JP2008307949A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】 過酷な荷重条件で使用される場合であっても、ビード部におけるカーカス層のセパレーション故障を防止して耐久性を向上することを可能にした空気入りタイヤを提供する。
【解決手段】 カーカス層４をビードコア５の廻りにタイヤ内側から外側へ折り返し、カーカス層４の本体部４Ａと折り返し部４Ｂとの間にビードコア５からトレッド側に向かって先細りとなるように延びるビードフィラー６を配置した空気入りタイヤにおいて、カーカス層４の本体部４Ａとビードフィラー６との間に歪低減ゴム層１０を配置し、該歪低減ゴム層１０のＪＩＳ硬度をカーカス層４のコートゴムのＪＩＳ硬度よりも高くかつビードフィラー６の最も硬い部分のＪＩＳ硬度よりも低くする。
【選択図】 図２

Description

本発明は、トラック・バス用として好適な空気入りタイヤに関し、更に詳しくは、過酷な荷重条件で使用される場合であっても、ビード部におけるカーカス層のセパレーション故障を防止して耐久性を向上することを可能にした空気入りタイヤに関する。

空気入りタイヤにおいて、カーカス層をビードコアの廻りにタイヤ内側から外側へ折り返し、カーカス層の本体部と折り返し部との間にビードコアからトレッド側に向かって先細りとなるように延びるビードフィラーを配置することが一般的である。ビードフィラーは硬度が比較的高いゴム組成物から構成され、主として操縦安定性の向上に寄与する。

ところで、空気入りタイヤに荷重が負荷されると通常サイドウォール部が撓むが、過酷な荷重条件で使用される場合はサイドウォール部が撓むだけでなくビードフィラーを含むビード部がリムフランジを支点としてタイヤ外側に倒れ込むことになる。そのため、過酷な荷重条件では、ビード部に非常に大きな圧縮歪及び圧縮応力が作用し、カーカス層のセパレーション故障を生じるという問題がある。

従来、ビード部におけるカーカス層のセパレーション故障を防止するために、例えば、カーカス層の本体部のビードフィラーに隣接する領域においてカーカス層のコートゴムを厚くすること（例えば、特許文献１参照）、或いは、カーカス層の本体部とビードフィラーとの間にカーカス層のコートゴムよりも軟らかい応力緩和ゴム層を介在させること（例えば、特許文献２参照）が提案されている。

しかしながら、これら手法では、空気入りタイヤが過酷な荷重条件で使用される場合において、ビード部におけるカーカス層のセパレーション故障を防止することができないのが現状である。
特開平８−２２１９号公報 特開平１０−７６８２０号公報

本発明の目的は、過酷な荷重条件で使用される場合であっても、ビード部におけるカーカス層のセパレーション故障を防止して耐久性を向上することを可能にした空気入りタイヤを提供することにある。

上記目的を達成するための本発明の空気入りタイヤは、カーカス層をビードコアの廻りにタイヤ内側から外側へ折り返し、前記カーカス層の本体部と折り返し部との間に前記ビードコアからトレッド側に向かって先細りとなるように延びるビードフィラーを配置した空気入りタイヤにおいて、前記カーカス層の本体部と前記ビードフィラーとの間に歪低減ゴム層を配置し、該歪低減ゴム層のＪＩＳ硬度が前記カーカス層のコートゴムのＪＩＳ硬度よりも高くかつ前記ビードフィラーの最も硬い部分のＪＩＳ硬度よりも低いことを特徴とするものである。

本発明では、カーカス層の本体部とビードフィラーとの間に、カーカス層のコートゴムよりも硬いがビードフィラーの最も硬い部分よりも軟らかい歪低減ゴム層を介在させているので、空気入りタイヤが過酷な荷重条件で使用される場合であっても、ビード部においてカーカス層が受ける歪を低減し、カーカス層のセパレーション故障を防止して耐久性を向上することができる。

本発明において、乗心地性を悪化させることなくセパレーション故障を防止する効果を得るために、歪低減ゴム層のＪＩＳ硬度は７０〜８０であることが好ましい。歪低減ゴム層の厚さは０．５ｍｍ〜５．０ｍｍであることが好ましい。更に、ビードフィラーのビードコアからのタイヤ径方向の高さＨに対して、歪低減ゴム層の幅は０．１Ｈ〜０．６Ｈであることが好ましい。

ビードフィラーのビードコアからのタイヤ径方向の高さＨに対して、歪低減ゴム層を０．２Ｈ〜０．８Ｈの範囲に配置することが好ましい。特に、ビードフィラーをビードコア側に位置して相対的に硬度が高い下側ビードフィラーとトレッド側に位置して相対的に硬度が低い上側ビードフィラーとから構成した場合、歪低減ゴム層を下側ビードフィラーのタイヤ径方向外側の端部と隣接する位置に配置することが好ましい。また、カーカス層の本体部及び巻き上げ部をスチールコード補強層で包み込んだビード構造とした場合、歪低減ゴム層をスチールコード補強層のタイヤ内側の端部と隣接する位置に配置することが好ましい。

本発明におけるＪＩＳ硬度は、ＪＩＳ Ｋ６２５３に規定されるデュロメータ硬さ試験に準拠し、タイプＡのデュロメータを用いて測定されるものである。

以下、本発明の構成について添付の図面を参照しながら詳細に説明する。図１は本発明の実施形態からなる空気入りタイヤを示し、図２はそのビード部を拡大して示すものである。図１において、１はトレッド部、２はサイドウォール部、３はビード部である。左右一対のビード部３，３間にはカーカス層４が装架され、そのカーカス層４がビードコア５の廻りにタイヤ内側から外側に折り返されている。カーカス層４の本体部４Ａと折り返し部４Ｂとの間には、ビードコア５からトレッド側に向かって先細りとなるように延びるビードフィラー６が配置されている。

ビードフィラー６は、断面三角形状をなし、高硬度のゴム組成物から構成されている。より具体的には、図２に示すように、ビードフィラー６はビードコア側に位置して相対的に硬度が高い下側ビードフィラー６Ａとトレッド側に位置して相対的に硬度が低い上側ビードフィラー６Ｂとから構成されている。下側ビードフィラー６ＡのＪＩＳ硬度は８０〜９０の範囲から選択され、上側ビードフィラー６ＢのＪＩＳ硬度は５５〜６５の範囲から選択される。ビードフィラー６を単一種類のゴム組成物から構成する場合、そのＪＩＳ硬度は５５〜９０の範囲から選択すれば良い。

また、カーカス層４の本体部４Ａ及び巻き上げ部４Ｂは、ビードコア５の廻りで折り返されたスチールコード補強層７によって包み込まれている。このスチールコード補強層７は、タイヤ周方向に対して傾斜する複数本のスチールコードを含むものである。更に、ビードフィラー６、カーカス層４の巻き上げ部４Ｂ、スチールコード補強層７よりもタイヤ幅方向外側に２層の有機繊維コード補強層８が配置されている。これら有機繊維コード補強層８は、タイヤ周方向に対して傾斜する複数本の有機繊維コードを含むものである。

一方、トレッド部１におけるカーカス層４の外周側には複数層のベルト層９が埋設されている。これらベルト層９は、タイヤ周方向に対して傾斜する複数本のスチールコードを含み、かつ層間でスチールコードが互いに交差するように配置されている。

上記空気入りタイヤにおいて、カーカス層４の本体部４Ａとビードフィラー６との間には歪低減ゴム層１０が配置されている。この歪低減ゴム層１０のＪＩＳ硬度は、カーカス層４のコートゴムのＪＩＳ硬度よりも高く、かつ、ビードフィラー６の最も硬い部分、即ち、下側ビードフィラー６ＡのＪＩＳ硬度よりも低く設定されている。

このようにカーカス層４の本体部４Ａとビードフィラー６との間に、カーカス層４のコートゴムよりも硬いがビードフィラー６の最も硬い部分よりも軟らかい歪低減ゴム層１０を介在させた場合、空気入りタイヤが過酷な荷重条件で使用される場合であっても、ビード部３においてカーカス層４が受ける歪を低減することができる。つまり、過酷な荷重条件において、ビードフィラー６を含むビード部３がリムフランジを支点としてタイヤ外側に倒れ込むような場合、歪低減ゴム層１０がカーカス層４に作用する圧縮歪を緩和する。これにより、ビード部３におけるカーカス層４のセパレーション故障を防止して耐久性を向上することができる。

上記空気入りタイヤにおいて、歪低減ゴム層１０のＪＩＳ硬度は７０〜８０の範囲、好ましくは７２〜７８の範囲に設定されている。歪低減ゴム層１０のＪＩＳ硬度は７０未満であると歪低減効果が不十分になり、逆に８０を超えると局所的に剛性が高くなり過ぎて歪低減ゴム層の端部近傍に歪が集中してしまうことに加えて、乗心地性が低下する。

歪低減ゴム層１０の厚さは０．５ｍｍ〜５．０ｍｍの範囲に設定されている。歪低減ゴム層１０の厚さが０．５ｍｍ未満であると歪低減効果が不十分になり、逆に５．０ｍｍを超えると局所的に剛性が高くなり過ぎて歪低減ゴム層の端部近傍に歪が集中してしまうことに加えて、乗心地性が低下する。

ビードフィラー６のビードコア５からのタイヤ径方向の高さＨに対して、歪低減ゴム層１０の幅Ｗは０．１Ｈ〜０．６Ｈの範囲に設定されている。歪低減ゴム層１０の幅Ｗが０．１Ｈ未満であると歪低減効果が不十分になり、逆に０．６Ｈを超えると局所的に剛性が高くなり過ぎて歪低減ゴム層の端部近傍に歪が集中してしまうことに加えて、乗心地性が低下する。

ビードフィラー６のビードコア５からのタイヤ径方向の高さＨに対して、歪低減ゴム層１０は０．２Ｈ〜０．８Ｈの範囲に配置されている。歪低減ゴム層１０の位置が上記範囲から外れると歪低減効果が不十分になる。

特に、ビードフィラー６をビードコア側に位置して相対的に硬度が高い下側ビードフィラー６Ａとトレッド側に位置して相対的に硬度が低い上側ビードフィラー６Ｂとから構成した場合、歪低減ゴム層１０は下側ビードフィラー６Ａのタイヤ径方向外側の端部Ｅ１と隣接する位置に配置される。つまり、過酷な荷重条件においては、下側ビードフィラー６Ａのタイヤ径方向外側の端部Ｅ１の近傍にてカーカス層６のセパレーション故障を生じ易いので、この端部Ｅ１に沿って歪低減ゴム層１０を配置することでカーカス層６のセパレーション故障をより効果的に防止することが可能になる。

また、カーカス層４の本体部４Ａ及び巻き上げ部４Ｂをスチールコード補強層７で包み込んだビード構造とした場合、歪低減ゴム層１０はスチールコード補強層７のタイヤ内側の端部Ｅ２と隣接する位置に配置される。つまり、過酷な荷重条件においては、スチールコード補強層７のタイヤ内側の端部Ｅ２の近傍にてカーカス層６のセパレーション故障を生じ易いので、この端部Ｅ２に沿って歪低減ゴム層１０を配置することでカーカス層６のセパレーション故障をより効果的に防止することが可能になる。

タイヤサイズ１１００Ｒ２０で、カーカス層をビードコアの廻りにタイヤ内側から外側へ折り返し、カーカス層の本体部と折り返し部との間にビードコアからトレッド側に向かって先細りとなるように延びるビードフィラーを配置した空気入りタイヤにおいて、カーカス層の本体部とビードフィラーとの間に、ビードフィラーのビードコアからのタイヤ径方向の高さＨに対して、幅が０．４Ｈとなる歪低減ゴム層を配置し、その歪低減ゴム層のＪＩＳ硬度及び厚さを表１のように設定した実施例１〜５及び比較例１〜２のタイヤを製作した。比較のため、歪低減ゴム層を設けていない従来例のタイヤを用意した。これら従来例、実施例１〜５及び比較例１〜２のタイヤにおいて、ビードフィラーはＪＩＳ硬度が８３となる下側ビードフィラーとＪＩＳ硬度が５９となる上側ビードフィラーとで構成した。また、カーカス層のコートゴムのＪＩＳ硬度は６８とした。

これら試験タイヤについて、下記の方法により、荷重耐久性及び乗心地性を評価し、その結果を表１に併せて示した。

荷重耐久性：
試験タイヤについて、空気圧７００ｋＰａ（規格空気圧は８３０ｋＰａ）、リムサイズ２０×８．００Ｖ、荷重８２．１８ｋＮ（単輪規定荷重の２５０％）、速度２０ｋｍ／ｈの条件でドラム耐久試験を実施し、タイヤが故障するまでの走行距離を計測した。評価結果は、従来例を１００とする指数にて示した。この指数値が大きいほど荷重耐久性が優れていることを意味する。

乗心地性：
試験タイヤをリムサイズ２０×８．００Ｖのホイールに組み付けてＧＶＷ（車両総重量）２５トンのトラックに装着し、空気圧を８３０ｋＰａとし、舗装路においてテストドライバーによる乗心地性のフィーリング評価を行った。評価結果は、従来例を１００とする指数にて示した。この指数値が大きいほど乗心地性が優れていることを意味する。

この表１から明らかなように、実施例１〜５のタイヤは従来例に比べて乗心地性を維持しながら荷重耐久性を向上することができた。一方、比較例１のタイヤは歪低減ゴム層のＪＩＳ硬度が低過ぎるため荷重耐久性の改善効果が得られなかった。比較例２のタイヤは歪低減ゴム層のＪＩＳ硬度が高過ぎるため荷重耐久性の改善効果が少なく、しかも乗心地性の悪化が顕著であった。

本発明の実施形態からなる空気入りタイヤを示す子午線半断面図である。 図１の空気入りタイヤのビード部を拡大して示す断面図である。

符号の説明

１ トレッド部
２ サイドウォール部
３ ビード部
４ カーカス層
４Ａ 本体部
４Ｂ 折り返し部
５ ビードコア
６ ビードフィラー
６Ａ 下側ビードフィラー
６Ｂ 上側ビードフィラー
７ スチールコード補強層
８ 有機繊維コード補強層
９ ベルト層
１０ 歪低減ゴム層

Claims (7)

1. カーカス層をビードコアの廻りにタイヤ内側から外側へ折り返し、前記カーカス層の本体部と折り返し部との間に前記ビードコアからトレッド側に向かって先細りとなるように延びるビードフィラーを配置した空気入りタイヤにおいて、前記カーカス層の本体部と前記ビードフィラーとの間に歪低減ゴム層を配置し、該歪低減ゴム層のＪＩＳ硬度が前記カーカス層のコートゴムのＪＩＳ硬度よりも高くかつ前記ビードフィラーの最も硬い部分のＪＩＳ硬度よりも低いことを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記歪低減ゴム層のＪＩＳ硬度が７０〜８０であ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. 前記歪低減ゴム層の厚さが０．５ｍｍ〜５．０ｍｍであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の空気入りタイヤ。
4. 前記ビードフィラーの前記ビードコアからのタイヤ径方向の高さＨに対して、前記歪低減ゴム層の幅が０．１Ｈ〜０．６Ｈであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
5. 前記ビードフィラーの前記ビードコアからのタイヤ径方向の高さＨに対して、前記歪低減ゴム層を０．２Ｈ〜０．８Ｈの範囲に配置したことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
6. 前記ビードフィラーをビードコア側に位置して相対的に硬度が高い下側ビードフィラーとトレッド側に位置して相対的に硬度が低い上側ビードフィラーとから構成し、前記歪低減ゴム層を下側ビードフィラーのタイヤ径方向外側の端部と隣接する位置に配置したことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
7. 前記カーカス層の本体部及び巻き上げ部をスチールコード補強層で包み込んだビード構造を有し、前記歪低減ゴム層を前記スチールコード補強層のタイヤ内側の端部と隣接する位置に配置したことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の空気入りタイヤ。

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