JP2015085862A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】カーカスプライがビードコアの周りをタイヤ幅方向外側からタイヤ幅方向内側へ巻き上げ、インナーライナーの両端部が前記ビードコア及び前記カーカスプライの間に延在してなる空気入りタイヤにおいて、カーカスプライ表裏のトッピングゴムを硬度の異なる異配合のゴムにて構成することにより、部材間の接着性を高め、耐久性を向上させた空気入りタイヤの提供。
【解決手段】空気入りタイヤは、カーカスプライ５の表裏にトッピングゴムａ，ｂが配され、前記トッピンゴムａ，ｂは、カーカスプライ５がラバーチェーハー６に接する側のトッピングゴムｂの硬度が、カーカスプライ５がインナーライナー４に接する側のトッピングゴムａの硬度よりも高い異配合のゴムで構成されていることを特徴とするものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、空気入りタイヤ、特にカーカスプライをタイヤ幅方向外側から内側に巻き上げる構造の空気入りタイヤに関する。

従来より、下記特許文献１〜３に示されるように、カーカスプライをタイヤ幅方向外側から内側に巻き上げることにより、カーカスプライにかかる張力の分布が変更され、タイヤ剛性に寄与しやすい位置の張力が増し、操縦安定性能が向上する空気入りタイヤが知られている。

下記特許文献１には、カーカス層が単層構造であり、ビードコアに対してタイヤ幅方向外側から内側に巻き付けられ、カーカス層の端部がビードコアのタイヤ径方向内側に配置され、カーカス層の端部はビードコアを包み込まない程度にその折返し位置からタイヤ径方向外側に向かって巻き上げられることにより、タイヤの操縦安定性を向上させることを目的とした空気入りタイヤが示されている。

下記特許文献２には、カーカスプライがビードコアの周りでタイヤ幅方向外側から内側へ巻き上げられることで早期のタイヤ破損発生頻度を実質的に減少させることを目的としたタイヤが示されている。

下記特許文献３には、カーカスプライがビードフィラーよりタイヤ外面側を通って、プライ両端部が両側のビードコアに対し外側から内側に向かって巻き上げて支持される構成としたことにより、操縦安定性等の性能を低下させることなく、タイヤ軽量化に寄与でき、剛性を保持できる空気入りラジアルタイヤが示されている。

特開２００７−１３１１７３号公報 特表２００２−５１３３６０号公報 特開平７−３１５０１３号公報

しかしながら、上記特許文献１〜３に示される公知技術においては、そのいずれもビードコアに直接カーカスプライが接触している構成であるため、タイヤに内圧を与えた際に、張力が発生することでカーカスプライとビードコアが擦れ、破断し、耐久性が悪化する課題がある。

また、空気入りタイヤを構成するインナーライナーとラバーチェーハーは、ラバーチェーハーには高硬度のゴムが使用され、インナーライナーには低硬度のゴムが使用されており、インナーライナーとラバーチェーハーとの間に位置するカーカスプライのトッピングゴムとインナーライナー及びラバーチェーハーとの硬度差により、接着性及び歪み抑制が不十分となることがあり、その結果、セパレーションが発生する場合があった。

本発明は、カーカスプライがビードコアの周りをタイヤ幅方向外側からタイヤ幅方向内側へ巻き上げ、インナーライナーの両端部が前記ビードコア及び前記カーカスプライの間に延在してなり、前記インナーライナーがビードコアの周りにタイヤ幅方向内側からタイヤ幅方向外側へ巻き上げられてなる空気入りタイヤにおいて、カーカスプライ表裏のトッピングゴムを硬度の異なる異配合のゴムにて構成することにより、部材間の接着性を高め、耐久性を向上させた空気入りタイヤの提供を目的とする。

本発明に係る請求項１に記載の空気入りタイヤは、ビードコアを含む左右一対のビードと、前記ビードコアに架け渡されたカーカスプライと、前記カーカスプライの内周側に配置されるインナーライナーを有する空気入りタイヤにおいて、前記カーカスプライがビードコアの周りをタイヤ幅方向外側からタイヤ幅方向内側へ巻き上げられてなり、前記インナーライナーの両端部が前記ビードコア及び前記カーカスプライの間に延在してなり、前記インナーライナーがビードコアの周りにタイヤ幅方向内側からタイヤ幅方向外側へ巻き上げられてなり、ビードコアの周りにおいて、ラバーチェーハーが配置されてなり、前記カーカスプライは、その表裏にトッピングゴムが配され、前記トッピンゴムは、カーカスプライがラバーチェーハーに接する側のトッピングゴムの硬度が、カーカスプライがインナーライナーに接する側のトッピングゴムの硬度よりも高い異配合のゴムで構成されていることを特徴とするものである。

上記のように構成したことにより、本発明に係る空気入りタイヤは、カーカスプライをタイヤ幅方向外側から内側へ巻き上げる構造により、カーカスプライにかかる張力分布が変化し、特にタイヤトレッドのタイヤ幅方向最外側のショルダー領域からタイヤの最大幅位置にかけての張力が高まり、高剛性となる。一方、インナーライナーをビードコアとカーカスプライの間に緩衝材として配置することで、特別な緩衝部材を追加配置することなく、高張力状態となった時にビードコアとカーカスプライとが直接接触して擦れることによる破断を重量増加させずに防止することができる。

また、低硬度ゴムのインナーライナーと接するカーカスプライのトッピングゴムとインナーライナーとの硬度差が縮まって接着性が向上し、かつ、高硬度のラバーチェーハーと接するカーカスプライのトッピングゴムとラバーチェーハーとの硬度差が縮まって接着性が向上する。

本発明に係る請求項２に記載の空気入りタイヤは、上記請求項１に記載の空気入りタイヤにおいて、前記異配合のゴムは、インナーライナーに接する側のゴムの３００％モジュラス値が、インナーライナーを構成するゴムの３００％モジュラス値以下であり、ラバーチェーハーに接する側のゴムの３００％モジュラス値が、ラバーチェーハーを構成するゴムの３００％モジュラス値以上であることを特徴とするものである。また、具体的には、インナーライナーに接する側のゴムの３００％モジュラス値が、インナーライナーを構成するゴムの３００％モジュラス値の５０％〜９５％の範囲であり、ラバーチェーハーに接する側のゴムの１００％モジュラス値が、ラバーチェーハーを構成するゴムの１００％モジュラス値の１０５％〜１５０％の範囲であることが望ましい。

本発明に係る請求項３に記載の空気入りタイヤは、上記請求項１又は２に記載の空気入りタイヤにおいて、前記異配合のゴムは、少なくともインナーライナーの巻き上げ端部からカーカスプライの巻き上げ端部までの間に配されていることを特徴とするものである。

本発明の空気入りタイヤは、上記のように、カーカスプライがビードコアの周りをタイヤ幅方向外側からタイヤ幅方向内側へ巻き上げられてなり、前記インナーライナーの両端部が前記ビードコア及び前記カーカスプライの間に延在してなる構成としたことにより、軽量で高剛性なタイヤが得られ、操縦安定性能を向上させることができる。

また、カーカスプライとインナーライナーとの接着性が向上し、カーカスプライとラバーチェーハーとの接着性が向上するので、インナーライナー、カーカスプライ、ラバーチェーハー間における歪みが抑制され、これら三者間のセパレーション発生が低減してタイヤの耐久性を向上させる。

本発明の実施例１に係る空気入りタイヤにおけるビード周辺のＡ部拡大図付概略部分断面図である。 本発明の実施例１に係る空気入りタイヤにおけるカーカスプライの内部構造を示す部分模式図である。 本発明の実施例１に係る空気入りタイヤにおけるインナーライナー、カーカスプライ及びラバーチェーハーの接着状態を示す説明図である。

以下、本発明に係る好適な実施例について、図面に基づいて詳細に説明する。

実施例１の概要は、カーカスプライがビードコアの周りをタイヤ幅方向外側からタイヤ幅方向内側へ巻き上げられてなり、前記インナーライナーの両端部が前記ビードコア及び前記カーカスプライの間に延在してなる構造である。

図１〜図３は実施例１を示し、図１は実施例１に係る空気入りタイヤのビード部周辺を示し、当該空気入りタイヤは、タイヤトレッド、サイドウォール２及びビード３を備えている。ビード３は、ビードコア３ａ及びビードコア３ａよりタイヤ径方向外方に延びる硬質ゴムよりなるビードフィラー３ｂを含む。

符号４は、タイヤ内面に配置されているインナーライナーであり、両端部が前記ビードコア３ａ及び前記カーカスプライの間に延在する。両端部の構成は特に限定されないが、ビードコア３ａの周りにタイヤ幅方向内側からタイヤ幅方向外側へ巻き上げられた形態が耐久性の面で好ましい。

符号５は、カーカスプライであり、当該カーカスプライ５は、タイヤトレッド、サイドウォール２及びビード３に亘って各ビードコア３ａ間を跨ぐように配置されており、ビードコア３ａの周りをタイヤ幅方向外側からタイヤ幅方向内側へ巻き上げられている。

そして、前記インナーライナー４及びカーカスプライ５は、ビードコア３ａの周りにおいて、インナーライナー４がカーカスプライ５の内側に配置されている。

また、符号６は、ラバーチェーハーであり、当該ラバーチェーハー６は、ビードコア３ａの周りにおいて、インナーライナー４及びカーカスプライ５を被覆するように配置されている。詳しくは、当該ラバーチェーハー６の配置は、リム組時においてビード３がリムと接触する部位を被覆すると共に、少なくともカーカスプライ５を巻き上げた端部５ａを被覆するようにラバーチェーハー６の端部をインナーライナー４上で終端させる構成とする。したがって、インナーライナー４及びカーカスプライ５は、それらの端部４ａ、５ａを含めてビード３の表面に露出しない。

前記カーカスプライ５は、図２に示すように平行に配列されたカーカスコード５ｂを中央にして、その表裏両側をトッピングゴムａ，ｂで被覆してなるものであって、トッピングゴムａはトッピングゴムｂよりゴム硬度が低い異配合のゴム構成である。そして、前記トッピングゴムａ，ｂは、図１のＡ部拡大図及び図３に示すように、インナーライナー４側にトッピングゴムａが接着され、ラバーチェーハー６側にトッピングゴムｂが接着されている。すなわち、インナーライナー４側に接着されるトッピングゴムａはラバーチェーハー６側に接着されるトッピングゴムｂよりもゴム硬度が低くなるように設計されている。

また、上記の異配合のトッピングゴムａ，ｂを有するカーカスプライ５は、インナーライナー４の巻き上げ端部４ａからカーカスプライ５の巻き上げ端部５ａの間に配されている。なお、カーカスプライ５の全長を異配合のトッピングゴムａ，ｂで被覆してもよく、カーカスプライ５及び空気入りタイヤの製造のしやすさから都合がよい。

実施例１においては、インナーライナー４の３００％モジュラス値を２．５ＭＰａとし、インナーライナー４と接着するトッピングゴムａの３００％モジュラス値を２．０ＭＰａとしたものである。

一方、ラバーチェーハー６の３００％モジュラス値は４．０ＭＰａとし、ラバーチェーハー６と接着するトッピングゴムｂの３００％モジュラス値は４．５ＭＰａとしたものである。

このように実施例１においては、ゴム硬度の高低の順が、３００％モジュラス値の高い方から、トッピングゴムｂ、ラバーチェーハー６、インナーライナー４、トッピングゴムａとなっている。

上記のように、本実施例に係る空気入りタイヤは、カーカスプライ５をタイヤ幅方向外側から内側へ巻き上げる構造により、カーカスプライ５にかかる張力分布が変化し、高剛性となる。また、本実施例に係る空気入りタイヤは、インナーライナー４をビードコア３ａとカーカスプライ５との間に配置することで、ビードコア３ａとカーカスプライ５が直接接触しない。したがって、高張力状態となった時にビードコアとカーカスプライが直接接触して擦れることによる破断を防止するために特別な緩衝部材を追加配置する必要がないので、重量増加させずにビードコアとカーカスプライとの破断を防止することができる。

そして、カーカスプライ５のトッピングゴムａ，ｂをゴム硬度が異なるように異配合にしているので、カーカスプライ５のトッピングゴムａとインナーライナー４との硬度差が縮まって接着性が向上し、かつ、カーカスプライ５のトッピングゴムｂとラバーチェーハー６との硬度差が縮まって接着性が向上するので、歪みを抑制し、セパレーションの発生を低減させてタイヤの耐久性を向上させる。

実施例２は、実施例１の構成におけるトッピングゴムａ，ｂの３００％モジュラス値を以下のように変更したものである。

すなわち、実施例２においては、インナーライナー４の３００％モジュラス値及びラバーチェーハー６の３００％モジュラス値は実施例１と同様に構成し、インナーライナー４と接着するトッピングゴムａの３００％モジュラス値を３．３ＭＰａに変更し、ラバーチェーハー６と接着するトッピングゴムｂの３００％モジュラス値を３．７ＭＰａに変更したものである。

このように実施例２においては、ゴム硬度の高低の順が、３００％モジュラス値の高い方から、ラバーチェーハー６、ラバーチェーハー６と接着するトッピングゴムｂ、インナーライナー４と接着するトッピングゴムａ、インナーライナー４となっている。

上記のように実施例１におけるトッピングゴムａ，ｂの３００％モジュラス値を、実施例２のように変更しても、カーカスプライがインナーライナーに接する側のトッピングゴムの硬度が低く、カーカスプライがラバーチェーハーに接する側のトッピングゴムの硬度が高い異配合のゴムで構成したため、カーカスプライのトッピングゴムとインナーライナーとの硬度差が縮まって接着性が向上し、かつ、カーカスプライのトッピングゴムとラバーチェーハーとの硬度差が縮まって接着性が向上するので、歪みを抑制し、セパレーションの発生を低減させてタイヤの耐久性を向上させる効果がある。

［比較例１の構成］
比較例１においては、インナーライナー４の３００％モジュラス値及びラバーチェーハー６の３００％モジュラス値は実施例１と同様に構成し、実施例１の構成におけるトッピングゴムａ，ｂの３００％モジュラス値を変更し、両トッピングゴムの３００％モジュラス値を同一の３．５ＭＰａにした例である。

このように構成した場合には、カーカスプライのトッピングゴムとインナーライナーとの硬度差が大きくなって接着性が低下し、かつ、カーカスプライのトッピングゴムとラバーチェーハーとの硬度差が大きくなって接着性が低下するので、歪み抑制が低下し、セパレーションが発生するおそれがあり、タイヤの耐久性が低下するおそれがある。

［比較試験］
次に本発明に係る空気入りタイヤについて、以下の条件の下に、上記の実施例１、実施例２及び比較例１について比較試験を行った。その結果を下記表１に示す。

試験タイヤサイズ： １９５／６５Ｒ１５ ９１Ｈ
試験車両： 国産 １．８Ｌ セダン
テスト項目
タイヤの歪み抑制を評価するために、タイヤ剛性試験にてタイヤ横剛性を測定した。比較例１の結果を１００として指数で評価し、当該指数が大きいほど剛性値が高く、歪み抑制に優れていることを示す。

耐久性を評価するために、ＦＭＶＳＳ１３９に準拠した試験方法により、タイヤが故障するまでの走行距離を測定した。比較例１の結果を１００として指数で評価し、当該指数が大きいほど耐久性に優れていることを示す。

操縦安定性を評価するために、実車操縦安定性官能評価を実施した。比較例１の結果を１００として指数で評価し、当該指数が大きいほど操縦安定性に優れていることを示す。

［比較試験の結果］
実施例１及び実施例２は、いずれも比較例１より横剛性に優れ、歪み抑制が発揮されている結果となった。

また、実施例１及び実施例２は、いずれも比較例１より耐久性に優れている結果となった。

さらに、実施例１及び実施例２は、いずれも比較例１と操縦安定性に優れているか、または同等の結果となった。

以上の試験結果から、カーカスプライがインナーライナーに接する側のトッピングゴムの硬度を、カーカスプライがラバーチェーハーに接する側のトッピングゴムの硬度よりも低い異配合のゴムで構成することが、セパレーションの発生を低減させて、歪み抑制及び耐久性を向上させることが判明した。

なお、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これら実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

２………サイドウォール
３………ビード
３ａ……ビードコア
３ｂ……ビードフィラー
４………インナーライナー
４ａ……インナーライナーを巻き上げた端部
５………カーカスプライ
５ａ……カーカスプライを巻き上げた端部
５ｂ……カーカスコード
ａ………カーカスプライにおけるインナーライナー側のトッピングゴム
ｂ………カーカスプライにおけるラバーチェーハー側のトッピングゴム
６………ラバーチェーハー

Claims (3)

1. ビードコアを含む左右一対のビードと、前記ビードコアに架け渡されたカーカスプライと、前記カーカスプライの内周側に配置されるインナーライナーを有する空気入りタイヤにおいて、
   前記カーカスプライがビードコアの周りをタイヤ幅方向外側からタイヤ幅方向内側へ巻き上げられてなり、
   前記インナーライナーの両端部が前記ビードコア及び前記カーカスプライの間に延在してなり、
   前記インナーライナーがビードコアの周りにタイヤ幅方向内側からタイヤ幅方向外側へ巻き上げられてなり、
   ビードコアの周りにおいて、ラバーチェーハーが配置されてなり、
   前記カーカスプライは、その表裏にトッピングゴムが配され、
   前記トッピンゴムは、カーカスプライがラバーチェーハーに接する側のトッピングゴムの硬度が、カーカスプライがインナーライナーに接する側のトッピングゴムの硬度よりも高い異配合のゴムで構成されている
   ことを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記異配合のゴムは、
   インナーライナーに接する側のゴムの３００％モジュラス値が、インナーライナーを構成するゴムの３００％モジュラス値以下であり、
   ラバーチェーハーに接する側のゴムの３００％モジュラス値が、ラバーチェーハーを構成するゴムの３００％モジュラス値以上である
   ことを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 前記異配合のゴムは、少なくともインナーライナーの巻き上げ端部からカーカスプライの巻き上げ端部までの間に配されている
   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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