JP2007245980A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】挟み込みビード部構造からのカーカスプライの引き抜けを有効に抑制して、ビード部耐久性を向上させた空気入りタイヤを提供する。
【解決手段】タイヤ１は、一対のビード部２と、プライコード５をゴム被覆してなり、一対のビード部２間にわたってトロイド状に延びるカーカスプライ６と、各ビード部２に埋設され、カーカスプライ６を挟持する一対のビードコア７ａ、７ｂとを具える。プライコード５は、所定の周方向ピッチＰで両ビード部２間を連続的に往復し、タイヤ径方向内端にループ部８を形成している。ループ部８内に、一対のビードコア間隙ｄよりも大きな幅ｗを有する係留部材９を配設する。
【選択図】図１

Description

この発明は、一対のビード部と、プライコードをゴム被覆してなり、前記一対のビード部間にわたってトロイド状に延びるカーカスプライと、各ビード部に埋設され、前記カーカスプライを挟持する一対のビードコアとを具える空気入りタイヤに関するものであり、特にかかるタイヤのビード部の耐久性の向上を図る。

一般的な空気入りタイヤにあっては、タイヤの負荷転動にカーカスの引き抜けを防止するために、十分な周方向剛性を有する多角形又は円形のビードコアの周りに、タイヤ幅方向内側から外側に向かってカーカスプライを折り返し、カーカスプライの端部を、リムラインのタイヤ径方向外側にあるゴム部材中に埋込むことで、ビードコアにカーカスプライを強固に固定している（例えば特許文献１参照）。かかるビード部構造を有するタイヤは成型が容易なことから現在でも主流となっている。しかし、カーカスプライの端部が位置するビード部若しくはサイドウォール部は、タイヤの負荷転動に際してタイヤ幅方向外側に向かって倒れ込み変形を繰り返すため、特にカーカスプライの端部に応力が集中しやすく、ここからセパレーションを生じ、カーカスプライの折返し部に沿って進行するおそれがある。また、カーカスプライがタイヤ径方向外側に引張られ、ビードコアに巻きつけられていたカーカスプライが巻き解かれ、引き抜けが生じると、タイヤはその形状を保持できず、即故障につながるというおそれもあった。

このような問題を解決するため、従来のようにビードコアの周りにカーカスプライを巻き付けるのではなく、カーカスプライ端部を一対のビードコアで挟み込むような構造、いわゆる挟み込みビード構造が考えられた（例えば特許文献２参照）。かかるビード部構造を有するタイヤは、プライ端位置が低いため、前記したような倒れ込み変形の影響を受けにくく、故障が少ないという利点がある。しかし、カーカスプライとビードコアの間の摩擦力のみでカーカスプライを係留するため、プライ引き抜け抑制効果が不十分な場合があり、プライの引き抜けが生じると、前記したように即故障につながることから、必ずしも十分な耐久性を有しているとは言えない。実際に、本願人による、特許文献２に記載されたビード部構造を有するタイヤを用いたドラム走行試験では、故障が発生する場合もあった。

挟み込みビード部構造を有するタイヤの耐久性を高めるために、例えば特許文献３には、ビードコアより半径方向内方へ突出するカーカスプライの内端に、カーカスプライの厚みの増加をもたらす突起部材を付設してなる空気入りタイヤが記載されている。かかるタイヤでは、突起部材がビードコアに係止されるため、カーカスプライの引き抜け防止効果が大幅に向上する。

特開２００５−２８９３９号公報 特開平１０−３３８００２号公報 特開２００５−２０５９２５号公報

しかし、特許文献３に記載されたビード部構造は、突起部材でカーカスプライを圧着するため、圧着された部分のカーカスプライに傷が入り、そこからカーカスプライが破損するおそれがあった。

したがって、この発明は、従来技術が抱えるこのような問題点を解決することを課題とするものであり、その目的は、挟み込みビード部構造からのカーカスプライの引き抜けを有効に抑制して、ビード部耐久性を向上させた空気入りタイヤを提供することにある。

前記の目的を達成するため、この発明は、一対のビード部と、プライコードをゴム被覆してなり、前記一対のビード部間にわたってトロイド状に延びるカーカスプライと、各ビード部に埋設され、前記カーカスプライを挟持する一対のビードコアとを具える空気入りタイヤにおいて、前記プライコードは、所定の周方向ピッチで両ビード部間を連続的に往復し、タイヤ径方向内端にループ部を形成しており、前記ループ部内に、前記一対のビードコア間隙よりも大きな幅を有する係留部材を配設してなることを特徴とする空気入りタイヤである。これによれば、タイヤ内に充填した内圧及びタイヤの負荷転動時のトレッド部の変形に起因してカーカスプライに張力が加わり、プライコードがタイヤ径方向外側に引張られる際にも、ビードコアとカーカスプライの間の摩擦によりカーカスプライを係留する作用に加えて、プライコードのループ部内に配設された係留部材がビードコアに当接することで、カーカスプライのビードコアからの引き抜けを有効に抑制できる。なお、ここでいう「ビードコア間隔」とは、タイヤ幅方向断面にてカーカスプライの軌跡（カーカスライン）に直交する方向に沿って測定したビードコアの離間距離をいうものとし、係留部材の「幅」とは、同様にタイヤ幅方向断面にてカーカスラインに直交する方向に沿って測定した係留部材の両端の距離をいうものとする。

カーカスプライを構成するプライコードの本数に特に制限は無く、１本のプライコードを順次周方向にずらしながら両ビード部間を往復させてもよく、また、カーカスプライを複数本のゴム被覆したプライコードで構成し、これら複数本のプライコードをまとめて両ビード部間を往復させてもよい。好ましいプライコードの本数は２〜１０本である。この場合は、プライコードを複数本まとめることで強度が向上することから、１本のプライコードでカーカスプライを構成する場合に比較して、プライコードの周方向ピッチを大きくすることができ、この結果、係留部材の必要数を低減することができるという利点があるが、一方で１本の係留部材に加わる力は大きくなるので、係留部材の大きさを考慮する必要がある。また、プライコードの本数が１０本を超えると、タイヤの成型が困難となることから、これを１０本以下とすることが好ましい。

また、プライコードに張力が加わった際にプライコードが係留部材から外れるのを防止するために、係留部材はプライコードのタイヤ幅方向への移動を阻止する手段を有していることが好ましい。係留部材が柱状体である場合には、かかる阻止手段としては、柱状体の長手方向に対して直交する方向の長さが他の部分に比べて大きい鍔部が特に好ましい。

さらに、プライコードのループ部のタイヤ径方向内側に補助ビードコアをさらに具えることが好ましい。

この発明によれば、挟み込みビード部構造を有する空気入りタイヤのカーカスプライのビードコアからの引き抜けを有効に抑制して、ビード部耐久性を向上させることができる。

次に、図面を参照しつつ、この発明の実施の形態を説明する。図１は、この発明に従う代表的な空気入りタイヤ（以下「タイヤ」という。）の一部を破断して示す断面斜視図であり、図２は、図１に示すタイヤのビード部のタイヤ幅方向断面図である。

図１に示すタイヤ１は、一対のビード部２と、慣例に従い、両サイドウォール部３及びトレッド部４を通り両ビード部間にわたってトロイド状に延び、プライコード５をゴム被覆してなるカーカスプライ６とを具える。各ビード部２には、一対のビードコア７ａ、７ｂが埋設されており、これらビードコア７ａ、７ｂによりカーカスプライ６を挟持し、係留している。

また、プライコード５は、図１に示すように、一方のビード２から他方のビード部わたって延び、ビード部内で折り返され、そのタイヤ径方向内端にループ部８を形成した後、再び一方のビード部にまで延び、同様にしてビード部内にループ部８を形成している。このようにして、プライコード５は、所定の周方向ピッチＰで両ビード部間を連続的に往復している。さらに、このループ部８内には係留部材９が配設されており、この係留部材９の幅ｗは、一対のビードコア７ａ、７ｂの間隔ｄよりも大きい。したがって、ビードコア７ａ、７ｂとカーカスプライ６の間の摩擦力よりも大きな力でカーカスプライ６がタイヤ径方向外側に引っ張られた場合にも、係留部材９が周方向剛性の高いビードコア７ａ、７ｂと当接する。これにより、カーカスプライ６のビードコア７ａ、７ｂからの引き抜けが有効に防止され、タイヤのビード部の耐久性が大幅に向上する。また、このように、係留部材９とビードコア７ａ、７ｂの当接によっても係留効果が発揮されるので、ビードコアとカーカスプライの間の摩擦力のみにより係留効果を得ていた従来のタイヤに比べて、より小さなビードコアで同等の耐久性を得ることができ、タイヤを軽量化することができる。

係留部材９は、カーカスプライ６に引張り力が加わった際に破損しなければ任意の材料から構成することができるが、カーカスプライ６やビードコア７ａ、７ｂとの接触による摩耗に対する耐久性を確保する観点からは金属製とすることが好ましい。

カーカスプライ６を構成するプライコード５の本数は、タイヤのサイズ、プライコードの材質、最大負荷荷重等に応じて、１本又は複数本とすることができる。複数本のプライコードを用いる場合には、これらコードをまとめて、図１と同様にループ部内に係留部材９を配設しつつ、両ビード部間を往復させる。この場合には、強度が向上することから、１本のプライコードでカーカスプライを構成する場合に比較して、プライコードの周方向ピッチＰを大きくすることができ、タイヤ全体で必要となる係留部材の個数を低減することが可能である。

また、プライコード５が係留部材９上をタイヤ幅方向に滑り、これから脱落するのを防止するために、係留部材９にプライコード５のタイヤ幅方向への移動を阻止する手段を設けることが好ましい。かかる移動阻止手段としては、例えば係留部材９の表面にナーリング加工を施し、係留部材９とプライコード５の間の摩擦力を高めることができる。特に、係留部材９が柱状体である場合には、長手方向に対して直交する方向の長さが他の部分に比べて大きい鍔部１０を設けることが好ましい。プライコード５が係留部材９上を滑った場合にも、かかる鍔部１０によりプライコード５の移動が止められるからである。かかる鍔部は、図３（ａ）に示すように、リング状の部材を柱状体に差し込んで形成してもよく、図３（ｂ）に示すように、柱状体の一部、好ましくは両端部近傍の、長手方向に対して直交する方向の長さを他の部分のそれよりも大きくする、すなわち凸状として形成してもよく、図３（ｃ）に示すように、柱状体の一部、好ましくは中央部近傍の、長手方向に対して直交する方向の長さを他の部分のそれよりも小さくする、すなわち凹状として形成してもよい。

図４は、この発明に従う他のタイヤのビード部のタイヤ幅方向断面を示す。図示の態様のように、プライコードのループ部のタイヤ径方向内側に補助ビードコア１１をさらに具えることが好ましい。かかる補助ビードコア１１により、係留部材９が一層強固にビードコア７ａ、７ｂに押圧され、プライコードの係留部材からの脱落がより一層有効に防止される。かかる補助ビードコア１１としては、従来のビードコアと同様に、ワイヤをタイヤ周方向に連続してらせん巻回したものでもよく、リング状の剛体であってもよい。

この発明に従うタイヤを製造するに当っては、製品タイヤの内面形状とほぼ対応する外面形状を有する剛体コア上に、タイヤ構成部材を貼り付けて生タイヤを形成する製法、いわゆるコア製法を用いることが好ましい。この発明をコア製法と組み合わせることにより、ビード部耐久性の高いタイヤを迅速に製造することが可能となる。

なお、上述したところは、この発明の実施形態の一部を示したにすぎず、この発明の趣旨を逸脱しない限り、これらの構成を相互に組み合わせたり、種々の変更を加えたりすることができる。

次に、この発明に従うタイヤを試作し性能評価を行ったので、以下に説明する。

実施例のタイヤは、タイヤサイズが２７５／８０Ｒ２２．５のトラック・バス用ラジアルタイヤであり、１本のプライコードを両ビード部間で連続的に往復させてカーカスプライを構成し、これをビード部内に埋設された一対のビードコア（ビードコア間隙：２．２ｍｍ）で挟持して係留している。また、プライコードのループ部には、直径１．０ｍｍ、タイヤ幅方向長さ４．５ｍｍの円柱状の係留部材が配設されている。

比較のため、タイヤサイズ、ビードコアが実施例のタイヤと同じであり、係留部材を配設していないことを除いて実施例のタイヤのものと同一のカーカスプライを有する従来例のタイヤについても併せて試作した。

前記各供試タイヤを、サイズ８．２５×２２．５のリムに装着してタイヤ車輪とし、このタイヤ車輪に空気圧９００ｋＰａ（相対圧）を適用し、雰囲気温度４０℃、走行速度６０ｋｍ／ｈ、タイヤ負荷荷重４４．１ｋＮの条件下でドラム試験機上をビード部に故障が発生するまで又は１０万ｋｍ走行させ、故障が発生した時点までに走行した距離によりタイヤの耐久性を評価した。この結果、従来例のタイヤは３５，０００ｋｍを走行した時点でビードバーストにより故障が発生したが、実施例のタイヤは１０万ｋｍを完走した時点でもビード部の故障はみられなかった。

したがって、実施例のタイヤは、比較例のタイヤに比べてビード部の耐久性が格段に向上していることが分かる。

以上の説明から明らかなように、この発明によって、挟み込みビード部構造からのカーカスプライの引き抜けを有効に抑制して、ビード部耐久性を向上させた空気入りタイヤを提供することが可能となった。

この発明に従う代表的な空気入りタイヤの一部を破断して示す断面斜視図である。 図１に示すタイヤのビード部のタイヤ幅方向断面図である。 この発明に用いることのできる種々の係留部材の正面図である。 この発明に従う他の空気入りタイヤのビード部のタイヤ幅方向断面図である。

符号の説明

１ タイヤ
２ ビード部
３ サイドウォール部
４ トレッド部
５ プライコード
６ カーカスプライ
７ａ、７ｂ ビードコア
８ ループ部
９ 係留部材
１０ 鍔部
１１ 補助ビードコア

Claims (5)

1. 一対のビード部と、プライコードをゴム被覆してなり、前記一対のビード部間にわたってトロイド状に延びるカーカスプライと、各ビード部に埋設され、前記カーカスプライを挟持する一対のビードコアとを具える空気入りタイヤにおいて、
   前記プライコードは、所定の周方向ピッチで両ビード部間を連続的に往復し、タイヤ径方向内端にループ部を形成しており、
   前記ループ部内に、前記一対のビードコア間隙よりも大きな幅を有する係留部材を配設してなる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は複数本のプライコードからなる、請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 前記係留部材はプライコードのタイヤ幅方向への移動を阻止する手段を有する、請求項１又は２に記載の空気入りタイヤ。
4. 前記係留部材は柱状体であり、長手方向に対して直交する方向の長さが他の部分に比べて大きい鍔部を前記阻止手段として有する、請求項３に記載の空気入りタイヤ。
5. 前記プライコードのループ部のタイヤ径方向内側に補助ビードコアをさらに具える、請求項１〜４のいずれか一項に記載の空気入りタイヤ。

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