JP4800504B2

JP4800504B2 - 空気入りタイヤ

Info

Publication number: JP4800504B2
Application number: JP2001156427A
Authority: JP
Inventors: 健二中倉; 喜悦前田
Original assignee: Toyo Tire and Rubber Co Ltd
Current assignee: Toyo Tire Corp
Priority date: 2001-05-25
Filing date: 2001-05-25
Publication date: 2011-10-26
Anticipated expiration: 2021-05-25
Also published as: JP2002347409A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一対の環状のビードで両端が巻き返されたカーカス層のビード間の本体部がラジアルであり、巻き返し部がビード部の剛性を向上させるべくコード角を傾斜させてある空気入りタイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在、空気入りタイヤの主流となっているラジアルタイヤは、一対の環状のビード間を補強し、複数のコードがタイヤ半径方向（子午線方向）に配列するカーカス層と、トレッドの下方に位置するカーカス層をタガ効果で補強し、コードがタイヤ周方向に対し傾斜した複数のベルト層とを備えた構造が一般的である。また、カーカス層の両端部は、ビードにて外側に巻き返されており、その巻き返し部のコードについてもタイヤ半径方向に配列しているのが通常であった。
【０００３】
そして、ビード部の剛性を高める目的で、ビード周りのカーカス層に加えて、長繊維や短繊維で補強された補強層を設けた空気入りタイヤが、各種知られている。また、このような補強層を設けずに、カーカス層の巻き返し部のコードをタイヤ半径方向から傾斜させることにより、ビード部の剛性を高めた空気入りタイヤも知られている（特開平１１−１７０８０７号公報、特開平１０−３０５４９３号公報等）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、後者のように巻き返し部のコードをタイヤ半径方向から傾斜させると、ビード部の剛性が向上して操縦安定性は改善されるものの、カーカス層の本体部と巻き返し部とで（２層のカーカス層をバイアス状にした場合は２層間で）コード角度が異なるため、巻き返し部のコードの先端からコードが剥離し易く、過酷な走行条件では耐久性が低下するという問題がある。つまり、隣接するコードのコード角度が異なると、走行中に屈曲が生じるタイヤサイド近傍で、傾斜したコードに角度変化が生じ、隣接するコード間に介在するゴム部に大きな剪断歪と剪断応力が発生し、疲労破壊によってコードの先端からコードが剥離し易くなる。
【０００５】
そして、このような剥離現象は、カーカス層の巻き返し端が、タイヤ断面高さの３０〜７０％に位置する空気入りタイヤで特に発生し易い傾向がある。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、カーカス層の巻き返し部によってビード部付近の剛性を高めながら、しかも巻き返し部の先端からコードが剥離し難い空気入りタイヤを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、下記の如き本発明により達成できる。
即ち、本発明の空気入りタイヤは、一対の環状のビードで両端が巻き返された１層以上のカーカス層を備え、そのカーカス層のビード間の本体部はコードとタイヤ周方向とのなすコード角が８５〜９０°である空気入りタイヤにおいて、前記カーカス層の巻き返し部は、前記コード角が８５〜９０°である先端部と、その先端部よりタイヤ内周側に配置され前記コード角が３０〜８０°である傾斜部とを有し、前記巻き返し部の長さに占める前記先端部の長さの割合が、５０％以下であり、前記先端部の長さが５ｍｍ以上であることを特徴とする。本発明において、コード角はコードとタイヤ周方向とのなす鋭角側の角度を指す。
【０００８】
上記において、前記巻き返し部の先端位置が、タイヤ断面高さの３０〜７０％の高さの位置であることが好ましい。
【００１０】
更に、コード補強された補強層をタイヤ断面高さの３０〜７０％の高さの位置にタイヤ外周側の端辺が位置するように前記巻き返し部に積層し、その補強層の先端部の前記コード角を８５〜９０°としてあることが好ましい。
【００１１】
［作用効果］
本発明の空気入りタイヤによると、カーカス層の巻き返し部にコード角が傾斜した傾斜部を有するため、周方向の補強成分が増加し、また、カーカス層の本体部とでコードを拘束し合うため、ビード部付近の剛性を高めることができる。また、巻き返し部の先端部のコードが殆ど傾斜していないため、本体部のコードとの間に介在するゴム部に大きな剪断歪や剪断応力が発生しにくく、コード先端からの剥離が生じ難くなる。その結果、カーカス層の巻き返し部によってビード部付近の剛性を高めながら、しかも巻き返し部の先端からコードが剥離し難い空気入りタイヤを提供することができる。
また、前記巻き返し部の長さに占める前記先端部の長さの割合が、５０％以下であり、前記先端部の長さが５ｍｍ以上であるため、先端部によるコードの剥離防止効果が十分となり、しかも先端部が長すぎず、傾斜部による補強効果を損ないにくいものとなる。
【００１２】
また、前記巻き返し部の先端位置が、タイヤ断面高さの３０〜７０％の高さの位置である場合、前述したコード剥離の問題が生じ易くなるところ、上記の如き作用効果を有する本発明が特に有用になる。
【００１４】
コード補強された補強層をタイヤ断面高さの３０〜７０％の高さの位置にタイヤ外周側の端辺が位置するように前記巻き返し部に積層し、その補強層の先端部の前記コード角を８５〜９０°としてある場合、補強層によってビード部付近の剛性を更に高めることができ、しかも、巻き返し部の場合と同様に、補強層のコード先端からの剥離を生じ難くすることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
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は本発明の空気入りタイヤの一例を示す部分断面図であり、図２（ａ）はそのカーカス層を模式的に示す側面図、図２（ｂ）はカーカス層のコードの配置を模式的に示す説明図である。
【００１６】
本発明の空気入りタイヤは、図１に示すように、一対の環状のビード１ａで両端が巻き返された１層以上のカーカス層１０を備える。なお、空気入りタイヤは、赤道線ＣＬで対称又は略対称な構造になっている。本実施形態ではカーカス層１０が１層で構成されている例を示す。
【００１７】
カーカス層１０のビード１ａ間の本体部１１は、図２に示すように、コード１１ａとタイヤ周方向ＰＤとのなすコード角θ₁ が８５〜９０°である。この点は通常のラジアルタイヤと同じであり、ベルト層６とあいまって、ラジアルタイヤの乗り心地性、耐久性、運動性能などを好適に発現することができる。カーカス層１０を構成するコードとしては、ポリエステル、ポリアミド、芳香族ポリアミド等の有機繊維、又はスチール等が挙げられる。
【００１８】
ベルト層６は、上層６ｂと下層６ａとの２層構成のものが例示できるが、各層を構成するコードのタイヤ赤道線ＣＬに対する角度は１０〜３５°が好ましい。また、上層６ｂの上面に更に周方向にコードを配置した繊維補強層を設けてもよい。ベルト層６を構成するコード材は、スチールや芳香族ポリアミド等の有機繊維など、従来よりベルト層６に用いられる材料がいずれも使用できる。
【００１９】
本発明の空気入りタイヤは、図２に示すように、カーカス層１０の巻き返し部１２は、コード１２ａのコード角θ₂ が８５〜９０°である先端部１２Ａと、その先端部１２Ａよりタイヤ内周側に配置され、コード１２ｂのコード角θ₃ が３０〜８０°である傾斜部１２Ｂとを有することを特徴とする。コード角θ₃ は、ビード部付近の剛性を高める上で、４０〜７０°が好ましい。
【００２０】
この先端部１２Ａの長さは、巻き返し部（最内周端から先端まで）の長さに占める先端部１２Ａの長さの割合で５０％以下で、かつ５ｍｍ以上であることが好ましい。先端部１２Ａの長さが５ｍｍ未満であると、コード先端の剥離防止効果が不十分となり、先端部１２Ａの長さの割合が５０％を超えると、先端部１２Ａが長すぎて、傾斜部１２Ｂによる補強効果が減少する傾向がある。
【００２１】
本発明は、特に巻き返し部１２の先端位置ＰＥが、タイヤ断面高さＨの３０〜７０％の高さの位置である場合に有効である。また、カーカス層１０が１層の場合、図１に示すように、本体部１１と巻き返し部１２とが部分的に隣接された構造の場合に、前述したコード剥離の問題が生じやすいため、本発明が特に有用となる。
【００２２】
本実施形態では、タイヤ最大幅Ｗの位置ＰＷよりタイヤ内周側に先端位置ＰＥが配置されているが、巻き返し部１２の先端位置ＰＥは位置ＰＷの近傍やタイヤ外周側に配置してもよい。なお、カーカス層が２層以上の場合、各層の何れかの先端位置ＰＥが、タイヤ断面高さＨの３０〜７０％の高さの位置である場合に有効となる。
【００２３】
上記の点以外は、通常のラジアルタイヤと略同じ構造を有している。即ち、図１に示すように、カーカス層１０の両端は、ビード１ａで折り返され、カーカス層１０の折り返し部１２と本体部１１との間にはゴム硬度が高いビードフィラー１ｂが配置され、ビード部１が形成されている。また、通常のタイヤと同様にカーカス層１０の外側にはサイドウォールゴム２ａ、内側にはインナーライナゴム３が配置され、ベルト層６の外側にはトレッドゴム４等が配置され、トレッドゴム４の外周面には所定のパターンが形成される。
【００２４】
本発明の空気入りタイヤは、カーカス層の巻き返し部のコード角度をタイヤ径方向より部分的に変えたカーカス用プライを使用すること以外は、通常の空気入りタイヤと同様の製造方法で製造できる。上記のカーカス用プライは円筒状に成型され、例えばビードの配設後、チューブ状エアバッグが挿入され、内圧によりドーナツ状にシェーピングされた後、ベルト層６が常法により形成される。
【００２５】
上記のカーカス用プライは、例えば、ゴム被覆したコードを供給しながら、駆動する貼り付けローラによってコードの先端を、トレイに所望の経路にて貼り付ける装置を用いたり、また、特開平８−２４４１３５号公報に記載の製造方法において、カーカス用プライの両端（カーカス先端部）をコード角をラジアルにすることで作製することができる。
【００２６】
［他の実施形態］
以下、本発明の他の実施の形態について説明する。
【００２７】
（１）前述の実施形態では、カーカス層１０が１層で構成されている例を示したが、本発明では、図３〜図４に示すように、２層以上のカーカス層１０を設けてもよい。
【００２８】
本実施形態では、カーカス層１０が外層の本体部１４と折り返し部１６、及び内層の本体部１３と折り返し部１５の２層で構成されている。各層の折り返し部１６と折り返し部１５は、コード１５ａ，１６ａのコード角θ₂ が８５〜９０°である先端部１５Ａ，１６Ａと、その先端部１５Ａ，１６Ａよりタイヤ内周側に配置され、コード１５ｂ，１６ｂのコード角θ₃ が３０〜８０°である傾斜部１５Ｂ，１６Ｂとを、外層又は内層の何れかで有していればよい。但し、内外の両層において、各層の折り返し部１６と折り返し部１５が、コード角θ₂ が８５〜９０°である先端部１５Ａ，１６Ａと、コード角θ₃ が３０〜８０°である傾斜部１５Ｂ，１６Ｂとを有するのが好ましい。更に好ましくは、図４（ａ）に示すように、傾斜部１５Ｂと傾斜部１６Ｂとが逆向きに傾斜している場合（好ましくは子午線に対称）である。
【００２９】
各層の折り返し部１６，１５の先端位置ＰＥ１，ＰＥ２は、一致していてもよいが、応力の集中を避ける上で、先端位置ＰＥ１と先端位置ＰＥ２をズラすことが好ましい。特に図３に示すように、先端位置ＰＥ１から若干タイヤ内周側に先端位置ＰＥ２を配置するのが更に好ましい。
【００３０】
（２）本発明では、図５〜図６に示すように、ビード部１に補強層２０を有していてもよく、補強層２０としては、短繊維やコードで補強されたシート状物が挙げられる。使用されるコードとしては、ポリエステル、ポリアミド、芳香族ポリアミド等の有機繊維、又はスチール等が挙げられる。本発明では、コード補強された補強層２０をタイヤ断面高さＨの３０〜７０％の高さの位置にタイヤ外周側の端辺ＰＲが位置するように巻き返し部１２に積層するのが好ましい。
【００３１】
このような補強層２０の先端部２０Ａは、コード２０ａのコード角θ₄ を８５〜９０°としてあるのが好ましい。また、補強層２０は、先端部２０Ａよりタイヤ内周側に配置され、コード２０ｂのコード角θ₅ が３０〜８０°である傾斜部２０Ｂとを有することが好ましい。
【００３２】
このような補強層２０は、カーカス層１０が１層の場合に特に有効であり、補強層２０のコード配置は、カーカス層１０の傾斜部１２Ｂと傾斜部２０Ｂとが逆向きに傾斜することが好ましく、更に好ましくは子午線に対称である。
【００３３】
補強層２０のタイヤ外周側の端辺ＰＲは、折り返し部１２の先端位置ＰＥと一致していてもよいが、応力の集中を避ける上で、先端位置ＰＥからズラすことが好ましい。特に図５に示すように、先端位置ＰＥから若干タイヤ内周側に、補強層２０のタイヤ外周側の端辺ＰＲを配置するのが更に好ましい。
【００３４】
（３）前述の実施形態では、カーカス層の両端がビードで外側に巻き返されている例を示したが、本発明では、カーカス層の両端がビードで内側に巻き返されていてもよい。その場合でも、カーカス層の巻き返し部は、コード角が８５〜９０°である先端部と、その先端部よりタイヤ内周側に配置されコード角が３０〜８０°である傾斜部とを有することにより、外側に巻き返す場合と同等の効果が得られる。
【００３５】
（４）前述の実施形態では、カーカス層の巻き返し部が、先端部と傾斜部とで構成されている例を示したが、先端部と傾斜部は徐々にコード角を変化させるように中間領域を介在させた方が好ましい。
【００３６】
（５）前述の実施形態では、１層の補強層を巻き返し部の外側に積層する例を示したが、補強層の配置は、カーカス層の本体部と巻き返し部との間に介在させたり、ビードフィラーと巻き返し部との間に介在させる等してもよい。また、２層以上の補強層を設けたり、２箇所以上に補強層を設けてもよい。
【００３７】
【実施例】
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、操縦安定性及び亀裂長さは、次のようにして測定した。
【００３８】
（１）操縦安定性
実施例等で得られたサイズ２０５／５５Ｒ１６の空気入りタイヤを空気圧２２０ｋＰａにてリム組み（リム：６．５Ｊ）して実車に装着し、ドライ時のテストコースにおいて、パネラーによる実車フィーリングテストを実施し、その結果を比較例１のタイヤを１００とする指数値で評価した。この値が大きいほど、操縦性が優れている。
【００３９】
（２）亀裂長さ
上記と同じ条件で実車５万ｋｍ走行後に各タイヤを解体し、カーカス層の巻き返し部の先端の亀裂（セパ）長さを測定した。測定は、最も亀裂の長い部分について行った。測定値は小さい程、耐久性が良いことを示す。
【００４０】
実施例１〜３
ポリエステル１６７０ｄｔｅｘ／２、５２本／５ｃｍのカーカス用プライを用いて、本体部がコード角９０°、巻き返し部がコード角６０°の傾斜部とコード角９０°の先端部（長さは表１の通り）とからなり、巻き返し部の先端がタイヤ断面高さの６０％となるようにビードで外側に巻き返したカーカス層を形成し、他の部分は通常のラジアルタイヤと同様にして、図１に示すようなタイヤサイズ２０５／５５Ｒ１６の空気入りタイヤを試作した。
【００４１】
比較例１
実施例１において、カーカス層の巻き返し部を全てコード角９０°で形成し（コードが全ての位置でラジアル）、他の部分は通常のラジアルタイヤと同様にして、タイヤサイズ２０５／５５Ｒ１６の空気入りタイヤを試作した。
【００４２】
比較例２
実施例１において、カーカス層の先端部の長さを巻き返し部の６０％とし、他の部分は通常のラジアルタイヤと同様にして、タイヤサイズ２０５／５５Ｒ１６の空気入りタイヤを試作した。
【００４３】
比較例３
実施例１において、カーカス層の巻き返し部の先端部を傾斜部と同じコード角で形成し（即ち傾斜部のみで形成し）、他の部分は通常のラジアルタイヤと同様にして、タイヤサイズ２０５／５５Ｒ１６の空気入りタイヤを試作した。
【００４４】
以上の空気入りタイヤを用いて、前記評価を行った結果を表１に示す。
【００４５】
【表１】
表１の結果が示すように、本発明によると、カーカス層の巻き返し部の先端部をラジアルにすることで、操縦安定性を改善しながら、コード先端の剥離を防止して耐久性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の空気入りタイヤの一例を示す部分断面図
【図２】本発明の空気入りタイヤの要部を示す図であり、（ａ）はカーカス層を模式的に示す側面図、（ｂ）はそのコードの配置を模式的に示す説明図
【図３】本発明の空気入りタイヤの他の例を示す部分断面図
【図４】本発明の空気入りタイヤの他の例の要部を示す図であり、（ａ）はカーカス層を模式的に示す側面図、（ｂ）はそのコードの配置を模式的に示す説明図
【図５】本発明の空気入りタイヤの他の例を示す部分断面図
【図６】本発明の空気入りタイヤの他の例の要部を示す図であり、（ａ）はカーカス層を模式的に示す側面図、（ｂ）はそのコードの配置を模式的に示す説明図
【符号の説明】
１ａビード
１０カーカス層
１１カーカス層の本体部
１２カーカス層の巻き返し部
１２Ａ先端部
１２Ｂ傾斜部
１２ａ先端部のコード
１２ｂ傾斜部のコード
１３下層カーカス層の本体部
１４上層カーカス層の本体部
１５下層カーカス層の巻き返し部
１６上層カーカス層の巻き返し部
２０補強層
ＰＥ巻き返し部の先端位置
Ｈタイヤ断面高さ
ＰＤタイヤ周方向
θ₁ 〜θ₅ コード角

Claims

一対の環状のビードで両端が巻き返された１層以上のカーカス層を備え、そのカーカス層のビード間の本体部はコードとタイヤ周方向とのなすコード角が８５〜９０°である空気入りタイヤにおいて、
前記カーカス層の巻き返し部は、前記コード角が８５〜９０°である先端部と、その先端部よりタイヤ内周側に配置され前記コード角が３０〜８０°である傾斜部とを有し、前記巻き返し部の長さに占める前記先端部の長さの割合が、５０％以下であり、前記先端部の長さが５ｍｍ以上であることを特徴とする空気入りタイヤ。
前記巻き返し部の先端位置が、タイヤ断面高さの３０〜７０％の高さの位置である請求項１記載の空気入りタイヤ。
コード補強された補強層をタイヤ断面高さの３０〜７０％の高さの位置にタイヤ外周側の端辺が位置するように前記巻き返し部に積層し、その補強層の先端部の前記コード角を８５〜９０°としてある請求項１又は２に記載の空気入りタイヤ。