JP2011143824A

JP2011143824A - 空気入りラジアルタイヤ

Info

Publication number: JP2011143824A
Application number: JP2010006226A
Authority: JP
Inventors: Hideyuki Chisoku; 英之千足
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2010-01-14
Filing date: 2010-01-14
Publication date: 2011-07-28

Abstract

【課題】カーカスプライコードの巻上げ端からのセパレーションを効果的に防止するとともに、ビードコアとスチールコードとの接触によるスチールコードの摩滅を防止して、ビード部耐久性をこれまで以上に高めた空気入りラジアルタイヤを提供する。
【解決手段】一対のビードコア１間に跨ってトロイド状に延びるカーカス層２を骨格とし、このカーカス層２の端部が、ビードコア１周りにタイヤの内側から外側に巻き回されてなる空気入りラジアルタイヤ１０である。カーカス層２を構成するスチールコードの、コード３点曲げ試験で得られる応力−曲げ変位曲線の２〜６ｍｍ押し込み変形時の傾きで定義されるコード曲げ剛性（ｋｇ／ｍｍ）と、ビード巻付き部での打込み本数（本／５０ｍｍ）との積Ａが、０．１７５以下であり、かつ、カーカス層２を構成するスチールコードの、隣り合うコード同士の間の間隔Ｂとコード径Ｃとの比率Ｂ／（Ｂ＋Ｃ）が、０．４以下である。
【選択図】図１

Description

本発明は、空気入りラジアルタイヤ（以下、単に「タイヤ」とも称する）に関し、特には、カーカスプライコード巻上げ端からのセパレーション、および、ビードコアとスチールコードとの接触によるスチールコードの摩滅を防止して、ビード部耐久性を高めた空気入りラジアルタイヤに関する。

従来、空気入りラジアルタイヤにおいては、カーカスプライの端部からのセパレーション故障を防止するために、端部の位置やビードコアの構造、補強方法、ビード部の形状等に関する改良が種々なされてきた。ビードコアの周りに巻き上げられたカーカスプライコードの巻上げ端からのセパレーションの防止に対しては、カーカスプライコードの巻上げ部の外側に配置される補強層（チェーファー）の形状や材質を工夫することでカーカスプライ端の歪を低減する方法と、カーカスプライ巻上げ部そのものの高さや形状を工夫することで端部の歪を低減する方法とが、従来からの改良技術としては一般的である。

例えば、特許文献１には、所定の条件下でプライ端の巻上げ部に屈曲部を設けることにより、カーカスプライの端部からの故障を防止して、ビード部の耐久性を向上することができることが開示されている。また、特許文献２では、ビードコアとカーカスプライのスチールコードとの接触によるスチールコード摩滅を防止するために、ビードリングとカーカスプライとの間に厚さ０．４〜１．０ｍｍの予備加硫されたカバーゴムを介在させて、ビードリングの周りにカーカスプライの側域部分を巻き回す重荷重用タイヤの製造方法が開示されている。

特開２０００−２２５８１６号公報（特許請求の範囲等）特開２００６−３４７３７９号公報（特許請求の範囲等）

従来、ビード部の耐久性を高めるためにカーカスプライ巻上げ端の外側に配置する補強層は、ビード部全体の変形を防止することに効果はあるが、カーカスプライ端の局部歪の低減に対しては、必ずしも効果が十分であるとはいえなかった。また、カーカスプライ巻上げ部そのものの高さについては、高くすることで端部の歪を低減することはできるが、逆にビードコア寄りの部分でセパレーションを発生するという問題があった。

さらに、ビード部に予備加硫ゴムを挿入する方法は、タイヤ走行初期においてはビードコアとカーカスコードとの接触を抑制する効果があるものの、走行中にビードコアとカーカス層との間のゴム流れが発生する場合があり、走行末期までビードコアとカーカスコードとの接触を抑制する効果については、必ずしも十分とはいえなかった。

そこで、本発明の目的は、かかる問題点を解消して、カーカスプライコードの巻上げ端からのセパレーションを効果的に防止するとともに、ビードコアとスチールコードとの接触によるスチールコードの摩滅を防止して、ビード部耐久性をこれまで以上に高めた空気入りラジアルタイヤを提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明者は鋭意検討した結果、以下のようなことを見出した。すなわち、プライ端局所歪およびビードコアとカーカス層との接触の改良によりビード部耐久性を確保するために、カーカス層を構成するスチールコードに必要な重要特性は、コードの曲げ剛性が低いこと、および、カーカス層内におけるスチールコード占有率が高いことである。これは、以下の２つの理由による。

１）カーカス層を構成するスチールコードは、カーカス層にかかる張力によって、タイヤ幅方向断面においてビードコアからカーカス層が引き抜かれる変形を受け、プライ端局所歪が発生する。そのため、カーカス層のスチールコードは、ビードコアに対ししっかりと巻き付いているほうがこの引き抜け変形を発生しにくく、また、コードの曲げ剛性が低いほど、タイヤ製造時にビードコアにカーカスプライをしっかりと巻き付けることが可能であり、プライ端局所歪を低減できる。コードの曲げ剛性が高いと、曲げた後に元の真っ直ぐな状態に戻ろうとする力が強い。このため、ビードコアに沿って貼り付けたワイヤ補強層が、元の平らな状態に戻ろうとしてカーカスから浮いてしまう、いわゆる内面浮きを生じ、巻き付き性が低下してしまうことがある。
２）上記手法によりカーカス層のスチールコードをビードコアに対ししっかりと巻き付けると、ビードコアとカーカス層とが隣接して、接触が発生しやすくなる。しかし、カーカス層中のスチールコード占有率を高めることで、ビードコアとカーカス層との間のゴム流れを抑制して、走行末期まで上記接触を抑制することが可能となる。

かかる観点から、本発明者はさらに検討した結果、カーカス層のスチールコードとして、特定の物性を満足するコードを用いることにより、ビードコアとカーカス層のスチールコードとの接触を抑制しつつ、上記プライ端局所歪の改善効果を得ることができることを見出して、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明は、一対のビードコア間に跨ってトロイド状に延びるカーカス層を骨格とし、該カーカス層の端部が、前記ビードコア周りにタイヤの内側から外側に巻き回されてなる空気入りラジアルタイヤにおいて、
前記カーカス層を構成するスチールコードの、コード３点曲げ試験で得られる応力−曲げ変位曲線の２〜６ｍｍ押し込み変形時の傾きで定義されるコード曲げ剛性（ｋｇ／ｍｍ）と、ビード巻付き部での打込み本数（本／５０ｍｍ）との積Ａが、０．１７５以下であり、かつ、
前記カーカス層を構成するスチールコードの、隣り合うコード同士の間の間隔Ｂとコード径Ｃとの比率Ｂ／（Ｂ＋Ｃ）が、０．４以下であることを特徴とするものである。

本発明は、特に、プライレーティングが１６以上の重荷重用空気入りラジアルタイヤに適用した際に、効果的である。

本発明によれば、上記構成としたことにより、カーカスプライコードの巻上げ端からのセパレーションを効果的に防止するとともに、ビードコアとスチールコードとの接触によるスチールコードの摩滅を防止して、ビード部耐久性をより向上した空気入りラジアルタイヤを実現することが可能となった。

本発明の一実施の形態に係る空気入りラジアルタイヤを示す幅方向片側断面図である。

以下、本発明の好適実施形態について、詳細に説明する。
図１に、本発明の空気入りラジアルタイヤの一例の幅方向片側断面図を示す。図示するように、本発明の空気入りラジアルタイヤ１０は、一対のビードコア１間に跨ってトロイド状に延びるカーカス層２を骨格とし、このカーカス層２の端部が、ビードコア１の周りにタイヤの内側から外側に巻き回されてなるものである。本発明においては、かかるカーカス層２が、その単位幅あたりのスチールコード剛性について、下記条件を満足する点が重要である。

本発明においては、まず、カーカス層２を構成するスチールコードの、コード３点曲げ試験で得られる応力−曲げ変位曲線の２〜６ｍｍ押し込み変形時の傾きで定義されるコード曲げ剛性（ｋｇ／ｍｍ）と、ビード巻付き部での打込み本数（本／５０ｍｍ）との積Ａが、０．１７５以下であることが必要である。Ａを０．１７５以下としたのは、Ａが０．１７５以下であると、明確に製造時の内面浮きが改善されて、カーカスプライのビード巻付き性が向上するためである。性能面では、この値は小さいほど良いが、０．０１０を下回ると、生産性に不具合が出て製造不良率悪化の問題も出てくるため、０．０１０以上が好ましい。特には、０．０１０以上０．１６０以下である。

また、本発明においては、カーカス層２を構成するスチールコードの、隣り合うコード同士の間の間隔Ｂとコード径Ｃとの比率Ｂ／（Ｂ＋Ｃ）が、０．４以下であることが必要である。この値を０．４以下とすることで、ビードコアとカーカス層との間のゴム流れを抑制して走行末期までビードコアとカーカス層との接触を抑制する効果が得られる。Ｂ／（Ｂ＋Ｃ）は、好適には、０．１以上０．４以下である。

本発明においては、カーカス層２に用いるスチールコードの曲げ剛性（曲げ抵抗）とスチールコード占有率とが上記を満足するものとすることで、引き抜け変形を抑制するとともに、ビードコアとカーカスプライコードとの接触を抑制して、ビード部耐久性を明確に向上することができる。本発明に用いるカーカスコードとしては、上記関係を満足するスチールコードであれば、どのような撚り構造やフィラメント径（素線径）を有するものであってもよく、これにより、プライ端局所歪を改善することができる。例えば、撚り構造としては、単撚り、層撚り、複撚り、無撚り、偏平断面等のいかなるものであってもよい。

また、本発明においては、素線径が小さいコードを多い打込み本数で用いるほど、本発明の効果を有利に利用することができるが、層内で隣接するスチールコード間の距離は、好適には０．１５ｍｍ以上とする。層内で隣接するスチールコード間の距離が０．１５ｍｍ未満であると、スチールコード端部で発生した微細なクラックが隣接するスチールコード相互間にまたがって成長し、その後、プライ端セパレーションに至る亀裂進展速度が格段に速くなってしまう。層内で隣接するスチールコード間の距離は、より好適には０．２５ｍｍ以上であり、例えば、０．２５〜１．５ｍｍの範囲内である。

本発明においては、カーカス層２に用いるスチールコードについて上記条件を満足するものであればよく、それ以外のタイヤ構造の詳細や各部材の材質等については、特に制限されるものではなく、従来公知のもののうちから適宜選択して構成することができる。例えば、カーカス層２を構成するカーカスプライの配設枚数は１枚とすることができ、カーカス層２のタイヤ半径方向外側には、少なくとも２層、好適には１〜５層の交錯ベルト層３が配設され、そのタイヤ周方向に対する角度は、例えば、０〜７０°とすることができる。

また、交錯ベルト層３のクラウン部外周にはトレッド部４が配置され、トレッド部４の表面には適宜トレッドパターンが形成される。さらに、ビードコア１のタイヤ半径方向外側にはビードフィラー（図示せず）が配置され、タイヤの最内層にはインナーライナーが配設される。さらにまた、本発明のタイヤにおいて、タイヤ内に充填する気体としては、通常のあるいは酸素分圧を変えた空気、または窒素等の不活性ガスを用いることが可能である。

本発明は、特には、プライレーティングが１６以上の重荷重用空気入りラジアルタイヤに適用した際に効果的である。

以下、本発明を、実施例を用いてより具体的に説明する。
本発明の効果を確かめるために、本発明の適用された実施例のタイヤと、比較例のタイヤとを、タイヤサイズ１１Ｒ２２．５にて、カーカスプライに用いるスチールコードのみを下記表中に示すように変更して作製した。カーカスプライは１枚とし、プライレーティングは１６とした。また、カーカス層のタイヤ半径方向外側には、４層の交錯ベルト層を、１層目から順次、タイヤ周方向に対する角度が＋５０°、＋２０°、−２０°、−２０°となるよう配置した。

得られた各供試タイヤにつき、ドラム試験機にてタイヤ耐久試験を行った。ドラム試験は、正規内圧（ＪＡＴＭＡＹＥＡＲＢＯＯＫでの適用サイズ・プライレーティングにおける最大負荷能力に対応する空気圧）、標準リム（ＪＡＴＭＡＹＥＡＲＢＯＯＫに記載）、速度６０ｋｍ／ｈ、最大荷重（ＪＡＴＭＡＹＥＡＲＢＯＯＫでの適用サイズ・プライレーティングにおける最大負荷能力）の１５０％荷重負荷の条件で実施し、５０００ｍ走行させた後、タイヤを解剖して、六角ビードコアのタイヤ内側の頂点との接触によるプライコードのフレッティング深さと、プライ端部での幅方向セパレーション長さについて評価した。フレッティング深さについての結果は、比較例１のタイヤのフレッティング深さを１００とする指数で表した。この数値が小さいほど、フレッティングに対する耐久性に優れることを示している。また、プライ端セパレーションについての結果は、比較例１の亀裂長さを１００とする指数で表した。この数値が小さいほど、亀裂に対する耐久性に優れることを示している。これらの結果を、下記の表中に併せて示す。

＊１）Ａ：カーカスプライコードの、コード３点曲げ試験で得られる応力−曲げ変位曲線の２〜６ｍｍ押し込み変形時の傾きで定義されるコード曲げ剛性（ｋｇ／ｍｍ）×ビード巻付き部での打込み本数（本／５０ｍｍ）の値である。なお、曲げ剛性の測定は、サンプル長さ２３５ｍｍ、曲げＲ１０ｍｍ、曲げ間隔６０ｍｍにて実施した。
＊２）Ｂ：カーカス層を構成するスチールコードの、隣り合うコード同士の間の間隔である。
＊３）Ｃ：カーカス層を構成するスチールコードのコード径である。
＊４）Ｂ／（Ｂ＋Ｃ）：カーカス層を構成するスチールコードの、コード間隔Ｂとコード径Ｃとの比率である。

上記表中の結果からわかるように、本発明によれば、カーカスプライコード巻上げ端からのセパレーションおよびフレッティングの発生を効果的に防止して、ビード部耐久性をこれまで以上に高められることが明らかである。

１ビードコア
２カーカス層
３交錯ベルト層
４トレッド部
１０空気入りラジアルタイヤ

Claims

一対のビードコア間に跨ってトロイド状に延びるカーカス層を骨格とし、該カーカス層の端部が、前記ビードコア周りにタイヤの内側から外側に巻き回されてなる空気入りラジアルタイヤにおいて、
前記カーカス層を構成するスチールコードの、コード３点曲げ試験で得られる応力−曲げ変位曲線の２〜６ｍｍ押し込み変形時の傾きで定義されるコード曲げ剛性（ｋｇ／ｍｍ）と、ビード巻付き部での打込み本数（本／５０ｍｍ）との積Ａが、０．１７５以下であり、かつ、
前記カーカス層を構成するスチールコードの、隣り合うコード同士の間の間隔Ｂとコード径Ｃとの比率Ｂ／（Ｂ＋Ｃ）が、０．４以下であることを特徴とする空気入りラジアルタイヤ。
プライレーティングが１６以上の重荷重用空気入りラジアルタイヤである請求項１記載の空気入りラジアルタイヤ。