JP4343171B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、空気入りタイヤに関する。詳細には、本発明は、空気入りタイヤのビードの改良に関する。

車両のホイールは、タイヤとディスクホイールとからなる。このディスクホイールは、リムを備えている。タイヤのビードがリムと嵌合することで、タイヤがディスクホイールに取り付けられる。ビードとリムとの密着により、エアーシールが達成される。ビードとリムとの嵌合は、ホイールにとって極めて重要である。改良されたビードを備えたタイヤが、特開２００５−１７０３３５公報に開示されている。

図２は、従来のタイヤ２の一部がリム４と共に示された断面図である。この図２において、左右方向はホイールの軸方向である。この図２において、左側はホイールの裏側（ｂａｃｋ ｓｉｄｅ）であり、右側はホイールの表側（ｆｒｏｎｔ ｓｉｄｅ）である。リム４は、ウェル６、裏側スロープ８、表側スロープ１０、裏側ハンプ１２、表側ハンプ１４、裏側シート１６、表側シート１８、裏側フランジ２０及び表側フランジ２２を備えている。裏側スロープ８は、軸方向に対して傾斜している。表側スロープ１０も、軸方向に対して傾斜している。裏側スロープ８の軸方向に対する傾斜角度は、表側スロープ１０の軸方向に対する傾斜角度よりも小さい。タイヤ２は、裏側ビード２４及び表側ビード２６を備えている。裏側ビード２４の断面形状は、表側ビード２６の断面形状とは線対称である。

タイヤ２がディスクホイールに取り付けられるときは、まずタイヤ２にリム４が通される。このとき、図２において二点鎖線で示されるように、裏側ビード２４及び表側ビード２６はウェル６に位置する。裏側ビード２４は裏側スロープ８と当接しており、表側ビード２６は表側スロープ１０と当接している。このとき、タイヤ２とリム４とは、軽度のエアーシール状態にある。次に、タイヤ２に空気が充填される。充填の進行に伴い、タイヤ２の内圧が徐々に上昇する。内圧がある値に達すると、裏側ビード２４が湾曲しつつ裏側スロープ８に沿って左へ移動し、裏側ハンプ１２を乗り越え、図２中実線で示された位置に達する。換言すれば、裏側ビード２４がリム４と嵌合する。このときの内圧は、裏側嵌合圧と称される。この段階では、表側ビード２６は、表側ハンプに至っていない。その理由は、傾斜角度が大きな表側スロープ１０が表側ビード２６の移動を阻止するからである。さらに内圧が上昇すると、表側ビード２６が湾曲しつつ表側スロープ１０に沿って右へ移動し、表側ハンプ１４を乗り越え、図２中実線で示された位置に達する。換言すれば、表側ビード２６がリム４と嵌合する。このときの内圧は、表側嵌合圧と称される。表側嵌合圧は、裏側嵌合圧よりも大きい。タイヤ２のリム４への取り付けに要する最大嵌合圧は、表側嵌合圧と一致する。

タイヤ２は、多数のプライがアッセンブリーされてなる。プライの一端と他端との重なり等に起因して、タイヤ２には周方向の質量分布が存在する。ディスクホイールは、バルブを備えている。このバルブ等に起因して、ディスクホイールには周方向の質量分布が存在する。タイヤ２とディスクホイールとからなるホイールにも、質量分布が存在する。ディスクホイールの所定箇所にウエイト（バランサー）が取り付けられることにより、ホイールの質量分布が緩和される。

シート１６、１８とビード２４、２６との間の摩擦、及びフランジ２０、２２とビード２４、２６との間の摩擦により、リム４に対するタイヤ２の位置が固定される。しかし、車両の急加速時又は急減速時にこの摩擦力よりも大きな力が発生することで、リム４とビード２４、２６とがスリップすることがある。このスリップにより、リム４に対してタイヤ２が周方向にずれる。タイヤ２が長期間使用されると、内部の空気が徐々に漏洩し、内圧が低下する。内圧の小さなタイヤ２において、特にズレが生じやすい。このズレが生じると、ホイールの質量バランスが崩れる。質量バランスが崩れたホイールが装着された車両が走行すると、車両に振動が生じる。ズレが生じにくいタイヤ２が、望まれている。特に、扁平率が小さなタイヤ２では、ビード２４、２６とフランジ２０、２２との摩擦力が小さいことに起因して、ズレが生じやすい。扁平率の小さなタイヤ２において、ズレの抑制が急務である。
特開２００５−１７０３３５公報

リム４との嵌合のとき、ビード２４、２６は延伸する。ビード２４、２６は、復元力によりリム４のシート１６、１８を締め付ける。この締め付け力が大きく設定されれば、リム４に対するタイヤ２のズレが生じない。しかし、締め付け力が大きなビード２４、２６は、嵌合のとき、ハンプ１２、１４を乗り越えにくい。締め付け力が大きなビード２４、２６がハンプ１２、１４を乗り越えるためには、大きな嵌合圧が必要である。締め付け力が大きなタイヤ２では、表側嵌合圧は極めて大きい。このタイヤ２では、嵌合のときにバーストが生じるおそれがある。このタイヤ２では、大きな嵌合圧の影響で、移動時にビード２４、２６が局部的に捻れるおそれがある。捻れにより、不完全な嵌合が生じる。

本発明の目的は、リムとのズレが生じにくく、しかもリムへの取り付け時にトラブルが生じにくいタイヤの提供にある。

本発明に係るタイヤは、裏側ビードと表側ビードとを備える。この裏側ビードのコンプレッションは、表側ビードのコンプレッションよりも大きい。

裏側ビードは、裏側コアを備える。表側ビードは、表側コアを備える。好ましくは、この裏側コアの内径Ｄｂは、表側コアの内径Ｄｆよりも小さい。好ましくは、表側コアの内径Ｄｆと裏側コアの内径Ｄｂとの差（Ｄｆ−Ｄｂ）は、０．３ｍｍ以上である。

裏側ビードは、裏側コアを備える。裏側コアは、多数の裏側ワイヤーを含む。表側ビードは、表側コアを備える。表側コアは、多数の表側ワイヤーを含む。好ましくは、裏側ワイヤーの数は、表側ワイヤーの数よりも大きい。好ましくは、裏側ワイヤーの数の、表側ワイヤーの数に対する比率は、１１０％以上である。

好ましくは、裏側ワイヤーのモジュラスは、表側ワイヤーのモジュラスよりも大きい。好ましくは、裏側ワイヤーのモジュラスの、表側ワイヤーのモジュラスに対する比率は、１２０％以上である。

本発明に係るタイヤでは、裏側ビードが大きな力でリムを締め付ける。この締め付けにより、リムに対するタイヤのズレが抑制される。裏側ビードの締め付け力が大きくても、裏側スロープの傾斜角度が小さいので、このタイヤの最大嵌合圧は過大ではない。このタイヤでは、リムへの取り付け時にトラブルが生じにくい。

以下、適宜図面が参照されつつ、好ましい実施形態に基づいて本発明が詳細に説明される。

図１は、本発明の一実施形態に係る空気入りタイヤ３０の一部が示された断面図である。この図１には、タイヤ３０の軸を含む平面に沿った断面が示されている。このタイヤ３０は、トレッド３２、一対のサイドウォール３４、裏側ビード３６及び表側ビード３８を備えている。トレッド３２は、半径方向外向きに凸な形状を呈している。トレッド３２は、路面と接地する。サイドウォール３４は、トレッド３２の端から半径方向略内向きに延びている。裏側ビード３６は、一方のサイドウォール３４から半径方向略内向きに延びている。表側ビード３８は、他方のサイドウォール３４から半径方向略内向きに延びている。裏側ビード３６は、裏側コア４０を備えている。この裏側コア４０は、リング状である。図示されていないが、この裏側コア４０は、多数の裏側ワイヤーを含んでいる。表側ビード３８は、表側コア４２を備えている。表側コア４２は、リング状である。図示されていないが、この表側コア４２は、多数の表側ワイヤーを含んでいる。図示されていないが、このタイヤ３０はカーカスプライを備えている。カーカスプライは、裏側コア４０と表側コア４２との間に架け渡されており、トレッド３２及びサイドウォール３４の内側に沿っている。このタイヤ３０は、チューブレスタイプである。このタイヤ３０は、乗用車に装着される。

図１において、両矢印Ｄｂで示されているのは裏側コア４０の内径でり、両矢印Ｄｆで示されているのは表側コア４２の内径である。内径Ｄｂは、内径Ｄｆよりも小さい。内径Ｄｂが小さいので、裏側ビード３６のコンプレッションは大きい。一方、内径Ｄｆが大きいので、表側ビード３８のコンプレッションは小さい。

コンプレッションは、当業者にとって周知の物性値である。コンプレッションは、ホフマンコンプレッションテスターによって測定される。このテスターは、８個のセグメントと、このセグメントを移動させるための油圧装置と、セグメントの位置を計測するためのリニアポテンションメーターと、ロードセルとを備えている。セグメントは、円弧状である。８個のセグメントが配置されることで、これらセグメントはリングを形成する。これらセグメントは、リングの外径がリム規格値よりも３ｍｍ小さくなるように配置される。これらセグメントの外側にビード底４４、４６が位置するように、タイヤ３０が置かれる。８つのセグメントは、径方向に徐々に移動する。この移動により、リングの外径が拡大する。拡大速度は、１０ｍｍ／ｍｉｎである。移動に伴い、各セグメントに荷重がかかる。この荷重が、ロードセルで測定される。リングの外径がリム規格値よりも３ｍｍ大きくなった段階で、測定が終了する。この測定で得られた荷重−変位曲線から、リングの外径がリム規格値のときの、各セグメントの荷重が決定される。８つのセグメントに関して決定された荷重が平均され、コンプレッション（Ｎ）が算出される。測定は、室温で行われる。このコンプレッションは、リム４に対するビードの締め付け力と相関する。

このタイヤ３０では、裏側ビード３６のコンプレッションが大きいので、この裏側ビード３６がリム４を十分に締め付ける。この締め付けにより、裏側ビード３６のリム４に対するスリップが抑制される。このタイヤ３０では、リム４に対するタイヤ３０のズレが生じにくい。

裏側ビード３６のコンプレッションが従来のタイヤのそれと比べて大きいとき、このタイヤ３０の裏側嵌合圧は従来のタイヤのそれと比べて大きい。この裏側嵌合圧は、表側嵌合圧に近い。しかし、依然として、裏側嵌合圧は表側嵌合圧よりも小さい。最大嵌合圧は表側嵌合圧に依存するので、このタイヤ３０の最大嵌合圧は従来のタイヤのそれと同一である。このタイヤ３０では、リム４への取り付け時にトラブルが生じにくい。

このタイヤ３０において裏側ビード３６のコンプレッションが極めて大きい場合は、裏側嵌合圧が表側嵌合圧よりも大きいことが起こりうる。換言すれば、最大嵌合圧が裏側嵌合圧と一致することが起こりうる。この場合でも、裏側嵌合圧と表側嵌合圧との差は、さほど大きくない。このタイヤ３０の最大嵌合圧は、従来のタイヤのそれと比べて過大ではない。このタイヤ３０では、リム４への取り付け時にトラブルが生じにくい。

このタイヤ３０では、裏側ビード３６がリム４を十分に締め付けるので、表側ビード３８のコンプレッションが従来のタイヤのそれと比べて小さく設定されうる。この場合、最大嵌合圧は小さい。小さな最大嵌合圧により、リム４への取り付け時のトラブルがさらに抑制されうる。

裏側ビード３６のコンプレッションの、表側ビード３８のコンプレッションに対する比率Ｐｃは、１０５％以上が好ましい。この比率Ｐｃが１０５％以上に設定されることにより、ズレが抑制され、かつリム４への取り付け時のトラブルが抑制される。この観点から、この比率Ｐｃは１０８％以上がより好ましく、１１０％以上が特に好ましい。タイヤ３０にリム４が通されるときの作業性の観点から、この比率Ｐｃは１５０％以下が好ましい。

表側コア４２の内径Ｄｆと裏側コア４０の内径Ｄｂとの差（Ｄｆ−Ｄｂ）は、０．３ｍｍ以上が好ましい。差（Ｄｆ−Ｄｂ）が０．３ｍｍ以上に設定されることにより、十分大きな比率Ｐｃが得られうる。この観点から、差（Ｄｆ−Ｄｂ）は０．５ｍｍ以上がより好ましい。タイヤ３０にリム４が通されるときの作業性の観点から、差（Ｄｆ−Ｄｂ）は１．０ｍｍ以下が好ましい。内径Ｄｂ及び内径Ｄｆは、新品のタイヤ３０において測定される。内径Ｄｂ及び内径Ｄｆは、タイヤ３０がリム４に組み込まれていない状態で測定される。裏側コア４０の内径にばらつきがある場合は、最大値と最小値との中心値が内径Ｄｂとされる。表側コア４２の内径にばらつきがある場合は、最大値と最小値との中心値が内径Ｄｆとされる。

図１において、両矢印ｄｂで示されているのは裏側ビード３６の内径でり、両矢印ｄｆで示されているのは表側ビード３８の内径である。内径ｄｂは、内径ｄｆよりも小さい。内径ｄｂが小さいので、裏側ビード３６のコンプレッションは大きい。一方、内径ｄｆが大きいので、表側ビード３８のコンプレッションは小さい。このタイヤ３０では、コアの内径の相違及びビードの内径の相違によって、コンプレッションの相違が達成されている。コアの内径の相違のみによって、コンプレッションの相違が達成されてもよい。ビードの内径の相違のみによって、コンプレッションの相違が達成されてもよい。

表側ビード３８の内径ｄｆと裏側ビード３６の内径ｄｂとの差（ｄｆ−ｄｂ）は、０．３ｍｍ以上が好ましい。差（ｄｆ−ｄｂ）が０．３ｍｍ以上に設定されることにより、十分大きな比率Ｐｃが得られうる。この観点から、差（ｄｆ−ｄｂ）は０．５ｍｍ以上がより好ましい。タイヤ３０にリム４が通されるときの作業性の観点から、差（ｄｆ−ｄｂ）は１．０ｍｍ以下が好ましい。内径ｄｂ及び内径ｄｆは、新品のタイヤ３０において測定される。内径ｄｂ及び内径ｄｆは、タイヤ３０がリム４に組み込まれていない状態で測定される。裏側ビード３６の内径にばらつきがある場合は、最大値と最小値との中心値が内径ｄｂとされる。表側ビード３８の内径にばらつきがある場合は、最大値と最小値との中心値が内径ｄｆとされる。

タイヤ３０の加硫工程では、モールドが用いられる。このモールドは、裏側ビードリング及び表側ビードリングを備えている。裏側ビード３６の内径ｄｂは、裏側ビードリングの外径に依存する。表側ビード３８の内径ｄｆは、表側ビードリングの外径に依存する。その外径が表側ビードリングの外径よりも小さな裏側ビードリングが用いられることにより、十分大きな差（ｄｆ−ｄｂ）が達成される。表側ビードリングの外径と裏側ビードリングの外径との差は、０．３ｍｍ以上が好ましく、０．５ｍｍ以上がより好ましい。この差は、１．０ｍｍ以下が好ましい。

裏側ワイヤーの数が表側ワイヤーの数よりも大きく設定されることにより、裏側ビード３６のコンプレッションが表側ビード３８のコンプレッションよりも大きなタイヤ３０が得られうる。裏側ワイヤーの数の、表側ワイヤーの数に対する比率Ｐｎは、１１０％以上が好ましい。この比率Ｐｎが１１０％以上に設定されることにより、十分大きな比率Ｐｃが得られうる。この観点から、この比率Ｐｎは１２０％以上がより好ましい。この比率Ｐｎは、１５０％以下が好ましい。

そのモジュラスが表側ワイヤーのモジュラスよりも大きい裏側ワイヤーが用いられることにより、裏側ビード３６のコンプレッションが表側ビード３８のコンプレッションよりも大きなタイヤ３０が得られうる。裏側ワイヤーのモジュラスの、表側ワイヤーのモジュラスに対する比率Ｐｍは、１２０％以上が好ましい。この比率Ｐｍが１２０％以上に設定されることにより、十分大きな比率Ｐｃが得られうる。この観点から、この比率Ｐｍは１３０％以上がより好ましい。この比率Ｐｍは、２００％以下が好ましい。モジュラスは、ワイヤーが２％伸張されたときの応力である。

裏側ビード３６のコンプレッションの、表側ビード３８のコンプレッションに対する比率Ｐｃが大きなタイヤ３０は、以下の手段によって得られうる。
（１）裏側コア４０の内径Ｄｂが表側コア４２の内径Ｄｆよりも小さく設定される。
（２）裏側ビード３６の内径ｄｂが表側ビード３８の内径ｄｆよりも小さく設定される。
（３）裏側ワイヤーの数が表側ワイヤーの数よりも大きく設定される。
（４）そのモジュラスが表側ワイヤーのモジュラスよりも大きい裏側ワイヤーが用いられ る。
この（１）から（４）のいずれかの手段が単独で採用されてもよく、複数の手段が併用されてもよい。

本発明に係るタイヤ３０は、ＪＡＴＭＡの「Ｒ０２−１」に規定された「ＩＳＯ ５°深底リム」に、適している。このリム４は、図２に示されている。トレッドパターンが非対称なタイヤ３０において、コンプレッションが互いに相違するビード対が設けられることが好ましい。コンプレッションの相違は、扁平率が５０％以下、特には４０％以下のタイヤ３０において、特に効果を発揮する。

以下、実施例によって本発明の効果が明らかにされるが、この実施例の記載に基づいて本発明が限定的に解釈されるべきではない。

［比較例］
市販のタイヤを用意し、比較例１とした。このタイヤのサイズは、「２２５／４０Ｒ１８」である。このタイヤでは、裏側ビードの形状は、表側ビードの形状と対称である。裏側コアの仕様は、表側コアの仕様と同一である。

［実施例１及び２］
裏側コアの内径が下記の表１に示される通りであるタイヤを製作した。このタイヤのその他の仕様は、比較例と同等である。

［参考例１及び２］
裏側ビードの内径が下記の表１に示される通りであるタイヤを製作した。このタイヤのその他の仕様は、比較例と同等である。

［実施例３及び４］
裏側コアのワイヤー数が下記の表１に示される通りであるタイヤを製作した。このタイヤのその他の仕様は、比較例と同等である。

［実施例５］
表側コアの内径及び裏側ビードの内径が下記の表１に示される通りであるタイヤを製作した。このタイヤのその他の仕様は、比較例と同等である。

［嵌合圧の測定］
タイヤを、「１８×８−ＪＪ」のリムに取り付けた。このときの裏側嵌合圧及び表側嵌合圧を測定した。この結果が、下記の表１に示されている。

［実用テスト］
タイヤを「１８×８−ＪＪ」のリムに取り付け、内圧が２００ｋＰａとなるようにタイヤに空気を充填した。このタイヤを排気量が３０００ｃｍ^３の乗用車に、前輪として取り付けた。この乗用車を１００ｋｍ／ｈの速度で走行させ、ブレーキングを行ってアンチロックブレーキシステムを作動させた。このブレーキングを１０回行った後、タイヤとリムとのズレの有無を、目視で確認した。ズレが生じていない場合、内圧を１０ｋＰａ低下させて、さらに１０回のブレーキングを行った。そして、タイヤとリムとのズレの有無を、目視で確認した。以降同様に、減圧と１０回のブレーキングとを繰り返した。ズレが最初に確認されたときの内圧が、下記の表１に示されている。

表１に示されるように、実施例のタイヤの最大嵌合圧は、過大ではない。しかも、実施例のタイヤでは、リムに対するズレが生じにくい。この評価結果から、本発明の優位性は明らかである。

本発明に係るタイヤは、種々の車両に装着されうる。

図１は、本発明の一実施形態に係るタイヤの一部が示された断面図である。 図２は、従来のタイヤの一部がリムと共に示された断面図である。

符号の説明

４・・・リム
６・・・ウェル
８・・・裏側スロープ
１０・・・表側スロープ
１２・・・裏側ハンプ
１４・・・表側ハンプ
３０・・・空気入りタイヤ
３２・・・トレッド
３４・・・サイドウォール
３６・・・裏側ビード
３８・・・表側ビード
４０・・・裏側コア
４２・・・表側コア

Claims (9)

1. 裏側ビードと表側ビードとを備えており、この裏側ビードのコンプレッションが表側ビードのコンプレッションよりも大きく、
   この裏側ビードが裏側コアを備えており、この表側ビードが表側コアを備えており、この裏側コアの内径Ｄｂが表側コアの内径Ｄｆよりも小さい空気入りタイヤ。
2. 上記表側コアの内径Ｄｆと裏側コアの内径Ｄｂとの差（Ｄｆ−Ｄｂ）が、０．３ｍｍ以上である請求項１に記載のタイヤ。
3. 裏側ビードと表側ビードとを備えており、この裏側ビードのコンプレッションが表側ビードのコンプレッションよりも大きく、
   この裏側ビードが裏側コアを備えており、裏側コアが多数の裏側ワイヤーを含んでおり、この表側ビードが表側コアを備えており、表側コアが多数の表側ワイヤーを含んでおり、裏側ワイヤーの数が表側ワイヤーの数よりも大きい空気入りタイヤ。
4. 上記裏側コアの内径Ｄｂが表側コアの内径Ｄｆよりも小さい請求項３に記載のタイヤ。
5. 上記裏側ワイヤーの数の、表側ワイヤーの数に対する比率が、１１０％以上である請求項３又は４に記載のタイヤ。
6. 裏側ビードと表側ビードとを備えており、この裏側ビードのコンプレッションが表側ビードのコンプレッションよりも大きく、
   この裏側ビードが裏側コアを備えており、裏側コアが多数の裏側ワイヤーを含んでおり、この表側ビードが表側コアを備えており、表側コアが多数の表側ワイヤーを含んでおり、裏側ワイヤーのモジュラスが表側ワイヤーのモジュラスよりも大きい空気入りタイヤ。
7. 上記裏側コアの内径Ｄｂが表側コアの内径Ｄｆよりも小さい請求項６に記載のタイヤ。
8. 上記裏側ワイヤーの数が表側ワイヤーの数よりも大きい請求項６又は７に記載のタイヤ。
9. 上記裏側ワイヤーのモジュラスの、表側ワイヤーのモジュラスに対する比率が、１２０％以上である請求項６から８のいずれかに記載のタイヤ。

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