JP2004322970A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】ビード部のベアの発生を防止する。
【解決手段】ビード部４は、正規リムにリム組しかつ正規内圧を充填した無負荷の基準状態におけるタイヤ回転軸を含む子午線断面において、ヒール領域４ｃに、タイヤ回転軸に対して４０〜５０゜の角度θでかつ軸方向外側に向かってタイヤ半径方向外側に直線状でのびる面取部９を有する。面取部９の両端間の長さＬを２．０〜４．０ｍｍとする。
【選択図】 図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ビード部のヒール領域におけるベアなどの加硫不良を減じるのに役立つ空気入りタイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図９は、従来の空気入りタイヤのビード部ｂの部分断面図を示す。ビード部ｂは、非伸張性のビードコアｆが埋設されており、その回りにカーカスプライｐが折り返されている。またタイヤによっては、前記カーカスプライｐに沿って補強コード層（図示せず）などが配されている。またビード部ｂは、リムのリムシート面に支持されるビードベース面ｃと、タイヤ半径方向にのびリムフランジ面に支持されるビード外側面ｄと、ビードベース面ｃとビード外側面ｄとの間を形成する円弧状のヒール領域ｅとを含む輪郭を持っている。
【０００３】
図１０（Ａ）は、空気入りタイヤを加硫する加硫金型ｍの一例を示す。加硫金型ｍは、トレッド部を成形するトレッド成型部ｍａと、サイドウォール部を成形するサイドウォール成型部ｍｂと、前記ビード部ｂを成形する取り外し可能なビードリングｍｃとで構成される。ビードリングｍｃは、図１０（Ｂ）に部分的に拡大してその断面を示すように、ビード部ｂの前記輪郭に等しい成形面、即ち、ビードシート面ｃを成形する第１の成形面ｇ１とビード外側面ｄを形成する第２の成形面ｇ２と、ヒール領域ｅを成形する円弧状の第３の成形面ｇ３とを含んで形成されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ビード部ｂは、前記カーカスプライｐの折り返しやコード補強層などの影響により、タイヤ周方向に厚さがバラツキやすい。そして、例えば図１１に略示するように、加硫金型でタイヤを加硫成形する際、ビード部ｂとビードリングｍｃの第３の成形面ｇ３との間に空気溜まりｉが残存しやすく、これにより成形後のタイヤにベアと呼ばれる加硫不良（凹み）が生じやすい。特にヒール領域ｅにおいては、生カバーのヒール円弧Ｒｂと、ビードリングｍ２のヒール円弧Ｒｍとが一致しない部分が周方向で複数箇所発生しやすく、ヒール領域ｅに上述の空気溜まりｉが生じるため、ベアが集中する傾向がある。
【０００５】
このようなベアを防止するために、例えば図１１に鎖線で示すように、ビードリングｍｃにベントホールｈを設けることが知られている。ベントホールｈは、一端がタイヤ成形面に貫通した小孔であり、他端側を大気圧に開放或いは負圧とすることにより、タイヤ生カバーとビードリングｍｃとの間の空気を吸引してベアの発生を防止するものである。ベントホールｈは、例えばドリル等の工具を用いて加工されるが、前記第３の成形面ｇ３は、円弧面であるため、ドリルの先端を精度良く位置決めしづらい。このため、ベントホールｈは、平面状をなす第１又は第２の成形面ｇ１、ｇ２に形成されることがある。
【０００６】
しかしながら、ベントホールｈは、空気と一緒にゴムの一部も吸い込むため、加硫後のビードシート面ｃやビード外側面ｄにスピューと呼ばれるひげ状の突起が形成されることとなる。このようなスピューは、ビード部ｂとリムとの密着性を阻害するため、トリミング工程によって除去する必要がある。これは、生産工程の複雑化を招き生産性を悪化させる。
【０００７】
本発明は、以上のような問題点に鑑み案出なされたもので、とりわけ請求項１記載の発明では、ヒール領域に、タイヤ回転軸に対して４０〜５０゜でかつ軸方向外側に向かってタイヤ半径方向外側に直線状でのびる面取部を設けることを基本として、加硫成形に際してビード部のヒール領域におけるベアの発生を減じるのに役立つ空気入りタイヤを提供することを目的としている。
【０００８】
また請求項３記載の発明は、前記面取部にスピューを形成することを基本として、より確実にベアの発生を抑制しうるとともに該スピューのトリミング作業を不要としうる空気入りタイヤを提供することを目的としている。
【０００９】
なおビード部のヒール領域に、面取状の部分を設けたものとして、下記の先行技術がある。
【００１０】
【特許文献１】
特開２００２−３６８３０号公報
【特許文献２】
特開２００２−２５４９０９号公報
【００１１】
しかしながら、これらの技術は、リム組みの作業性を向上することを課題としているため、ベアの発生防止を課題とする本発明とは思想が異なる。これに関連して、断面直線状の面取部にスピューを設ける着想は開示も示唆もされていない。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明のうち請求項１記載の発明は、環状のトレッド部と、該トレッド部の両端からタイヤ半径方向内方にのびるサイドウォール部と、該サイドウォール部の内方端に形成されたビード部とを有する空気入りタイヤであって、前記ビード部は、正規リムにリム組みしかつ正規内圧を充填した無負荷の基準状態におけるタイヤ回転軸を含む子午線断面において、ヒール領域に、タイヤ回転軸に対して４０〜５０゜でかつ軸方向外側に向かってタイヤ半径方向外側に直線状でのびる面取部を有し、しかも前記面取部の両端間の長さを２．０〜４．０ｍｍとしたことを特徴としている。
【００１３】
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”とする。また「ビード幅」は、ビード外側面間のタイヤ軸方向の距離とする。なお正規リムとしてリム巾が異なる２種以上が定められているときは、小さい方とする。また、「正規内圧」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” とするが、タイヤが乗用車用である場合には一律に１８０ｋＰａとする。
【００１４】
また請求項２記載の発明は、前記面取部に、加硫金型により形成されたタイヤ識別用の番号が設けられてなる請求項１記載の空気入りタイヤである。
【００１５】
また請求項３記載の発明は、前記面取部は、スピューが形成されてなる請求項１又は２に記載の空気入りタイヤである。
【００１６】
また請求項４記載の発明は、前記スピューは、前記面取部に対して実質的に垂直にのびることを特徴とする請求項３記載の空気入りタイヤである。
【００１７】
【発明の実施の形態】
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には本実施形態の空気入りタイヤ１の基準状態におけるタイヤ軸を含むタイヤ子午線断面図を示している。図１は、タイヤ右半分を示すが左半分も同様の形状を具える。また基準状態は、空気入りタイヤ１を正規リムＪにリム組しかつ正規内圧を充填した無負荷の状態を示す。また図２は、図１のビード部の部分拡大図、図３は図２からリムを省略してタイヤ１のみを取り出した断面図を示す。
【００１８】
空気入りタイヤ１は、環状のトレッド部２と、該トレッド部２の両端からタイヤ半径方向内方にのびる一対のサイドウォール部３と、該サイドウォール部３の内方端に形成されたビード部４とを有する。本実施形態の空気入りタイヤ１は、乗用車用のラジアルタイヤであって、後述する加硫金型により加硫成形される。また空気入りタイヤ１は、トレッド部２からサイドウォール部３を経てビード部４のビードコア５に至るカーカス６と、このカーカス６のタイヤ半径方向外側かつトレッド部２の内部に配されたベルト層７とによって補強されている。
【００１９】
前記カーカス６は、カーカスコードをタイヤ赤道Ｃに対して例えば７５゜〜９０゜の角度で配列したラジアル構造の１枚以上、本例では１枚のカーカスプライ６Ａで構成される。カーカスコードは、ポリエステルコード、ナイロン、レーヨン、アラミドなどの有機繊維コードが好適である。ただし、必要に応じてスチールコードも採用できる。カーカスプライ６Ａは、ビードコア５、５間を跨るトロイド状の本体部６ａと、ビードコア５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６ｂとを有するものが例示される。前記本体部６ａと折返し部６ｂとの間には、ビードコア５から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８が配され、ビード部４が補強される。また前記ベルト層７は、スチールコードをタイヤ赤道に対して例えば１０〜４５°の角度で傾けて配列した２枚のベルトプライ７Ａ、７Ｂによって構成されたものを示す。
【００２０】
ビード部４は、前記基準状態におけるタイヤ回転軸を含む子午線断面において、正規リムＪのリムシート面Ｊ１に支持されるビードベース面４ａと、タイヤ半径方向にのびリムフランジ面Ｊ２の本例では垂直面に支持されるビード外側面４ｂと、これらの間のヒール領域４ｃとを含む輪郭を持っている。ビードベース面４ａと、ビード外側面４ｂとは、タイヤ子午線断面において略直線状で形成されたものが例示される。これは、リムシート面Ｊ１、リムフランジ面Ｊ２との密着性を高め、気密性を保持するのに役立つ。
【００２１】
本実施形態の空気入りタイヤ１は、前記ヒール領域４ｃを、タイヤ回転軸Ｎに対して４０〜５０゜の角度θでかつ軸方向外側に向かってタイヤ半径方向外側に直線状でのびる面取部９で形成したものが例示される。図４には、この面取部９を含め空気入りタイヤ１を加硫成形した加硫金型Ｍの断面図を示す。
【００２２】
加硫金型Ｍは、前記トレッド部２を成形するトレッド成型部Ｍ１と、サイドウォール部を成形するサイドウォール成型部Ｍ２と、ビード部４を成形するビードリングＭ３とを組み立てて構成される。ビードリングＭ３は、図５、図６に示すように、ビード部４を成形しうるビード成形面１３を持っている。該ビード成形面１３は、ビードベース面４ａを成形する平面を含むビードベース成形面１０と、ビード外側面４ｂを成形しうる平面を含むビード外側成形面１１と、前記面取部９を成形しうる面取部成形面１２とを含んでいる。面取部成形面１２は、タイヤ子午線断面において、タイヤ回転軸に対して４０〜５０゜の角度βでかつ軸方向外側に向かってタイヤ半径方向外側に直線状でのびるものとして形成される。これにより、ビードリングＭ３のビード成形面１３は、面取部成形面１２の両端部に円周方向にのびる２本の稜線Ｅ１、Ｅ２を有するコーナ部Ｃ１、Ｃ２が形成されたものを例示する。
【００２３】
図７には、ビードリングＭ３と空気入りタイヤ１の生カバーのビード部１４との加硫初期の状態を模式的に示す。ビード部１４は、そのヒール領域がほぼ円弧状に形成されるが、ビード成形面１３は、平面からなる３つの成形面１０、１１及び１２で形成される。このため、ビード部１４とビード成形面１３との間には、前記稜線Ｅ１、Ｅ２を含むコーナ部Ｃ１、Ｃ２にゴムが満たされない空気溜まりｉが形成される。この空気溜まりｉは、ビード部１４の厚さがタイヤ周方向でばらついていても稜線によって周方向に連続して形成される。
【００２４】
また空気溜まりｉは、ブラダー１６（図４に示す）によるタイヤ内腔側からの圧力と、熱エネルギーによるゴムの塑性流動、さらには加硫金型Ｍに適宜に設けられたベントホールからの吸引によって徐々に減じられる。この際、エッジを有するコーナ部Ｃ１、Ｃ２によって、空気溜まりの周方向の連続性が維持され易く、空気の排出効果が向上し、ベアを生じさせる閉鎖された大きな空気溜まりが形成されるのを防止できる。また上述のビードリングＭ３は、従来のもの（図１１に示す）に比べると、製造時にヒール領域の円弧加工が不要となるため、該ビードリング自体の生産性に優れかつ加工精度を向上するのにも役立つ。
【００２５】
ここで、前記面取部成形面１２のタイヤ回転軸に対する角度βが小さすぎてもまた大きすぎても、上述のベアの防止効果を十分に発揮することができない。このような観点より、前記角度βは４０〜５０゜、より好ましくは４３〜４７゜に設定するのが特に望ましい。これにより、加硫成形された空気入りタイヤ１においても、面取部９の前記角度θが４０〜５０゜に設定される。また面取部成形面１２の両端部の長さＬｍ（図６に示す）は、小さすぎると、空気溜まりをタイヤ周方向に途切れなく連続させる効果が小さくなり、逆に大きすぎてもビードベース面４ａの面積が減じられリムとの嵌合性能が低下するなど好ましくない。このような観点より、前記長さＬｍは２．０〜４．０ｍｍ、より好ましくは２．５〜３．５ｍｍとするのが望ましい。これにより、加硫成形された空気入りタイヤ１においても、面取部９の長さＬ（面取分９に沿った長さ）が２．０〜４．０ｍｍに設定される。
【００２６】
以上のように、ヒール領域４ｃに、タイヤ回転軸Ｎに対して４０〜５０゜でかつ軸方向外側に向かってタイヤ半径方向外側に直線状でのびる所定長さの面取部９が加硫成形により形成された空気入りタイヤ１は、ベアを減じる効果がある。
【００２７】
また本実施形態の加硫金型Ｍは、より確実にベアの発生を防止するために、前記面取部成形面１２に、ベントホール１７を有するものが例示される。該ベントホール１７は、断面円形の小孔からなり、周方向に隔設される。ベントホール１７の一端は、前記両側の稜線Ｅ１、Ｅ２の間で面取部成形面１２に開口するとともに、他端側が通路１８を介して負圧発生器１９に連通される。なおブラダー１６の圧力が作用するため、ベントホール１７の他端は単に大気圧に開放されていても良い。また本実施形態のベントホール１７は、図６に仮想線で示すように、ドリルＤによってビードリングＭ３に穿設される。この際、ドリルＤの長手方向を面取部成形面１２と直角に保持して穿孔することにより、ベントホール１７は、面取部成形面１２に対して実質的に垂直にのびる。このようなベントホール１７は、円弧面に加工を施す場合と比較すると、ドリルＤの刃先の固定が容易となり、かつ加工時においてもドリルのブレなどを減じてより精度良く位置決めをなしつつヒール領域にベントホール１７を確実に形成できる。
【００２８】
ベントホール１７は、周方向の配設個数が少なすぎると、空気の排出効果が十分でないため、各側のビード部４においてそれぞれ周上略等間隔に１０個以上設けるのが好ましい。なおベントホールの配設個数の上限は、特に限定はされないが、加工工程の大幅な増加を防止する意味で２０個程度に抑えるのが好ましい。また特に限定はされないが、ベントホール１７の内径は、小さすぎると空気の排出効果が低下しやすく、逆に大きすぎてもゴム漏出量が大となり好ましくない。このような観点より、ベントホール１７の内径は、例えば０．３〜１．５ｍｍ、より好ましくは０．６〜１．０ｍｍ程度に設定するのが望ましい。なお本例のベントホール１７は、ドリルによって加工された孔からなるものを示すが、このような場合、孔の内径が小さくなるにつれて加工性が悪化し易い。従って、例えば前記面取部成形面１２に、中孔を有するパイプ状のベントピースを埋着しその中孔によりベントホール１７を形成することもできる。この場合、前記実施形態よりも加工性が向上し、かつ中孔にゴム等の目詰まりが生じてもベントピース自体を交換しうるなどメンテナンス性を向上しうる点で好ましい。
【００２９】
図８に示すように、このようなビードリングを用いて加硫した空気入りタイヤ１では、前記面取部９に、ベントホール１７へと進入したひげ状のスピュー２０が一体に成形される。該スピューは、面取部９に対して直角にのびている。本実施形態の空気入りタイヤ１は、特にこの部分のスピュー２０をトリミングによって除去していない。即ち、リムＪは、リムシート面Ｊ１とリムフランジ面Ｊ２との間に、円弧状の曲面部Ｊ３が形成されており、図３に示すように、タイヤリム組み時には面取部９と円弧面Ｊ３との間に隙間が形成されるため、該隙間の中にスピュー２０を変形させて押し込めうる。従って、スピュー２０は、リムシート面Ｊ１とビードベース面４ａとの密着、及びリムフランジ面Ｊ２とビード外側面４Ｂとの密着を阻害しないから、トリミング工程などにより除去する必要がない。なお円弧状のヒール領域にこのようなスピューが形成された場合、該スピューはリムとの嵌合性を阻害するため、通常はトリミングによって精度良く除去する必要がある。
【００３０】
また本実施形態の空気入りタイヤ１は、図８に示すように、面取部９に、加硫金型により形成されたタイヤ識別用の番号２１が本例では凸部として設けられる。前記番号２１には、数字、文字又は図形が含まれる。またこれに対応して、ビードリングＭ３の前記面取部成形面１２には、図５に示すように、前記タイヤ識別用の番号２１を成型するための刻印２０が凹設されている。該刻印２０は、例えばポンチ等を用いて形成されるが、他の加工法によって形成されても良い。このような番号２１を設けるためにも、面取部９の前記長さＬは２．０ｍｍ以上とすることが望ましい。
【００３１】
タイヤ識別用の番号２１としては、例えばシリアル番号又はビードリング番号を含むことが望ましい。タイヤが同一サイズであっても、プライレーティングやその他の設計仕様によっては、ビードリングＭ３だけを変更することがある。従って、図８に示したように、面取部９に成形されたタイヤ識別用の番号２１を確認することによって、タイヤの設計仕様通りに正しいビードリングＭ３で加硫されたか否かを目視によって容易に確認することができる。またこの番号２１を確認することにより、タイヤの製造ロット保証や製品トレースが可能となる。さらに面取部９は、リム組時においては、フランジの円弧面Ｊ３との間の隙間に面するため、前記タイヤ識別用の番号２１が、隆起模様として形成されていてもリム組性や嵌合性能を悪化させることもない。またリムずれが生じても摩滅することが防止できる。
【００３２】
【実施例】
タイヤサイズが１９５／６５Ｒ１５の乗用車用空気入りラジアルタイヤを表１の仕様により試作し、ビード部のヒール領域のベアの発生状況を調べた。ビードリングにベントホールを設けたものは、内径１．０ｍｍとし、各ビード部側それぞれにタイヤ周方向で１６カ所設けた。またベアの発生状況は、検査員の目視と触診とにより、以下の基準で５段階で判定した。数値が大きいほど良好である。
５：ベアの発生なし
４：ベアが僅かに発生しているものの修理不要で許容できるレベル
３〜２：修理が必要なベアが発生している
１：修理が不能なベアが発生している
テストの結果などを表１に示す。
【００３３】
【表１】

【００３４】
【発明の効果】
上述したように、請求項１記載の発明では、ビード部のヒール領域にベアの発生が少ない空気入りタイヤを提供しうる。
【００３５】
また請求項２記載の発明のように、面取部に、加硫金型により形成されたタイヤ識別用の番号が設けられている。これにより、ビード部のヒール領域を確認することにより、タイヤの製造ロット保証や製品トレースが可能となる。また面取部は、リム組時においては、フランジの円弧面との間の隙間に面するため、リム組み時の嵌合性などの悪化を招くことが無く、かつ走行時のリムずれ等によっても前記記号等が摩滅することも無い。
【００３６】
また請求項３記載の発明のように、前記面取部にスピューが形成されたときには、該スピューを形成するためのベントホールによって、空気の排出効果がより一層高められ、さらに確実にベアの発生が抑制された空気入りタイヤを提供しうる。
【００３７】
また請求項４記載の発明のように、前記スピューは、前記面取部に対して実質的に垂直にのびるものが例示される。つまり、ベントホールをビードリングの面取部成形面に対して直角に形成でき、加工精度や加工性を向上しうる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態を示す空気入りタイヤの基準状態の断面図である。
【図２】そのビード部の部分拡大図である。
【図３】リム組みした状態でのビード部の断面図である。
【図４】加硫金型の一例を示す断面図である。
【図５】そのビードリングの部分斜視図である。
【図６】ビードリングの部分拡大図である。
【図７】ビード成形面とビード部との接触状態を示す断面略図である。
【図８】空気入りタイヤのビード部をタイヤ回転軸側から見た斜視図である。
【図９】従来のビード部の断面図である。
【図１０】（Ａ）は加硫金型の断面図、（Ｂ）はそのビードリングの部分拡大図である。
【図１１】ビード成形面とビード部との接触状態を示す断面略図である。
【符号の説明】
１ 空気入りタイヤ
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
７ ベルト層
９ 面取部
Ｍ 加硫金型
Ｍ３ ビードリング

Claims (4)

1. 環状のトレッド部と、該トレッド部の両端からタイヤ半径方向内方にのびるサイドウォール部と、該サイドウォール部の内方端に形成されたビード部とを有する空気入りタイヤであって、
   前記ビード部は、正規リムにリム組しかつ正規内圧を充填した無負荷の基準状態におけるタイヤ回転軸を含む子午線断面において、
   ヒール領域に、タイヤ回転軸に対して４０〜５０゜でかつ軸方向外側に向かってタイヤ半径方向外側に直線状でのびる面取部を有し、
   しかも前記面取部の両端間の長さを２．０〜４．０ｍｍとしたことを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記面取部に、加硫金型により形成されたタイヤ識別用の番号が設けられてなる請求項１記載の空気入りタイヤ。
3. 前記面取部は、スピューが形成されてなる請求項１又は２に記載の空気入りタイヤ。
4. 前記スピューは、前記面取部に対して実質的に垂直にのびることを特徴とする請求項３記載の空気入りタイヤ。

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