JP2012076669A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】補強層が剥離することを防止し、ビード部におけるタイヤの耐久性を向上させる空気入りタイヤを提供する。
【解決手段】本発明の空気入りタイヤは、カーカス層と、複数層のビード側面補強層値を備える。カーカス層は、ビードコアの周りにタイヤの内側から外側に折り返した層である。複数層のビード側面補強層は、カーカス層の外側に折り返した部分の外側に配設され、タイヤ周方向及びタイヤ径方向に対して角度を持って傾斜した複数の補強線材を有する。複数層のビード側面補強層のトレッド側の端部近傍において、複数層ビード側面補強層の間に応力緩和ゴム層を配設する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、空気入りタイヤに関する。

従来、トラックやバス等に用いられる重荷重用空気入りタイヤは、高内圧の空気圧条件で使用されるが、高荷重条件下で使用される場合があるため、特にリムと接触するビード部における損傷が発生しやすい。この対策として、特許文献１（特開平８−３１８７１８号公報）のように、スチールチェーファおよび補強層を配置して、ビード部におけるカーカス折返部のセパレーション発生を抑制する技術が知られている。

特開平８―３１８７１８号公報

しかし、上記技術では、高荷重条件において、スチールチェーファおよび補強層の補強線材が、カーカス部材から剥離する不具合が生じる場合がある。
スチールチェーファを構成するスチール補強線材、および補強層を構成するナイロン補強線材は、タイヤ周方向およびタイヤ径方向に対して角度を持って傾斜している。しかし、この傾斜角度がタイヤの製造工程において、さらにタイヤ周方向に近づくように傾くため、この傾きの増大により、スチールチェーファあるいは補強層がカーカス部材から剥離し易くなり、あるいは、スチールチェーファと補強層とが互いに剥離し易くなる。

一般的に、グリーンタイヤ（未加硫タイヤ）を成形する過程において、ビード部は、ドラムに巻き付けたビード部材の周りに、カーカス部材、スチールチェーファ、および補強層を巻き回して折り返す（ターンアップ）ことにより成形される。このとき、スチールチェーファおよび補強層におけるタイヤの径方向の端部は、ターンアップされたときにタイヤ周方向に引き延ばされる。このため、ターンアップされたスチールチェーファおよび補強層には、タイヤ径方向外側から内側に圧縮する力が働く。

スチールチェーファを構成するスチール補強線材、および補強層を構成するナイロン補強線材は、タイヤ周方向およびタイヤ径方向に対して角度を持って傾斜している。このため、スチールチェーファおよび補強層のタイヤ径方向外側から内側に対して圧縮する力が働くと、スチールチェーファおよび補強層の補強線材は、タイヤ径方向内側よりもタイヤ径方向外側において、上述したようにタイヤ周方向に沿うようにタイヤ周方向に対する角度が小さくなる。これにより、スチールチェーファおよび補強層は、タイヤ径方向外側の補強線材の密度（以降、この密度をエンド数ともいう）がタイヤ径方向内側の補強線材の密度よりも大きくなる。すなわち、スチールチェーファおよび補強層のコートゴム材の量が補強線材に対して少なくなり、スチールチェーファおよび補強層の受けた応力に対する変形が十分に追従できなくなる。このため、例えば空気入りタイヤに高荷重がかかり、スチールチェーファおよび補強層に対してせん断力等の応力がかかった場合に、スチールチェーファおよび補強層のタイヤ周方向外側の端部が起点となって剥離が起こりやすくなる。この剥離がビード部の耐久性に悪影響を与えている。

本発明の課題は、従来とは異なる構造により、補強層が剥離することを防止し、ビード部におけるタイヤの耐久性を向上させる空気入りタイヤを提供することにある。

上記目的は、以下の空気入りタイヤにより達成することができる。

空気入りタイヤは、
ビードコアの周りにタイヤの内側から外側に折り返したカーカス層と、
前記カーカス層の外側に折り返した部分の外側に配設され、タイヤ周方向及びタイヤ径方向に対して角度を持って傾斜した複数の補強線材を有する、複数層のビード側面補強層と、
を備え、
前記複数層のビード側面補強層のトレッド側の端部近傍において、前記複数層のビード側面補強層の間に応力緩和ゴム層を配設する。

ここで、前記応力緩和ゴム層のＪＩＳ−Ａ硬度が、前記ビード側面補強層のコートゴムのＪＩＳ−Ａ硬度と同等あるいはそれ以下であることが好ましい。

前記応力緩和ゴム層のＪＩＳ−Ａ硬度をＨｓとすると、Ｈｓは５０以上６０以下である。

前記応力緩和ゴム層の厚みをＴ（ｍｍ）とすると、Ｔは０．２ｍｍ以上３．０ｍｍ以下である。

前記応力緩和ゴム層を配設することにより、前記ビード側面補強層間における前記補強線材同士の距離は、０．４ｍｍ以上３．２ｍｍ以下である。

前記応力緩和ゴム層は、
前記ビードコアの内径の位置から、前記内径の位置から遠い方の、前記複数層のビード側面補強層の端部までの距離の内で最大距離をＲＨ（ｍｍ）としたとき、
前記内径の位置からの距離が０．５ＲＨの位置から、前記内径の位置からの距離が１．１ＲＨの位置までの間の範囲に配設される。

上述の空気入りタイヤでは、空気入りタイヤに重荷重が加わったときにビード部に剥離が発生すること防ぐことができる。

本発明の空気入りタイヤの一実施形態の断面を示す図である。 図１のタイヤのビード部の断面を示す図である。

以下、添付の図面に示す実施形態に基づいて、本発明の空気入りタイヤを説明する。
なお、以下で用いるタイヤ周方向とは、空気入りタイヤがタイヤ回転軸を中心に回転したとき、タイヤの回転する方向をいう。タイヤ径方向とは、タイヤ回転軸に対して直交する方向をいう。タイヤ外表面とは、空気入りタイヤが大気と接触する、サイド部、ビード部、トレッド部等の表面をいい、タイヤ内表面とは、空気入りタイヤがホイールに装着されたとき、ホイールと空気入りタイヤで囲まれるタイヤ空洞領域に接する面をいう。タイヤの内側とは、タイヤ内表面の側をいい、タイヤの外側とは、タイヤ外表面の側をいう。

図１は、本発明の一実施形態の重荷重用空気入りタイヤ（以降、単にタイヤという）１０の断面を示す図である。図２は、タイヤのビード部の断面を示す図である。タイヤ１０の「重荷重用」タイヤとは、JATMA YEAR BOOK 2009（日本自動車タイヤ協会規格）のＣ章に定められるタイヤをいう。本実施形態は、重荷重用空気入りタイヤであるが、JATMA YEAR BOOK 2009（日本自動車タイヤ協会規格）のＡ章に定められる乗用車用タイヤあるいはＢ章に定められる小型トラック用タイヤであってもよい。

タイヤ１０は、図１および図２に示されるように、スチールベルト部材１２、スチールカーカス部材１４、ビードコアとしてのビード部材１６を構造材として含み、トレッドゴム部材１８、サイドゴム部材２０、ビードフィラーゴム部材２２、インナライナーゴム部材２３、リムクッションゴム部材２４等の公知のゴム部材が配されている。タイヤ１０は、この他に、１層のビード補強層２５(図２参照)と、２層のビード側面補強層２６(図２参照)と、応力緩和ゴム層５０とを含む。スチールカーカス部材１４は、ビード部材１６の周りにタイヤの内側から外側に折り返されている（ターンアップされている）。

タイヤ１０は、３枚のスチールベルト部材１２が積層されているが、３枚のスチールベルト部材１２に限定されない。例えば、４枚のスチールベルト部材が用いられてもよい。

ビード補強層２５は、複数のスチール補強線材３０をコートゴム材で被覆したコード層であり、スチールカーカス部材１４の折り返された部分のタイヤの外側に配設されている。複数のスチール補強線材３０は、タイヤ周方向およびタイヤ径方向に対して角度を持って傾斜する。ビード側面補強層２６は、ビード補強層２５のタイヤの外側に配設され、複数のナイロン補強線材４０をコートゴム材で被覆したコード層である。なお、ビード側面補強層２６に使用されるコートゴム材は、ＪＩＳ硬度が６０〜７０の範囲であることが好ましい。複数のナイロン補強線材４０は、タイヤ周方向およびタイヤ径方向に対して角度を持っており、複数のスチール補強線材３０とは逆の方向に、傾斜する。複数のスチール補強線材３０および複数のナイロン補強線材４０において、タイヤ周方向に対して傾斜する角度は、１５〜３５度が好ましい。

２層のビード側面補強層２６は、タイヤ周方向に沿ってビード内径の位置からビード部２１のタイヤ径方向外側であってビード補強層２５の側面に沿って配置される。２層のビード側面補強層２６は、ビード補強層２５の外側（タイヤ外表面側）であってビード補強層２５の面に積層するように配置される第１ビード側面補強層２６ａと、第１ビード側面補強層２６ａの面に積層されるように配置される第２ビード側面補強層２６ｂとから成る。第２ビード側面補強層２６ｂのタイヤ径方向外側の端部は、第１ビード側面補強層２６ａのタイヤ径方向外側の端部よりも、タイヤ径方向外側に位置する。すなわち、第２ビード側面補強層２６ｂにおけるビード部材１６のタイヤ径方向内側にある内径の位置からタイヤ径方向外側における端部までの長さ（タイヤ径方向に沿った高さ）は、第１ビード側面補強層２６ａにおけるビード部材１６のタイヤ径方向内側にある内径の位置からタイヤ径方向外側における端部までの長さ（タイヤ径方向に沿った高さ）よりも長い（高い）。

応力緩和ゴム層５０は、２層のビード側面補強層２６のタイヤ径方向外側（トレッド側）の端部近傍において、２層のビード側面補強層２６の間に配設される。応力緩和ゴム層５０は、２層のビード側面補強層２６のタイヤ径方向外側（トレッド側）の端部近傍において、タイヤ径方向に沿った所定の高さを有する。

タイヤ１０のグリーンタイヤ（未加硫タイヤ）を成形する過程において、ドラムに巻き付けたビード部材１６の周りに、スチールカーカス部材１４、ビード補強層２５、およびビード側面補強層２６を巻き回して折り返して（ターンアップして）ビード部２１を成形する。ビード補強層２５はビード部材１６の両側に巻き回され、ビード側面補強層２６はビード部材１６のタイヤ外表面側の片側にターンアップされる。このとき、ビード側面補強層２６のタイヤの径方向の端部は特に、ターンアップされたときにタイヤ周方向に引き延ばされることになる。このため、ターンアップされたビード側面補強層２６には、タイヤ径方向外側から内側に圧縮する力が働く。しかも、ビード側面補強層２６の複数のナイロン補強線材４０は、タイヤ周方向およびタイヤ径方向に対して角度を持って傾斜している。このため、ビード側面補強層２６のタイヤ径方向外側から内側に圧縮する力が働くことにより、ビード側面補強層２６のタイヤ径方向外側における補強線材が周方向に沿うように傾斜が緩くなる。これにより、複数のスチール補強線材３０および複数のナイロン補強線材４０は、タイヤ径方向外側の補強線材のエンド数がタイヤ径方向内側の補強線材のエンド数よりも大きくなる。すなわち、ビード側面補強層２６のコートゴム材の量が補強線材に対して少なくなる。このため、例えばタイヤ１０に高荷重がかかり、ビード側面補強層２６に対してせん断力がかかった場合に特に、剥離が起こりやすくなる。

応力緩和ゴム層５０は、そのＪＩＳ−Ａ硬度が、ビード側面補強層２６のコートゴム材のＪＩＳ−Ａ硬度と同等あるいはそれ以下であることが好ましい。具体的には、応力緩和ゴム層のＪＩＳ−Ａ硬度は、５０〜６０の範囲であることがビード側面補強層２６の剥離防止の点で好ましい。

また、応力緩和ゴム層５０の厚みＴは、０．２ｍｍ以上３．０ｍｍ以下であることがビード側面補強層２６の剥離防止の点で好ましい。

また、応力緩和ゴム層５０は、ビード部材１６のタイヤ径方向内側の内径の位置からの距離が０．５ＲＨの位置（以下、下端位置とする）から、ビード部材１６のタイヤ径方向内側の内径の位置からの距離が１．１ＲＨの位置（以下、上端位置とする）までの範囲に配設されることがビード側面補強層２６の剥離防止の点で好ましい。すなわち、応力緩和ゴム層５０は、その下端位置が０．５ＲＨ以上であり、その上端位置が１．１ＲＨ以下である範囲に配置されることが好ましい。このとき、距離ＲＨは、ビード部材１６のタイヤ径方向内側にある内径の位置から、ビード側面補強層２６のうち、タイヤ径方向外側の端部が上記内径の位置から遠い方の第２ビード側面補強層２６ｂのタイヤ径方向外側の端部までの距離である。

また、応力緩和ゴム層５０が配設されている領域において、第１ビード側面補強層２６ａにおける複数のナイロン補強線材４０と、第２ビード側面補強層２６ｂにおける複数のナイロン補強線材４０との補強層間距離Ｄは、０．４ｍｍ以上３．２ｍｍ以下であることがビード側面補強層２６の剥離防止の点で好ましい。補強層間距離Ｄは、詳細には、ナイロン補強線材４０の外周間の距離である。

このようなタイヤ１０の効果を実施例１〜１７、従来例を用いて調べた。
実施例１〜１７，従来例のタイヤは、いずれもサイズが１２００Ｒ２０のトラック・バス用タイヤである。このタイヤについて、ビード部２１において剥離が生じるまでの走行距離を評価した。
なお、ビード部２１において剥離が生じるまでの走行距離は、仕様リム２０×８．５０Ｖ、空気圧８３０ｋＰａ（ＴＲＡ規格）で、１本のタイヤの最大荷重の２５０％（ＴＲＡ規格）である９１．９８ｋＮをかけて速度２５ｋｍ／ｈでドラム耐久試験を行なって評価した。なお、この走行距離は、従来例を１００として指数化した。指数が大きいほど、走行距離は長くなり、耐久性が向上することを示す。

（実施例１〜４、従来例）
まず、応力緩和ゴム層５０を設けない場合（従来例）と、応力緩和ゴム層５０を設ける場合（実施例１〜４）と、について調べた。
実施例１〜４のタイヤは、図１、２に示す形態を採用し、応力緩和ゴム層５０の硬度を種々変化させた。このとき、実施例１〜４において、応力緩和ゴム層５０の厚みＴ＝１．０（ｍｍ）であり、応力緩和ゴム層５０の上端位置（タイヤ径方向外側の端部位置）は１．０ＲＨであり、応力緩和ゴム層５０の下端位置（タイヤ径方向内側の端部位置）は０．８ＲＨである。

上記表１によると、実施例１〜４の走行距離指数はいずれも１００を越えており、実施例１〜４はビード部２１において剥離が生じ難いことがわかる。特に、応力緩和ゴム層５０のＪＩＳ−Ａ硬度が５０および６０である場合（実施例３、４）に、走行距離指数が顕著に大きくなっており、ビード部２１における剥離を抑制する効果が顕著であることが判る。これにより、応力緩和ゴム層５０のＪＩＳ−Ａ硬度が５０〜６０の範囲であることが、ビード部２１への剥離発生を抑制する点で、好ましい。なお、ＪＩＳ−Ａ硬度とは、ＪＩＳＫ６２５３（タイプＡ）に準拠し測定したゴム硬度である。

（実施例５〜８）
実施例５〜８のタイヤは、図１、２に示す形態を採用し、応力緩和ゴム層５０の厚みＴを種々変化させた。このとき、実施例５〜８において、ＪＩＳ−Ａ硬度は５５であり、応力緩和ゴム層５０の上端位置は１．０ＲＨであり、応力緩和ゴム層５０の下端位置は０．８ＲＨである。下記表２の走行距離指数は、上述の従来例を基準（１００）とした。

上記表２によると、実施例５〜８の走行距離指数はいずれも１００を超えており、実施例５〜６はビード部２１において剥離が生じ難いことがわかる。特に、応力緩和ゴム層５０の厚みＴが０．２（ｍｍ）および３．０（ｍｍ）である場合（実施例７、８）に、走行距離指数が顕著に大きくなっており、ビード部２１における剥離を抑制する効果が顕著であることが判る。これにより、応力緩和ゴム層５０の厚みＴが０．２（ｍｍ）以上３．０（ｍｍ）以下であることが、ビード部２１への剥離発生を抑制する点で、好ましい。

（実施例９〜１２）
実施例９〜１２のタイヤ１０は、図１、２に示す形態を採用し、応力緩和ゴム層５０の配置位置を種々変更させた。このとき、実施例９〜１２において、ＪＩＳ−Ａ硬度は５５であり、Ｔ＝１．０（ｍｍ）である。下記表３の走行距離指数は、上述の従来例を基準（１００）とした。

上記表３によると、実施例９〜１２の走行距離指数はいずれも１００を超えており、実施例９〜１２はビード部２１において剥離が生じ難いことがわかる。実施例９，１０によると、応力緩和ゴム層５０の上端位置が１．１ＲＨよりも小さい場合に、走行距離指数が大きくなっていることが判る。また、実施例１１，１２によると、応力緩和ゴム層５０の下端位置が０．５ＲＨ以上である場合に、走行距離指数が大きくなっていることが判る。これにより、応力緩和ゴム層５０は、その下端位置が０．５ＲＨ以上であり、その上端位置が１．１ＲＨ以下である範囲に配置されることが、ビード部２１への剥離発生を抑制する点で、好ましい。

（実施例１３〜１７）
実施例１３〜１７のタイヤは、図１、２に示す形態を採用し、補強層間距離Ｄを種々変化させた。このとき、実施例１３〜１７において、ＪＩＳ−Ａ硬度は５５であり、応力緩和ゴム層５０の厚み＝１．０（ｍｍ）であり、応力緩和ゴム層５０の上端位置は１．０ＲＨであり、応力緩和ゴム層５０の下端位置は０．８ＲＨである。下記表２の走行距離指数は、上述の従来例を基準（１００）とした。

上記表４によると、実施例１３〜１７の走行距離指数がいずれも１００を越えており、実施例１３〜１７は、ビード部２１において剥離が生じ難いことがわかる。補強層間距離Ｄは、０．４ｍｍ以上３．２ｍｍ以下である場合（実施例１４，１５，１６）に、走行距離指数が特に大きくなっており、ビード部２１における剥離を抑制する効果が顕著であることが判る。これにより、補強層間距離Ｄは、０．４ｍｍ以上３．２ｍｍ以下であることが、ビード部２１への剥離発生を抑制する点で、好ましい。

以上、本発明の空気入りタイヤについて説明したが、本発明の空気入りタイヤは上記実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の改良や変更をしても良いのはもちろんである。

１０ 空気入りタイヤ
１４ スチールカーカス部材
１６ ビード部材
２０ サイドゴム部材
２２ ビードフィラーゴム部材
２４ リムクッションゴム部材
２５ ビード補強層
２６ ビード側面補強層
２６ａ 第１ビード側面補強層
２６ｂ 第２ビード側面補強層
３０ スチール補強線材
４０ ナイロン補強線材
５０ 応力緩和ゴム層

Claims (6)

1. 空気入りタイヤであって、
   ビードコアの周りにタイヤの内側から外側に折り返したカーカス層と、
   前記カーカス層の外側に折り返した部分の外側に配設され、タイヤ周方向及びタイヤ径方向に対して角度を持って傾斜した複数の補強線材を有する、複数層のビード側面補強層と、
   を備え、
   前記複数層のビード側面補強層のトレッド側の端部近傍において、前記複数層のビード側面補強層の間に応力緩和ゴム層を配設することを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記応力緩和ゴム層のＪＩＳ−Ａ硬度が、前記ビード側面補強層のコートゴムのＪＩＳ−Ａ硬度と同等あるいはそれ以下である、
   請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 前記応力緩和ゴム層のＪＩＳ−Ａ硬度をＨｓとすると、Ｈｓは５０以上６０以下である、
   請求項２に記載の空気入りタイヤ。
4. 前記応力緩和ゴム層の厚みをＴ（ｍｍ）とすると、Ｔは０．２ｍｍ以上３．０ｍｍ以下である、
   請求項１から３のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
5. 前記応力緩和ゴム層を配設することにより、前記ビード側面補強層間における前記補強線材同士の距離は、０．４〜３．２ｍｍである、
   請求項４に記載の空気入りタイヤ。
6. 前記応力緩和ゴム層は、
   前記ビードコアの内径の位置から、前記内径の位置から遠い方の、前記複数層のビード側面補強層の端部までの距離の内で最大距離をＲＨ（ｍｍ）としたとき、
   前記内径の位置からの距離が０．５ＲＨの位置から、前記内径の位置からの距離が１．１ＲＨの位置までの間の範囲に配設される、
   請求項１から４のいずれかに記載の空気入りタイヤ。