JP2015140074A

JP2015140074A - 空気入りタイヤ

Info

Publication number: JP2015140074A
Application number: JP2014013551A
Authority: JP
Inventors: 義之田邉; Yoshiyuki Tanabe
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2014-01-28
Filing date: 2014-01-28
Publication date: 2015-08-03

Abstract

【課題】ビード部の耐久性を向上させることが可能なタイヤを提供する。
【解決手段】ビードコアの周りをタイヤ幅方向内側から外側に向かって巻き返してビードコアの周面に沿って巻き回すカーカス巻回し部を有するカーカスプライを備える空気入りタイヤであって、タイヤ幅方向断面視において、カーカス巻回し部は、ビードコアの外輪郭を形成する複数の辺のうち、少なくとも、最もタイヤ径方向外側に位置する外側辺のタイヤ幅方向外側の外側角部に対応する位置に癖付け部を有し、外側辺に対する外側角部での垂線と、カーカス本体部とが交わる点を交点Ｉとし、交点Ｉからカーカス本体部に沿ってタイヤ径方向内側に２０（ｍｍ）の長さで離れた点Ｐｉと点Ｉとの間の直線距離をＤｉ（ｍｍ）とし、交点Ｉからカーカス本体部に沿ってタイヤ径方向外側に１０（ｍｍ）の長さで離れた点Ｐｏと点Ｉとの間の直線距離をＤｏ（ｍｍ）とするとき、ＤｉおよびＤｏが、２０／Ｄｉ＜１０／Ｄｏを満たすことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、空気入りタイヤに関する。

従来、タイヤ重量の増加等を来すことなくビード部の耐久性を向上させた空気入りタイヤとして、例えば、特許文献１に記載されるような、ビード部に埋設した一対の断面多角形状のビードコア間を、トロイダル状に延在するカーカス本体部と、ビードコアの周りでタイヤ半径方向内側から外側へ巻き返したカーカス巻返し部とを有するカーカスプライを備える空気入りタイヤであって、当該カーカスプライの巻返し部分に、ビードコアの周面に沿って巻き付く巻込み部を設けたものが提案されている。

特開２０００−２１９０１６号公報

ところで、上記のような、ビードコアの周面に沿って巻き付く巻込み部を備えたカーカスプライを有する空気入りタイヤにおいて、タイヤ転動によって当該巻込み部の破損が生じる場合があり、それゆえに所期したビード部耐久性の向上効果が十分得られない場合があることがわかった。具体的には、巻込み部は、タイヤ幅方向断面視で、多角形状のビードコアの角部付近にビードコアの外周に沿うように癖付けられた癖付け部を有しているところ、特に、ビードコアの外輪郭のタイヤ径方向最外側の辺のタイヤ幅方向外側の角部における癖付け部が、タイヤ転動によって破損する虞があった。

そこで、本発明は、ビード部の耐久性を向上させることが可能な空気入りタイヤを提供することを目的とする。

本発明者は、上記目的を達成するために鋭意研究を行った。そして、本発明者は、カーカスプライの外側癖付け部（ビードコアの外輪郭のタイヤ径方向最外側の辺のタイヤ幅方向外側の角部における癖付け部）の破損が生じる原因を追求したところ、タイヤ転動時にタイヤが撓むことで、カーカス本体部が、ビードコアのタイヤ径方向外側に位置するカーカス巻回し部をビードコアに対して押し付けるように倒れ込んで圧縮入力を発生させ、その圧縮入力が、ビードコアの形状に沿うように癖付けられた外側癖付け部に何度も負荷されることで外側癖付け部が破損する可能性が生じていた。さらに、本発明者は、カーカス本体部の倒込み、換言すればカーカス本体部の屈曲が生じる、カーカス本体部上の位置である倒込み開始位置が、ビードコアに近いほど圧縮入力が大きくなることを見出した。
そこで、本発明者は、当該倒込み開始位置をビードコアから離す方途を検討したところ、ビードコアのタイヤ径方向外側に位置するカーカス本体部のプライ張力剛性を調整すれば、ビード部のうち、ビードコアとタイヤ径方向外側に隣接する部分の剛性が、ビード部のうち、当該部分よりもタイヤ径方向外側の部分の剛性よりも大きくなり、倒込み開始位置がビードコアから離れることを見出し、本発明を完成させた。

本発明の空気入りタイヤは、一対のビード部に埋設された、タイヤ幅方向断面視で多角形状のビードコアと、各ビードコア間をドロイド状に延在するカーカス本体部、および前記ビードコアの周りをタイヤ幅方向内側から外側に向かって巻き返して前記ビードコアの周面に沿って巻き回すカーカス巻回し部を有するカーカスプライと、を備えるタイヤであって、タイヤ幅方向断面視において、前記カーカス巻回し部は、前記ビードコアの外輪郭を形成する複数の辺のうち、少なくとも、最もタイヤ径方向外側に位置する外側辺のタイヤ幅方向外側の外側角部に対応する位置に、癖付けられた癖付け部を有し、前記外側辺に対する前記外側角部での垂線と、前記カーカス本体部とが交わる点を交点Ｉとし、前記交点Ｉから前記カーカス本体部に沿ってタイヤ径方向内側に２０（ｍｍ）の長さで離れた前記カーカス本体部上の点Ｐｉと前記点Ｉとの間の直線距離をＤｉ（ｍｍ）とし、前記交点Ｉから前記カーカス本体部に沿ってタイヤ径方向外側に１０（ｍｍ）の長さで離れた前記カーカス本体部上の点Ｐｏと前記点Ｉとの間の直線距離をＤｏ（ｍｍ）とするとき、前記ＤｉおよびＤｏが、
２０／Ｄｉ＜１０／Ｄｏ
を満たすことを特徴とする。
本発明によれば、カーカス本体部のうち、ビードコア付近に位置するタイヤ径方向内側部分のプライ張力剛性が、当該部分よりもタイヤ径方向外側部分のプライ張力剛性よりも大きくなるので、倒込み開始位置がビードコアから離れ、カーカスプライの外側癖付け部の破損を防止して、ビード部の耐久性を向上させることができる。

なお、本発明において、諸寸法は、特に断りのない限り、適用リムＲに組み付けたタイヤに１００ｋＰａの空気圧を充填した無負荷状態で測定するものとする。ちなみに、「適用リム」とは、タイヤが生産され、使用される地域に有効な産業規格であって、日本ではＪＡＴＭＡ（日本自動車タイヤ協会）のＪＡＴＭＡＹＥＡＲＢＯＯＫ、欧州ではＥＴＲＴＯ（ＴｈｅＥｕｒｏｐｅａｎＴｙｒｅａｎｄＲｉｍＴｅｃｈｎｉｃａｌＯｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎ）のＳＴＡＮＤＡＲＤＳＭＡＮＵＡＬ、米国ではＴＲＡ（ＴＨＥＴＩＲＥＡＮＤＲＩＭＡＳＳＯＣＩＡＴＩＯＮＩＮＣ．）のＹＥＡＲＢＯＯＫ等に記載されている、適用サイズにおける標準リム（ＥＴＲＴＯのＳＴＡＮＤＡＲＤＳＭＡＮＵＡＬではＭｅａｓｕｒｉｎｇＲｉｍ、ＴＲＡのＹＥＡＲＢＯＯＫではＤｅｓｉｇｎＲｉｍ）を指す。
なお、空気圧を１００ｋＰａにするのは、ビード部を適用リムに組み付けてリム幅にするとともに、タイヤのケースラインの形状を保つためである。また、ここでいう空気圧の充填は、空気の他に窒素ガス等の不活性ガスその他で行うことも可能である。

また、本発明において、「交点Ｉ」は、前記垂線とカーカス本体部の幅方向中央との交点を意味し、「点Ｐｉ」および「点Ｐｏ」は、交点Ｉから、カーカス本体部の幅方向中央をカーカス本体部の延在方向に沿って測り所定の長さで離れた位置に位置するものとする。

ここで、本発明の空気入りタイヤでは、前記ビード部に、前記ビードコアのタイヤ径方向外側に配設されるビードフィラーをさらに備え、前記垂線よりもタイヤ幅方向内側に位置する内側ビードフィラー部分の弾性率が、前記垂線よりもタイヤ幅方向外側に位置する外側ビードフィラー部分の弾性率よりも大きいが好ましい。
この構成によれば、カーカス本体部の倒込み開始位置をより確実にビードコアから離すことができ、カーカスプライの外側癖付け部の破損を効果的に防止して、ビード部の耐久性をさらに向上させることができる。

なお、本発明において、「内側ビードフィラー部分の弾性率」および「外側ビードフィラー部分の弾性率」とは、ビードフィラー部分が単一のゴムで構成される場合には、当該ゴムの弾性率を指し、ビードフィラー部分が弾性率の異なるゴムで構成される場合には、各ゴムの弾性率に、当該ビードフィラー部分内に占める当該各ゴムの断面積を掛けた値を足し合わせ、その値を当該ビードフィラー部分の断面積で割った値を指すものとする。
また、弾性率は、例えば、ＪＩＳＫ６３０１（１９９５）の加硫ゴム物理試験方法に記載した引張試験に従い測定することができ、特定の伸び時における荷重Ｆｎ（Ｎ）を、試験片の断面積（ｃｍ^２）で除した引張応力Ｍｎ（ＭＰａ）を意味し、前記弾性率は加硫後の値である。なお、Ｍｎにおけるｎは、特定の伸び（％）の数値を示す。

本発明によれば、ビード部の耐久性を向上させることが可能な空気入りタイヤを提供することができる。

本発明の一実施形態に係る空気入りタイヤのビード部付近を示すタイヤ幅方向断面図である。

以下に、図面を参照しつつ、本発明の実施形態について例示説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る空気入りタイヤ（以下、タイヤとも称す）１のビード部２付近を示すタイヤ幅方向断面図である。
この実施形態のタイヤ１は、図示を一部省略するが、トレッド部、トレッド部の両側に連なる一対のサイドウォール部および各サイドウォール部に連なるビード部２を備えている。また、タイヤ１は、各ビード部２に埋設されたビードコア３と、各ビードコア３間をトロイド状に延在する１層のカーカスプライ４と、ビードコア３のタイヤ径方向外側に配設されたビードフィラー５と、を備えている。また、タイヤ１は、図示はしないが、トレッド部のカーカスプライ４のタイヤ径方向外側に配設されるベルトと、ベルトのタイヤ径方向外側に配設されて、トレッド踏面を形成するトレッドゴムと、を備えている。

ビードコア３は、図１に示すように、タイヤ幅方向断面視で多角形状、図示の例では６角形状である。また、ビードコア３は、ビード部２に、ビードコア３の外輪郭を形成する複数の辺のうち最もタイヤ径方向外側に位置する外側辺３１が水平な状態、または外側辺３１がタイヤ幅方向内側から外側に向かって若干タイヤ径方向外側に傾いた状態になるように配置されている。

カーカスプライ４は、各ビードコア３間をトロイド状に延在するカーカス本体部４１と、カーカス本体部４１に連なり、ビードコア３の周囲をタイヤ幅方向内側から外側に向かって巻き返してビードコアの周面に沿って巻き回すカーカス巻回し部４２とから構成されている。また、カーカスプライ端は、図示の例では、ビードコア３の外側辺３１に隣接して位置している。

また、カーカス巻回し部４２がビードコア３により密着して巻き回されるように、カーカス巻回し部４２には、ビードコア３の断面外輪郭の角部に対応する位置のうち、少なくとも、外側辺３１のタイヤ幅方向外側の外側角部３２に対応する位置に、カーカス巻回し部４２が癖付けられて塑性変形した癖付け部４３が設けられている（以下、外側辺３１のタイヤ幅方向外側の角部に対応する位置に設けられた癖付け部４３を「外側癖付け部４４」と称す）。なお、図示するビード部２では、外側癖付け部４４の他、外側角部３２とタイヤ径方向内側で隣り合う２つの角部に対応するカーカス巻回し部４２に癖付け部４３が形成されている。また、カーカス巻回し部４２のそれぞれの癖付け部４３の間の部分、および外側癖付け部４４とカーカス巻回し部４２の先端との間の部分が、ビードコア３の外周面に沿って可能な限り密着するように形付けられている。
なお、カーカスプライ４は、限定されるものではないが、スチールコードで形成されており、これによりカーカス巻回し部４２を良好に塑性変形させて癖付け部４３を形成することができる。

ここで、カーカス本体部４１上において、図１に示すように、交点Ｉ、点Ｐｉ、点Ｐｏ、直線距離Ｄｉおよび直線距離Ｄｏを次のように規定する。ビード部２のタイヤ幅方向断面視において、ビードコア３の外輪郭の外側辺３１に対する、外側角部３２での垂線Ｌと、カーカス本体部４１とが交わる点を交点Ｉとする。また、交点Ｉからカーカス本体部４１に沿ってタイヤ径方向内側に２０（ｍｍ）の長さで離れたカーカス本体部４１上の点Ｐｉと交点Ｉとの間の直線距離をＤｉ（ｍｍ）とする。また、交点Ｉからカーカス本体部４１に沿ってタイヤ径方向外側に１０（ｍｍ）の長さで離れたカーカス本体部４１上の点Ｐｏと交点Ｉとの間の直線距離をＤｏ（ｍｍ）とする。

従来、ビードコアの周面に沿って巻き付く巻込み部を備えたカーカスプライを有する空気入りタイヤでは、外側癖付け部が、タイヤ転動によってビード部に生じる圧縮入力を幾度も負荷することで破損する場合があり、それゆえに所期したビード部耐久性の向上効果が十分得られないことがあった。
そこで、本発明の空気入りタイヤ１では、距離ＤｉおよびＤｏが、２０／Ｄｉ＜１０／Ｄｏを満たすことが必要である。換言すれば、点Ｐｉ−Ｉの区間のカーカス本体部４１を、点Ｐｏ−Ｉの区間のカーカス本体部４１よりも湾曲させず、点Ｐｉ−Ｉの区間のカーカス本体部４１を、より直線に近い形状にする。従って、カーカス本体部４１の点Ｉ−Ｐｉの区間のプライ張力剛性が相対的に向上し、点Ｉ−Ｐｏの区間のプライ張力剛性が相対的に低下することから、カーカス本体部４１上の倒込み開始位置が、ビードコア３から十分離れることとなる。よって、タイヤ転動時にタイヤ１が撓んでビード部２で圧縮入力が生じても、外側癖付け部４４に対する負荷が低減され、外側癖付け部４４の破損を防ぐことができる。その結果、ビード部２の耐久性を向上させることができる。
なお、ゴム部材等の追加をすることなしに、上記関係を満たすようにカーカス本体部４１の形状を調整することによって外側癖付け部４４の破損を防止できることから、低コストでビード部２の耐久性を向上させることができる。

なお、本発明のタイヤでは、１．００＜（１０／Ｄｏ）／（２０／Ｄｉ）≦１．０３が好ましく、図示の例のタイヤ１では、２０／Ｄｉ＝１．００であり、１０／Ｄｏ＝１．０３である。直線距離Ｄｏ、Ｄｉを上記範囲にすれば、倒込み開始位置をビードコア３から有効に離しつつ、ビード部２の上方の倒れ込みを大きくすることができるので、外側癖付け部４４の破損をより有効に防ぐことができる。

また、図示の例のタイヤ１では、点Ｐｉ−Ｉの区間、および点Ｐｏ−Ｉの区間のカーカス本体部４１の形状を、タイヤ幅方向内側に凸状に湾曲させることが好ましい。この構成によれば、倒込み開始位置をビードコア３からより有効に離すことができる。

なお、点Ｐｉを、交点Ｉからカーカス本体部４１に沿ってタイヤ径方向内側に２０ｍｍの長さで離れた位置とし、また、点Ｐｏを、交点Ｉからカーカス本体部４１に沿ってタイヤ径方向外側に１０ｍｍの長さで離れた位置としてカーカス本体部４１の形状を規定したので、プライ張力剛性をより適切に調整することができる。

ここで、図示の例のタイヤ１では、ビードフィラー５は、ビードコア３のタイヤ径方向外側、より具体的には、ビードコア３を巻き回すカーカス巻回し部４２のタイヤ径方向外側、且つ、カーカス本体部４１のタイヤ幅方向外側に配設されている。また、ビードフィラー５は、カーカス本体部４１に沿ってタイヤ径方向外側に向けてタイヤ幅方向の厚みが漸減する断面略三角形を呈している。

そして、本発明のタイヤでは、垂線Ｌよりもタイヤ幅方向内側に位置する部分を内側ビードフィラー部分５３とし、垂線Ｌよりもタイヤ幅方向外側に位置する部分を外側ビードフィラー部分５４とするとき、内側ビードフィラー部分５３の弾性率Ｅｉが、外側ビードフィラー部分５４の弾性率Ｅｏよりも大きいことが好ましい。
この構成によれば、ビード部２のうち、ビードコア３とタイヤ径方向外側に隣接する部分の剛性が、ビード部２のうち、当該部分よりもタイヤ径方向外側の部分の剛性よりもさらに大きくなるので、カーカス本体部４１の倒込み開始位置がビードコア３よりさらに十分離れることとなる。従って、外側癖付け部４４の破損をさらに効果的に防止することができる。

なお、本発明のタイヤでは、各ビードフィラー部分の弾性率の関係は、２．００＜Ｅｉ／Ｅｏ＜５．００であることが好ましく、図示のタイヤ１では、弾性率Ｅｉが１２．０ＭＰａであり、弾性率Ｅｏが３．９７ＭＰａである。これによれば、ビードコア３付近のカーカス本体部４１の倒れ込みを抑制しつつ、ビード部２の上方を倒れ込みやすくすることができる。

ここで、ビードフィラー５は、弾性率の異なる少なくとも２種類のゴムからなるのが好ましい。なお図示の例では、ビードフィラー５は、２種類のゴムからなり、タイヤ幅方向内側に弾性率が相対的に高い高弾性率ゴム５１が、タイヤ幅方向外側に弾性率が相対的に低い低弾性率ゴム５２が配置されている。
従って、図示の例では、内側ビードフィラー部分５３は、高弾性率ゴム５１で構成され、外側ビードフィラー部分５４は、主に低弾性率ゴム５２で構成されることとなる。それゆえに、内側ビードフィラー部分５３の弾性率Ｅｉは、外側ビードフィラー部分５４の弾性率Ｅｏよりも大きくなっている。

また、ビード部２には、ビードコア３のタイヤ径方向内側からビードヒール部を介してタイヤ径方向外側に向かって延びる適用リムＲのリムフランジと接触する部分に、ゴムチェーファ６が配設されている。さらに、ビード部２には、カーカスプライ４を介してビードコア３のタイヤ径方向内側に、スチールコード若しくは有機繊維コードを一方向に延在させてゴム被覆したチェーファ７が配設されている。

ところで、このタイヤ１は、偏平率を７０〜８０％とすることが好ましい。カーカス本体部４１の倒れ込みによるカーカス巻回し部４２への圧縮入力が小さいからである。

以上、図面を参照して本発明の一実施形態を説明したが、本発明の空気入りタイヤ１は、上記一例に限定されることはなく、上記した本発明の実施形態には、適宜変更を加えることができる。具体的には例えば、図１ではカーカス巻回し部４２の先端がビードコア３の外側辺３１に沿った位置で終端しているが、ビードコア３の外側辺３１のタイヤ幅方向内側の辺に沿った位置で終端させることもでき、あるいは、カーカス巻回し部４２の先端を折り曲げられて終端させることもできる。

以下、実施例により本発明を更に詳細に説明するが、本発明は下記の実施例になんら限定されるものではない。

実施例１のタイヤは、サイズが２４５／７０Ｒ１９．５であって、図１に示すような、６角形状のビードコアを備えている。また、交点Ｉから点Ｐｏまでの直線距離Ｄｉ（ｍｍ）、および交点Ｉから点Ｐｏまでの直線距離Ｄｏ（ｍｍ）が、表１に示す値である。また、このタイヤでは、ビードフィラーが、弾性率が異なる２種類のゴム（高弾性率ゴム：１１．９５４ＭＰａ、低弾性率ゴム：３．４４２ＭＰａ）からなっており、内側ビードフィラー部分の弾性率Ｅｉと外側ビードフィラー部分の弾性率Ｅｏとが、表１に示す値を有している。
比較例２、３のタイヤは、表１に示す諸元で各構成を変化させた以外、実施例１と同様の構成を有している。

上記のそれぞれの供試タイヤについて、次のようにして、ビード部の耐久性試験を行った。それぞれの供試タイヤを、サイズ７．５×１９．５のリムに装着し、内部に８５０ｋＰａの空気圧を適用した。その供試タイヤを、室内ドラム試験機に取り付けて、３９．６ｋＮの荷重を負荷し、６０ｋｍ／ｈの速度で走行させた。そして、供試タイヤを所定の距離２０，０００ｋｍを走行させて、カーカスプライの外側癖付け部の破損の有無を確認した。なお、実施例および比較例のタイヤでは、室内ドラム試験機の条件を上記条件としたが、タイヤのサイズによって異なるものである。

表１より、実施例１のタイヤは、ＤｉおよびＤｏが、２０／Ｄｉ＜１０／Ｄｏを満たすので、カーカスプライの外側癖付け部が破損せず、ビード部の耐久性が向上していることがわかる。

１：空気入りタイヤ
２：ビード部
３：ビードコア
３１：外側辺
３２：外側角部
４：カーカスプライ
４１：カーカス本体部
４２：カーカス巻回し部
４３：癖付け部
４４：外側癖付け部
５：ビードフィラー
５１：高弾性率ゴム
５２：低弾性率ゴム
５３：内側ビードフィラー部分
５４：外側ビードフィラー部分
６：ゴムチェーファ
７：チェーファ
Ｄｉ、Ｄｏ：直線距離
I：交点
Ｌ：垂線
Ｐｉ、Ｐｏ：点
Ｒ：適用リム

Claims

一対のビード部に埋設された、タイヤ幅方向断面視で多角形状のビードコアと、各ビードコア間をドロイド状に延在するカーカス本体部、および前記ビードコアの周りをタイヤ幅方向内側から外側に向かって巻き返して前記ビードコアの周面に沿って巻き回すカーカス巻回し部を有するカーカスプライと、を備えるタイヤであって、
タイヤ幅方向断面視において、
前記カーカス巻回し部は、前記ビードコアの外輪郭を形成する複数の辺のうち、少なくとも、最もタイヤ径方向外側に位置する外側辺のタイヤ幅方向外側の外側角部に対応する位置に、癖付けられた癖付け部を有し、
前記外側辺に対する前記外側角部での垂線と、前記カーカス本体部とが交わる点を交点Ｉとし、
前記交点Ｉから前記カーカス本体部に沿ってタイヤ径方向内側に２０（ｍｍ）の長さで離れた前記カーカス本体部上の点Ｐｉと前記点Ｉとの間の直線距離をＤｉ（ｍｍ）とし、
前記交点Ｉから前記カーカス本体部に沿ってタイヤ径方向外側に１０（ｍｍ）の長さで離れた前記カーカス本体部上の点Ｐｏと前記点Ｉとの間の直線距離をＤｏ（ｍｍ）とするとき、
前記ＤｉおよびＤｏが、
２０／Ｄｉ＜１０／Ｄｏ
を満たすことを特徴とする、空気入りタイヤ。
前記ビード部に、前記ビードコアのタイヤ径方向外側に配設されるビードフィラーをさらに備え、
前記垂線よりもタイヤ幅方向内側に位置する内側ビードフィラー部分の弾性率が、前記垂線よりもタイヤ幅方向外側に位置する外側ビードフィラー部分の弾性率よりも大きい、請求項１に記載の空気入りタイヤ。