JP2018118606A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】タイヤ質量の増加を抑制しつつ、耐久性能を向上する。【解決手段】カーカスプライからなるカーカス６、及び、カーカス６の折返し部６ｂの外側に配され、かつ、補強コード１２を具えたビード補強層９を含む空気入りタイヤ１である。ビード補強層９の補強コード１２は、カーカスコード１１と異なる角度で配されている。ビード補強層９は、タイヤ半径方向において、内端９ａから外端９ｂまで延びている。内端９ａ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内側に位置している。補強コード１２のタイヤ放射方向に対する角度θは、内端９ａ側から外端９ｂ側に向かって大きくなっている。【選択図】 図３

Description

本発明は、空気入りタイヤに関し、詳しくは、タイヤ質量の増加を抑制しつつ、良好な耐久性能を有する空気入りタイヤに関する。

空気入りタイヤのビード部は、走行時、リムフランジに強く押し付けられるとともに、リムフランジを支点としてタイヤ軸方向外側に曲げられる。その際、例えば、カーカスと、そのタイヤ軸方向外側に配されたゴムとの間にせん断歪みが生じる。このようなせん断歪は、前記カーカスのカーカスコードがゴムから剥離するコードルースを招く原因と考えられている。また、カーカスプライのタイヤ最大幅付近では、圧縮歪が生じ、これによりカーカスコードが破断（コード切れ）する場合があった。

これらの損傷を抑制するために、補強コードを有するビード補強層をカーカスのタイヤ軸方向外側に設けることが知られている（下記特許文献１参照）。

上述のカーカスとその外側のゴムとの間のせん断歪を効果的に低減させるためには、補強コードのタイヤ放射方向に対する角度が相対的に小さいプライを用いることが望ましい。逆に、上述のカーカスコードの圧縮歪を効果的に低減するためには、補強コードの角度が相対的に大きいプライを用いることが望ましい。

従って、上述のせん断歪及び圧縮歪をともに低減させるために、例えば、前記角度が相対的に小さな補強コードの補強プライと、前記角度が相対的に大きな補強コードの補強プライとからなるビード補強層を設ける必要があり、プライ枚数が増加し、タイヤ質量が大きくなるという問題があった。

特開２０１５−５１６９０号公報

本発明は、以上のような実状に鑑み案出されたもので、タイヤ質量の増加を抑制しつつ、優れた耐久性能を有す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へてビード部のビードコアに至る本体部と、前記ビードコアの回りをタイヤ軸方向内側から外側に折り返される折返し部とを含むカーカスコードを具えたカーカスプライからなるカーカス、及び、前記折返し部のタイヤ軸方向外側に配され、かつ、補強コードを具えたビード補強層を含む空気入りタイヤであって、前記ビード補強層の前記補強コードは、タイヤ放射方向に対して、前記カーカスコードと異なる角度で配され、前記ビード補強層は、タイヤ半径方向において、内端から外端まで延びており、前記内端は、前記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内側に位置し、前記補強コードの前記角度は、前記内端側から前記外端側に向かって大きくなっている。

本発明に係る空気入りタイヤは、前記ビード補強層が、前記ビードコアの前記外面よりもタイヤ半径方向内側の内側部と、前記内側部よりもタイヤ半径方向外側の外側部とを含み、前記外側部の前記補強コードの前記角度は、前記内側部の前記補強コードの前記角度よりも１０度以上大きいのが望ましい。

本発明に係る空気入りタイヤは、前記補強コードの前記角度が、３０〜６０度の範囲であるのが望ましい。

本発明に係る空気入りタイヤは、前記ビード補強層の前記外端のビードベースラインからのタイヤ半径方向高さが、ビードベースラインとタイヤ最大幅位置とのタイヤ半径方向の長さの８０％以上であるのが望ましい。

本発明に係る空気入りタイヤは、前記補強コードのヤング率が、前記カーカスコードのヤング率よりも小さいのが望ましい。

本発明に係る空気入りタイヤは、前記カーカスコードの前記角度が、０〜５度であるのが望ましい。

本発明に係る空気入りタイヤは、前記ビード補強層の前記内端が、前記ビードコアのタイヤ軸方向の外側面よりもタイヤ軸方向外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、前記ビード補強層が、前記ビードコアの前記外面よりもタイヤ半径方向内側の内側部を含み、前記内側部は、前記ビードコアのタイヤ半径方向の内面に沿ってのびるのが望ましい。

本発明の空気入りタイヤは、トレッド部からサイドウォール部をへてビード部のビードコアに至る本体部と、前記ビードコアの回りをタイヤ軸方向内側から外側に折り返される折返し部とを含むカーカスコードを具えたカーカスプライからなるカーカス、及び、 前記折返し部のタイヤ軸方向外側に配され、かつ、補強コードを具えたビード補強層を含んでいる。前記ビード補強層は、タイヤ半径方向において、内端から外端まで延びている。

前記ビード補強層の前記補強コードは、タイヤ放射方向に関して、前記カーカスコードと異なる角度で配されている。これにより、ビード補強層は、タイヤ走行時に、カーカスプライに生じる歪を低減することができる。

前記ビード補強層の前記内端は、前記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内側に位置している。即ち、ビード補強層は、せん断歪が生じるビードコア高さ位置付近のカーカスのタイヤ軸方向外側に配される。また、前記補強コードの前記角度は、前記内端側から前記外端側に向かって大きくなっている。従って、ビード補強層は、そのタイヤ半径方向内側の部分によってカーカスに作用するせん断歪を低減するため、コードルースの発生が抑制される。

また、ビード補強層のタイヤ半径方向外側の部分は、カーカスコードの圧縮歪を低減し、コード切れを抑制する。従って、本発明の空気入りタイヤは、ビード補強層のプライ枚数の増加を抑えて、タイヤ質量の増加を抑制しつつ、優れた耐久性能を発揮する。

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。 本実施形態のビード補強層を説明する側面図である。 他の実施形態の補強コードを説明する側面図である。 図１のビード部の拡大図である。 他の本実施形態の空気入りタイヤのタイヤ子午線断面図である。

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子午線断面図である。本発明は、例えば、乗用車用のタイヤ、小型トラック用のタイヤに好適に用いられる。

「正規状態」とは、タイヤ１が正規リム（以下、単に「リム」ということがある）Ｒにリム組みされかつ正規内圧が充填された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 LIMITSAT VARIOUSCOLD INFLATION PRESSURES"に記載の最大値、ETRTOであれば "INFLATION PRESSURE" である。タイヤが乗用車用である場合、正規内圧は、１８０kPaである。

図１に示されるように、本実施形態のリムＲは、ビード部４の底面４ａを受けるリムシートＲｓと、リムシートＲｓのタイヤ軸方向の外端からタイヤ半径方向外側に突出するリムフランジＲｆとを含んでいる。

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を経てビード部４のビードコア５に至るラジアル構造のカーカス６と、カーカス６のタイヤ半径方向外側かつトレッド部２の内部に配されたベルト層７とを具えている。ベルト層７は、ベルトコード（図示省略）をトッピングゴムで被覆した２枚のベルトプライ７Ａ、７Ｂで構成されている。

ビードコア５は、本実施形態では、タイヤ子午線断面において、矩形状で形成されている。ビードコア５は、本実施形態では、タイヤ半径方向の外面５Ａ、内面５Ｂ、外面５Ａと内面５Ｂとをタイヤ軸方向外側で継ぐ外側面５Ｃ、及び、外面５Ａと内面５Ｂとをタイヤ軸方向内側で継ぐ内側面５Ｄで形成されている。なお、ビードコア５は、このような断面形状に限定されるものではなく、例えば、六角形状や円形状でも構わない。

カーカス６は、本実施形態では、内側及び外側のカーカスプライ６Ａ、６Ｂで構成されている。

内側のカーカスプライ６Ａは、本実施形態では、本体部６ａと折返し部６ｂとを有する。本体部６ａ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。折返し部６ｂは、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ている。折返し部６ｂは、本実施形態では、タイヤ最大幅位置Ｍ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３の曲げ剛性が高められる。前記「タイヤ最大幅位置Ｍ」は、本明細書では、本体部６ａが最もタイヤ軸方向外側となる位置である。

本体部６ａと折返し部６ｂとの間には、ビードコア５からタイヤ半径方向外側に先細状でのびるビードエーペックス８が設けられている。本実施形態のビードエーペックス８は、タイヤ最大幅位置Ｍよりもタイヤ半径方向外側で終端する外端８ｅを有している。

本実施形態の外側のカーカスプライ６Ｂは、本体部６ｃのみで構成されている。外側のカーカスプライ６Ｂは、本実施形態では、ビードコア５の外面５Ａと内面５Ｂとの間で終端している。

図２に示されるように、カーカスプライ６Ａ、６Ｂは、平行に配列されたカーカスコード１１をトッピングゴムにて被覆して形成されている。

カーカスコード１１は、例えば、タイヤ放射方向に対する角度αが、０〜５度で配されている。

折返し部６ｂのタイヤ軸方向外側には、ビード補強層９が配されている。ビード補強層９は、本実施形態では、外側のカーカスプライ６Ｂのタイヤ軸方向の外側面と接触している。ビード補強層９のタイヤ軸方向外側には、例えば、剛性の大きいクリンチゴム１０（図１に示す）が設けられている。

ビード補強層９は、本実施形態では、平行に引き揃えた補強コード１２（図２に示す）をトッピングゴムで被覆した１枚の補強プライ１３で形成されている。なお、ビード補強層９のプライ枚数は、１枚に限定されるものではなく、複数枚でも構わない。

ビード補強層９の補強コード１２は、カーカスコード１１と異なる角度で配されている。これにより、ビード補強層９は、走行時、カーカスプライ６Ａ、６Ｂに生じる歪を低減する。

ビード補強層９は、本実施形態では、タイヤ半径方向において内端９ａから外端９ｂまでのびている。ビード補強層９の内端９ａは、本実施形態では、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内側に位置している。即ち、ビード補強層９は、せん断歪が生じるビードコア５高さ位置付近のカーカス６のタイヤ軸方向外側に配される。

また、補強コード１２のタイヤ放射方向に対する角度θは、内端９ａ側から外端９ｂ側に向かって大きくなっている。従って、ビード補強層９は、そのタイヤ半径方向内側の部分によってカーカス６に作用するせん断歪を低減するため、コードルースの発生が抑制される。

また、ビード補強層９のタイヤ半径方向外側の部分は、カーカスコード１１の圧縮歪を低減し、コード切れを抑制する。従って、本実施形態のタイヤ１は、ビード補強層９のプライ枚数の増加を抑えて、タイヤ質量の増加を抑制しつつ、優れた耐久性能を発揮する。

補強コード１２のタイヤ放射方向に対する角度θは、３０〜６０度の範囲であるのが望ましい。補強コード１２の前記角度θが３０度未満の場合、カーカス６へのせん断歪が効果的に低減されず、コードルースによる損傷を抑制できないおそれがある。補強コード１２の前記角度θが６０度を超える場合、カーカスコード１１への圧縮歪が効果的に低減されず、コード切れによる損傷を抑制できないおそれがある。

本実施形態では、ビード補強層９は、ビードコア５の外面５Ａよりもタイヤ半径方向内側の内側部１５と、内側部１５よりもタイヤ半径方向外側の外側部１６とに区分される。内側部１５は、本実施形態では、ビードコア５の外面５Ａと内端９ａとの間で形成される。外側部１６は、本実施形態では、外面５Ａと外端９ｂとの間で形成されている。

外側部１６の補強コード１２の前記角度θ２は、内側部１５の補強コード１２の前記角度θ１よりも１０度以上大きいのが望ましい。これにより、外側部１６は、外側部１６とタイヤ軸方向に隣り合うカーカス６に生じる圧縮歪を、一層大きく低減できるので、コード切れが効果的に抑制される。また、内側部１５は、カーカス６のトッピングゴムのゴム流れを抑制するとともに、内側部１５とタイヤ軸方向で隣り合うカーカス６に生じるせん断歪を、一層大きく低減できるので、コードルースを効果的に抑制できる。

本実施形態の外側部１６は、さらに、タイヤ半径方向において、第１外側部１７と第２外側部１８とに区分される。第１外側部１７は、タイヤ１とリムフランジＲｆとが接触するタイヤ半径方向の外側端Ｒａよりもタイヤ半径方向内側の部分である。第２外側部１８は、第１外側部１７よりもタイヤ半径方向外側の部分である。

第１外側部１７とタイヤ軸方向で隣り合うカーカス６には、第２外側部１８とタイヤ軸方向で隣り合うカーカス６に比して、上述のせん断歪は大きく、上述の圧縮歪は小さく生じる。このため、内側部１５の補強コード１２の前記角度θ１は、３２〜４４度が望ましい。第１外側部１７の補強コード１２の前記角度θ２ａは、４０〜５０度が望ましい。第２外側部１８の補強コード１２の前記角度θ２ｂは、４５〜５５度であるのが望ましい。

補強コード１２は、本実施形態では、内端９ａから外端９ｂに向かって漸増している。なお、補強コード１２は、このような態様に限定されるものではない。図３に示されるように、補強コード１２は、例えば、内側部１５の前記角度θ１、第１外側部１７の前記角度θ２ａ、第２外側部１８の前記角度θ２ｂが、それぞれ一定の角度でのびるものでも構わない。

図４は、図１のビード部４の拡大図である。図４に示されるように、ビード補強層９の内端９ａは、本実施形態では、ビードコア５のタイヤ軸方向の外側面５Ｃよりもタイヤ軸方向外側に位置している。このようなビード補強層９は、タイヤ質量の増加を効果的に抑制しうる。

ビード補強層９の外端９ｂのビードベースラインＢＬからのタイヤ半径方向の高さＨａは、ビードベースラインＢＬとタイヤ最大幅位置Ｍとのタイヤ半径方向の長さＨ１の８０％以上であるのが望ましい。タイヤ半径方向の高さＨａが、タイヤ半径方向の長さＬ１の８０％未満の場合、走行中のタイヤ１において、とりわけ大きな圧縮歪が発生し易いカーカス６のタイヤ軸方向外側に、ビード補強層９を配することができず、コード切れを抑制できないおそれがある。

ビード補強層９の外端９ｂは、本実施形態では、ビードエーペックス８のタイヤ半径方向の外端８ｅよりもタイヤ半径方向内側に位置している。これにより、タイヤ質量の過度の増加が抑制される。

補強コード１２のヤング率Ｅａは、カーカスコード１１のヤング率Ｅｂよりも小さいのが望ましい。このような補強コード１２を有するビード補強層９は、カーカスプライ６Ａ、６Ｂに作用する歪を効果的に吸収して低減しうる。このような観点より、補強コード１２のヤング率Ｅａは、例えば、１０００〜２６００MPaが望ましい。カーカスコード１１のヤング率Ｅｂは、例えば、２１００〜４２００MPaが望ましい。補強コード１２としては、ナイロン繊維が好適であるが、例えば、ポリエステル、レーヨン、芳香族ポリアミドなどの有機繊維が用いられてもよい。カーカスコード１１としては、ポリエステル繊維が好適であるが、例えば、ナイロン、レーヨン、芳香族ポリアミドなどの有機繊維が用いられても良い。

図５は、他の実施形態のタイヤ１のタイヤ子午線断面図である。本実施形態のタイヤ１と同じ構成については、同じ符号が付されてその説明が省略される。この実施形態のタイヤ１は、ビード補強層９Ａの内側部１５が、ビードコア５のタイヤ半径方向の内面５Ｂに沿ってのびている。このようなビード補強層９は、ビードコア５の内面５Ｂよりもタイヤ半径方向内側に位置するカーカス６と、このカーカス６とタイヤ半径方向に隣り合うゴム（図では、クリンチゴム１０）との間に作用するせん断歪を低減しうる。

ビード補強層９Ａの内側部１５は、本実施形態では、内側のカーカスプライ６Ａの本体部６ａに沿ってのび、その内端９ｅが、外面５Ａよりもタイヤ半径方向内側に位置している。これにより、上述の作用とタイヤ質量の増加抑制効果とが、バランス良く発揮される。

以上、本発明の特に好ましい実施形態が詳細に説明されたが、本発明は上記の具体的な実施形態に限定されることなく種々の態様に変更して実施される。

図１の基本構造をなす空気入りタイヤが、表１の仕様に基づき試作され、耐久性能及びタイヤ質量がテストされた。各タイヤの共通仕様やテスト方法は、以下の通りである。
タイヤサイズ：２０５／６５Ｒ１６
補強コードの材料：ナイロン６６
補強コードのエンズ（補強プライの幅５cm当りの補強コードの打ち込み本数）：３５本
カーカスコードのタイヤ放射方向に対する角度：０度
カーカスコードの材料：ポリエチレンテレフタレート

＜耐久性能＞
ドラム試験機を用い、各試供タイヤが、下記の条件で走行され、カーカスプライにコードルース又はコード切れによる損傷が発生するまでの走行時間が測定された。結果は、比較例１の走行時間を１００とする指数で表示されている。数値が大きいほど良好である。
内圧：２３０kPa
速度：１００km/h
荷重：正規荷重の１２０％
表１の「Ａ」は、コードルースによる損傷を、「Ｂ」は、コード切れによる損傷を表す。

＜タイヤ質量＞
試供タイヤ１本当たりの質量が測定された。結果は、測定値の逆数を用い、比較例１の値を１００とする指数で表示されている。数値が大きいほど良好である。
テスト結果が表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、比較例に比べてタイヤ質量の増加が抑制されるとともに、耐久性能が向上していることが確認できた。

１ 空気入りタイヤ
５ ビードコア
５Ａ 外面
６ カーカス
６ｂ 折返し部
９ ビード補強層
９ａ 内端
９ｂ 外端
１１ カーカスコード
１２ 補強コード

Claims (8)

1. トレッド部からサイドウォール部をへてビード部のビードコアに至る本体部と、前記ビードコアの回りをタイヤ軸方向内側から外側に折り返される折返し部とを含むカーカスコードを具えたカーカスプライからなるカーカス、及び、
   前記折返し部のタイヤ軸方向外側に配され、かつ、補強コードを具えたビード補強層を含む空気入りタイヤであって、
   前記ビード補強層の前記補強コードは、タイヤ放射方向に対して、前記カーカスコードと異なる角度で配され、
   前記ビード補強層は、タイヤ半径方向において、内端から外端まで延びており、
   前記内端は、前記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内側に位置し、
   前記補強コードの前記角度は、前記内端側から前記外端側に向かって大きくなっている空気入りタイヤ。
2. 前記ビード補強層は、前記ビードコアの前記外面よりもタイヤ半径方向内側の内側部と、前記内側部よりもタイヤ半径方向外側の外側部とを含み、
   前記外側部の前記補強コードの前記角度は、前記内側部の前記補強コードの前記角度よりも１０度以上大きい請求項１記載の空気入りタイヤ。
3. 前記補強コードの前記角度は、３０〜６０度の範囲である請求項１又は２に記載の空気入りタイヤ。
4. 前記ビード補強層の前記外端のビードベースラインからのタイヤ半径方向高さは、ビードベースラインとタイヤ最大幅位置とのタイヤ半径方向の長さの８０％以上である請求項１乃至３のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
5. 前記補強コードのヤング率は、前記カーカスコードのヤング率よりも小さい請求項１乃至４のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
6. 前記カーカスコードの前記角度は、０〜５度である請求項１乃至５のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
7. 前記ビード補強層の前記内端は、前記ビードコアのタイヤ軸方向の外側面よりもタイヤ軸方向外側に位置する請求項１乃至６のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
8. 前記ビード補強層は、前記ビードコアの前記外面よりもタイヤ半径方向内側の内側部を含み、
   前記内側部は、前記ビードコアのタイヤ半径方向の内面に沿ってのびる請求項１乃至６のいずれかに記載の空気入りタイヤ。

Images