(57)【要約】【課題】  補強層のスチールコードに沿って進展する亀裂の進展可能距離を長くし、かつ亀裂の発生及び進展速度を抑制し、空気入りタイヤのビード部の耐久性を向上させる。【解決手段】  ビード部のカーカス層３０の折り返し部３２の外側に、それよりもタイヤ径方向に長い補強層４０を配置する。この補強層４０に埋設した複数本のスチールコード４４を、所定の片振幅と波長を有する波形状に屈曲させるとともに、その振幅の中心線Ｔをタイヤ円周線Ｃに対して所定角度θで傾斜させる。これにより、スチールコード４４に沿う亀裂のカーカス層端部３３付近までの進展可能距離を長くし、かつ、スチールコード４４に伸縮性を持たせて、亀裂の発生及び進展速度を抑制する。【選択図】          図３
2007045354.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対のビードコアと、
該ビードコア間をトロイダル状に延びる本体部及び前記ビードコアの周りをタイヤ幅方向内側から外側に向かって巻き上げた折り返し部を有するカーカス層と、
前記ビードコア近傍の前記カーカス層の外側に、前記折り返し部に沿ってタイヤ幅方向内側まで配置され、内部に複数本のスチールコードを埋設した補強層とを備え、
前記折り返し部に沿う前記補強層のタイヤ径方向外側端部が前記折り返し部のタイヤ径方向外側端部よりもタイヤ径方向外側に配置されている空気入りタイヤにおいて、
前記スチールコードは波形状に屈曲し、該波形の片振幅をＡ、波長をλとするとき、０．１２≦２×Ａ／λ≦１．２であることを特徴とする空気入りタイヤ。
【請求項２】
請求項１に記載された空気入りタイヤにおいて、
前記スチールコードの振幅の中心線のタイヤ円周線に対する傾斜角度をθとするとき、１０゜≦θ≦４０゜、又は１４０゜≦θ≦１７０゜であることを特徴とする空気入りタイヤ。
【請求項３】
請求項１又は２に記載された空気入りタイヤにおいて、
リム径位置から前記補強層のタイヤ径方向外側端部までのタイヤ径方向の高さをタイヤ断面高さで除した値をＢ、前記補強層のトリート曲げ剛性をＭとしたとき、
０．１０≦Ｍ／Ｂ２≦０．７５であることを特徴とする空気入りタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ビード部のカーカス層の外側に補強層を備えた空気入りタイヤに関し、特に、補強層に埋設するコードの形状を波形状に屈曲させてビード部の耐久性を向上させた空気入りタイヤに関する。
【背景技術】
【０００２】
空気入りタイヤは、一般に、一対のビードコアと、その間をトロイダル状に延びる少なくとも１枚のカーカスプライからなるカーカス層とを備えており、このカーカスプライの内部には複数本の補強のためのコードが埋設されている。このカーカス層の両端部は、通常、プライコードにかかる引っ張り応力等によりビードコアから引き抜かれるのを防止するため、ビードコアを包み込むように折り返して固定されている。
【０００３】
図４は、特許文献に記載されたものではないが、このような従来のビード部１００の構造の例を示す断面図である。
従来のビード部１００の構造は、図示のように、カーカス層１０１の端部をビードコア１０２の周りにタイヤ幅方向内側（図では左側）から外側（図では右側）へ向かって大きく折り返して巻き上げ、その折り返し部１０１ａをゴム中に埋め込んで固定している。これにより、タイヤをリムに組み付けて内圧を充填した時（以下、内圧充填時という）や、路面走行時等の荷重が負荷された状態で転動する時（以下、荷重負荷転動時という）に、プライコードがビードコア１０２から引き抜かれるのを防止している。
【０００４】
ところが、このようなビード部１００の構造を有する従来の空気入りタイヤでは、以下で説明するように、各部材の剛性段差等により、内圧充填時や荷重負荷転動時等にカーカス層１０１の折り返し部１０１ａのタイヤ径方向外側端部（図では上側端部）１０１ｂに大きなせん断歪みが発生して、その部分に亀裂が生じるとともに、この亀裂が時間の経過と共にタイヤ周方向に進展して互いに繋がり、ビード部１００が破壊（故障）することがある。
【０００５】
即ち、タイヤへの内圧充填時に、内圧によってカーカス層１０１の折り返し部１０１ａとリムフランジ１０３に挟まれたビード背面部１０４のゴムには、内圧とリムフランジ１０３から受ける反力により圧縮力が作用する。しかし、ゴムは非圧縮性のため、ビード背面部１０４のゴムは、圧縮力の作用しない部分であるリムフランジ先端部１０３ａよりもタイヤ径方向外側（図では上側）に向かって、圧縮力に対応する変形分だけ流動する。この流動可能なゴムに対し、スチール等の高剛性コードにより補強されたカーカス層１０１は、前記圧縮力を受けても変形しにくいため、その折り返し部１０１ａの端部１０１ｂと前記流動するゴムの間には大きなせん断歪みが発生する。特にトラック・バス用等の重荷重用空気入りラジアルタイヤ等の高い内圧で使用されるタイヤの場合には、前記圧縮力及びゴムの流動量も多くなるため、発生するせん断歪みも大きくなる。
【０００６】
また、荷重負荷転動時には、路面に接地したトレッドは路面形状に合わせて平面状に変形するが、その変形に追従して接地面上方の一対のサイドウォール部もタイヤ幅方外側に向かって大きく撓み変形する。この撓み変形は前記サイドウォール部に連なるビード部１００まで伝播し、ビード部１００のリムフランジ１０３よりもタイヤ径方向外側（図では上側）部分１００ａが、タイヤ幅方向外側（図では右側）に向かって倒れ込むように変形する、いわゆるビード部１００の倒れ込み現象が生じる。この現象に伴って、カーカス層１０１に図の矢印Ｔ方向の引き抜き力が作用する等して、その端部１０１ｂに大きなせん断歪みが生じる。
【０００７】
加えて、荷重負荷転動時には、トレッド接地面の特に踏み込み部と蹴り出し部で、カーカス層１０１の外周側に位置するベルト層等が略タイヤ周方向へ大きく変形するが、その影響を受けてサイドウォール部に略周方向の引っ張り力が作用して同方向へ大きく変形する。この変形が伝達されてビード部１００も略周方向に変形する結果、カーカス層１０１の端部１０１ｂには、タイヤ周方向のせん断歪みも生じる。
【０００８】
以上のように、この従来構造のビード部１００では、カーカス層折り返し部１０１ａの端部１０１ｂに大きなせん断歪みが生じるため、その付近にビード部１００の故障の原因となる亀裂等の故障核が生じやすいという問題がある。更に、この故障核が生じた場合には、荷重負荷転動時等に入力されるせん断応力を駆動力として、ビード部１００内で周方向に亀裂が進展して互いに繋がる等し、ビード部１００に故障が生じやすくなるという問題がある。
【０００９】
このような故障の発生は、新品タイヤの完走を阻害するばかりではなく、トレッドの更正（リキャップ）を含むタイヤの長寿命化の要請の実現を妨げることにもなる。即ち、トレッドの長寿命化や更正実施及びその実施回数を増加させるためには、ビード部１００は、長期使用に十分に耐える高い耐久性を備え、長期使用後においても新品時と変わらないような十分な性能を発揮することが要求される。
【００１０】
これらの要求に対し、ワイヤチェーファと呼ばれる補強層をビード部に配置し、カーカス層端部のせん断歪みを低下させる等して上記した問題に対処してビード部の耐久性を向上させた空気入りタイヤが知られている（特許文献１参照）。
【００１１】
図５は、この従来の空気入りタイヤ１１０の構造を示す幅方向半断面図である。
この空気入りタイヤ１１０のビード部１００は、前記図４のビード部１００の構造に加えて、図示のように、ビードコア１０２の周りに折り返したカーカス層１０１の外側に、複数本のスチールコードをゴムに埋設した補強層１０５を備えている。この補強層１０５のコードをタイヤ円周線に対して所定角度で傾斜させるとともに、そのタイヤ幅方向外側（図では左側）に位置するカーカス層１０１の折り返し部１０１ａに重ねて配置された外側部１０５ａを、カーカス層１０１の折り返し部１０１ａよりも長くして、その端部１０５ｂがカーカス層の端部１０１ｂよりもタイヤ径方向外側（図では上側）になるように配置している。
【００１２】
この従来の空気入りタイヤ１１０では、補強層１０５を設けることで、ビードコア１０２やカーカス層１０１、特にその折り返し部１０１ａを補強して、それらをリムフランジから受ける衝撃や摩擦等から保護するとともに、ビード部１００の剛性を高めて、上記した内圧充填時のゴムの流動や、荷重負荷転動時の倒れ込みや周方向の変形を抑制することができる。この時、その端部１０５ｂをカーカス層１０１の端部１０１ｂよりも高い位置にして、その付近の周方向等の各種せん断応力を補強層１０５内のコードで受けるようにしたため、カーカス層１０１の端部１０１ｂ付近に生じる変形を抑制して周方向等のせん断歪みを低減し、その部分での亀裂等の発生を抑制することもできる。
【００１３】
ただし、カーカス層１０１に代わってせん断応力を受ける補強層１０５の端部１０５ｂ付近には、カーカス層１０１の端部１０１ｂに生じていたのと同様のせん断歪みが発生し、その部分に亀裂等の故障核が発生しやすくなる。即ち、せん断歪み及び故障核の発生箇所は補強層１０５の端部１０５ｂ付近に移ることになるが、この従来のコード部１００の構造では、たとえ亀裂が生じても、その亀裂は周方向に進展せずに、補強層１０５内のコードに沿ってタイヤ径方向内側（図では下側）に向かって進展する。従って、このビード部１００の構造では、補強層１０５の各コードの亀裂は、コードに沿って進展している間は互いに独立しており、それらが周方向に進展して繋がる等の、大きな故障は生じにくくなっている。
【００１４】
しかしながら、補強層１０５のコードに沿って進展した亀裂がカーカス層１０１の端部１０１ｂ近傍に達すると、亀裂がコードから離れてカーカス層１０１の端部１０１ｂ側へ移る傾向があり、その場合には、上記したように亀裂が周方向に進展してビード部１００に大きな故障が生じやすくなる。
【００１５】
しかし、このビード部１００では、亀裂の発生箇所である補強層１０５の端部１０５ｂを、カーカス層１０１の端部１０１ｂよりもタイヤ径方向外側（図では上側）に離して配置し、かつ、補強層１０５のコードを周方向に対して所定角度で傾斜させて、各端部１０５ｂ、１０１ｂ間のコードに沿った距離（亀裂の進展可能距離）を長くしている。従って、亀裂が発生箇所からカーカス層１０１の端部１０１ｂに達するまで進展する距離、従って時間が長くなり、ビード部１００に大きな故障が発生するのを遅らせることができる。
【００１６】
以上説明したように、このような補強層１０５をビード部１００に配置することで、ビード部１００に大きな故障が生じるのを抑制でき、従って、その耐久性を向上できる。しかしながら、近年、更正回数の増加を含む更なるタイヤの長寿命化が望まれており、そのためには、更にビード部１００の耐久性の向上を図る必要がある。
【００１７】
なお、ビード部の耐久性を向上させた空気入りタイヤとしては、上記の他に、カーカス層の折り返し部の外側にそれよりも長い補強層を配置するとともに、補強層内に埋設するスチールコードの形状を波形状に屈曲させたものも知られている（特許文献２参照）。
【００１８】
この従来の空気入りタイヤは、波形状に屈曲させた複数本のスチールコードを互いに平行に配列した補強層をビード部底面からサイドウォール部まで配置し、波形状コードの伸縮性を利用してコードとゴムとの剛性段差を緩和し、亀裂の発生を抑制してビード部等の耐久性を向上させている。即ち、波形状のコードは、引っ張り応力の作用時には振幅が小さく（波長が長く）なるように変形し、圧縮応力の作用時には振幅が大きく（波長が短く）なるように変形するため、ゴムの変形に追従変形でき、コード端部の応力集中を緩和してその部分での亀裂の発生を抑制している。
【００１９】
しかしながら、この従来の空気入りタイヤでは、波形コードの具体的な形状等については何ら規定されておらず、一端亀裂が生じた場合には、従来と同様に亀裂がタイヤ周方向に進展してビード部等に故障が生じる恐れがある。即ち、適切な波形コード形状の設定等による、コードに沿った亀裂の進展や進展可能距離の確保等については何ら考慮されておらず、従って、この補強層の構造では、効果的なビード部の耐久性の向上を図れない。
【００２０】
【特許文献１】特開２００５−１６２０２２号公報
【特許文献２】特開昭５１−９１５０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
本発明は、前記従来の問題に鑑みなされたものであって、その目的は、ビード部のカーカス層の外側に補強層を備えた空気入りタイヤにおいて、補強層のスチールコードに沿って進展する亀裂の進展可能距離を長くし、かつ亀裂の発生及び進展速度を抑制し、ビード部の耐久性を向上させることである。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
請求項１の発明は、一対のビードコアと、該ビードコア間をトロイダル状に延びる本体部及び前記ビードコアの周りをタイヤ幅方向内側から外側に向かって巻き上げた折り返し部を有するカーカス層と、前記ビードコア近傍の前記カーカス層の外側に、前記折り返し部に沿ってタイヤ幅方向内側まで配置され、内部に複数本のスチールコードを埋設した補強層とを備え、前記折り返し部に沿う前記補強層のタイヤ径方向外側端部が前記折り返し部のタイヤ径方向外側端部よりもタイヤ径方向外側に配置されている空気入りタイヤにおいて、前記スチールコードは波形状に屈曲し、該波形の片振幅をＡ、波長をλとするとき、０．１２≦２×Ａ／λ≦１．２であることを特徴とする。
請求項２の発明は、請求項１に記載された空気入りタイヤにおいて、前記スチールコードの振幅の中心線のタイヤ円周線に対する傾斜角度をθとするとき、１０゜≦θ≦４０゜、又は１４０゜≦θ≦１７０゜であることを特徴とする。
請求項３の発明は、請求項１又は２に記載された空気入りタイヤにおいて、リム径位置から前記補強層のタイヤ径方向外側端部までのタイヤ径方向の高さをタイヤ断面高さで除した値をＢ、前記補強層のトリート曲げ剛性をＭとしたとき、０．１０≦Ｍ／Ｂ２≦０．７５であることを特徴とする。
【００２３】
（作用）
本発明によれば、ビード部のカーカス層の外側に補強層を備えた空気入りタイヤにおいて、亀裂の進展経路であるスチールコードを波形状に屈曲させて、亀裂の進展可能距離を長くする。また、スチールコードを周囲のゴムの変形に追従変形させてゴムとの剛性段差を小さくし、スチールコード端部の応力集中及び、その部分のせん断歪みを緩和し、亀裂の発生を抑制する。同時に、亀裂を進展させる駆動力となるせん断入力を緩和して、亀裂の進展速度を遅くする。更に、スチールコードの振幅の中心線の傾斜角度や、補強層の外側部の高さ等を適切に設定して、亀裂の進展可能距離を長くし、かつ、亀裂を確実にスチールコードに沿って進展させるとともに、スチールコードの折損を防止する。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、補強層に埋設されたスチールコードを波形状に屈曲等させたため、亀裂の進展可能距離を長くすることができる。また、スチールコードがゴムの変形に追従変形できるため、周囲のゴムとの剛性段差を小さくでき、スチールコード端部の応力集中及び、その部分のせん断歪みを緩和して亀裂の発生を抑制できる。同時に、亀裂の進展駆動力を緩和でき、亀裂の進展速度を遅くできる。更に、亀裂を確実にスチールコードに沿って進展させることができるとともに、スチールコードの折損も防止できる。従って、ビード部に大きな破壊等が生じるのを抑制でき、ビード部の耐久性を効果的に向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明の空気入りタイヤの一実施形態について、図面を参照して説明する。
本発明の空気入りタイヤ１は、図５に示す従来の空気入りタイヤ１１０と同様に、ビード部のビードコア周りにカーカス層を折り返し、その外側に補強層を配置してビード部の耐久性を向上させているが、補強層のコードを波形状に屈曲させる等して亀裂の進展可能距離を長くし、かつコード端部の応力集中を緩和して亀裂の発生を抑制し、さらにビード部の耐久性を向上させたものである。
【００２６】
図１は、本実施形態の空気入りタイヤの構造を示す幅方向半断面図である。
本実施形態の空気入りタイヤ１は、図示のように、外周面にトレッドパターン２が形成された略円筒状のトレッド部３と、その両端からそれぞれタイヤ径方向内側（図では下側）に向かって延びる一対のサイドウォール部４（図では片側のみ示す）と、サイドウォール部４のタイヤ径方向内側に位置する一対のビード部５（図では片側のみ示す）とを備えている。
【００２７】
また、この空気入りタイヤ１は、ビード部５のタイヤ径方向内側端部付近に配置された一対のビードコア６と、ビードコア６周りに折り返され、かつ一対のビードコア６間に渡ってトロイダル状に延びるカーカス層３０と、ビード部５のカーカス層３０の外側に沿って延びるワイヤチェーファと呼ばれる補強層４０と、トレッド部３内でカーカス層３０のタイヤ径方向外側（図では上側）に配置されたベルト層７とを有している。
【００２８】
ビードコア６は、複数本のスチールワイヤ等を巻き重ねたリング状のもので、カーカス層３０の両端部を固定する他に、内部空気圧の保持や、タイヤ１がリムから外れるのを防ぐ役割等を有する。ベルト層７は、複数本のスチールコードや有機繊維コード等をゴムで被覆したベルトプライ８を複数枚（図では４枚）、タイヤ径方向に重ねて構成され、カーカス層３０を保護してトレッド部３を強化するとともに、周方向の剛性を高めて、たが効果を発揮する。
【００２９】
カーカス層３０は、トレッド部３からサイドウォール部４を通りビード部５のビードコア６までトロイダル状に延び、その部分を補強する本体部３１と、ビードコア６の周りをタイヤ幅方向内側から外側（図では左側から右側）に向かって折り返して巻き上げた、折り返し部３２とからなる。このカーカス層３０は、少なくとも１枚のカーカスプライから構成され、カーカスプライの内部には複数本の非伸縮性の補強コード（プライコード）、例えばスチールコードが埋設されている。なお、本実施形態のカーカス層３０は、実質上ラジアル方向（子午線方向）に延びるプライコードが埋設された１枚のカーカスプライから構成されている。
【００３０】
補強層４０は、ビードコア６近傍のカーカス層３０の外側に重ねて配置されており、ビードコア６の下側からカーカス層３０の本体部３１の外側（図ではタイヤ幅方向内側である左側）に沿ってタイヤ径方向外側（図では上側）に向かって延びる内側部４１と、ビードコア６の下側からカーカス層３０の折り返し部３２の外側（図ではタイヤ幅方向外側である右側）に沿ってタイヤ径方向外側に向かって延びる外側部４２とからなる。
【００３１】
ここで、リム径位置Ｓ（ビードヒール）から外側部４２の補強層端部（径方向外側端部）４３までの径方向距離Ｌ（以下、外側部４２の高さＬという）は、リム径位置Ｓから折り返し部３２のカーカス層端部（径方向外側端部）３３までの径方向距離Ｊ（以下、折り返し部３２の高さＪという）よりも長くなっている。従って、図５に示した従来の空気入りタイヤ１１０と同様に、外側部４２の補強層端部４３は、折り返し部３２のカーカス層端部３３よりもタイヤ径方向外側に位置しており、タイヤの荷重負荷転動時のせん断歪み及び亀裂の発生箇所をカーカス層端部３３から補強層端部４３に移動させることができ、発生した亀裂は補強層４０のコードに沿って進展する。
【００３２】
図２は、この補強層４０内に埋設するスチールコード４４の一部を拡大して示す側面図であり、図３は、外側部４２の補強層端部４３付近を拡大して示す模式図である。
【００３３】
補強層４０は、少なくとも１枚（ここでは１枚）の補強プライから構成され、この補強プライ（補強層４０）のゴムの内部には、波形状に屈曲させたスチールコード４４が埋設されている。なお、本実施形態のスチールコード４４は、複数本のスチール製のフィラメントに撚りを加えた直線状のコードを、図２に示すように、片振幅Ａ、波長λの正弦波形状に屈曲させて形成しているが、正弦波形状以外でも、一定の片振幅Ａと波長λを有する滑らかに湾曲しながら屈曲する波形状であればよい。
【００３４】
補強層４０には、図３に示すように、この波形状のスチールコード４４が複数本、その振幅の中心線Ｔをタイヤ円周線Ｃに対して所定角度θで傾斜させて互いに平行になるように、かつ、振幅Ａ方向が補強プライの平面方向の同方向を向くように配列され、それらが互いに接触しないようにゴムに埋設されている。また、図には、実質上ラジアル方向に延びるカーカス層３０のプライコード３４も示すが、上記したようにスチールコード４４の端部である補強層端部４３は、プライコード３４の端部であるカーカス層端部３３よりもタイヤ径方向外側（図では上側）に向かって距離Ｑ（図１参照）だけ離れて配置されている。
【００３５】
ここで、上記したように補強層端部４３付近に亀裂が発生した場合には、その亀裂は補強層４０内のスチールコード４４に沿ってタイヤ径方向内側（図３では下側）に向かって進展するが、本実施形態のスチールコード４４は波形状であるため、亀裂はスチールコード４４に沿って波状に進展する。従って、本実施形態の補強層４０では、亀裂の進展経路を波状にすることができ、従来の直線状のスチールコード４４に比べて、カーカス層端部３３付近に到達するまでに亀裂はより長い経路をとる、即ち、亀裂の進展可能距離が長くなり、カーカス層端部３３付近まで亀裂が進展するのが遅くなる。
【００３６】
また、波形状のスチールコード４４は伸縮性を有する。即ち、引っ張り応力の作用時には片振幅Ａが小さく（波長λが長く）なるように変形し、圧縮応力の作用時には片振幅Ａが大きく（波長λが短く）なるように変形するため、ゴムの変形に追従変形できる。従って、スチールコード４４とその周りのゴムの剛性段差が小さくなり、スチールコード４４端部の応力集中及び、その部分のせん断歪みが緩和され、亀裂の発生が抑制される。同時に、亀裂を進展させる駆動力となるせん断入力が緩和されるため、亀裂の進展速度が遅くなる。
【００３７】
従って、このような補強層４０を有する本実施形態の空気入りタイヤ１では、直線状のスチールコードからなる補強層を備えた従来の空気入りタイヤに比べて、亀裂の発生が抑制されるとともに、その進展可能距離が長く、かつ進展速度が遅くなり、亀裂の連結等の大きな故障の発生を抑制でき、ビード部５の耐久性を向上できる。
【００３８】
なお、上記したようにこの波形状のスチールコード４４は、所定の片振幅Ａと波長λをなすように形成されているが、片振幅Ａを波長λで除して２倍した値（２×Ａ／λ）が０．１２未満である場合には、片振幅Ａが小さく（波長λが長く）なって、スチールコード４４が直線状に近くなるため、上記した亀裂の進展可能距離が短くなり、亀裂がより早くカーカス層端部３３に到達する。同時に、スチールコード４４の伸縮性が低下して、その端部４３付近の応力集中及び、せん断歪みが大きくなり亀裂が発生しやすくなるとともに、亀裂を進展させる駆動力であるせん断入力が大きくなり、亀裂の進展速度が早くなる。従って、ビード部５の耐久性が低下する恐れがある。
【００３９】
また、前記２×Ａ／λの値が１．２よりも大きい場合には、片振幅Ａが大きく（波長λが短く）なって、スチールコード４４がより大きく屈曲する結果、亀裂がスチールコード４４から離れやすくなり、亀裂がスチールコード４４に沿わずに進展してその進展経路が波状をなさなくなる恐れがある。従って、前記２×Ａ／λの値は、０．１２以上１．２以下（０．１２≦２×Ａ／λ≦１．２）であることが好ましい。
【００４０】
この範囲内であれば、スチールコード４４の波形状が好適化され、亀裂が確実にスチールコード４４に沿って進展してその進展可能距離が長くなるとともに、スチールコード４４が適度に伸縮して、その端部４３付近のせん断歪みや亀裂の進展駆動力が小さくなる。従って、亀裂のカーカス層端部３３付近への到達を遅くでき、かつ、亀裂の発生や進展速度を抑制でき、ビード部５の耐久性を効果的に向上させることができる。
【００４１】
また、上記したようにスチールコード４４の振幅の中心線Ｔは、タイヤ円周線Ｃに対して所定角度θ（図３参照）で傾斜しているが、この傾斜角度θが１０度未満または１７０度よりも大きい、即ち、円周線Ｃ方向に近くなると、亀裂がスチールコード４４を離れて進展する恐れがある。また、θが４０度よりも大きく１４０度未満、即ち円周線Ｃと直交する方向に近くなると、上記と同様に亀裂がスチールコード４４を離れて進展する恐れがあるとともに、亀裂の進展可能距離が短くなり、亀裂が早くカーカス層端部３３に到達してビード部５の耐久性が低下する恐れもある。従って、その傾斜角度θは、１０度以上４０度以下、または１４０度以上１７０度以下（１０゜≦θ≦４０゜、又は１４０゜≦θ≦１７０゜）にすることが好ましく、この範囲内であれば、亀裂を確実にスチールコード４４に沿って進展させることができる。
【００４２】
更に、補強層４０の外側部４２の高さＬと、カーカス層３０の折り返し部３２の高さＪの差Ｑ（図１参照）が１０ｍｍ未満であると、補強層端部４３とカーカス層端部３３の距離、即ち亀裂の進展可能距離が短くなり、ビード部５の耐久性が低下する恐れがある。従って、Ｑは、１０ｍｍ以上にすることが好ましく、この場合には、亀裂がカーカス層端部３３近傍に達するまでに進展する距離が長くなり、ビード部５の破壊を効果的に抑制できる。
【００４３】
ここで、タイヤの断面高さをＨ（以下、タイヤ高さＨという）、前記補強層４０の外側部４２の高さＬ（図１参照）をタイヤ高さＨで除した値（Ｌ／Ｈ）をＢ、補強層４０のトリート曲げ剛性をＭ、Ｍを前記値Ｂの２乗で除した値（Ｍ／Ｂ２）をＦとしたとき、このＦは０．１０以上０．７５以下（０．１０≦Ｆ≦０．７５）にすることが好ましい。その理由は、Ｆが０．１０未満であると、圧縮力が作用した場合にスチールコード４４が座屈変形を起こして折損する恐れがあり、一方、Ｆが０．７５よりも大きいと、圧縮変形に対してスチールコード４４が追従変形できなくなり、せん断歪みが顕著に増大してスチールコード４４に沿っての亀裂の進展速度が大幅に上昇する恐れが高くなるからである。
【００４４】
これに対し、上記したようにＦを０．１０以上０．７５以下にすると、補強層４０内のスチールコード４４の座屈による折損を防止しながら、亀裂の進展可能距離を長くするとともに、その進展速度を低下させることができ、ビード部５の耐久性を効果的に向上させることができる。なお、Ｆの値を０．１５以上０．４０以下の範囲内にすると、上記した効果がより顕著となり好ましい。
【００４５】
ここで、補強層４０のトリート曲げ剛性Ｍとは、１本のスチールコード４４の曲げ剛性に５０ｍｍ当たりのコード打ち込み本数を乗じた値であり、その単位はＮ・ｍ２である。なお、コードの曲げ剛性に関しては、以下の数１に示した式、即ち、良く知られているコードの曲げ剛性の簡易モデル計算式に従う。ここで、スチールコード４４が複撚り構造の場合には、重ね梁の原理に従い、それぞれの層における曲げ剛性値を足し合わせた値を１本のスチールコード４４の曲げ剛性とする。
【００４６】
【数１】
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【００４７】
この式において、Ｎは各層当たりのフィラメント本数、αはフィラメントの撚り角度（ｔａｎα＝Ｐ／２πＲ、ここでＰはコード撚りピッチ、Ｒはスチールコードを構成する各層の外接円直径）、Ｅはフィラメントのヤング率（縦弾性係数）、Ｇはフィラメントの横弾性係数、Ｉは断面２次モーメント（Ｉ＝πｄ４／６４）、Ｉｐは断面２次極モーメント（Ｉｐ＝πｄ３／３２）、ｄはフィラメントの直径、μｆはフィラメントのポアソン比である。
【００４８】
以上説明したように、本実施形態の空気入りタイヤ１では、ビード部５のカーカス層３０の外側に補強層４０を設けたため、ビード部５の剛性が高まり荷重負荷転動時の変形等を抑制できる。また、補強層外側部４２の補強層端部４３をカーカス層折り返し部３２のカーカス層端部３３よりもタイヤ径方向外側に位置させたため、カーカス層端部３３付近のせん断歪みを低減できるとともに、タイヤの荷重負荷転動時のせん断歪み及び亀裂の発生箇所をカーカス層端部３３から補強層端部４３に移動させることができる。この補強層端部４３で発生した亀裂は、補強層４０内のスチールコード４４に沿って進展するため、ビード部５に大きな破壊等が生じるのが抑制され、ビード部５の耐久性を向上できる。
【００４９】
また、本実施形態では、スチールコード４４を波形状に屈曲させたため、従来の直線状のスチールコード４４に比べて、カーカス層端部３３付近までの亀裂の進展可能距離を長くでき、亀裂がそこまで進展するのを遅くすることができる。また、スチールコード４４がゴムの変形に追従変形できるため、周囲のゴムとの剛性段差を小さくでき、スチールコード４４端部の応力集中及び、その部分のせん断歪みを緩和して亀裂の発生を抑制できる。同時に、亀裂の進展駆動力を緩和でき、亀裂の進展速度を遅くできる。従って、従来の空気入りタイヤに比べて、亀裂の連結等の大きな故障の発生を抑制でき、ビード部５の耐久性を向上できる。
【００５０】
更に、補強層４０の外側部４２の高さＬや、スチールコード４４の振幅の中心線Ｔの傾斜角度θを適正化したため、亀裂の進展可能距離を長くし、かつ、その進展速度を効果的に低下させることができる。これらに加えて、補強層４０内のスチールコード４４の座屈による折損を防止できるとともに、亀裂を確実にスチールコード４４に沿って進展させることもでき、ビード部５の破壊を抑制して、その耐久性を効果的に向上させることができる。
【００５１】
（実施例）
本発明の空気入りタイヤ１の効果を確認するため、以上で説明した構造の補強層４０を備えた実施例のタイヤ（以下、実施品という）と、一部の構造が異なる補強層４０を備えた比較例のタイヤ（以下、比較品という）と、直線状のスチールコード４４を有する従来構造の補強層４０を備えた従来例のタイヤ（以下、従来品という）を数種類作製し、以下の条件でビード部５の耐久性を試験した。
【００５２】
以下の実施品、比較品、従来品は全て、ＪＡＴＭＡ  ＹＥＡＲ  ＢＯＯＫ（２００４、日本自動車タイヤ協会規格）で定めるタイヤサイズ２７５／７０Ｒ２２．５の重荷重用ラジアルタイヤであり、適用リムは７．５０×２２．５である。これら各タイヤをリムに装着後、最高空気圧９００ｋＰａを充填し、ドラム試験機により、最大負荷能力３１５０ｋｇの１．８倍である５６７０ｋｇの荷重を作用させながら、速度６０ｋｍ／ｈで直径１．７ｍのドラム上をビード部５が破壊するまで連続負荷転動させ、破壊するまでの距離を測定して比較した。なお、その結果は、従来品１の走行距離を１００としたライフ指数として示す。
【００５３】
なお、表中、片振幅Ａはスチールコード４４の片振幅（単位はｍｍ）であり、波長λはスチールコード４４の波長（単位はｍｍ）であり、傾斜角度θ（図３参照）はスチールコード４４の振幅の中心線Ｔのタイヤ円周線Ｃに対する傾斜角度（単位は度）であり、距離Ｑ（図１参照）は補強層４０の外側部４２の高さＬからカーカス層３０の折り返し部３２の高さＪを減じた距離（Ｌ―Ｊ、単位はｍｍ）であり、曲げ剛性Ｍは１本のスチールコード４４の曲げ剛性に５０ｍｍ当たりのコード打ち込み本数を乗じたトリート曲げ剛性Ｍ（単位はＮ・ｍ２）であり、値Ｂ（図１参照）は補強層４０の外側部４２の高さＬをタイヤ断面高さＨで除した値（Ｌ／Ｈ）であり、値Ｆは補強層４０のトリート曲げ剛性Ｍを前記値Ｂの２乗で除した値（Ｍ／Ｂ２）である。
【００５４】
表１に、１種類の従来品１と、８種類の実施品（実施品１から８）と、５種類の比較品（比較品１から５）の補強層４０の構造諸元とライフ指数を示す。
【００５５】
【表１】
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【００５６】
表１に示すように、従来品１のライフ指数１００に対し、実施品１から８のライフ指数は、全て１００以上（最高値が実施品３の１３６、最低値が実施品４の１０５）であり、これに対し、比較品のライフ指数は全て１００よりも低く、従って、前記実施品のライフ指数は、従来品に比べてビード部５の耐久性が向上していることが分かる。この結果から、本発明により、空気入りタイヤ１のビード部５の耐久性が向上することが証明された。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本実施形態の空気入りタイヤの構造を示す幅方向半断面図である。
【図２】本実施形態の補強層に埋設したコードの一部を拡大して示す側面図である。
【図３】本実施形態の補強層外側部の端部付近を拡大して示す模式図である。
【図４】従来のビード部の構造の例を示す断面図である。
【図５】従来の空気入りタイヤの構造を示す幅方向半断面図である。
【符号の説明】
【００５８】
１・・・空気入りタイヤ、２・・・トレッドパターン、３・・・トレッド部、４・・・サイドウォール部、５・・・ビード部、６・・・ビードコア、７・・・ベルト層、８・・・ベルトプライ、３０・・・カーカス層、３１・・・本体部、３２・・・折り返し部、３３・・・カーカス層端部、３４・・・プライコード、４０・・・補強層、４１・・・内側部、４２・・・外側部、４３・・・補強層端部、４４・・・スチールコード。
【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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