JP2019093999A - 空気入りバイアスタイヤ - Google Patents

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隆昌 元満
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Abstract

【課題】カーカス枚数を増やすことなく耐久性能を向上させることができる空気入りバイアスタイヤを提供する。【解決手段】空気入りバイアスタイヤは、リムとの嵌合面からタイヤ径方向外側で複数のカーカス層10a、10bよりもタイヤ径方向内側に設けられた補強ゴム12を有する。補強ゴム12は、タイヤ子午線方向の断面において、複数対のビードコアのうち、タイヤ赤道面に最も近い最内側ビードコアの中心点からタイヤ回転軸に下ろした垂線の位置である第1位置と、タイヤ子午線方向の断面において、複数対のビードコアのうち、最内側ビードコアよりタイヤ幅方向外側に位置する他のビードコアの中心点からタイヤ回転軸に下ろした垂線の位置である第2位置と、の間に、少なくとも設けられる。【選択図】図2

Description

本発明は、空気入りバイアスタイヤに関する。
一般に、産業車両用タイヤは負荷が高く高圧に設定されている。例えば、港湾等で使用されるガントリークレーン等に使用される重荷重用のバイアスタイヤは、高負荷設定であり、かつ高重心である。このため、そのようなバイアスタイヤは、偏荷重を受けやすく、過たわみによる車輌のふらつきやタイヤ故障が発生することがある。しかしながら、ホイール強度やオペレーション管理の問題から、更なる高圧設定は困難な状況にある。
ところで、特許文献1は、ビードヒール部に補助ゴム層を配置する技術を開示する。特許文献1に開示されている補助ゴム層は、少なくとも最外側ビードコア下端から上端部に向けて先端先細りの、断面が略三角形である。
特開2006−111074号公報
重荷重用バイアスタイヤにおいて、近年の車両進化によるトルク向上に伴いビード周りのカーカスへの負荷が上昇する傾向にある。特に、過荷重条件で使用されている、偏平率の低いWB(Wide Base)サイズのバイアスタイヤにおいては、コード破断やプライセパレーションが発生することがある。コード破断(Cord Broken Up、以下CBUと呼ぶ)は、カーカスプライがタイヤ軸方向の最内側の点でビードコアのスチールワイヤの巻付け端と強く接触して破断に至るものである。CBUは、タイヤ幅方向の最内面側のビードおよびカーカスの過度な引張りによって発生する。
プライセパレーションは、ビードフィラーと、そのビードフィラーに接触して設けられるカーカスとの剥離破壊である。プライセパレーションは、タイヤ幅方向において、タイヤ赤道面に近い内面側カーカス層とタイヤ赤道面から遠い外面側カーカス層との間の歪みによって発生する。
一般的な対策として過度な引張りに耐えうるようにカーカス枚数の増加が考えられる。しかしながら、この対策は生産性悪化、コスト増加、重量増加に繋がる。特許文献1に開示の技術は、タイヤ赤道面に最も近いビードコアのカーカスに過度な引張り応力がかかることによるCBUの発生を防止することができない。
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、その目的は、ビードコアの動きを抑制し、カーカス枚数を増やすことなく耐久性能を向上させることができる空気入りバイアスタイヤを提供することである。
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明のある態様による空気入りバイアスタイヤは、複数対のビードコアと、前記複数対のビードコアそれぞれに対応して設けられた複数のカーカス層とを含み、複数の前記カーカス層は、それぞれ、前記ビードコアを包み込みつつ巻き返されて係止される空気入りバイアスタイヤであって、前記空気入りバイアスタイヤが組込まれるリムとの嵌合面からタイヤ径方向外側で複数の前記カーカス層よりもタイヤ径方向内側に設けられた補強ゴムを有し、前記補強ゴムは、タイヤ子午線方向の断面において、前記複数対のビードコアのうち、タイヤ赤道面に最も近い最内側ビードコアの中心点からタイヤ回転軸に下ろした垂線の位置である第1位置と、タイヤ子午線方向の断面において、前記複数対のビードコアのうち、前記最内側ビードコアよりタイヤ幅方向外側に位置する他のビードコアの中心点からタイヤ回転軸に下ろした垂線の位置である第2位置と、の間に、少なくとも設けられる。
前記他のビードコアは、タイヤ子午線方向の断面において、前記複数対のビードコアのうち、前記最内側ビードコアに隣接するビードコアであり、前記他のビードコアの中心点からタイヤ回転軸に下ろした垂線の位置が前記第2位置であってもよい。
また、前記他のビードコアは、タイヤ子午線方向の断面において、前記複数対のビードコアのうち、前記タイヤ赤道面から最も遠い最外側ビードコアであり、前記他のビードコアの中心点からタイヤ回転軸に下ろした垂線の位置が前記第2位置であってもよい。
タイヤ子午線方向の断面において、前記複数対のビードコアのうち、タイヤ赤道面から最も遠い最外側ビードコアの中心点からタイヤ回転軸に平行にタイヤ幅方向外側に延ばした平行線の位置を第3位置とし、前記補強ゴムは、タイヤ子午線方向の断面において、少なくとも、前記第1位置から前記第2位置を経て、前記第3位置まで連続して設けられてもよい。
タイヤ子午線方向の断面において、前記最内側ビードコアの中心点からタイヤ幅方向内側の位置を第4位置とし、前記補強ゴムは、タイヤ子午線方向の断面において、前記第1位置から少なくとも前記第4位置まで連続して設けられていてもよい。
前記複数対のビードコアそれぞれに対応して設けられた複数のビードフィラーをさらに含み、前記複数のビードフィラーは、それぞれ、前記複数対のビードコアのタイヤ径方向外側に配置され、複数の前記カーカス層は、それぞれ、前記ビードコアおよび前記ビードフィラーを包み込みつつ巻き返されて係止され、タイヤ子午線方向の断面において、前記複数のビードフィラーのうち、タイヤ径方向の高さが最も高い前記ビードフィラーのタイヤ径方向の最も外側の位置から前記リムのフランジ高さの0.9倍の高さの位置までの範囲のいずれかの位置を第5位置とし、前記補強ゴムは、タイヤ子午線方向の断面において、前記第1位置から前記第4位置を経て、少なくとも前記第5位置まで連続して設けられていてもよい。
複数の前記カーカス層を包む、他のカーカス層をさらに含むことが好ましい。
前記カーカス層全体を包む、少なくとも1枚のチェーファーをさらに有し、前記補強ゴムは、複数の前記カーカス層と前記チェーファーとの間に設けられ、前記チェーファーの端部は前記補強ゴムの位置よりタイヤ径方向外側に位置することが好ましい。
前記補強ゴムの100%伸長モジュラスが1.5MPa以上であることが好ましい。
前記ビードコアそれぞれの巻上げカーカスは、4枚以上8枚以下であることが好ましい。
タイヤ幅方向で最も内側のカーカス層のコードの角度は、タイヤ周方向に対して、25度以上45度以下であることが好ましい。
本発明にかかる空気入りバイアスタイヤによれば、タイヤ赤道面に最も近いビードコアよりタイヤ内腔側に補強ゴムを配置することでビードコアの動きを抑制し、カーカス枚数を増やすことなく耐久性能を向上させることができる。
図1は、本実施形態に係る空気入りバイアスタイヤの子午線方向の断面図である。 図2は、図1の空気入りバイアスタイヤのビード部を拡大して示す図である。 図3は、タイヤ子午線方向の断面において、補強ゴムを設ける範囲の例を説明する図である。 図4は、タイヤ子午線方向の断面において、補強ゴムを設ける範囲の例を説明する図である。 図5は、タイヤ子午線方向の断面において、補強ゴムを設ける範囲の例を説明する図である。 図6は、タイヤ子午線方向の断面において、補強ゴムを設ける範囲の例を説明する図である。 図7は、複数のカーカス層を包む、他のカーカス層をさらに含む場合の補強ゴムの例を説明する図である。 図8は、比較例の空気入りバイアスタイヤを示す図である。
以下に、本発明に係る空気入りバイアスタイヤの実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、この実施形態の構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。この実施形態に記載された複数の変形例は、当業者自明の範囲内にて任意に組み合わせが可能である。なお、以下の各図の説明において、他の図と同一又は同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略又は省略する。
本発明の実施形態に係る空気入りバイアスタイヤについて説明する。図1は、本実施形態に係る空気入りバイアスタイヤの子午線方向の断面図である。図1は、タイヤ径方向の断面図を示している。また、図1は、空気入りバイアスタイヤの一例として、港湾等で使用される車両用またはローダー用の空気入りバイアスタイヤを示している。図2は、図1の空気入りバイアスタイヤのビード部を拡大して示す図である。図2は、カーカス層同士の境界線の図示を省略して示す。
図1において、タイヤ子午線方向の断面とは、タイヤ回転軸(図示省略)を含む平面でタイヤを切断したときの断面をいう。また、符号CLは、タイヤ赤道面であり、タイヤ回転軸方向にかかるタイヤの中心点を通りタイヤ回転軸に垂直な平面をいう。また、タイヤ径方向とは、タイヤ回転軸に垂直な方向をいう。タイヤ幅方向とは、タイヤ回転軸に平行な方向をいい、タイヤ周方向とは、タイヤ回転軸周りの方向をいう。
図1において、本実施形態の空気入りバイアスタイヤ1は、タイヤ回転軸を中心とする環状構造を有する。空気入りバイアスタイヤ1(以下、適宜、バイアスタイヤ1と呼ぶ)は、左右一対のビード部2、2にそれぞれ複数(図1では3つ)埋設されたビードコア3a、3b、3cを有する。バイアスタイヤ1は、各ビードコア3a、3b、3cに対応するビードフィラー4a、4b、4cを有する。バイアスタイヤ1は、各ビードコア3a、3b、3cに対応するカーカス層10a、10b、10cを有する。
図1には、規定リムを破線で示す。図1に示すバイアスタイヤ1は、リム組みされていない状態の形状を示す。バイアスタイヤ1は、リム30に対してリム組みされている場合、ビード部2、2のタイヤ径方向内側の端面がリム30の嵌合面に接した状態になる。このとき、ビードトゥ50の位置が図示の位置よりもタイヤ径方向外側になり、リム30の位置になる。ビードトゥ50は、ビード部2、2のタイヤ赤道面に最も近い端部である。
規定リムとは、JATMAに規定される「適用リム」、TRAに規定される「Design Rim」、あるいはETRTOに規定される「Measuring Rim」をいう。また、規定内圧とは、JATMAに規定される「最高空気圧」、TRAに規定される「TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES」の最大値、あるいはETRTOに規定される「INFLATION PRESSURES」をいう。また、規定荷重とは、JATMAに規定される「最大負荷能力」、TRAに規定される「TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES」の最大値、あるいはETRTOに規定される「LOAD CAPACITY」をいう。
一対のビードコア3a、3b、3cは、複数のビードワイヤを束ねて成る環状部材であり、左右のビード部のコアを構成する。ビードフィラー4a、4b、4cは、一対のビードコア3a、3b、3cそれぞれのタイヤ径方向外側に配置されるゴム材である。ビードフィラー4a、4b、4cは、一対のビードコア3a、3b、3cとともにビード部を構成する。タイヤ子午線方向の断面において、ビードフィラー4a、4b、4cのタイヤ幅方向の厚みは、対応するビードコア3a、3b、3cの位置から、タイヤ径方向外側に向かうに従って漸減する。タイヤ径方向外側に向かうに従ってビードフィラー4a、4b、4cの剛性を徐々に落とすことで、バイアスタイヤ1がたわんだ際の歪みの集中を防止し、局所的な歪み集中によるCBUおよびカーカスプライセパレーションを防止できる。
バイアスタイヤ1は、それぞれのビードコア3a、3b、3cに、互いに層間でコード方向を交差させた複数のカーカス層10a、10b、10cを有する。カーカス層10a、10b、10cは、相隣接する対間で互いにコード方向が交差してタイヤ幅方向の内側から外側に向かって巻き上げられている。カーカス層10a、10b、10cは、それぞれ、一対のビードコア間に架け渡される。それと共に、カーカス層10a、10b、10cは、ビードコア3a、3b、3cとそれらに対応するビードフィラー4a、4b、4cとを包み込みつつ端部が巻き返されて係止される。
カーカス層10a、10b、10cそれぞれに含まれるカーカスの枚数は、4枚以上8枚以下であることが好ましい。高荷重かつ高トルクの車両において、カーカス層10a、10b、10cそれぞれに含まれるカーカスの枚数が4枚未満だとビードを支えるのに十分ではなく、カーカスの枚数が8枚を超えるとバイアスタイヤ1の成形時の作業性が著しく損なわれるので好ましくない。
また、カーカス層10a、10b、10cのカーカスプライは、スチールあるいは有機繊維材(例えば、アラミド、ナイロン、ポリエステル、レーヨンなど)から成る複数のカーカスコードをコートゴムで被覆して圧延加工して構成される。カーカス層10a、10b、10cのカーカスプライは、同じものを複数枚用いてもよいし、異なるものを混在させてもよい。例えば、巻き返される複数枚のカーカスプライの最外側のカーカスプライ1枚が他のカーカスプライと加硫度が異なってもよい。このように、バイアスタイヤ1は、2層以上のカーカス層を有している。
トレッドゴム15は、カーカス層10a、10b、10cおよびベルト8、8aのタイヤ径方向外周に配置されてタイヤのトレッド部5を構成する。一対のサイドウォールゴム17、17は、カーカス層10a、10b、10cのタイヤ幅方向外側にそれぞれ配置されて左右のサイドウォール部7を構成する。一対のリムクッションゴム20、20は、左右のビードコア3a、3b、3cおよびカーカス層10a、10b、10cの巻き返し部のタイヤ径方向内側にそれぞれ配置されて、リム30のフランジ30Fに対する左右のビード部2の接触面を構成する。なお、バイアスタイヤ1は、リムクッションゴム20を有していない場合もある。
バイアスタイヤ1は、トレッド部5に溝11を有する。図1では、溝11の溝底を破線で示す。トレッド部5のタイヤ幅方向における両端は、ショルダー部6として形成されており、ショルダー部6から、タイヤ径方向内側の所定の位置までは、サイドウォール部7が配設されている。サイドウォール部7は、タイヤ幅方向におけるバイアスタイヤ1の両側2箇所に配設されている。サイドウォール部7、7は、一対のサイドウォールゴム17、17を有する。
さらに、バイアスタイヤ1は、トレッド部5におけるカーカス層10cの外周側に、繊維補強層である、ベルト8、8aを有する。バイアスタイヤ1の内部側には、インナーライナー9がカーカス層10aに沿って形成されている。
また、バイアスタイヤ1は、ビード部2に、カーカス層10a、10b、10cの全体を包む、チェーファー13a、13bを有している。本例では、チェーファー13aの外側にチェーファー13bが設けられている。バイアスタイヤ1は、2枚のチェーファー13a、13bを有している必要はなく、少なくとも1枚のチェーファーを有していればよい。補強ゴム12は、複数のカーカス層10a、10b、10cとチェーファー13a、13bとの間に設けられている。チェーファー13a、13bの端部Ta、Tbは補強ゴム12の位置よりタイヤ径方向外側に位置する。これにより、ビードコア3a、3b、3c、カーカス層10a、10b、10c、補強ゴム12、と剛性を徐々に下げることができる。剛性を徐々に下げることにより、せん断歪みの増加を抑え、耐久性を維持したままビードコア3a、3b、3cの固定度を上昇できる。また、バイアスタイヤ1とリム30との接触面にチェーファー13a、13bを挟むことにより、リム30とビード部2を構成するゴムとが接触することによってゴムが削れることを防止できる。
[補強ゴム]
バイアスタイヤ1は、ビード部2に、補強ゴム12を有する。図2に示すように、補強ゴム12は、バイアスタイヤ1が組込まれるリムとの嵌合面からタイヤ径方向外側で複数のカーカス層10a、10bよりもタイヤ径方向内側に設けられる。補強ゴム12は、タイヤ子午線方向の断面において、複数対のビードコア3a、3b、3cのうち、タイヤ赤道面CLに最も近い最内側のビードコア(以下、適宜、最内側ビードコアと呼ぶ)3aの中心点Paからタイヤ回転軸Jに下ろした垂線Saの位置である第1位置と、タイヤ子午線方向の断面において、複数対のビードコア3a、3b、3cのうち、最内側ビードコア3aよりタイヤ幅方向外側に位置する他のビードコア3bの中心点Pbからタイヤ回転軸Jに下ろした垂線Sbの位置である第2位置と、の間に、少なくとも設けられる。すなわち、図2を参照すると、補強ゴム12の一方の端部T1は、垂線Saの位置からタイヤ赤道面CLに近づくタイヤ幅方向内側に位置している。また、図2を参照すると、補強ゴム12の他方の端部T2は、垂線Sbの位置よりもタイヤ赤道面CLから遠ざかるタイヤ幅方向外側に位置している。複数対のビードコア3a、3b、3cを有する場合、タイヤ幅方向内側に位置するビードコア3aが動きやすい傾向にあり、通常ビードコア毎に分割されるビードコア下のゴムについて補強ゴム12を設けて連続形状とすることでより効果的に動きを抑制できる。また最も動きの大きい最内側ビードコア3aを含めて複数のビードコアの下側に補強ゴム12を設けて連続形状とする。なお、ビードコアが矩形である場合、対角線同士を結ぶ直線の交点が中心点である。
[補強ゴムなどの物性]
補強ゴム12は、その100%伸長モジュラスが1.5MPa以上であることが望ましい。100%伸長モジュラスがこれより低いと十分なビード固定効果が期待できない。また、補強ゴム12の100%伸長モジュラスは2.5MPa以下であることが好ましい。これより硬いと周りの部材との硬度差による歪みが大きくなり、耐久性能が低下する。
補強ゴム12は、破断伸びが500%以上600%以下であることが好ましい。また、補強ゴム12は、60℃でのtanδが0.02以上0.08以下であることが好ましい。さらに、補強ゴム12は、JIS−A硬度により示されるゴム硬度が49以上53以下であることが好ましい。100%伸長モジュラスおよび破断伸びはJIS−K6251に準拠して求められ、tanδはJIS−K6394に準拠して求められ、JIS−A硬度はJIS−K6253に準拠して求められる。
リムクッションゴム20は、その100%伸長モジュラスが、例えば、1.8MPa以上2.2MPa以下であることが好ましい。リムクッションゴム20は、その破断伸びが、例えば、560%以上650%以下であることが好ましい。リムクッションゴム20は、60℃でのtanδが、例えば、0.11以上0.17以下であることが好ましい。さらに、リムクッションゴム20は、JIS−A硬度により示されるゴム硬度が、例えば、53以上57以下であることが好ましい。
ビードフィラー4a、4b、4cは、その100%伸長モジュラスが、例えば、5.2MPa以上5.6MPa以下であることが好ましい。ビードフィラー4a、4b、4cは、その破断伸びが、例えば、250%以上350%以下であることが好ましい。ビードフィラー4a、4b、4cは、60℃でのtanδが、例えば、0.16以上0.22以下であることが好ましい。さらに、ビードフィラー4a、4b、4cは、JIS−A硬度により示されるゴム硬度が、例えば、67以上71以下であることが好ましい。
[補強ゴムの設置範囲]
バイアスタイヤ1は、タイヤ子午線方向の断面において、図2に示す範囲よりも、より広い範囲に補強ゴムを有していてもよい。図3から図7は、タイヤ子午線方向の断面において、補強ゴムを設ける範囲の例を説明する図である。
例えば、図3に示すように、補強ゴム12aを設けてもよい。すなわち、図3において、タイヤ子午線方向の断面において、複数対のビードコア3a、3b、3cのうち、タイヤ赤道面CLから最も遠い最外側ビードコア3cの中心点Pcからタイヤ回転軸Jに下ろした垂線Scの位置を第2位置とし、第2位置よりタイヤ幅方向外側に端部T2が位置するようにしてもよい。こうすることにより、補強ゴム12aは、第1位置よりタイヤ幅方向内側に端部T1が位置し、第2位置よりタイヤ幅方向外側に端部T2が位置する。この場合においても、補強ゴム12aは、第1位置と第2位置との間に少なくとも設けられる。この位置に補強ゴム12aを設けることにより、最内側ビードコア3aの動きを抑制し、CBUおよびビードコア間のゴムのセパレーションの発生を防止することができる。
また、例えば、図4に示すように、補強ゴム12bを設けてもよい。すなわち、図4において、複数対のビードコア3a、3b、3cのうち、タイヤ赤道面CLから最も遠い最外側ビードコア3cの中心点Pcからタイヤ回転軸Jに平行にタイヤ幅方向外側に延ばした平行線H1の位置を第3位置とし、補強ゴム12bはタイヤ子午線方向の断面において、少なくとも、第1位置から第2位置を経て、第3位置まで連続して設けてもよい。つまり、補強ゴム12bは、第1位置よりタイヤ幅方向内側に端部T1が位置し、第2位置を経て第3位置よりタイヤ径方向外側に端部T3が位置する。この位置に補強ゴム12bを設けることにより最内側ビードコア3aと最外側ビードコア3cとの結びつきが強くなる。これにより、ビードコア3a、3bおよび3cを固定することができ、最内側ビードコア3aの単独での過剰な動きを抑制できる。この位置に補強ゴム12bを設けることにより、最内側ビードコア3aの動きを抑制し、CBUおよびビードコア間のゴムのセパレーションの発生を防止することができる。なお、第3位置よりもタイヤ径方向内側の位置に端部T3が位置していると最内側ビードコア3aの固定が十分ではない。また、タイヤ幅方向外側のビードフィラー4cの高さ位置H0よりタイヤ径方向内側に、端部T3が位置することが好ましい。端部T3が高さ位置H0より上になるまで補強ゴム12bを延在させるとタイヤ幅方向外側のみ剛性が高くなり、せん断歪が高くなって耐久性(耐プライセパ性)が低下する。
さらに、例えば、図5に示すように、補強ゴム12cを設けてもよい。すなわち、図5において、タイヤ子午線方向の断面において、最内側ビードコア3aの中心点Paからタイヤ幅方向内側の位置H2を第4位置とし、補強ゴム12cは、第1位置から第2位置を経て第3位置まで連続しているとともに、第1位置から少なくとも第4位置まで連続して設けてもよい。つまり、補強ゴム12cは、第3位置よりタイヤ径方向外側に端部T3が位置し、かつ、第4位置よりタイヤ径方向外側に端部T4が位置する。この位置に補強ゴム12cを設けることにより最内側ビードコア3aと最外側ビードコア3cとの結びつきがより強くなる。これにより、ビードコア3a、3bおよび3cを固定することができ、最内側ビードコア3aの単独での過剰な動きをさらに抑制できる。この位置に補強ゴム12cを設けることにより、最内側ビードコア3aの動きを抑制し、CBUおよびビードコア間のゴムのセパレーションの発生を防止することができる。
また、例えば、図6に示すように、補強ゴム12dを設けてもよい。すなわち、図6において、タイヤ子午線方向の断面において、複数のビードフィラー4a、4b、4cのうち、タイヤ径方向の高さが最も高い最大ビードフィラー4cのタイヤ径方向の最も外側の位置からリム30のフランジ高さFHの0.9倍の高さの位置までの範囲のいずれかの位置を第5位置とし、補強ゴム12dは、第1位置から第2位置を経て第3位置まで連続しているとともに、第1位置から第4位置を経て、少なくとも第5位置まで連続して設けてもよい。つまり、補強ゴム12dは、第3位置よりタイヤ径方向外側に端部T3が位置し、かつ、第5位置よりタイヤ径方向外側に端部T5が位置する。この位置に補強ゴム12dを設けることにより最内側ビードコア3aと最外側ビードコア3cとの結びつきがさらに強くなる。これにより、ビードコア3a、3bおよび3cを固定することができ、最内側ビードコア3aの単独での過剰な動きをさらに抑制できる。この位置に補強ゴム12dを設けることにより、最内側ビードコア3aの動きを抑制し、CBUおよびビードコア間のゴムのセパレーションの発生を防止することができる。なお、タイヤ幅方向外側の最大ビードフィラー4cの高さ位置H0よりタイヤ径方向内側に、端部T3、T5が位置することが好ましい。端部T3が高さ位置H0より上になるまで補強ゴム12dを延在させるとタイヤ幅方向外側のみ剛性が高くなり、せん断歪が高くなって耐久性(耐プライセパ性)が低下する。
図7は、複数のカーカス層を覆う他のカーカス層をさらに含むビード部を拡大して示す。図7に示すように、バイアスタイヤ1は、複数対のビードコア3a、3b、3cそれぞれに対応する複数のカーカス層10a、10b、10cを覆う他のカーカス層100をさらに含んでいてもよい。カーカス層100は、本例では、端部を巻き上げることなくビード部2のタイヤ径方向内側で終端する、いわゆるターンダウン構造になっている。本例では、複数のカーカス層10a、10b、10cと他のカーカス層100との間に、補強ゴム12eが設けられている。もっとも、複数のカーカス層10a、10b、10cを覆う他のカーカス層100のタイヤ径方向内側に、補強ゴム12eが設けられていてもよい。この位置に補強ゴム12eを設けることにより、最内側ビードコア3aの動きを抑制し、CBUおよびビードコア間のゴムのセパレーションの発生を防止することができる。
なお、カーカス層100は、その端部が巻き上げられ、複数のカーカス層10a、10b、10c全体を包み込んで終端されていてもよい。また、カーカス層100は、その端部がビードコア3cの側方すなわちタイヤ幅方向の外側で終端されていてもよい。カーカス層100に含まれるカーカスの枚数は、4枚以上8枚以下であることが好ましい。カーカス層100のカーカスプライは、スチールあるいは有機繊維材(例えば、アラミド、ナイロン、ポリエステル、レーヨンなど)から成る複数のカーカスコードをコートゴムで被覆して圧延加工して構成される。カーカス層100のカーカスプライは、同じものを複数枚用いてもよいし、異なるものを混在させてもよい。
[高負荷時の作用]
図7において、高負荷時に、バイアスタイヤ1には、タイヤ幅方向外側へ作用する力とタイヤ径方向外側へ作用する力との応力が矢印Y1の方向に加わる。仮に、バイアスタイヤ1が補強ゴム12eを有していない場合、ビードトゥ50から内面側の剛性が荷重に対して不足すると、ビードトゥ50がリム30から浮き上がり、過剰な歪みが発生することがある。このように過剰な歪みが発生すると、ビードコア3a、3bの下のカーカス層100にCBUが発生したり、カーカス層100の付近のゴムにセパレーションが発生したりする。これに対し、本実施形態のバイアスタイヤ1は補強ゴム12eを有しており、しかも第1位置と第2位置との間に補強ゴム12eが設けられている。このため、ビードコア3a、3bの下側の剛性を十分に確保でき、CBUおよびビードコア間のゴムのセパレーションの発生を防止することができる。図2から図6までの構成においても上記の作用と同様であり、ビードコア3a、3bの下側の剛性を十分に確保でき、CBUおよびビードコア間のゴムのセパレーションの発生を防止することができる。
[まとめ]
タイヤ赤道面に最も近い内面側カーカス層の過度な引張りによるCBUやセパレーションを防止するには、一般的な対策として過度な引張りに耐えうるようにカーカス枚数の増加が考えられる。しかしながら、この対策は生産性悪化、コスト増加、重量増加に繋がる。本実施形態のバイアスタイヤによれば、少なくとも、最内側ビードコアからタイヤ回転軸に下ろした垂線の位置である第1位置、それよりタイヤ幅方向外側に位置する他のビードコアのそれぞれ中心点からタイヤ回転軸に下ろした垂線の位置である第2位置との間に補強ゴムを配置することでビードコアの動きを抑制し、カーカス枚数を増やすことなく耐久性能を向上させることができる。
本実施形態のバイアスタイヤ1のビード部2について、耐久性能を評価した。本実施例では、29.5−25 L22サイズのタイヤを規定リムに装着し、650kPa(TRA規格:350kPa)、150%荷重条件にて実車走行を行い、ビード部2に故障が発生するまでの走行時間にて耐久性能を評価した。
また、従来例として、最内側ビードコアの中心点からタイヤ回転軸に下ろした垂線の位置、最内側ビードコアに隣接するビードコアの中心点からタイヤ回転軸に下ろした垂線の位置、のそれぞれに補強ゴムがあり、補強ゴムが連続しておらず、補強ゴムの100%伸長モジュラスが1.3MPaで、チェーファーを有していないタイヤを用意した。さらに、比較例として、図8に示す構造を有するバイアスタイヤを用意した。図8に示すバイアスタイヤは、補強ゴム120の一方の端部T10が最内側のビードコア以外のビードコア3bの中心点Pbからタイヤ回転軸に下ろした垂線Sbの位置で、かつ、補強ゴム120の他方の端部T11が最外側のビードコア3cの中心点Pcからタイヤ回転軸に下ろした垂線Scの位置で、補強ゴムが連続しており、チェーファーを有していないタイヤである。
表1、表2に示すように、実施例1から実施例18のバイアスタイヤは、補強ゴムを有している。実施例1から実施例6、実施例9から実施例14のバイアスタイヤは、補強ゴムの一方の端部が第1位置の範囲内に位置している。実施例7、実施例15および実施例16のバイアスタイヤは、補強ゴムの一方の端部が第4位置の範囲内に位置している。実施例8、実施例17および実施例18のバイアスタイヤは、補強ゴムの一方の端部が第5位置の範囲内に位置している。また、実施例1から実施例18のバイアスタイヤは、補強ゴムの他方の端部が、第2位置まで、または、第3位置まで、それぞれ連続して設けられているバイアスタイヤとした。実施例1から実施例3のバイアスタイヤは、補強ゴムの100%伸長モジュラスが、1.3MPaのバイアスタイヤとした。実施例4のバイアスタイヤは、補強ゴムの100%伸長モジュラスが、1.5MPaのバイアスタイヤとした。実施例5、実施例7から実施例18のバイアスタイヤは、補強ゴムの100%伸長モジュラスが、2.0MPaのバイアスタイヤとした。実施例6のバイアスタイヤは、補強ゴムの100%伸長モジュラスが、2.5MPaのバイアスタイヤとした。実施例1から実施例8のバイアスタイヤは、チェーファーを有していないものとした。実施例9から実施例18のバイアスタイヤは、チェーファーを有しているものとした。実施例9、実施例11、実施例13、実施例15、実施例17のバイアスタイヤは、補強ゴムをチェーファーの外側に設けた位置関係のものとした。実施例10、実施例12、実施例14、実施例16、実施例18のバイアスタイヤは、補強ゴムをカーカス層とチェーファーとの間に設けた位置関係のものとした。実施例1から実施例18のバイアスタイヤでは、補強ゴムは、破断伸びが545%、60℃でのtanδが0.05、JIS−A硬度により示されるゴム硬度が51のものを用いた。実施例1から実施例18のバイアスタイヤでは、リムクッションゴムは、100%伸長モジュラスが2.0MPa、破断伸びが605%、60℃でのtanδが0.14、JIS−A硬度により示されるゴム硬度が55のものを用いた。実施例1から実施例18のバイアスタイヤでは、ビードフィラーは、100%伸長モジュラスが5.4、破断伸びが実測300%、60℃でのtanδが実測0.19、JIS−A硬度により示されるゴム硬度が69のものを用いた。
なお、従来例、比較例、実施例1から実施例18では、カーカス層10a、10b、10c、100を構成するそれぞれのカーカスプライ枚数を4枚以上8枚以下の枚数とし、タイヤ幅方向で最も内側のカーカス層のコードの角度を、タイヤ周方向に対して、25度以上45度以下とした。
表1および表2によると、補強ゴムの一方の端部が第1位置、第4位置または第5位置に位置する場合、補強ゴムの他方の端部が第2位置まで連続する場合、第3位置まで連続する場合、のいずれの場合についても、従来例および比較例の場合に比べて良好な結果が得られた。また、表1および表2によると、補強ゴムの100%伸長モジュラスが1.5MPa以上2.5MPa以下の場合に良好な結果が得られた。さらに、表1および表2によると、チェーファーを有している場合に良好な結果が得られ、補強ゴムをチェーファーの外側に設けた場合よりも、補強ゴムをカーカス層とチェーファーとの間に設けた場合に良好な結果が得られた。
Figure 2019093999
Figure 2019093999
1 空気入りバイアスタイヤ
2 ビード部
3a、3b、3c ビードコア
4a、4b、4c ビードフィラー
5 トレッド部
6 ショルダー部
7 サイドウォール部
8、8a ベルト
9 インナーライナー
10a、10b、10c、100 カーカス層
11 溝
12、12a、12b、12c、12d,12e、120 補強ゴム
13a、13b チェーファー
15 トレッドゴム
17 サイドウォールゴム
20 リムクッションゴム
30 リム
30F フランジ
50 ビードトゥ

Claims (11)

  1. 複数対のビードコアと、前記複数対のビードコアそれぞれに対応して設けられた複数のカーカス層とを含み、複数の前記カーカス層は、それぞれ、前記ビードコアを包み込みつつ巻き返されて係止される空気入りバイアスタイヤであって、
    前記空気入りバイアスタイヤが組込まれるリムとの嵌合面からタイヤ径方向外側で複数の前記カーカス層よりもタイヤ径方向内側に設けられた補強ゴムを有し、
    前記補強ゴムは、タイヤ子午線方向の断面において、前記複数対のビードコアのうち、タイヤ赤道面に最も近い最内側ビードコアの中心点からタイヤ回転軸に下ろした垂線の位置である第1位置と、タイヤ子午線方向の断面において、前記複数対のビードコアのうち、前記最内側ビードコアよりタイヤ幅方向外側に位置する他のビードコアの中心点からタイヤ回転軸に下ろした垂線の位置である第2位置と、の間に、少なくとも設けられる空気入りバイアスタイヤ。
  2. 前記他のビードコアは、タイヤ子午線方向の断面において、前記複数対のビードコアのうち、前記最内側ビードコアに隣接するビードコアであり、前記他のビードコアの中心点からタイヤ回転軸に下ろした垂線の位置が前記第2位置である請求項1に記載の空気入りバイアスタイヤ。
  3. 前記他のビードコアは、タイヤ子午線方向の断面において、前記複数対のビードコアのうち、前記タイヤ赤道面から最も遠い最外側ビードコアであり、前記他のビードコアの中心点からタイヤ回転軸に下ろした垂線の位置が前記第2位置である請求項1に記載の空気入りバイアスタイヤ。
  4. タイヤ子午線方向の断面において、前記複数対のビードコアのうち、タイヤ赤道面から最も遠い最外側ビードコアの中心点からタイヤ回転軸に平行にタイヤ幅方向外側に延ばした平行線の位置を第3位置とし、
    前記補強ゴムは、タイヤ子午線方向の断面において、少なくとも、前記第1位置から前記第2位置を経て、前記第3位置まで連続して設けられる請求項1から請求項3のいずれか1つに記載の空気入りバイアスタイヤ。
  5. タイヤ子午線方向の断面において、前記最内側ビードコアの中心点からタイヤ幅方向内側の位置を第4位置とし、
    前記補強ゴムは、タイヤ子午線方向の断面において、前記第1位置から少なくとも前記第4位置まで連続して設けられる請求項1から請求項4のいずれか1つに記載の空気入りバイアスタイヤ。
  6. 前記複数対のビードコアそれぞれに対応して設けられた複数のビードフィラーをさらに含み、
    前記複数のビードフィラーは、それぞれ、前記複数対のビードコアのタイヤ径方向外側に配置され、
    複数の前記カーカス層は、それぞれ、前記ビードコアおよび前記ビードフィラーを包み込みつつ巻き返されて係止され、
    タイヤ子午線方向の断面において、前記複数のビードフィラーのうち、タイヤ径方向の高さが最も高い前記ビードフィラーのタイヤ径方向の最も外側の位置から前記リムのフランジ高さの0.9倍の高さの位置までの範囲のいずれかの位置を第5位置とし、
    前記補強ゴムは、タイヤ子午線方向の断面において、前記第1位置から前記第4位置を経て、少なくとも前記第5位置まで連続して設けられる請求項5に記載の空気入りバイアスタイヤ。
  7. 複数の前記カーカス層を包む、他のカーカス層をさらに含む請求項1から請求項6のいずれか1つに記載の空気入りバイアスタイヤ。
  8. 前記カーカス層全体を包む、少なくとも1枚のチェーファーをさらに有し、
    前記補強ゴムは、複数の前記カーカス層と前記チェーファーとの間に設けられ、前記チェーファーの端部は前記補強ゴムの位置よりタイヤ径方向外側に位置する請求項1から請求項7のいずれか1つに記載の空気入りバイアスタイヤ。
  9. 前記補強ゴムの100%伸長モジュラスが1.5MPa以上である請求項1から請求項8のいずれか1つに記載の空気入りバイアスタイヤ。
  10. 前記ビードコアそれぞれの巻上げカーカスは、4枚以上8枚以下である請求項1から請求項9のいずれか1つに記載の空気入りバイアスタイヤ。
  11. タイヤ幅方向で最も内側のカーカス層のコードの角度は、タイヤ周方向に対して、25度以上45度以下である請求項1から請求項10のいずれか1つに記載の空気入りバイアスタイヤ。
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