JP2006256384A - 重荷重用タイヤ - Google Patents
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Abstract
【課題】 ビードワインド構造が有する利点を発揮しながら、古品タイヤにおけるエアーイン性を向上する。
【解決手段】 カーカス6のプライ折返し部6bは、ビードコア5のタイヤ半径方向外面SUの近傍をプライ本体部6aに向かって傾斜してのびる副部11を有するとともに、該副部11と前記外面SUとの間に、複素弾性率E* aが5〜15MPaの断面略三角形状の充填ゴム13を設けている。ビードコア5は、コア巾WCと最大のコア厚さHC1との比HC1/WCを0.43〜0.58とするとともに、前記副部11におけるカーカスコード6wのタイヤ周方向に対する角度α2を40〜70°とした。
【選択図】 図3
【解決手段】 カーカス6のプライ折返し部6bは、ビードコア5のタイヤ半径方向外面SUの近傍をプライ本体部6aに向かって傾斜してのびる副部11を有するとともに、該副部11と前記外面SUとの間に、複素弾性率E* aが5〜15MPaの断面略三角形状の充填ゴム13を設けている。ビードコア5は、コア巾WCと最大のコア厚さHC1との比HC1/WCを0.43〜0.58とするとともに、前記副部11におけるカーカスコード6wのタイヤ周方向に対する角度α2を40〜70°とした。
【選択図】 図3
Description
本発明は、ビードワインド構造において、リム組時のエアー充填性を向上させた重荷重用タイヤに関する。
タイヤの骨格をなすカーカスプライは、通常、ビードコア間を跨るプライ本体部の両側を、ビードコアの周りで折り返すことにより係止している。そして近年、図11に示す如く、前記プライ本体部a1両側の折返し部a2を、ビードコアbの周りで略一周巻した所謂ビードワインド構造のものが提案されている(例えば特許文献1、2参照)。
この構造のものは、前記プライ折返し部a2がビードコアbの周囲で途切れるため、その先端a2eにビード変形時の応力がほとんど作用せず、従って、該先端a2e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という利点がある。
しかし前記構造は、プライ折返し部a2がビードコアbに巻き付いているため、カーカスコードに掛かるテンション力Fによって、ビードコア廻りに強い回転モーメントMが発生し、該ビードコアbを、その断面中心b1廻りで回転する向きに変形せる。又これに引きずられて、ビード部もトウ端側がリムシートから浮き上がる向きに変形する。
この変形は、タイヤの使用期間の増加に伴って大きくなり、ビード部とリムとの気密性を減じさせる。特に古品タイヤ(更生タイヤを含む)に対して、リム組時にエアー充填をする際、エアーがトウ端側から洩れてエアー充填性(エアーイン性)を損ねるなどリム組作業性を低下させるという問題を招く。なおビードコアの断面積を増加させることによってビードコアを大型化し、その回転変形を抑制することが考えられるが、コストやタイヤ重量の増加を招く。
そこで本発明は、少なくともビードコアを所定比率で偏平化するとともに、プライ折返し部におけるカーカスコードをタイヤ周方向側に所定角度で傾斜させる、及び/又はビードコアの厚さをタイヤ軸方向内側部よりも外側部で厚くさせることを基本として、ビードコアの断面積の増加を抑えながら、その回転変形を効果的に抑制することができ、ビード部とリムとの気密性を維持し、特にエアーイン性を向上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。
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と、該プライ本体部に連なりかつ前記ビードコアの廻りをタイヤ軸方向内側から外側に折り返されたプライ折返し部とを有する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、ビードコアのタイヤ軸方向内側の内の側面、タイヤ半径方向内側の内面及びタイヤ軸方向外側の外の側面に沿って湾曲する主部と、
該主部に連なり前記ビードコアのタイヤ半径方向外側の外面の近傍を前記プライ本体部に向かって傾斜してのびる副部とからなり、
前記副部とビードコアの前記外面との間に、複素弾性率E* aを5〜15MPaとした断面略三角形状の充填ゴムを設け、
しかも前記ビードコアは、前記外面と平行な向きのコア巾WCと、前記外面と直角な向きの最大のコア厚さHC1との比HC1/WCを0.43〜0.58とするとともに、
前記プライ本体部におけるカーカスコードのタイヤ周方向に対する角度α1を80〜90°、かつ前記副部におけるカーカスコードのタイヤ周方向に対する角度α2を40〜70°としたことを特徴としている。
前記プライ折返し部は、ビードコアのタイヤ軸方向内側の内の側面、タイヤ半径方向内側の内面及びタイヤ軸方向外側の外の側面に沿って湾曲する主部と、
該主部に連なり前記ビードコアのタイヤ半径方向外側の外面の近傍を前記プライ本体部に向かって傾斜してのびる副部とからなり、
前記副部とビードコアの前記外面との間に、複素弾性率E* aを5〜15MPaとした断面略三角形状の充填ゴムを設け、
しかも前記ビードコアは、前記外面と平行な向きのコア巾WCと、前記外面と直角な向きの最大のコア厚さHC1との比HC1/WCを0.43〜0.58とするとともに、
前記プライ本体部におけるカーカスコードのタイヤ周方向に対する角度α1を80〜90°、かつ前記副部におけるカーカスコードのタイヤ周方向に対する角度α2を40〜70°としたことを特徴としている。
又請求項2の発明では、前記請求項1において、プライ折返し部の副部におけるカーカスコードのタイヤ周方向に対する角度α2を40〜70°の範囲に規制することに代えて、前記ビードコアは、該ビードコアを巾方向に仮想的に3等分割するタイヤ軸方向内外の分割線における、外の分割線でのコア厚さHCoが、内の分割線でのコア厚さHCiより大であり、かつ前記コア厚さHCoが前記最大のコア厚さHC1をなすことを特徴としている。
本明細書では、特に断りがない限り、タイヤの各部の寸法等は、タイヤを正規リムにリム組しかつ50kPaの内圧を充填した無負荷の50kPa充填状態において特定される値とする。なお前記「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。
本願発明は、少なくとも、ビードコアのタイヤ半径方向外側の外面と平行な向きのコア巾WCと、前記外面と直角な向きの最大のコア厚さHC1との比HC1/WCを0.43〜0.58として、ビードコアを従来のものに比して偏平化している。この偏平化により、ビードコアは、その断面中心廻りで回転する向きの抗力を増大できる。しかしビードコアの偏平化は、ビードコアの横断面(周方向と直角な断面)における曲げ剛性(便宜上、断面曲げ剛性という)を低下させる。従って、もし前記回転モーメントによってビードコアが曲げ変形し、ビードワイヤの配列崩れが生じた場合には、ビード変形がより顕著となる恐れを招く。
そこで第1の発明では、前記副部におけるカーカスコードのタイヤ周方向に対する角度α2を40〜70°に傾斜させている。これにより、カーカスコードに作用する張力のうち、回転モーメントを生じさせる向きの力、すなわち配列崩れを生じさせる向きの力を減じることができる。その結果、配列崩れを招くことなく、ビードコアの回転変形、ひいてはビード部の回転変形を抑制でき、コストやタイヤ重量の増加を抑えながら、リムとの気密性、特に古品タイヤにおけるリム組時のエアーイン性を向上できる。
またビードワインド構造では、前記副部の影響で回転変形が大きくなることから、回転させる力はビードコアのタイヤ軸方向外側部分で強く働く。従って、第2の発明では、ビードコアを巾方向に仮想的に3等分割する際の外の分割線におけるコア厚さHCoを、内の分割線におけるコア厚さHCiよりも大とし、ビードコアのタイヤ軸方向外側部分を強化している。これにより、ビードコア自体の回転変形および曲げ変形に対する効力を高めることができ、前記第1の発明と同様、ビードワイヤの配列崩れを抑制しつつ、ビード部の回転変形を抑制し、コストやタイヤ重量の増加を抑えながらエアーイン性を向上できる。
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、本願発明の重荷重用タイヤの50kPa充填状態を示す断面図、図2、3はそのビード部を拡大して示す断面図である。
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。
前記ベルト層7は、スチール製のベルトコード(スチールコード)を用いた2枚以上、好ましくは3枚以上のベルトプライから構成される。本例では、前記ベルト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、3のベルトプライ7B、7Cとからなる3枚構造のものを例示している。このベルト層7は、ベルトコードがプライ間で互いに交差する箇所を1箇所以上有することにより、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。
又前記カーカス6は、スチール製のカーカスコード(スチールコード)をタイヤ周方向に対して80〜90°の角度α1(図6に示す)で配列させたプライ本体部6aを有するカーカスプライ6Aから形成される。このカーカスプライ6Aは、ビードコア5、5間を跨る前記プライ本体部6aと、その両側に連なり前記ビードコア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とから形成される。
前記ビードコア5は、図3に拡大して示されるように、例えばスチール製のビードワイヤ5w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。ビードコア5の断面形状としては、必要に応じて、偏平矩形状も採用できる。断面が六角形状のビードコア5については、その横断面において、タイヤ半径方向内側の長片を形成する面をビードコア5の内面SLとし、タイヤ半径方向外側の長辺を形成する面をビードコア5の外面SUとする。またビードコア5の前記内面SLと前記外面SUとの間をタイヤ軸方向内側で継ぐ折れ線状の屈曲辺を形成する面をビードコア5の内の側面Siとし、反対側の屈曲辺を形成する面を外の側面Soとする。
前記内面SLは、正規リムJ(図2に示す)のリムシートJ1のシート面と略平行にのび、これによりリムとの嵌合力を広範囲に亘って高める。又前記正規リムJは、チューブレス用の15°テーパーリムであり、従って、ビードコア5の前記内外面SL、SUは、タイヤ軸方向線に対して略15°の角度で傾斜する。なお「略15°」とは、製造時の誤差を許容するものであり、15°±2゜の範囲を意味する。
なお本例では、前記ビードコア5の周りには、ラッピング層12が配される。該ラッピング層12は、例えば有機繊維を用いた織布、不織布、又は有機繊維糸を配列したプライからなり、ビードコア5の外周面を被覆することにより、カーカスコードとビードワイヤとの直接接触を防ぎ、フレッティングによるカーカスコード損傷を防止する。
次に、本発明のタイヤは、カーカス6の前記プライ折返し部6bが、ビードコア5の周面に巻き付けられたビードワインド構造を具える。
詳しくは、前記プライ折返し部6bは、図3に示すように、ビードコア5の前記内の側面Si、内面SL、及び外の側面Soに沿って湾曲する主部10と、該主部10に連なりビードコアの前記外面SUの近傍を前記プライ本体部6aに向かって傾斜してのびる副部11とから構成される。このとき本例では、前記プライ折返し部6bは、局部的に折り曲げて型付けした塑性変形の屈曲部を有することなく、滑らかな円弧状で湾曲する。これによってカーカスコードの強力低下が防止される。
前記副部11は、ビードコア5の前記外面SU(又はその延長線)よりも半径方向外側の部位を意味し、前記外面SUとの距離が先端11aに向かって増加する向きに傾斜している。そして、前記副部11と前記外面SUとの間(本例ではラッピング層12との間)には、断面略三角状の充填ゴム13を配設している。
ここで前記副部11の前記外面SUに対する角度θ(図4に示す)は、10°以上さらには15°以上が好ましく、これによりカーカスコードの曲がりの度合いを適度に緩和し、該コードのスプリングバックに起因する空気残りなどの成形不良を抑制する。なお前記角度θが大きすぎると、プライ折返し部6bの係止力が弱まり所謂吹き抜け現象が生じる恐れを招き、そのために前記角度θの上限は60°以下、さらには45°以下とするのが好ましい。
このとき、前記副部11の先端11aの前記外面SUからの距離Laは、3〜10mmの範囲、又前記先端11aとビードコア5のタイヤ軸方向外端5eとの間の前記外面SUと平行な向きの距離dは5mm以上であるのが好ましい。前記距離Laが3mm未満では、カーカスコードの曲がりの度合いを充分緩和できない。しかも接地の際に前記副部11の先端11aに受ける衝撃が大きくなるため、該先端11aに損傷が発生しやすくなる。逆に、距離Laが10mmを超えても、前記先端11aにタイヤ変形時の応力が強く作用する傾向となるため、該先端11aに損傷が生じやすくなる。又前記距離dが5mm未満では、プライ折返し部6bの係止力が不十分となり、吹き抜け方向の位置ズレが大となり、カーカスコードルースを招く傾向となる。特に、ビード部4がブレーキパッド等の熱(ブレーキ熱)の蓄熱等により過度に温度上昇した場合には、ゴムの軟化によって前記位置ズレが顕著となる。なお前記距離dは、前記先端11aがプライ本体部6aに接触しない、即ち先端11aのプライ本体部6aからの距離Lbが0より大、好ましくは1.0mm以上となる値まで許容できる。
前記角度θは、図4に示すように、前記プライ折返し部6bがビードコア5の前記外面SU(又はその延長線)に交わる副部11の下端11bと前記先端11aとを結ぶ直線の前記外面SUに対する角度として定義する。又ビードコア5では、ビードワイヤ5wが一直線状に整一せずに上下にバラツキながら配列するなど、その外面SUが非平面をなす場合がある。係る場合には、前記外面SUに現れるビードワイヤ列のうち最もタイヤ軸方向外側に位置するビードワイヤ5woと最もタイヤ軸方向内側に位置するビードワイヤ5wiとに接する接線Kで近似する。なお図9(A)に示すように、前記外面SUが段差面をなす場合には、各段差面SU1、SU2ごとに、その段差面SU1、SU2にそれぞれ現れるビードワイヤ列のうち最もタイヤ軸方向外側に位置するビードワイヤ5woと最もタイヤ軸方向内側に位置するビードワイヤ5wiとに接する接線Kで近似する。
又前記充填ゴム13は、衝撃ないし応力緩和効果に優れた低弾性のゴム組成物により構成される。これにより前記副部11の先端11aでの歪みを吸収し、損傷を防ぐのに役立つ。具体的には、複素弾性率E* aが5〜15MPaのゴム組成物が好適である。前記複素弾性率E* aが5MPa未満の場合、該ゴムが過度に柔らかくなって前記先端11aの歪が大きくなる傾向があり、逆に15MPaを超えると、充填ゴム13の柔軟性に欠け、歪みの緩和吸収能力が低下する。このような観点より、前記複素弾性率E* aの下限値を6MPa以上、さらには7MPa以上とするのが好ましく、又上限値を13MPa以下、されには11MPa以下とするのが好ましい。複素弾性率の値は、粘弾性スペクトロメータを用いて、温度70℃、周波数10Hz、動歪率2%の条件で測定した値とする。
次に、本例では前記副部11を拘束し、カーカスコードのスプリングバックを確実に防止するため、前記副部11のタイヤ半径方向外側に、副部押さえ用の補助コード層20を形成している。
この補助コード層20は、スチール製の補助コード(スチールコード)20wを、タイヤ周方向に1周以上巻き付けた巻回体からなり、好ましくは2〜6周螺旋状に巻回することにより、副部11へのタガ締め効果を高める。これにより、カーカスコードに型付けを施すことなくスプリングバックを抑制でき、型付けに起因するコード強力の低下を防止しつつ、副部11を意図した形状に安定して保持することができる。
補助コード20wとしては、コード強力が2000〜4000Nのものが好ましく、2000N未満の場合、充分なタガ締め効果を発揮させるために、コード周回数を大とする必要があり生産性を損ねやすい。逆にコード強力が4000Nを超えると、補助コード20wが硬すぎて、巻き付け作業性を損ねる傾向となる。補助コード20wには、予めその周囲をトレッドゴムで被覆したゴム引きコードが使用される。なお補助コード20wに有機繊維コードを用いた場合、例えば加硫中の圧力及び熱によってコードが比較的大きく伸びてしまい、副部11を意図した形状に安定して保持することができなくなる。
なお前記補助コード層20は、そのタイヤ軸方向内端と、前記副部11の先端11aとの間の該副部11に沿った距離Lcを1〜10mmとするのが好ましく、1mm未満では、前記副部11が補助コード層20から外れてしまい、補助コード層20のタガ締め効果が発揮されない。又10mmを越えても、前記先端11a側の拘束力が不十分となって前記距離La、距離dが不安定となり、何れの場合もビード耐久性を向上することができなくなる。
そして、このようなビードワインド構造では、プライ折返し部6bがビードコア5に巻き付いているため、カーカスコードに掛かるテンション力によって、ビードコア廻りに強い回転モーメントが発生し、該ビードコア5を、その断面中心廻りで回転する向きに変形せる。又これに引きずられて、ビード部4もトウ端側がリムシートJ1から浮き上がる向きに変形し、古品タイヤ(更生タイヤを含む)における、エアー充填性(エアーイン性)を損ねるという問題がある。特に、前記補助コード層20を設けたタイヤではこの傾向が強い。
そこで本願第1の発明である第1実施形態のタイヤでは、図3に示すように、まず前記ビードコア5を従来に比して偏平化し、前記外面SUと平行な向きのコア巾WCと、前記外面SUと直角な向きの最大のコア厚さHC1との比HC1/WCを0.43〜0.58の範囲に規制している。前記最大のコア厚さHC1は、前記外面SUと内面SLとの間のコア厚さに相当する。この偏平化により、ビードコア5は、その断面中心廻りで回転する向きの抗力を増大でき、回転変形を抑制しうる。
前記比HC1/WCが0.58を超える場合、ビードワイヤの巻回数を増加してビードコア5の断面積を大きくしないと、回転変形を抑制できず、コストやタイヤ重量の増加を招く。逆に0.43を下回ると、偏平化しすぎて、ビードコア5の断面曲げ剛性が低下し、図5に誇張して示すように、ビードコア5が曲げ変形してビードワイヤ5wの配列崩れを招く恐れが生じる。この配列崩れは、ビードコア5の剛性を著減し、より大きなビード変形を生じさせる。このような観点から、前記比HC1/WCは0.50〜0.58がより好ましい。
そして第1実施形態のタイヤでは、この偏平化に伴うビードワイヤ5wの配列崩れを防止するため、前記副部11におけるカーカスコード6wを、タイヤ周方向に対して40〜70°の角度α2で傾斜させている。図6は、カーカスコード6wの配列状態を前記プライ折返し部6bを平面に展開して示す概念図である。図のように、カーカスコード6wは、前記プライ本体部6aにおいては、前述の如く周方向に対して80〜90°の角度α1で配列するが、副部11では40〜70°の角度α2で傾斜配列している。なお前記主部10における角度α3は、前記角度α1から前記角度α2に至り漸増している。カーカスコード6wのタイヤ周方向に対する傾斜の向きは、前記プライ折返し部6b全域に亘り同一である。又本例では、副部11全域に亘って、前記角度α2が一定である場合を例示しているが、前記40〜70°の範囲内で変化してもよく、かかる場合には、角度α2が先端11aに向かって漸増するのが好ましい。
このように、少なくとも副部11においてカーカスコード6wを角度α2で傾斜配列しているため、カーカスコードに作用する張力のうち、回転モーメントを生じさせる向きの力、すなわち配列崩れを生じさせる向きの力を、sin (α2)倍に減じることができる。その結果、偏平化に伴うビードワイヤの配列崩れを抑制できる。なお角度α2が70°を超えると、配列崩れ抑制効果が十分発揮できない。逆に40°未満では、傾斜によってカーカスコード6wの長さが大となるなどコストの上昇を招き、又タイヤ成形の作業効率にも不利となる。
次に本例では、ビード部4に、略U字状のビード補強層15を形成している。このビード補強層15は、スチールコードをタイヤ周方向線に対して例えば15〜60゜の角度で配列したコードプライからなり、図2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、前記曲線状部15Aのタイヤ軸方向内側で前記プライ本体部6aのタイヤ軸方向内側面に沿ってのびる内片15iとからなる断面U字状をなす。なおビード補強層15のスチールコードのタイヤ周方向に対する傾斜の向きは、前記プライ折返し部6bにおけるカーカスコード6wのタイヤ周方向に対する傾斜の向きと相違する。従って、前記曲線状部15Aにおいては、カーカスコード6wと交差することにより剛性が高まり、前記ビードコア5の回転変形を抑制する効果を高める。
ここで、ビード部4がブレーキ熱の蓄熱等により過度に温度上昇した場合には、荷重負荷時、熱で軟化したビード内のゴムがリムフランジとの間で押し圧されてビードトウ側に移動する傾向となる。そしてこの移動に引きずられ、プライ折返し部6bの吹き抜け方向への位置ズレが顕著となり、熱ビード耐久性が低下する。このとき、前記外片15oは、前記ビードトウ側へのゴム移動を遮蔽する効果があり、これによって吹き抜け方向への位置ズレを抑制し、熱ビード耐久性を高めうる。そのためには、前記外片15oの外端のビードベースラインBLからの半径方向高さHoを25mm以上確保することが必要であり、それ未満では前記効果が期待できない。
他方、前記内片15iは、荷重負荷時のビード部4の倒れ込みを抑える効果があり、特にその外端のビードベースラインBLからの半径方向高さHiを、前記外片15oの高さHoより大とすることにより、前記外片15oの外端での応力集中を減じ、前記外片15oの外端での損傷を効果的に抑制しうる。そのために、前記高さの差(Hi−Ho)は、2mm以上確保するのが好ましい。なお前記内片15iは、前記プライ本体部6aに隣接して保護されるため、その外端に作用する応力は小であり、Hi>Hoとした場合にも、内片15iの外端での損傷は起こりにくい。
しかし、前記高さHi、Hoが高すぎると、内外片15i、15oの外端がより変形が大きいサイドウォール部3側に近づくため、損傷の発生傾向となり、かつ軽量化に不利となる。従って前記高さHiの上限値は57mm以下、又前記高さHoの上限値は55mm以下であるのが好ましい。
次に本例では、前記副部11の半径方向外側には、プライ本体部6aと前記外片15oとの間を通ってタイヤ半径方向外側に先細状でのびるビードエーペックス16が配されている。本例では、ビードエーペックス16は、タイヤ半径方向内側に配される内のエーペックス部16aと、その外側に配される外のエーペックス部16bとから形成される。なお内外のエーペックス部16a、16bは、前記副部11の内端からプライ本体部6aに向かって傾斜する境界線jによって区分される。
本例では、前記内のエーペックス部16aは、その複素弾性率E* bが20MPa以上であり、荷重負荷時のプライ本体部6aの倒れ込みによって生じる歪をビードコア5の外面SUで受け止める。なお複素弾性率E* bが70MPaを超えると、この部分の弾性が過度に高められる結果、前記外片15oの外端付近に歪の集中を招き、損傷を生じさせるおそれがあるため好ましくない。このような観点より、前記複素弾性率E* bの下限値は25MPa以上、さらには30MPa以上がより好ましく、又上限値は65MPa以下、さらには60MPa以下がより好ましい。
また前記外のエーペックス部16bの複素弾性率E* cは、前記内のエーペックス部16aより小であって、特に好ましくは複素弾性率E* cは、3MPa以上、さらには3.5MPa以上とするのが望ましい。又上限値については、7MPa以下、さらには5MPa以下が望ましい。前記複素弾性率E* cが3MPa未満であると、内のエーペックス部16aとの弾性率差が大きくなりすぎ、前記境界線j付近からの損傷が発生し易くなる傾向があり、逆に7MPaを超えると、ビード部4全体の剛性が高くなりすぎ、外のエーペックス部16bの外端付近での損傷が発生し易くなる傾向があり好ましくない。
次に、本願第2の発明である第2実施形態のタイヤを説明する。
第2実施形態のタイヤでは、図7、8に示すように、ビードコア5の偏平化に伴うビードワイヤ5wの配列崩れを防止するため、ビードコア5自体を強化している。すなわち、ビードコア5を巾方向に仮想的に3等分割するタイヤ軸方向内外の分割線をTi、Toとしたとき、外の分割線Toでのコア厚さHCoが、内の分割線Tiでのコア厚さHCiより大であり、かつ前記コア厚さHCoが前記最大のコア厚さHC1を構成している。
第2実施形態のタイヤでは、図7、8に示すように、ビードコア5の偏平化に伴うビードワイヤ5wの配列崩れを防止するため、ビードコア5自体を強化している。すなわち、ビードコア5を巾方向に仮想的に3等分割するタイヤ軸方向内外の分割線をTi、Toとしたとき、外の分割線Toでのコア厚さHCoが、内の分割線Tiでのコア厚さHCiより大であり、かつ前記コア厚さHCoが前記最大のコア厚さHC1を構成している。
具体的には、前記ビードコア5は、本例では前記外面SUが段差面をなし、前記分割線Ti、To間に段差Xを有するとともに、該段差Xよりもタイヤ軸方向外側となる外の段差面SU2を、タイヤ軸方向内側となる内の段差面SU1に比して高く形成している。言い換えると、前記外の段差面SU2と前記内面SLとの間のコア厚さHCo(すなわちビードワイヤ5wの段数)を、内の段差面SU1と前記内面SLとの間のコア厚さHCi(すなわちビードワイヤ5wの段数)よりも大とし、前記段差Xよりもタイヤ軸方向外側のコア部分を、内側のコア部分に比して強化している。
ここで、ビードワインド構造では、ビードコア5を回転させようとする力は、前記副部11の影響によりタイヤ軸方向外側で強く働く。従って、前記外側のコア部分を強化することにより、ビードコア5の回転変形および曲げ変形に対する効力を高めることができ、ビードワイヤの配列崩れを抑制しつつビード部4の回転変形を抑えることができる。なお強化の観点から、前記段差Xは、ビードコア5を巾方向に2等分割する幅中心線Tcと、前記内の分割線Tiとの間に位置するのが好ましい。すなわち前記幅中心線Tcでのコア厚さHCcを、内の分割線Tiでのコア厚さHCiより大とし、かつ前記コア厚さHCcを前記最大のコア厚さHC1とする構成が好ましい。
なおビードコア5は、前記内の段差面SU1と前記内面SLとの間におけるビードワイヤ5wの段数が少ないことにより、コア全体として、ビードワイヤ5wの巻回数の増加、すなわちビードコア5の断面積の増加を防ぐことができ、コストやタイヤ重量の増加を抑制できる。
又図9(B)に示すように、ビードコア5の内面SLを、前記分割線Ti、To間に段差Xを有する内外の段差面SL1、SL2で形成し、これにより、HCo=HC1>HCi、あるいは HCc=HC1>HCi とすることもできる。
なお本例では、前記プライ折返し部6bにおけるカーカスコード6wの角度α2、α3は、プライ本体部6aにおける角度α1と同様80〜90°である。しかし、第1実施形態と同様、プライ折返し部6bの少なくとも副部11における角度α2を40〜70°に傾斜させることもできる。かかる場合には、ビードコア5の強化に加え、配列崩れを生じさせる向きの力自体を減じうるため、ビード部4の回転変形抑制効果、並びにビードワイヤの配列崩れ抑制効果をいっそう高めることが可能となる。
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の仕様の重荷重用タイヤ(タイヤサイズ11R22.5)を用意し、新品タイヤにおけるビード耐久性を検査した。又、古品タイヤでのビード部変形を評価するため、リムに装着後、規格空気圧を充填して80℃、3日間放置して熱老化させることで、古品タイヤ相当品を作成し、そのときのエアーイン性、ビードコアの回転変形、ビードコアの配列崩れを検査した。表1以外の仕様は互いに同仕様としている。
なお比較例1は、図10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(非ワインド構造)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hを37mmとしている。
(1)古品エアーイン性:
リム(7.50×22.5)に装着後、規格空気圧(700kPa)を充填して80℃の環境下で3日間放置した古品相当タイヤに対して、リム組時のエアー充填作業性のしやすさを、評価した。
リム(7.50×22.5)に装着後、規格空気圧(700kPa)を充填して80℃の環境下で3日間放置した古品相当タイヤに対して、リム組時のエアー充填作業性のしやすさを、評価した。
(2)ビードコアの回転変形、および配列崩れ:
リム組後に、規格空気圧(700kPa)を充填し、X線−CTスキャン装置にてビードコアの回転変形の状態、および配列崩れの状態を検査した。配列崩れについては、その有無を検査した。又回転変形については、回転変形した角度を測定し、その逆数を比較例1を100とした指数で評価した。数値が大なほど、変化が少なく良好である。
リム組後に、規格空気圧(700kPa)を充填し、X線−CTスキャン装置にてビードコアの回転変形の状態、および配列崩れの状態を検査した。配列崩れについては、その有無を検査した。又回転変形については、回転変形した角度を測定し、その逆数を比較例1を100とした指数で評価した。数値が大なほど、変化が少なく良好である。
(3)ビード耐久性;
〈i〉 一般ビード耐久性:
ドラム試験機を用い、タイヤを、リム(7.50×22.5)、規格内圧(700kPa)、規格荷重の3倍(27.25kN×3)の条件下にて速度20km/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測定した。評価は、比較例1の走行時間を100とした指数で表示した。数値が大きいほど良好である。
〈ii〉 熱ビード耐久性:
前記と同様のビード耐久性テストを、リムを130℃に加熱した状態で実施し、ビード部に損傷が発生するまでの走行時間を、比較例1を100とした指数で表示している。
〈i〉 一般ビード耐久性:
ドラム試験機を用い、タイヤを、リム(7.50×22.5)、規格内圧(700kPa)、規格荷重の3倍(27.25kN×3)の条件下にて速度20km/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測定した。評価は、比較例1の走行時間を100とした指数で表示した。数値が大きいほど良好である。
〈ii〉 熱ビード耐久性:
前記と同様のビード耐久性テストを、リムを130℃に加熱した状態で実施し、ビード部に損傷が発生するまでの走行時間を、比較例1を100とした指数で表示している。
表の如く、実施例品は、非ワインド構造である比較例1と同様の優れたエアーイン性を確保しながら、ワインド構造の利点である一般ビード耐久性を高く発揮することができる。
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
5e ビードコアのタイヤ軸方向外端
6A カーカスプライ
6a プライ本体部
6b 折返し部
10 主部
11 副部
11a 副部の先端
15 ビード補強層
16a 曲線状部
15i 内片
15o 外片
20 補助コード層
Si 内の側面
So 外の側面
SL 内面
SU 外面
3 サイドウォール部
4 ビード部
5 ビードコア
5e ビードコアのタイヤ軸方向外端
6A カーカスプライ
6a プライ本体部
6b 折返し部
10 主部
11 副部
11a 副部の先端
15 ビード補強層
16a 曲線状部
15i 内片
15o 外片
20 補助コード層
Si 内の側面
So 外の側面
SL 内面
SU 外面
Claims (6)
- 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と、該プライ本体部に連なりかつ前記ビードコアの廻りをタイヤ軸方向内側から外側に折り返されたプライ折返し部とを有する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、ビードコアのタイヤ軸方向内側の内の側面、タイヤ半径方向内側の内面及びタイヤ軸方向外側の外の側面に沿って湾曲する主部と、
該主部に連なり前記ビードコアのタイヤ半径方向外側の外面の近傍を前記プライ本体部に向かって傾斜してのびる副部とからなり、
前記副部とビードコアの前記外面との間に、複素弾性率E* aを5〜15MPaとした断面略三角形状の充填ゴムを設け、
しかも前記ビードコアは、前記外面と平行な向きのコア巾WCと、前記外面と直角な向きの最大のコア厚さHC1との比HC1/WCを0.43〜0.58とするとともに、
前記プライ本体部におけるカーカスコードのタイヤ周方向に対する角度α1を80〜90°、かつ前記副部におけるカーカスコードのタイヤ周方向に対する角度α2を40〜70°としたことを特徴とする重荷重用タイヤ。 - 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と、該プライ本体部に連なりかつ前記ビードコアの廻りをタイヤ軸方向内側から外側に折り返されたプライ折返し部とを有する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、ビードコアのタイヤ軸方向内側の内の側面、タイヤ半径方向内側の内面及びタイヤ軸方向外側の外の側面に沿って湾曲する主部と、
該主部に連なり前記ビードコアのタイヤ半径方向外側の外面の近傍を前記プライ本体部に向かって傾斜してのびる副部とからなり、
前記副部とビードコアの前記外面との間に、複素弾性率E* aを5〜15MPaとした断面略三角形状の充填ゴムを設け、
しかも前記ビードコアは、前記外面と平行な向きのコア巾WCと、前記外面と直角な向きの最大のコア厚さHC1との比HC1/WCを0.43〜0.58とするとともに、
前記ビードコアは、該ビードコアを巾方向に仮想的に3等分割するタイヤ軸方向内外の分割線における、外の分割線でのコア厚さHCoが、内の分割線でのコア厚さHCiより大であり、かつ前記コア厚さHCoが前記最大のコア厚さHC1をなすことを特徴とする重荷重用タイヤ。 - 前記プライ本体部におけるカーカスコードのタイヤ周方向に対する角度α1を80〜90°、かつ前記副部におけるカーカスコードのタイヤ周方向に対する角度α2を40〜70°としたことを特徴とする請求項2記載の重荷重用タイヤ。
- 前記プライ折返し部は、前記副部のタイヤ半径方向外側に、スチールコードをタイヤ周方向に少なくとも1周巻き付けることにより形成された副部押さえ用の補助コード層を具える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。
- 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と、前記曲線状部のタイヤ軸方向内側で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とからなるビード補強層を具えるとともに、前記内片のビードベースラインからの半径方向高さHiを、前記外片のビードベースラインからの半径方向高さHoより大、かつ該高さHoを25mm以上とした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。
- 前記比HC1/WCは、0.50〜0.58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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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20110118 |