JP2024036222A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】ショルダーの厚み制御が容易であり、所望の厚みに精度良く設け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１０は、左右一対のビード１２間に架け渡されたカーカスプライ２０と、トレッド１６におけるカーカスプライ２０の外周側に配設されたベルト３２と、ベルト３２のタイヤ軸方向端とカーカスプライ２０との間でタイヤ周方向に延在するウェッジゴム４０と、を備える。ウェッジゴム４０は、タイヤ径方向外側Ｒｏにおけるタイヤ軸方向外側Ｗｏに設けられたエッジ４２と、エッジ４２からカーカスプライ２０に向けて延びるウェッジゴム側面４３を有し、ウェッジゴム側面４３は、タイヤ軸方向Ｗに対する角度θが８５度以上９０度以下に設定されている。【選択図】 図２

Description

本発明は、空気入りタイヤに関するものである。

空気入りタイヤのショルダーには、ベルト端とカーカスプライとの間のせん断応力を緩和させるために、ベルト端とカーカスプライとの間にタイヤ周方向に延在するウェッジゴムと称されるゴム部材が配されることがある（例えば、下記特許文献１参照）。

空気入りタイヤのショルダーは、トレッドとサイドウォールとの間に位置し、接地時に変形しやすい部分であるとともに、トレッドやサイドウォールやウェッジゴムなど種々のゴム部材端が位置することから、タイヤ特性への影響が大きい部分である。そのため、ショルダーを所望の厚みに精度良く設けることが要求される。

特開２００９－２４８７７１号公報

特許文献１では、ウェッジゴムの断面形状が偏平な略三角形をなし、ショルダーからサイドウォール近傍までウェッジゴムが設けられている。このような場合、ショルダーの広い範囲にわたって、タイヤ厚み方向（タイヤ外表面からタイヤ内面までの長さが最短となる方向）に、トレッドを構成するゴムと、サイドウォールを構成するゴムと、ウェッジゴムを構成するゴムとが設けられることとなる。そのため、特許文献１では、ショルダーの広い範囲にわたって、３種類のゴム部材の厚みを制御しなければならず、ショルダーを所望の厚みに精度良く設けることが難しい。特に、ショルダーのサイドウォール側は、各ゴム部材の端部が位置し、厚みの薄い部材が重なって構成されているため、精度良く厚みを制御することが困難となる。

そこで本発明は、ショルダーの厚み制御が容易であり、所望の厚みに精度良く設けることができる空気入りタイヤを提供することを課題とする。

本実施形態の空気入りタイヤは、左右一対のビード間に架け渡されたカーカスプライと、トレッドにおける前記カーカスプライの外周側に配設されたベルトと、前記ベルトのタイヤ軸方向端と前記カーカスプライとの間でタイヤ周方向に延在するウェッジゴムと、を備えた空気入りタイヤにおいて、前記ウェッジゴムは、タイヤ径方向外側におけるタイヤ軸方向外側に設けられたエッジと、前記エッジから前記カーカスプライに向けて延びるウェッジゴム側面を有し、前記ウェッジゴム側面は、タイヤ軸方向に対する角度が８５度以上９０度以下に設定されているものである。

本発明の実施形態によれば、ウェッジゴムは、タイヤ径方向外側におけるタイヤ軸方向外側に設けられたエッジからカーカスプライに向けて延びるウェッジゴム側面を有し、ウェッジゴム側面は、タイヤ軸方向に対する角度が８５度以上９０度以下に設定されていることにより、ウェッジゴムがショルダーに配置される領域を制限することができる。そのため、ショルダーを所望の厚みに精度良く設けることができる。

一実施形態を示す空気入りタイヤの軸方向の半断面図 図１の要部拡大図

以下、本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。

なお、本明細書における空気入りタイヤの各部の寸法及び角度やタイヤ最大幅位置等は、空気入りタイヤを周方向の一部（厚み70mm程度)を子午線方向に切断し、切断面をバフしたカットサンプルを作成し、両側のビードトウの軸方向間隔が正規リムの幅になるようにセロハンテープなどで固定した状態で、計測されるものである。

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、及びＥＴＲＴＯであれば"Measuring Rim"である。

実施形態の空気入りタイヤ１０は、ショルダーの構造を除き一般的なラジアルタイヤと同様の構造を有している。図１に実施形態の空気入りタイヤ１０の断面構造が示されている。なお、図１に示されているのはタイヤ軸方向の半分のみであり、実際の空気入りタイヤ１０はタイヤ赤道面ＣＬに対してほぼ左右対称になっている。

図１の空気入りタイヤ１０は、左右一対のビード１２と、ビード１２から径方向外方に延びる左右一対のサイドウォール１４と、トレッド面３４を構成するトレッド１６と、トレッド１６のタイヤ径方向内側に配置された左右一対のショルダー１８とを備えてなる。

ここで、ショルダー１８は、トレッド１６とサイドウォール１４との間を繋ぐように設けられた領域である。ショルダー１８は、図２に示すように、タイヤ接地端Ｅよりもタイヤ軸方向外側Ｗｏであって、かつサイドウォール１４よりもタイヤ接地端Ｅ側の領域であり、タイヤ幅方向外側ＷＯに向かってタイヤ径方向ＲＤの内側に傾斜している。例えば、接地端Ｅからトレッドゴム３０のタイヤ径方向外側端３０Ａまでの領域ＳＨを、ショルダー１８とすることができ、ショルダー１８の外表面に熱の拡散を促進するためのえぐり（凹み）が形成されてもよい。

空気入りタイヤ１０は、タイヤ軸方向両側に設けられた左右一対のビード１２に１枚又は２枚のカーカスプライ２０が架け渡されている。一対のビード１２には、それぞれリング状のビードコア２２が埋設されている。

カーカスプライ２０は、トレッド１６からショルダー１８及びサイドウォール１４を経て、ビード１２にてビードコア２２により係止されており、ビード１２、サイドウォール１４、ショルダー１８、トレッド１６を補強する。カーカスプライ２０は、この例では、両端部がビードコア２２の周りをタイヤ軸方向内側Ｗｉから外側に折り返すことにより係止されている。カーカスプライ２０の内側には、空気圧を保持するためのインナーライナー２４が配設されている。

カーカスプライ２０は、スチールコードなどの補強コードをタイヤ周方向に対して所定の角度（例えば、７０°～９０°）で配列し、トッピングゴムで被覆してなる少なくとも１枚のプライからなり、この例では１プライで構成されている。

ビード１２には、ビードコア２２の外周側にタイヤ径方向外側Ｒｏへ向かって先細状に延びる硬質ゴム材よりなるビードフィラー２６が配されている。

サイドウォール１４には、カーカスプライ２０の外側（即ち、タイヤ外面側）にサイドウォールゴム２８が設けられている。サイドウォールゴム２８は、ビード１２の近傍からタイヤ径方向外側Ｒｏへ延び、ビード１２とトレッドゴム３０に跨がるように設けられている。サイドウォールゴム２８のタイヤ径方向外側部分が、トレッドゴム３０のタイヤ径方向外側端３０Ａの上（タイヤ外面側）に重なりタイヤ外表面に配されている。サイドウォールゴム２８のタイヤ径方向外側端２８Ａは、後述するベルト３２やショルダー１８に設けられた屈曲部３８よりタイヤ径方向外側Ｒｏに位置することが好ましい。

トレッド１６におけるカーカスプライ２０の外周側にはベルト３２が配設されている。すなわち、ベルト３２は、トレッド１６においてカーカスプライ２０とトレッドゴム３０との間に設けられている。ベルト３２は、ベルトコードをタイヤ周方向に対して所定の角度で配列した、複数枚の交差ベルトプライからなる。ベルトコードとしては、スチールコードや高張力を有する有機繊維コードが用いられる。

ベルト３２は、この例では、最もタイヤ径方向内側Ｒｉに位置する第１ベルト３２Ａと、その外周側に順番に積層された第２ベルト３２Ｂ、第３ベルト３２Ｃ及び第４ベルト３２Ｄの４層構造である。第２ベルト３２Ｂは、４枚のベルトのうち、幅（ベルト幅、即ちベルトのタイヤ軸方向Ｗにおける寸法）が最大である最大幅ベルトである。

なお、ベルト３２のタイヤ径方向外側Ｒｏに積層されたトレッドゴム３０は、路面と接触するトレッド面３４を備えるキャップゴム層と、該キャップゴム層のタイヤ径方向内側Ｒｉに配されたベースゴム層とからなる二層構造であってもよい。また、トレッド面３４には、タイヤ周方向に沿って延びる複数本の主溝が設けられても良い。

トレッド面３４のタイヤ軸方向外側端は、接地端Ｅをなしている。接地端Ｅには、タイヤ径方向内方へ延びタイヤ側面上部を構成するショルダー１８が接続されている。

図１及び図２に示すように、ショルダー１８の外表面には、接地端Ｅからタイヤ径方向内側Ｒｉへ延びる傾斜面３６が形成されている。傾斜面３６は、接地端Ｅからタイヤ径方向内側Ｒｉへ行くほどタイヤ軸方向外側Ｗｏへ広がるように傾斜している。傾斜面３６のタイヤ軸方向外側Ｗｏには、タイヤ径方向内側Ｒｉに向かって折れ曲がった屈曲部３８が設けられている。

ショルダー１８には、第１ベルト３２Ａ及び第２ベルト３２Ｂのタイヤ軸方向端とカーカスプライ２０との間に、ウェッジゴム４０が設けられている。ウェッジゴム４０は、第１ベルト３２Ａ及び第２ベルト３２Ｂがタイヤ軸方向端に向かうほどカーカスプライ２０から次第に離隔されるように、第１ベルト３２Ａ及び第２ベルト３２Ｂのタイヤ軸方向端のタイヤ径方向内側Ｒｉに設けられた帯状のゴム部材であり、タイヤ断面両側のタイヤ周方向の全周に沿って配されている。

図１及び図２に示すように、ウェッジゴム４０は、第２ベルト３２Ｂのタイヤ軸方向端（以下、ベルト端ということもある）３２ＢＥからタイヤ軸方向外側Ｗｏへ延びるタイヤ径方向外側面４１と、タイヤ径方向外側面４１のタイヤ軸方向外側端に設けられたエッジ４２と、エッジ４２からカーカスプライ２０へ向けてタイヤ径方向内側へ延びるウェッジゴム側面４３とを備える。

ウェッジゴム４０は、ベルト端３２ＢＥが接触している箇所からエッジ４２まで、カーカスプライ２０の外側面（ウェッジゴム４０との接触面）の法線方向の厚みｔが一定に設けられている。つまり、ウェッジゴム４０は、タイヤ径方向外側面４１がこれと対向するカーカスプライ２０と略平行に設けられており、断面形状が略台形状をなしている。なお、厚みが一定に設けられているとは、カーカスプライ２０の外側面の法線方向の厚みｔが等しい場合だけでなく、当該法線方向の厚みｔが９５％～１０５％の範囲内で変化する場合も含む。

タイヤ径方向外側面４１とウェッジゴム側面４３とで形成されたエッジ４２は、ベルト端３２ＢＥよりもタイヤ軸方向外側Ｗｏに位置し、かつ、接地端Ｅよりもタイヤ軸方向内側Ｗｉに位置することが好ましい。

ウェッジゴム側面４３は、タイヤ軸方向Ｗに対する角度θが８５度以上９０度以下となっており、タイヤ軸方向Ｗの位置がエッジ４２と同じ位置、あるいは、エッジ４２より内側に位置している。好ましくは、角度θが９０°をなしており、ウェッジゴム側面４３がエッジ４２からタイヤ径方向Ｒに平行に設けられる。なお、ウェッジゴム側面４３は、カーカスプライ２０近傍において、カーカスプライ２０の外表面と滑らかに繋がるように、カーカスプライ２０に近づくほどタイヤ軸方向外側に広がっていてもよい。

このようなウェッジゴム４０は、図２に示す基準線Ｔよりタイヤ径方向外側Ｒｏで終端しており、基準線Ｔ上において、カーカスプライ２０の外表面側にサイドウォールゴム２８とトレッドゴム３０とが存在し、ウェッジゴム４０が存在しない。

ここで、基準線Ｔは、タイヤ最大幅位置Ｐ１からタイヤ最大径点Ｐ０までのタイヤ径方向の長さ（垂直高さ）Ｈの１／２の高さ（Ｈ／２）におけるタイヤ外面の位置をＰ２としたとき、該位置Ｐ２を通ってタイヤ内面までの長さが最短となる線であって、通常、該位置Ｐ２を通るタイヤ内面の法線である。

タイヤ最大幅位置Ｐ１とは、サイドウォール１４におけるタイヤ１０の外表面のプロファイルラインが、タイヤ赤道面ＣＬからタイヤ軸方向Ｗに最も離れる位置であり、そのタイヤ径方向Ｒにおける位置である。該プロファイルラインは、リムプロテクターなどの突起を除いたサイドウォール本体の外表面の輪郭であり、通常、複数の円弧を滑らかに接続することで規定されるタイヤ子午線断面形状を有する。

また、第２ベルト３２Ｂと第３ベルト３２Ｃとの間にも、両者の両端がタイヤ軸方向ＷＤ外方ほど次第に離隔されるように、ベルト下ゴム３９が設けられている。ベルト下ゴム３９は、ウェッジゴム４０と同様、タイヤ径方向外側Ｒｏ及びタイヤ軸方向外側Ｗｏがトレッドゴム３０で覆われタイヤ内部に埋設されている。

ウェッジゴム４０には、トレッドゴム３０やサイドウォールゴム２８よりも損失正接ｔａｎδが小さいゴムを用いることができる。例えば、ウェッジゴム４０にはｔａｎδが０．０１以上０．１以下のゴムを用いてもよい。

本明細書において、ゴムのｔａｎδは、ＪＩＳ Ｋ６３９４：２００７に準じて、粘弾性スペクトロメーター（東洋精機製作所社製）を用いて、伸張変形歪率１５％±２％、振動数５０Ｈｚ、温度８０℃の条件で測定される値である。

本実施形態の空気入りタイヤ１では、第１ベルト３２Ａ及び第２ベルト３２Ｂのタイヤ軸方向端とカーカスプライ２０との間にウェッジゴム４０が設けられているため、ベルト端３２ＢＥとカーカスプライ２０との間のせん断応力を緩和させることができる。

また、ウェッジゴム４０にトレッドゴム３０やサイドウォールゴム２８よりも損失正接ｔａｎδが小さく低発熱のゴムを用いることにより、第１ベルト３２Ａ及び第２ベルト３２Ｂとカーカスプライ２０との間でタイヤ走行中に繰り返し負荷を受けても発熱を抑えることができる。

本実施形態において、ウェッジゴム側面４３は、タイヤ軸方向Ｗに対する角度θが９０度以下であるため、ウェッジゴム４０がタイヤ軸方向外側へ広がらず、ウェッジゴム４０を配置する領域を制限することができる。そのため、ショルダー１８において、タイヤ厚み方向にサイドウォールゴム２８及びトレッドゴム３０が配置され、ウェッジゴム４０が配置されていない領域を大きくすることができ、ショルダー１８を所望の厚みに精度良く設けることができる。また、上記角度θが８５度以上であると、タイヤ走行中に負荷を受けてもウェッジゴム側面４３が過度に変形するのを抑えることができる。

特に、上記角度θが９０度であると、ウェッジゴム側面４３がタイヤ走行中に荷重を受ける方向と略平行となり、ウェッジゴム４０の変形を抑えることができる。

本実施形態では、ウェッジゴム４０のエッジ４２が接地端Ｅよりタイヤ軸方向内側Ｗｉに設けられているため、ショルダー１８においてタイヤ厚み方向にウェッジゴム４０が配置されていない領域を大きくすることができ、ショルダー１８を所望の厚みに精度良く設けることができる。

また、本実施形態では、ウェッジゴム４０の厚みｔは一定に設けられているため、ショルダー１８におけるタイヤ中心方向への変形を均等化することができる。

上記の実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。

１０…空気入りタイヤ、１２…ビード、１４…サイドウォール、１６…トレッド、１８…ショルダー、２０…カーカスプライ、２２…ビードコア、２４…インナーライナー、２６…ビードフィラー、２８…サイドウォールゴム、３０…トレッドゴム、３２…ベルト、３４…トレッド面、３６…傾斜面、３８…屈曲部、４０…ウェッジゴム、４１…タイヤ径方向外側面、４２…エッジ、４３…ウェッジゴム側面

Claims (6)

1. 左右一対のビード間に架け渡されたカーカスプライと、
   トレッドにおける前記カーカスプライの外周側に配設されたベルトと、
   前記ベルトのタイヤ軸方向端と前記カーカスプライとの間でタイヤ周方向に延在するウェッジゴムと、を備えた空気入りタイヤにおいて、
   前記ウェッジゴムは、タイヤ径方向外側におけるタイヤ軸方向外側に設けられたエッジと、前記エッジから前記カーカスプライに向けて延びるウェッジゴム側面を有し、
   前記ウェッジゴム側面は、タイヤ軸方向に対する角度が８５度以上９０度以下に設定されている、空気入りタイヤ。
2. 前記エッジは、前記ベルトのタイヤ軸方向端よりタイヤ軸方向外側に位置する、請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 前記ウェッジゴムは、前記ベルトのタイヤ軸方向端から前記エッジまで厚みが一定に設けられている、請求項２に記載の空気入りタイヤ。
4. 前記エッジは、接地端よりタイヤ軸方向内側に設けられている、請求項１に記載の空気入りタイヤ。
5. 前記ウェッジゴム側面は、タイヤ軸方向に対する角度が９０度に設定されている、請求項１に記載の空気入りタイヤ。
6. 前記ウェッジゴムは、伸張変形歪率１５％±２％、振動数５０Ｈｚ、温度８０℃における損失正接ｔａｎδが０．１以下であるゴム組成物を用いて作製された、請求項１に記載の空気入りタイヤ。

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