JP2009196552A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】ビードトウ部のゴム配合を改良し、高速旋回時のコントロール性を向上させる。
【解決手段】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に至る本体部６ａと前記ビードコア５の周りでタイヤ軸方向内側から外側に折り返された折返し部６ｂとを有するカーカスプライを具えた空気入りタイヤであって、前記ビード部のトウ部４Ｔは、タイヤ半径方向内側に配された内のトウゴム部９と、該内のトウゴム部９に連なりかつ前記カーカスプライ６Ａに沿ってタイヤ半径方向外側にのびる外のトウゴム部１０とを含む。内のトウゴム部９の硬さＨａが外のトウゴム部１０の硬さＨｂよりも大きいことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、ビードトウ部のゴム配合を改良することにより、高速旋回時のコントロール性を向上し得る空気入りタイヤに関する。

近年、車両の性能向上や高速道路網の整備などに伴い、四輪自動車で高速旋回を行う機会が増えつつある。車両の高速旋回時、路面と接地しているタイヤのトレッド部には大きな横力が生じる。このような横力は、図３（ａ）に示されるように、タイヤのビード部を軸方向に大きく変形させる。横力Ｆの方向に位置するビード部ｂ１は、リムのフランジによって支えられる。しかし、横力Ｆの方向と反対側に位置するビード部ｂ２は、フランジから離れる方向に倒れ込むので、その動きが大きくなる傾向がある。このため、従来では、図３（ｂ）に示されるように、ビード部のトウ部に硬質のトウゴムｒを配置してトウ部の変形を抑えることにより、前記横力Ｆとは反対側に位置するビード部ｂ２の大きな動きを抑制している。関連する技術としては、次のものがある。

特開２００６−３４１７０５号公報

ところで、上述の空気入りタイヤのビード部の構造においても、高速旋回時にビード部の動きを完全に抑えることは勿論できない。しかしながら、従来の構造では、横力が作用してビード部が動き始める際の過渡特性が急激なものとなり、ハンドルによる修正動作が必要になるなど、コントロール性能が悪いという問題があった。

発明者らが鋭意研究を重ねたところ、これまでの空気入りタイヤでは、トウ部に１種類のトウゴムｒが配されていたため、横力がある大きさを超えるとビード部の変形が一気に進行することが主たる原因であることを知見し、本発明を完成させるに至った。

以上のように、本発明は、ビード部のトウ部に、硬さが異なるタイヤ半径方向内側に配された内のトウゴム部と、その外側をのびる外のトウゴム部とを含ませることを基本として、旋回中のビード部の変形を徐々に進行させることにより高速旋回時のコントロール性を向上し得る空気入りタイヤを提供することを主たる目的としている。

本発明のうち請求項１記載の発明は、トレッド部からサイドウォール部を経てビード部のビードコアに至る本体部と前記ビードコアの周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とを有するカーカスプライを具えた空気入りタイヤであって、前記ビード部のトウ部は、タイヤ半径方向内側に配された内のトウゴム部と、該内のトウゴム部に連なりかつ前記カーカスプライの本体部の内側面に沿ってタイヤ半径方向外側にのびる外のトウゴム部とを少なくとも含み、かつ内のトウゴム部の硬さＨａが外のトウゴム部の硬さＨｂよりも大きいことを特徴とする。

また請求項２記載の発明は、前記内のトウゴム部の硬さＨａは、６０〜１００度であり、かつ、前記外のトウゴム部の硬さＨｂは５０〜７０度である請求項１記載の空気入りタイヤである。

また請求項３記載の発明は、前記ビード部には、前記カーカスプライの本体部と折返し部との間にビードエーペックスゴムが配されるとともに、前記外のトウゴム部の硬さＨｂは、前記ビードエーペックスゴムの硬さＨｃよりも小であり、かつ、前記内のトウゴム部の硬さＨａは前記ビードエーペックスゴム８の硬さＨｃよりも大きい請求項１又は２記載の空気入りタイヤである。

また請求項４記載の発明は、前記硬さの比（Ｈｃ／Ｈａ）が０．７５〜０．９５であり、かつ比（Ｈｂ／Ｈｃ）が０．７０〜０．９０である請求項３記載の空気入りタイヤである。

また請求項５記載の発明は、前記内のトウゴム部は、タイヤ回転軸を含む子午線断面において、ビードトウの近傍に位置する第１の頂点と、ビードヒール側の第２の頂点と、タイヤ半径方向最外側に位置する第３の頂点とを有する断面略三角形状をなすとともに、前記第３の頂点は、ビードコアのタイヤ半径方向最外側面よりもタイヤ半径方向外側に位置する請求項１乃至４のいずれかに記載の空気入りタイヤである。

また請求項６記載の発明は、前記外のトウゴム部のタイヤ半径方向の外端は、前記内のトウゴム部の第３の頂点よりも外側に位置する請求項５記載の空気入りタイヤである。

また請求項７記載の発明は、前記外のトウゴム部のタイヤ半径方向の外端は、前記内のトウゴム部のタイヤ半径方向最外側の第３の頂点よりも外側に位置し、かつ、前記ビードコアからのビードエーペックスゴムの高さの１／２の位置よりもタイヤ半径方向内側に位置する請求項３記載の空気入りタイヤである。

本発明の空気入りタイヤでは、ビード部のトウ部が、タイヤ半径方向内側に配された内のトウゴム部と、該内のトウゴム部に連なりかつ前記カーカスプライの本体部の内側面に沿ってタイヤ半径方向外側にのびる外のトウゴム部とを含み、しかも内のトウゴム部の硬さＨａを外のトウゴム部の硬さＨｂよりも大きく設定されている。このため、高速旋回中では、先ず主体的に外のトウゴム部で変形を抑える一方、さらなる横力の増加時には外、内のトウゴム部が一体となってビード部の変形を抑えうる。これにより、ビード部の変形を横力に応じて滑らかに進行させることができ、ひいては高速旋回時のコントロール性が向上する。

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は本実施形態の空気入りタイヤ１のタイヤ子午線断面、図２はそのビード部の部分拡大図をそれぞれ示す。また、図１の空気入りタイヤ１は、正規リム（図示省略）にリム組みされかつ正規内圧が充填された無負荷の状態が示されている。

ここで、前記「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って、例えばＪＡＴＭＡであれば標準リム、ＴＲＡであれば"DesignRim"、或いはＥＴＲＴＯであれば"MeasuringRim"をそれぞれ意味する。また、前記「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１８０ｋＰａとする。

前記空気入りタイヤ１（以下、タイヤ１ということがある。）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、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の内方に配されたベルト層７とを具え、本実施形態では乗用車用のものが例示される。

前記カーカス６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に至る本体部６ａと、該本体部６ａに連なりかつ前記ビードコア５の周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とを有する少なくとも１枚、本実施形態では１枚のカーカスプライ６Ａで構成される。前記カーカスプライ６Ａは、例えばナイロン、レーヨン又はポリエステル等の有機繊維又はスチールからなるカーカスコードを有し、該カーカスコードは、例えばタイヤ赤道Ｃに対して７０〜９０°の角度に傾けて配列されている。

また、カーカスプライ６Ａの本体部６ａと折返し部６ｂとの間には、ビードコア５の外面５Ｔからタイヤ半径方向外側にテーパ状でのびるビードエーペックスゴム８が配されている。ビード部４の曲げ剛性を十分に高めて高速旋回時の操縦安定性を高めるために、ビードエーペックスゴム８の硬さＨｃは、好ましくは６０度以上、より好ましくは６５度以上が望ましい。他方、該ビードエーペックスゴム８の硬さＨｃが大きすぎると、乗り心地が著しく悪化するおそれがあるので、好ましくは９０度以下、より好ましくは８５度以下が望ましい。なお、本明細書において、ゴムの硬さは、ＪＩＳ−Ｋ６２５３に基づくデュロメーター硬さ（タイプＡ又はタイプＤ）として定義される。

また、ビードコア５の断面中心５Ｃを通るタイヤ軸方向線ＣＬからビードエーペックスゴム８の外端８Ｔまでのタイヤ半径方向の距離であるビードエーペックスゴム８の高さｈｃは、好ましくは、前記タイヤ軸方向線ＣＬを基準とするタイヤ高さ（タイヤ軸方向線ＣＬからトレッド部２のタイヤ半径方向最外側位置までの高さであり図１に示す。）ｈｔの２０％以上、より好ましくは３０％以上が望ましく、また、好ましくは６０％以下、より好ましくは４０％以下が望ましい。前記ビードエーペックスゴム８の高さｈｃが小さすぎると、ビード部４の曲げ剛性が不足するおそれがあり、逆に大きすぎると、乗り心地が著しく悪化するおそれがある。

本実施形態において、前記ビードコア５には、図２に拡大して示されるように、環状の芯線１２と、該芯線１２の周囲に複数本のシース線１３ａを螺旋状に巻き付けることにより形成された少なくとも１層（本実施形態では１層）のシース１３とを有する断面円形のケーブルビード１１が用いられる。前記芯線１２は、モノフィラメントで構成されているが、複数本のフィラメントを撚り合わすことにより形成されたマルチフィラメントであっても良い。また、これら芯線１２及びシース線１３ａには、スチールワイヤが好適に用いられる。

このようなケーブルビード１１は、その周りに巻き付けられたカーカスプライ６Ａからの力を、該ケーブルビード１１自体の捻れやシース線１３ａの巻き締まり又は巻き弛み等によって吸収できる。従って、ケーブルビード１１は、旋回走行時等のカーカスプライ６Ａの歪を緩和し、ひいてはビード部４の耐久性を向上させるのに役立つ。ただし、ビードコア５は、このようなケーブルビード１１に形態されるものではなく、鋼線等のビードワイヤを多段多列に巻回してなる断面横長状又は六角形状等のいわゆるテープビード（図示省略）であっても良いのは言うまでもない。

本実施形態において、前記ベルト層７は、ベルトコードをタイヤ赤道Ｃに対して例えば１０〜４０°の小角度で傾けて配列した少なくとも２枚のベルトプライ７Ａ及び７Ｂを前記コードが互いに交差する向きに重ね合わせて構成される。ベルトコードには、スチールコードが好適に用いられる。

また、ビード部４のトウ部４Ｔは、タイヤ半径方向内側に配された内のトウゴム部９と、該内のトウゴム部９に連なりかつカーカスプライの本体部６ａの内側面に沿ってタイヤ半径方向外側にのびる外のトウゴム部１０とを含んでいる。なお、トウ部４Ｔとは、図２に示されるように、ビードトウＴＰを含むビードのタイヤ軸方向内側の先端部分の領域を示し、少なくともビードコア５のタイヤ軸方向最内側を通るタイヤ半径方向線Ｎよりもタイヤ軸方向内側の部分を含むものとする。

前記内のトウゴム部９は、ビードトウＴＰの近傍に位置する第１の頂点Ｐ１と、ビードヒール４Ｈ側に位置する第２の頂点Ｐ２と、タイヤ半径方向最外側に位置する第３の頂点Ｐ３とを有する断面略三角形状をなす。より詳しく述べると、内のトウゴム部９は、第１の頂点Ｐ１と第３の頂点Ｐ３との間をタイヤ内腔面ｉに沿ってのびる内向き面９ａ、第１の頂点Ｐ１と第２の頂点Ｐ２との間をビード底面４Ｂに沿ってのびる底面９ｂ及び第２の頂点Ｐ２と第３の頂点Ｐ３との間をのびる外向き面９ｃを有し、タイヤ半径方向外側に向かってタイヤ軸方向の幅が漸減する断面略三角形状で構成される。

また、内のトウゴム部９の内向き面９ａには、タイヤ内腔面ｉをなす空気非透過性に優れたゴム組成物からなるインナーライナーゴム１５が接合される。該インナーライナーゴム１５は、一対のビード部４、４間をトロイド状に跨って配されている。

また、内のトウゴム部９の底面９ｂには、リムと直接接触するクリンチゴム１６が接合される。該クリンチゴム１６は、ビードトウＴＰとビードヒール４Ｈとの間をビード底面４Ｂに沿ってのびるとともに、カーカスプライ６Ａの折返し部６ｂに沿ってタイヤ半径方向外側にのびる断面略Ｌ字状で構成されている。該クリンチゴム１６は、リムと強い圧力で接触するため、耐摩耗性に優れた硬質のゴム組成物からなり、好ましくは硬さが８５〜９０度程度のゴム組成物が望ましい。

さらに、内のトウゴム部９の外向き面９ｃのタイヤ半径方向内側部分は、カーカスプライ６Ａの折返し部６ｂに接合されるとともに、外向き面９ｃのタイヤ半径方向の外側部分は、カーカスプライ６Ａの本体部６ａから離間して前記第３の頂点Ｐ３まで滑らかな曲線でのびている。

本実施形態において、前記外のトウゴム部１０は、厚肉の中央部からタイヤ半径方向内、外に厚さが漸減する断面略三日月状をなし、そのタイヤ半径方向の内側部分１０ａは、内のトウゴム部９の外向き面９ｃとカーカスプライ６Ａとの間に配される。即ち、外のトウゴム部１０は、内のトウゴム部の外向き面９ｃとカーカスプライの本体部６ａの内側面とにそれぞれ接続されている。また、外のトウゴム部１０のタイヤ半径方向の外側部分１０ｂは、カーカスプライの本体部６ａの内側面に沿ってタイヤ半径方向外側に先細状にのびて終端している。外のトウゴム部１０のタイヤ半径方向の外端１０Ｔは、内のトウゴム部の第３の頂点Ｐ３よりもタイヤ半径方向外側に位置するが、ビードエーペックスゴム８の外端８Ｔよりもタイヤ半径方向内側に位置している。

また、内のトウゴム部９の硬さＨａは、外のトウゴム部１０の硬さＨｂよりも大きく設定される。このため、高速旋回中では、先ず主体的に外のトウゴム部１０でビード部４の変形を抑えることができる一方、さらなる横力の増加時には外のトウゴム部１０及び内のトウゴム部９が一体となってビード部４の変形を抑えることができる。これにより、ビード部４の変形は、横力に応じて滑らかに進行し、従来のようにビード部の急激な変形を抑制できる。従って、高速旋回中、ドライバーによる舵角修正操作などを極力不要とし、高速旋回時のコントロール性を高めうる。

なお、内のトウゴム部９の硬さＨａは、高速旋回時にビード部４の変形を十分に抑えるために、好ましくは８０度以上、より好ましくは８７度以上が望ましい。他方、内のトウゴム部９の硬さＨａが大きすぎると、トウ部４Ｔが著しく硬化し、リム組みを困難にするおそれがある。このような観点より、内のトウゴム部９の硬さＨａは、好ましくは９３度以下が望ましい。同様に、外のトウゴム部１０の硬さＨｂは、好ましくは５５度以上が望ましく、また好ましくは６５度以下が望ましい。

また、内のトウゴム部９の硬さＨａと外のトウゴム部１０の硬さＨｂとの比（Ｈｂ／Ｈａ）は１．０よりも小であれば特に限定されるものではないが、１．０に近いと、外のトウゴム部１０と内のトウゴム部９との硬度が近づき、ビード部４に曲げ変形が急激に生じるおそれがある。このような観点より、前記比（Ｈｂ／Ｈａ）は、好ましくは０．８以下、より好ましくは０．７以下が望ましい。他方、前記比（Ｈｂ／Ｈａ）が小さすぎると、両ゴム部９及び１０の接合面に歪が集中しやすくなり、ひいては剥離が生じやすくなるなど、ビード部４の耐久性が悪化するおそれがある。このような観点より、前記比（Ｈｂ／Ｈａ）は、好ましくは０．５以上、より好ましくは０．６以上が望ましい。

また、内のトウゴム部９の第３の頂点Ｐ３は、ビードコア５のタイヤ半径方向の最外側面５Ｔよりもタイヤ半径方向外側に位置することが望ましい。前記頂点Ｐ３がビードコア５の前記最外側面５Ｔと同高さ又はそれよりもタイヤ半径方向内側に位置する場合、内のトウゴム部９による曲げ変形抑制効果が十分に発揮されない傾向がある。

また、高速旋回時のビード部４の曲げ変形をより滑らかに行わせるために、内のトウゴム部９及び外のトウゴム部１０の各硬さＨａ、Ｈｂは、ビードエーペックスゴム８の硬さＨｃに関連づけることが望ましい。具体的には、外のトウゴム部１０の硬さＨｂは、前記ビードエーペックスゴム８の硬さＨｃよりも小さく設定し、かつ、内のトウゴム部９の硬さＨａは、前記ビードエーペックスゴム８の硬さＨｃよりも大きく設定すること（即ち、Ｈａ＞Ｈｃ＞Ｈｂ）が望ましい。

図２に示されるような横力Ｆの作用時、ビード部４は、ビードコア５を中心としてトウ部４Ｔがリムシート面（図示省略）に強く押圧される向きに変形する。この際、先ず硬質のビードエーペックスゴム８が横力Ｆに抗じてビード部４の曲げ変形を抑制するが、さらなる横力Ｆの増加時によって外のトウゴム部１０及び内のトウゴム部９へと変形が進む。この変形過程において、相対的に柔らかい外のトウゴム部１０は、ビードエーペックスゴム８と内のトウゴム部９との間で大きく歪むことで応力を緩和するクッションの働きをなし、ビードエーペックスゴム８の運動エネルギを一部吸収しながら内のトウゴム部９へと伝える。このため、ビード部の急激な過渡現象がより一層防止される。

ここで、ビードエーペックスゴム８の硬さＨｃと、内のトウゴム部９の高さＨａとの比（Ｈｃ／Ｈａ）は、旋回初期のビード部４の大きな曲げ変形を抑えつつ乗り心地などを確保するために、好ましくは０．７５以上、より好ましくは０．８０以上が望ましく、また、好ましくは０．９５以下、より好ましくは０．９０以下が望ましい。同様に、ビードエーペックスゴム８の硬さＨｃと外のトウゴム部１０の硬さＨｂとの比（Ｈｂ／Ｈｃ）は、外のトウゴム部１０のクッション作用を効果的に発揮させるために、好ましくは０．７０以上、より好ましくは０．７５以上が望ましく、また、好ましくは０．９０以下、より好ましくは０．８５以下が望ましい。

なお、外のトウゴム部１０の外端１０Ｔは、前記ビードエーペックスゴムの高さｈｃの１／２の位置よりもタイヤ半径方向内側に位置するのが望ましい。これによって、ビードエーペックスゴム８の動きを過度に拘束することなく適度な乗り心地が維持される。

以上本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、種々の態様に変形して実施しうるのは言うまでもない。

本発明の効果を確認するために、図１の基本構造と表１の仕様とに基づいて、サイズ３３０／７１０Ｒ１８の空気入りタイヤが試作され、その性能がテストされた。なお、表１に示す構造以外は、いずれも同一である。テスト方法は次の通りである。

＜高速旋回時のコントロール性能＞
各テストタイヤを下記の条件で排気量３０００ccの乗用車に装着し、速度２００km／ｈで旋回走行を行ったときのタイヤの急激な挙動の有無、ステアリングによる修正操作量などをドライバーのフィーリングによって評価した。結果は、従来例を１００とする評点であり、数値が大きいほど良好である。
リム：１８×１１Ｊ
空気圧：２００ｋＰａ

＜リム組み性＞
リム組みタイヤレバーを用いて作業者によるリム組み、リム外し作業を行い、トウ部の欠け等の有無を肉眼で観察した。
テストの結果等を表１に示す。

本実施形態の空気入りタイヤの断面図である。 そのビード部の拡大図である。 （ａ）は旋回中のタイヤの断面図、（ｂ）はその部分拡大図である。

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
４Ｔ トウ部
５ ビードコア
６ カーカス
７ ベルト層
８ ビードエーペックスゴム
９ 内のトウゴム部
Ｐ１ 第１の頂点
Ｐ２ 第２の頂点
Ｐ３ 第３の頂点
１０ 外のトウゴム部

Claims (7)

1. トレッド部からサイドウォール部を経てビード部のビードコアに至る本体部と前記ビードコアの周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とを有するカーカスプライを具えた空気入りタイヤであって、
   前記ビード部のトウ部は、タイヤ半径方向内側に配された内のトウゴム部と、該内のトウゴム部に連なりかつ前記カーカスプライの本体部の内側面に沿ってタイヤ半径方向外側にのびる外のトウゴム部とを少なくとも含み、かつ
   内のトウゴム部の硬さＨａが外のトウゴム部の硬さＨｂよりも大きいことを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記内のトウゴム部の硬さＨａは、６０〜１００度であり、かつ、前記外のトウゴム部の硬さＨｂは５０〜７０度である請求項１記載の空気入りタイヤ。
3. 前記ビード部には、前記カーカスプライの本体部と折返し部との間にビードエーペックスゴムが配されるとともに、
   前記外のトウゴム部の硬さＨｂは、前記ビードエーペックスゴムの硬さＨｃよりも小であり、かつ、前記内のトウゴム部の硬さＨａは前記ビードエーペックスゴム８の硬さＨｃよりも大きい請求項１又は２記載の空気入りタイヤ。
4. 前記硬さの比（Ｈｃ／Ｈａ）が０．７５〜０．９５であり、かつ比（Ｈｂ／Ｈｃ）が０．７０〜０．９０である請求項３記載の空気入りタイヤ。
5. 前記内のトウゴム部は、タイヤ回転軸を含む子午線断面において、ビードトウの近傍に位置する第１の頂点と、ビードヒール側の第２の頂点と、タイヤ半径方向最外側に位置する第３のの頂点とを有する断面略三角形状をなすとともに、
   前記第３の頂点は、ビードコアのタイヤ半径方向最外側面よりもタイヤ半径方向外側に位置する請求項１乃至４のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
6. 前記外のトウゴム部のタイヤ半径方向の外端は、前記内のトウゴム部の第３の頂点よりも外側に位置する請求項５記載の空気入りタイヤ。
7. 前記外のトウゴム部のタイヤ半径方向の外端は、前記内のトウゴム部のタイヤ半径方向最外側の第３の頂点よりも外側に位置し、かつ、前記ビードコアからのビードエーペックスゴムの高さの１／２の位置よりもタイヤ半径方向内側に位置する請求項３記載の空気入りタイヤ。

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