JP6773551B2 - 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。

空気入りラジアルタイヤでは、ビード部の耐久性を向上することが求められる。ビード部の耐久性を向上するためには、ビード部の変形を抑制することにより、カーカスプライの巻き上げ端での歪みを低減させることが有効である。そこで、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提案されている（特許文献１参照）。

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。

特開２０１６−４３８１５号公報

本発明は、以上の点に鑑みてなされたものであり、ビード部の周りにコードを含む補強層を設けることなく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、前記本体部から伸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カーカスプライと、前記巻き上げ部よりタイヤ幅方向外側に前記巻き上げ部の先端のタイヤ径方向外方から内方にかけて配置された外側ゴム補強層と、前記本体部よりタイヤ幅方向内側に前記巻き上げ部の先端のタイヤ径方向外方から内方にかけて配置された内側ゴム補強層と、前記外側ゴム補強層のタイヤ幅方向外側に配置されたリムストリップとを備え、前記外側ゴム補強層及び前記内側ゴム補強層は前記ビードフィラーより１００％モジュラスが高く、前記リムストリップは前記外側ゴム補強層より１００％モジュラスが低いものである。

本発明の好ましい態様において、前記内側ゴム補強層が前記外側ゴム補強層より１００％モジュラスが高くてもよい。

本発明の他の好ましい態様において、前記外側ゴム補強層のタイヤ径方向外側端が、前記内側ゴム補強層のタイヤ径方向外側端よりタイヤ径方向外方に位置してもよい。

本発明の他の好ましい態様において、空気入りタイヤは、前記巻き上げ部の先端と前記外側ゴム補強層との間に前記外側ゴム補強層より１００％モジュラスが低いパッドゴムを備えてもよい。

本発明の他の好ましい態様において、前記外側ゴム補強層は、前記ビードコアのタイヤ径方向内方を通って前記本体部よりタイヤ幅方向内側へ延び、前記内側ゴム補強層のタイヤ径方向内側端に連結されてもよい。

実施形態の空気入りタイヤでは、カーカスプライのタイヤ幅方向外側及び内側に巻き上げ部の先端のタイヤ径方向外方から内方にかけてビードフィラーより高剛性の外側ゴム補強層及び内側ゴム補強層が配置されているため、ビード部の周りにコードを含む補強層を設けることなくビード部の耐久性を向上することができる。しかも、外側ゴム補強層の外表面側に前記外側ゴム補強層より低剛性のリムストリップがもうけられているため、タイヤをリムに装着する際にビードトウの先端が欠ける等の損傷が発生しにくくなり、リム組性能を損なうことがない。

本発明の第１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のビード部を拡大して示す図。 本発明の第２実施形態の空気入りタイヤのビード部を拡大して示す断面図。 比較例の空気入りタイヤのビード部を拡大して示すタイヤ子午線断面図。

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。

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。

タイヤ１０の内部には、カーカスプライ２０が設けられている。カーカスプライ２０は、トレッド部１６からサイドウォール部１４を通って延在し、ビード部１１において両端部が係止されている。カーカスプライ２０は、タイヤ周方向に対して略直交する方向（つまり、タイヤ幅方向Ｙ）に沿って配列した複数のプライコードをゴムで被覆してなる。プライコードとしては、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。なお、本実施形態では、２枚のカーカスプライ２０を重ね合わせてタイヤ１０の内部に設けているが、タイヤ１０に設けるカーカスプライ２０の枚数は１枚でも３枚以上であってもよい。

トレッド部１６におけるカーカスプライ２０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、カーカスプライ２０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。

カーカスプライ２０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、カーカスプライ２０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。

カーカスプライ２０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２１と、本体部２１から伸びてビード部１１の周りでタイヤ幅方向内側から外側へ折り返されタイヤ径方向外側Ｚ２へ巻き上げられた巻き上げ部２２とを有する。

カーカスプライ２０の巻き上げ部２２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配されている。この巻き上げ部２２の先端（即ち、巻き上げ部２２のタイヤ径方向外側端）は、巻き上げ端２２Ｅであり、リムフランジ１よりタイヤ径方向外方Ｚ２であって、ビードフィラー１３の先端よりタイヤ径方向内方Ｚ１に位置している。なお、本実施形態のようにタイヤ１０内部に複数枚のカーカスプライ２０を重ねて設ける場合、最もタイヤ径方向外方Ｚ２に位置するカーカスプライの先端が巻き上げ端２２Ｅとなる。

図２にビード部１１周辺の構造が示されている。ビード部１１の周りには、カーカスプライ２０の巻き上げ部２２のタイヤ幅方向外側Ｙ２に外側ゴム補強層５０が設けられ、カーカスプライ２０の本体部２１のタイヤ幅方向内側Ｙ１に本体部２１に沿わせて内側ゴム補強層５２が設けられている。

外側ゴム補強層５０は、タイヤ径方向外側端５０Ｅｏがカーカスプライ２０の巻き上げ端２２Ｅよりタイヤ径方向外方Ｚ２に位置し、タイヤ径方向内側端５０Ｅｉがカーカスプライ２０の巻き上げ端２２Ｅよりタイヤ径方向内方Ｚ１に位置している。つまり、外側ゴム補強層５０は、カーカスプライ２０の巻き上げ端２２Ｅのタイヤ径方向外方Ｚ２からタイヤ径方向内方Ｚ１にかけて延び、タイヤ幅方向外側Ｙ２から巻き上げ端２２Ｅを覆うように配置されている。

外側ゴム補強層５０のタイヤ径方向外側端５０Ｅｏは、カーカスプライ２０の本体部２１に接触している。外側ゴム補強層５０のタイヤ径方向内側端５０Ｅｉは、ビードコア１２のタイヤ径方向内方Ｚ１を通ってカーカスプライ２０の本体部２１のタイヤ幅方向内側Ｙ１に位置し、内側ゴム補強層５２のタイヤ径方向内側端５２Ｅｉに連結されている。

内側ゴム補強層５２は、タイヤ径方向外側端５２Ｅｏがカーカスプライ２０の巻き上げ端２２Ｅよりタイヤ径方向外方Ｚ２に位置し、タイヤ径方向内側端５２Ｅｉがカーカスプライ２０の巻き上げ端２２Ｅよりタイヤ径方向内方Ｚ１に位置している。つまり、内側ゴム補強層５２は、カーカスプライ２０の巻き上げ端２２Ｅのタイヤ径方向外方Ｚ２からタイヤ径方向内方にかけて設けられている。

外側ゴム補強層５０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は、タイヤ径方向外側Ｚ２がサイドウォールゴム３３と接しており、タイヤ径方向内側Ｚ１がビードコア１２よりタイヤ径方向内方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。

外側ゴム補強層５０及び内側ゴム補強層５２は、ビードフィラー１３より１００％モジュラスが高い高剛性のゴムからなる。好ましくは、内側ゴム補強層５２は外側ゴム補強層５０より１００％モジュラスが高い高剛性のゴムからなる。

一方、リムストリップ４０を構成するゴムは、リムストリップ４０のタイヤ幅方向内側Ｙ１に設けられた外側ゴム補強層５０を構成するゴムより１００％モジュラスが低い低剛性のゴムからなる。

一例を挙げれば、ビードフィラー１３の１００％モジュラスが２．５ＭＰａ〜３．８ＭＰａの場合に、外側ゴム補強層５０の１００％モジュラスを８．０ＭＰａ〜１４．０ＭＰａ、内側ゴム補強層５２の１００％モジュラスを８．０ＭＰａ〜１８．０ＭＰａ、リムストリップ４０の１００％モジュラスを３．０ＭＰａ〜４．３ＭＰａの範囲に設定することができる。

なお、本明細書において１００％モジュラスとは、ＪＩＳ Ｋ６２５１に準拠して測定される１００％伸張時の引張応力である。

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。図２のように、通常、リムライン３５はタイヤ外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との境界の近傍に設けられている。なお正規リムとはＪＡＴＭＡ、ＴＲＡ、ＥＴＲＴＯ等の規格に定められている標準リムのことである。

本実施形態では、望ましい形態として、外側ゴム補強層５０のタイヤ径方向外側端５０Ｅｏが、内側ゴム補強層５２のタイヤ径方向外側端５２Ｅｏよりタイヤ径方向外方Ｚ２に位置する。また、内側ゴム補強層５２のタイヤ径方向内側端５２Ｅｉは、ビードコア１２とタイヤ径方向に重なる位置まで延びている。

また、本実施形態では、望ましい形態として、外側ゴム補強層５０とカーカスプライ２０の巻き上げ端２２Ｅとの間に、チェーファーパッドと呼ばれる外側ゴム補強層５０より１００％モジュラスが低い低剛性のパッドゴム４２があって、巻き上げ端２２Ｅが外側ゴム補強層５０に直接接触していない。このパッドゴム４２の１００％モジュラスは2．５ＭＰａ〜４．０ＭＰａの範囲に設定することができる。

本実施形態の空気入りタイヤ１０では、カーカスプライ２０の巻き上げ部２２のタイヤ幅方向外側Ｙ２に、ビードフィラー１３より１００％モジュラスが高い高剛性の外側ゴム補強層５０が、巻き上げ端２２Ｅのタイヤ径方向外方Ｚ２からタイヤ径方向内方にかけて延び、巻き上げ端２２Ｅをタイヤ幅方向外側Ｙ２からから覆うように設けられている。そのため、タイヤ変形時に巻き上げ端２２Ｅに集中する応力歪みを緩和することができる。

また、本実施形態のタイヤ１０では、カーカスプライ２０の本体部２１のタイヤ幅方向内側Ｙ１にも、ビードフィラー１３より１００％モジュラスが高い高剛性の外側ゴム補強層５０が、巻き上げ端２２Ｅのタイヤ径方向外方Ｚ２からタイヤ径方向内方にかけて設けられている。これにより、ビード部１１に作用する荷重を外側ゴム補強層５０と内側ゴム補強層５２に分散することができ、ビード部１１の周りの変形を抑制するために外側ゴム補強層５０と内側ゴム補強層５２の剛性を極端に高くする必要がない。そのため、本実施形態では、外側ゴム補強層５０や内側ゴム補強層５２の端部に応力歪みを集中させることなく、ビード部１１の周りの変形を抑制することができ、ビード部１１周りの耐久性を向上することができる。

しかも、本実施形態のタイヤ１０では、外側ゴム補強層より１００％モジュラスが低いリムストリップ４０が外側ゴム補強層５０のタイヤ幅方向外側Ｙ２に設けられているため、タイヤ１０をリムに装着する際にビードトウ１５の先端が欠ける等の損傷が発生しにくくなり、リム組性能を損なうことがない。

また、本実施形態のタイヤ１０において、内側ゴム補強層５２が外側ゴム補強層５０より１００％モジュラスが高い高剛性のゴムで構成されている場合であると、プライ巻き上げ端２２Ｅが存在するカーカスプライ２０のタイヤ幅方向外側Ｙ２に比べて応力歪みが生じにくいカーカスプライ２０のタイヤ幅方向内側Ｙ１に高剛性のゴムからなる内側ゴム補強層５２を配置してビード周りの剛性を高めつつ、カーカスプライ２０のタイヤ幅方向外側Ｙ２に内側ゴム補強層５２より低剛性のゴムからなる外側ゴム補強層５０を配置して、巻き上げ端２２Ｅに集中する応力歪みを外側ゴム補強層５０の広範囲に分散させることができる。

また、本実施形態のタイヤ１０において、外側ゴム補強層５０のタイヤ径方向外側端５０Ｅｏが、内側ゴム補強層５２のタイヤ径方向外側端５２Ｅｏよりタイヤ径方向外方Ｚ２に位置する場合であると、タイヤ変形時にゴム補強層５０，５２のタイヤ径方向外側端５０Ｅｏ、５２Ｅｏに生じる歪みがタイヤ径方向にズレた位置に作用するため、ビード部１１周りの耐久性を向上することができる。

しかも、タイヤ１０は、通常、ビード部１１がタイヤ幅方向外方へ倒れ込むように変形するが、外側ゴム補強層５０を内側ゴム補強層５２よりタイヤ径方向外方Ｚ２に配置することで、ビード部１１の倒れ込み変形を効果的に抑制することができる。

また、本実施形態のタイヤ１０において、外側ゴム補強層５０とカーカスプライ２０の巻き上げ端２２Ｅとの間に、外側ゴム補強層５０より１００％モジュラスが低いパッドゴム４２を設けることで、カーカスプライ２０の巻き上げ端２２Ｅが低剛性のパッドゴム４２を介して外側ゴム補強層５０に接触するため、巻き上げ端２２Ｅに集中する応力歪みを、より一層、外側ゴム補強層５０の広範囲に分散させることができる。

また、本実施形態のタイヤ１０において、外側ゴム補強層５０のタイヤ径方向内側端５０Ｅｉと内側ゴム補強層５２のタイヤ径方向内側端５２Ｅｉとを連結することで、外側ゴム補強層５０と内側ゴム補強層５２とを一部品化することができ、タイヤ１０の製造時間を短縮することができる。

特に、内側ゴム補強層５２に比べて低剛性の外側ゴム補強層５０が、ビードコア１２のタイヤ径方向内方Ｚ１を通って内側ゴム補強層５２のタイヤ径方向内側端５２Ｅｉに連結されている場合、高剛性ゴムがビードコア１２とリムフランジ１との間に介在することがないため、乗り心地を損なうことがない。

以上の実施形態に対して、発明の要旨を逸脱しない範囲で、様々な変更、置換、省略等を行うことができる。

上記の実施形態では、外側ゴム補強層５０のタイヤ径方向内側端５０Ｅｉが、ビードコア１２のタイヤ径方向内方Ｚ１を通ってカーカスプライ２０の本体部２１のタイヤ幅方向内側Ｙ１に位置し、内側ゴム補強層５２のタイヤ径方向内側端５２Ｅｉに連結されている場合について説明したが、例えば、図３に示すように、外側ゴム補強層５０のタイヤ径方向内側端５０Ｅｉが、カーカスプライ２０の巻き上げ部２２の径方向外側Ｙ２で終端してもよい。

上記実施形態の構成と効果を具体的に示すために、タイヤサイズが２１５／７０Ｒ１７．５ １１８Ｌの空気入りタイヤ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。

・ビード耐久力
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。

性能評価を行った試作タイヤは次のとおりです。なお、各試作タイヤにおける、各部材の１００％モジュラスと、ビードトウ１５からカーカスプライ２０の巻き上げ端２２Ｅまでのタイヤ径方向Ｚの長さＨｅ、ビードトウ１５から外側ゴム補強層５０のタイヤ径方向外側端５０Ｅｏまでのタイヤ径方向Ｚの長さＨｏ、ビードトウ１５から内側ゴム補強層５２のタイヤ径方向外側端５２Ｅｏまでのタイヤ径方向Ｚの長さＨｉは、表１に示すとおりである。

＜実施例１＞
実施例１は、外側ゴム補強層５０のタイヤ径方向外側端５０Ｅｏのタイヤ径方向の位置が、内側ゴム補強層５２のタイヤ径方向外側端５２Ｅｏと同じ位置にあり、かつ、内側ゴム補強層５２と外側ゴム補強層５０の１００％モジュラスが同じタイヤであるが、それ以外は、上記実施形態の空気入りタイヤ１０と同じ構造とした。

＜実施例２＞
実施例２は、外側ゴム補強層５０のタイヤ径方向外側端５０Ｅｏのタイヤ径方向の位置が、内側ゴム補強層５２のタイヤ径方向外側端５２Ｅｏと同じ位置にあるタイヤであるが、それ以外は、上記実施形態の空気入りタイヤ１０と同じ構造とした。

＜実施例３＞
実施例３は、上記実施形態の空気入りタイヤ１０と同じ構造を持つタイヤである。

＜比較例＞
比較例１は、図４に示すようなタイヤであり、外側ゴム補強層５０及び内側ゴム補強層５２が設けられておらず、ナイロンコードを含む２枚のコード補強層７０がビードコア１２の周りでカーカスプライ２０のタイヤ幅方向内側から外側にわたって設けられている。それ以外は、実施例１と同じとした。

結果は表１に示す通りである。実施例１〜３では、比較例に比べてビード耐久性が向上した。外側ゴム補強層５０より内側ゴム補強層５２の１００%モジュラスを高くした実施例２及び３では実施例１よりもビード耐久性が向上した。更に、実施例３では外側ゴム補強層５０のタイヤ径方向外側端５０Ｅｏを内側ゴム補強層５２のタイヤ径方向外側端５２Ｅｏよりタイヤ径方向外方Ｚ２に配置することで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、１５…ビードトウ、１６…トレッド部、２０…カーカスプライ、２１…本体部、２２…巻き上げ部、２２Ｅ…巻き上げ端、３５…リムライン、４０…リムストリップ、４２…パッドゴム、５０…外側ゴム補強層、５２…内側ゴム補強層

Claims (5)

1. 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、前記本体部から伸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カーカスプライと、
   前記巻き上げ部よりタイヤ幅方向外側に前記巻き上げ部の先端のタイヤ径方向外方から内方にかけて配置された外側ゴム補強層と、
   前記本体部よりタイヤ幅方向内側に前記巻き上げ部の先端のタイヤ径方向外方から内方にかけて配置された内側ゴム補強層と、
   前記外側ゴム補強層のタイヤ幅方向外側に配置されたリムストリップとを備え、
   前記外側ゴム補強層及び前記内側ゴム補強層は前記ビードフィラーより１００％モジュラスが高く、前記リムストリップは前記外側ゴム補強層より１００％モジュラスが低い空気入りタイヤ。
2. 前記内側ゴム補強層が前記外側ゴム補強層より１００％モジュラスが高い請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 前記外側ゴム補強層のタイヤ径方向外側端が、前記内側ゴム補強層のタイヤ径方向外側端よりタイヤ径方向外方に位置する請求項１又は２に記載の空気入りタイヤ。
4. 前記巻き上げ部の先端と前記外側ゴム補強層との間に前記外側ゴム補強層より１００％モジュラスが低いパッドゴムを備える請求項１〜３のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
5. 前記外側ゴム補強層は、前記ビードコアのタイヤ径方向内方を通って前記本体部よりタイヤ幅方向内側へ延び、前記内側ゴム補強層のタイヤ径方向内側端に連結されている請求項１〜４のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。

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