JP5109723B2 - 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。

近年、空気入りタイヤにおいては車両の燃費の向上を図る上で軽量化が要望されており、特に小型車向けの空気入りタイヤでは軽量化が強く求められている。
そのため、カーカスの枚数を削減したり、あるいは、カーカスの巻上げ部の高さを抑制することがなされている。しかしながら、このようなカーカスの枚数の削減や巻上げ部の高さの短縮化を行うと、空気入りタイヤが縁石などに乗り上げる際にリムと縁石との間に挟まれるカーカスの部分が破断しやすくなり、カーカスの耐破断性を確保する上で不利がある。

そこで、カーカスの巻上げ部をサイドウォール部において折り返して２重構造としたタイヤが提案されている（特許文献１、２参照）。
また、ビードコアの周りを内側から外側に巻き上げることで巻上げ部を形成する第１のカーカスプライと、第１のカーカスプライの巻上げ部とビードエーペックスの外向き面との間を通りかつビードコアの外向き面のタイヤ軸方向外側で外向きに折り返して畳む折り返し部を形成する第２のカーカスプライとを設け、これによりサイドウォール部において第１のカーカスプライの巻上げ部と第２のカーカスプライとその折り返し部とで３重構造としたタイヤが提案されている（特許文献３参照）。
特開平５−３１９０１０ 特開２００５−６７４７０ 特開平６−３４４７１１

しかしながら、上述した各従来技術では、カーカスを部分的に重ねることでカーカスの耐破断性を確保できる反面、車両の乗り心地などの一般特性が低下する不利があった。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、軽量化およびカーカスの耐破断性の向上を図りつつ、車両の乗り心地などの一般特性を確保する上で有利な空気入りタイヤを提供することにある。

上記目的を達成するために本発明は、トレッド部からサイドウォール部を通りビード部に至る本体部と、前記本体部に接続されビードコアの周りを半径方向外側に巻き上げられた巻上げ部と、前記巻上げ部の端部から半径方向内側に折り返された折り返し部とを有するカーカスを備えた空気入りタイヤであって、前記巻上げ部および前記折り返し部の中間伸度の平均値が、前記本体部の中間伸度より大きい値であることを特徴とする。

本発明によれば、軽量化およびカーカスの耐破断性の向上を図りつつ、車両の乗り心地などの一般特性を確保する上で有利となる。

（第１の実施の形態）
次に、本発明の第１の実施の形態の空気入りタイヤ１０（以下単にタイヤ１０という）について図面を参照して説明する。
図１は第１の実施の形態におけるタイヤ１０の断面図である。
図１に示すように、タイヤ１０は、トレッド部１４と、このトレッド部１４の両側に連続する左右のショルダー部１６と、サイドウォール部１８と、ビード部２０とを含んで構成されている。
符号１２は、ゴムで被覆された有機繊維コードにより形成されたコード層からなる１枚のカーカスを示しており、カーカス１２は左右のビード部２０間に延在しており、詳細には、カーカス１２はトレッド部１４から左右のショルダー部１６およびサイドウォール部１８を経てビード部２０に延在している。
カーカス１２は、タイヤ１０の骨格を形成するものであり、タイヤ１０に空気を充填した際に圧力容器としての役目を果たす強度メンバーであり、その内圧によって荷重を支え、走行中の動的負荷に耐える構造を有している。

トレッド部１４のタイヤ内周側（カーカス１２のタイヤ外周側）には、２層のベルト２２、２４が配置されている。
ベルト２２、２４は、タイヤ１０の周方向に貼り付けられた補強層であって、カーカス１２を締め付けてトレッド剛性を高めると共に、衝撃を緩和してトレッド部１４に生じた外傷がカーカス１２に及ぶのを防止する。

ビード部２０は、ビードコア２０Ａと、ビードフィラー２０Ｂとを含んで構成されている。
ビードコア２０Ａは、スチールワイヤからなり、タイヤ１０の内圧によって発生するカーカス１２のコード張力を支えるものであって、カーカス１２、ベルト２２、２４などと共にタイヤ１０の強度部材として機能する。

カーカス１２は、本体部２６と、巻上げ部２８と、折り返し部３０とを有している。
本体部２６は、トレッド部１４の両側から左右のショルダー部１６およびサイドウォール部１８を通りビード部２０に至る。
巻上げ部２８は、本体部２６に接続されビードコア２０Ａおよびビードフィラー２０Ｂの周りを半径方向外側に巻き上げられている。
折り返し部３０は、巻上げ部２８の端部から半径方向内側に折り返され、本実施の形態では、折り返し部３０はタイヤ１０の幅方向の内側（タイヤ中心軸の軸方向の内側）で巻上げ部２８に重なっている。
このように巻上げ部２８と折り返し部３０とが重ね合わされることによりカーカス１２の耐破断性が高められる。

巻上げ部２８と折り返し部３０とが重ね合わされる範囲は、ビードコア２０Ａの内周端から巻上げ部２８の外周端までのタイヤ径方向に沿った長さである高さＨｕと、ビードコア２０Ａの内周端から折り返し部３０の内周端までのタイヤ径方向に沿った長さである高さＨＬとで規定される。
ビードコア２０Ａの内周端から巻上げ部２８の外周端までの高さＨｕは、タイヤ断面高さＨの３０％以上５０％以下であり、かつ、ビードコア２０Ａの内周端から折り返し部３０の内周端までの高さＨＬは、０ｍｍ以上１３ｍｍ以下であることが、タイヤ１０が縁石などに乗り上げる際に、リム２と縁石との間に挟まれるカーカス１２の部分の耐破断性を補強する上で好ましい。
なお、ビードコア２０Ａの内周端から折り返し部３０の内周端までの高さＨＬの１３ｍｍという数値はリム２のフランジ高さを考慮したものである。
ビードコア２０Ａの内周端から巻上げ部２８の外周端までの高さＨｕがタイヤ断面高さＨの３０％を下回ると、リム２と縁石との間に挟まれるカーカス１２の部分の耐破断性を補強する上で不利があり、５０％を上回るとカーカス２０の軽量化を図る上で不利がある。
また、ビードコア２０Ａの内周端から折り返し部３０の内周端までの高さＨＬが１３ｍｍを上回ると、折り返し部３０の内周端がリム２のフランジ高さよりも上位に位置するため、カーカス１２がリム２と縁石との間に挟まれた場合に荷重が折り返し部３０の内周端部分に掛かりやすく耐破断性の向上を図る上で不利がある。

さらに、巻上げ部２８および折り返し部３０の中間伸度の平均値は、本体部２６の中間伸度より大きい値とされている。
したがって、巻上げ部２８および折り返し部３０の少なくとも一方の中間伸度が、本体部２６の中間伸度より大きい値であってもよいし、巻上げ部２８および折り返し部３０の双方の中間伸度が、本体部２６の中間伸度より大きい値であってもよい。
ここで中間伸度とは、ＪＩＳ Ｌ１０１７（化学繊維タイヤコード試験方法）の８．７項の「標準時試験」に準じて測定された「一定荷重時伸び率」であり、一定荷重Ｆは式（１）によって算出される。
Ｆ（Ｎ）＝４４×（ｄ２／ｄ１）……（１）
ここに、ｄ１：繊維の種類によって定まる基準繊度（ｄｔｅｘ）
ｄ２：試料の表示繊度（ｄｔｅｘ）
また、中間伸度の測定にあたっては、加硫後のタイヤから採取するものとし、試料（測定サンプル）を採取する位置はタイヤ断面において中間伸度を大きく設定した部位の概ね中央位置が望ましい。
また、複数ごとのカーカスを有するタイヤでは、当該部品の中間伸度は、当該部位に存在するそれぞれのカーカスの中間伸度を測定し、その値を平均して算出した値とする。詳細に説明すると、２枚以上のカーカスを有するタイヤでは、本体部２６に２枚以上のカーカスが存在するため、本体部２６の中間伸度は各カーカスの中間伸度の平均値として規定される。巻上げ部２８および折り返し部３０に２枚以上のカーカスが存在する場合も同様に、巻上げ部２８の中間伸度および折り返し部３０の中間伸度は、各カーカスの中間伸度の平均値としてそれぞれ規定される。

なお、カーカス１２に中間伸度の変化を与える方法としては、成形前の材料の段階で中間伸度を高くしたい部位を加熱して予め熱収縮を与える方法があり、この方法により中間伸度の差を任意に設定することができ、この場合、カーカス１２を構成する有機繊維としてはナイロン、ポリエステルなどが好ましい。
また、カーカス１２に中間伸度の変化を与える方法として、カーカス１２に与える撚りを変える方法など従来公知のさまざまな方法が採用可能である。

このように巻上げ部２８および折り返し部３０の中間伸度の平均値を、本体部２６の中間伸度より大きい値とすることで、リム２と縁石との間に巻上げ部２８および折り返し部３０が挟まれた場合に、巻上げ部２８および折り返し部３０の部分の伸びが大きいためカーカス１２の耐破断性を確保する上で有利となる。
また、本体部２６の中間伸度は、巻上げ部２８および折り返し部３０の中間伸度の平均値よりも小さいため、本体部２６の中間伸度を従来と同じとすることで乗り心地などの一般特性などの性能を維持することができる。
具体的には、巻上げ部２８および折り返し部３０の中間伸度の平均値をＥ１（％）とし、本体部２６の中間伸度をＥ２（％）としたとき、中間伸度差Ｅ１−Ｅ２を１％以上４％以下とすることがカーカス１２の耐破断性の向上を図りつつ乗り心地などの一般特性を確保する上で好ましい。
Ｅ１−Ｅ２が１％を下回ると、有効な耐破断性を確保する上で不利があり、Ｅ１−Ｅ２が４％を上回ると、乗り心地などの一般特性を確保する上で不利がある。

さらに、巻上げ部２８に位置する有機繊維コードの延在方向と、折り返し部３０に位置する有機繊維コードの延在方向とが異なるように、巻上げ部２８に対して折り返し部３０が折り返されている。
巻上げ部２８と折り返し部３０とで有機繊維コードの延在方向を変えると、バイアス効果により当該部分の強度の向上を図る上で有利となりカーカス１２の耐破断性の向上を図る上でより有利となる。

以上説明したように、第１の実施の形態のタイヤ１０によれば、巻上げ部２８および折り返し部３０を重ねると共に、巻上げ部２８および折り返し部３０の中間伸度を本体部２６の中間伸度よりも大きくしたので、タイヤ１０が縁石などに乗り上げる際にリム２と縁石との間に挟まれるカーカス１２の部分の耐破断性の向上を図りつつ車両の乗り心地などの一般特性を確保する上で有利となる。
また、巻上げ部２８および折り返し部３０の構成から上記の効果が達成されることから、カーカス１２が１枚であっても上記の効果を達成でき、タイヤの軽量化を図る上で有利となる。

（第２の実施の形態）
次に第２の実施の形態について説明する。
図２は第２の実施の形態におけるタイヤ１０の断面図であり、第１の実施の形態と同一または対応する部分、部材には同一の符号を付してその説明を省略する。
第１の実施の形態では、折り返し部３０がタイヤ１０の幅方向の内側（タイヤ中心軸の軸方向の内側）で巻上げ部２８に重なっていたのに対して、第２の実施の形態では、折り返し部３０がタイヤ１０の幅方向の外側（タイヤ中心軸の軸方向の外側）で巻上げ部２８に重なっている点のみが第１の実施の形態と相違している。
このような第２の実施の形態においても第１の実施の形態と同様の効果が奏される。
なお、第１、第２の実施の形態を比較すると、第１の実施の形態では、折り返し部３０の内周端が巻上げ部２８よりもタイヤ１０の幅方向の内側に位置することから、カーカス１２がリム２と縁石との間に挟まれた場合に荷重が折り返し部３０の内周端部分に掛かりにくく耐久性の向上を図る上で第２の実施の形態に比べて有利である。
また、タイヤ１０のリム２への装着方向が規定されている場合、リム２に装着した際に車両の外側に臨むセリアル側に位置する折り返し部３０と、リム２に装着した際に車両の内側に臨む反セリアル側に位置する折り返し部３０とで、巻上げ部２８に重ねる箇所をそれぞれ異ならせてもよい。
言い換えると、セリアル側に位置する折り返し部３０と、反セリアル側に位置する折り返し部３０とで、巻上げ部２８に対してタイヤ１０の幅方向の内側および外側の何れに重なるかを異ならせてもよい。
タイヤ１０のパターンエンドのデザインや非対称プロファイルを考慮した場合、上記のようにセリアル側と反セリアル側とで折り返し部３０を別の方向に重ねることでタイヤ１０全体として適正な剛性を確保する上で有利となる。

（実施例）
次に、タイヤ１０の実施例を説明する。
表１は実施例と比較例の試験結果を示す説明図である。
比較例のタイヤは、巻上げ部２８を有するが折り返し部３０を有さないものである。
実施例１乃至実施例４のタイヤは、何れも、ビードコア２０Ａの内周端から巻上げ部２８の外周端までの高さＨｕがタイヤ断面高さＨの４０％であり、かつ、ビードコア２０Ａの内周端から折り返し部３０の内周端までの高さＨＬが１２ｍｍとなっている。
実施例１乃至実施例４は、中間伸度差Ｅ１−Ｅ２のみが、それぞれ１％、４％、０．５％、５％と異なっている。
試験条件は以下の通りである。
タイヤサイズ：１７５／６５Ｒ１４
リム：１４×５．５ＪＪ
評価車両：排気量１．３Ｌ、２ＷＤ車
ＡＰ：２３０／２３０
軸重：２名乗車相当。
乗り心地の感能評価は、比較例のタイヤを１００点として行う。
縁石乗り越し性能：時速１０ｋｍ／ｈから２．５ｋｍ／ｈごとに速度を上昇させ、縁石（高さ１１ｃｍ）を進入角３０度で乗り越えたときにタイヤが破損（カーカスの破断など）した速度を比較。

表１に示すように、比較例では２０ｋｍ／ｈでタイヤの破損が生じているのに対して、実施例１乃至３では比較例と同じ乗り心地を確保しつつ、タイヤが破損する速度が比較例よりも高い速度となっており、カーカス１２の耐破断性、タイヤ１０の耐久性を確保する上で有利となっている。
なお、実施例４では、中間伸度差Ｅ１−Ｅ２を５％とし、前述した中間伸度差Ｅ１−Ｅ２の好ましい範囲の上限値である４％を上回る数値で設定していることから、乗り心地などの一般特性が９０点と比較例に対して劣るもののタイヤが破損する速度は比較例よりも高い速度２７．５ｋｍ／ｈを確保している。

第１の実施の形態におけるタイヤ１０の断面図である。 第２の実施の形態におけるタイヤ１０の断面図である。

符号の説明

１０……空気入りタイヤ、１２……カーカス、１４……トレッド部、１８……サイドウォール部、２０……ビード部、２６……本体部、２８……巻上げ部、３０……折り返し部。

Claims (9)

1. トレッド部からサイドウォール部を通りビード部に至る本体部と、
   前記本体部に接続されビードコアの周りを半径方向外側に巻き上げられた巻上げ部と、
   前記巻上げ部の端部から半径方向内側に折り返された折り返し部とを有するカーカスを備えた空気入りタイヤであって、
   前記巻上げ部および前記折り返し部の中間伸度の平均値が、前記本体部の中間伸度より大きい値である、
   ことを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記巻上げ部および前記折り返し部の少なくとも一方の中間伸度が、前記本体部の中間伸度より大きい値である、
   ことを特徴とする請求項１記載の空気入りタイヤ。
3. 前記巻上げ部および前記折り返し部の双方の中間伸度が、前記本体部の中間伸度より大きい値である、
   ことを特徴とする請求項１記載の空気入りタイヤ。
4. 前記巻上げ部および前記折り返し部の中間伸度の平均値をＥ１（％）とし、前記本体部の中間伸度をＥ２（％）としたとき、中間伸度差Ｅ１−Ｅ２が１％以上４％以下である、
   ことを特徴とする請求項１記載の空気入りタイヤ。
5. 前記ビードコアの内周端から前記巻上げ部の外周端までの高さＨｕは、タイヤ断面高さＨの３０％以上５０％以下であり、かつ、前記ビードコアの内周端から前記折り返し部の内周端までの高さＨＬは、０ｍｍ以上１３ｍｍ以下である、
   ことを特徴とする請求項１記載の空気入りタイヤ。
6. 前記カーカスは、ゴムで被覆された有機繊維コードを含んで構成され、
   前記巻上げ部に位置する前記有機繊維コードの延在方向と、前記折り返し部に位置する前記有機繊維コードの延在方向とが異なるように、前記巻上げ部に対して前記折り返し部が折り返されている、
   ことを特徴とする請求項１記載の空気入りタイヤ。
7. 前記折り返し部は前記巻上げ部のタイヤの幅方向の内側に重なっている、
   ことを特徴とする請求項１記載の空気入りタイヤ。
8. 前記折り返し部は前記巻上げ部のタイヤの幅方向の外側に重なっている、
   ことを特徴とする請求項１記載の空気入りタイヤ。
9. 前記タイヤがセリアル側と反セリアル側を有している場合に、セリアル側に位置する前記折り返し部と、反セリアル側に位置する前記折り返し部とでは、前記折り返し部が、前記巻上げ部のタイヤの幅方向の内側および外側の異なった箇所に重ねられている、
   ことを特徴とする請求項１記載の空気入りタイヤ。

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