JP6773552B2

JP6773552B2 - 空気入りタイヤ

Info

Publication number: JP6773552B2
Application number: JP2016248077A
Authority: JP
Inventors: 邦弘小嶋
Original assignee: Toyo Tire Corp
Current assignee: Toyo Tire Corp
Priority date: 2016-12-21
Filing date: 2016-12-21
Publication date: 2020-10-21
Anticipated expiration: 2036-12-21
Also published as: JP2018100044A

Description

本発明は、空気入りタイヤに関する。

空気入りラジアルタイヤでは、ビード部の耐久性を向上するためにカーカスプライの巻き上げ部に沿ってナイロンコードやスチールコード等のコードを含むコード補強層を設けることが、下記特許文献１に提案されている。

このようにカーカスプライの巻き上げ部の周りにコード補強層を設けて補強することにより、カーカスプライの巻き上げ端の歪みを分散させることができるが、コード補強層の剛性がビード部の周りに配されたゴムに比べて極端に高いため、コード補強層の端部に応力歪みが集中してビード部の耐久性が低下やすくなる。

なお、下記特許文献２には、カーカスプライの巻き上げ部のセパレーションを抑えるために、巻き上げ部の端部領域に配置されたプライコードを波形状に設けることが提案されている。特許文献２には、巻き上げ部の端部領域に含まれるカーカスコードが、波形状の伸び縮みによって張力を直接的に負担することなく周囲の変形に追随する結果、巻き上げ部の端部領域への応力集中が緩和され、セパレーションを抑えることができることが開示されている。しかし、特許文献２には、波形状に設けられたプライコードを互いに交差するように配置して高剛性化を図ることについて示唆するものではない。

特開２０１６−４３８１５号公報特開２００９−２６９４２６号公報

本発明は、以上の点に鑑みてなされたものであり、ビード部の耐久性を向上することができる空気入りタイヤを提供することを目的とする。

実施形態の空気入りタイヤは、ビードコアと、前記ビードコアのタイヤ径方向外側に配置されたビードフィラーとを有する一対のビード部と、一対の前記ビード部の間に設けられた本体部と、前記本体部から延びて前記ビードコアの周りでタイヤ幅方向内側から外側へ折り返され前記ビードフィラーに沿ってタイヤ径方向外側へ巻き上げられた巻き上げ部とを有する複数のカーカスプライとを備えた空気入りタイヤにおいて、前記カーカスプライは、タイヤ周方向に対して直交する方向に配置されたプライコードと、前記プライコードを被覆する被覆ゴムとを備え、前記プライコードは前記ビードフィラーのタイヤ幅方向外側に位置する部分が波形状に設けられ、前記波形状に設けられた部分がタイヤ側面視で互いに交差するように複数の前記カーカスプライが重ね合わされている。

本発明の好ましい態様において、複数の前記カーカスプライは、前記波形状に設けられた部分の位相をずらして重ね合わされてもよい。

本発明の他の好ましい態様において、複数の前記カーカスプライに設けられた前記波形状は、タイヤ径方向外方ほど波長が長くなってもよい。

また、本発明の他の好ましい態様において、複数の前記カーカスプライに設けられた前記波形状は、タイヤ径方向外方ほど振幅が小さくなってもよい。

実施形態の空気入りタイヤでは、ビードフィラーのタイヤ幅方向外側において、波形状に設けられたプライコードが互いに交差するように複数のカーカスプライが重ね合わされているため、ビード部の耐久性を向上することができる。

本実施形態の空気入りタイヤを示すタイヤ子午線半断面図。図１の空気入りタイヤのビードコア、ビードフィラー、及びカーカスプライをタイヤ側面から見た図。変更例に係る空気入りタイヤのカーカスプライの巻き上げ部に設けられたプライコードをタイヤ側面から見た図である。他の変更例に係る空気入りタイヤのカーカスプライの巻き上げ部に設けられたプライコードをタイヤ側面から見た図である。

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は、第１実施形態の空気入りタイヤ（以下、「タイヤ」という）１０の一例を示すタイヤ子午線断面図であり、規定リムのリムフランジ１に装着した状態での半断面を示している。

本明細書において、タイヤ幅方向とは、タイヤ回転軸に平行な方向であって、タイヤ軸方向と同義であり、図において符号Ｙで示し、タイヤ幅方向内側及び外側をそれぞれ符号Ｙ１及びＹ２で示す。また、タイヤ径方向（ラジアル方向）とは、タイヤ回転軸に垂直な方向であり、図において符号Ｚで示し、タイヤ径方向内側及び外側をそれぞれ符号Ｚ１及びＺ２で示す。また、タイヤ回転軸を中心とする円周上の方向であり、図において符号Ｒで示す。

本実施形態のタイヤ１０は、タイヤ幅方向Ｙ両側に設けられた左右一対のビード部１１と、ビード部１１からタイヤ径方向外側に延びる一対のサイドウォール部１４と、左右のサイドウォール部１４の径方向外方端部同士を連結するように両サイドウォール部１４の間に設けられたトレッド部１６とを備える。

ビード部１１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１２と、このビードコア１２のタイヤ径方向外側Ｚ２に配置されたゴム製のビードフィラー１３とを有する。ビードフィラー１３は、硬質ゴムからなり、タイヤ最大幅位置よりタイヤ径方向外方Ｚ２まで延びる先端側ほど幅狭の断面三角形状をなしている。

タイヤ１０の内部には、一対のビード部１１間に架け渡されたトロイド状の２枚のカーカスプライ２０Ａ、２０Ｂが設けられている。２枚のカーカスプライ２０Ａ、２０Ｂは、タイヤ内面側の第１カーカスプライ２０Ａと、その外側に重ねて設けられた第２カーカスプライ２０Ｂとの２枚で構成されている。２枚のカーカスプライ２０Ａ、２０Ｂは、トレッド部１６から両側のサイドウォール部１４を経てビード部１１に至り、ビード部１１において、ビードコア１２の周りに巻き上げられて係止されている。なお、この例では、２枚のカーカスプライ２０Ａ、２０Ｂを設ける場合について説明するが、３枚以上のカーカスプライをタイヤ１０の内部に設けてもよい。

トレッド部１６における第２カーカスプライ２０Ｂのタイヤ外面側にはベルト３０が設けられている。ベルト３０は、複数本のコード（例えば、スチールコード）がゴムで被覆されたもので、２枚のカーカスプライ２０Ａ、２０Ｂの外周でトレッド部１６を補強する。ベルト３０よりタイヤ径方向外側には外表面が接地面となるトレッドゴム３２が設けられている。

第１カーカスプライ２０Ａのタイヤ内面側には、タイヤ１０の内周面を構成する耐空気透過ゴム層としてのインナーライナー３４が設けられている。サイドウォール部１４には、第１カーカスプライ２０Ａのタイヤ幅方向両側にタイヤ１０の外壁面を構成するサイドウォールゴム３３が設けられている。

ビード部１１のタイヤ幅方向外側Ｙ２には、リムストリップ４０が設けられている。リムストリップ４０の上部はサイドウォールゴム３３の下部と接している。リムストリップ４０の下部はビードコア１２よりタイヤ径方向内側Ｚ１へ入り込みインナーライナー３４と接している。リムストリップ４０は、ビード部１１周辺においてタイヤ外表面を構成し、タイヤ１０をリム組の際にリムフランジ１と接触する。

タイヤ表面の所定位置にはリムライン３５が小突起として設けられている。リムライン３５とは、タイヤ１０が正規リムに装着されたときにタイヤ１０と正規リムとが同心円状になっていることを確認するためのラインのことである。その目的のために、リムライン３５は、タイヤ周方向に１周に亘って設けられ、タイヤ１０の回転軸を中心とする円となっている。リムライン３５が設けられる所定位置は、リムライン３５が正規リムのフランジの外周から一定距離だけタイヤ径方向外側に出る位置である。通常、リムライン３５はタイヤ表面におけるリムストリップ４０とサイドウォールゴム３３との境界部分に設けられている。

このような構成のタイヤ１０において、２枚のカーカスプライ２０Ａ、２０Ｂは、一対のビード部１１の間に設けられタイヤの骨格を形成する本体部２１Ａ、２１Ｂと、本体部２１Ａ、２１Ｂから延びてビードコア１２及びビードフィラー１３を包み込むようにビード部１１の周りでタイヤ幅方向内側から外側へ折り返された巻き上げ部２２Ａ、２２Ｂとを有する。

カーカスプライ２０Ａ、２０Ｂの巻き上げ部２２Ａ、２２Ｂは、ビードコア１２及びビードフィラー１３のタイヤ幅方向外側面に沿ってタイヤ径方向外側Ｚ２へ延びている。巻き上げ部２２Ａ、２２Ｂの先端（即ち、巻き上げ端２２ＡＥ、２２ＢＥ）は、ビードフィラー１３の上端（即ち、タイヤ径方向外端）１３Ａを越えて、サイドウォール部１４内で終端している。

第２カーカスプライ２０Ｂの巻き上げ部２２Ｂは、ビードフィラー１３のタイヤ径方向外方Ｚ２において本体部２１Ｂに接触している。第１カーカスプライ２０Ａの巻き上げ部２２Ａは、第２カーカスプライ２０Ｂの巻き上げ部２２Ｂの外側を覆い、第２カーカスプライ２０Ｂの巻き上げ部２２Ｂより巻き上げ位置が高く（即ち、タイヤ径方向外方に）形成されている。第１カーカスプライ２０Ａの巻き上げ部２２Ｂは、第２カーカスプライ２０Ｂの本体部２１Ｂに接触している。

図２に示すように、２枚のカーカスプライ２０Ａ、２０Ｂは、タイヤ周方向Ｒに間隔をあけて設けられた複数のプライコード２３Ａ、２３Ｂと、複数のプライコード２３Ａ、２３Ｂを被覆する被覆ゴム２４Ａ，２４Ｂとを備える。プライコード２３Ａ、２３Ｂとしては、スチールコード等の金属コードや、ポリエステルやナイロン等の有機繊維コード等が用いられる。

詳細には、プライコード２３Ａ、２３Ｂのうちカーカスプライ２０Ａ、２０Ｂの本体部２１Ａ、２１Ｂに設けられた部分（以下、この部分を「コード本体部」ということもある）２３Ａ１、２３Ｂ１は、タイヤ周方向Ｒに間隔をあけて配置され、タイヤ周方向Ｒに対して実質的に直交する方向に沿って延びている。

プライコード２３Ａ、２３Ｂのうちカーカスプライ２０Ａ、２０Ｂの巻き上げ部２２Ａ、２２Ｂに設けられた部分（以下、この部分を「コード巻き上げ部」ということもある）２３Ａ２、２３Ｂ２は、タイヤ周方向Ｒに振幅をもって蛇行しながらタイヤ径方向に延びる波形状をなしている。そして、第１カーカスプライ２０Ａのコード巻き上げ部２３Ａ２と第２カーカスプライ２０Ｂのコード巻き上げ部２３Ｂ２は、図２に示すようなタイヤ側面視において互いに交差するように網目状に配置されている。

第１カーカスプライ２０Ａのコード巻き上げ部２３Ａ２と第２カーカスプライ２０Ｂのコード巻き上げ部２３Ｂ２とを交差させる方法として、図２に例示するようにコード巻き上げ部２３Ａ２とコード巻き上げ部２３Ｂ２とで波形状の位相（即ち、タイヤ径方向Ｚの位置）をずらして第１カーカスプライ２０Ａと第２カーカスプライ２０Ｂを重ね合わせる以外にも、例えば、コード巻き上げ部２３Ａ２とコード巻き上げ部２３Ｂ２とで波形状の波長や振幅を異ならせることでも、コード巻き上げ部２３Ａ２とコード巻き上げ部２３Ｂ２とを交差させることができる。

２枚のカーカスプライ２０Ａ，２０Ｂに設けられたプライコード２３Ａ、２３Ｂは、例えば、タイヤ周方向Ｒに０．２〜１．２ｍｍの間隔をあけて配置され、コード巻き上げ部２３Ａ２、２３Ｂ２の波形状は、振幅が０．５ｍｍ以上、波長が４．０ｍｍ〜２０ｍｍの範囲の波形状であることが好ましい。また、コード巻き上げ部２３Ａ２とコード巻き上げ部２３Ｂ２とで波形状の位相をずらしてコード巻き上げ部２３Ａ２、２３Ｂ２を互いに交差させる場合、波形状の位相差が１４０°〜２２０°の範囲であることが好ましい。

なお、本明細書において、プライコード２３Ａ、２３Ｂの間隔や、コード巻き上げ部２３Ａ２、２３Ｂ２の波形状の振幅、波長、及び位相差は、空気入りタイヤをリムに組み付ける前のフリー状態で測定される値である。

本実施形態のタイヤ１０では、ビードフィラー１３のタイヤ幅方向外側に位置するコード巻き上げ部２３Ａ２とコード巻き上げ部２３Ｂ２が、それぞれ波形状に設けられるとともに、タイヤ側面視において互いに交差するよう第１カーカスプライ２０Ａと第２カーカスプライ２０Ｂが重ね合わされている。そのため、タイヤ変形時に大きな歪みが集中しやすいビードフィラー１３のタイヤ幅方向外側Ｙ２において、プライコード２３Ａ、２３Ｂが網目構造を形成するため、カーカスプライ２０Ａ、２０Ｂを大幅に高剛性化することができ、ビード部１１周りの耐久性を向上させることができる。

しかも、本実施形態では、プライコード２３Ａ、２３Ｂをタイヤ周方向Ｒに対して実質的に直交する方向に配置するいわゆるラジアルタイヤであっても、プライコード２３Ａ、２３Ｂが網目構造を形成するためタイヤ周方向Ｒへ変形を抑制することができる。

また、本実施形態では、第２カーカスプライ２０Ｂの巻き上げ部２２Ｂが、ビードフィラー１３のタイヤ径方向外方Ｚ２において本体部２１Ｂに接触している。本体部２１Ｂに設けられたコード本体部２３Ｂ１と、巻き上げ部２２Ｂに設けられた波形状のコード巻き上げ部２３Ｂ２は、タイヤ側面視で互いに交差するため、巻き上げ部２２Ｂと本体部２１Ｂとの接触部分の剛性を高めることができる。

また、本実施形態では、第１カーカスプライ２０Ａの巻き上げ部２２Ａが、本体部２１Ｂに接触しているため、本体部２１Ｂに設けられたコード本体部２３Ｂ１と、巻き上げ部２２Ａに設けられた波形状のコード巻き上げ部２３Ａ２とが、タイヤ側面視で互いに交差して、巻き上げ部２２Ｂと本体部２１Ｂとの接触部分の剛性を高めることができる。

（変更例１）
上記実施形態では、カーカスプライ２０Ａ、２０Ｂのコード巻き上げ部２３Ａ２、２３Ｂ２に設ける波形状が、タイヤ径方向Ｚで変化せず同じ形状を繰り返す場合について説明したが、少なくとも一方のコード巻き上げ部２３Ａ２、２３Ｂ２に設ける波形状がタイヤ径方向Ｚで変化してもよい。

具体的には、カーカスプライ２０Ａ、２０Ｂのコード巻き上げ部２３Ａ２、２３Ｂ２に設ける波形状は、図３に例示すようにタイヤ径方向外方Ｚ２に行くほど波長が長くなるように変化してもよく、図４に例示すようにタイヤ径方向外方Ｚ２に行くほど振幅が小さくなるように変化してもよく、また、タイヤ径方向外方Ｚ２ほど波長が長くなりつつ振幅が小さくなるように変化してもよい。

このようにコード巻き上げ部２３Ａ２、２３Ｂ２に設ける波形状を変化させることで、コード巻き上げ部２３Ａ２、２３Ｂ２が互いに交差する箇所をタイヤ径方向外方Ｚ２に行くにしたがって徐々に減少させることができる。これにより、巻き上げ部２２Ａ、２２Ｂの剛性がタイヤ径方向外方Ｚ２に行くにしたがって緩やかに低下するため、タイヤ変形時に生じる歪みを分散させることができ、ビード部１１の周りの耐久性を向上させることができる。

（変更例２）
上記実施形態では、第１カーカスプライ２０Ａのコード巻き上げ部２３Ａ２と第２カーカスプライ２０Ｂのコード巻き上げ部２３Ｂ２のほぼ全体を波形状に設けたが、プライコード２３Ａ、２３Ｂのうち少なくともビードフィラー１３のタイヤ幅方向外側Ｙ２に位置する部分が波形状に設けられ互いに交差していればよい。

また、ビードフィラー１３の全体にわたってプライコード２３Ａ、２３Ｂを波形状に設けてもよいが、ビードフィラー１３の一部とタイヤ径方向Ｚに重なる領域においてプライコード２３Ａ、２３Ｂを波形状に設けてもよい。ビードフィラー１３のタイヤ幅方向外側Ｙ２の一部に波形状を設ける場合、リムライン３５のタイヤ径方向外方Ｚ２からリムライン３５を超えてビードコア１２までの領域においてプライコード２３Ａ、２３Ｂを波形状に設けることが好ましい。

以上、本発明の実施形態を説明したが、この実施形態は、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。この新規な実施形態は、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。

上記実施形態の構成と効果を具体的に示すために、比較例及び実施例１〜２のタイヤ（タイヤサイズ：195/85Ｒ16 114Ｌ）を試作し性能評価を行った。評価方法は以下のとおりである。
・ビード耐久性
空気圧６００ＫＰａ、基準荷重１１．６ＫＮ、速度６５Ｋｍ／ｈの初期条件から荷重を段階的に上昇させながら直径１７００mmのドラム上でテストタイヤが故障するまで走行させた。比較例の走行距離を１００として指数で記載した。数値が大きいほど良好である。

性能評価を行った比較例及び実施例１〜２のタイヤは、２枚のカーカスプライの巻き上げ部に設けられたプライコードの形状を除いて、図１のタイヤ１０と同じ構造を有する。

具体的には、比較例は、２枚のカーカスプライの巻き上げ部に設けられたプライコードがタイヤ径方向に沿って直線状に延びるタイヤである。

実施例１は、２枚のカーカスプライの巻き上げ部に設けられたプライコードが波形状をなしておりタイヤ側面視において互いに交差しているタイヤであって、波形状がタイヤ径方向で変化しないタイヤである。

実施例２は、２枚のカーカスプライの巻き上げ部に設けられたプライコードが波形状をなしておりタイヤ側面視において互いに交差しているタイヤであって、タイヤ径方向外方ほど、波形状の波長が長くなり、かつ、波形状の振幅が小さくなるタイヤである。

なお、各試作タイヤにおける、２枚のカーカスプライに設けられたプライコードのタイヤ周方向Ｒの間隔、コード巻き上げ部に形成された波形状の波長及び振幅、第１カーカスプライと第２カーカスプライのコード巻き上げ部に形成された波形状の位相差は、表１に示すとおりである。

結果は表１に示す通りである。実施例１〜２では、比較例に比べてビード耐久性が向上した。コード巻き上げ部に形成された波形状の波長及び振幅をタイヤ径方向で変化させた実施例２ではビード耐久性がより一層向上した。

１０…タイヤ、１１…ビード部、１２…ビードコア、１３…ビードフィラー、１４…サイドウォール部、１６…トレッド部、２０…カーカスプライ、２０Ａ…第１カーカスプライ、２０Ｂ…第２カーカスプライ、２１Ａ…本体部、２１Ｂ…本体部、２２Ａ…巻き上げ部、２２Ｂ…巻き上げ部、２２ＡＥ…巻き上げ端、２２ＢＥ…巻き上げ端、２３Ａ…プライコード、２３Ｂ…プライコード、２３Ａ１…コード本体部、２３Ｂ１…コード本体部、２３Ａ２…コード巻き上げ部、２３Ｂ２…コード巻き上げ部、２４Ａ…被覆ゴム、２４Ｂ…被覆ゴム、３３…サイドウォールゴム、３４…インナーライナー、３５…リムライン、４０…リムストリップ

Claims

ビードコアと、前記ビードコアのタイヤ径方向外側に配置されたビードフィラーとを有する一対のビード部と、
一対の前記ビード部の間に設けられた本体部と、前記本体部から延びて前記ビードコアの周りでタイヤ幅方向内側から外側へ折り返され前記ビードフィラーに沿ってタイヤ径方向外側へ巻き上げられた巻き上げ部とを有する複数のカーカスプライとを備えた空気入りタイヤにおいて、
前記カーカスプライは、タイヤ周方向に対して直交する方向に配置されたプライコードと、前記プライコードを被覆する被覆ゴムとを備え、
前記プライコードは前記ビードフィラーのタイヤ幅方向外側に位置する部分が波形状に設けられ、前記波形状に設けられた部分が側面視で互いに交差するように複数の前記カーカスプライが重ね合わされている空気入りタイヤ。
複数の前記カーカスプライは、前記波形状に設けられた部分の位相をずらして重ね合わされている請求項１に記載の空気入りタイヤ。
複数の前記カーカスプライに設けられた前記波形状は、タイヤ径方向外方ほど波長が長くなる請求項１又は２に記載の空気入りタイヤ。
複数の前記カーカスプライに設けられた前記波形状は、タイヤ径方向外方ほど振幅が小さくなる請求項１〜３のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。