JP2011255858A - 空気入りタイヤ及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 ビードコアの捩じれを防止し、嵌合性を向上することを可能にした空気入りタイヤ及びその製造方法を提供する。
【解決手段】 一対のビード部３，３間に少なくとも１層のカーカス層４を装架し、カーカス層４を各ビード部３に配置されたビードコア５の廻りにタイヤ内側から外側へ折り返し、ビードコア５の外周側にゴム組成物からなるビードフィラー６を配置した空気入りタイヤにおいて、ビードコア５及びビードフィラー６から構成されるビード埋設体７のタイヤ幅方向両側にそれぞれカーカス層４とビード埋設体７との間に挟まれるようにゴム組成物からなる補助フィラー６ｉ，６ｏを配置し、一方の補助フィラー６ｉ又は６ｏの硬度をビードフィラー６の硬度よりも低くし、他方の補助フィラー６ｏ又は６ｉの硬度をビードフィラー６の硬度よりも高くする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ビード部にビードコアを備えた空気入りタイヤ及びその製造方法に関し、更に詳しくは、ビードコアの捩じれを防止し、嵌合性を向上することを可能にした空気入りタイヤ及びその製造方法に関する。

空気入りタイヤのビード部には、少なくとも１本のビードワイヤを複数列かつ複数段に並ぶようにタイヤ周方向に複数周巻回してなるビードコアが配置され、そのビードコアの外周側にゴム組成物からなるビードフィラーが配置されている。ビードコアは、一対のビード部に装架されたカーカス層を固定し、内部空気圧を保持する役割を果たすと共に、タイヤがパンクした際にはタイヤがリムから外れるのを防ぐ役割を果たしている。その一方で、ビードコアによる締付力が強過ぎると、タイヤをリム組みする際の嵌合圧が高くなり、その嵌合性が悪化することになる。そのため、ビードコアによる締付力とタイヤの嵌合性とを両立させることが求められている（例えば、特許文献１〜３参照）。

ところで、空気入りタイヤにおいてビードコアに捩じれ（層乱れ）が生じていると、リム組み時にタイヤがリムに対して均等に嵌合し難くなるため、タイヤの嵌合性が悪化する傾向がある。そのため、タイヤの嵌合性を改善するにはビードコアの捩じれを防止することが必要である。

特開２００４−３５９１９６号公報 特開２００９−４０２０２号公報 特開２００９−１２６２６９号公報

本発明の目的は、ビードコアの捩じれを防止し、嵌合性を向上することを可能にした空気入りタイヤ及びその製造方法を提供することにある。

上記目的を達成するための本発明の空気入りタイヤは、一対のビード部間に少なくとも１層のカーカス層を装架し、前記カーカス層を各ビード部に配置されたビードコアの廻りにタイヤ内側から外側へ折り返し、前記ビードコアの外周側にゴム組成物からなるビードフィラーを配置した空気入りタイヤにおいて、前記ビードコア及び前記ビードフィラーから構成されるビード埋設体のタイヤ幅方向両側にそれぞれ前記カーカス層と前記ビード埋設体との間に挟まれるようにゴム組成物からなる補助フィラーを配置し、一方の補助フィラーの硬度を前記ビードフィラーの硬度よりも低くし、他方の補助フィラーの硬度を前記ビードフィラーの硬度よりも高くしたことを特徴とするものである。

また、上記目的を達成するための本発明の空気入りタイヤの製造方法は、一対のビード部間に少なくとも１層のカーカス層を装架し、前記カーカス層を各ビード部に配置されたビードコアの廻りにタイヤ内側から外側へ折り返し、前記ビードコアの外周側にゴム組成物からなるビードフィラーを配置すると共に、前記ビードコア及び前記ビードフィラーから構成されるビード埋設体のタイヤ幅方向両側にそれぞれ前記カーカス層と前記ビード埋設体との間に挟まれるようにゴム組成物からなる補助フィラーを配置し、一方の補助フィラーの硬度を前記ビードフィラーの硬度よりも低くし、他方の補助フィラーの硬度を前記ビードフィラーの硬度よりも高くした空気入りタイヤを製造する方法であって、
前記カーカス層、前記ビードコア、前記ビードフィラー及び前記補助フィラーを備えた未加硫タイヤを成形した後、該未加硫タイヤを金型内に投入し、該未加硫タイヤを内側からブラダーで押圧しながら加硫することを特徴とするものである。

本発明者は、ビードコアの捩じれの原因について鋭意研究した結果、加硫時にタイヤ内側でブラダーが膨らみ、そのブラダーによりタイヤが金型に押し当てられた際にビード部に対して強い力が作用し、それによってビードコアの捩じれが発生することを知見し、本発明に至ったのである。

即ち、本発明では、ビードコア及びビードフィラーからなるビード埋設体のタイヤ幅方向両側にそれぞれカーカス層とビード埋設体との間に挟まれるように補助フィラーを配置し、一方の補助フィラーの硬度をビードフィラーの硬度よりも低くしているので、加硫時にビードコアを変形させようとする力を低硬度の補助フィラーにより吸収することができる。これにより、ビードコアの捩じれを防止し、空気入りタイヤの嵌合性を向上することができる。

しかしながら、ビード埋設体に対して低硬度の補助フィラーだけを付加した場合、加硫時にビードコアが低硬度の補助フィラー側へ動いて適正な位置からずれることに起因して嵌合性が低下する。そこで、他方の補助フィラーの硬度をビードフィラーの硬度よりも高くすることにより、ビードコアが低硬度の補助フィラー側へ移動することを抑制し、その位置を適正に維持することを可能にしている。

本発明において、低硬度である一方の補助フィラーをビード埋設体よりもタイヤ幅方向外側に配置し、高硬度である他方の補助フィラーをビード埋設体よりもタイヤ幅方向内側に配置しても良く、或いは、低硬度である一方の補助フィラーをビード埋設体よりもタイヤ幅方向内側に配置し、高硬度である他方の補助フィラーをビード埋設体よりもタイヤ幅方向外側に配置しても良い。いずれの場合も、空気入りタイヤの嵌合性を向上することができる。

各補助フィラーの下端は、ビードコアの上端からタイヤ径方向内側に向かってビードコアのタイヤ径方向高さの３０％〜１００％の位置に配置することが好ましい。一方、各補助フィラーの上端は、ビードコアの上端からタイヤ径方向外側に向かってビードフィラーのタイヤ径方向高さの３０％〜１００％の位置に配置することが好ましい。これにより、空気入りタイヤの嵌合性を効果的に向上することができる。

ビードフィラーの硬度は７０〜９０であり、一方の補助フィラーの硬度は６５以下であり、他方の補助フィラーの硬度は９５以上であることが好ましい。また、各補助フィラーの最大厚さは０．５ｍｍ以上であることが好ましい。これにより、空気入りタイヤの嵌合性を効果的に向上することができる。

本発明において、ビードフィラー及び補助フィラーの硬度とは、ＪＩＳ Ｋ６２５３に規定されるデュロメータ硬さを意味し、タイプＡのデュロメータを用いて測定されるものである。

本発明の実施形態からなる空気入りタイヤを示す子午線断面図である。 図１の空気入りタイヤのビード部を拡大して示す断面図である。

以下、本発明の構成について添付の図面を参照しながら詳細に説明する。図１は本発明の実施形態からなる空気入りタイヤを示し、図２はそのビード部を示すものである。

図１において、１はトレッド部、２はサイドウォール部、３はビード部である。左右一対のビード部３，３間にはカーカス層４が装架されている。このカーカス層４は、タイヤ径方向に延びる複数本の補強コードを含み、各ビード部３に配置されたビードコア５の廻りにタイヤ内側から外側に折り返されている。このビードコア５は、少なくとも１本のビードワイヤＷを複数列かつ複数段に並ぶようにタイヤ周方向に複数周巻回することで構成されている。ビードコア５の外周側にはゴム組成物からなるビードフィラー６が配置されている。そして、ビードコア５及びビードフィラー６からなるビード埋設体７がカーカス層４の本体部分と折り返し部分により包み込まれている。

一方、トレッド部１におけるカーカス層４の外周側には複数層のベルト層８が埋設されている。これらベルト層８はタイヤ周方向に対して傾斜する複数本の補強コードを含み、かつ層間で補強コードが互いに交差するように配置されている。ベルト層８において、補強コードのタイヤ周方向に対する傾斜角度は例えば１０°〜４０°の範囲に設定されている。

上記空気入りタイヤにおいて、ビードコア５及びビードフィラー６から構成されるビード埋設体７のタイヤ幅方向両側にはそれぞれカーカス層４とビード埋設体７との間に挟まれるようにゴム組成物からなる補助フィラー６ｉ，６ｏが配置されている。ここで、一方の補助フィラー６ｉ又は６ｏの硬度はビードフィラー６の硬度よりも低く、他方の補助フィラー６ｏ又は６ｉの硬度はビードフィラー６の硬度よりも高くなっている。つまり、ビードフィラー６の硬度をＨｃとし、ビードフィラー６よりもタイヤ幅方向内側に位置する補助フィラー６ｉ（インナーフィラー）の硬度をＨｉとし、ビードフィラー６よりもタイヤ幅方向外側に位置する補助フィラー６ｏ（アウターフィラー）の硬度をＨｏとしたとき、これら硬度の大小関係は下式（１）及び（２）のいずれか一方を満足するようになっている。

Ｈｏ＜Ｈｃ＜Ｈｉ ・・・（１）
Ｈｉ＜Ｈｃ＜Ｈｏ ・・・（２）

上記空気入りタイヤを製造する場合、先ず、上記構成部材を備えた未加硫タイヤを成形する。タイヤ成形工程においては、補助フィラー６ｉ，６ｏをカーカス層４上に貼り合わせた後にカーカス層４をビードコア５の廻りに折り返すようにしても良く、或いは、ビードコア５及びビードフィラー６からなるビード埋設体７の両側に補助フィラー６ｉ，６ｏを予め貼り合わせておき、その状態でカーカス層４をビードコア５の廻りに折り返すようにしても良い。しかる後、成形された未加硫タイヤを金型内に投入し、その未加硫タイヤを内側からブラダーで押圧しながら加硫することにより、所望の空気入りタイヤを得ることができる。

上記空気入りタイヤでは、ビードコア５及びビードフィラー６からなるビード埋設体７のタイヤ幅方向両側にそれぞれカーカス層４とビード埋設体７との間に挟まれるように補助フィラー６ｉ，６ｏを配置し、一方の補助フィラー６ｉ又は６ｏの硬度をビードフィラー６の硬度よりも低くしているので、加硫時にビードコア５を変形させようとする力を低硬度の補助フィラー６ｉ又は６ｏにより吸収することができる。これにより、ビードコア５の捩じれ、即ち、ビードコア５におけるビードワイヤＷの層乱れを防止し、空気入りタイヤの嵌合性を向上することができる。

また、他方の補助フィラー６ｏ又は６ｉの硬度をビードフィラー６の硬度よりも高くしているので、加硫時にビードコア５が低硬度の補助フィラー６ｉ又は６ｏ側へ移動することを抑制し、その埋設位置を適正に維持することができる。従って、ビード埋設体７に対して低硬度の補助フィラー６ｉ又は６ｏを付加した場合であっても、ビードコア５の埋設位置を適正化して良好な嵌合性を確保することができる。

なお、ビードフィラー６及び補助フィラー６ｉ，６ｏの硬度はいずれも加硫後の硬度であるが、加硫後の硬度と加硫前の硬度との間には相関関係がある。そのため、加硫後の硬度の大小関係を規定することにより、上述のような挙動を呈するのである。

図２に示すように、各補助フィラー６ｉ，６ｏの下端（タイヤ径方向内側端）は、ビードコア５の上端（タイヤ径方向外側端）からタイヤ径方向内側に向かってビードコア５のタイヤ径方向高さＨ５の３０％〜１００％の範囲Ｘ１に配置されている。これにより、空気入りタイヤの嵌合性を効果的に向上することができる。各補助フィラー６ｉ，６ｏの下端が範囲Ｘ１に届いていないと外力の緩和効果又は埋設位置の保持効果が十分に得られない。また、各補助フィラー６ｉ，６ｏの下端が範囲Ｘ１を超えた位置に配置されていても、それ以上の効果は期待できない。なお、高硬度の補助フィラー６ｏ又は６ｉの下端は低硬度の補助フィラー６ｉ又は６ｏの下端よりもタイヤ径方向内側に存在することが望ましい。更に、高硬度の補助フィラー６ｏ又は６ｉの下端は、ビードコア５の上端からタイヤ径方向内側に向かってビードコア５のタイヤ径方向高さＨ５の５０％〜１００％の範囲に配置すると良い。

一方、各補助フィラー６ｉ，６ｏの上端（タイヤ径方向外側端）は、ビードコア５の上端（タイヤ径方向外側端）からタイヤ径方向外側に向かってビードフィラー６のタイヤ径方向高さＨ６の３０％〜１００％の範囲Ｘ２に配置されている。これにより、空気入りタイヤの嵌合性を効果的に向上することができる。各補助フィラー６ｉ，６ｏの上端が範囲Ｘ２に届いていないと外力の緩和効果又は埋設位置の保持効果が十分に得られない。また、各補助フィラー６ｉ，６ｏの上端が範囲Ｘ２を超えた位置に配置されていても、それ以上の効果は期待できない。なお、高硬度の補助フィラー６ｏ又は６ｉの上端は低硬度の補助フィラー６ｉ又は６ｏの上端よりもタイヤ径方向外側に存在することが望ましい。更に、高硬度の補助フィラー６ｏ又は６ｉの上端は、ビードコア５の上端からタイヤ径方向外側に向かってビードフィラー６のタイヤ径方向高さＨ６の５０％〜１００％の範囲に配置すると良い。

ビードフィラー６の硬度は７０〜９０の範囲とし、低硬度の補助フィラー６ｉ又は６ｏの硬度は６５以下、より好ましくは、４５〜６５の範囲とし、高硬度の補助フィラー６ｏ又は６ｉの硬度は９５以上とするのが良い。ビードフィラー６の硬度範囲は操縦安定性や乗心地等の要求性能を満たすものである。一方、低硬度の補助フィラー６ｉ又は６ｏの硬度が６５よりも高いとビードコア５を捩じれさせようとする力を分散させる効果が低下する。但し、低硬度の補助フィラー６ｉ又は６ｏの硬度が４５よりも低い場合、ビードフィラー６に対する差が大きくなり過ぎるため好ましくない。また、高硬度の補助フィラー６ｏ又は６ｉの硬度が９５よりも低いとビードコア５の動きを抑える効果が低下する。

各補助フィラー６ｉ，６ｏの最大厚さは０．５ｍｍ以上、より好ましくは、１．０ｍｍ〜２．０ｍｍの範囲とするのが良い。この最大厚さはタイヤ幅方向に測定される厚さである。低硬度の補助フィラー６ｉ又は６ｏの最大厚さが０．５ｍｍよりも小さいとビードコア５を捩じれさせようとする力を分散させる効果が低下する。低硬度の補助フィラー６ｉ又は６ｏについては、上記範囲内で硬度が低くなるほど最大厚さを小さくすることができる。高硬度の補助フィラー６ｏ又は６ｉの最大厚さが０．５ｍｍよりも小さいとビードコア５の動きを抑える効果が低下する。高硬度の補助フィラー６ｏ又は６ｉについては、上記範囲内で硬度が高くなるほど最大厚さを小さくすることができる。

タイヤサイズ２１５／４５Ｒ１７で、一対のビード部間に１層のカーカス層を装架し、カーカス層を各ビード部に配置されたビードコアの廻りにタイヤ内側から外側へ折り返し、ビードコアの外周側にゴム組成物からなるビードフィラー（硬度：８０）を配置した空気入りタイヤにおいて、ビードコア及びビードフィラーから構成されるビード埋設体のタイヤ幅方向両側にそれぞれカーカス層とビード埋設体との間に挟まれるようにゴム組成物からなる補助フィラーを配置し、タイヤ幅方向外側の補助フィラー（アウターフィラー）の硬度及び最大厚さ、タイヤ幅方向内側の補助フィラー（インナーフィラー）の硬度及び最大厚さを表１のように設定した実施例１〜８及び比較例１〜２のタイヤを製作した。また、比較のため、補助フィラーを備えていない従来例１のタイヤを用意した。

各補助フィラーの下端は、ビードコアの上端からタイヤ径方向内側に向かってビードコアのタイヤ径方向高さの１００％の位置に配置した。一方、各補助フィラーの上端は、ビードコアの上端からタイヤ径方向外側に向かってビードフィラーのタイヤ径方向高さの５０％の位置に配置した。

また、各試験タイヤは、上記構成部材を備えた未加硫タイヤを成形した後、該未加硫タイヤを金型内に投入し、該未加硫タイヤを内側からブラダーで押圧しながら加硫することにより得た。

これら試験タイヤについて、下記の評価方法により、嵌合性を評価し、その結果を表１に併せて示した。

嵌合性：
各試験タイヤをリム組みする際の嵌合圧を測定した。嵌合圧の測定はタイヤ毎に１０回ずつ行い、その平均値を求めた。評価結果は、測定値の逆数を用い、従来例１を１００とする指数にて示した。この指数値が大きいほど嵌合性が良好であることを意味する。

表１から判るように、実施例１〜８のタイヤは、従来例１に比べて嵌合性が優れていた。これに対して、比較例１〜２のタイヤは、両側の補助フィラーの硬度を同じにしたものであるが、嵌合性の改善効果が認められなかった。

１ トレッド部
２ サイドウォール部
３ ビード部
４ カーカス層
５ ビードコア
６ ビードフィラー
６ｉ 補助フィラー（インナーフィラー）
６ｏ 補助フィラー（アウターフィラー）
７ ビード埋設体
８ ベルト層

Claims (14)

1. 一対のビード部間に少なくとも１層のカーカス層を装架し、前記カーカス層を各ビード部に配置されたビードコアの廻りにタイヤ内側から外側へ折り返し、前記ビードコアの外周側にゴム組成物からなるビードフィラーを配置した空気入りタイヤにおいて、前記ビードコア及び前記ビードフィラーから構成されるビード埋設体のタイヤ幅方向両側にそれぞれ前記カーカス層と前記ビード埋設体との間に挟まれるようにゴム組成物からなる補助フィラーを配置し、一方の補助フィラーの硬度を前記ビードフィラーの硬度よりも低くし、他方の補助フィラーの硬度を前記ビードフィラーの硬度よりも高くしたことを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記一方の補助フィラーを前記ビード埋設体よりもタイヤ幅方向外側に配置し、前記他方の補助フィラーを前記ビード埋設体よりもタイヤ幅方向内側に配置したことを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 前記一方の補助フィラーを前記ビード埋設体よりもタイヤ幅方向内側に配置し、前記他方の補助フィラーを前記ビード埋設体よりもタイヤ幅方向外側に配置したことを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤ。
4. 各補助フィラーの下端を、前記ビードコアの上端からタイヤ径方向内側に向かって前記ビードコアのタイヤ径方向高さの３０％〜１００％の位置に配置したことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
5. 各補助フィラーの上端を、前記ビードコアの上端からタイヤ径方向外側に向かって前記ビードフィラーのタイヤ径方向高さの３０％〜１００％の位置に配置したことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
6. 前記ビードフィラーの硬度が７０〜９０であり、前記一方の補助フィラーの硬度が６５以下であり、前記他方の補助フィラーの硬度が９５以上であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
7. 各補助フィラーの最大厚さが０．５ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
8. 一対のビード部間に少なくとも１層のカーカス層を装架し、前記カーカス層を各ビード部に配置されたビードコアの廻りにタイヤ内側から外側へ折り返し、前記ビードコアの外周側にゴム組成物からなるビードフィラーを配置すると共に、前記ビードコア及び前記ビードフィラーから構成されるビード埋設体のタイヤ幅方向両側にそれぞれ前記カーカス層と前記ビード埋設体との間に挟まれるようにゴム組成物からなる補助フィラーを配置し、一方の補助フィラーの硬度を前記ビードフィラーの硬度よりも低くし、他方の補助フィラーの硬度を前記ビードフィラーの硬度よりも高くした空気入りタイヤを製造する方法であって、
   前記カーカス層、前記ビードコア、前記ビードフィラー及び前記補助フィラーを備えた未加硫タイヤを成形した後、該未加硫タイヤを金型内に投入し、該未加硫タイヤを内側からブラダーで押圧しながら加硫することを特徴とする空気入りタイヤの製造方法。
9. 前記一方の補助フィラーを前記ビード埋設体よりもタイヤ幅方向外側に配置し、前記他方の補助フィラーを前記ビード埋設体よりもタイヤ幅方向内側に配置したことを特徴とする請求項８に記載の空気入りタイヤの製造方法。
10. 前記一方の補助フィラーを前記ビード埋設体よりもタイヤ幅方向内側に配置し、前記他方の補助フィラーを前記ビード埋設体よりもタイヤ幅方向外側に配置したことを特徴とする請求項８に記載の空気入りタイヤの製造方法。
11. 各補助フィラーの下端を、前記ビードコアの上端からタイヤ径方向内側に向かって前記ビードコアのタイヤ径方向高さの３０％〜１００％の位置に配置したことを特徴とする請求項８〜１０のいずれかに記載の空気入りタイヤの製造方法。
12. 各補助フィラーの上端を、前記ビードコアの上端からタイヤ径方向外側に向かって前記ビードフィラーのタイヤ径方向高さの３０％〜１００％の位置に配置したことを特徴とする請求項８〜１１のいずれかに記載の空気入りタイヤの製造方法。
13. 前記ビードフィラーの硬度が７０〜９０であり、前記一方の補助フィラーの硬度が６５以下であり、前記他方の補助フィラーの硬度が９５以上であることを特徴とする請求項８〜１２のいずれかに記載の空気入りタイヤの製造方法。
14. 各補助フィラーの最大厚さが０．５ｍｍ以上であることを特徴とする請求項８〜１３のいずれかに記載の空気入りタイヤの製造方法。

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