JP2005001427A - 重荷重用タイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】軽量化やビード耐久性の向上等の利点を損ねることなく、空気残りなどの成形不良の発生を抑制する。
【解決手段】カーカスのプライ折返し部６ｂは、ビードコア５に沿って折れ曲がる主部１０に連なりビードコア５から離間してのびる巻上げ部１１を有する。この巻上げ部１１は、プライ本体部６ａに向かって略直線状に傾斜してのび、かつ該巻上げ部１１の離間開始点Ｐ１とその先端Ｐ２とを結ぶ直線Ｘが前記プライ本体部６ａと交わる交点Ｐ３の、ビードコア５の半径方向上面ＳＵからの高さＬａを３〜１５ｍｍ、かつ前記先端Ｐ２と交点Ｐ３との間隙Ｌｂを１〜１０ｍｍとする。又ビードコア５と巻上げ部１１とプライ本体部６ａとの間に、断面三角形状をなしかつ複素弾性率Ｅ＊ が３〜１３Ｍｐａの充填ゴム１２を配した。
【選択図】 図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カーカスのプライ折返し部の構造を改善することにより、軽量化を図りつつビード耐久性を向上した重荷重用タイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、図５に示す如く、カーカスのプライ折返し部ａを、ビードコアｂの周りで略一周巻きし、該ビードコアｂの半径方向上面ｂｓに沿わせたプライ折返し部ａの端部分ａ１を、該ビードコアｂとビードエーペックスゴムｃとの間で狭持したビード構造のタイヤが提案されている（例えば特許文献１、２参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１１−３２１２４号公報
【特許文献２】
特開２０００−２１９０１６号公報
【０００４】
この構造のものは、プライ折返し部ａがビードコアｂの周囲で途切れるため、その端部分ａ１にタイヤ変形時の応力が作用せず、従って、該端部分ａ１を起点としたコードルース等の損傷を効果的に抑制できる。しかもプライ折返し部ａの長さが小であるため、タイヤを軽量化しうるという利点もある。なおカーカスプライの吹き抜け現象は、前記端部分ａ１が、ビードコアｂとビードエーペックスゴムｃとの間で挟まれて係止されることにより防止される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前記構造のものは、前記端部分ａ１の長さが小でありかつ折れ曲がりの度合いが大きいため、例えば生タイヤ成形過程などにおいて、前記端部分ａ１の折れ曲がりが強く戻ろうとする。その結果、ビードコアｂとの間に空洞が生じ、空気残りなどの成形不良を発生させるという問題がある。
【０００６】
なおビードコアｂに沿うように、プライ折返し部ａに予め癖付けすることが考えられるが、係る場合には、走行中、この癖付け部分が起点となって損傷を起こす傾向がある。
【０００７】
そこで本発明は、予め、前記端部分ａ１とビードコアｂとの間に、所定の複素弾性率を有する断面三角形状かつ小高さの充填ゴムを介在させることを基本として、軽量化やビード耐久性の向上等の利点を損ねることなく、空気残りなどの成形不良の発生を効果的に抑制しうる重荷重用タイヤを提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本願請求項１の発明は、トレッド部からサイドウォール部をへてビード部のビードコアに至るプライ本体部に、前記ビードコアの廻りでタイヤ軸方向内側から外側に折り返されるプライ折返し部を一連に設けたカーカスプライを具えた重荷重用タイヤであって、
前記プライ折返し部は、前記ビードコアのタイヤ軸方向内側面、半径方向下面及びタイヤ軸方向外側面に沿って折れ曲がる主部と、該主部に連なり前記ビードコアから離間してのびる巻上げ部とからなり、
かつ巻上げ部は、前記ビードコアの半径方向上面に対して７５°以下の角度θを有して前記プライ本体部に向かって傾斜して略直線状にのびるとともに、
該巻上げ部のビードコアからの離間を開始する離間開始点と前記巻上げ部の先端とを結ぶ直線が前記プライ本体と交わる交点の、ビードコアの前記半径方向上面からの高さＬａを５〜１５ｍｍ、
かつ前記巻上げ部の先端と前記交点との間隙Ｌｂを１〜５ｍｍとするとともに、
前記ビードコアの半径方向上面と、前記巻上げ部と、前記プライ本体部との間に、断面三角形状をなしかつ複素弾性率Ｅａ＊ が３〜１３Ｍｐａの充填ゴムを配したことを特徴としている。
【０００９】
又請求項２の発明では、前記充填ゴムの複素弾性率Ｅａ＊ は、３〜７Ｍｐａであることを特徴としている。
【００１０】
又請求項３の発明では、前記高さＬａは、７〜１５ｍｍであることを特徴としている。
【００１１】
又請求項４の発明では、前記充填ゴムは、断面略二等辺三角形状をなすことを特徴としている。
【００１２】
又請求項５の発明では、前記ビード部は、前記プライ折返し部の主部に沿いその半径方向内方を通る曲線状部と、この曲線状部のタイヤ軸方向外側で前記主部と離れて半径方向外方に向かってタイヤ軸方向外側に傾斜する外片を少なくとも有するビード補強層を具えるとともに、前記外片のビードベースラインからの半径方向高さＨｃは５〜２０ｍｍであることを特徴としている。
【００１３】
又請求項６の発明では、前記ビード補強層は、前記曲線状部のタイヤ軸方向内側に、前記プライ本体部のタイヤ軸方向内側面に沿ってのびる内片を具えるとともに、この内片のビードベースラインからの半径方向高さＨｂは７０ｍｍ以下であることを特徴としている。
【００１４】
ここで、タイヤの各部の寸法等は、本明細書では、特に断りがない限り、タイヤを正規リムにリム組みしかつ正規内圧の５％の内圧を充填した５％内圧状態で特定される値を意味し、この５％正規内圧状態でのタイヤ形状は、通常、加硫金型内でのタイヤ形状と略一致している。
【００１５】
又前記「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、前記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” を意味する。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の一形態を、図示例とともに説明する。
図１は、本発明の重荷重用タイヤが、トラック・バス用等のチューブレスタイヤである場合の５％正規内圧状態を示す断面図、図２はそのビード部を拡大して示す断面図である。
【００１７】
図１において、重荷重用タイヤ１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に至るカーカス６と、このカーカス６の半径方向外側かつトレッド部２の内方に配されるベルト層７とを具備して構成される。
【００１８】
前記ベルト層７は、ベルトコードを用いた２枚以上（重荷重用タイヤの場合は３枚以上）のベルトプライから形成される。本例では、ベルト層７が、スチールコードをタイヤ周方向に対して例えば６０±１５°の角度で配列した半径方向最内側の第１のベルトプライ７Ａと、タイヤ周方向に対して例えば１０〜３５°の小角度で配列した第２〜４のベルトプライ７Ｂ〜７Ｄとの４枚構造の場合を例示している。このベルトプライ７Ａ〜７Ｄは、ベルトコードがプライ間で互いに交差する箇所を１箇所以上設けて重置されることにより、ベルト剛性を高めトレッド部２をタガ効果を有して補強している。
【００１９】
又前記カーカス６は、カーカスコードをタイヤ周方向に対して７０〜９０°の角度で配列した一枚のカーカスプライ６Ａから形成される。カーカスコードとして、スチールコードが好適であるが、必要に応じてナイロン、レーヨン、ポリエステル、芳香族ポリアミドなどの有機繊維コードも使用される。又前記カーカスプライ６Ａは、前記ビードコア５、５間に跨るプライ本体部６ａの両側に、前記ビードコア５の廻りでタイヤ軸方向内側から外側に折り返されるプライ折返し部６ｂを一連に具える。
【００２０】
なお前記ビードコア５は、図２に示すように、例えばスチール製のビードワイヤを多段多列に巻回してなるリング状体であって、本例では、断面横長の偏平六角形状のものを例示する。このビードコア５は、半径方向下面ＳＬが正規リムＪのリムシートＪ１と略平行となることによって、リムとの嵌合力を広範囲に亘って高めている。本例では、前記正規リムＪがチューブレス用の１５°テーパーリムである場合を例示しており、従って、ビードコア５の前記半径方向下面ＳＬ及び上面ＳＵは、タイヤ軸方向線に対して１５°の角度で傾斜してる。なおビードコア５の断面形状としては、必要に応じて、正六角形、矩形状も採用できる。
【００２１】
次に、本発明では、前記カーカス６のプライ折返し部６ｂは、このビードコア５の周面に巻き付けられるとともに、該プライ折返し部６ｂの端部がビードエーペックスゴム８との間で狭持されて係止される。
【００２２】
詳しくは、前記プライ折返し部６ｂは、前記ビードコア５のタイヤ軸方向内側面Ｓｉ、半径方向下面ＳＬ、及びタイヤ軸方向外側面Ｓｏに沿って折れ曲がる主部１０と、該主部１０に連なり前記ビードコア５から離間してのびる巻上げ部１１とから形成される。
【００２３】
このとき、前記巻上げ部１１は、ビードコア５の前記半径方向上面ＳＵに対して７５°以下の角度θを有して前記プライ本体部６ａに向かって略直線状に傾斜してのびる。なお「略直線状」とは、加硫成型などにおける変形を許容するもので、直線の他、曲率半径１００ｍｍ以上の円弧を含むことができる。又前記角度θは、前記巻上げ部１１が円弧の場合には、該巻上げ部１１がビードコア５から離間を開始する離間開始点Ｐ１と前記巻上げ部１１の先端Ｐ２とを結ぶ直線Ｘの、前記半径方向上面ＳＵに対する角度とする。又前記離間開始点Ｐ１は、離間の開始位置が不明瞭な場合には、前記半径方向上面ＳＵの延長線がプライ折返し部６ｂと交わる点とする。又前記巻上げ部１１が円弧の場合の曲率半径は、前記離間開始点Ｐ１と、前記先端Ｐ２と、その中点とを通る３点円弧の曲率半径を意味する。
【００２４】
そして、前記巻上げ部１１では、前記直線Ｘが前記プライ本体部６ａと交わる交点Ｐ３の、前記半径方向上面ＳＵからの高さＬａを５〜１５ｍｍ、かつ前記巻上げ部１１の先端Ｐ２と前記交点Ｐ３との間隙Ｌｂを１〜５ｍｍとするとともに、ビードコア５の前記半径方向上面ＳＵと、前記巻上げ部１１と、前記プライ本体部６ａとの間に、断面三角形状をなす充填ゴム１２を配している。
【００２５】
このように、ビードコア５と巻上げ部１１との間に小高さの充填ゴム１２を設け、前記高さＬａを５ｍｍ以上に確保しているため、前記巻上げ部１１の曲がりの度合いを減じることができる。その結果、巻上げ部１１の曲げ戻りが抑えられ、空気残りなどの成形不良の発生を抑制することが可能となる。
【００２６】
このとき、前記高さＬａが１５ｍｍを越えると、巻上げ部１１の前記先端Ｐ２に、タイヤ変形時の応力が強く作用する傾向となり、該先端Ｐ２を起点としたコードルース等の損傷が生じやすくなる。従って、前記高さＬａは７〜１５ｍｍが好ましい。又前記先端Ｐ２と交点Ｐ３との前記間隙Ｌｂを１〜５ｍｍの範囲で確保することも重要であり、１ｍｍ未満では、タイヤ形成時のバラツキ、或いは走行時のタイヤ変形等によって、カーカスコードの先端とプライ本体部６ａのカーカスコードとが接触して擦れ合うなど、フレッティング等のコード損傷を招きやすくなる。又前記間隙Ｌｂが５ｍｍを越えると、巻上げ部１１の係止力が不十分となり、走行中に吹き抜け現象が発生する恐れがある。従って、前記間隙Ｌｂは２〜４ｍｍが好ましい。
【００２７】
ここで、前記巻上げ部１１においては、Ｌａ≦５ｍｍ であることから、その先端Ｐ２には、タイヤ変形時の応力が作用する傾向がある。特に、巻上げ部１１には、その半径方向外側に、ゴム硬度（デュロメータＡ硬さ）が６０〜９９度の硬質の前記ビードエーペックスゴム８が隣接するため、前記応力が集中し易い傾向となる。従って、前記充填ゴム１２においては、前記応力を分散緩和させてコードルース等を防止することが必要であり、そのために本発明では、この充填ゴム１２を、複素弾性率Ｅａ＊ が３〜１３Ｍｐａ、好ましくは３〜７Ｍｐａとした衝撃緩和効果に優れる低弾性のゴムで形成している。なお前記ビードエーペックスゴム８には、通常、複素弾性率Ｅｂ＊が３５〜６０Ｍｐａの高弾性のゴムが使用される。この複素弾性率の値は、岩本製作所製の粘弾性スペクトロメータを用い、温度７０℃、周波数１０Ｈｚ、動歪率２％の条件で測定した値である。
【００２８】
なお前記複素弾性率Ｅａ＊ が３Ｍｐａ未満では、ハンドル応答性が損なわれるなど操縦安定性を減じる傾向となり、逆に１３Ｍｐａを越えると、コードルース等が防止できない恐れが生じる。なお充填ゴム１２では、ハンドル応答性等の維持のために、その断面形状を、ビードコア５の前記半径方向上面ＳＵと接する辺を底辺とした略二等辺三角形状であるのが好ましい。
【００２９】
次に、ビードエーペックスゴム８としては、従来的な構造が採用でき、本例では、複素弾性率Ｅｂ＊を３５〜６０Ｍｐａとした下のエーペックスゴム部８Ａと、その半径方向外方に隣接しかつ複素弾性率Ｅｃ＊を、充填ゴム１２の前記複素弾性率Ｅａ＊より大かつ下のエーペックスゴム部８Ａの前記複素弾性率Ｅｂ＊より小とした上のエーペックスゴム部８Ｂとの２層構造をなすものを例示している。
【００３０】
又本発明では、充填ゴム１２を配することによる、ハンドル応答性等への悪影響をさらに抑えるため、ビード部４に、ビード補強層１５を設けている。
【００３１】
このビード補強層１５は、図３に示すように、前記プライ折返し部６ｂの主部１０に沿いその半径方向内方を通る曲線状部１５Ａと、この曲線状部１５Ａのタイヤ軸方向外側で前記主部１０と離れて半径方向外方に向かってタイヤ軸方向外側に傾斜する外片１５ｏとを少なくとも具えて構成される。本例では、前記曲線状部１５Ａのタイヤ軸方向内側に、前記プライ本体部のタイヤ軸方向内側面に沿ってのびる内片１５ｉをさらに設けたものを例示している。
【００３２】
このビード補強層１５は、本例では、スチールコードをタイヤ周方向線に対して例えば１０〜４０゜の角度で配列した１枚のコード補強プライからなり、ビード部４の曲げ剛性を高め、必要なハンドル応答性等を確保する。
【００３３】
ここで、前記外片１５ｏのビードベースラインＢＬからの半径方向高さＨｃは、５〜２０ｍｍであることが好ましく、５ｍｍ未満では補強効果が不十分であり、逆に２０ｍｍを越えると、その外端に応力が集中してビード損傷を招きやすくする。又前記内片１５ｉのビードベースラインＢＬからの半径方向高さＨｂは、７０ｍｍ以下であることが好ましく、７０ｍｍを越えると、その外端に応力が集中してビード損傷を招きやすくするとともに、縦剛性が増加して乗り心地性の悪化を招く。なお前記高さＨｂは、補強効果の観点から、１０ｍｍ以上、２５ｍｍ以上、さらには４０ｍｍ以上とするのが好ましい。しかしこの内片１５ｉは、要求により削除することもでき、さらには曲線状部１５Ａのタイヤ軸方向内端を、ビードベースラインＢＬと同高さで終端させても良い。なお前記「ビードベースラインＢＬ」とは、タイヤが基づく規格で定まるリム径位置を通るタイヤ軸方向線を意味する。
【００３４】
又本例においては、ビード部４よりスリム化し、重量低減と、それに伴う蓄熱の減少による耐久性の向上とを図るため、前記プライ本体部６ａは、その半径方向内端位置Ｐ４から半径方向外方に向かって直線状にのびる直線部分６ａ１を具えるとともに、この直線部分６ａ１のビードベースラインＢＬからの高さｈ１を、前記ビードエーペックスゴム８のビードベースラインＢＬからの半径方向高さｈ０の５０％以上、６０％以上、さらには７０％以上に設定している。
【００３５】
このような直線部分６ａ１を有するカーカスプライ６Ａの場合には、タイヤ変形時、より大きなコードテンションが作用するため、吹き抜け現象が生じやすくなるが、本発明では、前記プライ折返し部６ｂが強固に係止されるため、これを防止できる。なお前記高さｈ１の上限は、前記プライ本体部６ａの外面がタイヤ軸方向外方に最も張り出す最大幅点ＰｍのビードベースラインＢＬからの高さｈｍより小であれば特に規制されない。
【００３６】
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。
【００３７】
【実施例】
図１の構造をなすタイヤサイズが１１Ｒ２２．５の重荷重用ラジアルタイヤを表１の仕様に基づき試作するとともに、各試供タイヤの、ビード強度、ビード耐久性、成形不良の発生率を測定し互いに比較した。表１以外の仕様は互いに同仕様としている。
【００３８】
なお従来例は、図４に示す如く、カーカスのプライ折返し部をビードエーペックスゴムの外側面に沿って巻き上げた構造をなし、プライ折返し部のビードベースラインからの高さｈ２を６５ｍｍとしている。又比較例６は、プライ折返し部がビードコアに沿うように、予め癖付けを施している。
【００３９】
（１）ビード強度；
タイヤをリム（７．５０×２２．５）組みし、バルブからタイヤ内腔に水を充填し、タイヤが破裂したときの破壊水圧を測定し、従来例を１００とした指数で示した。値が大きいほど優れている。
【００４０】
（２）ビード耐久性；
ドラム試験機を用い、タイヤをリム（７．５０×２２．５）、内圧（７００ｋＰａ）、荷重（２７．２５ｋＮ×３）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を、従来例を１００とした指数で示した。値が大なほど耐久性に優れている。
【００４１】
（３）成形不良の発生率；
タイヤ１００本を作成して不良タイヤの発生率を算出した。なお不良タイヤは、タイヤをＣＴスキャナで撮影し、空気残りの有無を検出した。
【００４２】
【表１】

【００４３】
【発明の効果】
本発明は叙上の如く構成しているため、軽量化やビード耐久性の向上等の利点を損ねることなく、空気残りなどの成形不良の発生を効果的に抑制しうる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の重荷重用タイヤの一実施例を示す断面図である。
【図２】そのビード部を拡大して示す断面図である。
【図３】そのビード部を拡大して示す断面図である。
【図４】表１の従来例のビード構造を示す断面図である。
【図５】従来技術を説明するビード構造の断面図である。
【符号の説明】
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
６Ａ カーカスプライ
６ａ プラ本体部
６ｂ プライ折返し部
１０ 主部
１１ 巻上げ部
１２ 充填ゴム
１５ ビード補強層
１５ａ 曲線状部
１５ｉ 内片
１５ｏ 外片
Ｐ１ 離間開始点
Ｐ２ 先端
Ｐ３ 交点

Claims (6)

1. トレッド部からサイドウォール部をへてビード部のビードコアに至るプライ本体部に、前記ビードコアの廻りでタイヤ軸方向内側から外側に折り返されるプライ折返し部を一連に設けたカーカスプライを具えた重荷重用タイヤであって、
   前記プライ折返し部は、前記ビードコアのタイヤ軸方向内側面、半径方向下面及びタイヤ軸方向外側面に沿って折れ曲がる主部と、該主部に連なり前記ビードコアから離間してのびる巻上げ部とからなり、
   かつ巻上げ部は、前記ビードコアの半径方向上面に対して７５°以下の角度θを有して前記プライ本体部に向かって傾斜して略直線状にのびるとともに、
   該巻上げ部のビードコアからの離間を開始する離間開始点と前記巻上げ部の先端とを結ぶ直線が前記プライ本体と交わる交点の、ビードコアの前記半径方向上面からの高さＬａを５〜１５ｍｍ、
   かつ前記巻上げ部の先端と前記交点との間隙Ｌｂを１〜５ｍｍとするとともに、
   前記ビードコアの半径方向上面と、前記巻上げ部と、前記プライ本体部との間に、断面三角形状をなしかつ複素弾性率Ｅａ＊ が３〜１３Ｍｐａの充填ゴムを配したことを特徴とする重荷重用タイヤ。
2. 前記充填ゴムの複素弾性率Ｅａ＊ は、３〜７Ｍｐａであることを特徴とする請求項１記載の重荷重用タイヤ。
3. 前記高さＬａは、７〜１５ｍｍであることを特徴とする請求項１又は２記載の重荷重用タイヤ。
4. 前記充填ゴムは、断面略二等辺三角形状をなすことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の重荷重用タイヤ。
5. 前記ビード部は、前記プライ折返し部の主部に沿いその半径方向内方を通る曲線状部と、この曲線状部のタイヤ軸方向外側で前記主部と離れて半径方向外方に向かってタイヤ軸方向外側に傾斜する外片を少なくとも有するビード補強層を具えるとともに、
   前記外片のビードベースラインからの半径方向高さＨｃは５〜２０ｍｍであることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の重荷重用タイヤ。
6. 前記ビード補強層は、前記曲線状部のタイヤ軸方向内側に、前記プライ本体部のタイヤ軸方向内側面に沿ってのびる内片を具えるとともに、
   この内片のビードベースラインからの半径方向高さＨｂは７０ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の重荷重用タイヤ。

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