JP5144962B2

JP5144962B2 - 空気入りタイヤ

Info

Publication number: JP5144962B2
Application number: JP2007147016A
Authority: JP
Inventors: 佐伯　　勉
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2007-06-01
Filing date: 2007-06-01
Publication date: 2013-02-13
Anticipated expiration: 2027-06-01
Also published as: JP2008296818A

Description

この発明は、空気入りタイヤ、なかでも、重荷重車両用の空気入りタイヤに関するものであり、とくには、カーカスプライの両側部をビードコアの周りに巻付けて掛止して、カーカスプライの側縁の、ゴム質からのセパレーション、ひいては、ビード部クラックの発生を防止し、また、カーカスプライの耐引抜け性を向上させたタイヤの、ゴムチェーファのへたりの発生を有効に防止できる技術を提案するものである。

ビード部へのクラックの発生を防止して、ビード部の耐久性を高め、また、カーカスプライの耐引抜け性を向上させる従来のこの種のタイヤとしては、たとえば特許文献１および２等に記載されたものがある。
特開２０００−２１９０１６号公報特開２０００−３４３９０７号公報

ところで、これらの従来技術では、カーカスプライの側部が、横断面形状が四〜六角形等の角形をなすビードコアの周りに、たとえば図５に一方のビード部をタイヤ幅方向の断面で例示するように巻付け掛合されていて、カーカスプライ２１の本体部分２１ａに引張力Ｔが作用した場合に、そのカーカスプライ２１の巻付け側部２１ｂが、ビードコア２２に、それの横断面内でカーカスプライ２１の本体部分２１ａ側への、図では時計回りの大きな回動力を発生させることになる。

この一方で、上記従来技術では、タイヤビード部２３の、リムＲとの接触域に、一種類のゴムからなる７０〜７５のＪＩＳＡ硬度のゴムチェーファ２４を配設することとしており、このゴムチェーファ２４は、ビードコア２２への上述したような大きな回動力の発生によって、カーカスプライ本体部分２１ａへの引張力の作用の都度、そのビードコア２２とリムＲとによる大きな圧縮力を受けることになるため、タイヤの新品時にはとくに問題は生じないものの、走行距離の増加につれて、ゴムチェーファ２４、とくには、それのビードヒール側部分に、ゴム硬度の低さに起因する、劣化によるへたりが発生し易く、これが車輪のユニフォミティの低下を惹起することになるという問題があった。

この発明は、従来技術従来技術が抱えるこのような問題を解決することを課題とするものであり、それの目的とするところは、カーカスプライの側部をビードコアの周りに巻付けて掛止する構造を採用してなお、ゴムチェーファへのへたりの発生を有効に防止することができる空気入りタイヤ、とくにはそれのビード部構造を提供するにある。

この発明に係る空気入りタイヤは、タイヤビード部に配置した、横断面形状が角形をなすビードコアの周りに、たとえば、スチールコード、有機繊維コード等からなる、好ましくは、予めくせ付けしたカーカスプライのそれぞれの側部を、前記ビードコアに対し、タイヤ幅方向の内側から外側に向けて巻付けて掛止させるとともに、そのビード部の、リムとの接触域にゴムチェーファを配設してなるものにおいて、ゴムチェーファの、ビードヒール側の部分に配置されるチェーファゴムの硬度を、ビードトゥ側の部分に配置される、たとえば、ＪＩＳＡ硬度が７０〜７５のチェーファゴムの硬度の１．２〜１．５倍の範囲とするとともに、高硬度のチェーファゴムの配置域を、タイヤを適用リムに組付けて規定の空気圧を充填したタイヤ姿勢の下で、ビード部外表面がリムフランジより離隔する点から、ビードコアの断面中心を通る半径方向線分との交点までの間の範囲の全体を含む領域としたものである。

なおここで、高硬度チェーファゴムのビードトゥ側の配置部分では、低硬度チェーファゴムの外側、いいかればビードベース側に重ねて高硬度チェーファゴムを配置できることはもちろんであるが、それらの両チェーファゴムの硬度差が大きいときは、両者の界面に破壊が生じるおそれが高くなるので、その界面の延在態様のいかんにかかわらず、両チェーファゴム間に、中間のゴム硬度をもつ一層以上の応力緩和層を設けることが好ましい。

ところで、ここにおいて、「適用リム」とは、タイヤのサイズに応じて下記の規格に規定されたリムを、「規定の空気圧」とは、下記の規格において、最大負荷能力に対応して規定される空気圧をいい、最大負荷能力とは、下記の規格で、タイヤに負荷することが許容される最大の質量をいう。
なお、ここでいう空気は、窒素ガス等の不活性ガスその他に置換することも可能である。

そして規格とは、タイヤが生産または使用される地域に有効な産業規格によって決められたものであり、たとえば、アメリカ合衆国では“THE TIRE AND RIM ASSOCIATION INC.のYEAR BOOKであり、欧州では、“THE European Tyre and Rim Technical OrganisationのSTNDARDS MUNUAL”であり、日本では日本自動車タイヤ協会の“JATMA YEAR BOOK”である。

また好ましくは、カーカスプライ、より好適には、スチールコードからなるカーカスプライに、ビードコアの角部に対応して位置する、一個所以上の折曲げ加工部を設ける。

この発明に係るタイヤでは、カーカスプライのそれぞれの側部を、好ましくは、予めくせ付けを施した巻付け部をもってビードコアの周りに巻付けて掛止させることにより、それらの側部の、ビードコアに対する巻付け方向のいかんにかかわらず、カーカスプライの側部の、ゴム質からのセパレーションを防止するとともに、カーカスプライの耐引抜け性を有効に向上させることができ、しかも、このタイヤでは、リムとの接触部分に配設されるゴムチェーファにおいて、ビードヒール側の部分に配置されるチェーファゴムのゴム硬度を、たとえばＪＩＳＡ硬度で８４〜１１２．５として、ビードトゥ側の部分に配置されるチェーファゴムのそれの１．２〜１．５倍の範囲の高硬度として、ビードコアに巻付けたカーカスプライへの引張力の作用に起因するビードコアの回動力によって、その高硬度のチェーファゴムに作用する圧縮力が大きくなっても、その圧縮力に対する耐劣化性を大きく高めることにより、ゴムチェーファへのへたりの発生を有効に防止して、走行距離の増加に伴うユフォミティの低下のおそれを有効に取り除くことができる。

なおここでは、ゴムチェーファを軟硬二種類のチェーファゴムにて構成することで、高硬度のチェーファゴムが受けた圧縮力を低硬度のチェーファゴムに逃がすことによって、チェーファゴム全体としての変形を大きく低減させることができる。

ここで、高硬度チェーファゴムの硬度を、低硬度チェーファゴムのそれの１．２〜１．５倍とするのは、それば１．２倍未満では、ゴムチェーファへのへたりの発生を、所期したほどには有効に防止することができず、この一方で、１．５倍を越える値としても、より一層のへたり防止効果を期し得ないことによる。

加えてここでは、高硬度のチェーファゴムの配置域を、ビード部外表面がリムフランジから離隔する点と、ビードコアの横断面中心を通る半径方向線分とビードベースとの交点との間の範囲の全体を含む領域とすることで、ビードコアの回動力によってゴムチェーファに圧縮力が作用する部分の大部分、好適には全体を高硬度のチェーファゴムで十分にカバーして、ゴムチェーファの耐劣化性を一層高めることができる。

そしてこれらのことは、カーカスプライを、ビードコアに対し、タイヤ幅方向の内側から外側に向けて巻付けた場合にとくに効果的である。
これに対し、カーカスプライを、ビードコアに対し、タイヤ幅方向の外側から内側に向けて巻付けた場合には、高硬度のチェーファゴムの配置域を、ビードコアの横断面中心を通る半径方向線分とビードベースとの交点よりもビードトウ側へ幾分広げることによって、その高硬度チェーファゴムに、ビードコアの、上述したところとは逆向きの回動力に起因して発生する圧縮力をより十分に支持させることが好ましい。
そしてこの場合は、高硬度チェーファゴムの配置域を、ビードコアの、最もタイヤの内側を通る半径方向線分とビードベースとの交点位置まで広げることが好適である。

さらに、カーカスプライに、ビードコアの角部に対応して位置する、一個所以上の折曲げ加工部を設けたときは、曲線状に湾曲するくせ付け部を設けた場合に比して、ビードコアによる、カーカスプライに対する拘束力を高めることができる。

図１は、この発明の実施形態を要部について示すタイヤ幅方向の断面図である。
タイヤを適用リムに組付けるとともに、規定の空気圧を充填した姿勢で示すこの図において、Ｒはリムを、１はタイヤビード部を、２は各ビード部１に配設した、横断面形状が六角形をなすビードコアをそれぞれ示す。

また３は、一対のビード部間にトロイダルに延びて、トレッド部、サイドウォール部およびビード部１のそれぞれを補強する、図では一枚のカーカスプライを示す。複数枚を可とするこのカーカスプライ３を、ここでは、それの側部に予め形成した、断面湾曲形状のくせ付け部３aをもって、ビードコア２の周りに、タイヤ幅方向の内側から外側に向けて巻付けることによりビードコア２に緊密に掛止する。

そしてここでは、ビード部１の、リムＲとの接触域、すなわち、ビードシートおよびリムフランジＲＦと接触域にゴムチェーファ４を配設するとともに、このゴムチェーファ４の、ビードヒール５側の部分に配置されるチェーファゴム４ａの硬度を、たとえば、ＪＩＳＡ硬度で８４〜１１２．５とすることで、ビードトウ６側の部分に配置されるチェーファゴム４ｂの硬度の１．２〜１．５倍の範囲とし、この場合の、高硬度チェーファゴム４ａの配置域を、ビード部１の外表面が、リムフランジＲＦの内面から離隔する点ｐ_１と、ビードコア２の横断面中心ｏを通る半径方向線分ｒのビードベースとの交点ｐ_２との間の範囲の全体を含む領域とする。

高硬度チェーファゴム４ａをこのように配置したときは、カーカスプライ３の本体部分に引張り力Ｔが作用することによって、ビードコア２に、その断面中心ｏの周りの、図では時計回りの回動力が発生した場合に、そのビードコア２とリムＲとの間に生じる圧縮力のほぼ全体を、耐劣化性にすぐれるその高硬度チェーファゴム４ａによって支持し、また、その圧縮力の多くの部分を低硬度のチェーファゴム４ｂに伝達分散させることで、両チェーファゴム４ａ，４ｂの境界へのセパレーション発生を抑制しつつ、ゴムチェーファ４のへたりを長期間にわたって防止することができる。
なお図中７は、ビードコア２の近傍で、カーカスプライ３とゴムチェーファ４との間に配設したワイヤーチェーファを示す。

図２は、他の実施形態を示す要部横断面図であり、これは、たとえば、スチールコードからなるカーカスプライ３の側部に、塑性加工によって、ビードコア２の角部に対応して位置する一個所以上、図では三個所の折曲げ加工部ｂ_１，ｂ_２，ｂ_３を予め形成して、これらのそれぞれの折曲げ加工部ｂ_１，ｂ_２，ｂ_３を、ビードコア２のそれぞれの角部に整合させた状態で、カーカスプライ３の側部をビードコア２に巻付けることによって、高い巻付け精度および巻付け強度を確保したものである。

そしてこの場合もまた、リムＲとの接触域に配設したゴムチェーファ４を、前述したと同様の硬度をもつ高硬度チェーファゴム４ａおよび低硬度チェーファゴム４ｂにより構成し、また、高硬度チェーファゴム４ａの配置域をも先に述べたところと同様としたものである。

このタイヤによっても、高硬度チェーファゴム４ａの作用下で、ゴムチェーファ４のへたりを長期間にわたって防止することができる。

図３はさらに他の実施形態を示す要部横断面図であり、これは、カーカスプライ３の側部に一個所以上の折曲げ加工部ｂ_１，ｂ_２，ｂ_３を設けたところにおいて、そのカーカスプライ３の側部をビードコア２の周りに、タイヤ幅方向の外側から内側に向けて巻付けたものであり、ゴムチェーファ４を、ビードヒール側の部分に配置される高硬度のチェーファゴム４aと、ビードトウ側の部分に配置される低硬度のチェーファゴム４ｂとで構成するとともに、それらの両チェーファゴム４ａ，４ｂの硬度比を前述したところと同様としたものである。

ところでこの場合は、カーカスプライ３の本体部分への引張力Ｔの作用に起因してビードコア２に発生する回動力の向きが前述したところとは逆向きとなり、図では反時計回り方向となるので、高硬度チェーファゴム４ａの配置域を、少なくとも、そのビードコア２、より正確には、そこに巻付けたカーカスプライ３の、タイヤ幅方向の最も内側位置を通る半径方向線分ｒ_１と、ビードベースとの交点位置ｐ_３まで広げることが、ゴムチェーファ４に作用する圧縮力を、高硬度チェーファゴム４ａによってより十分に支持させる上で好ましい。

なおこの場合および、図１，２に示す場合のいずれにあっても、高硬度チェーファゴム４ａと低硬度チェーファゴム４ｂとの界面は、それらの高度差が３０を越える様な場合には、ゴムの種類を増やして界面の剛性段差を小さくすることが好適である。

図１に示すビード部構造を有する、サイズが４９５／４５Ｒ２２．５のタイヤを、適用リムに組付けて９００ｋｐａの空気圧の充填状態で、１０万ｋｍ走行後の、車輪ユニフォミティを、図２に示すような配置構造の高硬度チェーファゴム４ａの硬度の、低硬度チェーファゴム４ｂの硬度（ＪＩＳＡ硬度）に対する比をパラメータとして測定したところ図４にグラフで示す結果を得た。
なおこのグラフは、図５に示すビード部構造を有し、単一種類のチェーファゴム２４のＪＩＳＡ硬度を７０としたタイヤのユニフォミティをコントロールとした指数値で示し、指数値が大きいほどすぐれた結果を示すものとした。

図４に示すグラフによれば、硬度比が１．２未満ではユニフォミティの向上効果が１０％未満であって、所期したほどの効果をもたらすことができず、一方、硬度比が１．５を越えると、ユニフォミティの一層の向上を期し難くなることが解かる。

この発明の実施の形態を要部について示すタイヤ幅方向の断面図である。この発明の他の実施の形態を要部について示すタイヤ幅方向の断面図である。この発明のさらに他の実施の形態を要部について示すタイヤ幅方向の断面図である。チェーファゴムの硬度比の、車輪ユニフォミティに及ぼす影響を示すグラフである。従来タイヤのビード部構造を示すタイヤ幅方向断面図である。

符号の説明

１ビード部
２ビードコア
３カーカスプライ
３ａくせ付け部
４ゴムチェーファ
４ａ高硬度チェーファゴム
４ｂ低硬度チェーファゴム
５ビードヒール
６ビードトウ
Ｒリム
ＲＦリムフランジ
ＢＳビードシート
ｐ_１離隔点
ｐ_２，ｐ_３交点
ｏ横断面中心
ｒ，ｒ_１半径方向線分
Ｔ引張力
ｂ１，ｂ２，ｂ３折曲げ加工部

Claims

タイヤビード部に配置した、横断面形状が角形をなすビードコアの周りに、カーカスプライのそれぞれの側部を、前記ビードコアに対し、タイヤ幅方向の内側から外側に向けて巻付けるとともに、そのビード部の、リムとの接触域にゴムチェーファを配設してなる空気入りタイヤにおいて、
ゴムチェーファの、ビードヒール側の部分に配置されるチェーファゴムの硬度を、ビードトゥ側の部分に配置されるチェーファゴムのそれの１．２〜１．５倍の範囲とするとともに、高硬度のチェーファゴムの配置域を、タイヤを適用リムに組付けて規定の空気圧を充填したタイヤ姿勢の下で、ビード部外表面がリムフランジより離隔する点から、ビードコアの断面中心を通る半径方向線分との交点までの間の範囲の全体を含む領域としてなる空気入りタイヤ。
カーカスプライに、ビードコアの角部に対応して位置する、一個所以上の折曲げ加工部を設けてなる請求項１記載の空気入りタイヤ。