JP2014076700A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】内圧付与時のビードコアの回転を抑制し、カーカスプライの端部に対して十分な係止力を与えることができるとともに、耐久性を向上させた空気入りタイヤを提供する。
【解決手段】ビードコア１１と、ビードコア１１の回りでタイヤ軸方向外側から内側に巻き上げられたカーカスプライ４とを備える空気入りタイヤＴにおいて、ビードコア１１の断面形状は、底辺１１ｃと底辺１１ｃとのなす角θが９０°以内であるタイヤ軸方向内側辺１１ａとを有する多角形であり、ビードコア１１は、タイヤ軸方向内側辺１１ａから延びる分割面１１３によって内側コア１１１と外側コア１１２とに分割されており、カーカスプライ４は、ビードコア１１に向かって延びる本体部４１とビードコア１１の回りで巻き上げられる巻き上げ部４２とで構成され、巻き上げ端４２Ｅは、タイヤ軸方向内側から外側へ向かって内側コア１１１と外側コア１１２との間に挟み込まれている。
【選択図】図２

Description

本発明は、ビード部に埋設されたビードコアと、ビードコアの回りでタイヤ軸方向外側から内側に巻き上げられたカーカスプライとを備える空気入りタイヤに関する。

一般的な空気入りタイヤにおいて、カーカスプライは、タイヤ赤道面からビードコアに向かって延び、ビードコアの回りでタイヤ軸方向内側から外側へ巻き上げられるように構成されている（例えば下記特許文献１、２）。

これに対し、下記特許文献３には、操縦安定性の向上と耐久性の向上を目的として、カーカスプライがビードコアのタイヤ軸方向外側から内側に巻き返された空気入りタイヤが記載されている。この構成によれば、タイヤをリム組みしインフレートした状態において、カーカスプライに作用する張力によってビードコアを回転する力が発生する。この回転する力はビードトウ部をリムに押さえつける方向の力であるため、ビードトウ部がリムに対して浮き上がろうとするのを抑制でき、操縦安定性の向上を図ることができる。

また、特許文献３の空気入りタイヤは、ビードコアがタイヤ軸方向において内側ビードコアと外側ビードコアとに分割されており、カーカスプライの端部は、ビードコアのタイヤ径方向の外側から内側へ向かって、内側ビードコアと外側ビードコアとの間に挟み込まれている。これにより、カーカスプライに張力が作用する場合にも、カーカスプライの端部でセパレートするのを抑制でき、耐久性の向上を図ることができる。

しかし、特許文献３の空気入りタイヤでは、ビードコアの断面が略六角形状となっているため、ビードコアの底面が狭く、内圧付与時にカーカスプライの張力によってビードトウ部に生じるモーメントによりビードコアが回転してしまうため、成型時よりカーカスプライがずれて、弛みを生じやすい。同様に、特許文献１及び２の空気入りタイヤも、内圧付与時にビードコアの回転が発生しやすく、カーカスプライがずれて弛みを生じやすい。ビードコアが回転すると、カーカスプライの端部において十分な係止力が得られないため、カーカスプライに十分な張力が発生せず、操縦安定性にも悪影響を与える。

特開平８−４００２６号公報 特開平６−１５６０２２号公報 特開２００６−２７３２５９号公報

本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、内圧付与時のビードコアの回転を抑制し、カーカスプライの端部に対して十分な係止力を与えることができるとともに、耐久性を向上させた空気入りタイヤを提供することにある。

上記目的は、下記の如き本発明により達成することができる。即ち、本発明に係る空気入りタイヤは、ビード部に埋設されたビードコアと、前記ビードコアの回りでタイヤ軸方向外側から内側に巻き上げられたカーカスプライとを備える空気入りタイヤにおいて、
前記ビードコアの断面形状は、タイヤ径方向内側の底辺と、前記底辺とのなす角が９０°以内であって前記底辺のタイヤ軸方向内側端からタイヤ径方向外側へ向かって延びるタイヤ軸方向内側辺とを有する多角形であり、
前記ビードコアは、前記タイヤ軸方向内側辺からタイヤ軸方向外側かつタイヤ径方向内側へ向かって延びる分割面によって、タイヤ径方向において内側コアと外側コアとに分割されており、
前記カーカスプライは、タイヤ赤道面から前記ビードコアに向かって延びる本体部と、前記ビードコアの回りで巻き上げられる巻き上げ部とで構成され、
前記巻き上げ部の巻き上げ端は、タイヤ軸方向内側から外側へ向かって前記内側コアと前記外側コアとの間に挟み込まれているものである。

本発明のビードコアは、分割面によってタイヤ径方向において内側コアと外側コアとに分割されている。また、本発明のカーカスプライは、タイヤ赤道面からビードコアに向かって延び、外側コア及び内側コアのタイヤ軸方向外側、内側コアのタイヤ径方向内側、内側コアのタイヤ軸方向内側を通り、巻き上げ端が内側コアと外側コアとの間に挟み込まれている。巻き上げ端が内側コアと外側コアに挟み込まれていることで、巻き上げ端でのクラックの発生を抑え、空気入りタイヤの耐久性を向上させることができる。

本発明では、内圧付与時のカーカスプライにおいて、本体部にはタイヤ径方向外側へ向かって張力が作用し、巻き上げ部にはタイヤ径方向内側へ向かって張力が作用する。本発明のビードコアは、断面形状が、タイヤ径方向内側の底辺と、底辺とのなす角が９０°以内であって底辺のタイヤ軸方向内側端からタイヤ径方向外側へ向かって延びるタイヤ軸方向内側辺とを有する多角形であり、底辺と底辺とのなす角が鈍角であるタイヤ軸方向内側辺とを有する六角形のものに比べ、カーカスプライに張力が作用する際にも回転が起きにくく、カーカスプライに効果的に張力を作用させることができる。また、ビードコアを内側コアと外側コアとに分割する分割面は、ビードコアのタイヤ軸方向内側辺からタイヤ軸方向外側かつタイヤ径方向内側へ向かって延びているため、内側コアは、少なくともタイヤ軸方向内側辺の上部が鋭角となっている。内圧付与時、上述のように巻き上げ部にはタイヤ径方向内側へ向かって張力が作用するが、内側コアのタイヤ軸方向内側辺の上部は鋭角なので、巻き上げ部に対して十分な係止力を与えることができる。さらに、外側コアは内圧によりタイヤ径方向内側へ移動し、内側コアはカーカスプライに作用する張力によりタイヤ径方向外側へ移動しようとする。これにより、外側コアと内側コアとによって巻き上げ端が挟持されるため、巻き上げ部に対する係止力が効果的に高まる。よって、本発明の空気入りタイヤによれば、内圧付与時のビードコアの回転を抑制し、カーカスプライの端部に対して十分な係止力を与えることができるとともに、耐久性を向上させることができる。

本発明の空気入りタイヤにおいて、前記巻上げ端は、前記ビードコアの内部で終端していることが好ましい。この構成によれば、ビードコアのタイヤ軸方向外側辺付近では、内側コアと外側コアとの間にカーカスプライが存在しないため、ビードコアの構造が崩れにくく、カーカスプライの端部に対する係止力を高める上で有利となる。

本発明の空気入りタイヤにおいて、前記内側コアは、前記外側コアよりも断面積が大きいことが好ましい。この構成によれば、カーカスプライの巻き上げ部に対する係止力を効果的に高めることできる。

本発明の空気入りタイヤの一例を示すタイヤ子午線半断面図 本発明の空気入りタイヤの要部を示す拡大図 本発明の別実施形態における空気入りタイヤの要部を示す断面図 本発明の別実施形態における空気入りタイヤの要部を示す断面図 本発明の別実施形態における空気入りタイヤの要部を示す断面図 比較例における空気入りタイヤの要部を示す断面図

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明に係る空気入りタイヤの一例を示すタイヤ子午線半断面図である。図２は、図１の空気入りタイヤの要部を示す拡大図である。

この空気入りタイヤＴは、一対のビード部１と、ビード部１からタイヤ径方向外側に延びるサイドウォール部２と、サイドウォール部２のタイヤ径方向外側端に連なって踏面を構成するトレッド部３とを備える。ビード部１には、ゴム被覆したビードワイヤを積層巻回した収束体よりなる環状のビードコア１１が埋設され、そのビードコア１１のタイヤ径方向外側にビードフィラー１２が配置されている。

本実施形態のビードコア１１は、全体として断面四角形状をしている。ビードコア１１は、分割面１１３によって、タイヤ径方向において内側コア１１１と外側コア１１２とに分割されている。分割面１１３は、ビードコア１１のタイヤ軸方向内側辺１１ａからタイヤ軸方向外側かつタイヤ径方向内側へ向かって延びている。これにより、内側コア１１１は、タイヤ軸方向内側辺の上部が鋭角となっている。

本実施形態の分割面１１３は、ビードコア１１のタイヤ軸方向内側辺１１ａの上端から延びている。また、分割面１１３は、ビードコア１１のタイヤ軸方向外側辺１１ｂへ向かって平面状に延びている。そのため、本実施形態の外側コア１１２は断面三角形状となり、内側コア１１１は断面台形状となっている。

内側コア１１１と外側コア１１２の断面積もしくはビードワイヤの本数は、同じであっても異なっていてもよい。ただし、後述するカーカスプライ４に対する係止力を高めるためには、内側コア１１１は、外側コア１１２よりも断面積が大きい、もしくはビードワイヤの本数が多いことが好ましい。

ビードフィラー１２は、ビードコア１１のタイヤ径方向外端からタイヤ径方向外側に先細状に延びている。ビードフィラー１２は、略三角形状の断面をしている。

カーカスプライ４は、一対のビード部１に配設されたビードコア１１間で延在しており、ビードフィラー１２のタイヤ軸方向外側面を通りビードコア１１の回りでタイヤ軸方向外側から内側に巻き上げられている。カーカスプライ４は、タイヤ赤道面Ｃからビードコア１１に向かって延びる本体部４１と、ビードコア１１の回りで巻き上げられる巻き上げ部４２とで構成されている。カーカスプライ４は、タイヤ周方向に対して略直交する方向に配列したプライコードを、トッピングゴムで被覆して形成されている。プライコードとしては、スチールコードや有機繊維コードが好適に使用される。

本体部４１は、タイヤ赤道面Ｃからビードフィラー１２のタイヤ軸方向外側面を通ってビードコア１１に向かって延び、内側コア１１１のタイヤ軸方向外側まで達している。巻き上げ部４２は、内側コア１１１のタイヤ径方向内側、内側コア１１１のタイヤ軸方向内側を通り、巻き上げ部４２の巻き上げ端４２Ｅは、タイヤ軸方向内側から外側へ向かって内側コア１１１と外側コア１１２との間に挟み込まれている。巻き上げ端４２Ｅが内側コア１１１と外側コア１１２に挟み込まれていることで、巻き上げ端４２Ｅでのクラックの発生を抑え、空気入りタイヤＴの耐久性を向上させることができる。

内圧付与時のカーカスプライ４において、本体部４１には、タイヤ径方向外側へ向かって張力Ｔ１が作用する。この張力Ｔ１により、内側コア１１１のタイヤ軸方向内側を通る巻き上げ部４２には、タイヤ径方向内側へ向かって張力Ｔ２が作用する。また、張力Ｔ１により、ビードコア１１のタイヤ軸方向内側辺１１ａの下端を中心に、ビードコア１１を本体部４１に張力Ｔ１が作用する方向に回転させるようなモーメントＭが発生する。

本発明のビードコア１１の断面形状は、タイヤ径方向内側の底辺１１ｃと、底辺１１ｃとのなす角θが９０°以内であって底辺１１ｃのタイヤ軸方向内側端からタイヤ径方向外側へ向かって延びるタイヤ軸方向内側辺１１ａとを有する多角形となっている。本実施形態のビードコア１１の断面形状は、底辺１１ｃと、底辺１１ｃとのなす角θが約９０°であるタイヤ軸方向内側辺１１ａを有する四角形となっている。ビードコア１１の断面形状が、底辺１１ｃと、底辺１１ｃとのなす角θが９０°以内であるタイヤ軸方向内側辺１１ａとを有する多角形である場合、底辺と底辺とのなす角が鈍角（約１２０°）であるタイヤ軸方向内側辺とを有する六角形のものに比べ、カーカスプライ４に張力Ｔ１が作用してモーメントＭが発生する際にも、ビードコア１１の回転が起きにくく、カーカスプライ４に効果的に張力を作用させることができる。

また、前述のように、内側コア１１１は、タイヤ軸方向内側辺の上部が鋭角となっている。内圧付与時、巻き上げ部４２にはタイヤ径方向内側へ向かって張力Ｔ２が作用するが、内側コア１１１のタイヤ軸方向内側辺の上部は鋭角なので、巻き上げ部４２に対して十分な係止力を与えることができる。さらに、外側コア１１２は内圧によりタイヤ径方向内側へ移動し、内側コア１１１は張力Ｔ１によりタイヤ径方向外側へ移動しようとする。これにより、外側コア１１２と内側コア１１１とによって巻き上げ端４２Ｅが挟持されるため、巻き上げ部４２に対する係止力が効果的に高まる。

本実施形態の巻上げ端４２Ｅは、ビードコア１１の内部で終端している。すなわち、巻き上げ部４２の巻き上げ端４２Ｅは、ビードコア１１のタイヤ軸方向外側辺１１ｂに達していない。これにより、ビードコア１１のタイヤ軸方向外側では、内側コア１１１と外側コア１１２との間にカーカスプライ４が存在しないため、ビードコア１１の構造が崩れにくく、巻き上げ部４２に対する係止力を高める上で有利となる。

カーカスプライ４の内側には、空気入りタイヤＴの内周面を構成するインナーライナーゴム５が設けられている。インナーライナーゴム５は、タイヤ内に充填された気体の透過を阻止する機能を有する。また、サイドウォール部２では、カーカスプライ４の外側に、空気入りタイヤＴの外壁面を構成するサイドウォールゴム６が設けられている。また、サイドウォールゴム６のタイヤ径方向内側には、少なくともリムフランジに接触する部分にリムストリップゴムを設けてもよい。

本発明の空気入りタイヤは、ビードコア１１とカーカスプライ４を上記の如く構成すること以外は、通常の空気入りタイヤと同等であり、従来公知の材料、形状、構造、製法などが何れも本発明に採用することができる。

＜別実施形態＞
（１）前述の実施形態では、ビードコア１１の分割面１１３は、タイヤ軸方向内側辺１１ａからタイヤ軸方向外側辺１１ｂへ向かって平面状に延びているが、必ずしも平面状である必要はない。例えば、図３に示すように、分割面１１３は、タイヤ軸方向内側辺１１ａからタイヤ軸方向外側かつタイヤ径方向内側へ向かって延び、その後、向きを変えてタイヤ軸方向に平行に延びるようにしてもよい。

（２）前述の実施形態では、ビードコア１１の分割面１１３は、タイヤ軸方向内側辺１１ａから延びてタイヤ軸方向外側辺１１ｂに達しているが、必ずしもタイヤ軸方向外側辺１１ｂに達する必要はない。すなわち、図４に示すように、分割面１１３がタイヤ軸方向外側辺１１ｂに達しておらず、内側コア１１１と外側コア１１２の一部が一体となっていてもよい。

（３）前述の実施形態では、巻き上げ端４２Ｅがビードコア１１の内部で終端するように構成しているが、図５に示すように、巻き上げ端４２Ｅは、ビードコア１１のタイヤ軸方向外側辺１１ｂまで達するようにしてもよい。

以下、本発明の構成と効果を具体的に示す実施例等について説明する。なお、実施例等における評価項目は、下記のようにして測定を行った。試験に供したタイヤのサイズは１９５／６５Ｒ１５であり、ＪＡＴＭＡ規定のリムサイズのリムに装着した。

（１）耐久性能
ＪＩＳ Ｄ４２３０に規定する方法に準拠してドラム耐久試験を行い、カーカスプライの巻上げ端でクラックの発生有無を判定した。表１の「○」は巻上げ端でクラックが発生せず、「△」は巻上げ端でクラックが発生したことを示す。

（２）係止力
成型及び加硫時の内圧付与により、カーカスプライがビードコアから外れるか否かを判定した。表１の「○」はカーカスプライの外れが無く、「△」はカーカスプライの外れが発生したことを示す。

（３）成型時のビードコア安定性
成型時の内圧付与により、カーカスプライの張力によってビードコアが回転するか否かを判定した。表１の「○」はビードコアの回転が無く、「△」はビードコアの回転が発生したことを示す。

（４）操縦安定性
実車にテストタイヤを装着して走行させ、ドライバーの官能評価により１０点満点における採点を行った。従来例を６として指数評価し、点数が多いほど操縦安定性に優れることを示す。

実施例１
図１及び図２に示す構造を有する空気入りタイヤを製造した。かかる空気入りタイヤを用いて、上記評価を行った結果を表１に示す。

実施例２
図３に示す構造を有する空気入りタイヤを製造した。かかる空気入りタイヤを用いて、上記評価を行った結果を表１に示す。

実施例３
図４に示す構造を有する空気入りタイヤを製造した。かかる空気入りタイヤを用いて、上記評価を行った結果を表１に示す。

従来例
カーカスプライをビードコアの回りで内側から外側に巻き上げた空気入りタイヤを製造した。ビードコアの断面形状は四角形とした。ビードコアは、内側コアと外側コアに分割されておらず、単一の構造とした。かかる空気入りタイヤを用いて、上記評価を行った結果を表１に示す。

比較例１
図６（ａ）に示すような、断面六角形状のビードコア１３と、ビードコア１３の回りでタイヤ軸方向外側から内側に巻き上げられたカーカスプライ４とを備え、ビードコア１３はタイヤ軸方向において内側ビードコア１３１と外側ビードコア１３２とに分割されており、カーカスプライ４は、タイヤ赤道面からビードコア１３に向かって延びる本体部４１と、ビードコア１３の回りで巻き上げられる巻き上げ部４２とで構成され、巻き上げ部４２の巻き上げ端４２Ｅは、タイヤ径方向外側から内側へ向かって内側ビードコア１３１と外側ビードコア１３２との間に挟み込まれている空気入りタイヤを製造した。かかる空気入りタイヤを用いて、上記評価を行った結果を表１に示す。

比較例２
図６（ｂ）に示すような、断面六角形状のビードコア１４と、ビードコア１４の回りでタイヤ軸方向内側から外側に巻き上げられたカーカスプライ４とを備え、ビードコア１４はタイヤ径方向において内側ビードコア１４１と外側ビードコア１４２とに分割されており、カーカスプライ４は、タイヤ赤道面からビードコア１４に向かって延びる本体部４１と、ビードコア１４の回りで巻き上げられる巻き上げ部４２とで構成され、巻き上げ部４２の巻き上げ端４２Ｅは、タイヤ軸方向外側から内側へ向かって内側ビードコア１４１と外側ビードコア１４２との間に挟み込まれている空気入りタイヤを製造した。かかる空気入りタイヤを用いて、上記評価を行った結果を表１に示す。

比較例３
カーカスプライをビードコアの回りで外側から内側に巻き上げた空気入りタイヤを製造した。ビードコアの断面形状は四角形とした。ビードコアは、内側コアと外側コアに分割されておらず、単一の構造とした。かかる空気入りタイヤを用いて、上記評価を行った結果を表１に示す。

表１に示すとおり、実施例１〜３に係る空気入りタイヤは、従来例及び比較例１，２に比べ、成型時のビードコアの回転を抑制することができ、カーカスプライの端部に対して十分な係止力を与えることができるため、カーカスプライは高張力となり操縦安定性に優れる。さらに、実施例１〜３に係る空気入りタイヤは、カーカスプライの巻き上げ端が内側コアと外側コアとに挟み込まれているため、耐久性にも優れる。

１ ビード部
２ サイドウォール部
３ トレッド部
４ カーカスプライ
１１ ビードコア
１１ａ タイヤ軸方向内側辺
１１ｂ タイヤ軸方向外側辺
１１ｃ 底辺
１２ ビードフィラー
４１ 本体部
４２ 巻き上げ部
４２Ｅ 巻き上げ端
１１１ 内側コア
１１２ 外側コア
１１３ 分割面
Ｃ タイヤ赤道面

Claims (3)

1. ビード部に埋設されたビードコアと、前記ビードコアの回りでタイヤ軸方向外側から内側に巻き上げられたカーカスプライとを備える空気入りタイヤにおいて、
   前記ビードコアの断面形状は、タイヤ径方向内側の底辺と、前記底辺とのなす角が９０°以内であって前記底辺のタイヤ軸方向内側端からタイヤ径方向外側へ向かって延びるタイヤ軸方向内側辺とを有する多角形であり、
   前記ビードコアは、前記タイヤ軸方向内側辺からタイヤ軸方向外側かつタイヤ径方向内側へ向かって延びる分割面によって、タイヤ径方向において内側コアと外側コアとに分割されており、
   前記カーカスプライは、タイヤ赤道面から前記ビードコアに向かって延びる本体部と、前記ビードコアの回りで巻き上げられる巻き上げ部とで構成され、
   前記巻き上げ部の巻き上げ端は、タイヤ軸方向内側から外側へ向かって前記内側コアと前記外側コアとの間に挟み込まれていることを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記巻上げ端は、前記ビードコアの内部で終端していることを特徴する請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 前記内側コアは、前記外側コアよりも断面積が大きいことを特徴とする請求項１又は２に記載の空気入りタイヤ。
   

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