(57)【要約】【課題】カーカスプライのプライ端をビード部側に近付けながら歪の増大を抑制する。【解決手段】タイヤ１０は１対のビードコア１８と少なくとも１枚のカーカスプライ１５とを有する。カーカスプライ１５はプライ本体部１６およびプライ折返し部１７を有する。プライ折返し部１７はプライ本体部１６に連なりビードコア１８のタイヤ幅方向内側から外側に折返されてプライ折返し端１９まで延びる。ビードコア１８は第１のコア２０および第２のコア２１を有する。プライ折返し端１９はタイヤ幅方向に傾斜した方向から第１のコア２０および第２のコア２１に挟まれる。第１のコア２０および第２のコア２１の間隔がカーカスプライ１５を形成するプライコードの直径の１５０％以上２００％以下である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
１対のビードコアと、前記１対のビードコア間に延びるプライ本体部、および、該プライ本体部に連なり、前記ビードコアのタイヤ幅方向内側から外側に折返されてプライ折返し端まで延びるプライ折返し部を有する、少なくとも１枚のカーカスプライとを備える空気入りタイヤであって、
前記ビードコアは、第１のコアおよび第２のコアを有し、
前記プライ折返し端は、タイヤ幅方向に傾斜した方向から前記第１のコアおよび第２のコアに挟まれ、
前記第１のコアおよび前記第２のコアの間隔が前記カーカスプライを形成するプライコードの直径の１５０％以上２００％以下である
ことを特徴とする空気入りタイヤ。
【請求項２】
前記第１のコアおよび前記第２のコアを合わせて形成する、タイヤ幅方向断面の形状が略六角形である、請求項１に記載の空気入りタイヤ。
【請求項３】
前記プライ折返し端の、前記第１のコアのタイヤ幅方向外端からの、タイヤ幅方向距離が、前記第１のコアの最大幅の５０％以上８０％以下である、請求項１または２に記載の空気入りタイヤ。
【請求項４】
前記第２のコアのタイヤ幅方向断面の面積が前記第１のコアのタイヤ幅方向断面の面積の２５%以上１５０%以下であり、前記第１のコアおよび前記第２のコアはタイヤ幅方向断面において互いに対向する辺部を有し、前記第２のコアの該辺部の長さが前記第１のコアの該辺部の長さの７５%以上１００％以下であり、前記プライ折返し端の中心と前記第１のコアとの間隔が前記プライコードの直径の１１０％以上１３０％以下である、請求項１から３のいずれか１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、空気入りタイヤに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、建設車両などに用いられる重荷重用空気入りタイヤにおいて、ゴム部材からのカーカスプライのセパレーション故障を引起す原因となる、カーカスプライのプライ折返し端付近に生じる歪を抑制することが、従来、検討されている。上記プライ折返し端をタイヤのサイドウォール部のタイヤ最大幅近傍のタイヤ径方向の位置に配置したタイヤ（例えば、特許文献１参照）においては、プライ折返し端付近の歪が低減化される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１９６７８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一方で、タイヤの軽量化および製造コストの低減化の観点から、カーカスプライのプライ折返し部を短縮して、プライ折返し端をビード部近傍に位置するローターンアップ構造の採用が望まれている。しかし、ローターンアップ構造では、プライ折返し部に生ずる単位長さあたりの張力が大きくなり、プライ引抜きなどによる、プライ折返し端付近の歪が増大し、プライ折返し部からのセパレーション故障を生じる可能性が増加する。
【０００５】
したがって、かかる事情に鑑みてなされた本発明は、カーカスプライのプライ折返し部を短縮してなお、プライ折返し端付近の歪の増大を抑制し、セパレーション故障を抑制可能な空気入りタイヤを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した諸課題を解決すべく、本発明の空気入りタイヤは、１対のビードコアと、前記１対のビードコア間に延びるプライ本体部、および、該プライ本体部に連なり、前記ビードコアのタイヤ幅方向内側から外側に折返されてプライ折返し端まで延びるプライ折返し部を有する、少なくとも１枚のカーカスプライとを備える空気入りタイヤであって、前記ビードコアは、第１のコアおよび第２のコアを有し、前記プライ折返し端は、タイヤ幅方向に傾斜した方向から前記第１のコアおよび第２のコアに挟まれ、前記プライ折返し部を前記第１のビードコアとともにタイヤ幅方向に対して傾斜した方向に沿って挟み、前記第１のコアおよび前記第２のコアの間隔が前記カーカスプライを形成するプライコードの直径の１５０％以上２００％以下であることを特徴とする。このような構成によれば、カーカスプライのプライ折返し端を短縮してなお、プライ折返し端の引抜きが抑制され、プライ折返し端付近に生じる歪の増大が抑制され、その結果セパレーション故障の発生を低減化可能である。
【０００７】
また、本発明の空気入りタイヤでは、前記第１のコアおよび前記第２のコアを合わせて形成する、タイヤ幅方向断面の形状が略六角形であることが好ましい。このような構成によれば、形状が六角形であるビードコアと同等の、十分良好なビード部の耐久性を得ることが可能である。
【０００８】
また、本発明の空気入りタイヤでは、前記プライ折返し端の、前記第１のコアのタイヤ幅方向外端からの、タイヤ径方向距離が、前記第１のコアの最大幅の５０％以上８０％以下であることが好ましい。この構成によれば、プライ折返し部の引張に起因する歪をさらに抑制可能である。
【０００９】
また、本発明の空気入りタイヤでは、前記第２のコアのタイヤ幅方向断面の面積が前記第１のコアのタイヤ幅方向断面の面積の２５%以上１５０%以下であり、前記第１のコアおよび前記第２のコアはタイヤ幅方向断面において互いに対向する辺部を有し、前記第２のコアの該辺部の長さが前記第１のコアの該辺部の長さの７５%以上１００％以下であり、前記カーカスプライの中心と前記第１のコアとの間隔が前記プライコードの直径の１１０％以上１３０％以下であることが好ましい。この構成によれば、プライ端の歪をさらに抑制可能である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、カーカスプライのプライ折返し部を短縮してなお、プライ折返し端付近の歪の増大を抑制し、セパレーション故障を抑制可能な空気入りタイヤを提供可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態に係るタイヤの幅方向断面図である。
【図２】図１のビード部の拡大図である。
【図３】プライ折返し部が単一のビードコアのタイヤ幅方向内側からタイヤ幅方向外側に折返された、従来の空気入りタイヤのビード部近傍を拡大したタイヤ幅方向断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
【００１３】
まず、本発明の一実施形態に係る空気入りタイヤについて説明する。図１は、本実施形態に係る空気入りタイヤの、適用リムＲに組み付け、内圧を充填しない無負荷状態のタイヤ幅方向断面図であり、本発明における各種形状はこの状態でのものとする。なお、「適用リム」とは、とは、タイヤが生産され、使用される地域に有効な産業規格であって、日本ではＪＡＴＭＡ（日本自動車タイヤ協会） のＪＡＴＭＡ  ＹＥＡＲ  ＢＯＯＫ、欧州ではＥＴＲＴＯ（Ｔｈｅ  Ｅｕｒｏｐｅａｎ  Ｔｙｒｅ  ａｎｄ  Ｒｉｍ  Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ  Ｏｒｇａｎｉｓａｔｉｏｎ）のＳＴＡＮＤＡＲＤＳ  ＭＡＮＵＡＬ、米国ではＴＲＡ（Ｔｈｅ  Ｔｉｒｅ  ａｎｄ  Ｒｉｍ  Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ，  Ｉｎｃ．）のＹＥＡＲ  ＢＯＯＫ等に記載されている、適用サイズにおける標準リム（ＥＴＲＴＯのＳＴＡＮＤＡＲＤＳ  ＭＡＮＵＡＬではＭｅａｓｕｒｉｎｇ  Ｒｉｍ、ＴＲＡのＹＥＡＲ  ＢＯＯＫではＤｅｓｉｇｎ  Ｒｉｍ）を指す。
【００１４】
本実施形態の空気入りタイヤは、例えば、建設・鉱山車両用タイヤなどとして好適に用いられ得る、重荷重用空気入りラジアルタイヤである。図１に示すように、空気入りタイヤ１０は、トレッド部１１と、トレッド部１１の側部からタイヤ径方向内方に延びるサイドウォール部１２と、各サイドウォール部１２のタイヤ径方向内方に連なるビード部１３とを備えている。
また、空気入りタイヤ１０は、トレッド部１１でタイヤ周方向に延びる複数層のプライ、この例ではスチール材質のプライからなるベルト１４、ならびに、トレッド部１１、一対のサイドウォール部１２、および一対のビード部１３間に延在する、この例ではラジアル構造の少なくとも１枚のカーカスプライ１５、この例ではスチール材質の１枚のカーカスプライからなるカーカスを備えている。カーカスは複数枚のカーカスプライを重ね合わせたものであってもよい。さらに、空気入りタイヤ１０は、カーカスのタイヤ幅方向外側または内側にビード部１３を補強する少なくとも１層の補強層等を備えていてもよい。
【００１５】
図１および２に示すように、カーカスプライ１５は、プライ本体部１６およびプライ折返し部１７を有する。プライ本体部１６は、１対のビードコア１８間でトロイド状に延びる形状を有する。プライ折返し部１７は、プライ本体部１６に連なり、ビードコア１８のタイヤ幅方向内側から外側に折返されてプライ折返し端１９まで延びる形状を有する。
ビードコア１８は、第１のコア２０および第２のコア２１を有する。プライ折返し端１９はタイヤ幅方向およびタイヤ径方向に対して傾斜した方向から第１のコア２０および第２のコア２１に挟まれている。この実施形態では、プライ折返し端１９がタイヤ径方向内側に向かうに従い、タイヤ径方向内側に向くように、第１のコア２０および第２のコア２１に挟まれる。また、第１のコア２０および第２のコア２１の、当該方向における間隔α（図２参照）は、カーカスプライ１５を形成するプライコードの直径の、１５０％以上２００％以下である。
【００１６】
一般的に、図３に示すように、プライ端１９’付近の歪は、プライ折返し部１７’がタイヤの内圧成長によりタイヤ径方向の内側に引抜かれる第１の作用に起因して引起される。一方で、本実施形態では、プライ折返し端１９が、間隔に上限値が設けられた第１のコア２０および第２のコア２１に挟まれるので、プライ折返し端１９の引抜きが抑制され、プライ折返し端１９付近に生じる歪が抑制され、その結果セパレーション故障が抑制される。
また、一般的に、プライ折返し端１９’付近に生じる歪は、内圧を張ることによりカーカスプライ１５’が倒込む第２の作用、ならびに内圧によるカーカスプライ１５’の倒込みとリムフランジＲＦからの反力とによりプライ本体部１６’およびプライ折返し部１７’間のゴムがタイヤ径方向の外側に押し出される第３の作用に起因して引起される。一方で、本実施形態では、プライ折返し端１９が、第１のコア２０および第２のコア２１の間、すなわちカーカスプライ１５が倒込む領域外であって、プライ端１９がタイヤ外表面から離れた位置にあるため、第２の作用および第３の作用による歪も低減化され、セパレーション故障の可能性はさらに低減化される。
【００１７】
また、本実施形態によれば、例えば、プライ折返し部１７を単一のビードコアに巻付けるＷＩＮＤ構造のタイヤと比較して、以下に説明するように、製造が容易で歩留まりを向上可能である。ＷＩＮＤ構造のタイヤの製造においてはプライコードのビードコアへの巻付けのためのくせ付けの工程が必要となる。特に、建設車両用の重荷重用空気入りタイヤでは、プライコードを構成するフィラメントの径が比較的太く、且つ本数が多いので、フィラメントを束ねるスパイラルが形成されることが一般的である。スパイラルの形成されたプライコードは、くせ付けにより破断する可能性が高まり歩留まりが低下し易い。一方で、本実施形態においては、通常のタイヤ成形方法において、第１のコア２０および第２のコア２１の２回の挿入という、比較的容易な工程で空気入りタイヤ１０を製造可能であり、且つくせ付けが不要であるため歩留まりを向上可能である。
【００１８】
また、本実施形態によれば、第１のコア２０および第２のコア２１の間隔αに下限値が設けられるので、第１のコア２０および第２のコア２１の間の圧縮による、プライコードと第１のコア２０または第２のコア２１との間の亀裂の発生を抑制可能である。
【００１９】
さらに、第１のコア２０および第２のコア２１を合わせて形成する、タイヤ幅方向断面の形状が略六角形であることが好ましい。
このような構成により、プライ折返し端１９付近の歪を抑制しながら、従来の単一でタイヤ幅方向の断面形状が六角形であるビードコアのように、例えばビード部１３の耐久性の向上などの特性を得ることが可能である。
【００２０】
さらに、プライ折返し端１９の、第１のコア２０のタイヤ幅方向外端Ｐ１からの、タイヤ幅方向距離β（図２参照）が、第１のコア２０の最大幅Ｗ１の５０％以上８０％以下であることが好ましい。
このような構成においては、プライ折返し端１９のタイヤ幅方向距離βに下限値が設けられることにより、第１のコア２０および第２のコア２１に挟込まれる、プライ折返し部１７が比較的長くなり、上述の第１の作用による歪を、更に抑制可能である。また、このような構成においては、プライ折返し端１９のタイヤ幅方向距離βに上限値が設けられることにより、プライ折返し端１９の引抜きの十分な抑制効果を得ながら、プライ折返し部１７を短縮することが可能である。
【００２１】
さらに、第２のコア２１のタイヤ幅方向断面の断面積が、第１のコア２０のタイヤ幅方向断面の断面積の２５%以上１５０％以下であることが好ましい。また、第１のコア２０および第２のコア２１は、タイヤ幅方向断面において互いに対向する辺部２１、２２をそれぞれ有し、第２のコア２１の辺部２３の長さγが、第１のコア２０の辺部２２の長さγ0の７５%以上１００％以下であることが好ましい。また、プライ折返し端１９の中心と第１のコア２０との間隔δがプライコードの直径の１１０％以上１３０％以下であることが好ましい。なお、カーカスプライ１５が複数である場合には、プライ折返し端１９の中心は、プライ折返し端１９を挟み込む方向における、積層させたカーカスプライ１５の中心とする。
【００２２】
このような構成においては、第２のコア２１の断面積の上限値および下限値が設けられることにより、第１のコア２０および第２のコア２１により十分な力でプライ折返し端１９を挟み込むことが可能となり、上述の第１の作用による歪の抑制を、確実化することが可能である。また、このような構成においては、第２のコア２１の辺部２３の長さγに下限値が設けられることにより、十分な長さのプライ折返し部１７を挟み込むことが可能となり、上述の第１の作用による歪の抑制を、確実化することが可能である。また、このような構成においては、第２のコア２１の辺部２３の長さγに上限値を設けることにより、第２のコア２１のタイヤ径方向内側の角における歪の集中が抑制され、故障の発生を低減可能である。また、このような構成においては、プライ折返し端１９の中心と第１のコア２０の間隔δに上限値が設けられることにより、第１のコア２０からプライ折返し端１９付近への応力が減衰されずに伝達され、十分な力でプライ折返し端１９を挟み込むことが可能となり、上述の第１の作用による歪の抑制を、確実化することが可能である。また、このような構成においては、プライ折返し端１９の中心と第１のコア２０の間隔δに下限値が設けられることにより、プライコードと第１のコア２０との間隔に余裕を持たせられるので、プライコードと第１のコア２０との接触の可能性が低減化され、プライコードの破断を抑制可能である。
【実施例】
【００２３】
次に本発明に従うタイヤを試作して、プライ端１９の歪に関する評価を行ったので、以下に説明する。評価においては、図３に示すように、プライ折返し部１７’が単一のビードコア１８’のタイヤ幅方向内側からタイヤ幅方向外側に向かって折返された比較例１と、図１、２に示すように、プライ折返し部１７が第１のビードコア１８および第２のビードコア２０に挟込まれた比較例２、実施例１から８を比較した。比較例１、２および実施例１から８のタイヤの諸元を表１に示す。
【００２４】
【表１】
2016097747.tif 000003
【００２５】
表１において
※１は、ＪＡＴＭＡ規格荷重である。
※２は、プライ折返し部が、単一のビードコアの折返し形状（図３参照）、または第１のコアおよび第２のコアに挟込まれた形状（図２参照）の何れであるかを示す。
※３は、適用リムのリム半径を基準とした、プライ折返し部１７が折返し形状であるタイヤにおけるプライ端のタイヤ径方向の高さＨ（図３参照）の、タイヤ断面高さに対する比を、パーセント表示で示す。
※４は、互いに対向する第１のコアの辺部および第２のコアの辺部の間隔αの、プライコード径に対する比を、パーセント表示で示す。
※５は、プライ折返し端の、第１のコアのタイヤ幅方向外端Ｐ１からの、タイヤ幅方向距離βの、第１のコアの最大幅に対する比を、パーセント表示で示す。
※６は、第１のコアのタイヤ幅方向断面の断面積に対する、第２のコアのタイヤ幅方向断面の断面積の比を、パーセント表示で示す。
※７は、プライ折返し端の中心から第１のコアの辺部までの間隔δの、プライコード径に対する比を、パーセント表示で示す。
※８は、ＦＥＭ歪指数の、比較例１における値を１００とした指数である。
【００２６】
＜プライ折返し端歪評価解析＞
表１に示した諸元を解析条件とした、比較例１、２よび実施例１から８のタイヤに対して有限要素解析により、プライ折返し部１７の歪を算出し、表１に示した。表示したプライ折返し部１７の歪は、数値が大きくなる程、歪が大きいことを示す。表１に示すように、プライ折返し部１７を第１のコア２０および第２のコア２１に挟込み、第１のコア２０および第２のコア２１の間隔がプライコードの直径に対して２００％以下であることにより、比較例１、２に比べて、歪を抑制可能であることが分かる。
【符号の説明】
【００２７】
１０  空気入りタイヤ
１１  トレッド部
１２  サイドウォール部
１３  ビード部
１４  ベルト
１５  カーカスプライ
１６  プライ本体部
１７  プライ折返し部
１８  ビードコア
１９  プライ端
２０  第１のコア
２１  第２のコア
２２  第１のビードコアの辺部
２３  第２のビードコアの辺部
Ｐ１  第１のビードコアのタイヤ幅方向外端
Ｒ  適用リム
ＲＦ  リムフランジ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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