JP2012011906A

JP2012011906A - 空気入りタイヤ

Info

Publication number: JP2012011906A
Application number: JP2010150981A
Authority: JP
Inventors: Takanori Ito; 貴紀伊藤
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 2010-07-01
Filing date: 2010-07-01
Publication date: 2012-01-19
Anticipated expiration: 2030-07-01
Also published as: JP5573428B2

Abstract

【課題】新たな補強層を設けることなく、リムクッションゴム部材の割れや剥離等の損傷が起こり難い空気入りタイヤを提供する。
【解決手段】空気入りタイヤは、ビード部に配設され、リムフランジと接触するタイヤ外表面からビードトウ部Ｘを経由してタイヤ内表面に延びたリムクッションゴム部材２４を備える。この空気入りタイヤにおいて、ビードトウ部Ｘから、リムクッションゴム部材２４の端部まで、の第１距離がタイヤ周方向の位置に応じて変化する。
【選択図】図２

Description

本発明は、空気入りタイヤに関する。

空気入りタイヤ（以降、タイヤという）を装着したバスやトラック等の走行中にリムクッションゴム部材がタイヤ内面側の端部（エッジ）から剥離するという問題がある。リムクッションゴム部材は、タイヤのタイヤ外表面からビードトウ部を経由してタイヤ内表面に延び、リム底やリムフランジに直接接触するゴム層である。リムクッションゴム部材には大きな粘弾性特性を持つブチルゴムが好適に用いられる。リムクッションゴム部材の剥離は、ブチルゴムと他のゴムとの間の低い接着性と、リムクッションゴム部材の端部に接着に耐えられない歪みが加わることが一因となっている。一般的には、ビードトウ部からトレッド部側へ進むに従い、タイヤの変形が大きくなり、固定されているリムとの間で歪みが生じる。したがって、リムクッションゴム部材のタイヤ内面側端部の位置がリム底から離れている構造のタイヤ、すなわち、リムクッションゴム部材のタイヤ内面側端部の位置が高いタイヤにおいて、特に、リムクッションゴム部材の端部が剥がれやすい。

一方、リムクッションゴム部材のタイヤ内面側端部の位置がビードトウ部に近いほど、タイヤをリム組みおよびリム解きする際の工具等がタイヤ内面側端部に当たり、強い力で歪みを与える。このため、タイヤ内面側端部の位置がビードトウ部に近いタイヤでは、リムクッションゴム部材が剥離し、あるいは割れやすくなる。

このようなリムクッションゴム部材の問題に対して、特許文献１（特開２００２−２２５５１７号公報）に記載されるようにリムクッションゴム部材の耐久性を向上させる目的で、リムクッションゴム部材に補強層を設けてその耐久性を向上させる技術が知られている。

特開２００２−２２５５１７号公報

しかしながら、特許文献１（特開２００２−２２５５１７号公報）の技術では、リムクッションゴム部材に対してさらに補強層を設けることになるため、部品点数が多くなり製造コストが高くなる。

本発明の課題は、従来とは異なる構造により、リムクッションゴム部材の割れや剥離等の損傷が起こり難い空気入りタイヤを提供することにある。

上記目的は、以下の空気入りタイヤにより達成することができる。

ビード部に配設され、リムフランジと接触するタイヤ外表面からビードトウ部を経由してタイヤ内表面に延びたリムクッションゴム部材を備えた空気入りタイヤにおいて、
前記ビードトウ部から、前記リムクッションゴム部材の端部まで、の第１距離がタイヤ周方向の位置に応じて変化をする。

ここで、前記第１距離は、タイヤ周方向の位置に応じて所定の周期で変化をすることが好ましい。

例えば、前記第１距離の最大値をｈ_max（ｍｍ）とし、装着されるリムの直径をＤ（ｍｍ）としたとき、ｈ_max／Ｄは０．１０以下となる。

前記リムクッションゴム部材の前記所定の周期ｌ（ｍｍ）は、前記リムの周長をＴ（ｍｍ）としたとき、例えば、Ｔ／５０以上Ｔ／１０以下である。

前記第１距離ｈの両振幅ａ（ｍｍ）は、例えば、１／３ｈ_max以上２／３ｈ_max以下である。

さらに、前記リムクッションゴム部材の端部は、前記タイヤ内表面内で、凸部と、凹部とが連続した形状を成し、少なくとも前記凸部の形状は、曲線により形成される、ことが好ましい。

また、前記リムクッションゴム部材の端部は、前記タイヤ内表面内で、凸部と、凹部とが連続した形状を成し、少なくとも前記凸部の形状は、２以上の角部により形成される、ことも同様に好ましい。

上述の空気入りタイヤでは、リムクッションゴム部材の割れや剥離等の損傷が起こり難くなる。さらに、上述の空気入りタイヤでは、リムクッションゴム部材の接着性が向上する。

本発明の空気入りタイヤの一実施形態の断面を示す図である。図１に示す実施形態のタイヤのビード部の断面を示す図である。図１に示す実施形態のタイヤのビード部をタイヤ内面側から見た図および断面図である。図１に示す他の実施形態のタイヤのビード部における断面を示す図である。図１に示す他の実施形態のタイヤのビード部をタイヤ内面側から見た図および断面図である。図１に示す更に他の実施形態のタイヤのビード部における断面を示す図である。空気入りタイヤの成形工程の一部を説明する図である。

以下、添付の図面に示す実施形態に基づいて、本発明の空気入りタイヤを説明する。

図１は、本実施形態の重荷重用空気入りタイヤ（以降、単にタイヤという）１０の断面を示す図である。タイヤ１０の「重荷重用」とは、JATMA YEAR BOOK 2009（日本自動車タイヤ協会規格）のＣ章に定められるタイヤをいう。本実施形態は、重荷重用空気入りタイヤであるが、JATMA YEAR BOOK 2008（日本自動車タイヤ協会規格）のＡ章に定められる乗用車用タイヤあるいはＢ章に定められる小型トラック用タイヤであってもよい。

タイヤ１０は、図１に示されるように、スチールベルト部材１２、スチールカーカス部材１４、ビード部材１６を構造材として含み、トレッドゴム部材１８、サイドゴム部材２０、ビードフィラーゴム部材２２、インナライナーゴム部材２３、リムクッションゴム部材２４等の公知のゴム部材が配されている。タイヤ１０は、この他に、主補強材２５(図２参照)、副補強材２６(図２参照)を含む。

タイヤ１０は、３枚のスチールベルト部材１２が積層されているが、３枚のスチールベルト部材１２に限定されない。例えば、４枚のスチールベルト部材が用いられてもよい。

図２は、タイヤのビード部２１の拡大断面図である。図３は、タイヤのビード部２１をタイヤ内面側から見た図および断面図である。リムクッションゴム部材２４は、ビード部２１に設けられ、リムフランジと接触するタイヤ外表面からビードトウ部Ｘを経由してタイヤ内表面に延びるように配置される。リムクッションゴム部材２４は、ビードトウ部Ｘからリムクッションゴム部材２４の端部までの第１距離ｈがタイヤ周方向の位置に応じて変化する形状となっている。図３では、リムクッションゴム部材２４の端部が、タイヤ周方向に沿って周期的に変化し、その変化は直線的な変化である。タイヤ周方向とは、タイヤ回転軸を中心に回転させたときのタイヤのトレッドが移動する方向である。本実施形態では、第１距離ｈは周囲的に変動するが、必ずしも周期的に変動しなくてもよく、非周期的な変動であってもよい。

装着されるタイヤのビード部２１と接触するリム底の直径をＤと定め、第１距離ｈの最大値をｈ_maxと定めたとき、ｈ_max／Ｄは０．１０以下であることが好ましい。この条件を満足する場合に、後述するように、リムクッションゴム部材２４が剥がれ難くなり、エアー故障（後述参照）の発生が抑制される。

さらに、第１距離ｈがタイヤの周方向の位置に応じて変化する周期をｌと定め、リムの周長をＴと定め、第１距離ｈの両振幅をａと定めたとき、周期ｌはＴ／５０以上Ｔ／１０以下である、ことが好ましい。ここで、「リムの周長」は、タイヤ１０のビードトウ部Ｘが接するリム底の位置における周長である。また、両振幅ａは１／３ｈ_max以上２／３ｈ_max以下である、ことが好ましい。なお、ここに言う「両振幅ａ」は、第１距離ｈの最大値ｈ_maxから第１距離ｈの最小値ｈ_minを減じた値である。この条件を満足する場合に、リムクッションゴム部材２４の剥離が抑制され、さらに、エアー故障（後述参照）の発生が抑制される。

なお、リムは図示されないが、リム底のビードトウ部Ｘと接触する部分の直径Ｄはビードトウ部Ｘの内径と略等しく、この部分における周長はビードトウ部Ｘの内周長と略等しい。

また、リムクッションゴム部材２４の端部は、タイヤ内表面内で、凸部２４ｂと、凹部２４ｃの組が連続的に設けられた周期形状を成している。本実施形態では、凸部２４ｂおよび凹部２４ｃの形状は滑らかな曲線により形成されてもよい。この場合に、例えば、リムクッションゴム部材２４の端部は、図４，５に示すように、タイヤ周方向に沿って正弦曲線を描くように周期的に第１距離ｈが変化する曲線により形成される。また、これらの凸部２４ｂと凹部２４ｃとは、上記の形状に限らずに凸部２４ｂのみが曲線により形成されていても良い。さらに、凸部２４ｂと凹部２４ｃとは曲線ではなく、図６に示されるように、凸部２４ｂと凹部２４ｃとは、１周器の形状において、複数の直線と２以上の角部により形成されても良い。

本実施形態のタイヤ１０は、リムクッションゴム部材２４の端部を、凸部２４ｂと、凹部２４ｃの組が連続的に繋がった形状とすることにより、リムクッションゴム部材２４の端部が受ける歪みを分散することができ、その結果、タイヤの転動中、リムクッションゴム部材２４の端部から剥離が発生することを防止できる。

本実施形態のタイヤ１０は、リム組みやリム解き時、工具によって強制的な力を受けても、上記形状を用いることにより、リムクッションゴム部材２４の端部が受ける歪みを分散することができ、その結果、リム組みやリム解き中、リムクッションゴム部材２４の端部が割れ、また剥離する等の損傷を防止できる。

さらに、本実施形態のタイヤ１０は、上記形状を用いることにより、タイヤ作製時のエアー故障を抑制し、リムクッションゴム部材２４の接着性、すなわち、剥がれ難さを向上することができる。ここで、エアー故障とは、タイヤ作製（成形工程）時、リムクッションゴム部材２４が他のゴム層と接着されるとき、リムクッションゴム部材２４の接着面側に空気層が残留エアーとして残り、リムクッションゴム部材２４の接着面の一部が接着しようとするゴム層と接着されない状態となることをいう。

以下、タイヤ作製時の成形工程中に発生する残留エアーの発生を説明する。成形工程では、図７に示すようにスチールカーカス部材１４等が成形ブラダー３２によってビード部２１周りに折り返されて（ターンアップされて）未加硫タイヤが成形される。

リムクッションゴム部材２４は、成形工程では、ドラム３１上の所定位置にセットされたスチールカーカス部材１４、インナライナーゴム部材２３等の外側に配置される。この後、ドラム３１上にセットされたスチールカーカス部材１４、リムクッションゴム部材２４等は、図７に示すようにビード部材１６およびビードフィラーゴム部材２２の周りに、折り返される（ターンアップされる）。このとき、成形ブラダー３２を膨らませて、スチールカーカス部材１４、リムクッションゴム部材２４が強制的に折り返される。しかし、ドラム３１の端部３１ａの厚さに相当する段差に成形ブラダー３２が追従できず、この結果、リムクッションゴム部材２４と成形ブラダー３２との間に空間Ｓが発生しやすくなる。したがって、リムクッションゴム部材２４の端部２４ａがドラム３１の端部３１ａに近いほど、ドラム３１の端部３１ａの段差の影響を受けて、成形ブラダー３２が接着のためにリムクッションゴム部材２４を押し当てる力は弱くなる。このため、リムクッションゴム部材２４の接着力は弱くなる。さらに、リムクッションゴム部材２４と接着しようとするゴム層との間に空気層が存在する場合、リムクッションゴム部材２４の端部２４ａがドラム３１の端部３１ａに近いほど、空気層を逃がすことが難しくなる（エアー抜け性が低くなる）。この空気層が残留エアーとして残存する場合、リムクッションゴム部材２４の接着面は制限されて接着性は低くなる。この状態が、エアー故障である。したがって、リムクッションゴム部材２４の端部２４ａがドラム３１の端部３１ａから遠い、すなわち、ビードトウ部Ｘからリムクッションゴム部材２４の端部２４までの第１の距離ｈが短いタイヤは、エアー故障を低減することができる。しかし、上述したように、リム組み時やリム解き時、工具等によってリムクッションゴム部材が割れ、また剥離しやすい。

本実施形態においては、リムクッションゴム部材２４の端部の形状を、周期的に第１距離ｈが変化する形状としているため、第１距離ｈが最小の凹部２４ｃにおいてエアー抜け性がよい。一方、凸部２４ｂのエアー抜け性が悪くても、成形ブラダー３２によるターンアップ時、空気層はエアー抜け性のよい凹部２４ｃの方に移動するので、残留エアーの発生は極めて少ない。

また、リムクッションゴム部材２４に凹部２４ｃが存在するために、空気層を閉じこめる要因となるリムクッションゴム部材２４の面積を小さくできる。このため、リムクッションゴム部材２４に残留エアーの発生を抑制することができる。また、凸部２４ｂにより、リムクッションゴム部材２４の接着面積を稼ぐことができる。

一方、リムクッションゴム部材２４は、凸部２４ｂおよび凹部２４ｃが周期的に設けられているので、リム組み時およびリム解き時に用いる工具の強い力を受けても、歪みが分散する。また、凸部２４ｂが周期的に設けられ、接着面積がある程度確保されている。このため、リム組み時およびリム解き時、リムクッションゴム部材が剥がれ、あるいは割れることも少ない。

このように、リムクッションゴム部材２４のタイヤ内面側端部の形状を、第１距離ｈが変化する形状とすることにより、リムクッションゴム部材の割れや剥離等の損傷を起こり難くすることができる。

このようなタイヤ１０の効果を実施例１〜８、比較例を用いて調べた。

実施例１〜８、比較例のタイヤは、いずれもサイズが２２５／８０Ｒ１７．５のトラック・バス用タイヤである。タイヤは、実施例毎に５０本作製した。作製した５０本のタイヤについて、発生したエアー故障の発生本数（エアー故障性）と、リムクッションゴム部材２４のエッジ剥れ性（以下、エッジ剥れ性とする）とを評価した。
なお、エアー故障は、加硫後にタイヤの外観検査（目視、触感）を行い、リムクッションゴム部材２４に残留エアーによる膨らみが発生している場合にエアー故障として判断した。エッジ剥れ性は、JATMA規定の仕様リム１７．５×６．００、空気圧７００ｋＰａ（その内、酸素圧は６０％）で、最大荷重の１４０％をかけて速度４５ｋｍ／ｈでドラム耐久試験を行ない、２００００ｋｍ走行後に目視にてリムクッションゴム部材２４の端部の剥れの有無を確認し、剥れの発生した部分の周長で評価した。なお、エッジ剥れ性は、比較例を１００として指数化した。

（実施例１、比較例）
まず、リムクッションゴム部材２４の第１距離ｈがタイヤ周方向に応じて変動しない場合（比較例）と、タイヤ周方向に応じて周期的な変動が有る場合（実施例１）と、について調べた。

実施例１のタイヤは、図１〜３に示す形態を採用した。このとき、第１距離ｈ_maxをリムの直径Ｄで除した値を０．０５、すなわちｈ_max／Ｄ＝０．０５に固定した。具体的には、ｈ_max＝２５（ｍｍ）、ａ＝５（ｍｍ）、ｌ＝１５０（ｍｍ）、Ｄ＝４４５（ｍｍ）、Ｔ＝１３９８（ｍｍ）である。比較例の第１距離ｈは一定の２５（ｍｍ）である。

上記表１によると、第１距離ｈに対してタイヤ周方向に応じて周期的な変動がある場合の方が、第１距離ｈに変動がない場合よりも、エアー故障率を抑制する効果と、エッジ剥がれ性を抑制する効果とが顕著であることが判る。これにより、リムクッション部材２４の第１距離ｈをタイヤ周方向に応じて変動させることにより、エアー故障率を抑制し、エッジ剥がれ性を抑制することができる。

（実施例１〜５）
実施例１〜５のタイヤは、図１〜３に示す形態を採用した。このとき、第１距離ｈに対してタイヤ周方向に応じて周期的な変動があるものとした。また、第１距離ｈ_maxをリムの直径Ｄで除した値を０．０５、すなわちｈ_max／Ｄ＝０．０５に固定した。表２中、Ｔ＝１３９８（ｍｍ）、ｈ_max＝２５（ｍｍ）である。また、Ｄ＝４４５（ｍｍ）である。

上記表２によると、第１距離ｈがタイヤ周方向に応じて変動する際の周期ｌが、リムの周長Ｔの５０分の１以上であってリムの周長Ｔの１０分の１以下であり、かつ、両振幅ａが第１距離ｈ_maxの３分の１以上であって第１距離ｈ_maxの３分の２以下である場合に、エアー故障およびエッジ剥れを抑制する効果が顕著であることが判る。これより、第１距離ｈがタイヤ周方向に応じて変動する際の周期ｌが、リムの周長Ｔの５０分の１以上であってリムの周長Ｔの１０分の１以下、かつ、両振幅ａが第１距離ｈ_maxの３分の１以上であって第１距離ｈ_maxの３分の２以下であることが、エアー故障およびエッジ剥がれを抑制する点で、好ましい。

（実施例５，６）
実施例５，６のタイヤは、図１〜３に示す形態を採用した。このとき、第１距離ｈをタイヤ周方向に応じて周期的に変動させた。また、第１距離ｈがタイヤ周方向に応じて変動する際の周期ｌが、リムの周長Ｔの５０分の１以上であってリムの周長Ｔの１０分の１以下、かつ、両振幅ａが第１距離ｈ_maxの３分の１以上であって第１距離ｈの３分の２以下であるものとした。具体的に、実施例５はｈ_max＝２５（ｍｍ）、ａ＝１２（ｍｍ）、ｌ＝８０（ｍｍ）、Ｄ＝４４５（ｍｍ）、Ｔ＝１３９８（ｍｍ）で、実施例６はｈ_max＝５５（ｍｍ）、ａ＝１２（ｍｍ）、ｌ＝８０（ｍｍ）、Ｄ＝４４５（ｍｍ）、Ｔ＝１３９８（ｍｍ）である。

上記表３によると、第１距離ｈ_maxをリムの直径Ｄで除した値が０．１０以下である場合に、エッジ剥れを抑制する効果が顕著であることが判る。これより、第１距離ｈを直径Ｄで除した値が０．１０以下であることが、エッジ剥れを抑制する点で、好ましい。

（実施例５，７，８）
実施例５，７，８のタイヤは、図１〜３に示す形態を採用した。このとき、第１距離ｈをタイヤ周方向に応じて周期的に変動させた。また、第１距離ｈ_maxを直径Ｄで除した値を０．０５、すなわちｈ_max／Ｄ＝０．０５に固定した。また、第１距離ｈがタイヤ周方向に応じて変動する際の周期ｌが、リムの周長Ｔの５０分の１以上であってリムの周長Ｔの１０分の１以下、かつ、両振幅ａ）が第１距離ｈ_maxの３分の１以上であって第１距離ｈ_maxの３分の２以下であるものとした。具体的には、ｈ_max＝２５（ｍｍ）、Ｄ＝４４５（ｍｍ）、ｌ＝８０（ｍｍ）、Ｔ＝１３９８（ｍｍ）、ａ＝１２（ｍｍ）とした。

下記表４は、タイヤ内表面内で、第１距離ｈが周期的に変動することにより凸部２４ｂと凹部２４ｃとが連続した形状を成しているリムクッションゴム部材２４の端部の形状が、面取りされているか否かにより、エアー故障性およびエッジ剥がれ性の評価結果を示している。なお、ここに言う「面取り」とは、凸部２４ｂおよび凹部２４ｃを、２以上の角部により形成する、または、滑らかな曲線により形成することである。

上記表４によると、リムクッションゴム部材２４の端部の凸部２４ｂおよび凹部２４ｃに面取りが施されている場合に、エアー故障およびエッジ剥れを抑制する効果が顕著であることが判る。特に、曲線面取りの場合の方が直線面取りの場合よりも有効であることが判る。これより、リムクッションゴム部材２４の端部の凸部２４ｂおよび凹部２４ｃに面取りを施すことが、エアー故障およびエッジ剥れを抑制する点、で好ましい。

以上、本発明の空気入りタイヤについて説明したが、本発明の空気入りタイヤは上記実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の改良や変更をしても良いのはもちろんである。

１０空気入りタイヤ
１４スチールカーカス部材
１６ビード部材
２０サイドゴム部材
２２ビードフィラーゴム部材
２３インナライナーゴム部材
２４リムクッションゴム部材
２５主補強材
２６副補強材
Ｘビードトウ部

Claims

ビード部に配設され、リムフランジと接触するタイヤ外表面からビードトウ部を経由してタイヤ内表面に延びたリムクッションゴム部材を備えた空気入りタイヤにおいて、
前記ビードトウ部から、前記リムクッションゴム部材の端部まで、の第１距離がタイヤ周方向の位置に応じて変化をすることを特徴とする空気入りタイヤ。
前記第１距離は、タイヤ周方向の位置に応じて所定の周期で変化をする、
請求項１に記載の空気入りタイヤ。
前記第１距離の最大値をｈ_max（ｍｍ）とし、装着されるリムの直径をＤ（ｍｍ）としたとき、ｈ_max／Ｄは０．１０以下となる、
請求項１または２に記載の空気入りタイヤ。
前記リムクッションゴム部材の前記所定の周期ｌ（ｍｍ）は、前記リムの周長をＴ（ｍｍ）とし、前記第１距離ｈの最大値をｈ_maxとしたとき、
Ｔ／５０以上Ｔ／１０以下であり、
前記第１距離ｈの両振幅ａ（ｍｍ）は、１／３ｈ_max以上２／３ｈ_max以下である、
請求項３に記載の空気入りタイヤ。
前記リムクッションゴム部材の端部は、前記タイヤ内表面内で、凸部と、凹部とが連続した形状を成し、
少なくとも前記凸部の形状は、曲線により形成される、
請求項１から４のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
前記リムクッションゴム部材の端部は、前記タイヤ内表面内で、凸部と、凹部とが連続した形状を成し、
少なくとも前記凸部の形状は、２以上の角部により形成される、
請求項１から４のいずれかに記載の空気入りタイヤ。