JP4528199B2

JP4528199B2 - 重荷重用タイヤ

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Publication number: JP4528199B2
Application number: JP2005136395A
Authority: JP
Inventors: 清人丸岡; 実西
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 2005-05-09
Filing date: 2005-05-09
Publication date: 2010-08-18
Anticipated expiration: 2025-05-09
Also published as: CN1861429B; US7387146B2; US20060249238A1; CN1861429A; JP2006312413A

Description

本発明は、カーカスプライの折返し部の構造を改善することによってビード部の耐久性を向上しうる重荷重用タイヤに関する。

図９（Ａ）には、従来の重荷重用タイヤのビード部を示す。この例の重荷重用タイヤのカーカスプライｂは、スチールコードよりなるトロイド状の本体部ｂ１と、該本体部ｂ１に連なりビードコアｃの周りに沿って巻き付けられた折返し部ｂ２とで構成される。また折返し部ｂ２の外端ｂ２ｅは、ビードコアｃのタイヤ半径方向の外面近傍に位置する。このような折返し部ｂ２は、折返し部ｂ２の外端ｂ２ｅが、タイヤの負荷走行時にあっても歪の小さい領域に配されるため、該歪の影響を受け難く、ひいては折返し部ｂ２の外端ｂ２ｅを起点としたコードルース等の損傷も生じ難いという利点がある（例えば下記特許文献１参照）。

特許第３４４１７２０号公報

ところで、上述のようなカーカスプライｂの折返し部ｂ２は、大きな曲率でカーカスコードが折り曲げられる。このため、折返し部ｂ２のカーカスコードは、元の形状に戻ろうとするいわゆるスプリングバックが生じ、その形状が安定しない傾向がある。特に、生タイヤ成形過程などにおいて、前記折返し部ｂ２のスプリングバックが生じると、折返し部ｂ２とビードコアｂとの間に空隙などが形成され易く、空気残りなどの成形不良を発生させ、ひいてはビード部の耐久性を低下させる。

上述のようなスプリングバックを抑制するために、図９（Ｂ）に示されるように、カーカスプライｂのカーカスコードに、予めくせ付け部ｋ１、ｋ２を設ける技術も提案されている。カーカスプライｂのくせ付けは、例えば、カーカスプライの所定の位置に、断面先細状のテーパローラを周方向に連続して押圧し、カーカスコードの一部を折曲状に塑性変形させることで行われる。しかしながら、前記くせ付け部ｋ１、ｋ２は、スチールコードのコード強力を低下させ、早期の破断を招くおそれがある。

本発明は、以上のような実情に鑑み案出なされたもので、ビードコアの外面からのカーカスプライの折返し部の副部の外端位置を規制するとともに、該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設けることを基本として、カーカスコードにくせ付けなどを施すことなく折返し部におけるカーカスコードの破断を長期に亘って抑制しビード部の耐久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。

本発明のうち請求項１記載の発明は、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本体部と、該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、前記折返し部は、ビードコアのタイヤ軸方向の内の側面、タイヤ半径方向の内面及びタイヤ軸方向の外の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のタイヤ半径方向の外面の近傍を前記本体部に向かってのびかつ該本体部に接触することなく終端する外端を有した副部とからなり、かつ前記副部の前記外端は、ビードコアの外面から２．０〜８．０mmの距離を隔てて位置し、しかも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が設けられるとともに、前記ビードコアのタイヤ半径方向の外面と、前記副部と、前記カーカスプライの本体部との間の断面略三角形状の領域には、複素弾性率Ｅ* ａが５〜１５ＭＰａのゴム組成物からなる第１の充填ゴムが配され、前記副部を介して前記第１の充填ゴムのタイヤ半径方向外側には、タイヤ半径方向外側に先細状でのびかつ複素弾性率Ｅ* ｂが２０〜６０ＭＰａのゴム組成物からなる内側エーペックス部が配され、しかも前記ビード部に、スチールコードをタイヤ周方向線に対して１０〜４０゜の角度で傾けて配列した少なくとも１枚のプライで構成されたビード補強層が配され、該ビード補強層は、前記カーカスプライの本体部のタイヤ軸方向内側をのびる内片部と、この内片部に連なり前記主部に沿ってのびる中片部と、この中片部に連なりかつタイヤ半径方向外側にのびる外片部とを含む断面略Ｕ字状で構成され、前記内片部の外端のビードベースラインからの高さＨｉ及び外片部の外端のビードベースラインからのタイヤ半径方向高さＨｏは、いずれもビードコアの最大高さの１７０％以上２３０％以下であり、しかも前記内側エーペックス部の外端は、前記ビード補強層の前記内片部の外端よりもタイヤ半径方向外側に位置することを特徴とする重荷重用タイヤである。

また請求項２記載の発明は、前記内側エーペックス部の外側に、複素弾性率Ｅ* ｃが３〜７ＭＰａ、かつ、前記内側エーペックス部の前記複素弾性率Ｅ* ｂよりも小さいゴム組成物からなる外側エーペックス部が配される請求項１記載の重荷重用タイヤである。

また請求項３記載の発明は、下記式（１）を満足する請求項１又は２記載の重荷重用タイヤである。
（Ｎ・Ｆ）／（ＭＲ・ｎ）≦０．２０ …（１）
ここで、Ｎは、カーカスプライのカーカスコード総本数（本）、Ｆは１本のカーカスコードに一定角度θの曲げを生じさせる力（Ｎ）、ＭＲは、補助コード層のスチールコードの引張剛性値（Ｎ／cm）、ｎは、補助コード層のスチールコードの巻き付け本数（本）である。

また請求項４記載の発明は、下記式（２）を満足する請求項３記載の重荷重用タイヤである。
（Ｎ・Ｆ）／（ＭＲ・ｎ）≦０．１０ …（２）

また請求項５記載の発明は、前記補助コード層は、１本のスチールコードを２〜１０周巻き付けることにより形成される請求項１乃至４のいずれかに記載の重荷重用タイヤである。

また請求項６記載の発明は、前記補助コード層のスチールコードは、１本当たりの強力が１３００〜３５００Ｎである請求項１乃至５のいずれかに記載の重荷重用タイヤである。また請求項７記載の発明は、前記ビードコアの周りには、有機繊維を用いた織布、不織布又はプライからなるラッピング材が配され、該ラッピング材は、ビードコアの外面を連続して覆う請求項１乃至６のいずれかに記載の重荷重用タイヤである。

本発明の重荷重用タイヤは、カーカスプライの折返し部の副部の外端が、スプリングバック及びタイヤの負荷走行時の歪がいずれも小さい位置に設けられる。従って、従来、損傷の起点となりがちであった前記外端での損傷の発生を効果的に防止しうる。また副部のタイヤ半径方向外側には、スチールコードをタイヤ周方向に螺旋状に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が設けられる。この補助コード層は、副部に予めくせ付け加工等を行うことなく、加硫中の副部の跳ね上がり（戻り）を実質的に抑制しうる。従って、くせ付けに起因したカーカスコードの強力低下及び破断等を防止しうる。これらの相乗作用により、本発明の重荷重用タイヤは、ビード部での耐久性が向上される。

以下、本発明の実施の一形態を図面に基づき説明する。
図１は本実施形態の重荷重用タイヤ１の正規状態を示す断面図、図２はそのビード部を拡大して示す部分断面図である。この例の重荷重用タイヤ１は、チューブレスタイプのものが例示される。

前記正規状態は、タイヤを正規リムＪにリム組みしかつ正規内圧を充填した無負荷の状態とする。また、前記「正規リム」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"とする。さらに正規内圧は、タイヤが基づいている規格を含む規格体系において、各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" である。

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、該カーカス６の半径方向外側かつ前記トレッド部２の内方に配されたベルト層７とが設けられる。

前記カーカス６は、本実施形態では、カーカスコードがタイヤ赤道に対して例えば８０〜９０゜、本実施形態ではほぼ９０°の角度で配列された少なくとも一枚（この例では１枚）のラジアル構造のカーカスプライ６Ａにより構成される。前記カーカスコードには、スチールコードが用いられるが、必要に応じてナイロン、レーヨン、ポリエステル、芳香族ポリアミド等の有機繊維コードを用いることもできる。カーカスプライの枚数については、特に１枚に限定されるものではない。カーカスプライ６Ａの構造は後で詳しく述べる。

図２に拡大して示されるように、ビードコア５は、本実施形態ではスチール製のビードワイヤ５ｗ（この例では断面円形のスチール素線である。）を多段多列に渦巻き状に巻き束ねることにより形成されたリング体で構成される。本実施形態のビードコア５は、偏平な略六角形状の断面を有する。断面が略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のタイヤ半径方向の内面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のタイヤ半径方向の外面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のタイヤ軸方向の内の側面Ｓｉとし、反対側の屈曲辺をタイヤ軸方向の外の側面Ｓｏとする。

ビードコア５の前記断面において、前記内面ＳＬは、正規リムＪのリムシートＪ１のシート面と略平行にのびている。これは、ビード部４とリムシートＪ１との間の嵌合力を広範囲に亘って高めるのに役立つ。また正規リムＪは、チューブレスタイヤ用の１５°深底リムからなる。従って、ビードコア５の前記内面ＳＬ及び外面ＳＵは、いずれもタイヤ軸方向線に対してほぼ１５°の角度で傾いている。「ほぼ」としているのは、製造時の誤差を考慮したもので、少なくとも前記角度から±２゜程度の誤差が含まれうる。

ビードコア５の断面形状は、必要に応じて正六角形、矩形状、円形状も採用できる。ビードコア５の断面が円形状の場合、それを囲む一辺がタイヤ軸方向に沿った正方形ないし長方形を仮想定義し、その対角線で区切られる領域に前記内面ＳＬ、外面ＳＵ、内の側面Ｓｉ及び外の側面Ｓｏを割り当て得る。

また、本実施形態において、ビードコア５の周りにはラッピング材１２が配されている。該ラッピング材１２は、例えば有機繊維を用いた織布、不織布又はプライからなり、ビードコア５の外面を連続して覆う。このようなラッピング材１２は、カーカスプライ６Ａのスチールコードとビードコア５のビードワイヤ５ｗとの間の緩衝機能を発揮し、両者の直接接触を防ぎ、ひいてはフレッティングによるコード損傷を効果的に防止しうる。

前記ベルト層７は、少なくとも２枚以上、好ましくは３枚以上のベルトプライ７Ａ、７Ｂ及び７Ｃから構成される。各ベルトプライ７Ａないし７Ｃは、いずれも引き揃えられたスチールコードを有する。タイヤ半径方向の最も内側に配された第１のベルトプライ７Ａは、ベルトコードをタイヤ赤道Ｃに対して例えば６０±１５°の角度で配列されている。またその外側に順次配された第２ないし第３のベルトプライ７Ｂ及び７Ｃは、ベルトコードがタイヤ赤道Ｃに対して例えば１０〜３５°の角度で配列される。第２ないし第３のベルトプライ７Ｂ及び７Ｃは、ベルトコードが互いに交差するように重ねられる。

前記カーカスプライ６Ａは、一対のビードコア５、５間（図では片側のビードコアのみが示される。）を跨るトロイド状の本体部６ａと、その両側に連設されかつビードコア５の回りでタイヤ軸方向内側から外側に折り返された折返し部６ｂとで構成される。

また折返し部６ｂは、図２ないし図３に拡大して示されるように、ビードコア５の前記内の側面Ｓｉ、内面ＳＬ及び外の側面Ｓｏに沿って折れ曲がる主部１０と、該主部１０に連なりビードコアの前記外面ＳＵの近傍を前記本体部６ａに向かってのびる副部１１とから構成される。

前記主部１０は、その全域が滑らかな円弧状で湾曲して折れ曲がる。言い換えると、主部１１は、局部的に折り曲げられた部分を有しない。これは、カーカスコードの強力低下を防止するのに役立つ。

前記副部１１は、図３に示されるように、ビードコア５の外面ＳＵ（ないしその延長線）よりも半径方向外側の部位である。また副部１１は、カーカスプライ６Ａの本体部６ａに接触することなく終端する外端１１ｅを有する。この副部１１の外端１１ｅは、ビードコア５の外面ＳＵから２．０〜８．０mmの距離Ｕ１を隔てて位置している。なおこの距離Ｕ１は、ラッピング材１２の外面からではなくビードコア５の外面ＳＵから測定するものとする。

前記距離Ｕ１が２．０mm未満の場合、副部１１とビードコア５の外面ＳＵとの間で歪が大きくなり、その結果剥離が生じやすくなる。また、カーカスコードにくせ付け等を行わないと、その位置の保持が困難な傾向がある。逆に前記距離Ｕ１が、８．０mmを超える場合、ビードコア５への折返し部６ｂの係止力が低下し、カーカスプライ６Ａのいわゆる吹き抜けが生じやすくなったり、副部１１の外端１１ｅに、タイヤ変形時の応力が強く作用しやすく、該外端１１ｅを起点としたコードルース等の損傷が生じやすい。特に好ましくは、前記距離Ｕ１は３．０mm以上が望ましい。

ここで、ビードコア５は、断面円形のビードワイヤ５ｗが巻き重ねられたものであるから、その外面ＳＵの断面形状は、正確には半円弧をタイヤ軸方向につなげた輪郭を持つ。このため、本明細書では、ビードコア５の外面ＳＵからの相対的な距離などを測定する際には、外面ＳＵに引いた接線Ｋを基準とする。また、図４に示されるように、ビードワイヤ５ｗが一直線状に整一せずにタイヤ半径方向内、外にばらつく場合、正しく１本の接線を引くことができない。この場合には、前記接線Ｋは、前記ビードコア５の外面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とに接する接線で近似する。

また、図３に示されるように、副部１１の外端１１ｅは、カーカスプライ６Ａの本体部６ａとの間に１〜５mmのコード間距離Ｕ２を有するのが望ましい。前記距離Ｕ２が１mm未満の場合、タイヤ成形時のバラツキや走行時のビード変形等によって、副部１１の外端１１ｅが本体部６ａのカーカスコードと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い傾向がある。逆に前記距離Ｕ２が５mmを超える場合、副部１１によるビードコア５への係止力が不十分となり、いわゆる吹き抜けが生じやすくなる。

以上のような折返し部６ｂは、副部１１の外端１１ｅがスプリングバック及びタイヤ負荷走行時の歪の小さい領域に配されることになるため、従来生じがちであった外端１１ｅでの損傷を抑制し、耐久性が向上する。また従来の重荷重用タイヤに比べてカーカスプライ６Ａの折返し高さが小さくなるためタイヤ重量の軽量化を図ることもできる。

また、重荷重用タイヤ１は、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８が設けられる。該補助コード層８は、スチールコード８ｗをタイヤ周方向に螺旋状に巻き付けることにより形成される。これにより、補助コード層８は、副部１１のスプリングバックを防止しその位置を安定させ得る。なおスチールコードには、撚られていないいわゆるスチール素線も含むものとする。

好ましい態様として、補助コード層８は、図５（Ａ）、（Ｂ）に示されるように、例えば表面にトッピングゴムｔｇが付着された１本のスチールコード８ｗを少なくとも１周、好ましくは複数周、特に好ましくは２〜１０周螺旋状に巻き付けることにより形成される。トッピングゴムｔｇは、補助コード層８のスチールコード８ｗと副部１１のカーカスコードとが直接接触するのを防止でき、フレッティング損傷などを防止するのに役立つ。

ここで、補助コード層８が有機繊維コードからなる場合、例えば加硫中の圧力及び熱によって有機繊維コードが比較的大きく伸びてしまい、意図した位置に副部１１を安定して保持することが困難になる。また、補助コード層８として、プライをスプライスしてリング状に構成することも考えられるが、このような形態では、副部１１に十分なタガ効果を与えることができない。従って、補助コード層８は、本実施形態のように、スチールコードを螺旋状に巻回することにより継ぎ目のないいわゆるジョイントレス構造の層として形成することが必要である。

また、補助コード層８は、各スチールコード８ｗの巻き付けピッチを密として互いのトッピングゴムｔｇを接触させながら巻き付けられるのが望ましい。これにより、補助コード層８は、副部１１をより強くタガ締めし、その形状を安定して維持させ得る。従って、このような補助コード層８を設けることにより、副部１１のカーカスコードに予め過度の塑性変形によるくせ付けを施すことなくスプリングバックを減じ、該副部１１の外端１１ｅを意図した位置に安定してコントロールしうる。これにより、くせ付けに起因したカーカスコードの強力低下が防止され、ひいてはビード部の耐久性が向上する。

また補助コード層８は、例えば図６に示されるように、成形ドラムＤ上に巻き付けられたカーカスプライ６Ａの両端部を、タイヤ軸方向外側から外嵌めされる抑えリング１５を用いて折り返して保持した状態でスチールコード８ｗを螺旋状に巻き付けることにより形成できる。スチールコード８ｗの巻き付け後、外嵌めリング１５をタイヤ軸方向外側に移動させて取り外される。なお符号１３Ａ、１３Ｂは充填ゴムである（後述）。

前記補助コード層８に用いられるスチールコード８ｗとしては、例えば１本当たりの強力が１３００〜３５００Ｎのものが好適である。前記強力が１３００Ｎ未満の場合、補助コード層８に十分なタガ効果を発揮させるためには、そのコード周回数を大とする必要があり、生産性や寸法精度が悪化しやすい。逆に前記強力が３５００Ｎを超える場合、スチールコード８ｗが過度に硬くなり、副部１１の外側に螺旋状に円滑に巻き付けるのが困難になる。特に好ましくは、スチールコード８ｗは、１本当たり２０００〜３０００Ｎの強力を有するものが望ましい。

ところで、図７に示されるように、自由端に集中荷重を受ける片持ち梁の撓みｙは、下記のように、該自由端からの距離ｘの三次関数で表される。
ｙ＝Ｗ・（ｘ³−３ｌ²ｘ＋２ｌ³）／６ＥＩ
ここで、ｌは梁のスパン、Ｗは自由端に負荷される荷重、Ｅは梁のヤング率、Ｉは梁の断面二次モーメントである。このような梁の自然な撓み形状である三次曲線は、梁に作用する応力を最小限にする。

本実施形態の重荷重用タイヤ１では、大きく曲げられた折返し部６ｂのカーカスコードに作用する応力を最小限として強力の低下を防ぐために、そのカーカスコードの中心線ＣＬが三次曲線で近似される。具体的には、図３に示されるように、前記正規状態のタイヤ断面において、カーカスコードの中心線ＣＬがビードコア５の外の側面Ｓｏに最も接近する最接近点Ｐ０と、副部１１の外端１１ｅとの間をなすカーカスコードは、力学的に、該最接近点Ｐ０で固定されかつ副部１１の外端１１ｅを自由端とする片持ち梁と近似的に取り扱い得る。そこで、前記カーカスコードを三次曲線状に曲げることによって、その内部応力を最小限に抑え、強力低下を防いで耐久性をさらに向上させ得る。

具体的に述べると、前記最接近点Ｐ０を通るタイヤ半径線Ｒ１をｘ軸、前記最接近点Ｐ０を原点Ｏとして前記ｘ軸と直交する軸Ｒ２をｙ軸としたときに、前記原点Ｏから副部１１の外端１１ｅまでのカーカスコードの中心線ＣＬは、ｙ値がｘ値の三次関数で近似的に表される。ここで、「近似的に」であるから、数学的に完全に符号するもののみならず、目的とする三次曲線に対して、前記中心線ＣＬのｙ値のバラツキが±１mm以内のものを含むものとする。

また、重荷重用タイヤ１は、下記式（１）、より好ましくは下記式（２）を満足するのが望ましい。
（Ｎ・Ｆ）／（ＭＲ・ｎ）≦０．２０ …（１）
（Ｎ・Ｆ）／（ＭＲ・ｎ）≦０．１０ …（２）
ここで、”Ｎ”はカーカスプライ６Ａのカーカスコード６Ｃの総本数（本）、”Ｆ”は１本のカーカスコード６Ｃに一定角度θの曲げを生じさせる力（Ｎ）、”ＭＲ”は補助コード層８のスチールコード８ｗの引張剛性値（Ｎ／cm）、”ｎ”は補助コード層８のスチールコード８ｗの巻き付け本数（本）である（言い換えると、タイヤ断面に現れる各補助コード層６のスチールコード８ｗの本数）。

前記力Ｆは、例えば米国テーバ社製の剛性度試験器（Ｍｏｄｅｌ１５０−Ｄ）等を用いて測定できる。具体的には、図８に模式的に示されるように、固定端から５cmの長さでのびるカーカスコード６Ｃの先端に力ｆを負荷し、該コード６Ｃの先端の開き角が１５゜になったときの力ｆの値（Ｎ）である。

式（１）において、ＮとＦとの積の項は、副部１１の全てのカーカスコード６Ｃについて、それを１５゜曲げるのに要する力の和である。また、分母の項（ＭＲ・ｎ）は、補助コード層８全体の引張剛性を示す。そして、これらの比である式（１）の値を０．２０以下、より好ましくは０．１０以下、さらに好ましくは０．０５に限定することによって、特に加硫中の副部１１の変動量をより小さく規制しうることが発明者らの種々の研究の結果、判明している。

また、本発明の重荷重用タイヤ１は、ビード部４に、ビード補強層９が配される。該ビード補強層９は、スチールコードをタイヤ周方向線に対して１０〜４０゜の角度で傾けて配列した少なくとも１枚（本例では１枚）のプライで構成される。またビード補強層９は、カーカスプライ６Ａの本体部６ａのタイヤ軸方向内側をのびる内片部９ａと、この内片部９ａに連なり前記主部１０に沿ってのびる中片部９ｂと、この中片部８ｂに連なりかつタイヤ半径方向外側にのびる外片部９ｃとを含む断面略Ｕ字状で構成される。

前記内片部９ａは、荷重負荷時のカーカスプライ６Ａの本体部６ａの軸方向外側への大きな倒れ込みを抑え、ひいては副部１１の外端１１ｅに作用する歪を低減するのに役立つ。このような作用を得るために、内片部９ａの外端ｅ１は、副部１１の外端１１ｅよりもタイヤ半径方向外側に設けられるのが良い。

前記中片部９ｂは、折返し主部１０に接して配されている。この部分は、ビードコア５とリムシートＪ１との間で強く圧縮されるため、ビード補強層９の位置を安定させかつ固定するのに役立つ。

前記外片部９ｃは、ビード部４の曲げ剛性を高めかつ例えば車両のブレーキパッド等の熱がリムを介して折返し部６ｂ近傍のゴムに伝えられるのを効果的に防止できる。

内片部９ａの外端ｅ１のビードベースラインＢＬからの高さＨｉ及び外片部９ｃの外端ｅ２のビードベースラインＢＬからのタイヤ半径方向高さＨｏは、いずれもビードコア５の最大高さＨｃ（ビードベースラインＢＬからビードコア５のタイヤ半径方向の最外側位置までの高さ）に関連付けると、該高さＨｃの１７０％以上、より好ましくは２００％以上が望ましい。逆に、前記高さＨｉ、Ｈｏが過度に大きくなると、各外端ｅ１又はｅ２に応力が集中しやすくなるため、前記ビードコア５の最大高さＨｃの２３０％以下、より好ましくは２１０％以下が望ましい。なお、図２から自明なように、前記内側エーペックス部１４ａの外端は、ビード補強層９の内片部９ａの外端ｅ１よりもタイヤ半径方向外側に位置している。

また、本実施形態において、重荷重用タイヤ１は、カーカスプライ６Ａの本体部６ａと折返し部６ｂとが囲む領域（完全に閉じてはいないが、これらが囲む実質的な領域とする）に、充填ゴム１３が配される。充填ゴム１３は、ビードコア５の外面ＳＵと副部１１と本体部６ａとの間の断面略三角形状の領域に配される第１の充填ゴム１３Ａと、ビードコア５と主部１０との間に配された比較的薄い断面略Ｕ字状の第２の充填ゴム１３Ｂとを含んでいる。前記第１の充填ゴム１３Ａは、図６のような成形時においては、副部１１が過度にビードコア５に接近するのを減じることにより副部１１のスプリングバックを抑え、しかも成形時に空気残りなどの成形不良が発生するのを防止しうる。

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、小さいながらも副部１１の外端１１ｅに作用する走行時の歪を効果的に吸収しコードルースの発生を防ぐのに役立つ。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。

充填ゴム１３の複素弾性率Ｅ^*ａが５ＭＰａ未満の場合、該ゴムが過度に柔らかくなって走行時の副部１１の外端１１ｅの歪が大きくなる傾向がある。逆に前記複素弾性率Ｅ^*ａが１５ＭＰａを超えると、充填ゴム１３の柔軟性が損なわれ、走行時の本体部６ａの倒れ込みに伴う歪をビードコア５の外面ＳＵ全体で受け止めて緩和する能力が低下する。このような観点より、充填ゴム１３の複素弾性率Ｅ^*ａは、とりわけ６ＭＰａ以上、より好ましくは７ＭＰａ以上が望ましく、同上限については１３ＭＰａ以下、より好ましくは１１ＭＰａ以下が望ましい。

なお複素弾性率は、測定試料を岩本製作所製の粘弾性スペクトロメータ「ＶＥＳＦ−３型」を用いて、測定温度７０℃、周波数１０Ｈｚ、初期伸長歪１０％、片振幅１％にて測定した値とする。また測定試料は、タイヤを解体して当該部位から幅４mm、長さ３０mm、厚さ１〜２mmのサイズで切り出し、表面の凹凸をバフ掛けして平滑化されたものを用いた。

また充填ゴム１３のタイヤ半径方向外側には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１４が配されている。本実施形態のビードエーペックス１４は、タイヤ半径方向内側に配され内側エーペックス部１４ａと、その外側に配された外側エーペックス部１４ｂとを含んで構成されたものが例示される。

前記内側エーペックス部１４ａは、実質的に副部１１を介して前記充填ゴム１３の外側に配され、その一部、具体的には副部１１の外端１１ｅと本体部６ａとの間では充填ゴム１３と接する。内側ゴムエーペックス部１４ａには、複素弾性率Ｅ^*ｂが２０〜６０ＭＰａのゴム組成物が好適である。内側エーペックス部１４ａは、カーカスプライ６Ａの前記副部１１を押さえ込み、また負荷走行時の本体部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で受け止め得る。

内側エーペックス部１４ａの複素弾性率Ｅ^*ｂが、２０ＭＰａ未満であると、副部１１の外端１１ｅを押さえ込む能力が不足しやすい。逆に前記複素弾性率Ｅ^*ｂが６０ＭＰａを超える場合、この部分の弾性が過度に高められる結果、ビード補強層９の外片部９ｃの外端ｅ２付近に歪の集中を招き、損傷を生じさせるおそれがある。このような観点より、内側エーペックス部１４ａの複素弾性率Ｅ^*ｂは、好ましくは２５ＭＰａ以上、より好ましくは３０ＭＰａ以上が望ましく、同上限については前記下限値のいずれかとの組み合わせにおいて５０ＭＰａ以下、さらに好ましくは４０ＭＰａ以下が望ましい。

また前記外側エーペックス部１４ｂは、前記内側エーペックス部１１ａの複素弾性率Ｅ^*ｂより小さい複素弾性率Ｅ^*ｃを有するゴム組成物から構成される。特に好ましくは、前記複素弾性率Ｅ^*ｃは、３ＭＰａ以上、より好ましくは３．５ＭＰａ以上が望ましく、同上限値については、前記下限値のいずれかとの組み合わせにおいて７ＭＰａ以下、さらに好ましくは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、内側エーペックス部１４ａとの弾性率差が大きくなりすぎ、両者の界面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、外側エーペックス部１４ｂ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。

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のは言うまでもない。

図１の基本構造を有しかつ表１の仕様に基づく重荷重用タイヤ（サイズ：１１Ｒ２２．５）を試作するとともに、それぞれについてビード耐久性を測定した。また本発明外のタイヤ（比較例１及び２）についても同様のテストを行い性能を比較した。なお表中に記載していない仕様は、各タイヤとも同一とした。また、ビード補強層（全てのタイヤに設定した）は、共通仕様として、内片部及び外片部のビードベースラインからの高さをいずれも２７mmに統一した。

ビード耐久性は、ドラム試験機を用い、タイヤをリム（サイズ：７．５０×２２．５）に組み、内圧７００ｋＰａを充填後、縦荷重（２７．２５ｋＮの３倍）の条件下で速度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。
テストの結果などを表１に示す。

テストの結果、実施例のタイヤは、ビード部の耐久性を顕著に向上していることが確認できる。

本発明の重荷重用タイヤの一実施形態を示す右半分断面図である。そのビード部を拡大して示す部分拡大図である。そのビード部をさらに拡大して示す要部拡大略図である。ビードコアの外面を説明するその要部拡大略図である。（Ａ）は補助コード層のスチールコードの斜視図、（Ｂ）は補助コード層の全体斜視図である。補助コード層の形成方法を説明する断面略図である。片持ち梁のたわみを説明する側面図である。カーカスコードの曲げ剛性値を説明する側面図である。（Ａ）、（Ｂ）は従来のビード部を説明する断面図である。比較例のビード部を説明する断面図である。

符号の説明

１重荷重用タイヤ
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
６カーカス
６Ａカーカスプライ
６ａカーカスプライの本体部
６ｂカーカスプライの折返し部
８補助コード層
１０折返し部の主部
１１折返し副の副部
１１ｅ副部の外端
ＳＵビードコアの外面
ＳＬビードコアの内面
Ｓｉビードコアのタイヤ軸方向の内の側面
Ｓｏビードコアのタイヤ軸方向の外の側面

Claims

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本体部と、該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、
前記折返し部は、ビードコアのタイヤ軸方向の内の側面、タイヤ半径方向の内面及びタイヤ軸方向の外の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のタイヤ半径方向の外面の近傍を前記本体部に向かってのびかつ該本体部に接触することなく終端する外端を有した副部とからなり、
かつ前記副部の前記外端は、ビードコアの外面から２．０〜８．０mmの距離を隔てて位置し、
しかも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が設けられるとともに、
前記ビードコアのタイヤ半径方向の外面と、前記副部と、前記カーカスプライの本体部との間の断面略三角形状の領域には、複素弾性率Ｅ* ａが５〜１５ＭＰａのゴム組成物からなる第１の充填ゴムが配され、
前記副部を介して前記第１の充填ゴムのタイヤ半径方向外側には、タイヤ半径方向外側に先細状でのびかつ複素弾性率Ｅ* ｂが２０〜６０ＭＰａのゴム組成物からなる内側エーペックス部が配され、しかも
前記ビード部に、スチールコードをタイヤ周方向線に対して１０〜４０゜の角度で傾けて配列した少なくとも１枚のプライで構成されたビード補強層が配され、
該ビード補強層は、前記カーカスプライの本体部のタイヤ軸方向内側をのびる内片部と、この内片部に連なり前記主部に沿ってのびる中片部と、この中片部に連なりかつタイヤ半径方向外側にのびる外片部とを含む断面略Ｕ字状で構成され、
前記内片部の外端のビードベースラインからの高さＨｉ及び外片部の外端のビードベースラインからのタイヤ半径方向高さＨｏは、いずれもビードコアの最大高さの１７０％以上２３０％以下であり、
しかも前記内側エーペックス部の外端は、前記ビード補強層の前記内片部の外端よりもタイヤ半径方向外側に位置することを特徴とする重荷重用タイヤ。
前記内側エーペックス部の外側に、複素弾性率Ｅ* ｃが３〜７ＭＰａ、かつ、前記内側エーペックス部の前記複素弾性率Ｅ* ｂよりも小さいゴム組成物からなる外側エーペックス部が配される請求項１記載の重荷重用タイヤ。
下記式（１）を満足する請求項１又は２記載の重荷重用タイヤ。
（Ｎ・Ｆ）／（ＭＲ・ｎ）≦０．２０ …（１）
ここで、Ｎはカーカスプライのカーカスコード総本数（本）、Ｆは１本のカーカスコードに一定角度θの曲げを生じさせる力（Ｎ）、ＭＲは補助コード層のスチールコードの引張剛性値（Ｎ／cm）、ｎは補助コード層のスチールコードの巻き付け本数（本）である。
下記式（２）を満足する請求項３記載の重荷重用タイヤ。
（Ｎ・Ｆ）／（ＭＲ・ｎ）≦０．１０ …（２）
前記補助コード層は、１本のスチールコードを２〜１０周巻き付けることにより形成される請求項１乃至４のいずれかに記載の重荷重用タイヤ。
前記補助コード層のスチールコードは、１本当たりの強力が１３００〜３５００Ｎである請求項１乃至５のいずれかに記載の重荷重用タイヤ。
前記ビードコアの周りには、有機繊維を用いた織布、不織布又はプライからなるラッピング材が配され、
該ラッピング材は、ビードコアの外面を連続して覆う請求項１乃至６のいずれかに記載の重荷重用タイヤ。