JP2018108755A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】剛性が高い空気入りタイヤを提供する。【解決手段】ビード部１０をタイヤ幅方向両側に備え、ラジアル方向に延びる複数のコード１７がゴムで被覆されたカーカスプライ１６がビード部１０の周りでタイヤ幅方向内側から外側へ折り返されて巻き上げられた空気入りタイヤにおいて、タイヤ径方向に延びる複数のコード２１がゴムで被覆された補強材２０が、カーカスプライ１６の巻き上げ端１９を含む場所であって巻き上げ端１９よりタイヤ内径側に至る場所に配置されている。【選択図】図２

Description

本発明は空気入りタイヤに関する。

空気入りタイヤでは、複数のコード１１７（符号は図５参照）がゴムで被覆されたカーカスプライ１１６が、ビード部１１０の周りでタイヤ幅方向内側から外側へ折り返され、タイヤ幅方向外側で巻き上げられている。図５に示すように、カーカスプライ１１６の巻き上げ端１１９付近では、ビード部１１０の内径面１０４付近よりも、コード１１７の密度が低くなる。

また、カーカスプライ１１６の巻き上げは、カーカスプライ１１６等からなる円筒状のバンド体の軸方向両側にビード部１１０をセットした後、バンド体をその周方向に回転させながら行う。その結果図５に示すように、カーカスプライ１１６の巻き上げ端１１９付近では、コード１１７の密度にムラができ、コード１１７の密度が低い部分１０３が生じる。

以上のようにコード１１７の密度が低くなると、空気入りタイヤの剛性が確保できない場合がある。

ところで、特許文献１には、ビード部近傍のリムフランジ内側からサイドウォールまでの場所に、剛性を高くする補強層を設けることが記載されている。また、特許文献２には、ビードコアの上端からカーカスプライの巻き上げ端より下（タイヤ径方向内側）までの場所に、剛性を高くする補強層を設けることが記載されている。しかしこれらの補強層は最もコードの密度が低いカーカスプライの巻き上げ端を補強できていないと考えられる。

特開平５−２７０２１８号公報 特開２００３−３２０８１９号公報

本発明は以上の実情に鑑みてなされたものであり、剛性が高い空気入りタイヤを提供することを課題とする。

実施形態の空気入りタイヤは、ビードコアと前記ビードコアのタイヤ径方向外側に設けられたビードフィラーとからなるビード部をタイヤ幅方向両側に備え、ラジアル方向に延びる複数のコードがゴムで被覆されたカーカスプライが前記ビード部の周りでタイヤ幅方向内側から外側へ折り返されて巻き上げられ、２つの前記ビード部の間に形成された前記カーカスプライの本体部分と、前記本体部分のタイヤ幅方向外側に形成された前記カーカスプライの巻き上げ部とを備える空気入りタイヤにおいて、前記本体部分におけるコードと同方向に延びる複数のコードがゴムで被覆された補強材が、前記カーカスプライの巻き上げ端を含む場所であってその巻き上げ端よりタイヤ内径側に至る場所に配置されていることを特徴とする。

本実施形態の空気入りタイヤでは、カーカスプライの巻き上げ端を含む場所に設けられた補強材のコードがカーカスプライのコードと同方向に延びているため、カーカスプライの巻き上げ端近傍におけるコードの密度の低さを、補強材のコードが補完する。そのため空気入りタイヤの剛性が高い。

空気入りタイヤ１のタイヤ幅方向の半断面図。 カーカスプライ１６及び補強材２０をタイヤ幅方向外側から見た図。 補強材２０の配置のバリエーションを示すタイヤ幅方向断面図。（ａ）補強材２０の上端２２がカーカスプライ１６の巻き上げ端１９の位置にあり、下端２３がビードフィラー１４の上端１５とカーカスプライ１６の巻き上げ端１９との間にある場合を示す図。（ｂ）補強材２０の上端２２がカーカスプライ１６の巻き上げ端１９の位置にあり、下端２３がビードコア１２の上端１１の位置にある場合を示す図。（ｃ）補強材２０の上端２２がカーカスプライ１６の巻き上げ端１９よりも上にあり、下端２３がビードフィラー１４の上端１５とカーカスプライ１６の巻き上げ端１９との間にある場合を示す図。（ｄ）補強材２０がカーカスプライ１６の巻き上げ部１８よりタイヤ幅方向外側にある場合を示す図。 空気入りタイヤ１の製造方法を示す図。（ａ）バンド体４０の形成を示す図。（ｂ）ビード部１０のセットを示す図。（ｃ）シェーピング及びターンアップを示す図。（ｄ）二次成型を示す図。 従来の空気入りタイヤにおけるカーカスプライ１１６をタイヤ幅方向外側から見た図。

本実施形態について図面に基づき説明する。なお、本実施形態は一例に過ぎず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更されたものについては、本発明の範囲に含まれるものとする。また図面は、説明の都合上、長さや形状等が誇張されて描かれたり、模式的に描かれたりする場合がある。

図１に示すように、本実施形態の空気入りタイヤ１は、タイヤ幅方向両側にビード部１０を備える。ビード部１０は、ビードコア１２と、ビードコア１２のタイヤ径方向外側に設けられたビードフィラー１４とからなる。なおビードフィラー１４の上端（タイヤ径方向外側の端部）１５は、タイヤ最大幅位置２よりもタイヤ径方向内側にある。

カーカスプライ１６が、タイヤ幅方向両側において、ビード部１０の周りでタイヤ幅方向内側から外側へ折り返されてビード部１０を包んでいる。タイヤ幅方向外側へ折り返されたカーカスプライ１６はタイヤ径方向外側へ巻き上げられている。それにより、カーカスプライ１６の２つのビード部１０の間にある部分からなる本体部分１３と、本体部分１３のタイヤ幅方向外側におけるカーカスプライ１６の巻き上げ部１８とが形成されている。カーカスプライ１６の巻き上げ端（巻き上げ部１８のタイヤ径方向外側の端部）１９は、タイヤ最大幅位置２よりも、タイヤ径方向外側に達している。またカーカスプライ１６の本体部分１３は空気入りタイヤ１の骨格を形成している。

図２に示すように、カーカスプライ１６は複数のコード１７がゴムで被覆されたものである。カーカスプライ１６のコード１７は例えば有機繊維で出来ている。有機繊維は例えばポリエステル繊維である。カーカスプライ１６の本体部分１３におけるコード１７は、ラジアル方向に延びており、例えば、ビードコア１２の接線方向に対して８５°以上９５°以下の角度で配置されている。なおビードコア１２の接線方向はタイヤ周方向と一致する。

図１に示すように、カーカスプライ１６のタイヤ径方向外側にはスチールコードがゴムに被覆されたベルト３０が設けられている。そのベルト３０をベルト補強層３１がタイヤ径方向外側から覆っている。ベルト補強層３１のタイヤ径方向外側には接地面を有するトレッド部３２が設けられている。

また、カーカスプライ１６のタイヤ幅方向両側にはサイドウォール３３が設けられている。またカーカスプライ１６の内側にはインナーライナー３４が設けられている。さらに、ビード部１０をカーカスプライ１６の外側から包むように、サイドウォール３３の下端からインナーライナー３４の下端にかけて、ラバーチェーファー３５が設けられている。

図１〜図３に示すように、カーカスプライ１６の巻き上げ端１９を含む場所に補強材２０が設けられている。補強材２０はカーカスプライ１６の巻き上げ端１９よりタイヤ径方向内側の位置に至っている。補強材２０の上端（タイヤ径方向外側の端部）２２及び下端（タイヤ径方向内側の端部）２３の位置を例示すると次の通りである。

図３（ａ）〜（ｃ）は、補強材２０がカーカスプライ１６の巻き上げ部１８よりタイヤ幅方向内側に設けられている例である。まず、補強材２０の下端２３の位置は、上下方向（タイヤ径方向）に、図３（ａ）に示すようにビードフィラー１４の上端１５とカーカスプライ１６の巻き上げ端１９との間（ビードフィラー１４の上端１５の位置とカーカスプライ１６の巻き上げ端１９の位置を含む）にあっても良い。また、補強材２０の下端２３の位置は、上下方向に、図３（ｂ）に示すようにビードフィラー１４の上端１５よりも下（タイヤ径方向内側）にあっても良い。補強材２０の下端２３は、ビードフィラー１４の上端１５よりも下にある場合は、図３（ｂ）に示すようにビードコア１２の上端１１の位置にあっても良いし、ビードコア１２の上端１１よりも上（タイヤ径方向外側）にあっても良い。ただし、補強材２０の下端２３は、ビードコア１２の上端１１よりも下でないことが望ましい。

なお、補強材２０の下端２３がビードフィラー１４の上端１５よりも下にある場合は、図３（ｂ）に示すように、補強材２０はビードフィラー１４とカーカスプライ１６の巻き上げ部１８とに挟まれていることが望ましい。

また、補強材２０の上端２２の位置は、図３（ａ）、（ｂ）に示すようにカーカスプライ１６の巻き上げ端１９の位置であっても良いし、図３（ｃ）に示すようにカーカスプライ１６の巻き上げ端１９よりも上（タイヤ径方向外側）であっても良い。ただし、カーカスプライ１６の巻き上げ端１９は、ベルト３０の端部には到達しないことが望ましい。

以上に記載の補強材２０の上端２２の位置と下端２３の位置とは、自在に組み合わせることができる。ただし図示する例は好ましい形態の一例である。

また図３（ｄ）に示すように、補強材２０はカーカスプライ１６の巻き上げ部１８よりタイヤ幅方向外側に設けられていても良い。その場合の補強材２０の上端２２及び下端２３の上下方向の位置は上記の通りである。

図２に示すように、補強材２０は複数のコード２１がゴムで被覆されたものである。補強材２０のコード２１は例えばスチールで出来ている。補強材２０の厚みは例えば１．０５ｍｍ以上で１．７０ｍｍ以下である。なお、コード２１を被覆しているゴム層は薄く、上記の補強材２０の厚みは主にコード２１による厚みである。図２に示すように、補強材２０のコード２１は、カーカスプライ１６の本体部分１３のサイド部におけるコード１７と同じ方向に延びている。言い換えれば、補強材２０のコード２１とカーカスプライ１６の本体部分１３のサイド部におけるコード１７とは、ビードコア１２の接線方向に対して同じ角度で配置されている。ここで本体部分１３のサイド部とは、本体部分１３のうち補強材２０とタイヤ幅方向に重なる部分のことである。また補強材２０のコード２１及び本体部分１３のサイド部のコード１７は、具体的にはタイヤ径方向に延びている。

さらに、補強材２０のコード２１が、カーカスプライ１６の巻き上げ部１８におけるコード１７と同じ方向に延びていることが望ましい。言い換えれば、補強材２０のコード２１とカーカスプライ１６の巻き上げ部１８におけるコード１７とが、ビードコア１２の接線方向に対して同じ角度で配置されていることが望ましい。

ここで、補強材２０におけるコード２１のエンド数をＨＥ、カーカスプライ１６の巻き上げ部１８におけるコード１７のエンド数をＰＥとすると、ＨＥ≦０．５ＰＥの関係が充足されることが望ましい。なおエンド数とは、２５ｍｍあたりのコードの打ち込み本数のことである。

上記の構造の空気入りタイヤ１の製造方法について説明する。空気入りタイヤ１の製造工程は、大きく分けて、一次成型、二次成型及び加硫成型からなる。図４に空気入りタイヤ１の製造方法を簡略化して示す。

図４（ａ）に示すように、一次成型ではまず、成型ドラムＤの軸方向中央部にインナーライナー３４及びカーカスプライ１６が貼り付けられる。また、成型ドラムＤの左右両側にサイドウォール３３等が貼り付けられる。さらに、補強材２０がカーカスプライ１６の所定の場所に貼り付けられる。補強材２０の一部がビードフィラー１４とカーカスプライ１６の巻き上げ部１８とに挟まれる構造とする場合は、補強材２０がカーカスプライ１６の上から貼り付けられる。以上により、カーカスプライ１６やサイドウォール３３等からなるバンド体４０が形成される。

バンド体４０が形成された後、図４（ｂ）に示すように、バンド体４０の左右の２箇所にビード部１０がセットされる。次に、図４（ｃ）に示すように、バンド体４０の２つのビード部１０の間の部分が外径方向へシェーピングされ、また、バンド体４０の２つのビード部１０より左右外側の部分がそれぞれビード部１０を包むようにターンアップされる。図４（ｃ）における矢印Ｓはシェーピングの方向で、矢印Ｔはターンアップの方向である。補強材２０がカーカスプライ１６の上から貼り付けられていた場合は、ターンアップにより、補強材２０の一部がビードフィラー１４とカーカスプライ１６の巻き上げ部１８とに挟まれる。

このようにしてバンド体４０がシェーピング及びターンアップされたものがいわゆるグリーンケース４１である。グリーンケース４１が完成することにより一次成型が終了する。

次に、グリーンケース４１の外径部分にベルト３０、ベルト補強層３１及びトレッド部３２が貼り付けられる二次成型が行われる。二次成型の前に、あらかじめ、ベルト３０、ベルト補強層３１及びトレッド部３２が積層され、トレッド体４３として完成している。二次成型では、図４（ｄ）に示すように、このトレッド体４３が前記グリーンケース４１の外径部分に貼り付けられる。グリーンケース４１とトレッド体４３が一体化したものが生タイヤ４４である。生タイヤ４４が完成すると二次成型が完了する。

次に加硫成型が行われる。加硫成型では、生タイヤ４４が金型に入れられ、所定時間所定温度で保持される。加硫成型が終わると空気入りタイヤ１が完成する。

本実施形態の効果は次の通りである。まず、上記のように、補強材２０が、カーカスプライ１６の巻き上げ端１９を含む場所であって、その巻き上げ端１９よりタイヤ内径側に至る場所に配置されている。ここで、補強材２０のコード２１は、カーカスプライ１６のコード１７と同方向のタイヤ径方向に延びている。そのため、カーカスプライ１６のコード１７の密度が巻き上げ端１９近傍において低くなっていても、それを補強材２０のコード２１が補完する。その結果空気入りタイヤ１の剛性が確保される。

また、ビードフィラー１４の上端１５近傍からカーカスプライ１６の巻き上げ端１９までの場所ではカーカスプライ１６の巻き上げ部１８におけるコード１７の密度が低くなりやすい。しかし、上記のように補強材２０の下端２３がビードフィラー１４の上端１５よりも下にあれば、巻き上げ部１８のコード１７の密度が低くなりやすい場所の横に補強材２０が設けられることになるため、巻き上げ部１８のコード１７の密度の低さを補強材２０のコード２１が補完し、空気入りタイヤ１の剛性が確保される。

また、補強材２０の下端２３の位置がビードコア１２の上端１１又はビードコア１２の上端１１よりも上の位置であれば、ビードコア１２とリムとの間に補強材２０が挟まれることによるビード部１０近傍のゴムの擦れを防ぐことができ、空気入りタイヤ１の耐久性の低下を防ぐことができる。また、補強材２０が必要以上に長くなって空気入りタイヤの重量が過大になることを防ぐことができる。

また、補強材２０の一部がビードフィラー１４とカーカスプライ１６の巻き上げ部１８とに挟まれる構造は、一次成型の際にカーカスプライ１６の上から補強材２０を貼り付けることによって実現できるので、製造しやすい。

また、カーカスプライ１６の巻き上げ部１８におけるコード１７の密度は、低くなったとしても、カーカスプライ１６の本体部分１３におけるコード１７の密度の半分までである。そのため、補強材２０コード２１のエンド数ＨＥとカーカスプライ１６の巻き上げ部１８のコード１７のエンド数ＰＥとの関係がＨＥ≦０．５ＰＥであれば、巻き上げ部１８のコード１７の密度の低さを補強材２０のコード２１が十分に補完することができる。また、補強材２０のコード２１の密度が高すぎることによる補強材２０のコード２１とカーカスプライ１６のコード１７との擦れを防ぐことができ、空気入りタイヤ１の耐久性の低下を防ぐことができる。

上記実施形態の効果を確認するため、表１の比較例及び実施例の空気入りタイヤの評価を行った。評価対象の空気入りタイヤのサイズは１９５／６５Ｒ１５ ９１Ｓであった。なお、カーカスプライの本体部分のサイド部におけるコードはタイヤ径方向に延びるものとした。従って、カーカスプライの本体部分のサイド部におけるコードのタイヤ周方向（ビードコアの接線方向と一致する）に対する角度は９０°であった。

評価対象の空気入りタイヤにおける補強材（上記実施形態の補強材２０に相当）の有無及び補強材の端部の位置は、表１の通りであった。なお、補強材のコードはタイヤ径方向に延びるものとした。従って補強材のコードのタイヤ周方向に対する角度は９０°であった。また、表１において、上端とはタイヤ径方向外側の端部のことで、下端とはタイヤ径方向内側の端部のことである。

評価項目は横剛性及び縦剛性とした。評価方法は次の通りである。

＜横剛性＞
評価には５０ｔ剛性試験機を用いた。空気入りタイヤを正規リム（リムサイズ：１５×６．５Ｊ）に組み付け、内圧を２３０ｋＰａとした。縦荷重４．２ｋＮをかけた状態で、該縦荷重の３０％の荷重を横力として負荷して横撓み量を測定し、横力を横撓み量で除することで横剛性を求めた。求まった値を、比較例を１００とする指数に変換した。指数が大きいほど横剛性に優れていることを意味している。

＜縦剛性＞
評価には５０ｔ剛性試験機を用いた。空気入りタイヤを正規リム（リムサイズ：１５×６．５Ｊ）に組み付け、内圧を２２０ｋＰａとした。キャンバー角０°の状態で、縦荷重が４．２ｋＮ±４９０Ｎの間における鉛直力の変化量を鉛直方向の縦撓みの変化量で除することで縦剛性を求めた。求まった値を、比較例を１００とする指数に変換した。指数が大きいほど縦剛性に優れていることを意味している。

結果は表１の通りで、補強材のある実施例の空気入りタイヤは、補強材の無い比較例の空気入りタイヤよりも、縦剛性及び横剛性に優れていた。特に、補強材の下端位置がビードコア上端位置である実施例２の空気入りタイヤは、補強材の下端位置がビードフィラー上端とカーカスプライの巻き上げ端との間である実施例１の空気入りタイヤよりも、縦剛性及び横剛性に優れていた。

１…空気入りタイヤ、２…タイヤ最大幅位置、１０…ビード部、１１…ビードコアの上端、１２…ビードコア、１３…カーカスプライの本体部分、１４…ビードフィラー、１５…ビードフィラーの上端、１６…カーカスプライ、１７…カーカスプライのコード、１８…巻き上げ部、１９…カーカスプライの巻き上げ端、２０…補強材、２１…補強材のコード、２２…補強材の上端、２３…補強材の下端、３０…ベルト、３１…ベルト補強層、３２…トレッド部、３３…サイドウォール、３４…インナーライナー、３５…ラバーチェーファー、４０…バンド体、４１…グリーンケース、４３…トレッド体、４４…生タイヤ、１０３…コードの密度が低い部分、１０４…ビード部の内径面、１１０…ビード部、１１６…カーカスプライ、１１７…コード、１１９…カーカスプライの巻き上げ端

Claims (4)

1. ビードコアと前記ビードコアのタイヤ径方向外側に設けられたビードフィラーとからなるビード部をタイヤ幅方向両側に備え、ラジアル方向に延びる複数のコードがゴムで被覆されたカーカスプライが前記ビード部の周りでタイヤ幅方向内側から外側へ折り返されて巻き上げられ、
   ２つの前記ビード部の間に形成された前記カーカスプライの本体部分と、前記本体部分のタイヤ幅方向外側に形成された前記カーカスプライの巻き上げ部とを備える空気入りタイヤにおいて、
   前記本体部分におけるコードと同方向に延びる複数のコードがゴムで被覆された補強材が、前記カーカスプライの巻き上げ端を含む場所であってその巻き上げ端よりタイヤ内径側に至る場所に配置されている、空気入りタイヤ。
2. 前記補強材のタイヤ径方向内側の端部が、前記ビードフィラーのタイヤ径方向外側の端部よりもタイヤ径方向内側にある、請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 前記補強材の一部が、前記ビードフィラーと前記巻き上げ部とに挟まれている、請求項１又は２に記載の空気入りタイヤ。
4. 前記補強材における前記コードのエンド数ＨＥと、前記カーカスプライの巻き上げ部における前記コードのエンド数ＰＥとの関係が、
   ＨＥ≦０．５ＰＥ
   である、請求項１〜３のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
   

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