JP3890051B2 - 重荷重用タイヤ - Google Patents

Description

本発明は、カーカスのプライ折返し部の構造を改善することにより、軽量化を図りつつビード耐久性を向上した重荷重用タイヤに関する。

近年、図９示す如く、カーカスのプライ折返し部ａを、ビードコアｂの周りで略一周巻きし、該ビードコアｂの半径方向上面ｂｓに沿わせたプライ折返し部ａの端部分ａ１を、該ビードコアｂとビードエーペックスゴムｃとの間で狭持したビード構造（以下ビードワインド構造という場合がある）のタイヤが提案されている（例えば特許文献１、２参照）。

特開平１１−３２１２４４号公報 特開２０００−２１９０１６号公報

この構造のものは、プライ折返し部ａがビードコアｂの周囲で途切れるため、その端部分ａ１にタイヤ変形時の応力が作用せず、従って、該端部分ａ１を起点としたコードルース等の損傷を効果的に抑制できる。しかもプライ折返し部ａの長さが小であるため、タイヤを軽量化しうるという利点もある。

しかしこの構造は、他方では、荷重負荷時におけるカーカスプライの倒れ込みが、非ビードワインド構造（図８）のものに比して大きいため、ビードコアｂのタイヤ軸方向内方端位置Ａにおいて歪みが大きくなり、カーカスプライのコード切れを起こす傾向がある。そこで、前記カーカスプライの倒れ込みを抑制し、前記内方端位置Ａでの損傷を抑えるために、ビード部に、プライ折返し部を覆う略Ｕ字状のスチールコードのビード補強層を設けることが要求されるが、前記軽量化の利点を維持するためには、より少ないスチール量でより高い補強効果を発揮しうるビードワインド構造に適合した新規なコード配列で前記ビード補強層を形成することが必要となる。

そこで本発明は、ビード補強層を、その一端から他端に至り補強コードのコード角度或いはコード配列密度が変化する特定のコード配列とすることを基本として、ビードワインド構造に適合してより高い補強効果を発揮でき、該構造が有する軽量化の利点を活かしつつビードコアのタイヤ軸方向内方端位置での損傷を抑制しうる重荷重用タイヤを提供することを目的としている。

前記目的を達成するために、本願請求項１の発明は、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プライ本体部に、前記ビードコアの廻りでタイヤ軸方向内側から外側に折り返されるプライ折返し部を一連に設けたカーカスプライを具え、かつ前記プライ折返し部が、前記ビードコアのタイヤ軸方向内側面、半径方向下面及びタイヤ軸方向外側面に沿って折れ曲がる主部と、該主部に連なり前記ビードコアの半径方向上面に接して又はこの半径方向上面から９０°より小な角度で離間して前記プライ本体部に向かってのびる巻上げ部とからなる重荷重用タイヤであって、
前記ビード部は、前記プライ折返し部の主部に沿いその半径方向内方を通る曲線状部と、この曲線状部のタイヤ軸方向外側で前記主部と離れて半径方向外方に向かってタイヤ軸方向外側に傾斜する外片と、前記曲線状部のタイヤ軸方向内側で前記プライ本体部のタイヤ軸方向内側面に沿ってのびる内片とを具え、かつ補強コードを配列してなるビード補強層を具えるとともに、
前記ビード補強層の前記外片の先端Ｑｏから前記内片の先端Ｑｉへの向きのビード補強層に沿った長さをＸ、該長さＸの位置における前記補強コードのタイヤ周方向に対するコード角度をＹとしたときのコード角度曲線Ｙ＝ｆ（Ｘ）において、
前記コード角度曲線ｆ（Ｘ）は、前記コード角度Ｙが最小値Ｙmin となる第２の変曲点Ｐ２と、その両側の第１、第３の変曲点Ｐ１、Ｐ３との少なくとも３つの変曲点Ｐを有し、かつ前記先端Ｑｏから第１の変曲点Ｐ１までの間では、コード角度曲線ｆ（Ｘ）の微分係数ｆ’（Ｘ）を正、前記第１，第２の変曲点Ｐ１，Ｐ２間では微分係数ｆ’（Ｘ）を負、前記第２，第３の変曲点Ｐ２，Ｐ３間では微分係数ｆ’（Ｘ）を正とするとともに、
前記第２の変曲点Ｐ２を、前記ビードコアの重心点Ｇを通り前記半径方向下面に直交する線がビード補強層と交わるコア底点と、前記ビードコアのタイヤ軸方向内方端を通り前記半径方向下面と平行な線がビード補強層と交わるコア内方端対抗点との間に位置したことを特徴としている。

又請求項６の発明は、前記請求項１の発明がコード角度曲線Ｙ＝ｆ（Ｘ）を特定しているのに対して、前記ビード補強層の前記外片の先端Ｑｏから内片の先端Ｑｉへの向きのビード補強層に沿った長さをＸ、該長さＸの位置における前記補強コードのコード配列密度をＤとしたときのコード配列密度曲線Ｄ＝ｇ（Ｘ）において、
前記コード配列密度曲線ｇ（Ｘ）は、前記コード配列密度Ｄが最大値Ｄmax となる第２の変曲点Ｒ２と、その両側の第１、第３の変曲点Ｒ１、Ｒ３との少なくとも３つの変曲点Ｒを有し、かつ前記先端Ｑｏから第１の変曲点Ｒ１までの間では、コード配列密度曲線ｇ（Ｘ）の微分係数ｇ’（Ｘ）を負、前記第１，第２の変曲点Ｒ１，Ｒ２間では微分係数ｇ’（Ｘ）を正、前記第２，第３の変曲点Ｒ２，Ｒ３間では微分係数ｇ’（Ｘ）を負とするとともに、
前記第２の変曲点Ｐ２を、前記ビードコアの重心点Ｇを通り前記半径方向下面に直交する線がビード補強層と交わるコア底点と、前記ビードコアのタイヤ軸方向内方端を通り前記半径方向下面と平行な線がビード補強層と交わるコア内方端対抗点との間に位置したことを特徴としている。

本明細書では、特に断りがない限り、タイヤの各部の寸法等は、タイヤを正規リムにリム組みしかつ５０ｋＰａの内圧を充填した５０ｋＰａ充填状態において特定される値とする。なお前記「正規リム」とは、タイヤが基づいている規格を含む規格体系において、当該規格がタイヤ毎に定めるリムであり、例えばＪＡＴＭＡであれば標準リム、ＴＲＡであれば "Design Rim" 、或いはＥＴＲＴＯであれば "Measuring Rim"を意味する。

本発明は叙上の如く構成しているため、ビードワインド構造に適合してより高い補強効果を発揮でき、該構造が有する軽量化の利点を活かしつつビードコアのタイヤ軸方向内方端の位置での損傷を抑制し、ビード耐久性を向上することができる。

以下、本発明の実施の一形態を、図示例とともに説明する。
図１は本願発明の重荷重用タイヤの５０ｋＰａ充填状態を示す断面図、図２、３はそのビード部を拡大して示す断面図である。

図１において、重荷重用タイヤ１は、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５に至るカーカス６と、このカーカス６の半径方向外側かつトレッド部２の内方に配されるベルト層７とを具備して構成される。

前記ベルト層７は、スチール製のベルトコードを用いた２枚以上（重荷重用ラジアルタイヤの場合は通常３枚以上）のベルトプライからなり、本例では、前記ベルトコードをタイヤ周方向に対して例えば６０±１５°の角度で配列した半径方向最内側の第１のベルトプライ７Ａと、タイヤ周方向に対して例えば１０〜３５°の小角度で配列した第２〜４のベルトプライ７Ｂ〜７Ｄとの４枚構造をなすものを例示している。このベルトプライ７Ａ〜７Ｄは、ベルトコードがプライ間で互いに交差する箇所を１箇所以上設けて重置されることにより、ベルト剛性を高めトレッド部２をタガ効果を有して補強している。

又前記カーカス６は、スチール製のカーカスコードをタイヤ周方向に対して少なくともトレッド部２、サイドウォール部３において８５〜９０°の角度で配列させた一枚のカーカスプライ６Ａから形成される。このカーカスプライ６Ａは、前記ビードコア５、５間に跨るプライ本体部６ａの両側に、前記ビードコア５の廻りでタイヤ軸方向内側から外側に折り返されるプライ折返し部６ｂを一連に具える。

なお前記ビードコア５は、図２に示すように、例えばスチール製のビードワイヤを多段多列に巻回してなるリング状体であって、本例では、断面横長の偏平六角形状のものを例示する。このビードコア５は、半径方向下面ＳＬが正規リムＪのリムシートＪ１と略平行となることによって、リムとの嵌合力を広範囲に亘って高めている。本例では、前記正規リムＪがチューブレス用の１５°テーパーリムである場合を例示しており、従って、ビードコア５の前記半径方向下面ＳＬ及び上面ＳＵは、タイヤ軸方向線に対して略１５°の角度で傾斜してる。ビードコア５の断面形状としては、必要に応じて、正六角形、矩形状も採用できる。

次に、本願のタイヤでは、カーカス６のプライ折返し部６ｂは、前記ビードコア５の周面に巻き付けられるとともに、その端部分がビードエーペックスゴム８との間で挟まれて係止される所謂ビードワインド構造で構成される。

詳しくは、前記プライ折返し部６ｂは、前記ビードコア５のタイヤ軸方向内側面Ｓｉ、半径方向下面ＳＬ、及びタイヤ軸方向外側面Ｓｏに沿って折れ曲がる主部１０と、該主部１０に連なり前記ビードコア５の半径方向上面ＳＵに接して、或いは離間してのびる小長さの巻上げ部１１とから形成される。

本例では、前記巻上げ部１１が離間する場合を例示しており、このとき巻上げ部１１は、前記半径方向上面ＳＵに対して９０°より小、好ましくは７５°以下の角度θを有して前記プライ本体部６ａに向かって傾斜する。この巻上げ部１１は、前記半径方向上面ＳＵの延長線よりも半径方向外側の部位を意味し、本例では、略く字状に折れ曲がる屈曲線状のものを例示しているが、直線状、及び円弧状等の湾曲線状に形成することもできる。

なおビードコア５では、図４に誇張して示すように、ビードワイヤ４０が一直線状に整一せずに上下にバラツキながら配列するなど、その半径方向上面ＳＵが非平面をなす場合がある。係る場合には、前記半径方向上面ＳＵは、該上面ＳＵをなすビードワイヤ列（上段列）のうちで半径方向最外側に位置するビードワイヤ４０ｏと半径方向最内側に位置するビードワイヤ４０ｉとに接する接線Ｋとして定義する。又前記巻上げ部１１が屈曲線状及び湾曲線状等の曲線の場合には、前記角度θは、前記巻上げ部１１が前記半径方向上面ＳＵの延長線（半径方向上面ＳＵが非平面の場合は前記接線Ｋ）に交わる巻上げ部１１の下端Ｍｂと、巻上げ部１１の先端Ｍａとを結ぶ直線の前記半径方向上面ＳＵ（半径方向上面ＳＵが非平面の場合は前記接線Ｋ）に対する角度として定義する。

そして前記巻上げ部１１では、その先端Ｍａの前記半径方向上面ＳＵ（半径方向上面ＳＵが非平面の場合は前記接線Ｋ）からの距離Ｌａを５〜１２ｍｍとするとともに、前記ビードコア５とプライ折返し部６ｂとの間に軟質の充填ゴム１２を配設している。

又前記充填ゴム１２は、本例では、ビードコア５の前記半径方向上面ＳＵと前記巻上げ部１１と前記プライ本体部６ａとの間に配される断面略三角形状の基部１２Ａ、及びビードコア５の前記タイヤ軸方向内側面Ｓｉ，半径方向下面ＳＬ，タイヤ軸方向外側面Ｓｏと、プライ折返し部６ｂの前記主部１０との間に配される比較的薄い膜状の副部１２Ｂとから形成される好ましい場合を例示している。なお充填ゴム１２を前記基部１２Ａのみで形成することもできる。

このように、断面略三角形状の基部１２Ａを有する充填ゴム１２を設け、前記距離Ｌａを５ｍｍ以上に確保しているため、前記巻上げ部１１の曲がりの度合いを減じることができ、例えば生タイヤ成形過程などにおいて生じる強い曲げ戻り（所謂スプリングバック）を抑え、これに起因する空気残りなどの成形不良の発生を抑制しうる。前記距離Ｌａが５ｍｍ未満では、前記スプリングバックを充分に抑制できず、しかも接地の際に前記先端Ｍａに受ける衝撃が大きくなるため、該先端Ｍａに損傷が発生しやすくなる。逆に、距離Ｌａが１２ｍｍを超えても、前記先端Ｍａにタイヤ変形時の応力が強く作用する傾向となるため、該先端Ｍａに損傷が生じやすくなる。

なお本例では、前記先端Ｍａに作用する応力及び衝撃をより緩和するため、前記充填ゴム１２を、複素弾性率Ｅａ* を２〜２５Ｍｐａとした衝撃緩和効果に優れる低弾性のゴムで形成している。前記複素弾性率の値は、粘弾性スペクトロメータを用いて、温度７０℃、周波数１０Ｈｚ、動歪率２％の条件で測定した値であり、２５Ｍｐａを越えると柔軟性に劣り応力及び衝撃の緩和効果を不十分とする。

又前記先端Ｍａでは、前記プライ本体部６ａとの距離Ｌｂを１〜５ｍｍ確保するのが好ましく、１ｍｍ未満では、タイヤ形成時のバラツキ、或いは走行時のタイヤ変形等によって、カーカスコードの先端とプライ本体部６ａのカーカスコードとが接触して擦れ合うなど、フレッティング等のコード損傷を招きやすくなる。なお前記距離Ｌｂが５ｍｍを越えると、巻上げ部１１への係止力が減じるなど吹き抜けに不利となる。

そしてこのようなビードワインド構造のタイヤでは、ビードコア５のタイヤ軸方向内方端位置Ａにおいて、歪みが大きくなってカーカスコード切れ等の損傷を起こす傾向があり、そのために本発明では、前記ビード部４に略Ｕ字状のビード補強層１５を設けている。

このビード補強層１５は、スチールコードの補強コードを配列してなるコードプライからなり、図３に示すように、前記プライ折返し部６ｂの主部１０に沿いその半径方向内方を通る曲線状部１５Ａと、この曲線状部１５Ａのタイヤ軸方向外側で前記主部１０と離れて半径方向外方に向かってタイヤ軸方向外側に傾斜する外片１５ｏと、前記曲線状部１５Ａのタイヤ軸方向内側で前記プライ本体部６ａのタイヤ軸方向内側面に沿ってのびる内片１５ｉとを具えて構成される。

ここで、ビードワインド構造が有する軽量化の利点を活かしながら、前記内方端位置Ａでの損傷を効果的に抑えるためには、前記内方端位置Ａ自体を補強すること、並びにカーカスプライ６Ａの倒れ込みを抑制することが重要である。そして、前記内方端位置Ａ自体の補強のためには、この内方端位置Ａにおいて補強コードのタイヤ周方向に対するコード角度Ｙを低く設定することが必要であり、又前記カーカスプライ６Ａの倒れ込みの抑制のためには、前記外片１５ｏ及び内片１５ｉにおいて、コード角度Ｙを低く設定することが必要となる。

しかし、前記コード角度Ｙをビード補強層１５の全域に亘って低く設定した場合には、ビードコア廻りでのＵ字の折り返しが難しくなり、作業性を低下させる或いは作業を困難にさせるという問題がある。

そこで本願第１発明では、図５、６に示すように、ビード補強層１５の前記外片１５ｏの先端Ｑｏから内片１５ｉの先端Ｑｉに至り、前記コード角度Ｙを少なくとも３つの変曲点Ｐを有して増減を繰り返して変化させたコード配列としている。

なお図５は、補強コード３０の配列状態を前記ビード補強層１５を平面に展開して示す展開図であり、図６は、前記外片１５ｏの先端Ｑｏから内片１５ｉの先端Ｑｉ側への向きのビード補強層１５に沿ったラジアル方向の長さをＸ、該長さＸの位置における前記補強コード３０のコード角度をＹとしたときのコード角度曲線Ｙ＝ｆ（Ｘ）を示す。

そしてビード補強層１５は、具体的には図６に示すように、このコード角度曲線ｆ（Ｘ）において、
＜１＞ 前記コード角度Ｙが最小値Ｙmin となる第２の変曲点Ｐ２と、その両側の第１、第３の変曲点Ｐ１、Ｐ３との少なくとも３つの変曲点Ｐを有し；
＜２＞ 前記先端Ｑｏから第１の変曲点Ｐ１までの間では、コード角度曲線ｆ（Ｘ）の微分係数ｆ’（Ｘ）が正；
＜３＞ 前記第１，第２の変曲点Ｐ１，Ｐ２間では、微分係数ｆ’（Ｘ）が負；
＜４＞ 前記第２，第３の変曲点Ｐ２，Ｐ３間では、微分係数ｆ’（Ｘ）が正；
＜５＞ 前記第２の変曲点Ｐ２が、コア底点Ｑ２とコア内方端対抗点Ｑ３との間に位置すること；
を特徴としている。

ここで、前記コード角度曲線ｆ（Ｘ）の変曲点Ｐとは、周知の如く、コード角度曲線ｆ（Ｘ）の微分係数ｆ’（Ｘ）が０となる点であって、この変曲点Ｐでコード角度Ｙの増／減が変化する。又前記「コア底点Ｑ２」とは、図３の如く、ビードコア５の重心点Ｇを通り前記半径方向下面ＳＬに直交する線がビード補強層１５と交わる点を意味する。又前記「コア内方端対抗点Ｑ３」とは、ビードコア５のタイヤ軸方向内方端を通り前記半径方向下面ＳＬと平行な線がビード補強層１５と交わる点を意味する。なお前記ビードコア５のタイヤ軸方向外方端を通り前記半径方向下面ＳＬと平行な線がビード補強層１５と交わる点を、コア外方端対抗点Ｑ１と呼ぶ。

そして前記コード角度曲線ｆ（Ｘ）は、前記＜１＞〜＜４＞の特徴により、略Ｍ字状の曲線を描くこととなる。即ち、コード角度Ｙは、前記先端Ｑｏと第１の変曲点Ｐ１との間では該先端Ｑｏに向かって減少し、又第３の変曲点Ｐ３と先端Ｑｉとの間では該先端Ｑｉに向かって減少する。これは、前記外片１５ｏ及び内片１５ｉにおいてコード角度Ｙが低く設定されるなど高い補強効果を確保しうることを意味し、前記カーカスプライ６Ａの倒れ込みの抑制効果を高く発揮できる。

しかも、コード角度曲線ｆ（Ｘ）では、コード角度Ｙが最小値Ｙmin となる第２の変曲点Ｐ２を、コア底点Ｑ２とコア内方端対抗点Ｑ３との間、好ましくはコア内方端対抗点Ｑ３側に偏位して位置させているため、前記内方端位置Ａを直接に強固に補強でき、前記カーカスプライ６Ａの倒れ込みの抑制と相俟って、前記内方端位置Ａでの損傷を効果的に抑えることが可能となる。

他方、コード角度曲線ｆ（Ｘ）では、第１、第３の変曲点Ｐ１，Ｐ３においてコード角度Ｙが大となるため、ビード補強層１５のビードコア廻りでの折り返しが容易となり、作業性や生産性を維持することができる。このように本実施形態のビード補強層１５は、ビードワインド構造に適合し、折り返しの作業性等を維持しながら、より少ないスチール量で、ビードワインド構造に特有の前記内方端位置Ａでの損傷を効果的に抑えることが可能となる。

このとき、前記第１の変曲点Ｐ１は、前記コア外方端対抗点Ｑ１よりもタイヤ半径方向内方に位置することが好ましく、又前記第３の変曲点Ｐ３は、前記コア内方端対抗点Ｑ３よりもタイヤ半径方向外方に位置することが好ましい。これは、第１の変曲点Ｐ１がコア外方端対抗点Ｑ１よりもタイヤ半径方向外方に位置する場合には、前記外片１５ｏにおけるコード角度Ｙが充分に低減されず、カーカスプライ６Ａの倒れ込み抑制効果が減じる傾向となるからである。又前記第３の変曲点Ｐ３が、前記コア内方端対抗点Ｑ３よりもタイヤ半径方向内方に位置する場合には、コア内方端対抗点Ｑ３でのコード角度Ｙが大となり、前記内方端位置Ａへの直接の補強が減じるからである。

このような観点から、前記第１の変曲点Ｐ１は、前記コア底点Ｑ２の近傍に位置することが好ましく、又第３の変曲点Ｐ３の前記コア内方端対抗点Ｑ３からの距離Ｘａは、ビードコア５のコア巾Ｗ（図１に示す）の１０〜５０％とするのがより好ましい。なお前記「コア底点Ｑ２の近傍」とはコア底点Ｑ２からの距離が１０ｍｍ以下の範囲を意味し、好ましくは７mm以下、さらに好ましくは４mm以下の範囲を意味する。

又ビード補強層１５では、前述の作用効果をより高く発揮させるために、
＜６＞ 前記先端Ｑｏにおけるコード角度Ｙｏを２５〜３５°とし、かつ前記第１の変曲点Ｐ１におけるコード角度Ｙ１との差Ｙ１−Ｙｏを１０°以上とすること；
＜７＞ 前記先端Ｑｉにおけるコード角度Ｙｉを２０〜３５°とし、かつ前記第３の変曲点Ｐ３におけるコード角度Ｙ３との差Ｙ３−Ｙｉを１０°以上とすること；
＜８＞ 前記コード角度Ｙの最小値Ｙmin を２０〜３０°とすること；
が好ましい。

これは、前記コード角度Ｙｏ、Ｙｉ、Ｙmin がそれぞれ２５°未満、２０°未満、２０°未満になると、前記折り返しの作業性を損ねるからであり、逆にコード角度Ｙｏ、Ｙｉ、Ｙmin がそれぞれ３５°より大、３５より大、３０°より大になると、内方端位置Ａでの損傷抑制効果が不十分なものとなる。又前記コード角度の差Ｙ１−Ｙｏ、及び差Ｙ３−Ｙｉがそれぞれ１０°未満では、折り返しの作業性の維持と内方端位置Ａでの損傷抑制との両立が困難となる。なお、前記差Ｙ１−Ｙｏ、及び差Ｙ３−Ｙｉの上限は、５０°以下が好ましく、これを超えると、補強コード３０の型付けが過大となってコード自体の強度が低下する。なお補強コード３０としては、引張強さが８００〜１５００Ｎの範囲のものが好適に使用できる。

なおビード補強層１５では、本例の如く、第３の変曲点Ｐ３と先端Ｑｉとの間に前記コード角度Ｙ４が小となる第４の変曲点Ｐ４を有することができるが、前記折り返しの作業性確保のために、コード角度Ｙ４は、前記コード角度Ｙｉと同様に２０〜３５°の範囲とするのが好ましい。

次に、前記ビード補強層１５では、前記カーカスプライ６Ａの倒れ込みの抑制のために、前記内片１５ｉのビードベースラインＢＬからの半径方向高さＨｉを１５〜５０ｍｍ、かつ前記外片１５ｏのビードベースラインＢＬからの半径方向高さＨｏを１５〜４０ｍｍとするのが好ましい。これは、前記高さＨｉ、Ｈｏが、それぞれ１５ｍｍ未満では倒れ込み抑制効果が発揮されず、逆にそれぞれ５０ｍｍより大及び４０ｍｍより大では、荷重負荷時に各先端Ｑｉ、Ｑｏに応力が集中して損傷が生じやすくなるからである。

又前記内方端位置Ａでの損傷は、前記充填ゴム１２が柔らか過ぎても、カーカスプライ６Ａが吹き抜け方向にずれやすくなるため発生しやすくなり、従って、充填ゴム１２の複素弾性率Ｅａ* を２Ｍｐａより大、さらには３Ｍｐａより大、さらには８Ｍｐａより大、さらには１３Ｍｐａより大に設定するのが好ましい。

又前記内方端位置Ａでの損傷は、ビード部４が例えばブレーキパッド等の車両側の熱を拾って過度に温度上昇しゴムが熱軟化を起こした場合に顕著となる。そのために、充填ゴム１２として、加硫剤としての硫黄の配合量を４．０ｐｈｒ以上とした高硫黄配合ゴムを使用するのが好ましい。これは、硫黄を４．０ｐｈｒ以上配合することで前記範囲の複素弾性率Ｅａを得る場合、ゴムが熱軟化し難い特性となるからである。なお前記硫黄の配合量が１２ｐｈｒを越えると、加硫が早くなり過ぎてゴム焼けが起こリやすくなるため、隣接する部材との接着性を低下させる恐れを招く。従って、硫黄の配合量は、４．０〜１２ｐｈｒの範囲が好ましく、その下限値は７．０ｐｈｒ以上、又上限値は１０ｐｈｒ以下がより好ましい。なお通常のタイヤ用のゴム組成物では、硫黄は１．０〜３．５ｐｈｒで配合されている。

又前記ビードエーペックスゴム８としては、本例では、複素弾性率Ｅｂ１＊を３５〜６０Ｍｐａとした下のエーペックスゴム部８Ａと、その半径方向外方に隣接しかつ複素弾性率Ｅｂ２＊を、充填ゴム１２の前記複素弾性率Ｅａ＊より大かつ下のエーペックスゴム部８Ａの前記複素弾性率Ｅｂ＊より小とした上のエーペックスゴム部８Ｂとの２層構造をなすものを例示しており、特に本例では、前記下のエーペックスゴム部８ＡのビードベースラインＢＬからの半径方向高さｈ０１をビードエーペックスゴム８の全高さｈ０の４０〜６０％の範囲とし、乗り心地性と操縦安定性との両立を図っている。

次に、本願の第２発明のタイヤを説明する。
この第２発明のタイヤでは、前記第１発明のタイヤがビード補強層１５における補強コード３０のコード角度曲線Ｙ＝ｆ（Ｘ）を特定しているのに対して、補強コード３０のコード配列密度曲線Ｄ＝ｇ（Ｘ）を特定している。

詳しくは、前記内方端位置Ａ自体の補強のためには、この内方端位置Ａにおいて補強コードのコード配列密度Ｄを大きく密な配列とすることが必要であり、又前記カーカスプライ６Ａの倒れ込みの抑制のためには、前記外片１５ｏ及び内片１５ｉにおいて、コード配列密度Ｄを大きく密な配列とすることが必要である。しかし、ビード補強層１５の全域に亘って密な配列とした場合には、ビードコア廻りでのＵ字の折り返しが難しくなり、作業性を低下させる或いは作業を困難にさせるという問題がある。

そこで本願第２発明では、図７に示すように、ビード補強層１５の前記外片１５ｏの先端Ｑｏから内片１５ｉの先端Ｑｉに至り、前記コード配列密度Ｄを少なくとも３つの変曲点Ｒを有して増減を繰り返して変化させたコード配列としている。

前記図７は、前記外片１５ｏの先端Ｑｏから内片１５ｉの先端Ｑｉ側への向きのビード補強層１５に沿ったラジアル方向の長さをＸ、該長さＸの位置における前記補強コード３０のコード配列密度をＤとしたときのコード配列密度曲線Ｄ＝ｇ（Ｘ）を示す。なお同図には、コード配列密度Ｄとして、コードと直角方向の巾５０ｍｍ当たりに配されるコードの本数に換算して表記している。

そしてビード補強層１５は、具体的には図７に示すように、このコード配列密度曲線ｇ（Ｘ）において、
＜１＞
前記コード配列密度Ｄが最大値Ｄmax となる最も密な第２の変曲点Ｒ２と、その両側の第１、第３の変曲点Ｒ１、Ｒ３との少なくとも３つの変曲点Ｒを有し；
＜２＞ 前記先端Ｑｏから第１の変曲点Ｒ１までの間では、コード配列密度曲線ｇ（Ｘ）の微分係数ｇ’（Ｘ）が負；
＜３＞ 前記第１，第２の変曲点Ｒ１，Ｒ２間では、微分係数ｇ’（Ｘ）が正；
＜４＞ 前記第２，第３の変曲点Ｒ２，Ｒ３間では、微分係数ｇ’（Ｘ）が負；
＜５＞ 前記第２の変曲点Ｒ２が、前記コア底点Ｑ２と前記コア内方端対抗点Ｑ３との間に位置すること；
を特徴としている。

このようなコード配列密度曲線ｇ（Ｘ）は、前記＜１＞〜＜４＞の特徴により、略Ｗ字状の曲線を描くこととなる。即ち、コード配列密度Ｄは、前記先端Ｑｏと第１の変曲点Ｒ１との間では該先端Ｑｏに向かって増大し、又第３の変曲点Ｒ３と先端Ｑｉとの間では該先端Ｑｉに向かって増大する。これは、前記外片１５ｏ及び内片１５ｉにおいてコード配列が密に設定されるなど高い補強効果を確保しうることを意味し、前記カーカスプライ６Ａの倒れ込みの抑制効果を高く発揮できる。

しかも、コード配列密度曲線ｇ（Ｘ）では、コード配列密度Ｄが最大値Ｄmax となる第２の変曲点Ｒ２を、コア底点Ｑ２とコア内方端対抗点Ｑ３との間、好ましくはコア内方端対抗点Ｑ３側に偏位して位置させているため、前記内方端位置Ａを強固に補強でき、前記カーカスプライ６Ａの倒れ込みの抑制と相俟って、前記内方端位置Ａでの損傷を効果的に抑えることが可能となる。

他方、コード配列密度曲線ｇ（Ｘ）では、第１、第３の変曲点Ｒ１，Ｒ３においてコード配列密度Ｄが小（粗）となるため、ビード補強層１５のビードコア廻りでの折り返しが容易となり、作業性や生産性を維持することができる。このようにビード補強層１５は、第１発明の場合と同様、ビードワインド構造に適合し、折り返しの作業性等を維持しながら、より少ないスチール量で、ビードワインド構造に特有の前記内方端位置Ａでの損傷を効果的に抑えることが可能となる。

なお第１発明と同じ理由で、前記第１の変曲点Ｒ１は、前記コア外方端対抗点Ｑ１よりもタイヤ半径方向内方に、特に前記コア底点Ｑ２の近傍に位置することが好ましい。又前記第３の変曲点Ｒ３は、前記コア内方端対抗点Ｑ３よりもタイヤ半径方向外方に、特にコア巾Ｗの１０〜５０％の距離Ｘａをコア内方端対抗点Ｑ３から隔てて位置することが好ましい。

又ビード補強層１５では、前述の作用効果をより高く発揮させるために、
＜６＞ 前記先端Ｑｏにおけるコード配列密度Ｄｏを１９〜２５本／５０ｍｍとし、かつ前記第１の変曲点Ｒ１におけるコード配列密度Ｄ１との差Ｄ１−Ｄｏを３本／５０ｍｍ以上とすること；
＜７＞ 前記先端Ｑｉにおけるコード配列密度Ｄｉを２２〜２８本／５０ｍｍとし、かつ前記第３の変曲点Ｒ３におけるコード配列密度Ｄ３との差Ｄ３−Ｄｉを５本／５０ｍｍ以上とすること；
＜８＞ 前記コード配列密度Ｄの最大値Ｄmax を２２〜２８本／５０ｍｍとすること；
が好ましい。

これは、前記コード配列密度Ｄｏ、Ｄｉ、Ｄmax がそれぞれ１９本／５０ｍｍ未満、２２本／５０ｍｍ未満、２２本／５０ｍｍ未満になると、内方端位置Ａでの損傷抑制効果が不十分なものとなるからであり、逆にコード配列密度Ｄｏ、Ｄｉ、Ｄmax がそれぞれ２５本／５０ｍｍより大、２８本／５０ｍｍより大、２８本／５０ｍｍより大になると、前記折り返しの作業性を損ねる結果を招く。前記コード配列密度の差Ｄ１−Ｄｏ、及び差Ｄ３−Ｄｉがそれぞれ３本／５０ｍｍ未満、及び５本／５０ｍｍ未満では、折り返しの作業性の維持と内方端位置Ａでの損傷抑制との両立が困難となる。なお、前記差Ｄ１−Ｄｏ、及び差Ｄ３−Ｄｉの上限は、１５本／５０ｍｍ以下が好ましく、これを超えると、補強コード３０の型付けが過大となってコード自体の強度が低下する。

なお前記第２発明のタイヤでは、第１発明における前記コード角度曲線Ｙ＝ｆ（Ｘ）以外の第１発明に記載の構造を適宜採用することができる。又重荷重用タイヤでは、第１、２発明の特徴を重複して兼ね備えることが、ビード耐久性のためにより好ましい。

以上、本発明の特に好ましい実施形態について詳述したが、本発明は図示の実施形態に限定されることなく、種々の態様に変形して実施しうる。

図１の構造をなしかつ表１の仕様に基づく第１発明に係わる重荷重用タイヤ（１１Ｒ２２．５）、表２の仕様に基づく第２発明に係わる重荷重用タイヤ（１１Ｒ２２．５）をそれぞれ試作するとともに、各試供タイヤのビード耐久性を測定し互いに比較した。なお表に記載以外の仕様は互いに同仕様としている。

なお従来例は、図８に示す如く、カーカスのプライ折返し部をビードエーペックスゴムの外側面に沿って巻き上げた構造をなし、プライ折返し部のビードベースラインからの高さｈ２を６５ｍｍとしている。

（１）ビード耐久性；
〈ｉ〉 一般ビード耐久性：
ドラム試験機を用い、タイヤをリム（７．５０×２２．５）、内圧（７００ｋＰａ）、縦荷重（２７．２５ｋＮ×３）の条件下にて、速度３０ｋｍ／ｈで走行させ、ビード部に損傷が発生するまでの走行時間を、従来例を１００とした指数で示した。値が大なほど耐久性に優れている。
〈ii〉 熱ビード耐久性：
前記と同様のビード耐久性テストを、リムを１３０℃に加熱した状態で実施し、ビード部に損傷が発生するまでの走行時間を、従来例を１００とした指数で示した。値が大なほど耐久性に優れている。なお熱ビード耐久性では、ビードコアのタイヤ軸方向内端位置でのコードルースを起点として損傷が発生している。

表の如く、実施例品は、一般ビード耐久性および熱ビード耐久性の双方が向上していることが確認できる。

本発明の重荷重用タイヤの一実施例を示す断面図である。 そのビード部を拡大して示す断面図である。 そのビード部を拡大して示す断面図である。 半径方向上面が非平面をなす場合の上面の定義を説明する線図である。 補強コードの配列状態をビード補強層を平面に展開して示す展開図である。 ビード補強層の外片の先端から内片の先端への向きのビード補強層に沿った長さＸを横軸に、該長さＸの位置における補強コードのタイヤ周方向に対するコード角度Ｙを縦軸としたときのコード角度曲線Ｙ＝ｆ（Ｘ）を示す線図である。 ビード補強層の外片の先端から内片の先端への向きのビード補強層に沿った長さＸを横軸に、該長さＸの位置における補強コードのコード配列密度Ｄを縦軸としたときのコード配列密度曲線Ｄ＝ｇ（Ｘ）を示す線図である。 表の従来例のビード構造を示す断面図である。 ビードワインド構造の従来技術を説明する断面図である。

符号の説明

２ トレッド部
３ サイドウォール部
４ ビード部
５ ビードコア
６Ａ カーカスプライ
６ａ プライ本体部
６ｂ プライ折返し部
１０ 主部
１１ 巻上げ部
１５ ビード補強層
１５Ａ 曲線状部
１５ｉ 内片
１５ｏ 外片
３０ 補強コード

Claims (12)

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プライ本体部に、前記ビードコアの廻りでタイヤ軸方向内側から外側に折り返されるプライ折返し部を一連に設けたカーカスプライを具え、かつ前記プライ折返し部が、前記ビードコアのタイヤ軸方向内側面、半径方向下面及びタイヤ軸方向外側面に沿って折れ曲がる主部と、該主部に連なり前記ビードコアの半径方向上面に接して又はこの半径方向上面から９０°より小な角度で離間して前記プライ本体部に向かってのびる巻上げ部とからなる重荷重用タイヤであって、
   前記ビード部は、前記プライ折返し部の主部に沿いその半径方向内方を通る曲線状部と、この曲線状部のタイヤ軸方向外側で前記主部と離れて半径方向外方に向かってタイヤ軸方向外側に傾斜する外片と、前記曲線状部のタイヤ軸方向内側で前記プライ本体部のタイヤ軸方向内側面に沿ってのびる内片とを具え、かつ補強コードを配列してなるビード補強層を具えるとともに、
   前記ビード補強層の前記外片の先端Ｑｏから前記内片の先端Ｑｉへの向きのビード補強層に沿った長さをＸ、該長さＸの位置における前記補強コードのタイヤ周方向に対するコード角度をＹとしたときのコード角度曲線Ｙ＝ｆ（Ｘ）において、
   前記コード角度曲線ｆ（Ｘ）は、前記コード角度Ｙが最小値Ｙmin となる第２の変曲点Ｐ２と、その両側の第１、第３の変曲点Ｐ１、Ｐ３との少なくとも３つの変曲点Ｐを有し、かつ前記先端Ｑｏから第１の変曲点Ｐ１までの間では、コード角度曲線ｆ（Ｘ）の微分係数ｆ’（Ｘ）を正、前記第１，第２の変曲点Ｐ１，Ｐ２間では微分係数ｆ’（Ｘ）を負、前記第２，第３の変曲点Ｐ２，Ｐ３間では微分係数ｆ’（Ｘ）を正とするとともに、
   前記第２の変曲点Ｐ２を、前記ビードコアの重心点Ｇを通り前記半径方向下面に直交する線がビード補強層と交わるコア底点と、前記ビードコアのタイヤ軸方向内方端を通り前記半径方向下面と平行な線がビード補強層と交わるコア内方端対抗点との間に位置したことを特徴とする重荷重用タイヤ。
2. 前記第１の変曲点Ｐ１は、前記ビードコアのタイヤ軸方向外方端を通り前記半径方向下面と平行な線がビード補強層と交わるコア外方端対抗点よりもタイヤ半径方向内方に位置し、かつ前記第３の変曲点Ｐ３は、前記コア内方端対抗点よりもタイヤ半径方向外方に位置することを特徴とする請求項１記載の重荷重用タイヤ。
3. 前記第１の変曲点Ｐ１は、前記コア底点の近傍に位置することを特徴とする請求項１又は２記載の重荷重用タイヤ。
4. 前記第３の変曲点Ｐ３は、前記コア内方端対抗点からの距離Ｘａを前記ビードコアのコア巾Ｗの１０〜５０％としたことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の重荷重用タイヤ。
5. 前記外片の先端Ｑｏにおけるコード角度Ｙｏは、２５〜３５°かつ前記第１の変曲点Ｐ１におけるコード角度Ｙ１との差Ｙ１−Ｙｏを１０°以上とし、
   かつ前記内片の先端Ｑｉにおけるコード角度Ｙｉは、２０〜３５°かつ前記第３の変曲点Ｐ３におけるコード角度Ｙ３との差Ｙ３−Ｙｉを１０°以上とし、
   しかも前記コード角度Ｙの最小値Ｙmin を２０〜３０°としたことを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の重荷重用タイヤ。
6. 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プライ本体部に、前記ビードコアの廻りでタイヤ軸方向内側から外側に折り返されるプライ折返し部を一連に設けたカーカスプライを具え、かつ前記プライ折返し部が、前記ビードコアのタイヤ軸方向内側面、半径方向下面及びタイヤ軸方向外側面に沿って折れ曲がる主部と、該主部に連なり前記ビードコアの半径方向上面に接して又はこの半径方向上面から９０°より小な角度で離間して前記プライ本体部に向かってのびる巻上げ部とからなる重荷重用タイヤであって、
   前記ビード部は、前記プライ折返し部の主部に沿いその半径方向内方を通る曲線状部と、この曲線状部のタイヤ軸方向外側で前記主部と離れて半径方向外方に向かってタイヤ軸方向外側に傾斜する外片と、前記曲線状部のタイヤ軸方向内側で前記プライ本体部のタイヤ軸方向内側面に沿ってのびる内片とを具え、かつ補強コードを配列してなるビード補強層を具えるとともに、
   前記ビード補強層の前記外片の先端Ｑｏから内片の先端Ｑｉへの向きのビード補強層に沿った長さをＸ、該長さＸの位置における前記補強コードのコード配列密度をＤとしたときのコード配列密度曲線Ｄ＝ｇ（Ｘ）において、
   前記コード配列密度曲線ｇ（Ｘ）は、前記コード配列密度Ｄが最大値Ｄmax となる第２の変曲点Ｒ２と、その両側の第１、第３の変曲点Ｒ１、Ｒ３との少なくとも３つの変曲点Ｒを有し、かつ前記先端Ｑｏから第１の変曲点Ｒ１までの間では、コード配列密度曲線ｇ（Ｘ）の微分係数ｇ’（Ｘ）を負、前記第１，第２の変曲点Ｒ１，Ｒ２間では微分係数ｇ’（Ｘ）を正、前記第２，第３の変曲点Ｒ２，Ｒ３間では微分係数ｇ’（Ｘ）を負とするとともに、
   前記第２の変曲点Ｐ２を、前記ビードコアの重心点Ｇを通り前記半径方向下面に直交する線がビード補強層と交わるコア底点と、前記ビードコアのタイヤ軸方向内方端を通り前記半径方向下面と平行な線がビード補強層と交わるコア内方端対抗点との間に位置したことを特徴とする重荷重用タイヤ。
7. 前記第１の変曲点Ｐ１は、前記ビードコアのタイヤ軸方向外方端を通り前記半径方向下面と平行な線がビード補強層と交わるコア外方端対抗点よりもタイヤ半径方向内方に位置し、かつ前記第３の変曲点Ｐ３は、前記コア内方端対抗点よりもタイヤ半径方向外方に位置することを特徴とする請求項６記載の重荷重用タイヤ。
8. 前記第１の変曲点Ｐ１は、前記コア底点の近傍に位置することを特徴とする請求項６又は７記載の重荷重用タイヤ。
9. 前記第３の変曲点Ｐ３は、前記コア内方端対抗点からの距離Ｘａを前記ビードコアのコア巾Ｗの１０〜５０％としたことを特徴とする請求項６〜８の何れかに記載の重荷重用タイヤ。
10. 前記外片の先端Ｑｏにおけるコード配列密度Ｄｏは１９〜２５本／５０ｍｍかつ前記第１の変曲点Ｒ１におけるコード配列密度Ｄ１との差Ｄ１−Ｄｏを３本／５０ｍｍ以上とし、
    かつ前記内片の先端Ｑｉにおけるコード配列密度Ｄｉは、２２〜２８本／５０ｍｍかつ前記第３の変曲点Ｒ３におけるコード配列密度Ｄ３との差Ｄ３−Ｄｉを５本／５０ｍｍ以上とし、
    しかも前記コード配列密度Ｄの最大値Ｄmax を２２〜２８本／５０ｍｍとしたことを特徴とする請求項６〜９の何れかに記載の重荷重用タイヤ。
11. 前記内片のビードベースラインからの半径方向高さＨｉは１５〜５０ｍｍ、かつ前記外片のビードベースラインからの半径方向高さＨｏは１５〜４０ｍｍとしたことを特徴とする請求項１〜１０の何れかに記載の重荷重用タイヤ。
12. 前記巻上げ部の先端は、前記ビードコアの半径方向上面からの距離Ｌａを５〜１２ｍｍとするとともに、前記プライ本体部からの距離Ｌｂを１〜５ｍｍとしたことを特徴とする請求項１〜１１の何れかに記載の重荷重用タイヤ。

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