JP2010120401A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】ワイヤチェーファの適正化を図ることにより、ビード部の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】空気入りタイヤは、ビード部２、サイドウォール部、トレッド部の各部にわたってトロイド状に延びる本体部３、本体部３から延び、ビードコア１の周りにタイヤ幅方向内側から外側に向かって折り返された折返し部４とからなるプライで構成されるカーカス５、及び、その折り返し部４の外面を覆う範囲に連続して配置されるワイヤチェーファ６を具える。ワイヤチェーファ６は、ビードコア１のタイヤ幅方向外側にてカーカス５のタイヤ幅方向外側の面に沿って配設される第一補強層１及びビードコア１のタイヤ幅方向内側にてカーカス５のタイヤ幅方向内側の面に沿って配設される第二補強層８からなる。第一補強層はタイヤ周方向に沿って延びるコード９により構成され、第二補強層は傾斜して延びるコード１０により構成される。
【選択図】図２

Description

この発明は、ビードコアを埋設した一対のビード部、ビード部からタイヤ径方向外側に延びる一対のサイドウォール部、両サイドウォール間にまたがって延びるトレッド部の各部にわたってトロイド状に延びる本体部と、この本体部から延び、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折り返された折返し部とからなるプライで構成されるカーカス、及び、その折り返し部の外面を覆う範囲に連続して配置されるワイヤチェーファを具える空気入りタイヤに関するものであり、かかるビード部の耐久性を向上させる。

従来の空気入りタイヤは、図１に示すように、図示していないトレッド部からサイドウォール部を経てビード部１０２までトロイド状に延びるカーカス１０５を、ビード部１０２に埋設したビードコア１０１に沿って、タイヤ幅方向内側から外側へ折り返して係止することが一般的であり、このようなビード部構造の下では、リム組みしたタイヤの負荷転動時に、リムフランジよりタイヤ径方向外側のビード部１０２が、タイヤ幅方向外側へ繰返し倒れ込み変形することに起因して、倒れ込み変形するカーカス部分及び折返し端部に応力が集中してゴムとカーカス１０５の間にクラックが発生し、倒れ込み変形するカーカス部分及び折返し端部がゴムと剥離し易くなる。また、タイヤが負荷転動することにより、カーカス１０５にタイヤ径方向外側への引張力が作用するため、ビード部１０２への係止力が不十分な場合には、カーカス１０５のビード部１０２からの引き抜けが発生し易くなる。

そこで、このような折返し端部のゴムとの剥離を防止すべく、例えば特許文献１では、タイヤ負荷転動時に倒れ込み変形して応力が集中し易いビード部領域の剛性を高めるために、タイヤ周方向に沿って延びるコードにより構成されるワイヤチェーファをビードコア及びカーカスのタイヤ幅方向内側に配置した空気入りタイヤが開示されている。このような空気入りタイヤは、タイヤ負荷転動時のビード部のタイヤ幅方向への倒れ込み変形を抑制して、ビード部の耐久性を向上させる。

また、特許文献２では、タイヤ周方向に沿って延びるコードにより構成されるワイヤチェーファをビードコア及びカーカスのタイヤ幅方向内側及びタイヤ幅方向外側に配置した空気入りタイヤが開示されている。このような空気入りタイヤは、ワイヤチェーファの配設領域が拡大していることから、特許文献１に記載の空気入りタイヤよりも、ビード部のタイヤ幅方向への倒れ込み変形が抑制されており、その耐久性が向上している。

特開２００１−１９１７５８号公報 特開２００２−５００１２２号公報

しかし、特許文献１に記載のタイヤは、ワイヤチェーファが配置されている領域が充分ではないことから、ビード部の倒れ込み変形を充分に抑制することができない可能性がある。また、特許文献1及び２に記載されているタイヤは、タイヤ周方向に沿って延びるコードのみによりワイヤチェーファが構成されていることから、タイヤ負荷転動時におけるタイヤ幅方向への倒れ込み変形を充分に抑制することができずに、ビード部が破壊される可能性がある。また、特許文献２に記載のタイヤにおいて、ワイヤチェーファを構成するコードをタイヤ周方向に対して傾斜して延びるコードに交換した場合には、タイヤ幅方向への倒れ込み変形は充分に抑制することができるが、タイヤ周方向への倒れ込み変形を充分に抑制することができなくなり、更には、タイヤと路面接地域にける荷重による歪み変形に起因したリムとビードコア間のゴムがタイヤ径方向に押し出される動きにより、ワイヤチェーファのタイヤ径方向外側の端部に応力が集中するので、ワイヤチェーファのタイヤ径方向端部におけるコードとゴムとの剥離が発生し易くなり、ビード部が破壊される可能性がある。

したがって、この発明の目的は、ワイヤチェーファの構成の適正化を図ることにより、ビード部の倒れ込み変形を抑制して、カーカスのビード部からの引き抜け及びゴムとの剥離を充分に防止しつつも、ワイヤチェーファを構成するコードとゴムとの剥離を抑制して、ビード部の耐久性を有効に向上させ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、この発明のタイヤは、ビードコアを埋設した一対のビード部、ビード部からタイヤ径方向外側に延びる一対のサイドウォール部、両サイドウォール部間にまたがって延びるトレッド部の各部にわたってトロイド状に延びる本体部と、この本体部から延び、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折り返された折返し部とからなるプライ、及び、そのビード部のカーカスの外面を覆う範囲に連続して配置されるワイヤチェーファで構成されるカーカスを具え、かかるワイヤチェーファは、ビードコアのタイヤ幅方向外側でカーカスのタイヤ幅方向外側の面に沿って配設される第一補強層、及び、ビードコアのタイヤ幅方向内側でカーカスのタイヤ幅方向内側の面に沿って配設される第二補強層からなり、第一補強層は実質的にタイヤ周方向に沿って延びるコードにより構成され、第二補強層はタイヤ周方向に対して傾斜して延びるコードにより構成されることを特徴としている。このような空気入りタイヤでは、第一補強層がタイヤ周方向に沿って延びるコードにより構成されていることから、タイヤと路面接地域における荷重による歪み変形に起因したリムとビードコア間のゴムがタイヤ径方向に押し出される動きに対して、ワイヤチェーファのタイヤ径方向外側の縁部への応力の集中が抑えられ、コードとゴムとの剥離が発生し難くなり、ビード部の破壊を防止することができ、一方、第二補強層がタイヤ周方向に対し傾斜して延びるコードにより構成されていることから、タイヤ周方向へ倒れ込み変形させる引張力が加わった場合には第二補強層がこの引張力を負担することで、タイヤ周方向への倒れ込み変形を抑制することができ、これらの作用が相まってカーカスのビード部からの引き抜け及びゴムとの剥離を充分に防止しつつも、ワイヤチェーファを構成するコードのゴムとの剥離を抑制することが可能となる。ここで「実質的にタイヤ周方向」とは、コードを螺旋状に連続巻回して補強層を形成する場合等、生産上不可避的に発生する微小な傾きをも含むことを意味するものである。

また、第一補強層のタイヤ径方向外側の端部は、ビードコアのタイヤ径方向最外端よりもタイヤ径方向外側にあることが好ましい。ここで「ビードコアのタイヤ径方向最外端」とは、ビードコアのタイヤ径方向における最も外側の位置を言うものとする。

更に、第一補強層のタイヤ径方向内側の端部は、ビードコアのタイヤ径方向最内端よりもタイヤ径方向内側にあることが好ましい。ここで「ビードコアのタイヤ径方向最内端」とは、ビードコアのタイヤ径方向における最も内側の位置をいうものとする。

更にまた、第一補強層はビードコアのタイヤ径方向内側位置を通ることが好ましい。ここで「ビードコアのタイヤ径方向内側位置を通る」とは、少なくともビードコアのタイヤ径方向最内端の下方まで第一補強層が配置されていること、すなわち第一補強層がビード装着姿勢にてビードコアとリムフランジに挟まれる領域を通ることをいうものとする。

加えてまた、第二補強層のタイヤ径方向外側の端部は、カーカスの折り返し部の折返し端部よりもタイヤ径方向外側にあることが好ましい。

また、第二補強層のタイヤ径方向内側の端部がビードコアのタイヤ径方向最内端よりもタイヤ径方向内側にあることが好ましい。

この発明によれば、実質的にタイヤ周方向に沿って延びるコードにより構成される第一補強層及びタイヤ周方向に対して傾斜して延びるコードにより構成される第二補強層からなるワイヤチェーファの配置の適正化を図ることにより、ビード部の倒れ込み変形を抑制して、カーカスのビード部からの引き抜け及びゴムとの剥離を充分に防止しつつも、ワイヤチェーファを構成するコードとゴムとの剥離を抑制して、ビード部の耐久性を有効に向上させた空気入りタイヤを提供することが可能となる。

以下、図面を参照しつつこの発明の実施の形態を説明する。図２〜５はこの発明に従う種々の空気入りタイヤ（以下「タイヤ」という。）のビード部のタイヤ幅方向断面図である。

図２に示す実施形態のタイヤは、ビードコア１を埋設した一対のビード部２（図には一方のビード部２のみを示す）、ビード部２からタイヤ径方向外側に延びる一対のサイドウォール部、両サイドウォール部間にまたがって延びるトレッド部の各部にわたってトロイド状に延びる本体部３と、この本体部３から延び、ビードコア１の周りにタイヤ幅方向内側から外側に向かって折り返された折返し部４とからなるプライで構成されるカーカス５、及び、そのビード部２のカーカス５の外面を覆う範囲に連続して配置されるワイヤチェーファ６を具える。かかるワイヤチェーファ６は、ビードコア１のタイヤ幅方向外側においてカーカス５のタイヤ幅方向外側の面に沿って配設される第一補強層７、及び、ビードコア１のタイヤ幅方向内側においてカーカス５のタイヤ幅方向内側の面に沿って配設される第二補強層８からなり、第一補強層は実質的にタイヤ周方向に沿って延びるコード９により構成され、第二補強層は傾斜して延びるコード１０により構成される。このとき、第一補強層７のタイヤ幅方向内側端と第二補強層８のタイヤ幅方向外側端は接する位置にあり、一本の連続したワイヤチェーファ６を構成している。

このような空気入りタイヤでは、ワイヤチェーファ６を、これとビードコア１とでカーカス５を挟み込むように配設していることから、タイヤ負荷転動によりカーカス５に引張力が負荷されても、ワイヤチェーファ６のコードがカーカス５に対して傾斜しているおり、ワイヤチェーファ６のコードがカーカス５に対し引っ掛かりとなって係止力が向上することとなるので、カーカス５のビード部２からの引き抜けを強く抑制することが可能となる。

また、第二補強層８がタイヤ周方向に傾斜して延びるコード１０により構成されていることから、タイヤ周方向に傾斜して延びるコード１０がタイヤ周方向へ倒れ込む変形をさせる引張力を負担して、第二補強層８のタイヤ周方向への倒れ込み変形に抗する剛性を向上させるので、ビード部２のタイヤ周方向への倒れ込み変形を抑制することができ、一方、第二補強層８がタイヤ周方向に対して傾斜する方向に延びるコード１０により構成されていることから、タイヤ周方向に対し傾斜して延びるコード１０がタイヤ幅方向及び特にタイヤ周方向へ倒れ込み変形させる引張力を負担して、第二補強層８のタイヤ幅方向への倒れ込み変形に抗する剛性を向上させるので、ビード部２のタイヤ幅方向及び特にタイヤ周方向への倒れ込み変形を抑制することができる。更に、タイヤ幅方向外側の端部が金属の切断端を配列した構成となり、その切断端からクラックが発生し易いような、タイヤ周方向に対し傾斜しているコードのみから構成されるワイヤチェーファ６を具えるタイヤに比べ、この発明のタイヤは、ワイヤチェーファ６の一部がタイヤ周方向に延びるコード９により構成されており、タイヤ周方向に沿って延びるコード９のタイヤ幅方向外側の端部が配列された切断端とはならないことから、タイヤ周方向に沿って延びるコード９のタイヤ幅方向外側の端部に応力が集中した場合に、その端部におけるコードとゴムとのクラックの発生を抑制することができる。なお、第一補強層７及び第二補強層８を構成するコード９、１０は、要求される重量、剛性等に応じて種々の金属コード又は有機繊維コードから選択して使用することができる。また、第一補強層７は、一本又は複数本のゴム被覆したコードを平行配列した狭幅のリボン状部材を連続巻回して構成した層とすることも、第一補強層の幅に対応する幅を有する広幅の帯状部材を配置して構成した層とすることもできる。

更に、図２〜５に示すように、第一補強層７のタイヤ径方向外側の端部１１は、ビードコア１のタイヤ径方向最外端１２よりもタイヤ径方向外側にあることが好ましい。かかる構成により、第一補強層７を構成するコード９がビードコア１のタイヤ径方向外側におけるタイヤ周方向への倒れ込み変形を抑制するので、リムとビード接触近傍におけるゴムの摩滅及びセパレーションを防止して、ビード部２の耐久性を一層向上させることができる。

更にまた、図２〜５に示すように、第一補強層７のタイヤ径方向内側の端部１３は、ビードコアのタイヤ径方向最内端１４よりもタイヤ径方向内側にあることが好ましい。かかる構成により、ビードコア１と第一補強層７でカーカス５を挟み込む領域が増加するので、挟み込みの効果が向上して、カーカス５の引き抜けがより発生しにくくなる。

加えて、図２〜５に示すように、第一補強層７はビードコアのタイヤ径方向内側位置を通る、すなわちビード装着姿勢にてビードコア１とリムフランジに挟まれる領域を通ることが好ましい。かかる構成により、リムフランジとビードコア１の間に第一補強層７が強く挟み込まれ、その強く挟み込まれている第一補強層７がビードコア１とともにカーカス５を強く挟み込むので、カーカス５のビード部２への係止力が向上し、カーカス５のビード部２からの引き抜けがより発生しにくくなる。また、このとき、第二補強層８のタイヤ径方向内側の端部１６は、ビード装着姿勢にてビードコア１とリムフランジに挟まれる領域を通らないこととなるので、第二補強層８はビード部２に強く固定され過ぎずに、ビード部内をある程度自由に移動することができるようになり、配列した金属の切断端を有する第二補強層８のタイヤ径方向外側の端部１５への応力の集中を緩和することから、タイヤ径方向外側の端部１５とゴムとの剥離を抑制することができる。

加えてまた、図２〜５に示すように、第二補強層８のタイヤ径方向外側の端部１５がカーカスの折返し端部１６よりもタイヤ径方向外側にあることが好ましい。かかる構成により、タイヤ負荷転動時にカーカス５の折返し端部１６に集中する応力の一部を、第二補強層８のタイヤ径方向外側の端部１５が負担して、応力を有効に分散することができるので、カーカス５の折返し端部１６とゴムとの剥離を有効に抑制することができる。

更に、図２〜５に示すように、第二補強層８のタイヤ径方向内側の端部１７がビードコア１のタイヤ径方向最内端１４よりもタイヤ径方向内側にあることが好ましい。なぜなら、第二補強層８のタイヤ径方向内側の端部１７がビードコア１のタイヤ径方向最内端１４よりもタイヤ径方向外側にある場合には、ビードコア１に対して第二補強層８が配設されている領域が不足して、タイヤ幅方向への倒れ込み変形を充分に防止することができずに、タイヤ幅方向への過剰な倒れ込み変形に起因してビード部２の耐久性が低下する可能性があるからである。

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過ぎず、この発明の趣旨を逸脱しない限り、これらの構成を交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。例えば、ビードコア２は、図２〜４に示す六角形状、図５に示す円形状だけでなく、楕円形状やその他の多角形状など種々の形状に適宜変更しても良い。また、図４に示すように、カーカス５の折返し端部１６と第一補強層７のタイヤ幅方向外側の端部１１とが離間していても良い。更には、図４及び５に示すように、カーカス５の折返し部４の全体をビードコア１に沿わせて折り返していても良い。カーカス５の折返し部４の全体をビードコア１に沿わせて折り返すことにより、リム組みしたタイヤの負荷転動時に、ビード部２がタイヤ幅方向外側へ倒れ込み変形しても、折返し端部１６に応力が集中することなく、ゴムと折返し端部１６の間がクラックする可能性が低減し、かつ、カーカス５がビードコア２に巻き付いていることから、引張応力に抗する係止力が向上するので、カーカス５のビード部２からの引き抜けが更に発生しにくくなる可能性がある。

次に、この発明に従うビード部を具えるこの発明のタイヤ（実施例タイヤ１〜４）、従来技術に従うビード部を具えるタイヤ（従来例タイヤ１〜４）を夫々試作し、性能評価を行ったので、以下に説明する。

実施例タイヤ１〜４は、夫々図２〜５に示す構造のビード部を有するバス・トラック用のタイヤである。図示していないが、従来例タイヤ１〜４は、夫々実施例タイヤ１〜４に対応しており、タイヤ周方向に対し傾斜して延びるコードのみにより構成されるワイヤチェーファを有している点を除いて、基本的には実施例タイヤ１〜４と同様の構成を有している。これら、試作されたタイヤは、表１に示す諸元を有する。

これら各供試タイヤを表１に示す所定のサイズのリムに取り付けてタイヤ車輪とし、このタイヤ車輪をテスト車両に装着して、表１に示すタイヤ内圧（相対圧で表示されている）、タイヤ負荷荷重等の各種条件を適用し、室内にて、ドラム試験機を用いて時速６７ｋｍ／ｈにて耐久ドラム試験を行い、トレッド部のもげやクラックが発生するまでの走行距離を検証することにより評価した。

このテストの評価結果を表１に示す。なお、表１の評価結果は、従来例タイヤ１〜４の走行可能な距離に対する、夫々に対応する実施例タイヤ１〜４の走行可能な距離の比で示されており、その数値が大きいほど性能に優れていることを示している。

表１の結果が示すように、実施例タイヤ１〜４は、夫々に対応する従来例タイヤ１〜４に比べ、ビード部が破壊されて走行不可能となるまでの走行距離が２５％〜３２％伸びており、ビード部の耐久性が大幅に向上していることがわかる。

以上の結果から明らかになように、ワイヤチェーファの構成の適正化を図ることにより、ビード部の倒れ込み変形を抑制して、カーカスのビード部からの引き抜け及びゴムとの剥離を充分に防止しつつも、ワイヤチェーファを構成するコードとゴムとの剥離を抑制して、ビード部の耐久性を有効に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。

従来技術のビード部構造を具えたタイヤのタイヤ幅方向断面図である。 この発明に従うビード部構造を具えたタイヤの一実施例のタイヤ幅方向断面図である。 この発明に従うビード部構造を具えたタイヤの一実施例のタイヤ幅方向断面図である。 この発明に従うビード部構造を具えたタイヤの一実施例のタイヤ幅方向断面図である。 この発明に従うビード部構造を具えたタイヤの一実施例のタイヤ幅方向断面図である。

符号の説明

１ ビードコア
２ ビード部
３ 本体部
４ 折返し部
５ カーカス
６ ワイヤチェーファ
７ 第一補強層
８ 第二補強層
９ コード
１０ コード
１１ 第一補強層のタイヤ径方向外側の端部
１２ ビードコアのタイヤ径方向最外端
１３ 第一補強層のタイヤ径方向内側の端部
１４ ビードコアのタイヤ径方向最内端
１５ 第二補強層のタイヤ径方向外側の端部
１６ カーカスの折返し端部
１７ 第二補強層のタイヤ径方向内側の端部

Claims (6)

1. ビードコアを埋設した一対のビード部、ビード部からタイヤ径方向外側に延びる一対のサイドウォール部、両サイドウォール部間にまたがって延びるトレッド部の各部にわたってトロイド状に延びる本体部と、この本体部から延び、前記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折り返された折返し部とからなるプライで構成されるカーカス、及び、該ビード部の該カーカスの外面を覆う範囲に連続して配置されるワイヤチェーファを具える空気入りタイヤにおいて、
   前記ワイヤチェーファは、前記ビードコアのタイヤ幅方向外側において前記カーカスのタイヤ幅方向外側の面に沿って配設される第一補強層と、前記ビードコアのタイヤ幅方向内側において前記カーカスのタイヤ幅方向内側の面に沿って配設される第二補強層とからなり、該第一補強層は実質的にタイヤ周方向に沿って延びるコードにより構成され、該第二補強層はタイヤ周方向に対して傾斜して延びるコードにより構成されることを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記第一補強層のタイヤ径方向外側の端部は、前記ビードコアのタイヤ径方向最外端よりもタイヤ径方向外側にある、請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 前記第一補強層のタイヤ径方向内側の端部は、前記ビードコアのタイヤ径方向最内端よりもタイヤ径方向内側にある、請求項１又は２に記載の空気入りタイヤ。
4. 前記第一補強層は前記ビードコアのタイヤ径方向内側位置を通る、請求項１〜３のいずれか一項に記載の空気入りタイヤ。
5. 前記第二補強層のタイヤ径方向外側の端部は前記カーカスの折返し部の折返し端部よりもタイヤ径方向外側にある、請求項１〜４のいずれか一項に記載の空気入りタイヤ。
6. 前記第二補強層のタイヤ径方向内側の端部は前記ビードコアのタイヤ径方向最内端よりもタイヤ径方向内側にある、請求項１〜５のいずれか一項に記載の空気入りタイヤ。

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