JP5504003B2 - タイヤ - Google Patents

Description

本発明は、カーカス層よりもトレッド幅方向外側に位置し、チェファーコードをゴム材で被覆したチェーファーを備えるタイヤに関する。

従来から、小型トラックなどの車両に装着される重荷重用空気入りタイヤ（以下、タイヤ）は、高内圧及び高荷重が負荷されるため、荷重が集中しやすいビード部の耐久性を向上させることが求められている。

例えば、ナイロンなどからなるチェファーコードをゴム材で被覆したチェーファーによって、ビード部（具体的には、ビードコア）に折り返されたカーカス層の折返部分を補強したタイヤが知られている（例えば、特許文献１参照）。このタイヤによれば、チェーファーによってビード部の倒れ込み（具体的には、リムフランジ側への倒れ込み）を抑制でき、ビード部の耐久性が向上する。

特開２００７−２０３９６６号公報（第２〜第４頁、第１及び第２図）

しかしながら、上述した従来のタイヤでは、次のような状況があった。すなわち、チェーファーは、ビード部の倒れ込みを抑制しているため、カーカス層とリムフランジとの間で生じる圧縮歪みにより疲労し、チェファーコードが切れてしまうことがある。これにより、チェファーコードが切れた部分を基点に、チェファーコードとゴム材との間でセパレーション（剥離）が発生する場合があった。このように、ビード部の耐久性を向上させるためには、未だ改善の余地があるのが現状である。

そこで、本発明は、チェファーコードをゴム材で被覆したチェーファーが設けられる場合において、コードとゴム材との間で生じるセパレーションを抑制し、ビード部の耐久性をより確実に向上できるタイヤの提供を目的とする。

上述した課題を解決するため、本発明は、次のような特徴を有している。まず、本発明の第１の特徴は、ビードコア（ビードコア１１）に折り返される折返部分（折返部分２１）を有するカーカス層（カーカス層２０）よりもトレッド幅方向外側に位置し、チェファーコード（チェファーコード６１）をゴム材（ゴム材６２）で被覆したチェーファー（チェーファー６０）と、前記チェーファーのトレッド幅方向外側には、前記チェーファーのトレッド幅方向外側に設けられるビードサイドゴム（ビードサイドゴム７０）とを備えるタイヤ（重荷重用タイヤ１）であって、前記チェファーコードは、タイヤ周方向に沿った仮想線（仮想線ＲＬ）に対して０〜４５°で傾斜し、前記ビードサイドゴムは、リムフランジ（リムフランジＲＦ）と接触する接触領域（接触領域７１Ａ）と、前記接触領域よりもタイヤ径方向外側に位置し、前記リムフランジと接触しない非接触領域（非接触領域７１Ｂ）とを有し、前記非接触領域において、前記チェーファーのタイヤ径方向外側端（外側端６０Ｂ）よりもタイヤ径方向内側に位置する前記ビードサイドゴムの第１厚さ（ビードサイドゴム７０の厚さＣ）は、前記チェーファーのタイヤ径方向外側端に位置する前記ビードサイドゴムの第２厚さ（ビードサイドゴム７０の厚さＤ）よりも厚いことを要旨とする。

ここで、接触領域とは、正規内圧及び正規荷重が負荷された状態において、正規リムのリムフランジと接触する領域を示す。なお、正規内圧とは、ＪＡＴＭＡ（日本自動車タイヤ協会）のＹｅａｒ Ｂｏｏｋ２００８年度版の最大負荷能力に対応する空気圧であり、正規荷重とは、上記規格に記載されている適用サイズにおける単輪を適用した場合の最大負荷能力に相当する荷重である。正規リムとは、上記規格に記載されている適用サイズにおける標準リムのことである。

かかる特徴によれば、チェファーコードは、仮想線に対して０〜４５°で傾斜する。これによれば、ビード部の倒込時において、チェファーコードに発生する応力がタイヤ周方向に分散し、チェファーコードの一部に圧縮歪みが集中しにくくなる。このため、チェファーコードの疲労や破損を抑制できる。従って、チェファーコードとゴム材との間で生じるセパレーションを抑制し、ビード部の耐久性をより確実に向上できる。

また、非接触領域において、ビードサイドゴムの第１厚さは、ビードサイドゴムの第２厚さよりも厚い。これによれば、ビード部の倒込時において、ビードサイドゴムによってチェファーコードに生じる圧縮歪みを軽減できる。このため、チェファーコードの疲労や破損を抑制でき、ビード部の耐久性がさらに確実に向上する。

本発明の第２の特徴は、本発明の第１の特徴に係り、前記第１厚さは、前記リムフランジの高さに対して１．３〜１．８倍の領域（領域Ｔ）内の厚さであることを要旨とする。

本発明の第３の特徴は、本発明の第１または２の特徴に係り、前記第１厚さは、前記第２厚さよりも２ｍｍ以上厚いことを要旨とする。

本発明の第４の特徴は、本発明の第１乃至３の特徴に係り、前記チェーファーのタイヤ径方向外側端（外側端６０Ｂ）は、トレッド幅方向断面における前記タイヤ最大高さＡに対して２５〜３５％の範囲内に設けられることを要旨とする。

本発明の第５の特徴は、本発明の第１乃至４の特徴に係り、前記チェーファーのタイヤ径方向内側端（内側端６０Ａ）は、前記ビードコアのタイヤ径方向内側端（内側端１１Ａ）から８〜１２ｍｍの範囲内に設けられることを要旨とする。

本発明の特徴によれば、チェファーコードをゴム材で被覆したチェーファーが設けられる場合において、コードとゴム材との間で生じるセパレーションを抑制し、ビード部の耐久性をより確実に向上できるタイヤを提供することができる。

図１は、本実施形態に係る重荷重用タイヤ１のトレッド幅方向断面図である。 図２は、本実施形態に係るチェーファー６０のみを示す斜視図である。 図３は、本実施形態に係るチェーファー６０のみを示す側面図（図２のＡ矢視図）である。 図４は、本実施形態に係る重荷重用タイヤ１のビード部１０近傍を示す拡大断面図である。

次に、本発明に係る重荷重用空気入りタイヤ（以下、重荷重用タイヤ）の実施形態について、図面を参照しながら説明する。具体的には、（１）重荷重用タイヤの構成、（２）チェーファーの構成、（３）ビードサイドゴムの構成、（４）比較評価、（５）作用・効果、（６）その他の実施形態について説明する。

なお、以下の図面の記載において、同一または類似の部分には、同一または類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率などは現実のものとは異なることに留意すべきである。

したがって、具体的な寸法などは以下の説明を参酌して判断すべきである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれ得る。

（１）重荷重用タイヤの構成
まず、本実施形態に係る重荷重用タイヤ１の構成について、図面を参照しながら説明する。図１は、本実施形態に係る重荷重用タイヤ１のトレッド幅方向断面図である。なお、重荷重用タイヤ１は、タイヤ赤道線ＣＬに対して線対称であるため、図面ではタイヤ赤道線ＣＬの片側のみを示している。

図１に示すように、重荷重用タイヤ１は、ビード部１０と、カーカス層２０と、インナーライナー３０と、ベルト４０と、トレッド５０と、チェーファー６０と、ビードサイドゴム７０（いわゆる、サイドゴム）とを備える。

ビード部１０は、リムフランジＲＦを有するリムＲ（図４参照）と接する。ビード部１０は、ビードコア１１と、ビードフィラー１３と、ビードトゥ１５とを有する。ビードコア１１は、ビード部１０の芯となる。ビードフィラー１３は、ビードコア１１を折り返したカーカス層２０間に設けられ、ビード部１０の変形を抑制する。ビードトゥ１５は、ビード部１０内において最もタイヤ径方向内側に位置し、リムＲと接する。

カーカス層２０は、重荷重用タイヤ１の骨格を形成する。カーカス層２０は、ビードコア１１を折り返し、トロイダル状に形成される。カーカス層２０は、複数（例えば、内側カーカス層、外側カーカス層）設けられ、ビードコア１１に折り返される折返部分２１を有する。

インナーライナー３０は、チューブの役割となる気密性の高いゴム層によって形成される。インナーライナー３０は、カーカス層２０の内側に設けられる。

ベルト４０は、重荷重用タイヤ１の形状を保持するとともに、トレッド５０を補強する。ベルト４０は、カーカス層２０よりもタイヤ径方向外側に設けられる。ベルト４０は、複数（例えば、内側ベルト層、外側ベルト層、キャップ層）設けられ、それぞれのベルト４０は、タイヤ周方向（方向ＴＣ）に沿った帯状を形成する。

トレッド５０は、トレッドパターンが形成され、路面と接する。トレッド５０は、ベルト４０のタイヤ径方向外側に設けられる。

チェーファー６０は、カーカス層２０（具体的には、折返部分２１）よりもトレッド幅方向（方向ＴＷ）外側に位置する。ビードサイドゴム７０は、チェーファー６０のトレッド幅方向外側に設けられる。なお、チェーファー６０及びビードサイドゴム７０の詳細については、後述する。

（２）チェーファーの構成
次に、本実施形態に係るチェーファー６０の構成について、図２及び図３を参照しながら説明する。図２は、本実施形態に係るチェーファー６０のみを示す斜視図である。図３は、本実施形態に係るチェーファー６０のみを示す側面図（図２のＡ矢視図）である。

図２及び図３に示すように、チェーファー６０は、ナイロンなどからなるチェファーコード６１をゴム材６２で被覆することによって形成される。チェファーコード６１は、タイヤ周方向に沿った仮想線ＲＬに対して０〜４５°（θ）で傾斜する。特に、チェファーコード６１の傾斜角度（θ）は、２０〜４５°であることが好ましい。チェファーコード６１の撚り数は、１３×１３〜４７×４７の範囲内が好ましい。

チェーファー６０は、内側端６０Ａと、外側端６０Ｂとを有する。内側端６０Ａは、チェーファー６０内において最もタイヤ径方向内側に位置する。内側端６０Ａは、ビードコア１１近傍に位置する。本実施形態では、内側端６０Ａは、ビードコア１１のタイヤ径方向における内側端１１Ａから８〜１２ｍｍの範囲内（Ｅ）に設けられる。

外側端６０Ｂは、チェーファー６０内において最もタイヤ径方向外側に位置する。外側端６０Ｂは、トレッド幅方向断面におけるタイヤ最大高さＡに対して２５〜３５％の範囲内（Ｆ）に設けられる。

なお、タイヤ最大高さＡとは、一対のビードトゥ１５を通る直線Ｌ１５とタイヤ赤道線ＣＬとの交点Ｐから、タイヤ赤道線ＣＬ上において最もタイヤ径方向外側に位置するトレッド５０の最外位置５１までの高さを示す（図１参照）。

（３）ビードサイドゴムの構成
次に、本実施形態に係るビードサイドゴム７０の構成について、図４を参照しながら説明する。図４は、本実施形態に係る重荷重用タイヤ１のビード部１０近傍を示す拡大断面図である。なお、図４において、二点鎖線については通常時を示し、実線についてはビード部１０の倒込時を示している。

図４に示すように、ビードサイドゴム７０は、リムフランジＲＦと少なくとも一部が接触するタイヤ外表面７１を有する。具体的には、ビードサイドゴム７０は、接触領域７１Ａと、非接触領域７１Ｂとを有する。接触領域７１Ａは、リムフランジＲＦと接触する。一方、非接触領域７１Ｂは、接触領域７１Ａよりもタイヤ径方向外側に位置し、前記リムフランジと接触しない。

非接触領域７１Ｂにおいて、チェーファー６０の外側端６０Ｂよりもタイヤ径方向内側に位置するビードサイドゴム７０の厚さＣ（第１厚さ）は、チェーファー６０の外側端６０Ｂに位置するビードサイドゴム７０の厚さＤ（第２厚さ）よりも厚い。なお、厚さとは、チェーファー６０からタイヤ外表面７１までのカーカス層２０に直交する方向に沿った長さを示す。

具体的には、ビードサイドゴム７０の厚さＣは、リムフランジの高さＤ１に対して１．３〜１．８倍の領域Ｔ内の厚さである。特に、ビードサイドゴム７０の厚さＣは、ビードサイドゴム７０の厚さＤよりも２ｍｍ以上厚いことが好ましい。

（４）比較評価
次に、本発明の効果を更に明確にするために、以下の比較例及び実施例に係る重荷重用タイヤを用いて行った比較評価について説明する。具体的には、（４．１）各重荷重用タイヤの構成、（４．２）評価結果について、表１を参照しながら説明する。なお、本発明はこれらの例によって何ら限定されるものではない。

（４．１）各重荷重用タイヤの構成
各重荷重用タイヤに関するデータは、以下に示す条件において測定された。

・ タイヤサイズ ： ７．５０Ｒ１６ １２ＰＲ
・ リムサイズ ： ６．００ＧＳ×１６
・ 内圧条件 ： ６５０ｋＰａ
・ 荷重条件 ： 最大荷重の２００％
各重荷重用タイヤとして、チェーファーの傾斜角度（θ）やビードサイドゴムの厚さを変化させたものを用意した。なお、各重荷重用タイヤの構成については、表１に示す通りである。

（４．２）評価結果
各重荷重用タイヤを試験ドラムに装着し、速度６０ｋｍ／ｈ相当で回転させ続け、各重荷重用タイヤのビード部が故障するまでの走行距離を測定した。この結果、表１に示すように、実施例１〜３に係る重荷重用タイヤは、比較例１，２に係る重荷重用タイヤと比べ、ビード部の耐久性に優れ、走行距離が大幅に増大することが判った。

（５）作用・効果
以上説明した実施形態では、チェファーコード６１は、仮想線ＲＬに対して０〜４５°で傾斜する。これによれば、ビード部１０の倒込時（図４参照）において、チェファーコード６１に発生する応力がタイヤ周方向に分散し、チェファーコード６１の一部に圧縮歪みが集中しにくくなる。このため、チェファーコード６１の疲労や破損を抑制できる。従って、チェファーコード６１とゴム材６２との間で生じるセパレーションを抑制し、ビード部の耐久性をより確実に向上できる。

なお、チェファーコード６１の傾斜角度（θ）が４５°よりも大きいと、ビード部１０のタイヤ周方向に対する拘束力が低下し、ビード部１０の倒れ込みの抑制効果を発揮しにくい。特に、チェファーコード６１の傾斜角度（θ）は、２０〜４５°であることが好ましい。なお、チェファーコード６１の傾斜角度（θ）が２０°よりも小さいと、チェーファートの周方向端の裁断時において、裁断される端部の長さ（いわゆる、カッターパス）が長くなり、裁断時間が増大してしまうことや、裁断するのに必要な作業場所が増してしまうためである。

また、非接触領域７１Ｂにおいて、ビードサイドゴム７０の厚さＣは、ビードサイドゴム７０の厚さＤよりも厚い。これによれば、ビード部１０の倒込時において、ビードサイドゴム７０によってチェファーコード６１に生じる圧縮歪みを軽減できる。このため、チェファーコード６１の疲労や破損を抑制でき、ビード部の耐久性がさらに確実に向上する。

実施形態では、ビードサイドゴム７０の厚さＣは、リムフランジの高さＤ１に対して１．３〜１．８倍の領域Ｔ内の厚さである。これによれば、領域Ｔ内が最も圧縮歪みが生じやすく、当該領域Ｔでのビードサイドゴム７０の厚さＣを確保することで、ビード部の耐久性を向上できる。なお、領域Ｔ以外でビードサイドゴム７０を厚くしてしまうと、ビードサイドゴム７０の剛性が高くなり過ぎてしまい、操縦安定性の低下やタイヤ重量の増大など別の問題が発生する場合がある。

実施形態では、ビードサイドゴム７０の厚さＣは、ビードサイドゴム７０の厚さＤよりも２ｍｍ以上厚いことを要旨とする。なお、ビードサイドゴム７０の厚さＣとビードサイドゴム７０の厚さＤとの差が小さすぎると、ビードサイドゴム７０による圧縮歪みの軽減を発揮しにくくい。

実施形態では、チェーファー６０の外側端６０Ｂは、トレッド幅方向断面におけるタイヤ最大高さＡに対して２５〜３５％の範囲内に設けられる。なお、外側端６０Ｂがタイヤ最大高さＡに対して２５％よりも低い位置に設けられると、チェーファー６０によるビード部１０の倒れ込みの抑制効果を発揮しにくい。一方、外側端６０Ｂがタイヤ最大高さＡに対して３５％よりも高い位置に設けられると、制動・駆動時の周方向せん断歪みによって外側端６０Ｂでセパレーションが発生する場合がある。

実施形態では、チェーファー６０の内側端６０Ａは、ビードコア１１の内側端１１Ａから８〜１２ｍｍの範囲内に設けられる。これによれば、チェーファー６０によるビード部１０の倒れ込みの抑制効果と、リム組時におけるチェーファー６０の破損とを両立できる。

実施形態では、チェファーコード６１の撚り数は、１３×１３〜４７×４７の範囲内が好ましい。なお、チェファーコード６１の撚り数が１３×１３よりも少ないと、チェファーコード６１の破断伸度が低下してしまい、チェーファー６０によるビード部１０の倒れ込みの抑制効果を発揮しにくい。一方、チェファーコード６１の撚り数が４７×４７よりも多いと、チェファーコード６１のロスが高くなり、チェーファー６０が発熱してしまい、ビード部の耐久性を向上させにくくなる。

（６）その他の実施形態
上述したように、本発明の実施形態を通じて本発明の内容を開示したが、この開示の一部をなす論述及び図面は、本発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなる。

例えば、本発明の実施形態は、次のように変更することができる。具体的には、タイヤには、空気や窒素ガスなどが充填されるタイヤであってもよく、空気や窒素ガスなどが充填されないソリッドタイヤでもあってもよい。また、タイヤとして、必ずしも重荷重用タイヤである必要はなく、乗用車などの車両に装着されるタイヤであってもよい。

なお、重荷重用タイヤ１の構成は、実施形態で説明したものに限定されるものではなく、目的に応じて適宜設定できることは勿論である。例えば、重荷重用タイヤ１は、タイヤ赤道線ＣＬの片側において、２つのビード部１０（２つのビードコア及び２つのビードフィラー）と、それぞれのビードコアを折り返した２層異様のカーカス層２０とを備えていてもよい。

また、チェーファー６０は、１層設けられるものとして説明したが、これに限定されるものではなく、複数層設けられていてもよい。また、チェファーコード６１は、必ずしもナイロンである必要はなく、その他の部材（有機繊維やアラミド繊維、金属繊維など）であってもよいことは勿論である。

このように、本発明は、ここでは記載していない様々な実施の形態などを含むことは勿論である。したがって、本発明の技術的範囲は、上述の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められる。

１…重荷重用タイヤ、１０…ビード部、１１…ビードコア、１１Ａ…内側端、１３…ビードフィラー、１５…ビードトゥ、２０…カーカス層、２１…折返部分、３０…インナーライナー、４０…ベルト、５０…トレッド、５１…最外位置、６０…チェーファー、６０Ａ…内側端、６０Ｂ…外側端、６１…チェファーコード、６２…ゴム材、７０…ビードサイドゴム、７１…タイヤ外表面、７１Ａ…接触領域、７１Ｂ…非接触領域

Claims (4)

1. ビードコアに折り返される折返部分を有するカーカス層よりもトレッド幅方向外側に位置し、チェファーコードをゴム材で被覆したチェーファーと、
   前記チェーファーのトレッド幅方向外側に設けられるビードサイドゴムと、
   前記カーカス層間に配置されるビードフィラーと、
   を備えるタイヤであって、
   前記チェファーコードは、タイヤ周方向に沿った仮想線に対して０〜４５°で傾斜し、
   前記ビードサイドゴムは、
   リムフランジと接触する接触領域と、
   前記接触領域よりもタイヤ径方向外側に位置し、前記リムフランジと接触しない非接触領域と
   を有し、
   前記非接触領域において、前記チェーファーのタイヤ径方向外側端よりもタイヤ径方向内側に位置し、かつ前記リムフランジの高さに対して１．３〜１．８倍の領域内の前記ビードサイドゴムの第１厚さは、前記チェーファーのタイヤ径方向外側端に位置する前記ビードサイドゴムの第２厚さよりも厚く、
   前記第１厚さは、前記第２厚さよりも２ｍｍ以上厚く、
   前記チェーファーのタイヤ径方向外側端は、前記ビードフィラ-のタイヤ径方向外側端よりもタイヤ径方向内側、かつ前記カーカス層の折返部分のタイヤ径方向外側端よりもタイヤ径方向内側であり、
   前記チェーファーのタイヤ径方向内側端は、前記ビードコアよりもタイヤ径方向外側、かつ前記接触領域と前記非接触領域の境界よりもタイヤ径方向内側である、タイヤ。
2. 前記チェーファーは、前記ビードフィラー及び前記カーカス層よりもトレッド幅方向外側のみに１層配置され、前記ビードフィラーよりもトレッド幅方向内側に配置されていない、請求項１に記載のタイヤ。
3. 前記チェーファーのタイヤ径方向外側端は、トレッド幅方向断面における前記タイヤ最大高さＡに対して２５〜３５％の範囲内に設けられる請求項１又は請求項２に記載のタイヤ。
4. 前記チェーファーのタイヤ径方向内側端は、前記ビードコアのタイヤ径方向内側端から８〜１２ｍｍの範囲内に設けられる請求項１乃至３の何れか一項に記載のタイヤ。

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