JP4346372B2 - 重荷重用空気入りラジアルタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、トラックやバス等に使用される重荷重用空気入りラジアルタイヤに関し、更に詳しくは、ビード部の耐久性に優れた重荷重用空気入りラジアルタイヤに関する。

近年、重荷重用空気入りラジアルタイヤの偏平化が検討されている。ところが、タイヤを偏平化すると、ビード部への負荷が大きくなり、高撓みや高トルクを伴なうことになるため、従来の構造では耐久性を十分に確保することが困難になっている。

そこで、重荷重用空気入りラジアルタイヤのビード部の耐久性を向上するために、ビードフィラーのゲージを増加させること、及び、ビード部においてカーカス層に沿ってスチールコード又は繊維コード等からなる補強層を埋設することが提案されている。しかしながら、ビードフィラーのゲージを増加させたり、ビード部においてカーカス層に沿って補強層を埋設した場合、タイヤ重量が増加するばかりでなく、ビード部が発熱し易くなるという欠点がある。

ところで、一般的な重荷重用空気入りラジアルタイヤは、カーカス層をビードコアの廻りにタイヤ内側から外側へ巻き上げた構造を有しているため、偏平率が小さくなるに連れてカーカス層を平衡カーカスライン上に配置することが難しくなり、その結果として、空気圧充填後のカーカス形状の変化が大きくなり、タイヤの歪みが大きくなる傾向がある。逆に、偏平率が小さいタイヤのカーカス層を平衡カーカスラインに近づけようとすると、ビードフィラーのゲージを確保することができなくなり、耐久性が不十分になる。そのため、偏平化されたタイヤでは、カーカス層を平衡カーカスラインに近づけながら、ビードフィラーのゲージを増加させたり、補強層を追加することが困難である。

これに対して、重荷重用空気入りラジアルタイヤのビード部の耐久性を向上するための他の手段として、カーカス層をタイヤ径方向外側へ巻き上げることなく該ビードコアの周囲に巻き付けることで、その終端部でのセパレーションを防止することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。しかしながら、この場合、カーカス層のビードコアへの係止が不十分になり、カーカス層の終端部がビードコアから引き抜かれる現象を生じるため、耐久性の改善効果は依然として不十分である。
特開２００１−１９１７４６号公報

本発明の目的は、ビード部の耐久性に優れた重荷重用空気入りラジアルタイヤ、特に偏平率を低くした場合に好適な重荷重用空気入りラジアルタイヤを提供することにある。

上記目的を達成するための本発明の重荷重用空気入りラジアルタイヤは、トレッド部からサイドウォール部を経てビード部まで延在する少なくとも１層のカーカス層をビードコアで巻き上げることなく終端させた重荷重用空気入りラジアルタイヤにおいて、前記カーカス層の終端部を第１のスチールコード補強層で包み込み、該第１のスチールコード補強層の折り返し部を前記ビードコアのタイヤ径方向外側に設けた窪みに隣接するように配置し、更に前記ビードコア及び前記カーカス層の終端部を第２のスチールコード補強層で包み込み、該第２のスチールコード補強層と前記カーカス層とのタイヤ径方向のラップ長さの総和を４０ｍｍ以上に設定したことを特徴とするものである。

本発明では、カーカス層の終端部を第１のスチールコード補強層で包み込み、該第１のスチールコード補強層の折り返し部をビードコアのタイヤ径方向外側に設けた窪みに隣接するように配置し、ビードコア及びカーカス層の終端部を第２のスチールコード補強層で包み込んだ構造とする。つまり、本発明の重荷重用空気入りラジアルタイヤは、従来のようにカーカス層をビードコアの廻りに巻き上げた構造ではないので、偏平率を小さくした場合であっても、カーカス層を平衡カーカスライン上に配置し易く、内圧充填に起因するビードコアの捩じれによるカーカス層の変形がない。しかも、カーカス層の終端部は高剛性部位であるビードコアのタイヤ径方向外側に位置するため変形が少ない。

また、内圧充填状態ではカーカス層はトレッド側に引っ張られるが、その張力がカーカス層と２層のスチールコード補強層との間の相対移動によって吸収されるため、ビードコアの捩じれ変形が少ない。更に、第２のスチールコード補強層とカーカス層とのタイヤ径方向のラップ長さの総和を４０ｍｍ以上に設定しているので、カーカス層の引っ張り破断強度と略等価な引き抜き強度が得られる。従って、重荷重用空気入りラジアルタイヤの偏平率を６０％以下に設定した場合であっても、カーカス層を平衡カーカスラインに近づけながら、ビード部の耐久性を向上することができる。

本発明において、カーカス層はカーカス最大幅位置から終端部にかけてタイヤ側壁の厚さ方向中心位置からタイヤ側壁厚さの１０％以内の領域に配置することが好ましい。このようにカーカス層をタイヤ側壁の中心部に配置することにより、内圧充填状態でのカーカス層の張力分布を均一化し、ビード部の耐久性を更に向上することができる。

以下、本発明の構成につき添付の図面を参照しながら詳細に説明する。各図において共通する構成については同一の符号を付して重複した説明を省略する。

図１は本発明の実施形態からなる重荷重用空気入りラジアルタイヤを示し、図２はその要部を拡大して示すものである。図１において、１はトレッド部、２はサイドウォール部、３はビード部である。

図１に示すように、左右一対のビード部３，３間にはカーカス層４が装架され、このカーカス層４がトレッド部１からサイドウォール部２を経てビード部３まで延在するように配置されている。カーカス層４は、ビードコア５の廻りに巻き上げられておらず、ビードコア５の外周側の位置で終端している。このようなカーカス層４は、少なくとも１層必要であるが、２層以上であっても良い。一方、トレッド部１におけるカーカス層４の外周側には、複数層のベルト層６が埋設されている。

カーカス層４の終端部４ａはスチールコード補強層７（第１のスチールコード補強層）で包み込まれている。このスチールコード補強層７は、引き揃えられた複数本のスチールコードを含み、カーカス層４の終端部４ａを包み込むように折り返されている。ビードコア５は、１本又は複数本のワイヤを多層に巻回したものであり、そのワイヤの配置に基づいてタイヤ径方向外側に窪み５ａを形成している。そして、スチールコード補強層７の折り返し部７ａはビードコア５の窪み５ａに隣接するように配置されている。このようにカーカス層４の終端部４ａは、高剛性部位であるビードコア２の外周側に配置されることから変形を受け難いが、必要に応じて終端部４ａを覆うスチールコード補強層７の枚数を増やすことができる。

更に、ビードコア５及びカーカス層４の終端部４ａはスチールコード補強層８（第２のスチールコード補強層）で包み込まれている。このスチールコード補強層８は、引き揃えられた複数本のスチールコードを含み、ビードコア５及びカーカス層４の終端部４ａを包み込むように折り返されている。スチールコード補強層８とカーカス層４とのタイヤ径方向のラップ長さＡ，Ｂの総和は４０ｍｍ以上に設定されている。このラップ長さＡ，Ｂの総和が４０ｍｍ未満であると、カーカス層４の引き抜き強度が不十分になる。

スチールコード層７，８を構成するコードは、タイヤ周方向に対して傾斜し、かつ各層間で互いに交差するように配置することが好ましい。各コードの傾斜角度は特に限定されるものではないが、タイヤ周方向に対して１５〜４０°にすると良い。これにより、内圧充填状態でカーカス層４にかかるトレッド側への張力をカーカス層４とスチールコード層７，８との間の相対移動（ズレ）により吸収し、ビードコア５の捩じれ変形を抑制することができる。

上記重荷重用空気入りラジアルタイヤは、カーカス層４の終端部４ａをスチールコード補強層７で包み込み、スチールコード補強層７の折り返し部７ａをビードコア５の外周側の窪み５ａに隣接するように配置し、更にビードコア５及びカーカス層４の終端部４ａをスチールコード補強層８で包み込んだ構造を有しており、カーカス層４をビードコア５の廻りに巻き上げることなくビードコア５の外周側で終端させているので、偏平化に際してカーカス層４を平衡カーカスラインに近づけることが容易である。かかる利点を利用して、カーカス層４をカーカス最大幅位置Ｐから終端部４ａにかけてタイヤ側壁の厚さ方向中心部に配置することが好ましい。より具体的には、カーカス層４をタイヤ側壁の厚さ方向中心位置からタイヤ側壁厚さの１０％以内の領域に配置すると良い。これにより、内圧充填状態でのカーカス層４の張力分布を均一化することができる。

上述した重荷重用空気入りラジアルタイヤによれば、偏平率を小さくした場合であっても、カーカス層４を平衡カーカスライン上に配置し易く、内圧充填に起因するビードコア５の捩じれによるカーカス層４の変形がなく、しかもカーカス層４の終端部４ａを高剛性部位であるビードコア５の外周側に配置することができる。また、カーカス層４に負荷される張力はカーカス層４とスチールコード補強層７，８との連結構造によって吸収されるため、ビードコア５に生じる捩じれ変形も抑制することができる。

従って、重荷重用空気入りラジアルタイヤの偏平率を例えば６０％以下に設定した場合であっても、カーカス層４を平衡カーカスラインに近づけながら、ビード部の耐久性を向上することができる。

本発明は、特に偏平率が６０％以下の重荷重用空気入りラジアルタイヤに好適であるが、それ以外の重荷重用空気入りラジアルタイヤに適用することも可能である。

タイヤサイズ（４３５／４５Ｒ２２．５）及びビ−ド部の構造を除く全ての仕様を共通にして、ビ−ド部の構造を以下のように変更した従来例、実施例１〜３及び比較例１〜３の重荷重用空気入りラジアルタイヤをそれぞれ製作した。なお、各タイヤに用いたスチールコード補強層のタイヤ周方向に対するコード角度は３０°で共通にした。

従来例
図６に示すように、カーカス層４をビードコア５の廻りにタイヤ内側からタイヤ外側へ折り返し、ビード部３においてカーカス層４に沿ってスチールコード補強層１０を配置した。

実施例１
図２に示すように、カーカス層４の終端部４ａをスチールコード補強層７で包み込み、スチールコード補強層７の折り返し部７ａをビードコア５の外周側の窪み５ａに隣接するように配置し、更にスチールコード補強層７の両端部を覆うようにビードコア５及びカーカス層４の終端部４ａをスチールコード補強層８で包み込んだ。そして、スチールコード補強層８とカーカス層４とのタイヤ径方向のラップ長さＡ，Ｂの総和を４０ｍｍに設定した。

実施例２
図３に示すように、カーカス層４の終端部４ａをスチールコード補強層７で包み込み、スチールコード補強層７の折り返し部７ａをビードコア５の外周側の窪み５ａに隣接するように配置し、更にスチールコード補強層７のタイヤ外側端部だけを覆うようにビードコア５及びカーカス層４の終端部４ａをスチールコード補強層８で包み込んだ。そして、スチールコード補強層８とカーカス層４とのタイヤ径方向のラップ長さＡ，Ｂの総和を４０ｍｍに設定した。

実施例３
図４に示すように、カーカス層４の終端部４ａをスチールコード補強層７で包み込み、スチールコード補強層７の折り返し部７ａをビードコア５の外周側の窪み５ａに隣接するように配置し、更にスチールコード補強層７のタイヤ内側端部だけを覆うようにビードコア５及びカーカス層４の終端部４ａをスチールコード補強層８で包み込んだ。そして、スチールコード補強層８とカーカス層４とのタイヤ径方向のラップ長さＡ，Ｂの総和を４０ｍｍに設定した。

比較例１
図５に示すように、カーカス層４の終端部４ａをビードコア５の外周側に配置し、ビードコア５及びカーカス層４の終端部４ａをスチールコード補強層８で包み込んだ。そして、スチールコード補強層８とカーカス層４とのタイヤ径方向のラップ長さＡ，Ｂの総和を４０ｍｍに設定した。

比較例２
ラップ長さＡ，Ｂの総和を２０ｍｍとしたこと以外は、実施例１と同一構造にした。

比較例３
ラップ長さＡ，Ｂの総和を３５ｍｍとしたこと以外は、実施例１と同一構造にした。

これら７種類の重荷重用空気入りラジアルタイヤについて、それぞれ空気圧９００ｋＰａを充填し、ＪＡＴＭＡによる規定荷重の１４０％、速度４９ｋｍ／ｈの条件の下で室内ドラム走行試験を行い、ビード部にクラックを生じて走行不能になるまでの距離を測定し、耐久性を評価した。評価結果は、従来タイヤを１００とする指数にて表１に示した。この指数値が大きいほど耐久性が優れていることを意味する。

この表１から判るように、実施例１〜３のタイヤはいずれも従来例のタイヤに比べて耐久性が著しく向上していた。一方、比較例１〜３のタイヤはいずれも耐久性の改善効果が不十分であった。

本発明の実施形態からなる重荷重用空気入りラジアルタイヤを示す半断面図である。 図１のビード部を拡大して示す断面図である。 耐久性を評価するために採用したビード部の構造（実施例）を示す断面図である。 耐久性を評価するために採用したビード部の構造（実施例）を示す断面図である。 耐久性を評価するために採用したビード部の構造（比較例）を示す断面図である。 耐久性を評価するために採用したビード部の構造（従来例）を示す断面図である。

符号の説明

１ トレッド部
２ サイドウォール部
３ ビード部
４ カーカス層
４ａ 終端部
５ ビードコア
５ａ 窪み
７ スチールコード補強層（第１のスチールコード補強層）
７ａ 折り返し部
８ スチールコード補強層（第２のスチールコード補強層）

Claims (3)

1. トレッド部からサイドウォール部を経てビード部まで延在する少なくとも１層のカーカス層をビードコアで巻き上げることなく終端させた重荷重用空気入りラジアルタイヤにおいて、前記カーカス層の終端部を第１のスチールコード補強層で包み込み、該第１のスチールコード補強層の折り返し部を前記ビードコアのタイヤ径方向外側に設けた窪みに隣接するように配置し、更に前記ビードコア及び前記カーカス層の終端部を第２のスチールコード補強層で包み込み、該第２のスチールコード補強層と前記カーカス層とのタイヤ径方向のラップ長さの総和を４０ｍｍ以上に設定した重荷重用空気入りラジアルタイヤ。
2. 前記カーカス層をカーカス最大幅位置から終端部にかけてタイヤ側壁の厚さ方向中心位置からタイヤ側壁厚さの１０％以内の領域に配置した請求項１に記載の重荷重用空気入りラジアルタイヤ。
3. 偏平率が６０％以下である請求項１又は請求項２に記載の重荷重用空気入りラジアルタイヤ。
   

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