JP3459797B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は、ビード部の耐久性
能を向上させた空気入りタイヤ、特に、重荷重用空気入
りラジアルタイヤに関する。 【０００２】 【従来の技術】空気入りタイヤのビードコアは、空気内
圧を保持するカーカスを係止し、かつタイヤをリムに固
定する機能を有する。そのため、高い剛性と、タイヤを
リムに装着する際の可撓性とが必要となるため、通常、
強力なスチールワイヤを複数本積層するか、または、１
本のスチールワイヤを複数回巻重ねて形成している。 【０００３】又ビードコアには、タイヤ軸方向内側から
外側に巻き上げられたカーカスが係止され、かつこのカ
ーカスはラジアルタイヤにあっては、ラジアル配列され
かつ有機繊維コード、スチールコードであるカーカスコ
ードからなるカーカスプライが用いられる。このカーカ
スプライはビードコアに巻き上げられているため、特に
ビードコアに向き合うカーカスプライはタイヤ成形段階
とともに、タイヤの使用の間にもビードコアに接近しが
ちとなる。 【０００４】このような接近により、カーカスとビード
コアとが使用、走行の間におけるタイヤ変形によって接
触すると、走行に伴う接触の繰り返しによる摩損，疲労
によってカーカスコードが破断し、タイヤの損傷に至
る。 【０００５】他方、カーカスとビードコアとの間の距離
を過大とすると、空気内圧によるカーカス本体に加わる
タイヤ半径方向外方への力により、ビードコアとカーカ
スとの間に大きな歪が生じ、タイヤ全体の変形によるタ
イヤユニフォミティの悪化、発熱、及び構造損傷を招来
しやすい。 【０００６】特に、カーカスコードがスチールのカーカ
スプライからなる重荷重用空気入りラジアルタイヤにあ
っては、カーカスコードをラジアル方向に配しかつ０．
１〜０．５mmの線径の細い金属フィラメントを多数撚り
合わせて構成する一方、ビードコアは、タイヤ周方向に
延びる高強力のスチールワイヤを用いているため、カー
カスコードとビードワイヤはほぼ９０°の角度で交差
し、その結果、両者の接触によってスチールからなるカ
ーカスコードの金属フィラメントは比較的容易に破断す
る。 【０００７】なおスチールのカーカスコードは有機繊維
のカーカスコードに比べ、伸びが少ないため、ビードコ
アとカーカスとの間の間隙が大きいときには、その間の
ゴム材料の変形が大となり、ゴム材料の亀裂等の損傷が
生じやすい。 【０００８】他方、リム組性能及び耐リムずれ性能を向
上しうるとともに、プライルースなどの損傷の発生を減
じビード部の耐久性を向上するべく、特許第２７８１５
４２号は、図５に示すように、ビードコアＡからタイヤ
半径方向外方にビードエイペックスＢに沿ってのびるカ
ーカスＣの本体部を直線状とすることによって、タイヤ
を正規リムに装着し、正規内圧を充填したときのビード
コアＡのタイヤ半径方向外方端付近のタイヤ軸方向に対
するカーカスの角度αを小さくしたタイヤを提案してい
る。 【０００９】 【発明が解決しようとする課題】前記提案のものは、前
記リム組性能及び耐リムずれ性能などを向上しうるとは
いえ、このような構造にあっては、カーカスコードとビ
ードワイヤとの接触が発生しやすいことを判明した。こ
の原因について本発明者らは種々検討した結果、図６に
示すように、前記角度αに対する、ビードコアＡとカー
カスＣとの間の最小間隙Min diに相関があり、角度αが
大であるほど前記最小間隙Min di（ビードコアの各稜部
での間隙d1、d2…d4のいずれか）が小となることを見い
だした。 【００１０】さらに、本発明者らは、一方のビードコア
Ａから他方のビードコアＡまでの間のカーカスＣの長さ
の加硫前後の変化もまたMin diの値に影響を及ぼすこと
を見出し、即ち、加硫前のビードコアＡのタイヤ半径方
向外端を通るタイヤ軸方向線とカーカスＣの本体部とが
交差する位置から、反対側の同位置までの加硫前のカー
カス長さｎ１と、加硫後のカーカス長さｎ２との比ｎ１
／ｎ２の比が小さいほど、図７に示すように、加硫によ
るのびが大であってケーステンションが大きく、その結
果前記最小間隙Min diの値は小さくなり、前記のように
ビードワイヤとカーカスコードとが接触しやすくなる。 【００１１】このために、特開平８−２３１７７１号公
報、特公昭７−５３４８１号公報では、ビードワイヤと
カーカスコードとの接触を防止するため、ビードコアを
有機繊維ゴム層で覆う構造が提示されているが単に有機
繊維ゴム層でビードコアを覆うだけでは、ビードコアと
カーカスとの間の最小間隙に変動が生じがちであり、ま
た製造を困難にする。なお加硫ゴムをビードコアに予め
焼き付けておくものは、ビードエイペックスとの接着不
良の問題が生じる場合が生じる。 【００１２】本発明は、空気入りタイヤ、特に、スチー
ルコードからなるカーカスを有する重荷重用ラジアルタ
イヤにおいてビード部の構造耐久性能を向上させうる空
気入りタイヤの提供を目的としている。 【００１３】 【課題を解決するための手段】本発明は、トレッド部か
らサイドウォール部をへてビード部のビードコアに至る
本体部に、このビードコアの周りをタイヤ軸方向内側か
ら外側に折返す折返し部を連設した１枚以上のラジアル
配列のカーカスプライからなるカーカスと、前記本体部
と折返し部との間のビードエーペックスと、トレッド部
の内方かつカーカスの半径方向外側に配されるベルト層
とを具えた空気入りタイヤであって、前記ビードコア
は、実質的にタイヤ周方向に平行に並べて配列された複
数本のビードワイヤからなりかつタイヤ軸方向を含む断
面において頂部を有し、前記ビードコアに、その半径方
向内向き面を覆う内側部と、この内側部に連なりビード
コアの半径方向外向き面とは離間してかつ半径方向外側
にのびる跳ね上げ部を有して覆う外側面とを具える有機
繊維ゴム層を配するとともに、前記ビードコアの前記頂
部と、これに向き合うカーカスプライの前記内側部のカ
ーカスコードとの間の最少間隙を０．５mm以上かつ４．
０mm以下とし、かつ前記ビードコアの外向き面と有機繊
維ゴム層の半径方向外面との間の前記跳ね上げ部の距離
を、ビードコア高さ（Bh）の０．０５倍から１．０倍の
範囲とするとともに、前記有機繊維ゴム層はゴム引きし
た有機繊維ゴム引きプライからなることを特徴とする空
気入りタイヤである。 【００１４】かかる構成を具えることにより、ゴム付け
された有機繊維ゴム層がビードコアとカーカスとの間に
介在して最小間隙を０．５mm以上かつ４．０mm以下に保
ち、ビードコアとカーカスコードとの接触を防止するこ
とによって、カーカスコードとビードコアとの直接接触
によるカーカスコードの破損を防ぎうる。また間隙が過
大となることによるカーカスとビードコア間のゴムの発
熱を低下して、熱による接着不良が発生を抑制するとと
もに、有機繊維ゴム層には外側部に跳ね上げ部を形成し
ているため、この跳ね上げ部はカーカスとビードエイペ
ックスに接して両者との接着強度を増し、かつタイヤ転
動によるビード部の繰り返し変形に伴う剥離を減じる。 【００１５】 【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施の形
態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の空気入
りタイヤが重荷重用の空気入りタイヤとして構成された
形態を例示しているが、本発明の空気入りタイヤは、乗
用車タイヤ、自動二輪車用タイヤ等（図示せず）として
も利用できる。 【００１６】図１において、重荷重用の空気入りタイヤ
（以下タイヤ１という）に適用して、そのビード部構造
耐久性能を向上させるのであって、タイヤ１は、トレッ
ド部２の両側からタイヤ半径方向内側にのびるサイドウ
ォール部３，３を経てビード部４，４にのびるトロイド
状をなし、かつ前記トレッド部２からサイドウォール部
３をへてビード部４のビードコア６に至る本体部５Ａに
このビードコア６の周りをタイヤ軸方向内側から外側に
折返す折返し部５Ｂを一体に連設したカーカスプライか
らなるカーカス５を具える。 【００１７】また、トレッド部２の内方かつカーカス５
の半径方向外側に、該カーカス５を強固に締め付けるベ
ルト層７を設けている。本例にあっては、このベルト層
７は、スチールコードをタイヤ赤道ＣＯに対して例えば
６０±１０°程度の角度で傾けた最も内のベルトプライ
７Ａと、タイヤ赤道ＣＯに対してスチールコードを３０
°以下の小角度で傾けて順次半径方向外側に積み重ねた
ベルトプライ７Ｂ、７Ｃ、７Ｄとからなる。本形態で
は、最も内のベルトプライ７Ａのスチールコードと、そ
の外側のベルトプライ７Ｂのスチールコードとは、タイ
ヤ半径方向外方から見てタイヤ赤道面ＣＯに対し同方向
に傾き、ベルトプライ７Ｃ及び７Ｄのスチールコード
は、ベルトプライ７Ａ、７Ｂとはともに反対の方向に傾
いている。なお、ベルトプライ７Ｃ及び７Ｄのスチール
コードを互いに交差する向きとすることもできる。 【００１８】前記カーカス５は、ナイロン、レーヨン、
ポリエステル、芳香族ポリアミド等の有機繊維コード又
はスチールコードであるカーカスコードを引き揃えてト
ッピングゴムによりゴム引きしたカーカスプライを用い
るとともに、カーカスコードをタイヤ赤道面Ｃに対して
７０〜９０°の角度範囲で傾けて並べたラジアル又はセ
ミラジアル構造をなす。又本形態ではスチールコードか
らなるカーカスコード５ａをタイヤ赤道面Ｃに対して９
０°の角度で傾けた１枚のカーカスプライにより形成さ
れ、しかもこのカーカス５の前記本体部５Ａと折返し部
５Ｂとの間には、前記ビードコア６から半径方向外方に
先細りしてのびる断面略三角形状のビードエーペックス
９が配される。なお該ビードエイペックス９の半径方向
上端がタイヤ最大幅位置よりも下方に位置してその高さ
が比較的小であることによって、そのタイヤ半径方向外
方には、カーカスの折返し部５Ｂが、カーカスの本体部
５Ａに接触する接触領域Ｓを形成している。 【００１９】前記ビードコア６は、図２に詳示するよう
に、実質的にタイヤ周方向に平行に配列されたビードワ
イヤ６ａをリング状に巻き付けたゴム付けした巻装体で
あって、本例では、１本のビットワイヤ６ａをタイヤ周
方向に多段に螺旋巻きしたいわゆるシングルワインディ
ングビードコアであり、半径方向最内側から順次、７本
並び、８本並び、最大幅となる９本並びとなる層を重ね
るとともに、さらに８本並び、７本並び、６本並びの層
を積み重ねることにより、ビードコア６は、半径方向の
外向き面６Ａ，内向き面６Ｂのタイヤ軸方向内外端をく
字折曲り斜面６Ｃ，６Ｄで継いだ断面略扁平６角形の多
段体をなし、これによって、タイヤ軸方向最内外縁の頂
点６１、６２とともに、その上下内外の頂点６３，６
４，６５，６６を具えることとなる。 【００２０】本形態では、１５°テーパーリムに装着す
る重荷重用の空気入りタイヤであるため、前記内向き面
６Ｂのタイヤ軸方向線ｘに対する角度βを１５°±２°
の範囲に設定される。この範囲を超えるとタイヤとリム
との嵌合性能に悪影響を及ぼす。角度βは装着されるリ
ムの形状によって個々に決定され、またビードコア６の
形状、ビードワイヤ配列も種々変形できる。 【００２１】前記ビードコア６は、最大幅層（９本並
び）のタイヤ半径方向外方に８〜６本並び、内方に８，
７本並びの各層をそれぞれ順次配し、このように、内方
の層数を少なくすることによって、カーカス５により接
近しやすい内方の頂点６５，６６付近のカーカス５とビ
ードコア６との間の間隙ｄが小となることを防止すると
ともにビードコア６の強度を維持することができる。 【００２２】ビードコア６とカーカス５の間には、引き
揃えた有機繊維コード８ａをゴム引きした有機繊維コー
ドゴム引きプライを用いた有機繊維ゴム層８が配置され
る。この有機繊維ゴム層８は、ビードコア６に予め巻回
されているものであり、かつビードコア６のビードワイ
ヤ６ａに対し一定角度、本形態では略直角に配列された
有機繊維コード８ａを具えるとともに、この有機繊維コ
ード８ａがゴム引きされた有機繊維コードゴム引きプラ
イ８ｂとして、２重に比較的緩く巻き付けられる。なお
２枚を各１周巻きとなるように巻回することもでき、有
機繊維コード８ａとして、ナイロン、芳香族ポリアミ
ド、ポリエステル、レーヨン等の材料が用いられる。そ
の中でもナイロンコードはゴムとの接着性の点で好適に
用いられる。特に６ナイロンは好ましい。 【００２３】さらに有機繊維ゴム層８は、ビードコア６
の半径方向内側を覆う内側部８Ｂと、この内側部８Ｂに
連なりビードコア６の半径方向外向き面６Ａとは離間し
て半径方向外側に突出する跳ね上げ部８Ａ１ を有する
外側部８Ａとからなる。前記内側部８Ｂでは、前記ビー
ドコア６の内向き面６Ｂとの間に比較的小さい高さＭの
ゆるみ部８Ｂ１が形成される。 【００２４】このように、ビードコア６とカーカス５と
の間には半径方向内方において２重のプライからなる前
記有機繊維ゴム層８の内側部８Ｂが介在することによっ
て、カーカス５とビードコア６の接触を防止する。この
ため、ビードコア６のタイヤ軸方向最内外の頂部６１，
６２を含む内方の頂部６５，６６と該ビードコア６に向
き合うカーカスプライのカーカスコード５ａとの間の最
小間隙Min diを０．５mm以上かつ４．０mm以下に保持し
ている。 【００２５】これは０．１mm未満では、カーカスコード
５ａは接触により、薄い有機繊維ゴム層８を破断させ、
さらに、カーカスコード５ａがビードコア６に接触し
て、自らが破断することとなる。他方４．０mmを越える
と、カーカス５とビードコア６との間のゴムの発熱は大
きくなり、熱による接着不良が発生しやすくなる。従っ
て、本願発明においては０．５〜４．０ｍｍ、好ましく
は、０．５mmから２．５mm、さらには０．７５〜２．０
mmの範囲内に設定される。 【００２６】さらに前記有機繊維ゴム層８の外側部８Ａ
の前記跳ね上げ部８Ａ１は、図２の形態では、２重の有
機繊維コードゴム引きプライ ８ｂ 、８ｂを緩く巻回
することにより上方に前記外向き面６Ａから膨出する弧
状の膨らみ部として形成される。また前記跳ね上げ部８
Ａ１の外端ａと前記ビードコア６の外向き面６Ａとの間
の距離Ｌは、ビードコア高さＢｈの０．０５倍から１．
０倍の範囲としている。 【００２７】ここで、有機繊維ゴム層８の跳ね上げ部８
Ａ１の外端ａは、タイヤ１を正規リムに装着し、正規内
圧を充填した状態で、前記ビードコア６の前記外向き面
６Ａから最も離間する点とする。さらに跳ね上げ部８Ａ
１の外端ａとの間の前記距離Ｌは、ビードコア６の外向
き面６Ａに対して直角な方向の長さをいう。 【００２８】さらにビードコア６の高さＢｈは、前記ビ
ードコア６の内向き面６Ｂと、外向き面６Ａとの間の距
離であり、内向き面６Ｂと、外向き面６Ａとが平行と言
えないときには外向き面６Ａの中央点からの内向き面６
Ｂに対する垂直最短長さをいう。前記跳ね上げ部８Ａ１
の距離Ｌと、ビードコア６の前記高さＢｈとの比Ｌ／Ｂ
ｈが０．０５未満では、前記有機繊維ゴム層８の外側部
８Ａの半径方向長さが増大せず、従ってビードエイペッ
クス９との接着長が増加できず、ビードエイペックス９
とビードコア６間の接着不良が生じやすい。 【００２９】また１．０を越えると、タイヤ転動による
ビード部の繰り返し変形により、ビードエイペックスと
有機繊維ゴム層８のゴム間の接着不良が生じやすくな
る。さらに図２の場合には、ビードコア６の外向き面６
Ａから有機繊維ゴム層８の外側部８Ｂが浮き上がるた
め、その間に充填されるゴム層１０のゴム量が大となり
ビードコア成形を困難にする。なおゴムとして、ビード
ワイヤをゴム付けしビードコア６を形成するコーティン
グゴム、もしくは、有機繊維ゴム層８に用いるトッピン
グゴムなどのゴム層１０が用いられる。ビードエイペッ
クスと同等乃至それ以上の硬度とするのがビードエイペ
ックス９の安定のために好ましい。またビードエイペッ
クスよりも低硬度とし緩衝機能を発揮させることもでき
る。 【００３０】図３は、有機繊維ゴム層８の他の態様を示
している。図３は、有機繊維ゴム層８の内側部８Ｂは２
層の有機繊維コードゴム引きプライ８ｂからなり、かつ
外側部８Ａを３層としている。このために、外側部８Ａ
に一端を有して有機繊維コードゴム引きプライ８ｂを巻
きはじめ、外側部８Ｂでは３層となるようにこの部分の
みを３度通過するように巻回している。また外側部８Ａ
での有機繊維コードゴム引きプライ８ｂを緩めて巻くこ
とにより、外側部８Ａは山状の跳ね上げ部８Ａ１を構成
している。これらの跳ね上げ部８Ａ１においては、ゴム
層１０をビードコア６と有機繊維ゴム層８との間に介在
させる。ゴム層１０は、ビードワイヤをゴム付けするコ
ーティングゴムもしくは、有機繊維ゴム層のトッピング
ゴムが好適に用いられ、ビードコア６とビードエイペッ
クス９の接着安定性を向上させることができる。 【００３１】またビードコア６は、前記扁平６角形の断
面とする他、図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）に示
すような、円形、四角形、三角形などのものも利用で
き、この場合も半径方向外向き面と内向き面とに区分で
きる。 【００３２】【実施例】タイヤサイズが１１Ｒ２２．５、図１、図２
に示す構成の重荷重用ラジアルタイヤを表１の仕様にて
試作し、「ビード耐久性能」を評価した。試験条件は次
の通りである。なお有機繊維ゴム層８のトッピングゴム
は硬度を５０〜８５程度としている。 【００３３】試験機器：室内ドラム耐久試験機 リムサイズ：８．２５×２２．５ 荷重：９０００kg 内圧：１０００kPa 速度：２０km/hr 表１の結果は、ビード損傷発生までの走行距離を、従来
例を１００とした指数で表している。数値が大きいほど
ビード耐久性能が高いことを示す。比較例１は、ビード
コアの周りを有機繊維コードを含まないゴム層で覆った
ものである。比較例１から実施例２までのタイヤは、い
ずれも従来例より高いビード耐久性能を示したが、実施
例１及び２のタイヤは、比較例のタイヤよりも格段に高
い値を示した。 【００３４】 【表１】 【００３５】 【発明の効果】本発明のタイヤは、かかる構成を具える
ことにより、有機繊維ゴム層がビードコアとカーカスと
の間に介在して最小間隙を適宜に保持し、ビードコアと
カーカスコードとの接触、それによるカーカスコードの
破損を防くとともに、熱による接着不良を防ぎ、かつカ
ーカス、ビードエイペックスとの接着を良好としてビー
ド部の耐久性を向上する。

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明の一実施例を示すタイヤ右半分断面図で
ある。 【図２】ビード部を拡大した拡大断面図である。 【図３】有機繊維ゴム層の他の形態を例示する断面図で
ある。 【図４】ビードコアの他の態様を例示する断面図であ
る。 【図５】従来のビード部構造を例示する断面図である。 【図６】ビードコアとカーカスプライとの間の最小間隙
とカーカスプライの角度αとの相関を例示する線図であ
る。 【図７】カーカスプライの加硫伸びの比と最小間隙との
相関を例示する線図である。 【符号の説明】 １ 空気入りタイヤ ２ トレッド部 ３ サイドウォール部 ５ カーカス ５Ａ カーカスの本体部 ５Ｂ カーカスの折返し部 ６ ビードコア ６Ａ 外向き面 ６Ｂ 内向き面 ７ ベルト ８ 有機繊維ゴム層 ８Ａ 外側部 ８Ａ１、８Ａ１１、８Ａ１２ 跳ね上げ部 ８Ｂ 内側部 ９ ビードエイペックス １０ ゴム層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中川 恒之 福島県白河市字管生舎29−14 (56)参考文献 特開 昭52−79406（ＪＰ，Ａ) 実開 昭58−184304（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B60C 15/00 - 15/06

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】トレッド部からサイドウォール部をへてビ
   ード部のビードコアに至る本体部に、このビードコアの
   周りをタイヤ軸方向内側から外側に折返す折返し部を連
   設した１枚以上のラジアル配列のカーカスプライからな
   るカーカスと、前記本体部と折返し部との間のビードエ
   ーペックスと、トレッド部の内方かつカーカスの半径方
   向外側に配されるベルト層とを具えた空気入りタイヤで
   あって、 前記ビードコアは、実質的にタイヤ周方向に平行に並べ
   て配列された複数本のビードワイヤからなりかつ断面に
   おいて頂部を有し、 前記ビードコアに、その半径方向内向き面を覆う内側部
   と、この内側部に連なりビードコアの半径方向外向き面
   とは離間して前記外向き面から膨出する弧状の膨らみ部
   からなる跳ね上げ部を有して覆う外側面とを具える有機
   繊維ゴム層を配するとともに、 前記ビードコアの前記
   頂部と、これに向き合うカーカスプライの前記内側部の
   カーカスコードとの間の最少間隙を０．５mm以上かつ
   ４．０mm以下とし、かつ前記ビードコアの外向き面と有機繊維ゴム層の半径
   方向外面との間の前記跳ね上げ部の 距離を、ビードコア
   高さ（Bh）の０．０５倍から１．０倍の範囲とするとと
   もに、 前記有機繊維ゴム層はゴム引きした有機繊維ゴム引きプ
   ライからなることを特徴とする空気入りタイヤ。