JP3934619B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、ビード部の耐久性を高め、かつ操縦安定性能とともに乗り心地をも改善しうる空気入りタイヤに関する。

従来、乗用車用ラジアルタイヤ、トラック・バス用の重荷重用ラジアルタイヤ等を含む、空気入りタイヤのカーカスのカーカスプライａは、図５に例示するように、図示しないトレッド部、及びサイドウォール部ｂからビード部ｃのビードコアｄに至る本体部ｅに、前記ビードコアｄで折り返す折返し部ｆを設けるとともに、この折返し部ｆを前記ビードコアｄから半径方向外側にのびるビードエイペックスｇのタイヤ軸方向外面で終端させるか、又は同図に示すごとく、ビードエーペックスｇを越えてその半径方向外側で終端させていた。

他方、ビード部ｃは操縦安定性を確保するため高い曲げ剛性を必要とし、そのため、前記ビードエイペックスｇを硬質ゴムを用いてから形成されるとともに、前記のように、ビードエーペックスｇを、カーカスプライａの本体部ｅと折返し部ｆとで挟持し、ときにビードエーペックスｇを越えて半径方向外方に延長することにより、ビードエーペックスｇとカーカスプライａとを協働させてビード部の剛性を高めている。

このようにビード部は、大きな曲げ剛性が求められる一方、乗り心地を考慮するとき、サイドウォール部ｂは屈曲のしやすさが必要であることから、両者を充足するべく、ビードエーペックスｇの根元部分は厚肉としてビード部の剛性を増すとともに、ビードエイペックスｇを先細の断面形状として、半径方向外方にいくほど曲げ剛性を徐々に減じてサイドウォール部ｂにおける可撓性を保持している。しかしながら、前記曲げ剛性と、可撓性との相反する特性を充足するべく、ビードエーペックスｇを高くし先細としつつ、折返し部ｆを高くするとき、ビードエーペックスｇの硬質ゴムの端部と、カーカスプライａの折返し部ｆの端部が近づきやすく、曲げ変形、曲げ応力が大であることと相俟って、先鋭なプライ端ｆｅを起点とする損傷の原因となりやすい。

なお、カーカスプライを折返し部端で巻下げる巻下げ部を設けることにより、プライ端での損傷を防止すること（例えば特許文献１参照）。又折返し部での巻下げ部との間に繊維補強層を挿入することが提案されている（例えば特許文献２参照）。

特開平４−１２９８０１号公報 特開平５−３３０３２０号公報

しかしながら、特許文献１，２の提案は、いずれも、カーカスプライの折返し部に折返し部を設けてカーカスプライを重ね、或いは繊維補強層を介して重ねるものであり、カーカスプライ端での損傷、ビード部の剛性増大にはある程度は役立つとはいえ、その剛性増大は厚さの増加にその配置が制約されがちであり、この点についての、さらなる改善が望まれる。

本発明は、ビードエーペックスを折返し部で囲むことを基本として、ビード部の耐久性を高め、かつ操縦安定性能とともに乗り心地をも改善しうる空気入りタイヤの提供を課題としている。

本件請求項１に係る発明は、トレッド部からサイドウォール部を通りビード部のビードコアに至る本体部に該ビードコアの回りをタイヤ軸方向内側から外側に巻上げられて延在する折返し部を有するカーカスプライを有するカーカス、
トレッド部の内方かつカーカスの外側に配されるベルト層、
及び前記ビードコアから半径方向外側にのび、かつカーカスプライの本体部と前記折返し部とで挟持され、しかも高弾性ゴムからなるビードエーペックスを具える空気入りタイヤであって、
前記折返し部は、前記ビードエーペックスのタイヤ軸方向外側に沿ってのびる巻上げ部と、ビードエーペックス上端で折返し前記本体部とビードエーペックスとの間で半径方向内方にのびる巻下げ部とを有することを特徴とする空気入りタイヤである。

請求項２に係る発明は、前記巻下げ部が、前記本体部とビードエーペックスとの間で、又は前記本体部とビードエーペックスとの間を通り、本体部とビードコアとの間で終端すること、請求項３に係る発明は、前記カーカスが、トレッド部からサイドウォール部を通り前記巻上げ部のタイヤ軸方向外面を半径方向下方にのびる他のカーカスプライを含むことを特徴としている。

請求項１に係る発明は、ビードコアに至る本体部に連なる折返し部が、巻上げ部と、ビードエーペックス上端で折返し前記本体部とビードエーペックスとの間で半径方向内方にのびる巻下げ部とを有することにより、従来の途切れ端からなるカーカスプライ端でのタイヤ転動中の歪による応力集中を著減でき、プライ端を起点とする損傷へ減少する。また、ビードエイペックスは、カーカスプライの前記巻上げ部と巻下げ部との間に介在することにより、ビードエーペックスの外側の巻上げ部と内側の巻下げ部とは、従来の重なるものに比して、互いに離間して圧縮側と引張り側として機能しビードエーペックスを中心として発生する歪を緩和して耐久性を向上させ、かつビード部の曲げ剛性が増加し操縦安定性を向上させる。

このように、巻上げ部と巻下げ部とがビードエーペックスを挟んで距離を隔てて配されることにより、カーカスプライが有効に曲げ剛性を向上できる。このため、ビードエイペックスのボリュームを減じて、タイヤの軽量化をはかることも可能になり、耐久性能、タイヤ重量、操縦安定性能に優れる。

又請求項２の発明において、前記巻下げ部を、場合により前記本体部とビードエーペックスとの間で、終端させることも、又は本体部とビードコアとの間で終端させ、強固にプライ端を保持させることにより前記効果を高めることもできる。さらに請求項３に係る発明のけように半径方向下方にのびる他のカーカスプライを含むことにより、さらに耐久性能を向上することができる。

以下、本発明の実施の一形態を図面に基づき説明する。図１は本発明の一実施の形態を例示するタイヤ子午線断面の片側断面図であり、空気入りタイヤ１は、本形態では乗用車用ラジアルタイヤであって、正規リムＲにリム組みしかつ正規内圧を充填した無負荷である正規状態を示している。ここで、「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であれば”Design Rim" 、或いはＥＴＲＴＯであれば”Measuring Rim ”とする。また、「正規内圧」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、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”とするが、タイヤが乗用車用ラジアルタイヤである場合には１８０ｋＰａとする。なお、乗用車用ラジアルタイヤの他、他の分野のタイヤとしても構成しうる。

空気入りタイヤ１は、トレッド部２からサイドウォール部３を通りビード部４のビードコア５に至る本体部６Ａに、該ビードコア５の回りをタイヤ軸方向内側から外側に巻上げられて延在する折返し部６Ｂを有するカーカスプライ６ａを有するカーカス６、ベルト層７、及びビードエーペックス８を具える。又前記折返し部６Ｂは、前記ビードエーペックスのタイヤ軸方向外側に沿ってのびる巻上げ部６Ｂａと、前記本体部６Ａとビードエーペックス８との間で半径方向内方にのびる巻下げ部６Ｂｂとからなり、図１の場合には、カーカスプライ６ａが１枚であることにより、いわゆる１−０構造をなす。カーカスプライ６ａのカーカスコードとして、スチールコード、その他の有機繊維コード等を用いうる。

前記ベルト層７は、ベルトコードをタイヤ赤道Ｃに対して例えば１０〜４５°の小角度で傾けて配列した少なくとも２枚、本例ではタイヤ半径方向に重なる２枚のベルトプライ７ａ、７ｂをコードが互いに交差する向きに重ね合わせて構成され、ベルトコードとして、例えばスチールコード、公知の有機繊維コードなどが採用される。又前記ビードエーペックス８は、ビードコア５の半径方向外面５ａに接してかつタイヤ半径方向外方にのびる断面略三角形の先細形状をなし、該ビードエーペックス８のゴム硬さは、例えばＪＩＳデュロメータＡＡ硬さで７０〜９５度、より好ましくは８０〜９５度程度の硬質ゴムを好ましく用いうる。

前記巻上げ部６Ｂａは、前記のように、前記ビードエーペックス８のタイヤ軸方向外側面８ｏに沿ってビードエーペックス８の上端８ｅまで延在している。他方、巻下げ部６Ｂｂは、この巻上げ部６Ｂａに連続しかつ折り曲げられて、ビードエーペックス８の前記上端８ｅから垂下して前記本体部６Ａとビードエーペックス８のタイヤ軸方向内側面８ｉとの間を半径方向内方に延在する。

なお巻下げ部６Ｂｂの下端６Ｂｅ（即ちカーカスプライ６ａの端末６ｅでもある）は、ビードコア５付近、図１、２の場合には、ビードコア５の上面５ａを半径方向内方に越えて、ビードコア５の側面に沿いかつ下面５ｂ近傍で終端させる。なお本明細書において、カーカスプライについての近傍とは、カーカスプライ６ａの厚さの５倍を基準値から外れない範囲をいう。なお、図３の場合には、巻下げ部６Ｂｂの下端６Ｂｅはビードコア５の上面５ａ近傍で終端している。

その結果、カーカスプライ６ａの端末６ｅの部分は、前記本体部６Ａと、ビードエーペックス８の内面８ｉ、乃至ビードコア５との間で強固に保持でき、かつ図１，２のようにビードコア５の下面５ｂまで延在して終端するときには、さらにカーカスプライ６ａの端末６ｅを強固に保持でき、タイヤ転動中において生じる歪は、従来構造に比べて減少し、プライの端末６ｅを起点とする損傷を減少する。また、ビードエイペックス８のタイヤ軸方向両面は、ビードエーペックス８のタイヤ軸方向の厚さを隔てて、巻上げ部６Ａａ、巻下げ部６Ｂｂが存在し、本体部６Ａを合わせて３層のカーカスプライ６ａ部分が配置されることになるため、従来の提案の、カーカスプライを折り返して重ね合わせる場合に比して、ビード部の曲げ剛性が増加し操縦安定性を向上させる。又高い曲げ剛性を確保できるため、ビードエイペックスのボリュームを減じて、タイヤの軽量化をはかることも可能になる。

かかる作用を高めるため、図１において、ビードベースラインＢからのビードエイペックス８の上端８ｅまでの半径方向の高さｈ８、リムＲのフランジ高さｈＲ、及びカーカスプライ６ａの端末６ｅの高さｈ６ｅにおいて、ｈ８＞ｈ６ｅ、ｈＲ＞ｈ６ｅ、かつｈ８＞ｈＲとしている。カーカスプライ６ａの端末端６ｅがリムフランジ最大高さｈＲの位置よりタイヤ半径方向内方に位置することにより、プライ端６Ｅでの転動中の歪みを効率よく減じることができるからである。

なおｈ８＞ｈＲとしたことについて、ビードエーペックス８の高さｈ８は、好ましくは前記リムフランジ高さｈＲの１．３〜３．０倍程度であって、かつタイヤ最大幅点ｍよりも下方の位置とすることにより、肉厚が小、曲げ応力が大な最大巾位置ｍ近傍でのプライ重なりによる厚肉部の発生を防ぐ。高さｈ８の最大高さを、好ましくは、前記タイヤ最大巾位置ｍよりも半径方向内方に１０〜３０ｍｍを隔てる位置とする。

図４は、別の実施の態様を示し、カーカス６が、前記カーカスプライ６ａと同じく、トレッド部２からサイドウォール部３を通りビード部４のビードコア５に至る本体部６Ａに、該ビードコア５の回りをタイヤ軸方向内側から外側に巻上げられて延在する折返し部６Ｂを有する内のカーカスプライ６ｂと、そのタイヤ軸方向外方に配置されカーカスプライ６ｂの巻上げ部６Ｂａのタイヤ軸方向外方で巻き下ろされてビードコア５またはビードエイペックス８のタイヤ軸方向外方に係止される他のカーカスプライ６ｃの２プライからなる、いわゆる１−１構造の場合を示している。

なお、カーカスプライ６ｂの折返し部６Ｂは、前記形態のカーカスプライ６ａと同じく、巻上げ部６Ｂａと、巻下げ部６Ｂｂとを具え、巻上げ部６Ｂａは、前記のように、前記ビードエーペックス８のタイヤ軸方向外側面８ｏに沿ってビードエーペックス８の上端８ｅまで延在している。他方、巻下げ部６Ｂｂは、この巻上げ部６Ｂａに連続して上端８ｅで折返し前記本体部６Ａとビードエーペックス８のタイヤ軸方向内側面８ｉとの間で挟持されて半径方向内方に延在する。

さらに本発明は、カーカスコードとして複数枚の有機繊維コードからなるカーカスプライを用い、かつその全てのプライではなく、少なくとも１又は２枚のみが巻下げ部を形成するものなど、種々な変形が可能である。

サイズ２１５／６０Ｒ１６のラジアルタイヤを表１の仕様に基づき試作するとともに、タイヤ重量、耐久性能、実車性能操縦安定性、乗り心地についてテストを行い性能を比較した。実車性能については、タイヤをリム６５×１６にリム組みし内圧１８０ｋＰａに充填するとともに排気量２０００ｃｍ³ のＦＦ車に４輪装着し、テストをコースを１名乗車で走行したときの５点法による官能評価で表している。数値が大きいほど良好である。
耐久性能の試験方法は以下の通りである。
ビード部耐久性は内圧２００ｋＰａ、荷重６０００Ｎ、速度km/Hでドラム上で走行させビード破壊までの走行距離を比較した。
テストの結果を表１に示す。

図１は、本発明の一形態をタイヤ軸を含む片側断面で示す断面図である。 図２は、そのビード部を拡大して示す断面図である。 図３はカーカスプライの端末位置が異なる他の形態を例示する断面図である。 図４は、他のカーカスプライを具える他の形態を例示する断面図である。 図５は、従来タイヤのビード部を例示する断面図である。

符号の説明

１ 空気入りタイヤ
２ トレッド部
３ サイドウォール部
４ ビード部
５ ビードコア
６ カーカス
６ａ カーカスプライ
６ｂ カーカスプライ
６ｃ カーカスプライ
６Ａ 本体部
６Ｂ 折返し部
６Ｂａ 巻上げ部
６Ｂｂ 巻下げ部
７ ベルト層

Claims (3)

1. トレッド部からサイドウォール部を通りビード部のビードコアに至る本体部に該ビードコアの回りをタイヤ軸方向内側から外側に巻上げられて延在する折返し部を有するカーカスプライを有するカーカス、
   トレッド部の内方かつカーカスの外側に配されるベルト層、
   及び前記ビードコアから半径方向外側にのび、かつカーカスプライの本体部と前記折返し部とで挟持され、しかも高弾性ゴムからなるビードエーペックスを具える空気入りタイヤであって、
   前記折返し部は、前記ビードエーペックスのタイヤ軸方向外側に沿ってのびる巻上げ部と、ビードエーペックス上端で折返し前記本体部とビードエーペックスとの間で半径方向内方にのびる巻下げ部とを有することを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記巻下げ部は、前記本体部とビードエーペックスとの間で、又は前記本体部とビードエーペックスとの間を通り、本体部とビードコアとの間で終端することを特徴とする請求項１記載の空気入りタイヤ。
3. 前記カーカスは、トレッド部からサイドウォール部を通り前記巻上げ部のタイヤ軸方向外面を半径方向下方にのびる他のカーカスプライを含むことを特徴とする請求項１又は２記載の空気入りタイヤ。

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