JP2019099057A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】リムへの嵌合性及び操縦安定性能をバランス良く向上した。【解決手段】ビードコア５が埋設されたビード部４を有する空気入りタイヤ１である。ビード部４は、ビードコア５のタイヤ軸方向外側で正規リムＲと接する外側面４ａを有している。非リム組み状態のタイヤ子午線断面において、ビード部４は、ビードコア５のタイヤ半径方向の内端５ａとビードトウ１３との間のタイヤ半径方向の距離Ｈが、ビードコア５のタイヤ軸方向の最大幅Ｙの０．３倍よりも大かつ２．５倍よりも小である空気入りタイヤ。【選択図】図２

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、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、ビード部がタイヤ軸方向へリムずれを起こして、操縦安定性能が悪化する。このようなリムずれを抑制するため、例えば、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、そのビード部をリムに嵌め合わせしづらく、リムへの嵌合性が悪化しやすいという問題があった。なお、下記特許文献１には、リムへの嵌合性を高める技術が記載されている。

特許第４９２６３１４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、リムへ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、以上のような実情に鑑み案出されたもので、中子セグメントのタイヤ成形面を改善することを基本として、タイヤの内腔面の外観を向上させうる剛性中子を提供することを主たる目的としている。

本発明は、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、前記一対のビード部は、それぞれ、前記ビードコアのタイヤ軸方向外側で正規リムと接する外側面を有し、前記外側面間の幅を前記正規リムのリム幅とした非リム組み状態のタイヤ子午線断面において、前記一対のビード部の少なくとも一方は、前記ビードコアのタイヤ半径方向の内端とビードトウとの間のタイヤ半径方向の距離Ｈが、前記ビードコアのタイヤ軸方向の最大幅Ｙの０．５倍よりも大かつ２．５倍よりも小である。

本発明に係る空気入りタイヤは、前記ビードコアのタイヤ軸方向の幅が、前記ビードコアの前記内端からタイヤ半径方向外側に向かって大きくなるのが望ましい。

本発明に係る空気入りタイヤは、前記距離Ｈが、前記最大幅Ｙの０．８倍よりも大かつ２．０倍よりも小であるのが望ましい。

本発明に係る空気入りタイヤは、前記ビードコアのタイヤ軸方向の内端と前記ビードトウとの間のタイヤ軸方向の距離Ｘが、前記最大幅Ｙの０．３倍よりも大かつ２．０倍よりも小であるのが望ましい。

本発明に係る空気入りタイヤは、前記ビードコアと前記外側面との間のタイヤ軸方向の最小長さが、前記最大幅Ｙの１０％〜２５％であるのが望ましい。

本発明の空気入りタイヤは、ビードコアのタイヤ半径方向の内端とビードトウとの間のタイヤ半径方向の距離Ｈが、前記ビードコアのタイヤ軸方向の最大幅Ｙの０．５倍よりも大かつ２．５倍よりも小で規定されている。これにより、ビードコアのタイヤ半径方向内側に好ましいゴムボリュームが与えられるので、このゴムが十分に変形することができる。このため、リムに嵌め合わせし易くなり、リムへの嵌合性が高められる。また、このようなタイヤは、旋回走行時、リムずれが生じ易くなるいずれかのビード部側では、タイヤ子午線断面において、ビードコアを中心にリムのベース部側からフランジ部側へ回転するトルクが生じ、前記ゴムがリムのフランジ部側に押し付けられる力が作用する。このため、前記ゴムとリムとの密着性が高められるので、操縦安定性能が向上する。

従って、本発明の空気入りタイヤは、リムへ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。 本発明の他の実施形態のビード部の断面図である。 （ａ）は、ケーブルビードの面内剛性の測定方法の説明図、（ｂ）は、面外剛性の測定方法の説明図である。

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。本実施形態では、好ましいタイヤ１として、自動二輪車用タイヤが示される。なお、本発明のタイヤ１は、自動二輪車用タイヤに限定されるものではない。

本実施形態のタイヤ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。本体部６ａと折返し部６ｂとの間には、ビード部４の剛性を高めるためのビードエーペックスゴム８が設けられている。

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。

前記「非リム組み状態」とは、本明細書では、ビードコア５のタイヤ軸方向の外側で正規リム（以下、単に「リム」という場合がある。）Ｒと接するビード部４の外側面４ａ、４ａ間のタイヤ軸方向の距離を、リムＲのリム幅Ｗａと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」Ｒ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。

ビード部４は、本実施形態では、外側面４ａと、外側面４ａに連なりかつリムＲのベース部Ｒａと接するビード底面４ｂとを含んでいる。本実施形態の外側面４ａは、ビードベースライン（図示省略）よりもタイヤ半径方向外側に位置しかつタイヤ半径方向にのびるリムＲのフランジ部Ｒｂと接する。

本実施形態のビード底面４ｂは、ビード部４のタイヤ半径方向の最内端かつタイヤ軸方向の最内端であるビードトウ１３を含み、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へ傾斜している。ビード底面４ｂは、本実施形態では、タイヤ半径方向内側へ滑らかな凸の円弧状で形成されている。ビード底面４ｂは、例えば、ビードトウ１３からタイヤ軸方向外側ヘ向かって曲率半径が小さくなる複数の円弧状で形成されている。なおビード底面４ｂは、このような態様に限定されるものではない。

図２は、図１のビード部４の拡大図である。図２に示されるように、一対のビード部４の少なくとも一方は、ビードコア５のタイヤ半径方向の内端５ａとビードトウ１３との間のタイヤ半径方向の距離Ｈが、ビードコア５のタイヤ軸方向の最大幅Ｙの０．５倍よりも大かつ２．５倍よりも小である。これにより、ビードコア５のタイヤ半径方向内側に好ましいゴムボリュームが与えられるので、このゴムが十分に変形することができる。このため、リムＲに嵌め合わせし易くなり、リムへの嵌合性が高められる。また、このようなタイヤ１は、旋回走行時、リムずれが生じ易くなるビード部４側では、タイヤ子午線断面において、ビードコア５を中心にリムＲのベース部Ｒａ側からフランジ部Ｒｂ側へ回転するトルクが作用する。これにより、前記ゴムがリムＲのフランジ部Ｒｂ側に押し付けられるため、前記ゴムとリムＲとの密着性が高められるので、操縦安定性能が向上する。

距離Ｈは、最大幅Ｙの０．５倍以下の場合、ビードコア５のタイヤ半径方向内側のゴムのボリュームが小さくなり、ゴムの変形が小さくなり、リムへの嵌合性が悪化する。距離Ｈは、最大幅Ｙの２．５倍以上の場合、前記ゴムのボリュームが過度に大きくなり、フランジ部Ｒｂ側への締付け力が小さくなるので、操縦安定性能が悪化する。

本実施形態では、両側のビード部４において、距離Ｈが最大幅Ｙの０．５倍よりも大かつ２．５倍よりも小に規定されている。

上述の作用を効果的に発揮させるために、距離Ｈは、最大幅Ｙの０．８倍よりも大かつ２．０倍よりも小であるのが望ましい。距離Ｈは、最大幅Ｙの１．０〜１．７倍であるのが、さらに、望ましい。

ビード部４は、ビードコア５のタイヤ軸方向の内端５ｉとビードトウ１３との間のタイヤ軸方向の距離Ｘが、最大幅Ｙの０．３倍よりも大かつ２．０倍よりも小であるのが望ましい。距離Ｘが最大幅Ｙの０．３倍以下の場合、ビードコア５のタイヤ軸方向内側のゴムボリュームが小さくなり、前記ゴムとベース部Ｒａとの間の摩擦力が小さくなる。このため、旋回走行時、リムずれが生じ易くなるビード部４側では、前記トルクによってリムずれが生じるおそれがある。距離Ｘが最大幅Ｙの２．０倍以上の場合、ビードコア５のタイヤ軸方向内側のゴムのボリュームが過度に大きくなり、リムＲへの嵌め合わせ時、リムＲと前記タイヤ軸方向内側のゴムによる摩擦力が大きくなり、嵌め合わせづらくなる。リムへの嵌合性と操縦安定性能とをバランス良く向上させるために、距離Ｘは、最大幅Ｙの０．８〜１．５倍であるのが、一層、望ましい。

ビード部４は、ビードコア５と外側面４ａとの間のタイヤ軸方向の最小長さＺは、最大幅Ｙの１０％〜２５％であるのが望ましい。最小長さＺが最大幅Ｙの１０％未満の場合、ビードコア５のタイヤ軸方向外側のゴムのボリュームが小さくなる。このため、例えば、旋回走行時、ビードコア５によるタイヤ軸方向外側への荷重を前記ゴムで吸収できず、カーカス６のカーカスコード（図示省略）が損傷して操縦安定性能が悪化するおそれがある。最小長さＺが最大幅Ｙの２５％を超える場合、前記タイヤ軸方向外側のゴムのボリュームが過度に大きくなり、リムＲへの嵌め合わせ時、リムＲと前記タイヤ軸方向外側のゴムによる摩擦力が大きくなり、嵌め合わせづらくなる。

特に限定されるものではないが、最大幅Ｙは、４〜１０mmが望ましく、４．５〜７．５mmがさらに望ましい。

ビードコア５は、そのタイヤ軸方向の幅ｗが、ビードコア５のタイヤ半径方向の内端５ａからタイヤ半径方向外側に向かって大きくなる。これにより、ビードコア５のタイヤ半径方向内側のゴムのボリュームが大きく維持されるので、リムへの嵌合性が向上する。

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、多角形状に形成されている。本実施形態のビードコア５は、タイヤ軸方向の幅ｗタイヤ半径方向外側へ向かって大きくなる台形状部分５Ａと、台形状部分５Ａのタイヤ半径方向外側に配される矩形状部分５Ｂとを含む六角形状で形成されている。

図３は、他の実施形態のビード部４Ａの断面図である。図３に示されるように、この実施形態のビードコア５は、例えば、断面円形状で形成されている。ビードコア５は、本実施形態では、ケーブルビード１０で形成されている。ケーブルビード１０は、本実施形態では、環状のコア１１ａの周囲に、１層以上のシース線１１ｂを螺旋状に巻き付けて形成されている。コア１１ａは、例えば、強度を有する鉄等の金属材や、ナイロン、ポリビニールアルコール、ポリエチレンテレフタレートなど引張弾性率が１０GPa 以下の低モジュラスの合成樹脂材からなるのが望ましい。シース線１１ｂは、例えば、JIS G3502に規定されるピアノ線材、及びJIS G3506に規定する硬鋼線材等の硬質のスチール線からなるのが望ましい。ビードコア５は、例えば、有機繊維コード（図示省略）を用いた布材を有するラッピングシート１２により被覆されている。

ビードコア５（ケーブルビード１０）と同一平面方向（タイヤ半径方向）における面内剛性Ｓｉ、ビードコア５（ケーブルビード１０）の同一平面方向に直交する方向（タイヤ軸方向）における面外剛性Ｓｏとする。この面内剛性Ｓｉと面外剛性Ｓｏとは、下記式（１）を満足するのが望ましい。
０．３０≦Ｓｏ／Ｓｉ≦０．７０…（１）
これにより、ビード部４を好ましい剛性とできるので、操縦安定性能とリムへの嵌合性とがバランス良く向上する。

なお、面内剛性Ｓｉ及び面外剛性Ｓｏの測定は、インストロン社製の電気機械式万能試験機を用いて行われる。面内剛性Ｓｉは、図４（ａ）に示されるように、ケーブルビード１０のＡ点を固定し、Ａ点の対称の位置にあるＢ点を、ケーブルビード１０の径方向外側に引っ張り、その時の力Ｆ１（mN）を変位（mm）で除して算出した。また、面外剛性Ｓｏは、図４（ｂ）に示されるように、ケーブルビード１０を一対の支持体１４で支持し、この一対の支持体１４の中央部に力Ｆ２を加え、その時の力（mN）を変位（mm）で除して算出した。

図２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、インナーライナ１５と、タイガム層１６と、チェーファゴム１７とを含んでいる。

本実施形態のインナーライナ１５は、タイヤ１の内腔面１ａを形成し、一対のビード部４，４間を連続してトロイド状にのびている。インナーライナ１５は、空気非透過性を有しており、例えば、スチレン−イソブチレン−スチレンブロック共重合体を含むエラストマー組成物からなるのが望ましい。

本実施形態のタイガム層１６は、インナーライナ１５とカーカス６の本体部６ａとの間に配されている。タイガム層１６は、本実施形態では、ビードコア５のタイヤ半径方向の内端５ａよりタイヤ半径方向内側からビードエーペックスゴム８のタイヤ半径方向の外端８ａよりもタイヤ半径方向外側までのびている。

タイガム層１６は、本実施形態では、インナーライナ１５よりも優れた粘着性を有し、インナーライナ１５とカーカス６との剥離を効果的に抑制し得る。

チェーファゴム１７は、本実施形態では、内腔面１ａ、外側面４ａ及びビード底面４ｂ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。チェーファゴム１７は、ビード部４とリムＲとのリムずれを防止し得る。

インナーライナ１５、タイガム層１６及びチェーファゴム１７は、そのゴム硬度が、４５〜７５度が望ましく、さらに５０〜７０度が望ましい。本明細書において、「ゴム硬度」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。

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へ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。
表のゴム硬度は、インナーライナ、タイガム及びチェーファゴムのゴム硬度である。

＜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で旋回走行させ、このときのハンドル応答性、剛性感、及び、グリップ力等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た。数値は、大きいほど良好であり、比較例１の結果と比較して５ポイント以上の差で効果有りと判断される。
リム：１７Ｍ／ＣｘＭＴ５．５０
内圧：２９０kPa
旋回半径：４００m
旋回時の速度：２２０km/h

＜リムへの嵌合性＞
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を掛けた値である指数で表された。数値は、小さい方が良好であり、比較例１の結果と比較して５ポイント以上の差で効果有りと判断される。
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、リムへ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
４ａ 外側面
５ ビードコア
５ａ 内端
１３ ビードトウ
Ｈ 距離
Ｒ 正規リム
Ｙ 最大幅

本実施形態のビード底面４ｂは、ビード部４のタイヤ半径方向の最内端かつタイヤ軸方向の最内端であるビードトウ１３を含み、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へ傾斜している。ビード底面４ｂは、本実施形態では、タイヤ半径方向外側へ滑らかな凸の円弧状で形成されている。ビード底面４ｂは、例えば、ビードトウ１３からタイヤ軸方向外側ヘ向かって曲率半径が小さくなる複数の円弧状で形成されている。なおビード底面４ｂは、このような態様に限定されるものではない。

ビードコア５（ケーブルビード１０）と同一平面方向（タイヤ半径方向）における面内剛性をＳｉ、ビードコア５（ケーブルビード１０）の同一平面方向に直交する方向（タイヤ軸方向）における面外剛性をＳｏとする。この面内剛性Ｓｉと面外剛性Ｓｏとは、下記式（１）を満足するのが望ましい。
０．３０≦Ｓｏ／Ｓｉ≦０．７０…（１）
これにより、ビード部４を好ましい剛性とできるので、操縦安定性能とリムへの嵌合性とがバランス良く向上する。

Claims (5)

1. 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、
   前記一対のビード部は、それぞれ、前記ビードコアのタイヤ軸方向外側で正規リムと接する外側面を有し、
   前記外側面間の幅を前記正規リムのリム幅とした非リム組み状態のタイヤ子午線断面において、
   前記一対のビード部の少なくとも一方は、前記ビードコアのタイヤ半径方向の内端とビードトウとの間のタイヤ半径方向の距離Ｈが、前記ビードコアのタイヤ軸方向の最大幅Ｙの０．５倍よりも大かつ２．５倍よりも小である、
   空気入りタイヤ。
2. 前記ビードコアのタイヤ軸方向の幅は、前記ビードコアの前記内端からタイヤ半径方向外側に向かって大きくなる、請求項１記載の空気入りタイヤ。
3. 前記距離Ｈは、前記最大幅Ｙの０．８倍よりも大かつ２．０倍よりも小である、請求項１又は２に記載の空気入りタイヤ。
4. 前記ビードコアのタイヤ軸方向の内端と前記ビードトウとの間のタイヤ軸方向の距離Ｘは、前記最大幅Ｙの０．３倍よりも大かつ２．０倍よりも小である、請求項１乃至３のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
5. 前記ビードコアと前記外側面との間のタイヤ軸方向の最小長さは、前記最大幅Ｙの１０％〜２５％である、請求項１乃至４のいずれかに記載の空気入りタイヤ。

Images