JP2005297927A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】 ワイヤーチェーファーの端部を起点としたクラックの発生を確実に抑制することの出来る空気入りタイヤを提供すること。
【解決手段】 空気入りタイヤ１０が走行に供され、荷重が負荷された状態で回転すると、ビード部２２は繰り返し変形を受け、ワイヤーチェーファー２６のタイヤ内側端部２６Ｅ付近に径方向歪とタイヤ内面剪断歪を生ずるが、ワイヤーチェーファー２６のタイヤ内側端部２６Ｅでのコード２８とプライコード１８との間のゴムゲージＧ１を他の部位よりも小さく設定することで、径方向歪とタイヤ内面剪断歪を従来対比で小さくでき、ワイヤーチェーファー２６のタイヤ内側端部２６Ｅを起点としたクラックの発生を確実に抑制することができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は空気入りタイヤに係り、特に、ワイヤーチェーファーを用い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。

従来の重荷重用空気入りタイヤでは、空気圧充填や荷重負荷時に生じるカーカスプライの端部付近に生じる歪を抑制するために、ビード部内のカーカスプライの外周面に沿ってワイヤーチェーファー（補強層）を配置している。

しかしながら、ワイヤーチェーファーを設けることで、ワイヤーチェーファーの端部を起点としてクラックを発生し、ビード部の故障に至る問題がある。

このため、従来技術（例えば、特許文献１）では、例えば、図２に示すように、ワイヤーチェーファー２６の端部２６Ｅ付近の歪低減を目的としてカーカスプライ１６のプライコードとワイヤーチェーファー２６のコードとの間にＮＲ系のゴム層（図示せず）を配置し、ワイヤーチェーファーの端部２６Ｅで該ゴム層のゲージを１ｍｍ以上確保し、これにより、ワイヤーチェーファー２６の端部２６Ｅからプライコードに沿ってタイヤ径方向内側へ１０〜１５ｍｍの領域内Ｓにおいて、プライコード〜ワイヤーチェーファーコード間のゲージを、それよりもタイヤ径方向内側の領域対比で厚く設定していた。
特開平１０―３２９５１５号公報

従来技術によれば、ワイヤーチェーファー端付近の上記ＮＲ系のゴム層のゲージを厚くすればするほど歪みを一層低減でき、ワイヤーチェーファーの端部を起点としたクラックの抑制効果が上がるはずであるが、実際には抑制効果が上がらず、逆にクラックが悪化することもあった。

本発明は、上記問題を解決すべく成されたもので、ワイヤーチェーファーの端部を起点としたクラックの発生を確実に抑制することの出来る空気入りタイヤを提供することが目的である。

発明者が種々実験検討を重ねた結果、ワイヤーチェーファー端にて、カーカスのプライコードとワイヤーチェーファーのコードとの間の層間ゲージを他よりも厚くすることこそが問題であり、逆にワイヤーチェーファー端付近の歪みを増大させていることが判明した。

即ち、故障の原因は、カーカスプライとワイヤーチェーファーの層間剪断歪とする従来の知見と異なり、ワイヤーチェーファー端における径方向歪とタイヤ内面剪断歪であることが判明した。

このため、ワイヤーチェーファー端にて、カーカスのプライコードとワイヤーチェーファーのコードとの間の層間ゲージを厚くすることは、径方向歪、及び面内剪断歪を増加させることになる。

請求項１に記載の空気入りタイヤは、上記事実に鑑みて成されたものであって、一対のビードコアと、一方のビードコアと他方のビードコアとを跨り、複数本のプライコードをコーティングゴムで被覆したカーカスプライと、前記カーカスプライのタイヤ内側に配置され充填された気体の透過を阻止するインナーライナーと、ビード部内で前記カーカスプライのビードコアとは反対面に沿って配置され、複数本のワイヤーコードをコーティングゴムで被覆したワイヤーチェーファーと、を備え、前記ワイヤーチェーファーの端部にて計測した前記ワイヤーコードと前記プライコードとの間のゴムゲージが、前記ワイヤーチェーファーの端部よりもタイヤ径方向内側の他の部分で計測したゴムゲージよりも小さい、ことを特徴としている。

次に、請求項１に記載の空気入りタイヤの作用を説明する。

ワイヤーチェーファーの端部にて計測するワイヤーコードとプライコードとの間のゴムゲージを、ワイヤーチェーファーの端部よりもタイヤ径方向内側の他の部分で計測したゴムゲージよりも小さく設定することで、タイヤ転動時に生ずるワイヤーチェーファーの端部における径方向歪とタイヤ内面剪断歪を低減でき、ワイヤーチェーファーの端部を起点としたクラックの発生を確実に抑制することができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の空気入りタイヤにおいて、前記カーカスプライと前記インナーライナーとの間で、かつ前記ワイヤーチェーファーよりも前記インナーライナー側にタイゴム層が配置されている、ことを特徴としている。

次に、請求項２に記載の空気入りタイヤの作用を説明する。

高内圧でかつ長期間使用される空気入りタイヤ、例えば、重荷重車両用の空気入りタイヤでは、インナーライナーが高圧によりカーカスプライにめり込む現象、所謂バッシュブレッド故障を防止するためにインナーライナーとカーカスプライとの間にタイゴム層を配置することが好ましい。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の空気入りタイヤにおいて、前記ワイヤーチェーファーのタイヤ内側端部にて計測した前記ワイヤーコードと前記プライコードとの間のゴムゲージをＧ１、前記ワイヤーチェーファーのタイヤ内側端部にて計測した前記ワイヤーコードと前記インナーライナーとの間のゴムゲージをＧ２としたときに、Ｇ１／Ｇ２＝０．２５〜０．５を満足する、ことを特徴としている。

次に、請求項３に記載の空気入りタイヤの作用を説明する。

Ｇ１／Ｇ２＜０．２５になると、ワイヤーチェーファーのタイヤ内側端部でのワイヤーコードとプライコードとの間のゴムゲージＧ１が、ワイヤーチェーファーのタイヤ内側端部にて計測したワイヤーコードとインナーライナーとの間のゴムゲージＧ２に対して薄くなり過ぎ、ワイヤーコードとプライコードとの接着力が低下する。

一方、０．５＜Ｇ１／Ｇ２になると、Ｇ１が厚くなりすぎて逆に歪が増大し、熱を要因とした故障の確率が高くなる。また、コスト面でもメリットがない。

したがって、Ｇ１／Ｇ２＝０．２５〜０．５を満足することが好ましい。

請求項４に記載の発明は、請求項２または請求項３に記載の空気入りタイヤにおいて、前記ワイヤーチェーファーのタイヤ内側端部にて計測した前記ワイヤーコードと前記プライコードとの間のゴムゲージが０．５〜１．０ｍｍの範囲内、前記ワイヤーチェーファーのタイヤ内側端部にて計測した前記タイゴム層のゴムゲージが１．０〜２．５ｍｍの範囲内、前記ワイヤーチェーファーのタイヤ内側端部にて計測した前記インナーライナーのゴムゲージが１．０〜２．５ｍｍの範囲内に設定されている、ことを特徴としている。

次に、請求項４に記載の空気入りタイヤの作用を説明する。

ワイヤーチェーファーのタイヤ内側端部にて計測したワイヤーコードとプライコードとの間のゴムゲージを０．５〜１．０ｍｍの範囲内、ワイヤーチェーファーのタイヤ内側端部にて計測したタイゴム層のゴムゲージを１．０〜２．５ｍｍの範囲内、ワイヤーチェーファーのタイヤ内側端部にて計測したインナーライナーのゴムゲージを１．０〜２．５ｍｍの範囲内とすると、ワイヤーチェーファー端における径方向歪とタイヤ内面剪断歪の低減、気体の透過抑制、バッシュブレッド故障の抑制のバランスが良好に取れる。

ワイヤーコードとプライコードとの間のゴムゲージが０．５ｍｍ未満では、ワイヤーコードとプライコード間の剪断歪が増加し故障の核となる。

一方、ワイヤーコードとプライコードとの間のゴムゲージが１．０ｍｍを越えると、熱的要因、コストで不具合がある。

また、ワイヤーチェーファーのタイヤ内側端部にて計測したタイゴム層のゴムゲージが１．０ｍｍ未満では、剪断歪が大きくなり、故障の核となる。

一方、ワイヤーチェーファーのタイヤ内側端部にて計測したタイゴム層のゴムゲージが２．５ｍｍを越えると、熱的要因やコストで不利となる。

また、ワイヤーチェーファーのタイヤ内側端部にて計測したインナーライナーのゴムゲージが１．０ｍｍ未満では、亀裂の進展が著しく早くなる。

一方、ワイヤーチェーファーのタイヤ内側端部にて計測したインナーライナーのゴムゲージが２．５ｍｍを越えると、重量面、及びコスト面で不利となる。

請求項５に記載の発明は、請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載の空気入りタイヤにおいて、前記ワイヤーチェーファーは前記カーカスプライに密着している、ことを特徴としている。

次に、請求項５に記載の空気入りタイヤの作用を説明する。

ワイヤーチェーファーがカーカスプライに密着していないと、即ち、ワイヤーチェーファーとカーカスプライとの間に他のゴム部材等が介在すると、ワイヤーチェーファーのタイヤ内側端部においてワイヤーコードとプライコードとの間のゴムゲージを小さくできなくなり、ワイヤーチェーファーの端部を起点としたクラックの発生を確実に抑制することができなくなる場合がある。

以上説明したように、請求項１に記載の空気入りタイヤは上記の構成としたので、ワイヤーチェーファーの端部を起点としたクラックの発生を確実に抑制することができる、という優れた効果を有する。

請求項２に記載の空気入りタイヤは上記の構成としたので、高内圧でかつ長期間使用される空気入りタイヤにおいて、バッシュブレッド故障を防止することができる、という優れた効果を有する。

請求項３に記載の空気入りタイヤは上記の構成としたので、ワイヤーコードとプライコードとの接着力を確保できる。

請求項４に記載の空気入りタイヤは上記の構成としたので、ワイヤーチェーファー端における径方向歪とタイヤ内面剪断歪の低減、気体の透過抑制、バッシュブレッド故障の抑制のバランスが良好に取れる。

請求項５に記載の空気入りタイヤは上記の構成としたので、ワイヤーチェーファーの端部を起点としたクラックの発生を確実に抑制することができる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態の一例を詳細に説明する。

図１に示すように、空気入りタイヤ１０は、一対のビードコア１２（図１では片側のみ図示）と、一対のビードコア１２にトロイド状に跨がるカーカス１４とを有している。

なお、本実施形態の空気入りタイヤ１０は、タイヤサイズが１１Ｒ２２．５とされたトラック、バス用のラジアルタイヤである。

カーカス１４は、本実施形態では一枚のカーカスプライ１６から構成されているが２枚上で構成されていても良い。

カーカスプライ１６は、互いに平行に並べられた複数本のプライコード１８を備え、これら複数本のプライコード１８がコーティングゴム２０に埋設されている通常の構造のものである。

カーカスプライ１６は、ビードコア１２の回りをタイヤ軸方向内側から外側へ向けて折り返されている。

このカーカスプライ１６の本体部１６Ａと折返部１６Ｂとの間には、ビード部２２の剛性を確保するためにスティフナー２４が配設されている。

本実施形態では、ビード部２２内のカーカスプライ１６の外周面（ビードコア１２側とは反対面）に沿って、ワイヤーチェーファー２６が密着状態で配置されている。

ワイヤーチェーファー２６は、互いに平行に並べられた複数本のコード（本実施形態ではスチールワイヤー）２８を備え、これら複数本のコード２８がコーティングゴム３０に埋設されている。

カーカスプライ１６の内面側には、タイゴム層３２（図１（Ａ）では図示せず。）を介してインナーライナー３４が設けられている。

タイゴム層３２には、ＮＲ系のゴムが使用されている。

ここで、ワイヤーチェーファー２６のタイヤ内側端部２６Ｅにて計測したコード２８とプライコード１８との間のゴムゲージＧ１は、該タイヤ内側端部２６Ｅよりもタイヤ径方向内側の他の部分（少なくともタイヤ内側端部２６Ｅからワイヤーチェーファー２６に沿って２０ｍｍ離れた位置よりも更に離れた部分）で計測したゴムゲージＧ１’よりも小さく設定されている。

本実施形態のワイヤーチェーファー２６は、タイヤ内側端部２６Ｅ近傍（タイヤ内側端部２６Ｅから２０ｍｍの範囲内）を除いてはゲージが一定であるが、タイヤ内側端部２６Ｅ近傍においては、カーカスプライ１６とワイヤーチェーファー２６のコード２８との間のコーティングゴム３０のゲージが、タイヤ内側端部２６Ｅに向けて徐々に小さくなっている。

ワイヤーチェーファー２６は、例えば、加硫前に一対のローラー等で挟持することでゲージに変化をつけることができる。

ここで、ワイヤーチェーファー２６のタイヤ内側端部２６Ｅにて計測したコード２８とプライコード１８との間のゴムゲージＧ１を０．５〜１．０ｍｍの範囲内、ワイヤーチェーファー２６のタイヤ内側端部２６Ｅにて計測したタイゴム層３２のゴムゲージＧｔを１．０〜２．５ｍｍの範囲内、ワイヤーチェーファー２６のタイヤ内側端部２６Ｅにて計測したインナーライナー３４のゴムゲージＧｉを１．０〜２．５ｍｍの範囲内に設定することが好ましい。

また、ワイヤーチェーファー２６のタイヤ内側端部２６Ｅにて計測したコード２８とインナーライナー３４との間のゴムゲージＧ２としたときに、Ｇ１／Ｇ２＝０．２５〜０．５を満足することが好ましい。

本実施形態では、上記ゴムゲージＧ１が０．７ｍｍ、タイゴム層３２のゴムゲージＧｔが１．５ｍｍ、インナーライナー３４のゴムゲージＧｉが２．０ｍｍ、ゴムゲージＧ２が２．２ｍｍであり、Ｇ１／Ｇ２が０．３２である。

なお、各ゴムゲージは、カーカスプライ１６のプライコード１８に立てた法線に沿って計測する。

また、タイヤ内側端部２６Ｅにて計測する各ゴムゲージは、最外のコード２８を通る前記法線に沿って計測する。
（作用）
次に、本実施形態の空気入りタイヤ１０の作用を説明する。

空気入りタイヤ１０が走行に供され、荷重が負荷された状態で回転すると、ビード部２２は図１の矢印Ｂで示す方向に繰り返し変形を受け、ワイヤーチェーファー２６のタイヤ内側端部２６Ｅ付近に径方向歪とタイヤ内面剪断歪を生ずるが、ワイヤーチェーファー２６のタイヤ内側端部２６Ｅでのコード２８とプライコード１８との間のゴムゲージＧ１を他の部位よりも小さく設定したので、径方向歪とタイヤ内面剪断歪を従来対比で小さくでき、ワイヤーチェーファー２６のタイヤ内側端部２６Ｅを起点としたクラックの発生を確実に抑制することができる。

したがって、ビード部２２の寿命を従来よりも延長することができる。

なお、Ｇ１／Ｇ２＜０．２５になると、ワイヤーチェーファー２６のタイヤ内側端部２６Ｅでのコード２８とプライコード１８との間のゴムゲージＧ１が、コード２８とインナーライナー３４との間のゴムゲージＧ２に対して薄くなり過ぎ、コード２８とプライコード１８との接着力が低下する。

一方、０．５＜Ｇ１／Ｇ２になると、Ｇ１が厚くなりすぎて逆に歪が増大する。

ワイヤーチェーファー２６のタイヤ内側端部２６Ｅにて計測したコード２８とプライコード１８との間のゴムゲージＧ１を０．５〜１．０ｍｍの範囲内、タイゴム層３２のゴムゲージＧｔを１．０〜２．５ｍｍの範囲内、インナーライナー３４のゴムゲージＧｉを１．０〜２．５ｍｍの範囲内とすると、ワイヤーチェーファー２６のタイヤ内側端部２６Ｅにおける径方向歪とタイヤ内面剪断歪の低減、気体の透過抑制、バッシュブレッド故障の抑制のバランスが良好に取れる。

コード２８とプライコード１８との間のゴムゲージＧ１が０．５ｍｍ未満では、薄くなり過ぎて接着力が低下する。

一方、コード２８とプライコード１８との間のゴムゲージＧ１が１．０ｍｍを越えると、歪が増大する。

また、ワイヤーチェーファー２６のタイヤ内側端部２６Ｅにて計測したタイゴム層３２のゴムゲージＧｔが１．０ｍｍ未満では、亀裂の進展が早く、早期故障となる。

一方、ワイヤーチェーファー２６のタイヤ内側端部２６Ｅにて計測したタイゴム層３２のゴムゲージＧｔが２．５ｍｍを越えると、熱の要因の悪化と、コスト、重量で不利になる。また、かえって歪も増大する。

また、ワイヤーチェーファー２６のタイヤ内側端部２６Ｅにて計測したインナーライナー３４のゴムゲージＧｉが１．０ｍｍ未満では、酸素劣化性に対して悪くなる。

一方、ワイヤーチェーファー２６のタイヤ内側端部２６Ｅにて計測したインナーライナー３４のゴムゲージＧｉが２．５ｍｍを越えると、オーバークオリティであり、重量、コスト面で不利となる。
（試験例）
次に、本発明の効果を確かめるために、従来例のタイヤと本発明の適用された実施例のタイヤとを用意し、ドラム試験機にて耐久試験を行った。

実施例のタイヤ：上記実施形態で説明したタイヤである。

従来例のタイヤ：図２に示すタイヤである。なお、ワイヤーチェーファーのタイヤ内側端部にて計測したワイヤチェーファーのコードとプライコードとの間のゴムゲージが１．８ｍｍ、タイゴム層のゴムゲージが２，２ｍｍ、インナーライナーのゴムゲージが２．０ｍｍであり、ワイヤーチェーファーのタイヤ内側端部近傍以外のワイヤチェーファーのコードとプライコードとの間のゴムゲージは０．９ｍｍである。

耐久試験：ドラム試験機にて一定の条件の下で１万ｋｍ走行させた後、タイヤを解剖して亀裂の有無をチェックした。

結果は、従来例のタイヤではワイヤーチェーファーのタイヤ内側の端部から１．５ｍｍの亀裂が生じていたが、実施例のタイヤでは亀裂が一切生じていなかった。

（Ａ）は本発明の一実施形態に係る空気入りタイヤのビード部の断面図であり、（Ｂ）は図１（Ａ）に示すワイヤーチェーファーのタイヤ内側端部付近の拡大断面図である。 従来例に係る空気入りタイヤのビード部の断面図でありる。

符号の説明

１０ 空気入りタイヤ
１２ ビードコア
１６ カーカスプライ
１８ プライコード
２０ コーティングゴム
２２ ビード部
２６ ワイヤーチェーファー
２８ コード
３０ コーティングゴム
３２ タイゴム層
３４ インナーライナー

Claims (5)

1. 一対のビードコアと、
   一方のビードコアと他方のビードコアとを跨り、複数本のプライコードをコーティングゴムで被覆したカーカスプライと、
   前記カーカスプライのタイヤ内側に配置され充填された気体の透過を阻止するインナーライナーと、
   ビード部内で前記カーカスプライのビードコアとは反対面に沿って配置され、複数本のワイヤーコードをコーティングゴムで被覆したワイヤーチェーファーと、
   を備え、
   前記ワイヤーチェーファーの端部にて計測した前記ワイヤーコードと前記プライコードとの間のゴムゲージが、前記ワイヤーチェーファーの端部よりもタイヤ径方向内側の他の部分で計測したゴムゲージよりも小さい、ことを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記カーカスプライと前記インナーライナーとの間で、かつ前記ワイヤーチェーファーよりも前記インナーライナー側にタイゴム層が配置されている、ことを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 前記ワイヤーチェーファーのタイヤ内側端部にて計測した前記ワイヤーコードと前記プライコードとの間のゴムゲージをＧ１、前記ワイヤーチェーファーのタイヤ内側端部にて計測した前記ワイヤーコードと前記インナーライナーとの間のゴムゲージをＧ２としたときに、Ｇ１／Ｇ２＝０．２５〜０．５を満足する、ことを特徴とする請求項２に記載の空気入りタイヤ。
4. 前記ワイヤーチェーファーのタイヤ内側端部にて計測した前記ワイヤーコードと前記プライコードとの間のゴムゲージが０．５〜１．０ｍｍの範囲内、前記ワイヤーチェーファーのタイヤ内側端部にて計測した前記タイゴム層のゴムゲージが１．０〜２．５ｍｍの範囲内、前記ワイヤーチェーファーのタイヤ内側端部にて計測した前記インナーライナーのゴムゲージが１．０〜２．５ｍｍの範囲内に設定されている、ことを特徴とする請求項２または請求項３に記載の空気入りタイヤ。
5. 前記ワイヤーチェーファーは、片面全体が前記カーカスプライに密着している、ことを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載の空気入りタイヤ。

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