JP2013035348A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】タイヤの耐久性を向上させる。
【解決手段】カーカス６とベルト層７とビードエーペックスゴム８を具えた空気入りタイヤである。サイドウォール部３及びビード部４を含む領域であるサイド部の外面に、タイヤ周方向に連続してのびる凹部９が形成される。該凹部９は、それぞれ断面直線状にのびる底面１０、外側面１１、内側面１２を含む。またビードエーペックスゴム８のタイヤ半径方向の外端は、内側入遇部１４よりタイヤ半径方向外側にあり、かつ外側入隅部１５よりもタイヤ半径方向内側にある。
【選択図】図１

Description

本発明は、ビードエーペックスゴムのタイヤ半径方向の外端近傍での損傷を抑制し、耐久性を向上させた空気入りタイヤに関する。

従来より、ビード部の曲げ剛性等を確保するために、ビード部に埋設されたビードコアの外面からタイヤ半径方向外側にびるビードエーペックスゴムが配された空気入りタイヤが知られている。

しかしながら、通常、ビードエーペックスゴムのタイヤ半径方向の外端には、ビードコアの周りをタイヤ軸方向内側から外側に巻上げられたカーカスプライの本体部と巻上げ部とが重なり合うため、これらの間に空気が閉じ込められ易く、部材同士の接着強度が低下する傾向があり、加硫成形後も損傷の起点となり易いという問題があった。

従来、このような問題を解消するために、図６に示されるように、ビードコアａ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ゴムｂのタイヤ半径方向の外端ｂ１に対応するタイヤのサイド部の外面に、断面略三角形の凹部ｃを設ける技術が、下記の技術文献で提案されている。

実開平７−３５１０９号公報

しかしながら、図６のように、サイド部の外面に断面略三角形の凹部ｃが設けられた空気入りタイヤでは、図７に示されるように、加硫成形時にビードエーペックスゴムｂの外端ｂ１には、金型の凸部から局部的な応力を受け、空気の排出が充分ではない。また、加硫成形後は、この凹部ｃの頂点に応力が集中し、この部分が新たな損傷の起点となってビード部の耐久性を低下させるという問題があった。

本発明は、以上のような実情に鑑み案出されたもので、サイドウォール及びビード部を含む領域であるサイド部の外面に、タイヤ周方向に連続してのびる凹部を形成するとともに、該凹部の断面形状等を改善することを基本として、加硫成形時にビードエーペックスゴムのタイヤ半径方向の外端に成形圧力を確実かつ広範囲に作用させ、該外端近傍の各部材の接着強度を高めて損傷の発生を防止しつつ、凹部を設けることによる新たな応力集中部の発生を防止して、耐久性を向上しう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。

本発明のうち請求項１記載の発明は、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カーカスと、トレッド部の内方かつ前記カーカスの半径方向外側に配されるベルト層と、前記ビードコアからタイヤ半径方向外方に向かって先細状にのびるビードエーペックスゴムとを具えた空気入りタイヤであって、前記サイドウォール部及びビード部を含む領域であるサイド部の外面に、タイヤ周方向に連続してのびる凹部が形成され、タイヤ回転軸を含む子午線断面において、前記凹部は、直線状にのびる底面と、該底面のタイヤ半径方向外側に接続されタイヤ半径方向外側に向かってタイヤ軸方向外側に傾いて直線状にのびる外側面と、前記底面のタイヤ半径方向内側に接続されタイヤ半径方向内側に向かってタイヤ軸方向外側に傾いて直線状にのびる内側面とを含み、前記ビードエーペックスゴムのタイヤ半径方向の外端は、前記底面と内側面とが接続される内側入隅部よりもタイヤ半径方向外側にあり、かつ、前記底面と前記外側面とが接続される外側入隅部よりもタイヤ半径方向内側にあることを特徴とする。

また請求項２記載の発明は、タイヤ回転軸を含む子午線断面において、前記凹部は、前記内側面のタイヤ半径方向内側の端部と、前記外側面のタイヤ半径方向外側の端部とを結ぶ直線から、前記底面までの前記直線と直角に測った最大距離である深さが、前記凹部のタイヤ半径方向の開口長さの０．０１５〜０．０５倍である請求項１に記載の空気入りタイヤである。

また請求項３記載の発明は、前記凹部の前記底面のタイヤ半径方向の長さは、タイヤ断面高さの１５〜２０％である請求項１又は２のいずれかに記載の空気入りタイヤである。

また請求項４記載の発明は、前記凹部の前記内側面のタイヤ半径方向の長さは、タイヤ断面高さの５〜１０％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である。

また請求項５記載の発明は、前記凹部の前記外側面のタイヤ半径方向の長さは、タイヤ断面高さの５〜１０％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である。

また請求項６記載の発明は、前記カーカスは、トレッドからサイドウォール部をへてビードコアに至る本体部と、ビードコアの周りをタイヤ軸方向内側から外側へ巻上げられた巻上げ部とからなる少なくとも１枚のカーカスプライからなり、前記巻上げ部のタイヤ半径方向の外端は、前記凹部の前記外側入隅部よりも半径方向外側に位置する請求項１乃至５のいずれかに記載の空気入りタイヤである。

また請求項７記載の発明は、前記サイドウォール部は、前記外側入隅部から前記カーカスのタイヤ軸方向の外面までのゴム厚さが、前記内側入隅部から前記カーカスの前記外面までのゴム厚さよりも小である請求項１乃至６のいずれかに記載の空気入りタイヤである。

また請求項８記載の発明は、タイヤ回転軸を含む子午線断面において、前記ビードエーペックスゴムのタイヤ半径方向の外端は、前記底面の中間点から、タイヤ半径方向内外に、前記底面の長さの１０％の範囲内に位置する請求項１乃至７のいずれかに記載の空気入りタイヤである。

本発明は、サイド部の外面に、タイヤ周方向に連続してのびる凹部が形成される。該凹部は、タイヤ回転軸を含む子午線断面において、直線状にのびる底面と、該底面のタイヤ半径方向外側に接続されタイヤ半径方向外側に向かってタイヤ軸方向外側に傾いて直線状にのびる外側面と、前記底面のタイヤ半径方向内側に接続されタイヤ半径方向内側に向かってタイヤ軸方向外側に傾いて直線状にのびる内側面とを含む。前記ビードエーペックスゴムのタイヤ半径方向の外端は、前記底面と内側面とが接続される内側入隅部よりもタイヤ半径方向外側にあり、かつ、前記底面と前記外側面とが接続される外側入隅部よりもタイヤ半径方向内側にあることを特徴としている。

このような空気入りタイヤは、加硫成形時、凹部を成形する金型の凸部によって、充分な成形圧力をビードエーペックスゴムの外端近傍に作用させることができる。特に、凹部は、直線状にのびる底面を有するため、ビードエーペックスゴムのタイヤ半径方向の外端に広い範囲で大きな成形圧力を作用させることができ、空気が閉じ込められ易いビードエーペックスゴムの外端近傍において、広範囲かつ充分な空気の排出が期待でき、部材同士の接着強度を高めることができる。さらに、このような底面を有する凹部は、加硫成形後、断面略三角形の凹部のように局部的な応力集中が生じ難いため、新たな損傷起点を生じさせず、ビード部の耐久性を効果的に向上させる。

本発明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のビード部を拡大して示す斜視図である。 図１の凹部を拡大して示す断面図である。 本発明の空気入りタイヤの加硫成形時を示す断面図である。 （ａ）乃至（ｃ）は、比較例のタイヤのビード部の部分斜視図である。 従来の空気入りタイヤのビード部の部分斜視図である。 従来の空気入りタイヤの加硫成形時を示す断面図である。

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は本実施形態の空気入りタイヤ１の正規状態におけるタイヤ軸を含むタイヤ子午線断面図、図２はそのビード部の斜視図である。

ここで、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とし、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とする。

また前記「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" とする。さらに「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" とするが、タイヤが乗用車用である場合には１８０ｋＰａとする。

空気入りタイヤ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に至るカーカス６と、このカーカス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、前記ビードコアからタイヤ半径方向外方に向かって先細状にのびるビードエーペックスゴム８とが設けられており、この例では乗用車用のラジアルタイヤが示される。

前記カーカス６は、１ないし複数枚、本実施形態では１枚のカーカスプライ６Ａから構成される。該カーカスプライ６Ａは、カーカスコードをトッピングゴムで被覆したコードプライであって、本実施形態では前記カーカスコードがタイヤ赤道Ｃに対して例えば７５゜〜９０゜の角度で傾けて配されている。カーカスコードには、ポリエステルコード、ナイロン、レーヨン、アラミドなどの有機繊維コードが好適であり、必要によりスチールコードを採用することができる。

また、本実施形態のカーカスプライ６Ａ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に至るトロイド状の本体部６ａと、ビードコア５の廻りでタイヤ軸方向内側から外側へ巻上げられてタイヤ半径方向外側にのびている巻上げ部６ｂとを含む。そして本体部６ａと巻上げ部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かつ硬質ゴムからなる前記ビードエーペックスゴム８が配されている。

前記ベルト層７は、ベルトコードをタイヤ赤道Ｃに対して例えば１０〜４０°の小角度で傾けて配列した少なくとも２枚、本例ではタイヤ半径方向外２枚のベルトプライ７Ａ、７Ｂを前記コードが互いに交差する向きに重ね合わせて構成される。ベルトコードは、本実施形態ではスチールコードが採用されているが、アラミド、レーヨン等の高弾性の有機繊維コードも必要に応じて用いることができる。

図２に示されるように、本実施形態の空気入りタイヤ１は、前記サイドウォール部３及びビード部４を含む領域であるサイド部の外面に、タイヤ周方向に連続してのびる凹部９が設けられる。該凹部９は、タイヤ回転軸を含む子午線断面において、直線状にのびる底面１０と、この底面に接続された外側面１１と、内側面１２とを具える。

凹部９の外側面１１は、前記底面１０のタイヤ半径方向外側に接続され、タイヤ半径方向外側に向かってタイヤ軸方向外側に傾いて直線状にのびる。また、凹部９の内側面１２は、前記底面１０のタイヤ半径方向内側に接続され、タイヤ半径方向内側に向かってタイヤ軸方向外側に傾いて直線状にのびる。

また、前記ビードエーペックスゴム８のタイヤ半径方向の外端１３は、前記底面１０と前記内側面１２とが接続される内側入隅部１４よりもタイヤ半径方向外側にあり、かつ、前記底面１０と前記外側面１１との接続である外側入隅部１５よりもタイヤ半径方向内側にある。

図４に示されるように、空気入りタイヤ１の加硫成形時、ビード部４及びサイドウォール部３は、タイヤ内腔側から膨張するブラダー１６にて押圧され、凹部を成形する加硫金型１７の凸部１７ａに押し付けられる。前記凹部９に作用する成形圧力は、主として、直線状にのびる底面１０を介して前記ビードエーペックスゴム８の外端１３のタイヤ半径方向内、外に広い範囲で均一に作用し、空気が閉じ込められやすい当該箇所において充分な空気の排出が期待できる。このため、カーカスプライ６Ａの本体部６ａと巻上げ部６ｂとを密に接触させ、各部材の接着強度を高めることができる。

なお、凹部９の断面形状は、上述の形状であることが必要である。即ち、図５（ｃ）に示されるように、凹部の断面形状が円弧状の場合では、従来の断面略三角形の凹部に比べれば局部的な応力集中は小さくなるが、本発明の凹部９のように直線状にのびる底面１０が無いため、ビードエーペックスゴム８の外端近傍に広い範囲で均一な成形圧力を作用させることが困難になる。また、断面円弧状の凹部では、その円弧の一点に光沢が集中するため、タイヤ完成時の外観が悪くなり易い。

また、図３に示されるように、凹部９の深さｄは、内側面１２のタイヤ半径方向内側の端部１８と、外側面１１のタイヤ半径方向外側の端部１９とを結ぶ直線Ｎから、底面１０までの直線Ｎと直角に図った最大距離とする。この凹部の深さｄは、小さすぎると、該凹部９を成形する金型の凸部による成形圧力の作用が不足し易く、逆に大きすぎると、凹部９のサイドウォールゴムの厚さを不必要に薄くし、タイヤの耐久性を低下させるおそれがある。このような観点から、凹部の深さｄは、前記端部１８及び１９間のタイヤ半径方向の開口長さｈ１の０．０１５倍以上、より好ましくは０．０２倍以上が望ましく、また、好ましくは０．０５倍以下、より好ましくは０．０３倍以下が望ましい。

また、前記底面１０のタイヤ半径方向の長さｈ３は、タイヤ断面高さＨの１５％以上、より好ましくは１７％以上が望ましく、また、好ましくは２０％以下、より好ましくは１８％以下が望ましい。底面の前記長さｈ３がタイヤ断面高さＨの１５％を下回ると、加硫成形時、大きな成形圧力を作用させる範囲が低下して、空気の排出が悪化するおそれがある。逆に、底面１０の前記長さｈ３がタイヤ断面高さの２０％を超えると、底面１０の面積が広くなり過ぎ、成形後のビード部の曲げ剛性が低下するおそれがある。

また、前記内側面１２のタイヤ半径方向の長さｈ４、及び、前記外側面１１のタイヤ半径方向の長さｈ２が小さすぎると、サイドウォール部３での断面形状の変化が過大となり、内側入隅部１４及び／又は外側入隅部１５に応力集中が生じやすい。逆に、前記各長さｈ２及びｈ４が大きすぎると、サイドウォール部３のゴム厚さが薄い部分を広く作ることになり、耐久性が低下するおそれがある。このような観点から、前記長さｈ２及びｈ４は、それぞれ、タイヤ断面高さＨの５〜１０％が望ましい。

また、前記カーカスプライの巻上げ部６ｂの外端６ｃと、ビードエーペックスゴム８のタイヤ半径方向の外端１３とが接近していると、加硫成形時に空気が残りやすい。従って、巻上げ部６ｂの外端６ｃを、外側入隅部１５よりも半径方向外側に位置させることが望ましい。

また、サイド部は、ビードエーペックスゴム８によって、タイヤ半径方向内側ほど剛性が高くなる。また、この様な剛性分布が、乗り心地性及び操縦安定性確保の観点から好適である。そのため、凹部９を設ける場合でも、このような剛性分布に近付けるべく、外側入隅部１５からカーカス６のタイヤ軸方向の外面までのゴム厚さｔ１が、内側入隅部１４からカーカス６の外面までのゴム厚さｔ２よりも小であることが望ましい。

また、前記ビードエーペックスゴム８の外端１３は、加硫成形時において充分な成形圧力を作用させるという観点から、極力、底面１０の中心部に設けることが望ましい。とりわけ、前記外端１３は、底面１０のタイヤ半径方向の長さの中間点から、タイヤ半径方向内外に、前記底面の長さｈ３の１０％の範囲内に設けられることが望ましい。

以上、本発明の空気入りタイヤについて詳細に説明したが、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形態に変形して実施しうるのは言うまでもない。

図１の基本構造をなすタイヤサイズが１９５／６５Ｒ１５の空気入りタイヤが表１の仕様に基づき試作されるとともに、各試供タイヤの耐久性がテストされた。また、比較のために、図５及び図６のサイド部の形状を有するタイヤ（比較例）についても同様のテストが行われた。図５（ａ）に記載されたタイヤは、サイド部の外面におけるビードエーペックスゴムｂの外端ｂ１の側方の断面形状が、軸方向外側に凸となる円弧（Ｒａ＝９０mm）を有するタイヤである。また、図５（ｂ）に記載されたタイヤは、前記断面形状が直線状であるタイヤである。さらに、図５（ｃ）に記載されたタイヤは、前記サイド部の断面形状に円弧状の凹部（Ｒｂ＝５７mm）を有するタイヤである。テスト方法は、次の通りである。

＜ドラム耐久性＞
各試供タイヤを６．０Ｊのリムに装着し、内圧２４０ｋＰａ、縦荷重９．０５ｋＮ（正規荷重の１５０％）、速度１００km／ｈで直径１．７ｍのドラムを走行させ、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を１００とする指数で表示されており、数値が大きい程耐久性が高い。
テスト結果を表１に示す。

テストの結果、実施例のタイヤは、比較例に比べて耐久性が有意に向上していることが確認できる。

２ トレッド部
３ サイドウォール部
４ ビード部
５ ビードコア
６ カーカス
６Ａ カーカスプライ
６ａ カーカスプライの本体部
６ｂ カーカスプライの巻上げ部
６ｃ カーカスプライの巻上げ部の外端
７ ベルト層
７Ａ、７Ｂ ベルトプライ
８ ビードエーペックスゴム
９ 凹部
１０ 底面
１１ 外側面
１２ 内側面
１３ ビードエーペックスゴムのタイヤ半径方向の外端
１４ 内側入隅部
１５ 外側入隅部

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カーカスと、トレッド部の内方かつ前記カーカスの半径方向外側に配されるベルト層と、前記ビードコアからタイヤ半径方向外方に向かって先細状にのびるビードエーペックスゴムとを具えた空気入りタイヤであって、
   前記サイドウォール部及びビード部を含む領域であるサイド部の外面に、タイヤ周方向に連続してのびる凹部が形成され、
   タイヤ回転軸を含む子午線断面において、前記凹部は、直線状にのびる底面と、該底面のタイヤ半径方向外側に接続されタイヤ半径方向外側に向かってタイヤ軸方向外側に傾いて直線状にのびる外側面と、前記底面のタイヤ半径方向内側に接続されタイヤ半径方向内側に向かってタイヤ軸方向外側に傾いて直線状にのびる内側面とを含み、
   前記ビードエーペックスゴムのタイヤ半径方向の外端は、前記底面と内側面とが接続される内側入隅部よりもタイヤ半径方向外側にあり、かつ、前記底面と前記外側面とが接続される外側入隅部よりもタイヤ半径方向内側にあることを特徴とする空気入りタイヤ。
2. タイヤ回転軸を含む子午線断面において、前記凹部は、前記内側面のタイヤ半径方向内側の端部と、前記外側面のタイヤ半径方向外側の端部とを結ぶ直線から、前記底面までの前記直線と直角に測った最大距離である深さが、前記凹部のタイヤ半径方向の開口長さの０．０１５〜０．０５倍である請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 前記凹部の前記底面のタイヤ半径方向の長さは、タイヤ断面高さの１５〜２０％である請求項１又は２のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
4. 前記凹部の前記内側面のタイヤ半径方向の長さは、タイヤ断面高さの５〜１０％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. 前記凹部の前記外側面のタイヤ半径方向の長さは、タイヤ断面高さの５〜１０％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. 前記カーカスは、トレッドからサイドウォール部をへてビードコアに至る本体部と、ビードコアの周りをタイヤ軸方向内側から外側へ巻上げられた巻上げ部とからなる少なくとも１枚のカーカスプライからなり、
   前記巻上げ部のタイヤ半径方向の外端は、前記凹部の前記外側入隅部よりも半径方向外側に位置する請求項１乃至５のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
7. 前記サイドウォール部は、前記外側入隅部から前記カーカスのタイヤ軸方向の外面までのゴム厚さが、前記内側入隅部から前記カーカスの前記外面までのゴム厚さよりも小である請求項１乃至６のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
8. タイヤ回転軸を含む子午線断面において、前記ビードエーペックスゴムのタイヤ半径方向の外端は、前記底面の中間点から、タイヤ半径方向内外に、前記底面の長さの１０％の範囲内に位置する請求項１乃至７のいずれかに記載の空気入りタイヤ。

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