JP7238231B2

JP7238231B2 - 空気入りタイヤ

Info

Publication number: JP7238231B2
Application number: JP2018236606A
Authority: JP
Inventors: 祐富高
Original assignee: Toyo Tire Corp
Current assignee: Toyo Tire Corp
Priority date: 2018-12-18
Filing date: 2018-12-18
Publication date: 2023-03-14
Anticipated expiration: 2038-12-18
Also published as: JP2020097329A

Description

本発明の実施形態は、空気入りタイヤに関する。

空気入りタイヤの剛性を高めて操縦安定性を向上するために、ビード部に配される高硬度のリムストリップゴムを、サイドウォール部まで延在させることが知られている。例えば、特許文献１には、ビード部のタイヤ軸方向外側に配置されるリムストリップゴムをトレッド部のベルト端付近まで延設させて内側ゴム層を形成し、これによりサイドウォールゴムを内外２層で構成することが記載されている。

ところで、空気入りタイヤは、回転時にサイドウォール部が繰り返しの撓み変形を受けることから、特に低内圧で使用されたときに、サイドウォール部におけるタイヤ内面にクラックや摩滅故障（タイヤ内面同士が擦れることによる摩滅）などの損傷が生じることがある。上記のようにリムストリップゴムをカーカスプライの外面側においてサイドウォール部まで延在させた空気入りタイヤでは、サイドウォール部の剛性を高めることはできるものの、タイヤ内面側での損傷を防止するという点では必ずしも十分とはいえず、耐久性の改善が求められる。

特開２００３－３１２２１３号公報

本発明の実施形態は、タイヤの剛性を高め耐久性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目的とする。

本発明の実施形態に係る空気入りタイヤは、ビード部に埋設されたビードコアと、前記ビードコアのタイヤ半径方向外側に設けられたビードフィラーと、トレッド部からサイドウォール部を経てビード部に至り前記ビードコアの周りをタイヤ軸方向内側から外側に向かって折り返されて係止されたカーカスプライと、ビード部の外表面を形成するリムストリップゴムと、を備える。前記リムストリップゴムは、前記カーカスプライの折返し部のタイヤ軸方向外側に配置される外側ゴム部と、前記カーカスプライの本体部のタイヤ軸方向内側に配置される内側ゴム部と、を備える。前記内側ゴム部は、前記カーカスプライの本体部に沿ってビード部からタイヤ半径方向外側に延在し、前記内側ゴム部の上端が、前記ビードフィラーの上端よりもタイヤ半径方向外側に配置され、かつ、タイヤ最大幅位置よりもタイヤ半径方向外側に配置されている。

上記実施形態に係る空気入りタイヤであると、リムストリップゴムをタイヤ半径方向外側に延在させたことによりタイヤの剛性を高めることができる。また、リムストリップの内側ゴム部をカーカスプライの本体部のタイヤ内面側に沿って延在させたことにより、サイドウォール部の撓み変形を効果的に抑制することができ、タイヤ内面側での損傷を抑制して耐久性を向上することができる。

一実施形態に係る空気入りタイヤの半断面図図１の要部拡大断面図

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。

図１に示す実施形態の空気入りタイヤ１０は、乗用車用空気入りタイヤであって、接地面を構成するトレッド部１２と、リムに固定される左右一対のビード部１６と、トレッド部１２とビード部１６との間に介在する左右一対のサイドウォール部１４とを備えてなる。なお、図１は、タイヤ回転軸を含む子午線断面でタイヤ１０を切断した右側半断面図であり、この例ではタイヤ１０は左右対称である。

図中、符号ＣＬは、タイヤ軸方向中心に相当するタイヤ赤道面を示す。本明細書において、タイヤ軸方向とは、タイヤ回転軸に平行な方向をいい、図１において符号ＷＤで示す。タイヤ軸方向ＷＤ内側とはタイヤ赤道面ＣＬに近づく方向であり、タイヤ軸方向ＷＤ外側とはタイヤ赤道面ＣＬから離れる方向である。タイヤ半径方向とは、タイヤ回転軸に垂直な方向をいい、図１において符号ＲＤで示す。タイヤ半径方向ＲＤ内側とはタイヤ回転軸に近づく方向であり、タイヤ半径方向ＲＤ外側とはタイヤ回転軸から離れる方向である。タイヤ周方向とは、タイヤ回転軸を中心として回転する方向をいう。

図１及び図２に示すように、ビード部１６には、ビードワイヤで構成された環状のビードコア１８が埋設されている。また、ビードコア１８の外周、即ちタイヤ半径方向ＲＤ外側にはビードフィラー２０が設けられている。ビードフィラー２０は、先端側ほど幅狭の断面略三角形状をなす硬質ゴム製部材である。この例では、ビードフィラー２０の上端（即ち、タイヤ半径方向ＲＤの外側端）２０Ａは、後述するタイヤ最大幅位置４４よりもタイヤ半径方向ＲＤ内側に位置している。

タイヤ１０には、一対のビード部１６間にトロイダル状に架け渡された少なくとも１枚（この例では１枚）のカーカスプライ２２が設けられている。カーカスプライ２２は、トレッド部１２からサイドウォール部１４を経てビード部１６に至り、ビード部１６において係止されている。詳細には、カーカスプライ２２は、その両端部がビードコア１８の周りをタイヤ軸方向ＷＤ内側から外側に向かって折り返されて係止されている。そのため、カーカスプライ２２は、一対のビードコア１８間に跨るトロイド状の本体部２２Ａと、本体部２２Ａの両端からビードコア１８の周りに折り返された折返し部２２Ｂを備える。そして、本体部２２Ａと折返し部２２Ｂとの間に、ビードコア１８とビードフィラー２０が配されている。

カーカスプライ２２の折返し端２２ＢＥ（即ち、折返し部２２Ｂの上端）は、この例では、タイヤ最大幅位置４４よりもタイヤ半径方向ＲＤ外側に位置している。また、折返し端２２ＢＥは、後述するトレッドゴム２８に達する前に終端しており、従ってトレッドゴム２８のタイヤ軸方向端２８ＡＥよりもタイヤ半径方向ＲＤ内側に位置している。

カーカスプライ２２は、補強材としてのカーカスコードを所定の打ち込み本数で平行配列しトッピングゴムで被覆してなり、カーカスコードがタイヤ周方向に対して実質上直角（例えば８０°～９０°）に、即ちラジアル方向に配されている。なお、カーカスコードとしては、例えば、ポリエステル繊維、レーヨン繊維、アラミド繊維、ナイロン繊維等の有機繊維コード、又はスチールコードなどが挙げられる。

トレッド部１２には、カーカスプライ２２の外周（即ち、タイヤ半径方向ＲＤ外側）にベルト層２４が埋設されている。ベルト層２４は、カーカスプライ２２のクラウン部外周に重ねて設けられており、通常は少なくとも２枚のベルトプライで構成される。この例では、ベルト層２４は、最大幅ベルトとしての第１ベルト２４Ａと、その外周に重ねて配された第２ベルト２４Ｂとの２枚で構成されている。第１及び第２ベルト２４Ａ，２４Ｂは、スチールコード等のベルトコードをタイヤ周方向に対して一定角度（例えば１０°～３５°）で傾斜させかつタイヤ軸方向ＷＤに所定間隔で配設してなる。２枚のベルト２４Ａ，２４Ｂ間でベルトコードが互いに交差するよう配設されている。

ベルト層２４のタイヤ半径方向ＲＤ外側にはベルト補強層２６が設けられている。ベルト補強層２６は、タイヤ周方向に対して実質的に平行に延びるコードを有するキャッププライにより構成されている。

ベルト層２４の外周、より詳細にはベルト補強層２６の外周には、トレッド部１２の外表面を形成するトレッドゴム２８が積層されている。トレッドゴム２８は、タイヤの接地面をなすゴム部材であり、トレッドゴム２８の表面には主溝２９等によりトレッドパターンが形成されている。

トレッドゴム２８は、ベルト層２４及びベルト補強層２６の全幅を覆うように設けられている。そのため、トレッドゴム２８のタイヤ軸方向端２８ＡＥは、ベルト層２４のタイヤ軸方向端２４Ｅよりもタイヤ軸方向ＷＤ外側に位置し、かつベルト補強層２６のタイヤ軸方向端よりもタイヤ軸方向ＷＤ外側に位置している。

サイドウォール部１４におけるカーカスプライ２２のタイヤ外面側には、サイドウォール部１４の外表面を形成するサイドウォールゴム３０が設けられている。サイドウォールゴム３０は、この例では、そのタイヤ半径方向ＲＤの外側端部３０Ａが、トレッドゴム２８のタイヤ軸方向ＷＤの端部２８Ａ上に被せられている。

ビード部１６にはリムストリップゴム３２が設けられている。リムストリップゴム３２は、ビード部１６の外表面を形成するゴム部材であり、タイヤ１０が装着される不図示のリムと接触する。リムストリップゴム３２は、サイドウォールゴム３０よりも高硬度のゴムからなる。例えば、サイドウォールゴム３０の硬度が５０～６０であるのに対し、リムストリップゴム３２の硬度は６２～７７でもよい。

ここで、ゴムの硬度は、ＪＩＳＫ６２５３－１－２０１２３．２デュロメータ硬さ（durometer hardness）であり、一般ゴム（中硬さ）用のタイプＡデュロメータを用いて、２３℃の雰囲気下で測定される。

なお、リムストリップゴム３２は、一般に、ビードフィラー２０よりも硬度が低く、トレッドゴム２８よりも硬度が高い。また、トレッドゴム２８はサイドウォールゴム３０よりも硬度が高い。

リムストリップゴム３２は、ビード部１６においてカーカスプライ２２の本体部２２Ａと折返し部２２Ｂとをタイヤ半径方向ＲＤ内側から覆うように設けられている。そのため、リムストリップゴム３２は、カーカスプライ２２の折返し部２２Ｂのタイヤ軸方向ＷＤ外側に配置されている外側ゴム部３４と、カーカスプライ２２の本体部２２Ａのタイヤ軸方向ＷＤ内側に配置される内側ゴム部３６と、外側ゴム部３４と内側ゴム部３６の下端部同士を繋ぐ底ゴム部３８とを備えてなる。

底ゴム部３８は、ビード部１６の底面を形成する部分であり、不図示のリムのビードシートと接触する。

外側ゴム部３４は、ビード部１６のタイヤ外面側の表面を形成する部分であり、底ゴム部３８のタイヤ軸方向ＷＤ外側端から、カーカスプライ２２の折返し部２２Ｂに沿ってタイヤ半径方向ＲＤ外側に延在している。外側ゴム部３４のタイヤ半径方向ＲＤの外側端部３４Ａは、サイドウォールゴム３０のタイヤ半径方向ＲＤの内側端部３０Ｂにより覆われており、かかるサイドウォールゴム３０と外側ゴム部３４との接合部がリムプロテクター４０として突出形成されている。

外側ゴム部３４の上端（即ち、タイヤ半径方向ＲＤの外側端）３４ＡＥは、この例では、タイヤ最大幅位置４４よりもタイヤ半径方向ＲＤ内側、かつ、ビードフィラー２０の上端２０Ａよりもタイヤ半径方向ＲＤ外側に位置している。

内側ゴム部３６は、底ゴム部３８のタイヤ軸方向ＷＤ内側端から、カーカスプライ２２の本体部２２Ａに沿ってタイヤ半径方向ＲＤ外側に延在している。タイヤ内面（内腔面）には、空気非透過性のブチル系ゴムからなるインナーライナーゴム層４２が設けられており、内側ゴム部３６は、カーカスプライ２２の本体部２２Ａとインナーライナーゴム層４２との間に挟まれたゴム層である。

内側ゴム部３６は、カーカスプライ２２の本体部２２Ａに沿ってビード部１６からサイドウォール部１４にかけてタイヤ半径方向ＲＤ外側に延在している。そして、内側ゴム部３６の上端（即ち、タイヤ半径方向ＲＤの外側端）３６ＡＥが、ビードフィラー２０の上端２０Ａよりもタイヤ半径方向ＲＤ外側に配置されており、すなわち、当該上端２０Ａを越えてタイヤ半径方向ＲＤ外側に延在している。また、内側ゴム部３６の上端３６ＡＥは、タイヤ最大幅位置４４よりもタイヤ半径方向ＲＤ外側に配置されており、すなわち、タイヤ最大幅位置４４を越えてタイヤ半径方向ＲＤ外側に延在している。

ここで、タイヤ最大幅位置４４は、サイドウォール部１４における空気入りタイヤ１０の外表面のプロファイルラインが、タイヤ赤道面ＣＬからタイヤ軸方向ＷＤに最も離れる位置である。このプロファイルラインは、リムプロテクター４０などの突起を除いたサイドウォール部本体の外表面の輪郭であり、通常、複数の円弧を滑らかに接続することで規定されるタイヤ子午線断面形状を有する。

内側ゴム部３６の上端３６ＡＥは、ベルト層２４のタイヤ軸方向端２４Ｅよりもタイヤ軸方向ＷＤ外側に配置されている。すなわち、内側ゴム部３６は、ベルト層２４のタイヤ軸方向端２４Ｅよりもタイヤ軸方向ＷＤ外側で終端しており、よって、内側ゴム部３６の上端部３６Ａは、ベルト層２４の端部とオーバーラップしていない。

内側ゴム部３６の上端３６ＡＥは、また、トレッドゴム２８のタイヤ軸方向端２８ＡＥよりもタイヤ半径方向ＲＤ外側に配置されている。すなわち、内側ゴム部３６は、トレッドゴム２８のタイヤ軸方向端２８ＡＥよりもタイヤ半径方向ＲＤ外側で終端しており、よって、内側ゴム部３６の上端部３６Ａは、カーカスプライ２２を介して、トレッドゴム２８のタイヤ軸方向ＷＤの端部２８Ａとオーバーラップしている。

なお、トレッドゴム２８のタイヤ軸方向ＷＤの端部２８Ａは、タイヤ軸方向ＷＤの外側ほどタイヤ半径方向ＲＤの内側に位置するように湾曲しているため、トレッドゴム２８のタイヤ軸方向端２８ＡＥはトレッドゴム２８のタイヤ半径方向ＲＤの内側端でもある。

内側ゴム部３６の厚みは、この例では、ビード部１６からタイヤ最大幅位置４４付近まで実質上一定であり、タイヤ最大幅位置４４付近から上端３６ＡＥに向かって漸減している。

以上よりなる本実施形態に係る空気入りタイヤ１０であると、高硬度のリムストリップゴム３２をサイド部の全域に設けたことにより、タイヤ１０の剛性を向上させ、操縦安定性を向上することができる。

また、タイヤ内面側でリムストリップゴム３２を高く形成したことにより、空気入りタイヤ１０の回転時における繰り返しの撓み変形をより効果的に抑制することができる。すなわち、リムストリップゴム３２のうち、カーカスプライ２２の本体部２２Ａよりもタイヤ内面側に位置する内側ゴム部３６を、タイヤ最大幅位置４４よりもタイヤ半径方向ＲＤ外側に延在させている。カーカスプライ２２の本体部２２Ａよりもタイヤ内面側では、サイドウォール部１４の撓み時に圧縮方向に変形する。この部分に高硬度ゴムを設けることで圧縮されにくくなり撓み変形の抑制効果を高めることができる。そのため、例えば低内圧で使用されたときでも、サイドウォール部１４におけるタイヤ内面での損傷を抑制することができ、耐久性を向上することができる。

また、リムストリップゴム３２の内側ゴム部３６の上端３６ＡＥを、ビードフィラー２０の上端２０Ａよりもタイヤ半径方向ＲＤ外側に配置させたので、より高硬度であるビードフィラー２０の上端２０Ａに集中する歪みを抑制することができ、耐久性を向上することができる。

また、カーカスプライ２２よりもタイヤ内面側で内側ゴム部３６をタイヤ半径方向ＲＤの外側に延在させたことにより、サイドウォール部１４のタイヤ内面側においてカーカスコードまでのゴム厚みを大きくすることができる。そのため、この点からもタイヤ内面側の摩滅による故障を抑制することができる。

また、内側ゴム部３６の上端３６ＡＥをベルト層２４のタイヤ軸方向端２４Ｅよりもタイヤ軸方向ＷＤ外側に配置させており、高硬度のリムストリップゴム３２と剛性の高いベルト層２４とをオーバーラップさせていない。そのため、リムストリップゴム３２とベルト層２４との間に撓み変形させる領域を持たせて、乗り心地性を確保することができる。

また、内側ゴム部３６の上端３６ＡＥをトレッドゴム２８のタイヤ軸方向端２８ＡＥよりもタイヤ半径方向ＲＤ外側に配置させている。このように、リムストリップゴム３２を、サイドウォールゴム３０よりも硬度の高いトレッドゴム２８の端部２８Ａとオーバーラップさせたことにより、これらの部材端に集中する歪みを緩和させることができ、耐久性の向上につながる。

なお、上記実施形態では、ビードフィラー２０の上端２０Ａがタイヤ最大幅位置４４よりもタイヤ半径方向ＲＤ内側に位置する場合について説明したが、ビードフィラーの上端はタイヤ最大幅位置よりもタイヤ半径方向外側に位置してもよい。この場合、内側ゴム部の上端をビードフィラーの上端よりもタイヤ半径方向外側に配置すれば、内側ゴム部の上端は必然的にタイヤ最大幅位置よりもタイヤ半径方向外側に配置される。

また、上記実施形態では、サイドウォールゴム３０のタイヤ半径方向ＲＤの外側端部３０Ａをトレッドゴム２８のタイヤ軸方向ＷＤの端部２８Ａ上に被せた構造としたが、トレッドゴムのタイヤ軸方向端部を、サイドウォールゴムのタイヤ半径方向の外側端部上に被せた構造としてもよい。その場合も、内側ゴム部の上端を、トレッドゴムのタイヤ軸方向端よりもタイヤ半径方向外側に配置させることにより、耐久性を向上することができる。

なお、空気入りタイヤの各部の寸法やタイヤ最大幅位置等は、空気入りタイヤを正規リムに装着して正規内圧を充填した無負荷状態で測定される値である。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"MeasuringRim"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。但し、タイヤが乗用車用の場合は通常１８０ｋＰａとするが、タイヤに、ＥｘｔｒａＬｏａｄ、又は、Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄと記載されたタイヤの場合は２２０ｋＰａとする。

以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これら実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

１０…空気入りタイヤ、１２…トレッド部、１４…サイドウォール部、１６…ビード部、１８…ビードコア、２０…ビードフィラー、２０Ａ…ビードフィラーの上端、２２…カーカスプライ、２２Ａ…本体部、２２Ｂ…折返し部、２４…ベルト層、２４Ｅ…ベルト層のタイヤ軸方向端、２８…トレッドゴム、２８ＡＥ…トレッドゴムのタイヤ軸方向端、３２…リムストリップゴム、３４…外側ゴム部、３６…内側ゴム部、３６ＡＥ…内側ゴム部の上端、４４…タイヤ最大幅位置、ＷＤ…タイヤ軸方向、ＲＤ…タイヤ半径方向

Claims

ビード部に埋設されたビードコアと、前記ビードコアのタイヤ半径方向外側に設けられたビードフィラーと、トレッド部からサイドウォール部を経てビード部に至り前記ビードコアの周りをタイヤ軸方向内側から外側に向かって折り返されて係止されたカーカスプライと、ビード部の外表面を形成するリムストリップゴムと、を備え、
前記リムストリップゴムは、前記カーカスプライの折返し部のタイヤ軸方向外側に配置される外側ゴム部と、前記カーカスプライの本体部のタイヤ軸方向内側に配置される内側ゴム部と、を備え、
前記内側ゴム部が、前記カーカスプライの本体部に沿ってビード部からタイヤ半径方向外側に延在し、前記内側ゴム部の上端が、前記ビードフィラーの上端よりもタイヤ半径方向外側に配置され、かつ、タイヤ最大幅位置よりもタイヤ半径方向外側に配置された、
空気入りタイヤ。
前記内側ゴム部の上端が、トレッド部に埋設されたベルト層のタイヤ軸方向端よりもタイヤ軸方向外側に配置された、請求項１に記載の空気入りタイヤ。
前記内側ゴム部の上端が、トレッドゴムのタイヤ軸方向端よりもタイヤ半径方向外側に配置された、請求項１又は２に記載の空気入りタイヤ。