーカスプライ、符号ｂはビードエーペックスゴム、符号ｃはコード補強層を示す。そしてこの種のタイヤにおいても、環境資源の保護という観点から、転がり抵抗の低減が強く望まれており、例えばビードエーペックスゴムｂ等に損失正接の小さい低発熱性ゴムを採用することが提案されている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−１７８７２４号公報
【０００４】
しかし、ビードエーペックスゴムｂは、タイヤのゴム全体に占める割合が相対的に小である。そのため前記提案において、転がり抵抗の低減効果を十分に得るためには、ゴムの損失正接を大巾に減じることが必要となるなど、ビード部の基本的な耐久性が損なわれる恐れが生じる。
【０００５】
そこで本発明者は、ビードエーペックスゴムｂのゴム物性を変えずに転がり抵抗を低減させるべく研究した。ここでタイヤ重量は、転がり抵抗の増加要因の一つであるとの見地から、従来、ビードエーペックスゴムｂの高さＨ１は、タイヤ最大巾位置の高さＨ０の約０．７５倍以下に設定されており、むしろ前記高さＨ１をより低く設定することが検討されてきた。そこで本発明者が、ビードエーペックスゴムｂを小型化したタイヤを試作して確認した結果、試作タイヤでは、重量軽減されたにも拘わらず、転がり抵抗が逆に増大する場合があることが判明した。これは、ビードエーペックスゴムｂの小型化により、ビード剛性が減じて撓みがタイヤ側部領域全体に広がり、そのエネルギー損失が大となるためと推測される。
【０００６】
そこで、ビードエーペックスゴムｂを敢えて大型化し、タイヤ側部領域での剛性を広範囲に亘って高めることにより、撓領域を狭くしエネルギー損失をじるという逆の見地からさらに研究を行った。その結果、ビードエーペックスゴムｂの高さＨ１を、従来よりも高い（０．８５〜０．９５）×Ｈ０の範囲に設定し、かつビードエーペックスゴムｂの厚さＴの分布を特定したときには、重量増加による影響を差し引いた場合にも、ビード耐久性を損ねることなく転がり抵抗を低減しうることを究明し得た。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
すなわち本発明は、ビードエーペックスゴムの高さを、従来よりも高い範囲に設定し、かつその厚さ分布を特定することにより、ビード耐久性を損ねることなく転がり抵抗を低減した重荷重用タイヤを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記目的を達成するために、本願請求項１の発明は、トレッド部からサイドウォール部をへてビード部のビードコアに至るプライ本体部に、前記ビードコアの廻りでタイヤ軸方向内側から外側に折り返されるプライ折返し部を有するカーカスプライ、及び前記プライ本体部とプライ折返し部との間を通って前記ビードコアからタイヤ半径方向外方にのびるビードエーペックスゴムを具える重荷重用タイヤであって、
前記プライ折返し部は、前記ビードエーペックスゴムのタイヤ軸方向外側面で途切れ、
かつ前記ビードエーペックスゴムの先端のビードベースラインからの半径方向高さＨ１は、タイヤ最大巾位置のビードベースラインからの半径方向高さＨ０の０．８５〜０．９５倍するとともに、
前記ビードエーペックスゴムは、前記外側面が前記プライ折返し部の先端の高さとなる位置Ｐａにおけるビードエーペックスゴムの厚さＴａを、前記外側面が前記プライ折返し部の先端のビードベースラインからの半径方向高さＨ２の２／５の高さとなる位置Ｐｂにおけるビードエーペックスゴムの厚さＴｂの０．８５〜１．１０倍とし、しかも前記外側面が前記プライ折返し部の先端と前記ビードエーペックスゴムの先端との中間の高さとなる位置Ｐｃにおけるビードエーペックスゴムの厚さＴｃを、前記厚さＴａの０．３５〜０．４５倍としたことを特徴としている。
【０００９】
又請求項２の発明では、前記ビードエーペックスゴムは、７０℃における損失正接tan δを０．０５〜０．１１としたことを特徴としている。
【００１０】
なお本明細書では、前記高さＨ０、Ｈ１などのタイヤの各部の寸法等は、タイヤを正規リムにリム組みしかつ５０ｋＰａの内圧を充填した５０ｋＰａ内圧状態で特定される値とする。又前記「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"を意味する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は叙上の如く構成しているため、重荷重用タイヤにおいてビード耐久性を損ねることなく転がり抵抗を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の一形態を、図示例とともに説明する。
図１は、本発明の重荷重用タイヤが、トラック・バス用等のチューブレスタイヤである場合の５０ｋＰａ内圧状態を示す断面図、図２はそのビード部を拡大して示す断面図である。
【００１３】
図１において、重荷重用タイヤ１は、トレッド部２からサイドウォール部３をへてビード部４のビードコア５に至るカーカス６と、このカーカス６の半径方向外側かつトレッド部２の内方に配されるベルト層７とを具備して構成される。
【００１４】
前記ベルト層７は、ベルトコードを用いた３枚以上のベルトプライから形成される。本例では、ベルト層７が、スチールコードをタイヤ周方向に対して例えば６０±１５°の角度で配列した半径方向最内側の第１のベルトプライ７Ａと、タイヤ周方向に対して例えば１０〜３５°の小角度で配列した第２〜４のベルトプライ７Ｂ〜７Ｄとの４枚構造の場合を例示している。このベルト層７は、ベルトコードがプライ間で互いに交差する箇所を１以上有することにより、ベルト剛性を高めトレッド部２をタガ効果を有して補強している。
【００１５】
又前記カーカス６は、カーカスコードをタイヤ周方向に対して７０〜９０°の角度で配列した一枚のカーカスプライ６Ａから形成される。カーカスコードとして、スチールコードが好適であるが、必要に応じてナイロン、レーヨン、ポリエステル、芳香族ポリアミドなどの有機繊維コードも使用される。前記カーカスプライ６Ａは、前記ビードコア５、５間に跨るプライ本体部６ａの両側に、前記ビードコア５の廻りでタイヤ軸方向内側から外側に折り返されるプライ折返し部６ｂを一連に具えるとともに、前記プライ本体部６ａとプライ折返し部６ｂとの間には、前記ビードコア５からタイヤ半径方向外方にのびるビードエーペックスゴム８を配設している。なお前記プライ折返し部６ｂは、ビードエーペックスゴム８のタイヤ軸方向外側面Ｓで途切れる所謂ローターンアップ構造（１−０ＬＴＵ）なす。
【００１６】
そして本発明では、図２に示すように、前記ビードエーペックスゴム８の先端８ｅのビードベースラインＢＬからの半径方向高さＨ１を、タイヤ最大巾位置ＭのビードベースラインＢＬからの半径方向高さＨ０の０．８５〜０．９５倍と、従来的なタイヤに比して大に設定している。これにより、タイヤ側部領域の剛性を広範囲に亘って増加せしめ、タイヤ変形時の撓領域を狭めている。その結果、タイヤ全体のエネルギー損失を低く抑えることが可能となり、前記高さＨ１の増大に伴う重量増加を加味した場合にも、転がり抵抗の低減を図ることが可能となる。
【００１７】
そしてこのような効果を発揮するために、前記ビードエーペックスゴム８において、
・  前記外側面Ｓが、前記プライ折返し部６ｂの先端６ｅの高さとなる位置Ｐａにおけるビードエーペックスゴム８の厚さをＴａ；
・  前記外側面Ｓが、前記プライ折返し部６ｂの先端６ｅのビードベースラインＢＬからの半径方向高さＨ２の２／５の高さとなる位置Ｐｂ、言い換えると前記高さＨ２の２／５の距離ＫｂをビードベースラインＢＬから半径方向外方に隔てた外側面Ｓ上の位置Ｐｂにおけるビードエーペックスゴム８の厚さをＴｂ；
・  前記外側面Ｓが、前記プライ折返し部６ｂの先端６ｅと前記ビードエーペックスゴム８の先端８ｅとの中間の高さとなる位置Ｐｃ、言い換えると（Ｈ１−Ｈ２）／２に相当する距離Ｋｃを前記先端６ｅから半径方向外方に隔てた外側面Ｓ上の位置Ｐｃにおけるビードエーペックスゴムの厚さをＴｃ；
としたとき、
（１）  前記厚さＴａを、前記厚さＴｂの０．８５〜１．１０倍、かつ
（２）  前記厚さＴｃを、前記厚さＴａの０．３５〜０．４５倍、
とすることが重要である。
【００１８】
なお前記「ビードベースラインＢＬ」とは、正規リムＪのリム径位置を通るタイヤ軸方向線を意味し、又前記「タイヤ最大巾位置Ｍ」とは、サイドウォール面から模様、文字などの凹凸を除いたタイヤ輪郭形状の巾が最大となる所謂タイヤ断面巾の位置を意味する。又前記厚さＴａ〜Ｔｃは、周知の如く各位置Ｐａ〜Ｐｃからプライ本体部６ａに直交する向きに測定した厚さＴであり、各位置の間では、厚さＴは滑らかに変化している。
【００１９】
ここで、前記厚さ分布は、前記位置Ｐｂから位置Ｐｃまでの間で、厚さＴを従来に比して増大させることにより達成でき、特に本発明では、ビードエーペックスゴム８が、その根元部から前記位置Ｐａまでの間で、厚さＴをできるだけ減少させずに略一定の厚さを維持しながら延在していることに特徴を有している。これにより、前記高さＨ１の増加と相俟って、タイヤ側部領域の剛性を広範囲に亘ってバランス良く高めることができ、タイヤ変形時の撓領域を狭く減じ、エネルギー損失をタイヤ全体で低く抑えることが可能となる。しかも、前記先端６ｅでの応力集中も緩和されるため、耐久性にも有利となる。
【００２０】
ここで前記位置Ｐａでの前記厚さＴａが厚さＴｂの０．８５倍未満では、ビードエーペックスゴム全体の剛性が不十分となり、ビードエーペックスゴムの高さＨ１を前記範囲に増加させた場合にも、撓領域を狭く減じることが難しくエネルギー損失の抑制効果を充分に発揮できなくなる。又１．１０倍を超えても、撓領域のさらなる減少が見込まれず、逆に重量増加となって転がり抵抗、燃費性、及び耐久性に不利となる。このような観点から前記厚さＴａの下限値は、前記厚さＴｂの０．９０以上、さらには０．９５倍以上であるのが好ましく、又上限値は１．０５倍以下であるのが好ましい。
【００２１】
又前記位置Ｐｃでの前記厚さＴｃが厚さＴａの０．３５倍未満のときは、前記位置Ｐａから先端８ｅにかけての剛性、特にＰｃから先端８ｅにかけての剛性が不十分となり、同様に、撓領域を狭く減じえずに転がり抵抗を低減することができなくなる。又０．４５倍を超えると、タイヤ内側のカーカスラインの状態がシングルＲから遠のく方向となり、耐久性能の低下を招くという問題が生じる。このような観点から前記厚さＴｃの下限値は、前記厚さＴａの０．３７５倍以上であるのが好ましく、又上限値は０．４２５倍以下であるのが好ましい。このとき、ビードエーペックスゴム８のタイヤ軸方向内側面は、前記位置Ｐａから前記位置Ｐｃの近傍域Ｙまでは凸円弧面で湾曲し、かつ近傍域Ｙから先端８ｅまでは凹円弧面で湾曲する。なお前記「近傍域Ｙ」とは前記位置Ｐｃを中心とした前記距離Ｋｃの３０％の半径方向高さ領域を意味する。
【００２２】
又前記高さＨ１が前記高さＨ０の０．９５倍を超えた場合にも、前記撓領域のさらなる減少が見込めず、逆に重量増加となって転がり抵抗、燃費性、及び耐久性に不利となるとともに、乗り心地性の低下を招く。
【００２３】
なお前記Ｈ２は、前記高さＨ１の、０．３５〜０．５５倍、さらには０．４０〜０．５０倍の範囲が、剛性バランスの観点から好ましい。
【００２４】
次に、ビード部４の耐久性を確保するためには、前記ビードエーペックスゴム８の７０℃における損失正接tan δを、従来的な重荷重用タイヤの場合と同様、０．０５〜０．１１の範囲に留めることが好ましく、０．０５未満では、ビード部４でクラックが生じるなど耐久性の低下傾向を招く。又０．１１を超えると、転がり抵抗に不利となる。この損失正接tan δは、粘弾性スペクトロメータを用い、前記温度７０℃、周波数１０Ｈｚ、動歪率２％の条件で測定した値である。
【００２５】
又本例では、前記ビードエーペックスゴム８が、図１に示すように、タイヤ半径方向外方に向かってタイヤ軸方向外側から内側に傾く斜面Ｘを有する断面小三角形状をなす内側エーペックス部８Ａと、前記斜面Ｘからタイヤ半径方向外方にのびる外側エーペックス部８Ｂとからなる２層構造をなす場合を例示している。この外側エーペックス部８Ｂは、ゴム硬度ＨｓＢ（デュロメータＡ硬さ）が５０〜７０°のゴムからなり、前記内側エーペックス部８Ａのゴム硬度ＨｓＡよりも小とすることにより、ビード剛性を確保しつつ前記先端６ｅ、８ｅでの応力集中を緩和できる。なお前記ゴム硬度の差（ＨｓＡ−ＨｓＢ）は２０〜４０°の範囲が好ましい。又前記内側エーペックス部８ＡのビードベースラインＢＬからの高さＨ３は、前記高さＨ１の５５％以下、さらには５０％以下が好ましく、又その下限値は３５％以上さらには４０％以上が好ましい。
【００２６】
又本例では、ビード部４に、前記カーカス６を介してビードコア５の周りをＵ字に囲む補強コード層９が配される場合を例示している。この補強コード層９は、スチール製の補強コードをタイヤ周方向に対して１０〜６０゜の角度で配列したコードプライからなり、前記プライ本体部６ａの内側面に沿ってのびる内片９ｉと、この内片９ｉに連なりビードコア５の半径方向内方を通ってプライ折返し部６ｂの外側面に沿って半径方向外方に立上がる外片９ｏとを有する断面Ｕ字状に形成される。
【００２７】
前記内片９ｉのビードベースラインＢＬからの半径方向高さＤｉは、前記高さＨ０の２０〜５０％の範囲とするのが好ましく、特に高荷重下で使用されかつ悪路走行の頻度も高いダンプカー用等の強化仕様の場合には３０〜５０％の範囲、又汎用仕様の場合には２０〜３０％の範囲が好ましい。なお前記高さＤｉが前記高さＨ０の２０％未満では、前記内片９ｉによる補強効果が十分に期待できず、逆に５０％を超えると屈曲の激しいタイヤ最大巾位置Ｍに近づくため、コード端剥離が生じやすくなる。又前記外片９ｏは、リムフランジに近接して配されるため前記内片９ｉに比して補強効果に劣る。従って、その半径方向高さＤｏは、前記Ｈ０の３０％以下かつ内片９ｉの前記高さＤｉ以下にとどめ、さらには前記高さＤｉとの差Ｄｉ−Ｄｏを２mm以上、さらには１０mm以上に確保してコード端剥離の抑制を図ることが好ましい。
【００２８】
以上、本発明の特に好ましい実施形態について詳述したが、本発明は図示の実施形態に限定されることなく、種々の態様に変形して実施しうる。
【実施例】
【００２９】
図１の構造をなすタイヤサイズが１１Ｒ２２．５のタイヤを表１の仕様に基づき試作するとともに、各試供タイヤの、転がり抵抗、ビード耐久性についてテストし比較した。なお表１に記載以外の仕様は、各タイヤとも実質的に同仕様である。
【００３０】
（１）転がり抵抗：
転がり抵抗試験機を用い、タイヤをリム（７．５０×２２．５）、内圧（７００ｋＰａ）、荷重（２４．５２ｋＮ）の条件下にて、転がり抵抗を測定し、比較例１を１００とした指数で示した。値が小なほど転がり抵抗が小さく良好である。
【００３１】
（２）ビード耐久性：
ドラム試験機を用い、タイヤをリム（７．５０×２２．５）、内圧（１０００ｋＰａ）、荷重（７６．５３ｋＮ）の条件下にて、速度２０ｋｍ／ｈで走行させ、ビード部に損傷が発生するまでの走行時間を、比較例１を１００とした指数で示した。値が大なほど耐久性に優れている。
【００３２】
【表１】
2005199866.tif 000003
【００３３】
表の如く、実施例のタイヤは、ビード耐久性を維持しながら転がり抵抗を低減しうるのが確認できる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の重荷重用タイヤの一実施例を示す断面図である。
【図２】ビード部を拡大して示す断面図である。
【図３】従来のビード構造を説明する断面図である。
【符号の説明】
【００３５】
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
６Ａ    カーカスプライ
６ａ    プライ本体部
６ｂ    プライ折返し部
６ｅ    プライ折返し部の先端
８      ビードエーペックスゴム
８ｅ    ビードエーペックスゴムの先端
ＢＬ    ビードベースライン
Ｍ      タイヤ最大巾位置
Ｓ      ビードエーペックスゴムの外側面
【図１】
2005199866.tif 000004
【図２】
2005199866.tif 000005
【図３】
2005199866.tif 000006