JP6760003B2

JP6760003B2 - 空気入りタイヤ

Info

Publication number: JP6760003B2
Application number: JP2016223473A
Authority: JP
Inventors: 航井坂
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 2016-11-16
Filing date: 2016-11-16
Publication date: 2020-09-23
Anticipated expiration: 2036-11-16
Also published as: EP3323642B1; JP2018079802A; US20180134097A1; EP3323642A1; US10807418B2

Description

本発明は、ビードコアを具えた空気入りタイヤに関する。

従来から、空気入りタイヤにおいて、例えば、旋回走行時に作用する大きな横力によって、リムとビード部との間に隙間が生じ、ビード部の剛性が低下するので、操縦安定性能が悪化することが知られていた。このようなリムとビード部との間の隙間の形成を抑制するため、ビード部の剛性を高めて、リムへの締め付け力を増加させることで、リムとビード部との密着性を高めることが考えられる。

しかしながら、このような空気入りタイヤは、ビード部とリムとを嵌め合わせしづらくなり、リムとの嵌合性が悪化しやすいという問題があった。

特開２０００−１９８３２７号公報

本発明は、以上のような実情に鑑みなされたもので、ビード部のビード底面を改善することを特徴として、リムとの嵌合性及び操縦安定性能をバランス良く向上し得る空気入りタイヤを提供することを主たる目的としている。

本発明は、それぞれにビードコアが埋設された一対のビード部を有する空気入りタイヤであって、前記各ビード部のタイヤ軸方向の外側面であるフランジ当接面間のタイヤ軸方向の距離が、正規リムのリム幅に一致するように前記ビード部を保持した非リム組み状態において、前記ビード部は、ビードトウからタイヤ軸方向外側に向かってタイヤ半径方向外側に向かって傾斜するビード底面を有し、前記ビード底面は、前記ビードトウからタイヤ軸方向に対して１７〜２４度の角度αでタイヤ軸方向外側にのびるトウ側部分と、前記トウ側部分のタイヤ軸方向外側に位置しかつタイヤ軸方向に対して３〜７度の角度βでタイヤ軸方向外側にのびるヒール側部分と、前記ヒール側部分と前記フランジ当接面との間を滑らかに接続する曲率半径Ｒが１．５〜３．５mmのヒール側円弧部分とを含む。

本発明に係る空気入りタイヤは、前記非リム組み状態において、前記ビードトウから前記フランジ当接面までのタイヤ軸方向の距離であるビード底面幅Ａが、前記ビードコアのタイヤ軸方向の最大幅Ｂの１．７〜２．４倍であるのが望ましい。

本発明に係る空気入りタイヤは、前記非リム組み状態において、前記ビード部において、前記ビードコアと前記フランジ当接面との間のタイヤ軸方向のゴム厚さａが、前記ビードコアと前記ビードトウとの間のタイヤ軸方向のゴム厚さｂよりも小さいのが望ましい。

本発明に係る空気入りタイヤは、前記ゴム厚さｂが、前記ビードトウから前記フランジ当接面までのタイヤ軸方向の距離であるビード底面幅Ａの０．２倍以上であるのが望ましい。

本発明に係る空気入りタイヤは、前記ビード部が、前記ビードコアのタイヤ軸方向内側に、第１ゴム部と、前記第１ゴム部よりもタイヤ軸方向内側に配される第２ゴム部とを含み、前記第２ゴム部は、前記第１ゴム部よりもブチルゴムを多く含有するのが望ましい。

本発明の空気入りタイヤは、ビード部にビードトウからタイヤ軸方向外側に向かってタイヤ半径方向外側に向かって傾斜するビード底面を有している。

非リム組み状態において、ビード底面は、ビードトウからタイヤ軸方向外側にのびるトウ側部分と、トウ側部分のタイヤ軸方向外側に位置するヒール側部分と、ヒール側部分とフランジ当接面との間を滑らかに接続するヒール側円弧部分とを含んでいる。トウ側部分は、タイヤ軸方向に対して１７〜２４度の角度αで傾斜している。ヒール側部分は、タイヤ軸方向に対して３〜７度の角度βでタイヤ軸方向外側にのびている。ヒール側円弧部分は、曲率半径Ｒが１．５〜３．５mmである。このようなトウ側部分は、旋回走行時において大きな横力が作用した場合でも、リムとの密着性を確保し得るので、操縦安定性能の低下を抑制する。また、ヒール側部分及びヒール側円弧部分は、リムへの締め付け力を小さくしてリムとの嵌合性を確保しつつ、ビード部とリムのリムフランジ面との密着性を高めて操縦安定性能を高め得る。

従って、本発明の空気入りタイヤは、リムとの嵌合性及び操縦安定性能がバランス良く向上する。

本発明の非リム組み状態の空気入りタイヤの一実施形態を示す断面図である。図１のビード部の拡大図である。正規状態のビード部の拡大図である。図１のビード部の拡大図である。（ａ）、（ｂ）は、他の実施形態のビードコアの断面図である。

以下、本発明の実施の一形態が図面に基づき説明される。
図１は、本発明の一実施形態を示す空気入りタイヤ（以下、単に「タイヤ」ということがある）１の非リム組み状態のタイヤ回転軸（図示省略）を含むタイヤ子午線断面図である。本発明は、自動二輪車用の他、乗用車用のタイヤ１として好適に用いられる。

前記「非リム組み状態」とは、本明細書では、タイヤ１がビード部４のタイヤ軸方向の外側面であるフランジ当接面８、８間のタイヤ軸方向の距離Ｗａ（図２に示す）が、タイヤ１に装着される正規リム（以下、単に「リム」という場合がある。）３０のリム幅Ｗｂに一致するようにビード部４を保持した状態をいう。以下、特に言及されない場合、タイヤ１の各部の寸法等はこの非リム組み状態で測定された値である。

「正規リム」３０とは、タイヤが基づいている規格を含む規格体系において、当該規格がタイヤ毎に定めるリムであり、例えばJATMAであれば標準リム、TRAであれば "Design Rim" 、或いはETRTOであれば "Measuring Rim"である。

図１に示されるように、リム３０は、本実施形態では、フランジ当接面８が接触するリムフランジ面３１と、リムフランジ面３１よりもタイヤ軸方向内側に配されるリムシート面３２とを有している。リムフランジ面３１は、本実施形態では、直線状にのびる直線部３１ａ（図２に示す）を有している。リムシート面３２には、ビード部４のタイヤ半径方向の内面４ａが着座する。リムシート面３２は、本実施形態では、タイヤ軸方向に対する角度θ（図２に示す）が５度で傾斜している。

本実施形態の空気入りタイヤ１は、トレッド部２からサイドウォール部３をへてビード部４のビードコア５に至るカーカス６と、カーカス６のタイヤ半径方向外側に配されるベルト層７と、ビード部４に埋設されるビードコア５とを具える。

カーカス６は、少なくとも１枚、本実施形態では、１枚のカーカスプライ６Ａで形成されている。カーカスプライ６Ａは、一対のビードコア５、５間をトロイド状に跨る本体部６ａと、この本体部６ａの両側に連なりかつビードコア５の回りをタイヤ軸方向内側から外側に折り返された一対の折返し部６ｂ、６ｂとを含んでいる。

ベルト層７は、トレッド部２の内方に埋設され、両側のトレッド端Ｔｅ近傍までのびている。ベルト層７は、本実施形態では、タイヤ半径方向の内外に配された２枚のベルトプライ７Ａ、７Ｂで構成されている。

ビード部４は、本実施形態では、タイヤ子午線断面において、フランジ当接面８と、フランジ当接面８に連なるビード底面９と、ビード底面９に連なるビード内側面１０とを有している。ビード底面９は、タイヤ半径方向の最内端４ｉであるビードトウ１３を含んでいる。ビードトウ１３は、本実施形態では、ビード部４のタイヤ軸方向の最内端も構成している。

図２に示されるように、フランジ当接面８は、本実施形態では、正規状態のタイヤ１（図３に示す）では、リムフランジ面３１の直線部３１ａに接してタイヤ半径方向に直線状にのびる第１直線状部１４を含んでいる。なお、非リム組み状態において、本実施形態のフランジ当接面８は、直線状を形成していない態様を含んでいる。前記フランジ当接面８、８間の距離Ｗａは、正規状態のタイヤ１に現れる第１直線状部１４のタイヤ半径方向の内端１４ａと同じ位置で測定される距離である。

「正規状態」とは、タイヤ１が正規リム３０にリム組みされかつ正規内圧が充填された無負荷の状態である。「正規内圧」とは、タイヤが基づいている規格を含む規格体系において、各規格がタイヤ毎に定めている空気圧であり、JATMAであれば"最高空気圧"、TRAであれば表 "TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES" に記載の最大値、ETRTOであれば "INFLATION PRESSURE" である。

ビード内側面１０は、本実施形態では、ビードトウ１３からリム３０に接触することなくタイヤ半径方向外側にのび、タイヤ１の内腔面２ｂを形成している。

ビード底面９は、ビードトウ１３からタイヤ軸方向外側に向かってタイヤ半径方向外側に向かって傾斜してのび、フランジ当接面８よりもタイヤ軸方向内側に配されている。

ビード底面９は、本実施形態では、トウ側部分１５とヒール側部分１６とヒール側円弧部分１７とを含んでいる。

トウ側部分１５は、非リム組状態において、ビードトウ１３からタイヤ軸方向に対して１７〜２４度の角度αでタイヤ軸方向外側にのびている。角度αが１７度未満の場合、内圧充填時におけるトウ側部分１５とリムシート面３２との密着性が低下し、操縦安定性能が悪化する。角度αが２４度を超える場合、リムとの嵌合性が悪化する。

トウ側部分１５は、本実施形態では、非リム組状態において、直線状にのびる第２直線状部１５ａを含んでいる。第２直線状部１５ａは、リムシート面３２との、嵌合性と密着性とをバランス良く向上する。

第２直線状部１５ａのタイヤ軸方向の長さＬａは、例えば、ビードトウ１３からフランジ当接面８までのタイヤ軸方向の距離であるビード底面幅Ａ（図４に示す）の３５％〜６５％であるのが望ましい。第２直線状部１５ａの長さＬａが、ビード底面幅Ａの３５％未満の場合、リムシート面３２との密着性が悪化するおそれがある。第２直線状部１５ａの長さＬａが、ビード底面幅Ａの６５％を超える場合、リムシート面３２との嵌合性が悪化するおそれがある。本実施形態では、ビード底面幅Ａは、ビードトウ１３からフランジ当接面８の第１直線状部１４の内端１４ａまでのタイヤ軸方向の距離である。

ヒール側部分１６は、トウ側部分１５のタイヤ軸方向外側に位置しかつタイヤ軸方向に対して３〜７度の角度βでタイヤ軸方向外側にのびている。ヒール側部分１６の角度βが３度未満、又は７度を超える場合、ヒール側部分１６とリムシート面３２との密着性が低下する。また、タイヤ１をリム３０に嵌合するとき、ビードコア５の断面中心を中心軸としたビード廻りの回転運動が阻害され、リムとの嵌合性が悪化する。

ヒール側部分１６は、本実施形態では、直線状にのびる第３直線状部１６ａを含んでいる。このような第３直線状部１６ａも、リムシート面３２との密着性を高めるので、操縦安定性能が向上する。ヒール側部分１６のタイヤ軸方向の外端１６ｅ、本実施形態では、第３直線状部１６ａのタイヤ軸方向の外端１６ｅとリム３０との接点が、予め規格によって定められているリム径よりも０〜１．５mm（通常は１．０mm）小さい径Ｄの基準となる。

第３直線状部１６ａのタイヤ軸方向の長さＬｂは、例えば、第２直線状部１５ａの長さＬａよりも小さいのが望ましい。大きな横力が作用する旋回走行時には、ビードコア５の断面中心を中心軸としたビード廻りの回転運動が生じるので、ビードコア５からタイヤ軸方向に大きく離間した第２直線状部１５ａには、第３直線状部１６ａに比して大きなモーメントが作用する。従って、第２直線状部１５ａの長さＬａを第３直線状部１６ａの長さＬｂよりも大きくすることで、第２直線状部１５ａ側でリムシート面３２との大きな密着性が発揮され、操縦安定性能を大きく向上し得る。このような観点より、第３直線状部１６ａの長さＬｂは、ビード底面幅Ａの１０％〜３０％であるのが望ましい。

トウ側部分１５とヒール側部分１６とは、本実施形態では、タイヤ半径方向外側に凸の円弧状となる円弧状部１８で滑らかに接続されている。このような円弧状部１８は、リムシート面３２との間の隙間の形成を抑制し、密着性を高めるのに役立つ。本実施形態では、円弧状部１８のタイヤ軸方向の内端１８ｉでの接線１８ｃが、第２直線状部１５ａと一致している。

特に限定されるものではないが、円弧状部１８は、その曲率半径ｒ（図４に示す）が３〜８mmであるのが望ましい。

なお、トウ側部分１５又はヒール側部分１６のいずれかが、前記直線状部を含まず、円弧状のみで形成される場合、直線状部と円弧状の部分とで、トウ側部分１５とヒール側部分１６とが区分される。また、トウ側部分１５又はヒール側部分１６が円弧状のみで形成される場合、そのタイヤ軸方向に対する角度α又はβは、円弧状のタイヤ軸方向の両端間を結ぶ仮想線で特定される。

ヒール側円弧部分１７は、ヒール側部分１６とフランジ当接面８との間を滑らかに接続している。ヒール側円弧部分１７は、本実施形態では、正規状態のタイヤ１において現れるフランジ当接面８の第１直線状部１４と滑らかに接続されている。また、ヒール側円弧部分１７は、本実施形態では、ヒール側部分１６の第３直線状部１６ａと滑らかに接続されている。具体的には、ヒール側円弧部分１７のタイヤ軸方向の内端１７ｉでの接線１７ｃと第３直線状部１６ａとが一致している。

図４に示されるように、非リム組み状態において、ヒール側円弧部分１７の曲率半径Ｒは、１．５〜３．５mmである。ヒール側円弧部分１７の曲率半径Ｒが１．５mm未満の場合、又は、３．５mmを超える場合、リムシート面３２とヒール側円弧部分１７との密着性が低下し、操縦安定性能が悪化する。

非リム組み状態において、ビード底面幅Ａは、ビードコア５のタイヤ軸方向の最大幅Ｂの１．７〜２．４倍であるのが望ましい。ビード底面幅Ａがビードコア５の最大幅Ｂの１．７倍未満の場合、ビード底面９とリムシート面３２との密着性が低下し、操縦安定性能が悪化するおそれがある。ビード底面幅Ａがビードコア５の最大幅Ｂの２．４倍を超える場合、ビード部４とリム３０との嵌合性が悪化するおそれがある。

非リム組み状態のビード部４において、ビードコア５とフランジ当接面８との間のタイヤ軸方向のゴム厚さａは、ビードコア５とビードトウ１３との間のタイヤ軸方向のゴム厚さｂよりも小さいのが望ましい。前記ゴム厚さａが前記ゴム厚さｂよりも大きい場合、ビードコア５のタイヤ半径方向内側に配されるゴム容積が大きくなり、高い締め付け力が作用されず、操縦安定性能が悪化するおそれがある。前記ゴム厚さａが前記ゴム厚さｂよりも過度に小さい場合、ビードコア５のタイヤ半径方向内側に配されるゴム容積が小さくなり、その変形量が小さくなるので、嵌合性能が悪化するおそれがある。このような観点より、前記ゴム厚さａは、前記ゴム厚さｂの０．４〜０．７倍程度が望ましい。本実施形態では、ゴム厚さａは、ビードコア５のタイヤ軸方向の外端と、正規状態に現れる前記内端１４ａとの間のタイヤ軸方向の距離である。

上述の作用を効果的に発揮させるため、ゴム厚さｂは、ビード底面幅Ａの０．２倍以上であるのが望ましい。また、ゴム厚さｂは、ビード底面幅Ａの０．４倍以下であるのが望ましい。

図３に示されるように、ビード部４は、本実施形態では、ビードコア５のタイヤ軸方向内側に、第１ゴム部２５と、第１ゴム部２５よりもタイヤ軸方向内側に配される第２ゴム部２６とを含んでいる。これにより、ビード部４のタイヤ軸方向内側のゴム容積が確保され、リムとの嵌合性や操縦安定性能の向上を確保することができる。

また、第２ゴム部２６は、本実施形態では、第１ゴム部２５よりもブチルゴムを多く含有している。また、カーカス６の本体部６ａよりもタイヤ軸方向内側に第１ゴム部２５が配されている。ブチルゴムを多く含有する第２ゴム部２６は、タイヤ１の内圧を高く維持し得るが、カーカス６との接着性が小さい。このため、ブチルゴム含有率の小さい第１ゴム部２５を第２ゴム部２６とカーカス６との間に設けることにより、第１ゴム部２５と第２ゴム部２６との接着性、及び、第１ゴム部２５とカーカス６との接着性が確保されるので、操縦安定性能が向上する。このような第１ゴム部２５は、粘着性に優れた例えば天然ゴムリッチのゴム配合が採用されたタイガムであるのが望ましい。

第１ゴム部２５及び第２ゴム部２６は、本実施形態では、一対のビードコア５、５間をトロイド状に跨って形成されている。第１ゴム部２５は、カーカスプライ６Ａの折返し部６ｂとともに、ビードコア５のタイヤ軸方向の外側面５ｂに沿ってのびて終端している。第２ゴム部２６は、ビードコア５のタイヤ軸方向の内側面５ｃに沿ってのび、ビードコア５のタイヤ半径方向の内側面５ａよりもタイヤ半径方向の内側で終端している。このような第１ゴム部２５及び第２ゴム部２６は、従来のタイヤ１のビード部４に比して、ビード部４のゴム容積を大きくするので、リムとの嵌合性と操縦安定性能とをさらにバランス良く向上する。

また、ビード部４には、リムズレ防止用のチェーファゴム２７が設けられている。チェーファゴム２７は、本実施形態では、ビード部４の外面を形成し、ビードコア５を囲うように略Ｕ字状に形成されている。

ビードコア５は、タイヤ子午線断面図において、本実施形態では、台形状に形成されている。しかしながら、このような態様に限定されるものではなく、図５に示されるように、ビードコア５は、タイヤ子午線断面図において、四角形状（図５（ａ）に示す）を含む多角形状や、円形状（図５（ｂ）に示す）でも良い。なお、図５には、ビードコア５を構成する金属ワイヤ２０が示される。

以上、本発明の特に好ましい実施形態について詳述したが、本発明は図示の実施形態に限定されることなく、種々の態様に変形して実施しうる。

図１の基本構造をなすサイズ１８０／５５ＺＲ１７の自動二輪車用空気入りタイヤが、表１の仕様に基づき試作され、操縦安定性能及びリムとの嵌合性がテストされた。テスト方法は、以下の通りである。

＜操縦安定性能＞
各テストタイヤが、下記の条件で、排気量１３００ccの自動二輪車の後輪に装着された。なお、前輪には、市販タイヤが装着されている。そして、テストライダーが、テスト車両をドライアスファルト路面の周回コースであるテストコースを走行させ、このときのハンドル応答性、剛性感、グリップ力、及び過渡特性に関する走行特性がテストライダーの官能により評価された。結果は、比較例１を１００とする評点で表され、数値が大きいほど良好である。
リム：ＭＴ５．５０×１７
内圧：２９０kPa

＜嵌合性＞
各テストタイヤを上記リムにリム組みする際、空気を徐々に注入して、ビード部がリムのハンプを乗り越えるときの圧力（嵌合圧）が計測された。結果は、各実施例及び各比較例の圧力を比較例１の圧力で除して１００を掛けた値とする指数で表された。数値は、大きい方が良好である。
テストの結果が表１に示される。

表１から明らかなように、実施例の空気入りタイヤは、比較例に比べて操縦安定性能と、リムとの嵌合性とが有意にバランス良く向上していることが確認できた。

１空気入りタイヤ
４ビード部
９ビード底面
８フランジ当接面
１３ビードトウ
１１トウ側部分
１２ヒール側部分
１３ヒール側円弧部分

Claims

それぞれにビードコアが埋設された一対のビード部を有する空気入りタイヤであって、
前記各ビード部のタイヤ軸方向の外側面であるフランジ当接面間のタイヤ軸方向の距離が、正規リムのリム幅に一致するように前記ビード部を保持した非リム組み状態において、
前記ビード部は、ビードトウからタイヤ軸方向外側に向かってタイヤ半径方向外側に向かって傾斜するビード底面を有し、
前記ビード底面は、
前記ビードトウからタイヤ軸方向に対して１７〜２４度の角度αでタイヤ軸方向外側にのびるトウ側部分と、
前記トウ側部分のタイヤ軸方向外側に位置しかつタイヤ軸方向に対して３〜７度の角度βでタイヤ軸方向外側にのびるヒール側部分と、
前記ヒール側部分と前記フランジ当接面との間を滑らかに接続する曲率半径Ｒが１．５〜３．５mmのヒール側円弧部分とを含む空気入りタイヤ。
前記非リム組み状態において、前記ビードトウから前記フランジ当接面までのタイヤ軸方向の距離であるビード底面幅Ａは、前記ビードコアのタイヤ軸方向の最大幅Ｂの１．７〜２．４倍である請求項１記載の空気入りタイヤ。
前記非リム組み状態において、前記ビード部において、前記ビードコアと前記フランジ当接面との間のタイヤ軸方向のゴム厚さａは、前記ビードコアと前記ビードトウとの間のタイヤ軸方向のゴム厚さｂよりも小さい請求項１又は２に記載の空気入りタイヤ。
前記ゴム厚さｂは、前記ビードトウから前記フランジ当接面までのタイヤ軸方向の距離であるビード底面幅Ａの０．２倍以上である請求項３記載の空気入りタイヤ。
前記ビード部は、前記ビードコアのタイヤ軸方向内側に、第１ゴム部と、前記第１ゴム部よりもタイヤ軸方向内側に配される第２ゴム部とを含み、
前記第２ゴム部は、前記第１ゴム部よりもブチルゴムを多く含有する請求項１乃至４のいずれかに記載の空気入りタイヤ。