JP2008110624A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】空気入りタイヤ１のビード部耐久性を向上させること。
【解決手段】
正規リム３に組付けられた状態における正規リム３のリムフランジ３ｆのフランジ高さよりもタイヤ径方向Ｄｒの外側へ５ｍｍだけ離れたタイヤ外表面の所定位置Ｐから、カーカスプライ９の本体部分９ａに垂直に引いた直線Ｌ上における、ビード部５の長さをＷとした場合に、ワイヤーチェーファー１１のタイヤ幅方向Ｄｗの外側端１１ｔが直線Ｌからビードコア７の反対側に向かって直線７に対して垂直な所定方向Ｄｇへ０．１Ｗ以上離れてあって、直線Ｌからカーカスプライ９の折り返し部分９ｂの先端９ｂｔまでの所定方向Ｄｇの距離をＨ1、直線Ｌからワイヤーチェーファー１１のタイヤ幅方向Ｄｗの外側端１１ｔまでの所定方向Ｄｇの距離をＨ2とした場合に、Ｈ2／Ｈ1が０．６＜Ｈ2／Ｈ1＜０．８の範囲内に設定されていること。
【選択図】 図１

Description

本発明は、例えば重荷重用空気入りタイヤ等の空気入りタイヤに係わり、特に、この空気入りタイヤのビード部の構造に関する。

負荷転動時におけるビード部の倒れ込み変形を抑制してビード部耐久性を向上させるために、ビード部にワイヤーチェーファーを配設することが広く行われており、ワイヤーチェーファーを備えた空気入りタイヤとして特許文献１に示すものがあり、この先行技術に係る空気入りタイヤの構成は、次のようになる。

即ち、先行技術に係る空気入りタイヤは、一対のビード部を備えており、各ビード部は、ビードコアをそれぞれ有している。また、一対のビードコアの間には、少なくとも１層のカーカスプライがトロイド状に延びるように設けられており、このカーカスプライは、トロイド状の本体部分、及びこの本体部分の両側にビードコアの周りをタイヤ幅方向の内側から外側に折り返すように一体形成された折り返し部分を有している。そして、各ビード部には、複数本のスチールコードをゴム被覆してなるワイヤーチェーファーがタイヤ幅方向の内側から本体部分及び折り返し部分を挟むようにそれぞれ設けられている。ここで、カーカスプライの折り返し部分の先端（折り返し端）は、ワイヤーチェーファーのタイヤ幅方向の外側端よりもタイヤ径方向の外側へ位置している。
特開２００５−９６６２１号公報

ところで、先行技術に係る空気入りタイヤにあっては、正規リムに組付けられた状態における正規リムのリムフランジから、カーカスプライの折り返し部分の先端をタイヤ径方向の外側に大きく離すと、負荷転動時におけるリムフランジからの圧縮力によるカーカスプライの折り返し部分の先端及びその近傍の応力集中を抑制することができるものの、リムフランジからの圧縮力によってワイヤーチェーファーのタイヤ幅方向の外側端及びその近傍に大きな応力集中が生じることになる。そのため、カーカスプライの折り返し部分の先端を始点とするセパレーションを低減することができても、ワイヤーチェーファーのタイヤ幅方向の外側端を始点とするセパレーションを低減することができず、空気入りタイヤのビード部耐久性を十分に向上させることができないという問題がある。

そこで、本発明は、前述の問題を解決することができる、新規な構成の空気入りタイヤを提供することを目的とする。

本発明の第１の特徴（請求項１に記載の発明の特徴）は、ビードコアをそれぞれ有した一対のビード部と、一対の前記ビードコアの間にトロイド状に延びるように設けられてあって、トロイド状の本体部分及び該本体部分の両側にビードコアの周りをタイヤ幅方向の内側から外側に折り返すように一体形成された折り返し部分を有した少なくとも１層のカーカスプライと、各ビード部にタイヤ径方向の内側から前記カーカスプライの前記本体部分及び前記折り返し部分を挟むようにそれぞれ設けられかつ複数本のスチールコードをゴム被覆したワイヤーチェーファーとを備え、前記カーカスプライの前記折り返し部分の先端が前記ワイヤーチェーファーのタイヤ幅方向の外側端よりもタイヤ径方向の外側へ位置した空気入りタイヤにおいて、正規リムに組付けられた状態における前記正規リムのリムフランジのフランジ高さよりもタイヤ径方向の外側へ５ｍｍだけ離れたタイヤ外表面の所定位置から、前記カーカスプライの前記本体部分に垂直に引いた直線上における、前記ビード部の長さをＷとした場合に、前記ワイヤーチェーファーのタイヤ幅方向の外側端が前記直線から前記ビードコアの反対側に向かって前記直線に対して垂直な所定方向へ０．１Ｗ以上離れてあって、前記直線から前記カーカスプライの前記折り返し部分の先端までの前記所定方向の距離をＨ1、前記直線から前記ワイヤーチェーファーのタイヤ幅方向の外側端までの前記所定方向の距離をＨ2とした場合に、Ｈ2／Ｈ1が０．６＜Ｈ2／Ｈ1＜０．８の範囲内に設定されていることを要旨とする。

ここで、第１の特徴は、前記直線から前記ビードコアの反対側に向かって前記所定方向へ０．１Ｗだけ離れた位置と、前記直線から前記ビードコア側に向かって前記所定方向へ０．１５Ｗだけ離れた位置との間に、前記リムフランジから圧縮力を受ける圧縮域が形成されるという、新規な知見に基づくものである。なお、新規な知見は、負荷転動時に前記リムフランジから前記ビード部が受ける圧縮力についてコンピュータシミュレーションした結果、得られたものである。

また、０．６＜Ｈ2／Ｈ1に設定したのは、０．６≧Ｈ2／Ｈ1に設定されると、前記ワイヤーチェーファーのタイヤ幅方向の外側端が前記圧縮域に近づいて、前記ワイヤーチェーファーのタイヤ幅方向の外側端を始点とするセパレーションを低減することが困難になるからである。一方、Ｈ2／Ｈ1＜０．８に設定したのは、Ｈ2／Ｈ1≧０．８に設定されると、前記ワイヤーチェーファーのタイヤ幅方向の外側端と前記カーカスプライの前記折り返し部分の先端が近づきすぎて、前記ワイヤーチェーファーのタイヤ幅方向の外側端近傍を境にタイヤ径方向の内外側の剛性段差が大きくなって、前記ワイヤーチェーファーのタイヤ幅方向の外側端を始点とするセパレーションを低減することが困難になるからである。

第１の特徴によると、前記ワイヤーチェーファーのタイヤ幅方向の外側端が前記直線から前記ビードコアの反対側に向かって前記所定方向へ０．１Ｗ以上離れているため、前記ワイヤーチェーファーのタイヤ幅方向の外側端を前記圧縮域から外れた位置に位置させて、負荷転動時における前記リムフランジからの圧縮力による前記ワイヤーチェーファーのタイヤ幅方向の外側端及びその近傍の応力集中を抑制して、前記ワイヤーチェーファーのタイヤ幅方向の外側端を始点とするセパレーションを低減することができる。特に、Ｈ2／Ｈ1が０．６＜Ｈ2／Ｈ1＜０．８の範囲に設定されているため、前記ワイヤーチェーファーのタイヤ幅方向の外側端を始点とするセパレーションを容易に低減することができる。

また、前記カーカスプライの前記折り返し部分の先端が前記ワイヤーチェーファーのタイヤ幅方向の外側端よりもタイヤ径方向の外側へ位置しているため、前記カーカスプライの前記折り返し部分の先端を前記圧縮域から外れた位置に位置させて、前記カーカスプライの前記折り返し部分の先端を始点とするセパレーションを低減することができる。

本発明の第２の特徴（請求項２に記載の発明の特徴）は、第１の特徴に加えて、前記直線上における前記カーカスプライの前記折り返し部分のプライ中心と前記タイヤ外表面との距離Ｓが０．３Ｗ＜Ｓ＜０．４Ｗの範囲内に設定されてあって、前記直線上における前記カーカスプライの前記折り返し部分のプライ中心と前記ワイヤーチェーファーのチェーファー中心との距離Ｔが１．０ｍｍ＜Ｔ＜２．０ｍｍの範囲内に設定されていることを要旨とする。

本発明の第３の特徴（請求項３に記載の発明の特徴）は、第１の特徴又は第２の特徴に加えて、各ビード部における前記ワイヤーチェーファーのタイヤ幅方向の外側にそれぞれ設けられかつ複数本のナイロンコードをゴム被覆した少なくとも１層のナイロンチェーファーと、を備えたことを要旨とする。

請求項１から請求項３のうちのいずれかの請求項に記載の発明によれば、前記カーカスプライの前記折り返し部分の先端を始点とするセパレーションを低減しつつ、前記ワイヤーチェーファーのタイヤ幅方向の外側端を始点とするセパレーションを容易に低減することができるため、前記空気入りタイヤのビード部耐久性を十分に向上させることができる。

本発明を実施形態について図１から図３を参照して説明する。

ここで、図１は、本発明の実施形態に係る空気入りタイヤの要部を示す図、図２は、本発明の実施形態に係る空気入りタイヤにおけるビード部の部分拡大図、図３は、本発明の実施形態に係る空気入りタイヤの断面図である。

図３に示すように、本発明の実施形態に係る空気入りタイヤ１は、正規リム３に嵌合可能な一対のビード部５（図３においては１つビード部５のみ図示）を備えており、各ビード部５は、ビードコア７をそれぞれ有している。また、一対のビードコア７の間には、複数本のスチールコード（図示省略）をゴム被覆してなる少なくとも１層のカーカスプライ９がトロイド状に延びるように設けられており、カーカスプライ９は、トロイド状の本体部分９ａ、及び本体部分９ａの両側にビードコア７の周りをタイヤ幅方向Ｄｗの内側から外側に折り返すように一体形成された折り返し部分９ｂを有している。なお、カーカスプライ９は、複数本のスチールコードの代わりにナイロンコード等の有機繊維コードをゴム被覆してなるものであっても構わない。

各ビード部５には、複数本のスチールコード（図示省略）をゴム被覆してなるワイヤーチェーファー１１がタイヤ径方向Ｄｒの内側からカーカスプライ９における本体部分９ａ及び折り返し部分９ｂを挟むようにそれぞれ設けられている。ここで、カーカスプライ９の折り返し部分９ｂの先端９ｂｔは、ワイヤーチェーファー１１のタイヤ幅方向Ｄｗの外側端１１ｔよりもタイヤ径方向Ｄｒの外側へ位置している。また、各ビード部５におけるワイヤーチェーファー１１のタイヤ幅方向Ｄｗの外側には、複数本のナイロンコード（図示省略）をゴム被覆した２層のナイロンチェーファー１３がそれぞれ設けられている。なお、ナイロンチェーファー１３は、２層でなく、３層以上又は１層であっても構わない。

カーカスプライ９の外表面のクラウン領域には、タイヤ周方向Ｄｃに対して傾斜する方向へ延びる複数本のベルトコード（図示省略）をゴム被覆してなる少なくとも２層のベルト１５が設けられている。また、ベルト１５のタイヤ径方向Ｄｒの外側には、トレッド部１７が設けられており、このトレッド部１７には、タイヤ周方向Ｄｃへ延びた複数本の主溝１９が形成されている。更に、カーカスプライ９の外表面におけるトレッド部１７の両側には、サイドウォール部２１が設けられており、カーカスプライ９の内表面には、空気の漏れを防ぐインナーライナー２３が設けられている。
次に、本発明の実施形態の要部について説明する。

図１に示すように、タイヤ外表面の所定位置Ｐからカーカスプライ９における本体部分９ａに垂直に引いた直線Ｌ上における、ビード部５の長さをＷとした場合に、ワイヤーチェーファー１１のタイヤ幅方向Ｄｗの外側端１１ｔが直線Ｌからビードコア７の反対側に向かって直線Ｌに対して垂直な所定方向Ｄｇへ０．１Ｗ以上離れている。また、タイヤ外表面の所定位置Ｐとは、正規リム３に組付けられた状態における正規リム３のリムフランジ３ａのフランジ高さよりもタイヤ径方向Ｄｒの外側へ５ｍｍだけ離れた位置のことをいう（実施形態の第１の特徴）。ここで、前述の実施形態の第１の特徴は、直線Ｌからビードコア７の反対側に向かって所定方向Ｄｇへ０．１Ｗだけ離れた位置と、直線Ｌからビードコア７側に向かって所定方向Ｄｇへ０．１５Ｗだけ離れた位置との間に、リムフランジ３ａから圧縮力を受ける圧縮域ＣＡが形成されるという、新規な知見に基づくものである。なお、新規な知見は、負荷転動時にリムフランジ３ａからビード部５が受ける圧縮力についてコンピュータシミュレーションした結果、得られたものである。

また、直線Ｌからカーカスプライ９の折り返し部分９ｂの先端９ｂｔまでの所定方向Ｄｇの距離をＨ1、直線Ｌからワイヤーチェーファー１１のタイヤ幅方向Ｄｗの外側端１１ｔまでの所定方向Ｄｇの距離をＨ2とした場合に、Ｈ2／Ｈ1は０．６＜Ｈ2／Ｈ1＜０．８の範囲内に設定されている。ここで、０．６＜Ｈ2／Ｈ1に設定したのは、０．６≧Ｈ2／Ｈ1に設定されると、ワイヤーチェーファー１１のタイヤ幅方向Ｄｗの外側端１１ｔが圧縮域ＣＡに近づいて、ワイヤーチェーファー１１のタイヤ幅方向Ｄｗの外側端１１ｔを始点とするセパレーションを低減することが困難になるからである。一方、Ｈ2／Ｈ1＜０．８に設定したのは、Ｈ2／Ｈ1≧０．８に設定されると、ワイヤーチェーファー１１のタイヤ幅方向Ｄｗの外側端１１ｔとカーカスプライ９の折り返し部分９ｂの先端９ｂｔが近づきすぎて、ワイヤーチェーファー１１のタイヤ幅方向Ｄｗの外側端１１ｔ近傍を境にタイヤ径方向Ｄｒの内外側の剛性段差が大きくなって、ワイヤーチェーファー１１のタイヤ幅方向Ｄｗの外側端１１ｔを始点とするセパレーションを低減することが困難になるからである。

更に、図２に示すように、直線Ｌ上におけるカーカスプライ９の折り返し部分９ｂのプライ中心とタイヤ外表面との距離Ｓは、０．３Ｗ＜Ｓ＜０．４Ｗの範囲内に設定されてあって、直線Ｌ上におけるカーカスプライ９の折り返し部分９ｂのプライ中心とワイヤーチェーファー１１のチェーファー中心との距離Ｔは、１．０ｍｍ＜Ｔ＜２．０ｍｍの範囲内に設定されることが好ましい。ここで、０．３Ｗ＜Ｓに設定したのは、０．３Ｗ≧Ｓに設定されると、カーカスプライ９の折り返し部分９ｂ及びワイヤーチェーファー１１がリムフランジ３ａからの圧縮力によって剪断歪を受け易くなるからである。一方、Ｓ＜０．４Ｗに設定したのは、Ｓ≧０．４Ｗに設定されると、ビード部５のゴム量が増加して、発熱量が大きくなるからである。

また、直線Ｌ上におけるカーカスプライ９の折り返し部分９ｂのプライ中心とワイヤーチェーファー１１のチェーファー中心との距離Ｔは、１．０ｍｍ＜Ｔ＜２．０ｍｍの範囲内に設定されることが好ましい。ここで、１．０ｍｍ＜Ｔに設定したのは、１．０ｍｍ≧Ｔに設定されると、カーカスプライ９の折り返し部分９ｂとワイヤーチェーファー１１の層間の剪断歪が大きくなるからである。一方、Ｔ＜２．０ｍｍに設定したのは、Ｔ≧２．０ｍｍに設定されると、ビード部５のゴム量が増加して、発熱量が大きくなるからである。

次に、本発明の実施形態の作用及び効果について説明する。

ワイヤーチェーファー１１のタイヤ幅方向Ｄｗの外側端１１ｔが直線Ｌからビードコア７の反対側に向かって所定方向Ｄｇへ０．１Ｗ以上離れているため、ワイヤーチェーファー１１のタイヤ幅方向Ｄｗの外側端１１ｔを圧縮域ＣＡから外れた位置に位置させて、負荷転動時におけるリムフランジ３ａからの圧縮力によるワイヤーチェーファー１１のタイヤ幅方向Ｄｗの外側端１１ｔ及びその近傍の応力集中を抑制して、ワイヤーチェーファー１１のタイヤ幅方向Ｄｗの外側端１１ｔを始点とするセパレーションを低減することができる。特に、Ｈ2／Ｈ1が０．６＜Ｈ2／Ｈ1＜０．８の範囲に設定されているため、ワイヤーチェーファー１１のタイヤ幅方向Ｄｗの外側端１１ｔを始点とするセパレーションを容易に低減することができる。

また、カーカスプライ９の折り返し部分９ｂの先端９ｂｔがワイヤーチェーファー１１のタイヤ幅方向Ｄｗの外側端１１ｔよりもタイヤ径方向Ｄｒの外側へ位置しているため、カーカスプライ９の折り返し部分９ｂの先端９ｂｔを圧縮域ＣＡから外れた位置に位置させて、カーカスプライ９の折り返し部分９ｂの先端９ｂｔを始点とするセパレーションを低減することができる。

更に、各ビード部５におけるワイヤーチェーファー１１のタイヤ幅方向Ｄｗの外側に２層のナイロンチェーファー１３がそれぞれ設けられているため、ビード部５の剛性を高めて、負荷転動時におけるビード部５の倒れ込み変形を十分に抑制することができる。

以上の如き、本発明の実施形態によれば、ビード部５の剛性を高めて、負荷転動時におけるビード部５の倒れ込み変形を十分に抑制した上で、カーカスプライ９の折り返し部分９ｂの先端９ｂｔを始点とするセパレーションを低減しつつ、ワイヤーチェーファー１１のタイヤ幅方向Ｄｗの外側端１１ｔを始点とするセパレーションを容易に低減することができるため、空気入りタイヤ１のビード部耐久性を十分に向上させることができる。

なお、本発明は、前述の実施形態の説明に限られるものではなく、その他、種々の態様で実施可能である。また、本発明に包含される権利範囲は、これらの実施形態に限定されないものである。

本発明の実施形態に係る空気入りタイヤ１（Ｗ＝３６．０ｍｍ、Ｈ1＝８ｍｍ、Ｈ２＝２ｍｍ、Ｓ＝１０ｍｍ、Ｔ＝０．８ｍｍ）を発明品として、図４に示す比較例に係る空気入りタイヤ２５（Ｗ＝３７．４ｍｍ、Ｈ1＝８ｍｍ、Ｈ２＝５ｍｍ、Ｓ＝１２ｍｍ、Ｔ＝１．２ｍｍ）を比較品としてそれぞれ２００本試作した。そして、実車試験を行った結果、発明品は、比較品に比較して、クレーム率が約６２％低減した（比較品については２１本、発明品についていは８本）。

なお、比較例に係る空気入りタイヤ２５は、本発明の実施形態に係る空気入りタイヤ１と異なり、ワイヤーチェーファー１１のタイヤ幅方向Ｄｗの外側端１１ｔが圧縮域ＣＡ内に位置してあって、それ以外の構成については、本発明の実施形態に係る空気入りタイヤ１と略同じ構成を有している。

本発明の実施形態に係る空気入りタイヤの要部を示す図である。 本発明の実施形態に係る空気入りタイヤにおけるビード部の部分拡大図である。 本発明の実施形態に係る空気入りタイヤの断面図である。 比較例に係る空気入りタイヤを説明する図である。

符号の説明

１ 空気入りタイヤ
３ 正規リム
３ａ リムフランジ
５ ビード部
７ ビードコア
９ カーカスプライ
９ａ 本体部分
９ｂ 折り返し部分
１１ ワイヤーチェーファー
１３ ナイロンチェーファー

Claims (3)

1. ビードコアをそれぞれ有した一対のビード部と、一対の前記ビードコアの間にトロイド状に延びるように設けられてあって、トロイド状の本体部分及び該本体部分の両側にビードコアの周りをタイヤ幅方向の内側から外側に折り返すように一体形成された折り返し部分を有した少なくとも１層のカーカスプライと、各ビード部にタイヤ径方向の内側から前記カーカスプライの前記本体部分及び前記折り返し部分を挟むようにそれぞれ設けられかつ複数本のスチールコードをゴム被覆したワイヤーチェーファーとを備え、前記カーカスプライの前記折り返し部分の先端が前記ワイヤーチェーファーのタイヤ幅方向の外側端よりもタイヤ径方向の外側へ位置した空気入りタイヤにおいて、
   正規リムに組付けられた状態における前記正規リムのリムフランジのフランジ高さよりもタイヤ径方向の外側へ５ｍｍだけ離れたタイヤ外表面の所定位置から、前記カーカスプライの前記本体部分に垂直に引いた直線上における、前記ビード部の長さをＷとした場合に、前記ワイヤーチェーファーのタイヤ幅方向の外側端が前記直線から前記ビードコアの反対側に向かって前記直線に対して垂直な所定方向へ０．１Ｗ以上離れてあって、
   前記直線から前記カーカスプライの前記折り返し部分の先端までの前記所定方向の距離をＨ1、前記直線から前記ワイヤーチェーファーのタイヤ幅方向の外側端までの前記所定方向の距離をＨ2とした場合に、Ｈ2／Ｈ1が０．６＜Ｈ2／Ｈ1＜０．８の範囲内に設定されていることを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記直線上における前記カーカスプライの前記折り返し部分のプライ中心と前記タイヤ外表面との距離Ｓが０．３Ｗ＜Ｓ＜０．４Ｗの範囲内に設定されてあって、前記直線上における前記カーカスプライの前記折り返し部分のプライ中心と前記ワイヤーチェーファーのチェーファー中心との距離Ｔが１．０ｍｍ＜Ｔ＜２．０ｍｍの範囲内に設定されていることを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 各ビード部における前記ワイヤーチェーファーのタイヤ幅方向の外側にそれぞれ設けられかつ複数本のナイロンコードをゴム被覆した少なくとも１層のナイロンチェーファーと、を備えたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の空気入りタイヤ。

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