JP6250376B2

JP6250376B2 - 空気入りタイヤ

Info

Publication number: JP6250376B2
Application number: JP2013247859A
Authority: JP
Inventors: 祐富高
Original assignee: Toyo Tire and Rubber Co Ltd
Current assignee: Toyo Tire Corp
Priority date: 2013-11-29
Filing date: 2013-11-29
Publication date: 2017-12-20
Anticipated expiration: 2033-11-29
Also published as: US20150151591A1; DE102014222188A1; JP2015105000A; US9724970B2

Description

本発明は、空気入りタイヤに関するものである。

空気入りタイヤにおいて、その内部に埋設される補強材としてのカーカスプライは、その端部がビードコアを包み込むようにタイヤ幅方向内側から外側へ巻き上げる構成が一般的である。これに対し、特許文献１〜３には、カーカスプライをタイヤ幅方向外側から内側に巻き上げる構成が提案されている。このようにカーカスプライをタイヤ幅方向外側から内側に巻き上げることにより、カーカスプライにかかる張力の分布が変更され、タイヤ剛性に寄与しやすい位置の張力が増し、操縦安定性能が向上する。

詳細には、特許文献１には、単層構造のカーカスプライを、ビードコアに対してタイヤ幅方向外側から内側に巻き付け、カーカスプライの端部をビードコアのタイヤ径方向内側に配置させることにより、タイヤの操縦安定性を向上させることが開示されている。

特許文献２には、カーカスプライがビードコアの周りでタイヤ幅方向外側から内側へ巻き上げられることで、早期のタイヤ破損発生頻度を実質的に減少させることを目的としたタイヤが示されている。

特許文献３には、カーカスプライがビードフィラーよりタイヤ外面側を通って、プライ両端部が両側のビードコアに対し外側から内側に向かって巻き上げて支持される構成としたことにより、操縦安定性等の性能を低下させることなく、タイヤ軽量化に寄与でき、剛性を保持できる空気入りラジアルタイヤが示されている。

特開２００７−１３１１７３号公報特表２００２−５１３３６０号公報特開平７−３１５０１３号公報

上記のようにカーカスプライをタイヤ幅方向外側から内側に巻き上げる構成は、操縦安定性の点では有利であるものの、周長が狭まる方向への巻き上げであるため、巻き上げ部の端部に皺が生じやすい。このような皺が発生すると、その部分で段差が生じ、タイヤが荷重を受けて撓んだときに、その部分に歪みが集中してしまい、セパレーションの発生に繋がり、耐久性が損なわれるおそれがある。

本発明は、以上の点に鑑み、カーカスプライをタイヤ幅方向外側から内側に巻き上げた構成を有する空気入りタイヤにおいて、巻き上げ時の皺の発生を抑制して、耐久性を向上することを目的とする。

本発明に係る空気入りタイヤは、ビードコア及びビードフィラーを含む左右一対のビードと、前記一対のビード間に架け渡されたカーカスプライと、前記カーカスプライの内周側に配置されるインナーライナーとを有する空気入りタイヤにおいて、前記カーカスプライが前記ビードコアの周りをタイヤ幅方向外側からタイヤ幅方向内側へ巻き上げられてなり、前記カーカスプライの巻き上げ部の端部におけるタイヤ周方向の複数箇所に切欠部が設けられ、前記インナーライナーは前記ビードコアの周りをタイヤ幅方向内側からタイヤ幅方向外側へ巻き上げられてなり、前記インナーライナーの両端部が前記ビードコアと前記カーカスプライの間に延在してなるものである。

本発明の空気入りタイヤであると、カーカスプライの巻き上げ部の端部に複数の切欠部を設けたので、カーカスプライをタイヤ幅方向外側から内側に巻き上げる際に、皺の原因となる弛み（たるみ）を切欠部で吸収することができる。そのため、巻き上げ部での皺の発生を抑制することができるので、巻き上げ部の端部における局部的な歪みを低減して、巻き上げ部でのセパレーションの発生を抑制することができる。

一実施形態に係る空気入りタイヤの半断面図である。図１におけるビード部周辺の拡大断面図である。カーカスプライの巻き上げ部を示す正面図である。カーカスプライの巻き上げ部の変更例を示す正面図である。カーカスプライの巻き上げ部の更なる変更例を示す正面図である。他の実施形態に係る空気入りタイヤのビード部周辺の要部断面図である。

以下、本発明の実施形態について図面に基づいて説明する。

［第１実施形態］
図１に示す実施形態の空気入りタイヤＴは、乗用車用空気入りラジアルタイヤであって、接地面を構成するトレッド部１と、左右一対のビード部３と、トレッド部１とビード部３との間に介在する左右一対のサイドウォール部２とを備えてなる。

ビード部３には、環状のビードコア３１と、該ビードコア３１の外周面に接合一体化されたビードフィラー３２とからなるビード３０が埋設されている。従って、ビード３０は、タイヤＴにおいて左右一対に設けられている。ビードコア３１は、ビードワイヤを束ねて環状に形成したものである。ビードフィラー３２は、ビードコア３１よりタイヤ径方向外方に延びる硬質ゴムからなり、先端側ほど幅狭の断面略三角形状をなしている。

タイヤＴには、一対のビード３０間に架け渡されたカーカスプライ４が埋設されている。カーカスプライ４は、トレッド部１から両側のサイドウォール部２を経て、ビード部３に至り、その両端部がビードコア３１で巻き上げられて係止されている。そのため、カーカスプライ４は、一対のビードコア３１間に跨るトロイド状の本体部４１と、本体部４１の両側においてビードコア３１の周りに巻き上げられた巻き上げ部４２とからなる。カーカスプライ４は、補強材としてのカーカスコードを所定の打ち込み本数で平行配列しゴムで被覆してなり、カーカスコードがタイヤ周方向に対して実質上直角になるように配設され、この例では１枚のプライからなる単層構造をなしている。

カーカスプライ４は、図２に示すように、その両端部がビード部３において、ビードフィラー３２のタイヤ外面側を通ってビードコア３１の周りをタイヤ幅方向Ｘの外側から内側へ巻き上げられ、即ちターンアップされている。このようにして巻き上げられた巻き上げ部４２は、ビードコア３１及びビードフィラー３２からなるビード３０のタイヤ幅方向内側において、タイヤ径方向外方に延びている。この例では、巻き上げ部４２の端部（タイヤ径方向外方端部）４３は、ビードコア３１の外周面３１Ａを越えてビードフィラー３２に至るまで延在しており、ビードフィラー３２のタイヤ径方向外方端３２Ａよりもタイヤ径方向内側で終端している。

タイヤ内面には、内圧保持のための気体バリアゴム層としてインナーライナー５が設けられている。インナーライナー５は、カーカスプライ４の内周側に配置されている。インナーライナー５は、その両端部が、ビード部３において、ビードコア３１の周りをタイヤ幅方向Ｘの内側から外側へ巻き上げられている。インナーライナー５の両端部は、ビードコア３１の周りにおいて、ビードコア３１とカーカスプライ４との間に延在している。このようにインナーライナー５は、ビード部３において、ビード３０とカーカスプライ４との間で挟持されている。インナーライナー５の巻き上げ部５１の巻き上げ高さは、特に限定されず、この例では、巻き上げ部５１はビードコア３１の外周面３１Ａ付近で終端しているが、外周面３１Ａを越えて終端してもよく、外周面３１Ａよりもタイヤ径方向内側で終端してもよい。

トレッド部１におけるカーカスプライ４の外周側には、ベルト１１が配されている。ベルト１１は、ベルトコードをタイヤ周方向に対して一定角度で傾斜させてなる１枚又は複数枚のベルト層からなり、この例では２枚のベルト層で構成されている。ベルト１１の外周側には、有機繊維コードを螺旋状に巻回してなるベルト補強層１２を介してトレッドゴム１３が設けられている。また、サイドウォール部２におけるカーカスプライ４のタイヤ外面側にはサイドウォールゴム２１が設けられている。

ビード部３には、ラバーチェーハー６が設けられている。ラバーチェーハー６は、ビードコア３１の周りにおいて、カーカスプライ４及びインナーライナー５を被覆するように配置されている。詳しくは、ラバーチェーハー６の配置は、リム組時においてビード部３がリムと接触する部位を被覆すると共に、少なくともカーカスプライ４の巻き上げ部４２を被覆するように、ラバーチェーハー６のタイヤ内面側での端部（タイヤ径方向外方端）が上記巻き上げ部４２の先端を越えてインナーライナー５上で終端するよう構成されている。したがって、ビード部３において、カーカスプライ４及びインナーライナー５は表面に露出していない。

図２及び図３に示すように、カーカスプライ４の巻き上げ部４２の端部４３には、タイヤ周方向Ｃの複数箇所に切欠部４４が設けられている。すなわち、巻き上げ部４２は、当該巻き上げ部４２の先端（タイヤ径方向外方端）からタイヤ径方向内側に窪む凹状の切欠部４４を、タイヤ周方向Ｃの複数箇所に備えてなる。切欠部４４は、この例ではＶ字状の切込みであり、巻き上げ部４２の外周縁からタイヤ径方向内側に向けて漸次幅狭の三角形状に形成されている。また、複数の切欠部４４は、互いに離間して（即ち、タイヤ周方向Ｃに所定の間隔をあけて）設けられており、この例では、タイヤ周方向Ｃに等間隔に設けられている。

切欠部４４の寸法及び配置については、次のように設定することが好ましい。図３に示すように、タイヤ周方向Ｃにおける切欠部４４の幅をＷとし、タイヤ周方向Ｃにおける切欠部４４の配設ピッチをＰとする。また、図２及び図３に示すように、タイヤ径方向Ｙにおける切欠部４４の高さをＨとし、カーカスプライ４の巻き上げ高さをｈとし、ノミナルリム径をｄとする。ここで、配設ピッチＰは、隣接する切欠部４４，４４の幅方向中心間の距離である。また、巻き上げ高さｈは、ノミナルリム径の位置を基準としたカーカスプライ４の巻き上げ高さであり、ノミナルリム径の位置から巻き上げ部４２の先端までのタイヤ径方向Ｙ（即ち、タイヤ軸に垂直な方向）での高さである。この例では、ノミナルリム径の位置は、カーカスプライ４の下端（タイヤ径方向Ｙにおいて最も内側に位置する点）４Ａと一致している。このとき、切欠部４４の高さＨが０．５ｈ〜１．０ｈの範囲内であり、切欠部４４の幅Ｗが０．３Ｐ〜１．０Ｐの範囲内であることが好ましい。配設ピッチＰは、周上に巻き付けたカーカスプライ４のジョイント部における均一性を確保するために、配設ピッチＰの整数倍が巻き上げ端位置での周長と一致するように設定されていることが好ましい。従って、配設ピッチＰは、Ｐ＝（１／Ｎ）×（ｄ＋２ｈ）×πに設定されていることが好ましい（但し、Ｎは切欠部４４の配置数であり、３〜３６であることが好ましく、９〜３６であることがより好ましい）。

以上の構成を持つ本実施形態によれば、カーカスプライ４をタイヤ幅方向Ｘの外側から内側へ巻き上げる構造としたことにより、カーカスプライ４にかかる張力分布が変化し、特にトレッド部１のショルダー領域１４からタイヤの最大幅位置にかけての張力が高まり、高剛性となる。そのため、空気入りタイヤＴの操縦安定性を向上することができる。

また、このようにカーカスプライ４を外側から内側へ巻き上げた構成において、カーカスプライ４の巻き上げ部４２の端部４３に切欠部４４をタイヤ周方向Ｃに沿って設けたので、カーカスプライ４を巻き上げる際に、皺の原因となる弛みを切欠部４４で吸収することができる。そのため、巻き上げ部４２での皺をなくすことができるので、巻き上げ部４２の端部４３にかかる歪みを均一化して、巻き上げ部でのセパレーションの発生を抑制することができ、耐久性を高めることができる。また、かかる切欠部４４の高さＨ、幅Ｗ及び配設ピッチＰを上記の通りに設定したことにより、上記皺の発生を抑える効果を高めることができる。

また、本実施形態によれば、インナーライナー５の両端部をビードコア３１とカーカスプライ４の間に配置したので、ビードコア３１とカーカスプライ４が直接接触しない。したがって、高張力状態となった時にビードコア３１とカーカスプライ４が直接接触して擦れることによる破断を防止することができる。また、このように直接接触することを防止するために、特別な緩衝部材を追加配置する必要がないので、重量を増加させずに上記の破断防止が可能となる。

［第２実施形態］
図４は、第２実施形態に係るカーカスプライの巻き上げ部を示す図である。

第２実施形態では、カーカスプライ４の巻き上げ部４２の端部４３が、切欠部４４による凹部４５と切欠部４４間の凸部４６とにより、タイヤ径方向Ｙに振幅Ａを持つ繰り返し形状をなしている。詳細には、この例では、巻き上げ部４２の端部４３は、タイヤ周方向Ｃに波形状に形成されている。そのため、凹部４５を形成する切欠部４４はカーカスプライ４の両端部を湾曲線状にカットすることで形成されており、隣接する切欠部４４間で形成される凸部４６も湾曲線状に形成されている。ここで、波形状の振幅Ａは、切欠部４４の高さＨに相当する。また、この場合、切欠部４４の幅Ｗは配設ピッチＰに等しい。

図５は、第２実施形態に係るカーカスプライの巻き上げ部の変更例を示した図である。この例では、振幅Ａを持つ繰り返し形状を波形状にする代わりに、鉤形の凹凸による繰り返し形状としている。詳細には、矩形状の切欠部４４により凹部４５が形成され、隣接する切欠部４４間で矩形状の凸部４６が形成されている。凹部４５（即ち、切欠部４４）の幅Ｗは、凸部４６の幅に等しく、従って、該幅Ｗは、切欠部４４の配設ピッチＰの１／２に設定されている。振幅Ａは、切欠部４４の高さＨに相当する。

第２実施形態によれば、カーカスプライ４の巻き上げ部４２の端部４３を、タイヤ径方向Ｙに振幅Ａを持つ繰り返し形状としたので、上記の皺の発生を抑制する効果に加えて、巻き上げ部４２の端部４３にかかる歪みをタイヤ径方向Ｙにおいて分散させることができ、この点からも、巻き上げ部４２でのセパレーションの発生を抑制することができる。なお、皺の発生を抑制するという効果の点では、切欠部４４は、第１実施形態のようにＶ字状であることが好ましい。そのため、例えば、Ｖ字状の切欠部により振幅Ａを持つ繰り返し形状となるように、巻き上げ部の端部をタイヤ周方向にジグザグ形状としてもよい。第２実施形態について、その他の構成及び効果は第１実施形態と同様であり、説明は省略する。

［第３実施形態］
図６は、第３実施形態に係るビード部周辺の構造を示した図である。この例では、カーカスプライ４の巻き上げ部４２は、ビードフィラー３２のタイヤ径方向外方端３２Ａを越えて、タイヤ径方向外方に延在しており、サイドウォール部２内で終端している。なお、巻き上げ部４２は、タイヤ最大幅位置よりもタイヤ径方向内側で終端してもよく、タイヤ最大幅位置を越えた位置で終端してもよい。

このように、カーカスプライ４の巻き上げ部４２の端部４３は、ビードフィラー３２の外方端３２Ａよりも、タイヤ径方向外方に位置してもよく、このように巻き上げ高さが高い場合であっても、巻き上げ部４２の端部４３に切欠部４４を設けることにより、カーカスプライ４を巻き上げる際に、皺の原因となる弛みを切欠部４４で吸収することができ、巻き上げ部４２での皺の発生を抑制することができる。

以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これら実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

Ｔ…空気入りタイヤ
１…トレッド部、２…サイドウォール部、３…ビード部
４…カーカスプライ、４１…本体部、４２…巻き上げ部、４３…端部
４４…切欠部、４５…凹部、４６…凸部
５…インナーライナー、５１…巻き上げ部
６…ラバーチェーハー
Ｃ…タイヤ周方向、Ｘ…タイヤ幅方向、Ｙ…タイヤ径方向、Ａ…振幅

Claims

ビードコア及びビードフィラーを含む左右一対のビードと、前記一対のビード間に架け渡されたカーカスプライと、前記カーカスプライの内周側に配置されるインナーライナーとを有する空気入りタイヤにおいて、
前記カーカスプライが前記ビードコアの周りをタイヤ幅方向外側からタイヤ幅方向内側へ巻き上げられてなり、前記カーカスプライの巻き上げ部の端部におけるタイヤ周方向の複数箇所に切欠部が設けられ、
前記インナーライナーは前記ビードコアの周りをタイヤ幅方向内側からタイヤ幅方向外側へ巻き上げられてなり、前記インナーライナーの両端部が前記ビードコアと前記カーカスプライの間に延在してなる
ことを特徴とする空気入りタイヤ。
前記切欠部がＶ字状をなすことを特徴とする請求項１記載の空気入りタイヤ。
前記切欠部は、タイヤ径方向における切欠部の高さをＨ、タイヤ周方向における切欠部の幅をＷ、タイヤ周方向における切欠部の配設ピッチをＰ、ノミナルリム径の位置を基準とした前記カーカスプライの巻き上げ高さをｈとして、Ｈ＝０．５ｈ〜１．０ｈかつＷ＝０．３Ｐ〜１．０Ｐの関係を満足するよう設けられたことを特徴とする請求項１又は２記載の空気入りタイヤ。
前記カーカスプライの巻き上げ部の端部が、前記切欠部による凹部と前記切欠部間の凸部とによりタイヤ径方向に振幅を持つ繰り返し形状をなしていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。