(57)【要約】【課題】軽量化と操縦安定性の両立を実現することが可能な空気入りタイヤを提供する。【解決手段】空気入りタイヤ１は、一対のビード部３に各々埋設されたビードコア１３と、該ビードコア１３間にトロイダルに延びるカーカス本体部９ａおよび該カーカス本体部９ｂから延びビードコア１３の周りに内側から外側に折り返されたカーカス折返し部９ｂからなるカーカス９と、を備え、ビードコア１３が、断面平行四辺形のビードワイヤ２２をタイヤ幅方向に２列以上、タイヤ径方向に２段以上積み重ねてなる。また、空気入りタイヤ１は、ビードコア１３とカーカス９との間に、有機繊維コードをゴム被覆してなる繊維補強層２８を備える。【選択図】図１
2013100062.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対のビード部に各々埋設されたビードコアと、該ビードコア間にトロイダルに延びるカーカス本体部および該カーカス本体部から延び前記ビードコアの周りに内側から外側に折り返されたカーカス折返し部からなるカーカスと、を備え、前記ビードコアが、断面平行四辺形のビードワイヤをタイヤ幅方向に２列以上、タイヤ径方向に２段以上積み重ねてなる空気入りタイヤにおいて、
前記ビードコアと前記カーカスとの間に、有機繊維コードをゴム被覆してなる繊維補強層を備えることを特徴とする空気入りタイヤ。
【請求項２】
前記空気入りタイヤを所定のリムに装着し、所定の内圧を適用した状態において、
前記繊維補強層の、タイヤ幅方向でみて内側に位置する端部を、前記カーカスのタイヤ径方向最内側位置を基準に、該カーカスの高さの２０〜７０％の間に配置してなる、請求項１に記載の空気入りタイヤ。
【請求項３】
前記空気入りタイヤを所定のリムに装着し、所定の内圧を適用した状態において、
前記繊維補強層の両端部をそれぞれ、前記カーカスの折り返し端部よりもタイヤ径方向内側に配置してなる、請求項１または２に記載の空気入りタイヤ。
【請求項４】
前記空気入りタイヤを所定のリムに装着し、所定の内圧を適用した状態において、
前記ビードコアの中心を通りタイヤ幅方向に平行な直線とビード部表面との交点間の距離を、前記リムのビードシートと前記ビード部との接触領域のタイヤ幅方向長さ以下とする、請求項１〜３の何れか一項に記載の空気入りタイヤ。
【請求項５】
前記空気入りタイヤを所定のリムに装着し、所定の内圧を適用した状態において、
前記ビード部の外表面が前記リムのリムフランジに接触する点から前記カーカス本体部に対して垂直に引いた直線と前記カーカスとの交点間の距離を、前記ビードコアの中心を通りタイヤ幅方向に平行な直線と前記カーカスとの交点間の距離に対して８０％以下とする、請求項１〜４の何れか一項に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、ビードコアを、断面平行四辺形のビードワイヤをタイヤ幅方向に２列以上、タイヤ径方向に２段以上に積み重ねて構成することにより、所定の耐久性を確保しつつ、ビードコアの小型化による軽量化を図った空気入りタイヤにつき、軽量化と操縦安定性の両立を実現しようとするものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、市場での環境性能への関心の高まりから、転がり抵抗の低減が求められており、転がり抵抗を低減する手段の一つにタイヤの軽量化が挙げられる。そして、タイヤを構成する種々の部材うち、重量の比較的大きな部材はビードコアであるから、該ビードコアを小型化することがタイヤの軽量化を図る上で有効であるといえる。
【０００３】
ところで、特許文献１には、ビードコアを構成するビードワイヤの形状の適正化を図ることによって、隣り合うビードワイヤ間の係合力を増大させてビードコアの回転剛性（空気充填時、荷重負荷時および経時変化時等にビードコアに加えられる回転応力に対抗する力）を増大させ、もって、ビード部の耐久性を大幅に向上させる発明が提案されており、この特許文献１の発明を利用すれば、所定の耐久性を確保しつつも、ビードコアをある程度小さくして軽量化を図ること可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２００８／１２６８７５号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述のように、特許文献１の発明を利用してビードコアの小型化を図った場合、ビード部の剛性が低下し、操縦安定性が低下するという問題が浮上する。
【０００６】
それゆえ、本発明は、ビードコアを、断面平行四辺形のビードワイヤをタイヤ幅方向に２列以上、タイヤ径方向に２段以上に積み重ねて構成することにより、所定の耐久性を確保しつつ、ビードコアの小型化による軽量化を図った空気入りタイヤにつき、軽量化と操縦安定性の両立を実現することが可能な空気入りタイヤを提供することをその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、本発明の空気入りタイヤは、一対のビード部に各々埋設されたビードコアと、該ビードコア間にトロイダルに延びるカーカス本体部および該カーカス本体部から延び前記ビードコアの周りに内側から外側に折り返されたカーカス折返し部からなるカーカスと、を備え、前記ビードコアが、断面平行四辺形のビードワイヤをタイヤ幅方向に２列以上、タイヤ径方向に２段以上積み重ねてなる空気入りタイヤにおいて、前記ビードコアと前記カーカスとの間に、有機繊維コードをゴム被覆してなる繊維補強層を備えることを特徴とするものである。
【０００８】
なお、本発明の空気入りタイヤにあっては、空気入りタイヤを所定のリムに装着し、所定の内圧を適用した状態において、前記繊維補強層の、タイヤ幅方向でみて内側に位置する端部を、前記カーカスのタイヤ径方向最内側位置を基準に、該カーカスの高さの２０〜７０％の間に配置してなることが好ましい。ここで所定のリムとは、所定の産業規格に記載されている適用サイズにおける標準リム（または“Approved Rim”、“Recommended Rim”）のことであり、所定の内圧とは同規格に記載されている適用サイズにおける単輪の最大荷重（最大負荷能力）に対応する空気圧のことである。かかる産業規格については、タイヤが生産もしくは使用される地域においてそれぞれ有効な規格が定められており、これらの規格は、例えば、アメリカ合衆国では“The Tire and Rim Association Inc. Year Book”（デザインガイドを含む）により、欧州では、“The European Tire and Rim Technical Organization Standards Manual”により、日本では日本自動車タイヤ協会の“JATMA YEAR BOOK”によりそれぞれ規定されている。
【０００９】
また、本発明の空気入りタイヤにあっては、空気入りタイヤを所定のリムに装着し、所定の内圧を適用した状態において、前記繊維補強層の両端部をそれぞれ、前記カーカスの折り返し端部よりもタイヤ径方向内側に配置してなることが好ましい。
【００１０】
さらに、本発明の空気入りタイヤにあっては、前記空気入りタイヤを所定のリムに装着し、所定の内圧を適用した状態において、前記ビードコアの中心を通りタイヤ幅方向に平行な直線とビード部表面との交点間の距離を、前記リムのビードシートと前記ビード部との接触領域のタイヤ幅方向長さ以下とすることが好ましい。
【００１１】
しかも、本発明の空気入りタイヤにあっては、前記空気入りタイヤを所定のリムに装着し、所定の内圧を適用した状態において、前記ビード部の外表面が前記リムのリムフランジに接触する点から前記カーカス本体部に対して垂直に引いた直線と前記カーカスとの交点間の距離を、前記ビードコアの中心を通りタイヤ幅方向に平行な直線と前記カーカスとの交点間の距離に対して８０％以下とすることが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の空気入りタイヤによれば、断面平行四辺形のビードワイヤをタイヤ幅方向に２列以上、タイヤ径方向に２段以上積み重ねてビードコアを構成したことから、隣り合うビードワイヤ間の係合力の増大によりビードコアの回転剛性を増大させることができるので、ビードコアを小型化しても所定のビード部耐久性を確保することができる。また、ビードコアとカーカスとの間に有機繊維コードをゴム被覆してなる繊維補強層を配置したことから、繊維補強層のコードとカーカスのコードとの箍効果によりビード部の剛性を向上させることができ、すなわちタイヤ負荷転動時のケースの変形を抑制することができ、操縦安定性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明にしたがう実施形態の空気入りタイヤと適用リムとの組立体の半断面図である。
【図２】図１のタイヤの一方のビード部に埋設されたビードコアを示す断面図である。
【図３】図１のタイヤの一方のビード部を拡大して示す断面図である。
【図４】本発明にしたがう他の実施形態の空気入りタイヤと適用リムとの組立体における一方のビード部の拡大断面図である。
【図５】本発明にしたがうさらに他の実施形態の空気入りタイヤと適用リムとの組立体における一方のビード部の拡大断面図である。
【図６】本発明にしたがうさらに他の実施形態の空気入りタイヤと適用リムとの組立体における一方のビード部の拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００１５】
図１に示すように、本実施形態の空気入りタイヤ１は、トレッド部３と、その両側に連なる一対のサイドウォール部５およびビード部７とを有する。また、空気入りタイヤ１は、ラジアル配列の少なくとも一枚のカーカスプライからなるカーカス９と、カーカス９のクラウン部のタイヤ径方向外側に配置されたベルト１１とを有する。なお、空気入りタイヤ１は、タイヤ赤道面Ｅの両側で同じ構成を有する。
【００１６】
カーカス９は、一対のビード部７内に埋設されたビードコア１３相互間でトロイダルに延び、トレッド部３、一対のサイドウォール部５および一対のビード部７を補強するカーカス本体部９ａと、カーカス本体部９ａから延びビードコア１３の周りをタイヤ径方向の内側から外側へ折り返されたカーカス折返し部９ｂとを有する。
【００１７】
ベルト１１は、カーカス９の外周側に位置し、トレッド部３を強化する。図示例のベルト１１は、各々スチールコードをゴム被覆してなり、互いにスチールコードが交錯するよう配置された２枚のベルト層１５、１６と、該ベルト層１５、１６の外周側に配置されたキャップ層１７と、狭幅のレイヤー層１８とを有してなる。キャップ層１７およびレイヤー層１８はそれぞれ、有機繊維コードをゴム被覆してなる。
【００１８】
また、ビードコア１３は、図２（ａ）に拡大して示すように、ビードワイヤ２２をタイヤ幅方向に２列以上（ここでは８列）、タイヤ径方向に２段以上（ここでは６段）に積み重ねて構成されてなる。ビードワイヤ２２のタイヤ幅方向の断面形状は、一対の鋭角隅部をなす第１鋭角隅部２４ａおよび第２鋭角隅部２４ｂと、一対の鈍角隅部をなす第１鈍角隅部２６ａおよび第２鈍角隅部２６ｂとを有する平行四辺形であり、第１鋭角隅部２４ａは、第２鋭角隅部２４ｂのタイヤ幅方向外側（図２（ａ）では左方側）であってタイヤ径方向内側（図２（ａ）では下方側）にあり、第１鈍角隅部２６ａは、第１鋭角隅部２４ａのタイヤ幅方向内側（図２（ａ）では右方側）であってタイヤ径方向外側（図２（ａ）では上方側）にあり、第２鈍角隅部２６ｂは、第１鋭角隅部２４ａのタイヤ幅方向内側であり、かつタイヤ径方向において第１鋭角隅部２４ａと同一位置またはこれより内側にある。したがって、ビードコア１３のタイヤ幅方向の断面形状は略四角形に形成されている。ここでいう「ビードコア１３のタイヤ幅方向の断面形状」とは、タイヤ幅方向最内側に位置するビードワイヤ２２の第２鋭角隅部２４ｂを通る直線ｎ１と、タイヤ幅方向最外側に位置するビードワイヤ２２の第１鋭角隅部２４ａを通る直線ｎ２と、ビードコア１３の上面（タイヤ径方向外側の面）に沿う直線ｎ３と、ビードコア１３の下面（タイヤ径方向内側の面）に沿う直線ｎ４とで囲まれた形状を指すものとする。また、「略四角形」とは、ビードコア１３の、タイヤ幅方向に対向する辺が直線状に延びるもののみならず、図２（ａ）に示すように、該辺が、積層されるビードワイヤ２２間の段差によってジグザグ状に延びるものも含む意味である。このようにビードコア１３の、タイヤ幅方向に対向する辺をジグザグ状に形成することで、該辺を直線状に形成する場合と比べて、周囲のゴムとの係合力が高まり、ビードコア１３の回転を一層抑制することができる。なお、ビードワイヤ２２は、図２（ｂ）に示すように、タイヤ径方向に上下に隣接するビードワイヤ２２の第１鋭角隅部２４ａと第１鈍角隅部２６ａとが互いに接触するように配置してもよい。
【００１９】
そして、空気入りタイヤ１は、図３に拡大して示すように、ビードコア１３とカーカス９との間に、有機繊維コードをゴム被覆してなる少なくとも１枚（ここでは１枚）の繊維補強層２８を備える。有機繊維コードとしては、特に限定されるものではなく、例えば、アラミド繊維、ナイロン、ポリエステル、レーヨン等からなるコードを用いることができる。有機繊維コードは、カーカスプライを構成するコードに対して傾斜して配列されるものである。このような配列とすることで、繊維補強層２８のコードとカーカス９のコードとの箍効果により、カーカス９の変形を抑制することができるからである。ここでは、繊維補強層２８を構成する有機繊維コードは周方向に沿って配列されている。
【００２０】
このようになる空気入りタイヤ１にあっては、ビードワイヤ２２のタイヤ幅方向断面を平行四辺形断面とし、かつタイヤ幅方向に隣接するビードワイヤ２２の隣接面を、所定方向に作用する応力（カーカスを引き抜こうとする方向に作用する応力）を伝達し易い方向に互いに向き合わせたことから、隣り合うビードワイヤ２２間の係合力の増大によりビードコアの回転剛性を増大させることができるので、ビードコア１３を小型化しても所定のビード部耐久性を確保することができる。また、ビードコア１３とカーカス９との間に有機繊維コードをゴム被覆してなる繊維補強層２８を配置したことから、繊維補強層２８のコードとカーカス９のコードとの箍効果によりビード部７の剛性を向上させることができ、すなわちタイヤ負荷転動時のケースの変形を抑制することができ、操縦安定性を向上させることができる。
【００２１】
なお、本実施形態においては、空気入りタイヤ１を所定のリムに装着し、所定の内圧を適用した内圧充填状態において、繊維補強層２８の、タイヤ幅方向でみて内側に位置する端部２８ａは、カーカス９のタイヤ径方向最内側位置を基準に、該カーカス９の高さＨ（図１参照）の２０〜７０％の間に配置している（０．２Ｈ≦ｈ≦０．７Ｈ）。これによれば、荷重負荷時にプライコード間が開くのを補強層２８の箍効果で抑えることができ、タイヤが変形（撓み変形）し難くなり、結果としてケースの剛性を高めることができる。
【００２２】
また、上記内圧充填状態において、繊維補強層２８の両端部２８ａ、２８ｂをそれぞれ、カーカス９の折り返し端部よりもタイヤ径方向内側に配置することで、軽量化を図ることができる。
【００２３】
さらに、本実施形態においては、図３に示すように、上記内圧充填状態にて、ビードコア１３の中心を通りタイヤ幅方向に平行な直線Ｍ１とビード部７の表面との交点Ｐ１、Ｐ２間の距離Ａを、リムのビードシートとビード部７との接触領域のタイヤ幅方向長さＰよりも小さくまたは同じ（Ａ≦Ｐ）としても所望の操縦安定性を確保することができる。
【００２４】
しかも、本実施形態においては、上記内圧充填状態において、ビード部７の外表面がリムのリムフランジに接触する点からカーカス本体部９ａに対して垂直に引いた直線Ｍ２とカーカス９との交点Ｑ１、Ｑ２間の距離ａを、ビードコア１３の中心を通りタイヤ幅方向に平行な直線Ｍ１とカーカス９との交点Ｓ１、Ｓ２間の距離ｂに対して８０％以下としている（ａ／ｂ≦０．８）。ａ／ｂを０．８以下としても、ａ／ｂを０．８超とした場合と比べて操縦安定性が低下しないことから、このようにすることで、軽量化を図ることができる。
【００２５】
次いで、本発明にしたがう他の複数の実施の形態について図面を参照して説明する。先の実施形態で示した空気入りタイヤ１と同様の部材には同一の符号を付し、その説明は省略する。
【００２６】
図４〜６に示す実施形態の空気入りタイヤ１は、図１〜３に示した実施形態と同様にビードコア１３とカーカス９との間に繊維補強層２８を備えているが、この繊維補強層２８に加えて他の補助的な繊維補強層を備えている点で図１〜３の実施形態とは異なる。なお、以下で説明する補助繊維補強層を構成するコードは、カーカスプライのコードに対して傾斜して配列されるものである。
【００２７】
すなわち、図４に示す実施形態では、カーカス本体部９ａとタイヤ内面（インナーライナ）との間に有機繊維コードをゴム被覆してなる補助繊維補強層３０を配置している。この場合、補助繊維補強層３０のタイヤ径方向内側の端部３０ａと、繊維補強層２８の、タイヤ幅方向の内側に位置する端部２８ａとは、タイヤ径方向に互いに重複させることが好ましい。かかる実施形態の空気入りタイヤ１によれば、繊維補強層２８に加えて補助繊維補強層３０がビード部７を補強するようになるので、ビード部７の剛性をさらに高めることができ、操縦安定性をより一層向上させることができる。また、補助繊維補強層３０のタイヤ径方向内側の端部と、繊維補強層２８の、タイヤ幅方向の内側に位置する端部２８ａとは、タイヤ径方向に互いに重複させることで、箍効果が補助繊維補強層３０と繊維補強層２８とのオーバーラップ分増大させることができる。
【００２８】
また、図５に示す実施形態では、ビードコア１３とカーカス９の間の繊維補強層２８に加えて、有機繊維コードをゴム被覆してなりカーカス本体部９ａの外面（タイヤ幅方向外側の面）に沿って配置された２枚の補助繊維補強層３２、３３を備えている。これらの繊維補強層２８および補助繊維補強層３２、３３は、互いにタイヤ径方向に離間して配置されている。
【００２９】
さらに、図６に示す実施形態では、繊維補強層２８に加えて、カーカス本体部９ａの外面（タイヤ幅方向外側の面）に沿って２枚の補助繊維補強層を備えている点は、図５の実施形態の空気入りタイヤ１と同じであるが、本実施形態では、補助繊維補強層３５、３６は互いに重なり合って配置されている。かかる実施形態の空気入りタイヤ１によれば、補助繊維補強層３５、３６のオーバーラップ分、箍効果を増大させることができる。
【実施例】
【００３０】
次いで、供試タイヤとして、従来技術に係る空気入りタイヤ（従来例のタイヤ）、本発明にしたがう空気入りタイヤ（実施例１〜１０のタイヤ）、および比較としての空気入りタイヤ（比較例のタイヤ）を試作し、それぞれのタイヤについて性能評価を行ったので、以下説明する。なお、供試タイヤは全て、タイヤサイズが２７５／８０Ｒ２２．５である。
【００３１】
ここで、従来例のタイヤは、丸素線のビードワイヤを周状に巻回して形成した断面略六角形のビードコアをビード部に有するとともに、ビードコアとカーカスとの間に繊維補強層を備えていない。その他の構成は、図１に示す空気入りタイヤと同じである。
【００３２】
実施例１〜１０のタイヤは、断面平行四辺形のビードワイヤをタイヤ幅方向に８列、タイヤ径方向に６段積み重ねて構成されるビードコアをビード部に有するとともに、ビードコアとカーカスとの間に有機繊維コードとしてナイロン製のコードをゴム被覆してなる繊維補強層を備えるものであり、その詳細は、表１に示すとおりである。なお、実施例１〜１０のタイヤは全て、ビードワイヤの使用量（総重量）を、従来例のタイヤのビードワイヤの使用量（総重量）の７８％としている。また、実施例１０のタイヤは、繊維補強層に加えて、補助繊維補強層を備えている点で実施例１〜９のタイヤと異なる。また、表１において、「ｈ／Ｈ」とは、タイヤを所定のリムに装着し、所定の内圧を適用した状態において、カーカスのタイヤ径方向最内側位置からカーカスのタイヤ径方向最外側位置までの距離Ｈに対する、カーカスのタイヤ径方向最内側位置から繊維補強層の、タイヤ幅方向でみて内側に位置する端部までの距離ｈの比率を示すものである。
【００３３】
【表１】
2013100062.tif 000003
【００３４】
比較例１のタイヤは、繊維補強層を有していない点を除いて、実施例４のタイヤと概ね同じ構成を有し、また、ビードワイヤの使用量（総重量）は、従来例のタイヤのビードワイヤの使用量（総重量）の７８％である。
【００３５】
（ビード部の耐久性の試験）
上記供試タイヤをサイズ８．２５Ｊ×２２．５のリムに組み付け、内圧９００ｋＰａ（相対圧）を適用し、タイヤ負荷荷重５７ｋＮ、走行速度６０ｋｍ／ｈ、室温４６℃の条件下でドラム試験機上を走行させ、ビード部に故障が発生する走行距離を計測することにより、ビード部の耐久性を評価した。その評価結果を表２に示す。なお、表中のビード部耐久性は、従来例のタイヤの走行距離を１００とし、実施例１〜１０のタイヤおよび比較例のタイヤの走行距離をそれぞれ指数で表したものであり、その数値が大きいほどビード部の耐久性に優れることを意味する。
【００３６】
（操縦安定性の試験）
上記供試タイヤをサイズ８．２５Ｊ×２２．５のリムに組み付け、テスト車両（２Ｄ４トラック）の全軸に装着し、内圧９００ｋＰａ（相対圧）の下、ドライ路面のテストコースを走行したときのテストドライバーのフィーリングにより操縦安定性を評価した。その評価結果を表２に示す。なお、操縦安定性の評価は５段階とし、数値が大きいほど操縦安定性が良好であることを示す。
【００３７】
【表２】
2013100062.tif 000004
【００３８】
表２に示すとおり、本発明の適用により、ビードコアの小型化、すなわちタイヤの軽量化を図りつつもビード部の耐久性を確保できることが分かる。また、ビードコアの小型化を図りつつも操縦安定性を確保できることが分かる。とくに、繊維補強層に加えて補助繊維補強層を有する実施例１０のタイヤでは、より一層優れた操縦安定性を示すことがわかる。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
かくして、本発明により、ビードコアを、断面平行四辺形のビードワイヤをタイヤ幅方向に２列以上、タイヤ径方向に２段以上に積み重ねて構成することにより、所定の耐久性を確保しつつ、ビードコアの小型化による軽量化を図った空気入りタイヤにつき、軽量化と操縦安定性の両立を実現することが可能な空気入りタイヤを提供することが可能となった。
【符号の説明】
【００４０】
１  空気入りタイヤ
３  トレッド部
５  サイドウォール部
７  ビード部
９  カーカス
９ａ  カーカス本体部
９ｂ  カーカス折返し部
１１  ベルト
１３  ビードコア
２２  ビードワイヤ
２８  繊維補強層
３０、３２、３３、３５、３６  補助繊維補強層
【図１】
2013100062.tif 000005
【図２】
2013100062.tif 000006
【図３】
2013100062.tif 000007
【図４】
2013100062.tif 000008
【図５】
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【図６】
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