JP2007223516A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】 高いビード剛性を確保しながら、ビード耐久性を向上する。
【解決手段】 ビードエーペックスゴム８は、ビードコア５の外面５Ｓに接する底辺１２ａ、及びこの底辺１２両端の内，外底点Ｐｉ，Ｐｏから第１の頂点Ｐまでのびる第１の内、外側斜辺１２ｉ，１２ｏを有する第１のエーペックス部１０、並びに前記内，外底点Ｐｉ，Ｐｏから半径方向外方に隔たる前記内，外側斜辺１２ｉ，１２ｏ上の内，外側離間点Ｑｉ，Ｑｏから第２の頂点Ｑまでのびる第２の内，外側斜辺１３ｉ，１３ｏを有する第２のエーペックス部１１からなる。第１のエーペックス部１０のゴム硬度は８０〜９５°かつ複素弾性率は１５〜３０ＭＰａ、第２のエーペックス部１１のゴム硬度は５０〜７０°かつ複素弾性率は３〜８ＭＰａである。ビードベースラインＢＬからの各エーペックス部１０，１１までの高さｈ１、ｈ２の比ｈ１／ｈ２は０．３〜０．９である。
【選択図】 図２

Description

本発明は、ビードエーペックスゴムを変更することによりビード耐久性を向上した空気入りタイヤに関する。

例えば、ライトトラックやバン等に用いる小型トラック用の空気入りタイヤでは、タイヤサイズに比べて大きな積載荷重が作用するため、ビード部に歪みが集中しやすくビード耐久性に劣る傾向にある。

そこで本出願人は、下記の特許文献１において、図６に略示する如き構造のビードエーペックスゴムａを提案している。この構造では、ビードエーペックスゴムａを、ビードコアｂの半径方向外面から立ち上がる断面三角形状のベースエーペックス部ａ１と、該ベースエーペックス部ａ１を完全に覆う上エーペックス部ａ２とで形成するとともに、この上エーペックス部ａ２をタイヤ軸方向内外の上内エーペックス部ａ２ｉと上外エーペックス部ａ２ｏとにさらに区分している。そして前記ベースエーペックス部ａ１にゴム硬度８５〜９５°の硬質のゴムを、前記上内エーペックス部ａ２ｉにゴム硬度８０〜８５°のやや軟質のゴムを、又上外エーペックス部ａ２ｏにゴム硬度７５〜８５°のさらに軟質のゴムを、それぞれ採用している。これにより、ビード剛性を確保しながら、ビードエーペックスゴムａとカーカスプライｃとの間で発生するセパレーションを抑え、ビード耐久性を向上させている。

特開２００３−２９１６１３号公報

しかし前記ビードエーペックスゴムａは、三層構造であるため構造が複雑であり、生産性の低下を招くという問題がある。又ベースエーペックス部ａ１を上エーペックス部ａ２によって完全に覆う構造をなすため、前記ベースエーペックス部ａ１が過度に小型化される傾向となり、従って、ビード剛性を確保するため、上エーペックス部ａ２に、軟質とはいえゴム硬度が７５°以上のゴムを使用する必要が生じる。そのため、セパレーションの抑制効果が高く発揮されす、ビード耐久性の向上効果を不充分なものとしている。

そこで本発明は、ビードエーペックスゴムの半径方向外側部分のみに、上エーペックス部に相当する第２のエーペックス部を設けることを基本として、必要なビード剛性を確保しながら、第２のエーペックス部により軟質のゴムを採用でき、セパレーションの抑制効果を高めビード耐久性をさらに向上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。

前記目的を達成するために、本願請求項１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プライ本体部に、前記ビードコアの廻りで折り返されるプライ折返し部を一連に設けたカーカスプライからなるカーカスと、前記ビードコアから半径方向外方にのびる断面略三角形状のビードエーペックスゴムとを具える空気入りタイヤであって、
前記ビードエーペックスゴムは、前記ビードコアの半径方向外面に接する底辺、この底辺のタイヤ軸方向内端の内底点，タイヤ軸方向外端の外底点からそれぞれのびて半径方向外方の第１の頂点で交わる第１の内側斜辺、及び第１の外側斜辺を有する断面図三角形状をなす第１のエーペックス部、並びに前記内底点から半径方向外方に隔てた前記第１の内側斜辺上の内側離間点，前記外底点から半径方向外方に隔てた第１の外側斜辺上の外側離間点からそれぞれのびて前記第１の頂点よりも半径方向外方の第２の頂点で交わる第２の内側斜辺、及び第２の外側斜辺を有するとともに前記内側離間点，外側離間点の半径方向外方において前記第１の内側斜辺および第１の外側斜辺を覆う第２のエーペックス部を具えるとともに、
前記第１のエーペックス部は、ゴム硬度Ｈｓ１が８０〜９５°かつ複素弾性率Ｅ＊１が１５〜３０ＭＰａ、かつ前記第２のエーペックス部は、ゴム硬度Ｈｓ２が５０〜７０°かつ複素弾性率Ｅ＊２が３〜８ＭＰａとし、
しかも、前記第１の頂点のビードベースラインからの半径方向高さｈ１を、前記第２の頂点のビードベースラインからの半径方向高さｈ２の０．３〜０．９倍、
かつ第１の内側斜辺と第２の内側斜辺との間の第２のエーペックス部の内脚部の厚さｔｉ、及び第１の外側斜辺と第２の外側斜辺との間の第２のエーペックス部の外脚部の厚さｔｏは、それぞれ前記第１の頂点から半径方向内方に向かって漸減することを特徴としている。

又請求項２の発明では、前記第２のエーペックス部は、前記内側離間点のビードベースラインからの半径方向高さｈ３ｉ、及び前記外側離間点のビードベースラインからの半径方向高さｈ３ｏを、それぞれタイヤ断面高さＨの０．１〜０．２倍の範囲としたことを特徴としている。
又請求項３の発明では、前記第１の頂点のビードベースラインからの半径方向高さｈ１は、前記第２の頂点のビードベースラインからの半径方向高さｈ２の０．７倍より大かつ０．９倍以下であることを特徴としている。

なお本明細書では、特に断りがない限り、タイヤの各部の寸法等は、非リム組状態において、タイヤサイズで規定されるリム巾に合わせてビード部を保持したときに特定される値とする。又前記「ビードベースライン」とは、タイヤが基づく規格で定められるビード径位置を通るタイヤ軸方向線を意味する。

又前記「ゴム硬度Ｈｓ」は、ＪＩＳ−Ｋ６２５３に基づきデュロメータータイプＡにより測定したデュロメータＡ硬さであり、又前記「複素弾性率Ｅ＊」は、測定試料を粘弾性スペクトロメーターを用い、温度７０℃、周波数１０Ｈｚ、初期伸張歪１０％、動歪の振幅±２％の条件で測定した値である。

本発明は叙上の如く、硬質の第１のエーペックス部のうちで、前記内側離間点および外側離間点よりも半径方向外方の部分のみを軟質の第２のエーペックス部によって被覆している。従って、ビードエーペックスゴムに占める第１のエーペックス部のゴムボリュームの割合を増大しうるなど第１のエーペックス部を大型化でき、第２のエーペックス部に、ゴム硬度７０°以下のより軟質のゴムを使用した場合にも、必要なビード剛性を確保でき操縦安定性を維持しうる。

他方、セパレーションが発生しやすい部位である前記第１のエーペックス部における半径方向外方の部分を、前記第２のエーペックス部により被覆している。しかもこの第２のエーペックス部に、より軟質のゴムを使用しているため、ビードエーペックスゴムとカーカスプライとの間の剪断歪みをさらに緩和することができ、ビード剛性を確保しながらビード耐久性の向上効果をいっそう高めることが可能となる。

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、本発明の空気入りタイヤ１が小型トラック用タイヤである場合を示す断面図、図２はそのビード部を拡大して示す断面図である。

図１において、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をへてビード部４のビードコア５に至るカーカス６と、トレッド部２の内部かつ前記カーカス６の半径方向外側に配されるベルト層７とを具える。

前記ベルト層７は、ベルトコードを用いた２枚以上のベルトプライから形成される。本例では、ベルト層７が、スチールコードをタイヤ周方向に対して例えば６０±１５°の角度で配列した半径方向最内側の第１のベルトプライ７Ａと、タイヤ周方向に対して例えば１０〜３５°の小角度で配列した第２、３のベルトプライ７Ｂ、７Ｃとの３枚構造の場合を例示している。このベルトプライ７Ａ〜７Ｃは、ベルトコードがプライ間で交差する箇所を１箇所以上設けて重置されることにより、ベルト剛性を高めトレッド部２を強固に補強する。

このベルト層７の半径方向外側には、高速耐久性を高めることを主目的として、例えばナイロン等の有機繊維のバンドコードを周方向に対して例えば５度以下の角度で配列させたバンド層９を設けることができる。バンド層９としては、前記ベルト層７のタイヤ軸方向外端部のみを被覆する左右一対のエッジバンドプライ、及びベルト層７の略全巾を覆うフルバンドプライが適宜使用でき、本例では、１枚のフルバンドプライからなるものを例示している。

前記カーカス６は、カーカスコードをタイヤ周方向に対して７５〜９０°の角度で配列した１枚以上、本例では２枚のカーカスプライ６Ａ、６Ｂから形成される。各カーカスプライ６Ａ、６Ｂは、前記ビードコア５、５間を跨るプライ本体部６ａの両端に、前記ビードコア５の廻りでタイヤ軸方向内側から外側に折り返されるプライ折返し部６ｂを一連に具える。

そして前記プライ本体部６ａとプライ折返し部６ｂとの間には、前記ビードコア５からタイヤ半径方向外方にのびる断面三角形状のビードエーペックスゴム８が設けられる。

このビードエーペックスゴム８は、図２に拡大して示すように、ビードコア５の半径方向外面５Ｓから立ち上がる硬質のゴムからなる半径方向内側の第１のエーペックス部１０と、この第１のエーペックス部１０の半径方向外方部分を被覆する軟質のゴムからなる第２のエーペックス部１１とからなる二層構造で構成される。

詳しくは、前記第１のエーペックス部１０は、ビードコア５の前記外面５Ｓに接する底辺１２ａ、この底辺１２ａのタイヤ軸方向内端の内底点Ｐｉから半径方向外方の第１の頂点Ｐまでのびる第１の内側斜辺１２ｉ、及び前記底辺１２ａのタイヤ軸方向外端の外底点Ｐｏから前記第１の頂点Ｐまでのびる第１の外側斜辺１２ｏを有する断面図三角形状をなす。

なお、ビードコア５の前記外面５Ｓとは、ビードコア５を半径方向外方から平面視したときに見える面を意味し、このビードコア５として、図４（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、断面六角形状（偏平六角形状を含む）、断面矩形状、及び断面円形状など種々の断面形状のものが採用できる。

又前記第２のエーペックス部１１は、前記内底点Ｐｉから半径方向外方に隔てた前記内側斜辺１２ｉ上の内側離間点Ｑｉから、前記第１の頂点Ｐよりも半径方向外方の第２の頂点Ｑまでのびる第２の内側斜辺１３ｉ、及び前記外底点Ｐｏから半径方向外方に隔てた前記外側斜辺１２ｏ上の外側離間点Ｑｏから、前記第２の頂点Ｑまでのびる第２の外側斜辺１３ｏを具える。これにより、第２のエーペックス部１１は、前記内側離間点Ｑｉ，外側離間点Ｑｏの半径方向外方において前記内側斜辺１２ｉおよび外側斜辺１２ｏを被覆する内脚部１１Ａ，外脚部１１Ｂを形成している。

ここで、前記第１のエーペックス部１０は、必要なビード剛性を確保するために、ゴム硬度Ｈｓ１が８０〜９５°の範囲、かつ複素弾性率Ｅ＊１が１５〜３０ＭＰａの範囲の硬質かつ高弾性のゴムで形成するとともに、前記第１の頂点ＰのビードベースラインＢＬからの半径方向高さｈ１、即ち第１のエーペックス部１０の高さｈ１を、前記第２の頂点ＱのビードベースラインＢＬからの半径方向高さｈ２、即ち第２のエーペックス部１１の高さｈ２の０．３〜０．９倍の範囲としている。このとき、本例では、前記第２のエーペックス部１１の高さｈ２は、タイヤ断面高さＨ（図１に示す）の０．３〜０．５倍の範囲に設定している。

なお前記第１のエーペックス部１０において、前記ゴム硬度Ｈｓ１が８０°未満、複素弾性率Ｅ＊１が１５ＭＰａ未満、及び前記高さｈ１が前記高さｈ２の０．３倍未満の場合には、ビード剛性が減じ操縦安定性の低下傾向を招く。逆に、前記ゴム硬度Ｈｓ１が９５°より大、複素弾性率Ｅ＊１が３０ＭＰａより大、及び前記高さｈ１が前記高さｈ２の０．９倍より大では、ビードエーペックスゴム８が硬質化し過ぎ、その結果、ビード部４での発熱が大となる、又第２のエーペックス部１１との間の剛性差が過大となって応力が集中する、又第２のエーペックス部１１による剪断歪み緩和効果が減じるなどによって、本発明の目的であるビード耐久性の向上効果を有効に発揮することができなくなる。又乗り心地性にも不利を招く。

次に、前記第２のエーペックス部１１では、ゴム硬度Ｈｓ２が５０〜７０°の範囲、かつ複素弾性率Ｅ＊２が３〜８Ｍａｐの範囲の軟質かつ低弾性のゴムで形成している。

ここで、本発明のビードエーペックスゴム８では、前記第１のエーペックス部１０のうちで前記内側離間点Ｑｉ，外側離間点Ｑｏよりも半径方向外方の部分のみを、前記第２のエーペックス部１１により被覆している。従って、ビードエーペックスゴム８に占める第１のエーペックス部１０のゴムボリュームの割合を増大しうるなど、この第１のエーペックス部１０を相対的に大型化できる。従って、前記第２のエーペックス部１１に、ゴム硬度Ｈｓ２が７０°以下のより軟質のゴムを使用した場合にも、必要なビード剛性を充分に確保でき操縦安定性を維持しうる。

他方、前記第２のエーペックス部１１が、セパレーションが発生しやすい部位である前記第１のエーペックス部１０における半径方向外方の部分を被覆している。しかも、この第２のエーペックス部１１に、前述の如く、より軟質かつ低弾性のゴムを使用している。そのため、ビードエーペックスゴム８とカーカスプライとの間の剪断歪みの緩和効果を大幅に高めることができ、ビード剛性を確保しながらビード耐久性の向上効果をいっそう高めることが可能となる。

なお前記第２のエーペックス部１１において、前記ゴム硬度Ｈｓ２が７０°より大、及び複素弾性率Ｅ＊２が８ＭＰａより大の場合には、前述のビード耐久性の向上効果を充分に発揮することができなくなる。逆に、前記ゴム硬度Ｈｓ２が５０°未満、及び複素弾性率Ｅ＊２が３ＭＰａ未満の場合には、ビード剛性を高く確保することができなくなる。

このような観点から前記ゴム硬度の差（Ｈｓ１−Ｈｓ２）は、２０〜３０°の範囲が好ましく、又複素弾性率の差Ｅ＊１−Ｅ＊２）は、１５〜２０ＭＰａの範囲が好ましい。

また特に、前記第１のエーペックス部１０の高さｈ１を、前記第２のエーペックス部１１の高さｈ２の０．７より大かつ０．９倍以下の範囲と高く設定することが、ビード剛性とビード耐久性とのバランスの観点からより好ましい。又同理由で、前記範囲内で、前記高さｈ１をタイヤ断面高さＨの０．２０倍以上、さらには０．２５倍以上と高く設定するのが好ましい。

又ビードエーペックスゴム８では、前記内側離間点ＱｉのビードベースラインＢＬからの半径方向高さｈ３ｉ、及び前記外側離間点ＱｏのビードベースラインＢＬからの半径方向高さｈ３ｏを、それぞれ前記タイヤ断面高さＨの０．１〜０．２倍の範囲に規制することも重要である。これは、０．１〜０．２倍の範囲から上限側、下限側にそれぞれ外れると、ビード耐久性の向上効果が減じる傾向となるからであり、その理由として、エーペックスの強度が不足することが原因と推測される。

このとき、前記内側離間点Ｑｉ、外側離間点Ｑｏの前記ビードコア５の半径方向外縁からの半径方向距離ｈｑｉ、ｈｑｏがそれぞれ１０ｍｍ以上であるのも好ましい。

又前記第２のエーペックス部１１では、図３に拡大して示すように、前記内脚部１１Ａの厚さｔｉ（即ち、前記第１の内側斜辺１２ｉと第２の内側斜辺１３ｉとの間の距離）、及び外脚部１１Ｂの厚さｔｏ（第１の外側斜辺１２ｏと第２の外側斜辺１３ｏとの間の距離）が、前記第１の頂点Ｐから半径方向内方に向かって漸減している。これにより、ビード剛性とビード耐久性とのバランスをより高く保っている。なお半径方向の各高さ位置において、前記内脚部１１Ａの厚さｔｉと外脚部１１Ｂの厚さｔｏとの比ｔｉ／ｔｏは、０．７〜１．４の範囲であるのが好ましい。なお各前記厚さｔｉ、ｔｏは、前記第１の内側斜辺１２ｉ上、及び第１の外側斜辺１２ｏ上における各高さ位置にて測定する。

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に示す基本構成を有し、かつタイヤサイズが１９５／８５Ｒ１６の小型トラック用タイヤを表１の仕様に基づき試作するとともに、各試供タイヤのビード耐久性、及び操縦安定性についてテストし比較した。なお各タイヤとも、ビードエーペックスゴムを違えた以外は、全て同仕様であり、第２のエーペックス部１１の高さｈ２は、タイヤ断面高さＨの０．４倍で同一である。なお図５は、表１における比較例１のビードエーペックスゴムの構造を示す。又表中の厚さｔｉ１、ｔｏ１は、図４に示すように、第１の頂点Ｐにおける内脚部１１Ａ，外脚部１１Ｂの厚さｔｉ、ｔｏであり、厚さｔｉ２、ｔｏ２は、前記高さｈ１の３／４倍の高さをビードベースラインＢＬから隔たる3/4 ｈ１高さ位置における内脚部１１Ａ，外脚部１１Ｂの厚さｔｉ、ｔｏを意味する。

（１）ビード耐久性；
試供タイヤを、リム（１６×５．５Ｋ）、内圧（６００ｋＰａ）、ＪＡＴＭＡ規格の最大荷重の２．０倍（２３．２ＫＮ）の縦荷重を負荷して速度２０km／Ｈでドラム上を走行させるとともに、タイヤが破壊するまでの走行時間を測定し、比較例１を１００とする指数で表示している。指数の大きい方が良好である。

（２）操縦安定性；
試供タイヤを、リム（１６×５．５Ｋ）、内圧（６００ｋＰａ）の条件にて、２屯積の国産小型トラックの全輪に装着し、ドライアスファルト路面のタイヤテストコースをドライバー１名乗車で走行し、操縦安定性（ハンドル応答性、剛性感及びグリップ等）、乗り心地性などについてドライバーの官能により総合評価し、比較例１を１００とする指数で表示している。指数の大きい方が良好である。

本発明は叙上の如く構成しているため、高いビード剛性を確保しながら、ビード耐久性を向上しうる。

本発明の空気入りタイヤの一実施例を示す断面図である。 そのビード部を拡大して示す断面図である。 ビードエーペックスゴムをさらに拡大して示す断面図である。 （Ａ）〜（Ｃ）はビードコアの外面を説明する断面図である。 表中の比較例１におけるビードエーペックスゴムの構造を示す断面図である。 背景技術を説明するビード部の断面図である。

符号の説明

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、６Ｂ カーカスプライ
６ａ プライ本体部
６ｂ プライ折返し部
８ ビードエーペックスゴム
１０ 第１のエーペックス部
１１ 第２のエーペックス部
１１Ａ 内脚部
１１Ｂ 外脚部
１２ａ 底辺
１２ｉ 第１の内側斜辺
１２ｏ 第１の外側斜辺
１３ｉ 第２の内側斜辺
１３ｏ 第２の外側斜辺
Ｐ 第１の頂点
Ｐｉ 内底点
Ｐｏ 外底点
Ｑ 第２の頂点
Ｑｉ 内側離間点
Ｑｏ 外側離間点

Claims (3)

1. 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プライ本体部に、前記ビードコアの廻りで折り返されるプライ折返し部を一連に設けたカーカスプライからなるカーカスと、前記ビードコアから半径方向外方にのびる断面略三角形状のビードエーペックスゴムとを具える空気入りタイヤであって、
   前記ビードエーペックスゴムは、前記ビードコアの半径方向外面に接する底辺、この底辺のタイヤ軸方向内端の内底点，タイヤ軸方向外端の外底点からそれぞれのびて半径方向外方の第１の頂点で交わる第１の内側斜辺、及び第１の外側斜辺を有する断面図三角形状をなす第１のエーペックス部、並びに前記内底点から半径方向外方に隔てた前記第１の内側斜辺上の内側離間点，前記外底点から半径方向外方に隔てた第１の外側斜辺上の外側離間点からそれぞれのびて前記第１の頂点よりも半径方向外方の第２の頂点で交わる第２の内側斜辺、及び第２の外側斜辺を有するとともに前記内側離間点，外側離間点の半径方向外方において前記第１の内側斜辺および第１の外側斜辺を覆う第２のエーペックス部を具えるとともに、
   前記第１のエーペックス部は、ゴム硬度Ｈｓ１が８０〜９５°かつ複素弾性率Ｅ＊１が１５〜３０ＭＰａ、かつ前記第２のエーペックス部は、ゴム硬度Ｈｓ２が５０〜７０°かつ複素弾性率Ｅ＊２が３〜８ＭＰａとし、
   しかも、前記第１の頂点のビードベースラインからの半径方向高さｈ１を、前記第２の頂点のビードベースラインからの半径方向高さｈ２の０．３〜０．９倍、
   かつ第１の内側斜辺と第２の内側斜辺との間の第２のエーペックス部の内脚部の厚さｔｉ、及び第１の外側斜辺と第２の外側斜辺との間の第２のエーペックス部の外脚部の厚さｔｏは、それぞれ前記第１の頂点から半径方向内方に向かって漸減することを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記第２のエーペックス部は、前記内側離間点のビードベースラインからの半径方向高さｈ３ｉ、及び前記外側離間点のビードベースラインからの半径方向高さｈ３ｏを、それぞれタイヤ断面高さＨの０．１〜０．２倍の範囲としたことを特徴とする請求項１記載の空気入りタイヤ。
3. 前記第１の頂点のビードベースラインからの半径方向高さｈ１は、前記第２の頂点のビードベースラインからの半径方向高さｈ２の０．７倍より大かつ０．９倍以下であることを特徴とする請求項１又は２記載の空気入りタイヤ。

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