JP5171078B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

Description

この発明は空気入りタイヤ、なかでも、トラック・バス等の重荷重用の空気入りラジアルタイヤに関するものであり、とくには、プライコード、ひいては、カーカスプライの耐引き抜け性を向上させる技術を提案するものである。

この種の空気入りタイヤの、タイヤビード部でのカーカスプライ、直接的にはプライコードの係止は、たとえば、図６（ａ）に、一方のビード部をタイヤ幅方向の断面図で例示するように、タイヤビード部３１に埋設配置されてタイヤ幅方向に隣接する一対のビードコア３２間に、ラジアル構造とすることができるカーカスプライ３３のプライコード３４を挾みこむこと、図６（ｂ）に例示するように、一のビードコア３５の周りに、カーカスプライ３３の、たとえば有機繊維コードからなるプライコード３４を、タイヤ幅方向の内側から外側に向く巻回方向で、大きな角度範囲にわたって巻付けること、および図６（ｃ）に例示するように、ビードコア３５の周りに、たとえばスチールコードからなるプライコード３４を、タイヤ幅方向の内側から外側に向けて折り曲げるとともに、その折り曲げ端３４ａを、ビードコア３５の半径方向の外縁３５ａよりも半径方向の内側に位置させること等によって行われており、図示のこのような係止構造によれば、プライコード３４の各切断端部分を、ビードコア３２，３５の周りに高く巻き上げる場合に比して、プライコード切断端の、剛性段差その他に起因する、ゴム質からの剥離のおそれを有利に取り除き得る利点がある。
なお図中３６は、ビード部３１の、タイヤ幅方向外側部分に埋設配置したワイヤチェーファを示す。

しかるに、プライコードの、このような従来の係止構造にあっては、タイヤ内への充填空気圧を高く設定した場合、ビード部温度が上昇して、ビードコア３２，３５の被覆ゴム等が軟化した場合、ビードコア３２，３５の被覆ゴム等が劣化した場合等に、各ビード部３１に切断端をもつプライコード３４が、タイヤ内圧に抗しきれずに引き抜け易いという問題があった。

この発明は、従来技術が抱えるこのような問題点を解決することを課題とするものであり、それの目的とするところは、プライコードの耐引き抜け性を大きく高めた空気入りタイヤ、なかでもビード部構造を提供するにある。

この発明に係る空気入りタイヤは、一本以上のプライコードを、一対のビード部のそれぞれで円周方向に折り返して、全周にわたってジグザグ状の迂曲姿勢で延在させて形成した二枚のカーカスプライからなるラジアルカーカスの、二枚のカーカスプライのそれぞれの各側部部分を、各ビード部に設けた、たとえば六角形断面形状を有する主ビードコアの周りでタイヤ幅方向の内側から外側に向けて巻き回して、二枚のカーカスプライのいずれもが、主ビードコアの周りでの巻き回し端を有するとともに、カーカスプライを、主ビードコアと、それのタイヤ幅方向の内側に隣接させて配置した副ビードコアとの間に、ゴム質を介して挟み込み、この副ビードコアの、タイヤ幅方向断面内での断面積に比し、主ビードコアの同様の断面積を大きくしてなるものである。

ここで好ましくは、カーカスプライの巻き回し端を、タイヤを適用リムに装着して規定の空気圧を充填したタイヤ姿勢の下で、リムフランジの半径方向の外縁から、半径方向外方へ１０ｍｍの位置と、主ビードコアの、タイヤ幅方向断面内での断面中心との間の半径方向領域内に配置してなる。

この場合、「適用リム」とは、タイヤのサイズに応じて下記の規格に規定されたリムを、「規定の空気圧」とは、下記の規格において最大負荷能力に応じて規定される空気圧をいい、最大負荷能力とは、下記の規格で、タイヤに負荷することが許容される最大の質量をいう。なお、ここでいう空気は、窒素ガス等の不活性ガスその他に置換することも可能である。

そして規格とは、タイヤが生産または使用される地域に有効な産業規格によって決められたものであり、たとえば、アメリカ合衆国では“THE TIRE and RIM ASSOCIATION INC.のYEAR BOOK”であり、欧州では、“THE European Tyre and Rim Technical OrganisationのSTANDARDS MANUAL”であり、日本では日本自動車タイヤ協会の“JATMA YEAR BOOK”である。

そして、これらのいずれにあっても、主ビードコアの断面積（Ｂ）と、副ビードコアの断面積（Ａ）との相対関係を、
Ａ＜Ｂ≦２０Ａ
なかでもとくに、２Ａ≦Ｂ≦２０Ａ
とすることが好ましい。

また、上述したところにおいて、プライコードは、たとえば芳香族ポリアミド繊維コードその他の有機繊維コードとすること、または、スチールコードとすることが好ましい。

さらに、上述したいずれの場合にあっても、カーカスプライの巻き回し部分および、主・副両ビードコアを包み込む形態でワイヤチェーファを配設することが好適である。

この発明に係る空気入りタイヤでは、カーカスプライの側部部分を、主ビードコアと副ビードコアとの間に挟み込むことに加え、その側部部分を主ビードコアの周りに巻き回すことで、プライコード、ひいては、カーカスプライの耐引き抜け性を、従来技術に比してはるかに高めることができる。

しかも、この耐引き抜け性は、プライコードを各ビード部で折り返して延在させることによって、プライコードから切断端を取り除くことにより、その折り返し部の、ゴム質との接着、ないしはゴム質中への埋まり込みの下で、一層高めることができる。

かかるタイヤにおいて、カーカスプライの巻き回し端の半径方向位置を、リムフランジの外縁から半径方向外方へ１０ｍｍの位置と、主ビードコアの、タイヤ幅方向断面内での断面中心との間の半径方向領域内としたときは、プライコードの耐引き抜け性を十分に確保しつつ、カーカスプライの巻き回し端への剥離の発生のおそれを有利に取り除くことができる。

いいかえれば、巻き回し端の半径方向高さが、上記の１０ｍｍを越えると、タイヤビード部の、リムによる拘束力が小さくなって、ビード部それ自体の変形量が多くなるため、カーカスプライの巻き回し端の剥離のおそれが高くなり、一方、それが、主ビードコアの断面中心より低くなると、耐引き抜け性を所期した通りに高めることが難しくなる。

またここで、主ビードコアの断面積（Ｂ）と、副ビードコアの断面積（Ａ）との相対関係を、
Ａ＜Ｂ≦２０Ａ
としたときは、両ビードコアの、断面内の捩れ剛性を十分に確保して、プライコードの耐引き抜け性を有効に担保することができる。

すなわち、上限値を越えると、副ビードコアの断面積（Ａ）の不足に起因する捩れ変形が発生し易くなり、一方、下限値を下回ると、主ビードコアの断面積（Ｂ）の不足に起因する捩れ変形が発生し易くなり、これらのいずれの場合にも、所期したところに対する、耐引き抜け性の低下が否めない。

ここにおいて、プライコードを、芳香族ポリアミド繊維コード等の有機繊維コードとしたときは、プライコードを、各ビード部で、ジグザグ状に迂曲させて延在させること、および複数枚のカーカスプライの形成が容易になる他、複数枚のカーカスプライを形成してなお、ラジアルカーカスの軽量化を図ることができる利点がある。
また、プライコードをスチールコードとしたときは、一枚のカーカスプライで高い補強強度を発揮させることができる。

ところで、以上に述べたいずれかの場合において、主・副両ビードコア等を包み込むワイヤチェーファを配設したときは、ビード部のリム擦れをより効果的に防止することができるとともに、重荷重条件でのビード部耐久性を有効に向上させることができる。

図１は、この発明の基本形態をその要部について示す部分破断斜視図である。
図中１はトレッド部を、２は、トレッド部１の側部に連続する、図では一方だけを示す一対のサイドウォール部を、そして３は、各サイドウォール部２の内周側に連続するビード部をそれぞれ示す。

また図中４は、インナーライナその他の内貼り部材を示し、５は、この内貼り部材４の外周側に配設したラジアルカーカスを示す。

ここでのラジアルカーカス５は、一対のビード部３のそれぞれで、たとえばスチールコードとすることができる一本以上のプライコード、図では一本のプライコード６ａを、図２（ａ）に略線正面図で例示するように、ほぼＵ字状の折り曲げ部を形成するように、円周方向に交互に折り返して、全周にわたってジグザグ状の迂曲姿勢で延在させて形成したカーカスプライ６の一枚以上、図に示すところでは一枚にて構成することができる。

ここでは、このような一枚のカーカスプライ６の、Ｕ字状折り曲げ部を形成する各側部部分を、タイヤ幅方向の外側および内側に相互に隣接させて配置される主ビードコア７と副ビードコア８との間に、ゴム質を介して挟み込むとともに、その側部部分の、主ビードコア７より半径方向内方側への突出部分６ｂを、図１および図２（ｂ）に示すように、図では六角形断面形状を有するその主ビードコア７の周りに、タイヤ幅方向の内側から外側に向けて巻き回して固定する。

この場合、主・副のそれぞれのビードコア７，８については、図２（ａ）に、タイヤを適用リムに装着して規定の空気圧を充填したタイヤ姿勢の下での、一方のビード部３のタイヤ幅方向断面図で示すところから明らかなように、カーカスプライ６の側部部分を直接的に巻き回す主ビードコア７の断面積を、副ビードコア８のそれより大きくすることが、主ビードコア７の高い剛性を確保して、カーカスプライ６、直接的にはプライコード６ａのすぐれた耐引き抜け性を担保する上で重要である。

そしてこのことは、主ビードコア７の断面積Ｂと、副ビードコア８の断面積Ａとの相対関係を、
Ａ＜Ｂ≦２０Ａ
とりわけ２Ａ≦Ｂ≦２０Ａ
を満足するものとしたときに、とくに効果的である。

また好ましくは、図２（ｂ）に示すタイヤ姿勢において、カーカスプライ６の、主ビードコア７の周りでの巻き回し端Ｅを、タイヤの半径方向で、リムフランジＲＦの半径方向の外縁から、半径方向外方へ１０ｍｍの位置と、主ビードコア７の断面中心Ｏとの間の半径方向領域ＲＲ内に位置させ、その巻き回し端Ｅの剥離を抑制しつつ、プライコード６ａに、高い耐引き抜け性を付与する。

図１，２に示すこのようなビード部構造において、ビード部３に、よりすぐれた耐リム擦れ性を付与するためには、図２（ｂ）に仮想線で例示するように、カーカスプライ６の巻き回し部分および、主・副両ビードコア７，８を包み込む形態でワイヤチェーファ９を配設することが好ましい。

なおここでは、プライコード６ａを、スチールコード以外の、芳香族ポリアミド繊維コードのような有機繊維コードとすることもでき、この場合には、有機繊維コードの高い可撓性の下で、カーカスプライの形成を容易にすることができ、また、ラジアルカーカス５の軽量化を実現することができる。

図３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、この発明の実施形態を、図２（ｂ）と同様の条件下で示す、一方のビード部のタイヤ幅方向断面図である。
図３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）はともに、プライコード６ａを、有機繊維コードたとえば芳香族ポリアミド繊維コードとし、そのプライコード６ａを、図１、２について述べたところと同様に、それぞれのビード部３で折り返して、全周にわたってジグザグ状の迂曲状態で延在させることによってカーカスプライ６を形成し、同様にして形成した二枚のカーカスプライ６でラジアルカーカス５を構成したものである。

ここで図３（ａ）に示すビード部構造は、二枚のカーカスプライ６のそれぞれの側部部分をともに、主ビードコア７と副ビードコア８との間を経て主ビードコア７の周りに巻き回すとともに、各巻き回し端Ｅ１、Ｅ２をいずれも、リムフランジＲＦの半径方向の外縁から、半径方向外方へ１０ｍｍの位置と、主ビードコア７の断面中心０との間の半径方向領域ＲＲ内に位置させたものである。
またここでも、主ビードコア７の断面積Ｂと、副ビードコア８の断面積Ａとの相対関係を、
Ａ＜Ｂ≦２０Ａ
の条件を満たすものとしている。
そしてここでは、ワイヤチェーファ９を、タイヤ幅方向外側の、最小限の領域に配設することとしている。

図３（ｂ）に示すビード部構造は、二枚のカーカスプライ６の側部部分の、主ビードコア７の周りへの巻き返し部分を、より広い角度範囲にわたって主ビードコア７の周りに巻き付けるとともに、図３（ａ）に示すところに比して、副ビードコア８の、タイヤ幅方向の厚みを減じる一方で、半径方向の配設域を広げたものであり、その他については、図３（ａ）に関して上述したところと同様としたものである。

また、図３（ｃ）に示すビード部構造は、内外二枚のカーカスプライ６のうち、外周側のカーカスプライ６の側部部分を、図３（ｂ）の場合と同様に、主ビードコア７の周りに、広い角度範囲にわたって巻付ける一方、内周側のカーカスプライ６の側部部分を、ここでは断面輪郭形状を六角形とした副ビードコア８の、タイヤ幅方向の内側を経て主ビードコア７の周りに、これも、図３（ｂ）の場合とほぼ同様にして巻付けたものである。
なおここでもまた、各カーカスプライ６の巻き回し端Ｅ１、Ｅ２の半径方向高さは、先に述べた半径方向領域ＲＲ内に含まれるものとしており、また、それぞれのビードコア７、８の断面積Ｂ、Ａは、上記の条件を満たすものとしている。

なお、図３（ｄ）に示すビード部構造は、スチールコードをプライコード６ａとし、それを、図１、２に示すものと同様に、全周にわたってジグザグ状の迂曲姿勢で延在させてカーカスプライ６を形成し、この一枚のカーカスプライ６でラジアルカーカス５を構成するとともに、そのカーカスプライ６の側部部分を、主ビードコア７の周りに、図２（ａ）に示す場合に比してより広い角度範囲にわたって巻き付けた点で、図１、２に示すビード部構造とは構成を異にするものであり、その他の点については、図１、２に示すものと同様に構成したものである。

なお図３に示すそれぞれのビード部構造においてもまた、ワイヤチェーファ９は、図３（ｄ）に仮想線で例示するように、タイヤ幅方向の内側領域まで延在させることも可能である。

以上に述べたいずれの場合にあっても、一枚以上のカーカスプライ６が、主・副両ビードコア間に挟み込まれること、カーカスプライ６の側部部分を、断面積の大きい主ビードコア７の周りに巻き回すことおよび、プライコード６ａを、それぞれのビード部３で、折り返して、ジグザグ状の迂曲姿勢で延在させてカーカスプライ６を形成することのそれぞれによって、プライコード６ａ、ひいては、カーカスプライ６の耐引き抜け性を従来技術に比して大きく向上させることができる。

サイズが２７５／８０ Ｒ２２．５の実施例タイヤ１〜３、比較例タイヤ１〜４および従来タイヤ１のそれぞれを、幅が８．２５インチのリム（８．２５"×２２．５"）に装着し、そこに水圧を充填して、カーカスプライの引き抜けが発生するまでの耐圧力を測定したところ図５に示す結果を得た。

ここで、比較例タイヤ１は、図２（ｂ）に示すビード部構造を有するものとし、実施例タイヤ１は図３（ａ）に示す構造を、実施例タイヤ２は、図３（ｂ）に示す構造を、実施例タイヤ３は、図３（ｃ）に示す構造を、そして比較例タイヤ２は、図３（ｄ）に示す構造をそれぞれ有するものとし、従来タイヤ１は図６（ａ）に示す構造を有するものとした。
また、比較例タイヤ３，４はそれぞれ、図４（ａ），（ｂ）に示すビード部構造を有するものとした。

図５に示すところによれば、実施例タイヤはいずれも、従来タイヤに比して、はるかにすぐれた耐引き抜け性を有することが解かる。

サイズが２７５／８０ Ｒ２２．５の、前記実施例タイヤ１〜３と、比較例タイヤ１〜４と、前記従来タイヤ１とのそれぞれを、８．２５"×２２．５"のリムに装着するとともに、７００ｋＰａの空気圧を充填し、直径が１．７ｍの試験ドラム上で、６０ｋＮの荷重の作用下で、６０ｋｍ／ｈの速度で回転させて、ビード部に故障が生じるまでの走行距離を測定し、従来タイヤ１をコントロールとして指数評価し、指数値は大きいほどすぐれた結果を示すものとしたところ、比較例タイヤ１は１８０、実施例タイヤ１は１７０、実施例タイヤ２は１８０、実施例タイヤ３は１７０、そして比較例タイヤ２は１７０であり、比較例タイヤ３は１７０、比較例タイヤ４は１００であった。

これらの実施例によれば、カーカスプライの巻き回し端の半径方向高さを低くすると、ビード部耐久性は向上するも、カーカスプライの耐引き抜け性が低下する傾向にあるのに対し、副ビードコアの配設によって、その耐引き抜け性の低下を有効に抑制し得ることが解かる。

この発明の基本形態をその要部について示す部分破断斜視図である。 プライコードの延在形態および、リム組みタイヤの一方のビード部のタイヤ幅方向断面を示す図である。 この発明の実施形態を示す、図２（ｂ）と同様の断面図である。 比較例タイヤ３，４を示す、図２（ｂ）と同様の断面図である。 実施例１の、耐圧力の測定結果を示すグラフである。 従来技術を示す一方のビード部のタイヤ幅方向断面図である。

符号の説明

１ トレッド部
２ サイドウォール部
３ ビード部
４ 内貼り部材
５ ラジアルカーカス
６ カーカスプライ
６ａ プライコード
６ｂ 突出部分
７ 主ビードコア
８ 副ビードコア
９ ワイヤチェーファ
ＲＦ リムフランジ
ＲＲ 半径方向領域
Ｏ 断面中心
Ｅ、Ｅ１、Ｅ２ 巻き回し端

Claims (7)

1. プライコードを、一対のビード部のそれぞれで、円周方向に折り返して、全周にわたってジグザグ状の迂曲姿勢で延在させて形成した二枚のカーカスプライからなるラジアルカーカスの、二枚のカーカスプライのそれぞれの各側部部分を、各ビード部に設けた主ビードコアの周りでタイヤ幅方向の内側から外側に向けて巻き回して、二枚のカーカスプライのいずれもが、主ビードコアの周りでの巻き回し端を有するとともに、カーカスプライを、主ビードコアと、それのタイヤ幅方向の内側に隣接させて配置した副ビードコアとの間に挟み込み、この副ビードコアの断面積に比し、主ビードコアの断面積を大きくしてなる空気入りタイヤ。
2. カーカスプライの巻き回し端を、タイヤを適用リムに装着して規定の空気圧を充填したタイヤ姿勢の下で、リムフランジの半径方向外縁から、半径方向外方へ１０ｍｍの位置と、主ビードコアの断面中心との間の半径方向領域内に配置してなる請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 主ビードコアの断面積（Ｂ）と、副ビードコアの断面積（Ａ）との相対関係を、
   Ａ＜Ｂ≦２０Ａ
   としてなる請求項１もしくは２に記載の空気入りタイヤ。
4. プライコードを有機繊維コードとしてなる請求項１〜３のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
5. プライコードをスチールコードとしてなる請求項１〜３のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
6. カーカスプライの巻き回し部分および、主・副両ビードコアを包み込む形態でワイヤチェーファを配設してなる請求項１〜５のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
7. 前記二枚のカーカスプライのうちの、一枚のカーカスプライの側部部分を、主ビードコアの周りに、タイヤ幅方向の内側から外側に向けて巻き付けて、該一枚のカーカスプライの巻き回し端を、前記主ビードコアのタイヤ半径方向外側で、該主ビードコアの断面中心よりタイヤ幅方向内側に位置させてなる請求項１〜６のいずれかに記載の空気入りタイヤ。

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