JP7159793B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

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。各ビード部には引き揃えられた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るのが一般的である。また、カーカス層の巻き上げ端部やスチール補強層の端部には、エッジセパレーションの防止を目的として、高硬度のゴム層が局所的に配置されている（例えば、特許文献１～３参照）。

このような構成を有する空気入りタイヤにおいて、空気圧充填による形状変化が少ないプロファイル、所謂平衡プロファイルを採用した場合、カーカス層の巻き上げ端部での歪振幅が抑制されるため、ビード部の耐久性が良好になることが一般的に知られている。また、平衡プロファイルを実現するためには、ビードコアをビードトウ側に寄せて、カーカス層の巻き上げ端部よりもタイヤ幅方向外側のゴムが厚くならないようにする必要がある。

しかしながら、重荷重用空気入りタイヤで採用されているプライロック構造において、スチール製のカーカス層の巻き上げ端部が低く、その巻き上げ端部がカーカス層の本体部から離間している場合、加硫時のゴム流れに起因してカーカス層の巻き上げ端部近傍にゴム溜まりが生じ易く、カーカス層の巻き上げ端部よりもタイヤ幅方向外側のゴムが厚くなる傾向がある。これはビードコアの側方に存在するゴムが加硫時にタイヤ外径側に流れることに起因するものである。そのため、ビードコアの側方ではゴムが薄くなる傾向を示し、これが平衡プロファイルを阻害する要因となる。

また、カーカス層の巻き上げ端部よりもタイヤ幅方向外側のゴムを薄くするために、当該部位に薄い押出物を用いてタイヤを成形すると、当該部位にタイヤ周方向に沿ってクラックが生じ易くなる。つまり、カーカス層の巻き上げ端部よりもタイヤ幅方向外側のゴムを薄くすると、ビードコアの側方に存在するゴムが加硫時にタイヤ外径側に向かって流れようとするゴムが多くなるため、そのゴム流れによって離型剤等がゴムと共に表層に巻き込まれ、これが走行初期におけるクラックの発生要因となるのである。

特開昭６３－１１０００６号公報 特開平６－１８３２２４号公報 特許第５３１９７３６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サイドウォールゴム層との間にゴム補強支持層が前記カーカス層の巻き上げ端部及び前記スチール補強層の端部を覆うように配置され、前記ゴム補強支持層が少なくとも前記ビードコアの側方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、前記ゴム補強支持層の１００％モジュラスＫ _M100 が４．５ＭＰａ～１０．０ＭＰａであり、かつ、前記ゴム補強支持層の１００％モジュラスＫ_M100がそれに隣接する前記ビードフィラーの１００％モジュラスＢＦ_M100及び前記サイドウォールゴム層の１００％モジュラスＳ_M100に対してそれぞれ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、ビードフィラーとサイドウォールゴム層との間にカーカス層の巻き上げ端部及びスチール補強層の端部を覆うゴム補強支持層が配置され、そのゴム補強支持層が少なくともビードコアの側方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、ゴム補強支持層の１００％モジュラスＫ_M100がそれに隣接するビードフィラーの１００％モジュラスＢＦ_M100及びサイドウォールゴム層の１００％モジュラスＳ_M100に対してそれぞれ１．５倍以上に設定されているので、ゴム補強支持層はビードコアの側方に存在するゴムが加硫時にタイヤ外径側に流れるのを効果的に抑制する。その結果、ビードコアの側方に存在するゴムの薄肉化とカーカス層の巻き上げ端部よりもタイヤ幅方向外側に存在するゴムの厚肉化を抑制し、空気入りタイヤのビード部のカーカスラインを目標とする平衡プロファイルに近付けることが可能になる。また、ゴム補強支持層がビード部におけるゴム流れを抑制するため、ゴム流れに起因する離型剤等の巻き込みを防止し、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、ゴム補強支持層の１００％モジュラスＫ_M100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。

カーカス層の巻き上げ端部からビードフィラーの外径側端部までの領域におけるゴム補強支持層の厚さＴ_K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。

ゴム補強支持層は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当接するクラック抑制層と該クラック抑制層に連なるゴム補強本体層とを含み、クラック抑制層の破断伸びＫｃ_EBが３００％以上であり、ゴム補強本体層の１００％モジュラスＫｍ_M100がクラック抑制層の１００％モジュラスＫｃ_M100よりも大きいことが好ましい。このように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当接するクラック抑制層の破断伸びＫｃ_EBを大きくすることでセパレーションを効果的に抑制する一方で、ゴム補強本体層の１００％モジュラスＫｍ_M100を大きくすることで加硫時のゴム流れを抑制し、走行初期におけるビード部表面のクラック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からビードフィラーの外径側端部までの領域におけるクラック抑制層の長さＩｃは３０ｍｍ以上であり、カーカス層の巻き上げ端部におけるクラック抑制層の厚さＴｃは３．０ｍｍ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スチール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。

ビードコアの幅方向外側に最も突出した頂点を通りビードコアの最長辺に平行な直線に沿って測定される距離であって頂点からビードヒール位置までの距離Ａが２．５ｍｍ以上であり、カーカス層の巻き上げ端部からビード部の外表面までの最短距離Ｔ₁が１０ｍｍ以下であることが好ましい。これにより、空気圧充填による形状変化が少ないカーカスライン（即ち、平衡プロファイル）を形成することができるので、カーカス層の巻き上げ端部における歪振幅を抑制し、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。

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Ｔ_BFとカーカス層の巻き上げ端部からビード部の外表面までの最短距離Ｔ₁とは０．５０≦Ｔ₁／Ｔ_BF≦０．６５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からのセパレーションを効果的に抑制すると共に、カーカス層の巻き上げ端部の近傍におけるゴムの巻き込みを抑制し、走行初期におけるビード部表面のクラック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Ｐ_hは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Ｔ_BFは１１．０ｍｍ以上であり、カーカス層の巻き上げ端部からビード部の外表面までの最短距離Ｔ₁は７．０ｍｍ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Ｐ_h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Ｓ_hoとは５．０ｍｍ≦Ｐ_h－Ｓ_ho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Ｂ１_M100は６．０ＭＰａ～１８．０ＭＰａであり、軟質フィラー層の１００％モジュラスＢ２_M100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。 ビード部の変形例を示す断面図である。 ビード部の他の変形例を示す断面図である。 ビード部の更に他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４はそのビード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Ｔ_BF（図４参照）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。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１２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１３が被覆されている。エッジテープ１３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１３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１３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とサイドウォールゴム層１２との間にはゴム補強支持層１４が配置されている。ゴム補強支持層１４は、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を覆うように配置されると共に、少なくともビードコア５の側方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。ゴム補強支持層１４は、少なくともビードコア５の側方位置に存在することが必要であるが、図２に示すようにビードコア５の内径側に回り込んでビードトウまで延在していても良い。ゴム補強支持層１４の１００％モジュラスＫ_M100はそれに隣接するビードフィラー６の１００％モジュラスＢＦ_M100及びサイドウォールゴム層１２の１００％モジュラスＳ_M100に対してそれぞれ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とサイドウォールゴム層１２との間にカーカス層４の巻き上げ端部４ｅ及びスチール補強層１１の端部１１ｅを覆うゴム補強支持層１４が配置され、そのゴム補強支持層１４が少なくともビードコア５の側方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、ゴム補強支持層１４の１００％モジュラスＫ_M100がそれに隣接するビードフィラー６の１００％モジュラスＢＦ_M100及びサイドウォールゴム層１２の１００％モジュラスＳ_M100の１．５倍以上に設定されているので、ゴム補強支持層１４はビードコア５の側方に存在するゴムが加硫時にタイヤ外径側に流れるのを効果的に抑制する。その結果、ビードコア５の側方に存在するゴムの薄肉化とカーカス層４の巻き上げ端部４ｅよりもタイヤ幅方向外側に存在するゴムの厚肉化を抑制し、空気入りタイヤのビード部３のカーカスラインを目標とする平衡プロファイルに近付けることが可能になる。また、ゴム補強支持層１４がビード部３におけるゴム流れを抑制するため、ゴム流れに起因する離型剤等の巻き込みを防止し、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。このようにビード部３のカーカスラインを適正化すると共にゴム流れに起因するクラック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。

上記空気入りタイヤにおいて、ゴム補強支持層１４の１００％モジュラスＫ_M100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、ゴム補強支持層１４の１００％モジュラスＫ_M100が４．５ＭＰａ未満であると、サイドウォールゴム層１２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１２やゴム補強支持層１４のゴム流れを効果的に抑制することができない。また、ゴム補強支持層１４の１００％モジュラスＫ_M100が１０．０ＭＰａ超であると、ゴム補強支持層１４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巻き上げ端部４ｅでの歪が増加し、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、ゴム補強支持層１４の１００％モジュラスＫ_M100は６．０ＭＰａ～９．０ＭＰａであることが望ましい。なお、ゴム補強支持層１４の１００％モジュラスＫ_M100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、図３に示すように、カーカス層４の巻き上げ端部４ｅからビードフィラー６の外径側端部６ｅまでの領域Ｘにおけるゴム補強支持層１４の厚さＴ_K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、ゴム補強支持層１４の厚さＴ_Kはゴム補強支持層１４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、ゴム補強支持層１４の厚さＴ_Kが２．０ｍｍ未満であると、サイドウォールゴム層１２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１２やゴム補強支持層１４のゴム流れを効果的に抑制することができない。また、ゴム補強支持層１４の厚さＴ_Kが６．０ｍｍ超であると、ゴム補強支持層１４の剛性が高くなり過ぎるため、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、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、ゴム補強支持層１４の厚さＴ_K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３に示すように、ビードコア５の幅方向外側に最も突出した頂点Ｅを通りビードコア５の最長辺に平行な直線Ｄに沿って測定される距離であって頂点Ｅからビードヒール位置までの距離Ａが２．５ｍｍ以上であり、カーカス層４の巻き上げ端部４ｅからビード部３の外表面までの最短距離Ｔ₁が１０ｍｍ以下であると良い。これにより、空気圧充填による形状変化が少ないカーカスライン（平衡プロファイル）を形成することができるので、カーカス層４の巻き上げ端部４ｅにおける歪振幅を抑制し、カーカス層４の巻き上げ端部４ｅからのセパレーションを効果的に抑制することができる。

なお、距離Ａの具体的な求め方は以下の通りである。ビードコア５はタイヤ子午線断面において複数本のワイヤが配列された積層構造を有する。頂点Ｅはビードコア５の最も幅方向外側に位置するワイヤの重心を通りビードコア５の最長辺に平行な直線が最も幅方向外側に位置するワイヤの輪郭と交わる点である。ここで、ビードコア５の幅方向外側に最も突出した頂点Ｅを通りビードコア５の最長辺に平行な直線Ｄと、ビード底面のプロファイルを形成する辺Ｐの延長線とビード背面のプロファイルを構成する曲線Ｇの延長線とが交差する仮想交点Ｈと、該仮想交点Ｈを通り直線Ｄに対して直交する直線Ｊと、頂点Ｅを通り直線Ｄに対して直交する直線Ｆとを求めたとき、距離Ａは直線Ｊと直線Ｆとの間に区画される直線Ｄ上の線分の長さである。

ここで、距離Ａが２．５ｍｍ超であると、ビードコア５の位置がビードヒール側に位置するため、ビードコア５からカーカス層４の巻き上げ端部４ｅまでのカーカスラインがタイヤ径方向に立ったラインとなる。即ち、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。特に、距離Ａは３．０ｍｍ以上であることが望ましく、その上限値は８．０ｍｍであると良い。一方、カーカス層４の巻き上げ端部４ｅからビード部３の外表面までの最短距離Ｔ₁が１０ｍｍ超である場合、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Ｔ_BFを最短距離Ｔ₁と同等に維持するには、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。特に、最短距離Ｔ₁は９．０ｍｍ以下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、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Ｔ_BFとカーカス層４の巻き上げ端部４ｅからビード部３の外表面までの最短距離Ｔ₁とは０．５０≦Ｔ₁／Ｔ_BF≦０．６５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からのセパレーションを効果的に抑制すると共に、カーカス層４の巻き上げ端部４ｅの近傍におけるゴムの巻き込みを抑制し、走行初期におけるビード部表面のクラックを効果的に抑制することができる。

ここで、Ｔ₁／Ｔ_BFが０．５未満であると、カーカス層４の巻き上げ端部４ｅが加硫時においてビード部３の曲げ変形の中立軸よりも圧縮側に配置されるため、カーカス層４の巻き上げ端部４の近傍においてゴムの巻き込みを生じ易くなり、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。逆に、Ｔ₁／Ｔ_BFが０．６５超であると最短距離Ｔ_BFに相当するビードフィラー６の厚さが薄くなることでカーカス層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

上記空気入りタイヤにおいて、図４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Ｐ_h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Ｔ_BFは１１．０ｍｍ以上であり、カーカス層４の巻き上げ端部４ｅからビード部３の外表面までの最短距離Ｔ₁は７．０ｍｍ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。

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Ｐ_h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、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Ｐ_h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Ｔ_BF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からビード部３の外表面までの最短距離Ｔ₁が７．０ｍｍ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Ｔ_BFの上限値は１８．０ｍｍであると良い。

上記空気入りタイヤにおいて、図４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Ｐ_h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Ｓ_hoとは５．０ｍｍ≦Ｐ_h－Ｓ_ho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、Ｐ_h－Ｓ_ho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５及び図６はそれぞれビード部の変形例を示すものである。図５及び図６において、ゴム補強支持層１４は、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に当接するクラック抑制層１４Ａと、該クラック抑制層１４Ａに連なるゴム補強本体層１４Ｂとから構成されている。クラック抑制層１４Ａとゴム補強本体層１４Ｂとは互いに異なる種類のゴム組成物から構成されている。クラック抑制層１４Ａの破断伸びＫｃ_EBは３００％以上であり、ゴム補強本体層１４Ｂの１００％モジュラスＫｍ_M100はクラック抑制層の１００％モジュラスＫｃ_M100よりも大きくなっている。なお、ゴム補強支持層１４がクラック抑制層１４Ａとゴム補強本体層１４Ｂとから構成される場合、ゴム補強支持層１４の１００％モジュラスＫ_M100はゴム補強本体層１４Ｂの１００％モジュラスＫｍ_M100と一致する値である。

このようにゴム補強支持層１４をクラック抑制層１４Ａとゴム補強本体層１４Ｂとから構成することにより、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に当接するクラック抑制層の破断伸びＫｃ_EBを大きくすることでセパレーションを効果的に抑制することができる。その一方で、ゴム補強本体層１４については破断伸びの低下を許容しながら１００％モジュラスＫｍ_M100を大きくすることができ、それによって加硫時のゴム流れを抑制し、走行初期におけるビード部表面のクラック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１４Ａの破断伸びＫｃ_EB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１４Ａの破断伸びＫｃ_EBの上限値は５００％であると良い。

図５及び図６の実施形態では、クラック抑制層１４Ａとゴム補強本体層１４Ｂとのゴムボリュームの配分が相違するが、クラック抑制層１４Ａ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のタイヤ幅方向外側の端部１１ｅに当接する限りにおいてゴムボリュームの配分を任意に選択することができる。また、図５及び図６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１３が被覆されているが、このようなエッジテープ１３は任意に付加することができる。

上記空気入りタイヤにおいて、カーカス層４の巻き上げ端部４ｅからビードフィラー６の外径側端部６ｅまでの領域におけるクラック抑制層１４Ａの長さＩｃは３０ｍｍ以上であり、カーカス層４の巻き上げ端部４ｅにおけるクラック抑制層１４Ａの厚さＴｃは３．０ｍｍ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及びスチール補強層１１の端部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。なお、クラック抑制層１４Ａの長さＩｃ及び厚さＴｃは、エッジテープ１３の厚さを含めた厚さとする。

ここで、クラック抑制層１４Ａの長さＩｃが３０ｍｍ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、カーカス層４の巻き上げ端部４ｅにおけるクラック抑制層１４Ａの厚さＴｃが３．０ｍｍ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。

図７はビード部の更なる変形例を示すものである。図７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Ｂ１_M100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Ｂ２_M100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。なお、ビードフィラー６が硬質フィラー層６１と軟質フィラー層６２とから構成される場合、ビードフィラー６の１００％モジュラスＢＦ_M100は軟質フィラー層６２の１００％Ｂ２_M100と一致する値である。

ここで、硬質フィラー層６１の１００％モジュラスＢ１_M100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Ｂ１_M100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Ｂ１_M100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Ｂ２_M100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Ｂ２_M100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Ｂ２_M100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タイヤにおいて、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１～１７のタイヤを製作した。なお、本明細書において、実施例２，３は参考例である。

これら従来例、比較例１～２及び実施例１～１７のタイヤにおいて、ゴム補強支持層のカーカス層本体部への接触の有無、ゴム補強支持層の１００％モジュラスＫ_M100とビードフィラーの１００％モジュラスＢＦ_M100との比Ｋ_M100／ＢＦ_M100、ゴム補強支持層の１００％モジュラスＫ_M100とサイドウォールゴム層の１００％モジュラスＳ_M100との比Ｋ_M100／Ｓ_M100、ゴム補強支持層の１００％モジュラスＫ_M100、ゴム補強支持層の厚さＴ_K、クラック抑制層の破断伸びＫｃ_EB、ゴム補強本体層の１００％モジュラスＫｍ_M100、クラック抑制層の１００％モジュラスＫｃ_M100、クラック抑制層の長さＩｃ、クラック抑制層の厚さＴｃ、ビードコアの距離Ａ、カーカス層の巻き上げ端部からビード部の外表面までの最短距離Ｔ₁、Ｔ₁／Ｔ_BF、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Ｐ_h、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Ｔ_BF、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Ｓ_ho、Ｐ_h－Ｓ_ho、硬質フィラー層の１００％モジュラスＢ１_M100、軟質フィラー層の１００％モジュラスＢ２_M100を表１及び表２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及び表２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。

表１及び表２から判るように、実施例１～１７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
１１ 端部
１２ サイドウォールゴム層
１３ エッジテープ
１４ ゴム補強支持層
１４Ａ ゴム補強本体層
１４Ｂ クラック抑制層
６１ 硬質フィラー層
６２ 軟質フィラー層

Claims (10)

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サイドウォールゴム層との間にゴム補強支持層が前記カーカス層の巻き上げ端部及び前記スチール補強層の端部を覆うように配置され、前記ゴム補強支持層が少なくとも前記ビードコアの側方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、前記ゴム補強支持層の１００％モジュラスＫ _M100 が４．５ＭＰａ～１０．０ＭＰａであり、かつ、前記ゴム補強支持層の１００％モジュラスＫ_M100がそれに隣接する前記ビードフィラーの１００％モジュラスＢＦ_M100及び前記サイドウォールゴム層の１００％モジュラスＳ_M100に対してそれぞれ１．５倍以上であることを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記カーカス層の巻き上げ端部から前記ビードフィラーの外径側端部までの領域における前記ゴム補強支持層の厚さＴ_Kが２．０ｍｍ～６．０ｍｍ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. 前記ゴム補強支持層が前記カーカス層の巻き上げ端部及び前記スチール補強層の端部に当接するクラック抑制層と該クラック抑制層に連なるゴム補強本体層とを含み、前記クラック抑制層の破断伸びＫｃ_EBが３００％以上であり、前記ゴム補強本体層の１００％モジュラスＫｍ_M100が前記クラック抑制層の１００％モジュラスＫｃ_M100よりも大きいことを特徴とする請求項１～２のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
4. 前記カーカス層の巻き上げ端部から前記ビードフィラーの外径側端部までの領域における前記クラック抑制層の長さＩｃが３０ｍｍ以上であり、前記カーカス層の巻き上げ端部における前記クラック抑制層の厚さＴｃが３．０ｍｍ以上であることを特徴とする請求項３に記載の空気入りタイヤ。
5. 前記ビードコアの幅方向外側に最も突出した頂点を通り前記ビードコアの最長辺に平行な直線に沿って測定される距離であって前記頂点からビードヒール位置までの距離Ａが２．５ｍｍ以上であり、前記カーカス層の巻き上げ端部から前記ビード部の外表面までの最短距離Ｔ₁が１０ｍｍ以下であ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Ｔ_BFと前記カーカス層の巻き上げ端部から前記ビード部の外表面までの最短距離Ｔ₁とが０．５０≦Ｔ₁／Ｔ_BF≦０．６５の関係を満足す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Ｐ_h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Ｔ_BFが１１．０ｍｍ以上であり、前記カーカス層の巻き上げ端部から前記ビード部の外表面までの最短距離Ｔ₁が７．０ｍｍ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Ｐ_h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Ｓ_hoとが５．０ｍｍ≦Ｐ_h－Ｓ_hoの関係を満足す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Ｂ１_M100が６．０ＭＰａ～１８．０ＭＰａであり、前記軟質フィラー層の１００％モジュラスＢ２_M100が１．０ＭＰａ～６．０ＭＰａ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. 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１～９のいずれかに記載の空気入りタイヤ。

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