JP6284866B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、ビード部に埋設されたビードコアからタイヤ径方向外側に延びるビードフィラーと、ビード部でカーカスプライの外側に設けられ且つリムフランジと接触可能なリムストリップゴムとを備える空気入りタイヤに関する。

一般に、空気入りタイヤでは、トレッド部からサイドウォール部を経てビード部に至り、ビード部に埋設されたビードコアの回りで内側から外側に巻き上げられたカーカスプライを備える。

タイヤ変形時、ビード部周辺では、カーカスプライのコードとゴムの間でせん断ひずみが大きくなって、セパレーションが発生する場合があり、耐久性（一般耐久性）を悪化させる懸念があった。

そこで、セパレーションの発生を抑制して一般耐久性を高めるために、ビードフィラーを厚肉化してカーカスプライのせん断ひずみを低減することが考えられる。下記特許文献１には、ビードフィラーが、ビードコアからタイヤ径方向外側へ向けて一定幅で延びる一定幅部分と、前記一定幅部分のタイヤ径方向外側に設けられタイヤ径方向外側端に向かうに従って厚みが漸減する先細り部とを有することで、タイヤに横力が作用したときのビード部の倒れ込変形を抑えた空気入りタイヤが開示されている。しかしながら、ビードフィラーを厚肉化するとビード部近辺に熱がこもりやすく、高速走行時の耐久性（高速耐久性）が悪化する傾向がある。そのため、ビード部の高速耐久性と一般耐久性の両立が困難であった。

特開２００７−２９０４２１号公報

本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、ビード部における高速耐久性と一般耐久性を向上させることができる空気入りタイヤを提供することにある。

上記目的は、下記の如き本発明により達成することができる。
即ち、本発明の空気入りタイヤは、ビード部に埋設されたビードコアからタイヤ径方向外側に延びるビードフィラーと、トレッド部からサイドウォール部を経て前記ビード部に至り、前記ビードコアと前記ビードフィラーを挟むようにして巻き上げられたカーカスプライと、前記カーカスプライの外側に設けられて前記サイドウォール部の外表面を形成するサイドウォールゴムと、前記ビード部で前記カーカスプライの外側に設けられ且つリムフランジと接触可能なリムストリップゴムとを備える空気入りタイヤにおいて、
前記ビードフィラーは、前記ビードコアの最大幅よりも薄く且つ前記ビードコアから一定の厚みで延びる本体部と、前記本体部から厚みを漸減させながら延びる先細部と、を有し、
前記リムストリップゴムは、前記リムフランジと接触する接触部で最大の厚みを有し、この最大厚みが前記ビードフィラーの本体部の厚みと同一であるものである。

本発明の空気入りタイヤでは、ビードフィラーが、ビードコアからタイヤ径方向外側に向かって一定の厚みで延びる本体部と、この本体部のタイヤ径方向外側に設けられ、本体部から厚みを漸減させながら延びる先細部と、を有している。すなわち、本体部の厚みがビードフィラーの最大の厚みとなっており、この本体部の厚みは、ビードコアの最大幅よりも薄くなっているため、ビードフィラーに熱がこもりにくく、高速耐久性を向上できる。また、リムストリップゴムは、リムフランジとの接触部で最大の厚みを有し、この最大厚みがビードフィラーの本体部の厚みと同一となっている。リムフランジとの接触部でのゴム厚みを大きくすることで、リムフランジが接触したときにも、カーカスプライとリムフランジとの距離を保つことができるため、カーカスプライのせん断ひずみが低減され、セパレーションの発生を抑制して一般耐久性を向上できる。よって、本発明によれば、ビード部における一般耐久性と高速耐久性を向上できる。また、ビードフィラーの本体部を一定の厚みとし、かつリムストリップゴムを厚肉化することで、ビードフィラーを薄肉化した場合にも、タイヤ剛性を確保できる。

本発明の空気入りタイヤにおいて、前記リムストリップゴムは、前記接触部からタイヤ径方向外側へ一定の厚みで延びる厚肉部を有することが好ましい。

この構成によれば、ビードフィラーを薄肉化した場合にも、タイヤ剛性を確保しつつ、ビードフィラー端での応力集中を分散させることで、ビード部における一般耐久性を向上できる。

本発明の空気入りタイヤにおいて、前記リムストリップゴムの上端は、前記ビードフィラーの本体部の上端と同じタイヤ径方向高さに位置することが好ましい。

この構成によれば、ビードフィラーを薄肉化した場合にも、タイヤ剛性を確保しつつ、ビードフィラー端での応力集中を分散させることで、ビード部における一般耐久性を向上できる。

本発明の空気入りタイヤにおいて、前記リムストリップゴムの損失正接ｔａｎδは、前記ビードフィラーの損失正接ｔａｎδより小さいことが好ましい。

リムストリップゴムの損失正接ｔａｎδを小さくすることで、リムストリップゴムの発熱を抑えて、ビード部における高速耐久性を向上できる。

本発明の空気入りタイヤの一例を示すタイヤ子午線断面図 ビード部を拡大して示す断面図 別実施形態に係るビード部を拡大して示す断面図 別実施形態に係るビード部を拡大して示す断面図

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。図１に示すタイヤＴは、本発明に係る空気入りタイヤの一例であり、規定リム装着時におけるタイヤ子午線断面が示されている。規定リム装着時は、タイヤサイズに対応してＪＡＴＭＡに規定されるリムにタイヤを装着し、同じくＪＡＴＭＡに規定される単輪最大負荷能力に対応する最高空気圧をかけた時の状態を指す。図２は、そのタイヤＴのビード部１を拡大して示す断面図である。

このタイヤＴは、一対のビード部１と、ビード部１からタイヤ径方向外側に延びるサイドウォール部２と、サイドウォール部２のタイヤ径方向外側端に連なって踏面を構成するトレッド部３とを備える。ビード部１には、ゴム被覆したビードワイヤを積層巻回した収束体よりなる環状のビードコア４が埋設されている。そのビードコア４のタイヤ径方向外側には、ビードコア４からタイヤ径方向外側に延びるビードフィラー５が配置されている。

カーカスプライ６は、トレッド部３からサイドウォール部２を経てビード部１に至り、ビードコア４とビードフィラー５を挟むようにして内側から外側に巻き上げられている。本実施形態では、２枚のカーカスプライ６が設けられている。カーカスプライ６は、タイヤ周方向に対して略直交する方向に配列したプライコードを、トッピングゴムで被覆して形成されている。プライコードとしては、スチールコードや有機繊維コードが好適に使用される。

サイドウォール部２では、カーカスプライ６の外側に、タイヤＴの外表面を形成するサイドウォールゴム７が設けられている。また、ビード部１では、カーカスプライ６の外側に、リムフランジ８０と接触可能なリムストリップゴム８が設けられている。

ビードフィラー５は、ビードコア４からタイヤ径方向外側に向かって一定の厚み５ｔで延びる本体部５１と、この本体部５１のタイヤ径方向外側に設けられ、本体部５１から厚みを漸減させながら延びる先細部５２と、を有している。すなわち、ビードフィラー５の最大の厚みは、５ｔとなっている。なお、本発明において、部材の厚みは、タイヤ外表面に垂直な法線上における厚みである。

ビードフィラー５の本体部５１の最大の厚み５ｔは、ビードコア４のタイヤ幅方向における最大幅ｗよりも薄くなっている。一般的なビードフィラーは、最大の厚みがビードコア４の最大幅ｗと略同じとなっており、これに対し、本発明のビードフィラー５は、一般的なビードフィラーよりも薄肉化されている。薄肉化することで、ビードフィラー５に熱がこもりにくくなるため、高速耐久性を向上できる。このとき、ビードフィラー５の本体部５１を一定の厚み５ｔとすることで、ビードフィラー５を薄肉化した場合にも、タイヤ剛性を確保できる。なお、本発明において、一定の厚みとは、本体部５１の厚みが、いずれの部分においてもビードコア４のタイヤ径方向外側端４ｅに接する部分での厚みの±３％の範囲であることを示す。

ビードフィラー５の最大厚み５ｔは、ビードコア４の最大幅ｗの５０〜９０％であることが好ましい。ビードフィラー５の最大厚み５ｔがビードコア４の最大幅ｗの５０％より薄くなると、タイヤ剛性を確保できず操縦安定性能が悪化する傾向にあり、一方、９０％よりも厚くなると、高速耐久性の向上を図ることができない。

ビードコア４のタイヤ径方向外側端４ｅを基準とした本体部５１のタイヤ径方向における高さ５１Ｈは、ビードフィラー５の高さ５Ｈの４０〜８０％であることが好ましい。本体部５１の高さ５１Ｈがビードフィラー５の高さ５Ｈの４０％より低くなると、タイヤ剛性を確保できず、一方、８０％より高くなると、先細部５２の高さが低くなり過ぎてビードフィラー５の上端部で応力が集中しやすくなる。

また、ビードフィラー５の上端５ｅは、ノミナルリム径ＮＤを基準としてタイヤ断面高さＴＨの１５〜４０％となる高さの範囲内に位置する。ビードフィラー５の上端５ｅが、タイヤ断面高さＴＨの１５％となる高さよりも低い場合、タイヤ剛性を確保できず、一方、４０％となる高さよりも高い場合、撓む点が確保できず乗り心地が悪化する。ノミナルリム径は、ＪＡＴＭＡの規格で定められるリム径である。

リムストリップゴム８は、リムフランジ８０と接触する接触部８ａで最大の厚み８ｔを有している。リムフランジ８０との接触部８ａとは、より具体的にはリムフランジ８０に設けられたＲの頂点に接触する部分である。この最大の厚み８ｔは、ビードフィラー５の本体部５１の厚み５ｔと同一である。リムフランジ８０との接触部８ａでのリムストリップゴム８のゴム厚みを大きくすることで、リムフランジ８０が接触したときにも、カーカスプライ６とリムフランジ８０との距離を保つことができるため、カーカスプライ６のせん断ひずみが低減され、セパレーションの発生を抑制して一般耐久性を向上できる。なお、本発明において、厚み８ｔが厚み５ｔと同一であるとは、厚み８ｔが厚み５ｔの±５％以内であることを示す。

リムストリップゴム８の損失正接ｔａｎδは、ビードフィラー５の損失正接ｔａｎδより小さいことが好ましい。より具体的には、ビードフィラー５の損失正接ｔａｎδを１００としたときの指数で示すと、リムストリップ８の損失正接ｔａｎδは１０５〜１１５が好ましい。この指数が大きいほど、損失正接ｔａｎδが小さく、発熱しにくいことを示す。なお、本発明の損失正接ｔａｎδは、ＵＳＭ社製レオスペクトロメーターＥ４０００を用いて、周波数５０Ｈｚ、静歪み１０％、動歪み２％、温度０℃の条件で損失係数ｔａｎδを測定したものである。

リムストリップゴム８のゴム硬度は、ビードフィラー５のゴム硬度よりも低いことが好ましい。例えば、リムストリップゴム８のゴム硬度は６６〜８６°であり、ビードフィラー５のゴム硬度は６８〜９６°である。また、リムストリップゴム８とビードフィラー５のゴム硬度差は、１０〜２５°が好ましい。リムストリップゴム８とビードフィラー５のゴム硬度差が１０°よりも小さいと、乗り心地が悪化し、一方、２５°よりも大きいと、ビードフィラー５を薄肉化した場合にリムストリップ８によりタイヤ剛性を補填できなくなる。なお、本発明におけるゴム硬度とは、ＪＩＳＫ６２５３のデュロメータ硬さ試験（タイプＡ）に準じて２５℃で測定した値である。

本発明において、図３に示すように、リムストリップゴム８は、接触部８ａからタイヤ径方向外側へ一定の厚み８ｔで延びる厚肉部８１を有することが好ましい。リムストリップゴム８が厚肉部８１を有することで、ビードフィラー５を薄肉化した場合にも、タイヤ剛性を確保しつつ、ビードフィラー５の上端部での応力集中を分散させることで、ビード部１における一般耐久性を向上できる。また、リムストリップゴム８の厚肉部８１のタイヤ径方向における高さ８１Ｈは、ビードフィラー５の本体部５１のタイヤ径方向における高さ５１Ｈの２０〜５０％であることが好ましい。

また、本発明において、図４に示すように、リムストリップゴム８の上端８ｅは、ビードフィラー５の本体部５１の上端５１ｅと同じタイヤ径方向高さに位置することが好ましい。リムストリップゴム８が上端８ｅをビードフィラー５の本体部５１の上端５１ｅと同じとすることで、ビードフィラー５を薄肉化した場合にも、タイヤ剛性を確保しつつ、ビードフィラー５の上端部での応力集中を分散させることで、ビード部１における一般耐久性を向上できる。

本発明の空気入りタイヤは、ビードフィラー５とリムストリップゴム８の厚みを上記の如く構成すること以外は、通常の空気入りタイヤと同等であり、従来公知の材料、形状、構造、製法などが何れも本発明に採用することができる。

以下、本発明の構成と効果を具体的に示す実施例等について説明する。なお、実施例等における評価項目は、下記のようにして測定を行った。試験に供したタイヤのサイズは２５５／６０Ｒ１８ １０８Ｓであり、ＪＡＴＭＡに規定されるサイズのリムに装着した。

（１）発熱量
ＦＥＭモデルによる熱解析によりビード部での発熱量を計算した。比較例１の結果を１００としたときの指数で評価し、数値が小さいほど発熱量が少ないことを示す。

（２）せん断ひずみ
ＦＥＭモデルによるひずみ解析によりカーカスプライに生じるせん断ひずみを計算した。比較例１の結果を１００としたときの指数で評価し、数値が小さいほどせん断ひずみが小さいことを示す。

（３）高速耐久性
直径１．７ｍのドラムにタイヤを押し付けて回転させ、タイヤが故障するまで走行速度を１０分毎に１０ｋｍ／ｈずつ上げていき、故障した際の時速を測定した。比較例１の結果を１００としたときの指数で評価し、数値が大きいほど高速耐久性に優れていることを示す。

（４）一般耐久性
直径１．７ｍのドラムにタイヤを押し付けて回転させ、タイヤが故障するまで走行を行った。以下の記述の負荷率とは、THE European Tyre and Rim Technical Organisationが発行する当年版のタイヤ荷重空気圧対応表の最大荷重に対する試験荷重の比率である。第１ステップは時間４ｈｒ、内圧１８０ｋＰａ、負荷８５％、１２０ｋｍ／ｈで走行させ、第２ステップは時間６ｈｒ、内圧１８０ｋＰａ、負荷９０％、１２０ｋｍ／ｈで走行させ、第３ステップは時間２４ｈｒ、内圧１８０ｋＰａ、負荷１００％、１２０ｋｍ／ｈで走行させ、第４ステップは時間１．５ｈｒ、内圧１４０ｋＰａ、負荷１００％、１２０ｋｍ／ｈで走行させ、第５ステップは時間６ｈｒ、内圧１８０ｋＰａ、負荷１２０％、８１ｋｍ／ｈで走行させ、これ以降、故障まで内圧１８０ｋＰａ、負荷１４０％、８１ｋｍ／ｈで走行させた。故障した際の時速を測定した。比較例１の結果を１００としたときの指数で評価し、数値が大きいほど一般耐久性に優れていることを示す。

比較例１
一般的なビードフィラーとリムストリップゴムを備える空気入りタイヤを比較例１とした。ビードフィラーは、最大厚みをビードコアの最大幅（６ｍｍ）と同じとし、断面三角形状とした。リムストリップゴムの最大厚みを３ｍｍとした。ビードフィラーの高さを５０ｍｍとした。評価結果を表１に示す。

実施例１〜３
図２に示すビードフィラー５とリムストリップゴム８を備える空気入りタイヤを実施例１とし、図３に示すビードフィラー５とリムストリップゴム８を備える空気入りタイヤを実施例２とし、図４に示すビードフィラー５とリムストリップゴム８を備える空気入りタイヤを実施例３とした。実施例１〜３のビードフィラー５とリムストリップゴム８の具体的なサイズは以下のようにした。ビードコア４の最大幅ｗを６ｍｍとし、ビードフィラー５の最大厚み５ｔを５ｍｍとした。リムストリップゴム８の最大厚み８ｔを５ｍｍとした。ビードフィラー５の高さ５Ｈを５０ｍｍとし、ビードフィラー５の本体部５１の高さ５１Ｈを４０ｍｍとした。評価結果を表１に示す。

表１の結果から以下のことが分かる。実施例１〜３の空気入りタイヤは、比較例１と比較して、発熱量が少なく高速耐久性に優れ、且つせん断ひずみが小さく一般耐久性に優れる。実施例２の空気入りタイヤは、実施例１に比較して、せん断ひずみが小さく一般耐久性により優れる。実施例３の空気入りタイヤは、実施例２に比較して、せん断ひずみが小さく一般耐久性により優れる。

１ ビード部
２ サイドウォール部
３ トレッド部
４ ビードコア
５ ビードフィラー
６ カーカスプライ
７ サイドウォールゴム
８ リムストリップゴム
５１ 本体部
５２ 先細部
８０ リムフランジ

Claims (4)

1. ビード部に埋設されたビードコアからタイヤ径方向外側に延びるビードフィラーと、トレッド部からサイドウォール部を経て前記ビード部に至り、前記ビードコアと前記ビードフィラーを挟むようにして巻き上げられたカーカスプライと、前記カーカスプライの外側に設けられて前記サイドウォール部の外表面を形成するサイドウォールゴムと、前記ビード部で前記カーカスプライの外側に設けられ且つリムフランジと接触可能なリムストリップゴムとを備える空気入りタイヤにおいて、
   前記ビードフィラーは、前記ビードコアの最大幅よりも薄く且つ前記ビードコアから一定の厚みで延びる本体部と、前記本体部から厚みを漸減させながら延びる先細部と、を有し、
   前記リムストリップゴムは、前記リムフランジと接触する接触部で最大の厚みを有し、この最大厚みが前記ビードフィラーの本体部の厚みと同一であることを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記リムストリップゴムは、前記接触部からタイヤ径方向外側へ一定の厚みで延びる厚肉部を有することを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 前記リムストリップゴムの上端は、前記ビードフィラーの本体部の上端と同じタイヤ径方向高さに位置することを特徴とする請求項１又は２に記載の空気入りタイヤ。
4. 前記リムストリップゴムの損失正接ｔａｎδは、前記ビードフィラーの損失正接ｔａｎδより小さいことを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の空気入りタイヤ。
   
   
   

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