JP2015227138A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】本発明の目的は、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。【解決手段】本発明の空気入りタイヤは、カーカス本体部と、カーカス折り返し部とから構成されるカーカスを備え、基準状態において、前記カーカス折り返し部の端部のタイヤ径方向位置を、タイヤ最大幅位置を中心に、タイヤ径方向にタイヤ断面高さＳＨの?１０％以内の範囲に位置させ、前記カーカス折り返し部のタイヤ幅方向外側に、少なくとも１層の有機繊維のコードからなる補強層を有し、前記基準状態において、前記少なくとも１層の有機繊維のコードからなる補強層のタイヤ径方向最内側点の各々は、前記ビードコア重心位置よりもタイヤ径方向内側に位置し、且つ、前記少なくとも１層の有機繊維のコードからなる補強層のうち前記カーカスに最も近い補強層のコードと前記カーカス折り返し部のカーカスプライのプライコードとが、タイヤ径方向内側から外側に向かって同方向に傾斜していることを特徴とする。【選択図】図１

Description

本発明は、空気入りタイヤに関するものである。

トラック・バス用タイヤなどの重荷重用タイヤにおいては、一般的にカーカスプライの折り返し端部が低い（タイヤ径方向内側）位置にあるビード構造を採用している。
しかし、重荷重が負荷されると、荷重によるビード部背面の倒れ込みが大きくなり、カーカスプライの端部の歪みが大きくなり、該プライ端からのセパレーションが発生する場合があった。

これに対し、カーカスプライの折り返し端部のタイヤ径方向位置を、ビード部背面の倒れ込みの影響の少ないタイヤ最大幅位置付近とすることが行われている。さらに、特許文献１に記載のように、カーカスプライの折り返し部のタイヤ幅方向内側及び外側に、それぞれ内側サイド補強層及び外側サイド補強層を配置するとともに、その配置位置を規定してビード部の剛性を高めることも提案されている。

特開２００９−１４３４２０号公報

しかしながら、特許文献１に記載の手法によると、重荷重での使用の際に、内側サイド補強層の端部からのセパレーションが発生する場合があり、従って、重荷重使用領域において、ビード部の耐久性を向上させる余地があった。

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、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。

本発明の要旨構成は、以下の通りである。
本発明の空気入りタイヤは、一対のビード部に埋設されたビードコアに係止されるカーカス本体部と、該カーカス本体部から延びて前記ビードコアの周りに折り返されてなるカーカス折り返し部とから構成される、少なくとも１枚のカーカスプライからなるカーカスを備えた、空気入りタイヤであって、
前記空気入りタイヤを適用リムに装着し、規定内圧を充填し、無負荷状態とした、基準状態において、前記カーカス折り返し部の端部のタイヤ径方向位置を、タイヤ最大幅位置を中心に、タイヤ径方向にタイヤ断面高さＳＨの±１０％以内の範囲に位置させ、
前記カーカス折り返し部のタイヤ幅方向外側に、少なくとも１層の有機繊維のコードからなる補強層を有し、
前記基準状態において、前記少なくとも１層の有機繊維のコードからなる補強層のタイヤ径方向最内側点の各々は、前記ビードコア重心位置よりもタイヤ径方向内側に位置し、且つ、前記少なくとも１層の有機繊維のコードからなる補強層のうち前記カーカスに最も近い補強層のコードと前記カーカス折り返し部のカーカスプライのプライコードとが、タイヤ径方向内側から外側に向かって同方向に傾斜していることを特徴とする。
この構成によれば、ビード部耐久性を向上させることができる。
なお、「同方向」とは、上記カーカスに最も近い補強層のコードと上記カーカス折り返し部のカーカスプライのプライコードとのうちいずれか又は双方がタイヤ径方向に対して０°の角度をなしている場合も含むものとする。

ここで、「適用リム」とは、タイヤが生産され、使用される地域に有効な産業規格であって、日本ではＪＡＴＭＡ（日本自動車タイヤ協会）ＹＥＡＲ ＢＯＯＫ、欧州ではＥＴＲＴＯ（Ｅｕｒｏｐｅａｎ Ｔｙｒｅ ａｎｄ Ｒｉｍ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｏｒｇａｎｉｓａｔｉｏｎ）ＳＴＡＮＤＡＲＤ ＭＡＮＵＡＬ、米国ではＴＲＡ（ＴＨＥ ＴＩＲＥ ａｎｄ ＲＩＭ ＡＳＳＯＣＩＡＴＩＯＮ ＩＮＣ．）ＹＥＡＲ ＢＯＯＫ等に規定された標準リムをいうものとする。また、また、「規定内圧」とは、上記所定の産業規格に記載されている適用サイズにおける単輪の最大荷重（最大負荷能力）に対応する空気圧である。

また、本発明の空気入りタイヤにあっては、前記補強層のタイヤ径方向最外側位置を、ビードヒール側からタイヤ断面高さＳＨの４０％以下とすることが好ましい。
この構成によれば、ビード部耐久性をさらに向上させることができる。
なお、「タイヤ断面高さ」とは、タイヤの外径と適用リムのリム径との差の１／２をいう。

さらに、本発明の空気入りタイヤでは、タイヤ周方向断面において、前記少なくとも１層の有機繊維のコードからなる補強層のうち前記カーカスに最も近い補強層のコードがタイヤ径方向に対してなす角度θ１（°）と、前記カーカス折り返し部のカーカスプライのプライコードがタイヤ径方向に対してなす角度θ２（°）との差の大きさは、４０°以下であることが好ましい。
この構成によれば、ビード部耐久性をより一層向上させることができる。
ここで、上記角度θ１、θ２は、タイヤ径方向に対する鋭角側の角度をいうものとする。また、角度θ２（°）が一定でない場合は、最大角度をなす部分をθ２（°）とするものとする。

ここで、本発明の空気入りタイヤにおいては、タイヤ周方向断面において、前記カーカス折り返し部のカーカスプライのプライコードがタイヤ径方向に対してなす角度θ２（°）は、２０°以下であることが好ましい。
この構成によれば、プライコードの破断を抑制してビード部耐久性をより一層向上させることができる。

本発明によれば、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できる。

本発明の一実施形態にかかる空気入りタイヤのタイヤ幅方向の概略的な部分断面図である。 （ａ）カーカス及び補強層のみを示した模式的なタイヤ幅方向断面図である。（ｂ）（ａ）の矢印Ａの方向から見た際のカーカス及び補強層を示す図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に例示説明する。

図１は、本発明の一実施形態にかかる空気入りタイヤ（以下、単にタイヤとも称する）のタイヤ幅方向の概略的な部分断面図である。なお、図１においては、タイヤを適用リムに装着し、規定内圧を充填し、無負荷状態とした、基準状態の際のタイヤのタイヤ幅方向断面を示している。

図１に示すように、本実施形態のタイヤは、一対の（図１では片側のみ示している）ビード部１に埋設されたビードコア１ａに係止されるカーカス本体部２ａと、カーカス本体部２ａから延びてビードコア１ａの周りに折り返されてなるカーカス折り返し部２ｂとから構成される、少なくとも１枚の（図示例では１枚の）カーカスプライからなるカーカス２を備えている。カーカスプライのコードの材質は、特には限定しないが、例えばスチールコード等を用いることができる。

また、図１に示すように、カーカス２のクラウン部のタイヤ径方向外側には、図示例で２層のベルト層３ａ、３ｂからなるベルト３、及びトレッド４が順に配置されている。本実施形態では、２層のベルト層３ａ、３ｂは、ベルトコードがタイヤ周方向に対して傾斜して延び、層間でベルトコードが互いに交差する、傾斜ベルト層である。なお、本実施形態のタイヤでは、２層のベルト層からなるベルト構造を有しているが、本発明は、ベルト構造は、特に限定されず、ベルトの層数やベルト層の幅やベルトコードの傾斜角度等は、適宜決定することができる。また、ベルト３のタイヤ径方向内側又は外側にさらにタイヤ周方向に延びるコードからなる１層以上のベルト補強層を任意に有することができる。また、ベルトコードの材質は、特には限定しないが、例えばスチールコード等を用いることができる。

さらに、図１に示すように、本実施形態のタイヤでは、上記基準状態において、カーカス折り返し部２ｂの端部２ｃのタイヤ径方向位置は、タイヤ最大幅位置Ｐを中心に、タイヤ径方向にタイヤ断面高さＳＨの±１０％以内の範囲Ｚに位置している。

また、図１に示すように、本実施形態のタイヤは、カーカス折り返し部２ｂのタイヤ幅方向外側に、図示例で３層の補強層５、６ａ、６ｂを有している。最も内周側の（カーカス２に近い）補強層５は、スチールコードからなるワイヤーチェーファであり、図１に示すように、カーカス折り返し部２ｂに沿って延在する部分と、該部分に連続してビードコア１ａの周りで折り返されてカーカス本体部２ａに沿って延在する部分とを有している。

さらに、図１に示すように、このタイヤは、ワイヤーチェーファ５の外周側に、この例で２層の有機繊維のコードからなるテキスタイルチェーファ６ａ、６ｂを有している。有機繊維としては、特には限定しないが、例えば、脂肪族ポリアミド（ナイロン）等を用いることができる。図１に示す例では、２層の補強層６ａ、６ｂは、カーカス折り返し部２ｂに沿って延在する部分と、該部分に連続してビードコア１ａの周りで折り返されてカーカス本体部２ａに沿って延在する部分とを有している。
一方で、本発明のタイヤでは、補強層５、６は、カーカス折り返し部２ｂのタイヤ幅方向外側でのみ延在するように設けられていても良い。

また、図１に示すように、有機繊維のコードからなる補強層６ａ、６ｂのタイヤ径方向最内側点を、それぞれＱａ、Ｑｂとすると、本実施形態のタイヤでは、点Ｑａ、Ｑｂは、ビードコア１ａの重心位置Ｇよりもタイヤ径方向内側に位置している。

ここで、図２（ａ）は、カーカス２及び２層の有機繊維のコードからなる補強層６ａ、６ｂのうちカーカス２に最も近い（図１に示す例で最も内周側にある）補強層６ａのみを示した模式的なタイヤ幅方向断面図である。また、図２（ｂ）は、図２（ａ）の矢印Ａの方向から見た際のカーカス２及び補強層６ａを示す図である。

図２（ａ）（ｂ）に示すように、本実施形態のタイヤでは、上記基準状態において、補強層６ａのコードとカーカス折り返し部２ｂのカーカスプライのプライコードは、タイヤ径方向内側から外側に向かって同方向（タイヤ周方向の同一の一方向）に傾斜している。図２（ｂ）では、補強層６ａのコードがタイヤ径方向に対してなす角度をθ１（°）とし、カーカス折り返し部２ｂのカーカスプライのプライコードがタイヤ径方向に対してなす角度をθ２（°）として示している。
以下、本実施形態のタイヤの作用効果について説明する。

本実施形態のタイヤによれば、まず、基準状態における、カーカス折り返し部２ｂの端部２ｃのタイヤ径方向位置を、タイヤ変形量の小さい、タイヤ最大幅位置Ｐを中心に、タイヤ径方向にタイヤ断面高さＳＨの±１０％以内の範囲Ｚに位置させているため、カーカスプライの端部の位置での歪みが低減して、カーカスプライの端部からのセパレーションを抑制することができる。

また、本実施形態のタイヤは、カーカス折り返し部２ｂのタイヤ幅方向外側において、ワイヤーチェーファ５の外周側に、有機繊維のコードからなる補強層６ａ、６ｂを有している。このため、ワイヤーチェーファ５を１層のみ有する場合と比較して、この部分の剛性を高めることができる。また、有機繊維のコードは、スチールコード等に比べて端部の伸縮性を有するため、ワイヤーチェーファ５の層数を増やして剛性を高める場合と比べて、補強層の端部からのセパレーションの発生を抑制することができる。また、この補強層６ａ、６ｂは、カーカス折り返し部２ｂのタイヤ幅方向外側に配置されているため、この部分を補強してカーカス折り返し部２ｂの歪みも低減することができる。
さらに、本実施形態のタイヤでは、カーカスプライの折り返し部のタイヤ幅方向内側には、補強層を有していないため、重荷重が負荷された際に内側サイド補強層のコードの端部からセパレーションが発生するおそれもない。

さらに、有機繊維の補強層６ａ、６ｂは、ワイヤーチェーファと比較すると、補強層６ａ、６ｂの伸縮性があるために、剛性自体は落ちるものの、本実施形態のタイヤでは、上記基準状態において、有機繊維の補強層６ａ、６ｂのタイヤ径方向最内側点Ｑａ、Ｑｂをビードコア１ａの重心位置Ｇよりもタイヤ径方向内側に位置させているため、ビードコア１ａが有機繊維の補強層６ａ、６ｂをタイヤ幅方向外側に押し付ける力によって、有機繊維の補強層６ａ、６ｂのタイヤ径方向内側部分を固定（自由に伸縮性できなくする）して剛性を確保することができる。

さらにまた、本実施形態のタイヤでは、補強層６ａの有機繊維コードとカーカス折り返し部２ｂのカーカスプライのプライコードとが、タイヤ径方向内側から外側に向かってタイヤ周方向の同方向に傾斜している。これらのコードがタイヤ周方向の反対方向に傾斜して交錯する場合、当該交錯部分の剛性が高まって歪みが緩和されにくくなるが、本実施形態では、コードが交錯する場合に比べて、タイヤ周方向の歪みを緩和して、しなやかな変形をさせることができる。
以上の効果により、本実施形態のタイヤによれば、ビード部耐久性を向上させることができる。

ここで、本発明にあっては、補強層６ａ、６ｂのタイヤ径方向最外側位置Ｐａ、Ｐｂを、ビードヒール側からタイヤ断面高さＳＨの４０％以下とすることが好ましい。
上記の範囲とすることにより、補強層６ａ、６ｂのタイヤ径方向最外側位置Ｐａ、Ｐｂと、カーカス折り返し部２ｂの端部２ｃとの距離を確保して、仮に、補強層６又はカーカス折り返し部２ｂの端部２ｃのうちの一方で発生したセパレーションが他方に繋がるのを抑制して、ビード部耐久性をさらに向上させることができるからである。

また、本発明にあっては、タイヤ周方向断面において、補強層６ａのコードがタイヤ径方向に対してなす角度θ１（°）とカーカス折り返し部のカーカスプライのプライコードがタイヤ径方向に対してなす角度θ２（°）との差の大きさは、４０°以下であることが好ましい。
上記の範囲とすることにより、より一層歪みを緩和することができ、ビード部の耐久性をさらに向上させることができるからである。

さらに、本発明では、タイヤ周方向断面において、カーカス折り返し部２ｂのカーカスプライのプライコードがタイヤ径方向に対してなす角度θ２（°）は、２０°以下であることが好ましい。ビード部１が荷重によってリムフランジ側に倒れ込んだ際に、カーカス折り返し部２ｂのカーカスプライのコードに圧縮力が働くが、角度θ２を２０°以下とすることにより、該圧縮力によってコードが座屈するのを抑制して、コード破断が生じるのを抑制し、ビード部耐久性をさらに向上させることができるからである。

なお、本発明にあっては、上記の実施形態のように、有機繊維のコードからなる補強層６ａ、６ｂの内周側にスチールコードからなる補強層５を配置することが好ましい。剛性の高いワイヤーチェーファを併用することにより、ビード部耐久性を高めることができるからである。

以下、本発明の実施例について説明するが、本発明はこの実施例に何ら限定されるものではない。

本発明の効果を確かめるため、発明例１〜４にかかるタイヤと、比較例１〜４にかかるタイヤを試作した。各タイヤの諸元は、以下の表１に示している。そして、各タイヤに対し、ビード部の耐久性を評価する試験を行った。
なお、各タイヤは、図１に示すように、一対のビード部に埋設されたビードコアに係止されるカーカス本体部と、該カーカス本体部から延びてビードコアの周りに折り返されてなるカーカス折り返し部とから構成される、１枚のカーカスプライからなるカーカスを備えたタイヤであり、２層のベルト層を備えたものである。
そして、表１において、「端部２ｃのタイヤ径方向位置」が「範囲Ｚ内（外）」とは、基準状態において、カーカス折り返し部２ｂの端部２ｃのタイヤ径方向位置がタイヤ最大幅位置Ｐを中心に、タイヤ径方向にタイヤ断面高さＳＨの±１０％以内の範囲に位置している（いない）ことを意味する。また、表１において、「折り返し部２ｂのタイヤ幅方向外側」とは、有機繊維のコードからなる補強層６ａ、６ｂが折り返し部２ｂのタイヤ幅方向外側に配置されていることを意味する。さらに、表１において、「位置Ｑａ，Ｑｂ」とは、上記のように、それぞれ、補強層６ａ、６ｂのタイヤ径方向最内側点を意味する。また、表１において、「同方向に傾斜」とは、補強層６ａのコードとカーカス折り返し部２ｂのカーカスプライのプライコードとが、タイヤ径方向内側から外側に向かって同方向に傾斜していることを意味する。さらにまた、「位置Ｐａ，Ｐｂ」とは、補強層６ａ、６ｂのタイヤ径方向最外側位置を意味し、「ＳＨのｘ％」とは、補強層６ａ、６ｂのタイヤ径方向最外側位置がビードヒール側からタイヤ断面高さＳＨのｘ％の位置であることを意味する。なお、角度θ１は、上記のように、基準状態において、補強層６ａのコードがタイヤ径方向に対してなす角度であり、角度θ２は、上記のように、基準状態において、カーカス折り返し部２ｂのカーカスプライのプライコードがタイヤ径方向に対してなす角度である。

＜ビード部耐久性＞
上記各タイヤを適用リムに装着し、規定内圧を充填して、ドラム上を走行させ、ビード部が破壊されるまでの走行距離により、ビード部耐久性を評価するドラム試験を行った。評価は、比較例１にかかる評価結果を１００とした指数で示し、数値が大きいほうがビード部耐久性に優れていることを示す。
以下の表１にタイヤの諸元とともに評価結果を示す。

表１に示すように、発明例１〜４にかかるタイヤは、いずれも比較例１〜４にかかるタイヤよりビード部耐久性に優れていることがわかる。
特に、補強層６ａ、６ｂのタイヤ径方向最外側位置Ｐａ、Ｐｂを、ビードヒール側からタイヤ断面高さＳＨの４０％以下とした、発明例１にかかるタイヤは、発明例２より、ビード部耐久性に優れていることがわかる。
また、角度θ１（°）と角度θ２（°）との差の大きさが４０°以下である発明例１は、発明例３より、ビード部耐久性に優れていることがわかる。
さらに、角度θ２（°）が２０°以下である、発明例１にかかるタイヤは、発明例４より、ビード部耐久性に優れていることがわかる。

１ ビード部
１ａ ビードコア
２ カーカス
２ａ カーカス本体部
２ｂ カーカス折り返し部
２ｃ カーカス折り返し部の端部
３ ベルト
３ａ、３ｂ ベルト層
４ トレッド
５ 補強層（ワイヤーチェーファ）
６、６ａ、６ｂ 補強層（テキスタイルチェーファ）
ＳＨ タイヤ断面高さ
Ｐ タイヤ最大幅位置
Ｇ ビードコアの重心位置
Ｑａ 補強層６ａのタイヤ径方向最内側点
Ｑｂ 補強層６ｂのタイヤ径方向最内側点

Claims (4)

1. 一対のビード部に埋設されたビードコアに係止されるカーカス本体部と、該カーカス本体部から延びて前記ビードコアの周りに折り返されてなるカーカス折り返し部とから構成される、少なくとも１枚のカーカスプライからなるカーカスを備えた、空気入りタイヤであって、
   前記空気入りタイヤを適用リムに装着し、規定内圧を充填し、無負荷状態とした、基準状態において、前記カーカス折り返し部の端部のタイヤ径方向位置を、タイヤ最大幅位置を中心に、タイヤ径方向にタイヤ断面高さＳＨの±１０％以内の範囲に位置させ、
   前記カーカス折り返し部のタイヤ幅方向外側に、少なくとも１層の有機繊維のコードからなる補強層を有し、
   前記基準状態において、前記少なくとも１層の有機繊維のコードからなる補強層のタイヤ径方向最内側点の各々は、前記ビードコア重心位置よりもタイヤ径方向内側に位置し、且つ、前記少なくとも１層の有機繊維のコードからなる補強層のうち前記カーカスに最も近い補強層のコードと前記カーカス折り返し部のカーカスプライのプライコードとが、タイヤ径方向内側から外側に向かって同方向に傾斜していることを特徴とする、空気入りタイヤ。
2. 前記補強層のタイヤ径方向最外側位置を、ビードヒール側からタイヤ断面高さＳＨの４０％以下とした、請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. タイヤ周方向断面において、前記少なくとも１層の有機繊維のコードからなる補強層のうち前記カーカスに最も近い補強層のコードがタイヤ径方向に対してなす角度θ１（°）と、前記カーカス折り返し部のカーカスプライのプライコードがタイヤ径方向に対してなす角度θ２（°）との差の大きさは、４０°以下である、請求項１又は２に記載の空気入りタイヤ。
4. タイヤ周方向断面において、前記カーカス折り返し部のカーカスプライのプライコードがタイヤ径方向に対してなす角度θ２（°）は、２０°以下である、請求項１〜３のいずれか一項に記載の空気入りタイヤ。

Images