JPWO2012033121A1 - 重荷重用空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

ビード耐久性及び転がり抵抗性能を向上しうる。【解決手段】 重荷重用空気入りタイヤ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の周りで折り返されたカーカスプライ６Ａを有するカーカス６を具える。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を有し、正規リムＲにリム組みしかつ正規内圧を充填し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５の内側面５ａと正規リムＲのリムシート面１３とのなす角度θ１が０度±３度である。

Description

本発明は、ビード耐久性及び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１０（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、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、ビード耐久性及び転がり抵抗性能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１０（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は、内圧が充填されると、カーカスプライｄの張力ｆにより、ビードコアｃが時計回りに回転し、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。）を繰り返し、発熱によるビード耐久性の悪化及び転がり抵抗性能の低下を招くという問題があった。

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ことを基本として、ビード耐久性及び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の周りで折り返されたカーカスプライを有するカーカスを具えた重荷重用空気入りタイヤであって、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度であることを特徴とする。

また請求項２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に記載の重荷重用空気入りタイヤである。

また請求項３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＊１が６０〜８０ＭＰａ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、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、前記ビードコアは、その外周を取り囲むラッピング層が配され、前記ラッピング層は、複素弾性率Ｅ＊３が６〜１１ＭＰａのゴムからなる請求項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。

また請求項９記載の発明は、前記カーカスプライは、前記トレッド部から前記サイドウォール部を経て前記ビード部の前記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具え、前記ビード部は、前記カーカスプライの前記折返し部のタイヤ軸方向外面に沿う外片部、及びこの外片部に連なりかつ前記ビードコアの前記内側面に沿ってのびる底片部からなる断面略Ｌ字状のビード補強層を具え、前記正規状態において、前記ビード補強層の前記底片部のタイヤ軸方向の内端とビードヒール点とのタイヤ軸方向の距離が１０〜２５mmである請求項１乃至８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１０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補強層の前記外片部の高さは、タイヤ断面高さの０．１２〜０．２５倍である請求項９に記載の重荷重用空気入りタイヤである。

本発明の重荷重用空気入りタイヤは、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のなす角度が０度±３度に限定される。

このような重荷重用空気入りタイヤは、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及び転がり抵抗性能が向上する。

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のビード部を拡大して示す断面図である。 （ａ）は正規状態の重荷重用空気入りタイヤを示す部分断面図、（ｂ）は規格荷重負荷状態の重荷重用空気入りタイヤを示す部分断面図である。部を示す断面図である。 （ａ）はビードコアを拡大して示す断面図、（ｂ）はタイヤの自由状態における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重荷重用空気入りタイヤのビード部を示す断面図である。 （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、生タイヤがセットされたビードリングの断面図、（ｂ）は、加硫工程を説明する断面図である。 他の実施形態のビード部の拡大図である。 ビード補強層を示す部分斜視図である。 （ａ）は従来の重荷重用空気入りタイヤの内圧充填前のビード部の断面図、（ｂ）はその内圧充填後の状態を示す断面図である。

２ トレッド部
３ サイドウォール部
４ ビード部
５ ビードコア
６ カーカス
６Ａ カーカスプライ
Ｒ 正規リム

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と正規リムＲ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。

また、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。

図において、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る。前記カーカスコードは、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。

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、７Ｄとを含む４層で構成される。このようなベルト層７は、トレッド部２のほぼ全幅を強固に補強しうる。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って、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。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。

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に横Ｖ字状で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に横Ｖ字状で突出して屈曲するタイヤ軸方向外面５ｄとを有し、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。

前記正規リムＲは、本実施形態では、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θ２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、正規状態（図３（ａ）に示す）、及び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（図３（ｂ）に示す）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。

以上のような本実施形態のタイヤ１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４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、本発明のタイヤ１は、走行中のビードコア５のローテーションが抑制され、ひいてはビード部４の発熱が低減し、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を成形する際に、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にすると、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度の範囲内に収め得ることが判明した。

また、ビードコアの内側面の角度θｃに加えて、図４（ｂ）に示されるように、リム組しないタイヤの自由状態において、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度以下に設定されるのも重要である。

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、正規リム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、正規リム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、前記角度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の張力Ｆ２等によって、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、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、上記正規状態に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と正規リムＲとの嵌合圧（接触圧）をそれぞれ測定した結果が示される。図６（ｂ）の縦軸は、嵌合圧（接触圧）を示す。また、図６（ｂ）の横軸は、図６（ａ）で示されるビード部４と正規リムＲ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広く、特にビードトウ４ｔ側まで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の維持に寄与していること考えられる。

即ち、規格荷重負荷状態においては、図３（ｂ）に示したように、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、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のように、ビード部の底面４ａとリムシート面１３との嵌合圧がビードトウ４ｔ側まで広範囲に高められていると、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、ビードベースラインＢＬからのビードコア５の重心（断面の重心）５ｇの高さＨ１については、適宜設定できるが、小さすぎると、ビードコア５と正規リムＲとの間のゴム厚さＷ１を十分に確保できず、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Ｈ１が大きすぎても、正規リムＲへの高い嵌合圧を十分に発揮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Ｈ１は、好ましくは、リムフランジＲｆの高さＨ２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。

また、前記ビードコア５には、その外周を取り囲むように、ラッピング層１２が配されるのが望ましい。このようなラッピング層１２は、ビードワイヤ１１のバラケを防止しうるとともに、走行中に、カーカスプライ６Ａのカーカスコードとビードコア５とが接触するのを抑制でき、ビード耐久性を向上しうる。

さらに、前記ラッピング層１２は、複素弾性率Ｅ＊３が６〜１１ＭＰａの高弾性のゴムからなるのが望ましい。このようなラッピング層１２は、加硫時のゴム流れによって、ビードコア５とカーカスプライ６Ａとの間のゴム厚さＷ２が小さくなるのを抑制しうる。

なお、前記複素弾性率Ｅ＊３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

これにより、本実施形態のタイヤ１は、ローテーションが抑制されるビードコア５と、張力が生じるカーカスプライ６Ａとの間で生じる摩擦により、該ビードコア５と該カーカスプライ６Ａとの間のゴムが、早期に目減りするのを抑制でき、ビード耐久性を大幅に向上しうる。しかも、ラッピング層１２の厚さを大きくすることなく、ゴム厚さＷ２を維持できるため、タイヤ質量の増大も抑制しうる。

なお、前記ラッピング層１２の複素弾性率Ｅ＊３が６ＭＰａ未満であると、ラッピング層１２が過度に柔らかくなり、前記ゴム厚さＷ２を維持できないおそれがある。逆に、前記複素弾性率Ｅ＊３が１１ＭＰａを超えても、ラッピング層１２が過度に硬くなり、該ラッピング層１２をビードコア５に容易に巻き付け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＊３は、より好ましくは７ＭＰａ以上が望ましく、また、より好ましくは１０ＭＰａ以下が望ましい。

また、ビード部４には、図１に示されるように、ビードコア５の外側面５ｂ側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が設けられるのが好ましい。このようなビードエーペックスゴム８は、ビード部４の曲げ剛性を高めて、ビード耐久性及び転がり抵抗性能をより向上させるのに役立つ。

前記ビードエーペックスゴム８の複素弾性率Ｅ＊１については、適宜設定することができるが、小さすぎると、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が大きすぎても、ビード部４の曲げ剛性が過度に高まり、カーカスプライ６Ａの折返し部６ｂの外端６ｂｅ等に歪が集中するおそれがある。このような観点より、前記複素弾性率Ｅ＊１は、好ましくは６０ＭＰａ以上、さらに好ましくは６５ＭＰａ以上が望ましく、また、好ましくは８０ＭＰａ以下、さらに好ましくは７５ＭＰａ以下が望ましい。

また、正規状態において、ビードベースラインＢＬからのビードエーペックスゴム８のタイヤ半径方向の長さＨ３は、小さすぎると、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、前記長さＨ３が大きすぎても、ビード部４の曲げ剛性を過度に高めるおそれがある。このような観点より、前記長さＨ３は、好ましくは、タイヤ断面高さＨ０の０．２０倍以上、さらに好ましくは０．３０倍以上が望ましく、また、好ましくは０．５０倍以下、さらに好ましくは０．４０倍以下が望ましい。

本実施形態のタイヤ１は、図７（ａ）、（ｂ）に示されるように、ビード成形面２３を有するビードリング２１Ａを含む加硫金型２１と、生タイヤ１Ｌを加硫金型２１の成形面側へ押し付ける風船状のブラダー２２とを用いた加硫工程を経て製造される。

本実施形態のビードリング２１Ａは、図７（ａ）に示されるように、前記ビード成形面２３と、該ビード成形面２３のタイヤ軸方向の内たん２３ｉからタイヤ半径方向内側にのび、かつブラダー２２と接触してこれを保持するブラダー接触面２４とを有する。このブラダー接触面２４は、ビード成形面２３の前記内端２３ｉからタイヤ半径方向内側へ、タイヤ軸方向外側に向かって傾斜してのびる。さらに、ブラダー接触面２４のタイヤ半径方向に対する角度θ４は、２０〜４０度に設定されるのが望ましい。なお、従来では、この角度θ４は、通常０度である。

このようなビードリング２１Ａは、図７（ｂ）に示されるように、ビード成形面２３の前記内端２３ｉにおけるブラダー２２の入射角θ５を大きくできる。これにより、ブラダー２２は、前記内端２３ｉにおいて、タイヤ軸方向内側に凸となって大きく湾曲し、ビード部４のタイヤ内腔面１０側への押圧が、従来に比して弱められる。従って、ビードコア５とカーカスプライ６Ａとのゴム厚さＷ２（図２に示す）が、ブラダー２２の強い押圧によって小さくなるのを抑制でき、ビード耐久性を向上しうる。

なお、ブラダー接触面２４の前記角度θ４が２０度未満であると、ブラダー２２の押圧を十分に弱めることができないおそれがある。逆に、前記角度θ４が４０度を超えても、ブラダー２２の押圧が過度に小さくなり、ビード部４に、エア残り等の成形不良が生じるおそれがある。このような観点より、前記角度θ４は、より好ましくは２５度以上が望ましく、また、より好ましくは３５度以下が望ましい。

また、図８には、本発明の他の実施形態のタイヤ１が示される。
この実施形態のタイヤ１は、ビード部４にビード補強層９が配される。このビード補強層９は、図９に示されるように、タイヤ周方向に対して２０〜３０度の角度θ３で配列されたビード補強コード１６の配列体を、トッピングゴム１７で被覆することにより形成される。また、ビード補強コード１６は、例えばスチールコードが採用される。

このようなビード補強層９は、ビードエーペックスゴム８と協働してビード部４の曲げ剛性を高め、高荷重下での操縦安定性能を向上するのに役立つ。

また、ビード補強層９は、図８に示されるように、カーカスプライ６Ａの折返し部６ｂのタイヤ軸方向外面に沿う外片部９ａと、この外片部９ａに連なりかつビードコア５の内側面５ａに沿ってのびる底片部９ｂとからなり、断面略Ｌ字状に形成される。

このようなビード補強層９は、従来のようなカーカスプライ６Ａの本体部６ａに沿ってタイヤ半径方向外側にのびる内片部を有する略Ｕ字状のビード補強層と比べて、タイヤ１を軽量化するのに役立つ。また、正規リムＲにリム組みされた状態では、前記底片部９ｂが、ビードコア５とリムシートＲｓとの間で挟まれるため、上記のような内片部を有しなくともビード部４の曲げ剛性を高めうる。さらに、底片部９ｂは、ビードコア５の内側面５ａに沿ってのびるため、正規リムＲとの嵌合力を均一に高めうる。

ところで、上記のような断面略Ｌ字状のビード補強層９は、ビード部４のビードトウ４ｔ側の嵌合圧が低下しやすく、走行中に生じるビード部４のビードトウ４ｔ側のカーカスプライ６Ａの引張力等により底片部９ｂが引張られて、ビードコア５とともにローテーションしやすい傾向がある。

本実施形態では、上記のようにビードコア５のローテーションが抑制されるため、ビード補強層９がローテーションするのを効果的に防ぎうる。

さらに、本実施形態では、正規状態において、ビード補強層９の底片部９ｂのタイヤ軸方向の内端９ｂｉとビードヒール点４ｈとのタイヤ軸方向の距離Ｌ１が１０〜２５mmに限定される。

これにより、ビード補強層９の底片部９ｂは、走行中においても、ビード部４の底面４ａと正規リムＲのリムシート面１３とが大きな嵌合力で安定して接触するビードヒール点４ｈ側のみに配されるため、ローテーションするのをより効果的に抑制しうる。従って、ビード補強層９は、ビード部４の曲げ剛性を効果的に高めることができ、ビード耐久性を大幅に向上しうる。

なお、ビード補強層９の底片部９ｂの内端９ｂｉとビードヒール点４ｈとの距離Ｌ１が１０mm未満であると、該底片部９ｂをビードコア５と正規リムＲとの間で強固に挟むことができず、ビード耐久性を十分に維持できないおそれがある。逆に、前記距離Ｌ１が２５mmを超えると、カーカスプライ６Ａの引張力等により底片部９ｂが引張られ、ビード耐久性を十分に維持できないおそれがある。このような観点より、前記距離Ｌ１は、さらに好ましくは１５mm以上が望ましく、また、さらに好ましくは２０mm以下が望ましい。

また、外片部９ａのビードベースラインＢＬからの高さＨ４が大きいと、走行中のタイヤ変形時において、外片部９ａの外端９ａｔに作用する圧縮応力が大となり、この外端９ａｔを起点とした損傷が起こりやすくなる。また、前記高さＨ４が小さくても、ビード部４を十分に補強できないおそれがある。このような観点より、前記高さＨ４は、好ましくはタイヤ断面高さＨｏの０．１２倍以上、さらに好ましくは０．１５倍以上が望ましく、また、好ましくは０．２５倍以下、さらに好ましくは０．２０倍以下が望ましい。

また、ビード補強層９のトッピングゴム１７の複素弾性率Ｅ＊２が小さいと、ビード部４を十分に補強できないおそれがある。逆に、前記複素弾性率Ｅ＊２が大きくても、ビード部４の剛性が過度に高まり、乗り心地が低下するおそれがある。このような観点より、前記複素弾性率Ｅ＊２は、好ましくは７ＭＰａ以上、さらに好ましくは８ＭＰａ以上が望ましく、また、好ましくは１１ＭＰａ以下、さらに好ましくは１０ＭＰａ以下が望ましい。

同様に、ビード補強コード１６のコード強力Ｆ（Ｎ）と、ビード補強コード１６の打ち込み本数であるエンズＥ（本／cm）との積（Ｆ・Ｅ）は、好ましくは２００００以上、さらに好ましくは２３０００以上が望ましく、また、好ましくは３００００以下、さらに好ましくは２７０００以下が望ましい。

さらに、ビード補強コード１６の前記角度θ３は、さらに好ましくは２２度以上が望ましく、さらに好ましくは２８度以下が望ましい。

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及びビードエーペックス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Ｈ２：１２．７mm
タイヤ断面高さＨ０：２４０mm
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
ブラダー接触面の角度θ４：２５度
ラッピングゴムの複素弾性率Ｅ＊３：９ＭＰａ
テスト方法は、次の通りである。

＜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

＜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。
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、ビード耐久性及び転がり抵抗性能を向上しうることが確認できた。

図１の基本構造を有し、かつ、図８及び表２の仕様のビードコア、ビード補強層、及びビードエーペックス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Ｈ２：１２．７mm
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
ブラダー接触面の角度θ４：２５度
ラッピングゴムの複素弾性率Ｅ＊３：９ＭＰａ
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、実施例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。

＜乗り心地＞
各供試タイヤを上記リムに上記条件でリム組みし、かつ上記車両に装着して、ドライアスファルト路面の段差路、ベルジャン路及びビッツマン路をそれぞれ走行させた。そして、プロドライバーによる官能により、ゴツゴツ感、突き上げ及びダンピングが、総合的に評価された。結果は、実施例１の値を１００とする評点で表示されている。数値が大きいほど良好である。

＜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、実施例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
テストの結果を表２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、ビード耐久性及び転がり抵抗性能を向上しうることが確認できた。

図１の基本構造を有し、かつ表３の仕様のラッピング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。この重荷重用空気入りタイヤの製造には、図７（ａ）、（ｂ）及び表３の仕様のビードリングが用いられた。
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Ｈ２：１２．７mm
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
正規状態の角度θ１：０度
規格荷重負荷状態の角度θ１：０度
ビードコアの重心の高さＨ１：７．６mm
比（Ｈ１／Ｈ２）：０．６０
ビードコアの最大幅ＣＷ：１６mm
ビードコアの最大厚さＡＷ：９mm
比（ＡＷ／ＣＷ）：０．５６
ビードコアの内端からビードヒール点までの距離Ｈ：２０mm
ビード底面の幅Ｇ：２５mm
比（Ｈ／Ｇ）：０．８０
比（ＣＷ／Ｇ）：０．６４
ビードエーペックスゴムの複素弾性率Ｅ＊１：７０ＭＰａ
ビードエーペックスゴムの長さＨ３：７５mm
比（Ｈ３／Ｈ０）：０．３１
正規内圧の５％の内圧充填時のビードコアの角度θｃ：２０度
θｃ−θｒ：５度
ビードコアの内側面とビード部の内方底面とのなす角度θａ：５度
テスト方法は、次の通りである。

＜ビード耐久性＞
各試供タイヤを上記リムにリム組みし、かつタイヤ内腔内に３００ccの水を注入して、内圧８００ｋＰａを充填し、ドラム試験機を用いて、正規荷重の３倍の条件下にて走行させ、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、実施例１を１００とする指数であり、数値が大きいほど良好である。

＜ビード周りのエア残り＞
各試供ビードリングを用いて、各試供タイヤを１００本製造し、ビード周りのエア残りの有無を目視にて確認した。結果は、エア残りのあるタイヤ本数の逆数を、実施例１を１００とする指数で表示した。数値が大きいほど良好である。

＜加工性＞
各試供ラッピングゴムをビードコアに巻き付け、巻き付け不良の有無を確認した。結果は、巻き付け不良が生じたタイヤ本数の逆数を、実施例１を１００とする指数え表示した。数値が大きいほど良好である。
テストの結果を表３に示す。

テストの結果、ブラダー接触面の角度θ４、ラッピングゴムの複素弾性率Ｅ＊３が好ましい範囲にある実施例は、ビード耐久性に優れ、ビード周りのエア残りの発生や、加工性の低下を防ぎうることが確認できた。

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を成形する際に、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にすると、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度の範囲内に収め得ることが判明した。

Claims (10)

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の周りで折り返されたカーカスプライを有するカーカスを具えた重荷重用空気入りタイヤであって、
   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度であることを特徴とする重荷重用空気入りタイヤ。
2. 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に記載の重荷重用空気入りタイヤ。
3. 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又は２に記載の重荷重用空気入りタイヤ。
4. 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＊１が６０〜８０ＭＰａ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５のいずれかに記載の重荷重用空気入りタイヤ。
7. 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６のいずれかに記載の重荷重用空気入りタイヤ。
8. 前記ビードコアは、その外周を取り囲むラッピング層が配され、
   前記ラッピング層は、複素弾性率Ｅ＊３が６〜１１ＭＰａのゴムからなる請求項１乃至７のいずれかに記載の重荷重用空気入りタイヤ。
9. 前記カーカスプライは、前記トレッド部から前記サイドウォール部を経て前記ビード部の前記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具え、
   前記ビード部は、前記カーカスプライの前記折返し部のタイヤ軸方向外面に沿う外片部、及びこの外片部に連なりかつ前記ビードコアの前記内側面に沿ってのびる底片部からなる断面略Ｌ字状のビード補強層を具え、
   前記正規状態において、前記ビード補強層の前記底片部のタイヤ軸方向の内端とビードヒール点とのタイヤ軸方向の距離が１０〜２５mmである請求項１乃至８のいずれかに記載の重荷重用空気入りタイヤ。
10. 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補強層の前記外片部の高さは、タイヤ断面高さの０．１２〜０．２５倍である請求項９に記載の重荷重用空気入りタイヤ。

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