JP5977648B2

JP5977648B2 - タイヤ

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Publication number: JP5977648B2
Application number: JP2012245186A
Authority: JP
Inventors: 由和木林
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2012-11-07
Filing date: 2012-11-07
Publication date: 2016-08-24
Anticipated expiration: 2032-11-07
Also published as: EP2918429B1; EP2918429A1; EP2918429A4; CN104703820B; JP2014091508A; US10245900B2; US20150224829A1; WO2014073422A1; CN104703820A

Description

本発明は、１対のビードコアと、１対のビードコアの間に跨るカーカスと、を備え、カーカスは、１対のビードコアの間に跨るカーカス本体部と、１対のビードコアのトレッド幅方向の外側に折り返されるカーカス折返し部とを含み、カーカス折返し部が、ビードコアに巻き付いているタイヤに関する。

１対のビードコアの間に跨がるカーカスは、１対のビードコアの間に跨るカーカス本体部と、１対のビードコアのトレッド幅方向の外側に折り返されるカーカス折返し部とを含んでいる。このカーカス折返し部が、ビードコアに巻き付いている構造、いわゆるワインドビード（WIND BEAD）構造のタイヤが広く知られている（例えば、特許文献１参照）。

ワインドビード構造のタイヤは、カーカス折返し部が、歪みの小さいビードコア付近に位置するため、カーカス折返し部のタイヤ径方向の外側の端部（以下、カーカス外側端）に生じる歪みを抑制することができる。その結果、カーカス外側端が周囲のゴム部材から剥離し難くなり、ビード部の耐久性を向上できる。

特開２００７−７６５４９号公報

高い内圧を有するタイヤでは、カーカスに強い張力が働く。これにより、ビード部付近のカーカス本体部は、タイヤ径方向の外側に向けて引っ張られるとともに、カーカス折返し部は、ビードコアに沿ってタイヤ径方向の内側に向けて引っ張られる。ワインドビード構造のタイヤでは、一般的なビード構造のタイヤに比べて、カーカス折返し部の長さが短いため、カーカスの引き抜けが発生しやすかった。

そこで、本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、ワインドビード構造のタイヤにおいて、カーカスの引き抜けが発生することを抑制し、ビード部の耐久性を向上させることを目的とする。

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。本発明の特徴は、１対のビードコア（ビードコア１０）と、前記１対のビードコアの間に跨るカーカス（カーカス２０）と、を備え、前記カーカスは、前記１対のビードコアの間に跨るカーカス本体部（カーカス本体部３０）と、前記１対のビードコアのトレッド幅方向（トレッド幅方向ｔｗｄ）の外側に折り返されるカーカス折返し部（カーカス折返し部４０）とを含み、前記カーカス折返し部は、前記ビードコアに巻き付いており、かつ、タイヤ径方向の外側の端部であるカーカス外側端（カーカス外側端４５）を含んでいるタイヤ（タイヤ１）であって、前記トレッド幅方向において前記カーカスの外側に配置される硬質ビードフィラー（硬質ビードフィラー５０）と、前記ビードフィラーよりも軟らかい軟質ビードフィラーとをさらに備え、前記硬質ビードフィラーは、前記タイヤ径方向（タイヤ径方向ｔｒｄ）において、前記ビードコアの外側から少なくとも前記タイヤ径方向における前記ビードコアの中心（中心ＢＯ）にまで延び、前記軟質ビードフィラーは、前記タイヤ径方向において、前記カーカス外側端と前記硬質ビードフィラーとの間に位置し、前記ビードコアの中心を通る前記トレッド幅方向に沿った直線（直線ｌ）において、前記硬質ビードフィラーの前記トレッド幅方向の厚み（厚みｔ）が、０．５ｍｍ以上であることを要旨とする。

硬質ビードフィラーは、ビード部を構成する通常のゴム部材に比べて硬度が高いため通常のゴム部材に比べて変形しにくい。このため、ビード部が倒れ込んでも、ビードコアのトレッド幅方向の外側に配置されるゴム部材（硬質ビードフィラー５０の一部を含む）は、タイヤ径方向の内側に向かって伸びにくい。従って、ゴム部材の変形に伴ってタイヤ径方向の内側に向かう応力が低減するため、ビードコアに沿って延びるカーカス折返し部は、タイヤ径方向の内側に移動しにくくなり、カーカスの引き抜けが発生することを抑制できるため、ビード部の耐久性を向上できる。また、軟質ビードフィラーをカーカス外側端と硬質ビードフィラーとの間に配することで、軟質ビードフィラーが緩衝材となってカーカス外側端への歪みの集中が抑制されてカーカス折返し端の剥離が抑制される。なお、前記硬質ビードフィラーは、前記カーカス本体部と接してもよい。

本発明によれば、ワインドビード構造のタイヤにおいて、カーカスの引き抜けが発生することを抑制し、ビード部の耐久性を向上できる。

図１は、本実施形態に係るタイヤ１のタイヤ径方向ｔｒｄ及びトレッド幅方向ｔｗｄに沿った断面図である。図２は、図１におけるビード部３の拡大図である。図３は、その他実施形態に係るタイヤのビード部３のタイヤ径方向ｔｒｄ及びトレッド幅方向ｔｗｄに沿った拡大断面図である。

本発明に係るタイヤの一例について、図面を参照しながら説明する。具体的には、（１）タイヤ１の概略構成、（２）作用効果、（３）比較評価、（４）その他実施形態、について説明する。

以下の図面の記載において、同一または類似の部分には、同一又は類似の符号を付している。図面は模式的なのものであり、各寸法の比率などは現実のものとは異なることを留意すべきである。従って、具体的な寸法などは以下の説明を参酌して判断すべきものである。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ていることは勿論である。

（１）タイヤ１の概略構成
本実施形態に係るタイヤ１の概略構成について、図１及び図２を参照しながら説明する。図１は、本実施形態に係るタイヤ１のタイヤ径方向ｔｒｄ及びトレッド幅方向ｔｗｄに沿った断面図である。図２は、図１におけるビード部３の拡大図である。

タイヤ１は、正規リムであるリム２００に組み付けられている。タイヤ１は、正規内圧を有し、正規荷重が負荷されている。なお、リム２００は、トレッド幅方向ｔｗｄにおいて、ビード部３を支持するリムフランジ２１０を含む。

なお、「正規リム」とは、ＪＡＴＭＡ（日本自動車タイヤ協会）のＹｅａｒＢｏｏｋ２００８年度版に定められた適用サイズにおける標準リムを指す。日本以外では、後述する規格に記載されている適用サイズにおける標準リムを指す。

「正規内圧」とは、ＪＡＴＭＡ（日本自動車タイヤ協会）のＹｅａｒＢｏｏｋ２００８年度版のタイヤの測定方法で規定された（0-3頁、５項）空気圧である。日本以外では、「正規内圧」とは、後述する規格に記載されているタイヤ寸法測定時の空気圧に対応する空気圧である。

「正規荷重」とは、ＪＡＴＭＡ（日本自動車タイヤ協会）のＹｅａｒＢｏｏｋ２００８年度版の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。日本以外では、「正規荷重」とは、後述する規格に記載されている適用サイズにおける単輪の最大荷重（最大負荷能力）のことである。規格は、タイヤが生産又は使用される地域に有効な産業規格によって決められている。例えば、アメリカ合衆国では、”ＴｈｅＴｉｒｅａｎｄＲｉｍＡｓｓｏｃｉａｔｉｏｎＩｎｃ．のＹｅａｒＢｏｏｋ ”であり、欧州では”ＴｈｅＥｕｒｏｐｅａｎＴｉｒｅａｎｄＲｉｍＴｅｃｈｎｉｃａｌＯｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎのＳｔａｎｄａｒｄｓＭａｎｕａｌ”である。

図１に示されるように、タイヤ１は、ビード部３、トレッド部５、サイドウォール部７を有する。

ビード部３は、リム２００に接する。ビード部３には、ビードコア１０が配置される。ビード部３は、タイヤ径方向ｔｒｄにおいて最も内側の部分であるビードトゥ３ａを含む。トレッド部５は、路面と接するトレッド踏面５ａを有する。トレッド踏面５ａは、タイヤ径方向ｔｒｄにおいて最も外側の表面であるトレッド最表面５ａ_０を含む。本実施形態において、タイヤ１は、タイヤ赤道線ＣＬを軸として、左右対称であるため、トレッド最表面５ａ_０は、少なくともタイヤ赤道線ＣＬ上に位置する。

ビードコア１０は、ビード部３に配置され、ビードワイヤー（不図示）によって構成される。タイヤ１のタイヤ径方向ｔｒｄ及びトレッド幅方向ｔｗｄに沿った断面において、ビードコア１０は、タイヤ径方向ｔｒｄにおける中心ＢＯを有する。ビードコア１０は、タイヤ径方向ｔｒｄにおいて最も内側の表面である内側表面１５を有する。

カーカス２０は、タイヤ１の骨格をなすものであり、トレッド部５からサイドウォール部７を通ってビード部３に渡る。カーカス２０は、複数本のコードをゴムで被覆したものである。

カーカス折返し部４０は、１対のビードコア１０でトレッド幅方向ｔｗｄの外側に折り返され、ビードコア１０に巻き付いており、タイヤ径方向ｔｒｄにおける外側の端部であるカーカス外側端４５を含む。本実施形態において、カーカス外側端４５は、軟質ビードフィラー６０に接する。カーカス外側端４５は、タイヤ径方向ｔｒｄにおいて、軟質ビードフィラー６０よりも内側に位置する。なお、本実施例において、カーカス外側端４５は、硬質ビードフィラー５０とは、接していない。

硬質ビードフィラー５０は、ビード部３の剛性を高め、トレッド幅方向ｔｗｄにおいて、カーカス２０の外側に配置される。具体的には、硬質ビードフィラー５０は、トレッド幅方向ｔｗｄにおいて、カーカス本体部３０及びカーカス折返し部４０の外側に配置される。

硬質ビードフィラー５０は、タイヤ径方向ｔｒｄにおいて、ビードコア１０の外側から少なくともビードコア１０の中心ＢＯにまで延びる。本実施形態において、硬質ビードフィラー５０は、タイヤ径方向ｔｒｄにおいて、ビードコア１０の内側表面１５よりも内側にまで延びている。従って、トレッド幅方向ｔｗｄから視て、ビードコア１０は、硬質ビードフィラー５０と完全に重なっている。なお、トレッド幅方向ｔｗｄから視て、ビードコア１０の中心ＢＯからタイヤ径方向ｔｒｄの外側のビードコア１０の部分が、硬質ビードフィラー５０と重なっていればよい。

硬質ビードフィラー５０は、カーカス２０と軟質ビードフィラー６０とに接する。具体的には、硬質ビードフィラー５０は、タイヤ径方向ｔｒｄの外側から内側に向かって、カーカス本体部３０、軟質ビードフィラー６０、カーカス折返し部４０の順に接する。

領域Ｒは、硬質ビードフィラー５０とカーカス本体部３０とが接する領域である。タイヤ径方向ｔｒｄ及びトレッド幅方向ｔｗｄに沿った断面において、硬質ビードフィラー５０は、硬質ビードフィラー外側端５５ａから硬質ビードフィラー接触内側端５５ｃまで、カーカス本体部３０に接している。硬質ビードフィラー接触内側端５５ｃは、カーカス本体部３０と接する硬質ビードフィラー５０の一部のうち、タイヤ径方向ｔｒｄにおいて最も内側に位置する部分である。領域Ｒのタイヤ径方向ｔｒｄにおける長さは、接触長さＬである。接触長さＬは、硬質ビードフィラー外側端５５ａから硬質ビードフィラー接触内側端５５ｃまでのタイヤ径方向ｔｒｄにおける長さに等しい。なお、本実施形態のように、タイヤ１が硬質ビードフィラー５０及び軟質ビードフィラー６０を備える場合、接触長さＬは、カーカス本体部３０と硬質ビードフィラー５０とが接するタイヤ径方向ｔｒｄにおける長さであり、カーカス本体部３０と軟質ビードフィラー６０が接するタイヤ径方向ｔｒｄにおける長さを含まない。

軟質ビードフィラー６０は、タイヤ径方向ｔｒｄにおいて、カーカス外側端４５と硬質ビードフィラー５０との間に位置する。また、軟質ビードフィラー６０は、トレッド幅方向ｔｗｄにおいて、カーカス本体部３０と、硬質ビードフィラー５０との間に位置する。本実施形態において、軟質ビードフィラー６０は、カーカス本体部３０、カーカス折返し部４０及び硬質ビードフィラー５０に接する。軟質ビードフィラー６０は、タイヤ径方向ｔｒｄにおける外側の端部である軟質ビードフィラー外側端６５を含む。本実施形態において、軟質ビードフィラー外側端６５は、カーカス本体部３０に接する。

軟質ビードフィラー６０は、硬質ビードフィラー５０よりも軟らかい。具体的には、軟質ビードフィラー６０のヤング率は、硬質ビードフィラー５０のヤング率よりも小さい。硬質ビードフィラー５０のヤング率は、例えば、１０ＭＰａ以上、４０ＭＰａ以下である。軟質ビードフィラー６０のヤング率は、例えば、３ＭＰａ以上、３０ＭＰａ以下である。

（２）作用効果
タイヤ１は、ビードコア１０の中心ＢＯを通るトレッド幅方向ｔｗｄに沿った直線ｌにおいて、硬質ビードフィラー５０のトレッド幅方向ｔｗｄの厚みｔは、０．５ｍｍ以上である。

硬質ビードフィラー５０は、ビード部３を構成する通常のゴム部材に比べて硬度が高いため、硬質ビードフィラー５０は、通常のゴム部材に比べて変形しにくい。このため、ビード部３が倒れ込んでも、硬質ビードフィラー５０の一部を含むビードコア外側ゴム部材は、タイヤ径方向ｔｒｄの内側に向かって伸びにくい。従って、ビードコア外側ゴム部材の変形に伴ってタイヤ径方向ｔｒｄの内側に向かう応力が低減し、ビードコア１０に沿って延びるカーカス折返し部４０は、タイヤ径方向ｔｒｄの内側に移動しにくくなる。その結果、カーカス２０の引き抜けが発生することを抑制できるため、ビード部３の耐久性を向上できる。

本実施形態において、硬質ビードフィラー５０は、カーカス本体部３０と接する。硬質ビードフィラー５０は、通常のゴム部材に比べて変形しにくいため、硬質ビードフィラー５０に接するカーカス本体部３０のタイヤ径方向ｔｒｄの外側への移動が抑制される。その結果、カーカス２０の引き抜けが発生することを抑制できるため、ビード部３の耐久性を向上できる。

また、接触長さＬとタイヤ高さＨとの比であるＬ／Ｈは、０．０１以上、かつ、０．５以下であることが好ましい。Ｌ／Ｈが、０．０１以上であれば、硬質ビードフィラー５０に接するカーカス本体部３０のタイヤ径方向ｔｒｄの外側への移動量を十分に抑制できる。Ｌ／Ｈが、０．５以下であれば、タイヤ径方向ｔｒｄの剛性を大幅に増加させることもないため、乗り心地性を向上できる。また、Ｌ／Ｈが、０．５以下であれば、硬質ビードフィラー５０の重量が増加せず、転がり抵抗の増加を抑制できる。

本実施形態において、軟質ビードフィラー６０は、タイヤ径方向ｔｒｄにおいて、カーカス外側端４５と硬質ビードフィラー５０との間に位置する。軟質ビードフィラー６０が緩衝材となって、硬度が高い硬質ビードフィラー５０を配置することによって生じる歪みが、カーカス外側端４５に集中することを抑制することができる。その結果、カーカス折返し端が周囲のゴム部材から剥離することを抑制できる。

（３）比較評価
本発明の効果を確かめるため、以下に示すタイヤを用いて、耐引抜性能の測定を行った。なお、本発明は、以下の実施例に限定されない。

比較例１に係るタイヤでは、ビードコア１０の中心ＢＯを通るトレッド幅方向ｔｗｄに沿った直線ｌにおいて、硬質ビードフィラー５０のトレッド幅方向ｔｗｄの厚みｔが０．５ｍｍであった。また、比較例１に係るタイヤでは、硬質ビードフィラーは、カーカス本体部と接していないため、接触長さＬとタイヤ高さＨとの比であるＬ/Ｈは、０である。また、比較例１に係るタイヤでは、軟質ビードフィラーを備えていない。

比較例２に係るタイヤでは、厚みｔは、１．５ｍｍであり、比較例３に係るタイヤでは、厚みｔは、２．５ｍｍであり、比較例４に係るタイヤでは、厚みｔは、３．５ｍｍであった。比較例２〜４に係るタイヤにおいて、その他の部分は、比較例１に係るタイヤと同様である。

実施例１に係るタイヤでは、厚みｔは、０．５ｍｍであった。また、実施例１に係るタイヤでは、硬質ビードフィラーは、カーカス本体部と接し、接触長さＬとタイヤ高さＨとの比であるＬ/Ｈは、０．００５である。さらに、実施例１に係るタイヤでは、タイヤ径方向ｔｒｄにおいて、カーカス外側端と硬質ビードフィラーとの間に位置する軟質ビードフィラーを備える。実施例１に係るタイヤにおいて、その他の部分は、比較例１に係るタイヤと同様である。

実施例２に係るタイヤでは、硬質ビードフィラーは、カーカス本体部と接し、Ｌ/Ｈは、０．００１であり、実施例３に係るタイヤでは、Ｌ/Ｈは、０．３であり、実施例４に係るタイヤでは、Ｌ/Ｈは、０．５であり、実施例５に係るタイヤでは、Ｌ/Ｈは、０．５５である。実施例２〜５に係るタイヤにおいて、その他の部分は、実施例１に係るタイヤと同様である。

比較例０に係るタイヤでは、厚みｔが０ｍｍであった。すなわち、比較例０に係るタイヤでは、硬質ビードフィラー内側端は、ビードコアの中心よりもタイヤ径方向ｔｒｄにおいて外側に位置する。

実施例１〜４及び比較例０〜４に係るタイヤを用いて、水圧試験を行った。具体的には、実施例１〜４及び比較例０〜４に係るタイヤを水圧試験用リムに組み付けた状態で、実施例１〜４及び比較例０〜４に係るタイヤの内部に水を供給した。実施例１〜４及び比較例０〜４に係るタイヤについて、所定の水圧下におけるカーカスの引抜け距離を計測した。比較例０に係るタイヤのカーカスの引抜け距離を１００とし、その他のタイヤのカーカスの引抜け距離を指数で表した。結果を表１に示す。

なお、耐引抜性能の数値が小さい方が、カーカスが引き抜け難く、ビード部の耐久性が高いことを示す。

表１に示されるように、比較例０に係るタイヤに比べて、比較例１〜４及び実施例１〜５に係るタイヤは、耐引抜性能が良好であることが分かった。

また、比較例１〜４に係るタイヤに比べて、実施例１〜５に係るタイヤは、耐引抜性能が良好であることが分かった。これは、軟質ビードフィラーが緩衝材となって、カーカス外側端に歪みが集中することを抑制でき、カーカス折返し端が周囲のゴム部材から剥離することを抑制できたためと考えられる。

また、比較例１〜４及び実施例１に係るタイヤに比べて、実施例２〜５に係るタイヤは、耐引抜性能が良好であることが分かった。これは、硬質ビードフィラーが、カーカス本体部と接することにより、カーカス本体部のタイヤ径方向ｔｒｄの外側への移動が抑制され、カーカスが引き抜け難くなったためと考えられる。

また、比較例３と比較例４とは、耐引抜性能がほとんど変わらないため、転がり性能等の他の性能を考慮すると、厚みｔは、２．５ｍｍ以下であることが好ましいことが分かった。

また、実施例４と実施例５とは、耐引抜性能がほとんど変わらないため、乗り心地性及び転がり性能等の他の性能を考慮すると、Ｌ／Ｈは、０．５以下であることが好ましいことが分かった。

（４）その他実施形態
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。本発明はここでは記載していない様々な実施形態を含む。従って、本発明はここでは記載していない様々な実施形態を含む。

例えば、図３に示されるように、タイヤ径方向におけるビードコア１０の外側において、カーカス折返し部４０が、トレッド幅方向ｔｗｄの内側に向かって延びた後に、カーカス本体部３０に沿ってタイヤ径方向ｔｒｄの外側に向かって延びてもよい。なお、本実施形態においても、カーカス外側端４５は、タイヤ径方向ｔｒｄにおいて、軟質ビードフィラー６０よりも内側に位置する。カーカス外側端４５は、硬質ビードフィラー５０とは、接していない。

また、上述した実施形態では、硬質ビードフィラー５０は、カーカス本体部３０と接していたが、必ずしもこれに限られない。硬質ビードフィラー５０は、カーカス本体部３０と接していなくてもよい。すなわち、硬質ビードフィラー５０は、カーカス本体部３０と離れていてもよい。

また、上述した実施形態では、タイヤ１は、軟質ビードフィラー６０を備えている。仮に、タイヤ１が軟質ビードフィラー６０を備えていない場合、すなわち、タイヤ１が単一のビードフィラー（硬質ビードフィラー５０）しか備えない場合の接触長さＬは、カーカス本体部３０と単一のビードフィラーとが接するタイヤ径方向における長さである。

本発明に係るタイヤは、例えば、軽トラック用タイヤ（ＬＴＲ）として好適に用いることができる。カーカス２０のみを備え、他のカーカスを備えない、いわゆる１プライ構造のタイヤであれば、軽量化を図ることができる。本発明に係るタイヤは、１プライ構造のタイヤであっても、ビード部の耐久性を向上できる。

上述の通り、本発明はここでは記載していない様々な実施形態を含む。従って、本発明の技術的範囲は上記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ものである。

１…タイヤ、３…ビード部、３ａ…ビードトゥ、５…トレッド部、５ａ…トレッド踏面、５ａ０…トレッド最表面、７…サイドウォール部、１０…ビードコア、１５…（ビードコアの）外側表面、２０…カーカス、３０…カーカス本体部、４０…カーカス折返し部、４５…カーカス外側端、５０…硬質ビードフィラー、５５ａ…硬質ビードフィラー外側端、５５ｂ…硬質ビードフィラー内側端、５５ｃ…硬質ビードフィラー接触内側端、６０…軟質ビードフィラー、６５…軟質ビードフィラー外側端、２００…リム、２１０…リムフランジ

Claims

１対のビードコアと、
前記１対のビードコアの間に跨るカーカスと、を備え、
前記カーカスは、前記１対のビードコアの間に跨るカーカス本体部と、前記１対のビードコアのトレッド幅方向の外側に折り返されるカーカス折返し部とを含み、
前記カーカス折返し部は、前記ビードコアに巻き付いており、かつ、タイヤ径方向の外側の端部であるカーカス外側端を含んでいるタイヤであって、
前記トレッド幅方向において前記カーカスの外側に配置される硬質ビードフィラーと、前記ビードフィラーよりも軟らかい軟質ビードフィラーとをさらに備え、
前記硬質ビードフィラーは、前記タイヤ径方向において、前記ビードコアの外側から少なくとも前記タイヤ径方向における前記ビードコアの中心にまで延び、
前記軟質ビードフィラーは、前記タイヤ径方向において、前記カーカス外側端と前記硬質ビードフィラーとの間に位置し、
前記ビードコアの中心を通る前記トレッド幅方向に沿った直線において、前記硬質ビードフィラーのトレッド幅方向の厚みが、０．５ｍｍ以上であるタイヤ。
前記硬質ビードフィラーは、前記カーカス本体部と接する請求項１に記載のタイヤ。
前記硬質ビードフィラーと前記カーカス本体部とが接する領域の前記タイヤ径方向における長さは、接触長さＬであり、
路面と接するトレッド踏面の前記タイヤ径方向において最も外側の表面から、ビード部の前記タイヤ径方向において最も内側の部分であるビードトゥまでの前記タイヤ径方向における長さは、タイヤ高さＨであり、
前記接触長さＬと前記タイヤ高さＨとの比であるＬ／Ｈは、０．０１以上、かつ、０．５以下である請求項１又は２に記載のタイヤ。