JP5685860B2 - 空気入りラジアルタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、空気入りラジアルタイヤに関する。より詳しくは、本発明の空気入りラジアルタイヤは、走行距離等を改善した空気入りラジアルタイヤに関する。

重荷重用ラジアルタイヤには、カーカス折り返し端部における歪みを緩和するため、当該端部のタイヤ幅方向外側に有機繊維コード又は金属コードを含む補強層を配設する手法が用いられている。

例えば、特許文献１には、補強層のトレッド側端部位における補強層のタイヤ周方向に対するコード角度α_Ｕ と、トレッド側端部位以外の部位における補強層のタイヤ周方向に対するコード角度α_Ｌとが、α_Ｕ ＞α_Ｌの関係を満たし、特に、補強層の上端から１／３ｈの箇所で角度α（°）を大きくしてコードを曲折させた空気入りタイヤが開示されている（特許文献１の図５〜図７参照）。この空気入りタイヤによれば、α_Ｕ とα_Ｌ とを相違させて複合角度構造にすることによって、補強層のタイヤ径方向内側領域においてコードがタイヤ周方向に対してなす角α_Ｌを小さくすることでタイヤ周方向剛性を高め、これによりケーシング剛性を向上させることができる。

特開平６−１１２７号公報

しかしながら、特許文献１に開示されている空気入りタイヤは、補強層のタイヤ径方向外側領域において、補強層のコードがタイヤ周方向に対してなすコード角が大きい。このため、タイヤ径方向外側領域に歪みが集中するおそれがあり、当該外側領域が故障発生の起点となって、カーカス折り返し端部近傍における故障を助長するおそれがある。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、カーカス折り返し端部及び補強層のタイヤ径方向外側端部の故障を抑制した空気入りラジアルタイヤを提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る空気入りラジアルタイヤは、カーカス折り返し端部のタイヤ幅方向外側に、有機繊維コード又は金属コードをゴム材で被覆した少なくとも１層の補強層を備え、正規リムに装着し、正規内圧を充填した無負荷状態で、前記補強層が、カーカス折り返し端部よりもタイヤ径方向外側であって前記補強層のタイヤ径方向最外部に位置する第１補強部と、カーカス折り返し端部近傍の領域に配置されてタイヤ径方向位置が少なくともカーカス折り返し端部を含む第２補強部とを有し、前記第１補強部と前記第２補強部とが隣接するか又は重複し、前記第１補強部の前記有機繊維コード又は前記金属コードがタイヤ周方向に対してなすコード角αと、前記第２補強部の前記有機繊維コード又は前記金属コードがタイヤ周方向に対してなすコード角βとが、α＜βを満たすことを特徴としている。

本発明の空気入りラジアルタイヤは、第１補強部と第２補強部とにおいて、補強層のコード角が異なっている。即ち、本発明の空気入りラジアルタイヤは、第１補強部における有機繊維コード又は金属コードがタイヤ周方向に対してなすコード角αが、第２補強部における有機繊維コード又は金属コードがタイヤ周方向に対してなすコード角βよりも小さい。このため、第２補強部により、カーカス折り返し端部近傍の領域におけるタイヤ径方向の剛性を確保しつつ、第１補強部により、カーカス折り返し端部よりもタイヤ径方向外側の領域であって前記補強層のタイヤ径方向最外部（以下、必要に応じて「タイヤ径方向外側領域」と称する）におけるせん断歪みを低減することができる。その結果、当該せん断歪みに起因してカーカス折り返し端部で助長されるせん断歪みを緩和することができる。従って、本発明の空気入りラジアルタイヤによれば、カーカス折り返し端部及び補強層のタイヤ径方向外側端部の故障を抑制することができる。

また、本発明の空気入りラジアルタイヤは、前記第１補強部のタイヤ径方向最内部が、ビードコアの重心から０．５×（Ｈ＋Ｈｃ）の距離以上タイヤ径方向距離Ｈ未満の位置であることが望ましい。この空気入りラジアルタイヤは、第１補強部のタイヤ径方向最内部が、ビードコアの重心からカーカス折り返し端部までのタイヤ径方向距離Ｈｃとビードコアの重心から補強層のタイヤ径方向最外部までのタイヤ径方向距離Ｈとの和の０．５倍の距離以上の位置に存在するとともに、ビードコアの重心から補強層のタイヤ径方向最外部までのタイヤ径方向距離Ｈ未満の位置に存在する。

第１補強部のタイヤ径方向最内部を、ビードコアの重心からタイヤ径方向距離Ｈｃとタイヤ径方向距離Ｈとの和の０．５倍の距離以上の位置とすることにより、第２補強部を十分に確保し、これによりタイヤ径方向の剛性を十分に確保することができる。また、第１補強部のタイヤ径方向最内部を、ビードコアの重心からタイヤ径方向距離Ｈ未満の位置とすることにより、第１補強部を確保して、タイヤ径方向外側領域におけるせん断歪みを低減することができる。その結果、当該せん断歪みに起因してカーカス折り返し端部で助長されるせん断歪みを緩和することができる。従って、このような構成の空気入りラジアルタイヤによれば、カーカス折り返し端部及び補強層のタイヤ径方向外側端部の故障を抑制することができる。

また、本発明の空気入りラジアルタイヤは、前記第１補強部は、タイヤ径方向の幅が少なくとも５ｍｍであることが望ましい。第１補強部のタイヤ径方向の幅を少なくとも５ｍｍとすることで、第１補強部を十分に確保して、タイヤ径方向外側領域におけるせん断歪みをさらに低減することができる。その結果、当該せん断歪みに起因してカーカス折り返し端部で助長されるせん断歪みをさらに緩和することができる。従って、本発明の空気入りラジアルタイヤによれば、カーカス折り返し端部及び補強層のタイヤ径方向外側端部の故障をさらに抑制することができる。

また、本発明の空気入りラジアルタイヤは、前記第２補強部は、ビードコアの重心から０．９×Ｈｃ以上１．１×Ｈｃ以下の領域に配置されることが望ましい。第２補強部を、ビードコアの重心から０．９×Ｈｃ以上１．１×Ｈｃ以下の領域に配置することにより、少なくともこの領域において、第２補強部により、タイヤ径方向の剛性を確保することができる。

また、本発明の空気入りラジアルタイヤは、単一の前記補強層が前記第１補強部及び前記第２補強部を有し、前記第１補強部及び前記第２補強部がこれらの境界部にコード屈曲部を有することが望ましい。単一の補強層が第１補強部及び第２補強部を有し、第１補強部及び第２補強部がこれらの境界部にコード屈曲部を有することにより、コード角αのコードとコード角βのコードとを、１枚の補強層中に連続的に延在させることができる。このため、補強層の剛性をタイヤ径方向において急激に変化させることなく連続的に変化させることができ、これにより、コード角α、βが変化する箇所における故障を抑制することができる。

また、本発明の空気入りラジアルタイヤは、複数の前記補強層が前記第１補強部を有する第１補強層及び前記第２補強部を有する第２補強層からなり、前記第１補強層及び前記第２補強層が一部において積層されていることが望ましい。複数の補強層が第１補強部を有する第１補強層及び第２補強部を有する第２補強層からなり、第１補強層及び第２補強層が一部において積層されていることにより、補強層の製造を簡易なものとすることができる。このため、空気入りラジアルタイヤの製造効率を高めることができる。

また、本発明の空気入りラジアルタイヤは、前記補強層がさらに第３補強部を有し、前記第３補強部は、ビードコアの重心からタイヤ径方向距離Ｈｃ以下の領域に配置され、前記第３補強部の前記有機繊維コード又は前記金属コードがタイヤ周方向に対してなすコード角γと、前記第２補強部の前記有機繊維コード又は前記金属コードがタイヤ周方向に対してなすコード角βとが、γ＜βを満たすことが望ましい。

この空気入りラジアルタイヤは、第３補強部と第２補強部とにおいて、補強層のコード角を異ならせている。即ち、この空気入りラジアルタイヤは、第３補強部における有機繊維コード又は金属コードがタイヤ周方向に対してなすコード角γが、第２補強部における有機繊維コード又は金属コードがタイヤ周方向に対してなすコード角βよりも小さい。このため、第２補強部により、タイヤ径方向の剛性を確保しつつ、第３補強部により、ビードコアの重心からタイヤ径方向距離Ｈｃ以下の領域におけるタイヤ周方向の剛性を向上させることができる。その結果、タイヤ周方向の剛性の向上に起因してケーシング剛性を向上させることができる。

また、本発明の空気入りラジアルタイヤは、前記有機繊維コード又は前記金属コードのタイヤ径方向外側の終端位置に高低差を設けたことが望ましい。この空気入りラジアルタイヤは、補強層のタイヤ径方向外側領域において、複数のコードのうちの一部がタイヤ径方向最外部まで延在していない。これにより、補強層のタイヤ径方向外側領域のうちタイヤ径方向最外部分におけるコード配設密度を、補強層のタイヤ径方向外側領域のその他の部分におけるコード配設密度に比べて小さくしている。このため、タイヤ径方向外側領域におけるせん断歪みをより低減することができる。その結果、当該せん断歪みに起因してカーカス折り返し端部で助長されるせん断歪みをさらに緩和することができる。従って、本発明の空気入りラジアルタイヤによれば、カーカス折り返し端部及び補強層のタイヤ径方向外側端部の故障をさらに抑制することができる。

本発明に係る空気入りラジアルタイヤは、カーカス折り返し端部及び補強層のタイヤ径方向外側端部の故障を抑制することができる。

図１は、本実施形態の空気入りラジアルタイヤを示す子午断面図である。 図２は、図１に示す空気入りラジアルタイヤの要部Ａの一例と、補強層のコード延在方向とを示す図である。 図３−１は、図２に示す補強層の構造の一例を示す概念図である。 図３−２は、図２に示す補強層の構造の一例を示す概念図である。 図４は、図１に示す空気入りラジアルタイヤの要部Ａの一例と、補強層のコード延在方向とを示す図である。 図５は、図１に示す空気入りラジアルタイヤの要部Ａの一例と、補強層のコード延在方向とを示す図である。 図６は、本発明の実施例に係る空気入りラジアルタイヤの性能試験の結果を示す図表である。

以下、本発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下の説明により本発明が限定されるものではない。また、以下の説明における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、及びいわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、以下に開示する構成は、適宜組み合わせることができる。

以下の説明において、タイヤ幅方向とは、タイヤ回転軸と平行な方向を意味し、タイヤ幅方向外側とはタイヤ赤道面から遠ざかる側を意味し、タイヤ幅方向内側とはタイヤ赤道面に向かう側を意味する。タイヤ周方向とは、タイヤ回転軸を中心軸として回転する方向を意味する。タイヤ径方向とは、タイヤ回転軸と直交する方向を意味し、タイヤ径方向外側とはタイヤ回転軸から遠ざかる側を意味し、タイヤ径方向内側とはタイヤ回転軸へ向かう側を意味する。タイヤ赤道面とは、タイヤ回転軸に直交するとともに、タイヤ幅の中心を通る平面を意味する。タイヤ赤道線とは、タイヤ赤道面上にあってタイヤ径方向に沿う線を意味する。

図１は、本実施形態の空気入りラジアルタイヤを示す子午断面図である。図１に示す空気入りラジアルタイヤ１は、正規リムに装着し、正規内圧を充填した無負荷状態である。ここで、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「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を意味し、乗用車用タイヤの場合には１８０ｋＰａとする。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。

図１に示すように、空気入りラジアルタイヤ１は、トレッド部２と、その両側のショルダー部３と、各ショルダー部３から順次連続するサイドウォール部４及びビード部５とを含んで構成されている。また、空気入りラジアルタイヤ１は、カーカス６、ビード保護層７、及びベルト層８を有するとともに、カーカス６のタイヤ幅方向外側に補強層９を有する。

トレッド部２は、空気入りラジアルタイヤ１の外部に露出したものであり、その表面が空気入りラジアルタイヤ１の輪郭となる。トレッド部２の外周表面、つまり、走行時に路面と接触する踏面には、トレッド面２１が形成されている。このトレッド面２１には、タイヤ周方向に延在する複数の周方向溝２２と、これら周方向溝２２により区画形成された複数の陸部をなすリブ２３とが形成されている。本実施形態では、トレッド部２のタイヤ幅方向の中央であってタイヤ赤道面Ｃ上となるクラウンセンターＣＬの位置を含み７本の周方向溝２２が形成され、これら周方向溝２２により８本のリブ２３が形成されている。

ショルダー部３は、トレッド部２のタイヤ幅方向両外側の部位である。また、サイドウォール部４は、空気入りラジアルタイヤ１におけるタイヤ幅方向の両外側に露出したものである。また、ビード部５は、ビードコア５１、硬質ビードフィラ５２、及び軟質ビードフィラ５３を含む。ビードコア５１は、スチールワイヤであるビードワイヤをリング状に巻くことにより形成されている。ビードフィラ５２、５３は、カーカス６がビードコア５１の位置でタイヤ幅方向外側に折り返されることにより形成された空間に配設されている。

カーカス６は、ゴム材で被覆された有機繊維やスチールで形成されており、コードを空気入りラジアルタイヤ１のタイヤ赤道線に直交する態様で、空気入りラジアルタイヤ１のタイヤ周方向に沿って配設されている。カーカス６は、タイヤ幅方向において、トレッド部２から、その両側のショルダー部３及びサイドウォール部４を介してビード部５のビードコア５１に対してトロイド状に架け渡されている。ビード保護層７は、ゴム材で被覆された有機繊維やスチールで形成されており、コードを空気入りラジアルタイヤ１のタイヤ赤道線に直交する態様で、ビード部５においてカーカス６を包み込むように配設されている。ビード保護層７のタイヤ幅方向外側の終端部は、カーカス６のタイヤ幅方向外側の終端部よりも、タイヤ径方向内側に位置している。

ベルト層８は、トレッド部２においてカーカス６よりもタイヤ径方向外側に設けられている。ベルト層８は、ゴム材で被覆された有機繊維やスチールで形成された複数のベルトが積層されたものであり、カーカス６をタイヤ周方向に沿って覆うものである。本実施形態におけるベルト層８は、タイヤ径方向内側からタイヤ径方向外側に向かって第１ベルト８１、第２ベルト８２、第３ベルト８３、第４ベルト８４、及び第５ベルト８５の順で積層された５層構造を有している。

補強層９は、カーカス６の折り返し部のタイヤ幅方向外側に設けられており、そのタイヤ径方向外側の終端部は、カーカス６のタイヤ径方向終端部（折り返し端部６ａ）よりも、タイヤ径方向外側に位置している。補強層９は、複数の有機繊維コード又は金属コードを配列して圧延加工し、ゴム材で被覆したコード層である。

なお、図１に示す例では、補強層９は１層であるが、本実施形態はこれに限られず、複数層とすることもできる。補強層９を複数層とする場合には、補強層９の有機繊維コード又は金属コードは、ビード部剛性を高めるために、互いに交差させることが好ましい。しかしながら、本実施形態における補強層９は、このような態様に限られず、コードが互いに交差していない態様も含む。

以上のように構成される空気入りラジアルタイヤ１は、そのビード部５が次のように構成されている。図２は、図１に示す空気入りラジアルタイヤの要部Ａの一例と、補強層のコード延在方向とを示す図である。図２において、左図は図１と同様にタイヤ子午断面視による図であり、右図はタイヤ側面視による図である。また、図２の左図及び右図は、タイヤ径方向において対応しており、この対応関係を点線によって示している。

図２の右図における符号について、Ｈｃはビードコアの重心５１ａからカーカス折り返し端部６ａまでのタイヤ径方向距離であり、Ｈｕはビードコアの重心５１ａからコード角βからコード角αに変化するコード屈曲部Ｘまでのタイヤ径方向距離であり、Ｈはビードコアの重心５１ａから補強層９のタイヤ径方向最外部までのタイヤ径方向距離である。

図２の左図に示すように、タイヤ子午断面視で、カーカス折り返し端部６ａのタイヤ幅方向外側に、補強層９がカーカス６の延在方向とほぼ平行に形成されている。ここで、カーカス折り返し端部とは、単数又は複数のカーカスのうち、タイヤ径方向の最も外側まで延在するカーカスの折り返し端部を意味し、図２の左図に示す例においては、カーカス６の折り返し端部６ａを意味する。

本実施形態の空気入りラジアルタイヤ１は、補強層９が、カーカス折り返し端部６ａよりもタイヤ径方向外側であって補強層９のタイヤ径方向最外部に位置する第１補強部９ａと、カーカス折り返し端部近傍の領域に配置されてタイヤ径方向位置が少なくともカーカス折り返し端部６ａを含む第２補強部９ｂとを有する。第１補強部９ａと第２補強部９ｂとは隣接するか又は重複している。

本実施形態の空気入りラジアルタイヤ１は、図２の右図に示すように、第１補強部９ａの有機繊維コード又は金属コードがタイヤ周方向に対してなすコード角αと、第２補強部９ｂの有機繊維コード又は金属コードがタイヤ周方向に対してなすコード角βとが、α＜βを満たす。

本実施形態の空気入りラジアルタイヤ１は、補強層９が、タイヤ径方向外側領域の第１補強部９ａと、カーカス折り返し端部６ａの近傍の領域の第２補強部９ｂとを含み、第１補強部９ａのコード角αと第２補強部９ｂのコード角βとが異なっている。即ち、図２に示す空気入りラジアルタイヤ１は、第１補強部９ａにおける有機繊維コード又は金属コードがタイヤ周方向に対してなすコード角αが、第２補強部９ｂにおける有機繊維コード又は金属コードがタイヤ周方向に対してなすコード角βよりも小さい。このため、補強層９の第２補強部９ｂにより、カーカス折り返し端部６ａの近傍の領域におけるタイヤ径方向の剛性を確保しつつ、補強層９の第１補強部９ａにより、タイヤ径方向外側領域におけるせん断歪みを低減することが可能となる。その結果、当該せん断歪みに起因してカーカス折り返し端部６ａで助長されるせん断歪みを緩和することが可能となる。従って、本実施形態の空気入りラジアルタイヤ１によれば、カーカス折り返し端部６ａ及び補強層９のタイヤ径方向外側端部の故障を抑制することが可能となる。

本実施形態の空気入りラジアルタイヤ１は、コード角αが、０°＜α≦２０°を満たすことがより好ましい。０°＜αを満たすことにより、補強層９のタイヤ径方向外側領域でのタイヤ径方向の剛性を確保することができる。また、α≦２０°を満たすことにより、補強層９のタイヤ径方向外側領域におけるせん断歪みをさらに低減することが可能となる。その結果、当該せん断歪みに起因してカーカス折り返し端部６ａで助長されるせん断歪みをさらに緩和することが可能となる。従って、このような構成の空気入りラジアルタイヤ１によれば、カーカス折り返し端部６ａ及び補強層９のタイヤ径方向外側端部の故障をさらに抑制することが可能となる。

本実施形態の空気入りラジアルタイヤ１は、コード角βが３０°＜β≦６０°を満たすことがより好ましい。３０°＜βを満たすことにより、補強層９のカーカス折り返し端部６ａの近傍の領域におけるせん断歪みをさらに低減することが可能となる。その結果、当該せん断歪みに起因してカーカス折り返し端部６ａで助長されるせん断歪みをさらに緩和することが可能となる。従って、このような構成の空気入りラジアルタイヤ１によれば、カーカス折り返し端部６ａ及び補強層のタイヤ径方向外側端部の故障をさらに抑制することが可能となる。また、α≦６０°を満たすことにより、タイヤ周方向の剛性を向上させることが可能となる。その結果、タイヤ周方向の剛性の向上に起因してケーシング剛性を向上させることが可能となる。

本実施形態の空気入りラジアルタイヤ１は、図２に示すように、第１補強部９ａのタイヤ径方向最内部が、ビードコアの重心から０．５×（Ｈ＋Ｈｃ）の距離以上タイヤ径方向距離Ｈ未満の位置であることが好ましい。第１補強部９ａのタイヤ径方向最内部を、ビードコアの重心５１ａからタイヤ径方向距離Ｈｃとタイヤ径方向距離Ｈとの和の０．５倍の距離以上の位置とすることにより、第２補強部９ｂを十分に確保し、これによりタイヤ径方向の剛性を十分に確保することが可能となる。また、第１補強部９ａのタイヤ径方向最内部を、ビードコアの重心５１ａからタイヤ径方向距離Ｈ未満の位置とすることにより、第１補強部９ａを確保して、タイヤ径方向外側領域におけるせん断歪みを低減することが可能となる。その結果、当該せん断歪みに起因してカーカス折り返し端部６ａで助長されるせん断歪みを緩和することができる。従って、このような構成の空気入りラジアルタイヤ１によれば、カーカス折り返し端部６ａ及び補強層９のタイヤ径方向外側端部の故障を抑制することが可能となる。

本実施形態の空気入りラジアルタイヤ１は、第１補強部９ａのタイヤ径方向最内部が、ビードコアの重心５１ａから０．９×Ｈの距離以下の位置であることがより好ましい。第１補強部９ａのタイヤ径方向最内部を、ビードコアの重心５１ａからタイヤ径方向距離Ｈの０．９倍の距離以下の位置とすることにより、第１補強部９ａを十分に確保し、タイヤ径方向外側領域におけるせん断歪みをさらに低減することが可能となる。その結果、当該せん断歪みに起因してカーカス折り返し端部６ａで助長されるせん断歪みをさらに緩和することが可能となる。従って、このような構成の空気入りラジアルタイヤ１によれば、カーカス折り返し端部６ａ及び補強層９のタイヤ径方向外側端部の故障をさらに抑制することが可能となる。

本実施形態の空気入りラジアルタイヤ１は、第１補強部９ａが、タイヤ径方向の幅が少なくとも５ｍｍであることが好ましい。第１補強部９ａのタイヤ径方向の幅を少なくとも５ｍｍとすることにより、タイヤ径方向外側領域におけるせん断歪みをさらに低減することが可能となる。その結果、当該せん断歪みに起因してカーカス折り返し端部６ａで助長されるせん断歪みをさらに緩和することができる。従って、このような構成の空気入りラジアルタイヤ１によれば、カーカス折り返し端部６ａ及び補強層９のタイヤ径方向外側端部の故障をさらに抑制することが可能となる。

なお、第１補強部９ａのタイヤ径方向の幅は、タイヤサイズによって適宜変更することが好ましい。例えば、タイヤサイズ１２Ｒ２２．５以上の場合は、少なくとも７ｍｍとすることが好ましい。また、第１補強部９ａのタイヤ径方向の幅は、ビードコアの重心５１ａから補強層９のタイヤ径方向最外部までのタイヤ径方向距離Ｈによっても適宜変更することが好ましい。例えば、タイヤ径方向距離Ｈが７０ｍｍ以上の場合は、少なくとも７ｍｍとすることが好ましい。

本実施形態の空気入りラジアルタイヤ１は、第２補強部が、ビードコアの重心５１ａから０．９×Ｈｃ以上１．１×Ｈｃ以下の領域に配置されることが好ましい。第２補強部を、ビードコアの重心５１ａから０．９×Ｈｃ以上１．１×Ｈｃ以下の領域に配置することで、少なくともこの領域においては、第２補強部９ｂにより、タイヤ径方向の剛性を確保することができる。第２補強部は、ビードコアの重心５１ａから０．８×Ｈｃ以上１．２×Ｈｃ以下の領域に配置されることがより好ましい。第２補強部を、ビードコアの重心５１ａから０．８×Ｈｃ以上１．２×Ｈｃ以下の領域に配置することで、さらに広い範囲の領域においては、第２補強部９ｂにより、タイヤ径方向の剛性を高めることができる。

本実施形態の空気入りラジアルタイヤ１は、補強層９のタイヤ径方向外側領域の第１補強部９ａとカーカス折り返し端部６ａの近傍の領域の第２補強部９ｂとにおいて、補強層９のコード角α、βが異なっているが、補強層９の構造については、以下のような構造を採用することができる。

図３−１及び図３−２は、いずれも、図２に示す補強層の構造の一例を示す概念図である。本実施形態の空気入りラジアルタイヤ１は、図３−１に示すように、単一の補強層９が第１補強部９ａ及び第２補強部９ｂを有し、第１補強部９ａ及び第２補強部９ｂがこれらの境界部にコード屈曲部Ｘを有する構造とすることができる。図３−１に示す例は、第１補強部９ａと第２補強部９ｂとが隣接する例である。また、本実施形態の空気入りラジアルタイヤ１は、図３−２に示すように、複数の補強層９１、９２が第１補強部９ａを有する第１補強層９１及び第２補強部９ｂを有する第２補強層９２からなり、第１補強層９１及び第２補強層９２が一部において積層されている構造とすることもできる。図３−２１に示す例は、第１補強部９ａと第２補強部９ｂとが重複する例である。

これらの補強層９（９１、９２）の構造のうち、図３−１に示す補強層９の構造は、コード角α、βを連続的に変化させている。このため、この例は、補強層９の剛性をタイヤ径方向において急激に変化させることなく連続的に変化させることができる点で好ましい。従って、図３−１に示す補強層９の構造によれば、このような補強層９の剛性の連続的な変化に起因して、コード角α、βが変化する箇所における故障を抑制することができる。

これに対し、図３−２に示す補強層９１、９２の構造は、コード角αの第１補強部９ａを有する第１補強層９１と、コード角βの第２補強部９ｂを有する第２補強層９２とを、これらの一部において積層している。このため、この例は、補強層全体の製造を簡易なものとすることができる点で好ましい。従って、図３−２に示す補強層９１、９２の構造によれば、空気入りラジアルタイヤ１の製造効率を高めることができる。

ここで、図３−１及び図３−２の各々において、上述したタイヤ径方向距離Ｈｕ（ビードコアの重心５１ａからコード角βからコード角αに変化するコード屈曲部Ｘまでのタイヤ径方向距離）を導くために使用するコード屈曲部Ｘについて説明する。コード屈曲部Ｘとは、タイヤ側面視（図２の右図）において、補強層９のタイヤ径方向外側領域の第１補強部９ａとカーカス折り返し端部６ａの近傍の領域の第２補強部９ｂとの境界部である。図３−１に示すように、単一の補強層９を構成する第１補強部９ａ及び第２補強部９ｂがこれらの境界にコード屈曲部Ｘを有する構造においては、コード屈曲部Ｘは、コード角がコード角α、βの平均角度となる、補強層９のタイヤ径方向高さ位置の部分を意味する。また、図３−２に示すように、第１補強部９ａを有する第１補強層９１及び第２補強部９ｂを有する第２補強層９２が一部において積層されている構造においては、コード屈曲部Ｘは、２枚の補強層９の重複部分のタイヤ径方向中点位置の部分を意味する。

図４は、図１に示す空気入りラジアルタイヤの要部Ａの一例と、補強層のコード延在方向とを示す図である。図４に示す例は、補強層９中に、コード角γの第３補強部９ｃを設けた点で図２に示す例と異なる。図４において、左図は図１と同様にタイヤ子午断面視による図であり、右図はタイヤ側面視による図である。また、図４の左図及び右図は、タイヤ径方向において対応しており、この対応関係を点線によって示している。

図４の右図における符号について、Ｈｃはビードコアの重心５１ａからカーカス折り返し端部６ａまでのタイヤ径方向距離であり、Ｈｕはビードコアの重心５１ａからコード角βからコード角αに変化するコード屈曲部Ｘまでのタイヤ径方向距離であり、Ｈはビードコアの重心５１ａから補強層９のタイヤ径方向最外部までのタイヤ径方向距離であり、Ｈｌはビードコアの重心５１ａからコード角βからコード角γに変化するコード屈曲部Ｙまでのタイヤ径方向距離である。

図４に示す要部を含む空気入りラジアルタイヤ１では、図２に示す要部を含む空気入りラジアルタイヤ１と同様に、タイヤ子午断面視で、カーカス折り返し端部６ａのタイヤ幅方向外側に、補強層９がカーカス６の延在方向とほぼ平行に形成されている（図４の左図参照）。また、図４に示す要部を含む空気入りラジアルタイヤ１では、図２に示す要部を含む空気入りラジアルタイヤ１と同様に、第１補強部９ａの有機繊維コード又は金属コードがタイヤ周方向に対してなすコード角αと、第２補強部９ｂの有機繊維コード又は金属コードがタイヤ周方向に対してなすコード角βとが、α＜βを満たす（図４の右図参照）。このため、図４に示す要部を含む空気入りラジアルタイヤ１は、図２に示す要部を含む空気入りラジアルタイヤ１と同様に、補強層９の第２補強層９ｂにより、カーカス折り返し端部６ａの近傍の領域におけるタイヤ径方向の剛性を確保しつつ、補強層９の第１補強層９ａにより、タイヤ径方向外側領域におけるせん断歪みを低減することが可能となる。その結果、当該せん断歪みに起因してカーカス折り返し端部６ａで助長されるせん断歪みを緩和することが可能となる。従って、このような構成の空気入りラジアルタイヤ１によれば、カーカス折り返し端部６ａ及び補強層９のタイヤ径方向外側端部の故障を抑制することが可能となる。

図４に示す要部を含む空気入りラジアルタイヤ１では、補強層９がさらに第３補強部９ｃを有し、第３補強部９ｃは、ビードコアの重心５１ａからタイヤ径方向距離Ｈｃ以下の領域に配置され、第３補強部９ｃの有機繊維コード又は金属コードがタイヤ周方向に対してなすコード角γと、第２補強部９ｂの有機繊維コード又は金属コードがタイヤ周方向に対してなすコード角βとが、γ＜βを満たす。

図４に示す要部を含む空気入りラジアルタイヤ１は、第３補強部９ｃと第２補強部９ｂとにおいて、補強層９のコード角γ、βが異なっている。即ち、この空気入りラジアルタイヤ１は、第３補強部９ｃにおける有機繊維コード又は金属コードがタイヤ周方向に対してなすコード角γが、第２補強部９ｂにおける有機繊維コード又は金属コードがタイヤ周方向に対してなすコード角βよりも小さい。このため、第２補強部９ｂにより、タイヤ径方向の剛性を確保しつつ、第３補強部９ｃにより、ビードコアの重心５１ａからタイヤ径方向距離Ｈｃ以下の領域（以下、必要に応じて「タイヤ径方向内側領域」と称する）におけるタイヤ周方向の剛性を向上させることが可能となる。その結果、タイヤ周方向の剛性の向上に起因してケーシング剛性を向上させることが可能となる。従って、図４に示す要部を含む空気入りラジアルタイヤ１は、図２に示す要部を含む空気入りラジアルタイヤ１に比べて、タイヤ周方向の剛性の向上に起因してケーシング剛性を向上させることができる点でより好ましい例である。

図４に示す要部を含む空気入りラジアルタイヤ１は、コード角γが０°＜γ≦３０°を満たすことがより好ましい。０°＜γを満たすことにより、補強層９のタイヤ径方向内側領域でのタイヤ径方向の剛性を確保することが可能となる。また、γ≦３０°を満たすことにより、補強層９のタイヤ径方向内側領域でのタイヤ周方向の剛性を向上させることが可能となる。その結果、タイヤ周方向の剛性の向上に起因してケーシング剛性を向上させることが可能となる。

図４に示す要部を含む空気入りラジアルタイヤ１は、第３補強部９ｃのタイヤ径方向最外部が、ビードコアの重心５１ａから０．２×Ｈｃ以上０．８×Ｈ以下の位置であることがより好ましい。第３補強部９ｃのタイヤ径方向最外部を、ビードコアの重心５１ａからタイヤ径方向距離Ｈｃの０．２倍以上の位置とすることにより、第３補強部９ｃを十分に確保することにより、タイヤ周方向の剛性をさらに向上させることが可能となる。その結果、タイヤ周方向の剛性の向上に起因してケーシング剛性をさらに向上させることが可能となる。また、第３補強部９ｃのタイヤ径方向最内部を、タイヤ径方向距離Ｈｃの０．８倍以下の位置とすることにより、第２補強部９ｂを十分に確保することにより、カーカス折り返し端部６ａの近傍におけるタイヤ径方向の剛性を十分に確保することができる。

図４に示す要部を含む空気入りラジアルタイヤ１は、補強層９のタイヤ径方向内側領域の第３補強部９ｃとカーカス折り返し端部６ａの近傍の領域の第２補強部９ｂとにおいて、補強層９のコード角γ、βが異なっているが、補強層９の構造については、以下のような構造を採用することができる。

即ち、図４に示す要部を含む空気入りラジアルタイヤ１は、単一の補強層９が第２補強部９ｂ及び第３補強部９ｃを有し、第２補強部９ｂ及び第３補強部９ｃがこれらの境界部にコード屈曲部を有する構造（単一構造）とすることができる。即ち、単一構造とは、第２補強部９ｂと第３補強部９ｃとが隣接する構造である。また、図４に示す要部を含む空気入りラジアルタイヤ１は、複数の補強層が第１補強部９ａを有する第１補強層及び第２補強部９ｂを有する第２補強層からなり、第１補強層及び第２補強層が一部において積層されている構造（複合構造）とすることもできる。即ち、複合構造とは、第２補強部９ｂと第３補強部９ｃとが重複する構造である。

これらの補強層の構造のうち、上記の単一構造は、コード角γ、βを連続的に変化させている。このため、この例は、補強層９の剛性をタイヤ径方向において急激に変化させることなく連続的に変化させることができ、コード角γ、βが変化する箇所における故障を抑制することができる点で好ましい。

これに対し、上記の複合構造は、コード角βの第２補強部９ｂを有する第２補強層と、コード角γの第３補強部９ｃを有する第３補強層とを、これらの一部において積層している。このため、この例は、補強層全体の製造を簡易なものとすることができ、空気入りラジアルタイヤ１の製造効率を高めることができる点で好ましい。

ここで、上述したタイヤ径方向距離Ｈｌ（ビードコアの重心５１ａからコード角βからコード角γに変化するコード屈曲部Ｙまでのタイヤ径方向距離）を導くために使用するコード屈曲部Ｙについて説明する。コード屈曲部Ｙとは、タイヤ側面視（図４の右図）において、補強層９のタイヤ径方向内側領域の第３補強部９ｃとカーカス折り返し端部６ａの近傍の領域の第２補強部９ｂとの境界部である。上記の単一構造の場合においては、コード屈曲部Ｙは、コード角がコード角γ、βの平均角度となる、補強層９のタイヤ径方向高さ位置の部分を意味する。また、上記の複合構造の場合においては、コード屈曲部Ｙは、２枚の補強層９の重複部分のタイヤ径方向中点位置の部分を意味する。

図５は、図１に示す空気入りラジアルタイヤの要部Ａの一例と、補強層のコード延在方向とを示す図である。図５に示す例は、補強層９の有機繊維コード又は金属コードのタイヤ径方向外側の終端位置に高低差を設けた点で図２に示す例と異なる。図５において、左図は図１と同様にタイヤ子午断面視による図であり、右図はタイヤ側面視による図である。また、図５の左図及び右図は、タイヤ径方向において対応しており、この対応関係を点線によって示している。

図５の右図における符号について、Ｈｃはビードコアの重心５１ａからカーカス折り返し端部６ａまでのタイヤ径方向距離であり、Ｈｕはビードコアの重心５１ａからコード角βからコード角αに変化するコード屈曲部Ｘまでのタイヤ径方向距離であり、Ｈはビードコアの重心５１ａから補強層９のタイヤ径方向最外部までのタイヤ径方向距離である。

図５に示す要部を含む空気入りラジアルタイヤ１では、図２に示す要部を含む空気入りラジアルタイヤ１と同様に、タイヤ子午断面視で、カーカス折り返し端部６ａのタイヤ幅方向外側に、補強層９がカーカス６の延在方向とほぼ平行に形成されている（図５の左図参照）。また、図５に示す要部を含む空気入りラジアルタイヤ１では、図２に示す要部を含む空気入りラジアルタイヤ１と同様に、第１補強部９ａの有機繊維コード又は金属コードがタイヤ周方向に対してなすコード角αと、第２補強部９ｂの有機繊維コード又は金属コードがタイヤ周方向に対してなすコード角βとが、α＜βを満たす（図５の右図参照）。このため、図５に示す要部を含む空気入りラジアルタイヤ１は、図２に示す要部を含む空気入りラジアルタイヤ１と同様に、補強層９の第２補強層９ｂにより、カーカス折り返し端部６ａの近傍の領域におけるタイヤ径方向の剛性を確保しつつ、補強層９の第１補強層９ａにより、タイヤ径方向外側領域におけるせん断歪みを低減することが可能となる。その結果、当該せん断歪みに起因してカーカス折り返し端部６ａで助長されるせん断歪みを緩和することが可能となる。従って、このような構成の空気入りラジアルタイヤ１によれば、カーカス折り返し端部６ａ及び補強層９のタイヤ径方向外側端部の故障を抑制することが可能となる。

図５に示す要部を含む空気入りラジアルタイヤ１では、有機繊維コード又は金属コードのタイヤ径方向外側の終端位置に高低差を設けている。即ち、図５に示す要部を含む空気入りラジアルタイヤ１では、補強層９のタイヤ径方向外側領域において、複数のコードのうちの一部をタイヤ径方向最外部まで延在させていない。これにより、補強層９のタイヤ径方向外側領域のうちタイヤ径方向最外部分におけるコード配設密度を、補強層９のタイヤ径方向外側領域のその他の部分におけるコード配設密度に比べて小さくしている。このため、タイヤ径方向外側領域におけるせん断歪みをより低減することが可能となる。その結果、当該せん断歪みに起因してカーカス折り返し端部６ａで助長されるせん断歪みをさらに緩和することが可能となる。従って、このような構成の空気入りラジアルタイヤ１によれば、カーカス折り返し端部６ａ及び補強層９のタイヤ径方向外側端部の故障をさらに抑制することが可能となる。

図５に示す要部を含む空気入りラジアルタイヤ１では、有機繊維コード又は金属コードのタイヤ径方向外側の終端位置に高低差を設ける態様を、同図に示すように、コード１本おきに高低差を設ける態様とすることは勿論、コード２本おきに高低差を設ける態様やコード３本おきに高低差を設ける態様など、いかなる態様とすることもできる。

本実施形態、及び従来例に係る空気入りラジアルタイヤを作製し、評価した。なお、本実施形態によるものが実施例である。

図６は、本発明の実施例に係る空気入りラジアルタイヤの性能試験の結果を示す図表である。タイヤサイズを１１Ｒ２２．５で共通にし、図２に示す要部を含む図１に示す構成の空気入りラジアルタイヤ、又は図４に示す要部を含む図１に示す構成の空気入りラジアルタイヤにおいて、図６に示す諸事項（第１補強部９ａにおいてコードがタイヤ周方向に対してなすコード角α、第２補強部９ｂにおいてコードがタイヤ周方向に対してなすコード角β、ビードコアの重心５１ａからコード角βからコード角αに変化するコード屈曲部Ｘまでのタイヤ径方向距離Ｈｕ、第３補強部９ｃにおいてコードがタイヤ周方向に対してなすコード角γ、ビードコアの重心５１ａからコード角βからコード角γに変化するコード屈曲部Ｙまでのタイヤ径方向距離Ｈｌ）を満たす、従来例１、２、及び実施例１〜６の空気入りラジアルタイヤをそれぞれ製造した。

これら各試験タイヤをリムサイズ８．２５×２２．５のリムに装着し、規定空気圧の８０％の低空気圧条件下、かつ、荷重を２９．４２ｋＮとした条件下で、ドラム試験を実施し、タイヤが故障するまでの走行距離を指数化した。その結果を図６に併記する。当該指数は、その値が大きいほど優れた結果を示すものである。

また、ドラム試験においてタイヤが故障した際に、タイヤのいずれの箇所が故障したかを調査した。特に、図２又は図４に示すカーカス６の折り返し端部６ａでの故障（カーカス端部故障）、及び図２又は図４に示す補強層９のタイヤ径方向外側端部での故障（補強層端部故障）についての有無を図６に併記する。

図６から明らかなように、実施例１〜６の空気入りラジアルタイヤはいずれも、従来例１、２の空気入りラジアルタイヤに比べて、タイヤが故障するまでの走行距離が伸びており、しかも補強層端部故障がみられなかった。これは、実施例１〜６の空気入りラジアルタイヤはいずれも、α＜βの関係を満たすためであると考えられる。

実施例１〜６の空気入りラジアルタイヤを個別にみると、実施例２〜６の空気入りラジアルタイヤはいずれも、第１補強層９ａのタイヤ径方向最内部が、０．５×（Ｈｃ＋Ｈ）以上タイヤ径方向距離Ｈ未満の位置を満たすため、実施例１の空気入りラジアルタイヤに比べて、タイヤが故障するまでの走行距離が伸びている。これは、実施例２〜６の空気入りラジアルタイヤはいずれも、タイヤ径方向の剛性を十分に確保することができるとともに、タイヤ径方向外側領域におけるせん断歪みを低減することができるためであると考えられる。

また、実施例３〜６の空気入りラジアルタイヤはいずれも、実施例２の空気入りラジアルタイヤに比べて、タイヤが故障するまでの走行距離が伸びている。これは、実施例３〜６の空気入りラジアルタイヤはいずれも、γ＜βを満たすため、タイヤ周方向の剛性の向上に起因してケーシング剛性を向上させることができるからであると考えられる。

以上のように、本発明の空気入りラジアルタイヤは、カーカス折り返し端部及び補強層のタイヤ径方向外側端部の故障を抑制することに有用である。

１ 空気入りラジアルタイヤ
２ トレッド部
２１ トレッド面
２２ 周方向溝
２３ リブ
３ ショルダー部
４ サイドウォール部
５ ビード部
５１ ビードコア
５１ａ ビードコアの重心
５２ 硬質ビードフィラ
５３ 軟質ビードフィラ
６ カーカス
６ａ カーカス折り返し端部
７ ビード保護層
８ ベルト層
８１、８２、８３、８４、８５ ベルト
９、９１、９２ 補強層
９ａ 第１補強部
９ｂ 第２補強部
Ａ 要部
Ｃ タイヤ赤道面
ＣＬ クラウンセンター
Ｈ ビードコアの重心から補強層のタイヤ径方向最外部までのタイヤ径方向距離
Ｈｃ ビードコアの重心からカーカス折り返し端部までのタイヤ径方向距離
Ｈｌ ビードコアの重心からコード角βからコード角γに変化するコード屈曲部Ｙまでのタイヤ径方向距離
Ｈｕ ビードコアの重心からコード角βからコード角αに変化するコード屈曲部Ｘまでのタイヤ径方向距離
Ｘ、Ｙ コード屈曲部
α、β、γ 補強層のコードがタイヤ周方向に対してなすコード角

Claims (7)

1. カーカス折り返し端部のタイヤ幅方向外側に、有機繊維コード又は金属コードをゴム材で被覆した少なくとも１層の補強層を備える空気入りラジアルタイヤであって、
   正規リムに装着し、正規内圧を充填した無負荷状態で、前記補強層が、カーカス折り返し端部よりもタイヤ径方向外側であって前記補強層のタイヤ径方向最外部に位置する第１補強部と、カーカス折り返し端部近傍の領域に配置されてタイヤ径方向位置が少なくともカーカス折り返し端部を含む第２補強部と、第３補強部とを有し、前記第１補強部と前記第２補強部とが隣接するか又は重複し、
   前記第１補強部の前記有機繊維コード又は前記金属コードがタイヤ周方向に対してなすコード角αと、前記第２補強部の前記有機繊維コード又は前記金属コードがタイヤ周方向に対してなすコード角βとが、α＜βを満たし、
   ビードコアの重心からカーカス折り返し端部までのタイヤ径方向距離をＨｃとし、ビードコアの重心から前記補強層のタイヤ径方向最外部までのタイヤ径方向距離をＨとしたとき、
   前記第３補強部は、ビードコアの重心からタイヤ径方向距離Ｈｃ以下の領域に配置され、前記第３補強部の前記有機繊維コード又は前記金属コードがタイヤ周方向に対してなすコード角γと、前記第２補強部の前記有機繊維コード又は前記金属コードがタイヤ周方向に対してなすコード角βとが、γ＜βを満たし、かつ前記第３補強部のタイヤ径方向最外部が、ビードコアの重心から０．２×Ｈｃ以上０．８×Ｈ以下の位置であることを特徴とする空気入りラジアルタイヤ。
2. 前記第１補強部のタイヤ径方向最内部は、ビードコアの重心から０．５×（Ｈ＋Ｈｃ）の距離以上タイヤ径方向距離Ｈ未満の位置である請求項１に記載の空気入りラジアルタイヤ。
3. 前記第１補強部は、タイヤ径方向の幅が少なくとも５ｍｍである請求項１又は２に記載の空気入りラジアルタイヤ。
4. 前記第２補強部は、ビードコアの重心から０．９×Ｈｃ以上１．１×Ｈｃ以下の領域に配置される請求項１から３のいずれか１項に記載の空気入りラジアルタイヤ。
5. 単一の前記補強層が前記第１補強部及び前記第２補強部を有し、前記第１補強部及び前記第２補強部がこれらの境界部にコード屈曲部を有する請求項１から４のいずれか１項に記載の空気入りラジアルタイヤ。
6. 複数の前記補強層が前記第１補強部を有する第１補強層及び前記第２補強部を有する第２補強層からなり、前記第１補強層及び前記第２補強層が一部において積層されている請求項１から４のいずれか１項に記載の空気入りラジアルタイヤ。
7. 前記有機繊維コード又は前記金属コードのタイヤ径方向外側の終端位置に高低差を設けた請求項１から６のいずれか１項に記載の空気入りラジアルタイヤ。

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