(57)【要約】【課題】  ビード部構造を改良することにより、折り返しプライ端部近傍における故障の発生を抑制して、ビード部耐久性を向上した空気入りタイヤを提供する。【解決手段】  一対のビード部１に夫々埋設されたビードコア２の周りに内側から外側に折り返して係止されたカーカス３と、カーカス３のタイヤ軸方向外側に配置された少なくとも一枚の補強層４と、を備え、補強層４が、コードと、コードを被覆するゴムとからなる空気入りタイヤである。補強層４のタイヤ軸方向外側端Ｘが、カーカス３の折り返し端部Ｙのタイヤ半径方向外側まで延在し、かつ、補強層４が、コードが略タイヤ半径方向に延びるとともに補強層４のタイヤ軸方向外側端Ｘで折り返され、コード端部がタイヤ軸方向外側端Ｘに存在しないコード構造を有する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対のビード部に夫々埋設されたビードコアの周りに内側から外側に折り返して係止されたカーカスと、該カーカスのタイヤ軸方向外側に配置された少なくとも一枚の補強層と、を備え、該補強層が、コードと、該コードを被覆するゴムとからなる空気入りタイヤにおいて、
前記補強層のタイヤ軸方向外側端が、前記カーカスの折り返し端部のタイヤ半径方向外側まで延在し、かつ、前記補強層が、前記コードが略タイヤ半径方向に延びるとともに該補強層のタイヤ軸方向外側端で折り返され、該コード端部がタイヤ軸方向外側端に存在しないコード構造を有することを特徴とする空気入りタイヤ。
【請求項２】
前記補強層が複数枚配置され、該複数枚の補強層のうち少なくとも、タイヤ軸方向外側端が最もタイヤ半径方向外側に位置する補強層が、前記コード構造を有する請求項１記載の空気入りタイヤ。
【請求項３】
前記コード構造が、タイヤ周方向に連続した単一のコードからなる楕円スパイラル構造であって、かつ、該コード端が略タイヤ半径方向内側に向かう請求項１または２記載の空気入りタイヤ。
【請求項４】
前記コード構造が、タイヤ半径方向に延びるコードのタイヤ軸方向外側端を折り返してなるホールド構造である請求項１または２記載の空気入りタイヤ。
【請求項５】
前記コード構造が、前記補強層のタイヤ軸方向両端部でジグザグに折り返されてタイヤ周方向に延びる単一のコードからなる無端構造である請求項１または２記載の空気入りタイヤ。
【請求項６】
前記コード構造が、前記補強層のタイヤ軸方向両端部で折り返されて交差しながらタイヤ周方向に延びる単一または複数のコードからなるエンドレス構造である請求項１または２記載の空気入りタイヤ。
【請求項７】
重荷重用空気入りタイヤである請求項１〜６のうちいずれか一項記載の空気入りタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は空気入りタイヤ（以下、単に「タイヤ」とも称する）に関し、詳しくは、トラック、バス等の重荷重用車両に好適に適用される重荷重用空気入りラジアルタイヤに関する。
【背景技術】
【０００２】
荷重負荷状況下で転動する空気入りタイヤにおいては、接地面に対応して位置する一対のサイドウォール部が大きく撓み、これに伴い、リムフランジよりタイヤ半径方向外側に位置するビード部がタイヤ外側に倒れ込む現象が生ずる。この現象により、折り返しプライ端部には、大きな剪断歪が作用することが知られている。
【０００３】
加えて、上記タイヤにおいては、トレッド部の接地面に対する踏み込み部と蹴り出し部とに対応して、ビード部からサイド部に至る部分に略円周方向に変形が生じ、この変形により折り返しプライ端部には周方向の剪断歪も作用する。これに対し、例えば、特許文献１においては、スティフナを２種類以上の異なる硬度のゴムで一体成形し、このうち最も高硬度のゴムを、変形入力遮断ゴム部材としてプライ端部に重なるような所定位置に配置することで、かかる歪を遮断して、優れたビード部耐久性を有する空気入りラジアルタイヤを実現している。
【０００４】
また、特許文献２等においては、ビード部補強層の配設位置およびその配設スチールコードの傾斜角度を所定に規定することで、ビードコア部のへたりについても踏まえた上で、故障端を折り返しプライ端からチェーファー端に移行することによりビード部耐久性の向上を実現したタイヤが記載されている。さらに、特許文献３には、カーカスプライの折り返し部に沿ってこれを補強する有機繊維コード層と、有機繊維コード層とリムとの間に配設されるチェーファーゴムとを有するタイヤにおいて、チェーファーゴムのタイヤ径方向外側部分を、タイヤ回転軸に対して平行で、かつリムフランジのタイヤ径方向外側端を通る平行線よりもタイヤ径方向外側に延在するものとすることで、カーカスプライ端からのセパレーション防止効果を得るとともに有機繊維コードから発生するセパレーションを防止した重荷重用空気入りラジアルタイヤが記載されている。
【特許文献１】特開平８−２２５００５号公報（特許請求の範囲等）
【特許文献２】特開平１１−０２０４２３号公報（特許請求の範囲等）
【特許文献３】特開平７−１０１２１２号公報（特許請求の範囲等）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、近年、重荷重用空気入りタイヤにおいても偏平化が進んでおり、また、更生（リキャップ）の実施回数が増加していることなどから走行時のビード部への入力が増大して、上述した従来のビード部耐久性改善手段では不十分になってきている。特に、特許文献２中に記載のビード部構造においては、依然として故障が折り返しプライ端部で発生する場合があり、チェーファーによる主故障部の保護作用が十分でないという問題が生じていた。中でも、偏平率６０％以下程度の偏平大型タイヤでは、ビード部故障の問題が新品タイヤの完走を阻害するばかりでなく、再三にわたるリキャップ使用にも深刻な影響を及ぼしていた。
【０００６】
そこで本発明の目的は、ビード部構造を改良することにより、折り返しプライ端部近傍における故障の発生を抑制して、ビード部耐久性を向上した空気入り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】
【０００７】
本発明者は、上記問題を解決するために鋭意検討した結果、以下のような知見に至った。
即ち、高内圧が適用される重荷重用タイヤでは、リム組みして内圧充填すると、ビード部における折り返しカーカスプライ端部とリムフランジとに挟まれた部分（背面部）のゴムに対し、内圧の反力により圧縮変形が発生する。しかし、ゴムは非圧縮であるため、この反力により、リムフランジ先端部で解放された径方向外側に向かって圧縮変形の分だけ移動することとなる。これに対し、スチールコードにより補強されたプライは変形し難いので、折り返しプライ端部の周方向外側のゴムには剪断歪が発生する。その上、荷重が付加されるとビード部は撓み、結果としてリムフランジより受ける反力も増大するため、上記剪断歪は助長されることになるのである。
【０００８】
従って、折り返しプライ端部における剪断歪を抑制するためには、上記背面部におけるゴムの圧縮変形を低減することが有効であると考えられる。これに対し、背面部に補強層としてのチェーファーをプライ端部に重なるように配置することで、このゴムの圧縮変形をチェーファーの軸方向外側で吸収して、プライ端部に伝達させないことにより、プライ端部における歪を大きく低減できることが見出された。
【０００９】
ところが、上記手法を用いた場合、補強層であるチェーファー端からセパレーションが発生し、それを核としてプライ端部に故障を誘発してしまうという新たな問題が浮上した。そこで、この問題に対し解析を進めた結果、チェーファー端とゴムとの界面における接着性が非常に悪いことが判明し、これに起因して、チェーファー端が故障核になりやすい状態となっていることが分かった。
【００１０】
上記のチェーファー端とゴムとの接着性の悪さは、チェーファー端がコードの切断端になってしまうという製造上の問題に由来する。そこで、チェーファーを所定構造のトリートからなるものとしたところ、チェーファー端におけるセパレーションが抑制され、結果としてビード部耐久性を飛躍的に向上することができることを見出して、本発明を完成するに至った。
【００１１】
即ち、上記課題を解決するために、本発明の空気入りタイヤは、一対のビード部に夫々埋設されたビードコアの周りに内側から外側に折り返して係止されたカーカスと、該カーカスのタイヤ軸方向外側に配置された少なくとも一枚の補強層と、を備え、該補強層が、コードと、該コードを被覆するゴムとからなる空気入りタイヤにおいて、
前記補強層のタイヤ軸方向外側端が、前記カーカスの折り返し端部のタイヤ半径方向外側まで延在し、かつ、前記補強層が、前記コードが略タイヤ半径方向に延びるとともに該補強層のタイヤ軸方向外側端で折り返され、該コード端部がタイヤ軸方向外側端に存在しないコード構造を有することを特徴とするものである。
【００１２】
本発明において、前記補強層が複数枚配置されている場合には、該複数枚の補強層のうち少なくとも、タイヤ軸方向外側端が最もタイヤ半径方向外側に位置する補強層が、前記コード構造を有することが好ましい。
【００１３】
また、本発明においては、前記コード構造がタイヤ周方向に連続した単一のコードからなる楕円スパイラル構造であって、かつ、該コード端が略タイヤ半径方向内側に向かうことが好ましく、また、前記コード構造としては、タイヤ半径方向に延びるコードのタイヤ軸方向外側端を折り返してなるホールド構造、前記補強層のタイヤ軸方向両端部でジグザグに折り返されてタイヤ周方向に延びる単一のコードからなる無端構造、または、前記補強層のタイヤ軸方向両端部で折り返されて交差しながらタイヤ周方向に延びる単一または複数のコードからなるエンドレス構造とすることも好ましい。本発明のタイヤは、トラック、バス等に適用される重荷重用空気入りタイヤとして好適に用いることができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、上記構成としたことにより、チェーファー端、即ち、補強層のタイヤ軸方向外側端におけるセパレーションの発生を抑制することができ、ひいては、カーカスの折り返し端部近傍での故障の発生を抑制することができる。従って、ビード部故障に至るまでの時間を長くすることができ、結果として、従来に比し極めて優れたビード部耐久性を実現することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。
図１に、本発明の空気入りタイヤの一例のビード部近傍の部分断面図を示す。図示するように、本発明の空気入りタイヤは、一対のビード部１に夫々埋設されたビードコア２の周りに内側から外側に折り返して係止されたカーカス３と、そのタイヤ軸方向外側に配置された補強層４とを備えている。
【００１６】
本発明においては、補強層４のタイヤ軸方向外側端Ｘがカーカス３の折り返し端部Ｙのタイヤ半径方向外側まで延在するよう配設されていることが必要である。これにより、カーカス３の折り返し端部Ｙへの歪の集中を抑制することができ、折り返し端部Ｙからの故障の発生を防止することができる。
【００１７】
また、本発明に係る補強層４は、コードと、これを被覆するゴムとからなり、かかるコードが略タイヤ半径方向に延びるとともに補強層４のタイヤ軸方向外側端Ｘで折り返され、その端部がタイヤ軸方向外側端Ｘに存在しないコード構造を有することが必要である。図２（ａ）に、本発明に係るビード部構造の一例の部分透過斜視図を示す。図示する補強層４は、タイヤ周方向に連続した単一のコード１１からなる楕円スパイラル構造を有し、かつ、そのコード１１端Ｅは、略タイヤ半径方向内側に向かっている。かかる楕円スパイラル構造とすることにより、コード１１端Ｅを補強層４のタイヤ軸方向外側端Ｘから離すことができ、即ち、タイヤ軸方向外側端Ｘにはコード１１端Ｅが存在しないこととなる。従って、これにより、補強部４のタイヤ軸方向外側端におけるセパレーションの発生を抑制することができ、即ち、故障の発生を抑制して、結果としてビード部耐久性を向上することが可能となる。
【００１８】
この場合、補強層４は、図２（ｂ）に示すように、カーカス３の折り返し端部Ｙを包み込むように配設することが好ましく、より好ましくは、同図（ｃ）に示すように、ビードコア２および折り返し端部Ｙを包み込むように配設する。このように補強層４を配設することで、本発明によるビード部耐久性向上効果をより良好に得ることができる。
【００１９】
上記楕円スパイラル構造におけるコード１１の線径やスパイラルのピッチ等については、特に制限されるものではないが、例えば、線径０．５〜２．０ｍｍのコード１１を用い、スパイラルのピッチを１〜５０ｍｍ程度とすることができる。
【００２０】
図３（ａ）に、本発明に係るビード部構造の他の例の部分透過斜視図を示す。図示する補強層４は、タイヤ半径方向に延びるコード１１のタイヤ軸方向外側端を折り返してなるホールド構造を有している。この場合にも、上記楕円スパイラル構造の場合と同様に、コード１１端Ｅを補強層４のタイヤ軸方向外側端Ｘから離すことができ、即ち、タイヤ軸方向外側端Ｘにはコード１１端Ｅが存在しないこととなるので、これにより、補強部４のタイヤ軸方向外側端におけるセパレーションの発生を抑制することができ、即ち、故障の発生を抑制して、結果としてビード部耐久性を向上することが可能となる。
【００２１】
上記ホールド構造におけるコード１１の線径や打ち込み数等については、特に制限されるものではないが、例えば、線径０．５〜２０ｍｍ程度のコード１１を用い、打ち込み数については、例えば、５〜４０本／５ｃｍ程度とすることができる。
【００２２】
図４に、本発明に係るビード部構造のさらに他の例の平面図を示す。図示する補強層４は、そのタイヤ軸方向両端部でジグザグに折り返されてタイヤ周方向に延びる単一のコードからなる無端構造を有している。この場合には、コード１１端自体が存在しないため、コード１１端で発生しやすいセパレーションの問題がなく、結果として故障の発生を抑制することができ、ビード部耐久性を向上することが可能となる。
【００２３】
上記無端構造におけるコード１１の線径や打ち込み数等については、特に制限されるものではないが、例えば、線径０．５〜１．５ｍｍ程度のコード１１を用い、打ち込み数については、例えば、５〜４０本／５ｃｍ程度とすることができる。
【００２４】
図５に、本発明に係るビード部構造のさらに他の例の平面図を示す。図示する補強層４は、そのタイヤ軸方向両端部で折り返されて交差しながらタイヤ周方向に延びる単一または複数のコードからなるエンドレス構造を有している。この場合にも、上記無端構造の場合と同様にコード１１端自体が存在しないため、コード１１端で発生しやすいセパレーションの問題がなく、結果として故障の発生を抑制することができ、ビード部耐久性を向上することが可能となる。このようなエンドレス構造の補強層は、単一コードまたは複数のコードを含んだストリップを用いて形成することができる。
【００２５】
上記エンドレス構造におけるコード１１の線径や打ち込み数等については、特に制限されるものではないが、例えば、線径０．５〜２．０ｍｍ程度のコード１１を用い、打ち込み数については、例えば、５〜４０本／５ｃｍ程度とすることができる。
【００２６】
本発明において補強層４は、少なくとも一枚配置することが必要であるが、複数枚配置することもでき、その場合には、複数枚の補強層のうち少なくとも、タイヤ軸方向外側端が最もタイヤ半径方向外側に位置する補強層が、上記したようなコード構造を有する。例えば、図６にビード部近傍の部分断面図を示す本発明の空気入りタイヤの他の例においては、３枚配置された補強層４Ａ〜４Ｃのうち、タイヤ軸方向外側端が最もタイヤ半径方向外側に位置する補強層４Ｂについて、上記本発明に係るコード構造を適用する。より好適には、複数枚の補強層４のうち、そのタイヤ軸方向外側端Ｘがカーカス３の折り返し端部Ｙのタイヤ半径方向外側まで延在するものの全てについて、上記コード構造を適用することが効果的である。
【００２７】
補強層４を構成するコード１１としては、高剛性コードが好適であり、例えば、スチールコードやケブラーなどの高強度有機繊維よりなるコードを好適に用いることができる。コード１１は、複数本のフィラメントを撚り合わせた撚り構造または単繊維からなるモノフィラメント構造のいずれであってもよい。
【００２８】
本発明においては、上記コード構造を適用した補強層４をカーカス２のタイヤ軸方向外側に配置する点のみが重要であり、その他のタイヤ構造や構成部材、材質等については、常法に従い適宜選定することができ、特に制限されるものではない。例えば、図示はしないが、本発明のタイヤのクラウン部には、ゴム材により円環状に形成されて路面に接地するトレッドが配置され、このトレッド表面には適宜トレッドパターンが形成される。また、ビードコア２とトレッドの両端部との間を繋ぐ部分のカーカス３上にはサイドウォール部が配置され、タイヤの最内層にはインナーライナーが形成される。さらに、カーカス３とトレッドとの間にはベルト層が配設され、カーカス３のビードコア１２間に延びる本体部と、ビードコア２の周囲に折り返された折り返し部との間には、ビードコア２からタイヤ半径方向外側に向かい略半径方向に延びるスティフナーが配置される。
【実施例】
【００２９】
以下、実施例により本発明を具体的に説明する。
タイヤサイズ１１／７０Ｒ２２．５、２８５／６０Ｒ２２．５の２種類の重荷重用ラジアルタイヤを作製した。補強層４の構造は、夫々下記の表１、２に示す通りとし、コード１１としてはスチールコードを用いた。なお、コード構造の異なる各補強層の寸法およびコード重量は同等であった。
【００３０】
表中、楕円スパイラル構造におけるコード１１は線径０．８６ｍｍのものを用い、スパイラルのピッチは４．２ｍｍとした。また、ホールド構造におけるコード１１の線径は１．１３ｍｍのものを用い、打ち込み数は１８本／５ｃｍとした。さらに、無端構造におけるコード１１は線径０．８６ｍｍのものを用い、打ち込み数は２３．７本／５ｃｍとした。さらにまた、エンドレス構造におけるコード１１は線径０．８６ｍｍのものを用い、打ち込み数は１２．７本／５ｃｍとした。
得られた各比較例および実施例の供試タイヤにつき、ビード部耐久試験を行った結果を、下記の表１中に併せて示す。
【００３１】
ビード部耐久試験
ビード部耐久試験は、最高空気圧９００ｋＰａ、適用リム８．２５×２２．５、９．００×２２．５にて、最大負荷能力３１５０ｋｇの１．５倍の荷重で、半径１．７ｍのドラム試験機により、時速６０ｋｍ／ｈでビード部が破壊するまでタイヤを負荷転動させることによって行った。試験結果は、ドラムライフとして、比較例２のライフを１００としたときの指数で示した。このライフ指数が大なるほどビード部耐久性が高く、良好である。
【００３２】
【表１】
2005271639.tif 000003
【００３３】
【表２】
2005271639.tif 000004
＊１：エンドレス構造の補強層は、周上１巻きで２層分である。
＊２：図３（ｃ）中の符号１４は、従来の斜向構造の補強層を示す。
＊３：但し、補強層のホールド構造に関する参考図であり、補強層の構成については異なる。
【００３４】
上記表１、２中に示すように、本発明に係る各コード構造の補強層を適用した実施例のタイヤにおいては、いずれも従来の補強層を用いた比較例に比し、ビード部耐久性が向上していることが確かめられた。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の空気入りタイヤの一例のビード部近傍を示す部分断面図である。
【図２】（ａ）は、本発明に係る補強層（楕円スパイラル構造）の一例を示す部分透過斜視図であり、（ｂ）および（ｃ）は、この補強層を用いた場合のビード部近傍の一例を示す部分断面図である。
【図３】（ａ）は、本発明に係る補強層（ホールド構造）の一例を示す部分透過斜視図であり、（ｂ）および（ｃ）は、この補強層を用いた場合のビード部近傍の一例を示す部分断面図である。
【図４】本発明に係る補強層（無端構造）の一例を示す平面図である。
【図５】本発明に係る補強層（エンドレス構造）の一例を示す平面図である。
【図６】本発明の空気入りタイヤの他の例のビード部近傍を示す部分断面図である。
【図７】本発明の空気入りタイヤのさらに他の例のビード部近傍を示す部分断面図である。
【符号の説明】
【００３６】
１  ビード部
２  ビードコア
３  カーカス
４、４Ａ〜４Ｃ  補強層
１１  コード
１４  補強層
【図１】
2005271639.tif 000005
【図２】
2005271639.tif 000006
【図３】
2005271639.tif 000007
【図４】
2005271639.tif 000008
【図５】
2005271639.tif 000009
【図６】
2005271639.tif 000010
【図７】
2005271639.tif 000011