(57)【要約】【課題】  挟み込みビード構造を有する空気入りラジアルタイヤのビード部耐久性の向上と軽量化の双方を高いレベルで両立させる。【解決手段】  空気入りタイヤは、一対のビード部１と、プライコード２をゴム被覆してなり、一対のビード部間にわたってトロイド状に延びるラジアルカーカスプライ３とを具える。ビード部１には、略周方向に延びるビードワイヤ４、５を束ねて構成され、ラジアルカーカスプライの内面１０側及び外面１１側にそれぞれ位置する一対のビードコア６、７を埋設する。プライコード２及びビードワイヤ４の双方と交差する向きに延びる複数本のコード８Ｉ、８Ｏをゴム被覆してなる補強層９Ｉ、９Ｏを、ラジアルカーカスプライ３のそれぞれ内面１０及び外面１１に沿わせて配設する。ビードコア６、７は、ラジアルカーカスプライ３及び補強層９Ｉ、９Ｏを挟持する。【選択図】  図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対のビード部と、プライコードをゴム被覆してなり、前記一対のビード部間にわたってトロイド状に延びるラジアルカーカスプライとを具え、略周方向に延びるビードワイヤを束ねて構成され、前記ラジアルカーカスプライの内面側及び外面側にそれぞれ位置する一対のビードコアを前記ビード部内に埋設してなる空気入りラジアルタイヤにおいて、
前記プライコード及び前記ビードワイヤの双方と交差する向きに延びる複数本のコードをゴム被覆してなる少なくとも１層の補強層を、前記ラジアルカーカスプライの内面及び外面の少なくとも一方に沿わせて配設し、
前記一対のビードコアは、前記ラジアルカーカスプライ及び前記補強層を挟持することを特徴とする空気入りラジアルタイヤ。
【請求項２】
前記補強層は隣接するビードコアの両端部を越えて延びる、請求項１に記載の空気入りラジアルタイヤ。
【請求項３】
前記補強層を構成するコードは、タイヤ周方向とのなす角が２０°以上８５°以下の範囲にある、請求項１又は２に記載の空気入りラジアルタイヤ。
【請求項４】
前記補強層を構成するコードはスチールコードである、請求項１〜３のいずれか一項に記載の空気入りラジアルタイヤ。
【請求項５】
２層の補強層を、前記ラジアルカーカスプライの内面及び外面の双方に沿わせて配設してなる、請求項１〜４のいずれか一項に記載の空気入りラジアルタイヤ。
【請求項６】
２層以上の補強層を、隣接する補強層を構成するコードがタイヤ周方向を挟んで互いに交差する向きに延びるよう配設してなる、請求項１〜５のいずれか一項に記載の空気入りラジアルタイヤ。
【請求項７】
前記ビードコアの少なくとも一部を覆う補強層をさらに具える、請求項１〜６のいずれか一項に記載の空気入りラジアルタイヤ。
【請求項８】
前記一対のビードコアは、前記ラジアルカーカスプライを挟んでタイヤ径方向内側及び外側にそれぞれ位置する、請求項１〜７のいずれか一項に記載の空気入りラジアルタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、一対のビード部と、プライコードをゴム被覆してなり、前記一対のビード部間にわたってトロイド状に延びるラジアルカーカスプライとを具え、略周方向に延びるビードワイヤを束ねて構成され、前記ラジアルカーカスプライの内面側及び外面側にそれぞれ位置する一対のビードコアを前記ビード部内に埋設してなる空気入りラジアルタイヤに関するものであり、特にかかるタイヤのビード部の耐久性を維持することを前提に、軽量化を図ることにある。
【背景技術】
【０００２】
一般的な空気入りタイヤにあっては、タイヤの負荷転動にカーカスの引き抜けを防止するために、十分な周方向剛性を有するビードコアの周りに、タイヤ幅方向内側から外側に向かってカーカスプライを折り返し、カーカスプライの端部を、リムラインのタイヤ径方向外側にあるゴム部材中に埋込むことで、ビードコアにカーカスプライを強固に固定している。このような従来技術にあっては、カーカスプライの端部が、ビード部のリムへの接触域よりもタイヤ径方向外側に位置することになり、その端部が位置するビード部若しくはサイドウォール部は、リムによって強固に保持され、ビードコア、ビードフィラ等によって強固に補強されるビード部の半径方向内端部分とは異なり、タイヤの負荷転動に際して、リムフランジ面よりもタイヤ径方向外側に位置する部分がタイヤ幅方向外側に向かって倒れ込み変形を繰り返す。この結果、特にカーカスプライの端部に応力が集中しやすく、ここからセパレーションを生じ、カーカスプライの折返し部に沿って進行するおそれがあった。また、かかるタイヤにおいては、ビードコアを包み込むようにカーカスプライを配設するため、内面側のケース形状の自由度が低く、ビード部でのケース厚さが大きくならざるを得なかった。
【０００３】
このようなカーカスプライ端部からのセパレーション及びケース厚さの増大を防止するため、例えば特許文献１には、タイヤ径方向に上下に分割したビードコアを配設し、カーカスプライの端部をこれらビードコアの両分割面の間にタイヤ幅方向外側から挿入し、これら分割面に挟持させた空気入りタイヤが記載されている。
【０００４】
また、特許文献２には、ビードコアに代えて、周方向と−２．５°〜＋２．５°の角度をなす非伸張性補強要素からなり、カーカスの子午線プロフィールに実質的に平行な子午線プロフィールを有する２層の追加の層を用いてカーカスの端部を補強するとともに、カーカス内面に沿わせて配置した追加の層のタイヤ径方向外端とカーカスとの間にゴム製デカップリング層を配置した空気入りタイヤが記載されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−６７６３０号公報
【特許文献２】特表２００１−５２３６０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１及び２に記載されたタイヤは、カーカスプライの端部からのセパレーションを防止できるものの、特許文献１に記載されたタイヤは、ビードコアの端部とカーカスプライとの間の剛性段差が大きいため、ビードコアの端部に応力が集中して、故障発生の核となるおそれがある上、ビードワイヤとカーカスのプライコードとが略直交するため、ビードワイヤとプライコードとが点接触しフレッティングによるコードの摩滅を招いていた。また、特許文献２に記載されたタイヤは、ゴム製デカップリングを配設することにより剛性段差を解消しているが、追加の層を構成する非伸張性補強要素とカーカスのプライコードとがやはり略直交するため、補強要素とプライコードとが点接触しフレッティングによるコードの摩滅を招いていた。このため、特許文献１及び２のいずれでも、フレッティングによりカーカスのプライコードに損傷が発生しやすく、予期したほどにはビード部耐久性を向上させることはできなかった。
【０００７】
したがって、この発明は、従来技術が抱えるこのような問題点を解決することを課題とするものであり、その目的は、挟み込みビード構造を有する空気入りラジアルタイヤのビード部耐久性の向上と軽量化の双方を高いレベルで両立することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記の目的を達成するため、この発明は、一対のビード部と、プライコードをゴム被覆してなり、前記一対のビード部間にわたってトロイド状に延びるラジアルカーカスプライとを具え、略周方向に延びるビードワイヤを束ねて構成され、前記ラジアルカーカスプライの内面側及び外面側にそれぞれ位置する一対のビードコアを前記ビード部内に埋設してなる空気入りラジアルタイヤにおいて、前記プライコード及び前記ビードワイヤの双方と交差する向きに延びる複数本のコードをゴム被覆してなる少なくとも１層の補強層を、前記ラジアルカーカスプライの内面及び外面の少なくとも一方に沿わせて配設し、前記一対のビードコアは、前記ラジアルカーカスプライ及び前記補強層を挟持することを特徴とする空気入りラジアルタイヤである。これによれば、補強層がカーカスプライとビードコアとの間の剛性段差を緩和するとともに、プライコードと補強層を構成するコードのなす角及びビードワイヤと補強層を構成するコードのなす角のそれぞれが比較的小さくなり、点接触となることが防げる。また、カーカスラインへの制約が少なく、ビード部のケース厚さを容易に薄くすることができる。
【０００９】
なお、ここでいう「略周方向」とは、１本のビードワイヤをらせん状に連続巻回してビードコアを形成する場合等、生産上不可避的に発生する微小な傾きも含むことを意味するものであり、より具体的にはタイヤ周方向とのなす角が±５°の範囲内にある方向を意味するものとする。また、ラジアルカーカスプライの「内面」とは、タイヤ内のキャビティ側に向いた面を意味し、「外面」とは、タイヤの外表面側に向いた面を意味するものとする。さらに、「ラジアルカーカスプライ及び補強層を挟持する」とは、ビードコアが直接カーカスプライに当接している必要はなく、補強層を介してカーカスプライを押圧している場合も含むものとする。
【００１０】
また、補強層は隣接するビードコアの両端部を越えて延びることが好ましい。
【００１１】
さらに、補強層を構成するコードは、タイヤ周方向とのなす角が２０°以上８５°以下の範囲にあることが好ましく、３０°以上６０°以下の範囲にあることがより好ましい。なお、この明細書において角度に言及したときには、鋭角側から測定した角度をいうものとする。
【００１２】
さらにまた、補強層を構成するコードはスチールコードであることが好ましい。
【００１３】
加えて、２層の補強層を、前記ラジアルカーカスプライの内面及び外面の双方に沿わせて配設してなることが好ましい。
【００１４】
また、２層以上の補強層を、隣接する補強層を構成するコードがタイヤ周方向を挟んで互いに交差する向きに延びるよう配設してなることが好ましい。
【００１５】
さらに、ビードコアの少なくとも一部を覆う補強層をさらに具えることが好ましい。
【００１６】
さらにまた、一対のビードコアは、前記ラジアルカーカスプライを挟んでタイヤ径方向内側及び外側にそれぞれ位置することが好ましい。
【発明の効果】
【００１７】
この発明によれば、挟み込みビード構造を有するタイヤの剛性段差を緩和し、フレッティングを防止することからビード部耐久性が向上する上、ビード部のケース厚さを容易に薄くすることができることから軽量化が図れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
次に、図面を参照しつつ、この発明の実施の形態を説明する。図１は、この発明に従う代表的な空気入りラジアルタイヤ（以下「タイヤ」という。）のビード部のタイヤ幅方向断面を示しており、図２は、図１に示すタイヤのプライコード、ビードワイヤ及び補強層を構成するコードの配設状態を示している。
【００１９】
図１及び２に示した実施態様のタイヤは、一対のビード部（図１には一方のビード部１のみを示す。）と、プライコード２をゴム被覆してなり、慣例に従い、図示しないトレッド部からサイドウォール部を経て、ビード部１までトロイド状に延びるラジアルカーカスプライ３とを具える。このプライコード２としては、従来のカーカスプライを構成するコードと同様に、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、及びスチール等の金属コードを使用することができる。また、ビード部１内には、略周方向に延びるビードワイヤ４、５を束ねて構成され、ラジアルカーカスプライ３の内面側に位置する内側ビードコア６及び外面側に位置する外側ビードコア７が埋設されており、いわゆる挟み込みビード構造を構成している。
【００２０】
そして、この発明の構成上の主な特徴は、カーカスプライ３を構成するプライコード２、内側ビードコア６を構成するビードワイヤ４及び外側ビードコア７を構成するビードワイヤ５と交差する向きに延びる複数本のコード８Ｉをゴム被覆してなる内側補強層９Ｉを、ラジアルカーカスプライ３の内面１０に沿わせて配設し、内側ビードコア６と外側ビードコア７とによって、ラジアルカーカスプライ３及び内側補強層９Ｉを挟持することにある。
【００２１】
このように、この発明のタイヤでは、カーカスプライ３がビードトウ付近で終端しているので、サイドウォール部の倒れ込み変形の影響を排除し、カーカスプライ端部への応力集中を回避することができる。また、内側補強層９Ｉがカーカスプライ３と内側ビードコア６との間の剛性段差を緩和するので、内側ビードコア６の端部への応力の集中を回避することができる。さらに、カーカスプライ３を構成するプライコード２と補強層９Ｉを構成するコード８Ｉのなす角αＩ及びビードワイヤ４と内側補強層９Ｉを構成するコード８Ｉのなす角βＩのそれぞれが９０°未満と比較的小さくなり、プライコード２とコード８Ｉ及びビードワイヤ４とコード８Ｉがそれぞれ点接触となることを防止できる。これらの作用が相まって、ビード部の耐久性が向上するのである。また、折り返し構造を有するタイヤのように、カーカスプライの経路への制約が少なく、これをタイヤの外側輪郭面に近づけることができるので、ビード部でのケース厚さが薄くなり、ケース厚さの減少分だけ軽量化を達成することができる。
【００２２】
また、内側補強層９Ｉは隣接するビードコア、図１に示した実施態様では内側ビードコア６の両端部を越えて延びることが好ましい。上述したように、カーカスプライとビードコアとの間の剛性差が大きいので、カーカスプライ３とビードコア６の間に内側補強層９Ｉを介在させ、カーカスプライ３とビードコア６が直接接触する部分をなくすことで、剛性段差を緩和しビード部耐久性を一層向上させるためである。
【００２３】
さらに、内側補強層９Ｉを構成するコード８Ｉは、タイヤ周方向Ｃとのなす角γＩが２０°以上８５°以下の範囲にあることが好ましい。角γＩが２０°未満の場合には、ビードワイヤ４とコード８Ｉとのなす角が大きくなりすぎ、これらが点接触に近くなる結果、フレッティングが起きやすくなるからであり、角γＩが８５°を超える場合には、プライコード２とコード８Ｉとのなす角が大きくなりすぎ、これらが点接触に近くなる結果、やはりフレッティングが起きやすくなるからである。より好ましい角γＩの範囲は３０°以上６０°以下である。
【００２４】
さらにまた、内側補強層９Ｉを構成するコード８Ｉは、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、及びスチール等の金属コードとすることができるが、特にスチールコードであることが好ましい。スチールコードは耐フレッティング性に優れている上、せん断剛性が高く、ビードの倒れ込み変形を有効に抑制できるからである。
【００２５】
図３及び４は、この発明のタイヤの他の実施態様を示す。この実施態様のように、外側補強層９Ｏをカーカスプライ３の外面１１に沿わせて配設してもよい。これにより、カーカスプライ３を構成するプライコード２と外側補強層９Ｏを構成するコード８Ｏのなす角αＯ及びビードワイヤ５と外側補強層９Ｏを構成するコード８Ｏのなす角βＯのそれぞれが９０°未満と比較的小さくなり、プライコード２とコード８Ｏ及びビードワイヤ５とコード８Ｏがそれぞれ点接触となることを防止でき、カーカスプライ３の外面１１側でのフレッティングを有効に防止できる。
【００２６】
図５及び６は、この発明のタイヤさらに他の実施態様を示す。この実施態様のように、補強層を２層とし、内側補強層９Ｉをカーカスプライ３の内面１０に沿わせて配設し、外側補強層９Ｏをカーカスプライ３の外面１１に沿わせて配設してもよい。この実施態様は、図１に示した実施態様及び図３に示した実施態様に比べて、軽量化の面では若干不利となるものの、カーカスプライ３の内面１０側及び外面１１側の双方でのフレッティングを防止できるので、ビード部耐久性の面で特に優れている。
【００２７】
外側補強層９Ｏについても、内側補強層９Ｉと同様に、外側ビードコア７の両端部を越えて延びること、タイヤ周方向Ｃとのなす角γＯが２０°以上８５°以下の範囲にあること、それを構成するコード８Ｏがスチールコードであることが好ましく、その理由は、内側補強層９Ｉに対して上述して説明したとおりである。
【００２８】
内側補強層９Ｉと外側補強層９Ｏの双方を有する場合には、図６に示すように、内側補強層９Ｉを構成するコード８Ｉと外側補強層９Ｏを構成するコード８Ｏがタイヤ周方向Ｃを挟んで互いに交差する向きに延びる、すなわちタイヤ周方向Ｃに対して互いに逆向きに傾斜することが好ましい。補強層９Ｉ、９Ｏをこのように交差させて配置することにより、カーカスプライ３と補強層９Ｉ、９Ｏのせん断剛性が向上し、サイドウォール部の倒れ込み変形を有効に抑制できる。
【００２９】
また、内側補強層９Ｉ及び／又は外側補強層９Ｏに加えて、図７に示すように、外側ビードコア７の少なくとも一部を覆う補助補強層１２をさらに配設してもよい。かかる補助補強層１２は、カーカスプライ３に加わる張力を分散して負担するので、カーカスプライ３の引き抜けが一層有効に防止されるからである。この場合にも、補助補強層１２とこれに隣接する外側補強層９Ｏとは、それらを構成するコードがタイヤ周方向Ｃを挟んで互いに交差する向きに延びるよう配設することが好ましい。補助補強層１２の配設位置は、図７の実施態様に限定されず、図示は省略するが、内側ビードコア６の少なくとも一部を覆う位置とすることもできる。さらに、内側及び外側ビードコア６、７をそれぞれ覆うように各１層の補助補強層を配設してもよい。
【００３０】
内側及び外側ビードコア６、７は、ラジアルカーカスプライ３を挟んだタイヤ幅方向内外に並置することもできるが、図１に示すように、ラジアルカーカスプライ３を挟んでタイヤ径方向内側及び外側にそれぞれ位置することが好ましい。かかる配置とすることで、内側ビードコア６がカーカスプライ３をリムに圧着し、外側ビードコア７がカーカスプライ３とのせん断力を向上させ、かつ曲げ変形を抑制するので、効率的に耐久性を向上することができるからである。また、かかる配置とすることで、カーカスプライ３をタイヤの外側輪郭面に近づけることができ、ビード部のケース厚さを容易に薄くし、より一層の軽量化を達成することが可能となるからである。
【００３１】
さらに、カーカスプライ３は、ビードコア６、７に挟持される部分に少なくとも１つの屈曲部を有することが好ましい。内圧の作用やトレッド部の変形に起因してカーカスプライ３に加わる張力の作用方向とカーカスプライ３の経路が一致すると、ビードコア６、７からカーカスプライ３が引き抜けやすくなるが、かかる屈曲部を設けることによりカーカスプライ３に加わる張力に抗する力が増大し、ビード部耐久性が一層向上するからである。
【００３２】
なお、上述したところは、この発明の実施形態の一部を示したにすぎず、この発明の趣旨を逸脱しない限り、これらの構成を相互に組み合わせたり、種々の変更を加えたりすることができる。例えば、カーカスプライが１枚の場合を例にとって説明を行ったが、タイヤに要求される強度に応じて、２枚又はそれ以上のカーカスプライを配設することもできる。また、カーカスプライ３の端部を折り曲げたり、カーカスプライ３の端部に内側ビードコア６及び／又は外側ビードコア７と当接する部材を取り付けたりして、カーカスプライの引き抜け防止効果を高めることもできる。
【実施例】
【００３３】
次に、この発明に従う空気入りタイヤを試作し性能評価を行ったので、以下に説明する。
【００３４】
実施例のタイヤは、タイヤサイズが１１Ｒ２２．５のトラック及びバス用１５°テーパーラジアルタイヤであり、図５に示すようなビード部構造を有している。内側及び外側補強層を構成するコードはスチールコードであり、タイヤ周方向とのなす角がそれぞれ４５°で、タイヤ周方向に対して互いに逆向きに傾斜している。
【００３５】
比較のため、タイヤサイズが実施例のタイヤと同じであり、ビード部を除いて実施例のタイヤと同一のタイヤ構造を有するものの、断面形状が六角形のビードコアの周りにカーカスを巻き付け、折返し終端をリムラインのタイヤ径方向外側３０ｍｍとした従来例のタイヤについても併せて試作した。
【００３６】
実施例及び従来例の各タイヤの質量を測定したところ、従来例のタイヤに比べて、実施例のタイヤは３％軽かった。
【００３７】
前記各供試タイヤを、サイズ８．２５×２２．５のリムに装着してタイヤ車輪とし、このタイヤ車輪に空気圧７００ｋＰａ（相対圧）を適用し、走行速度６０ｋｍ／ｈ、タイヤ負荷荷重２９．４ｋＮの条件下でドラム試験機上を１０万ｋｍ走行させた後、各タイヤを解体してカーカスの引き抜け及びカーカス折返し終端からのセパレーションの発生の有無を目視で確認した。その結果、実施例のタイヤでは引き抜け及びセパレーションは全く観察されなかったが、従来例のタイヤでは折返し終端に長さ１ｍｍのセパレーションが観察された。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
以上の説明から明らかなように、この発明によって、挟み込みビード構造を有するラジアルタイヤのビード部耐久性の向上と軽量化の双方を高いレベルで両立することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】この発明に従う代表的な空気入りラジアルタイヤのビード部のタイヤ幅方向断面図である。
【図２】図１に示すタイヤのプライコード、ビードワイヤ及び補強層を構成するコードの配設状態を示すための図である。
【図３】この発明に従う他の空気入りラジアルタイヤのビード部のタイヤ幅方向断面図である。
【図４】図３に示すタイヤのプライコード、ビードワイヤ及び補強層を構成するコードの配設状態を示すための図である。
【図５】この発明に従う他の空気入りラジアルタイヤのビード部のタイヤ幅方向断面図である。
【図６】図５に示すタイヤのプライコード、ビードワイヤ及び補強層を構成するコードの配設状態を示すための図である。
【図７】この発明に従う他の空気入りラジアルタイヤのビード部のタイヤ幅方向断面図である。
【符号の説明】
【００４０】
１      ビード部
２      カーカスプライのプライコード
３      カーカスプライ
４      内側ビードコアを構成するビードワイヤ
５      外側ビードコアを構成するビードワイヤ
６      内側ビードコア
７      外側ビードコア
８Ｉ      内側補強層を構成するコード
８Ｏ      外側補強層を構成するコード
９Ｉ      内側補強層
９Ｏ      外側補強層
１０      カーカスプライ内面
１１      カーカスプライ外面
【図１】
2007015435.tif 000003
【図２】
2007015435.tif 000004
【図３】
2007015435.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
2007015435.tif 000008
【図７】
2007015435.tif 000009