JP2007001388A - 空気入りタイヤ - Google Patents

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Abstract

【課題】耐久性能を向上できる空気入りタイヤを提供すること。
【解決手段】この空気入りタイヤ1は、一対のビードコア21(21)と、ビードコア21のタイヤ径方向外側に配置されるビードフィラー22と、ビードコア21、21間にトロイド状に架け渡されて配置されるカーカスプライ3と、ビード部に配置される補強材23とを含む。そして、補強材23には、コード材を有するカバー材6がタイヤ周方向に沿って螺旋状かつ連続的に巻き付けられている。
【選択図】 図1

Description

この発明は、空気入りタイヤに関し、さらに詳しくは、耐久性能を向上できる空気入りタイヤに関する。
近年、車両の高性能化やドレスアップを目的としてホイールのハイインチ化が進んでおり、これに伴って空気入りタイヤの低扁平化が顕著となっている。かかる空気入りタイヤでは、耐久性能(タイヤ剛性)を向上すべき課題がある。特に、欧州車向けの空気入りタイヤでは、アウトバーンなどを高速走行するために、かかる課題に関する要請が強い。
かかる課題において、従来の空気入りタイヤには特許文献1に記載される技術が知られている。従来の空気入りタイヤは、ビードワイヤの外周側に配されたビードフィラーが、ゴム被覆された有機繊維コードを螺旋状に巻き回してなる巻回層をタイヤ幅方向に複数積層してなることを特徴とする。
特開2000−198329号公報
この発明は、耐久性能を向上できる空気入りタイヤを提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、この発明にかかる空気入りタイヤは、一対のビードコアと、前記ビードコアのタイヤ径方向外側に配置されるビードフィラーと、前記ビードコア間にトロイド状に架け渡されて配置されるカーカスプライと、ビード部に配置される補強材とを含む空気入りタイヤであって、前記補強材には、コード材を有するカバー材がタイヤ周方向に沿って螺旋状かつ連続的に巻き付けられていることを特徴とする。
この空気入りタイヤでは、補強材に、コード材を有するカバー材がタイヤ周方向に沿って螺旋状かつ連続的に巻き付けられるので、サイドウォール部の剛性(タイヤ剛性)が確保されてタイヤの耐久性能が向上する利点がある。
また、この発明にかかる空気入りタイヤは、前記コード材の巻き付け密度が15/50[本/mm]以上80/50[本/mm]以下の範囲内にあるように前記カバー材が前記補強材に巻き付けられ、且つ、前記コード材の直径dおよびコード間距離αがα≧d/3の関係を満たす。
この空気入りタイヤでは、コード材の巻き付け密度、ならびに、コード材の直径dおよびコード間距離(隣接するコード材の外面間の距離)αの関係が適正化されているので、タイヤの耐久性能の低下ならびにカバー材による補強効果の低下が抑制される利点がある。
また、この発明にかかる空気入りタイヤは、タイヤ径方向に対する前記カバー材の巻き付け角度が80[deg]以下である。
この空気入りタイヤでは、タイヤ径方向(補強材の径方向)に対するカバー材の巻き付け角度(傾斜角)が適正化されているので、タイヤ剛性が好適に確保されると共にユニフォミティが向上する利点がある。
また、この発明にかかる空気入りタイヤは、タイヤ径方向に対する前記カバー材の巻き付け角度が車両外側と車両内側とで相異されることにより、車両外側および車両内側間のタイヤ剛性が調整される。
この空気入りタイヤでは、タイヤ径方向に対するカバー材(コード材)の巻き付け角度(および巻き付け方向)が車両外側(タイヤが車両に装着された状態における車両の外側)と車両内側とで相異することにより、車両外側および車両内側間のタイヤ剛性が相異するので、タイヤの左右にかかる剛性バランスの均一化が可能となる利点がある。
また、この発明にかかる空気入りタイヤは、前記補強材がJIS−A硬度(JISK6253)70以上98以下の硬度を有するゴム材料から成る。
この空気入りタイヤでは、補強材がJIS−A硬度(JISK6253)70以上98以下の硬度を有するゴム材料から成るので、カバー材の巻き付け時にて補強材の形状が維持される(補強材に対してカバー材が安定的に巻き付けられる)利点がある。
また、この発明にかかる空気入りタイヤは、前記カバー材が、前記補強材と前記補強材を挟み込む周囲の部材との隙間gを略埋める余剰部を有する。
この空気入りタイヤでは、カバー材が、補強材と補強材を挟み込む周囲の部材との隙間gを略埋める余剰部を有するので、補強材近傍の隙間gが略埋められて、タイヤの製造故障が低減される利点がある。
また、この発明にかかる空気入りタイヤは、前記カバー材が、さらにビードコアおよびビードフィラーの少なくとも一方にも巻き付けられる。
この空気入りタイヤでは、カバー材が、さらにビードコアおよびビードフィラーの少なくとも一方にも巻き付けられるので、タイヤ剛性が効果的に向上する利点がある。
また、この発明にかかる空気入りタイヤは、複数の前記カバー材が前記補強材に対して重ねて巻き付けられる。
この空気入りタイヤでは、複数のカバー材が補強材に対して重ねて巻き付けられるので、タイヤ剛性をより効果的に補強し得る利点がある。
また、この発明にかかる空気入りタイヤは、前記カバー材が織物構造を有する。
この空気入りタイヤでは、カバー材が織物構造を有するので、タイヤ剛性をより効果的に補強し得る利点がある。
また、この発明にかかる空気入りタイヤは、扁平率が25[%]〜45[%]の乗用車用空気入りタイヤ、または、扁平率が50[%]〜70[%]の小型トラック用空気入りタイヤに適用される。
この空気入りタイヤは、かかる扁平率の低いタイヤに適用されることにより、ユニフォミティの向上効果がより顕著に得られる利点がある。
この発明にかかる空気入りタイヤでは、補強材に、コード材を有するカバー材がタイヤ周方向に沿って螺旋状かつ連続的に巻き付けられるので、サイドウォール部の剛性(タイヤ剛性)が確保されてタイヤの耐久性能が向上する利点がある。
以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。また、この実施例の構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、或いは実質的同一のものが含まれる。また、この実施例に記載された複数の変形例は、当業者自明の範囲内にて任意に組み合わせが可能である。
図1は、この発明にかかる空気入りタイヤを示すタイヤ子午線方向の断面図である。図2および図3は、図1に記載した空気入りタイヤの製造工程を示す説明図である。図4〜図13は、図1に記載した空気入りタイヤの変形例を示す説明図である。図14〜図16は、空気入りタイヤの性能試験を示す試験結果図表(図14)および説明図(図15および図16)である。
この空気入りタイヤ1は、ビードコア21、21と、ビードフィラー22、22と、カーカスプライ3と、ベルト層4とを含み構成される(図1参照)。ビードコア21、21は、左右一対を一組として構成される。ビードフィラー22は、これらのビードコア21、21のタイヤ径方向外周にそれぞれ配置される。カーカスプライ3は、左右のビードコア21、21間にトロイド状に架け渡される。また、カーカスプライ3の両端部は、ビードフィラー22を包み込むようにタイヤ幅方向外側に折り返されて係止される。ベルト層4は、カーカスプライ3のタイヤ径方向外周に配置される。
また、この空気入りタイヤ1は、ビード部に補強材23を有する(図1参照)。この補強材23は、例えば、セカンドフィラーあるいはサブフィラーであり、ゴム材、有機繊維材、金属繊維材などにより構成される。また、補強材23は、ビードコア21およびビードフィラー22に対して別個に設けられる。また、補強材23は、環状構造を有すると共に、ビードフィラー22(ビードコア21)に沿ってタイヤ周方向に延在するように配置される。また、補強材23は、一対を一組として構成されると共に、タイヤ左右のビードフィラー22、22に対してそれぞれ配置される。なお、補強材23は、左右いずれか一方のビードフィラー22に対してのみ配置されても良い。
また、補強材23には、その周方向に沿って螺旋状に(連続的に複数周回するように)カバー材6が巻き付けられて配置される(図1〜図3参照)。このカバー材6は、例えば、複数本のコード材から成るストリップ材、または、一本のコード材により構成される。また、カバー材6は、例えば、有機繊維コード(ナイロンコード、レーヨンコード、ポリエステルコード、アラミドコード等)や金属コード(例えば、スチールコード)により構成される。カバー材6が有機繊維コードから成る構成は、タイヤが軽量化される点で好ましく、カバー材6がスチールコードから成る構成は、タイヤの剛性が増加する点で好ましい。また、カバー材6は、そのコード径が細いほど好ましい。
また、カバー材6は、タイヤ全周にて無端末あるいはジョイントレスで補強材23に巻き付けられることが好ましい。これにより、カバー材6の端末部あるいは接続部からのセパレーション(タイヤ使用時にて周囲のゴム材が破断する現象)が抑制される利点がある。しかし、これに限らず、カバー材6は、その一部において端末部あるいは接続部を有しても良い。かかるカバー材6は、その配置工程が容易という利点を有する。
なお、カバー材6の巻き付け数、巻き付け角度および巻き付け密度は、タイヤサイズ等により相異するため、必要なタイヤ剛性および耐久性能に応じて、当業者自明の範囲内にて適宜選択されることが好ましい。また、このカバー材6は、フリッパあるいはレインフォースと呼ばれることがある。
この空気入りタイヤ1の製造工程では、まず、ビードコア21のタイヤ径方向外周にビードフィラー22が配置され、これらのビードコア21およびビードフィラー22に対してカーカスプライ3が配置される(図2参照)。このとき、カーカスプライ3は、ビードコア21およびビードフィラー22を包み込むようにタイヤ幅方向外側に折り返されて配置される。次に、補強材23に対してカバー材6が巻き付けられ、この補強材23がカーカスプライ3のタイヤ幅方向外側に配置される。
次に、カーカスプライ3および補強材23のタイヤ幅方向外側に、サイドウォール51およびリムクッション52が配置される。次に、カーカスプライ3のタイヤ径方向外周にベルト層4が配置され、その後にトレッドゴムなどのゴム材(図示省略)が配置される。つぎに、これらがタイヤ成型機にかけられてグリーンタイヤ(生タイヤ)が成型される。そして、このグリーンタイヤがタイヤ加硫モールドに充填され、加熱されて加硫成形される。その後に、成形された空気入りタイヤがタイヤ加硫モールドから引き抜かれる。
[効果]
この空気入りタイヤ1では、補強材23に、コード材を有するカバー材6がタイヤ周方向に沿って螺旋状かつ連続的に巻き付けられるので(図1〜図3参照)、サイドウォール部の剛性(タイヤ剛性)が確保されてタイヤの耐久性能が向上する利点がある。また、これにより、タイヤのユニフォミティおよび操縦安定性が向上する利点がある。
また、かかる構成では、フリッパーやレインフォースから成る簾材がビード周辺に貼り付けられて配置されることによりタイヤ剛性が高められる構成(図示省略)と比較して、スプライス部あるいは簾材端末でのセパレーションが低減される利点がある。
[変形例1]
なお、この空気入りタイヤ1では、ビードコア21のタイヤ径方向外周にビードフィラー22が配置され、これらのビードコア21およびビードフィラー22を包み込むようにカーカスプライ3が配置され、このカーカスプライ3のタイヤ幅方向外側に補強材23が配置されると共に、この補強材23に対してカバー材6が巻き付けられる(図2参照)。かかる構成では、タイヤの耐久性が向上する点で好ましい。
しかし、これに限らず、ビードコア21のタイヤ径方向外周にビードフィラー22が配置され、このビードフィラー22に沿って補強材23が配置され、この補強材23に対してカバー材6が巻き付けられると共に、これらのビードコア21、ビードフィラー22および補強材23を包み込むようにカーカスプライ3が配置されても良い(図4参照)。かかる構成では、タイヤの生産性が向上する点で好ましい。
[変形例2]
また、この空気入りタイヤ1では、コード材の巻き付け密度が15/50[本/mm]以上80/50[本/mm]以下の範囲内にあるようにカバー材6が補強材23に巻き付けられ、且つ、コード材の直径dおよびコード間距離(隣接するコード材の外面間の距離)αがα≧d/3の関係を満たすことが好ましい(図示省略)。コード材の巻き付け密度が大きすぎるとコード間距離(コード間のゴム材)が少なくなるためタイヤの耐久性能が低下し、小さすぎるとカバー材6による補強効果が低下することに基づく。
[変形例3]
また、この空気入りタイヤ1では、タイヤ径方向(補強材23の径方向)に対するカバー材6の巻き付け角度(傾斜角)が80[deg]以下であることが好ましい(図3参照)。また、この巻き付け角度が30[deg]以上60[deg]以下の範囲内にあることがより好ましい。これにより、タイヤ剛性が好適に確保されると共にユニフォミティが向上する利点がある。
[変形例4]
また、この空気入りタイヤ1では、タイヤ径方向に対するカバー材6(コード材)の巻き付け角度(および巻き付け方向)が車両外側(タイヤが車両に装着された状態における車両の外側)と車両内側とで調整されることにより、車両外側および車両内側間のタイヤ剛性が調整される構成が好ましい(図示省略)。
例えば、カバー材6の巻き付け角度を車両外側および車両内側で等しくすることにより、タイヤの左右にかかる剛性バランスが均一化される利点がある。また、例えば、カバー材6の巻き付け角度を車両外側および車両内側で相異させることにより、タイヤの仕様や使用条件に応じてタイヤ剛性を相異させ得る利点がある。具体的には、方向性トレッドパターンを有するタイヤにおいて、かかる構成が採用される。また、カバー材6の巻き付け方向を車両外側および車両内側で相異させることにより、タイヤに異なる特性を付与することが可能である。
[変形例5]
また、この空気入りタイヤ1では、補強材23がJIS−A硬度(JISK6253)70以上98以下の硬度を有するゴム材料から成ることが好ましい。これにより、カバー材6の巻き付け時にて補強材23の形状が維持される(補強材23に対してカバー材6が安定的に巻き付けられる)利点がある。
[変形例7]
通常、補強材23と補強材23を挟み込む周囲の部材との間には、補強材23の厚みによって隙間gが生ずる(図2および図4参照)。例えば、補強材23がカーカスプライ3の外側に配置される構成では、カーカスプライ3およびサイドウォール51の間、ならびに、カーカスプライ3およびリムクッション52の間に隙間gが生ずる(図2参照)。また、補強材23がカーカスプライ3の内側に配置される構成では、カーカスプライ3の本体部および折り返し部の間、ならびに、カーカスプライ3の折り返し部およびビードフィラー22の間に隙間gが生ずる(図4参照)。かかる構成では、隙間gにエア溜まりができて、タイヤの製造故障(タイヤ剛性の不均一や加硫不良など)が発生するおそれがある。
したがって、この空気入りタイヤ1では、カバー材6が、補強材23と補強材23を挟み込む周囲の部材との隙間gを略埋める余剰部61を有することが好ましい(図6〜図8参照)。すなわち、カバー材6は、補強材23に対してピッタリと巻き付けられるのではなく、その一部(余剰部61)が補強材23表面から突出して残るようにゆったりと巻き付けられる。また、カバー材6は、この余剰部61にて折り潰されると共に、この余剰部61が補強材23近傍の隙間gを略埋めるように配置される。このとき、余剰部61の先端が補強材23を挟み込む周囲の部材によって挟み込まれても良い(図7および図8参照)。かかる構成では、補強材23近傍の隙間gが略埋められる(ゲージ差が解消される)ので、タイヤの製造故障が低減される利点がある。
なお、この実施例では、タイヤ子午線方向の断面視にて、カバー材6の余剰部61が補強材23のタイヤ径方向の上端部および下端部に位置している(図6参照)。また、余剰部61の寸法(余剰量)を変更することにより、タイヤ剛性を変更することが可能となる。また、余剰部61は、補強材23のタイヤ径方向の上端部あるいは下端部のいずれか一方にのみに形成されても良い(図示省略)。
[変形例8]
また、この空気入りタイヤ1では、カバー材6が補強材23のみに巻き付けられる(図2参照)。しかし、これに限らず、カバー材6が、さらにビードコア21およびビードフィラー22の少なくとも一方にも巻き付けられる構成が採用されても良い。これにより、タイヤ剛性が効果的に向上する利点がある。
例えば、カバー材6の余剰部61がビードコア21およびビードフィラー22に巻き付けられる構成(図9および図10参照)、あるいは、余剰部61がビードコア21を包み込む構成(図11参照)が採用され得る。かかる構成では、補強材23およびビードコア21(ビードフィラー22)間が単一のカバー材6により固定されるので、タイヤ剛性が効果的に向上する利点がある。
[変形例9]
また、この空気入りタイヤ1では、カバー材6が補強材23に対して一方向のみに一重に巻き付けられる(図3参照)。これは、カバー材6の巻き付け工程が簡易である点で好ましい。しかし、これに限らず、複数のカバー材6が補強材23に対して重ねて巻き付けられても良い。例えば、一対のカバー材6が補強材23の周方向に沿って相互に異なる方向に巻き付けられても良い(図12参照)。これにより、タイヤ剛性をより効果的に補強し得る利点がある。
[変形例10]
また、この空気入りタイヤ1では、カバー材6が織物構造を有しても良い。例えば、コード材が平織り、すだれ織り、つづら織り等により長手方向に連続的に織り上げられて織物状(帯状)のカバー材6が構成され、このカバー材6が補強材23に対して周方向かつ螺旋状に巻き付けられる構成としても良い(図13参照)。これにより、タイヤ剛性をより効果的に補強し得る利点がある。
[適用例]
また、この空気入りタイヤ1は、扁平率が25[%]〜45[%]の乗用車用空気入りタイヤ、または、扁平率が50[%]〜70[%]の小型トラック用空気入りタイヤに適用されることが好ましい。かかる扁平率の低いタイヤに適用されることにより、ユニフォミティの向上効果がより顕著に得られる利点がある。
[性能試験]
この性能試験では、条件が異なる複数の空気入りタイヤについて、荷重耐久ドラム試験が行われた(図14参照)。この性能試験では、タイヤサイズ275/65R17の空気入りタイヤがリムサイズ17×8Jのリムに組み込まれてJIS−D4230に規定される荷重および空気圧を付与される。そして、JIS−D4230の条件による荷重耐久ドラム試験が行われ、試験終了後5時間経過毎に20[%]ずつ荷重が増加される。そして、各空気入りタイヤについて故障発生までの走行距離が測定され、従来例の空気入りタイヤを基準(100)として指数評価が行われる。この指数評価の数値が大きいほど、タイヤの耐久性能が高く好ましい。
従来例1、2の空気入りタイヤでは、有機繊維(アラミド材)をカレンダー状に配列して成る簾状の一対のカバー材106、106が用いられ、これらのカバー材106、106が補強材123の両面に貼り付けられている(図15および図16参照)。また、従来例1の空気入りタイヤと従来例2の空気入りタイヤとは、一対のカバー材106、106の端部が重なるか否かの点で相異する。一対のカバー材106、106の端部が重なっている方が、従来例1の空気入りタイヤである。
比較例1の空気入りタイヤでは、図17に示すような従来例と同様のカバー材6が構成されており、このカバー材6が補強材23に対して巻き付けられている。
発明例1の空気入りタイヤ1では、カバー材6として有機繊維(アラミド材)から成るコード材が用いられ、このカバー材6が補強材23に対して周方向に沿って螺旋状に巻き付けられている(図1〜図3参照)。発明例2の空気入りタイヤ1では、一対のカバー材6、6が補強材23とビードコア21およびビードフィラー22との双方に巻き付けられている(図5参照)。発明例3の空気入りタイヤ1では、カバー材6が補強材23のタイヤ径方向外側(上端)に余剰部61を有する(図7参照)。発明例4の空気入りタイヤ1では、カバー材6が補強材23のタイヤ径方向内側(下端)に余剰部61を有する(図8参照)。発明例5の空気入りタイヤ1では、カバー材6が補強材23のタイヤ径方向内側および外側に余剰部61を有する(図6参照)。
発明例6の空気入りタイヤ1では、カバー材6が補強材23のタイヤ径方向内側に余剰部61を有すると共に、この余剰部61がビードコア21およびビードフィラー22に巻き付けられている(図9参照)。発明例7の空気入りタイヤ1では、発明例5の空気入りタイヤ1において、カバー材6が補強材23のタイヤ径方向外側に他の余剰部61を有する(図10参照)。発明例8の空気入りタイヤ1では、カバー材6が補強材23のタイヤ径方向内側に余剰部61を有すると共に、この余剰部61がビードコア21を包み込んでおり、且つ、カバー材6が補強材23のタイヤ径方向外側に他の余剰部61を有する(図11参照)。
試験結果に示すように、発明例1〜8の空気入りタイヤ1では、従来例1、2の空気入りタイヤと比較して、タイヤの耐久性能(走行距離)が向上することが分かる。
以上のように、本発明にかかる空気入りタイヤは、耐久性能を向上できる点で有用である。
この発明にかかる空気入りタイヤを示すタイヤ子午線方向の断面図である。 図1に記載した空気入りタイヤの製造工程を示す説明図である。 図1に記載した空気入りタイヤの製造工程を示す説明図である。 図1に記載した空気入りタイヤの変形例を示す説明図である。 図1に記載した空気入りタイヤの変形例を示す説明図である。 図1に記載した空気入りタイヤの変形例を示す説明図である。 図1に記載した空気入りタイヤの変形例を示す説明図である。 図1に記載した空気入りタイヤの変形例を示す説明図である。 図1に記載した空気入りタイヤの変形例を示す説明図である。 図1に記載した空気入りタイヤの変形例を示す説明図である。 図1に記載した空気入りタイヤの変形例を示す説明図である。 図1に記載した空気入りタイヤの変形例を示す説明図である。 図1に記載した空気入りタイヤの変形例を示す説明図である。 空気入りタイヤの性能試験を示す試験結果図表である。 空気入りタイヤの性能試験を示す説明図である。 空気入りタイヤの性能試験を示す説明図である。 比較例1の空気入りタイヤのカバー材を示す説明図である。
符号の説明
1 空気入りタイヤ
21 ビードコア
22 ビードフィラー
23 補強材
3 カーカスプライ
4 ベルト層
51 サイドウォール
52 リムクッション
6 カバー材

Claims (10)

  1. 一対のビードコアと、前記ビードコアのタイヤ径方向外側に配置されるビードフィラーと、前記ビードコア間にトロイド状に架け渡されて配置されるカーカスプライと、ビード部に配置される補強材とを含む空気入りタイヤであって、
    前記補強材には、コード材を有するカバー材がタイヤ周方向に沿って螺旋状かつ連続的に巻き付けられていることを特徴とする空気入りタイヤ。
  2. 前記コード材の巻き付け密度が15/50[本/mm]以上80/50[本/mm]以下の範囲内にあるように前記カバー材が前記補強材に巻き付けられ、且つ、前記コード材の直径dおよびコード間距離αがα≧d/3の関係を満たす請求項1に記載の空気入りタイヤ。
  3. タイヤ径方向に対する前記カバー材の巻き付け角度が80[deg]以下である請求項1または2に記載の空気入りタイヤ。
  4. タイヤ径方向に対する前記カバー材の巻き付け角度が車両外側と車両内側とで相異することにより、車両外側および車両内側間のタイヤ剛性が相異する請求項1〜3のいずれか一つに記載の空気入りタイヤ。
  5. 前記補強材がJIS−A硬度(JISK6253)70以上98以下の硬度を有するゴム材料から成る請求項1〜4のいずれか一つに記載の空気入りタイヤ。
  6. 前記カバー材が、前記補強材と前記補強材を挟み込む周囲の部材との隙間gを略埋める余剰部を有する請求項1〜5のいずれか一つに記載の空気入りタイヤ。
  7. 前記カバー材が、さらにビードコアおよびビードフィラーの少なくとも一方にも巻き付けられる請求項1〜6のいずれか一つに記載の空気入りタイヤ。
  8. 複数の前記カバー材が前記補強材に対して重ねて巻き付けられる請求項1〜7のいずれか一つに記載の空気入りタイヤ。
  9. 前記カバー材が織物構造を有する請求項1〜8のいずれか一つに記載の空気入りタイヤ。
  10. 扁平率が25[%]〜45[%]の乗用車用空気入りタイヤ、または、扁平率が50[%]〜70[%]の小型トラック用空気入りタイヤに適用される請求項1〜9のいずれか一つに記載の空気入りタイヤ。
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