(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の環状のビードと、そのビードで両端が巻き返されたカーカス層と、そのカーカス層の巻き返し部をコードで補強する補強層とを備える空気入りタイヤにおいて、
前記カーカス層の巻き返し部のうちビードフィラーに沿って配置された部分は、コードとタイヤ周方向とのなすコード角が４５〜８５°の範囲内で一定又は角度変化する傾斜部を有すると共に、前記補強層のコードと前記傾斜部のコードとなす角度は５°以上であり、かつタイヤ半径方向に対して前記傾斜部と同じ側に前記補強層のコードが傾斜しており、前記傾斜部と前記ビードフィラーとの間に前記補強層が介在していることを特徴とする空気入りタイヤ。
【請求項２】
前記補強層のコードとタイヤ周方向とのなすコード角が５０〜８０°の範囲内である請求項１に記載の空気入りタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一対の環状のビードと、そのビードで両端が巻き返されたカーカス層と、そのカーカス層の巻き返し部をコードで補強する補強層とを備える空気入りタイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在、空気入りタイヤの主流となっているラジアルタイヤは、一対の環状のビード間を補強し、複数のコードがタイヤ半径方向（子午線方向）に配列するカーカス層と、トレッドの下方に位置するカーカス層をタガ効果で補強し、コードがタイヤ周方向に対し傾斜した複数のベルト層とを備えた構造が一般的である。また、カーカス層の両端部は、ビードにて外側に巻き返されており、その巻き返し部のコードについてもタイヤ半径方向に配列しているのが通常であった。
【０００３】
そして、ビード部の剛性を高めて操縦安定性等を向上させる目的で、ビード周りのカーカス層に加えて、長繊維や短繊維で補強された補強層を設けた空気入りタイヤが、各種知られている。また、このような補強層を設けずに、カーカス層の巻き返し部のコードをタイヤ半径方向から傾斜させることにより、ビード部の剛性を高めた空気入りタイヤも知られている（特開平１１−１７０８０７号公報等）。また、カーカス層の巻き返し部の先端を高くすることによって、サイドウォール部の剛性を高めたり、ビードフィラーの容積を大きくするものも存在する。
【０００４】
特に、特開平８−３２４２１３号公報には、図５に示すように、カーカス層１０の巻き返し部１２のコード１２ｂをタイヤ半径方向ＲＤから傾斜させると共に、その傾斜部とは、タイヤ半径方向ＲＤに対して逆側にコード１６ａが傾斜した補強層１６を設けた空気入りタイヤも提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の補強構造を有する空気入りタイヤでは、巻き返し部のコードと補強層のコードとがタイヤ半径方向に対して逆側に傾斜しているため、本発明者らの検討によると、横力に対する剛性（横剛性）が十分でなく、操縦安定性も十分とは言いがたいことが判明した。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、タイヤの横剛性を高めて操縦安定性が改善できる空気入りタイヤを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記目的を達成すべく、巻き返し部のコードの傾斜角と補強層のコードの傾斜角との関係が横剛性に及ぼす影響などについて鋭意研究したところ、巻き返し部のコード角が４５〜８５°の範囲内で、補強層のコードとなす角度は５°以上であり、かつタイヤ半径方向に対して両者のコードが同じ側に傾斜していると、特に横剛性が向上することを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００８】
即ち、本発明の空気入りタイヤは、一対の環状のビードと、そのビードで両端が巻き返されたカーカス層と、そのカーカス層の巻き返し部をコードで補強する補強層とを備える空気入りタイヤにおいて、前記カーカス層の巻き返し部のうちビードフィラーに沿って配置された部分は、コードとタイヤ周方向とのなすコード角が４５〜８５°の範囲内で一定又は角度変化する傾斜部を有すると共に、前記補強層のコードと前記傾斜部のコードとなす角度は５°以上であり、かつタイヤ半径方向に対して前記傾斜部と同じ側に前記補強層のコードが傾斜しており、前記傾斜部と前記ビードフィラーとの間に前記補強層が介在していることを特徴とする。
【００１０】
また、前記補強層のコードとタイヤ周方向とのなすコード角が５０〜８０°の範囲内であることが好ましい。
【００１１】
［作用効果］
本発明によると、ビードフィラーに沿って配置されるコード角が４５〜８５°の範囲内の傾斜部と、そのコードとなす角度が５°以上の補強層とを有するため、コードを傾斜させることによる横剛性の向上効果に加えて、両者のコードが交差することによる横剛性の向上効果を得ることができる。その結果、タイヤの横剛性を高めて操縦安定性が改善できる空気入りタイヤを提供することができる。
【００１２】
しかも、前記傾斜部と前記ビードフィラーとの間に前記補強層が介在するため、補強層をカーカス層の巻き返し部が覆うようになるため、補強層の端辺からの離反が生じにくくなり、耐久性がより向上する。
【００１３】
前記補強層のコードとタイヤ周方向とのなすコード角が５０〜８０°の範囲内である場合、補強層のコード角と巻き返し部のコード角とが、いずれも４５°以上となるため、横剛性の向上効果がより確実に得られるようになる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。図１は本発明の空気入りタイヤの一例を示す部分断面図であり、図２（ａ）はそのカーカス層及び補強層を模式的に示す側面図、図２（ｂ）はカーカス層及び補強層のコードの配置を模式的に示す説明図である。
【００１５】
本発明の空気入りタイヤは、図１に示すように、一対の環状のビード１ａで両端が巻き返された１層以上のカーカス層１０と、そのカーカス層１０の巻き返し部１２をコード１６ａで補強する補強層１６とを備える。なお、空気入りタイヤは、赤道線ＣＬで対称又は略対称な断面構造になっている。本実施形態ではカーカス層１０が１層で構成され、カーカス層１０のビード１ａ間の本体部１１のコードがラジアルである例を示す。
【００１６】
図２に示すように、カーカス層１０のビード１ａ間の本体部１１は、コード１１ａとタイヤ周方向ＰＤとのなすコード角が８５〜９０°である。この点は通常のラジアルタイヤと同じであり、ベルト層６とあいまって、ラジアルタイヤの乗り心地性、耐久性、運動性能などを好適に発現することができる。カーカス層１０を構成するコードとしては、レーヨン、ポリエステル、ポリアミド、芳香族ポリアミド等の有機繊維、又はスチール等が挙げられる。
【００１７】
ベルト層６は、上層６ｂと下層６ａとの２層構成のものが例示できるが、各層を構成するコードのタイヤ赤道線ＣＬに対する角度は１０〜３５°が好ましい。また、上層６ｂの上面に更に周方向にコードを配置した繊維補強層を設けてもよい。ベルト層６を構成するコード材は、スチールや芳香族ポリアミド等の有機繊維など、従来よりベルト層６に用いられる材料がいずれも使用できる。
【００１８】
本発明において、カーカス層１０の巻き返し部１２は、図２に示すように、ビードフィラー１ｂに沿って配置された部分１２Ｂ（高さＨ１の領域部分）と、それより先端側の部分１２Ａとに区別される。本発明では、この部分１２Ｂが、コード１２ｂとタイヤ周方向ＰＤとのなすコード角θ3 ＝４５〜８５°の範囲内で一定又は角度変化する傾斜部を有する。本実施形態では、この傾斜部が部分１２Ｂと一致し、かつ部分１２Ａは部分１２Ｂと異なるコード角（９０°）で傾斜している例を示す。ビードフィラー１ｂの硬度（加硫後）は、ＪＩＳＡ硬度で８０〜９８°が好ましい。
【００１９】
このように傾斜部のコード角θ3 が一定である場合、コード１２ｂのコード角θ3 が５０〜８０°の範囲内で一定（又は角度変化するもの）であることが好ましい。これはコード角θ3 が角度変化する場合も同様である。なお、部分１２Ａのコード１２ａのコード角θ2 は３０〜９０°が好ましい。
【００２０】
巻き返し部１２のうち部分１２Ｂの高さＨ１は、横剛性の向上による操縦安定性の改善効果を高める上で、タイヤ断面高さＨの２０〜５０％の高さであることが好ましく、４０〜５０％の高さであることがより好ましい。また、傾斜部の幅は、部分１２Ｂの７０％以上が好ましく、９０％以上がより好ましい。なお、巻き返し部１２の先端の位置は、タイヤ最大幅Ｗの位置ＰＷより高くても低くてもよいが、高い方が傾斜部の効果が大きくなり好ましい。
【００２１】
本発明において、補強層１６のコード１６ａと傾斜部（本実施形態では部分１２Ｂ）のコード１２ｂとなす角度θ4 は５°以上であり、１０°以上が好ましい。この角度が５°未満であると、補強層１６と部分１２Ｂとの間にせん断歪みがせん断応力が発生しにくく、補強層１６による補強効果が不十分となる。
【００２２】
また、図２に示すように、補強層１６のコード１６ａは、かつタイヤ半径方向ＲＤに対して前記傾斜部と同じ側に傾斜している。
【００２３】
補強層１６のコード１６ａは、上記の条件を満たしながら、コード角θ1 が５０〜８０°の範囲内であることが好ましい。また、コード角θ1 とコード角θ3 とは何れが大きくてもよいが、横剛性を向上させる観点より、コード角θ1 の方が大きい（ラジアルにより近い）ことが好ましい。
【００２４】
補強層１６に使用されるコード１６ａは、前記したカーカス層１０と同様にポリエステル等の繊維などが使用できるが、横剛性を向上させる観点より、スチール等の金属ワイヤが好ましい。金属ワイヤを使用する場合、ベルトと同様の素線径、撚り数などが採用できる。このようなコード１６ａは、一般にトッピングゴムによりシート状物（プライ）に成形されて、補強層１６形成部材として使用される。
【００２５】
また、本実施形態では、図１に示すように、ビード周りにおいてカーカス層１０の外側を補強するチェーハー２１が設けられている。これらはゴムの硬度を高めたものや長繊維又は短繊維で補強されたものが使用できる。
【００２６】
上記の点以外は、通常のラジアルタイヤと略同じ構造を有している。即ち、図１に示すように、カーカス層１０の両端は、ビード１ａで折り返され、カーカス層１０の巻き返し部１２と本体部１１との間にはゴム硬度が高いビードフィラー１ｂが配置され、ビード部１が形成されている。また、通常のタイヤと同様にカーカス層１０の外側にはサイドウォールゴム２ａ、内側にはインナーライナゴム３が配置され、ベルト層６の外側にはトレッドゴム４等が配置され、トレッドゴム４の外周面には所定のパターンが形成される。
【００２７】
上記のゴム層等の原料ゴムとしては、天然ゴム、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）等が挙げられる。これらのゴムはカーボンブラックやシリカ等の充填材で補強されると共に、加硫剤、加硫促進剤、可塑剤、老化防止剤等が適宜配合される。また、ビードワイヤーとしては鋼線等が使用され、ゴムとの接着性を高めるべく、通常、表面処理や接着処理等がなされている。
【００２８】
本発明の空気入りタイヤは、カーカス層の巻き返し部のコード角度をタイヤ径方向より部分的に変えたカーカス用プライを使用すること、及びコード角が調整された補強層用のプライを使用すること以外は、通常の空気入りタイヤと同様の製造方法で製造できる。上記のカーカス用プライは円筒状に成型され、例えばビードの配設後、チューブ状エアバッグが挿入され、内圧によりドーナツ状にシェーピングされた後、ベルト層６が常法により形成される。また、補強層用のプライは、円筒状に成型されたカーカス用プライに対して、所定の角度差が生じるように貼りつけられ、これにより、補強層のコード角を調整することができる。
【００２９】
上記のカーカス用プライは、例えば、ゴム被覆したコードを供給しながら、駆動する貼り付けローラによってコードの先端を、トレイに所望の経路にて貼り付ける装置を用いたり、また、特開平８−２４４１３５号公報に記載の製造方法において、カーカス用プライの両端（カーカス先端部）をコード角をラジアルにすることで作製することができる。
【００３０】
前者の装置を用いたカーカス用プライの形成方法について、更に説明すると、次のようになる。即ち、図４に示すような装置を用いて、ローラ群４３でコード材料４０を引き取ることにより、コード材料４０をボビン４１から送りながら、被覆ゴムの押出機４２の口金部４２ａを通過させて未加硫ゴムで被覆され、ゴム被覆したコードは、緩衝部４４の緩衝ローラ４４ａ間に送られて緩んだ状態となる。ゴム被覆したコードの先端は、駆動機構４６の駆動部４６ｂに設けられた貼り付けローラ４６ｃによって、トレイ４７に所望の経路にて貼り付けられ、貼り付け量に応じたコード長さが緩衝部４４からガイドローラ４５を経て引き取られる。貼り付け経路の制御は、トレイ４７の長手方向（Ｙ方向）の移動の位置制御と、駆動機構４６の支持部４６ａを往復動（Ｘ方向）する駆動部４６ｂの移動の位置制御とにより行うことができる。これにより、カーカス用プライ４８をトレイ４７上に作製することができる。貼り付けはコードを切断せずに行うのが簡便であり、その場合、軸心が平行で高さが同じ２本の貼り付けローラ４６ｃが使用される。
【００３１】
所望のタイヤ形状と各部位での所望のコード角度を得るためには、カーカス用プライを作製する際のコード角度を適切に調整するのが好ましい。バイアスタイヤでは、プライ状態でのコード角度とタイヤ成型後のコード角度との関係が、下記の周知の関係式（近似式）により算出できるが、本発明でも当該関係式が同様に適用でき、Ａｄを変数として対応する部分のＲを決定することで、Ａを求めることができる。
【００３２】
Ｒｄ  ｃｏｓＡ＝Ｒ  ｃｏｓＡｄ
ここで、Ｒｄはドラム半径、Ａｄはドラム上の周方向に対するコード角、Ｒはタイヤ成型後のコードの位置に対応する半径、Ａはタイヤ成型後の周方向に対するコード角である。
【００３３】
［他の実施形態］
以下、本発明の他の実施の形態について説明する。
【００３４】
（１）前述の実施形態では、カーカス層の巻き返し部のうち先端側の部分が傾斜部と異なるコード角である例を示したが、本発明では、先端側の部分が傾斜部と同じコード角であってもよい。また、ビードの周囲の外側部分もコードが傾斜している例を示したが、ビードの周囲の部分のコードは、ラジアルに配置されていてもよい。
【００３５】
（２）前述の実施形態では、カーカス層の巻き返し部が一定のコード角である例を示したが、本発明では、図３に示すように、カーカス層１０の巻き返し部１２のコード角θ3 が変化していてもよい。その場合、カーカス層１０の巻き返し部１２のうちビードフィラー１ｂに隣接配置された部分１２Ｂが、コード角θ3 が４５〜８５°の範囲内の角度範囲で先端側へと徐々に小さくなっている傾斜部を有しているのが好ましい。このようにコード角θ3 が変化する場合のコード角は、コードの接線とタイヤ周方向ＰＤとのなすコード角により決定される。
【００３６】
（３）また、前述の実施形態では、コード角θ1 がコード角θ3 より大きい例を示したが、図３に示すように、補強層１６のコード１６ａのコード角θ1 が傾斜部のコード角θ3 より小さくてもよい。この場合にも、コード角θ1 とコード角θ3 との差は５°以上であり、図３に示すようにコード角θ3 が変化する場合、傾斜部のうち、８０％の領域でコード角θ1 とコード角θ3 との差が５°以上であることが好ましい。
【００３７】
（４）前述の実施形態では、巻き返し部のうちビードフィラーに隣接配置された部分が傾斜部と一致する例を示したが、本発明では、巻き返し部には、傾斜部以外の部分、すなわちコード角が８５〜９０°である部分や４５°未満の部分を一部含んでいてもよい。
【００３８】
（５）前述の実施形態では、補強層がビードフィラーとカーカス層の巻き返し部との間に介在する例を示したが、本発明では、補強層がカーカス層の巻き返し部の外側に配置されていてもよい。
【００３９】
（６）前述の実施形態では、カーカス層が１層で構成され、カーカス層のビード間の本体部のコードがラジアル配置である例を示したが、本体部のコードは、部分的に傾斜していたり、全体的に傾斜していてもよい。
【００４０】
また、カーカス層は２層構造でもよく、その場合、補強層に隣接するカーカス層の巻き返し部との関係で、本発明が適用される。その際、複数のカーカス層は、全て同じコード角であってもよく、部分的に異なっていてもよい。
【００４１】
【実施例】
以下、本発明の構成と効果を具体的に示す実施例等について説明する。なお、実施例等における物性の測定と性能評価は下記のようにして行った。
【００４２】
（１）横剛性
タイヤの空気圧を２１０ＫＰａ、荷重負荷を５１０Ｋｇとした状態で、横方向の力を加えて、横方向の力−横たわみの関係を測定したグラフに基づき、、荷重負荷（５１０Ｋｇ）の０．３倍に相当する横方向の力を、その力が作用した時の横たわみで除して算出した。
【００４３】
（２）操縦安定性
実施例等で得られたサイズ２０５／５５Ｒ１６  ８９Ｖの空気入りタイヤを空気圧２２０ｋＰａにてリム組み（リム：６．５Ｊ）して実車（２０００ｃｃクラスの国産セダン）に装着した。この実車により、ドライ時のテストコースにおいて、パネラーによる実車フィーリングテスト（直進、レーンチェンジ、ハンドリング走行安定性）を実施し、その結果を、従来品を１００とする指数で評価した。この値が大きいほど、操縦性が優れている。
【００４４】
実施例１
コードがレーヨン（１６５０ｄ／２，伸度２％時の応力６９Ｎ／本）で、打ち込み数２６本／インチのカーカス用プライと、ビードフィラー形成部材（加硫後のＪＩＳＡ硬度９２°、三角形断面の底辺８ｍｍ、高さ４５ｍｍ）とを用いて、本体部がコード角９０°、巻き返し部（傾斜部）がコード角６０°になるようにビードで外側に巻き返したカーカス層を形成する際、コードがスチール（１×３×０．２５ｍｍ、引っ張りモジュラス１８００００Ｎ／ｍｍ2 ）で、打ち込み数１７本／インチの補強層用プライを、ビードフィラー側に貼りつけた。その他の部分は通常のラジアルタイヤと同様にして、図１に示す（但し先端側の部分１２Ａもコード角６０°）ようなタイヤサイズ２０５／５５Ｒ１６  ８９Ｖの空気入りタイヤを試作した。
【００４５】
実施例２
実施例１と同じカーカス用プライ、ビードフィラー形成部材、補強層用プライを用いて、本体部がコード角９０°、巻き返し部がコード角７０°、補強層がコード角６０°になるようにビードで外側に巻き返したカーカス層を形成し、他の部分は通常のラジアルタイヤと同様にして、タイヤサイズ２０５／５５Ｒ１６  ８９Ｖの空気入りタイヤを試作した。
【００４６】
比較例１（従来品）
実施例１において、カーカス層の巻き返し部を全てコード角９０°で形成し（コードが全ての位置でラジアル）、補強層のコード角は同じ（７０°）にし、他の部分は通常のラジアルタイヤと同様にして、同じタイヤサイズの空気入りタイヤを試作した。
【００４７】
比較例２
実施例１において、補強層のコード角は同じでも傾斜方向がタイヤ半径方向に対して逆に傾斜すること（逆時計回りに１１０°）以外は、実施例１と同様にして同じタイヤサイズの空気入りタイヤを試作した。
【００４８】
比較例３
実施例１において、カーカス層の巻き返し部のコード角を３０°とする以外は、実施例１と同様にして同じタイヤサイズの空気入りタイヤを試作した。
【００４９】
以上の空気入りタイヤを用いて、前記評価を行った結果を表１に示す。
【００５０】
【表１】
0004081791.tif 000002
表１の結果が示すように、本発明によると、横剛性の向上により操縦安定性を改善することができる。これに対し、比較例２では、補強層のコードとがタイヤ半径方向に対して逆側に傾斜しているため、操縦安定性の改善効果は殆ど得られなかった。また、傾斜部のコード角が小さすぎる比較例３では、横剛性が低くなり、操縦安定性は向上しなかった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の空気入りタイヤの一例を示す部分断面図
【図２】図１の空気入りタイヤの要部を示す図であり、（ａ）はカーカス層及び補強層を模式的に示す側面図、（ｂ）はそのコードの配置を模式的に示す説明図
【図３】本発明の空気入りタイヤの他の例の要部を示す図であり、（ａ）はカーカス層及び補強層を模式的に示す側面図、（ｂ）はそのコードの配置を模式的に示す説明図
【図４】カーカス用プライの作製に用いられる装置の概略斜視図
【図５】従来の空気入りタイヤの例の要部を示す図であり、（ａ）はカーカス層及び補強層を模式的に示す側面図、（ｂ）はそのコードの配置を模式的に示す説明図
【符号の説明】
１ａ        ビード
１ｂ        ビードフィラー
１０        カーカス層
１１        カーカス層の本体部
１２        カーカス層の巻き返し部
１２Ａ      先端側の部分
１２Ｂ      ビードフィラーに隣接配置された部分（傾斜部）
１２ａ      先端側のコード
１２ｂ      ビードフィラーに隣接配置された部分のコード
１６        補強層
１６ａ      補強層のコード
Ｈ          タイヤ断面高さ
ＰＤ        タイヤ周方向
ＲＤ        タイヤ半径方向
θ1 〜θ3   コード角
θ4         コード角の差
【図１】
0004081791.tif 000003
【図２】
0004081791.tif 000004
【図３】
0004081791.tif 000005
【図４】
0004081791.tif 000006
【図５】
0004081791.tif 000007