JP7018757B2

JP7018757B2 - 空気入りラジアルタイヤ

Info

Publication number: JP7018757B2
Application number: JP2017237533A
Authority: JP
Inventors: 泰一西尾
Original assignee: Toyo Tire Corp
Current assignee: Toyo Tire Corp
Priority date: 2017-12-12
Filing date: 2017-12-12
Publication date: 2022-02-14
Anticipated expiration: 2037-12-12
Also published as: CN110001306B; JP2019104345A; CN110001306A

Description

本開示は、重荷重用の空気入りラジアルタイヤに関する。

トラックやバスなどに使用される重荷重用の空気入りラジアルタイヤには、一般的な乗用車用タイヤに比べて、高内圧及び高荷重が要求されており、そのため、耐久性の向上が求められる。

ラジアルタイヤの構造の一例を表す文献として、特許文献１には、一対のビード部と、一対のビード部同士の間に設けられ、端部がビードコアに巻き上げられた状態で係止されるスチールカーカスプライと、ビードコアを基準としてスチールカーカスプライよりも外側に配置される外側スチールチェーハと、を有するタイヤが開示されている。

特開平７－１６４８３８号公報

タイヤに対して内圧がかかったときに、スチールカーカスプライに対して引き抜かれる方向に力が作用する。スチールカーカスプライの巻き上げ端では、引き抜きに対抗するためのタイヤ径方向外側に向かう直歪が発現する。直歪はカーカスプライの巻き上げ端のセパレーションを招来する原因となるため、低減することが好ましい。

カーカスプライの巻き上げ端をタイヤ径方向外側に高く配置すれば、前記直歪は小さくなる。しかし、カーカスプライの巻き上げ端が、変形が多いサイドウォール部に近くなる。そうすると、変形によるせん断歪みがカーカスプライの巻き上げ端に作用し、セパレーションを招来してしまう。

一方、カーカスプライの巻き上げ端をタイヤ径方向内側に低く配置すれば、カーカスプライの巻き上げ端に作用する変形によるせん断歪みを小さくすることができる。しかし、カーカスプライの巻き上げ部分の長さが短くなるので、内圧がかかったときにカーカスプライの抜けに対抗する力が弱く、前記直歪が大きくなり、ビード部の故障を招来してしまう。

上記の事情により、従来のカーカスプライの巻き上げ端の位置は、上記変形によるせん断歪み及び直歪のバランスを考慮して設計されている。

本開示は、このような事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、ビード部の耐久性を向上させた空気入りラジアルタイヤを提供することである。

本開示の空気入りラジアルタイヤは、
ビードコアを有する一対のビード部と、
前記一対のビード部同士の間に設けられ、端部が前記ビードコアに巻き上げられた状態で係止され且つ複数のスチールコードを有するスチールカーカスプライと、
前記ビードコアを基準として前記スチールカーカスプライの内側又は外側の少なくとも一方に配置され、前記ビードコアに巻き上げられるスチールチェーハと、
を備え、
前記ビードコアのタイヤ幅方向外側における前記スチールカーカスプライは、複数のスチールコードのうち一部の第１スチールコードと他の第２スチールコードとに挟まれつつタイヤ周方向に延び且つ前記スチールカーカスプライの厚みを他の部位よりも厚くする、挟まれ部材を有する。

この構成によれば、挟まれ部材がスチールカーカスプライの厚みを他の部位よりも厚くしているので、スチールカーカスプライに対して巻き込み側へ引き込む力が作用しても、挟まれ部材により他の部位よりも厚みが太くなった厚肉部位が抜けを阻止するストッパとして機能し、直歪を低減させることができる。
さらに、スチールカーカスプライの引き抜けの抵抗力が増すので、スチールカーカスプライの巻き上げ端の位置をタイヤ径方向内側に低くでき、変形によるせん断歪みが巻き上げ端に作用することを低減できる。
したがって、耐久性を向上させることが可能となる。

一実施形態のタイヤを示すタイヤ子午線断面図ビード部を拡大して示すタイヤ子午線断面図挟まれ部材及びスチールコードを模式的に示すタイヤ子午線断面斜視図変形例を示す図３Ａに対応する図

以下、本開示の一実施形態の空気入りラジアルタイヤについて、図面を参照して説明する。図１はタイヤ子午線断面図である。図２は、ビード部を拡大して示すタイヤ子午線断面図である。図３Ａは、スチールカーカスプライ４を構成するゴムを図示せずに、挟まれ部材及びスチールコードを模式的に示すタイヤ子午線断面斜視図である。図３Ｂは、変形例を示す図３Ａに対応する図である。

図１に示すように、空気入りラジアルタイヤは、一対のビード部１と、各々のビード部１からタイヤ径方向外側ＲＤ１に延びるサイドウォール部２と、両サイドウォール部２のタイヤ径方向外側ＲＤ１端に連なるトレッド部３とを備える。ビード部１には、鋼線等の収束体をゴム被覆してなる環状のビードコア１０と、硬質ゴムからなるビードフィラー１１とが配設されている。ビードコア１０は、タイヤ子午線断面において、多角形に形成されている。本実施形態では、六角形であるが、これに限定されず、例えば四角形が例示される。

また、このタイヤは、トレッド部３からサイドウォール部２を経てビード部１に至るトロイド状のスチールカーカスプライ４を備える。スチールカーカスプライ４は、一対のビード部同士１の間に設けられ、その端部がビードコア１０を介して巻き上げられた状態で係止されている。スチールカーカスプライ４は、タイヤ周方向ＰＤに対して略直角に延びる複数のスチールコードをトッピングゴムで被覆して形成されている。スチールカーカスプライ４の内側には、空気圧を保持するためのインナーライナーゴム５が配置されている。

さらに、サイドウォール部２におけるスチールカーカスプライ４の外側には、サイドウォールゴム６が設けられている。また、ビード部１におけるスチールカーカスプライ４の外側には、リム装着時にリム（図示しない）と接するリムストリップゴム７が設けられている。

トレッド部３におけるスチールカーカスプライ４の外側には、ベルト（図示せず）と、ベルト補強材（図示せず）と、ベースゴム（図示せず）と、キャップゴム（図示せず）とが内側から外側に向けて順に設けられている。ベルト及びベルト補強材は、スチールカーカスプライ４を補強するために設けられる。ベルトは、複数枚のスチールコード層により構成されている。ベルト補強材は、タイヤ周方向に延びるコードをトッピングゴムで被覆して構成されている。ベルト補強材は、必要に応じて省略しても構わない。

図２に示すように、ビード部１は、外側スチールチェーハ１３と、挟まれ部材８と、を有する。

外側スチールチェーハ１３は、ビードコア１０を基準としてスチールカーカスプライ４の外側に配置されている。外側スチールチェーハ１３は、スチールカーカスプライ４と共にビードコア１０に巻き上げられる。外側スチールチェーハ１３は、タイヤ周方向ＰＤに対して傾斜するスチールコードをゴムで被覆した部材である。

ここで、「巻き上げられる」は、ビードコア１０のタイヤ径方向内側ＲＤ２から、ビードコア１０のタイヤ幅方向外側ＷＤ１を通り、タイヤ径方向外側ＲＤ１に向けて部材が配置されることを意味する。「巻き上げ側ＤＤ１」は、タイヤ子午線断面において、スチールカーカスプライ４に沿ってスチールカーカスプライ４のタイヤ幅方向外側ＷＤ１の端４ａ（巻き上げ端４ａ）に向かう方向を意味する。「巻き込み側ＤＤ２」は、タイヤ子午線断面において、スチールカーカスプライ４に沿ってトレッド部３に向かう方向を意味する。

図２に示すように、挟まれ部材８は、ビードコア１０のタイヤ幅方向外側ＷＤ１におけるスチールカーカスプライ４に設けられる。図２及び図３Ａに示すように、スチールカーカスプライ４は、複数のスチールコード４０を有する。挟まれ部材８は、複数のスチールコード４０のうち一部のスチールコードである第１スチールコード４１と、他のスチールコードである第２スチールコード４２とに挟まれている。挟まれ部材８は、第１スチールコード４１及び第２スチールコード４２に挟まれた状態でタイヤ周方向に延びている。このように、挟まれ部材８を第１スチールコード４１と第２スチールコード４２の間に配置することで、スチールカーカスプライ４のうち挟まれ部材８が配置された部位Ｓ１の厚みが他の部位Ｓ２，Ｓ３よりも厚くなっている。

図３Ａに示すように、第１スチールコード４１と第２スチールコード４２とが所定数（１以上の自然数）ずつタイヤ周方向に沿って交互に配列されている。図３Ａの例では、第１スチールコード４１と第２スチールコード４２とが１つずつタイヤ周方向に沿って交互に配列されている。勿論、この配置に限定されない。変形例を示す図３Ｂでは、２本の第１スチールコード４１と２本の第２スチールコード４２とがタイヤ周方向ＰＤに沿って交互に配列されている。このように、第１スチールコード４１及び第２スチールコード４２を所定数ずつ交互に配置すれば、厚肉部位Ｓ１がタイヤ周方向ＰＤに均一に配置され、ランダム配置に比べて厚肉部位Ｓ１がタイヤ周方向ＰＤにバランスよく形成されるため、引き抜けに対する抵抗力を周方向にバランスよく確保することができる。勿論、これらの例示に限定されず、厚肉部位Ｓ１が形成されれば、第１スチールコード４１及び第２スチールコード４２をタイヤ周方向ＰＤに沿ってランダムに配置してもよい。

挟まれ部材８は、スチールカーカスプライ４の巻き上げ端４ａから巻き込み側ＤＤ２へ所定距離離間して配置されている。これにより、スチールカーカスプライ４のうち挟まれ部材８が配置される部位Ｓ１は、タイヤ径方向両側に隣接する部位Ｓ２，Ｓ３に比べて厚みが大きい厚肉部位Ｓ１となっている。タイヤ径方向両側に隣接する部位Ｓ２，Ｓ３よりも厚みが大きい厚肉部位Ｓ１を設けることで、巻き込み側ＤＤ２及び巻き上げ側ＤＤ１の引き抜けに対するスチールカーカスプライ４の抵抗力を増大させることができる。

図２に示すように、スチールカーカスプライ４の厚み差の最大値［Ｄ_ＭＡＸ－Ｄ_ＭＩＮ］、すなわち、挟まれ部材８によりスチールカーカスプライ４に形成される厚み差の最大値［Ｄ_ＭＡＸ－Ｄ_ＭＩＮ］は、１．５ｍｍ以上であることが好ましく、更に２ｍｍ以上であることが好ましい。厚み差が、１．５ｍｍ以上あれば、スチールカーカスプライ４の引き抜けに対する厚肉部位Ｓ１の抵抗力を的確に発現させることができる。なお、スチールカーカスプライ４の厚みが最大Ｄ_ＭＡＸとなる部位は、挟まれ部材８が設けられた部位Ｓ１に存在し、スチールカーカスプライ４の厚みが最小Ｄ_ＭＩＮとなる部位は、厚肉部位Ｓ１以外の他の部位である。

挟まれ部材８は、ゴムのみで形成されていてもよいし、タイヤ周方向ＰＤに対して平行、交差又は直交するコードをゴムで被覆した部材でもよい。挟まれ部材８にゴムが含まれていれば、周囲にあるスチールカーカスプライ４及び外側スチールチェーハ１３がゴムで被覆されているために、親和性がよく、部材セパレーションを抑制できる。

挟まれ部材８がゴムで被覆されたコード部材である場合、コードとしては、有機繊維コード、スチールコードが例示される。また、タイヤ周方向ＰＤに対するコードの角度は任意である。

挟まれ部材８が、ゴムのみである場合及びゴムで被覆されたコード部材である場合のいずれにしても、挟まれ部材８に含まれるゴムの硬度は任意であるが、周囲にあるビードフィラー１１のゴム硬度よりも高硬度であることが好ましい。ゴム硬度は、ＪＩＳＫ６２５３－１－２０１２３．２デュロメータ硬さ（durometer hardness）である。挟まれ部材８によるストッパとしての機能が発揮されやすくなる。

このように、ビードコア１０のタイヤ幅方向外側ＷＤ１において、挟まれ部材８がスチールカーカスプライ４の厚みを他の部位よりも厚くしているので、スチールカーカスプライ４に対して巻き込み側ＤＤ２へ引き込む力が作用したときに、挟まれ部材８が配置された厚肉部位Ｓ１が抜けを阻止するストッパとして機能する。

図２に示すように、挟まれ部材８のタイヤ径方向内側端８ａは、ビードコア１０のタイヤ径方向外側端１０ａ（上端）よりもタイヤ径方向内側ＲＤ２に配置されていることが好ましい。この構成であれば、挟まれ部材８により形成される厚肉部位Ｓ１が、ビードコア１０を足場とするので、ストッパとしての機能が発現しやすくなる。勿論、挟まれ部材８のタイヤ径方向内側端８ａは、ビードコア１０のタイヤ径方向外側端１０ａよりもタイヤ径方向外側ＲＤ１に配置されていてもよい。この構成でもストッパとしての機能が発揮されるからである。

図２に示すように、挟まれ部材８のタイヤ径方向内側端８ａは、外側スチールチェーハ１３の巻き上げ端１３ａよりもタイヤ径方向内側ＲＤ２に配置されている。これにより、挟まれ部材８により形成される厚肉部位Ｓ１の少なくとも一部が、外側スチールチェーハ１３の巻き上げ端１３ａよりもタイヤ径方向内側ＲＤ２に配置されることになる。

図１、図２、図３Ａ及び図３Ｂに示す例では、ビードコア１０を基準としてスチールカーカスプライ４の外側に外側スチールチェーハ１３が配置されている例を説明したが、次のように変更可能である。ビードコア１０を基準としてスチールカーカスプライ４の内側に内側スチールチェーハを配置し、外側スチールチェーハ１３を設けなくてもよい。また、ビードコア１０を基準としてスチールカーカスプライ４の内側に内側スチールチェーハを設けると共に、ビードコア１０を基準としてスチールカーカスプライ４の外側に外側スチールチェーハ１３を設けてもよい。上記で説明した外側スチールチェーハ１３に関する記載は、内側スチールチェーハにも適用可能である。

以上のように、本実施形態の空気入りラジアルタイヤは、
ビードコア１０を有する一対のビード部１と、
一対のビード部１同士の間に設けられ、端部がビードコア１０に巻き上げられた状態で係止され且つ複数のスチールコード４０を有するスチールカーカスプライ４と、
ビードコア１０を基準としてスチールカーカスプライ４の外側に配置され、ビードコア１０に巻き上げられる外側スチールチェーハ１３と、
を備える。
ビードコア１０のタイヤ幅方向外側ＷＤ１におけるスチールカーカスプライ４は、複数のスチールコード４０のうち一部の第１スチールコード４１と他の第２スチールコード４２とに挟まれつつタイヤ周方向ＰＤに延び且つスチールカーカスプライ４の厚みを他の部位よりも厚くする、挟まれ部材８を有する。

この構成によれば、挟まれ部材８がスチールカーカスプライ４の厚みを他の部位よりも厚くしているので、スチールカーカスプライ４に対して巻き込み側ＤＤ２へ引き込む力が作用しても、挟まれ部材８により他の部位よりも厚みが太くなった厚肉部位Ｓ１が抜けを阻止するストッパとして機能し、直歪を低減させることができる。
さらに、スチールカーカスプライ４の引き抜けの抵抗力が増すので、スチールカーカスプライ４の巻き上げ端４ａの位置をタイヤ径方向内側ＲＤ２に低くでき、変形によるせん断歪みが巻き上げ端４ａに作用することを低減できる。
したがって、耐久性を向上させることが可能となる。

本実施形態では、スチールカーカスプライ４のうち挟まれ部材８が配置される部位Ｓ１は、タイヤ径方向両側に隣接する部位Ｓ２、Ｓ３に比べて厚みが大きい厚肉部位Ｓ１である。

この構成によれば、厚肉部位Ｓ１によって、巻き込み側ＤＤ２及び巻き上げ側ＤＤ１の両方の方向に対するスチールカーカスプライ４の抵抗力が向上させることができ、耐久性を更に向上させることが可能となる。

本実施形態では、挟まれ部材８のタイヤ径方向内側端８ａは、ビードコア１０のタイヤ径方向外側端１０ａよりもタイヤ径方向内側ＲＤ２に配置されている。

この構成によれば、挟まれ部材８により形成される厚肉部位Ｓ１がビードコア１０を足場とするので、厚肉部位Ｓ１によるストッパとしての機能が強く発揮され、耐久性を向上させることが可能となる。

仮に、挟まれ部材８のタイヤ径方向内側端８ａが、外側スチールチェーハ１３の巻き上げ端１３ａよりもタイヤ径方向外側ＲＤ１に配置されている場合、外側スチールチェーハ１３の巻き上げ端１３ａがスチールカーカスプライ４の薄肉部位から厚肉部位Ｓ１にスライドするように接触してひっかかることになる。そうすると、外側スチールチェーハ１３の巻き上げ端１３ａへ歪みが集中し、セパレーションを招来するおそれが考えられる。

そこで、本実施形態では、挟まれ部材８のタイヤ径方向内側端８ａは、外側スチールチェーハ１３の巻き上げ端１３ａよりもタイヤ径方向内側ＲＤ２に配置されている。

この構成によれば、挟まれ部材８により形成される厚肉部位Ｓ１の少なくとも一部が、外側スチールチェーハ１３の巻き上げ端１３ａよりもタイヤ径方向内側ＲＤ２に配置されることになるので、外側スチールチェーハ１３の巻き上げ端１３ａがスチールカーカスプライ４の薄肉部位Ｓ２から厚肉部位Ｓ１にスライドするように接触してひっかかることを避けることができ、外側スチールチェーハ１３の巻き上げ端１３ａへの歪み集中を避け、セパレーションを抑制することができる。上記の外側スチールチェーハ１３は、スチールカーカスプライ４よりもビードコア１０側に配置される内側スチールチェーハでも同じことがいえる。

本実施形態では、挟まれ部材８によりスチールカーカスプライ４に形成される厚み差の最大値［Ｄ_ＭＡＸ－Ｄ_ＭＩＮ］は、１．５ｍｍ以上である。

この構成によれば、挟まれ部材８により形成される厚肉部位Ｓ１のストッパとしての機能をさらに強く発揮することができ、耐久性を向上させることが可能となる。

本実施形態では、挟まれ部材８は、ゴム、有機繊維コード、スチールコード又はこれらの組み合わせた部材である。本開示の好ましい実施例である。

本実施形態では、第１スチールコード４１と第２スチールコードとが所定数ずつタイヤ周方向に沿って交互に配列されている。

この構成によれば、厚肉部位Ｓ１がタイヤ周方向ＰＤに均一に配置され、ランダム配置に比べて厚肉部位Ｓ１がタイヤ周方向ＰＤにバランスよく形成されるため、引き抜けに対する抵抗力を周方向にバランスよく確保することができる。

本実施形態では、スチールチェーハは、ビードコア１０を基準としてスチールカーカスプライ４の外側に配置された外側スチールチェーハ１３である。

以上、本発明の実施形態について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、これらの実施形態に限定されるものでないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明だけではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。

上記の各実施形態で採用している構造を他の任意の実施形態に採用することは可能である。各部の具体的な構成は、上述した実施形態のみに限定されるものではなく、本開示の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。

１ビード部
１０ビードコア
１３外側スチールチェーハ（スチールチェーハ）
４スチールカーカスプライ
４０スチールコード
４１第１スチールコード
４２第２スチールコード
８挟まれ部材
Ｓ１厚肉部位

Claims

ビードコアを有する一対のビード部と、
前記一対のビード部同士の間に設けられ、端部が前記ビードコアに巻き上げられた状態で係止され且つ複数のスチールコードを有するスチールカーカスプライと、
前記ビードコアを基準として前記スチールカーカスプライの内側又は外側の少なくとも一方に配置され、前記ビードコアに巻き上げられるスチールチェーハと、
を備え、
前記ビードコアのタイヤ幅方向外側における前記スチールカーカスプライは、複数のスチールコードのうち一部の第１スチールコードと他の第２スチールコードとに挟まれつつタイヤ周方向に延び且つ前記スチールカーカスプライの厚みを他の部位よりも厚くする、挟まれ部材を有し、
前記挟まれ部材は、前記スチールカーカスプライの前記端部からタイヤ径方向内側に所定距離離間して配置されており、
タイヤ子午線断面において前記スチールカーカスプライの前記端部において前記第１スチールコード及び前記第２スチールコードが重なっており、
前記スチールカーカスプライは、前記挟まれ部材が配置される第１部位と、前記第１部位のタイヤ径方向内側に隣接する第２部位と、前記第１部位のタイヤ径方向外側に隣接する第３部位とを有し、
前記第１部位は、前記第２部位及び前記第３部位に比べて厚みが大きい厚肉部位である、空気入りラジアルタイヤ。
前記挟まれ部材のタイヤ径方向内側端は、前記ビードコアのタイヤ径方向外側端よりもタイヤ径方向内側に配置されている、請求項１に記載のタイヤ。
前記挟まれ部材のタイヤ径方向内側端は、前記スチールチェーハの巻き上げ端よりもタイヤ径方向内側に配置されている、請求項１又は２に記載のタイヤ。
前記挟まれ部材により前記スチールカーカスプライに形成される厚み差の最大値は、１．５ｍｍ以上である、請求項１～３のいずれかに記載のタイヤ。
前記挟まれ部材は、ゴム、有機繊維コード、スチールコード又はこれらの組み合わせた部材である、請求項１～４のいずれかに記載のタイヤ。
前記第１スチールコードと前記第２スチールコードとが所定数ずつタイヤ周方向に沿って交互に配列されている、請求項１～５のいずれかに記載のタイヤ。
前記スチールチェーハは、前記ビードコアを基準として前記スチールカーカスプライの外側に配置されている、請求項１～６のいずれかに記載のタイヤ。