(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-09-12
(45)【発行日】2022-09-21
(54)【発明の名称】空気入りタイヤ
(51)【国際特許分類】
B60C 15/00 20060101AFI20220913BHJP
B60C 15/06 20060101ALI20220913BHJP
【FI】
B60C15/00 H
B60C15/06 B
(21)【出願番号】P 2018153908
(22)【出願日】2018-08-20
【審査請求日】2021-06-23
(73)【特許権者】
【識別番号】000183233
【氏名又は名称】住友ゴム工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100104134
【氏名又は名称】住友 慎太郎
(74)【代理人】
【識別番号】100156225
【氏名又は名称】浦 重剛
(74)【代理人】
【識別番号】100168549
【氏名又は名称】苗村 潤
(74)【代理人】
【識別番号】100200403
【氏名又は名称】石原 幸信
(72)【発明者】
【氏名】渡辺 琢馬
【審査官】松岡 美和
(56)【参考文献】
【文献】特開平06-143946(JP,A)
【文献】特開2015-140073(JP,A)
【文献】特開昭57-018503(JP,A)
【文献】特開2002-067616(JP,A)
【文献】実開平04-065603(JP,U)
【文献】国際公開第2014/084370(WO,A1)
【文献】国際公開第2012/036292(WO,A1)
【文献】特開2017-047712(JP,A)
【文献】特開平06-064407(JP,A)
【文献】特開昭62-004613(JP,A)
【文献】特開平08-318713(JP,A)
【文献】中国特許出願公開第105437870(CN,A)
【文献】米国特許出願公開第2015/0165832(US,A1)
【文献】欧州特許出願公開第03088209(EP,A1)
【文献】米国特許第04120338(US,A)
【文献】英国特許出願公告第01549997(GB,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
B60C 15/00
B60C 15/06
(57)【特許請求の範囲】
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
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。
【背景技術】
【0002】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
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。
【0005】
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。
【課題を解決するための手段】
【0006】
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。
【0007】
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。
【0008】
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。
【0009】
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。
【0010】
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。
【0011】
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。
【0012】
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。
【発明の効果】
【0013】
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。
【0014】
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。
【0015】
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。
【図面の簡単な説明】
【0016】
【
図1】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2】
図1のビード部及びサイドウォール部の拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【0017】
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。
【0018】
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。
【0019】
「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。
【0020】
「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。
【0021】
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。
【0022】
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。
【0023】
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。
【0024】
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。
【0025】
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。
【0026】
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。
【0027】
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。
【0028】
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。
【0029】
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。
【0030】
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。
【0031】
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。
【0032】
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。
【0033】
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。
【0034】
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。
【0035】
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。
【0036】
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。
【0037】
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。
【0038】
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。
【0039】
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。
【0040】
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。
【0041】
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。
【0042】
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。
【0043】
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。
【0044】
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。
【0045】
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℃
【0046】
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。
【0047】
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。
【0048】
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。
【実施例】
【0049】
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
【0050】
<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
【0051】
<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。
【0052】
【0053】
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。
【符号の説明】
【0054】
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