JP2001253216A - 空気入りタイヤのビード部構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 車輪のユニフォミティを向上させてＲＦＶを
有効に抑制し、併せてビード部の耐久性を向上させる。 【解決手段】 タイヤビード部２に、リム３の幅方向断
面内で傾斜ビードシート６を隅丸凹部７側へ延長した直
線１と、湾曲フランジ８の内面に接してリム中心軸線に
直交する直線ｍとの交点Ｐと対応する、タイヤ設計上の
基点Ｑを通り、そこからタイヤ中心軸線に下した垂線ｎ
よりタイヤ幅方向外側へ突出する膨出ヒール９を設け、
この膨出ヒール９のゴム硬度をＪＩＳ硬度で65度以上と
するとともに、膨出ヒール９の、タイヤ幅方向断面内で
の曲率半径Ｒ₁ を6.5mm 以下とし、その膨出ヒールの、
サイドウォール部側の隣接部分に環状窪み１０を設け、
この環状窪みの、タイヤ幅方向断面内での曲率半径Ｒ₂
を、膨出ヒール９の前記曲率半径Ｒ₁ の 0.8倍以上 2.0
倍以下とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、リム組みタイ
ヤ、いいかえれば車輪のすぐれたユニフォミティをもた
らす空気入りタイヤ、とくにはそのビード部構造に関
し、二つ割りリム、深底リム、広幅深底リムその他の、
ＪＡＴＭＡ等で規格が定められたリム（以下「規格リ
ム」という）に組立てた車輪のユニフォミティの向上を
実現して、ラジアルナンナウト（以下「ＲＲＯ」とい
う）を低減し、ラジアルフォースバリエーション（以下
「ＲＦＶ」という）を有効に抑制することに加え、ビー
ド部の耐久性の向上をもたらすものである。

【０００２】

【従来の技術】従来は、車輪のＲＦＶの低減を目的とし
て、タイヤそれ自体のＲＦＶをその全周にわたって測定
して、その測定値が最大となった位置を、そのタイヤを
組付ける規格リムの、外周振れの最も小さい位置に一致
させてリム組みを行うことが広く一般に行われていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、近年におい
ては、リムの加工精度が大きく向上したことにより、上
述したような手法をもってしても、車輪のＲＦＶを有効
に低減させることができず、むしろ、車輪のＲＦＶの、
最大値と最小値との差が、タイヤそれ自体のＲＦＶの同
様の差より大きくなってしまうことがしばしばあった。

【０００４】これは、加工精度の高いリムにＲＲＯの良
好なタイヤを組付けた場合であっても、車輪としてのＲ
ＲＯが小さくならないことを意味するものであり、その
原因は、タイヤのリム組みの際における偏心装着にある
と考えられている。すなわち、従来タイヤでは、それを
リム組みするに際し、図３に例示するように、タイヤ21
のビード部22の外面と、リム23の隅丸凹部24から湾曲フ
ランジ25にわたる部分との間に、比較的大きな閉止間隙
26が発生するとともに、その閉止間隙26の位置および大
きさが、タイヤ周方向で種々に変化することになり、こ
れが車輪のＲＲＯの変化の大きな要因であると考えられ
ている。

【０００５】そこで、このような閉止間隙26の、タイヤ
周方向での変動を少なくするべく、特開平３−189201号
公報では、車輪のショルダー部におけるＲＲＯを周上で
測定して、その値の大きい個所で、タイヤのビード部と
リムのフランジとの間にスペーサを介装することとして
いるが、このことによれば、リム組みおよび内圧充填操
作を反覆することが必要になって作業性が悪いことに加
え、車輪に大きな力が作用することによって、タイヤと
リムとの相対位置が変化して再度の修正が必要になると
いう問題があった。

【０００６】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してなされたものであ
り、リムへのタイヤの組付けに当り、とくには、タイヤ
ビード部と、リムの隅丸凹部との間への隙間の発生を防
止することによって、タイヤの同心装着を容易に実現し
て車輪のユニフォミティを高め、それのＲＦＶを有効に
低減させることができ、併せて、ビード部の耐久性を有
効に向上させることができる、空気入りタイヤのビード
部構造を提供するものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明の、空気入りタ
イヤのビード部構造は、傾斜ビードシートと、この傾斜
ビードシートの幅方向の外側に順次に連なる隅丸凹部お
よび、外向きに反曲する湾曲フランジとを具える規格リ
ムに適用できる空気入りタイヤに設けたものであって、
ビード部に、リムの幅方向断面内で傾斜ビードシートを
隅丸凹部側へ延長した直線と、湾曲フランジの内面に接
してリム中心軸線に直交する直線との交点と対応する、
タイヤ設計上の基点を通り、そこからタイヤ中心軸線に
下した垂線よりタイヤ幅方向外側へ突出する膨出ヒール
を設け、この膨出ヒールのゴム硬度をＪＩＳ硬度で65度
以上とするとともに、膨出ヒールの、タイヤ幅方向断面
内での曲率半径6.5mm 以下とし、その膨出ヒールの、サ
イドウォール部側の隣接部分に環状窪みを設け、この環
状窪みの、タイヤ幅方向断面内での曲率半径を、膨出ヒ
ールの前記曲率半径の 0.8倍以上 2.0倍以下としたもの
である。

【０００８】以下にこのことを図１に示すところに基づ
いてより具体的に説明する。図中１はタイヤを、２はそ
のビード部をそれぞれ示し、３は、タイヤ１のビード部
２を嵌め合わせる規格リムを示す。また４は、タイヤの
サイドウォール部を、そして５は、ビード部２に埋設し
たビードコアをそれぞれ示す。ここで規格リム３は、た
とえば５°±１°の角度で傾斜する傾斜ビードシート６
と、この傾斜ビードシート６の幅方向外側に連続する隅
丸凹部７と、それのさらに外側に連続して外向きに反曲
する湾曲フランジ８とを具える。

【０００９】そしてこの発明では、ビード部２に、リム
３の隅丸凹部７に密着する膨出ヒール９を設ける。この
膨出ヒール９の、タイヤの加硫成形時における膨出量ｄ
は、リム３の、図示のような幅方向断面内で、傾斜ビー
ドシート６を隅丸凹部側へ延長した直線ｌと、湾曲フラ
ンジ８に接触してリム３の中心軸線に直交する直線ｍと
の交点Ｐと対応する、タイヤ設計上に予定される基点Ｑ
を通り、そこからタイヤ中心軸線に下した垂線ｎを基準
として定められ、ここではその膨出量ｄを２mm以上とす
ることが好ましい。

【００１０】このようなビード部２において、少なくと
も膨出ヒール９の部分は、ＪＩＳ硬度が65度以上の硬質
ゴムにて形成し、またその膨出ヒール９の、図示のよう
なタイヤ幅方向断面内での曲率半径Ｒ₁ を 6.5mm以下、
より好ましくは、 4.0mm以上6.5mm 以下とする。ここで
好ましくは、ビード部２に埋設したビードコア５の、ビ
ード部高さ方向のコード積上げ段数を、ビード部幅方向
のコード並列本数と同一もしくはそれ以上とする。

【００１１】さらにここでは、膨出ヒール９の、サイド
ウォール部側の隣接部分に環状窪み10を設けて、この環
状窪み10の、これもタイヤ幅方向断面内での曲率半径Ｒ
₂ を、膨出ヒール９の曲率半径Ｒ₁ の 0.8倍以上 2.0倍
以下、より好ましくは、 1.0倍以上 2.0 倍以下とす
る。

【００１２】なお、以上に述べたところにおいて、膨出
ヒール９を、図２に示すように、そこに埋設した輪状芯
11によって補強することもでき、この場合には、その輪
状芯11を、スチールコード、有機繊維コードなどを用い
た非伸長性の無端バンドとすることが好ましい。

【００１３】

【作用】一般にタイヤ１には、前述した直線ｌと直線ｍ
との交点Ｐからリム中心線までの距離を半径とする円の
直径で定義されるリム径Ｄに対して適切な締め代がビー
ド部２に付与されている。このようなビード部２を具え
るタイヤ１の、リム上への配設は、それぞれのビード部
２につき、規格リム３の湾曲フランジ８の周りでそれを
部分的に順次に乗り越えさせることによって行われ、そ
の後に続くタイヤ１の組付けはそのタイヤ内へ、規定内
圧に達するまで内圧を充填して、タイヤビード部２を傾
斜ビードシート６に沿って、ビード部外面が湾曲フラン
ジ８に接触するまで外側方向へ押し進めることにより行
われる。

【００１４】このリム組みの進行状況を、図３に示す従
来タイヤについてみるに、ビード部22は、それが傾斜ビ
ードシート上を外側方向へ移動するにつれて緊締嵌合度
合いが高まることになるが、その移動の妨げとなるビー
ド部22の摩擦抵抗は、その全周にわたって必ずしも均一
とはならないので、ビード部外面の多くの部分は、はじ
めに、リム23の湾曲フランジ25に接触することになり、
この接触状態は、ビード部外面の周方向位置によって相
違することになる。そして、このような接触状態が一旦
発生すると、ビード部外面とリム23との間の閉止間隙26
に封じ込められた空気が、ビード部22の、傾斜ビードシ
ートに沿うそれ以上の外側方向移動を、それの圧力増加
によって制限するので、その閉止間隙26の半径方向位
置、大きさなどがタイヤの周方向位置によって種々に相
違することに起因して、タイヤそれ自体が十分なユニフ
ォミティをもって加硫成形されていても、車輪としての
ＲＲＯが大きくなり、結果としてＲＦＶが大きくなる。

【００１５】これに対し、この発明によれば、上述した
ようなリム組みの進行に際し、はじめに、膨出ヒール９
がリム３の隅丸凹部７に密着し、次いで、その膨出ヒー
ル９の圧縮変形下でビード部外面が湾曲フランジ８に接
触することになるので、ビード部外面とリムとの間の、
前述したような閉止間隙26の発生が十分に防止されてタ
イヤ１の中心軸線は、規格リム３の中心軸線に容易にか
つ高い精度をもって整合することになり、それ故に、車
輪のＲＲＯを低減してＲＦＶを、長期間にわたって有効
に抑制することができる。

【００１６】ここで、膨出ヒール９の膨出量ｄは、前述
したような閉止間隙26を埋め込むに十分な寸法とし、通
常の乗用車用タイヤにおいては、２mm〜４mmの範囲とす
ることが好ましい。またビード部２は、少なくとも膨出
ヒール９において、ゴム硬度をＪＩＳ硬度で65度以上と
することにより、膨出ヒール９、ひいてはビード部２を
隅丸凹部７に、強固に嵌め込み固定することができ、ま
た、その膨出ヒール９の、隅丸凹部７に対する全周での
均等接触を有効に導くことができるが、その硬度は、硬
すぎるとリムとタイヤとの間のコンプレッション量が確
保できず、気密性に問題が生じるため、80度までとする
ことが好ましい。

【００１７】ところで、車輪の寸法安定性を十分に高め
るには、膨出ヒール９をリム３の隅丸凹部７に、安定に
かつ正確に接触させることが好ましく、これがために
は、膨出ヒール９を凸曲面とするとともに、その曲率半
径Ｒ₁ を、一般的な規格リム３の隅丸凹部７の曲率半径
を越えることのない寸法、いいかえれば 6.5mm以下とす
ることが有効である。この一方において、膨出ヒール９
は、隅丸凹部７に大きな力で押圧されるため、その曲率
半径Ｒ₁ が小さくなりすぎると、隅丸凹部７への接触面
積が減少して圧力が高くなりすぎ、この結果として、膨
出ヒール９に、いわゆる「へたり」を生じることがある
ので、曲率半径Ｒ₁ は４mm以上とすることが好適であ
る。

【００１８】そしてさらに、膨出ヒール９に隣接して位
置して、リム３の湾曲フランジ８に対向する部分は、車
輪としてのリム組みタイヤを実際に使用するに際して、
種々の応力が繰返し作用する部分であるので、ここで
は、その部分に、凹曲面の環状窪み10を設けるととも
に、その曲率半径Ｒ₂ を、膨出ヒール９の曲率半径Ｒ₁
の0.8 倍以上、好ましくは 1.0倍以上とすることによっ
て、そこへのクラックの発生を防止する。なお、この曲
率半径Ｒ₂ は、形状的にヒールの膨出量を効果的に確保
するため、曲率半径Ｒ₁ の 2.0倍以下とすることが有効
である。

【００１９】

【実施例】以下に、膨出ヒールの膨出量、膨出ヒールの
ゴム硬度、膨出ヒールの曲率半径Ｒ₁ および環状窪みの
曲率半径Ｒ₂ が、車輪のＲＲＯ(mm)、ＲＦＶ(kgf) 、ビ
ード部耐久性などに与える影響について述べる。タイヤ
種を乗用車用チューブレスタイヤとし、そのサイズを 2
05／65Ｒ15とするとともに、適用リムを15×６ＪＪとし
た車輪において、はじめに、膨出ヒール９のＪＩＳ硬度
を70度とし、膨出ヒール９の曲率半径Ｒ ₁ および、環状
窪み10の曲率半径Ｒ₂ をともに 5.5mmとして、その膨出
ヒール９の膨出量ｄを０mm〜４mmの範囲で変化させた。

【００２０】このときのＲＲＯおよびＲＦＶのそれぞれ
は、表１に示すところから明らかなように、膨出量ｄを
2.0mm以上とした場合に有効に改善されることになる。

【００２１】

【表１】

【００２２】次いで、膨出ヒール９の膨出量ｄを 2.0mm
とし、膨出ヒール９の曲率半径Ｒ₁および、環状窪み10
の曲率半径Ｒ₂ をともに 5.5mmとして、その膨出ヒール
９のＪＩＳ硬度を55度〜80度の範囲で変化させた。この
場合のＲＲＯおよびＲＦＶのそれぞれは、表２に示すよ
うに、65度以上のゴム硬度において効果的に抑制される
ことになる。

【００２３】

【表２】

【００２４】また、膨出ヒール９の膨出量ｄを 2.0mm、
それのＪＩＳ硬度を70度とし、膨出ヒール９の曲率半径
Ｒ₁ を 2.0mm〜8.0mm の範囲内で変化させるとともに、
環状窪み10の曲率半径Ｒ₂ を、その曲率半径Ｒ₁ の 1.0
倍とした場合における、ＲＲＯおよびＲＦＶを測定する
とともに、タイヤ内圧を3.0kgf／cm² 、荷重を1030kgf
としてドラム上を20000km 走行させた後の、膨出ヒール
９の破壊強度を測定したところ表３に示す通りとなっ
た。なお、破壊強度は、新品時のそれを指数100 として
指数表示した。

【００２５】

【表３】

【００２６】表３によれば、曲率半径Ｒ₁ が 4.0mm以上
で膨出ヒール９のへたりが少なくなる一方、それが 6.5
mmを越えると、ＲＲＯおよびＲＦＶがともに急激に低下
することが明らかである。

【００２７】さらに、膨出ヒール９の膨出量ｄを 2.0m
m、それのＪＩＳ硬度を70度とし、膨出ヒール９の曲率
半径Ｒ₁ を 6.5mmとして、環状窪み10の曲率半径Ｒ₂ を
2.0mm〜10.0mmの範囲で変化させた場合における、その
環状窪み10へのクラックの発生の有無は表４に示す通り
となった。なお、クラックの発生の有無は、前述した破
壊強度試験と同様のドラムテストを行った後、環状窪み
10を目視にて評価した。

【００２８】

【表４】

【００２９】これによれば、曲率半径Ｒ₂ が、曲率半径
Ｒ₁ の 0.8倍以上になると、クラックの発生を有効に防
止し得ることが解かる。

【００３０】

【発明の効果】かくして、この発明によれば、リムの形
状に変更を加えない慣用のものを用い、リム組み操作に
も格別な考慮を払う必要もなく、膨出ヒールの、隅丸凹
部への的確な着座が行われるので、リム組みした車輪の
ＲＲＯを小さくして、ＲＦＶを有効に抑制することがで
きる。

【００３１】しかもここでは、膨出ヒールのＪＩＳ硬度
を65度以上とすることにより、その膨出ヒールを、隅丸
凹部に、より均等に固定して、ＲＦＶをより有効に抑制
することができ、また、その膨出ヒールを、リムの所定
位置に長期にわたって強固に維持固定することができ
る。

【００３２】そしてさらには、膨出ヒールの曲率半径を
6.5mm以下とすることによって、その膨出ヒールを隅丸
凹部に安定かつ正確に密着させて、車輪の寸法安定性を
一層高めることができ、また、環状窪みの曲率半径を、
膨出ヒールのそれの 0.8倍以上 2.0倍以下とすることに
よって、車輪の寸法安定性を高めたままで、その環状窪
みへのクラックの発生を十分に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施例をリム組み前後の態様で示
す説明図である。

【図２】 膨出ヒールの他の例を示す部分断面図であ
る。

【図３】 従来タイヤのリム組み状態を示す部分断面図
である。

【符号の説明】

１ タイヤ ２ ビード部 ３ リム ４ サイドウォール部 ５ ビードコア ６ 傾斜ビードシート ７ 隅丸凹部 ８ 湾曲フランジ ９ 膨出ヒール 10 環状窪み Ｒ₁ 膨出ヒールの曲率半径 Ｒ₂ 環状窪みの曲率半径

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 傾斜ビードシート（６）と、この傾斜ビ
   ードシートの幅方向の外側に順次に連なる隅丸凹部
   （７）および、外向きに反曲する湾曲フランジ（８）と
   を具える規格リム（３）に適用できる空気入りタイヤ
   （１）のビード部構造であって、 ビード部（２）に、リム（３）の幅方向断面内で傾斜ビ
   ードシート（６）を隅丸凹部（７）側へ延長した直線
   （１）と、湾曲フランジ（８）の内面に接してリム中心
   軸線に直交する直線（ｍ）との交点（Ｐ）と対応する、
   タイヤ設計上の基点（Ｑ）を通り、そこからタイヤ中心
   軸線に下した垂線（ｎ）よりタイヤ幅方向外側へ突出す
   る膨出ヒール（９）を設け、この膨出ヒール（９）のゴ
   ム硬度をＪＩＳ硬度で65度以上とするとともに、膨出ヒ
   ール（９）の、タイヤ幅方向断面内での曲率半径（Ｒ
   ₁ ）を6.5mm 以下とし、その膨出ヒールの、サイドウォ
   ール部側の隣接部分に環状窪み（１０）を設け、この環
   状窪みの、タイヤ幅方向断面内での曲率半径（Ｒ₂ ）
   を、膨出ヒール（９）の前記曲率半径（Ｒ₁ ）の 0.8倍
   以上 2.0倍以下としてなる空気入りタイヤのビード部構
   造。