JP6334932B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、空気入りタイヤに関する。

図３には、タイヤ５１のリム組みの状態が示されている。図３（ａ）では、タイヤ５１は二点鎖線で示されている。タイヤ５１が組み込まれるホイール５４は、その軸が上下方向を向いた状態で、図示しないターンテーブルに固定されている。タイヤ５１は、このホイール５４に対して、上方からリム組みされる。まず、タイヤ５１の下側のビード部５２が、ホイール５４の上側のリムフランジ５５を通過させられる。次いで、タイヤ５１の上側のビード部５３が、ホイール５４の上側のリムフランジ５５を通過させられる。こうすることにより、タイヤ５１の上下両側のビード部５２、５３が、ホイール５４の上下両側のリムフランジ５５、５６に、それぞれ嵌着させられる。図３では、リム組み作業に必要に応じて用いられるタイヤレバーや押圧ローラ等の図示が省略されている。

リム組み時において、ビード部５２、５３が上側のリムフランジ５５を通過させられるとき、ビードコアの周囲のゴムが、高剛性のリムフランジ５５とビードコアとに挟まれる。ビードコアの周囲のゴムには、高い圧縮力及び剪断力が作用する。その結果、タイヤ５１のリム組み時には、タイヤ５１のビード部５２、５３が損傷を受ける可能性がある。

従来、タイヤのリム組み時における、タイヤのビード部の損傷を回避するための種々の方法が提案されている。例えば、ビードコアを構成するビードワイヤの線径を大きくする方法がある。しかし、ビードワイヤの線径が大きいと、ビードコアの剛性が高くなりすぎ、ホフマン値（ビードのリム締め付け力）の低下を引き起こし、リムずれ（リム組みされたタイヤのリムに対する位置ズレ）、空気漏れ等の問題が生じるおそれがある。また、例えば、チェーファーの軸方向外側（以下、単に外側ともいう）の、クリンチ等のゴム肉厚を小さくする方法がある。しかし、このゴム肉厚を小さくすると、ビード部周辺の耐久性が低下する懸念がある。

特開２００８−２９６７３３号公報にも、タイヤのリム組み時において、ビード部が、リムフランジを乗り越える際に損傷しやすいことが記載されている。具体的には、ビード部の「ビードトゥ部」が、リムフランジに引っ掛かることにより、ゴム欠け等の損傷が生じやすいことが記載されている。「ビードトゥ部」とは、ビード部の、実質的に軸方向及び半径方向の各内側の端部である。なお、反対に、ビード部の、実質的に軸方向及び半径方向の各外側の端部が「ビードヒール部」である。

上記公報には、ビードトゥ部の損傷を防止する方策として、タイヤの中心軸を含む平面で切ったタイヤの断面（子午線断面、子午線方向の断面ともいう）における、ビードトゥ部側の形状を、ビードベースからタイヤ内面に亘って円弧状をなすように形成することが提案されている。この構成により、リム組み時に、リムフランジが、ビード部に引っ掛かることなく円滑にビードベース側に移動しうる、というものである。

また、特開２００９−２６２８６５号公報には、リム組み性及び耐リム外れ性を向上させる方策として、横断面が略平行四辺形を呈するビードコアを採用することが提案されている。この平行四辺形の鋭角の隅部がビードヒール部側となるように、ビードコアを配置することにより、ビードトゥ部側のゴム量が増加し、ビードヒール部側のゴム量が減少するので、リム組み性及び耐リム外れ性が向上するというものである。しかし、上記いずれの技術も、ビードトゥ部の損傷を防止する方策としては十分なものではない。

特開２００８−２９６７３３号公報 特開２００９−２６２８６５号公報

本発明は、かかる現状に鑑みてなされたものであり、リム組み時のビード部のゴムに生じる応力を低減し、ビード部のリムフランジに対するスムーズな乗り越えが可能となる空気入りタイヤの提供を目的としている。

本発明に係る空気入りタイヤは、
タイヤ周方向に環状のビードコアが配置されたビード部を有する空気入りタイヤであって、
このビード部におけるタイヤ内側の表面のうち、タイヤの中心軸を含む平面で切った断面において、上記ビードコアの内側に対応する部位に、タイヤ半径方向に延びる接線が存在しており、
この接線が、最も内側に位置している。

好ましくは、上記ビード部のビードベースの幅が、ビード部の最大厚さの８０％以上９５％以下であり、
上記ビード部の最大厚さが、上記接線と、ビード部のタイヤ外側の表面のうち最もタイヤ外側の点を通ってタイヤ半径方向に延びる最外直線との離間距離に対応しており、
上記ビードベースの幅が、上記最外直線と、ビードトゥ部を通ってタイヤ半径方向に延びる内方直線との離間距離に対応している。

好ましくは、上記ビード部の、少なくとも、タイヤ内側表面の一部及びビードベース表面の一部を覆うチェーファーを有しており、
このチェーファーが、布とこの布に含浸したゴムとを含んでいる。

好ましくは、上記チェーファーの含浸ゴムの厚さが０．８ｍｍ以上である。

好ましくは、上記チェーファーのビードトゥ部からタイヤ内側への巻き上げ高さが１５ｍｍ以上である。

本発明に係る空気入りタイヤによれば、ビードコアの軸方向内側（以下、単に内側とも言う）に十分なゴム量が確保されるので、リム組み時にビード部のゴムに生じる応力が低減されうる。しかも、ビード部におけるタイヤ内側の表面のうち、ビードコアより半径方向内方（下方ともいう）の部分を曲面とすることが容易となる。換言すれば、ビード部の子午線断面の内側を軸方向内方に凸な円弧とすることが容易となるので、ビード部のリムフランジに対するスムーズな乗り越えが可能となる。

図１は、本発明の一実施形態に係る空気入りタイヤを示す、その中心軸を含む面で切った断面図である。 図２は、図１のタイヤのビード部を示す拡大断面図である。 図３（ａ）は、タイヤのリム組み作業の一例を概略的に示す正面図であり、図３（ｂ）は図３（ａ）のリム組み中のタイヤを斜め上から見た斜視図である。

以下、適宜図面が参照されつつ、好ましい実施形態に基づいて本発明が詳細に説明される。

図１は、本発明の一実施形態に係る空気入りタイヤ１の一部を示す、子午線方向に切った断面図である。図１において、上下方向がタイヤ半径方向（以下、単に半径方向ともいう）であり、左右方向がタイヤ軸方向（以下、単に軸方向ともいう）であり、紙面に垂直な方向がタイヤ周方向（以下、単に周方向ともいう）である。このタイヤ１は、図１中の中心線ＣＬに関してほぼ左右対称の形状を呈する。この中心線ＣＬは、トレッドセンターラインとも呼び、タイヤ１の赤道面ＥＱを表す。

このタイヤ１は、トレッド２、サイドウォール３、クリンチ４、ビード５、カーカス６及びベルト７を備えている。このタイヤ１は、チューブレスタイプである。

トレッド２は耐摩耗性に優れた架橋ゴムからなる。トレッド２はトレッド面８を備えている。このトレッド面８は路面と接する。トレッド面８には、周方向に延びる複数本の溝９が刻まれている。この溝９により、トレッドパターンが形成されている。

サイドウォール３は、トレッド２の端から半径方向略内向きに延びている。このサイドウォール３は架橋ゴムからなる。サイドウォール３の半径方向外側端は、トレッド２の端部と接合されている。このサイドウォール３の半径方向内側端は、クリンチ４と接合されている。サイドウォール３は、カーカス６の損傷を防止している。

クリンチ４は、サイドウォール３の半径方向略内側に位置している。クリンチ４は、軸方向において、ビード５及びカーカス６よりも軸方向外側に位置している。クリンチ４は、リムのフランジ２１（図２参照）と当接する。クリンチ４は、耐摩耗性に優れた架橋ゴムからなる。

カーカス６はカーカスプライ１０からなる。カーカスプライ１０は、両側のビード５の間に架け渡されており、トレッド２及びサイドウォール３の内側に沿っている。カーカスプライ１０は、後述するビード５のビードコア（以下、単にコアともいう）１１の周りを、タイヤ軸方向内側から外側に向かって折り返されている。この折り返しにより、カーカスプライ１０には、主部１０ａと折り返し部１０ｂとが形成される。

図示されていないが、カーカスプライ１０は、並列された多数のコードとトッピングゴムとからなる。各コードが赤道面ＥＱ（ＣＬ）に対してなす角度の絶対値は、通常は、４５°から９０°、さらには７０°から９０°である。換言すれば、このカーカス６はラジアル構造を有する。カーカス６が、２枚以上のカーカスプライ１０から形成されてもよい。上記コードは有機繊維からなる。好ましい有機繊維として、ポリエステル繊維、ナイロン繊維、レーヨン繊維、ポリエチレンナフタレート繊維及びアラミド繊維が例示される。

ベルト７はカーカス６の半径方向外側に位置している。ベルト７は、トレッド２の半径方向内側においてカーカス６に積層されている。ベルト７はカーカス６を補強する。ベルト７は内層ベルト１２及び外層ベルト１３からなる。本実施形態では、両ベルト１２、１３の幅が異なっている。本実施形態では、内層ベルト１２の幅が外層ベルト１３の幅より広い。しかし、本発明ではかかる構成には限定されない。

インナーライナー１４はカーカス６の内側に位置している。インナーライナー１４はカーカス６の内周面を覆う。インナーライナー１４はタイヤ１の内周面を形成している。インナーライナー１４は架橋ゴムからなる。インナーライナー１４には空気遮蔽性に優れたゴムが用いられている。インナーライナー１４はタイヤ１の内圧を保持する。

ビード５は、サイドウォール３よりも半径方向略内側に位置している。ビード５は、クリンチ４の軸方向内側に位置している。ビード５は、上記ビードコア１１と、このコア１１から半径方向外向きに延びるエイペックス１５とを備えている。コア１１は、タイヤの周方向に沿ってリング状を呈している。コア１１は、非伸縮性ワイヤーが巻かれてなる。典型的には、ワイヤの材質はスチールである。エイペックス１５は半径方向外向きに先細りである。エイペックス１５は高硬度な架橋ゴムからなる。ビード５及びその内外両側のゴムを含めた部分をビード部２５と呼ぶ。すなわち、ビード部２５とは、ビード５、並びに、ビード５の内外両側のクリンチ４、インナーライナー１４及びチェーファー１６を含めた部分である。

チェーファー１６は、ビード５の軸方向外側から半径方向内側を通り、インナーライナー１４の軸方向内側に巻き上げられている。タイヤ１がリムに組み込まれると、チェーファー１６はリムベース２２（図２参照）と当接する。チェーファー１６は、ビード５を保護しうる。この実施形態では、チェーファー１６は、布とこの布に含浸したゴムとからなる、いわゆるキャンバスチェーファーである。チェーファー１６の材質をクリンチ４と同じ架橋ゴムとすることにより、このチェーファー１６がクリンチ４と一体とされてもよい。しかし、布と含浸ゴムとからなるチェーファー１６が、ゴム製より強度が高く、耐損傷性に優れている点で好ましい。しかも、このキャンバスチェーファー１６は、ゴムのように伸びないため、加硫時においてブラダーの圧力によるゴム流れが生じない。その結果、後述するビード部２５の形状、すなわち、ビード部２５のタイヤ内側の表面のうちコア１１の内側に対応する範囲Ａ内に存在する部位Ｍが最もタイヤ内側に位置するという形状、へのコントロールが容易となる。

上記チェーファー１６のトッピングゴムの厚さは、０．８ｍｍ以上であるのが好ましい。この厚さを０．８ｍｍ以上とすることにより、コア１１の内側部分の厚さをチェーファー１６の厚さ分だけ厚くすることができる。この厚さが０．８ｍｍ未満であると、ビード５の損傷防止効果が低いものとなる。

図２に示された、チェーファー１６のビード部２５の軸方向内側への巻き上げ高さＨは、１５ｍｍ以上であるのが好ましい。この巻き上げ高さＨとは、ビード部２５の下端（ビードトゥ部）からチェーファー１６の上端までの、タイヤ半径方向高さをいう。この巻き上げ高さＨが１５ｍｍ未満であると、コア１１の内側部分を覆うことが難しくなり、ビード部２５の損傷防止効果の向上が期待できなくなる。

図２に示されるように、このタイヤ１のビード部２５は、以下の形状及び構造を有している。タイヤ１の中心軸を含む平面で切った断面（子午線断面）において、ビード部２５におけるタイヤ内側の表面は、タイヤ内側に凸の円弧状、又は、複数の凸状円弧が組み合わさった形状を呈している。ビードベース１７は、曲率半径の大きい曲面、平面、平面の組み合わせ、又は、これらが組み合わさった形状を呈している。ビード部２５におけるタイヤ外側の表面は、曲率半径の大きい曲面、平面、平面の組み合わせ、又は、これらが組み合わさった形状を呈している。

そして、ビード部２５におけるタイヤ内側の表面のうち、半径方向においてコア１１の内側に対応する範囲Ａ内に存在する部位Ｍが、最もタイヤ内側に位置している。換言すれば、ビード部２５におけるタイヤ内側の表面のうち、最もタイヤ内側に位置している部位（以下、最内端部位ともいう）Ｍが、半径方向においてコア１１の内側に対応する範囲Ａ内に存在している。すなわち、子午線断面において、ビード部２５におけるタイヤ内側の表面に接するタイヤ半径方向に延びる接線Ｔは、半径方向において、上記コア１１の内側に対応する範囲Ａ内に存在する部位Ｍに接している。コア１１の内側に対応する範囲Ａ内を、以下、コア１１の横ともいう。以上は、タイヤ１が単体の状態、すなわち、タイヤ１がリム組みもインフレートもされていない状態におけるビード部２５の形状を規定している。上記最内端部位Ｍは、必然的にコア１１の内側の面Ｆからタイヤ内方へ大きく離間してしまう。

上記コア１１の内側に対応する範囲Ａとは、本実施形態では、矩形断面を有するコア１１の内側に位置した面（断面における辺）Ｆに対応する範囲である。例えば、コアの断面が円形であれば、この円形コアのタイヤ半径方向に延びる直径に対応する範囲である。このように、軸方向内側へ投影されたコア１１の像の範囲である。

図２から明らかなように、上記形状を有するビード部２５では、そのコア１１の内側にあるゴムの厚さが必然的に大きくなる。上記コア１１の内側のゴムとは、本実施形態ではインナーライナー１４を構成するゴムである。コア１１の内側のゴム１４が厚くなることにより、タイヤ１のリム組み時に、リムフランジ２１とコア１１とに挟まれた上記ゴムに発生する応力を低減することができる。

上記形状を有するビード部２５では、そのタイヤ内側の表面に、コア１１から下方に向けて湾曲するようにＲを形成することが容易となる。図２に示されるように、このＲはタイヤ内側及び下方に向けて凸状を呈している。このＲの終点は、ビードベース１７との交点Ｃである。タイヤ内側の表面にこのようなＲが形成されることにより、ビード部２５は、タイヤ１のリム組み時に、リムフランジ２１に引っ掛かりにくく、スムーズにリムフランジ２１を乗り越えることができる。その結果、リム組み作業が容易となる。

図２から明らかなように、このタイヤ１のビード部２５では、そのビードベース１７の軸方向幅Ｗが、ビード５及びその内外両側のゴムを含めた最大厚さＸより小さくされている。この厚さＸは、ビード５、クリンチ４、インナーライナー１４及びチェーファー１６を含めた最大厚さである。この最大厚さをビード部２５の最大厚さＸと呼ぶ。この特徴は、前述したビード部２５の形状、すなわち、タイヤ内側の表面のうち、コア１１の内側に対応する部位Ｍが最もタイヤ内側に位置している形状から、必然的に生じる。そして、このビードベース１７の幅Ｗは、ビード部２５の最大厚さＸの８０％以上９５％以下であるのが好ましい。

ビードベース１７の幅Ｗが、ビード部２５の最大厚さＸの８０％未満であると、タイヤ製造時の加硫工程で、ビードトゥ部１８におけるチェーファー１６が金型からはみ出るおそれがある。これは、タイヤの欠陥を招来する原因となり得る。一方、ビードベース１７の幅Ｗが、ビード部２５の最大厚さＸの９５％を超えると、コア１１の内側にあるゴムの厚さが薄くなるとともに、前述したタイヤ内側の表面のＲを形成するのが容易ではなくなる。その結果、タイヤ１のリム組み時に、前述したコア１１の内側にあるゴムに発生する応力を低減する効果を期待することができなくなる。また、タイヤ１のリム組み時に、ビード部２５がスムーズにリムフランジ２１を乗り越えることが難しくなる。

上記ビード部２５の最大厚さＸは、図２に示されるように、上記接線Ｔと、ビード部２５のタイヤ外側の表面のうち最もタイヤ外側の点を通ってタイヤ半径方向に延びる最外直線Ｌｏと、の離間距離に対応している。上記接線Ｔと最外直線Ｌｏとは平行である。本実施形態では、ビード部２５のタイヤ外側の表面は、リムフランジ２１が接する面であり、平面にされている。上記ビードベース１７の幅Ｗは、上記最外直線Ｌｏと、ビードトゥ部１８を通って上記最外直線Ｌｏに平行な内方直線Ｌｉと、の離間距離に対応している。図中、符号１９はビードヒール部を示す。

以下、実施例によって本発明の効果が明らかにされるが、この実施例の記載に基づいて本発明が限定的に解釈されるべきではない。

［実施例１］
実施例１として、図２に示した基本構成を備え、下記の表１に示した仕様を満たした空気入りタイヤが用意された。このタイヤのサイズは、１９５／８５Ｒ１６である。このタイヤは、そのビード部における最内端部位Ｍが、半径方向におけるコアの軸方向内側に対応する範囲内に存在している。この最内端部位Ｍの位置については、表１中に「コアの横」と記載されている。

［実施例２］
ビードベースの幅Ｗ、及び、この幅Ｗとビード部最大厚Ｘとの比Ｗ／Ｘを表１に記載の通りとした他は実施例１と同様にして、実施例２のタイヤが用意された。

［実施例３］
チェーファーを、表１に記載の通り、布を用いないラバー製とした他は実施例１と同様にして、実施例３のタイヤが用意された。

［実施例４］
チェーファーのトッピングゴムの厚さを表１に記載の通りとした他は実施例１と同様にして、実施例４のタイヤが用意された。

［実施例５］
チェーファーの巻き上げ高さを表１に記載の通りとした他は実施例１と同様にして、実施例５のタイヤが用意された。

［比較例１］
表２に記載の通り、比較例１として、ビード部における最内端部位Ｍが、半径方向におけるコアの軸方向内側に対応する範囲から外れ、ビードの半径方向最内端に位置するタイヤが用意された。この最内端部位Ｍの位置については、表２中に「ビードの最下端」と記載されている。このタイヤは従来のタイヤである。このタイヤの仕様について、表２に記載の他は実施例１と同等である。

［比較例２−４］
表２の記載の通り、比較例２から４として、ビード部における最内端部位Ｍが、半径方向におけるコアの軸方向内側に対応する範囲から半径方向外側に外れた位置にあるタイヤが用意された。この最内端部位Ｍの位置については、表２中に「コアの横より上方」と記載されている。これらのタイヤの仕様について、表２に記載の他は実施例１と同等である。

［生産性］
タイヤの加硫後に、ビード部のゴムのはみ出しの有無及び程度、ビード部のゴムの欠けの有無及び程度、が目視検査によって確認された。さらに、これらゴムのはみ出し及び欠けの発生率が調査された。これらの検査結果に基づいて、実施例及び比較例の各タイヤの生産性が、比較例１を１００とする指数によって表１及び表２に示されている。指数値が大きいほど良好である。

［リムに対するビードの嵌合圧］
タイヤが、リム組みされ且つインフレートされた状態で、タイヤがリムに完全に嵌合した時の圧力が嵌合圧として測定された。実施例及び比較例についてのこの嵌合圧の測定値は、表１及び表２に示されている。この嵌合圧は、その単位がｋＰａであり、乗用車用タイヤとしては、３００ｋＰａ以下が好ましい。嵌合圧が高すぎると、リム組みが困難になるおそれがあるからである。

［耐リム外れ性能］
まず、リム組みされたタイヤの内部に空気が充填され、内圧が１８０ｋＰａとされた。このタイヤのサイドウォール部にブロックを押し付けることにより、タイヤ軸方向に荷重が負荷された。この荷重が増大される過程で、ビード部がリムシートから外れたときの荷重が測定、記録された。この結果が、比較例１を１００とする指数によって表１及び表２に示されている。指数値が大きいほど良好である。

［リム組み性］
タイヤが、自動リム組み機を用いてリム組みされるときの、ビード部のクラック等の損傷の有無及び程度が目視によって確認された。これらの検査結果に基づいて、実施例及び比較例の各タイヤのリム組み性が、比較例１を１００とする指数によって表１及び表２に示されている。指数値が大きいほど損傷が小さいことを示し、優れている。

［全体評価］
表１及び表２に、実施例１から５、及び、比較例１から４の各タイヤについて、上記の各種性能評価の結果が示されている。実施例のタイヤは、比較例のタイヤに比べて評価が高い。この評価結果から、本発明の優位性は明らかである。

以上説明された空気入りタイヤは、乗用車、商用車、トラック等の車両に適用されうる。

１・・・タイヤ
２・・・トレッド
３・・・サイドウォール
４・・・クリンチ
５・・・ビード
６・・・カーカス
７・・・ベルト
８・・・トレッド面
９・・・溝
１０・・・カーカスプライ
１１・・・（ビードの）コア
１２・・・内層ベルト
１３・・・外層ベルト
１４・・・インナーライナー
１５・・・エイペックス
１６・・・チェーファー
１７・・・ビードベース部
１８・・・ビードトゥ部
１９・・・ビードヒール部
２１・・・リムフランジ
２２・・・リムベース
２５・・・ビード部
Ａ・・・コア１１の内側に対応する範囲
Ｃ・・・（Ｒ部とビードベースとの）交点
ＣＬ・・・トレッドセンターライン
ＥＱ・・・赤道面
Ｆ・・・（コアの）内側面
Ｈ・・・（チェーファーの）巻き上げ高さ
Ｌｉ・・・内方直線
Ｌｏ・・・最外直線
Ｍ・・・最内端部位
Ｔ・・・（最内端部位における）接線
Ｗ・・・（ビードベースの）幅
Ｘ・・・（ビードの）最大厚さ

Claims (2)

1. タイヤ周方向に環状のビードコアが配置されたビード部を有する空気入りタイヤであって、
   このタイヤの中心軸を含む平面で切った断面において、上記ビード部の軸方向の最内端部位が、半径方向において上記ビードコアの外側端と内側端との間に位置しており、
   上記ビード部のビードベースの幅が、ビード部の最大厚さの８０％以上９５％以下であり、
   上記ビード部の最大厚さが、軸方向における、上記ビード部の最内端部位とビードヒール部の外側端との距離であり、
   上記ビードベースの幅が、軸方向における、上記ビード部のビードトゥ部とビードヒール部の外側端との距離であり、
   上記ビード部の、少なくとも、タイヤ内側表面の一部、ビードベース表面の一部を覆い、リムと当接するチェーファーを有しており、
   このチェーファーが、布とこの布に含浸したゴムとを含んでおり、
   上記チェーファーのビードトゥ部からタイヤ内側への巻き上げ高さが１５ｍｍ以上である、空気入りタイヤ。
2. 上記チェーファーの含浸ゴムの厚さが０．８ｍｍ以上である、請求項１に記載の空気入りタイヤ。
   

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