JP2020168917A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】操縦安定性、嵌合性、及び加工性をバランス良く改善した空気入りタイヤを提供すること。【解決手段】タイヤ子午断面視で、第１の点（Ｐ１）と第２の点（Ｐ２）と、を結んだ基準線分（Ｌｓ）の延在する方向を基準線分延在方向する。ビード部（１０）のタイヤ幅方向外側の表面において、基準線分延在方向に沿った、３０％の点から４０％の点までの間に存在する第１の位置（Ｌ１）から、８５％の点から９５％の点までの間に存在する第２の位置（Ｌ２）までの領域に、セレーション２２が形成されている。【選択図】図１

Description

本発明は、嵌合性、操縦安定性、及び加工性を改善した空気入りタイヤに関する。

タイヤビード部のリムへのフィッティング状態が嵌合性に大きく影響を与えることは周知である。即ち、当該ビード部のリムへのフィッティング状態が良好でない場合には、タイヤをリム組みして空気を充填した後にリム滑りが生じ、優れた嵌合性が得られないおそれがある。

これまで、リム滑りを防止すべく、例えばレース用タイヤでは独自のビード部形状が採用されてきた。しかしながら、一般乗用車用タイヤにおいては、ビード部の形状を大きく変更する代わりに、例えばビード部に周方向リッジ等を形成する技術が知られている（特許文献１）。

特開平7-304311号公報

特許文献１には、円筒状トレッド部の両端から径方向内側に夫々サイドウォ−ルが延び、それらの先端部にビ−ド部を備えたタイヤにおいて、タイヤをリム組みしたときリムフランジの上縁湾曲部に近接した部分と係合するビ−ド部表面に、タイヤに使用内圧を充填し所定時間経過すると、内圧の作用によって押し潰される周方向リッジを断続的に設けたことを特徴とする空気入りチュ−ブレスタイヤが開示されている。

特許文献１には、ビード部に周方向リッジを形成することが開示されているが、当該リッジのタイヤ径方向における形成領域等が具体的に示されていない。このため、ビードトウ（タイヤ径方向最内端）からリムクッション部外側端部（タイヤ径方向最外端）までのいずれのタイヤ径方向領域に重点的に効率的にリッジ等を形成することについては改良の余地がある。

また、リム滑りを防止することで嵌合性が改善されるところ、近年では嵌合性に加えて、操縦安定性やタイヤ材料の効率的な使用等に鑑みた加工性（歩留り）の改善についても強く要請されている。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、嵌合性、操縦安定性、及び加工性をバランス良く改善した空気入りタイヤを提供することを目的とする。

本発明に係る空気入りタイヤは、環状に埋設されたビードコアと、上記ビードコアのタイヤ径方向外側に位置するビードフィラーと、を備えるとともに、上記ビードコアに巻回されたカーカスとを備え、
タイヤ子午断面視で、ビードトウの位置する第１の点と、リムクッション部外側端部である第２の点と、を結んだ基準線分の延在する方向を基準線分延在方向とし、
上記基準線分上の各点について、上記第１の点を０％の点とし、上記第２の点を１００％の点とするとともに、上記基準線分上の各点を通り上記基準線分の法線上に存在する各点は上記基準線分上の各点と上記基準線分方向において同じ点であるとした場合に、
ビード部のタイヤ幅方向外側の表面において、上記基準線分延在方向に沿った、３０％の点から４０％の点までの間に存在する第１の位置から、８５％の点から９５％の点までの間に存在する第２の位置までの領域に、深さ０．２〜２．０ｍｍ、幅０．２〜２．０ｍｍのセレーションが５ｍｍ以下の間隔で形成されている。

本発明に係る空気入りタイヤでは、ビードヒール部へのセレーションの形成態様について改良を加えている。その結果、本発明に係る空気入りタイヤによれば、操縦安定性、嵌合性、及び加工性をバランスよく改善することができる。

図１は、本実施の形態の空気入りタイヤのビード部を示すタイヤ子午線断面図である。 図２は、空気入りタイヤのビード部を示す斜視図であり、（ａ）は第２の領域に形成されたセレーションがタイヤ径方向に対してタイヤ周方向に傾斜して延在しているタイプを示し、（ｂ）は第２の領域に形成されたセレーションがタイヤ径方向に対してタイヤ周方向に傾斜せずに延在しているタイプを示す。

以下に、本発明に係る空気入りタイヤの実施の形態（以下に示す、基本形態及び付加的形態１から４）を、図面に基づいて詳細に説明する。なお、これらの実施の形態は、本発明を限定するものではない。また、上記実施の形態の構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、或いは実質的に同一のものが含まれる。さらに、上記実施の形態に含まれる各種形態は、当業者が自明の範囲内で任意に組み合わせることができる。

［基本形態］
以下に、本発明に係る空気入りタイヤについて、その基本形態を説明する。

以下の説明において、タイヤ径方向とは、空気入りタイヤの回転軸と直交する方向をいい、タイヤ径方向内側とはタイヤ径方向において回転軸に向かう側、タイヤ径方向外側とはタイヤ径方向において回転軸から離れる側をいう。また、タイヤ周方向とは、上記回転軸を中心軸とする周り方向をいう。さらに、タイヤ幅方向とは、上記回転軸と平行な方向をいい、タイヤ幅方向内側とはタイヤ幅方向においてタイヤ赤道面ＣＬ（タイヤ赤道線）に向かう側、タイヤ幅方向外側とはタイヤ幅方向においてタイヤ赤道面ＣＬから離れる側をいう。なお、タイヤ赤道面ＣＬとは、空気入りタイヤの回転軸に直交するとともに、空気入りタイヤのタイヤ幅の中心を通る平面である。

図１は、本実施の形態の空気入りタイヤのビード部を示すタイヤ子午線断面図である。同図に示すように、本実施の形態の空気入りタイヤ１は、ビード部１０を有し、環状に埋設されたビードコア１２と、ビードコア１２のタイヤ径方向外側に位置するビードフィラー１４と、を備えるとともに、ビードコア１２に巻回されたカーカス１６とを備える。

ここで、図１に示すタイヤ子午断面視で、ビードトウ１８が位置する第１の点Ｐ１と、リムクッション部外側端部２０が位置する第２の点Ｐ２と、を結んだ基準線分Ｌｓの延在する方向を基準線分延在方向とする。そして、基準線分Ｌｓ上の各点について、第１の点Ｐ１を０％の点とし、第２の点Ｐ２を１００％の点とするとともに、基準線分Ｌｓ上の各点を通り基準線分Ｌｓと直交する線分上に存在する各点は基準線分上の各点と基準線分方向において同じ点であるとする。

ここで、リムクッション部外側端部２０とは、タイヤとリムフランジとが接触する部分のうち、タイヤ径方向外側端部を意味する。

このような前提の下、本実施の形態の空気入りタイヤでは、ビード部１０のタイヤ幅方向外側の表面において、基準線分Ｌｓの延在方向に沿った、３０％の点Ｐ３０から４０％の点Ｐ４０までの間に存在する第１の位置Ｌ１から、８５％の点Ｐ８５から９５％の点Ｐ９５までの間に存在する第２の位置Ｌ２までの領域に、深さ０．２〜２．０ｍｍ、幅０．２〜２．０ｍｍのセレーション２２が５ｍｍ以下の間隔で形成されている。なお、セレーションの間隔とは、セレーション２２同士のタイヤ周方向間隔をいう。

（作用等）
一般に、ビードトウ１８からリムクッション部外側端部２０にかけてタイヤはリムと接触し、この領域におけるタイヤのリムへのフィッティング状態のいかんによって、リム滑り発生の有無が決定する。フィッティング状態を良好なものとするには、製品タイヤを正規リムに組んで、かつ正規内圧を充填するとともに、正規荷重をかけた状況下において、リムへの接触圧力が高くなる領域の剛性を低くしておき、その剛性の低い領域を特にリムに良好に密着させることが有効である。

ここで、正規リムとは、ＪＡＴＭＡに規定される「標準リム」、ＴＲＡに規定される「Design Rim」、あるいはＥＴＲＴＯに規定される「Measuring Rim」をいう。また、正規内圧とは、ＪＡＴＭＡに規定される「最高空気圧」、ＴＲＡに規定される「TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES」の最大値、あるいはＥＴＲＴＯに規定される「INFLATION PRESSURES」をいう。さらに、正規荷重とは、ＪＡＴＭＡで規定する「最大負荷能力」、ＴＲＡで規定する「TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES」に記載の最大値、あるいはＥＴＲＴＯで規定する「LOAD CAPACITY」をいう。

このような知見の下、本発明者らは、複数種類のタイヤについて、上記の接触圧力が高くなる領域を調査した。その結果、本発明者らは、ビード部１０のタイヤ幅方向外側の表面において、基準線分Ｌｓの延在方向に沿った、３０％の点Ｐ３０から４０％の点Ｐ４０までの間に存在する第１の位置Ｌ１から、８５％の点Ｐ８５から９５％の点Ｐ９５までの間に存在する第２の位置Ｌ２までの領域が、特に接触圧力が高くなる傾向にあるとの調査結果を得た。

本願発明は、上記の調査結果に基づき、ビード部１０のタイヤ幅方向外側の表面において、基準線分Ｌｓの延在方向に沿った、３０％の点Ｐ３０から４０％の点Ｐ４０までの間に存在する第１の位置Ｌ１から、８５％の点Ｐ８５から９５％の点Ｐ９５までの領域にセレーション２２を形成することで、当該領域の剛性を低くして良好なフィッティング状態を得るものである。

なお、第１の位置Ｌ１及び第２の位置Ｌ２に一定の幅を持たせたのは、各種タイヤによって対応するリムとの接触領域が異なるために、上記の接触圧力が高くなる領域が異なるからである。

これに対し、ビードトウ１０（Ｐ１）から第１の位置Ｌ１までの領域と、第２の位置Ｌ２からリムクッション部外側端部２０（Ｐ２）までの領域については、上記の正規荷重をかけた状況下において剛性を低くする必要がなく、本実施の形態ではセレーション２２を形成していない。その理由は、これらの領域まで剛性を低くすると、ビード部１０全体として剛性が確保されず、操縦安定性に悪影響を与えるためである。

このような知見の下、本実施の形態の空気入りタイヤでは、セレーション２２の深さを０．２ｍｍ以上とすること、及び／又はセレーション２２の幅を０．２ｍｍ以上とすることで、セレーション形成領域（ビード部１０のタイヤ幅方向外側の表面における、第１の位置Ｌ１から第２の位置Ｌ２に至る領域）の剛性を低くして良好なフィッティング状態を得ることができる（作用１−１）。また、セレーション２２の深さ及び幅を上記のように設定することで、リムとの嵌合時に使用するビードクリームの付着率が向上することによっても良好なフィッティング状態を得ることができる（作用１−２）。

また、本実施の形態の空気入りタイヤでは、セレーション２２の深さを２．０ｍｍ以下とすること、及び／又はセレーション２２の幅を２．０ｍｍ以下とすることで、セレーション形成領域の剛性を過度に低くすることなく、ビード部１０の剛性を全体として十分に得ることができる（作用２）。

さらに、本実施の形態の空気入りタイヤでは、セレーション２２の形成間隔を５ｍｍ以下とすることで、タイヤ製造時のいわゆるエア抜け性を十分に確保することができる（作用３）。

以上のとおり、本実施の形態の空気入りタイヤによれば、上記作用１−１（フィッティング状態の良好化）及び上記作用１−２（ビードクリーム付着率の向上）によって嵌合性を高めることができるとともに、上記作用２（ビード部１０の剛性の確保）によって操縦安定性を高めることができ、さらに上記作用３（良好なエア抜け性）の確保によって優れた加工性（歩留り）を高めるができ、ひいてはこれら３つの性能をバランスよく改善することができる。

なお、セレーション２２の深さを０．４ｍｍ以上とすること、及び／又はセレーション２２の幅を０．４ｍｍ以上とすることで、セレーション形成領域の剛性をさらに低くするとともに、ビードクリームの付着率をさらに高めて、一層良好なフィッティング状態を得ることができる（作用１−１´及び作用１−２´）。また、セレーション２２の深さを１．８ｍｍ以下とすること、及び／又はセレーション２２の幅を１．８ｍｍ以下とすることで、セレーション形成領域の剛性をさらに大きく確保することができ、ビード部１０の剛性を全体としてさらに高く得ることができる（作用２´）。さらに、セレーション２２の形成間隔を４ｍｍ以下とすることで、タイヤ製造時のいわゆるエア抜け性をさらに確保することができる（作用３´）。

なお、以上に示す、本実施形態の空気入りタイヤは、図示しないが、従来の空気入りタイヤと同様に、タイヤ子午断面視で、タイヤ径方向内側から外側に向かって、ビード部、サイドウォール部及びトレッド部を有する。そして、当該空気入りタイヤは、例えば、タイヤ子午断面視で、トレッド部から両側のビード部まで延在して一対のビードコアの周りで巻回されたカーカス層と、該カーカス層のタイヤ径方向外側に順次形成された、ベルト層等と、を備える。

また、本実施の形態の空気入りタイヤは、通常の各製造工程、即ち、タイヤ材料の混合工程、タイヤ材料の加工工程、グリーンタイヤの成型工程、加硫工程及び加硫後の検査工程等を経て得られるものである。本実施の形態の空気入りタイヤを製造する場合には、特に、加硫用金型の内壁に、所望の周方向主溝や陸部に対応する凸部を形成し、この金型を用いて加硫を行う。

[付加的形態]
次に、本発明に係る空気入りタイヤの上記基本形態に対して、任意選択的に実施可能な、付加的形態１から３を説明する。

（付加的形態１）
図１に示す空気入りタイヤにおいて、上述のとおり、基準線分Ｌｓ上の各位置について、第１の位置Ｌ１を０％の位置とし、第２の位置Ｌ２を１００％の位置とするとともに、基準線分Ｌｓ上の各位置を通り基準線分Ｌｓの法線上に存在する位置は基準線分Ｌｓ上の各位置と基準線分方向において同じ位置であるとする。

そして、図１においては、第１の位置Ｌ１から第２の位置Ｌ２までの領域が、基準線分Ｌｓに沿った、０％の位置から５〜４０％の位置までの第１の領域Ｒ１と、５〜４０％の位置から６０〜９５％の位置までの第２の領域Ｒ２と、６０〜９５％の位置から１００％の位置までの第３の領域Ｒ３と、から構成されている。

このような前提の下、基本形態においては、３つの領域Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３の中で第２の領域Ｒ２においてセレーション２２の合計容積が最も大きいこと（付加的形態１）が好ましい。ここで、セレーション２２の容積とは、タイヤを正規リムに組んで、かつ正規内圧を充填するとともに、正規荷重をかけた状況下におけるセレーション２２の容積をいう。

一般に、一定領域のタイヤ表面にセレーション２２を形成する場合には、当該領域において形成されたセレーション２２の合計容積が大きいほど剛性が低くなり、ひいてはリムとのフィッティングが良好なものとなって、嵌合性が高まる。本実施の形態の空気入りタイヤでは、特定の領域である第２の領域Ｒ２において、第１の領域Ｒ１や第３の領域Ｒ３よりも、セレーション２２の合計容積を大きくしている。これにより、リムへの接触圧力が比較的高くなる第２の領域Ｒ２の剛性を局所的に低くすることができ、その剛性の低い第２の領域Ｒ２を特にリムに良好に密着させることができ、ひいてはさらに効率的に優れた嵌合性を実現することができる。

なお、本実施の形態（付加的形態１）で想定されるセレーション２２の形態は、図１に示すようにタイヤ外表面に沿ったセレーションの延在方向で深さが一定の形態は勿論、当該延在方向で深さが異なる（具体的には第１の領域Ｒ１や第３の領域Ｒ３で、第２の領域Ｒ２よりも深さが深い）形態や、当該延在方向で幅さが異なる（具体的には第１の領域Ｒ１や第３の領域Ｒ３で、第２の領域Ｒ２よりも幅が広い）形態も含まれる。

（付加的形態２）
基本形態等においては、セレーション２２が複数種類存在すること（付加的形態２）が好ましい。ここで、セレーション２２が複数種類存在するとは、（ビード部の外表面に沿った寸法である）長さ、（ビード部の外表面から引いた法線に沿った最大寸法である）深さ、及び（ビード部外表面におけるタイヤ周方向寸法）幅の少なくとも１つが異なる複数のセレーション２２が存在することを意味する。

このように、長さ、深さ、及び幅の少なくとも１つが異なる複数のセレーションを存在させることで、例えば、第１の領域Ｒ１、第２の領域Ｒ２、及び第３の領域Ｒ３の間で剛性を異ならせ手法に、バリエーションを持たせることができる。

（付加的形態３）
基本形態等においては、第２の領域Ｒ２において、セレーション２２がタイヤ幅方向に延在するとともに、タイヤ径方向に対してタイヤ周方向に傾斜せずに延在していること（付加的形態３）が好ましい。図２は、空気入りタイヤのビード部を示す斜視図である。同図（ａ）、（ｂ）では、いずれも、第２の領域Ｒ２に形成されたセレーション２２がタイヤ幅方向に延在する。しかしながら、図２（ａ）に示すタイプでは、セレーション２２ａはタイヤ径方向に対してタイヤ周方向に傾斜して延在する一方、図２（ｂ）に示すタイプでは、セレーション２２ｂはタイヤ径方向に対してタイヤ周方向に傾斜せずに延在する。

一般に、タイヤ幅方向に延在するセレーション２２において、セレーション２２の長さ、深さ、幅等を同一とした条件下では、図２（ａ）に示すようなセレーション２２ａを形成した場合よりも、図２（ｂ）に示すようなセレーション２２ｂを形成した場合の方が、嵌合性が高まる。これは、図２（ｂ）に示す場合の方がリムに当たる部分が相対的に少なくなり、換言すれば、リムへの引っ掛かりが少なくなるためである。

このような知見の下、本実施の形態の空気入りタイヤでは、第２の領域Ｒ２について、図２（ｂ）のタイプのセレーション２２を作用することで、さらに効率的に嵌合性を高めることができる。

（供試タイヤの作製）
タイヤサイズが１９５／６５Ｒ１５ ９１Ｑであって、図示しない一般的な各構成要素（インナーライナ、カーカス層、ベルト層、ベルトカバー層、及びトレッドゴム層）を含むとともに、図１に示すビード部形状を有する空気入りタイヤであって、さらに、以下の表１、２に示す諸条件を満たす供試タイヤ（従来例、比較例１〜３、及び実施例１から５）を作製した。

表１、２中、Ｐ１とは図１におけるビードトウ１８の点であり、Ｐ２とは図１におけるリムクッション部外側端部２０の点であり、３つの領域Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３とは、図１に示す領域Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３である。

（嵌合性の評価）
このように作製した各供試タイヤを、リムサイズ１５×６．５Ｊのホイールに組み付けた際の嵌合圧を測定した。嵌合圧の測定は供試タイヤごとに１０回ずつ行い、その平均値を求めた。評価結果は、測定値の逆数を用い、従来例を１００とする指数評価とした。その結果を表１、２に併記する。この指数値は大きいほど嵌合性が良好であることを意味する。

（操縦安定性の評価）
各供試タイヤを、リムサイズ１５×６．５Ｊのホイールに組み付け、空気圧を前輪２５０ｋＰａ、後輪２４０ｋＰａとし、排気量１８００ｃｃでフロントエンジン・フロントドライブタイプの乗用車に装着し、舗装路面のテストコースにおいて、ドライバーによる官能評価を行った。評価結果は、従来例を１００とする指数評価とした。その結果を表１、２に併記する。この指数値は大きいほど操縦安定性が良好であることを意味する。

（加工性（歩留り））
各供試タイヤを１１本製造し、ビードヒール部の不具合品の発生率を調べた。不具合については、観察者が、１１本中１本中に僅かに（実用上問題あるレベルでなくとも）外観不良が１箇所でも見つけられた場合は、不具合品１本と数え、その場合は指数１００とした。（不具合品２本なら９０、不具合品３本なら８０）１１本中、外観不良が全く無ければ、指数１１０とした。その結果を表１、２に併記する。この指数値は大きいほど加工性が良好であることを意味する。なお、ビードヒール部に不具合が発生するのは、セレーションを形成することで、加硫後の離型時にエア抜け性が良好でなくなる場合があるためである。

表１、２から明らかなように、本発明の技術的範囲に属する（ビードヒール部に所定のセレーションが形成された）実施例１から実施例６の空気入りタイヤについては、いずれも、本発明の技術的範囲に属しない、従来例及び比較例１〜３の空気入りタイヤに比べて、嵌合性、操縦安定性、及び加工性がバランスよく改善されていることが判る。

１ 空気入りタイヤ
１０ ビード部
１２ ビードコア
１４ ビードフィラー
１６ カーカス
１８ ビードトウ
２０ リムクッション部外側端部
２２ セレーション
ＣＬ タイヤ赤道面
Ｌ１ 第１の位置
Ｌ２ 第２の位置
Ｌｓ 基準線分
Ｐ１ 第１の点
Ｐ２ 第２の点
Ｐ３０ ３０％の点
Ｐ４０ ４０％の点
Ｐ８５ ８５％の点
Ｐ９５ ９５％の点
Ｒ１ 第１の領域
Ｒ２ 第２の領域
Ｒ３ 第３の領域
Ｓ１ 第１の領域Ｒ１におけるセレーションの合計容積
Ｓ２ 第２の領域Ｒ２におけるセレーションの合計容積
Ｓ３ 第３の領域Ｒ３におけるセレーションの合計容積

Claims (4)

1. 環状に埋設されたビードコアと、前記ビードコアのタイヤ径方向外側に位置するビードフィラーと、を備えるとともに、前記ビードコアに巻回されたカーカスとを備える空気入りタイヤであって、
   タイヤ子午断面視で、ビードトウの位置する第１の点と、リムクッション部外側端部である第２の点と、を結んだ基準線分の延在する方向を基準線分延在方向とし、
   前記基準線分上の各点について、前記第１の点を０％の点とし、前記第２の点を１００％の点とするとともに、前記基準線分上の各点を通り前記基準線分の法線上に存在する各点は前記基準線分上の各点と前記基準線分方向において同じ点であるとした場合に、
   ビード部のタイヤ幅方向外側の表面において、前記基準線分延在方向に沿った、３０％の点から４０％の点までの間に存在する第１の位置から、８５％の点から９５％の点までの間に存在する第２の位置までの領域に、深さ０．２〜２．０ｍｍ、幅０．２〜２．０ｍｍのセレーションが５ｍｍ以下の間隔で形成されている、ことを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記基準線分上の各位置について、前記第１の位置を０％の位置とし、前記第２の位置を１００％の位置とするとともに、前記基準線分上の各位置を通り前記基準線分の法線上に存在する位置は前記基準線分上の各位置と前記基準線分方向において同じ位置であるとした場合に、
   前記第１の位置から前記第２の位置までの領域が、前記基準線分に沿った、０％の位置から５〜４０％の位置までの第１の領域と、５〜４０％の位置から６０〜９５％の位置までの第２の領域と、６０〜９５％の位置から１００％の位置までの第３の領域と、から構成され、
   前記３つの領域の中で第２の領域においてセレーションの合計容積が最も大きい、請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 前記セレーションが複数種類存在する、請求項１又は２に記載の空気入りタイヤ。
4. 前記第２の領域において、前記セレーションがタイヤ幅方向に延在するとともに、タイヤ径方向に対してタイヤ周方向に傾斜せずに延在している、請求項１から３のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。

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