JP4892890B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、空気入りタイヤに関するものである。特に、この発明は、操縦安定性の向上を図ることのできる空気入りタイヤに関するものである。

従来の空気入りタイヤでは、形状を保持するために、タイヤ幅方向の両側に位置するビード部間をトロイダル状に延在したカーカスが設けられている。このカーカスは、ビード部においては端部がビードコアに巻き返されており、これにより、ビードコアに対するカーカスの位置ずれを抑制していた。しかし、重荷重用空気入りタイヤなど使用内圧が高い空気入りタイヤでは、カーカスの作用する張力も大きく、この場合、この力はビードコアを回転させる力となり、ビード部に捩り変形を起こし易くなっていた。この捩り変形は、カーカスをビードコアのタイヤ幅方向内方からタイヤ幅方向外方にかけて巻き返した場合には、ビードトウ側がリムから浮き上がる方向に変形する要因となり、この部分のリムに対する接触圧が低くなってしまう虞があった。このように、接触圧が低くなると、リムずれが生じ、操縦安定性が低下してしまう虞があった。また、ビード部の変形は、ビード部のヘタリを発生させる虞があり、ビード部の耐久性が低減する虞があった。

そこで、従来の空気入りタイヤでは、カーカスに作用する張力によるビード部の捩り変形を抑制しているものがある。例えば、特許文献１では、ビード部にビードコア以外にサブビードコアを設け、ビードコアに巻き返されるカーカスをビードコアとサブビードコアとにより挟み込んでいる。これにより、カーカスに張力が作用した場合でも、カーカスが移動することを抑制することができ、ビード部の捩り変形を抑制することができる。この結果、カーカスに張力が作用した場合のビード部の捩り変形に起因する操縦安定性の低下やビード部の耐久性の低減を抑制することができる。

特開２０００−３０１９１７号公報

上記の空気入りタイヤでは、カーカスをビードコアのタイヤ幅方向外方からタイヤ幅方向内方にかけて巻き返した場合でも、ビードコアとサブビードコアとでカーカスを挟み込むことにより、上述した効果が得られる。しかしながら、この場合、空気入りタイヤのトレッド部が路面に接地し、その際の接地荷重によってトレッド部とリムとの間が縮まる方向の荷重が空気入りタイヤに作用した場合は、空気入りタイヤにおけるリムフランジ付近の部分は、リムフランジに押されて変形をする。その際、この部分の内側に位置するカーカスも変形し、カーカスが変形することによって、操縦安定性が低下する虞があった。また、空気入りタイヤを装着した車両の走行時には、空気入りタイヤは転動するため、リムフランジによって変形させられるカーカスは、タイヤ周方向において順次変形する。このため、カーカスを部分ごとに見ると、カーカスは繰り返し変形をすることになるので疲労が多くなり、耐久性が低減する虞があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、操縦安定性とカーカスの耐久性とを共に向上させることのできる空気入りタイヤを提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、この発明に係る空気入りタイヤは、タイヤ幅方向の両端に位置するサイドウォール部と、前記サイドウォール部のタイヤ径方向に内方に位置すると共にビードコアが設けられたビード部と、前記ビード部で前記ビードコアに巻き返されるカーカスと、前記カーカスよりもタイヤ径方向外方に設けられるベルト層と、を有する空気入りタイヤにおいて、前記カーカスは、前記ビードコアのタイヤ幅方向外方側から前記ビードコアの内周面であるビードコア内周面のタイヤ径方向内方側を通り、さらに前記ビードコアのタイヤ幅方向内方側にかけて巻き返されており、前記ビードコアのタイヤ幅方向外方に位置する前記カーカスのタイヤ幅方向外方で、且つ、前記ビードコアよりもタイヤ径方向外方には、タイヤ周方向に沿って環状に形成された環状補強手段が設けられており、前記環状補強手段は、子午面断面において前記ビードコア内周面のタイヤ幅方向外方側の端部から、前記環状補強手段のタイヤ子午面の四半断面における中心までのタイヤ径方向における距離が１０ｍｍ〜４０ｍｍの範囲内となる位置に設けられていることを特徴とする。

この発明では、カーカスのタイヤ幅方向外方で、ビードコアよりもタイヤ径方向外方に環状補強手段を設けているので、環状補強手段付近のカーカスを補強することができる。これにより、この空気入りタイヤをリムに組付けて車両に装着し、この車両で走行した場合におけるリムフランジと当該リムフランジ付近の空気入りタイヤに作用する荷重を、環状補強手段で受けることができる。従って、リムフランジとの間で作用する荷重によってカーカスが変形することを抑制することができるので操縦安定性の向上を図ることができ、また、カーカスの変形を抑制することにより、カーカスの破損を抑制することができる。この結果、操縦安定性とカーカスの耐久性とを共に向上させることができる。

また、この発明に係る空気入りタイヤは、前記環状補強手段は、子午面断面において前記ビードコア内周面のタイヤ幅方向外方側の端部から、前記環状補強手段のタイヤ子午面の四半断面における中心までのタイヤ径方向における距離が１０ｍｍ〜４０ｍｍの範囲内となる位置に設けられていることを特徴とする。

また、この発明に係る空気入りタイヤは、前記環状補強手段は、子午面断面において前記ビードコア内周面のタイヤ幅方向外方側の端部から、前記環状補強手段のタイヤ子午面の四半断面における中心までのタイヤ幅方向における距離が８ｍｍ〜２５ｍｍの範囲内となる位置に設けられていることを特徴とする。

また、この発明に係る空気入りタイヤは、前記環状補強手段は、子午面断面における形状が円形になっており、前記円形の直径は６ｍｍ〜１２ｍｍの範囲内であることを特徴とする。

また、この発明に係る空気入りタイヤは、前記環状補強手段は、前記サイドウォール部及び前記ビード部のタイヤ幅方向外方側の表面であるタイヤ外表面と前記環状補強手段との子午面断面における距離が３ｍｍ〜１０ｍｍの範囲内となる位置に設けられていることを特徴とする。

また、この発明に係る空気入りタイヤは、前記環状補強手段は、子午面断面における前記カーカスと前記環状補強手段との距離が０．５ｍｍ〜１０ｍｍの範囲内となる位置に設けられていることを特徴とする。

また、この発明に係る空気入りタイヤは、前記環状補強手段は、金属材料により形成されていることを特徴とする。

また、この発明に係る空気入りタイヤは、前記カーカスは、さらに前記ビードコアのタイヤ幅方向内方側から前記ビードコアのタイヤ径方向外方側にかけて巻き返されていることを特徴とする。

また、この発明に係る空気入りタイヤは、前記ビードコアは、タイヤ幅方向内方側に位置する内側ビードコアと、タイヤ幅方向外方側に位置する外側ビードコアとに２分割されており、前記カーカスは、さらに前記ビードコアのタイヤ幅方向内方側から前記内側ビードコアのタイヤ径方向外方側にかけて巻き返され、またさらに、前記内側ビードコアのタイヤ径方向外方側から前記内側ビードコアのタイヤ幅方向外方側にかけて巻き返されており、且つ、前記カーカスの端部であるカーカス端部は、前記内側ビードコアと前記外側ビードコアとの間に挟み込まれていることを特徴とする。

また、この発明に係る空気入りタイヤは、前記カーカスは、前記ベルト層のタイヤ径方向内方側でタイヤ幅方向に分割されていることを特徴とする。

また、この発明に係る空気入りタイヤは、分割された前記カーカスは、前記ベルト層のタイヤ幅方向における最大幅であるベルト層最大幅の０％〜８０％の範囲内の間隔でタイヤ幅方向に離間していることを特徴とする。

本発明に係る空気入りタイヤは、操縦安定性とカーカスの耐久性とを共に向上させることができる、という効果を奏する。

以下に、本発明に係る空気入りタイヤの実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施の形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、或いは実質的に同一のものが含まれる。また、本発明に係る空気入りタイヤは、使用時に作用する荷重が比較的小さい乗用車用の空気入りタイヤや、使用時には大きな荷重が作用する重荷重用の空気入りタイヤなどがあるが、以下の説明では、重荷重用の空気入りタイヤについて説明する。

（実施の形態）
以下の説明において、タイヤ幅方向とは、空気入りタイヤの回転軸と平行な方向をいい、タイヤ幅方向内方とはタイヤ幅方向において赤道面に向かう方向、タイヤ幅方向外方とは、タイヤ幅方向において赤道面に向かう方向の反対方向をいう。また、タイヤ径方向とは、前記回転軸と直交する方向をいい、タイヤ周方向とは、前記回転軸を回転の中心となる軸として回転する方向をいう。図１は、本発明の実施の形態に係る空気入りタイヤの子午面断面の概略図である。この空気入りタイヤ１は、子午面断面で見た場合、タイヤ径方向の最も外側にトレッド部１０が形成されており、このトレッド部１０の表面、即ち、当該空気入りタイヤ１を装着する車両（図示省略）が走行した場合に、路面と接触する部分はトレッド面１１として形成されている。このトレッド部１０のタイヤ径方向内方側には、ベルト層１２が複数設けられている。さらに、トレッド部１０のタイヤ幅方向における端部からタイヤ径方向内方側の所定の位置までは、サイドウォール部１３が設けられている。

また、このサイドウォール部１３のタイヤ径方向内方側には、ビード部１４が設けられている。このビード部１４は、当該空気入りタイヤ１の２箇所に設けられており、赤道面５を中心として対称になるように、タイヤ幅方向における赤道面５の両側に設けられている。また、この２箇所のビード部１４には、それぞれビードコア２０が設けられている。さらに、ビード部１４のタイヤ径方向内方側の面、即ちビード部１４の内周面は、ビードベース１５になっている。このビードベース１５は、タイヤ幅方向内方側からタイヤ幅方向外方側に向かうに従って、タイヤ径方向外方に向かう方向、つまり、径が大きくなる方向に傾斜している。

また、前記ベルト層１２のタイヤ径方向内方、サイドウォール部１３の赤道面５側、さらにビード部１４には、カーカス３０が設けられている。このカーカス３０は、ビード部１４においては、カーカス３０は、ビードコア２０のタイヤ幅方向外方側からタイヤ径方向内方側を通り、さらにビードコア２０のタイヤ幅方向内方側にかけて巻き返されている。このため、カーカス３０の端部のうち、ビード部１４付近に位置するカーカス端部であるカーカス外端部３１は、ビードコア２０から離れた状態で、ビードコア２０よりもタイヤ径方向外方に位置している。また、このカーカス３０の内側、或いは、当該カーカス３０の、空気入りタイヤ１における内部側には、インナーライナ３５がほぼカーカス３０に沿って形成されている。さらに、ビード部１４付近におけるカーカス３０のタイヤ幅方向外方で、且つ、ビードコア２０よりもタイヤ径方向外方には、タイヤ周方向に沿って環状に形成された環状補強手段である補助環状コア２５が設けられている。

また、カーカス３０は、ベルト層１２のタイヤ径方向内方側で、タイヤ幅方向に分割されている。詳細には、カーカス３０は、ベルト層１２のタイヤ径方向内方でタイヤ幅方向に分割されており、分割されたカーカス３０同士は赤道面５を中心として離間している。つまり、分割されたカーカス３０は、それぞれのカーカス３０の端部のうち、ベルト層１２のタイヤ径方向内方に位置するカーカス端部であるカーカス内端部３２同士が、タイヤ幅方向に離れている。なお、タイヤ幅方向に分割されたカーカス３０は、双方のカーカス３０のカーカス内端部３２同士のタイヤ幅方向における間隔Ｎが、複数設けられたベルト層１２のタイヤ幅方向における最大幅であるベルト層最大幅Ｍの０％〜８０％の範囲内となっているのが好ましい。

図２は、図１のＡ部詳細図である。ビード部１４に設けられるビードコア２０は、子午面断面で見た形状が、略六角形の形状になっている。詳細には、ビードコア２０の内周面であるビードコア内周面２１と、ビードコア２０の外周面であるビードコア外周面２３とが、ビードベース１５とほぼ平行になっている。つまり、ビードコア内周面２１とビードコア外周面２３とは、タイヤ幅方向内方側からタイヤ幅方向外方側に向かうに従って、タイヤ径方向外方に向かうように傾斜している。また、タイヤ径方向において、ビードコア内周面２１とビードコア外周面２３との双方のタイヤ幅方向の端部の間に位置する角部は、タイヤ幅方向においてビードコア内周面２１或いはビードコア外周面２３よりも突出している。ビードコア２０の子午面断面における形状はこのような形状になっており、タイヤ径方向の幅よりもタイヤ幅方向の幅の方が広くなった六角形の形状で形成されている。前記カーカス３０は、このビードコア２０のタイヤ幅方向外方側からビードコア内周面２１のタイヤ径方向内方側を通り、さらにビードコア２０のタイヤ幅方向内方側にかけて巻き返されている。

また、補助環状コア２５は、子午面断面においてこのように形成されるビードコア２０のいずれの部分よりタイヤ径方向外方に位置しており、さらに、ビードコア２０付近に位置するカーカス３０のタイヤ径方向外方に位置するように形成されている。また、補助環状コア２５の子午面断面の形状は略円形の形状になっており、この形状でタイヤ周方向に沿って環状に形成されている。また、補助環状コア２５はスチール鋼からなる単線によって形成されている。なお、補助環状コア２５は、スチール鋼以外の材料によって形成されていてもよく、ステンレス鋼やタングステンなど、金属材料であればスチール鋼以外の材料によって形成されていてもよい。また、補助環状コア２５は、単線以外により形成されていてもよく、撚り線によって形成されていてもよい。

また、補助環状コア２５は、ビードコア内周面２１のタイヤ幅方向外方側の端部であるビードコア内周面外側端部２２から、補助環状コア２５の子午面断面の形状における重心である補助環状コア重心２６までのタイヤ径方向における距離Ｈが、１０ｍｍ〜４０ｍｍの範囲内となる位置に設けられている。さらに、補助環状コア２５のタイヤ幅方向における位置は、ビードコア内周面外側端部２２から補助環状コア重心２６までのタイヤ幅方向における距離Ｗが、８ｍｍ〜２５ｍｍの範囲内となる位置に設けられている。また、補助環状コア２５は、サイドウォール部１３及びビード部１４のタイヤ幅方向外方側の表面であるタイヤ外表面４０と補助環状コア２５との子午面断面における距離ｔが、３ｍｍ〜１０ｍｍの範囲内となる位置に設けられている。

図３は、図２のＢ部詳細図である。また、補助環状コア２５は、子午面断面における補助環状コア２５の形状である円形の直径Ｄが、６ｍｍ〜１２ｍｍの範囲になっている。さらに、カーカス３０のタイヤ幅方向外方に設けられる補助環状コア２５と当該カーカス３０とは、子午面断面において若干離れており、これらの距離Ｚは、０．５ｍｍ〜１０ｍｍの範囲内になる位置に補助環状コア２５は設けられている。

図４は、図１の空気入りタイヤにリムを組付けた状態を示す要部断面図である。この空気入りタイヤ１を車両に装着する際には、まず、空気入りタイヤ１にリム５０を組付ける。このリム５０は、ビード部１４のタイヤ径方向内方に位置するビードベース１５とリム５０とが嵌合して、ビードベース１５とリム５０とが密着することにより、空気入りタイヤ１に組みつけられる。その際に、リム５０に設けられるリムフランジ５１は、タイヤ幅方向における両端に位置し、ビード部１４付近のタイヤ外表面４０に接触している。補助環状コア２５は、このように空気入りタイヤ１に組みつけられた状態におけるリムフランジ５１よりも、タイヤ径方向外方に位置している。

この状態でインフレートし、空気入りタイヤ１に内圧を掛けると、空気入りタイヤ１には、子午面断面におけるカーカス３０の略形成方向の張力が作用し、この張力は、カーカス３０に対しても作用する。カーカス３０は、ビードコア２０のタイヤ幅方向外方側からタイヤ径方向内方側を通り、さらに、タイヤ幅方向内方にかけて巻き返されているので、このように、カーカス３０に張力が作用すると、この張力は、ビードコア２０のタイヤ幅方向外方の部分を支点にして、タイヤ幅方向内方側の部分をタイヤ径方向内方側に回転させる回転モーメントとしてビードコア２０に対して作用する。ビードコア２０に対して、このように回転モーメントが作用した場合には、ビードベース１５のタイヤ幅方向内方側の部分はリム５０に押し付けられることになるので、リム５０に対するビードベース１５の接触圧は維持される。これにより、空気入りタイヤ１は、より強固にリム５０に対して嵌合されるので、操縦安定性は確保される。

また、このように、リム５０が組付けられた空気入りタイヤ１を車両に装着して走行すると、トレッド部１０が有するトレッド面１１のうち下方に位置するトレッド面１１が路面（図示省略）に接触しながら当該空気入りタイヤ１は回転する。車両走行時には、このようにトレッド面１１が路面に接触するため、空気入りタイヤ１には、リム５０が組付けられているビード部１４付近からトレッド部１０にかけて、車両の重量などによる荷重が作用する。

この荷重は、トレッド部１０とリム５０とのタイヤ径方向における距離を縮める方向の力となり、ビード部１４付近では、リム５０からタイヤ径方向外方に向けて作用する荷重となる。さらに、リムフランジ５１は、当該リムフランジ５１に接触しているタイヤ外表面４０に対して、タイヤ径方向外方に作用する荷重を与える。ここで、ビードコア２０のタイヤ幅方向外方に位置するカーカス３０のタイヤ幅方向外方には、タイヤ周方向に沿って形成された補助環状コア２５が設けられている。このため、リムフランジ５１から与えられたタイヤ周方向外方に作用する荷重は、この補助環状コア２５で受けることができる。これにより、リムフランジ５１からタイヤ外表面４０を介してタイヤ径方向外方に作用する荷重を受けた場合でも、補助環状コア２５のタイヤ幅方向内方に位置するカーカス３０にはほとんど影響を与えず、この荷重によってカーカス３０が変形することを抑制することができる。これにより、操縦安定性及びカーカス３０の耐久性の向上を図ることができる。

また、車両の走行時には、リムフランジ５１から空気入りタイヤ１には荷重が繰り返されて作用するが、この荷重が繰り返し作用した場合でも、この荷重を補助環状コア２５で受けることができるので、カーカス３０に作用することを抑制できる。このため、カーカス３０にリムフランジ５１からの荷重が繰り返し作用することに起因して、カーカス３０が繰り返し変形をすることを抑制できる。これにより、カーカス３０の耐久性の向上を図ることができる。これらの結果、操縦安定性とカーカス３０の耐久性とを共に向上させることができる。

また、ビードコア２０は、子午面断面における形状が、タイヤ径方向の幅よりもタイヤ幅方向の幅の方が広くなっているため、カーカス３０に張力が発生してビードコア２０に回転モーメントが発生する際に、より大きな回転モーメントが発生する。これにより、ビードベース１５はより確実にリム５０に押し付けられ、リム５０に対するビードベース１５の接触圧は、より確実に維持される。このため、空気入りタイヤ１は、より強固にリム５０に対して嵌合される。この結果、より確実に操縦安定性の向上を図ることができる。

また、補助環状コア２５を、ビードコア内周面外側端部２２から補助環状コア重心２６までのタイヤ径方向における距離Ｈが、１０ｍｍ〜４０ｍｍの範囲内となる位置に設けているので、より確実に、操縦安定性とカーカス３０の耐久性とを共に向上させることができる。つまり、ビードコア内周面外側端部２２から補助環状コア重心２６までのタイヤ径方向における距離Ｈを１０ｍｍ以上にすることにより、補助環状コア２５とリムフランジ５１との間に位置するゴムが所定の厚さになるように、このゴムの厚さを確保することができる。これにより、リムフランジ５１からタイヤ径方向外方の荷重が作用した場合に、この部分のゴムの厚さが薄過ぎることに起因して補助環状コア２５とリムフランジ５１との間に位置するゴムにクラックが発生することを抑制することができる。

また、ビードコア内周面外側端部２２から補助環状コア重心２６までのタイヤ径方向における距離Ｈを４０ｍｍ以下にすることにより、より確実に補助環状コア２５を、タイヤ径方向外方におけるリムフランジ５１の近傍に位置させることができる。これにより、空気入りタイヤ１に対してリムフランジ５１からタイヤ径方向外方に作用する荷重を、より確実に補助環状コア２５で受けることができ、この荷重によるカーカス３０の変形を、より確実に抑制することができる。従って、ビードコア内周面外側端部２２から補助環状コア重心２６までのタイヤ径方向における距離Ｈが１０ｍｍ〜４０ｍｍの範囲内となる位置に補助環状コア２５を設けることにより、リムフランジ５１から空気入りタイヤ１に作用する荷重によるリムフランジ５１近傍のゴムの破損を抑制すると共に、この荷重を、より確実に補助環状コア２５で受けることができる。この結果、より確実に、操縦安定性とカーカス３０の耐久性とを向上させることができると共に、ビード部１４の耐久性の向上を図ることができる。

また、補助環状コア２５を、ビードコア内周面外側端部２２から補助環状コア重心２６までのタイヤ幅方向における距離Ｗが、８ｍｍ〜２５ｍｍの範囲内となる位置に設けているので、操縦安定性とカーカス３０の耐久性とを、より確実に向上させることができる。つまり、ビードコア内周面外側端部２２から補助環状コア重心２６までのタイヤ幅方向における距離Ｗを８ｍｍ以上にすることにより、補助環状コア２５がビードコア２０に近付き過ぎることを抑制し、より確実にカーカス３０の変形を抑制することができる。即ち、補助環状コア２５がタイヤ幅方向においてビードコア２０に近付き過ぎる場合には、補助環状コア２５はビードコア２０の近傍に位置するカーカス３０の変形を抑制するのみで、ビードコア２０から離れた部分に位置するカーカス３０の変形を抑制することが困難になる虞がある。

また、ビードコア内周面外側端部２２から補助環状コア重心２６までのタイヤ幅方向における距離Ｗを２５ｍｍ以下にすることにより、より確実に補助環状コア２５をリムフランジ５１よりもタイヤ幅方向内方側に位置させることができ、リムフランジ５１から空気入りタイヤ１に作用する荷重を、より確実に補助環状コア２５で受けることができる。これにより、より確実にカーカス３０の変形を抑制することができる。従って、ビードコア内周面外側端部２２から補助環状コア重心２６までのタイヤ幅方向における距離Ｗが８ｍｍ〜２５ｍｍの範囲内となる位置に補助環状コア２５を設けることにより、より確実にカーカス３０の変形を抑制することができる。この結果、操縦安定性とカーカス３０の耐久性とを、より確実に向上させることができる。

また、補助環状コア２５を、タイヤ外表面４０と補助環状コア２５との子午面断面における距離ｔが３ｍｍ〜１０ｍｍの範囲内となる位置に設けているので、重量の増加を抑制しつつ、ビード部１４の耐久性を向上させることができる。つまり、タイヤ外表面４０と補助環状コア２５との子午面断面における距離ｔを３ｍｍ以上にすることにより、補助環状コア２５とタイヤ外表面４０との間に位置するゴムが所定の厚さになるように、このゴムの厚さを確保することができる。これにより、リムフランジ５１からタイヤ径方向外方の荷重が作用した場合に、この部分のゴムの厚さが薄過ぎることに起因して補助環状コア２５とタイヤ外表面４０との間に位置するゴムにクラックが発生することを抑制することができる。

また、タイヤ外表面４０と補助環状コア２５との子午面断面における距離ｔを１０ｍｍ以下にすることにより、補助環状コア２５とタイヤ外表面４０との間に位置するゴムの厚さが厚くなり過ぎることを抑制することができ、このゴムの厚さが厚くなり過ぎることに起因して空気入りタイヤ１の重量が重くなり過ぎることを抑制することができる。これらの結果、タイヤ外表面４０と補助環状コア２５との子午面断面における距離ｔが３ｍｍ〜１０ｍｍの範囲内となる位置に補助環状コア２５を設けることにより、重量の増加を抑制しつつ、ビード部１４の耐久性を向上させることができる。

また、補助環状コア２５を、子午面断面における補助環状コア２５の形状である円形の直径Ｄが６ｍｍ〜１２ｍｍの範囲内になるように形成しているので、重量の増加を抑制しつつ、操縦安定性とカーカス３０の耐久性とを、より確実に向上させることができる。つまり、補助環状コア２５の直径Ｄを６ｍｍ以上にすることにより、より確実に補助環状コア２５の剛性を確保することができ、リムフランジ５１からタイヤ径方向外方の荷重が作用した場合でも、より確実にカーカス３０の変形を抑制することができる。

また、補助環状コア２５の直径Ｄを１２ｍｍ以下にすることにより、補助環状コア２５が必要以上に大きくなることを抑制することができ、補助環状コア２５が大きくなり過ぎることに起因して補助環状コア２５の重量が重くなり過ぎることを抑制できる。これにより、空気入りタイヤ１全体の重量が重くなり過ぎることを抑制することができる。これらの結果、子午面断面における直径Ｄを６ｍｍ〜１２ｍｍの範囲になるように補助環状コア２５を形成することにより、重量の増加を抑制しつつ、操縦安定性とカーカス３０の耐久性とを、より確実に向上させることができる。

また、補助環状コア２５とカーカス３０との子午面断面における距離Ｚが０．５ｍｍ〜１０ｍｍの範囲内となる位置に補助環状コア２５を設けているので、ビード部１４付近のカーカス３０や補助環状コア２５の耐久性の向上を図ることができる。つまり、補助環状コア２５とカーカス３０との距離Ｚを０．５ｍｍ以上にすることにより、カーカス３０と補助環状コア２５とが直接接触することを抑制することができるので、これらの破損を抑制することができる。即ち、補助環状コア２５がカーカス３０に直接接触する場合には、接触時の圧力によってカーカス３０や補助環状コア２５と、これらの周囲でこれらを被服しているゴムとが離れ、いわゆるセパレーションが発生する虞がある。

また、補助環状コア２５とカーカス３０との距離Ｚを１０ｍｍ以下にすることにより、カーカス３０と補助環状コア２５との距離を適切な距離にすることができるので、補助環状コア２５を設けることに起因して、カーカス３０が設けられている形状であるカーカスラインに不自然な湾曲が生じることを抑制することができる。即ち、補助環状コア２５とカーカス３０との距離Ｚを１０ｍｍ以上にした場合には、カーカスラインが不自然に湾曲して補助環状コア２５から離れる虞があり、このように不自然な湾曲がある場合には、応力集中が発生し易く、カーカス３０の耐久性が低減する虞がある。そこで、補助環状コア２５とカーカス３０との子午面断面における距離Ｚが０．５ｍｍ〜１０ｍｍの範囲内となる位置に補助環状コア２５を設けることにより、セパレーションを抑制し、カーカス３０の耐久性が低減することを抑制することができる。この結果、ビード部１４付近のカーカス３０や補助環状コア２５の耐久性の向上を図ることができる。

また、補助環状コア２５は金属材料により形成されているので、より確実に剛性を確保することができ、リムフランジ５１からタイヤ径方向外方の荷重が作用した場合でも、この荷重をより確実に受けることができる。これにより、より確実にカーカス３０の変形を抑制することができる。この結果、操縦安定性とカーカス３０の耐久性とを、より確実に向上させることができる。

また、カーカス３０は、ベルト層１２のタイヤ径方向内方側で、タイヤ幅方向に分割されているので、カーカス３０をビードコア２０のタイヤ幅方向外方側からタイヤ径方向内方側を通り、さらにタイヤ幅方向内方側にかけて巻き返す場合に、より容易にカーカス３０を設けることができる。つまり、空気入りタイヤ１の製造時においてカーカス３０をビードコア２０に巻き返す際には、カーカス３０はタイヤ幅方向内方側からタイヤ幅方向外方側に巻き返して設ける。詳細には、カーカス３０を設ける際には、カーカス外端部３１からビード部１４付近に配設した後ビードコア２０を設け、このビードコア２０に対してカーカス３０をタイヤ幅方向内方側からタイヤ幅方向外方にかけて巻き返して設けた後、カーカス内端部３２を赤道面５方向に位置させる。このように、カーカス３０は、ビード部１４付近では、ビードコア２０のタイヤ幅方向内方側から先に配設するので、カーカス３０をビードコア２０のタイヤ幅方向外方側からタイヤ幅方向内方側にかけて巻き返す際には、タイヤ幅方向に分割することにより、より容易にカーカス３０を設けることができる。この結果、製造コストの低減を図ることができる。

また、タイヤ幅方向に分割されたカーカス３０は、ベルト層最大幅Ｍの０％〜８０％の範囲内の間隔でタイヤ幅方向に離間しているので、カーカス３０とベルト層１２とによる空気入りタイヤ１の形状を保持する機能を確保することができる。つまり、タイヤ幅方向に分割されたカーカス３０を、ベルト層最大幅Ｍの８０％以下の間隔で離間させることにより、カーカス３０同士が離間している場合においてもカーカス３０とベルト層１２とがタイヤ径方向において重なる部分を確保することができる。これにより、カーカス３０をタイヤ幅方向に分割した場合においても、分割されたカーカス３０のカーカス内端部３２同士の間隔Ｎを、ベルト層最大幅Ｍの０％〜８０％の範囲内になるようにすることにより、カーカス３０とベルト層１２とによる空気入りタイヤ１の形状を保持する機能を確保することができる。この結果、カーカス３０を分割して製造コストを低減した場合における、空気入りタイヤ１の性能をより確実に確保することができる。

図５は、実施の形態に係る空気入りタイヤの変形例を示す図である。なお、上述した空気入りタイヤ１は、カーカス３０はビード部１４でビードコア２０のタイヤ幅方向外方側からタイヤ幅方向内方側にかけて巻き返され、カーカス外端部３１はビードコア２０から離れてビードコア２０よりもタイヤ径方向外方に位置しており、ビードコア２０には接触していないが、カーカス外端部３１は、ビードコア２０に接触させてもよい。例えば、図５に示すように、カーカス３０をビード部１４でビードコア２０のタイヤ幅方向外方側からタイヤ径方向内方側、さらに、タイヤ幅方向内方側を通り、タイヤ径方向外方側にかけて巻き返してもよい。これにより、カーカス外端部３１は、ビードコア外周面２３に接触することになる。従って、カーカス外端部３１はビードコア２０と一体化されるので、カーカス外端部３１付近に荷重が作用した場合でも、カーカス外端部３１と周囲のゴムとの間でセパレーションが発生することを抑制することができる。この結果、ビード部１４付近のカーカス３０の耐久性の向上を図ることができる。

図６は、実施の形態に係る空気入りタイヤの変形例を示す図である。また、カーカス外端部３１は、ビードコアで挟み込んでもよい。例えば、図６に示すように、ビードコア６０をタイヤ幅方向において２分割し、２分割したビードコア６０の間にカーカス外端部３１を挟み込んでよい。詳細には、ビードコア６０を、タイヤ幅方向内方側に位置する内側ビードコア６１と、タイヤ幅方向外方側に位置する外側ビードコア６２とに２分割する。カーカス３０は、ビードコア６０のタイヤ幅方向外方側からタイヤ径方向内方側、さらに、タイヤ幅方向内方側を通り、内側ビードコア６１のタイヤ径方向外方側にかけて巻き返され、またさらに、内側ビードコア６１のタイヤ径方向外方側から内側ビードコア６１のタイヤ幅方向外方側に巻き返されている。このため、カーカス外端部３１は、内側ビードコア６１のタイヤ幅方向外方側に位置しており、この位置で、カーカス外端部３１は、内側ビードコア６１と外側ビードコア６２との間に挟み込まれている。

これにより、カーカス３０は、子午面断面において内側ビードコア６１のほぼ全周にかけて巻き返されている。従って、カーカス３０に張力が発生し、この張力がビードコア６０に対して、ビードコア２０のタイヤ幅方向外方の部分を支点にして、タイヤ幅方向内方側の部分をタイヤ径方向内方側に回転させる回転モーメントとして作用した場合に、より大きな回転モーメントになるので、リム５０に対するビードベース１５の接触圧を、より高くすることができる。この結果、より確実に操縦安定性の向上を図ることができる。

また、上述した空気入りタイヤ１は、子午面断面における補助環状コア２５の形状は略円形の形状になっているが、補助環状コア２５の断面形状は円形以外の形状でもよい。例えば、六角形などの多角形や、楕円形などの断面形状で補助環状コア２５は形成されていてもよい。

また、上述した空気入りタイヤ１は、重荷重用空気入りタイヤを説明しているため、子午面断面におけるビードコア２０の形状はタイヤ径方向の幅よりもタイヤ幅方向の幅の方が広くなった六角形の形状で形成されているが、ビードコア２０の形状は六角形以外の形状で形成されていてもよく、子午面断面におけるビードコア２０のタイヤ幅方向の幅はタイヤ径方向の幅に対して必ずしも広くなくてもよい。例えば、空気入りタイヤ１の使用時における荷重が比較的小さい乗用車用の空気入りタイヤ１が有するビードコア２０など、子午面断面における形状が略矩形の形状で形成されていてもよく、また、子午面断面におけるビードコア２０のタイヤ幅方向の幅とタイヤ径方向の幅とは同程度でもよい。

また、図６では、ビードコア６０をタイヤ幅方向に分割しているが、ビードコアを分割する際には、タイヤ幅方向以外の方向に分割してもよい。例えば、ビードコアは、タイヤ径方向に分割してもよい。このように、ビードコアをタイヤ幅方向以外の方向に分割した場合でも、分割したビードコア同士の間にカーカス外端部３１が挟み込まれるようにカーカス３０を配設することにより、カーカス３０に張力が作用した際に、ビードコアに発生する回転モーメントを大きくすることができる。これにより、リム５０に対するビードベース１５の接触圧を、より高くすることができる。この結果、より確実に操縦安定性の向上を図ることができる。

以下、上記の空気入りタイヤ１について、従来の空気入りタイヤと本発明の空気入りタイヤ１とについて行なった性能の評価試験について説明する。性能評価試験は、操縦安定性と、カーカスの耐久性についての評価試験となるカーカス強力の２項目について行なった。

試験方法は、２７５／７０Ｒ２２．５サイズの空気入りタイヤ１を２２．５×７．５０のリム５０に組み付け、この空気入りタイヤ１を装着した車両でテスト走行をすることによって行なった。各試験項目の評価方法は、操縦安定性については、上記の車両でスラロームやレーンチェンジを含むテスト走行をすることによって行なった。評価方法は、テスト走行時の操縦安定性を３人ドライバーの官能評価によって評価し、後述する比較例の操縦安定性を５とした指数で示した。指数が高いほど操縦安定性が高いことを示している。

また、カーカス強力については、上記の車両で、空気入りタイヤ１に正規荷重の１４０％の荷重をかけた状態で４００００ｋｍ走行し、走行後のカーカス３０を取り出してカーカス強力を測定することによって行なった。つまり、テスト走行を行なった後のカーカス３０を取り出して引張り試験を行い、引張り試験によって破断した際の荷重をカーカス強力として評価し、後述する比較例のカーカス強力を１００とした指数で示した。指数が高いほどカーカス強力が高いことを示している。なお、ここでいう正規荷重とは、ＪＡＴＭＡで規定する「最大負荷能力」、ＴＲＡで規定する「TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES」に記載の最大値、あるいはＥＴＲＴＯで規定する「LOAD CAPACITY」である。

試験を行なう空気入りタイヤ１は、比較例が１種類、そして、３種類の本発明を、上記の方法で試験する。本発明１〜３と比較する従来の空気入りタイヤ１の一例である比較例は、カーカス３０がビードコア２０のタイヤ幅方向外方側からタイヤ幅方向内方側にかけて巻き返され、また、カーカス外端部３１がビードコア２０から離れてビードコア２０のタイヤ径方向外方に位置している。また、補助環状コア２５は設けられていない。

これに対し、本発明１は、比較例と同様にカーカス３０はビードコア２０に巻き返され、カーカス外端部３１はビードコア２０から離れてビードコア２０のタイヤ径方向外方に位置しており、さらに、ビード部１４付近に位置するカーカス３０のタイヤ幅方向外方には補助環状コア２５が設けられている。この補助環状コア２５の位置は、ビードコア内周面外側端部２２から補助環状コア重心２６までのタイヤ径方向における距離Ｈが１５ｍｍになっており、ビードコア内周面外側端部２２から補助環状コア重心２６までのタイヤ幅方向における距離Ｗが１０ｍｍになっており、タイヤ外表面４０と補助環状コア２５との距離ｔが４ｍｍになっており、補助環状コア２５の形状である円形の直径Ｄが６ｍｍになっており、補助環状コア２５とカーカス３０との距離Ｚが１．０ｍｍになっている。

また、本発明２は、カーカス３０がビードコア２０のタイヤ幅方向外方側からタイヤ幅方向内方側にかけて巻き返され、さらに、ビードコア２０のタイヤ径方向外方側に巻き返され、カーカス外端部３１はビードコア外周面２３に接触している。また、ビード部１４付近に位置するカーカス３０のタイヤ幅方向外方には、本発明１と同様に補助環状コア２５が設けられている。この補助環状コア２５の位置は、ビードコア内周面外側端部２２から補助環状コア重心２６までのタイヤ径方向における距離Ｈが２５ｍｍになっており、ビードコア内周面外側端部２２から補助環状コア重心２６までのタイヤ幅方向における距離Ｗが１７ｍｍになっており、タイヤ外表面４０と補助環状コア２５との距離ｔが８ｍｍになっており、補助環状コア２５の形状である円形の直径Ｄが８ｍｍになっており、補助環状コア２５とカーカス３０との距離Ｚが２．０ｍｍになっている。

また、本発明３は、ビードコア６０が内側ビードコア６１と外側ビードコア６２とに分割されており、カーカス３０はビードコア６０のタイヤ幅方向外方側からタイヤ幅方向内方側にかけて巻き返され、さらに、内側ビードコア６１のタイヤ径方向外方側に巻き返され、またさらに、内側ビードコア６１のタイヤ幅方向外方に巻き返されている。これにより、カーカス外端部３１は、内側ビードコア６１と外側ビードコア６２との間に挟み込まれている。また、ビード部１４付近に位置するカーカス３０のタイヤ幅方向外方には、本発明１や本発明２と同様に、補助環状コア２５が設けられている。この補助環状コア２５の位置は、ビードコア内周面外側端部２２から補助環状コア重心２６までのタイヤ径方向における距離Ｈが３５ｍｍになっており、ビードコア内周面外側端部２２から補助環状コア重心２６までのタイヤ幅方向における距離Ｗが２４ｍｍになっており、タイヤ外表面４０と補助環状コア２５との距離ｔが６ｍｍになっており、補助環状コア２５の形状である円形の直径Ｄが１０ｍｍになっており、補助環状コア２５とカーカス３０との距離Ｚが４．０ｍｍになっている。

これらの比較例、及び本発明１〜３の空気入りタイヤ１を上記の方法で評価試験をし、得られた結果を表１−１及び表１−２に示す。表１−１は、比較例及び本発明１の試験結果を表示しており、表１−２は、本発明２及び本発明３の試験結果を表示している。

表１−１及び表１−２に示した上記の試験結果で明らかなように、ビード部１４付近に位置するカーカス３０を、ビードコア２０のタイヤ幅方向外方側からビードコア２０のタイヤ径方向内方側を通り、さらに、ビードコア２０のタイヤ幅方向内方側にかけて巻き返すことにより、インフレートしてカーカス３０に張力が発生した際に、ビードコア２０に対して、タイヤ幅方向内方側の部分をタイヤ径方向内方側に回転させる回転モーメントを発生させることができ、リム５０に対するビードベース１５の接触圧を高くすることができる。これにより、操縦安定性の向上を図ることができる。

また、ビード部１４付近に位置するカーカス３０のタイヤ幅方向外方に、補助環状コア２５を設けているので、リムフランジ５１からタイヤ径方向外方に作用する荷重を、補助環状コア２５で受けることができる。これにより、リムフランジ５１からの荷重によってカーカス３０が変形することを抑制することができ、操縦安定性の向上を図ることができる。さらに、リムフランジ５１からの荷重を補助環状コア２５で受けてカーカス３０の変形を抑制することにより、空気入りタイヤ１の転動時にカーカス３０がリムフランジ５１からの荷重を繰り返し受けることに起因してカーカス３０が繰り返し変形することを抑制できる。これにより、カーカス強力の向上を図ることができ、カーカス３０の耐久性の向上を図ることができる。これらの結果、操縦安定性とカーカス３０の耐久性とを共に向上させることができる。

以上のように、本発明に係る空気入りタイヤは、ビードコアにカーカスを巻き返す空気入りタイヤに有用であり、特に、重荷重用空気入りタイヤに適している。

本発明の実施の形態に係る空気入りタイヤの子午面断面の概略図である。 図１のＡ部詳細図である。 図２のＢ部詳細図である。 図１の空気入りタイヤにリムを組付けた状態を示す要部断面図である。 実施の形態に係る空気入りタイヤの変形例を示す図である。 実施の形態に係る空気入りタイヤの変形例を示す図である。

符号の説明

１ 空気入りタイヤ
５ 赤道面
１０ トレッド部
１１ トレッド面
１２ ベルト層
１３ サイドウォール部
１４ ビード部
１５ ビードベース
２０ ビードコア
２１ ビードコア内周面
２２ ビードコア内周面外側端部
２３ ビードコア外周面
２５ 補助環状コア
２６ 補助環状コア重心
３０ カーカス
３１ カーカス外端部
３２ カーカス内端部
３５ インナーライナ
４０ タイヤ外表面
５０ リム
５１ リムフランジ
６０ ビードコア
６１ 内側ビードコア
６２ 外側ビードコア

Claims (10)

1. タイヤ幅方向の両端に位置するサイドウォール部と、前記サイドウォール部のタイヤ径方向に内方に位置すると共にビードコアが設けられたビード部と、前記ビード部で前記ビードコアに巻き返されるカーカスと、前記カーカスよりもタイヤ径方向外方に設けられるベルト層と、を有する空気入りタイヤにおいて、
   前記カーカスは、前記ビードコアのタイヤ幅方向外方側から前記ビードコアの内周面であるビードコア内周面のタイヤ径方向内方側を通り、さらに前記ビードコアのタイヤ幅方向内方側にかけて巻き返されており、
   前記ビードコアのタイヤ幅方向外方に位置する前記カーカスのタイヤ幅方向外方で、且つ、前記ビードコアよりもタイヤ径方向外方には、タイヤ周方向に沿って環状に形成された環状補強手段が設けられており、
   前記環状補強手段は、子午面断面において前記ビードコア内周面のタイヤ幅方向外方側の端部から、前記環状補強手段のタイヤ子午面の四半断面における中心までのタイヤ径方向における距離が１０ｍｍ〜４０ｍｍの範囲内となる位置に設けられていることを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記環状補強手段は、子午面断面において前記ビードコア内周面のタイヤ幅方向外方側の端部から、前記環状補強手段のタイヤ子午面の四半断面における中心までのタイヤ幅方向における距離が８ｍｍ〜２５ｍｍの範囲内となる位置に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 前記環状補強手段は、子午面断面における形状が円形になっており、前記円形の直径は６ｍｍ〜１２ｍｍの範囲内であることを特徴とする請求項１または２に記載の空気入りタイヤ。
4. 前記環状補強手段は、前記サイドウォール部及び前記ビード部のタイヤ幅方向外方側の表面であるタイヤ外表面と前記環状補強手段との子午面断面における距離が３ｍｍ〜１０ｍｍの範囲内となる位置に設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
5. 前記環状補強手段は、子午面断面における前記カーカスと前記環状補強手段との距離が０．５ｍｍ〜１０ｍｍの範囲内となる位置に設けられていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
6. 前記環状補強手段は、金属材料により形成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
7. 前記カーカスは、さらに前記ビードコアのタイヤ幅方向内方側から前記ビードコアのタイヤ径方向外方側にかけて巻き返されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
8. 前記ビードコアは、タイヤ幅方向内方側に位置する内側ビードコアと、タイヤ幅方向外方側に位置する外側ビードコアとに２分割されており、
   前記カーカスは、さらに前記ビードコアのタイヤ幅方向内方側から前記内側ビードコアのタイヤ径方向外方側にかけて巻き返され、またさらに、前記内側ビードコアのタイヤ径方向外方側から前記内側ビードコアのタイヤ幅方向外方側にかけて巻き返されており、且つ、前記カーカスの端部であるカーカス端部は、前記内側ビードコアと前記外側ビードコアとの間に挟み込まれていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
9. 前記カーカスは、前記ベルト層のタイヤ径方向内方側でタイヤ幅方向に分割されていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
10. 分割された前記カーカスは、前記ベルト層のタイヤ幅方向における最大幅であるベルト層最大幅の０％〜８０％の範囲内の間隔でタイヤ幅方向に離間していることを特徴とする請求項９に記載の空気入りタイヤ。

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