JP7008498B2 - 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。

空気入りタイヤとして、ビード部の外面であるビードベース面を直線状に形成したものが公知である（例えば、特許文献１参照）。ビードベース面は、通常、組み付けられるリムの形状に合わせた形状に形成されるが、特許文献１では、これを直線状に形成することによってビード部とリムとの接触圧を高めている。このようにビード部とリムとの接触圧を高めることによって、空気入りタイヤの剛性感を高め、操縦安定性を向上させている。

特開２００４－２９９５７１号公報

上記の空気入りタイヤでは、ビード部の形状について、ユニフォミティ性および操縦安定性を向上させる観点からさらなる改善の余地がある。

本発明は、空気入りタイヤにおいて、操縦安定性とユニフォミティ性を向上させることを課題とする。

本発明は、踏面を構成するトレッド部と、前記トレッド部のタイヤ幅方向両側からタイヤ径方向内側に延びる一対のサイドウォール部と、前記サイドウォール部のタイヤ径方向内側に連なり、リムに組み付けられる一対のビード部とを備え、前記ビード部の外面であるビードベース面には、前記リムの基準面に対して湾曲かつ突出した湾曲突出部が形成されており、前記ビード部の表層には、硬化層が設けられており、前記ビードベース面および前記湾曲突出部は、前記硬化層に設けられており、前記硬化層は、前記リムに組付けられた際に撓んで板バネのように機能し、前記硬化層のタイヤ幅方向内側に隣接して配置されたリムストリップゴム層をさらに備え、前記硬化層は、ゴム層であり、前記硬化層は、前記リムストリップゴム層よりも硬い、空気入りタイヤを提供する。

この構成によれば、湾曲突出部がリムの基準面に対して湾曲かつ突出しているため、湾曲突出部がない場合に比べてビード部とリムとの接触圧を高めることができる（以降、圧接ともいう）。この圧接によって、ビード部をリムに拘束する力を高めることができる。また、この圧接によって、ビード部からサイドウォール部ひいてはトレッド部に応力が伝わり、サイドウォール部およびトレッド部を緊張させることができる。これにより、タイヤの幅方向の剛性（以降、サイド剛性ともいう。）を高めることができるとともに、タイヤ全体の剛性の均一化を図ることができる。従って、特にサイド剛性向上の観点から操縦安定性を向上させることができ、タイヤ全体の剛性の均一化の観点からユニフォミティ性を向上させることができる。また、リムを組み付ける際にビード部を押圧すると、硬化層が板バネのように機能することで押圧力に対する反力が発生する。この反力により、ビード部をより強くリムに圧接できるため、サイド剛性を一層向上できる。また、硬化層がリムストリップゴム層の表層として配置される。そのため、硬い硬化層が軟らかいリムストリップゴム層に支持された状態で、ビード部がリムに組み付けられる。このとき、リムに押圧された硬化層がリムストリップゴム層に沈降するように撓むことができるため、確実に硬化層が板バネとして機能する。

前記硬化層の厚みは、一様であってもよい。

この構成によれば、上記の板バネの効果を一様に発揮させることができるため、ビード部をリムに安定して拘束することができる。

前記硬化層の厚みは、０．５ｍｍ以上かつ２．０ｍｍ以下であってもよい。

この構成によれば、適正な板バネの効果を得ることができる。仮に、硬化層が０．５ｍｍよりも薄いと、硬化層が板バネとして機能したとしても必要な反力が得られない。また、仮に、硬化層が２．０ｍｍよりも厚いと、板バネとしての硬化層の撓み量が減少し、即ち板バネとして機能し難くなる。従って、これらを除く上記の適正な範囲に硬化層の厚みを設定することで、適正な板バネの効果を得ることができる。よって、サイド剛性を確実に向上できる。

前記ビードベース面からの前記湾曲突出部の最大突出量は、０．５ｍｍ以上かつ１．０ｍｍ以下であってもよい。

この構成によれば、ビード部をリムに適正に拘束できるとともに、ビード部をリムに沿わせて圧接できる。仮に、湾曲突出部の最大突出量が０．５ｍｍよりも小さいと、湾曲突出部がリムに強く圧接されず、適正な拘束力を確保できないおそれがある。また、仮に、湾曲突出部の最大突出量が１．０ｍｍよりも大きいとビード部をリムに沿わせて圧接できないおそれがある。従って、これらを除く上記の適正範囲に湾曲突出部の最大突出量を設定することで、適正な拘束力とリムフィット性とを確保できる。

前記ビード部に埋設され、タイヤ周方向に環状に連続して延びるビードコアと、前記サイドウォール部に、タイヤ幅方向外側に突出する頂部を有してタイヤ周方向に環状に連続して延びるリムプロテクタとをさらに備え、前記湾曲突出部の最も突出した位置は、タイヤ径方向において、前記ビードコアの外端から前記リムプロテクタの前記頂部との間に設けられていてもよい。

この構成によれば、湾曲突出部の最も突出した位置にリムが組み付けられる。よって、確実に湾曲突出部をリムに接触させることができ、ビード部をリムに圧接できる。

前記硬化層は、タイヤ径方向において、前記ビードワイヤの内端から前記リムプロテクタの前記頂部の間に配置されてもよい。

この構成によれば、硬化層をリムに接触させることができる。よって、確実に硬化層による板バネ効果を得ることができる。

前記硬化層は、前記リムストリップゴム層よりもJIS K6253-1-2012に規定されるデュロメータ硬さが５以上硬くてもよい。

この構成によれば、前述のようにリムに押圧された硬化層がリムストリップゴム層に沈降するように撓むことができるため、硬化層が確実に板バネとして機能する。

本発明によれば、空気入りタイヤにおいて、サイド剛性向上の観点から操縦安定性を向上させることができ、タイヤ全体の剛性の均一化の観点からユニフォミティ性を向上させることができる。

本発明の実施形態に係る空気入りタイヤのタイヤ子午線方向の断面を含む部分的な斜視図 図１の部分拡大図 図２において硬化層を明示した断面図 図３の空気入りタイヤをリムに取り付けた状態の断面図

以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を説明する。

図１は、本実施形態に係る空気入りタイヤ１（以降、単にタイヤ１ともいう。）のタイヤ子午線方向の概略断面図である。タイヤ１は、リム２（図２参照）に装着されることによりリム２との間に空気層を形成するものである。タイヤ１は、踏面を構成するトレッド部１０と、トレッド部１０のタイヤ幅方向ＴＷの両側からタイヤ径方向ＴＲの内側に延びる一対のサイドウォール部２０と、サイドウォール部２０のタイヤ径方向ＴＲの内側に連なり、リム２に組み付けられる一対のビード部３０とを備える。

図２は、図１のサイドウォール部２０とビード部３０の拡大図である。図２では、図示を明瞭にするため、硬化層３１を示していない。硬化層３１については、図３を参照して詳細を後述する。本実施形態では、サイドウォール部２０とビード部３０は、異なるゴム材料で形成されている。サイドウォール部２０はサイドウォールゴムからなり、ビード部３０は主にリムストリップゴムからなる。リムストリップゴムは、サイドウォールゴムよりも硬い。

サイドウォール部２０には、タイヤ幅方向ＴＷの外側に突出する頂部２１ａを有してタイヤ周方向ＴＣに環状に連続して延びるリムプロテクタ２１が設けられている。リムプロテクタ２１の頂部２１ａはビード部３０よりもタイヤ幅方向ＴＷの外側に突出しているため、リムプロテクタ２１は外傷からリム２を保護する機能を有する。

ビード部３０には、タイヤ周方向ＴＣに環状に連続して延びるビードコア３２およびビードフィラー３３が埋設されている。ビードコア３２およびビードフィラー３３は、ビード部３０をリム２に組み付けるための高剛性部分である。また、ビード部３０の内部では、カーカス３４がビードコア３２およびビードフィラー３３の周りを内から外に折り返すように配設されている。折り返されたカーカス３４の端部３４ａは、ビード部３０とリムプロテクタ２１を超えてサイドウォール部２０まで延びている。

ビード部３０の外面のうち、リム２に当接する面をビードベース面３５と称する。ビードベース面３５はリム２の基準面２ａに対応する形状となっており、ビードベース面３５には湾曲かつ突出した湾曲突出部３６が形成されている。本実施形態では、湾曲突出部３６の湾曲の曲率は、半径約１００ｍｍである。好ましくは、湾曲突出部３６の湾曲の曲率は、半径約１００ｍｍ以下である。

湾曲突出部３６の最も突出した位置３６ａ（図２の拡大円内参照）は、タイヤ径方向ＴＲにおいてビードコア３２の外端（図において上端）３２ａからリムプロテクタ２１の頂部２１ａとの間の領域Ｓ１内にある。本実施形態では、ビードベース面３５からの湾曲突出部３６の最大突出量ｄ（図２の拡大円内参照）は、例えば１．０ｍｍである。好ましくは、ビードベース面３５からの湾曲突出部３６の最大突出量ｄは、０．５ｍｍ以上かつ１．０ｍｍ以下である。

図３は、図２に対応する図であり、硬化層３１を明示したサイドウォール部２０とビード部３０の断面図である。ビード部３０の表層には硬化層３１が設けられており、ビードベース面３５および湾曲突出部３６は硬化層３１に設けられている。詳細には、硬化層３１は、タイヤ径方向ＴＲにおいて、ビードコア３２の内端（図において下端）３２ｂからリムプロテクタ２１の頂部２１ａの間の領域Ｓ２に配置されている。本実施形態では、硬化層３１の厚みは一様であり、その厚みは例えば約１．０ｍｍである。好ましくは、硬化層３１の厚みは、０．５ｍｍ以上かつ２．０ｍｍ以下である。

タイヤ幅方向ＴＷにおいて、硬化層３１の内側かつビードフィラー３３の外側には、上記リムストリップゴムからなるリムストリップゴム層３７が硬化層３１に隣接して配置されている。本実施形態では、硬化層３１の材質はリムストリップゴムよりも硬いゴム材質である。詳細には、硬化層３１は、リムストリップゴム層３７よりもJIS K6253-1-2012に規定されるデュロメータ硬さが５硬い。好ましくは、硬化層３１は、リムストリップゴム層３７よりも当該硬さが５以上硬い。

図４は、タイヤ１をリム２に取付けた状態を示す断面図である。リム２は、タイヤ幅方向ＴＷにおいて外側に位置するフランジ部２ｂと、フランジ部２ｂから延び、ビード部３０と当接する基準面２ａを内面に有する側部２ｃと、側部２ｃから延びる底部２ｄとを備える。本実施形態では、基準面２ａは滑らかに湾曲した形状を有し、基準面２ａ内に凹凸は存在しない。リム２は、アルミ合金製、マグネシウム合金製、または鋼鉄製などの金属製であり得る。

タイヤ１がリム２に取り付けられた状態では、硬化層３１は、リム２に押圧され、リムストリップゴム層３７に沈降して弓なりに撓んでいる。この撓みより、硬化層３１は、リム２をタイヤ幅方向ＴＷの外側に付勢する板バネのように機能する。

本実施形態の構成によれば、次のような利点がある。

（１）湾曲突出部３６がリム２の基準面２ａに対して湾曲かつ突出しているため、湾曲突出部３６がない場合に比べてビード部３０とリム２とを圧接できる。この圧接によって、ビード部３０をリム２に拘束する力を高めることができる。また、この圧接によって、ビード部３０からサイドウォール部２０ひいてはトレッド部１０に応力が伝わり、サイドウォール部２０およびトレッド部１０を緊張させることができる。これにより、タイヤ１のサイド剛性を高めることができるとともに、タイヤ１の全体の剛性の均一化を図ることができる。従って、特にサイド剛性向上の観点から操縦安定性を向上させることができ、タイヤ１の全体の剛性の均一化の観点からユニフォミティ性を向上させることができる。

（２）硬化層３１が設けられているため、リム２を組み付ける際にビード部３０を押圧すると、硬化層３１が板バネのように機能することで押圧力に対する反力が発生する。この反力により、ビード部３０をより強くリム２に圧接できるため、サイド剛性を一層向上できる。

（３）硬化層３１の厚みが一様であることで、上記の板バネの効果を一様に発揮させることができるため、ビード部３０をリム２に安定して拘束することができる。

（４）硬化層３１の厚みが、０．５ｍｍ以上かつ２．０ｍｍ以下である（本実施形態では１．０ｍｍ）ことで、適正な板バネの効果を得ることができる。仮に、硬化層３１が０．５ｍｍよりも薄いと、硬化層３１が板バネとして機能したとしても必要な反力が得られない。また、仮に、硬化層３１が２．０ｍｍよりも厚いと、板バネとしての硬化層３１の撓み量が減少し、即ち板バネとして機能し難くなる。従って、これらを除く上記の適正な範囲に硬化層３１の厚みを設定することで、適正な板バネの効果を得ることができる。よって、サイド剛性を確実に向上できる。

（５）硬化層３１の最大突出量ｄが０．５ｍｍ以上かつ１．０ｍｍ以下である（本実施形態では１．０ｍｍ）ことで、ビード部３０をリムに適正に拘束できるとともに、ビード部３０をリム２に沿わせて圧接できる。仮に、湾曲突出部３６の最大突出量ｄが０．５ｍｍよりも小さいと、湾曲突出部３６がリム２に強く圧接されず、適正な拘束力を確保できないおそれがある。また、仮に、湾曲突出部３６の最大突出量ｄが１．０ｍｍよりも大きいとビード部３０をリム２に沿わせて圧接できないおそれがある。従って、これらを除く上記の適正範囲に湾曲突出部３６の最大突出量ｄを設定することで、適正な拘束力とリムフィット性とを確保できる。

（６）湾曲突出部３６の最も突出した位置が上記の領域Ｓ１内にあることで、湾曲突出部３６の最も突出した位置にリム２が組み付けられる。よって、確実に湾曲突出部３６をリム２に接触させることができ、ビード部３０をリム２に圧接できる。

（７）硬化層３１が上記の領域Ｓ２に配置されていることで、硬化層３１をリム２に接触させることができる。よって、確実に硬化層３１による板バネ効果を得ることができる。

（８）相対的に硬い硬化層３１が軟らかいリムストリップゴム層３７の表層として配置されているため、硬い硬化層３１が軟らかいリムストリップゴム層３７に支持された状態で、ビード部３０がリム２に組み付けられる。このとき、リム２に押圧された硬化層３１がリムストリップゴム層３７に沈降するように撓むことができるため、確実に硬化層３１が板バネとして機能する。

（９）硬化層３１は、リムストリップゴム層３７よりもJIS K6253-1-2012に規定されるデュロメータ硬さが５以上硬いことで、前述のようにリム２に押圧された硬化層３１がリムストリップゴム層３７に沈降するように撓むことができるため、硬化層３１が確実に板バネとして機能する。

以下の表１に示すように、比較例及び実施例に係るタイヤについて、操縦安定性、ユニフォミティ性、および、耐久性をそれぞれ比較例の場合を１００として指数により評価した。

操縦安定性については、各タイヤを乗用車に装着し、車両指定空気圧に設定し、２名乗車相当の荷重にて、アスファルト舗装された乾燥路面にて、加速、制動、旋回、およびレーンチェンジをする走行を実施した。専門のドライバにより操縦安定性を限界性能、応答性能、および直進性能の観点から相対的に評価し、比較例を１００として指数で表示した。

ユニフォミティ性については、JASO C-607に準拠し、規定のリムに組み、直径８５４ｍｍのドラム上を毎秒１回転の速度にて走行させ、そのときのタイヤ径方向の力を計測し、比較例を１００として指数で表示した。試験条件(空気圧/荷重)は、２００ｋＰａ／４６０９Ｎである。

耐久性については、ECE-R30に準拠して実施した。具体的にはタイヤを規定のリムに装着し、規定空気圧を充填し、所定の荷重を負荷し、速度を規定に基づいて増加させ、タイヤが故障するか規定の速度に達するまで走行し、走行できた最高速度を、比較例を１００として指数で表示した。

上記の操縦安定性、ユニフォミティ性、および耐久性の各指数は、それぞれ値が大きいほど好ましい。

比較例１の形状は、ビードベース面３５が直線形状（図２の拡大円内の一点鎖線参照）とした。実施例１～４の形状は、リム２の基準面２ａに対応するビードベース面３５（図２の拡大円内の破線参照）に湾曲突出部３６が設けられた形状（図２の拡大円内の実線参照）とした。比較例１および実施例１では硬化層３１が設けられておらず、実施例２では硬化層３１の硬度はリムストリップゴム層３７に比べてゴム硬度（JIS K6253-1-2012）で＋５とし、実施例３，４では＋１０とした。また、実施例２，３では硬化層３１の厚みは０．５ｍｍとし、実施例４では１．０ｍｍとした。

実施例１～４のいずれにおいても、操縦安定性およびユニフォミティ性については、湾曲突出部３６を形成したことにより比較例よりも良好な結果を得ることができた。耐久性については、実施例２～４において、硬化層３１を形成したことにより比較例よりも良好な結果を得ることができた。特に実施例４については、全例の中で最良の結果を得ることができており、各性能について顕著な効果を発揮した。

以上より、本発明の具体的な実施形態について説明したが、本発明は上記形態に限定されるものではなく、この発明の範囲内で種々変更して実施することができる。例えば、硬化層３１は、ナイロンチェーファなどの繊維質材料を含むものであってもよい。これにより、繊維質材料によって硬化層３１の硬度を簡単に確保できる。そのため、硬化層３１が確実に板バネとして機能する。

１ 空気入りタイヤ
２ リム
２ａ 基準面
２ｂ フランジ部
２ｃ 側部
２ｄ 底部
１０ トレッド部
２０ サイドウォール部
２１ リムプロテクタ
２１ａ 頂部
３０ ビード部
３１ 硬化層
３２ ビードコア
３２ａ 外端
３２ｂ 内端
３３ ビードフィラー
３４ カーカス
３４ａ 端部
３５ ビードベース面
３６ 湾曲突出部
３６ａ 最も突出した位置
３７ リムストリップゴム層

Claims (7)

1. 踏面を構成するトレッド部と、
   前記トレッド部のタイヤ幅方向両側からタイヤ径方向内側に延びる一対のサイドウォール部と、
   前記サイドウォール部のタイヤ径方向内側に連なり、リムに組み付けられる一対のビード部と
   を備え、
   前記ビード部の外面であるビードベース面には、前記リムの基準面に対して湾曲かつ突出した湾曲突出部が形成されており、前記ビード部の表層には、硬化層が設けられており、
   前記ビードベース面および前記湾曲突出部は、前記硬化層に設けられており、
   前記硬化層は、前記リムに組付けられた際に撓んで板バネのように機能し、
   前記硬化層のタイヤ幅方向内側に隣接して配置されたリムストリップゴム層をさらに備え、
   前記硬化層は、ゴム層であり、
   前記硬化層は、前記リムストリップゴム層よりも硬い、空気入りタイヤ。
2. 前記硬化層の厚みは、一様である、請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 前記硬化層の厚みは、０．５ｍｍ以上かつ２．０ｍｍ以下である、請求項１または請求項２に記載の空気入りタイヤ。
4. 前記ビードベース面からの前記湾曲突出部の最大突出量は、０．５ｍｍ以上かつ１．０ｍｍ以下である、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
5. 前記ビード部に埋設され、タイヤ周方向に環状に連続して延びるビードコアと、
   前記サイドウォール部に、タイヤ幅方向外側に突出する頂部を有してタイヤ周方向に環状に連続して延びるリムプロテクタと
   をさらに備え、
   前記湾曲突出部の最も突出した位置は、タイヤ径方向において、前記ビードコアの外端から前記リムプロテクタの前記頂部との間に設けられている、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
6. 前記硬化層は、タイヤ径方向において、前記ビードワイヤの内端から前記リムプロテクタの前記頂部の間に配置されている、請求項５に記載の空気入りタイヤ。
7. 前記硬化層は、前記リムストリップゴム層よりもJIS K6253-1-2012に規定されるデュロメータ硬さが５以上硬い、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。

Images