JP2023068958A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】ビード部の耐久性能が向上した、外張りエーペックス構造の空気入りタイヤを提供する。【解決手段】空気入りタイヤは、一対のビード部４の少なくとも一方には、折返し部のタイヤ軸方向の外側に隣接する補強ゴム層が配されており、補強ゴム層は、第１ゴム層１１と、第１ゴム層１１のタイヤ軸方向の外側に配された第２ゴム層１２とを含んでいる。第１ゴム層１１の損失正接tanδ１は、第２ゴム層１２の損失正接tanδ２よりも小さい。【選択図】図２

Description

本開示は、空気入りタイヤに関する。

下記特許文献１には、耐久性能の向上が期待された空気入りタイヤが記載されている。この空気入りタイヤは、ビード部に、ビードエーペックスゴムが配されている。前記ビードエーペックスゴムは、ビードコアのタイヤ半径方向の外面から延びる本体エーペックと、前記本体エーペックよりもタイヤ軸方向外側に配された外貼りエーペックとを含んでいる。

特開２０２０－９３７５５号公報

上述のような、いわゆる外張りエーペックス構造の空気入りタイヤは、高荷重条件下でのビード部の耐久性について改善の余地があった。

本開示は、以上のような実状に鑑み案出されたもので、外張りエーペックス構造の空気入りタイヤにおいて、ビード部の耐久性を向上させることを主たる目的としている。

本開示は、空気入りタイヤであって、ビードコアがそれぞれ埋設された一対のビード部と、前記ビードコア間を延びるカーカスとを備え、前記カーカスは、前記ビードコア間を延びる本体部と、前記各ビードコアの回りをタイヤ軸方向の内側から外側に折り返されてタイヤ半径方向外側に延びる折返し部とを含むカーカスプライを含み、前記一対のビード部の少なくとも一方には、前記折返し部のタイヤ軸方向の外側に隣接する補強ゴム層が配されており、前記補強ゴム層は、第１ゴム層と、前記第１ゴム層のタイヤ軸方向の外側に配された第２ゴム層とを含み、前記第１ゴム層の損失正接tanδ１は、前記第２ゴム層の損失正接tanδ２よりも小さい、空気入りタイヤである。

本開示の空気入りタイヤは、上記の構成を採用することで、ビード部の耐久性、とりわけ高荷重条件下での耐久性能を向上することができる。

本実施形態の空気入りタイヤのタイヤ子午線断面図である。 図１のビード部の拡大図である。

以下、本開示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」という場合がある。）１の正規状態におけるタイヤ回転軸（図示省略）を含むタイヤ子午線断面図である。本開示は、例えば、商用車や小型トラックのタイヤ１に用いられる。但し、本開示は、乗用車用や重荷重用のタイヤ１に用いられてもよい。

前記「正規状態」とは、タイヤ１が正規リム（図示省略）にリム組みされ、かつ、正規内圧が充填された無負荷の状態である。以下、特に言及しない場合、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。

前記「正規リム」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。

前記「正規内圧」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 LIMITS AT VARIOUS COLD 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、ビードコア５がそれぞれ埋設された一対のビード部４、４と、ビードコア５、５間を延びるカーカス６とを備えている。

カーカス６は、ビードコア５、５間を延びる本体部６ａと、各ビードコア５の回りをタイヤ軸方向の内側から外側に折り返されてタイヤ半径方向外側に延びる折返し部６ｂとを含むカーカスプライ６Ａを含んでいる。カーカス６は、本実施形態では、タイヤ半径方向の内外に配された、２枚のカーカスプライ６Ａ、６Ｂで形成されている。各カーカスプライ６Ａ、６Ｂは、それぞれ、本体部６ａと折返し部６ｂとを含んでいる。カーカス６は、例えば、１枚のカーカスプライ６Ａで形成されてもよい（図示省略）。

一対のビード部４の少なくとも一方には、折返し部６ｂのタイヤ軸方向の外側に隣接する補強ゴム層１０が配されている。補強ゴム層１０は、ビード部４の剛性を高めて耐久性を向上する。補強ゴム層１０は、本実施形態では、各ビード部４に配されている。補強ゴム層１０は、例えば、内のカーカスプライ６Ａの折返し部６ｂのタイヤ軸方向の外側に隣接している。

補強ゴム層１０は、第１ゴム層１１と、第１ゴム層１１のタイヤ軸方向の外側に配された第２ゴム層１２とを含んでいる。そして、第１ゴム層１１の損失正接tanδ１は、第２ゴム層１２の損失正接tanδ２よりも小さく形成されている。このように、第１ゴム層１１は、ヒステリシスロスが小さいので、その発熱量が抑えられる。このため、カーカスプライ６Ａ、６Ｂが熱によって損傷することが抑制される。また、第２ゴム層１２は、ビード部４に生じる歪を抑制する基本的な効果を発揮する。したがって、耐久性能が大きく向上する。

上述の作用を効果的に発揮するために、損失正接tanδ１は、例えば、０．０７以上が望ましく、０．１２以上がさらに望ましく、０．１７以下が望ましく、０．１４以下がさらに望ましい。損失正接tanδ１は、例えば、損失正接tanδ２の６０％以上が望ましく、７０％以上がさらに望ましく、９５％以下が望ましく、９０％以下がさらに望ましい。

本明細書では、損失正接tanδ及び後述する複素弾性率Ｅ*は、ＪＩＳＫ６３９４「加硫ゴム及び熱可塑性ゴム－動的性質の求め方－一般指針」の規定に準拠して、粘弾性スペクトロメーターを用い、以下に示される条件下で測定された値である。
初期歪：１０％
振幅：±２％
周波数：１０Hz
変形モード：引張
温度：７０℃
粘弾性スペクトロメーター：ＧＡＢＯ社製「イプレクサー（登録商標）」

第２ゴム層１２の複素弾性率Ｅ*２は、第１ゴム層１１の複素弾性率Ｅ*１よりも大きいのが望ましい。これにより、相対的にタイヤ軸方向の外側に配される第２ゴム層１２の剛性が高められ、高荷重条件下での歪みが抑制されるので、耐久性能が向上する。第２ゴム層１２の複素弾性率Ｅ*２が第１ゴム層１１の複素弾性率Ｅ*１よりも過度に大きいと、第２ゴム層１２で生じた熱が第１ゴム層１１を介してカーカスプライ６Ａ、６Ｂに伝導するおそれがある。このため、複素弾性率Ｅ*２は、複素弾性率Ｅ*１の１２０％以上が望ましく、１３０％以上がさらに望ましく、２００％以下が望ましく、１９０％以下がさらに望ましい。特に限定されるものではないが、複素弾性率Ｅ*１は、２０MPa以上が望ましく、３０MPa以上がさらに望ましく、１１０MPa以下が望ましく、８０MPa以下がさらに望ましい。

補強ゴム層１０のタイヤ半径方向の内端１０ｉは、ビードコア５のタイヤ半径方向の外端５ｅからタイヤ半径方向で１０mm以内に位置するのが望ましい。補強ゴム層１０の内端１０ｉがビードコア５の外端５ｅからタイヤ半径方向の外側に１０mmを超える位置にある場合、ビード部４に生じる歪を抑制できないおそれがある。補強ゴム層１０の内端１０ｉがビードコア５の外端５ｅからタイヤ半径方向の内側に１０mmを超える位置にある場合、ビード部４の剛性を高めることに寄与するものではなく、例えば、タイヤ１の質量増加やリム組のしやすさが低下するおそれがでてくる。

ビードベースラインＢＬから補強ゴム層１０のタイヤ半径方向の外端１０ｅまでの高さＨ１が、タイヤ断面高さＨの２５％以上であるのが望ましい。これにより、ビード部４の歪みが大きく生じる位置の剛性を確実に高めることができる。高さＨ１が過度に大きいと、例えば、タイヤ質量の増加をまねくおそれがある。このような観点より、高さＨ１は、タイヤ断面高さＨの３０％以上がより望ましく、５０％以下が望ましく、４５％以下がより望ましい。

本明細書では、「ビードベースラインＢＬ」は、タイヤ１が基づく規格で定まるリム径（ＪＡＴＭＡ参照）位置を通るタイヤ軸方向線である。また、「タイヤ断面高さＨ」は、ビードベースラインＢＬからタイヤ半径方向の最外側位置までのタイヤ半径方向の距離である。

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、第１ゴム層１１及び第２ゴム層１２は、例えば、シート状のゴム部材１３で形成される。換言すると、補強ゴム層１０は、本実施形態では、シート状のゴム部材１３がタイヤ軸方向に積層された積層体１３Ｒとして形成される。このような補強ゴム層１０は、ビード部４の剛性を高めるとともに、大きな質量の増加を抑制する。

シート状のゴム部材１３は、例えば、その長さの９０％以上において、一定の厚さＴを有している。このようなゴム部材１３で形成される補強ゴム層１０は、その剛性が高く維持されるので、耐久性が向上する。本明細書では、前記「一定の厚さ」は、シート状のゴム部材１３の厚さと直交方向において、０．２mm／mm以下で厚さの変化する部分を含む。

第２ゴム層１２の厚さＴ２は、第１ゴム層１１の厚さＴ１よりも大きく形成されている。これにより、補強ゴム層１０は、より大きな剛性を有するので、耐久性能がより一層向上する。特に限定されるものではないが、第２ゴム層１２の厚さＴ２は、第１ゴム層１１の厚さＴ１の１３０％以上が望ましく、１４０％以上がさらに望ましく、１７０％以下が望ましく、１６０％以下がさらに望ましい。また、第２ゴム層１２の厚さＴ２は、１．０mm以上が望ましく、１．２mm以上がさらに望ましく、２．５mm以下が望ましく、２．０mm以下がさらに望ましい。

第１ゴム層１１のタイヤ半径方向の外端１１ｅは、本実施形態では、第２ゴム層１２のタイヤ半径方向の外端１２ｅよりもタイヤ半径方向の外側に位置している。このような第１ゴム層１１は、第２ゴム層１２で生じた熱がカーカス６へ伝導することを効果的に抑制する。第１ゴム層１１の外端１１ｅと第２ゴム層１２の外端１２ｅとの間のタイヤ半径方向の離隔距離Ｈａは、第１ゴム層１１のタイヤ半径方向の長さＨ２の２％以上が望ましく、５％以上がさらに望ましく、２０％以下が望ましく、１０％以下がさらに望ましい。

同様の作用を発揮させるために、第１ゴム層１１のタイヤ半径方向の内端１１ｉは、本実施形態では、第２ゴム層１２のタイヤ半径方向の内端１２ｉよりもタイヤ半径方向の内側に位置している。第１ゴム層１１の内端１１ｉと第２ゴム層１２の内端１２ｉとの間のタイヤ半径方向の離隔距離Ｈｂは、第１ゴム層１１の長さＨ２の２％以上が望ましく、５％以上がさらに望ましく、２０％以下が望ましく、１０％以下がさらに望ましい。

本実施形態のビード部４には、ビードコア５からタイヤ半径方向の外側に延びるビードエーペックスゴム８と、補強ゴム層１０のタイヤ軸方向の外側に配されたクリンチゴム４Ｇとが設けられている。また、クリンチゴム４Ｇのタイヤ半径方向の外側には、例えば、サイドウォールゴム３Ｇが隣接している。サイドウォールゴム３Ｇ及びクリンチゴム４Ｇは、タイヤ１の外表面を形成する。

ビードエーペックスゴム８は、例えば、タイヤ子午線断面において、三角形状に形成されている。特に限定されるものではないが、ビードエーペックスゴム８のタイヤ半径方向の外端８ｅのタイヤ半径方向の高さ位置には、第１ゴム層１１及び第２ゴム層１２が配されている。

ビードエーペックスゴム８の複素弾性率Ｅ*３は、例えば、第１ゴム層１１の複素弾性率Ｅ*１よりも大きいのが望ましい。ビードエーペックスゴム８の複素弾性率Ｅ*３は、例えば、第２ゴム層１２の複素弾性率Ｅ*２よりも小さいのが望ましい。

サイドウォールゴム３Ｇ及びクリンチゴム４Ｇの複素弾性率Ｅ*は、いずれも第１ゴム層１１の複素弾性率Ｅ*１よりも小さい。これにより、基本的な乗心地性能が発揮される。

以上、本開示の一実施形態が詳細に説明されたが、本開示は、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得る。

図１の基本構造を有する空気入りタイヤが、表１の仕様に基づき試作された。そして、各テストタイヤの耐久性能についてテストがされた。各テストタイヤの共通仕様、及び、テスト方法は、以下の通りである。

＜耐久性能＞
各テストタイヤを下記の条件にてドラム試験機上を走行させ、ビード部に損傷が発生するまでの走行距離が測定された。テスト結果は、比較例１を１００とする指数で示された。数値の大きい方が良好である。
タイヤサイズ：２２５／８５Ｒ１６
リム：６．０J
内圧：２２０kPa
荷重：１９．８４kN
tanδ１：０．１３
Ｅ*１：３０MPa
テストの結果が表１に示される。
表１の「Ａ」は、補強ゴム層の内端とビードコアの外端との間のタイヤ半径方向の離隔距離であり、ビードコアの外端は補強ゴム層の内端よりもタイヤ軸方向の外側に位置している。

テストの結果、実施例のタイヤは、比較例のタイヤに比して、耐久性能が向上していることが理解される。

［付記］
本開示は以下の態様を含む。

［本開示１］
空気入りタイヤであって、
ビードコアがそれぞれ埋設された一対のビード部と、前記ビードコア間を延びるカーカスとを備え、
前記カーカスは、前記ビードコア間を延びる本体部と、前記各ビードコアの回りをタイヤ軸方向の内側から外側に折り返されてタイヤ半径方向外側に延びる折返し部とを含むカーカスプライを含み、
前記一対のビード部の少なくとも一方には、前記折返し部のタイヤ軸方向の外側に隣接する補強ゴム層が配されており、
前記補強ゴム層は、第１ゴム層と、前記第１ゴム層のタイヤ軸方向の外側に配された第２ゴム層とを含み、
前記第１ゴム層の損失正接tanδ１は、前記第２ゴム層の損失正接tanδ２よりも小さい、
空気入りタイヤ。
［本開示２］
前記第２ゴム層の複素弾性率Ｅ*２は、前記第１ゴム層の複素弾性率Ｅ*１よりも大きい、本開示１に記載の空気入りタイヤ。
［本開示３］
前記第２ゴム層の複素弾性率Ｅ*２は、前記第１ゴム層の複素弾性率Ｅ*１の１５０％以上である、本開示２に記載の空気入りタイヤ。
［本開示４］
前記補強ゴム層のタイヤ半径方向の内端は、前記ビードコアのタイヤ半径方向の外端からタイヤ半径方向で１０mm以内に位置する、本開示１ないし３のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
［本開示５］
ビードベースラインから前記補強ゴム層のタイヤ半径方向の外端までの高さが、タイヤ断面高さの２５％以上である、本開示１ないし４のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
［本開示６］
前記第２ゴム層の厚さは、前記第１ゴム層の厚さよりも大きい、本開示１ないし５のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
［本開示７］
前記第１ゴム層のタイヤ半径方向の外端は、前記第２ゴム層のタイヤ半径方向の外端よりもタイヤ半径方向の外側に位置している、本開示１ないし６のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
［本開示８］
前記第１ゴム層のタイヤ半径方向の内端は、前記第２ゴム層のタイヤ半径方向の内端よりもタイヤ半径方向の内側に位置している、本開示１ないし７のいずれかに記載の空気入りタイヤ。

１ 空気入りタイヤ
６ｂ 折返し部
１０ 補強ゴム層
１１ 第１ゴム層
１２ 第２ゴム層

Claims (8)

1. 空気入りタイヤであって、
   ビードコアがそれぞれ埋設された一対のビード部と、前記ビードコア間を延びるカーカスとを備え、
   前記カーカスは、前記ビードコア間を延びる本体部と、前記各ビードコアの回りをタイヤ軸方向の内側から外側に折り返されてタイヤ半径方向外側に延びる折返し部とを含むカーカスプライを含み、
   前記一対のビード部の少なくとも一方には、前記折返し部のタイヤ軸方向の外側に隣接する補強ゴム層が配されており、
   前記補強ゴム層は、第１ゴム層と、前記第１ゴム層のタイヤ軸方向の外側に配された第２ゴム層とを含み、
   前記第１ゴム層の損失正接tanδ１は、前記第２ゴム層の損失正接tanδ２よりも小さい、
   空気入りタイヤ。
2. 前記第２ゴム層の複素弾性率Ｅ*２は、前記第１ゴム層の複素弾性率Ｅ*１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２ゴム層の複素弾性率Ｅ*２は、前記第１ゴム層の複素弾性率Ｅ*１の１５０％以上である、請求項２に記載の空気入りタイヤ。
4. 前記補強ゴム層のタイヤ半径方向の内端は、前記ビードコアのタイヤ半径方向の外端からタイヤ半径方向で１０mm以内に位置する、請求項１ないし３のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
5. ビードベースラインから前記補強ゴム層のタイヤ半径方向の外端までの高さが、タイヤ断面高さの２５％以上である、請求項１ないし４のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
6. 前記第２ゴム層の厚さは、前記第１ゴム層の厚さよりも大きい、請求項１ないし５のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
7. 前記第１ゴム層のタイヤ半径方向の外端は、前記第２ゴム層のタイヤ半径方向の外端よりもタイヤ半径方向の外側に位置している、請求項１ないし６のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
8. 前記第１ゴム層のタイヤ半径方向の内端は、前記第２ゴム層のタイヤ半径方向の内端よりもタイヤ半径方向の内側に位置している、請求項１ないし７のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。

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