JP6573516B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、空気入りタイヤに関するものである。

従来、空気入りタイヤとして、ビードコアの外側にスチールコード保護層を配置し、さらにその外側に有機繊維保護層を配置したものが公知である（例えば、特許文献１参照）。

また他の空気入りタイヤとして、ビードコアの外側にカーカス層を配置し、さらにその外側に積層された２層のレインフォース（保護層）を配置したものが公知である（例えば、特許文献２参照）。

しかしながら、前記いずれの空気入りタイヤであっても、保護層がビードコアの周囲の広い範囲に配置されている。このため、全体の重量が大きくなる。また走行中にタイヤ内部で発熱するが、その放熱が不十分となりやすい。このため、ビードコアからの剥離等が発生し、その耐久性が悪化する。

特開平３−６７７１０号公報 特開２０１４−１１８０１２号公報

本発明は、重量の増大をもたらすことなく、走行時の各部品の歪を抑制しつつ、発熱によるビードコアの耐久性の悪化を防止することができる空気入りタイヤを提供することを課題とする。

本発明は、前記課題を解決するための手段として、
一対のビードコアと、
前記各ビードコアにそれぞれ連接されている一対のビードフィラーと、
前記ビードコア間に掛け渡されているプライと、
前記プライの外側に配置されているスチールチェーファーと、
前記ビードコアのヒール近傍から上方に向かって前記スチールチェーファーの外側に配置されている内側ナイロンチェーファーと、
前記内側ナイロンチェーファーの外側に配置されている外側ナイロンチェーファーと、
前記外側ナイロンチェーファーの外側に配置されている外側ゴム層と、
を備え、
前記ビードコアの基準位置から前記スチールチェーファーの外側端部までの距離をＨ１とし、
前記ビードコアの基準位置から前記プライの外側端部までの距離をＨ２とし、
前記ビードコアの基準位置から前記外側ナイロンチェーファーの外側端部までの距離をＨ３とし、
前記ビードコアの基準位置から前記スチールチェーファーの内側端部までの距離をＨ４とし、
前記ビードコアの基準位置から前記内側ナイロンチェーファーの上端部までの距離をＨ５とするとき、
Ｈ１＜Ｈ２＜Ｈ３＜Ｈ４＜Ｈ５
を満足し、
前記内側ナイロンチェーファーの上端部内縁と、前記ビードコアに連なるビードフィラーの内面との最短距離をＴ３とし、
前記内側ナイロンチェーファーの上端部外縁と、前記外側ゴム層の外面との最短距離をＴ４とするとき、
１．１×Ｔ３＜Ｈ４＜１．５×Ｔ３
を満足する空気入りタイヤを提供する。

この構成により、外側ナイロンチェーファーの外側端部よりも上方に位置する内側ナイロンチェーファーが、プライの外側端部の歪を効果的に防止する。これにより、ビード部での塑性変形を抑制し、その耐久性を向上させることが可能となる。また内側ナイロンチェーファーの下端部をビードコアのヒール近傍とすることにより、その下方側に十分な厚みのゴムを介在させることができる。さらに両ナイロンチェーファーの配置範囲を限定することにより全体の重量が抑制されている。また、内側ナイロンチェーファーの上端部外側の、厚みの大きくとれるゴムによって、内側ナイロンチェーファーの上端部での歪を抑制することができる。これにより、ビード部での塑性変形を抑制し、その耐久性を向上させることが可能となる。

前記外側ナイロンチェーファーの外側端部内縁と、前記ビードフィラーの内面との間の最短距離をＴ１とし、
前記外側ナイロンチェーファーの外側端部外縁と、前記外側ゴム層の外面との間の最短距離をＴ２とするとき、
１．５×Ｔ２＜Ｔ１＜２．０×Ｔ２
を満足するのが好ましい。

この構成により、外側ナイロンチェーファーの外側端部外側の、厚みの大きくとれるゴムによって外側ナイロンチェーファーの外側端部での歪を抑制することができる。これにより、ビード部での塑性変形を抑制し、その耐久性を向上させることが可能となる。

前記ビードフィラーと前記内側ナイロンチェーファーとの間にゴム層を設け、
前記ビードコアの基準位置から前記外側ナイロンチェーファーの内側端部までの距離をＨ６とするとき、Ｈ５とＨ６はほぼ等しく、
前記外側ナイロンチェーファーの外側端部から前記ゴム層の上端部までの距離をＨ７とするとき、
２．５×Ｈ７≦Ｈ５（Ｈ６）≦３．０×Ｈ７
を満足するのが好ましい。

この構成により、プライの外側端部とスチールチェーファーの内側端部の歪を抑制することができる。

タイヤ高さをＨとするとき、
０．１０×Ｈ≦Ｈ２≦０．２５×Ｈ
を満足するのが好ましい。

この構成により、プライの外側端部の歪を抑制することができる。

０．５０×Ｈ２≦Ｈ１≦０．７０×Ｈ２、
１．１０×Ｈ２≦Ｈ３≦１．４０×Ｈ２、
１．３５×Ｈ２≦Ｈ４≦１．６５×Ｈ２、
１．１５×Ｈ２≦Ｈ５≦１．４０×Ｈ２、及び
１．４０×Ｈ２≦Ｈ６≦１．６５×Ｈ２
を満足するのが好ましい。

この構成により、構成部品の各端部での歪を抑制することができる。

本発明によれば、ビードコアの基準位置からの各構成部品の端部までの距離を適正な関係とし、内側ナイロンチェーファーの配置範囲を制限するようにしたので、ビード部の耐久性を向上させつつ、軽量化を図ることができる。またビードコアの下方側に十分な量のゴムを介在させることが可能となる。

本実施形態に係る空気入りタイヤの子午線半断面図である。 図１のビード部の拡大図である。 図２のスチールチェーファー、内側ナイロンチェーファー、及び外側ナイロンチェーファーの各ワイヤの傾斜方向を示す平面図である。 比較例１に係る空気入りタイヤの子午線半断面図である。 比較例２に係る空気入りタイヤの子午線半断面図である。 比較例３に係る空気入りタイヤの子午線半断面図である。 実施例１に係る空気入りタイヤの子午線半断面図である。 実施例２に係る空気入りタイヤの子午線半断面図である。 実施例３に係る空気入りタイヤの子午線半断面図である。

以下、本発明に係る実施形態を添付図面に従って説明する。なお、以下の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物、あるいは、その用途を制限することを意図するものではない。また、図面は模式的なものであり、各距離の比率等は現実のものとは相違している。

図１は、本実施形態に係る空気入りタイヤの子午線半断面図である。この空気入りタイヤは、トレッド部１、一対のサイド部２、及び一対のビード部３を備える。ビード部３の間にはプライ４（カーカスプライ）が掛け渡されている。プライ４のタイヤ内径側はインナーライナー５で構成されている。またトレッド部１では、プライ４のタイヤ外径側には、タイヤ周方向に向かって複数層にベルト６が巻き付けられている。以下、本発明の特徴部分であるビード部３について詳述する。

図２に示すように、ビード部３は、ビードコア７と、その上方側に連続するビードフィラー８とを備える。ビードコア７は、複数本のビードワイヤを束ねて断面六角形とし、環状に連接したものである。ここでは、ビードコア７は、タイヤ内側に向かって長軸が徐々に下方に向かうように傾斜し、その最も突出した部分がトウ９、右下角部がヒール１０である。ビードフィラー８は、ゴム材料を、断面三角形状で、ビードコア７の環状上面に沿って環状となるように形成したもので、ビードコア７を補強する。

ビードコア７及びビードフィラー８の外面に沿ってプライ４の一端側が配置されている。プライ４の外側端部は、ビードフィラー８の長さ（ビードコア７からの突出距離）の約半分とされている。プライ４の外面にはスチールチェーファー１１、内側ナイロンチェーファー１２、及び外側ナイロンチェーファー１３が、順次配置されている。

図３に示すように、スチールチェーファー１１は、複数本のスチールワイヤを並設し、ゴムで被覆して帯状としたものである。スチールワイヤ１１ａは、タイヤ周方向に対して傾斜して設けられている。傾斜方向を、タイヤ周方向に向かってタイヤ幅方向の外側をプラス、内側をマイナスとして表現すると、スチールワイヤ１１ａは、スチールチェーファー１１を水平面内に配置した状態で、＋２０°〜−４０°の範囲で傾斜角度αを設定されている。スチールチェーファー１１は、ビードコア７の内側から外側へと巻き上げられて配置され、外側端部がビードコア７を若干超えて上方に延び、内側端部がビードフィラー８の長さの半分を若干超えている。

内側ナイロンチェーファー１２は、複数本のナイロンワイヤ１２ａを並設し、ゴムで被覆して帯状としたものである。ナイロンワイヤ１２ａは、内側ナイロンチェーファー１２を水平面内に配置した状態で、−３０°〜−５０°の範囲で傾斜角度βを設定されている。内側ナイロンチェーファー１２は、ビードコア７の外面側に配置されたスチールチェーファー１１の外面側に配置されている。そして、内側ナイロンチェーファー１２は、下端部が下端側のビードコア７のヒール近傍から上方へと延び、上端部が前記プライ４の外側端部を超えている。内側ナイロンチェーファー１２の下端部をビードコア７のヒール近傍とすることにより、ビードコア７の下方側には位置していない。

図２に戻って、内側ナイロンチェーファー１２とビードフィラー８と間には、プライ４及びスチールチェーファー１１の外側端部よりも上方側の部分に内側ゴム層１４が形成されている。内側ゴム層１４は、内側ナイロンチェーファー１２の上端部よりも上方まで延びている。

図３に示すように、外側ナイロンチェーファー１３は、前記内側ナイロンチェーファー１２と同様に、複数本のナイロンワイヤ１３ａを並設し、ゴムで被覆して帯状とした構成である。ナイロンワイヤ１３ａは、外側ナイロンチェーファー１３を水平面内に配置した状態で、＋３０°〜＋５０°の範囲で傾斜角度γを設定されている。つまり、内側ナイロンチェーファー１２のナイロンワイヤとはタイヤ周方向に対して逆方向に傾斜している。外側ナイロンチェーファー１３は、スチールチェーファー１１の外面側に配置されている。外側ナイロンチェーファー１３の内側端部は、スチールチェーファー１１の内側端部よりも若干上方に延び、外側端部は内側ナイロンチェーファー１２の外側端部よりも若干下方に位置している。

図２に戻って、外側ナイロンチェーファー１３の下方側外面にはチェーファーゴム層１５が配置されている。前述のように、内側ナイロンチェーファー１２の下端部がビードコア７のヒール近傍から始まっており、下方側までは延びていない。このため、内側ナイロンチェーファー１２がない分、チェーファーゴム層１５の厚みを大きくすることができる。

なお、外側ナイロンチェーファー１３、そこから上方側に露出する内側ナイロンチェーファー１２、さらにそこから上方側に露出する内側ゴム層１４、さらにそこから上方側に露出するビードフィラー８、及びその上方側のプライ４の一部を覆う中間ゴム層１６が形成されている。中間ゴム層１６の下半部はチェーファーゴム層１５によって覆われ、このチェーファーゴム層１５と中間ゴム層１６の上方部分はサイド部２を構成する外側ゴム層１７によって覆われている。

ここで、ビード部３を構成する各部材の距離関係について、ビード部３の基準位置（基準線）ＢＬからの距離に基づいて説明する。なお、ビード部３の基準位置ＢＬには、ビードコア７の最下端位置と外側ナイロンチェーファー１３の最下端位置との間の任意の位置を使用している。

各部材間の距離を以下のように設定する。
タイヤ高さ：Ｈ
前記基準位置ＢＬからのスチールチェーファー１１の外側端部までの距離：Ｈ１
前記基準位置ＢＬからのプライ４の外側端部までの距離：Ｈ２
前記基準位置ＢＬからの外側ナイロンチェーファー１３の外側端部までの距離：Ｈ３
前記基準位置ＢＬからのスチールチェーファー１１の内側端部までの距離：Ｈ４
前記基準位置ＢＬからの内側ナイロンチェーファー１２の上端部までの距離：Ｈ５
前記基準位置ＢＬからの外側ナイロンチェーファーの内側端部までの距離：Ｈ６
外側ナイロンチェーファーの外側端部からゴム層の上端部までの距離：Ｈ７
外側ナイロンチェーファーの外側端部内縁と、ビードフィラー８の内面との間の最短距離：Ｔ１
外側ナイロンチェーファーの外側端部外縁と、外側ゴム層１７の外面との間の最短距離：Ｔ２
内側ナイロンチェーファー１２の上端部内縁と、ビードコア７に連なるビードフィラー８の内面との最短距離：Ｔ３
内側ナイロンチェーファー１２の上端部外縁と、外側ゴム層１７の外面との最短距離：Ｔ４

以上のように各距離を設定すると、以下の関係（１）〜（１０）が成立している。但し、これらの関係は単独でも成立するし、適宜組み合わせても成立する。
Ｈ１＜Ｈ２＜Ｈ３＜Ｈ４＜Ｈ５ …（１）
１．５×Ｔ２＜Ｔ１＜２．０×Ｔ２ …（２）
１．１×Ｔ３＜Ｔ４＜１．５×Ｔ３ …（３）
２．５×Ｈ７≦Ｈ５（Ｈ６）≦３．０×Ｈ７（Ｈ５とＨ６はほぼ等しい） …（４）
０．１０×Ｈ≦Ｈ２≦０．２５×Ｈ …（５）
０．５０×Ｈ２≦Ｈ１≦０．７０×Ｈ２ …（６）
１．１０×Ｈ２≦Ｈ３≦１．４０×Ｈ２ …（７）
１．３５×Ｈ２≦Ｈ４≦１．６５×Ｈ２ …（８）
１．１５×Ｈ２≦Ｈ５≦１．４０×Ｈ２ …（９）
１．４０×Ｈ２≦Ｈ６≦１．６５×Ｈ２ …（１０）

特に、前記（１）を満足する構成により、各部材の端部の位置が厚み方向に重なることがなく、歪の発生等を効果的に防止することができる。またビード部３の外面側でのゴム層を、内側ゴム層１４、中間ゴム層１６及び外側ゴム層１７で構成して、外方への突出寸法を抑えつつ十分な厚みを持たせることができる。内側ナイロンチェーファー１２でプライ４の外側端部を押さえ込むことができるので、その部分での歪の発生を効果的に防止することができる。

また、前記（４）を満足する構成により、内側ナイロンチェーファー１２の上方端部と、外側ナイロンチェーファー１３の内側端部とによるプライ４の押さえ込み状態を同等なものとすることができる。これにより、プライ４の外側端部とスチールチェーファー１１の内側端部の歪を抑制することができる。そして、内側ナイロンチェーファー１２によって押さえられていない内側ゴム層１４の基準位置ＢＬからの高さに対する割合を約７０％とすることで、必要以上に厚みを増大させて重量が大きくなることを防止している。

さらに、前記（６）〜（１０）を満足する構成により、各部材の配置バランスを適切なものとして、各部材端での歪の発生を抑制することができる。

次のように、ビード部３の断面形状が種々の構成ものについて、耐久性及び重量を調べた結果を示す。この場合、空気入りタイヤを２２．５×７．５０のリムに組み付け、空気を充填して内圧を９００ｋＰａとし、半径１．７ｍの表面が平坦なスチールドラム上にＪＡＴＭＡ基準荷重の２１０％で圧着し、室温は４０℃の下、４０ｋｍ／ｈで１６８時間走行する毎に負荷荷重を１０％ずつ増やし、ビード部３が破壊するまで走行させた。表１中、耐久性の欄では比較例２を基準値１００とし、他を指数表示した。数値が大きい程、耐久性に優れていることを示す。また重量の欄では、同じく比較例２での重量を基準値１００として、他を指数表示した。数値が小さい程、重量が小さいことを示す。

比較例１では、図４に示すように、内側ナイロンチェーファー（nylon chafer : NC）１２をビードコア７の周囲に配置し（巻き込み）、外側ナイロンチェーファー１３の下端部をヒール１０の近傍としている（ヒール止め）。またＴ４＜Ｔ３とし、Ｈ５＝３．５×Ｈ７で、前記（４）の上限値よりも大きくし、Ｈ６＝２．７５×Ｈ７で、前記（４）の範囲内としている。
比較例２では、図５に示すように、内側ナイロンチェーファー１２の下端部をビードコア７のヒール１０の近傍とし、外側ナイロンチェーファーをビードコア７の周囲に配置している。またＴ３＜Ｔ４とし、Ｈ５＝３．２×Ｈ７、Ｈ６＝３．３×Ｈ７で、いずれも前記（４）の上限値よりも大きくしている。
比較例３では、図６に示すように、内側ナイロンチェーファー１２の下端部をビードコア７のヒール１０の近傍とし、外側ナイロンチェーファーをビードコア７の周囲に配置している。またＴ４＜Ｔ３とし、Ｈ５＝２．３×Ｈ７、Ｈ６＝２．２×Ｈ７で、いずれも前記（４）の下限値よりも小さくしている。
実施例１では、図７に示すように、内側ナイロンチェーファー１２の下端部をビードコア７のヒール１０の近傍とし、外側ナイロンチェーファーをビードコア７の周囲に配置している。またＴ３＜Ｔ４とし、Ｈ５＝２．６５×Ｈ７、Ｈ６＝２．７５×Ｈ７で、いずれも前記（４）の範囲内としている。
実施例２では、図８に示すように、内側ナイロンチェーファー１２の下端部をビードコア７のヒール１０の近傍とし、外側ナイロンチェーファーをビードコア７の周囲に配置している。またＴ３＜Ｔ４とし、Ｈ５＝２．９×Ｈ７、Ｈ６＝３．０×Ｈ７で、いずれも前記（４）の範囲内としている。
実施例３では、図９に示すように、内側ナイロンチェーファー１２の下端部をビードコア７のヒール１０の近傍とし、外側ナイロンチェーファーをビードコア７の周囲に配置している。またＴ３＜Ｔ４とし、Ｈ５＝２．５×Ｈ７、Ｈ６＝２．６×Ｈ７で、いずれも前記（４）の範囲内としている。

以上の結果から明らかなように、内側ナイロンチェーファー１２の下端部をビードコア７のヒール近傍とし、外側ナイロンチェーファーをビードコア７の周囲に配置し、Ｈ５，Ｈ６をいずれも前記（４）の範囲内とすることで、ビード部３の耐久性を向上させると共に重量を抑えることができた。これに対し、内側ナイロンチェーファー１２をビードコア７の周囲に配置し、外側ナイロンチェーファー１３の下端部をヒール近傍とした比較例１ではビード部３の重量が増大していた。またＨ５，Ｈ６をいずれも前記（４）の下限値よりも小さくした比較例３では、ビード部３の耐久性が悪化していた。

１…トレッド部
２…サイド部
３…ビード部
４…プライ
５…インナーライナー
６…ベルト
７…ビードコア
８…ビードフィラー
９…トウ
１０…ヒール
１１…スチールチェーファー
１２…内側ナイロンチェーファー
１３…外側ナイロンチェーファー
１４…内側ゴム層
１５…チェーファーゴム層
１６…中間ゴム層
１７…外側ゴム層

Claims (5)

1. 一対のビードコアと、
   前記各ビードコアにそれぞれ連接されている一対のビードフィラーと、
   前記ビードコア間に掛け渡されているプライと、
   前記プライの外側に配置されているスチールチェーファーと、
   前記ビードコアのヒール近傍から上方に向かって前記スチールチェーファーの外側に配置されている内側ナイロンチェーファーと、
   前記内側ナイロンチェーファーの外側に配置されている外側ナイロンチェーファーと、
   前記外側ナイロンチェーファーの外側に配置されている外側ゴム層と、
   を備え、
   前記ビードコアの基準位置から前記スチールチェーファーの外側端部までの距離をＨ１とし、
   前記ビードコアの基準位置から前記プライの外側端部までの距離をＨ２とし、
   前記ビードコアの基準位置から前記外側ナイロンチェーファーの外側端部までの距離をＨ３とし、
   前記ビードコアの基準位置から前記スチールチェーファーの内側端部までの距離をＨ４とし、
   前記ビードコアの基準位置から前記内側ナイロンチェーファーの上端部までの距離をＨ５とするとき、
   Ｈ１＜Ｈ２＜Ｈ３＜Ｈ４＜Ｈ５
   を満足し、
   前記内側ナイロンチェーファーの上端部内縁と、前記ビードコアに連なるビードフィラーの内面との最短距離をＴ３とし、
   前記内側ナイロンチェーファーの上端部外縁と、前記外側ゴム層の外面との最短距離をＴ４とするとき、
   １．１×Ｔ３＜Ｈ４＜１．５×Ｔ３
   を満足することを特徴とする空気入りタイヤ。
   
2. 前記外側ナイロンチェーファーの外側端部内縁と、前記ビードフィラーの内面との間の最短距離をＴ１とし、
   前記外側ナイロンチェーファーの外側端部外縁と、前記外側ゴム層の外面との間の最短距離をＴ２とするとき、
   １．５×Ｔ２＜Ｔ１＜２．０×Ｔ２
   を満足することを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 前記ビードフィラーと前記内側ナイロンチェーファーとの間にゴム層を設け、
   前記ビードコアの基準位置から前記外側ナイロンチェーファーの内側端部までの距離をＨ６とするとき、Ｈ５とＨ６はほぼ等しく、
   前記外側ナイロンチェーファーの外側端部から前記ゴム層の上端部までの距離をＨ７とするとき、
   ２．５×Ｈ７≦Ｈ５（Ｈ６）≦３．０×Ｈ７
   を満足することを特徴とする請求項１又は２に記載の空気入りタイヤ。
4. タイヤ高さをＨとするとき、
   ０．１０×Ｈ≦Ｈ２≦０．２５×Ｈ
   を満足することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
5. 一対のビードコアと、
   前記各ビードコアにそれぞれ連接されている一対のビードフィラーと、
   前記ビードコア間に掛け渡されているプライと、
   前記プライの外側に配置されているスチールチェーファーと、
   前記ビードコアのヒール近傍から上方に向かって前記スチールチェーファーの外側に配置されている内側ナイロンチェーファーと、
   前記内側ナイロンチェーファーの外側に配置されている外側ナイロンチェーファーと、
   前記外側ナイロンチェーファーの外側に配置されている外側ゴム層と、
   を備え、
   前記ビードコアの基準位置から前記スチールチェーファーの外側端部までの距離をＨ１とし、
   前記ビードコアの基準位置から前記プライの外側端部までの距離をＨ２とし、
   前記ビードコアの基準位置から前記外側ナイロンチェーファーの外側端部までの距離をＨ３とし、
   前記ビードコアの基準位置から前記スチールチェーファーの内側端部までの距離をＨ４とし、
   前記ビードコアの基準位置から前記内側ナイロンチェーファーの上端部までの距離をＨ５とするとき、
   Ｈ１＜Ｈ２＜Ｈ３＜Ｈ４＜Ｈ５
   を満足し、
   前記内側ナイロンチェーファーの上端部内縁と、前記ビードコアに連なるビードフィラーの内面との最短距離をＴ３とし、
   前記内側ナイロンチェーファーの上端部外縁と、前記外側ゴム層の外面との最短距離をＴ４とするとき、
   １．１×Ｔ３＜Ｈ４＜１．５×Ｔ３
   を満足し、
   前記ビードコアの基準位置から前記外側ナイロンチェーファーの内側端部までの距離をＨ６とするとき、
   ０．５０×Ｈ２≦Ｈ１≦０．７０×Ｈ２、
   １．１０×Ｈ２≦Ｈ３≦１．４０×Ｈ２、
   １．３５×Ｈ２≦Ｈ４≦１．６５×Ｈ２、
   １．１５×Ｈ２≦Ｈ５≦１．４０×Ｈ２、及び
   １．４０×Ｈ２≦Ｈ６≦１．６５×Ｈ２
   を満足することを特徴とする空気入りタイヤ。

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