JP2015209162A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】ビード部の耐久性能を高めることができる空気入りタイヤを提供する。【解決手段】空気入りタイヤ１は、一対のビード部４間をトロイド状に跨ってのびるカーカス６と、各ビード部４に配されかつカーカス６のタイヤ軸方向の内外に配される内側コア５ｉ及び外側コア５ｏからなるビードコア５とを備える。ビード部４は、内側コア５ｉからタイヤ半径方向外側に向かってテーパー状にのびる内側ビードエイペックスゴム８ｉと、外側コア５ｏからタイヤ半径方向外側に向かってテーパー状にのびる外側ビードエイペックスゴム８ｏとを有する。ビードベースラインＢＬから外側ビードエイペックスゴム８ｏの先端８ｏｅまでのタイヤ半径方向距離である外側エイペックス高さＨｏは、ビードベースラインＢＬから内側ビードエイペックスゴム８ｉの先端８ｉｅまでのタイヤ半径方向距離である内側エイペックス高さＨｉの１２０〜１５０％である。【選択図】図２

Description

本発明は、ビード部の耐久性能を高めた空気入りタイヤに関する。

従来から、特許文献１に示されるように、一対のビード部間をトロイド状に跨ってのびるカーカスプライからなるカーカスと、前記各ビード部に配されかつカーカスプライのタイヤ軸方向の内外に配される内側コア及び外側コアからなるビードコアとを備えた空気入りタイヤが知られている。この空気入りタイヤでは、内側コアのタイヤ半径方向外側に内側ビードエイペックスゴムが、外側コアのタイヤ半径方向外側に外側ビードエイペックスゴムが設けられている。

特開２０１２−１２６２９９号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載された空気入りタイヤでは、内側ビードエイペックスゴムの先端と外側ビードエイペックスゴムの先端とが接近しているため、それらの近傍で剛性の分布が急激に変化して応力が集中しやすくなり、ビード部の耐久性能に影響を及ぼすおそれがある。

本発明は、以上のような実状に鑑み案出されたもので、ビード部の耐久性能を高めることができる空気入りタイヤを提供することを主たる目的としている。

本発明は、一対のビード部間をトロイド状に跨ってのびるカーカスプライからなるカーカスと、前記各ビード部に配されかつ前記カーカスプライのタイヤ軸方向の内外に配される内側コア及び外側コアからなるビードコアとを備えた空気入りタイヤであって、前記内側コアからタイヤ半径方向外側に向かってテーパー状にのびる内側ビードエイペックスゴムと、前記外側コアからタイヤ半径方向外側に向かってテーパー状にのびる外側ビードエイペックスゴムとを有し、ビードベースラインから前記外側ビードエイペックスゴムの先端までのタイヤ半径方向距離である外側エイペックス高さＨｏは、ビードベースラインから前記内側ビードエイペックスゴムの先端までのタイヤ半径方向距離である内側エイペックス高さＨｉの１２０〜１５０％であることを 特徴とする。

本発明に係る前記空気入りタイヤにおいて、前記カーカスの内側かつサイドウォール領域に配された断面略三日月状のサイド補強ゴム層をさらに備えたことが望ましい。

本発明に係る前記空気入りタイヤにおいて、前記外側ビードエイペックスゴムのタイヤ軸方向外側に配されかつビード部の外表面をなすクリンチゴムをさらに備え、
前記クリンチゴムのタイヤ半径方向外側の先端は、前記外側ビードエイペックスゴムの先端よりもタイヤ半径方向の外側に位置していることが望ましい。

本発明に係る前記空気入りタイヤにおいて、前記カーカス及び前記クリンチゴムのタイヤ軸方向外側に、サイドウォール部の外面をなすサイドウォールゴムをさらに備え、前記サイドウォールゴムのタイヤ半径方向内端での前記サイド補強ゴム層の厚さＴａは、前記サイドウォールゴムの前記内端での前記ビード部の厚さＴｚの１７．５〜３７．５％であることが望ましい。

本発明に係る前記空気入りタイヤにおいて、前記サイドウォールゴムの前記内端での前記外側ビードエイペックスゴムの厚さＴｂは、前記ビード部の厚さＴｚの２０％以下であることが望ましい。

本発明に係る前記空気入りタイヤにおいて、前記サイドウォールゴムの前記内端での前記クリンチゴムの厚さＴｃは、前記ビード部の厚さＴｚの３６〜５６％であることが望ましい。

本発明に係る前記空気入りタイヤにおいて、前記サイドウォールゴムの前記内端での前記内側ビードエイペックスゴムの厚さＴｄは、前記ビード部の厚さＴｚの１０％以下であることが望ましい。

本発明の空気入りタイヤは、カーカスプライのタイヤ軸方向の内外に、内側コア及び外側コアからなるビードコアとを備え、内側コア及び外側コアからタイヤ半径方向外側に向かってテーパー状にのびる内側ビードエイペックスゴム及び外側ビードエイペックスゴムとを有する。外側エイペックス高さＨｏが、内側エイペックス高さＨｉの１２０〜１５０％であるので、内側ビードエイペックスゴムの先端と外側ビードエイペックスゴムの先端とが分散され、応力の集中が緩和される。さらに、内側エイペックス高さＨｉよりも外側エイペックス高さＨｏを高くしているので、外側ビードエイペックスゴムの発熱により生じた熱は、ビード部の外側表面及びリムフランジから迅速に放出される。一方、内側エイペックス高さＨｉを低くすることにより、放熱が困難な内側エイペックスゴムのボリュームが抑制されるため、ビード部の発熱が抑制される。これにより、ビード部の耐久性能が向上する。

本発明の空気入りタイヤの一実施形態を示す断面図である。 図１のビード部の拡大断面図である。

以下、本発明の実施の一形態が図面に基づき説明される。
図１には、本実施形態の空気入りタイヤ（以下、単に「タイヤ」ということがある。）１の右半分の断面図を示す。空気入りタイヤ１は、トレッド部２からサイドウォール部３を経てビード部４のビードコア５に至るカーカス６と、カーカス６のタイヤ半径方向外側かつトレッド部２の内部に配されるベルト層７とを備えている。本実施形態では、乗用車用の空気入りタイヤ１が示される。

図１の空気入りタイヤ１は、正規リム（図示せず）にリム組みしかつ正規内圧を充填ししかも無負荷の状態である正規状態が示されている。

ここで、「正規リム」とは、タイヤが基づいている規格を含む規格体系において、当該規格がタイヤ毎に定めるリムであり、例えばＪＡＴＭＡであれば標準リム、ＴＲＡであれば "Design Rim" 、ＥＴＲＴＯであれば "Measuring Rim"とする。また「正規内圧」とは、タイヤが基づいている規格を含む規格体系において、各規格がタイヤ毎に定めている空気圧であり、ＪＡＴＭＡであれば最高空気圧、ＴＲＡであれば表 "TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES" に記載の最大値、ＥＴＲＴＯであれば"INFLATION PRESSURE" とするが、タイヤが乗用車用である場合には１８０ｋＰａとする。

カーカス６は、トレッド部２からサイドウォール部３を経てビード部４のビードコア５に至るカーカスコードを備えた少なくとも１枚のカーカスプライ６Ａから構成される。カーカスプライ６Ａは、例えば、芳香族ポリアミド、レーヨン等の有機繊維からなるカーカスコードがタイヤ赤道Ｃ方向に対して例えば７５〜９０°の角度で配列されている。本実施形態のカーカスプライ６Ａは、一対のビード部４、４間をトロイド状に跨ってのびており、その両側のタイヤ半径方向内側の内端部６ｅは、ビードコア５で折り返されることなく終端している。

ベルト層７は、少なくとも２枚、本実施形態ではタイヤ半径方向内、外２枚のベルトプライ７Ａ、７Ｂからなる。各ベルトプライ７Ａ、７Ｂは、タイヤ赤道Ｃに対して１５〜４０°の角度で傾けられた例えばスチール、アラミド又はレーヨン等からなる高弾性のベルトコードを有する。そして、各ベルトプライ７Ａ、７Ｂは、ベルトコードが互いに交差するように重ねられている。ベルト層７のタイヤ半径方向の外側に、タイヤ周方向にらせん状に巻き付けられたバンド層が適宜配されていてもよい。

ビードコア５は、一対のビード部４に配されている。本実施形態では、ビードコア５は、カーカスプライ６Ａの内端部６ｅのタイヤ軸方向の内側に配された内側コア５ｉと、内端部６ｅのタイヤ軸方向の外側に配された外側コア５ｏとを有している。なお、カーカスプライ６Ａの内端部６ｅとは、カーカスプライ６Ａの内端を含んだビード部４内をのびている部分である。

内側コア５ｉのタイヤ半径方向外側には、内側ビードエイペックスゴム８ｉが配されている。内側ビードエイペックスゴム８ｉは、内側コア５ｉからタイヤ半径方向外側に向かってテーパー状にのび、先端８ｉｅを有する。本実施形態では、内側ビードエイペックスゴム８ｉは、内側コア５ｉのタイヤ半径方向内側から内側コア５ｉ及びカーカスプライ６Ａのタイヤ軸方向内側に沿って形成されている。

外側コア５ｏのタイヤ半径方向外側には、外側ビードエイペックスゴム８ｏが配されている。外側ビードエイペックスゴム８ｏは、外側コア５ｏからタイヤ半径方向外側に向かってテーパー状にのび、先端８ｏｅを有する。本実施形態では、外側ビードエイペックスゴム８ｏは、外側コア５ｏのタイヤ半径方向内側から外側コア５ｏ及びカーカスプライ６Ａのタイヤ軸方向外側に沿って形成されている。

ビード部４の剛性を十分に高めるために、内側ビードエイペックスゴム８ｉ及び外側ビードエイペックスゴム８ｏは、例えば、複素弾性率Ｅ＊が５〜２０ＭＰａのゴムで構成されるのが望ましい。なお、本明細書において、複素弾性率Ｅ＊は、粘弾性スペクトロメータを用い、温度７０℃、周波数１０Ｈｚ、初期伸張歪１０％、動歪の振幅±１％の条件で測定した値である。

図２は、空気入りタイヤ１のビード部４を拡大して示している。外側エイペックス高さＨｏは、内側エイペックス高さＨｉの１２０〜１５０％が望ましい。外側エイペックス高さＨｏとは、ビードベースラインＢＬから外側ビードエイペックスゴム８ｏの先端８ｏｅまでのタイヤ半径方向距離である。内側エイペックス高さＨｉとは、ビードベースラインＢＬから内側ビードエイペックスゴム８ｉの先端８ｉｅまでのタイヤ半径方向距離である。

外側エイペックス高さＨｏが、内側エイペックス高さＨｉの１２０％未満である場合、内側ビードエイペックスゴム８ｉの先端８ｉｅと外側ビードエイペックスゴム８ｏの先端８ｏｅとが接近する傾向になる。このため、先端８ｉｅ及び先端８ｏｅの近傍で剛性の分布が急激に変化して応力が集中しやすくなり、ビード部４の耐久性能に影響を及ぼすおそれがある。

一方、外側エイペックス高さＨｏが、内側エイペックス高さＨｉの１５０％を超える場合、外側ビードエイペックスゴム８ｏが過度に発熱し、ビード部４の耐久性能に影響を及ぼすおそれがある。

本実施形態では、内側エイペックス高さＨｉに対する外側エイペックス高さＨｏが適切であるので、内側ビードエイペックスゴム８ｉの先端８ｉｅと外側ビードエイペックスゴム８ｏの先端８ｏｅとが分散され、応力の集中が緩和される。さらに、内側エイペックス高さＨｉよりも外側エイペックス高さＨｏを高くしているので、外側ビードエイペックスゴムの発熱により生じた熱は、ビード部４の外側表面及びリムフランジから迅速に放出される。一方、内側エイペックス高さＨｉを低くすることにより、放熱が困難な内側ビードエイペックスゴム８ｉのボリュームが抑制されるため、ビード部４の発熱が抑制される。これにより、ビード部４の耐久性能が向上する。

上述した作用効果を、より一層高めるために、内側ビードエイペックスゴム８ｉの複素弾性率Ｅ＊と、外側ビードエイペックスゴム８ｏの複素弾性率Ｅ＊を異ならせてもよい。例えば、内側ビードエイペックスゴム８ｉの複素弾性率Ｅ＊よりも大きい複素弾性率Ｅ＊を有する外側ビードエイペックスゴム８ｏを採用することにより、リムフランジ近傍でのビード部４の剛性を高めることができる。

本実施形態の空気入りタイヤ１は、カーカス６の内側のサイドウォール領域に、断面略三日月状のサイド補強ゴム層１０を有することにより、パンク状態での走行を可能とした、いわゆるランフラットタイヤである。サイド補強ゴム層１０は、サイドウォール部３の曲げ剛性を高める。これにより、パンク時のタイヤの縦撓みが制限され、ランフラット耐久性能が高く確保される。なお、サイド補強ゴム層１０は、省略されていてもよい。

本実施形態では、サイド補強ゴム層１０は、その複素弾性率Ｅ＊が６〜１２ＭＰａのゴムで形成される。これにより、サイド補強ゴム層１０の厚さを小さくして、タイヤ質量の増加をさらに抑制しつつ、ランフラット耐久性能を確保することができる。なお、サイド補強ゴム層１０の複素弾性率Ｅ＊が６ＭＰａ未満になると、サイドウォール部３の曲げ剛性を確保するために、サイド補強ゴム層１０のゴムの厚さを大きくしなければならず、タイヤ質量が増加する。一方、サイド補強ゴム層１０の複素弾性率Ｅ＊が１２ＭＰａを超えると、サイドウォール部３の曲げ剛性が過度に高くなり、正常な内圧が充填された通常走行時での乗り心地性能が低下するおそれがある。

本実施形態では、上記外側エイペックス高さＨｏよりも上記内側エイペックス高さＨｉを低くしているので、タイヤの重量を維持しつつ、ビード部４でのサイド補強ゴム層１０が配されている領域を大きくすることが可能である。これにより、ビード部４からサイドウォール部３にかけての剛性を高めると共に、カーカス６の内側での発熱を抑制することが可能となる。

カーカス６の外側には、接地面を形成するトレッドゴム２Ｇ、サイドウォール部３の外表面を形成するサイドウォールゴム３Ｇ、ビード部４の外面を形成し、リムシート面に接するクリンチゴム４Ｇ等が配されている。トレッドゴム２Ｇは、ベルト層７のタイヤ半径方向の外側に配されている。

サイドウォールゴム３Ｇは、カーカス６及びクリンチゴム４Ｇのタイヤ軸方向外側に配されている。サイドウォールゴム３Ｇは、通常走行時での乗り心地性能をよくするために、ビードエイペックスゴム８よりも柔らかいゴムとして、例えば、複素弾性率Ｅ＊が１〜１０ＭＰａのゴムで構成されるのが望ましい。

クリンチゴム４Ｇは、外側ビードエイペックスゴム８ｏのタイヤ軸方向外側に配されかつビード部の外表面をなす。クリンチゴム４Ｇは、外側ビードエイペックスゴム８ｏ及び内側ビードエイペックスゴム８ｉのタイヤ半径方向内側から内側ビードエイペックスゴム８ｉのタイヤ軸方向内側に亘って形成されている。ビード部４のビード外表面におけるリムとの接触による摩耗や損傷を防止するために、クリンチゴム４Ｇの複素弾性率Ｅ＊は、３〜２０ＭＰａのゴムで形成されるのが望ましい。

クリンチゴム４Ｇのタイヤ半径方向外側の先端４ｅは、外側ビードエイペックスゴム８ｏの先端８ｏｅよりもタイヤ半径方向の外側に位置している。これにより、内側ビードエイペックスゴム８ｉの先端８ｉｅからクリンチゴム４Ｇのタイヤ半径方向外側の先端４ｅにかけて、剛性が緩やかに減少する。従って、局所的な応力の集中が抑制され、ビード部４の耐久性能が向上する。

カーカス６及びサイド補強ゴム層１０の内側には、インナーライナーゴム１１等が配されている。インナーライナーゴム１１は、タイヤ内圧を保持するために、空気非透過性に優れたゴムからなる。

図２に示されるように、本実施形態では、ビード部４の歪が最大となる領域での、ビード部４の厚さＴｚに対するサイド補強ゴム層１０の厚さＴａ、外側ビードエイペックスゴム８ｏの厚さＴｂ、クリンチゴムの厚さＴｃ及び内側ビードエイペックスゴム８ｉの厚さＴｄをそれぞれ相対的に規定することにより、ランフラット耐久性能と通常走行時での乗り心地性能をバランスよく向上させることができる。ビード部４の歪が最大となる領域とは、例えば、サイドウォールゴム３Ｇのタイヤ半径方向内端３ｅからカーカス６に下ろした垂線ＶＬ上の領域であり、上記各厚さＴｚ、Ｔａ、Ｔｂ、Ｔｃ及びＴｄは、垂線ＶＬ上の厚さである（以下、垂線ＶＬ上の各厚さを、サイドウォールゴム３Ｇのタイヤ半径方向内端３ｅでの各厚さとする）。

例えば、サイドウォールゴム３Ｇの上記内端３ｅでのサイド補強ゴム層１０の厚さＴａは、上記内端３ｅでのビード部４の厚さＴｚの１７．５〜３７．５％が望ましい。サイド補強ゴム層１０の厚さＴａがビード部４の厚さＴｚの１７．５％未満であるとき、ランフラット走行での縦撓み量が大きくなり、ランフラット耐久性能が低下するおそれがある。一方、サイド補強ゴム層１０の厚さＴａがビード部４の厚さＴｚの３７．５％を超える場合、内圧充填時のサイドウォール部３からビード部４にかけての剛性が過度に大きくなり、通常走行での乗り心地性能が低下するおそれがある。

サイドウォールゴム３Ｇの内端３ｅでの外側ビードエイペックスゴム８ｏの厚さＴｂは、ビード部４の厚さＴｚの２０％以下が望ましい。外側ビードエイペックスゴム８ｏの厚さＴｂがビード部４の厚さＴｚの２０％を超える場合、内圧充填時のサイドウォール部３からビード部４にかけての剛性が過度に大きくなり、通常走行での乗り心地性能が低下するおそれがある。

サイドウォールゴム３Ｇの内端３ｅでのクリンチゴム４Ｇの厚さＴｃは、ビード部４の厚さＴｚの３６〜５６％が望ましい。クリンチゴム４Ｇの厚さＴｃがビード部４の厚さＴｚの３６％未満の場合、ランフラット走行での縦撓み量が大きくなり、ランフラット耐久性能が低下するおそれがある。一方、クリンチゴムの厚さＴｃがビード部４の厚さＴｚの５６％を超える場合、内圧充填時のサイドウォール部３からビード部４にかけての剛性が過度に大きくなり、通常走行での乗り心地性能が低下するおそれがある。

さらに、サイドウォールゴム３Ｇの内端３ｅでの内側ビードエイペックスゴム８ｉの厚さＴｄは、ビード部４の厚さＴｚの１０％以下が望ましい。内側ビードエイペックスゴム８ｉの厚さＴｄがビード部４の厚さＴｚの１０％を超える場合、内圧充填時のサイドウォール部３からビード部４にかけての剛性が過度に大きくなり、通常走行での乗り心地性能が低下するおそれがある。なお、本実施形態での サイドウォールゴム３Ｇの内端３ｅでの内側ビードエイペックスゴム８ｉの厚さＴｄは、０mmである。

以上、本発明の空気入りタイヤが詳細に説明されたが、本発明は上記の具体的な実施形態に限定されることなく種々の態様に変更して実施される。

図１の基本構造をなすサイズ２４５／４５Ｒ１８の空気入りタイヤが、表１の仕様に基づき試作され、ビード部の耐久性能及びランフラット耐久性能がテストされた。

＜ビード部の耐久性能＞
各試供タイヤが、リム１８×８．０Ｊに装着され、内圧３６０kPa、荷重１３．１２kN、速度８０km／ｈの条件下で、ビード部に大きな負荷をかけながら直径１．７ｍの試験用ドラム上を走行させ、ビード部が損傷するまでの走行距離を測定した。結果は、実施例１の走行距離を１００とする指数で表示され、数値が大きいほど、ビード部の耐久性能が高く良好である。

＜ランフラット耐久性能＞
各試供タイヤが、リム１８×８．０Ｊに装着され、内圧０kPa、荷重４．５３kN、速度８０km／ｈの条件下で、直径１．７ｍの試験用ドラム上を走行させ、タイヤから異音が発生するまでの走行距離が測定された。結果は、実走行距離で示され、数値が大きいほど、ランフラット耐久性能が高く良好である。

表１から明らかなように、実施例の空気入りタイヤは、比較例に比べてビード部の耐久性能及びランフラット耐久性能が有意に向上していることが確認できた。

１ 空気入りタイヤ
３ サイドウォール部
３Ｇ サイドウォールゴム
４ ビード部
４Ｇ クリンチゴム
５ ビードコア
５ｉ 内側コア
５ｏ 外側コア
６ カーカス
６Ａ カーカスプライ
８ ビードエイペックスゴム
８ｉ 内側ビードエイペックスゴム
８ｏ 外側ビードエイペックスゴム
１０ サイド補強ゴム層
Ｈｉ 内側エイペックス高さ
Ｈｏ 外側エイペックス高さ

Claims (7)

1. 一対のビード部間をトロイド状に跨ってのびるカーカスプライからなるカーカスと、前記各ビード部に配されかつ前記カーカスプライのタイヤ軸方向の内外に配される内側コア及び外側コアからなるビードコアとを備えた空気入りタイヤであって、
   前記内側コアからタイヤ半径方向外側に向かってテーパー状にのびる内側ビードエイペックスゴムと、前記外側コアからタイヤ半径方向外側に向かってテーパー状にのびる外側ビードエイペックスゴムとを有し、
   ビードベースラインから前記外側ビードエイペックスゴムの先端までのタイヤ半径方向距離である外側エイペックス高さＨｏは、ビードベースラインから前記内側ビードエイペックスゴムの先端までのタイヤ半径方向距離である内側エイペックス高さＨｉの１２０〜１５０％であることを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記カーカスの内側かつサイドウォール領域に配された断面略三日月状のサイド補強ゴム層をさらに備えた請求項１記載の空気入りタイヤ。
3. 前記外側ビードエイペックスゴムのタイヤ軸方向外側に配されかつビード部の外表面をなすクリンチゴムをさらに備え、
   前記クリンチゴムのタイヤ半径方向外側の先端は、前記外側ビードエイペックスゴムの先端よりもタイヤ半径方向の外側に位置している請求項２記載の空気入りタイヤ。
4. 前記カーカス及び前記クリンチゴムのタイヤ軸方向外側に、サイドウォール部の外面をなすサイドウォールゴムをさらに備え、
   前記サイドウォールゴムのタイヤ半径方向内端での前記サイド補強ゴム層の厚さＴａは、前記サイドウォールゴムの前記内端での前記ビード部の厚さＴｚの１７．５〜３７．５％である請求項３記載の空気入りタイヤ。
5. 前記サイドウォールゴムの前記内端での前記外側ビードエイペックスゴムの厚さＴｂは、前記ビード部の厚さＴｚの２０％以下である請求項４記載の空気入りタイヤ。
6. 前記サイドウォールゴムの前記内端での前記クリンチゴムの厚さＴｃは、前記ビード部の厚さＴｚの３６〜５６％である請求項４又は５に記載の空気入りタイヤ。
7. 前記サイドウォールゴムの前記内端での前記内側ビードエイペックスゴムの厚さＴｄは、前記ビード部の厚さＴｚの１０％以下である請求項４乃至６のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
   
   

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