JP2016117411A - 空気入りラジアルタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】ビード部の耐久性に優れる空気入りラジアルタイヤを提供する。【解決手段】タイヤは、ビード部１のカーカスプライ４の外方に沿って配置されたスチール保護層６と、スチール保護層６の外方に沿って配置された有機繊維保護層７とを備え、スチール保護層６の巻き上げ端６２Ｅ及び有機繊維保護層７の巻き上げ端７２Ｅを挟み込むようにして補強ゴム８が設けられており、スチール保護層６の巻き上げ端６２Ｅからタイヤ内面までの幅Ａと、スチール保護層６の巻き上げ端６２Ｅからタイヤ外面までの幅Ｂとが、１≦Ａ／Ｂ≦２の関係を満たし、カーカスプライ４の巻き上げ端４Ｅは、プライカバー部材４３で覆われており、プライカバー部材４３と第１ビードフィラー１２２の間に位置する第２ビードフィラー１２２の厚みＣと、プライカバー部材４３とスチール保護層６との間に位置する補強ゴム８の厚みＤとが、０．８≦Ｄ／Ｃ≦１．２の関係を満たす。【選択図】図２

Description

本発明は、ビード部の構造に特徴を有する耐久性の高い空気入りラジアルタイヤに関し、特に重荷重用空気入りラジアルタイヤとして有用である。

従来、特に産業車両や建設車両などの重量が重い車両に使用される空気入りラジアルタイヤでは、ビードコアの回りで巻き上げられたカーカスプライの巻き上げ端を起点として、セパレーションなどの故障を起こす心配があった。これに対し、特許文献１〜３に記載のように、ビード部のカーカスプライの外方に沿って保護層を配置し、ビード部の耐久性を向上する手法が公知である。しかし、国や地域によっては、非常に高い内圧で使用される場合があり、ビード部の耐久性を更に向上することが必要となる。

カーカスプライの巻き上げ端での故障を抑制するうえでは、特許文献１等に開示されるような、スチールコードを含んだスチール保護層が適している。しかしながら、このようなスチール保護層を配置した場合、スチール保護層の端部を起点として故障を生じる恐れがあり、これを改善する余地があることが判明した。

特開２０１４−２４４０８号公報 特開２０１４−１１３９２０号公報 特開平７−１１７４１９号公報

本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、カーカスプライの巻き上げ端だけでなく、スチール保護層の端部での故障をも抑制して、ビード部の耐久性に優れる空気入りラジアルタイヤを提供することにある。

上記目的は、下記の如き本発明により達成することができる。
即ち、本発明の空気入りラジアルタイヤは、ビード部に埋設されたビードコアと、前記ビードコアのタイヤ径方向外側に配置されたビードフィラーと、前記ビードフィラーを挟み込むように前記ビードコアの周りでタイヤ幅方向の内側から外側に巻き上げられたカーカスプライと、前記ビード部の前記カーカスプライの外方に沿って配置され、前記ビードコアの周りでタイヤ幅方向の内側から外側に巻き上げられたスチール保護層と、前記ビード部の前記スチール保護層の外方に沿って配置され、前記ビードコアの周りでタイヤ幅方向の内側から外側に巻き上げられた有機繊維保護層とを備える空気入りラジアルタイヤにおいて、
前記ビードフィラーは、前記ビードコアに隣接して配置された第１ビードフィラーと、前記第１ビードフィラーのタイヤ幅方向外側に配置された第２ビードフィラーとで構成され、
前記第２ビードフィラーのタイヤ幅方向外側に、前記スチール保護層の巻き上げ端及び前記有機繊維保護層の巻き上げ端を挟み込むようにして補強ゴムが設けられており、
前記スチール保護層の巻き上げ端から、タイヤ内面までの、前記スチール保護層の巻き上げ端を通るタイヤ内面の法線に平行な方向の幅Ａと、前記スチール保護層の巻き上げ端から、タイヤ外面までの、前記法線に平行な方向の幅Ｂとが、１≦Ａ／Ｂ≦２の関係を満たし、
前記カーカスプライの巻き上げ端は、プライカバー部材で覆われており、
前記プライカバー部材と前記第１ビードフィラーの間に位置する前記第２ビードフィラーの厚みＣと、前記プライカバー部材と前記スチール保護層との間に位置する前記補強ゴムの厚みＤとが、０．８≦Ｄ／Ｃ≦１．２の関係を満たすものである。

本発明の空気入りラジアルタイヤでは、スチール保護層の巻き上げ端を補強ゴムで挟み込んでいるため、スチール保護層の端部を起点とした故障を抑制できる。さらに、スチール保護層の巻き上げ端からタイヤ内面までの幅Ａとタイヤ外面までの幅Ｂを上記の関係を満たすようにすることで、タイヤ内面及びタイヤ外面からスチール保護層までの距離を確保できるのでスチール保護層の端部を起点とした故障を効果的に抑制できる。また、カーカスプライの巻き上げ端をプライカバー部材で覆うことで、カーカスプライの巻き上げ端を起点とした故障を抑制できる。さらに、このプライカバー部材を両側から挟み込む第２ビードフィラーの厚みＣと補強ゴムの厚みＤを上記の関係を満たすようにすることで、カーカスプライの巻き上げ端を起点とした故障を効果的に抑制できる。

本発明の空気入りラジアルタイヤにおいて、前記スチール保護層の巻き上げ端は、Ｕ字状のスチール保護層カバー部材で覆われており、前記スチール保護層の巻き上げラインに対して垂直で前記スチール保護層の巻き上げ端を通る線上において、前記スチール保護層カバー部材のタイヤ幅方向内側に位置する前記補強ゴムの厚みＥと、前記有機繊維保護層のタイヤ幅方向外側に位置する前記補強ゴムの厚みＦとが、０．８≦Ｆ／Ｅ≦１．２の関係を満たすことが好ましい。

この構成によれば、スチール保護層の巻き上げ端をスチール保護層カバー部材で覆うことで、スチール保護層の端部を起点とした故障を抑制できる。また、スチール保護層を両側から挟み込む補強ゴムの厚みＥ，Ｆを上記の関係を満たすようにすることで、スチール保護層の端部を起点とした故障を効果的に抑制できる。

本発明の空気入りラジアルタイヤにおいて、前記プライカバー部材のゴム硬度は、前記第２ビードフィラー及び前記補強ゴムのゴム硬度よりも高く、かつ前記カーカスプライのトッピングゴムのゴム硬度よりも低いことが好ましい。

この構成によれば、カーカスプライの周囲のゴムのゴム硬度を徐々に変化させていることで、カーカスプライの巻き上げ端でのひずみを低減させることができるため、カーカスプライの巻き上げ端を起点とした故障を抑制できる。

本発明の空気入りラジアルタイヤにおいて、前記プライカバー部材は、前記カーカスプライの巻き上げ端を覆うＵ字状の被覆部と、この被覆部からタイヤ径方向外側に向かって延びる延出部とを有し、前記延出部の先端は、前記スチール保護層の巻き上げ端よりもタイヤ径方向外側に配置されることが好ましい。

この構成によれば、プライカバー部材の延出部によってスチール保護層の巻き上げ端を保護できるため、スチール保護層の巻き上げ端を起点とした故障を抑制できる。

本発明の空気入りラジアルタイヤの一例を示すタイヤ子午線断面図 図１のタイヤのビード部を拡大して示す断面図

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。図１に示すタイヤＴは、本発明に係る空気入りラジアルタイヤの一例であり、標準リム装着時におけるタイヤ子午線断面が示されている。標準リム装着時は、タイヤサイズに対応してＪＡＴＭＡに規定されるリムにタイヤを装着し、空気圧５０ｋＰａの空気を充填した状態を指す。図２は、そのタイヤＴのビード部１を拡大して示す断面図である。

このタイヤＴは、一対のビード部１と、ビード部１からタイヤ径方向外側に延びるサイドウォール部２と、サイドウォール部２のタイヤ径方向外側端に連なるトレッド部３とを備える。ビード部１にはビードコア１１が埋設され、ビードコア１１のタイヤ径方向外側にはビードフィラー１２が配置されている。

また、タイヤＴは、トレッド部３からサイドウォール部２を経てビード部１に至り、ビードフィラー１２を挟み込むようにビードコア１１の周りでタイヤ幅方向の内側から外側に巻き上げられたカーカスプライ４を備える。

ビードコア１１は、ゴムで被覆したワイヤを積層巻回した収束体により構成され、タイヤ周方向に沿って環状に形成されている。ビードフィラー１２は、タイヤ径方向外側に向けて先細りとなる形状を有し、その先端は、カーカスプライ４の巻き上げ端４Ｅよりもタイヤ径方向外側に配置されている。

ビードフィラー１２は、ビードコア１１に隣接して配置された第１ビードフィラー１２１と、第１ビードフィラー１２１のタイヤ幅方向外側に配置された第２ビードフィラー１２２とで構成されている。第１ビードフィラー１２１は、断面が略三角形状であり、第２ビードフィラー１２２は、第１ビードフィラー１２１の外側に隣接して配置されており、ビードフィラー１２は、断面が全体として略三角形状である。第１ビードフィラー１２１は、第２ビードフィラー１２２よりも高硬度となっている。例えば、第１ビードフィラー１２１のゴム硬度は１１０以上であり、第２ビードフィラー１２２のゴム硬度は１００以下である。なお、本発明におけるゴム硬度は、ＪＩＳＫ６２５３のデュロメータ硬さ試験（タイプＡ）に準じて測定した硬度を意味する。

カーカスプライ４は、トレッド部３からサイドウォール部２を経てビード部１に至る本体部４１に、ビードコア１１及びビードフィラー１２のタイヤ幅方向外側に配置される巻き上げ部４２を一連に設けてある。巻き上げ端４Ｅは、巻き上げ部４２の端部である。カーカスプライ４は、タイヤ周方向に対して略直交する方向に配列した複数のカーカスコードをゴムで被覆して形成されている。カーカスコードの材料には、スチール等の金属や、ポリエステル、レーヨン、ナイロン、アラミド等の有機繊維が好適に使用される。

また、タイヤＴは、スチールコードを含んだスチール保護層６を備える。スチール保護層６は、ビード部１のカーカスプライ４の外方に沿って配置され、ビードコア１１の周りでタイヤ幅方向の内側から外側に巻き上げられている。換言すると、スチール保護層６は、本体部４１のタイヤ幅方向内側に位置する内側部６１に、巻き上げ部４２のタイヤ幅方向外側に位置する外側部６２を一連に設けてある。内側端６１Ｅは、タイヤ幅方向内側に位置するスチール保護層６（内側部６１）の端部であり、外側端６２Ｅ（スチール保護層６の巻き上げ端に相当）は、タイヤ幅方向外側に位置するスチール保護層６（外側部６２）の端部である。

スチール保護層６は、タイヤ径方向に対して傾斜する方向に配列した複数のスチールコードをゴムで被覆して形成されている。この複数のスチールコードは相互に平行に配列されており、タイヤ径方向に対する傾斜角度は、例えば５０〜８０°に設定される。スチール保護層６は、カーカスプライ４を包むようにして、カーカスプライ４に外方から接している。スチールコードのエンド数（コード幅方向１インチあたりのコード本数）は１０本／インチ以上が好ましく、スチールコードのコード径は０．９ｍｍ以上が好ましい。

更に、タイヤＴは、有機繊維コードを含んだ有機繊維保護層７を有する。有機繊維保護層７は、ビード部１のスチール保護層６の外方に沿って配置され、ビードコア１１の周りでタイヤ幅方向の内側から外側に巻き上げられている。換言すると、有機繊維保護層７は、内側部６１のタイヤ幅方向内側に位置する内側部７１に、外側部６２のタイヤ幅方向外側に位置する外側部７２を一連に設けてある。内側端７１Ｅは、タイヤ幅方向内側に位置する有機繊維保護層７（内側部７１）の端部であり、外側端７２Ｅ（有機繊維保護層７の巻き上げ端に相当）は、タイヤ幅方向外側に位置する有機繊維保護層７（外側部７２）の端部である。

有機繊維保護層７は、タイヤ径方向に対して傾斜する方向に配列した複数の有機繊維コードをゴムで被覆して形成されている。この複数の有機繊維コードは相互に平行に配列されており、タイヤ径方向に対する傾斜角度は、例えば３０〜６０°に設定される。有機繊維コードの材料としては、ナイロンやポリエステル、レーヨン、アラミド等が例示される。有機繊維保護層７は、スチール保護層６を包むようにして、スチール保護層６に外方から接している。有機繊維コードのエンド数は１５本／インチ以上が好ましく、有機繊維コードのコード径は０．４ｍｍ以上が好ましい。

第２ビードフィラー１２２のタイヤ幅方向外側には、スチール保護層６の外側端６２Ｅ及び有機繊維保護層７の外側端７２Ｅをタイヤ幅方向の両側から挟み込むようにして補強ゴム８が設けられている。補強ゴム８は、第２ビードフィラー１２２のタイヤ幅方向外側に隣接して配置されている。カーカスプライ４の巻き上げ端４Ｅは、第２ビードフィラー１２２と補強ゴム８によって挟まれている。

第１ビードフィラー１２１の上端１２１Ｅは、スチール保護層６の外側端６２Ｅよりもタイヤ径方向外側に配置されている。また、カーカスプライ４の巻き上げ端４Ｅは、スチール保護層６の外側端６２Ｅよりもタイヤ径方向内側に配置されている。

また、有機繊維保護層７の外側端７２Ｅは、スチール保護層６の外側端６２Ｅよりもタイヤ径方向外側に配置され、有機繊維保護層７の内側端７１Ｅは、スチール保護層６の内側端６１Ｅよりもタイヤ径方向外側に配置されている。

上記の如く端部を配置したスチール保護層６により、カーカスプライ４の巻き上げ端４Ｅを起点としたセパレーションなどの故障を抑制できる。更には、上記の如く端部を配置した有機繊維保護層７により、スチール保護層６の内側端６１Ｅ及び外側端６２Ｅを起点としたセパレーションなどの故障を抑制できる。

有機繊維保護層７は少なくとも二層で構成されることが好ましく、本実施形態の有機繊維保護層７は、タイヤ径方向に対する有機繊維コードが相互に逆向きに傾斜するように重ねられた二層で構成されている。上述した有機繊維保護層の端部の位置関係は、その有機繊維保護層を構成する複数の層のうち少なくとも１層により満たされていればよいが、本実施形態のように全ての層により満たされていることが好ましい。

幅Ａは、スチール保護層６の巻き上げ端６２Ｅからタイヤ内面までの法線ＮＬ１に平行な方向の距離である。法線ＮＬ１は、スチール保護層６の巻き上げ端６２Ｅを通るタイヤ内面の法線である。幅Ｂは、スチール保護層６の巻き上げ端６２Ｅからタイヤ外面までの法線ＮＬ１に平行な方向の距離である。幅Ａと幅Ｂとは、１≦Ａ／Ｂ≦２の関係を満たしている。これにより、タイヤ内面及びタイヤ外面からスチール保護層６までの距離を確保できるのでスチール保護層６の端部を起点とした故障を効果的に抑制できる。

カーカスプライ４の巻き上げ端４Ｅは、プライカバー部材４３で覆われている。これにより、カーカスプライ４の巻き上げ端４Ｅを起点とした故障を抑制できる。プライカバー部材４３は、ナイロンコードなどの有機繊維コードにゴム引きして構成されている。

プライカバー部材４３のゴム硬度は、第２ビードフィラー１２２及び補強ゴム８のゴム硬度よりも高く、かつカーカスプライ４のトッピングゴムのゴム硬度よりも低いことが好ましい。カーカスプライ４の周囲のゴムのゴム硬度を外側へ向かって徐々に減少させることで、カーカスプライ４の巻き上げ端４Ｅでのひずみを低減させることができるため、カーカスプライ４の巻き上げ端４Ｅを起点とした故障を抑制できる。例えば、プライカバー部材４３のゴム硬度は１０１〜１０３であり、第２ビードフィラー１２２及び補強ゴム８のゴム硬度は１００以下であり、カーカスプライ４のトッピングゴムのゴム硬度は１０４〜１０６である。第２ビードフィラー１２２と補強ゴム８のゴム硬度は、同じであってもよいが、補強ゴム８のゴム硬度は、第２ビードフィラー１２２のゴム硬度よりも低くして、発熱しにくくすることもできる。また、スチール保護層６のトッピングゴムのゴム硬度は１０４〜１０６である。

プライカバー部材４３は、カーカスプライ４の巻き上げ端４Ｅを覆うＵ字状の被覆部４３１と、この被覆部４３１からタイヤ径方向外側に向かって延びる延出部４３２とを有し、この延出部４３２の先端４３２Ｅは、スチール保護層６の巻き上げ端６２Ｅよりもタイヤ径方向外側に配置されることが好ましい。これにより、プライカバー部材４３の延出部４３２によってスチール保護層６の巻き上げ端６２Ｅを保護できるため、スチール保護層６の巻き上げ端６２Ｅを起点とした故障を抑制できる。延出部４３２は、第２ビードフィラー１２２と補強ゴム８の境界部分に沿って配置されている。延出部４３２は、スチール保護層６の巻き上げ端６２Ｅを確実に保護できるように、１０ｍｍ以上が好ましい。

プライカバー部材４３と第１ビードフィラー１２１の間に位置する第２ビードフィラー１２２の厚みＣと、プライカバー部材４３とスチール保護層６との間に位置する補強ゴム８の厚みＤとは、０．８≦Ｄ／Ｃ≦１．２の関係を満たしている。これにより、カーカスプライ４を同程度の厚みの第２ビードフィラー１２２と補強ゴム８とで両側から挟み込むことができるため、カーカスプライ４の巻き上げ端４Ｅを起点とした故障を効果的に抑制できる。なお、厚みＣ及び厚みＤは、カーカスプライ４の巻き上げラインに対して垂直で巻き上げ端４Ｅを通る線上における厚みである。

スチール保護層６の巻き上げ端６２Ｅは、Ｕ字状のスチール保護層カバー部材６３で覆われている。これにより、スチール保護層６の巻き上げ端６２Ｅを起点とした故障を抑制できる。スチール保護層カバー部材６３は、ナイロンコードなどの有機繊維コードにより構成されている。

線ＮＬ２は、スチール保護層６の巻き上げラインに対して垂直でスチール保護層６の巻き上げ端６２Ｅを通る線である。この線ＮＬ２上において、スチール保護層カバー部材６３のタイヤ幅方向内側に位置する補強ゴム８の厚みＥと、有機繊維保護層７のタイヤ幅方向外側に位置する補強ゴム８の厚みＦとが、０．８≦Ｆ／Ｅ≦１．２の関係を満たすことが好ましい。これにより、スチール保護層７を同程度の厚みの補強ゴム８で両側から挟み込むことができるため、スチール保護層７の巻き上げ端６２Ｅを起点とした故障を効果的に抑制できる。

本発明の空気入りラジアルタイヤは、ビード部を上記の如く構成すること以外は、通常の空気入りラジアルタイヤと同等であり、従来公知の材料、形状、構造、製法などが何れも本発明に採用することができる。上記の如きビード構造は、少なくとも片側のビード部に適用されていればよいが、両側のビード部に適用することが好ましい。

本発明に係る空気入りラジアルタイヤは、ビード部の耐久性に優れるため、トラックやバス、産業車両、建設車両などの車両重量が重い車両に使用される重荷重用空気入りラジアルタイヤとして有用である。

本発明の構成と効果を具体的に示すため、ビード部の耐久性試験を行ったので、以下に説明する。試験に供したタイヤのサイズは１１．００Ｒ２０であり、８．００Ｖのリムに装着した。

耐久性試験では、内圧８３０ｋＰａ、荷重３３５０ｋｇｆ（２４時間ごとに１０％増加）、速度２５ｋｍ／ｈの条件において、直径１７００ｍｍのドラム上で、ビード部が故障するまでタイヤを走行させた。そして、その走行距離に対し、比較例１の結果を１００としたときの指数で評価した。また、試験走行後のタイヤに対し、スチール保護層の巻き上げ端とカーカスプライの巻き上げ端でのクラック（セパレーションが進展したもの）の有無を確認した。

各例のビード構造と評価結果を表１に示す。カーカスコードは、ワイヤ構造が３＋９＋１５×０．１７５、エンド数が１５本／インチである。スチールコードは、ワイヤ構造が３＋９＋１５×０．１７５、エンド数が１４本／インチ、タイヤ径方向に対する傾斜角度が６０°である。有機繊維保護層は、有機繊維コードとしてナイロンコードを含み、エンド数が１８本／インチ、コード径が０．６ｍｍ、タイヤ径方向に対する傾斜角度が５０°である。

表１に示すように、比較例２〜４は、故障を起こすまでの走行距離が比較例１に比べて長かったものの、カーカスプライの巻き上げ端にクラックが確認された。比較例５及び６では、故障を起こすまでの走向距離が比較例１に比べて短く、カーカスプライの巻き上げ端又はスチール保護層の端部にクラックが確認された。実施例１は、故障を起こすまでの走向距離が比較例１に比べて長く、カーカスプライの巻き上げ端、スチール保護層の端部の何れにもクラックが確認されなかった。以上より、実施例１は、比較例１〜６に比べてビード部の耐久性に優れている。

１ ビード部
２ サイドウォール部
３ トレッド部
４ カーカスプライ
４Ｅ 巻き上げ端
６ スチール保護層
７ 有機繊維保護層

Claims (4)

1. ビード部に埋設されたビードコアと、前記ビードコアのタイヤ径方向外側に配置されたビードフィラーと、前記ビードフィラーを挟み込むように前記ビードコアの周りでタイヤ幅方向の内側から外側に巻き上げられたカーカスプライと、前記ビード部の前記カーカスプライの外方に沿って配置され、前記ビードコアの周りでタイヤ幅方向の内側から外側に巻き上げられたスチール保護層と、前記ビード部の前記スチール保護層の外方に沿って配置され、前記ビードコアの周りでタイヤ幅方向の内側から外側に巻き上げられた有機繊維保護層とを備える空気入りラジアルタイヤにおいて、
   前記ビードフィラーは、前記ビードコアに隣接して配置された第１ビードフィラーと、前記第１ビードフィラーのタイヤ幅方向外側に配置された第２ビードフィラーとで構成され、
   前記第２ビードフィラーのタイヤ幅方向外側に、前記スチール保護層の巻き上げ端及び前記有機繊維保護層の巻き上げ端を挟み込むようにして補強ゴムが設けられており、
   前記スチール保護層の巻き上げ端から、タイヤ内面までの、前記スチール保護層の巻き上げ端を通るタイヤ内面の法線に平行な方向の幅Ａと、前記スチール保護層の巻き上げ端から、タイヤ外面までの、前記法線に平行な方向の幅Ｂとが、１≦Ａ／Ｂ≦２の関係を満たし、
   前記カーカスプライの巻き上げ端は、プライカバー部材で覆われており、
   前記プライカバー部材と前記第１ビードフィラーの間に位置する前記第２ビードフィラーの厚みＣと、前記プライカバー部材と前記スチール保護層との間に位置する前記補強ゴムの厚みＤとが、０．８≦Ｄ／Ｃ≦１．２の関係を満たすことを特徴とする空気入りラジアルタイヤ。
2. 前記スチール保護層の巻き上げ端は、Ｕ字状のスチール保護層カバー部材で覆われており、
   前記スチール保護層の巻き上げラインに対して垂直で前記スチール保護層の巻き上げ端を通る線上において、前記スチール保護層カバー部材のタイヤ幅方向内側に位置する前記補強ゴムの厚みＥと、前記有機繊維保護層のタイヤ幅方向外側に位置する前記補強ゴムの厚みＦとが、０．８≦Ｆ／Ｅ≦１．２の関係を満たすことを特徴とする請求項１に記載の空気入りラジアルタイヤ。
3. 前記プライカバー部材のゴム硬度は、前記第２ビードフィラー及び前記補強ゴムのゴム硬度よりも高く、かつ前記カーカスプライのトッピングゴムのゴム硬度よりも低いことを特徴とする請求項１又は２に記載の空気入りラジアルタイヤ。
4. 前記プライカバー部材は、前記カーカスプライの巻き上げ端を覆うＵ字状の被覆部と、この被覆部からタイヤ径方向外側に向かって延びる延出部とを有し、
   前記延出部の先端は、前記スチール保護層の巻き上げ端よりもタイヤ径方向外側に配置されることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の空気入りラジアルタイヤ。
   

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