JP6059422B2 - 重荷重用空気入りタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、ビード耐久性を維持しつつ、転がり抵抗性能を向上しうる重荷重用空気入りタイヤに関する。

図７（ａ）に示されるように、従来、チューブレスタイプの重荷重用空気入りタイヤａは、断面略六角形のビードコアｃがビード部に埋設されている。また、タイヤａが正規リムｂにリム組みされた内圧充填前の状態（例えば、正規内圧を充填後、内圧を正規内圧の５％まで減圧した状態）では、前記ビードコアｃのタイヤ半径方向の内側面ｃ１は、リムｂのリムシート面ｂ１とほぼ平行、即ち、前記内側面ｃ１とリムシート面ｂ１とのなす角度α１が略０度となるように設計されている。

これにより、ビードコアｃとリムｂとの嵌合圧をビードコアｃの内側部分で均一に高め、ビード耐久性の向上を期待している。なお、関連する文献としては次のものがある（下記特許文献１参照）。

特開２００９−１３７０３５号公報

しかしながら、図７（ｂ）に誇張して示されるように、重荷重用空気入りタイヤａに内圧が充填されると、カーカスプライｄの本体部ｄ１の張力ｆにより、ビードコアｃが図において、時計回りに回転し、その内側面ｃ１とリムシート面ｂ１とのなす角度α１が３〜５度程度に変化する傾向がある。このようなビードコアｃは、リムに対する嵌合圧、とりわけビード部のトウ側の嵌合圧が大幅に低下しやすい。

このため、この種のタイヤでは、走行時にビードコアｃがその重心回りの回転変位（以下、このような変位を単に「ローテーション」と呼ぶことがある。）を繰り返すため、期待したビード耐久性を得ることが難しいという問題があった。

また、ビードコアｃからテーパ状にのびるビードエーペックスゴムｊのゴムボリュームを大きくすることにより、ビード部の剛性を高めて、ビード耐久性を向上させることも考えられるが、ビード部での発熱が大きくなり、転がり抵抗性能が低下するという問題もあった。

本発明は、以上のような実状に鑑み案出されたもので、正規リムにリム組みされかつ正規内圧が充填された無負荷である正規状態、及びこの正規状態に正規荷重を負荷してキャンバー角０度で接地させた規格荷重負荷状態の双方において、ビードコアの内側面と、正規リムのリムシート面とを実質的に平行にするとともに、内側エーペックスゴム、及び外側エーペックスゴムの各高さ、厚さを所定の範囲に限定することを基本として、ビード耐久性を維持しつつ、転がり抵抗性能を向上しうる重荷重用空気入りタイヤを提供することを主たる目的としている。

本発明のうち請求項１記載の発明は、トレッド部からサイドウォール部を経てビード部のビードコアに至る本体部に、前記ビードコア廻りをタイヤ軸方向内側から外側に折り返す折返し部を一連に設けたカーカスプライからなるカーカスと、前記本体部と前記折返し部との間に、前記ビードコアからテーパ状にのびるビードエーペックスゴムとを具えた重荷重用空気入りタイヤであって、前記カーカスのタイヤ軸方向外側に配されるサイドウォールゴムは、該カーカス側に配される内側ゴム部と、前記内側ゴム部のタイヤ軸方向の外側面に接続されかつタイヤ外面を形成する外側ゴム部とを含み、前記内側ゴム部の損失正接ｔａｎδ１は、前記外側ゴム部の損失正接ｔａｎδ２よりも小であり、前記内側ゴム部のタイヤ半径方向の外端は、前記外側ゴム部のタイヤ軸方向の内側面上、かつ、トレッドゴムのタイヤ軸方向の側端面上で終端し、前記ビードコアは、前記ビード部の底面に沿ってのびるタイヤ半径方向の内側面を有する断面略六角形であるとともに、タイヤの自由状態において、前記ビードコアの前記内側面がタイヤ軸方向外側に向かって内径が大となる向きの傾斜であり、かつ、前記ビードコアの前記内側面とタイヤ軸方向線とのなす角度θｃが２０度±２度であり、前記自由状態において、前記ビードコアの前記内側面と、前記ビード部の前記底面のうち少なくとも前記ビードコアの前記内側面のタイヤ半径方向の内方に位置する内方底面とのなす角度θａが０度以上かつ１０度以下であり、正規リムにリム組みされかつ正規内圧が充填された無負荷である正規状態、及びこの正規状態に正規荷重を負荷してキャンバー角０度で接地させた規格荷重負荷状態において、前記ビードコアの前記内側面と前記正規リムのリムシート面とのなす角度が０度±３度であり、前記ビードエーペックスゴムは、タイヤ半径方向内側に配されかつ複素弾性率Ｅ＊１が４０〜６５ＭＰａの内側エーペックスゴムと、該内側エーペックスゴムのタイヤ半径方向外側に配されかつ複素弾性率Ｅ＊２が３〜５ＭＰａの外側エーペックスゴムとからなり、前記内側エーペックスゴムのビードベースラインからのタイヤ半径方向の高さＨ１、前記外側エーペックスゴムのビードベースラインからのタイヤ半径方向の高さＨ２、前記ビードエーペックスゴムの前記カーカスプライの折返し部の折返し端における厚さＷ１、及びタイヤ断面高さＨｏは、次の関係を満足することを特徴とする。
０．１≦Ｈ１／Ｈｏ≦０．３
０．３５≦Ｈ２／Ｈｏ≦０．５５
０．１≦Ｗ１／Ｈ２≦０．３

また、請求項２記載の発明は、前記内側ゴム部の損失正接ｔａｎδ１、及び前記外側ゴム部の損失正接ｔａｎδ２は、次の関係を満足する請求項１に記載の重荷重用空気入りタイヤである。
０．０３≦ｔａｎδ１≦０．０６
０．０７≦ｔａｎδ２≦０．１２

また、請求項３記載の発明は、前記正規状態において、ビードベースラインからの前記ビードコアの重心の高さは、リムフランジの高さの０．４０〜０．８５倍である請求項１又は２に記載の重荷重用空気入りタイヤである。

また、請求項４記載の発明は、前記ビードコアは、前記正規状態において、前記リムシート面と平行な前記ビードコアの最大幅ＣＷと、この最大幅と直角な最大厚さＡＷとの比（ＡＷ／ＣＷ）が０．２〜０．７である請求項１乃至３のいずれかに記載の重荷重用空気入りタイヤである。

また、請求項５記載の発明は、前記ビード部は、前記ビードコアのタイヤ半径方向の外側面からタイヤ半径方向外側にテーパー状でのびるビードエーペックスゴムを具え、該ビードエーペックスゴムの複素弾性率Ｅ＊３が６０〜８０ＭＰａである請求項１乃至４のいずれかに記載の重荷重用空気入りタイヤである。

また、請求項６記載の発明は、前記正規状態において、前記ビードコアのタイヤ軸方向の内端からビードヒール点までのタイヤ軸方向距離Ｈと、前記ビード部の前記底面のタイヤ軸方向の幅Ｇとの比（Ｈ／Ｇ）が０．６０〜０．９４である請求項１乃至５のいずれかに記載の重荷重用空気入りタイヤである。

また、請求項７記載の発明は、前記正規状態において、前記ビードコアの最大幅ＣＷと、前記ビード部の前記底面のタイヤ軸方向の幅Ｇとの比（ＣＷ／Ｇ）が０．５０〜０．８５である請求項１乃至６のいずれかに記載の重荷重用空気入りタイヤである。

また、請求項８記載の発明は、正規リムにリム組みしかつ正規内圧の５％の内圧が充填された無負荷の状態において、前記ビードコアの前記内側面のタイヤ軸方向線に対する角度θｃは、前記リムシート面のタイヤ軸方向線に対する角度θｒよりも大、かつ、その差θｃ−θｒが２〜８度である請求項１乃至７のいずれかに記載の重荷重用空気入りタイヤである。

なお、本明細書において、前記複素弾性率、及び損失正接は、ＪＩＳ−Ｋ６３９４の規定に準じ、下記の条件で（株）岩本製作所製の粘弾性スペクトロメータを用いて測定された値である。
初期歪：１０％
振幅：±１％
周波数：１０Ｈｚ
変形モード：引張
測定温度：７０°Ｃ

本発明の重荷重用空気入りタイヤは、トレッド部からサイドウォール部を経てビード部のビードコアに至る本体部に、前記ビードコア廻りをタイヤ軸方向内側から外側に折り返す折返し部を一連に設けたカーカスプライからなるカーカスと、本体部と折返し部との間に、ビードコアからテーパ状にのびるビードエーペックスゴムとを具える。

ビードコアは、ビード部の底面に沿ってのびるタイヤ半径方向の内側面を有する断面略六角形であるとともに、正規リムにリム組みされかつ正規内圧が充填された無負荷である正規状態、及びこの正規状態に正規荷重を負荷してキャンバー角０度で接地させた規格荷重負荷状態において、ビードコアの内側面と正規リムのリムシート面とのなす角度が０度±３度に限定される。

これにより、ビードコアは、正規状態、及び規格荷重負荷状態の双方において、リムに対するビード部の嵌合圧を広い範囲で大きく維持することができる。従って、本発明の重荷重用空気入りタイヤは、走行中のビードコアのローテーションが抑制され、ひいてはビード耐久性を向上しうる。

また、ビードエーペックスゴムは、タイヤ半径方向内側に配されかつ複素弾性率Ｅ＊１が４０〜６５ＭＰａの内側エーペックスゴムと、該内側エーペックスゴムのタイヤ半径方向外側に配されかつ複素弾性率Ｅ＊２が３〜５ＭＰａの外側エーペックスとからなる。

このようなビードエーペックスゴムは、ビード部の変形に際して、十分な曲げ剛性を確保しつつ、複素弾性率の小さな外側エーペックスゴムにより、カーカスプライの折返し部に作用する剪断応力を緩和して、セパレーション等の損傷等を効果的に防止する。

また、内側エーペックスゴムのビードベースラインからのタイヤ半径方向の高さＨ１、外側エーペックスゴムのビードベースラインからのタイヤ半径方向の高さＨ２、前記ビードエーペックスゴムの前記カーカスプライの折返し部の折返し端における厚さＷ１、及びタイヤ断面高さＨｏは、次の関係を満足する。
０．１≦Ｈ１／Ｈｏ≦０．３
０．３５≦Ｈ２／Ｈｏ≦０．５５
０．１≦Ｗ１／Ｈ２≦０．３

このようなビードエーペックスゴムは、ビード部の剛性を確保しつつ、そのゴムボリュームを従来のものに比べて小さくできるため、ビード部の発熱を抑制でき、転がり抵抗性能を向上しうる。このビードエーペックスゴムのゴムボリューム減は、上記のビード耐久性の向上代の一部が充てられるため、ビード耐久性を維持しつつ、転がり抵抗性能を向上しうる。

本実施形態の正規状態の重荷重用空気入りタイヤを示す断面図である。 図１のビード部の拡大図である。 （ａ）は正規状態の部分断面図、（ｂ）は規格荷重負荷状態の部分断面図である。 （ａ）はビードコアの断面図、（ｂ）はタイヤの自由状態のビード部の断面図である。 正規内圧の５％の内圧が充填された無負荷の状態及び正規状態におけるビード部の断面図である。 ａ）はビード部とリムとの接触部の位置を示す断面図、（ｂ）は（ａ）の接触部の嵌合圧を示すグラフである。 （ａ）は従来の重荷重用空気入りタイヤの内圧充填前の断面図、（ｂ）はその内圧充填後の断面図である。

以下、本発明の実施の一形態が図面に基づき説明される。
図１には、正規リム（以下、単に「リム」ということがある。）Ｒと、該リムＲにリム組みされかつ正規内圧が充填された無負荷である正規状態の重荷重用空気入りタイヤ（以下、単に「タイヤ」ということがある。）１との組立体の右半分断面図が示される。なお、特に断りがない限り、タイヤの各部の寸法等は、前記正規状態において特定される値とする。

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。

また、前記「正規内圧」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、各規格がタイヤ毎に定めている空気圧であり、ＪＡＴＭＡであれば"最高空気圧"、ＴＲＡであれば表 "TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES" に記載の最大値、ＥＴＲＴＯであれば "INFLATION PRESSURE" とする。

本実施形態のタイヤ１は、トレッド部２からサイドウォール部３を経てビード部４のビードコア５に至るトロイド状のカーカス６と、このカーカス６のタイヤ半径方向外側かつトレッド部２の内部に配されたベルト層７とを具えたチューブレスタイプのものが示される。

前記カーカス６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に至る本体部６ａと、この本体部６ａからのびてビードコア５の回りでタイヤ軸方向内側から外側に折り返された折返し部６ｂとを具える１枚以上、本実施形態では１枚のカーカスプライ６Ａから形成される。

前記カーカスプライ６Ａは、平行に配列されたカーカスコードの配列体をトッピングゴムで被覆したコードプライからなり、前記カーカスコードがタイヤ赤道Ｃに対して７０〜９０度の角度で配置されている。前記カーカスコードとしては、好ましくは、スチールコードが採用されるのが望ましい。

前記カーカスプライ６Ａの前記本体部６ａと折返し部６ｂとの間には、前記ビードコア５からタイヤ半径方向外側にテーパ状にのびるビードエーペックスゴム８が配され、ビード部４が適宜補強される。

前記ベルト層７は、例えば、スチールからなるベルトコードをタイヤ赤道Ｃに対して例えば６０±１０度程度の角度で配列した最も内側のベルトプライ７Ａと、ベルトコードがタイヤ赤道Ｃに対して１５〜３５度程度の小角度で配列されたベルトプライ７Ｂ、７Ｃ及び７Ｄを含む４層で構成される。また、ベルト層７は、前記ベルトコードがプライ間で互いに交差する箇所を１箇所以上設けることによってベルト剛性を高めることができ、トレッド部２のほぼ全幅を強固に補強している。

前記ビードコア５は、図２に拡大して示されるように、断面円形のビードワイヤ１１を例えば多段多列に連続して巻回することにより断面略六角形に形成されている。このビードワイヤ１１には、例えば、スチールコードが用いられるのが望ましい。ただし、ビードコア５は、一体成形品として形成されても良い。

本実施形態のビードコア５には、その外周を取り囲むように、ラッピング層１２が配されている。このラッピング層１２には、例えば、ゴム材のみからなるゴム層の他、ゴム引きのキャンバス布からなるキャンバス層など種々のものが適宜採用される。このようなラッピング層１２は、ビードワイヤ１１のバラケを防止するのに役立つ。

また、本実施形態のビードコア５は、ビード部４の底面４ａに沿ってのびるタイヤ半径方向の内側面５ａと、該内側面５ａと向き合うタイヤ半径方向の外側面５ｂと、これらの間をタイヤ軸方向内側で継ぐとともにタイヤ軸方向内側へ横Ｖ字状に突出して屈曲するタイヤ軸方向内面５ｃと、前記内側面５ａと前記外側面５ｂとの間をタイヤ軸方向外側で継ぐとともにタイヤ軸方向外側へ横Ｖ字状に突出して屈曲するタイヤ軸方向外面５ｄとを有した扁平な断面略六角形に形成されている。このようなビードコア５は、形態安定性に優れ、ビード耐久性を向上させるのに役立つ。

なお、ビード部４の底面４ａとは、ビード部のタイヤ軸方向の内側の端であるビードトウ４ｔからビード部４のタイヤ軸方向外側の端であるビードヒール点４ｈまでの区間とする。また、ビードヒール点４ｈは、正規状態において、リム径の位置を通るタイヤ軸方向線であるビードベースラインＢＬとの交点として定められる。

本実施形態のリムＲは、ビード部４の底面４ａを受けるリムシートＲｓと、該リムシートＲｓのタイヤ軸方向の外端からタイヤ半径方向外側かつタイヤ軸方向外側へ滑らかに湾曲しながら突出するリムフランジＲｆとを含む。

前記リムシートＲｓは、タイヤ軸方向内側から外側に向かってタイヤ半径方向外側へ略１５度の角度θｒで傾斜する１５度テーパリムである。なお「略１５度」とは、製造時の誤差を許容するものであり１５度±１度の範囲であれば良い。

本実施形態のタイヤ１では、図３（ａ）に示される正規状態、及び図３（ｂ）に示される正規状態に正規荷重を負荷してキャンバー角０度で接地させた規格荷重負荷状態の双方において、ビードコア５の前記内側面５ａと、リムシートＲｓの外面であるリムシート面１３とのなす角度θ１が０度±３度に限定される。

ここで、前記「正規荷重」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、各規格がタイヤ毎に定めている荷重であり、ＪＡＴＭＡであれば"最大負荷能力"、ＴＲＡであれば表 "TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES" に記載の最大値、ＥＴＲＴＯであれば "LOAD CAPACITY" とする。

また、図２に示されるように、ビードコア５がビードワイヤ１１の巻回体で形成される場合、ビードコア５の内側面５ａの傾きは、該内側面５ａに並ぶ各ビードワイヤ１１を通る共通の接線ＳＬにて定める。また、共通の接線ＳＬが引けない場合には、便宜上、内側面５ａに並ぶビードワイヤ１１のうち、タイヤ軸方向の最内側に位置する内のビードワイヤ１１ａｉと、タイヤ軸方向の最外側に位置する外のビードワイヤ１１ａｏとに接する接線で特定する。

このようなビードコア５は、図３（ａ）、（ｂ）に示されるように、正規状態、及び規格荷重負荷状態の双方において、リムＲに対するビード部４の嵌合圧を広い範囲で大きく維持できる。従って、本発明のタイヤ１は、走行中において、ビードコア５のローテーションを抑制してビード部４の曲げ剛性を効果的に高め、ビード耐久性及び転がり抵抗性能が向上する。

従来の重荷重用タイヤでは、正規状態において、ビードコア５の前記内側面５ａと、リムシートＲｓの外面であるリムシート面１３とのなす角度θ１が０度±３度であっても、規格荷重負荷状態では、荷重の作用によってビードコア５がローテーションし、前記角度θ１が０度±３度に維持されていなかった。

しかしながら、発明者らの種々の実験及び解析の結果、図４（ａ）に示されるように、ビードコア５を成形する際、その内側面５ａをタイヤ軸方向外側に向かって内径が大となる向きの傾斜で、かつ、タイヤの自由状態において、タイヤ軸方向線に対して２０度±２度、好ましくは２０度±１度、より好ましくは２０度の角度θｃとした場合、正規状態、及び規格加重負荷状態の双方において前記角度θ１が０度±３度の範囲内に収めうることが判明した。

また、ビードコア５の内側面５ａの角度θｃに加えて、図４（ｂ）に示されるように、タイヤの自由状態において、該内側面５ａと、ビード部４の底面４ａのうち少なくともビードコア５の内側面５ａのタイヤ半径方向の内方に位置する内方底面４ａ１とのなす角度θａは０度以上、より好ましくは３度以上が望ましく、また、１０度以下、より好ましくは７度以下に成形されることも重要である。

上述のように、内側面５ａの角度θｃが２０度±２度であるビードコア５を具えたタイヤ１は、図５に実線で示されるように、リムＲにリム組みし、かつ正規内圧の５％の内圧を充填した無負荷の状態（正規内圧を充填後、内圧を正規内圧の５％まで減圧した状態）において、ビードコア５の内側面５ａのタイヤ軸方向に対する角度θｃが、リムＲのリムシート面１３のタイヤ軸方向に対する角度θｒよりも大きくなる。

このため、ビードコア５の内側面５ａとリムシート面１３とのなす角度θ１（θｃ−θｒ）は、５度±３度、さらに好ましくは５度±２度程度になる。なお、本明細書において、角度θｃ及びθｒは、タイヤ軸方向外側に向かって外形が大きくなる傾斜の向きを正としている。

次に、正規内圧が充填されると、図５に仮想線で示されるように、ビードコア５は、タイヤ半径方向外側へのカーカスプライ６Ａの引張力Ｆ２等により、図において時計回りにローテーションする。これにより、ビードコア５の内側面５ａの角度θｃが小さくなり、内側面５ａとリムシート面１３とのなす角度θ１は０度±３度、好ましくは０度±２度、さらに好ましくは０度±１度まで小さくなる。

さらに、本実施形態のタイヤ１では、図３（ａ）、（ｂ）に示されるように、正規状態に前記正規荷重を負荷しても、前記角度θ１は実質的に変化することなく、そのままの角度を維持することができる。

上述のようなビードコア５を用いた場合、なぜ、正規状態、及び規格荷重負荷状態の双方において前記角度θ１が０度±３度の範囲内に収まるのかについては、今後さらなる解析が必要ではあるが、一つの原因として、ビード部４の底面４ａとリムシート面１３との嵌合圧の高い領域が増加することによるものと推測される。

図６には、ビードコアの内側面の前記角度θｃが１５度（比較例品）及び２０度（実施例品）の重荷重用タイヤ（１１Ｒ２２．５）について、正規状態のビード部４とリムＲとの嵌合圧（接触圧）をそれぞれ測定した結果を示す。図６（ｂ）の縦軸は嵌合圧を示し、横軸は図６（ａ）で示されるビード部４の底面４ａとリムＲのリムシート面１３との接触部の位置を示し、数値が大きいほどタイヤ軸方向内側（ビードトウ４ｔ側）であることを示している。

なお、嵌合圧は、前記正規状態において、面圧力分布測定システムＩ−ＳＣＡＮ（ニッタ（株）製）により測定された。図６（ｂ）から明らかなように、本実施形態のタイヤ１では、嵌合圧の高い部分がビードトウ４ｔ側に広がっていることが分かる。このような嵌合圧の分布の変化が、上述のような角度θ１（図４に示す）の維持に寄与していると考えられる。

図３（ｂ）に示されるように、本来、規格荷重負荷状態においては、サイドウォール部３がタイヤ軸方向外側に凸となるように撓み、これに伴いビード部４の折返し部６ｂの外側のゴム部分４ｏは、リムフランジＲｆによってタイヤ半径方向外側へ押圧される。このゴムの押圧により、カーカスプライ６Ａの折返し部６ｂもタイヤ半径方向外側へと押し上げられ、ひいてはビードコア５を図において反時計回りにローテーションさせる引張力Ｆ１が生じる。

しかし、本実施形態のタイヤ１のように、ビード部４の底面４ａとリムシート面１３との嵌合圧が広範囲、とりわけビードトウ４ｔ側に高められることにより、カーカスプライ６Ａの引張力Ｆ１に打ち勝ち、ローテーションを防ぐものと推測される。

このように、本実施形態のタイヤ１は、ビードコア５が、正規状態、及び規格荷重負荷状態においても、正規リムＲへの優れた嵌合力を発揮しうるので、タイヤ転動時においても、ローテーションを抑制しうる。従って、タイヤ１は、ビードコア５のローテーションを防いでビード部４の動きを抑制でき、ビード部４の損傷やエネルギーロスを防いで、ビード耐久性及び転がり抵抗性能を向上しうる。

上記作用をより効果的に発揮させるために、正規状態、及び規格荷重負荷状態において、前記角度θ１は、好ましくは０度±２度、より好ましくは０度±１度、さらに好ましくは０度であるのが望ましい。

図１に示されるように、正規状態において、ビードコア５の重心（断面の重心）５ｇのビードベースラインＢＬからの高さＨａについては適宜設定できる。しかしながら、前記高さＨａが小さいと、ビードコア５とリムＲとの間のゴム厚さＷ２を十分に確保できず、前記ビード部４の底面４ａ等にクラックが生じるおそれがある。逆に、前記高さＨａが、大きすぎても、リムＲへの嵌合圧を十分に高めることができないおそれがある他、リム外れ等の不具合が生じやすくなる。このような観点より、前記高さＨａは、好ましくは、リムフランジＲｆの高さＨｂの０．４０倍以上、より好ましくは０．５倍以上、さらに好ましくは０．５５倍以上が望ましく、また、好ましくは０．８５倍以下、より好ましくは０．７５倍以下、さらに好ましくは０．７０倍以下が望ましい。

また、図２に示されるように、正規状態において、ビードコア５の最大幅ＣＷと、この最大幅ＣＷと直角な最大厚さＡＷとの比（ＡＷ／ＣＷ）が小さいと、ビードコア５の剛性を十分に確保できないおそれがある。逆に、前記比（ＡＷ／ＣＷ）が大きくても、ビード部４の底面４ａとリムシート面１３との間の圧力を広範囲に亘って高めることができないおそれがある。このような観点より、前記比（ＡＷ／ＣＷ）は、好ましくは０．２以上、より好ましくは０．３０以上、さらに好ましくは０．４０以上が望ましく、また、好ましくは０．７以下、より好ましくは０．６５以下、さらに好ましくは０．６０以下が望ましい。

さらに、正規状態において、前記ビードコア５のタイヤ軸方向の内端５ｉからビードヒール点４ｈまでのタイヤ軸方向距離Ｈと、前記ビード部４の底面４ａのタイヤ軸方向の幅Ｇとの比（Ｈ／Ｇ）が小さいと、ビードトウ４ｔ側のゴムボリュームが過度に大きくなり、ビード耐久性が低下するおそれがある。逆に、前記比（Ｈ／Ｇ）が大きくても、ビードトウ４ｔ側のゴムボリュームが過度に小さくなり、クラック等の不具合が発生するおそれがある。このような観点より、前記比（Ｈ／Ｇ）は、好ましくは０．６０以上、さらに好ましくは０．７０以上が望ましく、また、好ましくは０．９４以下、さらに好ましくは０．８５以下が望ましい。

同様の観点より、ビードコア５の最大幅ＣＷと、ビード部４の底面４ａのタイヤ軸方向の幅Ｇとの比（ＣＷ／Ｇ）は、好ましくは０．５０以上、さらに好ましくは０．６０以上が望ましく、また、好ましくは０．８５以下、さらに好ましくは０．７５以下が望ましい。

図１に示されるように、本実施形態のビードエーペックスゴム８は、タイヤ半径方向内側に配される内側エーペックスゴム８Ａと、該内側エーペックスゴム８Ａのタイヤ半径方向外側に配される外側エーペックスゴム８Ｂとからなる。

前記内側エーペックスゴム８Ａは、そのタイヤ半径方向の内面８Ａａがビードコア５に接続し、かつタイヤ半径方向外側にテーパ状にのびる。また、内側エーペックスゴム８Ａのタイヤ軸方向の内側面８Ａｉ、及び外側面８Ａｏは、タイヤ軸方向内側に凸となる円弧状に湾曲する。この内側エーペックスゴム８Ａの複素弾性率Ｅ＊１は、４０〜６５ＭＰａに設定される。

また、前記外側エーペックスゴム８Ｂは、内側エーペックスゴム８Ａの前記外側面８Ａｏ、カーカスプライ６Ａの本体部６ａ、及び折返し部６ｂで囲む領域に配され、かつタイヤ半径方向外側にテーパ状にのびている。また、外側エーペックスゴム８Ｂの複素弾性率Ｅ＊２は、内側エーペックスゴム８Ａの複素弾性率Ｅ＊１よりも小さい３〜５ＭＰａに設定される。

このようなビードエーペックスゴム８は、ビード部４の変形に際して十分な曲げ剛性を確保しつつ、低弾性の外側エーペックスゴム８Ｂにおいて、カーカスプライ６Ａの折返し部６ｂに作用する剪断応力を緩和でき、セパレーション等の損傷等を効果的に防止しうる。

さらに、本実施形態では、内側エーペックスゴム８ＡのビードベースラインＢＬからのタイヤ半径方向の高さＨ１、外側エーペックスゴム８ＢのビードベースラインＢＬからのタイヤ半径方向の高さＨ２、ビードエーペックスゴム８のカーカスプライ６Ａの折返し部６ｂの折返し端６ｂｅにおける厚さＷ１、及びタイヤ断面高さＨｏは、次の関係を満足する。
０．１≦Ｈ１／Ｈｏ≦０．３
０．３５≦Ｈ２／Ｈｏ≦０．５５
０．１≦Ｗ１／Ｈ２≦０．３

このようなビードエーペックスゴム８は、ビード部４の曲げ剛性を確保しつつ、そのゴムボリュームを従来のものに比べて小さくできるため、ビード部４の発熱を効果的に抑制でき、転がり抵抗性能をさらに向上しうる。また、ビードエーペックスゴム８のゴムボリュームの低下により、サイドウォール部３に集中しがちな歪を緩和でき、サイドウォール部３のクラック等の損傷を防ぎうる。

なお、このようなビードエーペックスゴム８のゴムボリューム減によるビード部４の曲げ剛性の低下は、前記ビードコア５によるビード耐久性の向上代の一部が充てられるため、ビード耐久性が維持される。

また、前記内側エーペックスゴム８Ａの前記高さＨ１とタイヤ断面高さＨｏとの比（Ｈ１／Ｈｏ）が０．３を超えると、外側エーペックスゴム８Ｂの厚さＷ１が小さくなり、カーカスプライ６Ａの折返し部６ｂの折返し端６ｂｅの歪みを十分に緩和できず、ビード耐久性が低下するおそれがある。逆に、前記比（Ｈ１／Ｈｏ）が０．１未満であると、ビード部４の曲げ剛性を十分に高めることができず、ビード耐久性が低下するおそれがある。このような観点より、前記比（Ｈ１／Ｈｏ）は、より好ましくは０．２５以下が望ましく、また、より好ましくは０．１５以上が望ましい。

さらに、前記外側エーペックスゴム８Ｂの前記高さＨ２とタイヤ断面高さＨｏとの比（Ｈ２／Ｈｏ）が、０．５５を超えると、サイドウォール部３に歪が集中してクラックが生じるおそれがあるとともに、ビード部４の発熱が大きくなって転がり抵抗性能が低下するおそれがある。逆に、前記比（Ｈ２／Ｈｏ）が０．３５未満であると、ビード部４の曲げ剛性を十分に高めることができず、ビード耐久性が低下するおそれがある。このような観点より、前記比（Ｈ２／Ｈｏ）は、より好ましくは０．５０以下が望ましく、また、より好ましくは０．４０以上が望ましい。

同様の観点より、ビードエーペックスゴム８の前記厚さＷ１と外側エーペックスゴム８Ｂの高さＨ２との比（Ｗ１／Ｈ２）は、より好ましくは０．２５以下が望ましく、また、より好ましくは０．１５以上が望ましい。

また、前記内側エーペックスゴム８Ａの複素弾性率Ｅ＊１が４０ＭＰａ未満であると、ビード部４の曲げ剛性を十分に高めることができないおそれがある。逆に、前記複素弾性率Ｅ＊１が６５ＭＰａを超えると、ビード部４の発熱を十分に抑制できず、転がり抵抗性能を向上できないおそれがある。このような観点より、前記複素弾性率Ｅ＊１は、より好ましくは５０ＭＰａ以上が望ましく、また、より好ましくは６０ＭＰａ以下が望ましい。

同様の観点より、前記外側エーペックスゴム８Ｂの複素弾性率Ｅ＊２は、より好ましくは３．５ＭＰａ以上が望ましく、また、より好ましくは４．５ＭＰａ以下が望ましい。

また、本実施形態では、カーカス６のタイヤ軸方向外側をタイヤ半径方向の内外にのびるサイドウォールゴム３Ｇが、該カーカス６側に配される内側ゴム部１６と、その外側に配されかつタイヤ外面を形成する外側ゴム部１７とを含む。さらに、内側ゴム部１６の損失正接ｔａｎδ１は、外側ゴム部１７の損失正接ｔａｎδ２よりも小に設定される。

このように、サイドウォールゴム３Ｇは、内側ゴム部１６において、発熱やエネルギーロスを効果的に防ぐことができるため、サイドウォール部３の屈曲歪に伴う転がり抵抗を低減しうる。従って、サイドウォールゴム３Ｇは、ビードコア５と、ビードエーペックスゴム８との相乗効果により、転がり抵抗性能をより効果的に向上しうる。

一方、外側ゴム部１７の損失正接ｔａｎδ２は、内側ゴム部１６の損失正接ｔａｎδ１よりも大に設定されるため、サイドウォール部３の剛性を維持してクラック等の損傷が生じるのを抑制しうる。

なお、内側ゴム部１６の損失正接ｔａｎδ１が大きいと、転がり抵抗性能を十分向上できないおそれがある。逆に、前記損失正接ｔａｎδ１が小さすぎても、サイドウォール部３の剛性低下により、クラック等の損傷が生じるおそれがある。このような観点より、前記損失正接ｔａｎδ１は、好ましくは０．０６以下、さらに好ましくは０．０５以下が望ましく、また、好ましくは０．０３以上、さらに好ましくは０．０４以上が望ましい。

また、外側ゴム部１７の損失正接ｔａｎδ２が小さいと、サイドウォール部３にクラック等の損傷が生じるおそれがある。逆に、前記損失正接ｔａｎδ２が大きすぎても、サイドウォール部３の剛性が過度に高まり、転がり抵抗性能を十分に向上できないおそれがある。このような観点より、前記外側ゴム部１７の損失正接δ２は、好ましくは０．０７以上、さらに好ましくは０．０８以上が望ましく、また、好ましくは０．１２以下、さらに好ましくは０．１１以下が望ましい。

前記内側ゴム部１６は、外側エーペックスゴム８Ｂのタイヤ軸方向の内側面８Ｂｉからカーカスプライ６Ａの本体部６ａに沿ってタイヤ半径方向外側へのび、その外端１６ｏがベルト層７の外端７ｔ近傍で終端する。このような内側ゴム部１６は、サイドウォール部３の広範囲に亘って、発熱及びエネルギーロスを低減でき、転がり抵抗性能を向上しうる。

なお、前記内側ゴム部１６のタイヤ半径方向の内端１６ｉと外端１６ｏとのタイヤ半径方向の長さＬ１が小さいと、上記のような作用を十分に発揮できないおそれがある。逆に、前記長さＬ１が大きすぎても、トレッド部２及びビード部４の剛性を低下させるおそれがある。このような観点より、前記長さＬ１は、好ましくはタイヤ断面高さＨｏの５０％以上、さらに好ましくは６０％以上が望ましく、また、好ましくは８０％以下、さらに好ましくは７０％以下が望ましい。

前記外側ゴム部１７は、外側エーペックスゴム８Ｂのタイヤ軸方向の外側面８Ｂｏ、及びビード部４に配されるチェーファゴム１８のタイヤ半径方向の外面１８ｏから、内側ゴム部１６のタイヤ軸方向の外側面に沿ってタイヤ半径方向外側へのび、その外端１７ｏがトレッドゴム２Ｇのタイヤ軸方向の側端面２Ｇｏを覆ってトレッド接地端２ｔに至ることなく終端する。このような外側ゴム部１７は、トレッド部２に至る広い範囲に亘ってサイドウォール部３の剛性を高めうる。

なお、前記外側ゴム部１７のタイヤ半径方向の内端１７ｉと外端１７ｏとのタイヤ半径方向の長さＬ２が小さいと、上記のような作用を十分に発揮できないおそれがある。逆に、前記長さＬ２が大きすぎても、外側ゴム部１７がリムＲに接触し、走行により損傷を起こすおそれがある。このような観点より、前記長さＬ２は、好ましくはタイヤ断面高さＨｏの７０％以上、さらに好ましくは７５％以上が望ましく、また、好ましくは９０％以下、さらに好ましくは８５％以下が望ましい。

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の基本構造を有し、かつ、表１の仕様のビードコア、ビードエーペックスゴム、及びサイドウォールゴムが設けられた重荷重用空気入りタイヤが製造され、それらの性能がテストされた。
なお、共通仕様は以下のとおりである。
タイヤサイズ：１１Ｒ２２．５
リムサイズ：７．５０×２２．５
リムフランジの高さＨｂ：１２．７mm
タイヤ断面高さＨｏ：２４０mm
正規リムのリムシート面のタイヤ軸方向に対する角度θｒ：１５度
内側ゴム部の長さＬ１：１４０mm
外側ゴム部１７の長さＬ２：１９０mm
比（Ｌ１／Ｈｏ）：５８．３％
比（Ｌ２／Ｈｏ）：８０％
テスト方法は、次の通りである。

＜ビード耐久性１＞
ドラム試験機を用い、各試供タイヤを上記リムにリム組みし、内圧８００ｋＰａを充填して、荷重８８．２６ｋＮ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が測定された。結果は、比較例１を１００とする指数であり、数値が大きいほど耐久性に優れていることを示す。

＜ビード耐久性２＞
上記リムのリムフランジを１３０度に熱した後に、各供試タイヤをリム組みし、上記ビード耐久性１と同様の方法で評価した。

＜転がり抵抗性能＞
転がり抵抗試験機を用い、下記の条件での転がり抵抗を測定した。評価は、比較例１を１００とする指数で評価した。数値が小さいほど転がり抵抗が小さく良好である。
内圧：８００ｋＰａ
荷重：２９．４２ｋＮ
速度：８０ｋｍ／ｈ

＜サイドウォール耐久性（ＳＦＣ性能）＞
各供試タイヤを上記リムにリム組みし、内圧８００ｋＰａ充填して、１０屯積み２−Ｄ車の後輪に装着し、定積状態にて一般道／高速道を、トレッド部の溝深さが新品時の２０％になるまで走行させ、サイドウォール部のクラックの数、及び大きさを目視にて確認した。評価は、比較例１を１００とする指数で評価した。数値が小さいほどクラック数が少なく良好である。
テストの結果を表１に示す。

テストの結果、実施例の重荷重用空気入りタイヤは、ビード耐久性を維持しつつ、転がり抵抗性能を向上しうることが確認できた。

１ 重荷重用空気入りタイヤ
５ ビードコア
８ ビードエーペックスゴム
Ｒ リム

Claims (8)

1. トレッド部からサイドウォール部を経てビード部のビードコアに至る本体部に、前記ビードコア廻りをタイヤ軸方向内側から外側に折り返す折返し部を一連に設けたカーカスプライからなるカーカスと、
   前記本体部と前記折返し部との間に、前記ビードコアからテーパ状にのびるビードエーペックスゴムとを具えた重荷重用空気入りタイヤであって、
   前記カーカスのタイヤ軸方向外側に配されるサイドウォールゴムは、該カーカス側に配される内側ゴム部と、
   前記内側ゴム部のタイヤ軸方向の外側面に接続されかつタイヤ外面を形成する外側ゴム部とを含み、
   前記内側ゴム部の損失正接ｔａｎδ１は、前記外側ゴム部の損失正接ｔａｎδ２よりも小であり、
   前記内側ゴム部のタイヤ半径方向の外端は、前記外側ゴム部のタイヤ軸方向の内側面上、かつ、トレッドゴムのタイヤ軸方向の側端面上で終端し、
   前記ビードコアは、前記ビード部の底面に沿ってのびるタイヤ半径方向の内側面を有する断面略六角形であるとともに、
   タイヤの自由状態において、前記ビードコアの前記内側面がタイヤ軸方向外側に向かって内径が大となる向きの傾斜であり、かつ、前記ビードコアの前記内側面とタイヤ軸方向線とのなす角度θｃが２０度±２度であり、
   前記自由状態において、前記ビードコアの前記内側面と、前記ビード部の前記底面のうち少なくとも前記ビードコアの前記内側面のタイヤ半径方向の内方に位置する内方底面とのなす角度θａが０度以上かつ１０度以下であり、
   正規リムにリム組みされかつ正規内圧が充填された無負荷である正規状態、及びこの正規状態に正規荷重を負荷してキャンバー角０度で接地させた規格荷重負荷状態において、
   前記ビードコアの前記内側面と前記正規リムのリムシート面とのなす角度が０度±３度であり、
   前記ビードエーペックスゴムは、タイヤ半径方向内側に配されかつ複素弾性率Ｅ＊１が４０〜６５ＭＰａの内側エーペックスゴムと、該内側エーペックスゴムのタイヤ半径方向外側に配されかつ複素弾性率Ｅ＊２が３〜５ＭＰａの外側エーペックスゴムとからなり、
   前記内側エーペックスゴムのビードベースラインからのタイヤ半径方向の高さＨ１、前記外側エーペックスゴムのビードベースラインからのタイヤ半径方向の高さＨ２、前記ビードエーペックスゴムの前記カーカスプライの折返し部の折返し端における厚さＷ１、及びタイヤ断面高さＨｏは、次の関係を満足することを特徴とする重荷重用空気入りタイヤ。
   ０．１≦Ｈ１／Ｈｏ≦０．３
   ０．３５≦Ｈ２／Ｈｏ≦０．５５
   ０．１≦Ｗ１／Ｈ２≦０．３
2. 前記内側ゴム部の損失正接ｔａｎδ１、及び前記外側ゴム部の損失正接ｔａｎδ２は、次の関係を満足する請求項１に記載の重荷重用空気入りタイヤ。
   ０．０３≦ｔａｎδ１≦０．０６
   ０．０７≦ｔａｎδ２≦０．１２
3. 前記正規状態において、ビードベースラインからの前記ビードコアの重心の高さは、リムフランジの高さの０．４０〜０．８５倍である請求項１又は２記載の重荷重用空気入りタイヤ。
4. 前記ビードコアは、前記正規状態において、前記リムシート面と平行な前記ビードコアの最大幅ＣＷと、この最大幅と直角な最大厚さＡＷとの比（ＡＷ／ＣＷ）が０．２〜０．７である請求項１乃至３のいずれかに記載の重荷重用空気入りタイヤ。
5. 前記ビード部は、前記ビードコアのタイヤ半径方向の外側面からタイヤ半径方向外側にテーパー状でのびるビードエーペックスゴムを具え、
   該ビードエーペックスゴムの複素弾性率Ｅ＊３が６０〜８０ＭＰａである請求項１乃至４のいずれかに記載の重荷重用空気入りタイヤ。
6. 前記正規状態において、前記ビードコアのタイヤ軸方向の内端からビードヒール点までのタイヤ軸方向距離Ｈと、前記ビード部の前記底面のタイヤ軸方向の幅Ｇとの比（Ｈ／Ｇ）が０．６０〜０．９４である請求項１乃至５のいずれかに記載の重荷重用空気入りタイヤ。
7. 前記正規状態において、前記ビードコアの最大幅ＣＷと、前記ビード部の前記底面のタイヤ軸方向の幅Ｇとの比（ＣＷ／Ｇ）が０．５０〜０．８５である請求項１乃至６のいずれかに記載の重荷重用空気入りタイヤ。
8. 正規リムにリム組みしかつ正規内圧の５％の内圧が充填された無負荷の状態において、前記ビードコアの前記内側面のタイヤ軸方向線に対する角度θｃは、前記リムシート面のタイヤ軸方向線に対する角度θｒよりも大、かつ、その差θｃ−θｒが２〜８度である請求項１乃至７のいずれかに記載の重荷重用空気入りタイヤ。
   

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