JP7115226B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

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Description

本発明は、スチールコードを含むカーカス層が各ビード部のビードコアの廻りにタイヤ内側から外側へ巻き上げられた構造を有する空気入りタイヤに関し、更に詳しくは、ビード部の耐久性を改善することを可能にした空気入りタイヤに関する。
トラックやバス等に使用される重荷重用の空気入りタイヤにおいて、一対のビード部間には引き揃えられた複数本のスチールコードを含むカーカス層が装架され、該カーカス層が各ビード部のビードコアの廻りにタイヤ内側から外側へ巻き上げられた構造を有するものがある。各ビード部においてビードフィラーの幅方向外側には、ビード部の耐久性の向上を目的として、引き揃えられた複数本の有機繊維コードを含む少なくとも１層の有機繊維補強層が配置されることがある（例えば、特許文献１参照）。
しかしながら、このような構成を有する空気入りタイヤにおいては、有機繊維補強層の端部を起点とするセパレーションが発生し易く、これがビード部の耐久性を低下させる要因となる。この点について、有機繊維補強層を構成する有機繊維コードのタイヤ周方向に対する傾斜角度が小さい場合にはセパレーションを生じ難いが、例えば、有機繊維補強層をカーカス層と共に機械的にターンナップさせる成形方式でタイヤが成形される場合、有機繊維補強層の外径側端部におけるコード傾斜角度が大きくなる傾向があり、これがセパレーションを誘発する。
また、ビード部に有機繊維補強層を埋設した場合、有機繊維補強層の端部付近において加硫時にゴム流れ不良やゴム溜まりが発生し易い。そして、加硫時のゴム流れ不良やゴム溜まりに起因して離型剤等がゴムと共に表層に巻き込まれると、これが走行初期におけるクラックの発生要因となる。
特開昭６３－１１０００６号公報
本発明の目的は、ビード部の耐久性を改善することを可能にした空気入り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空気入りタイヤは、タイヤ周方向に延在して環状をなすトレッド部と、該トレッド部の両側に配置された一対のサイドウォール部と、これらサイドウォール部のタイヤ外径方向内側に配置された一対のビード部とを備え、該一対のビード部間に複数本のスチールコードを含むカーカス層が装架され、該カーカス層が各ビード部のビードコアの廻りにタイヤ内側から外側へ巻き上げられた構造を有する空気入りタイヤにおいて、
各ビード部のビードコアの外周上にビードフィラーが配置され、前記カーカス層の巻き上げ端部が前記ビードフィラーの外径側端部よりも内径側に配置され、前記カーカス層の巻き上げ端部が前記カーカス層の本体部から離間し、各ビード部において前記ビードフィラーの幅方向外側に複数本の有機繊維コードを含む少なくとも１層の有機繊維補強層が配置され、前記サイドウォール部から前記ビード部にかけてタイヤ外表面に露出するサイドウォールゴム層が配置されると共に、
前記ビードフィラーと前記有機繊維補強層との間に内側ゴム補強層が前記カーカス層の巻き上げ端部に隣接するように配置され、前記有機繊維補強層と前記サイドウォールゴム層との間にクラック抑制層が配置され、前記クラック抑制層がタイヤ幅方向最外側に位置する有機繊維補強層に対して５ｍｍ以上重なる位置から外径側に向かって延在して前記ビードフィラーの外径側端部よりも外径側の位置で前記カーカス層の本体部に当接し、前記クラック抑制層の１００％モジュラスＫｃM100が前記サイドウォールゴム層の１００％モジュラスＳM100の１．５倍以上であることを特徴とするものである。
本発明では、ビードフィラーと有機繊維補強層との間に内側ゴム補強層がカーカス層の巻き上げ端部に隣接するように配置され、有機繊維補強層とサイドウォールゴム層との間にクラック抑制層が配置され、クラック抑制層がタイヤ幅方向最外側に位置する有機繊維補強層に対して５ｍｍ以上重なる位置から外径側に向かって延在してビードフィラーの外径側端部よりも外径側の位置でカーカス層の本体部に当接すると共に、クラック抑制層の１００％モジュラスＫｃM100がサイドウォールゴム層の１００％モジュラスＳM100の１．５倍以上に設定されているので、クラック抑制層が有機繊維補強層の端部付近におけるゴム流れ不良やゴム溜まりを抑制し、それに起因する走行初期におけるビード部表面のクラックを抑制することができる。また、クラック抑制層はタイヤ幅方向最外側に位置する有機繊維補強層に対して重なるように配置されているので、有機繊維補強層の外径側の端部への応力集中を緩和し、有機繊維補強層の外径側の端部からのセパレーションを抑制することができる。更に、有機繊維補強層の外径側の端部が内側ゴム補強層とクラック抑制層との間に挟み込まれた構造となっているので、有機繊維補強層をカーカス層と共に機械的にターンナップさせる成形方式でタイヤが成形される場合であっても、有機繊維補強層の外径側の端部においてコード傾斜角度が不意に大きくなるのを抑制し、有機繊維補強層の外径側の端部からのセパレーションを抑制することができる。これにより、ビード部の耐久性を改善することができる。
本発明において、クラック抑制層の１００％モジュラスＫｃM100は４．５ＭＰａ～１０．０ＭＰａであることが好ましい。これにより、加硫時のゴム流れを効果的に抑制し、走行初期におけるビード部表面のクラックを抑制することができる。
クラック抑制層の破断伸びＫｃEBは３００％以上であることが好ましい。これにより、有機繊維補強層の外径側の端部からのセパレーションを効果的に抑制することができる。
有機繊維補強層の最も外径側の端部からクラック抑制層がカーカス層の本体部に当接する位置までの領域におけるクラック抑制層の厚さＴKCは２．０ｍｍ～６．０ｍｍであることが好ましい。これにより、加硫時のゴム流れを効果的に抑制し、走行初期におけるビード部表面のクラックを抑制することができる。
タイヤ子午線断面において有機繊維補強層の最も外径側の端部を中心とする半径１５ｍｍ以内の領域におけるクラック抑制層とサイドウォールゴム層の総厚さの最大値Ｔmax及び最小値Ｔminは１．００≦Ｔmax／Ｔmin≦１．２５の関係を満足することが好ましい。これにより、有機繊維補強層の最も外径側の端部付近において局所的なゴムゲージの変動がないため、加硫時にゴムの巻き込みを生じ難くなり、走行初期におけるビード部表面のクラックを抑制することができる。
内側ゴム補強層はビードフィラーの外径側端部よりも外径側の位置でカーカス層の本体部に当接し、内側ゴム補強層の１００％モジュラスＫｉM100は４．５ＭＰａ～１０．０ＭＰａであり、内側ゴム補強層の破断伸びＫｉEBは３００％以上であることが好ましい。このように内側ゴム補強層をカーカス層の本体部まで延在させ、内側ゴム補強層の１００％モジュラスＫｉM100及び破断伸びＫｉEBを特定することにより、有機繊維補強層の外径側の端部への応力集中を緩和し、有機繊維補強層の外径側の端部からのセパレーションを効果的に抑制することができる。
カーカス層の巻き上げ端部における内側ゴム補強層の厚さＴｃは２．０ｍｍ以上であり、有機繊維補強層の最も外径側の端部における内側ゴム補強層の厚さＴNは１．５ｍｍ以上であることが好ましい。これにより、カーカス層の巻き上げ端部及び有機繊維補強層の最も外径側の端部における応力集中を緩和し、これら端部からのセパレーションを効果的に抑制することができる。
有機繊維補強層の外径側の端部でのタイヤ周方向に対するコード傾斜角度βは１５°～４５°であることが好ましい。これにより、有機繊維補強層に作用する張力が過度に大きくならないため、有機繊維補強層の外径側の端部からのセパレーションを効果的に抑制することができる。
有機繊維補強層の引張り剛性ＡNは１５ｋＮ／５０ｍｍ～５０ｋＮ／５０ｍｍであることが好ましい。これにより、有機繊維補強層の補強効果に基づいてカーカス層の巻き上げ端部からのセパレーションを効果的に抑制することができる。
有機繊維補強層のコード打ち込み本数ＮNは２５本／５０ｍｍ～４５本／５０ｍｍであることが好ましい。これにより、有機繊維補強層の端部からのセパレーションを効果的に抑制することができる。
少なくとも１層の有機繊維補強層は有機繊維コードが互いに交差する少なくとも２層の有機繊維補強層を含み、これら少なくとも２層の有機繊維補強層の端部同士のステップ幅ＷNは５ｍｍ以上であることが好ましい。これにより、有機繊維補強層の端部への応力集中を回避し、有機繊維補強層の端部からのセパレーションを効果的に抑制することができる。
ビードコアの中心からカーカス層の巻き上げ端部までの距離Ｐhが２６．０ｍｍ～４０．０ｍｍであり、カーカス層の巻き上げ端部からカーカス層の本体部までの最短距離ＴBFが１１．０ｍｍ以上であり、カーカス層の巻き上げ端部の位置における有機繊維補強層からビード部の外表面までの最短距離ＴRが６．０ｍｍ～１２．０ｍｍであることが好ましい。これにより、カーカス層の巻き上げ端部からのセパレーションを効果的に抑制することができる。
各ビード部には複数本のスチールコードを含むスチール補強層がカーカス層、ビードコア及びビードフィラーを包み込むように配置され、ビードコアの中心からカーカス層の巻き上げ端部までの距離Ｐhとビードコアの中心からスチール補強層の端部までの距離Ｓhoとが５．０ｍｍ≦Ｐh－Ｓhoの関係を満足することが好ましい。これにより、カーカス層の巻き上げ端部及びスチール補強層の端部における応力集中を緩和し、これら端部からのセパレーションを効果的に抑制することができる。
ビードフィラーは内径側に位置する硬質フィラー層と外径側に位置する軟質フィラー層とを含み、硬質フィラー層の１００％モジュラスＢ１M100は６．０ＭＰａ～１８．０ＭＰａであり、軟質フィラー層の１００％モジュラスＢ２M100は１．０ＭＰａ～６．０ＭＰａであることが好ましい。これにより、カーカス層の巻き上げ端部からのセパレーションを効果的に抑制することができる。
本発明の空気入りタイヤは、単輪でのロードインデックスが１２１以上、又は、プライレーティングが１０ＰＲ以上であることが好ましい。このようなロードインデックス又はプライレーティングを有する空気入りタイヤは一般的に重荷重用タイヤである。本発明は、重荷重用空気入りタイヤにおいて顕著な効果を期待することができる。
本発明において、１００％モジュラス及び破断伸びはＪＩＳ－Ｋ６２５１に準拠して測定されるものである。
本発明の実施形態からなる重荷重用の空気入りタイヤを示す子午線断面図である。 図１の空気入りタイヤのビード部を示す断面図である。 図１の空気入りタイヤのビード部を示す他の断面図である。 図１の空気入りタイヤのビード部を示す更に他の断面図である。 図１の空気入りタイヤのビード部を示す更に他の断面図である。 ビード部に埋設された有機繊維補強層を抽出して示す側面図である。 図１の空気入りタイヤのビード部を示す更に他の断面図である。 ビード部の変形例を示す断面図である。
以下、本発明の構成について添付の図面を参照しながら詳細に説明する。図１は本発明の実施形態からなる重荷重用の空気入りタイヤを示し、図２～図７はその要部を示すものである。
図１に示すように、本実施形態の空気入りタイヤは、タイヤ周方向に延在して環状をなすトレッド部１と、該トレッド部１の両側に配置された一対のサイドウォール部２，２と、これらサイドウォール部２のタイヤ径方向内側に配置された一対のビード部３，３とを備えている。
一対のビード部３，３間にはカーカス層４が装架されている。このカーカス層４は、タイヤ径方向に延びる複数本のスチールコードを含み、各ビード部３に配置されたビードコア５の廻りにタイヤ内側から外側へ巻き上げられた構造を有している。ビードコア５の外周上には断面三角形状のゴム組成物からなるビードフィラー６が配置されている。
トレッド部１におけるカーカス層４の外径側には４層のベルト層７が埋設されている。各ベルト層７は、タイヤ周方向に対して傾斜する複数本のベルトコード（スチールコード）を含んでいる。これらベルト層７は、ベルトコードが互いに交差する中央２層の主ベルト層７２，７３と、これら主ベルト層７２，７３の内径側及び外径側に配置された補助ベルト層７１，７４とを有している。主ベルト層７２，７３を構成するベルトコードのタイヤ周方向に対する傾斜角度は例えば１５°～３５°の範囲に設定され、補助ベルト層７１，７４を構成するベルトコードのタイヤ周方向に対する傾斜角度は例えば１５°～７５°の範囲に設定されている。
上記空気入りタイヤにおいて、図２に示すように、カーカス層４の巻き上げ端部４ｅがビードフィラー６の外径側端部６ｅよりも内径側に配置され、即ち、カーカス層４の巻き上げ端部４ｅはビードフィラー６の中腹部分で終端している。その結果、カーカス層４の巻き上げ端部４ｅはカーカス層４の本体部から離間している。ここで、カーカス層４の巻き上げ端部４ｅはカーカス層４の本体部から離間しているとは、カーカス層４の巻き上げ端部４ｅからカーカス層４の本体部までの最短距離ＴBF（図７参照）が８ｍｍ以上であることを意味する。各ビード部３には複数本のスチールコードを含むスチール補強層１１がカーカス層４、ビードコア５及びビードフィラー６を包み込むように配置されている。また、各ビード部３においてビードフィラー６の幅方向外側には複数本の有機繊維コードを含む少なくとも１層の有機繊維補強層１２が配置されている。更に、サイドウォール部２からビード部３にわたる領域には、タイヤ外表面に露出するサイドウォールゴム層１３が配置されている。
また、カーカス層４の巻き上げ端部４ｅ及びスチール補強層１１のタイヤ幅方向外側の端部１１ｅにはそれぞれゴム製のエッジテープ１４が被覆されている。エッジテープ１４は必ずしも必要ではないが、セパレーション防止の観点から有効である。エッジテープ１４は厚さが０．５ｍｍ～１．８ｍｍであり、カーカス層４の巻き上げ端部４ｅ及びスチール補強層１１の端部１１ｅに露出するスチールコードの金属断面を被覆するものである。エッジテープ１４は、破断伸びが３００％以上であり、１００％モジュラスが５．０ＭＰａ以上であることが望ましい。
ビードフィラー６と有機繊維補強層１２との間には内側ゴム補強層１５がカーカス層４の巻き上げ端部４ｅ及びスチール補強層１１の端部１１ｅに隣接するように配置されている。内側ゴム補強層１５はビードフィラー６に沿って外径側に向かって延在してビードフィラー６の外径側端部６ｅよりも外径側の位置でカーカス層４の本体部に当接している。有機繊維補強層１２とサイドウォールゴム層１３との間にはゴム組成物からなるクラック抑制層１６が配置されている。クラック抑制層１６はタイヤ幅方向最外側に位置する有機繊維補強層１２に対して５ｍｍ以上重なる位置から外径側に向かって延在してビードフィラー６の外径側端部６ｅよりも外径側の位置でカーカス層４の本体部に当接している。つまり、クラック抑制層１６と有機繊維補強層１２とのタイヤ径方向の重複量Ｌ（図３参照）は５ｍｍ以上に設定され、クラック抑制層１６が有機繊維補強層１２の外径側の端部１２ｅを覆っている。また、ビード部３の底面及び背面の位置にはリムクッションゴム層１７が配置されており、このリムクッションゴム層１７が有機繊維補強層１２とサイドウォールゴム層１３との間を通ってクラック抑制層１６に連結されている。クラック抑制層１６の１００％モジュラスＫｃM100はサイドウォールゴム層１３の１００％モジュラスＳM100の１．５倍以上、好ましくは１．７倍以上に設定されている。
上述した空気入りタイヤによれば、ビードフィラー６と有機繊維補強層１２との間に内側ゴム補強層１５がカーカス層４の巻き上げ端部４ｅに隣接するように配置され、有機繊維補強層１２とサイドウォールゴム層１３との間にクラック抑制層１６が配置され、クラック抑制層１６がタイヤ幅方向最外側に位置する有機繊維補強層１２に対して５ｍｍ以上重なる位置から外径側に向かって延在してビードフィラー６の外径側端部６ｅよりも外径側の位置でカーカス層４の本体部に当接すると共に、クラック抑制層１６の１００％モジュラスＫｃM100がサイドウォールゴム層１３の１００％モジュラスＳM100の１．５倍以上に設定されているので、クラック抑制層１６が有機繊維補強層１２の端部付近におけるゴム流れ不良やゴム溜まりを抑制し、それに起因する走行初期におけるビード部表面のクラックを抑制することができる。
また、クラック抑制層１６はタイヤ幅方向最外側に位置する有機繊維補強層１２に対して重なるように配置されているので、有機繊維補強層１２の外径側の端部１２ｅへの応力集中を緩和し、有機繊維補強層１２の外径側の端部１２ｅからのセパレーションを抑制することができる。更に、有機繊維補強層１２の外径側の端部１２ｅが内側ゴム補強層１５とクラック抑制層１６との間に挟み込まれた構造となっているので、有機繊維補強層１５をカーカス層４と共に機械的にターンナップさせる成形方式でタイヤが成形される場合であっても、有機繊維補強層１２の外径側の端部１２ｅにおいてコード傾斜角度が不意に大きくなるのを抑制し、有機繊維補強層１２の外径側の端部１２ｅからのセパレーションを抑制することができる。このように有機繊維補強層１２の端部付近におけるゴム流れ不良やゴム溜まりに起因するクラックを抑制すると共に有機繊維補強層１２の外径側の端部１２ｅからのセパレーションを抑制することにより、ビード部の耐久性を改善することができる。
ここで、クラック抑制層１６と有機繊維補強層１２とのタイヤ径方向の重複量Ｌが５ｍｍ未満であると、有機繊維補強層１２が被覆される領域が少な過ぎるため、有機繊維補強層１２の外径側の端部１２ｅでの応力集中を十分に緩和することができず、有機繊維補強層１２の外径側の端部１２ｅからのセパレーションを抑制する効果が不十分になる。
上記空気入りタイヤにおいて、クラック抑制層１６の１００％モジュラスＫｃM100は４．５ＭＰａ～１０．０ＭＰａであると良い。これにより、加硫時のゴム流れを効果的に抑制し、走行初期におけるビード部表面のクラックを抑制することができる。ここで、クラック抑制層１６の１００％モジュラスＫｃM100が４．５ＭＰａ未満であると、サイドウォールゴム層１３を補強支持する効果が不十分になり、サイドウォールゴム層１３やクラック抑制層１６のゴム流れを効果的に抑制することができない。また、クラック抑制層１６の１００％モジュラスＫｃM100が１０．０ＭＰａ超であると、クラック抑制層１６の剛性が高くなり過ぎるため、接地時のカーカス層４の本体部の変位による有機繊維補強層１２の外径側の端部１２ｅでの歪が増加し、その端部１２ｅからのセパレーションが懸念される。特に、クラック抑制層１６の１００％モジュラスＫｃM100は６．０ＭＰａ～９．０ＭＰａであることが望ましい。なお、クラック抑制層１６の１００％モジュラスＫｃM100を高くした場合、未加硫状態におけるムーニー粘度が高くなる傾向があるが、ＪＩＳ－Ｋ６３００－１で規定される未加硫状態におけるムーニー粘度は７０～１００［ＭＬ（１＋４）１００℃］であることが好ましい。
上記空気入りタイヤにおいて、クラック抑制層１６の破断伸びＫｃEBは３００％以上であると良い。これにより、有機繊維補強層１２の外径側の端部１２ｅからのセパレーションを効果的に抑制することができる。ここで、クラック抑制層１６の破断伸びＫｃEBが３００％未満であるとセパレーションを抑制する効果が低下する。クラック抑制層１６の破断伸びＫｃEBの上限値は５００％であると良い。
上記空気入りタイヤにおいて、図３に示すように、有機繊維補強層１２の最も外径側の端部１２ｅからクラック抑制層１６がカーカス層４の本体部に当接する位置までの領域Ｘにおけるクラック抑制層１６の厚さＴKCは２．０ｍｍ～６．０ｍｍであると良い。これにより、加硫時のゴム流れを効果的に抑制し、走行初期におけるビード部表面のクラックを抑制することができる。なお、クラック抑制層１６の厚さＴKCはクラック抑制層１６の厚さ方向の中心位置を通る中心線に対して直交する方向に測定される厚さである。
ここで、クラック抑制層１６の厚さＴKCが２．０ｍｍ未満であると、サイドウォールゴム層１３を補強支持する効果が不十分になり、サイドウォールゴム層１３やクラック抑制層１６のゴム流れを効果的に抑制することができない。また、クラック抑制層１６の厚さＴKCが６．０ｍｍ超であると、クラック抑制層１６の剛性が高くなり過ぎるため、有機繊維補強層１２の端部１２ｅにおけるタイヤ径方向の歪振幅が増加し、端部１２ｅからのセパレーションが懸念される。特に、クラック抑制層１６の厚さＴKCは２．５ｍｍ～５．０ｍｍであることが望ましい。
上記空気入りタイヤにおいて、図４に示すように、タイヤ子午線断面において有機繊維補強層１２の最も外径側の端部１２ｅを中心とする半径１５ｍｍ以内の領域、即ち、円Ｃ内の領域におけるクラック抑制層１６とサイドウォールゴム層１３の総厚さの最大値Ｔmax及び最小値Ｔminは１．００≦Ｔmax／Ｔmin≦１．２５の関係を満足すると良い。これにより、有機繊維補強層１２の最も外径側の端部１２ｅ付近において局所的なゴムゲージの変動がないため、加硫時にゴムの巻き込みを生じ難くなり、走行初期におけるビード部表面のクラックを抑制することができる。
ここで、Ｔmax／Ｔminが１．２５超であると、加硫時にゴムの巻き込みを生じ難くなり、走行初期におけるビード部表面のクラックの発生が懸念される。特に、１．００≦Ｔmax／Ｔmin≦１．２０であることが望ましい。
上記空気入りタイヤにおいて、内側ゴム補強層１５はビードフィラー６の外径側端部６ｅよりも外径側の位置でカーカス層４の本体部に当接し、内側ゴム補強層１５の１００％モジュラスＫｉM100は４．５ＭＰａ～１０．０ＭＰａであり、内側ゴム補強層１５の破断伸びＫｉEBは３００％以上であると良い。このように内側ゴム補強層１５をカーカス層４の本体部まで延在させ、内側ゴム補強層１５の１００％モジュラスＫｉM100及び破断伸びＫｉEBを特定することにより、有機繊維補強層１２の外径側の端部１２ｅへの応力集中を緩和し、有機繊維補強層１２の外径側の端部１２ｅからのセパレーションを効果的に抑制することができる。
ここで、内側ゴム補強層１５の１００％モジュラスＫｉM100が４．５ＭＰａ未満であると、サイドウォールゴム層１３を補強支持する効果が不十分になり、サイドウォールゴム層１３やクラック抑制層１６のゴム流れを効果的に抑制することができない。また、内側ゴム補強層１５の１００％モジュラスＫｉM100が１０．０ＭＰａ超であると、内側ゴム補強層１５の剛性が高くなり過ぎるため、接地時のカーカス層４の本体部の変位による有機繊維補強層１２の外径側の端部１２ｅでの歪が増加し、その端部１２ｅからのセパレーションが懸念される。特に、内側ゴム補強層１５の１００％モジュラスＫｉM100は６．０ＭＰａ～９．０ＭＰａであることが望ましい。一方、内側ゴム補強層１５の破断伸びＫｉEBが３００％未満であるとセパレーションを抑制する効果が低下する。内側ゴム補強層１５の破断伸びＫｉEBの上限値は５００％であると良い。
上記空気入りタイヤにおいて、図５に示すように、カーカス層４の巻き上げ端部４ｅにおける内側ゴム補強層１５の厚さＴｃは２．０ｍｍ以上であり、有機繊維補強層１２の最も外径側の端部１２ｅにおける内側ゴム補強層１５の厚さＴNは１．５ｍｍ以上であると良い。これにより、カーカス層４の巻き上げ端部４ｅ及び有機繊維補強層１２の最も外径側の端部１２ｅにおける応力集中を緩和し、これら端部４ｅ，１２ｅからのセパレーションを効果的に抑制することができる。なお、内側ゴム補強層１５の厚さＴｃは、エッジテープ１４の厚さを含めた厚さとする。
ここで、内側ゴム補強層１５の厚さＴｃが２．０ｍｍ未満であると、セパレーションを抑制する効果が低下する。また、内側ゴム補強層１５の厚さＴNが１．５ｍｍ未満であると、セパレーションを抑制する効果が低下する。
上記空気入りタイヤにおいて、有機繊維補強層１２の外径側の端部１２ｅでのタイヤ周方向に対するコード傾斜角度βは１５°～４５°であると良い。これにより、有機繊維補強層１２に作用する張力が過度に大きくならないため、有機繊維補強層１２の外径側の端部１２ｅからのセパレーションを効果的に抑制することができる。なお、コード傾斜角度βは有機繊維補強層１２を構成する有機繊維コードのタイヤ周方向に対する傾斜角度であって有機繊維補強層１２の外径側エッジから８ｍｍ以内の範囲で測定される。
ここで、有機繊維補強層１２のコード傾斜角度βが１５°未満であると、タイヤ成形工程において有機繊維補強層１２をサイドウォールゴム層１３と共にターンナップさせることが困難になる。また、有機繊維補強層１２のコード傾斜角度βが４５°超であると、有機繊維補強層１２に作用する張力が過度に大きくなり、有機繊維補強層１２の外径側の端部１２ｅにおける歪が増大するため、有機繊維補強層１２の外径側の端部１２ｅからのセパレーションを抑制する効果が低下する。特に、有機繊維補強層１２のコード傾斜角度βは２０°～３５°であることが望ましい。
また、有機繊維補強層１２の引張り剛性ＡNは１５ｋＮ／５０ｍｍ～５０ｋＮ／５０ｍｍであると良い。これにより、有機繊維補強層１２の補強効果に基づいてカーカス層４の巻き上げ端部４ｅからのセパレーションを効果的に抑制することができる。引張り剛性ＡNは下記式（１）で求められる。
ＡN［ｋＮ／５０ｍｍ］＝ＡｃN［ｋＮ／本］×ＮN［本／５０ｍｍ］・・・（１）
上記式（１）において、ＡｃNは有機繊維補強層１２を構成する有機繊維コードの引張り剛性［ｋＮ／本］であり、ＮNは有機繊維補強層のコード打ち込み本数［本／５０ｍｍ］である。有機繊維コードの引張り剛性ＡｃNは、ＪＩＳ－Ｌ１０１７により中間伸度を測定する際の負荷荷重［Ｎ］と、それによって測定される中間伸度［％］を１００で除した歪とから換算される値である。例えば、負荷荷重を６７Ｎとした際に中間伸度が９．０％である場合、ＡｃN＝６７［Ｎ］／０．０９／１０００＝０．７４４［ｋＮ／本］となる。
ここで、有機繊維補強層１２の引張り剛性ＡNが１５ｋＮ／５０ｍｍ未満であると、カーカス層４の巻き上げ端部４ｅにおける周方向せん断歪を抑制する効果が不十分になるため、カーカス層４の巻き上げ端部４ｅからのセパレーションの発生が懸念される。また、有機繊維補強層１２の引張り剛性ＡNが５０ｋＮ／５０ｍｍ超であると、有機繊維補強層１２の端部１２ｅとゴムとの剛性段差が大きくなり、応力集中が顕著になるため、有機繊維補強層１２の端部１２ｅからのセパレーションの発生が懸念される。特に、有機繊維補強層１２の引張り剛性ＡNは２０ｋＮ／５０ｍｍ～４５ｋＮ／５０ｍｍであることが望ましい。
有機繊維補強層１２のコード打ち込み本数ＮNは２５本／５０ｍｍ～４５本／５０ｍｍであると良い。これにより、有機繊維補強層１２の端部１２ｅからのセパレーションを効果的に抑制することができる。なお、コード打ち込み本数ＮNは有機繊維補強層１２を構成する有機繊維コードの長手方向と直交する方向に沿って測定される幅５０ｍｍ当たりのコード打ち込み本数であって有機繊維補強層１２の外径側エッジから８ｍｍ以内の範囲で測定される。
ここで、有機繊維補強層１２のコード打ち込み本数ＮNが２５本／５０ｍｍ未満であると、有機繊維補強層１２を構成する各有機繊維コードに作用する張力が大きくなり過ぎるため、有機繊維補強層１２の端部１２ｅからのセパレーションの発生が懸念される。また、有機繊維補強層１２のコード打ち込み本数ＮNが４５本／５０ｍｍ超であると、有機繊維補強層１２を構成する有機繊維コードの間隔が短くなり過ぎて端部１２ｅでのコード間の歪が増大するため、有機繊維補強層１２の端部１２ｅからのセパレーションの発生が懸念される。特に、有機繊維補強層１２のコード打ち込み本数ＮNは３０本／５０ｍｍ～４０本／５０ｍｍであることが望ましい。
上記空気入りタイヤにおいて、図７に示すように、有機繊維コードが互いに交差する少なくとも２層の有機繊維補強層１２を有する場合、これら少なくとも２層の有機繊維補強層１２の端部同士のステップ幅ＷNは５ｍｍ以上であると良い。これにより、有機繊維補強１２層の端部１２ｅへの応力集中を回避し、有機繊維補強層の１２端部１２ｅからのセパレーションを効果的に抑制することができる。このようなステップ幅ＷNは有機繊維補強１２層の外径側及び内径側の端部１２ｅにそれぞれ適用される。
ここで、有機繊維補強層１２の端部同士のステップ幅ＷNが５ｍｍ未満であると、有機繊維補強層の１２端部１２ｅにおける応力集中が顕著になり、有機繊維補強層の１２端部１２ｅからのセパレーションの発生が懸念される。
上記空気入りタイヤにおいて、図７に示すように、ビードコア５の中心からカーカス層４の巻き上げ端部４ｅまでの距離Ｐhは２６．０ｍｍ～４０．０ｍｍであり、カーカス層４の巻き上げ端部４ｅからカーカス層４の本体部までの最短距離ＴBFは１１．０ｍｍ以上であり、カーカス層４の巻き上げ端部４ｅの位置における有機繊維補強層１２からビード部３の外表面までの最短距離ＴRは６．０ｍｍ～１２．０ｍｍであると良い。これにより、カーカス層４の巻き上げ端部４ｅからのセパレーションを効果的に抑制することができる。なお、ビードコア５の中心とは、ビードコア５を構成するワイヤのうち４本のワイヤの中心点を結ぶ仮想四角形の面積が最大となるワイヤを選択したとき、その仮想四角形の対角線の交点である。また、最短距離ＴRはカーカス層４の巻き上げ端部４ｅからビード部３の外表面までを最短距離で結ぶ直線上で測定される有機繊維補強層１２からビード部３の外表面までの距離である。
ここで、ビードコア５の中心からカーカス層４の巻き上げ端部４ｅまでの距離Ｐhが２６．０ｍｍ未満であると、カーカス層４が引き抜ける恐れがあり、逆に４０．０ｍｍ超であると、カーカス層４の巻き上げ端部４ｅがビード部３において変形が大きい領域に配置されることになるため、カーカス層の４巻き上げ端部４ｅからのセパレーションが懸念される。特に、ビードコア５の中心からカーカス層４の巻き上げ端部４ｅまでの距離Ｐhは２８．０ｍｍ～３８．０ｍｍであることが望ましい。
また、カーカス層４の巻き上げ端部４ｅからカーカス層４の本体部までの最短距離ＴBFが１１．０ｍｍ未満であるか、或いは、カーカス層４の巻き上げ端部４ｅの位置における有機繊維補強層１２からビード部３の外表面までの最短距離ＴRが６．０ｍｍ未満であると、ゴムボリュームの不足によりカーカス層４の巻き上げ端部４ｅにおけるタイヤ径方向の歪振幅が増加し、カーカス層４の巻き上げ端部４ｅからのセパレーションが懸念される。最短距離ＴBFの上限値は１８．０ｍｍであると良い。一方、カーカス層４の巻き上げ端部４ｅの位置における有機繊維補強層１２からビード部３の外表面までの最短距離ＴRが１２．０ｍｍ超である場合、カーカス層４の本体部のカーカスラインがタイヤ内側に凸となるため、空気圧充填前後の形状変化が大きいカーカスラインとなる。その結果、カーカス層４の巻き上げ端部４ｅからのセパレーションの発生が懸念される。
上記空気入りタイヤにおいて、図７に示すように、ビードコア５の中心から、カーカス層４の巻き上げ端部４ｅまでの距離Ｐhとビードコア５の中心からスチール補強層１１の端部１１ｅまでの距離Ｓhoとは５．０ｍｍ≦Ｐh－Ｓhoの関係を満足すると良い。これにより、カーカス層４の巻き上げ端部４ｅ及びスチール補強層１１の端部１１ｅにおける応力集中を緩和し、これら端部４ｅ，１１ｅからのセパレーションを効果的に抑制することができる。ここで、Ｐh－Ｓhoの値が５ｍｍ未満であると、カーカス層４の巻き上げ端部４ｅでの歪が増加し、カーカス層４の巻き上げ端部４ｅからのセパレーションが懸念される。
図７の実施形態では、スチール補強層１１のタイヤ幅方向内側の端部１１ｅにもエッジテープ１４が被覆されているが、このようなエッジテープ１４は任意に付加することができる。
図８はビード部の変形例を示すものである。図８において、ビードフィラー６は内径側に位置する硬質フィラー層６１と外径側に位置する軟質フィラー層６２とを含み、硬質フィラー層６１の１００％モジュラスＢ１M100は６．０ＭＰａ～１８．０ＭＰａの範囲に設定され、軟質フィラー層６２の１００％モジュラスＢ２M100は１．０ＭＰａ～６．０ＭＰａの範囲に設定されている。より具体的には、カーカス層４の巻き上げ端部４ｅは軟質フィラー層６２と隣接する位置で終端している。これにより、カーカス層４の巻き上げ端部４ｅからのセパレーションを効果的に抑制することができる。
ここで、硬質フィラー層６１の１００％モジュラスＢ１M100が６．０ＭＰａ未満であると、荷重負荷時のビード部３の倒れ込みが過度になるため、カーカス層４の巻き上げ端部４ｅからのセパレーションが懸念される。また、硬質フィラー層６１の１００％モジュラスＢ１M100が１８．０ＭＰａ超であると、カーカス層４の本体部と硬質フィラー層６１との間でのセパレーションが懸念される。特に、硬質フィラー層６１の１００％モジュラスＢ１M100は８．０ＭＰａ～１６．０ＭＰａであることが望ましい。
一方、軟質フィラー層６２の１００％モジュラスＢ２M100が１．０ＭＰａ未満であると、荷重負荷時のビード部３の倒れ込みが過度になるため、カーカス層４の巻き上げ端部４ｅからのセパレーションが懸念される。また、軟質フィラー層６２の１００％モジュラスＢ２M100が６．０ＭＰａ超であると、カーカス層４の巻き上げ端部４ｅでの歪が増大するため、カーカス層４の巻き上げ端部４ｅからのセパレーションが懸念される。特に、軟質フィラー層６２の１００％モジュラスＢ２M100は２．０ＭＰａ～５．０ＭＰａであることが望ましい。
上述した実施形態からなる空気入りタイヤは、単輪でのロードインデックスが１２１以上、又は、プライレーティングが１０ＰＲ以上であると良い。このようなロードインデックス又はプライレーティングを有する空気入りタイヤにおいてビード部の耐久性を改善することは極めて有意義である。
タイヤサイズ２７５／７０Ｒ２２．５で、トレッド部と一対のサイドウォール部と一対のビード部とを備え、該一対のビード部間に複数本のスチールコードを含むカーカス層が装架され、該カーカス層が各ビード部のビードコアの廻りにタイヤ内側から外側へ巻き上げられた構造を有する空気入りにおいて、ビード部の構造だけを異ならせた従来例、比較例１～２及び実施例１～２３のタイヤを製作した。
これら従来例、比較例１～２及び実施例１～２３のタイヤにおいて、クラック抑制層のカーカス層本体部への接触の有無、クラック抑制層と有機繊維補強層との重複量Ｌ、クラック抑制層の１００％モジュラスＫｃM100とサイドウォールゴム層の１００％モジュラスＳM100との比ＫｃM100／ＳM100、クラック抑制層の１００％モジュラスＫｃM100、クラック抑制層の破断伸びＫｃEB、クラック抑制層の厚さＴKC、クラック抑制層とサイドウォールゴム層の総厚さの最大値Ｔmax及び最小値Ｔmin、Ｔmax／Ｔmin、内側ゴム補強層のカーカス層本体部への接触の有無、内側ゴム補強層の１００％モジュラスＫｉM100、内側ゴム補強層の破断伸びＫｉEB、内側ゴム補強層の厚さＴｃ、内側ゴム補強層の厚さＴN、有機繊維補強層のコード傾斜角度β、有機繊維補強層の引張り剛性ＡN、有機繊維補強層のコード打ち込み本数ＮN、有機繊維補強層のステップ幅ＷN、ビードコアの中心からカーカス層の巻き上げ端部までの距離Ｐh、カーカス層の巻き上げ端部からカーカス層の本体部までの最短距離ＴBF、カーカス層の巻き上げ端部の位置における有機繊維補強層からビード部の外表面までの最短距離ＴR、ビードコアの中心からスチール補強層の端部までの距離Ｓho、Ｐh－Ｓho、硬質フィラー層の１００％モジュラスＢ１M100、軟質フィラー層の１００％モジュラスＢ２M100を表１～表３のように設定した。
これら試験タイヤについて、下記試験方法により、ビード部の耐久性を評価し、その結果を表１～表３に併せて示した。
ビード部の耐久性：
各試験タイヤをそれぞれＪＡＴＭＡの規定リムに装着して、ＪＡＴＭＡの規定空気圧の７５％とし、ＪＡＴＭＡの規定荷重の１．４倍を負荷し、走行速度４９ｋｍ／ｈの条件でドラム試験機にて走行試験を実施した。４０，０００ｋｍ走行後、両ビード部の表面に形成されたクラックの周方向長さを測定した。また、試験タイヤをタイヤ周方向に等間隔となる８箇所でタイヤ子午線に沿って切断し、両ビード部の８箇所の切断面（合計１６箇所）においてカーカス層の巻き上げ端部を起点とするクラックの断面方向長さを測定した。そして、ビード部表面におけるクラックの周方向長さとビード部断面におけるクラックの断面方向長さとの総和を求めた。評価結果は、測定値の逆数を用い、従来例を１００とする指数にて示した。この指数値が大きいほど、ビード部の耐久性が優れていることを意味する。
Figure 0007115226000001
Figure 0007115226000002
Figure 0007115226000003
表１～表３から判るように、実施例１～２３のタイヤは、従来例に比べてビード部の耐久性が改善されていた。一方、比較例１～２のタイヤは、ビード部の耐久性を改善する効果を十分に得られなかった。
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
４ｅ 巻き上げ端部
５ ビードコア
６ ビードフィラー
６ｅ 外径側端部
７ ベルト層
１１ スチール補強層
１１ｅ 端部
１２ 有機繊維補強層
１２ｅ 端部
１３ サイドウォールゴム層
１４ エッジテープ
１４ ゴム補強支持層
１５ 内側ゴム補強層
１６ クラック抑制層
１７ リムクッションゴム層
６１ 硬質フィラー層
６２ 軟質フィラー層

Claims (15)

  1. タイヤ周方向に延在して環状をなすトレッド部と、該トレッド部の両側に配置された一対のサイドウォール部と、これらサイドウォール部のタイヤ外径方向内側に配置された一対のビード部とを備え、該一対のビード部間に複数本のスチールコードを含むカーカス層が装架され、該カーカス層が各ビード部のビードコアの廻りにタイヤ内側から外側へ巻き上げられた構造を有する空気入りタイヤにおいて、
    各ビード部のビードコアの外周上にビードフィラーが配置され、前記カーカス層の巻き上げ端部が前記ビードフィラーの外径側端部よりも内径側に配置され、前記カーカス層の巻き上げ端部が前記カーカス層の本体部から離間し、各ビード部において前記ビードフィラーの幅方向外側に複数本の有機繊維コードを含む少なくとも１層の有機繊維補強層が配置され、前記サイドウォール部から前記ビード部にかけてタイヤ外表面に露出するサイドウォールゴム層が配置されると共に、
    前記ビードフィラーと前記有機繊維補強層との間に内側ゴム補強層が前記カーカス層の巻き上げ端部に隣接するように配置され、前記有機繊維補強層と前記サイドウォールゴム層との間にクラック抑制層が配置され、前記クラック抑制層がタイヤ幅方向最外側に位置する有機繊維補強層に対して５ｍｍ以上重なる位置から外径側に向かって延在して前記ビードフィラーの外径側端部よりも外径側の位置で前記カーカス層の本体部に当接し、前記クラック抑制層の１００％モジュラスＫｃM100が前記サイドウォールゴム層の１００％モジュラスＳM100の１．５倍以上であることを特徴とする空気入りタイヤ。
  2. 前記クラック抑制層の１００％モジュラスＫｃM100が４．５ＭＰａ～１０．０ＭＰａであ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. 前記クラック抑制層の破断伸びＫｃEBが３００％以上であることを特徴とする請求項１又は２に記載の空気入りタイヤ。
  4. 前記有機繊維補強層の最も外径側の端部から前記クラック抑制層が前記カーカス層の本体部に当接する位置までの領域における前記クラック抑制層の厚さＴKCが２．０ｍｍ～６．０ｍｍであることを特徴とする請求項１～３のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
  5. タイヤ子午線断面において前記有機繊維補強層の最も外径側の端部を中心とする半径１５ｍｍ以内の領域における前記クラック抑制層と前記サイドウォールゴム層の総厚さの最大値Ｔmax及び最小値Ｔminが１．００≦Ｔmax／Ｔmin≦１．２５の関係を満足することを特徴とする請求項１～４のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
  6. 前記内側ゴム補強層が前記ビードフィラーの外径側端部よりも外径側の位置で前記カーカス層の本体部に当接し、前記内側ゴム補強層の１００％モジュラスＫｉM100が４．５ＭＰａ～１０．０ＭＰａであり、前記内側ゴム補強層の破断伸びＫｉEBが３００％以上であることを特徴とする請求項１～５のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
  7. 前記カーカス層の巻き上げ端部における前記内側ゴム補強層の厚さＴｃが２．０ｍｍ以上であり、前記有機繊維補強層の最も外径側の端部における前記内側ゴム補強層の厚さＴNが１．５ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１～６のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
  8. 前記有機繊維補強層の外径側の端部でのタイヤ周方向に対するコード傾斜角度βが１５°～４５°であることを特徴とする請求項１～７のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
  9. 前記有機繊維補強層の引張り剛性ＡNが１５ｋＮ／５０ｍｍ～５０ｋＮ／５０ｍｍであることを特徴とする請求項１～８のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
  10. 前記有機繊維補強層のコード打ち込み本数ＮNが２５本／５０ｍｍ～４５本／５０ｍｍであることを特徴とする請求項１～９のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
  11. 前記少なくとも１層の有機繊維補強層は有機繊維コードが互いに交差する少なくとも２層の有機繊維補強層を含み、これら少なくとも２層の有機繊維補強層の端部同士のステップ幅ＷNが５ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１～１０のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
  12. 前記ビードコアの中心から前記カーカス層の巻き上げ端部までの距離Ｐhが２６．０ｍｍ～４０．０ｍｍであり、前記カーカス層の巻き上げ端部から前記カーカス層の本体部までの最短距離ＴBFが１１．０ｍｍ以上であり、前記カーカス層の巻き上げ端部の位置における前記有機繊維補強層から前記ビード部の外表面までの最短距離ＴRが６．０ｍｍ～１２．０ｍｍであることを特徴とする請求項１～１１のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
  13. 各ビード部に複数本のスチールコードを含むスチール補強層が前記カーカス層、前記ビードコア及び前記ビードフィラーを包み込むように配置され、前記ビードコアの中心から前記カーカス層の巻き上げ端部までの距離Ｐhと前記ビードコアの中心から前記スチール補強層の端部までの距離Ｓhoとが５．０ｍｍ≦Ｐh－Ｓhoの関係を満足することを特徴とする請求項１～１２のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
  14. 前記ビードフィラーが内径側に位置する硬質フィラー層と外径側に位置する軟質フィラー層とを含み、前記硬質フィラー層の１００％モジュラスＢ１M100が６．０ＭＰａ～１８．０ＭＰａであり、前記軟質フィラー層の１００％モジュラスＢ２M100が１．０ＭＰａ～６．０ＭＰａであることを特徴とする請求項１～１３のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
  15. 単輪でのロードインデックスが１２１以上、又は、プライレーティングが１０ＰＲ以上であることを特徴とする請求項１～１４のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
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