JP2019142352A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】 ユニフォミティ性能を維持しつつ、乗り心地性能と操縦安定性能とをバランスよく向上し得る空気入りタイヤを提供する。【解決手段】 ビード部４に、リング状のビードコア５が埋設された空気入りタイヤ１である。ビードコア５は、少なくとも１列のビードワイヤ１１が巻き重ねられたワイヤリング１０を含んでいる。ワイヤリング１０は、ビードワイヤ１１が複数本のフィラメントを撚り合わせた撚りコード１３ａからなる第１リング１３と、ビードワイヤ１１が単線コード１４ａからなる第２リング１４とを含んでいる。第１リング１３は、第２リング１４のタイヤ半径方向内側に配されている。第１リング１３のビードワイヤ１１の巻き重ね数Ｎ１は、第２リング１４のビードワイヤ１１の巻き重ね数Ｎ２と同数以上である。【選択図】 図１

Description

本発明は、ビード部に、リング状のビードコアが埋設された空気入りタイヤに関する。

従来から、ビード部に、リング状のビードコアが埋設された空気入りタイヤが知られている。例えば、下記特許文献１は、ビードコアがビードワイヤを巻き重ねたワイヤリングを含む空気入りタイヤを提案している。

特開２００１−０９７０１０号公報

しかしながら、特許文献１の空気入りタイヤは、ビードコアの剛性が過剰となり、ビード部の柔軟性が損なわれ、乗り心地性能が悪化するという問題があった。また、このような空気入りタイヤは、乗り心地性能を改善するために、ビードコアの剛性を低下させると、空気入りタイヤの操縦安定性能とユニフォミティ性能とが低下することが知られている。

本発明は、以上のような実状に鑑み案出されたもので、ワイヤリングの構造を改善することを基本として、ユニフォミティ性能を維持しつつ、乗り心地性能と操縦安定性能とをバランスよく向上し得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、ビード部に、リング状のビードコアが埋設された空気入りタイヤであって、前記ビードコアは、少なくとも１列のビードワイヤが巻き重ねられたワイヤリングを含み、前記ワイヤリングは、前記ビードワイヤが複数本のフィラメントを撚り合わせた撚りコードからなる第１リングと、前記ビードワイヤが単線コードからなる第２リングとを含み、前記第１リングは、前記第２リングのタイヤ半径方向内側に配され、前記第１リングの前記ビードワイヤの巻き重ね数は、前記第２リングの前記ビードワイヤの巻き重ね数と同数以上であることを特徴とする。

本発明の空気入りタイヤにおいて、前記ビードコアは、タイヤ軸方向に並ぶ複数列の前記ビードワイヤを含み、前記第１リングと前記第２リングとの前記ビードワイヤの巻き重ね数の和は、前記ビードワイヤの列数よりも大きいのが望ましい。

本発明の空気入りタイヤにおいて、前記第１リングと前記第２リングとの前記ビードワイヤの巻き重ね数の和は、前記ビードワイヤの列数の１．５倍以上であるのが望ましい。

本発明の空気入りタイヤにおいて、前記ビードコアは、前記ワイヤリングがタイヤ軸方向に複数列並べられて構成されるのが望ましい。

本発明の空気入りタイヤにおいて、前記ビードコアは、タイヤ軸方向に巻き回された複数列の前記ビードワイヤが巻き重ねられた前記ワイヤリングを含むのが望ましい。

本発明の空気入りタイヤにおいて、前記撚りコードの曲げ剛性は、前記単線コードの曲げ剛性よりも小さいのが望ましい。

本発明の空気入りタイヤにおいて、前記撚りコードの曲げ剛性は、前記単線コードの曲げ剛性の０．１０〜０．２９倍であるのが望ましい。

本発明の空気入りタイヤにおいて、前記第２リングの内周面の半径と前記第１リングの外周面の半径との差は、前記単線コードのフィラメントの直径の０．１〜０．５倍であるのが望ましい。

本発明の空気入りタイヤにおいて、ビードコアは、少なくとも１列のビードワイヤが巻き重ねられたワイヤリングを含み、前記ワイヤリングは、前記ビードワイヤが複数本のフィラメントを撚り合わせた撚りコードからなる第１リングと、前記ビードワイヤが単線コードからなる第２リングとを含んでいる。このようなワイヤリングは、第１リングにより柔軟性を向上させることができ、空気入りタイヤの乗り心地性能を向上させ得る。また、このワイヤリングは、第２リングにより剛性を向上させることができ、空気入りタイヤの操縦安定性能とユニフォミティ性能とを向上させ得る。

本発明の空気入りタイヤにおいて、第１リングは、第２リングのタイヤ半径方向内側に配され、前記第１リングのビードワイヤの巻き重ね数は、前記第２リングの前記ビードワイヤの巻き重ね数と同数以上である。このようなワイヤリングは、タイヤ半径方向内側の圧縮力が低減されるので、乗り心地性能を向上させ得る。また、このワイヤリングは、タイヤ半径方向内側の柔軟性が良好であり、リムとの嵌合性に優れていることから、空気入りタイヤの操縦安定性能とユニフォミティ性能とを向上させ得る。このため、本発明の空気入りタイヤは、ユニフォミティ性能を維持しつつ、乗り心地性能と操縦安定性能とをバランスよく向上することができる。

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のビード部の拡大図である。 ビードコアの拡大図である。 ビードワイヤの曲げ剛性を測定する要領を示す模式図である。

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の正規状態のタイヤ回転軸を含むタイヤ子午線断面図である。本実施形態のタイヤ１は、自動二輪車用のタイヤ１として好適に用いられる。タイヤ１は、自動二輪車用に特定されるものではなく、例えば、乗用車用のタイヤ１に用いられてもよい。

ここで、「正規状態」とは、タイヤ１が正規リム（以下、単に「リム」ということがある。）Ｒにリム組みされかつ正規内圧に調整された無負荷の状態である。以下、特に言及されない場合、タイヤ１の各部の寸法等はこの正規状態で測定された値である。

「正規リム」Ｒとは、タイヤ１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Ｒ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" である。

「正規内圧」とは、タイヤ１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 LIMITSAT VARIOUSCOLD INFLATION PRESSURES"に記載の最大値、ETRTOであれば "INFLATION PRESSURE" である。

図１に示されるように、本実施形態のタイヤ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の内方に配されるベルト層７とを備えている。タイヤ１は、ビード部４に、リング状のビードコア５が埋設されるのが望ましい。

カーカス６は、少なくとも１枚、本実施形態では、１枚のカーカスプライ６Ａにより構成されている。カーカスプライ６Ａは、一対のビードコア５（一方のビードコアは図示省略）間をトロイド状に跨る本体部６ａと、この本体部６ａの両側に連なりかつビードコア５の回りをタイヤ軸方向内側から外側に折り返された折返し部６ｂとを含んでいる。カーカスプライ６Ａは、例えば、タイヤ赤道Ｃに対して、７５〜９０°の角度で傾けられたカーカスコードを含んでいる。カーカスコードには、例えば、有機繊維コード又はスチールコードが採用される。

ベルト層７は、例えば、タイヤ半径方向の内外に２枚のベルトプライ７Ａ、７Ｂで構成されている。ベルトプライ７Ａ、７Ｂは、タイヤ赤道Ｃに対して、例えば、１５〜４５゜の角度で傾斜して配列されたベルトコード（図示省略）を含んでいる。ベルトコードは、例えば、スチール、アラミド又はレーヨン等が好適に採用されている。

図２は、図１のビード部４の拡大図である。図２に示されるように、本実施形態のビードコア５は、少なくとも１列のビードワイヤ１１が、タイヤ半径方向に渦巻状に巻き重ねられたワイヤリング１０を含んでいる。ワイヤリング１０は、ビードワイヤ１１が複数本のフィラメントを撚り合わせた撚りコード１３ａからなる第１リング１３と、ビードワイヤ１１が単線コード１４ａからなる第２リング１４とを含むのが望ましい。

図２において、正規荷重が負荷されたときのタイヤ１の輪郭が、二点鎖線で示されている。ここで、「正規荷重」とは、タイヤ１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荷重であり、ＪＡＴＭＡであれば"最大負荷能力"、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 "LOAD CAPACITY" である。

タイヤ１は、例えば、正規荷重が負荷されると、リムＲのフランジＦに沿って、ビード部４がタイヤ軸方向の外側に屈曲変形し、サイドウォール部３がタイヤ半径方向に撓む。一般に、サイドウォール部３の撓み量が大きいタイヤ１は、優れた乗り心地性能を有している。このため、タイヤ１の乗り心地性能は、サイドウォール部３からビード部４にかけての曲げ剛性が大きく影響している。

上述のワイヤリング１０は、第１リング１３により柔軟性を向上させることができ、タイヤ１の乗り心地性能を向上させ得る。また、ワイヤリング１０は、第２リング１４により剛性を向上させることができ、タイヤ１の操縦安定性能とユニフォミティ性能とを向上させ得る。

図３は、ビードコア５の拡大図である。図２及び図３に示されるように、本実施形態の第１リング１３は、第２リング１４のタイヤ半径方向内側に配されている。第１リング１３のビードワイヤ１１の巻き重ね数Ｎ１は、第２リング１４のビードワイヤ１１の巻き重ね数Ｎ２と同数以上であるのが望ましい。

このようなワイヤリング１０は、タイヤ半径方向内側の圧縮力が低減され、ビード部４の曲げ剛性が緩和されるので、タイヤ１の乗り心地性能を向上させ得る。また、このワイヤリング１０は、タイヤ半径方向内側の柔軟性が良好であり、リムＲとの嵌合性に優れていることから、タイヤ１の操縦安定性能とユニフォミティ性能とを向上させ得る。このため、本実施形態のタイヤ１は、ユニフォミティ性能を維持しつつ、乗り心地性能と操縦安定性能とをバランスよく向上することができる。

ビードコア５は、タイヤ軸方向に並ぶ複数列のビードワイヤ１１を含むのが望ましい。本実施形態の第１リング１３と第２リング１４とのビードワイヤ１１の巻き重ね数の和（Ｎ１＋Ｎ２）は、ビードワイヤ１１の列数Ｎ３よりも大きい。このようなワイヤリング１０は、タイヤ１の内圧が調整されて、荷重が負荷されたときに大きな張力を発生するので、ビードコア５のリムＲへの拘束力を高め、タイヤ１の操縦安定性能を向上させ得る。

第１リング１３と第２リング１４とのビードワイヤ１１の巻き重ね数の和（Ｎ１＋Ｎ２）は、好ましくは、ビードワイヤ１１の列数Ｎ３の１．５倍以上である。和（Ｎ１＋Ｎ２）が列数Ｎ３の１．５倍よりも小さいと、タイヤ１の操縦安定性能を向上しないおそれがある。本実施形態の第１リング１３は、２列のビードワイヤ１１が５段巻き重ねられて構成されている。また、本実施形態の第２リング１３は、２列のビードワイヤ１１が３段巻き重ねられて構成されている。このため、本実施形態では、上述の和（Ｎ１＋Ｎ２）が、列数Ｎ３の４倍である。

ビードコア５は、第１リング１３と第２リング１４とを含むワイヤリング１０がタイヤ軸方向に複数列並べられて構成されるのが望ましい。本実施形態のビードコア５は、２つのワイヤリング１０が並べられて構成されている。ビードコア５は、例えば、複数のビードワイヤ１１がタイヤ軸方向に並べられてなるテープ状体を、タイヤ半径方向に渦巻状に巻き重ねることで形成される。

ビードコア５は、例えば、タイヤ軸方向に巻き回された複数列のビードワイヤ１１が巻き重ねられたワイヤリング１０を含んでいてもよい。この場合、第１リング１３及び第２リング１４は、それぞれ、例えば、１本のビードワイヤ１１により、形成される。この場合のビードコア５は、例えば、１本のビードワイヤ１１が、タイヤ軸方向の内側から外側へ巻き回された後、タイヤ半径方向に巻き重ねられて、タイヤ軸方向の外側から内側へ巻き回される構成が繰り返されることで形成される。

第２リング１４の内周面の半径ｒ２と第１リング１３の外周面の半径ｒ１との差（ｒ２−ｒ１）は、好ましくは、単線コード１４ａのフィラメントの直径ｄの０．１〜０．５倍である。差（ｒ２−ｒ１）が単線コード１４ａのフィラメントの直径ｄの０．１倍よりも小さいと、第１リング１３の伸びが不十分となり、ビード部４の柔軟性が低下し、タイヤ１の乗り心地性能が向上しないおそれがある。差（ｒ２−ｒ１）が単線コード１４ａのフィラメントの直径ｄの０．５倍よりも大きいと、第２リング１４による剛性向上効果が低減し、操縦安定性能及びユニフォミティ性能が向上しないおそれがある。

このような観点から、第２リング１４の内周面の半径ｒ２と第１リング１３の外周面の半径ｒ１との差（ｒ２−ｒ１）は、より好ましくは、単線コード１４ａのフィラメントの直径ｄの０．２〜０．４倍である。

ビードコア５は、タイヤ半径方向の外端５ｏが、リムＲのフランジＦのタイヤ半径方向の外端Ｆｏよりもタイヤ半径方向の内側に位置するのが望ましい。すなわち、ビードコア５の外端５ｏの半径ｒ３は、フランジＦの外端Ｆｏの半径ｒ４よりも小さい。これにより、ビード部４が、フランジＦに沿って屈曲変形し易くなり、サイドウォール部３からビード部４にかけて適度な柔軟性が付与される。

撚りコード１３ａは、例えば、コアフィラメントの周囲にシースフィラメントを撚り合わせた、いわゆる層撚り構造が採用される。このような撚りコード１３ａは、柔軟性に優れ、タイヤ１の操縦安定性能と乗り心地性能と両立し得る。なお、撚りコード１３ａは、複数のフィラメントを束ねて撚り合わせた、いわゆる束撚り構造であってもよい。

撚りコード１３ａの各フィラメントの直径は、好ましくは、０．１５〜０．４５mmである。この直径が０．１５mmよりも小さいと、ビードコア５とリムＲとの拘束力が低下して、タイヤ１の操縦安定性能が向上しないおそれがある。この直径が０．４５mmよりも大きいと、ビード部４の柔軟性が不足して、タイヤ１の乗り心地性能が向上しないおそれがある。

撚りコード１３ａの曲げ剛性は、単線コード１４ａの曲げ剛性よりも小さいのが望ましい。撚りコード１３ａの曲げ剛性が単線コード１４ａの曲げ剛性よりも大きいと、撚りコード１３ａが過度に大きくなり、タイヤ質量が増加して、タイヤ１の乗り心地性能が向上しないおそれがある。

撚りコード１３ａの曲げ剛性は、好ましくは、単線コード１４ａの曲げ剛性の０．１０〜０．２９倍である。撚りコード１３ａの曲げ剛性が単線コード１４ａの曲げ剛性の０．１０倍よりも小さいと、第１リング１３の剛性が大きく低下して、タイヤ１の操縦安定性能及びユニフォミティ性能が向上しないおそれがある。撚りコード１３ａの曲げ剛性が単線コード１４ａの曲げ剛性の０．２９倍よりも大きいと、撚りコード１３ａが大きくなり、タイヤ質量が増加して、タイヤ１の乗り心地性能が向上しないおそれがある。

このような観点から、撚りコード１３ａの曲げ剛性は、より好ましくは、単線コード１４ａの曲げ剛性の０．１５〜０．２５倍である。ここで、ビードワイヤ１１の「曲げ剛性」は、以下に示される要領で測定される。

図４は、ビードワイヤ１１の曲げ剛性を測定する要領を示す模式図である。図４に示されるように、ビードワイヤ１１を、その撚りが解けないように１５０mmの長さで溶断して試験片１００を得るとともに、例えば米国テーバー社製の剛性度試験器（Ｍｏｄｅｌ １５０−Ｄ）等を用いて測定される剛性として定義される。

具体的には、試験片１００の一端１０１を冶具２０１に固定すると共に、この固定端から１３０mmの長さでのびる試験片１００の他端１０２に試験片１００に対して垂直方向に力を負荷する。そして、該試験片１００の他端１０２での開き角度が４０゜になったときの抗力（曲げ硬さ）Ｎが測定される。

撚りコード１３ａの曲げ剛性は、好ましくは、１００〜２６０Ｎである。撚りコード１３ａの曲げ剛性が１００Ｎよりも小さいと、ビードコア５とリムＲとの拘束力が低下して、タイヤ１の操縦安定性能が向上しないおそれがある。撚りコード１３ａの曲げ剛性が２６０Ｎよりも大きいと、ビード部４の柔軟性が小さくなり、タイヤ１の乗り心地性能が向上しないおそれがある。

撚りコード１３ａは、好ましくは、張力を２．５Ｎから４９．０Ｎまで増加させたときの伸度が、０．０３％以上である。撚りコード１３ａの伸度が０．０３％よりも小さいと、ビードワイヤ１１の柔軟性が不足して、タイヤ１の乗り心地性能が向上しないおそれがある。

以上、本発明の特に好ましい実施形態について詳述したが、本発明は、上述の実施形態に限定されることなく、種々の態様に変形して実施し得る。

図１の基本構造をなす自動二輪車用の空気入りタイヤが、表１の仕様に基づき試作され、乗り心地性能、操縦安定性能及びユニフォミティ性能がテストされた。各仕様の空気入りタイヤにおいて、ビードコアは、略Ｕ字状の溝を有する環状の冶具に、ゴムで被覆されたスチールのビードワイヤが巻き回されて形成された。また、カーカスには、２／１４００ｄｔｅｘのナイロンコードが５１本／５０mmで打ち込まれて形成されたカーカスプライが用いられ、生タイヤが成形された。

各テストタイヤの共通仕様やテスト方法は、以下の通りである。
タイヤサイズ：１８０／５５ＺＲ１７
リムサイズ：ＭＴ５．５０×１７
内圧：２９０ｋＰａ
ビードワイヤの列数：２
ビードワイヤの巻き重ね数：８
単線コードの曲げ剛性：９００Ｎ

＜乗り心地性能＞
各テストタイヤが、荷重１．３ｋＮ、速度１５ｋｍ／ｈの条件下で、高さ及び長さがそれぞれ５mmの突起を乗り越えたときに発生する反力、及び収束するまでの時間が測定された。結果は、比較例１を１００とする指数で表され、数値が大きいほど乗り心地性能が良好であることを示す。

＜操縦安定性能＞
各テストタイヤを後輪に装着した排気量１３００ccの自動二輪車のテスト車両で、テストライダーが、ドライのアスファルト路面の周回コースであるテストコースを走行した。このときの応答性、剛性感、グリップ力、荒れた路面での安定性及び過渡特性に関する走行特性が、テストライダーの官能により評価された。結果は、実施例１を１００とする指数で表され、数値が大きいほど操縦安定性能が良好であることを示す。

＜ユニフォミティ性能＞
各テストタイヤについて、日本工業規格ＪＩＳ Ｄ４２３３：２００１の「自動車用タイヤのユニフォーミティ試験方法」の試験条件に準拠して、ラジアルランアウト（ＲＲＯ）が測定された。結果は、比較例１を１００とする指数で表され、数値が大きいほどユニフォミティ性能が優れていることを示す。

テストの結果が表１に示される。

テストの結果、実施例の空気入りタイヤは、比較例に対して、同等のユニフォミティ性能を維持しており、また、乗り心地性能と操縦安定性能とをバランスよく向上していることが確認できた。

１ 空気入りタイヤ
４ ビード部
５ ビードコア
１０ ワイヤリング
１１ ビードワイヤ
１３ 第１リング
１３ａ 撚りコード
１４ 第２リング
１４ａ 単線コード

Claims (8)

1. ビード部に、リング状のビードコアが埋設された空気入りタイヤであって、
   前記ビードコアは、少なくとも１列のビードワイヤが巻き重ねられたワイヤリングを含み、
   前記ワイヤリングは、前記ビードワイヤが複数本のフィラメントを撚り合わせた撚りコードからなる第１リングと、前記ビードワイヤが単線コードからなる第２リングとを含み、
   前記第１リングは、前記第２リングのタイヤ半径方向内側に配され、
   前記第１リングの前記ビードワイヤの巻き重ね数は、前記第２リングの前記ビードワイヤの巻き重ね数と同数以上である、
   空気入りタイヤ。
2. 前記ビードコアは、タイヤ軸方向に並ぶ複数列の前記ビードワイヤを含み、
   前記第１リングと前記第２リングとの前記ビードワイヤの巻き重ね数の和は、前記ビードワイヤの列数よりも大きい、請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 前記第１リングと前記第２リングとの前記ビードワイヤの巻き重ね数の和は、前記ビードワイヤの列数の１．５倍以上である、請求項２に記載の空気入りタイヤ。
4. 前記ビードコアは、前記ワイヤリングがタイヤ軸方向に複数列並べられて構成される、請求項１〜３のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
5. 前記ビードコアは、タイヤ軸方向に巻き回された複数列の前記ビードワイヤが巻き重ねられた前記ワイヤリングを含む、請求項１〜３のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
6. 前記撚りコードの曲げ剛性は、前記単線コードの曲げ剛性よりも小さい、請求項１〜５のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
7. 前記撚りコードの曲げ剛性は、前記単線コードの曲げ剛性の０．１０〜０．２９倍である、請求項６に記載の空気入りタイヤ。
8. 前記第２リングの内周面の半径と前記第１リングの外周面の半径との差は、前記単線コードのフィラメントの直径の０．１〜０．５倍である、請求項１〜７のいずれかに記載の空気入りタイヤ。

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