JP7059746B2

JP7059746B2 - 空気入りタイヤ

Info

Publication number: JP7059746B2
Application number: JP2018060387A
Authority: JP
Inventors: 葉遠島
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 2018-03-27
Filing date: 2018-03-27
Publication date: 2022-04-26
Anticipated expiration: 2038-03-27
Also published as: JP2019171976A

Description

本発明は、ビード部に補強ゴムを有する空気入りタイヤに関する。

下記特許文献１には、コアとカーカスとフィラーとが設けられたタイヤが記載されている。前記コアは、前記タイヤの半径方向内側に配されている。前記カーカスは、前記コアの軸方向外側に配される折り返し部を有している。前記フィラーは、前記折り返し部の軸方向外側に配されている。また、特許文献１には、前記フィラーの複素弾性率を小さくすると、乗り心地の低下が抑制されることが記載されている。

しかしながら、単に前記フィラーの複素弾性率を小さくするだけでは、コア近傍の剛性が低下するので、コアの締め付け力が小さくなり、ひいては、操縦安定性能が悪化するという問題があった。

特開２０１６－１３００５３号公報

本発明は、以上のような実情に鑑み案出されたもので、操縦安定性能の悪化を抑制しつつ、乗り心地性能及びリム組み性能を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、トレッド部からサイドウォール部を経てビード部のビードコアに至る本体部と、前記ビードコアの周りで折り返された折返し部とを含むカーカスプライを有するカーカス、及び、前記ビード部で前記カーカスプライの前記折返し部のタイヤ軸方向の外側に配された補強ゴムとを含む空気入りタイヤであって、前記補強ゴムは、前記ビード部の外面を形成する第１補強ゴムと、前記第１補強ゴムよりも複素弾性率が小さい第２補強ゴムとを含み、前記第２補強ゴムのタイヤ半径方向の内端は、前記ビードコアのタイヤ半径方向の外端よりもタイヤ半径方向の内側に位置する。

本発明に係る空気入りタイヤは、前記第２補強ゴムの前記内端が、前記カーカスのタイヤ半径方向の最内側位置よりもタイヤ半径方向の内側に位置するのが望ましい。

本発明に係る空気入りタイヤは、前記第２補強ゴムの前記内端が、前記ビードコアのタイヤ軸方向の中心よりもタイヤ軸方向の内側に位置するのが望ましい。

本発明に係る空気入りタイヤは、前記第２補強ゴムが、前記第１補強ゴムのタイヤ軸方向の内側に配されるのが望ましい。

本発明に係る空気入りタイヤは、前記第１補強ゴムの一部が、前記ビードコアの前記外端よりもタイヤ半径方向の内側に配され、前記ビードコアの前記外端よりもタイヤ半径方向の内側において、前記第２補強ゴムの断面積は、前記第１補強ゴムの断面積の１０％～５０％であるのが望ましい。

本発明に係る空気入りタイヤは、前記第２補強ゴムのタイヤ半径方向の外端が、前記第１補強ゴムのタイヤ半径方向の外端よりもタイヤ半径方向の外側に位置するのが望ましい。

本発明の空気入りタイヤは、ビード部の外面を形成する第１補強ゴムと、前記第１補強ゴムよりも複素弾性率が小さく、かつ、前記第１補強ゴムのタイヤ軸方向の内側に配される第２補強ゴムとを含む補強ゴムを有している。第２補強ゴムのタイヤ半径方向の内端は、前記ビードコアのタイヤ半径方向の外端よりもタイヤ半径方向の内側に位置している。これにより、路面からビードコアに伝達された振動が第２補強ゴムで吸収されるので、乗り心地性能が向上する。また、第２補強ゴムは、ビードコアのタイヤ軸方向外側の剛性を小さくする。このため、リム組み時、ビード部と、リムのリムシート面に設けられたリム外れ防止用のハンプとの接触圧が小さくなる。これにより、ビード部がスムーズにハンプを乗り越えることができるので、リム組み性能が向上する。

本発明の空気入りタイヤでは、第１補強ゴムが、ビード部の剛性の大きな低下を抑制し、ビードコアのタイヤ半径方向への移動（変形）、又は、タイヤ軸方向への移動を拘束するので、ビードコアの締め付け力を高く維持する。このため、操縦安定性能の低減が抑制される。

従って、本発明の空気入りタイヤは、操縦安定性能の低減を抑制しつつ、優れた乗り心地性能及びリム組み性能を提供する。

本発明の空気入りタイヤの一実施形態を示すタイヤ子午線断面図である。図１のビード部の拡大図である。補強ゴム等の断面積を概念的に示す図である。

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の正規状態におけるタイヤ回転軸（図示省略）を含むタイヤ子午線断面図である。本実施形態では、好ましい態様として、例えば、舗装路だけでなく砂利路も走行し得るＳＵＶ等の四輪駆動車用のタイヤ１が示される。但し、本発明は、このような態様に限定されるものではない。

前記「正規状態」とは、タイヤ１が正規リム（図示省略）にリム組みされ、かつ、正規内圧が充填され、しかも無負荷の状態である。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正規状態で測定された値である。

「正規リム」とは、タイヤ１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" 、ETRTOであれば "Measuring Rim" である。

「正規内圧」とは、タイヤ１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 LIMITSAT VARIOUSCOLD INFLATION PRESSURES"に記載の最大値、ETRTOであれば "INFLATION PRESSURE" である。

図１に示されるように、本実施形態のタイヤ１は、カーカス６とトレッド補強層７と補強ゴム９とを含んでいる。

カーカス６は、少なくとも１枚、本実施形態ではタイヤ半径方向の内、外に２枚のカーカスプライ６Ａ、６Ｂで形成されている。各カーカスプライ６Ａ、６Ｂは、タイヤ赤道Ｃに対して、例えば７５～９０°の角度で傾けて配列されたカーカスコードを有している。カーカスコードには、例えば、ナイロン、ポリエステル又はレーヨン等の有機繊維コード等が好適に採用される。

各カーカスプライ６Ａ、６Ｂは、それぞれ本体部６ａ、６ｃと折返し部６ｂ、６ｄとを具える。各本体部６ａ、６ｃは、トレッド部２からサイドウォール部３を経てビード部４のビードコア５に至っている。各折返し部６ｂ、６ｄは、それぞれ本体部６ａ、６ｃに連なりかつビードコア５の周りをタイヤ軸方向内側から外側に折り返されてタイヤ半径方向の外側に立ち上がって終端している。

内のカーカスプライ６Ａは、ビードコア５のタイヤ半径方向の内側にカーカス６の最内側位置６ｉを有している。

外のカーカスプライ６Ｂの本体部６ｃと折返し部６ｄとの間には、ビードコア５からタイヤ半径方向外側に延びる断面略三角形状のビードエーペックスゴム８が設けられている。

トレッド補強層７は、カーカス６のタイヤ半径方向外側かつトレッド部２の内部に配されている。トレッド補強層７は、少なくとも１枚、本実施形態では、タイヤ半径方向の内外に２枚のベルトプライ７Ａ及び７Ｂから構成されている。ベルトプライ７Ａ及び７Ｂは、例えば、ベルトコードの配列体がトッピングゴムで被覆されて形成されている。ベルトプライ７Ａ及び７Ｂのベルトコードは、スチールコード等の高弾性のものが望ましい。

タイヤ１は、本実施形態では、カーカス６のタイヤ軸方向内側かつタイヤ１の内腔面１ａを形成し、空気不透過性のゴムからなるインナーライナー１０が設けられている。インナーライナー１０は、本実施形態では、ビードコア５間を跨いで設けられている。

ビードコア５は、例えば、スチール製のビードワイヤ（図示省略）を多列多段に巻回した断面多角形状に形成されている。

図２は、ビード部４の拡大図である。図２に示されるように、本実施形態のビードコア５は、例えば、断面四角形状に形成され、タイヤ半径方向外側でタイヤ軸方向にのびる上面５ａと、タイヤ半径方向内側でタイヤ軸方向にのびる下面５ｂとを有している。本実施形態の上面５ａは、ビードコア５のタイヤ半径方向の外端５ｅを有している。本実施形態の下面５ｂは、ビードコア５のタイヤ半径方向の内端５ｉを有している。

本実施形態の補強ゴム９は、ビード部４で内のカーカスプライ６Ａの折返し部６ｂのタイヤ軸方向の外側に配されている。

補強ゴム９は、本実施形態では、ビード部４の外面４Ａを形成する第１補強ゴム１１と、第１補強ゴム１１よりも複素弾性率が小さい第２補強ゴム１２とを含んでいる。第２補強ゴム１２は、そのタイヤ半径方向の内端１２ｉがビードコア５のタイヤ半径方向の外端５ｅよりもタイヤ半径方向の内側に位置している。これにより、路面からビードコア５に伝達された振動が第２補強ゴム１２で吸収されるので、乗り心地性能が向上する。また、第２補強ゴム１２は、ビードコア５のタイヤ軸方向外側の剛性を小さくする。このため、リム組み時、ビード部４と、例えば、リムのリムシート面に設けられたリム外れ防止用のハンプ（図示省略）との接触圧が小さくなる。これにより、ビード部４がスムーズにハンプを乗り越えることができるので、リム組み性能が向上する。

第１補強ゴム１１は、ビード部４の剛性の大きな低下を抑制し、ビードコア５のタイヤ半径方向への移動（変形）、又は、タイヤ軸方向への移動を拘束するので、ビードコア５の締め付け力を高く維持する。このため、操縦安定性能の低減が抑制される。したがって、本実施形態のタイヤ１は、操縦安定性能の低減が抑制されつつ、優れた乗り心地性能及びリム組み性能を有する。

第２補強ゴム１２は、例えば、第１補強ゴム１１のタイヤ軸方向の内側に配されている。これにより、路面からビードコア５に伝達された振動が効果的に第２補強ゴム１２に吸収される。

第２補強ゴム１２の内端１２ｉは、本実施形態では、カーカス６の最内側位置６ｉよりもタイヤ半径方向の内側に位置している。このような第２補強ゴム１２は、ビードコア５よりもタイヤ半径方向内側の剛性を適度に小さくして、リム（図示省略）に対する嵌合圧を低減するので、リム組み作業性をさらに向上する。また、このような第２補強ゴム１２は、路面からビードコア５に伝達された振動をより効果的に吸収し得る。

上述の作用をさらに効果的に発揮させるために、第２補強ゴム１２の内端１２ｉは、ビードコア５のタイヤ軸方向の中心５ｃよりもタイヤ軸方向の内側に位置するのが望ましい。第２補強ゴム１２の内端１２ｉは、本実施形態では、ビードコア５のタイヤ軸方向の内端５ｆよりもタイヤ軸方向の内側、かつ、タイヤ１の内腔面１ａに達することなく終端している。ビードコア５の中心５ｃは、本明細書では、前記タイヤ子午線断面におけるビードコア５の図心である。なお、第２補強ゴム１２は、ビードコア５をタイヤ軸方向の外側から内側へ巻き込むように本体部６ａに沿ってタイヤ半径方向の外側へ延びる態様でも良い（図示省略）。

第２補強ゴム１２は、本実施形態では、第２外側部１２Ａと第２内側部１２Ｂとを含む断面Ｌ字状に形成されている。本実施形態の第２外側部１２Ａは、ビードコア５のタイヤ軸方向の外側で折返し部６ｂに沿ってタイヤ半径方向に延びている。本実施形態の第２内側部１２Ｂは、ビードコア５のタイヤ半径方向の内側に配され、タイヤ軸方向に延びている。このような第２補強ゴム１２は、ビードコア５に伝達された振動をリムに伝えることなく効果的に吸収しうる。

第１補強ゴム１１は、本実施形態では、第１外側部１１Ａと第１中央部１１Ｂと第１内側部１１Ｃとを含んだ断面Ｊ字状に形成されている。本実施形態の第１外側部１１Ａは、第２外側部１２Ａのタイヤ軸方向外側に配されてタイヤ半径方向に延びている。第１外側部１１Ａは、例えば、リムのリムフランジ面（図示省略）と接する。本実施形態の第１中央部１１Ｂは、第２内側部１２Ｂよりもタイヤ半径方向の内側に配されてタイヤ軸方向に延びている。第１中央部１１Ｂは、例えば、リムのリムベース面（図示省略）と接する。本実施形態の第１内側部１１Ｃは、第１中央部１１Ｂに連なり、タイヤ１の内腔面１ａに沿ってタイヤ半径方向に延びている。なお、第１補強ゴム１１は、このような態様に限定されるものではない。

第１補強ゴム１１のタイヤ半径方向の外端１１ｅは、第２補強ゴム１２のタイヤ半径方向の外端１２ｅよりもタイヤ半径方向内側にあるのが望ましい。これにより、第１補強ゴム１１がカーカス６と直接、接することが抑制されるので、路面からの振動が第１補強ゴム１１に伝達されることなく、第２補強ゴム１２で吸収される。

上述の作用を効果的に発揮させるために、第１補強ゴム１１の外端１１ｅと第２補強ゴム１２の外端１２ｅとの間のタイヤ半径方向の距離Ｌａは、タイヤ断面高さ（図１に示す）Ｈの２％以上であるのが望ましい。前記距離Ｌａが過度に大きい場合、タイヤ１の質量が増加して操縦安定性能を悪化させるおそれがある。このため、前記距離Ｌａは、タイヤ断面高さＨの６％以下が望ましい。

図３は、第１補強ゴム１１及び第２補強ゴム１２の断面積を概念的に示すタイヤ子午線断面図である。図３に示されるように、ビードコア５の外端５ｅよりもタイヤ半径方向の内側において、第２補強ゴム１２の断面積Ａ２は、第１補強ゴム１１の断面積Ａ１の１０％～５０％であるのが望ましい。前記断面積Ａ２が前記断面積Ａ１の１０％未満の場合、ビードコア５よりもタイヤ半径方向内側のビード部４の剛性を効果的に低減することができず、リム組み作業性や乗り心地性能を高めれないおそれがある。前記断面積Ａ２が前記断面積Ａ１の５０％を超える場合、ビードコア５よりもタイヤ半径方向内側のビード部４の剛性が過度に小さくなり、操縦安定性能が悪化するおそれがある。このため、前記断面積Ａ２は、前記断面積Ａ１の２０％以上がより望ましく、４０％以下がより望ましい。

ビードコア５の外端５ｅよりもタイヤ半径方向の外側において、第２補強ゴム１２の断面積Ａ４は、第１補強ゴム１１の断面積Ａ３の３０％～７０％であるのが望ましい。前記断面積Ａ４が前記断面積Ａ３の４０％未満の場合、振動吸収効果が小さくなるおそれがある。前記断面積Ａ４が前記断面積Ａ３の７０％を超える場合、ビード部４の剛性が過度に低減されるおそれがある。

第１補強ゴム１１の複素弾性率Ｅ*１は、５MPa以上であるのが望ましい。第１補強ゴム１１の複素弾性率Ｅ*１が５MPa未満の場合、ビード部４の剛性を効果的に高めることができず、操縦安定性能が悪化するおそれがある。第１補強ゴム１１の複素弾性率Ｅ*１が過度に大きい場合、ビード部４の縦バネが大きくなり、乗り心地性能が悪化するおそれがある。このため、第１補強ゴム１１の複素弾性率Ｅ*１は、２５MPa以下が望ましい。

本明細書において、「複素弾性率Ｅ＊」とは、JIS-K6394の規定に準じて、次に示される条件で、株式会社岩本製作所製の「粘弾性スペクトロメータ」を用いて測定した値である。
初期歪み：１０％
振幅：±１％
周波数：１０Hz
変形モード：引張り
測定温度：７０℃

第２補強ゴム１２の複素弾性率Ｅ*２は、２０MPa以下であるのが望ましい。第２補強ゴム１２の複素弾性率Ｅ*２が２０MPaを超える場合、路面の振動を効果的に吸収できないおそれがある。第２補強ゴム１２の複素弾性率Ｅ*２が過度に小さい場合、リムに対する嵌合圧が小さくなり過ぎ、リムずれが生じ易くなるおそれがある。このため、第２補強ゴム１２の複素弾性率Ｅ*２は、３MPa以上が望ましい。

このような観点より、第２補強ゴム１２の複素弾性率Ｅ*２は、第１補強ゴム１１の複素弾性率Ｅ*１よりも５～２５MPa小さいのが望ましい。

上述の作用をさらに効果的に発揮させるために、第１補強ゴム１１のゴム硬さは、６５～９５度であるのが望ましい。また、第２補強ゴム１２のゴム硬さは、５５～９０度であるのが望ましい。さらに、第２補強ゴム１２のゴム硬さは、第１補強ゴム１１のゴム硬さよりも５～１５度小さいのが望ましい。

本明細書において「ゴム硬さ」とは、JIS－K6253に準拠し、２３℃の環境下におけるデュロメータータイプＡによる硬さである。

ビードエーペックスゴム８の複素弾性率Ｅ*３は、第２補強ゴム１２の複素弾性率Ｅ*２よりも５～２５MPa大きいのが望ましい。このようなビードエーペックスゴム８は、ビード部４の横剛性を高めて、操縦安定性能を向上する。同様の観点より、ビードエーペックスゴム８のゴム硬さは、第２補強ゴム１２のゴム硬さと同じ又は第２補強ゴム１２のゴム硬さとの差が１５度以下で大きいのが望ましい。

図２に示されるように、ビードエーペックスゴム８のタイヤ半径方向の高さＨｂは、第２補強ゴム１２のビードコア５の外端５ｅからのタイヤ半径方向の高さＨａの０．２～０．５倍であるのが望ましい。ビードエーペックスゴム８の高さＨｂが第２補強ゴム１２の高さＨａの０．２倍未満の場合、ビード部４の剛性が小さくなり、操縦安定性能が悪化するおそれがある。ビードエーペックスゴム８の高さＨｂが第２補強ゴム１２の高さＨａの０．５倍を超える場合、ビード部４の剛性が過度に大きくなり、乗り心地性能が低下するおそれがある。

図３に示されるように、上述の作用を効果的に発揮させるために、ビードコア５の外端５ｅよりもタイヤ半径方向の外側において、ビードエーペックスゴム８の断面積Ａ５は、第２補強ゴム１２の断面積Ａ４の４０％～８０％であるのが望ましい。

以上、本発明の実施形態について、詳述したが、本発明は例示の実施形態に限定されるものではなく、種々の態様に変形して実施し得るのは言うまでもない。

図１の基本構造をなすサイズが２７５／６５Ｒ１８の空気入りタイヤが、表１の仕様に基づき試作され、乗り心地性能、操縦安定性能及びリム組み作業性がテストされた。各タイヤの共通仕様やテスト方法は、以下の通りである。
第１補強ゴム：１５MPa（複素弾性率）、７２度（ゴム硬さ）
第２補強ゴム：８MPa（複素弾性率）、６５度（ゴム硬さ）
ビードエーペックスゴムゴム：９MPa（複素弾性率）、６８度（ゴム硬さ）
表１中のＡ：ビードコアのタイヤ半径方向外側へ３mm離間
同Ｂ：ビードコアのタイヤ軸方向外側で、そのタイヤ半径方向の外端と内端との間の中間位置
同Ｃ：ビードコアのタイヤ軸方向外側で、カーカスのタイヤ半径方向の最内側位置よりもタイヤ半径方向の内側
同Ｄ：カーカスの最内側位置よりもタイヤ半径方向内側、かつ、ビードコアの中心とタイヤ軸方向の内端５ｆとの間の位置
同Ｅ：図２に記載の通り
実施例１ないし５は、断面積Ａ１が同じである。
実施例６ないし９は、断面積Ａ３＋断面積Ａ４が同じである。
実施例１０、１１は、断面積Ａ４が同じである。

＜乗り心地性能及び操縦安定性能＞
試供タイヤが、下記の条件で、排気量３７００ccの四輪駆動車の全輪に装着された。テストドライバーが、この車両を乾燥アスファルト路面のテストコースを走行させ、レーンチェンジ時や直進走行時の安定性に関する乗り心地性能、並びに、駆動、制動及び旋回性等に関する操縦安定性能がテストドライバーの官能により評価された。結果は、比較例１を１００とする評点であり、数値が大きい程良好である。
リム：１８×８．０J
内圧：２３０kPa

＜リム組み作業性＞
各試供タイヤを正規リムに装着する際の嵌合のし易さが作業者の官能によって評価された。結果は、比較例１を１００とする評点であり、数値が大きい程、嵌合し易いことを示す。
テストの結果などが表１に示される。

テストの結果、実施例のタイヤは、比較例のタイヤに比べて操縦安定性能の悪化が抑制されるとともに、乗り心地性能が向上していることが確認できた。また、実施例のタイヤは、比較例のタイヤに比べて、リム組み作業性が向上していることが確認できた。さらに、補強ゴムの複素弾性率を好ましい範囲で変化させたが、同様の結果であった。

１空気入りタイヤ
４ビード部
４Ａ外面
５ビードコア
５ｅ外端
６カーカス
９補強ゴム
１１第１補強ゴム
１２第２補強ゴム
１２ｉ内端

Claims

トレッド部からサイドウォール部を経てビード部のビードコアに至る本体部と、前記ビードコアの周りで折り返された折返し部とを含むカーカスプライを有するカーカス、及び、前記ビード部で前記カーカスプライの前記折返し部のタイヤ軸方向の外側に配された補強ゴムとを含む空気入りタイヤであって、
前記補強ゴムは、前記ビード部の外面を形成する第１補強ゴムと、前記第１補強ゴムよりも複素弾性率が小さい第２補強ゴムとを含み、
前記第２補強ゴムのタイヤ半径方向の内端は、前記ビードコアのタイヤ半径方向の外端よりもタイヤ半径方向の内側に位置し、
前記第１補強ゴムの一部は、前記ビードコアの前記外端よりもタイヤ半径方向の内側に配され、
前記ビードコアの前記外端よりもタイヤ半径方向の内側において、前記第２補強ゴムの断面積は、前記第１補強ゴムの断面積の１０％～５０％である、
空気入りタイヤ。
前記第２補強ゴムの前記内端は、前記カーカスのタイヤ半径方向の最内側位置よりもタイヤ半径方向の内側に位置する、請求項１記載の空気入りタイヤ。
前記第２補強ゴムの前記内端は、前記ビードコアのタイヤ軸方向の中心よりもタイヤ軸方向の内側に位置する、請求項２記載の空気入りタイヤ。
前記第２補強ゴムは、前記第１補強ゴムのタイヤ軸方向の内側に配される、請求項１ないし３のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
前記第２補強ゴムのタイヤ半径方向の外端は、前記第１補強ゴムのタイヤ半径方向の外端よりもタイヤ半径方向の外側に位置する、請求項１ないし４のいずれかに記載の空気入りタイヤ。