JP2011079460A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】カーカスプライの吹き抜け現象を防止し、かつ軽量化を図りながらビード耐久性を向上する。
【解決手段】カーカスプライ６Ａは、カーカスコード１０が、一方のビードコア５Ａから他方のビードコア５Ｂにのびる往路側の第１の主部１１ａと、この第１の主部１１ａに連なり他方のビードコア５Ｂの回りで折り返される他方のフープ部１１ｂと、このフープ部１１ｂに連なり他方のビードコア５Ｂから一方のビードコア５Ａにのびる帰路側の第２の主部１１ｃと、この第２の主部１１ｃに連なり一方のビードコア５Ａの回りで折り返される一方のフープ部１１ｄとからなる周回１１を繰り返しながら少なくともタイヤ一周に亘って連続してのびるエンドレスコードプライ１２とした。
【選択図】図２

Description

本発明は、カーカスを、カーカスコードがビードコア間を周回するエンドレスコードプライで形成した空気入りタイヤに関する。

空気入りタイヤの骨格をなすカーカスプライには、通常、ラジアル配列するカーカスコードがプライ両端で途切れる所謂カットエンドプライが用いられるとともに、このカーカスプライは、ビードコア間を跨るプライ本体の両端部を、ビードコアの回りでＵ字状に巻上げて固定している。

ここで、空気入りタイヤでは、接地する際、ビード部からサイドウォール部にかけての部位がタイヤ軸方向外方に倒れこむように変形する。そのため、カーカスプライの巻上げ部分には曲げ／圧縮の歪みが繰り返し発生し、その応力が巻上げ端に集中する。また前述のようにカーカスプライとしてカットエンドプライが用いられることにより、その巻上げ端には、カーカスコードの切断端が集中して現れる。この切断端は、周囲ゴムとの接着性に劣るため、前記応力集中と相まって、巻上げ端を起点としてコード／ゴム間の剥離損傷を起こすなどビード耐久性を低下させるという問題がある。

そこで例えば、図１１に示すように、カーカスコードａを、カーカスプライｂの巻上げ端ｂ１でループ状に折り返して連続させることが提案されている（例えば特許文献１参照。）。この構造では、カーカスコードａの切断端が前記巻上げ端ｂ１から排除されるため、この巻上げ端ｂ１を起点とした剥離損傷を抑えることができる。

特開平０９−１５６３１０号公報

しかしながら前記構造では、巻上げ部自体が存在し、その巻上げ端に、前記曲げ／圧縮の応力が依然として集中する。なお前記曲げ／圧縮の応力集中は、巻上げ部の巻上げ高さが低いほど軽減されうるが、しかし巻上げ高さが低いと、カーカスプライの吹き抜け現象が生じやすくなるという問題が生じる。このように、前記巻上げ高さの低減には限界があり、前記巻上げ端ｂ１を起点とした剥離損傷を充分に抑制することはできなかった。

そこで本発明は、カーカスプライとして、カーカスコードをビードコア間で周回させたエンドレスコードプライを用いることを基本として、カーカスプライの吹き抜け現象を確実に防止しながら、巻上げ部自体を削除することができ、カーカスプライの両端部を起点とした剥離損傷を抑え、軽量化を図りながらビード耐久性を大巾に向上しうる空気入りタイヤを提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、本願請求項１の発明は、トレッド部とサイドウォール部とを通って両側のビード部のビードコア間に架け渡されるトロイド状のカーカスプライを有する空気入りタイヤであって、
前記カーカスプライは、タイヤ赤道に対して８０°以上の角度で配列するカーカスコードを有し、しかもカーカスコードが、一方のビードコアと他方のビードコアとの間を周回しながらタイヤ周方向に進むことにより、
前記カーカスプライは、カーカスコードが、一方のビードコアから他方のビードコアにのびる往路側の第１の主部と、この第１の主部に連なり他方のビードコアの回りで折り返される他方のフープ部と、このフープ部に連なり他方のビードコアから一方のビードコアにのびる帰路側の第２の主部と、この第２の主部に連なり一方のビードコアの回りで折り返される一方のフープ部とからなる周回を繰り返しながら少なくともタイヤ一周に亘って連続してのびるエンドレスコードプライとしたことを特徴としている。

又請求項２の発明では、前記カーカスコードは、一方のビードコアと他方のビードコアとの間を螺旋状に周回することを特徴としている。

又請求項３の発明では、前記カーカスコードは、一方のビードコアと他方のビードコアとの間を８の字状に周回することを特徴としている。

又請求項４の発明では、前記カーカスコードは、一方のビードコアと他方のビードコアとの間を螺旋状に周回する螺旋状周回部分と８の字状に周回する８の字状周回部分とを含むことを特徴としている。

又請求項５の発明では、前記ビード部は、ビードコアから前記第１の主部と第２の主部との間を通って半径方向外側にのびる断面三角形状をなし、かつゴム硬度が５０〜９８度の硬質のゴムからなる内のビードエーペックス、及び／又はカーカスプライの軸方向外側に配され、かつゴム硬度が５０〜９８度の硬質のゴムからなる外のビードエーペックスを具えることを特徴としている。

又請求項６の発明では、前記ビードコアは、環状のコアと、このコアの周囲を螺旋状に巻付きながらタイヤ周方向に周回する少なくとも１本のシース線からなるシース層とを有する断面円形状のケーブルビードからなることを特徴としている。

又請求項７の発明では、前記ビードコアは、ビードワイヤを多列多段に巻き重ねたテープビード又はシングルワインドビードからなることを特徴としている。

なお本明細書において、前記ゴム硬度は、ＪＩＳ−Ｋ６２５３に基づきデュロメータータイプＡにより、２３℃の環境下で測定したデュロメータＡ硬さを意味する。

本発明では、カーカスプライのカーカスコードが、一方のビードコアと他方のビードコアとの回りで交互に折り返しながらビードコア間を周回している。従って、従来の巻上げ部を設けることなく、カーカスプライの両端をビードコアに確実に固定でき、カーカスプライの吹き抜け現象を防止しうる。

又カーカスプライの両端部では、カーカスコードが切断されることなくループ状に連なり、しかも巻き上げられることなくビードコアと一体に連結している。従って、前記両端部には、曲げ／圧縮の応力集中が作用せず、しかもゴムとの接着が良好に保たれるため、この端部を起点とした剥離損傷を充分に抑制でき、ビード耐久性を大巾に向上しうる。

本発明の空気入りタイヤの一実施例を示す断面図である。 そのカーカスプライのコード配列状態を示す概念図である。 ビード部の主要部を拡大して示す斜視図である。 カーカスプライの他のコード配列状態を示す概念図である。 （Ａ）〜（Ｃ）は、ビードコアを例示する斜視図、および断面図である。 カーカスプライの形成方法を説明する部分斜視図である。 （Ａ）〜（Ｃ）は、タイヤの形成方法を示す概念図である。 （Ａ）、（Ｂ）は、タイヤの形成方法をさらに示す概念図である。 （Ａ）〜（Ｅ）は、ゴム引きコードを例示する断面図である。 他のビード構造を例示する断面図である。 従来のビード構造の主要部の一例を示す拡大斜視図である。

以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。
図１は、本発明の空気入りタイヤ１が乗用車用ラジアルタイヤである場合の断面図であって、前記空気入りタイヤ１は、トレッド部２とサイドウォール部３とを通って両側のビード部４のビードコア５、５間に架け渡されるトロイド状のカーカス６を具えるとともに、本例では、このカーカス６の半径方向外側かつトレッド部２の内部にベルト層７を設けている。

なお前記ベルト層７は、スチール製のベルトコードをタイヤ赤道Ｃに対して例えば１０〜３５゜程度で配列した２枚以上、本例では２枚のベルトプライ７Ａ、７Ｂから形成され、各ベルトコードがプライ間相互で交差することにより、ベルト剛性を高め、トレッド部２の略全巾をタガ効果を有して強固に補強している。

又前記ベルト層７の半径方向外側には、高速耐久性などを高める目的で、例えばナイロン等のバンドコードをタイヤ赤道Ｃに対して５度以下の角度で螺旋状に巻回させたバンド層９を設けることができる。このバンド層９としては、前記ベルト層７のタイヤ軸方向外端部のみを被覆する左右一対のエッジバンドプライ、及びベルト層７の略全巾を覆うフルバンドプライが適宜使用でき、本例では、１枚のフルバンドプライからなる場合が例示されている。

次に、前記カーカス６は、タイヤ赤道Ｃに対して８０゜以上の角度で配列するカーカスコードを有する一層のカーカスプライ６Ａから形成される。カーカスコードとしては、ナイロン、ポリエステル、レーヨン、芳香族ポリアミド等の有機繊維コードが好適に採用される。

このカーカスプライ６Ａは、１〜１０本、本例では１本のカーカスコード１０からなり、このカーカスコード１０は、図２に概念的に示すように、一方のビードコア５Ａと他方のビードコア５Ｂとの回りで交互に折り返してビードコア５Ａ、５Ｂ間を周回しながらタイヤ周方向に進んでいる。

これにより、前記カーカスプライ６Ａは、カーカスコード１０が、一方のビードコア５Ａから他方のビードコア５Ｂにのびる往路側の第１の主部１１ａと、この第１の主部１１ａに連なり他方のビードコア５Ｂの回りで折り返される他方のフープ部１１ｂと、このフープ部１１ｂに連なり他方のビードコア５Ｂから一方のビードコア５Ａにのびる帰路側の第２の主部１１ｃと、この第２の主部１１ｃに連なり一方のビードコア５Ａの回りで折り返される一方のフープ部１１ｄとからなる周回１１を順次繰り返しながら少なくともタイヤ一周に亘って連続してのびるエンドレスコードプライ１２として形成される。

このようなカーカスプライ６Ａの両端部６Ａｅでは、図３のように、カーカスコード１０が切断されることなくループ状に連なり、かつビードコア５Ａ、５Ｂの回りに巻き付いて各ビードコア５Ａ、５Ｂと一体に連結している。従って、カーカスプライ６Ａの両端部６Ａｅをビードコアに確実に固定でき、カーカスプライ６Ａの吹き抜け現象を防止しうる。しかも、前記両端部６Ａｅには、タイヤ変形時の曲げ／圧縮の応力が集中せず、かつゴムとの接着が良好に保たれる。そのため、この端部６Ａｅを起点とした剥離損傷を充分に抑制でき、ビード耐久性を大巾に向上することができる。

又従来的な巻上げ部が存在しないため、タイヤの軽量化に貢献することができる。又、カーカスコードの配列密度、即ちカーカスプライのコードと直角方向の単位巾（通常５ｃｍ巾）当たりのコード打ち込み本数を自在に調整しうるため、タイヤの種類に応じた必要最小限のコード配列密度に設定でき、軽量化をさらに促進しうる。

なお図２には、カーカスコード１０が、一方のビードコア５Ａと他方のビードコア５Ｂとの間を、螺旋状に周回する場合が示されている。即ち、本例では、第１の主部１１ａからのフープ部１１ｂが、他方のビードコア５Ｂを半径方向下側から半径方向上側に（或いは半径方向上側から半径方向下側に）向かって折り返され、かつ第２の主部１１ｃからのフープ部１１ｄが、前記他方のフープ部１１ｂとは逆に、一方のビードコア５Ａを半径方向上側から半径方向下側に（或いは半径方向下側から半径方向上側に）向かって折り返えしている。

しかしながら、例えば図４に示すように、カーカスコード１０を、一方のビードコア５Ａと他方のビードコア５Ｂとの間で、８の字状に周回させることもできる。即ち、第１の主部１１ａからのフープ部１１ｂが、他方のビードコア５Ｂを半径方向上側から半径方向下側に（或いは半径方向下側から半径方向上側に）向かって折り返され、かつ第２の主部１１ｃからのフープ部１１ｄが、前記他方のフープ部１１ｂと同様、一方のビードコア５Ａを半径方向上側から半径方向下側に（或いは半径方向下側から半径方向上側に）向かって折り返えす。この８の字状の周回（図４）は、第１の主部１１ａと第２の主部１１ｃとが交互に交差するため、配列乱れを防ぐという点で好ましい。しかし、螺旋状の周回（図２）に比してコードを周回させる装置や制御が複雑化するという点で不利がある。なお図示しないが、カーカスプライ６Ａは、一方のビードコア５Ａと他方のビードコア５Ｂとの間を螺旋状に周回する螺旋状周回部分と、８の字状に周回する８の字状周回部分とを含んで形成することもできる。

又本実施形態の空気入りタイヤ１では、前記ビード部４に、図３に示すように、ビードコア５から前記第１の主部１１ａと第２の主部１１ｃとの間を通って半径方向外側にのびる断面三角形状の内のビードエーペックス８が配される。このビードエーペックス８は、ゴム硬度が５０〜９８度の硬質のゴムからなり、ビード部４を補強しかつ剛性を高めることにより、ビード耐久性および操縦安定性などを向上させることができる。なお内のビードエーペックス８のビードコア５からの半径方向高さＨａは、特に規制されないが、ビードベースラインＢＬからのタイヤ断面高さＨ０の５〜７０％の範囲が、操縦安定性と乗り心地性との観点から好ましい。

又前記内のビードエーペックス８を配する場合、ビードコア５として、図５（Ａ）に示す如きケーブルビード１３を採用することが好ましい。このケーブルビード１３は、環状のコア１４と、このコア１４の周囲を螺旋状に巻き付きながらタイヤ周方向に多数回周回する少なくとも１本のシース線１５Ａからなるシース層１５とを有する断面円形状をなし、前記シース層１５が、コア１４に対してコア中心回りで回転方向に移動しうるという特性を有する。

ここで、前記ケーブルビード１３が好ましい理由を、タイヤ１の製造方法とともに説明する。前記構造のカーカスプライ６Ａを有するタイヤを形成する場合、まず図６、図７（Ａ）に示すように、予めビードコア５に内のビードエーペックス８を取り付けたコア・エーペックス取付体２０を用い、前記ビードコア５Ａ、５Ｂ間の距離が、タイヤ１におけるビードコア５Ａ、５Ｂ間のカーカスコード長さに合うようにコア・エーペックス取付体２０、２０を間隔を有して固定する。

この工程（コア・エーペックス取付体固定工程）においては、カーカスコード１０を、ビードコア５Ａ、５Ｂ間で緩みなく周回させるために、内のビードエーペックス８を、互いに向き合うように横向きに寝かせて取り付けておくことが必要である。

そしてこの状態において、カーカスコード１０をビードコア５Ａ、５Ｂ間で緩みなく周回させることにより、エンドレスコードの円筒体２１を形成することができる。この工程（カーカスコード周回工程）では、図６の如く、予めカーカスコード１０を巻き付けて保持したボビン状の巻回体２２を用い、この巻回体２２をカーカスコード１０の周回軌跡に合わせて移動させることにより円筒体２１を形成できる。なおカーカスコード同士が接触するのを防止するため、カーカスコード１０の周囲をトッピングゴム２３にて被覆したゴム引きコード２４を用いることが好ましい。このゴム引きコード２４としては、図９（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、１本のカーカスコード１０をゴム被覆した例えば断面円形状、矩形形状、菱形形状等のもの、および図９（Ｄ）、（Ｅ）に示すように、長さ方向に引き揃えた２〜１０本のカーカスコード１０をゴム被覆した断面矩形形状、平行四辺形形状の巾狭帯状のものなどが使用できる。

又前記エンドレスコードの円筒体２１の内周面には、インナーライナゴム３０を添着する。この工程（インナーライナゴム添着工程）では、図７（Ｃ）に示すように、ドラム上で、シート状のインナーライナゴム３０を巻回することにより前記円筒体２１の内径よりも外径がやや小さい円筒状のインナーライナゴム３０を形成する。そして、前記エンドレスコードの円筒体２１に、前記円筒状のインナーライナゴム３０を内挿させ、しかる後このインナーライナゴム３０を前記ドラムとともに拡径することにより、前記円筒体２１の内周面にインナーライナゴム３０を添着しうる。

次に、インナーライナゴム３０を添着した前記円筒体２１に、サイドウォール部３の表面を形成するサイドウォールゴム（図示しない）、ビード部４の表面を形成するビードゴム（図示しない）等を貼り付けた後、シェーピングを行う。この工程（シェーピング工程）では、図８（Ａ）に示すように、ビードコア５Ａ、５Ｂ間の間隔を縮めながら、この間を膨張させることによりトロイド状にシェーピングする。このとき、前記コア・エーペックス取付体固定工程において横向きであった内のビードエーペックス８を、前記シェーピングされたタイヤにおいては、縦向きに起き上がらせる必要がある。従って、前記ビードコア５では、横向きの内のビードエーペックス８を縦向きに起き上がらせるために、ケーブルビード１３を使用する。

なおシェーピングされた後は、図８（Ｂ）に示すように、従来タイヤと同様に、トロイド状に膨張した円筒体２１の膨張部２１Ａに、ベルト層７、トレッドゴム２Ｇ等のトレッド構成部材を順次形成する、或いはベルト層７、トレッドゴム２Ｇ等のトレッド構成部材を含む環状のトレッドリング２５を予め作成し、このトレッドリング２５を前記膨張部２１Ａに圧着することで生タイヤを形成する。

このように、内のビードエーペックス８を形成する場合、「横向き」→「縦向き」に起き上がらせる必要があり、そのためにケーブルビード１３が好ましく使用される。

しかし、内のビードエーペックス８を用いない場合、或いは内のビードエーペックス８の前記高さＨａが１５ｍｍ以下と充分小さい場合には、ビードコア５として、コア中心回りで回転移動しないテープビード２６（図５（Ｂ））、およびシングルワインドビード２７（図５（Ｃ））を用いることができる。なお前記テープビード２６は、長さ方向に引き揃えた複数本（本例では５本）のビードワイヤ２８をゴム被覆したテープ体２９を、半径方向内側から渦巻き状に巻き重ねることにより形成される。又前記シングルワインドビード２７は、ゴム引きしたビードワイヤ２８を多列多段に巻き重ねることにより形成される。

このようなテープビード２６、シングルワインドビード２７を使用する場合には、ビード部４を補強しかつ剛性を高めてビード耐久性および操縦安定性などを向上させるために、図１０に示すように、カーカスプライ６Ａの軸方向外側に、前記硬質のゴムからなる外のビードエーペックス３０を設けることが好ましい。この外のビードエーペックス３０は、前記シェーピング工程後に貼り着できるため、「横向き」→「縦向き」の向き替えが不要となる。なお図中の内のビードエーペックス８は、第１、２の主部１１ａ、１１ｃとビードコア５との間に、空気溜まりが生じるのを防止することを目的とし、従って、前記高さＨａは、１０ｍｍ以下であって、ビード補強効果は奏しない。

以上、本発明の特に好ましい実施形態について詳述したが、本発明は図示の実施形態に限定されることなく、種々の態様に変形して実施しうる。

図１に示す構造を有し、かつカーカスプライに図２に示すエンドレスコードプライを用いた空気入りタイヤ（１９５／６５Ｒ１５）を表１の仕様にて試作するとともに、各タイヤの耐久性、操縦安定性、タイヤ質量を、カーカスプライにカットエンドプライを用いた従来例のタイヤと比較した。なお表１に記載以外は、実質的に同仕様である。

カーカスプライ（１層）
・カーカスコード：１６７０dtex／２（ＰＥＴ）
・コード角度：略９０度（ベルト層下で測定）
・コード打ち込み本数：５０本／５ｃｍ
ベルト層（２層）
・ベルトコード：１×３×０．２７ＨＴ（スチール）
・コード角度：２０度
・コード打ち込み本数：４０本／５ｃｍ
バンド層（１層：フルバンドプライ）
・バンドコード：１４００dtex／２ （ナイロン６６）、
・コード角度：略０度（螺旋巻き）
・コード打ち込み本数：４９本／５ｃｍ
ビードエーペックス
・ゴム硬度：６５度
ビードコア
・ケーブルビード−−−コア（直径１．８０mmの鋼線）、シース層（１層、断面内でのシース線の本数は７本）、シース線（直径１．４０mmの鋼線）
・テープビード−−−４Ｓ×４Ｔ構造。ビードワイヤ（直径１．２０mmの鋼線）

（１）耐久性
ドラム試験機を用い、ＪＩＳに規定の最大荷重の１５０％の荷重を加え、かつＪＩＳに規定の内圧の８０％の圧力のもとで８０ｋｍ／ｈの走行速度で、タイヤが破壊するまで走行させ、その走行距離を、従来例を１００とする指数で表示した。数値が大なほど優れている。

（２）操縦安定性
試供タイヤを、リム（１５×６ＪＪ）、内圧（２００ｋＰａ）にて国産ＦＦ乗用車（排気量２０００ｃｃ）の全輪に装着し、アスファルトのタイヤテストコースを走行し、直進走行性、レーンチェンジ性、ドライ旋回性、ウエット旋回性、乗り心地性を、ドライバーの官能評価により従来例を１００とする指数で表示した。数値が大なほど優れている。

（３）タイヤ質量
タイヤ１本当たりの質量を測定した。

１ 空気入りタイヤ
２ トレッド部
３ サイドウォール部
４ ビード部
５Ａ、５Ｂ ビードコア
６Ａ カーカスプライ
８内 のビードエーペックス
１０ カーカスコード
１１ 周回
１１ａ 第１の主部
１１ｂ 他方のフープ部
１１ｃ 第２の主部
１１ｄ 一方のフープ部
１２ エンドレスコードプライ
１３ ケーブルビード
１４ コア
１５ シース層
１５Ａ シース線
２６ テープビード
２７ シングルワインドビード
２８ ビードワイヤ
３０ 外のビードエーペックス
Ｃ タイヤ赤道

Claims (7)

1. トレッド部とサイドウォール部とを通って両側のビード部のビードコア間に架け渡されるトロイド状のカーカスプライを有する空気入りタイヤであって、
   前記カーカスプライは、タイヤ赤道に対して８０°以上の角度で配列するカーカスコードを有し、しかもカーカスコードが、一方のビードコアと他方のビードコアとの間を周回しながらタイヤ周方向に進むことにより、
   前記カーカスプライは、カーカスコードが、一方のビードコアから他方のビードコアにのびる往路側の第１の主部と、この第１の主部に連なり他方のビードコアの回りで折り返される他方のフープ部と、このフープ部に連なり他方のビードコアから一方のビードコアにのびる帰路側の第２の主部と、この第２の主部に連なり一方のビードコアの回りで折り返される一方のフープ部とからなる周回を繰り返しながら少なくともタイヤ一周に亘って連続してのびるエンドレスコードプライとしたことを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記カーカスコードは、一方のビードコアと他方のビードコアとの間を螺旋状に周回することを特徴とする請求項１記載の空気入りタイヤ。
3. 前記カーカスコードは、一方のビードコアと他方のビードコアとの間を８の字状に周回することを特徴とする請求項１記載の空気入りタイヤ。
4. 前記カーカスコードは、一方のビードコアと他方のビードコアとの間を螺旋状に周回する螺旋状周回部分と８の字状に周回する８の字状周回部分とを含むことを特徴とする請求項１記載の空気入りタイヤ。
5. 前記ビード部は、ビードコアから前記第１の主部と第２の主部との間を通って半径方向外側にのびる断面三角形状をなし、かつゴム硬度が５０〜９８度の硬質のゴムからなる内のビードエーペックス、及び／又はカーカスプライの軸方向外側に配され、かつゴム硬度が５０〜９８度の硬質のゴムからなる外のビードエーペックスを具えることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の空気入りタイヤ。
6. 前記ビードコアは、環状のコアと、このコアの周囲を螺旋状に巻付きながらタイヤ周方向に周回する少なくとも１本のシース線からなるシース層とを有する断面円形状のケーブルビードからなることを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の空気入りタイヤ。
7. 前記ビードコアは、ビードワイヤを多列多段に巻き重ねたテープビード又はシングルワインドビードからなることを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の空気入りタイヤ。

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