JP4334945B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、生産性を損ねることなく横剛性を向上しうる空気入りタイヤに関する。

図８には、従来の一般的な空気入りタイヤａの断面図を示す。
該空気入りタイヤａは、カーカスｂと、ベルト層ｃと、サイドウォール部ないしビード部に配されたサイド補強層ｄとが設けられる。カーカスｂは、トレッド部ｅからサイドウォール部ｆを経てビード部ｇのビードコアｉに至る本体部ｂ１に、ビードコアｉの回りでタイヤ軸方向内側から外側に折り返されタイヤ半径方向外側にのびる巻き上げ部ｂ２を一体に設けたカーカスプライｂｃが用いられる。乗用車用ラジアルタイヤの場合、カーカスプライｂｃにはポリエステル等の有機繊維コードが採用される。またサイド補強層ｄには、１ないし複数枚のプライが用いられ、その補強コードにはナイロン或いはスチールが採用される。

従来、タイヤの横剛性を高めるために、例えばサイド補強層ｄにおいて、プライ枚数やタイヤ半径方向の長さなどを適宜調節することが行われている。

しかしながら、従来の方法では、タイヤのサイズや種類に応じてカーカスプライｂｃとは別のプライとして、多種類のサイド補強層ｄを準備する必要があり、材料の準備工程や管理コストを増大させる。また生タイヤを成形する工程においても、カーカスプライｂｃとは別のプライ供給装置等を用いてドラム上に送り込みかつカーカスの外側に貼り付けする工程が必要となるため、生産面で無駄が生じやすい。

また近年では、カーカスプライｂｃの前記巻き上げ部ｂ２をそのタイヤ半径方向の外端でさらに折り返してタイヤ半径方向内側に巻きおろした巻き下げ部を設けることが行われている（下記特許文献１ないし３）。

特開平４−１２９８０１号公報 特開平１０−３５２２８号公報 特開２０００−２５４２７号公報

しかしながら、これらの文献に示されるカーカスプライは、巻き上げ部をさらに折り返す位置を特に限定していない。発明者らは種々の実験を行ったところ、前記位置をビード部のビードエーペックスの外端と関連づけて規制することが有効であることを知見した。これにより、生産性や耐久性を損ねることなく横剛性に優れた空気入りタイヤを得ることができる。

以上のように、本発明は、巻き上げ部をさらに折り返す位置をビードエーペックスの高さと関連づけて規制することを基本として、生産性や耐久性を損ねることなく横剛性に優れた空気入りタイヤを提供することを目的としている。

本発明のうち請求項１記載の発明は、トレッド部からサイドウォール部を経てビード部のビードコアに至るカーカスを具えた空気入りタイヤであって、前記カーカスは、トレッド部からサイドウォール部を経てビードコアに至る本体部と、該本体部に連なりかつビードコアの回りで折り返されてタイヤ半径方向外側にのびる第１の巻き上げ部と、該第１の巻き上げ部の外端で折り返されタイヤ半径方向内側にのびる第１の巻き下げ部とを含む少なくとも１枚のカーカスプライを有し、かつ前記本体部と前記第１の巻き上げ部との間に、ビードコアからタイヤ半径方向外側にのびるビードエーペックスが設けられてなり、しかもビードエーペックスの外端からタイヤ半径方向外側に３〜１８mmの距離を隔てた位置に前記第１の巻き上げ部の外端が設けられるとともに、前記カーカスプライは、前記第１の巻き上げ部と第１の巻き下げ部との折返し部において、１ないし複数本おきにカーカスコードが切断されていることを特徴とする空気入りタイヤである。

また請求項２記載の発明は、前記第１の巻き下げ部は、前記第１の巻き上げ部のタイヤ軸方向外側を通りかつビードコアのタイヤ半径方向の内側に巻き込まれることなくビードコアの近傍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である。

また請求項３記載の発明は、前記カーカスプライは、前記第１の巻き下げ部の内端が前記ビードコアの近傍に位置するとともに、該第１の巻き下げ部の内端で折り返されタイヤ半径方向外側にのびる第２の巻き上げ部を有することを特徴とする請求項１記載の空気入りタイヤである。

また請求項４記載の発明は、前記カーカスプライは、前記第２の巻き上げ部の外端で折り返されタイヤ半径方向内側にのびる第２の巻き下げ部を含むことを特徴とする請求項３記載の空気入りタイヤである。また、請求項５記載の発明は、トレッド部からサイドウォール部を経てビード部のビードコアに至るカーカスを具えた空気入りタイヤであって、前記カーカスは、トレッド部からサイドウォール部を経てビードコアに至る本体部と、該本体部に連なりかつビードコアの回りで折り返されてタイヤ半径方向外側にのびる第１の巻き上げ部と、該第１の巻き上げ部の外端で折り返されタイヤ半径方向内側にのびる第１の巻き下げ部と、前記ビードコアの近傍に位置する前記第１の巻き下げ部の内端で折り返されタイヤ半径方向外側にのびる第２の巻き上げ部と、前記第２の巻き上げ部の外端で折り返されタイヤ半径方向内側にのびる第２の巻き下げ部とを含む少なくとも１枚のカーカスプライを有し、かつ前記本体部と前記第１の巻き上げ部との間に、ビードコアからタイヤ半径方向外側にのびるビードエーペックスが設けられてなり、しかもビードエーペックスの外端からタイヤ半径方向外側に３〜１８mmの距離を隔てた位置に前記第１の巻き上げ部の外端が設けられたことを特徴とする空気入りタイヤである。

本発明の空気入りタイヤは、カーカスプライが、トロイド状の本体部に連なりかつビードコアの回りで折り返されてタイヤ半径方向外側にのびる第１の巻き上げ部と、該第１の巻き上げ部の外端で折り返されタイヤ半径方向内側にのびる第１の巻き下げ部とを含む。従って、第１の巻き上げ部と第１の巻き下げ部とでタイヤのサイド部を補強し、タイヤの横剛性を高める。またカーカスプライ以外のサイド補強層を設ける必要が無いため生産性が向上する。またビード部を補強するビードエーペックスの外端からタイヤ半径方向外側に３〜１８mmの距離を隔てた位置に第１の巻き上げ部の外端を設けているため、サイド部に大きな剛性段差が形成されるのを防いでタイヤの耐久性を向上する。また、カーカスコードは、第１の巻き上げ部と第１の巻き下げ部との折返し部において、一部が切断されるので、第１の巻き上げ部の外端で第１の巻き下げ部を折り返す際の抵抗が小さくなるため折り返し作業ないし成形作業を能率化しうる。また抵抗が小さいため、前記折り返した部分の厚さをより小にでき、サイドウォール部の厚さを過度に増加させることがない。

また請求項２記載の発明のように、第１の巻き下げ部は、第１の巻き上げ部のタイヤ軸方向外側を通りかつビードコアのタイヤ半径方向の内側に巻き込まれることなくビードコアの近傍で終端する場合には、生産性が向上し、かつタイヤ重量の増加を抑制しうる。また第１の巻き下げ部の端部が走行時の歪の小さい領域に位置するため、セパレーション等の損傷を防ぎさらに耐久性が向上する。

また請求項３記載の発明のように、カーカスプライは、前記第１の巻き下げ部の内端が前記ビードコアの近傍に位置するとともに、該第１の巻き下げ部の内端で折り返されタイヤ半径方向外側にのびる第２の巻き上げ部を有するときには、サイド部の剛性をさらに高め、操縦安定性の向上に特に役立つ。

また請求項４又は５記載の発明のように、カーカスプライは、前記第２の巻き上げ部の外端で折り返されタイヤ半径方向内側にのびる第２の巻き下げ部を含むときには、サイド部の剛性をさらに高め、操縦安定性の向上に特に役立つ。

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、本実施形態の空気入りタイヤ１の右半分断面図を示す。図１では、空気入りタイヤ１を正規リム（図示せず）にリム組みして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、タイヤが乗用車用である場合には１８０ｋＰａとする。

本実施形態の空気入りタイヤ１は、トレッド部２からサイドウォール部３を経てビード部４のビードコア５に至るカーカス６と、このカーカス６のタイヤ半径方向外側かつトレッド部２の内部に配されたスチールコードのベルトプライ７Ａ、７Ｂからなるベルト層７とを具えた乗用車用のラジアルタイヤが例示される。

前記カーカス６は、実質的に１枚のカーカスプライ６Ａから形成されたものを示す。本実施形態のカーカスプライ６Ａ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４に至る本体部６ａと、該本体部６ａに連なりかつビードコア５の回りで折り返されてタイヤ半径方向外側にのびる第１の巻き上げ部６ｂ１と、該第１の巻き上げ部６ｂ１の外端で折り返されタイヤ半径方向内側にのびる第１の巻き下げ部６ｃ１とを含んでいる。この例では、第１の巻き下げ部６ｃ１は、前記第１の巻き上げ部６ｂ１のタイヤ軸方向外側を通りかつビードコア５のタイヤ半径方向の内側に巻き込まれることなくビードコア５の近傍で終端したものが例示される。またビード部４ないしサイドウォール部３には、カーカスプライ以外のコード補強層は設けられていない。

このような空気入りタイヤ１は、第１の巻き上げ部６ｂ１に加えて第１の巻き下げ部６ｃ１が設けられることによって、ビード部４ないしサイドウォール部３の曲げ剛性を効果的に補強し、タイヤの横剛性を高め操縦安定性を向上しうる。特に本実施形態のように、ビード部４ないしサイドウォール部３に、カーカスプライ以外のコード補強層を設けていない空気入りタイヤでは、材料の準備工程や管理コストを削減でき、より一層生産性を向上しうる。

カーカスプライ６Ａは、前記本体部６ａにおいて、カーカスコードをタイヤ赤道Ｃに対して例えば７５゜〜９０゜の角度で配列される。カーカスコードは、例えばポリエステルコード、ナイロン、レーヨン、アラミドなどの有機繊維コードが好適であるが、必要によりスチールコードを含むことができる。さらにカーカスコードは、第１の巻き上げ部６ｂ１と第１の巻き下げ部６ｃ１との折返し部において、連続するもので良いし、また一部ないし全部が切断されているものでも良い。後者の場合、第１の巻き上げ部６ｂ１の外端Ｎで第１の巻き下げ部６ｃ１を折り返す際の抵抗が小さくなるため折り返し作業ないし成形作業を能率化しうる。また抵抗が小さいため、前記折り返した部分の厚さをより小にでき、サイドウォール部３の厚さを過度に増加させることがない。

前記第１の巻き上げ部６ｂ１と第１の巻き下げ部６ｃ１との折返し部においてカーカスコードを予め切断しておく場合、全てのカーカスコードを切断すると巻き上げ部６ｂ１と巻き下げ部６ｃ１とが分離し易くなり、生タイヤ成形時にカーカスプライ６Ａの取り扱い性を悪化させる。好適には、１ないし複数本おきにカーカスコードを切断し、全体として２０〜８０％、より好ましくは５０〜６０％程度のカーカスコードを切断しておくことが生産性の観点から特に好ましい。

またカーカスプライ６Ａの本体部６ａと第１の巻き上げ部６ｂ１との間には、ビードコア５からタイヤ半径方向外側に断面先細状でのびるビードエーペックス８が設けられる。このようなビードエーペックス８は、ビード部４に大きな剛性段差を形成することなくビード部４の曲げ剛性を高めるのに役立つ。ビードエーペックス８は、例えばＪＩＳデュロメータＡ硬さで６０〜１００度、より好ましくは７０〜８０度の硬質のゴム組成物によって形成されるのが望ましい。

またビードエーペックス８は、ビードベースラインＢＬからの高さｈａがタイヤ断面高さＨの１０〜８０％、より好ましくは３０〜７０％が望ましい。前記高さｈａがタイヤ断面高さＨの１０％未満であると、ビード部４の曲げ剛性などを十分に高めることができず、操縦安定性が悪化する傾向があり、逆に８０％を超えると、サイドウォール部３における柔軟な領域が少なくなり、乗り心地を著しく悪化させる傾向がある。

また空気入りタイヤ１は、第１の巻き上げ部６ｂ１の外端Ｎが、ビードエーペックス８の外端８ｔからタイヤ半径方向外側に３〜１８mm、より好ましくは３〜１５mm、さらに好ましくは５〜１０mmの距離ｔを隔てた位置に設けられる。ビードエーペックス８の外端８ｔとは、前記正規状態において、ビードエーペックス８が最もタイヤ半径方向外側に位置する部分を言う。また第１の巻き上げ部６ｂ１の外端Ｎとは、第１の巻き上げ部６ｂ１のカーカスコードが最もタイヤ半径方向外側に位置する部分を言う。

発明者らは前記距離ｔを違えて種々のタイヤを試作してテストを行った。先ず、前記外端Ｎがビードエーペックス８よりもタイヤ半径方向内側に位置するタイヤでは、ビードエーペックス８の外端８ｔよりもタイヤ半径方向外側のサイドウォール領域において補強効果が殆ど得られない。従って、横剛性が低く操縦安定性の向上が十分に期待できない。

また前記距離ｔが０mm以上かつ３mmよりも小さいタイヤでは、第１の巻き上げ部６ｂ１の外端Ｎとルースが生じ易いビードエーペックス８の外端８ｔとが実質的にタイヤ軸方向で隣り合う。このため、サイドウォール部３に大きな剛性段差が形成される。このような剛性段差によって、ビードエーペックス８の外端８ｔないし第１の巻き上げ部６ｂ１の外端Ｎに応力ないし歪が集中し、ゴム剥離といった損傷を早期に招くなど耐久性に劣る欠点がある。さらに前記距離ｔが１８mmよりも大きいタイヤ、とりわけ図７に示すように、第１の巻き上げ部６ｂ１の外端Ｎをベルト層７の内側まで立ち上げたタイヤでは、衝撃を吸収するフレキシブルなバットレス部の曲げ剛性を高めてしまい乗り心地を著しく損ねる欠点がある。このように、距離ｔを適切に限定することによって、ビード部からサイドウォール部にかけての耐久性を確実に向上しうる。

また第１の巻き下げ部６ｃ１の内端は、本実施形態のように、負荷走行時の歪の影響が少ないビードコア５の近傍で終端させたものが望ましい。具体的には、図１に示すように、ビードベースラインＢＬから第１の巻き下げ部６ｃ１の内端Ｍとの間のタイヤ半径方向の距離ｒを例えば０〜２０mmとするのが特に望ましい。なお図６に略示するように、カーカスプライ６Ａの第１の巻き下げ部６ｃ１は、ビードコア５のタイヤ半径方向内側を通ってベルト層７の近傍まで立ち上げることも考えられる。しかしながら、このような態様では、サイドウォール部の剛性が高くなり過ぎ、乗り心地を損ねるばかりか、ベルト層７の内側に第１の巻き下げ部６ｃ１の端部６ｃ１ｅが位置するため、この部分でルースが生じ易くなる。

さらに本実施形態では、カーカスプライ６Ａの第１の巻き下げ部６ｃ１は、第１の巻き上げ部６ｂ１のタイヤ軸方向外側を通ってタイヤ半径方向内側にのびるものが例示されるが、図３に示すように、第１の巻き上げ部６ｂ１のタイヤ軸方向内側に第１の巻き下げ部６ｃ１を設けることもできる。

図４には、本発明の他の実施形態を示している。
この実施形態では、カーカスプライ６Ａの第１の巻き下げ部６ｃ１の内端Ｍがビードコア５の近傍に位置するとともに、該第１の巻き下げ部６ｃ１の内端Ｍで折り返されタイヤ半径方向外側にのびる第２の巻き上げ部６ｂ２を有するものが例示される。第２の巻き上げ部６ｂ２は第１の巻き下げ部６ｃ１のタイヤ軸方向外側を通りタイヤ半径方向外側にのびている。また第２の巻き上げ部６ｂ２の外端Ｎ２は、第１の巻き上げ部６ｂ１の外端Ｎから３〜１８mmの距離ｓをタイヤ半径方向外側に隔てた位置で終端したものを示す。これにより、外端Ｎ、Ｎ２が近接して大きな剛性段差が形成されるのを効果的に防止しうる。この実施形態では、カーカスプライ６Ａだけでビード部４ないしサイドウォール部３を補強でき、生産性を損ねることなくさらにタイヤサイド部の曲げ剛性等をより強固に高め得る。

また図５には本発明のさらに他の実施形態を示している。
この実施形態では、図４に示した第２の巻き上げ部６ｂ２の外端Ｎ２で折り返されタイヤ半径方向内側にのびる第２の巻き下げ部６ｃ２を含むものが例示される。このように、巻き上げ部、巻き下げ部は、それぞれ複数個設けることができる。

以上のような空気入りタイヤ１は、円筒状の成形ドラムに予め第１の巻き下げ部（図３のものでは第１の巻き下げ部及び第２の巻き上げ部、図４のものでは第１の巻き下げ部、第２の巻き上げ部及び第２の巻き下げ部）を形成、つまり、第１の巻き下げ部を予め折り返したカーカスプライ６Ａを巻き付ければ、その後は、慣例に従い通常通りに生カバーを成形でき、生産性を損ねることがない。

表１の仕様に基づき空気入りタイヤを試作し、乗り心地、操縦安定性、生産性、耐久性をテストした。タイヤサイズは、いずれも１８５／７０Ｒ１４であり、テスト方法は、次の通りである。

＜乗り心地・操縦安定性＞
排気量２０００cm³ の国産ＦＦ車に、リム５Ｊ×１４、内圧２００ｋＰａで４輪装着し、ドライバー１名乗車でドライアスファルト路面の段差路、ベルジャソ路（石畳の路面）、ビッツマン路（小石を敷き詰めた路面）等を走行し、操縦安定性、ゴツゴツ感、突き上げ、ダンピングに関して官能評価を行い、比較例１を６とする１０点法で表示した。数値が大きいほど良好である。

＜生産性＞
タイヤ生カバーを成形するのに必要な時間を測定し、比較例１を１００とする指数で表示した。数値が小さいほど良好である。

＜耐久性＞
ＪＩＳに規定する最大荷重の１．４倍の荷重を加え、７０km／Ｈの速度より２時間毎に１０km／Ｈずつ速度を高め、タイヤが破壊するまでの速度と、その速度での走行時間を求め、両者をハイフンで区切って示している。速度、時間とも大きい方が良好である。テストの結果を表１に示す。

テストの結果、参考例のものは、乗り心地、操縦安定性、生産性、耐久性をバランス良く向上していることが確認できた。なお比較例１では、生産性が悪く、また比較例２では耐久性が著しく悪く、さらに比較例３では著しく乗り心地が悪化する。このように、本発明の有意な効果が確認できた。

本実施形態の空気入りタイヤを示す断面図である。 そのビード部の部分拡大図である。 本発明の他の実施形態を示すビード部の部分拡大図である。 本発明の他の実施形態を示すビード部の部分拡大図である。 本発明の他の実施形態を示すビード部の部分拡大図である。 従来の空気入りタイヤを示す断面図である。 従来の空気入りタイヤのカーカスプライの略図である。 従来の空気入りタイヤのカーカスプライの略図である。

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 本体部
６ｂ１ 第１の巻き上げ部
６ｂ２ 第２の巻き上げ部
６ｃ１ 第１の巻き下げ部
６ｃ２ 第２の巻き下げ部
７ ベルト層
８ ビードエーペックス

Claims (5)

1. トレッド部からサイドウォール部を経てビード部のビードコアに至るカーカスを具えた空気入りタイヤであって、
   前記カーカスは、トレッド部からサイドウォール部を経てビードコアに至る本体部と、
   該本体部に連なりかつビードコアの回りで折り返されてタイヤ半径方向外側にのびる第１の巻き上げ部と、
   該第１の巻き上げ部の外端で折り返されタイヤ半径方向内側にのびる第１の巻き下げ部とを含む少なくとも１枚のカーカスプライを有し、
   かつ前記本体部と前記第１の巻き上げ部との間に、ビードコアからタイヤ半径方向外側にのびるビードエーペックスが設けられてなり、
   しかもビードエーペックスの外端からタイヤ半径方向外側に３〜１８mmの距離を隔てた位置に前記第１の巻き上げ部の外端が設けられるとともに、
   前記カーカスプライは、前記第１の巻き上げ部と第１の巻き下げ部との折返し部において、１ないし複数本おきにカーカスコードが切断されていることを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記第１の巻き下げ部は、前記第１の巻き上げ部のタイヤ軸方向外側を通りかつビードコアのタイヤ半径方向の内側に巻き込まれることなくビードコアの近傍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. 前記カーカスプライは、前記第１の巻き下げ部の内端が前記ビードコアの近傍に位置するとともに、
   該第１の巻き下げ部の内端で折り返されタイヤ半径方向外側にのびる第２の巻き上げ部を有することを特徴とする請求項１記載の空気入りタイヤ。
4. 前記カーカスプライは、前記第２の巻き上げ部の外端で折り返されタイヤ半径方向内側にのびる第２の巻き下げ部を含むことを特徴とする請求項３記載の空気入りタイヤ。
5. トレッド部からサイドウォール部を経てビード部のビードコアに至るカーカスを具えた空気入りタイヤであって、
   前記カーカスは、トレッド部からサイドウォール部を経てビードコアに至る本体部と、
   該本体部に連なりかつビードコアの回りで折り返されてタイヤ半径方向外側にのびる第１の巻き上げ部と、
   該第１の巻き上げ部の外端で折り返されタイヤ半径方向内側にのびる第１の巻き下げ部と、
   前記ビードコアの近傍に位置する前記第１の巻き下げ部の内端で折り返されタイヤ半径方向外側にのびる第２の巻き上げ部と、
   前記第２の巻き上げ部の外端で折り返されタイヤ半径方向内側にのびる第２の巻き下げ部とを含む少なくとも１枚のカーカスプライを有し、
   かつ前記本体部と前記第１の巻き上げ部との間に、ビードコアからタイヤ半径方向外側にのびるビードエーペックスが設けられてなり、
   しかもビードエーペックスの外端からタイヤ半径方向外側に３〜１８mmの距離を隔てた位置に前記第１の巻き上げ部の外端が設けられたことを特徴とする空気入りタイヤ。

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