JP7735690B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、空気入りタイヤに関する。

下記特許文献１には、ビードコアと、前記ビードコア廻りを折り返されたカーカスとを含む重荷重用タイヤが記載されている。前記ビードコアは、前記ビードコアを成形する際、その内側面をタイヤ軸方向の外側に向かって内径が大となる向きの傾斜で、かつタイヤ軸方向線に対して２０度となるように形成されている。このようなタイヤは、規格荷重負荷状態において、前記ビードコアが回転して、前記内側面と、リムシートの外面であるリムシート面とのなす角度が実質的に平行となるので、優れたビード耐久性能を有するとされている。

特開２０１２－２５４７３６号公報

しかしながら、上記特許文献１の発明は、前記規格荷重負荷状態になる際の前記ビードコアの回転によって、前記カーカスのカーカスコードが、前記ビードコアと擦れることで損傷や破断（以下、ＣＢＵという。）が生じるおそれがあった。

本発明は、以上のような実状に鑑み案出されたもので、ＣＢＵといった損傷を抑制して、ビード耐久性能をさらに向上させた空気入りタイヤを提供することを主たる目的としている。

本発明は、空気入りタイヤであって、 ビードコアがそれぞれ埋設された一対のビード部と、前記ビードコア間を延びるカーカスとを備え、前記ビードコアは、タイヤ半径方向の内側で略直線状にのびるコア内側面を備え、前記ビード部の幅がリム幅に保持されたリム組前の状態において、前記コア内側面は、タイヤ軸方向に対して２０度±２度で、タイヤ軸方向外側に向かってタイヤ半径方向外側に傾斜しており、前記一対のビード部のそれぞれには、前記ビードコアからタイヤ半径方向外側に延びるビードエーペックスゴムが設けられており、前記ビードエーペックスゴムは、タイヤ子午線断面において、前記ビードコアの周囲を覆うように配され、かつ、輪郭が円形又は略楕円形をなす第１ゴム部と、前記第１ゴム部からタイヤ半径方向外側にテーパ状に延びる第２ゴム部とを含み、前記第１ゴム部は、前記第２ゴム部よりもゴム硬度が大きい。

本発明に係る空気入りタイヤは、前記第１ゴム部のタイヤ半径方向の外端とビードベースラインとの間のタイヤ半径方向の距離が、タイヤ最大幅位置とビードベースラインとの間のタイヤ半径方向の距離の１０％～６５％である、のが望ましい。

本発明に係る空気入りタイヤは、前記ビードコアのタイヤ軸方向の内端位置において、前記第１ゴム部のタイヤ軸方向の厚さが、１．０～２．０mmである、のが望ましい。

本発明に係る空気入りタイヤは、前記ビードコアのタイヤ半径方向の内端位置において、前記第１ゴム部のタイヤ半径方向の厚さが、１．０～２．０mmである、のが望ましい。

本発明に係る空気入りタイヤは、前記第１ゴム部のゴム硬度が、前記第２ゴム部のゴム硬度の１．６～２．０倍である、のが望ましい。

本発明に係る空気入りタイヤは、前記ビード部において、前記カーカスを覆う補強層が設けられ、タイヤ子午線断面において、前記補強層は、Ｕ字状をなし、かつ、その両端は、前記第１ゴム部のタイヤ半径方向の外端よりもタイヤ半径方向の外側に２０mm以上離隔している、のが望ましい。

本発明に係る空気入りタイヤは、前記ビードコアが、その周囲が有機繊維コードを含むキャンバス布で覆われている、のが望ましい。

本発明に係る空気入りタイヤは、重荷重用である、のが望ましい。

本発明の空気入りタイヤは、上記の構成を採用することで、ビード耐久性能をさらに高めることができる。

本発明の空気入りタイヤの一実施形態の断面図である。 図１の空気入りタイヤのリム組前の状態のビードコアの拡大図である。 図１のビード部の拡大図である。

以下、本発明の実施の一形態が図面に基づき説明される。
図１は、本実施形態の空気入りタイヤ（以下、単に「タイヤ」という場合がある。）１の正規状態におけるタイヤ回転軸（図示省略）を含むタイヤ子午線断面図である。図１のタイヤ１には、正規リム（以下、単に「リム」という場合がある。）Ｒが組み込まれている。本発明は、例えば、重荷重用のタイヤ１に適用される。但し、本発明は、乗用車用やライトトラック用等のタイヤ１に適用されても良い。

前記「正規状態」は、タイヤ１が正規リムＲにリム組みされかつ正規内圧が充填された無負荷の状態である。本明細書では、特に言及されない場合、タイヤ１の各部の寸法等はこの正規状態で測定された値である。

前記「正規リムＲ」は、タイヤ１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" 、ETRTO であれば"Measuring Rim" である。「正規内圧」は、タイヤ１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"TIRELOAD LIMITSAT VARIOUSCOLD INFLATION PRESSURES" に記載の最大値、ETRTO であれば"INFLATION PRESSURE" である。

本実施形態のタイヤ１は、ビードコア５がそれぞれ埋設された一対のビード部４と、ビードコア５間を延びるカーカス６とを備えている。また、タイヤ１は、ビード部４のタイヤ半径方向の外側に配される一対のサイドウォール部３と、両側のサイドウォール部３を継ぐトレッド部２とを備えている。

図２は、図１のタイヤ１のビード部４の幅がリム幅（図示省略）に保持されたリム組前の状態におけるビードコア５の拡大図である。図２に示されるように、ビードコア５は、タイヤ半径方向の内側で略直線状に延びるコア内側面５ａを備えている。コア内側面５ａは、リム組み時に、リムシート面Ｒａ（図１に示す）に沿って延びる面である。

ビード部４の幅がリム幅に保持されたリム組前の状態において、コア内側面５ａは、タイヤ軸方向に対して２０度±２度の角度θ１で、タイヤ軸方向外側に向かってタイヤ半径方向外側に傾斜している。これにより、タイヤ１が正規状態又は正規荷重負荷状態になると、ビードコア５が回転して、コア内側面５ａとリムシート面Ｒａとが実質的に平行になるので、ビード耐久性が向上する。なお、リムシート面Ｒａのタイヤ軸方向に対する角度θ２（図１に示す）は、１５度である。

前記「正規荷重負荷状態」とは、正規状態のタイヤ１に、正規荷重を負荷して、キャンバー角０度で平面に接地させた状態をいう。「正規荷重」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、各規格がタイヤ毎に定めている荷重であり、JATMAであれば "最大負荷能力" 、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 "LOAD CAPACITY" である。

図１に示されるように、一対のビード部４のそれぞれには、ビードコア５からタイヤ半径方向外側に延びるビードエーペックスゴム９が設けられている。

ビードエーペックスゴム９は、タイヤ子午線断面において、ビードコア５の周囲を覆うように配され、かつ、輪郭が円形又は略楕円形をなす第１ゴム部１０と、第１ゴム部１０からタイヤ半径方向外側にテーパ状に延びる第２ゴム部１１とを含んでいる。このような第１ゴム部１０は、ビードコア５が回転した場合でも、ビードコア５廻りに配されたカーカス６とビードコア５との接触を抑制して、カーカス６の損傷を抑制し、ＣＢＵの発生を抑える（耐ＣＢＵ性能を高める）。また、このような第１ゴム部１０は、ビードコア５によって生じるカーカス６のせん断歪を均一化するので、カーカス６の損傷を抑制する。本実施形態の第１ゴム部１０は、ビードコア５の全周囲を覆うように形成されている。

第１ゴム部１０は、第２ゴム部１１よりもゴム硬度が大きく形成されている。このような第１ゴム部１０は、より一層、カーカス６とビードコア５との接触を抑制する。したがって、本実施形態のタイヤ１は、優れたビード耐久性能を有する。

本実施形態のカーカス６は、１枚のカーカスプライ６Ａにより構成されている。カーカスプライ６Ａは、例えば、両ビードコア５に至る本体部６ａと、本体部６ａに連なりかつビードコア５で折り返される折返し部６ｂとを含んでいる。カーカスプライ６Ａは、周知のコードとトッピングゴム（図示省略）とで構成されている。

図２に示されるように、ビードコア５は、本実施形態では、コア内側面５ａを含む略６角形状で形成されている。ビードコア５は、例えば、コア内側面５ａと向き合うコア外側面５ｂと、コア内側面５ａとコア外側面５ｂとをタイヤ軸方向の外側で継ぐコア外向面５ｃと、コア内側面５ａとコア外側面５ｂとをタイヤ軸方向の内側で継ぐコア内向面５ｄとをさらに含んでいる。コア外向面５ｃは、例えば、タイヤ軸方向の外側に屈曲する第１屈曲部１３ａを有している。コア内向面５ｄは、例えば、タイヤ軸方向の内側に屈曲する第２屈曲部１３ｂを有している。コア外側面５ｂは、例えば、略直線状に延びている。

ビードコア５のタイヤ軸方向の内端位置５ｉは、本実施形態では、コア内向面５ｄの第２屈曲部１３ｂに形成されている。ビードコア５のタイヤ半径方向の内端位置５ｋは、本実施形態では、コア内側面５ａとコア内向面５ｄとが交差する位置に形成されている。

本実施形態のビードコア５は、ビードワイヤ１４をタイヤ周方向に渦巻状に巻き重ねて形成されている。ビードコア５は、例えば、ビードワイヤ１４がタイヤ軸方向に並ぶワイヤ層１５をタイヤ半径方向に複数段配して形成されている。コア内側面５ａは、タイヤ半径方向に最も内側に配された最内ワイヤ層１５Ａで形成されている。なお、ビードコア５は、このような態様に限定されるものではなく、例えば、一体成形品として形成されても良い。

ビードワイヤ１４は、例えば、断面円形をなしている。このような場合、コア内側面５ａの角度θ１は、最内ワイヤ層１５Ａのタイヤ軸方向の両端のビードワイヤ１４ａ、１４ｂの最もリムシート面Ｒａ側の各点ｃ１、ｃ２を結ぶ直線の傾斜角度である。ビードワイヤ１４は、本実施形態では、スチールコードが用いられる。

図３は、図１のタイヤ１のビード部４の拡大図である。図３に示されるように、ビードコア５は、本実施形態では、その周囲が有機繊維コードを含むキャンバス布１６で覆われている。これにより、ビードコア５とカーカス６との接触が一層抑制される。前記有機繊維コードとしては、例えば、ナイロン繊維、レーヨン繊維、ポリエステル繊維及びアラミド繊維が望ましい。

第１ゴム部１０は、本実施形態では、タイヤ子午線断面において、略楕円形で形成されている。本明細書において、「略楕円形」とは、辞書的な意味の楕円は勿論、第１ゴム部１０（ビードコア５を含む）の図心（図示省略）を中心としてその外側に向かって凸の円弧で形成されるものを含む。前記円弧には、曲率半径ｒが連続して変化する態様を含む。

第１ゴム部１０のゴム硬度ｈａは、第２ゴム部１１のゴム硬度ｈｂの１．６～２．０倍が望ましい。第１ゴム部１０のゴム硬度ｈａが第２ゴム部１１のゴム硬度ｈｂの１．６倍以上であるので、第１ゴム部１０の剛性が高く維持されて、ビードコア５とカーカス６との接触が抑えられる。第１ゴム部１０のゴム硬度ｈａが第２ゴム部１１のゴム硬度ｈｂの２．０倍以下であるので、第２ゴム部１１の剛性が確保されてビード部４の変形が抑制される。また、第１ゴム部１０の剛性が過度に大きくなるのが抑制されて第１ゴム部１０によるカーカス６の損傷が抑えられる。ゴム硬度は、本明細書では、JIS-K6253に準拠して２３℃の環境下でデュロメータータイプＡにより測定されたデュロメータＡ硬さである。

特に限定されるものではないが、第１ゴム部１０のゴム硬度ｈａは、例えば、７５度以上が望ましく、８０度以上がさらに望ましい。第２ゴム部１１のゴム硬度ｈｂは、例えば、５０度以上が望ましく、５５度以上がさらに望ましく、７０度以下が望ましく、６５度以下がさらに望ましい。

ビードコア５のタイヤ軸方向の内端位置５ｉにおいて、第１ゴム部１０のタイヤ軸方向の厚さｔ１は、１．０～２．０mmであるのが望ましい。また、ビードコア５のタイヤ半径方向の内端位置５ｋにおいて、第１ゴム部１０のタイヤ半径方向の厚さｔ２は、１．０～２．０mmであるのが望ましい。タイヤ１に正規内圧を充填すると、ビードコア５の回転により、各内端位置５ｉ、５ｋにおいて、相対的に大きなせん断歪が作用する。このため、各内端位置５ｉ、５ｋでの厚さｔ１、ｔ２を１．０mm以上とすることで、ビードコア５とカーカス６との接触を抑えて、カーカス６の損傷を抑制することができる。厚さｔ１、ｔ２が過度に大きくなると、リムＲとの嵌合圧が小さくなり、ビード耐久性能が小さくなるおそれがある。このため、厚さｔ１、ｔ２は、２．０mm以下が望ましい。

各内端位置５ｉ、５ｋでの第１ゴム部１０の厚さｔ１、ｔ２を確保するために、ビードコア５のタイヤ軸方向の内端位置５ｉよりもタイヤ半径方向の内側では、第１ゴム部１０を１．０mm厚さのシート状のゴム材料で形成するのが望ましい。本実施形態では、コア内向面５ｄのタイヤ半径方向の外端５ｎ（図２に示す）からタイヤ半径方向の内側の部分が、シート状のゴム材料で形成されている。

図１に示されるように、第１ゴム部１０のタイヤ半径方向の外端１０ｅとビードベースラインＢＬとの間のタイヤ半径方向の距離Ｌ２は、タイヤ最大幅位置ＭとビードベースラインＢＬとの間のタイヤ半径方向の距離Ｌ１の１０％～６５％であるのが望ましい。ビードベースラインＢＬは、リムＲのリム径（JATMA参照）を規定するタイヤ軸方向線である。タイヤ最大幅位置Ｍは、本明細書では、サイドウォール部３の外面３ａがタイヤ軸方向外側に最も張り出す位置である。外面３ａは、本明細書では、部分的に形成される凹凸（例えば、装飾用のセレーション、標章表示用のリブ、後述するサイドプロテクトタなど）を排除して特定される滑らかな曲線である。

図３に示されるように、本実施形態のビード部４には、カーカス６を覆う補強層２０が設けられている。タイヤ子午線断面において、補強層２０は、Ｕ字状に形成されている。より具体的には、本実施形態の補強層２０は、本体部６ａに沿って延びる第１部分２０Ａと、第１部分２０Ａに連なりかつ折返し部６ｂに沿って延びる第２部分２０Ｂとを含んでいる。第２部分２０Ｂは、折返し部６ｂのタイヤ半径方向の外端７ｂよりもタイヤ半径方向の内側で終端している。

補強層２０は、本実施形態では、並列された多数のコードとトッピングゴム（図示省略）とからなる。各コードは、タイヤ半径方向に対して傾斜している。コードの材質は、スチールである。トッピングゴムは、周知のゴム材料で成形されている。補強層２０は、ビードエーペックスゴム９が大きく倒れることを抑えるので、ビード耐久性能を向上する。

第１部分２０Ａ及び第２部分２０Ｂのそれぞれは、タイヤ半径方向の外端２１ａ、２１ｂを有している。各外端２１ａ、２１ｂは、第１ゴム部１０のタイヤ半径方向の外端１０ｅよりもタイヤ半径方向の外側に２mm以上離隔しているのが望ましい。これにより、走行中のビードコア５の回転が抑制される。このような観点より、第１部分２０Ａ及び第２部分２０Ｂの各外端２１ａ、２１ｂと、第１ゴム部１０の外端１０ｅとの間のタイヤ半径方向の距離ＬＴは、４mm以上がより望ましい。距離ＬＴが過度に大きくなると、ビード部４に剛性段差が生じ、ビード耐久性能が低下するおそれがある。このため、距離ＬＴは、８mm以下が望ましく、６mm以下がより望ましい。

本実施形態では、第２部分２０Ｂの外端２１ｂは、第１部分２０Ａの外端２１ａよりもタイヤ半径方向の外側に位置している。これにより、走行中のビードコア５の回転をより効果的に抑えることができる。ビード部４の剛性バランスを保ちつつ、ビードコア５の回転を効果的に抑える観点より、距離Ｌａは、第１ゴム部１０のタイヤ半径方向の長さＬＡの５．０％以上が望ましく、６．５％以上がさらに望ましく、１２％以下が望ましく、１０％以下がさらに望ましい。距離Ｌａは、第２部分２０Ｂの外端２１ｂと第１部分２０Ａの外端２１ａとの間のタイヤ半径方向の距離である。

本実施形態のビード部４は、さらに、リムＲ（図１に示す）と接触するチェーファ２２を含んでいる。チェーファ２２は、補強層２０よりもタイヤ軸方向の外側に配されている。チェーファ２２は、例えば、補強層２０のタイヤ半径方向の内側に延びている。チェーファ２２は、本実施形態では、折返し部６ｂのタイヤ半径方向の外端７ｂよりもタイヤ半径方向の外側に延びている。チェーファ２２は、例えば、架橋ゴムから形成される。

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の基本構造を有するサイズ２７５／８０Ｒ２２．５の重荷重用の空気入りタイヤが、表１の仕様に基づいて試作された。そして各試供タイヤのビード耐久性能についてテストが行われた。なお各試供タイヤの共通仕様やテスト方法は、以下のとおりである。
リム：２２．５×７．５０
内圧：９００kPa

＜ビード耐久性能＞
正規リムに組み込まれた各試供タイヤが、周知構造のドラム試験機上で走行された。各試供タイヤの内部には、水が充填されている。そして、ビード部の損傷が発生するまでの時間が測定された。結果は、実施例１を１００とする指数で表示されている。数値が大きいほどビード耐久性能が良好である。
速度：２０km/h
荷重：７９．５０kN

表に示すように、実施例のタイヤは、ビード耐久性能に優れている。

１ 空気入りタイヤ
４ ビード部
５ ビードコア
６ カーカス
９ ビードエーペックスゴム
１０ 第１ゴム部
１１ 第２ゴム部

Claims (8)

1. 空気入りタイヤであって、
   ビードコアがそれぞれ埋設された一対のビード部と、前記ビードコア間を延びるカーカスとを備え、
   前記ビードコアは、タイヤ半径方向の内側で略直線状にのびるコア内側面を備え、
   前記ビード部の幅がリム幅に保持されたリム組前の状態において、前記コア内側面は、タイヤ軸方向に対して２０度±２度で、タイヤ軸方向外側に向かってタイヤ半径方向外側に傾斜しており、
   前記一対のビード部のそれぞれには、前記ビードコアからタイヤ半径方向外側に延びるビードエーペックスゴムが設けられており、
   前記ビードエーペックスゴムは、タイヤ子午線断面において、前記ビードコアの周囲を覆うように配され、かつ、輪郭が円形又は略楕円形をなす第１ゴム部と、
   前記第１ゴム部からタイヤ半径方向外側にテーパ状に延びる第２ゴム部とを含み、
   前記第１ゴム部は、前記第２ゴム部よりもゴム硬度が大きく、
   前記ビード部において、前記カーカスを覆う補強層が設けられ、
   タイヤ子午線断面において、前記補強層は、Ｕ字状をなし、かつ、その両端は、前記第１ゴム部のタイヤ半径方向の外端よりもタイヤ半径方向の外側に２～６mm離隔している、 空気入りタイヤ。
2. 前記第１ゴム部のタイヤ半径方向の外端とビードベースラインとの間のタイヤ半径方向の距離は、タイヤ最大幅位置と前記ビードベースラインとの間のタイヤ半径方向の距離の１０％～６５％である、請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 前記ビードコアのタイヤ軸方向の内端位置において、前記第１ゴム部のタイヤ軸方向の厚さは、１．０～２．０mmである、請求項１又は２に記載の空気入りタイヤ。
4. 前記ビードコアのタイヤ半径方向の内端位置において、前記第１ゴム部のタイヤ半径方向の厚さは、１．０～２．０mmである、請求項１ないし３のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
5. 前記第１ゴム部のゴム硬度は、前記第２ゴム部のゴム硬度の１．６～２．０倍である、請求項１ないし４のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
6. 前記カーカスは、１枚のカーカスプライにより構成されており、
   前記カーカスプライは、前記ビードコアのそれぞれに至る本体部と、前記本体部に連なりかつ前記ビードコアで折り返される折返し部とを含み、
   前記補強層は、前記本体部に沿って延びる第１部分と、前記第１部分に連なりかつ前記折返し部に沿って延びる第２部分とを含み、
   前記第２部分のタイヤ半径方向の外端と前記第１部分のタイヤ半径方向の外端との間のタイヤ半径方向の距離は、前記第１ゴム部のタイヤ半径方向の長さの５．０％～１２％である、請求項１ないし５のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
7. 前記ビードコアは、その周囲が有機繊維コードを含むキャンバス布で覆われている、請求項１ないし６のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
8. 重荷重用である、請求項１ないし７のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。