JP4500117B2 - 重荷重用空気入りラジアルタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、ビード部の構造に特徴を有する耐久性の高い重荷重用空気入りラジアルタイヤに関するものである。

一般に、空気入りラジアルタイヤは、図２、３に示すように、一対のビード部２に架け渡されるように配され、ラジアル方向のコード配列よりなる少なくとも１層のカーカスプライ１を有する。カーカスプライ１の両端部は、ビード部２において、ビードコア３とそのタイヤ外周側に配されたゴムフィラー４との回りに、内側から外側に巻き上げられて係止される。即ち、カーカスプライ１は、タイヤ骨格をなすボディプライ１ａと、ビード部２にて巻き上げられた巻き上げプライ１ｂとから構成される。巻き上げプライ１ｂのタイヤ幅方向外側には、必要に応じてスチールコード又は有機繊維コードを有するビード補強層２１が配される。また、溝９を有するトレッド部７のカーカスプライ１の外側には、複数のベルト層８が形成される。

重荷重用空気入りタイヤでは、高内圧での使用過程において、カーカスプライ１に張力が作用し、巻き上げプライがビードコア３側に引っ張られる。これにより、ビードコア３が回転モーメントを受け、リムフランジ１１上方のビード部２がタイヤ幅方向外側に大きく張り出すように変形する。更に、高荷重での使用過程において、リムフランジ１１上方のビード部２にはタイヤの負荷転動よる衝撃が伝達される。この張り出し変形やタイヤの負荷転動により、巻き上げプライ１ｂの端部１ｃ（以下、巻き上げ端と呼ぶ場合がある。）に歪みが集中すると、早期にセパレーションを引き起こす場合があり、ビード耐久力を悪化させる大きな要因になっていた。

そこで、従来、ビード耐久力を改善するものとして、下記特許文献１、２には、巻き上げ端が配されるゴムパッドの硬度を比較的硬くした重荷重用空気入りタイヤが開示されている。また、下記特許文献３には、巻き上げ端とビード補強層の端部とを覆う被覆ゴムを備える重荷重用空気入りタイヤが開示され、下記特許文献４、５には、巻き上げ端を覆う被覆ゴムを所定の配合のゴム組成物により構成することでビード耐久力を向上する重荷重用空気入りタイヤが開示されている。

しかしながら、従来の構造では、巻き上げ端がビード補強層よりもタイヤ径方向外側に配されており、そうでなくても巻き上げプライがリムフランジ上方に配されるものであったため、巻き上げ端が上述したビード部の張り出し変形やタイヤの負荷転動の影響を受け易く、ビード耐久力を低下させていた。その一方で、巻き上げ端の高さを低く設定した場合には、上述した張力によって巻き上げプライがビードコア側に引っ張られ易くなり、巻き上げ方向に沿ったせん断力が発生して歪みが大きくなるという問題があった。なお、下記特許文献４には、巻き上げ端がビード補強層（チェーファ）のよりもタイヤ径方向内側に配された構造が開示されているが、かかる構造は、単にビード補強層を巻き上げ端よりも上方に配したものであり、巻き上げ端の高さを従来より低くすることや巻き上げ端とリムフランジとの位置関係等の構成について開示するものではない。
特開平３−２２４８０５号公報 特開平５−９６９１５号公報 特開平５−３１９０３５号公報 特開平９−１５６３２５号公報 特開２００１−２７７８２２号公報

そこで、本発明の目的は、巻き上げ端でのセパレーションが生じ難く、耐久性に優れた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。

上記目的は、下記の如き本発明により達成できる。

即ち、本発明の重荷重用空気入りラジアルタイヤは、一対のビード部に架け渡されるように配されたボディプライと、前記ビード部が有するビードコアおよびそのビードコアのタイヤ外周側に配したゴムフィラーの回りに、内側から外側に巻き上げて係止された巻き上げプライと、からなる少なくとも１枚のカーカスプライを備える重荷重用空気入りラジアルタイヤにおいて、前記巻き上げプライの端部を覆う被覆ゴムと、その被覆ゴムよりも軟質で前記被覆ゴムのタイヤ幅方向両側を覆う軟質ゴムパッドとを備え、前記ボディプライの外周側面から規定リム装着時のリムフランジ外周側端に引いた法線と、前記巻き上げプライの端部との距離が１５ｍｍ未満であり、前記軟質ゴムパッドのタイヤ幅方向外側に、タイヤ外周側端が前記巻き上げプライの端部よりもタイヤ径方向外側に配されたスチールコード補強層を備えることを特徴とする。

本発明の重荷重用空気入りラジアルタイヤでは、ボディプライの外周側面から規定リム装着時のリムフランジ外周側端に引いた法線と、巻き上げプライの端部（巻き上げ端）との距離を１５ｍｍ未満とすることにより、巻き上げプライがリムフランジ上方に配されることがないため、巻き上げ端がビード部の張り出し変形やタイヤの負荷転動の影響を受け難くなり、巻き上げ端への歪みの集中を抑制することができる。また、巻き上げ端の高さが低くなり過ぎず、ビードコア側に過度に引っ張られることがない。ここで、規定リムとは、タイヤサイズに対応してＪＡＴＭＡで決められた標準となるリムを指す。また、上記構成では、従来に比べると巻き上げプライがビードコア側に引っ張られ易くなるが、巻き上げ端を比較的硬質の被覆ゴムで覆うことにより、巻き上げ端に作用する歪みを効果的に分散し、更にその被覆ゴムを軟質ゴムパッドで覆うことにより、その歪みを緩和して、セパレーションの発生を効果的に遅らせることができる。

軟質ゴムパッドのタイヤ幅方向外側に、タイヤ外周側端が巻き上げプライの端部よりもタイヤ径方向外側に配されたスチールコード補強層を配することにより、リムフランジ上方のビード部を効果的に補強して、タイヤの負荷転動などに対する耐久性を確保することができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。図１は、規定リムに装着した本発明の重荷重用空気入りラジアルタイヤの一例を示す要部断面図である。

本発明の重荷重用空気入りラジアルタイヤは、図１に示すように、スチールコードや高強度有機繊維コード等をタイヤラジアル方向に配列した１層又は複数層のカーカスプライ１を備える。カーカスプライ１は、一対のビード部２に架け渡されるように配されたボディプライ１ａと、ビードコア３およびゴムフィラー４の回りに内側から外側に巻き上げて係止された巻き上げプライ１ｂとからなる。

ビードコア３は、ゴムで被覆された断面円形のビードワイヤを、順次積層巻回して最密に充填した集合体をなして形成される。本実施形態では、その集合体の断面形状を六角形に形成し、その底辺がリム１０と略平行になるように配置している。これにより、外力による断面形状の変形を防止している。ゴムフィラー４は、タイヤ径方向に伸びる断面略三角形状をなしてビードコア３のタイヤ外周側に配されており、ゴム硬度（ＪＩＳＫ６２５３のタイプＡデュロメータ硬さ試験に準じて測定したゴム硬度、以下同じ。）が７６〜８８°であるものが例示される。

本発明では、ボディプライ１ａの外周側面からリムフランジ１１の外周側端に法線Ｌを引いたとき、法線Ｌと巻き上げプライ１ｂの端部１ｃ（以下、巻き上げ端１ｃと呼ぶ場合がある。）との距離ａが１５ｍｍ未満であり、より好ましくは１０ｍｍ未満である。これにより、巻き上げプライ１ｂがリムフランジ１１の上方に配されることがないため、巻き上げ端１ｃがビード部の張り出し変形やタイヤの負荷転動の影響を受け難くなる。また、巻き上げ端１ｃの高さが低くなり過ぎず、巻き上げプライ１ｂがビードコア３側に過度に引っ張られることがない。なお、法線Ｌと巻き上げ端１ｃとの距離ａは、巻き上げ端１ｃの厚み中心から法線Ｌにおろした垂線の長さとなる。

更に、本発明では、巻き上げ端１ｃが比較的硬質の被覆ゴム１５により覆われている。本発明は上述のように巻き上げ端１ｃを上記範囲に配するものであるため、従来に比べると巻き上げプライ１ｂがビードコア３側に引っ張られ易くなるが、巻き上げ端１ｃを被覆ゴム１５で覆い、更に被覆ゴム１５を後述する比較的軟質のゴムパッド１６、１７で覆うことにより、巻き上げ端１ｃに作用する歪みを効果的に分散・緩和して、セパレーションの発生を遅らせることができる。

本実施形態では、被覆ゴム１５は、巻き上げ端１ｃにエッジテープ１２（例えば０．６ｍｍ厚）を断面コの字状に貼り付け、そのタイヤ幅方向両側からゴムシート１４（例えば１．５ｍｍ厚）を巻き上げプライ１ｂに沿って貼り付けることで形成される。エッジテープ１２とゴムシート１４とは、同配合のゴムにより構成されるものでもよいが、異なる配合のものでもよい。また、エッジテープ１２は、例えばナイロン等の有機繊維により構成されるものでもよい。

被覆ゴム１５は、ゴム硬度が６９〜７９°であることが好ましい。ゴム硬度が、６９°未満である場合または７９°を越える場合、カーカスプライ１との剛性差が大きくなるため、巻き上げ端１ｃの歪みを分散する効果が乏しくなり、ビード耐久力の向上効果が小さくなる傾向にある。なお、本実施形態において、被覆ゴム１５のゴム硬度とは、ゴムシート１４のゴム硬度を指す。

被覆ゴム１５は、巻き上げプライ１ｂの延長方向に沿った領域に配されている。巻き上げ端１ｃから被覆ゴム１５のタイヤ外周側端までの、法線Ｌに対して垂直方向の距離ｂは、好ましくは５ｍｍ以上であり、より好ましくは１０ｍｍ以上である。これにより、巻き上げ端１ｃにおける歪みを効果的に分散することができる。

ゴムパッド１６は、下方が巻き上げプライ１ｂとゴムフィラー４との間に入り込むように、タイヤ径方向に延びた領域に配されている。更に、ゴムパッド１７が、ゴムパッド１６と共に巻き上げプライ１ｂを挟み込むように、タイヤ径方向に延びた領域に配されている。ゴムパッド１６、１７は、被覆ゴム１５よりも軟質であるとともに、被覆ゴム１５のタイヤ幅方向両側を覆っている（即ち、ゴムパッド１６、１７が前記軟質ゴムパッドに相当する。）。これにより、巻き上げ端１ｃに作用する歪みを効果的に緩和して、セパレーションの発生を遅らせることができる。

ゴムパッド１６、１７は、被覆ゴム１５よりもゴム硬度が２〜１５°低いものが好ましく、３〜１２°低いものがより好ましい。当該硬度差が１５°を越えると、ゴムパッド１６、１７が軟らか過ぎるため、ビード耐久力を悪化させる傾向にある。一方、硬度差が２°未満であると、巻き上げ端１ｃの歪みが分散し難く、ビード耐久力が低下する傾向にある。なお、ゴムパッド１６とゴムパッド１７とは、ゴム硬度が同じものでもよく、異なるものでもよい。

ゴムパッド１７のタイヤ幅方向外側には、スチールコードを有するスチール補強層５（前記スチールコード補強層に相当する。）が、ゴムパッド１７外面に沿って配されている。スチール補強層５のタイヤ外周側端は、巻き上げ端１ｃよりもタイヤ径方向外側に配され、リムフランジ１１の略上方に位置している。スチール補強層５には、高内圧での使用に起因する張力がカーカスプライ１ほど作用しないため、端部の歪みが比較的小さく、リムフランジ１１上方のビード部を効果的に補強して、タイヤの負荷転動などに対する耐久性を確保することができる。

本実施形態では、スチール補強層５のタイヤ外周側端に、エッジテープ１３が断面コの字状に貼り付けられている。これにより、スチール補強層５のタイヤ外周側端に集中する歪みを緩和することができる。更に、スチール補強層５のタイヤ内周側端は、カーカスプライ１の巻き上げ底部のタイヤ幅方向外側にて係止されている。これにより、高内圧での使用過程においてビードコア３に作用する回転モーメントの影響を受け難く、タイヤ外周側端への歪みの集中を抑制できる。

スチール補強層５のタイヤ幅方向外側には、ナイロンコードを有するナイロン補強層６が、スチール補強層５の外面に沿って配されている。本実施形態は、ナイロン補強層６が２枚の補強層からなる例を示している。ナイロン補強層６は、ビード部２にて内側から外側に巻き上げられるとともに、タイヤ幅方向外側に位置する端部がスチール補強層５よりもタイヤ径方向外側に配されている。巻き上げ端１ｃおよび補強層５、６の端部は、本実施形態のように各々タイヤ径方向にずらして配されるものが好ましく、これにより各端部への歪みの集中を抑制することができる。

ナイロン補強層６のタイヤ幅方向外側には、タイヤ径方向に延びるゴムパッド１８が、ナイロン補強層６の外面に沿って配されている。ゴムパッド１８としては、ゴムパッド１７と同配合のゴムよりなるものが例示される。ゴムパッド１８のタイヤ幅方向外側には、リムに直接接触するゴムチェーファ１９と、サイドウォール部を構成するサイドウォールゴム２０が配されている。

本発明の重荷重用空気入りラジアルタイヤは、ビード部２回りの構造以外は、従来公知のタイヤと同じであり、図２に示すものと同様である。即ち、トレッド部７のカーカスプライ１の外側には、従来同様に１層もしくは複数層のベルト層８が配され、更に必要に応じてベルト補強層が配される。更に、その外側のトレッドゴムによるタイヤ外周面に、タイヤ周方向に複数本の主溝９を有するトレッドパターンが形成される。カーカスプライ１の内側には、通常、インナーライナーが設けられ、外側にはサイドウォールゴムが設けられる。

重荷重用空気入りタイヤは、トラック、バスなどの比較的車両総重量が重い車両に使用されるものである。

［他の実施形態］
（１）前述の実施形態では、巻き上げ端１ｃを法線Ｌよりもタイヤ径方向外側に配した例を示したが、本発明では、距離ａが１５ｍｍ未満であれば、巻き上げ端１ｃを法線Ｌよりもタイヤ径方向内側に配するものでもよい。

（２）前述の実施形態では、ビード補強層としてのスチール補強層５のタイヤ幅方向外側に、ナイロン補強層６を配した例を示したが、本発明はこれに限られるものではない。また、ナイロン補強層６に代えて、異なる構成材料よりなる補強層を配してもよい。

（３）前述の実施形態では、スチール補強層５のタイヤ内周側端が、カーカスプライ１の巻き上げ底部のタイヤ幅方向外側にて係止される例を示したが、本発明では、スチール補強層５をビード部２にて内側から外側に巻き上げて係止する構成でも構わない。

（４）前述の実施形態では、断面形状が六角形のビードコア３を用いる例を示したが、本発明では、ビードコア３の形状を断面が様々な多角形などにしてもよい。その場合、断面が様々な多角形のビードワイヤを用いることが可能である。

以下、本発明の構成と効果を具体的に示す実施例等について説明する。なお、実施例等における評価項目は下記のようにして測定を行った。

（１）耐久性
耐久性試験として、タイヤをサイズ８．００Ｖのリムに組み付け、直径１７００ｍｍのドラム上を内圧８３０ｋＰａ、荷重３３５０ｋｇｆ（２４時間ごとに１０％増加）、速度２５ｋｍ／ｈにて、ビード部に故障が発生するまで走行させた。比較例２を１００として指数評価し、数値が大きいほど走行距離が大きい、即ち耐久性に優れていることを示す。

（２）製造コスト
タイヤの作製に要した材料費から製造コストを算出した。比較例１を１００として指数評価し、数値が大きいほど製造コストが高いことを示す。

比較例１
図１に示すビード構造において、被覆ゴム１５を備えず、巻き上げ端１ｃを法線Ｌよりもタイヤ径方向外側に配して距離ａを２ｍｍとした重荷重用空気入りラジアルタイヤ（サイズ１１．００Ｒ２０）を準備し、上記の評価を行った。なお、タイヤが備えるカーカスプライ１は、エンド数（コード幅方向１インチあたりのコード本数）を１５とし、３＋９＋１５×０．１７５＋０．１５の構造のスチールコードにより構成した。また、スチール補強層５は、エンド数を１３とし、上記構造のスチールコードにより構成した。更に、ナイロン補強層６は、エンド数を２２．５とし、１４００ｄｔｅｘ／２のナイロンコードにより構成した。

比較例２
図１に示すビード構造において、巻き上げ端１ｃを法線Ｌよりもタイヤ径方向外側に配して距離ａを３０ｍｍとし、巻き上げ端１ｃからの距離ｂを２０ｍｍとした被覆ゴム１５を備える構造以外は、比較例１と同じである重荷重用空気入りラジアルタイヤを準備し、上記の評価を行った。

実施例
図１に示すビード構造において、巻き上げ端１ｃを法線Ｌよりもタイヤ径方向外側に配して距離を２ｍｍとし、巻き上げ端１ｃからの距離ｂを２０ｍｍとした被覆ゴム１５を備える構造以外は、比較例１と同じである重荷重用空気入りラジアルタイヤを準備し、上記の評価を行った。

以上の結果を表１に示す。

表１の結果が示すように、実施例では比較例１、２と比較して、耐久性が大幅に改善されており、本発明の構成が優れたビード耐久力を発揮することがわかった。これに対して、比較例１では、単に巻き上げ高さを低くしただけなので、巻き上げプライがビードコア側に引っ張られて巻き上げ端に歪みが集中し易くなり、比較例２では、巻き上げプライがリムフランジ上方に配されているため、ビード部の張り出し変形やタイヤの負荷転動の影響を受け易くなり、それぞれ耐久性が比較的低かった。また、比較例２では比較例１と比較して、被覆ゴムの配設およびカーカスプライの巻き上げ高さに起因して製造コストが高くなっているが、実施例は耐久性を向上しつつ、巻き上げ高さを低くすることができるため、製造コストを低減できることがわかる。

本発明の重荷重用空気入りラジアルタイヤの一例を示す要部断面図 本発明の重荷重用空気入りラジアルタイヤの一例を示す子午線断面図 従来の重荷重用空気入りタイヤのビード部の一例を示す要部断面図

符号の説明

１ カーカスプライ
１ａ ボディプライ
１ｂ 巻き上げプライ
１ｃ 巻き上げ端
２ ビード部
３ ビードコア
４ ゴムフィラー
５ スチール補強層
６ ナイロン補強層
１０ リム
１１ リムフランジ
１５ 被覆ゴム
１６ ゴムパッド
１７ ゴムパッド
ａ 法線と巻き上げプライの端部との距離
Ｌ 法線

Claims (1)

1. 一対のビード部に架け渡されるように配されたボディプライと、前記ビード部が有するビードコアおよびそのビードコアのタイヤ外周側に配したゴムフィラーの回りに、内側から外側に巻き上げて係止された巻き上げプライと、からなる少なくとも１枚のカーカスプライを備える重荷重用空気入りラジアルタイヤにおいて、
   前記巻き上げプライの端部を覆う被覆ゴムと、その被覆ゴムよりも軟質で前記被覆ゴムのタイヤ幅方向両側を覆う軟質ゴムパッドとを備え、
   前記ボディプライの外周側面から規定リム装着時のリムフランジ外周側端に引いた法線と、前記巻き上げプライの端部との距離が１５ｍｍ未満であり、
   前記軟質ゴムパッドのタイヤ幅方向外側に、タイヤ外周側端が前記巻き上げプライの端部よりもタイヤ径方向外側に配されたスチールコード補強層を備えることを特徴とする重荷重用空気入りラジアルタイヤ。

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