JP7139776B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、カーカスとエーペックスゴムとを具えた空気入りタイヤに関する。

下記特許文献１には、一対のビードコアのそれぞれで折り返した折返し部が形成された第１のカーカスプライと、前記一対のビードコアのそれぞれのタイヤ軸方向外側に終端が位置する第２のカーカスプライとを具えた空気入りタイヤが記載されている。この種の空気入りタイヤは、大きな横剛性を有し、優れた耐久性能を発揮する。

特開２００７－２１０３６３号公報

一般的に、空気入りタイヤは、前記ビードコアのタイヤ軸方向外側を覆うゴムの厚さが小さい。このため、上述のような空気入りタイヤは、例えば、タイヤ加硫時のゴム流れが生じると、前記ビードコアのタイヤ軸方向外側では、ゴム厚さの変動が大きくなり、質量バランスが低下するので、ユニフォミティが悪化しやすいという問題があった。

本発明は、以上のような問題点に鑑み案出なされたもので、耐久性能を維持しつつ、ユニフォミティ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主たる目的としている。

本発明は、トレッド部と、ビードコアがそれぞれ埋設された一対のビード部と、前記一対のビード部間を跨るカーカスコードを有するカーカスとを具えた空気入りタイヤであって、前記カーカスは、前記一対のビードコアの周りをタイヤ軸方向内側から外側に向けて折り返された折返しプライと、前記一対のビードコアのそれぞれのタイヤ半径方向の外面よりもタイヤ半径方向外側に終端を有する巻下げプライとを含み、前記折返しプライは、前記一対のビードコア間をトロイド状にのびる本体部と、前記一対のビードコアのそれぞれの周りで折り返された一対の折返し部とを有し、前記折返しプライの前記本体部と前記折返し部との間には、タイヤ半径方向内外に延びるエーペックスゴムが配され、前記エーペックスゴムは、前記ビードコアの前記外面からタイヤ半径方向外側へ先細状に延びるエーペックス本体と、前記エーペックス本体に連なり、かつ、タイヤ最大幅位置よりもタイヤ半径方向外側に外端を有するシート状のストリップエーペックスとを含み、前記折返しプライの前記折返し部は、前記ストリップエーペックスよりもタイヤ半径方向外側で終端する。

本発明に係る空気入りタイヤは、前記巻下げプライの前記終端が、タイヤ最大幅位置よりもタイヤ半径方向内側に位置しているのが望ましい。

本発明に係る空気入りタイヤは、前記巻下げプライの前記終端と前記ビードコアの前記外面との間のタイヤ半径方向距離が、タイヤ断面高さの１０％～２０％であるのが望ましい。

本発明に係る空気入りタイヤは、前記エーペックス本体と前記ストリップエーペックスとは、タイヤ半径方向に１０mm以上の長さで接触しているのが望ましい。

本発明に係る空気入りタイヤは、前記エーペックス本体が、前記ストリップエーペックスと同じゴム配合であるのが望ましい。

本発明に係る空気入りタイヤは、前記ストリップエーペックスのゴム厚さが、０．５～１．０mmであるのが望ましい。

本発明に係る空気入りタイヤは、前記ストリップエーペックスの前記外端とタイヤ最大幅位置との間のタイヤ半径方向距離が、タイヤ断面高さの２％～７％であるのが望ましい。

本発明の空気入りタイヤは、カーカスの巻下げプライが、ビードコアのタイヤ半径方向の外面よりもタイヤ半径方向外側に終端を有している。即ち、前記終端は、ビードコアのタイヤ軸方向の外側よりもゴム厚さの大きい位置に配される。これにより、例えば、加硫時に、ゴム流れが生じた場合でも、前記位置では、ゴム厚さの変動が小さく、質量バランスの低下が抑制されるので、ユニフォミティを向上することができる。なお、巻下げプライの前記終端をビードコア前記外面よりもタイヤ半径方向外側に位置させた空気入りタイヤは、ビード部の剛性が小さくなり、走行時の繰り返し歪が大きくなるので、耐久性能が悪化する傾向がある。

このため、本発明の空気入りタイヤは、タイヤ最大幅位置よりもタイヤ半径方向外側に外端を有するシート状のストリップエーペックスを配し、かつ、カーカスの折返しプライの折返し部を、前記ストリップエーペックスよりもタイヤ半径方向外側で終端している。これにより、サイドウォール部の曲げ剛性が高められ、ひいては前記走行時の繰り返し歪を緩和することができる。また、本発明の空気入りタイヤは、前記ストリップエーペックスが、前記本体部と前記折返し部との間で完全に囲まれるので、サイドウォール部の曲げ剛性がさらに高められる。このため、耐久性能が高く維持される。

したがって、本発明の空気入りタイヤは、耐久性能が維持されつつ、ユニフォミティが向上する。

本実施形態の空気入りタイヤの一例を示す断面図である。 図１のビード部及びサイドウォール部の拡大図である。

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、本実施形態の空気入りタイヤ（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）を含む右半分の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、小型トラック用のタイヤ１が示される。但し、本発明は、例えば、乗用車用や重荷重用の空気入りタイヤ１として採用されても良い。

前記「正規状態」とは、タイヤを正規リム（図示省略）にリム組みし、かつ、正規内圧を充填した無負荷の状態である。以下、特に言及しない場合、タイヤ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 LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES" に記載の最大値、ETRTOであれば "INFLATION PRESSURE" である。

本実施形態のタイヤ１は、トレッド部２と、その両側に配された一対のサイドウォール部３と、サイドウォール部３のタイヤ半径方向内側に配され、かつ、ビードコア５が埋設されたビード部４とを具えている。

本実施形態のビードコア５は、例えば、最もタイヤ半径方向外側に位置する外面５ａを含み、断面略矩形状で形成されている。ビードコア５は、このような態様に限定されるものではなく、例えば、断面六角形状や円形状で形成されても良い。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）を多列多段に巻回することによって形成されている。

タイヤ１は、本実施形態では、一対のビード部４、４間を跨るカーカス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とを含んで構成されている。また、タイヤ１は、例えば、サイドウォール部３でカーカス６のタイヤ軸方向外側に配されたサイドウォールゴム３Ｇと、ビード部４でカーカス６のタイヤ軸方向外側に配され、かつ、サイドウォールゴム３Ｇに連なるクリンチゴム４Ｇとを含んでいる。

本実施形態のカーカス６は、折返しプライ９と、巻下げプライ１０とを含んでいる。図１では、理解しやすいように、巻下げプライ１０が着色して示されている。折返しプライ９及び巻下げプライ１０は、タイヤ赤道Ｃに対して、例えば７５～９０度の角度で配列されたカーカスコード（図示省略）を有している。折返しプライ９と巻下げプライ１０とは、例えば、カーカスコードが互いに交差する向きに重ねられている。カーカスコードとしては、例えば、芳香族ポリアミド、レーヨンなどの有機繊維コードやスチール等の金属コードが採用されうる。

本実施形態のベルト層７は、タイヤ半径方向内、外２枚のベルトプライ７Ａ、７Ｂを含んで構成されている。ベルトプライ７Ａ、７Ｂは、スチールコード等の金属コード（図示省略）が、例えば、タイヤ周方向に対して１５～４０度の角度で配列されることによって形成されている。ベルト層７は、このような２枚のベルトプライ７Ａ、７Ｂで形成されるものに限定されるものではない。

本実施形態の折返しプライ９は、ビードコア５の周りをタイヤ軸方向内側から外側に向けて折り返されている。折返しプライ９は、本実施形態では、ビードコア５間をトロイド状にのびる本体部９ａと、本体部９ａに連なり、かつ、ビードコア５の周りで折り返された一対の折返し部９ｂとを含んでいる。

折返しプライ９は、本実施形態では、１枚のカーカスプライで構成されているが、例えば、２枚以上のカーカスプライで構成されてもよい。

折返し部９ｂは、例えば、タイヤ軸方向外側に凸となる円弧状の凸部１１と、凸部１１よりもタイヤ半径方向内側に配されタイヤ軸方向内側に凹む円弧状の凹部１２とを含んでいる。凸部１１は、本実施形態では、タイヤ最大幅位置Ｍをタイヤ半径方向に含んで形成されている。タイヤ最大幅位置Ｍは、本明細書では、折返しプライ９の本体部９ａが最もタイヤ軸方向外側に張り出す位置をいう。

凸部１１と凹部１２とは、本実施形態では、変曲点Ｐを介して連なっている。本明細書では、変曲点Ｐは、折返し部９ｂ上のある１点で接線が存在し、前記１点で分けられた折返し部９ｂの２つの部分が、前記１点の接線の異なる側にあるとき、その１点を変曲点Ｐという。

本実施形態の巻下げプライ１０は、ビード部４、４間をトロイド状に延び、ビードコア５の周りで折り返されることなく形成されている。このような巻下げプライ１０は、折返しプライ９とともに、サイドウォール部３及びビード部４の剛性を高めうる。

本実施形態の巻下げプライ１０は、ビードコア５のタイヤ半径方向の外面５ａよりもタイヤ半径方向外側に終端１０ｅを有している。即ち、終端１０ｅは、ビードコア５のタイヤ軸方向の外側よりもゴム厚さの大きい位置に配される。これにより、例えば、加硫時に、ゴム流れが生じた場合でも、前記位置では、クリンチゴム４Ｇ又はサイドウォールゴム３Ｇのゴム厚さの変動が小さく、質量バランスの低下が抑制されるので、ユニフォミティを向上することができる。また、巻下げプライ１０は、例えば、タイヤ製造時、周知の円筒状ドラム（図示省略）の外周面に巻き付けられる。このとき、前記ドラムの外側には、後述するエーペックスゴム１４が配されている。本実施形態の巻下げプライ１０は、従来の巻下げプライに比して、その幅が小さい。このため、前記ドラムに配されたエーペックスゴム１４の外側をタイヤ周上に沿って、巻下げプライ１０が精度良く巻き付けられる。したがって、本実施形態のタイヤ１は、タイヤ周方向において、質量バランスが確保されるので、ユニフォミティが高められる。

巻下げプライ１０は、本実施形態では、折返し部９ｂのタイヤ軸方向外側に配されている。巻下げプライ１０は、このような態様に限定されるものではなく、例えば、本体部９ａのタイヤ軸方向外側であって折返し部９ｂのタイヤ軸方向内側に配されても良い。

巻下げプライ１０の終端１０ｅは、本実施形態では、タイヤ最大幅位置Ｍよりもタイヤ軸方向内側に位置している。このような巻下げプライ１０は、サイドウォール部３の剛性を確保するので、耐久性能が高く維持される。

巻下げプライ１０の終端１０ｅは、例えば、折返し部９ｂの変曲点Ｐの近傍に位置している。変曲点Ｐの近傍は、折返し部９ｂのタイヤ軸方向外側において、サイドウォールゴム３Ｇ又はクリンチゴム４Ｇのゴム厚さが大きく確保される領域である。このため、例えば、加硫時のゴム流れによる質量バランスの低下が抑制される。変曲点Ｐの近傍とは、変曲点Ｐを中心にタイヤ半径方向内外にタイヤ断面高さＨの１０％以内の領域をいう。終端１０ｅは、本実施形態では、変曲点Ｐよりもタイヤ半径方向内側に配されている。なお、タイヤ断面高さＨとは、正規状態のタイヤ１における、ビードベースラインＢＬとタイヤ最大径点との間のタイヤ半径方向の距離である。

巻下げプライ１０の終端１０ｅとビードコア５の外面５ａとの間のタイヤ半径方向距離ｈ１は、例えば、タイヤ断面高さＨの１０％～２０％であるのが望ましい。本実施形態のような小型トラック用のタイヤ１の場合、巻下げプライ１０の終端１０ｅがこのような位置に配されると、走行時の歪みの過度の増加を抑制できる。なお、このような巻下げプライ１０の終端１０ｅをビードコア５の外面５ａよりもタイヤ半径方向外側に位置させたタイヤ１は、従来のタイヤ１に比して、走行時の繰り返し歪が大きくなり、耐久性能が悪化する傾向がある。

本実施形態では、折返しプライ９の本体部９ａと折返し部９ｂとの間には、タイヤ半径方向内外に延びるエーペックスゴム１４が配されている。

図２は、図１のサイドウォール部３とビード部４との拡大図である。図２に示されるように、本実施形態のエーペックスゴム１４は、エーペックス本体１５とシート状のストリップエーペックス１６とを含んでいる。

本実施形態のエーペックス本体１５は、ビードコア５の外面５ａからタイヤ半径方向外側へ先細状に延びている。エーペックス本体１５は、例えば、断面略三角形状に形成されている。

本実施形態のストリップエーペックス１６は、エーペックス本体１５に連なり、かつ、タイヤ最大幅位置Ｍよりもタイヤ半径方向外側に外端１６ｅを有している。このようなタイヤ１は、サイドウォール部３の曲げ剛性が高められ、ひいてはビード部４に生じる走行時の繰り返し歪を緩和することができる。したがって、巻下げプライ１０の終端１０ｅを外面５ａのタイヤ半径方向外側に配したことによる耐久性能の低下が抑制される。ストリップエーペックス１６は、本実施形態では、エーペックス本体１５のタイヤ軸方向内側の面と接触して形成されている。

ストリップエーペックス１６の外端１６ｅとタイヤ最大幅位置Ｍとの間のタイヤ半径方向距離ｈ２は、タイヤ断面高さＨの２％～７％であるのが望ましい。前記距離ｈ２がタイヤ断面高さＨの２％未満の場合、サイドウォール部３の曲げ剛性が低下するおそれがある。前記距離ｈ２がタイヤ断面高さＨの７％を超える場合、相対的にゴム厚さが小さくなるタイヤ最大幅位置Ｍ付近のサイドウォールゴム３Ｇのゴム容積が小さくなり、加硫時のゴム流れによるタイヤ質量の変動が大きくなり、ユニフォミティが悪化するおそれがある。

折返しプライ９の折返し部９ｂは、本実施形態では、ストリップエーペックス１６よりもタイヤ半径方向外側で終端９ｔを有している。これにより、ストリップエーペックス１６が、本体部９ａと折返し部９ｂとの間で完全に囲まれるので、サイドウォール部３の曲げ剛性がさらに高められる。このため、耐久性能が高く維持される。

耐久性能を維持しつつユニフォミティを高めるために、折返し部９ｂの終端９ｔとストリップエーペックス１６の外端１６ｅとの間のタイヤ半径方向の距離ｈ３は、タイヤ断面高さＨの２％～７％であるのが望ましい。

シート状のストリップエーペックス１６は、例えば、タイヤ１の製造時、周知の円筒状ドラム（図示省略）の外周面に巻き付けられた折返しプライ９の外側に巻き付ける場合でも、精度良く貼り付けることができる。このような作用を効果的に発揮させるため、ストリップエーペックス１６のゴム厚さｔは、０．５～１．０mmが望ましい。

エーペックス本体１５及びストリップエーペックス１６は、例えば、複素弾性率Ｅ*が１２～２０MPaであるのが望ましい。エーペックス本体１５及びストリップエーペックス１６は、例えば、損失正接tanδが、０．１０～０．２０であるのが望ましい。これにより、各ゴムとの接着性とサイドウォール部３の曲げ剛性とがバランス良く高められ、耐久性能が高く維持される。

本明細書において、ゴムの複素弾性率Ｅ*及び損失正接tanδは、JIS-K6394の規定に準じ、下記の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された値である。
初期歪：１０％
振幅：±２％
周波数：１０Hz
変形モード：引張
測定温度：７０℃

エーペックス本体１５及びストリップエーペックス１６は、本実施形態では、同じゴム配合で構成されている。これにより、エーペックス本体１５及びストリップエーペックス１６が一体として成形されるので、剥離等の損傷が一層抑制される。

エーペックス本体１５とストリップエーペックス１６との剥離を抑制するために、エーペックス本体１５とストリップエーペックス１６とは、本実施形態では、タイヤ半径方向に１０mm以上の長さＬ１で接触しているのが望ましい。

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に示す基本構造を有する小型トラック用のタイヤが製造され、それらの耐久性能及びユニフォミティについてテストされた。テスト方法及び主な共通仕様は、以下のとおりである。
タイヤサイズ：３５×１２．５０Ｒ２０
リムサイズ：１０．０JJ－２０

＜耐久性能＞
ドラム試験機を用いて、各供試タイヤが走行されて、ビード部に損傷が発生するまでの走行距離が測定された。結果は、比較例１を１００とする指数で表示されている。数値が大きいほど、耐久性能が良好である。
内圧：４５０kPa
荷重：１６．７７kN
速度：８０km/h

＜ユニフォミティ＞
ユニフォミティ試験機を用い、ＪＡＳＯ Ｃ６０７：２０００の「自動車用タイヤのユニフォミティ試験方法」に準拠して、各試供タイヤのＲＦＶが測定された。結果は、比較例１を１００とする指数で表示している。数値が小さいほど、ユニフォミティが良好である。
内圧：４５０kPa
荷重：１６．７７kN
速度：６０km/h
テストの結果を、表１に示す。
なお、表１中の
「Ａ１」は、ｈ１／Ｈが１０％、
「Ａ２」は、ｈ１／Ｈが－５％、
「Ａ３」は、ｈ１／Ｈが２５％、
「Ｂ１」は、ｈ２／Ｈが４％、
「Ｂ２」は、ｈ２／Ｈが１０％、
「Ｂ３」は、ｈ２／Ｈが－４％、
「Ｃ１」は、ｈ３／Ｈが４％、
「Ｃ２」は、ｈ３／Ｈが－４％、
「Ｃ３」は、ｈ３／Ｈが１５％、である。
比較例１は、巻下げプライの終端がビードコアの外面よりもタイヤ半径方向内側に位置する態様である。
比較例２は、折返し部の終端がストリップエーペックスの外端よりもタイヤ半径方向内側に位置する態様である。
比較例３は、ストリップエーペックスの外端がタイヤ最大幅位置よりもタイヤ半径方向内側に位置する態様である。

テストの結果、実施例は、比較例に比べて、耐久性能を維持しながら、優れたユニフォミティを発揮しうることが確認できた。また、ストリップエーペックスのゴム厚さを好ましい範囲で変化させたタイヤを用いてテストを行ったが、同様の結果となった。

１ 空気入りタイヤ
２ トレッド部
３ ビード部
５ ビードコア
５ａ 外面
６ カーカス
９ 折返しプライ
９ａ 本体部
９ｂ 折返し部
１０ 巻下げプライ
１０ｅ 終端
１４ エーペックスゴム
１５ エーペックス本体
１６ ストリップエーペックス
Ｍ タイヤ最大幅位置

Claims (6)

1. トレッド部と、ビードコアがそれぞれ埋設された一対のビード部と、前記一対のビード部間を跨るカーカスコードを有するカーカスとを具えた空気入りタイヤであって、
   前記カーカスは、前記一対のビードコアの周りをタイヤ軸方向内側から外側に向けて折り返された折返しプライと、前記一対のビードコアのそれぞれのタイヤ半径方向の外面よりもタイヤ半径方向外側に終端を有する巻下げプライとを含み、
   前記折返しプライは、前記一対のビードコア間をトロイド状にのびる本体部と、前記一対のビードコアのそれぞれの周りで折り返された一対の折返し部とを有し、
   前記折返しプライの前記本体部と前記折返し部との間には、タイヤ半径方向内外に延びるエーペックスゴムが配され、
   前記エーペックスゴムは、前記ビードコアの前記外面からタイヤ半径方向外側へ先細状に延びるエーペックス本体と、前記エーペックス本体に連なり、かつ、タイヤ最大幅位置よりもタイヤ半径方向外側に外端を有するシート状のストリップエーペックスとを含み、
   前記折返しプライの前記折返し部は、前記ストリップエーペックスよりもタイヤ半径方向外側で終端し、
   前記空気入りタイヤは、小型トラック用、乗用車用又は重荷重用であり、
   前記ストリップエーペックスの前記外端とタイヤ最大幅位置との間のタイヤ半径方向距離は、タイヤ断面高さの２％～７％である、
   空気入りタイヤ。
2. 前記巻下げプライの前記終端は、タイヤ最大幅位置よりもタイヤ半径方向内側に位置している、請求項１記載の空気入りタイヤ。
3. 前記巻下げプライの前記終端と前記ビードコアの前記外面との間のタイヤ半径方向距離は、タイヤ断面高さの１０％～２０％である、請求項１又は２に記載の空気入りタイヤ。
4. 前記エーペックス本体と前記ストリップエーペックスとは、タイヤ半径方向に１０mm以上の長さで接触している、請求項１ないし３のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
5. 前記エーペックス本体は、前記ストリップエーペックスと同じゴム配合である、請求項１乃至４のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
6. 前記ストリップエーペックスのゴム厚さは、０．５～１．０mmである、請求項１乃至５のいずれかに記載の空気入りタイヤ。

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