JP3902177B2 - 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１０（Ａ）に示す如く、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１参照）。

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。なおカーカスプライの吹き抜け現象は、前記端部分ａ１が、ビードコアｂとビードエーペックスゴムｃとの間で挟まれて係止されることにより防止される。

しかし、前記構造のものは、前記端部分ａ１の長さが小でありかつ折れ曲がりの度合いが大きいため、例えば生タイヤ成形過程などにおいて、前記端部分ａ１の折れ曲がりが強く戻ろうとする。その結果、ビードコアｂとの間に空洞が生じるなど、空気残りなどの成形不良を発生させやすくなる。又前記端部分ａ１において、カーカスコードがビードコアと擦れ、フレッティング等の破断損傷を早期に発生させるという問題もある。

そこで、例えば特許文献２には、図１０（Ｂ）に示すように、前記ビードコアｂと端部分ａ１との間に、厚さ０．５〜８．０ｍｍかつ５０％モジュラス１．０〜８．５Ｍｐａの軟質のゴムｇを介在させることが提案されている。

しかし、このような軟質のゴムｇを介在させた場合には、前記ビードコアｂのタイヤ軸方向内端位置Ｑ１で、新たなカーカスコードルースが生じやすくなるなど、解決すべき新たな問題が発生する。

このコードルースの発生原因としては、前記ビードワインド構造では、走行時の負荷によりカーカスプライの倒れ込みが相対的に大きいこと、およびビード内のゴムが、運転状況によっては車両側のブレーキパッド等の熱を拾って過度に温度上昇し、熱軟化を起こすことが挙げられる。即ち、荷重負荷時、ビード内のゴムは、前記熱軟化およびカーカスプライの大きな倒れ込みによりビードトウ側に移動する傾向となり、このときプライ折返し部ａが、前記移動に引きずられて動くため、前記位置Ｑ１においてカーカスプライとビードコアｂとの間に大きな剪断応力が発生する。そして、前述の如くビードコアｂと端部分ａ１との間に前記軟質のゴムｇを介在させた場合には、前記プライ折返し部ａの動きが助長され、前記コードルースを誘発させると推測される。

特開平１１−３２１２４４号公報 特開２００２−６７６２８号公報

そこで本発明は、ビード部に、プライ折返し部を覆う略Ｕ字状のビード補強層を設けその寸法等を特定することを基本として、ビードワインド構造が有する利点を損ねることなく、過度の温度上昇に基づく、ビードコアのタイヤ軸方向内端位置におけるコードルースを抑制できビード耐久性を総合的に向上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、リムのリムシートに着座する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た重荷重用タイヤであって、
前記プライ折返し部は、前記ビードコアのタイヤ軸方向内側面、前記リムシートと略平行な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から離間してのびる巻上げ部とからなるとともに、
前記ビードコアの半径方向上面と、前記巻上げ部と、前記プライ本体部との間に、複素弾性率Ｅａ* を８Ｍｐａより大、かつ２５Ｍｐａ以下とした断面三角形状の充填ゴムを配するとともに、
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るビード補強層を具え、
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、
前記巻上げ部は、前記ビードコアの前記半径方向下面と平行な半径方向上面に対して９０°より小の角度θを有して前記プライ本体部に向かって傾斜してのび、かつ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、
前記外片のビードベースラインからの半径方向高さＨｏは２０〜３５ｍｍ、しかも前記外片の先端からビード部の外面までの距離Ｔｏは６〜１２ｍｍかつ前記高さＨｏとの比Ｔｏ／Ｈｏを０．２５〜０．５とし、
しかも前記５０ｋＰａ充填状態において、前記外片は、その先端と前記プライ本体部との間隙Ｔｎを７〜２０ｍｍとしたことを特徴としている。

請求項２の発明は、前記５０ｋＰａ充填状態において、前記巻上げ部は、前記ビードコアの半径方向上面に対して９０°より小の角度θを有して前記プライ本体部に向かって傾斜してのび、かつ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、前記外片のビードベースラインからの半径方向高さＨｏと、前記内片のビードベースラインからの半径方向高さＨｉとは、次式（１）を充足することを特徴としている。
０．０７２−０．００４×Ｈｏ−０．００４×Ｈｉ
＋６．８２×１０^-5×Ｈｏ² −６．０１６×１０^-5×Ｈｉ×Ｈｏ
＋９．５６２×１０^-5×Ｈｉ² ≦ ０ −−−−−（１）

請求項５の発明は、前記５０ｋＰａ充填状態において、前記巻上げ部は、前記ビードコアの半径方向上面に対して９０°より小の角度θを有して前記プライ本体部に向かって傾斜してのび、かつ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、前記外片のビードベースラインからの半径方向高さＨｏは、前記プライ本体部６ａがタイヤ軸方向外方に最も張り出すプライ最大幅点のビードベースラインからの高さＨｍの１３％〜３３％の範囲、しかも前記ビードコアのタイヤ軸方向内端位置におけるビードワイヤとカーカスコードとの間のゴム厚さｔ１を０．８〜２．８ｍｍとしたことを特徴としている。

なお本明細書において、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。又前記「ビードベースラインＢＬ」とは、前記正規リムにおけるリム径位置を通るタイヤ軸方向線を意味する。

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が有する利点を損ねることなく、過度の温度上昇に基づく、ビードコアのタイヤ軸方向内端位置におけるコードルースを抑制できビード耐久性を総合的に向上できる。

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は本願第１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、図５は第２発明の重荷重用タイヤの５０ｋＰａ充填状態におけるビード部を示す断面図である。図７は第３発明の重荷重用タイヤの５０ｋＰａ充填状態におけるビード部を示す断面図である。

図１において、第１発明の重荷重用タイヤ１Ａ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、ベルトコードを用いた２枚以上（重荷重用タイヤの場合は通常３枚以上）のベルトプライから形成される。本例では、ベルト層７が、スチール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枚構造の場合を例示している。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、カーカスコードをタイヤ周方向に対して７０〜９０°の角度で配列した一枚のカーカスプライ６Ａから形成される。カーカスコードとして、スチールコードが好適であるが、必要に応じてナイロン、レーヨン、ポリエステル、芳香族ポリアミドなどの有機繊維コードも使用される。又前記カーカスプライ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１５°の角度で傾斜してる。なおビードコア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。このように、チューブレス用の１５°テーパーリムである場合においてビードコア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１５°の角度で傾斜し、即ちビードコア５は、断面横長の偏平六角形状、正六角形、矩形状であることにより半径方向上面ＳＵは、半径方向下面ＳＬと平行となる。

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から離間してのびる巻上げ部１１とから形成される。

このとき、前記巻上げ部１１は、ビードコア５の前記半径方向上面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に向かって傾斜してのびる。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。前記角度θが９０°以上となると、カーカスプライ６Ａの吹き抜け現象が起こりやすくなる。

ここで、ビードコアでは、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）のうちでタイヤ軸方向最外側に位置するビードワイヤ４０ｏとタイヤ軸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Ｐｂと、巻上げ部１１の先端Ｐａ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Ｐａ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７〜１２ｍｍとするとともに、前記ビードコア５とプライ折返し部６ｂとの間に充填ゴム１２を配設している。

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、即ち７ｍｍ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、巻上げ部１１のスプリングバックを抑え、空気残りなどの成形不良の発生を抑制することが可能となる。なお前記距離Ｌａが１２ｍｍを越えると、巻上げ部１１の前記先端Ｐａに、タイヤ変形時の応力が強く作用する傾向となり、該先端Ｐａを起点としたコードルース等の損傷が生じやすくなる。従って、前記距離Ｌａを７〜１２ｍｍとしている。

又前記先端Ｐａでは、前記プライ本体部６ａとの間隙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。なお前記間隙Ｌｂが５ｍｍを越えると、巻上げ部１１の係止力が不十分となり、吹き抜け現象が発生する恐れがある。

又本例では、前記先端Ｐａに作用する応力等をより緩和するため、充填ゴム１２を、複素弾性率Ｅａ* を８Ｍｐａより大、かつ２５Ｍｐａ以下の衝撃緩和効果に優れる低弾性のゴムで形成している。この複素弾性率の値は、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緩和効果を不十分とする。

又前記ビードワインド構造のタイヤでは、前記ビードコア５のタイヤ軸方向内端位置Ｑ１においてカーカスコードにコードルースが生じやすくなるなど、ビードワインド構造のタイヤに特有の損傷が発生する。

この損傷は、前述した如く、ビードワインド構造では、荷重負荷時のカーカスプライ６Ａの倒れ込みが相対的に大きいこと、およびビード内のゴムが運転状況によっては車両側のブレーキパッド等の熱を拾って過度に温度上昇し、熱軟化を起こすことに原因する。即ち、荷重負荷時、熱軟化したビード内のゴムはフランジとの間で押し圧されてビードトウ側に移動する傾向となり、このときプライ折返し部６ｂが、前記移動に引きずられて動くため、前記位置Ｑ１においてカーカスプライ６Ａとビードコア５との間に大きな剪断歪みが発生し、前記コードルースを誘発させると推測される。

そこで本願では、このような過度の温度上昇に基づく損傷を抑制する、即ち過度の温度上昇時のビード耐久性を向上させるために、前記ビード部４に略Ｕ字状の所定のビード補強層１５を形成している。

このビード補強層１５は、スチールコードをタイヤ周方向線に対して例えば１０〜４０゜の角度で配列した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。

そして、第１発明のタイヤ１Ａでは、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２０〜３５ｍｍの範囲とするとともに、前記外片１５ｏの先端からビード部４の外面までの距離Ｔｏを、６〜１２ｍｍかつ前記高さＨｏとの比Ｔｏ／Ｈｏを０．２５〜０．５の範囲に設定し、これによりビードワインド構造が有する通常温度上昇時おける優れたビード耐久性を確保しつつ、過度の温度上昇時におけるビード耐久性を向上している。

詳しくは、前記外片１５ｏは、その半径方向高さＨｏが２０ｍｍ以上と高くなると遮蔽板としての機能を発揮し、ビードトウ側への前記ゴム移動Ｆ（図３に一点鎖線で示す）を遮蔽効果によって減じうる。その結果、前記位置Ｑ１におけるカーカスプライ６Ａとビードコア５との間の剪断歪みを低減しコードルースを抑制できる。即ち、過度の温度上昇時におけるビード耐久性を向上しうる。しかし、半径方向高さＨｏが３５ｍｍを越えると、前記外片１５ｏの先端に応力が集中する傾向となるなど、通常温度上昇時の耐久性に不利となる。

又ビード補強層１５では、前記外片１５ｏの半径方向高さＨｏが低く、前記距離Ｔｏが大なほど、通常温度上昇時の耐久性には有利であるものの、前記距離Ｔｏが大きくなりすぎて比比Ｔｏ／Ｈｏが過大となると、前記外片１５ｏの先端が前記巻上げ部１１の先端Ｐａに近づくために共振して損傷を起こす傾向となる。従って、前記距離Ｔｏを１２ｍｍ以下、前記比Ｔｏ／Ｈｏを０．５以下に規制している。なお距離Ｔｏが６ｍｍより小、前記比Ｔｏ／Ｈｏが０．２５より小では、通常温度上昇時の耐久性が不十分なものとなる。

又ビード補強層１５の前記内片１５ｉは、荷重負荷時のカーカスプライ６Ａの倒れ込みを抑え、前記巻上げ部１１の先端Ｐａでの歪みをより小さく減じる効果があり、そのために、ビードベースラインＢＬからの半径方向高さＨｉを、１０〜６０ｍｍとするのが好ましい。１０ｍｍ未満では補強効果が期待できず、逆に６０ｍｍを越えると、内片１５ｉの先端に応力が集中する傾向となるなど通常温度上昇時の耐久性を不十分なものとする。

又ビード部４では、前記外片１５ｏの先端と前記プライ本体部６ａとの間隙Ｔｎが大なほど、荷重負荷時の歪みが小さくなるため、通常温度上昇時の耐久性に有利であるが、過大となると蓄熱作用によって過度の温度上昇時におけるビード耐久性に不利となり、かつコストの不必要な上昇を招く。そのため前記間隙Ｔｎは７〜２０ｍｍの範囲とするのが好ましい。

又前記充填ゴム１２においても、その複素弾性率Ｅａ* が２Ｍｐａ未満と柔らか過ぎると、前記プライ折返し部６ｂがゴム移動Ｆに引きずられやすくなるため、過度の温度上昇時におけるビード耐久性に不利となる。従って、前記複素弾性率Ｅａ* の下限値は、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く、本発明においては、８Ｍｐａより大としている。このとき充填ゴム１２として、加硫剤としての硫黄の配合量を５．０ｐｈｒ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５．０ｐｈｒ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、５．０〜１２ｐｈｒ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１．０〜４．５ｐｈｒで配合されている。

なお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、図５に第２発明の重荷重用タイヤ１Ｂの一実施例を例示する。
この第２発明の重荷重用タイヤ１Ｂでは、前記外片１５ｏの半径方向高さＨｏと、内片１５ｉの半径方向高さＨｉとにおいて、次式（１）を充足させることにより、過度の温度上昇時におけるビード耐久性を向上させている。
０．０７２−０．００４×Ｈｏ−０．００４×Ｈｉ
＋６．８２×１０^-5×Ｈｏ² −６．０１６×１０^-5×Ｈｉ×Ｈｏ
＋９．５６２×１０^-5×Ｈｉ² ≦ ０ −−−−−（１）

ここで本発明者は、ビードワインド構造を有するビード部の各位置での歪みの大きさを、有限要素法を用いてコンピュータ解析した際、前記位置Ｑ１におけるカーカスプライ６Ａとビードコア５との間の歪δが、前記半径方向高さＨｉ、Ｈｏと相関関係があることを突き止めた。そしてこれに基づき、前記半径方向高さＨｉ、Ｈｏを種々変化させたときの前記位置Ｑ１での最大歪みδの変化を調査した。その結果、図６に示すように、式（１Ａ）で示す楕円曲線の内側では前記歪みδが小となるなど前記位置Ｑ１での損傷が起こりにくく、しかも前記楕円曲線の中心に近づくほど前記歪みδが小さくなることを究明し得た。
０．０７２−０．００４×Ｈｏ−０．００４×Ｈｉ
＋６．８２×１０^-5×Ｈｏ² −６．０１６×１０^-5×Ｈｉ×Ｈｏ
＋９．５６２×１０^-5×Ｈｉ² ＝ ０ −−−−−（１Ａ）

これは、前記内片１５ｉにも歪みδを抑制する効果があり、特に前記半径方向高さＨｉ、Ｈｏを前記式（１）に充足させることで、ビード補強層全体としての歪みδ抑制効果をより有効に発揮させうることを意味する。そして、前記楕円曲線のより中央側領域となる式（２）、さらには式（３）を充足させることで、歪みδ抑制効果をより高めることができる。これによれば、第１発明の範囲外となる半径方向高さＨｏが２０ｍｍ未満の場合にも、式（１）を満たすＨｉとの組み合わせにより、過度の温度上昇時のビード耐久性を向上させることが可能となる。
０．１０２−０．００４×Ｈｏ−０．００４×Ｈｉ
＋６．８２×１０^-5×Ｈｏ² −６．０１６×１０^-5×Ｈｉ×Ｈｏ
＋９．５６２×１０^-5×Ｈｉ² ≦ ０ −−−−−（２）
０．１１８−０．００４×Ｈｏ−０．００４×Ｈｉ
＋６．８２×１０^-5×Ｈｏ² −６．０１６×１０^-5×Ｈｉ×Ｈｏ
＋９．５６２×１０^-5×Ｈｉ² ≦ ０ −−−−−（３）

なお第２発明では、前記外片１５ｏ及び内片１５ｉの各先端における損傷を抑え、通常温度上昇時おけるビード耐久性を維持するために、前記半径方向高さＨｉの上限値を６０ｍｍ以下、前記半径方向高さＨｏの上限値を６０ｍｍ以下，さらには３５ｍｍ以下とするのが好ましい。

又第２発明では、ビード補強層１５における前記半径方向高さＨｉ、Ｈｏ以外、第１発明に記載の構造を適宜採用することができる。

次に、図７に第３発明の重荷重用タイヤ１Ｃの一実施例を例示する。
この第３発明の重荷重用タイヤ１Ｃでは、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、前記プライ本体部６ａがタイヤ軸方向外方に最も張り出すプライ最大幅点Ｐｍのビードベースラインからの高さＨｍ（図１に示す）の１３％〜３３％の範囲とするとともに、前記ビードコアのタイヤ軸方向内端位置Ｑ１におけるビードワイヤとカーカスコードとの間のゴム厚さｔ１を０．８〜２．８ｍｍに規制し、これによって過度の温度上昇時におけるビード耐久性を向上させている。

ここで本発明者は、前記位置Ｑ１における前記ゴム厚さｔ１と、前記外片１５ｏ及び内片１５ｉの各半径方向高さＨｏ、Ｈｉとに着目し、これらを種々に変化させたときの前記位置Ｑ１での最大歪みδの変化を調査した。その結果の一例を図８に示すように、半径方向高さＨｏ、Ｈｉが一定、即ち同一のビード補強層１５を採用する場合には、前記ゴム厚さｔ１が大きくなるにつれて最大歪みδが減少する傾向にあり、又前記最大歪みδのレベルが０．２４以下のとき、前記位置Ｑ１での耐久性を充分に確保しうることを見出し得た。

そして、前記ゴム厚さｔ１が０．８〜２．８ｍｍの範囲のときには、半径方向高さＨｏを高さＨｍの１３％以上とした広い範囲の種々のビード補強層１５において前記位置Ｑ１での耐久性を向上させうることを究明した。これによれば、第１発明の範囲外となる半径方向高さＨｏが２０ｍｍ未満の場合にも、ゴム厚さｔ１の設定により前記位置Ｑ１での耐久性を向上しうる。

なおゴム厚さｔ１が０．８未満では最大歪みδを充分に抑制しえず、又２．８ｍｍを越えると、プライ折返し部６ｂへの係止力が不十分となり、走行中に吹き抜け現象が発生する恐れがある。又外片１５ｏの前記半径方向高さＨｏが前記高さＨｍの１３％未満では、ゴム厚さｔ１を２．８ｍｍとした場合にも最大歪みδを充分に減じることが難しく、又３３％を越えると、前記外片１５ｏの先端に応力が集中する傾向となるなど、通常温度上昇時の耐久性に不利となる。なお前記ゴム厚さｔ１は、ビードコア５の前記上面ＳＵに沿ったコア巾Ｗの４．５〜１６．５％の範囲とするのも好ましい。なお過度の温度上昇時におけるビード耐久性のために、ビードコア５の半径方向内端位置Ｑ２におけるゴム厚さも０．８〜２．８ｍｍに設定するのが好ましい。

又第３発明では、第１発明と同様、特に内片１５ｉの半径方向高さＨｉは規制されないが、第１発明と同様の理由で１０〜６０ｍｍの範囲とするのが好ましい。又第３発明では、ビード補強層１５における前記半径方向高さＨｉ及びゴム厚さｔ１以外、第１発明に記載の構造を適宜採用することができる。

なお重荷重用タイヤでは、第１〜第３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）、表３の仕様に基づく第３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９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。

第１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。 第２発明の重荷重用タイヤの一実施例のビード部を拡大して示す断面図である。 半径方向高さＨｉ、Ｈｏと位置Ｑ１での最大歪みδの関係を説明する線図である。 第３発明の重荷重用タイヤの一実施例のビード部を拡大して示す断面図である。 位置Ｑ１での最大歪みδとゴム厚さｔ１との関係を説明する線図である。 表１の従来例のビード構造を示す断面図である。 （Ａ）、（Ｂ）は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
１５Ａ 曲線状部
１５ ビード補強層
１５ｏ 外片
１５ｉ 内片
Ｊ 正規リム

Claims (6)

1. トレッド部からサイドウォール部をへて、リムのリムシートに着座する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た重荷重用タイヤであって、
   前記プライ折返し部は、前記ビードコアのタイヤ軸方向内側面、前記リムシートと略平行な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から離間してのびる巻上げ部とからなるとともに、
   前記ビードコアの半径方向上面と、前記巻上げ部と、前記プライ本体部との間に、複素弾性率Ｅａ* を８Ｍｐａより大、かつ２５Ｍｐａ以下とした断面三角形状の充填ゴムを配するとともに、
   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るビード補強層を具え、
   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、
   前記巻上げ部は、前記ビードコアの前記半径方向下面と平行な半径方向上面に対して９０°より小の角度θを有して前記プライ本体部に向かって傾斜してのび、かつ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、
   前記外片のビードベースラインからの半径方向高さＨｏは２０〜３５ｍｍ、しかも前記外片の先端からビード部の外面までの距離Ｔｏは６〜１２ｍｍかつ前記高さＨｏとの比Ｔｏ／Ｈｏを０．２５〜０．５とし、
   しかも前記５０ｋＰａ充填状態において、前記外片は、その先端と前記プライ本体部との間隙Ｔｎを７〜２０ｍｍとしたことを特徴とする重荷重用タイヤ。
2. トレッド部からサイドウォール部をへて、リムのリムシートに着座する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た重荷重用タイヤであって、
   前記プライ折返し部は、前記ビードコアのタイヤ軸方向内側面、前記リムシートと略平行な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から離間してのびる巻上げ部とからなるとともに、
   前記ビードコアの半径方向上面と、前記巻上げ部と、前記プライ本体部との間に、複素弾性率Ｅａ* を８Ｍｐａより大、かつ２５Ｍｐａ以下とした断面略三角形状の充填ゴムを配するとともに、
   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るビード補強層を具え、
   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、
   前記巻上げ部は、前記ビードコアの半径方向上面に対して９０°より小の角度θを有して前記プライ本体部に向かって傾斜してのび、かつ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、前記外片のビードベースラインからの半径方向高さＨｏと、前記内片のビードベースラインからの半径方向高さＨｉとは、次式（１）を充足することを特徴とする重荷重用タイヤ。
   ０．０７２−０．００４×Ｈｏ−０．００４×Ｈｉ
   ＋６．８２×１０^-5×Ｈｏ² −６．０１６×１０^-5×Ｈｉ×Ｈｏ
   ＋９．５６２×１０^-5×Ｈｉ² ≦ ０ −−−−−（１）
3. 前記半径方向高さＨｏとＨｉとは、次式（２）を充足することを特徴とする請求項２記載の重荷重用タイヤ。
   ０．１０２−０．００４×Ｈｏ−０．００４×Ｈｉ
   ＋６．８２×１０-5×Ｈｏ² −６．０１６×１０^-5×Ｈｉ×Ｈｏ
   ＋９．５６２×１０^-5×Ｈｉ² ≦ ０ −−−−−（２）
4. 前記半径方向高さＨｏとＨｉとは、次式（３）を充足することを特徴とする請求項２記載の重荷重用タイヤ。
   ０．１１８−０．００４×Ｈｏ−０．００４×Ｈｉ
   ＋６．８２×１０^-5×Ｈｏ² −６．０１６×１０^-5×Ｈｉ×Ｈｏ
   ＋９．５６２×１０^-5×Ｈｉ² ≦ ０ −−−−−（３）
5. トレッド部からサイドウォール部をへて、リムのリムシートに着座する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た重荷重用タイヤであって、
   前記プライ折返し部は、前記ビードコアのタイヤ軸方向内側面、前記リムシートと略平行な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から離間してのびる巻上げ部とからなるとともに、
   前記ビードコアの半径方向上面と、前記巻上げ部と、前記プライ本体部との間に、複素弾性率Ｅａ* を８Ｍｐａより大、かつ２５Ｍｐａ以下とした断面略三角形状の充填ゴムを配するとともに、
   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るビード補強層を具え、
   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、
   前記巻上げ部は、前記ビードコアの半径方向上面に対して９０°より小の角度θを有して前記プライ本体部に向かって傾斜してのび、かつ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、前記外片のビードベースラインからの半径方向高さＨｏは、前記プライ本体部６ａがタイヤ軸方向外方に最も張り出すプライ最大幅点のビードベースラインからの高さＨｍの１３％〜３３％の範囲、しかも前記ビードコアのタイヤ軸方向内端位置におけるビードワイヤとカーカスコードとの間のゴム厚さｔ１を０．８〜２．８ｍｍとしたことを特徴とする重荷重用タイヤ。
6. 前記５０ｋＰａ充填状態において、前記巻上げ部の先端は、前記プライ本体部との間隙Ｌｂを１〜５ｍｍとしたことを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の重荷重用タイヤ。

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