JP2009161051A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】 重量増加を抑えながらビード部を効果的に補強し、操縦安定性を向上することを可能にした空気入りタイヤを提供する。
【解決手段】 扁平率が５５％以下でリム径が１８インチ以上であり、一対のビード部３，３間に少なくとも１層のカーカス層４を装架した空気入りタイヤにおいて、各ビード部３に埋設されるビードコア５を、タイヤ周方向に沿って環状をなす環状コア５ａと、該環状コア５ａの周囲に螺旋状に巻き付けられたシースワイヤ５ｂにより形成された少なくとも１層のシースとから構成し、該ビードコア５をゴムカバー６で被覆し、該ゴムカバー６で被覆されたビードコア５上にビードフィラー７を配置すると共に、ゴムカバー６のＪＩＳ硬さをビードフィラー７のＪＩＳ硬さよりも高くし、ゴムカバー６で被覆されたビードコア５及びビードフィラー７を包み込むように有機繊維コード８ａを含む有機繊維カバー８を配置する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ビードコアとして所謂ケーブルビードを用いた空気入りタイヤに関し、更に詳しくは、重量増加を抑えながらビード部を効果的に補強し、操縦安定性を向上することを可能にした空気入りタイヤに関する。

空気入りタイヤのビードコアとして、環状コアの周囲にシースワイヤを螺旋状に巻き付けて少なくとも１層のシースを形成してなる所謂ケーブルビードが提案されている（例えば、特許文献１〜３参照）。このようなケーブルビードは、１本又は複数本のワイヤを層状に巻回してなる通常のビードコアに比べて強度が高いという利点がある。

しかしながら、ケーブルビードは、断面形状が概ね円形であるためタイヤが大きく撓んだ際に捩じれ変形を生じ易く、特にタイヤ内径が大きくなると捩じれ変形量が大きくなり、その結果として、操縦安定性が低下する傾向がある。その一方で、扁平率が５５％以下でリム径が１８インチ以上であるような空気入りタイヤ、例えば、ＳＵＶ（スポーツ・ユーティリティ・ビークル）用の空気入りタイヤについては、ケーブルビードの採用が望まれているが、それと同時に優れた操縦安定性も求められている。

従来、ケーブルビードを有機繊維コードを含むカバーで被覆した構造（例えば、特許文献１参照）や、ケーブルビード及びビードフィラーをゴムカバーで一体的に包み込んだ構造（例えば、特許文献２参照）が提案されているが、これら構造では十分な操縦安定性が得られないのが現状である。
特開２００６−１３７３４８号公報 特開２００２−２５４９１０号公報 特開平１１−３１４５０７号公報

本発明の目的は、重量増加を抑えながらビード部を効果的に補強し、操縦安定性を向上することを可能にした空気入りタイヤを提供することにある。

上記目的を達成するための本発明の空気入りタイヤは、扁平率が５５％以下でリム径が１８インチ以上であり、一対のビード部間に少なくとも１層のカーカス層を装架した空気入りタイヤにおいて、各ビード部に埋設されるビードコアを、タイヤ周方向に沿って環状をなす環状コアと、該環状コアの周囲に螺旋状に巻き付けられたシースワイヤにより形成された少なくとも１層のシースとから構成し、該ビードコアをゴムカバーで被覆し、該ゴムカバーで被覆されたビードコア上にビードフィラーを配置すると共に、前記ゴムカバーのＪＩＳ硬さを前記ビードフィラーのＪＩＳ硬さよりも高くし、前記ゴムカバーで被覆されたビードコア及び前記ビードフィラーを包み込むように有機繊維コードを含む有機繊維カバーを配置したことを特徴とするものである。

本発明では、扁平率が５５％以下でリム径が１８インチ以上である空気入りタイヤのビードコアとして、環状コアの周囲にシースワイヤを螺旋状に巻き付けて少なくとも１層のシースを形成してなる所謂ケーブルビードを採用するにあたって、ビードコアをビードフィラーよりも硬いゴムカバーで被覆し、そのゴムカバーで被覆されたビードコア及びビードフィラーを有機繊維カバーで包み込むことにより、重量増加を最小限に抑えながらビード部を効果的に補強し、操縦安定性を向上することが可能になる。

本発明において、ビードコアのシースは２層であることが好ましい。これにより、重量増加を抑えながら操縦安定性の改善効果を十分に発揮することができる。ビードコアの最外側のシースワイヤと有機繊維カバーの有機繊維コードとの間に介在するゴムの厚さは最も薄い部分で０．２ｍｍ〜０．５ｍｍであることが好ましい。これにより、重量増加を抑えながらシースワイヤと有機繊維コードとの擦れに起因する故障をより確実に防止することができる。

ゴムカバーのＪＩＳ硬さは８０〜９５であることが好ましく、ビードフィラーのＪＩＳ硬さは６０〜７５であることが好ましい。これにより、良好な操縦安定性を確保することができる。カーカス層は１層であることが好ましい。つまり、軽量化のためにカーカス層を単層化した場合に操縦安定性が低下するので、そのような場合に上記構造を適用することで顕著な作用効果を得ることができる。

以下、本発明の構成について添付の図面を参照しながら詳細に説明する。図１は本発明の実施形態からなる空気入りタイヤを示すものである。本実施形態の空気入りタイヤは、扁平率が５５％以下、好ましくは３０％〜５５％であり、リム径が１８インチ以上、好ましくは１８インチ〜２２インチであって、ＳＵＶ用の空気入りタイヤである。このように扁平率が小さいタイヤでは走行時にサイドウォール部やビード部に大きな力が作用し、しかもリム径が大きいため、ビードコアとして従来から使用されているケーブルビードをそのまま採用した場合、ケーブルビードの変形量が大きくなる傾向がある。

図１において、１はトレッド部、２はサイドウォール部、３はビード部である。左右一対のビード部３，３間には１層のカーカス層４が装架されている。このカーカス層４はビードコア５の廻りにタイヤ内側から外側へ巻き上げられている。

ビードコア５は、タイヤ周方向に沿って環状をなす環状コア５ａ（スチールワイヤ）と、該環状コア５ａの周囲に螺旋状に巻き付けられたシースワイヤ５ｂ（スチールワイヤ）により形成された２層のシースとから構成されている。ビードコア５はゴムカバー６によって被覆され、そのゴムカバー６で被覆されたビードコア５上にゴム製のビードフィラー７が配置されている。ゴムカバー６のＪＩＳ硬さはビードフィラー７のＪＩＳ硬さよりも高いものである。ここで、ＪＩＳ硬さはＪＩＳ Ｋ６２５３に規定されるデュロメータ硬さ試験に準拠し、デュロメータ（タイプＡ）を用いて測定される硬さである。更にビード部３には、ゴムカバー６で被覆されたビードコア５及びビードフィラー７を包み込むように有機繊維カバー８が配置されている。この有機繊維カバー８は引き揃えられた複数本の有機繊維コード８ａを含み、これら有機繊維コード８ａのタイヤ周方向に対する角度が３０°〜６０°となるように配置されている。有機繊維カバー８の有機繊維コードとしては、アラミド繊維コード、ナイロン繊維コード、ポリエステル繊維コード等を使用することが可能であるが、特にアラミド繊維コードに代表される高弾性のものを使用することが好ましい。

一方、トレッド部１におけるカーカス層４の外周側には２層のベルト層９が埋設されている。これらベルト層９はタイヤ周方向に対して傾斜する補強コードを含み、これら補強コードが層間で互いに交差するように配置されている。なお、前述したカーカス層４の巻き上げ端部はベルト層９のタイヤ幅方向の端部と重なる位置まで延在している。また、ベルト層９の外周側にはベルトカバー層１０が埋設されている。ベルトカバー層１０はタイヤ周方向に対して実質的に０°となる補強コードを含んでいる。このようなベルトカバー層１０は１本又は複数本の補強コードをゴム被覆してなるストリップをタイヤ周方向に配向させつつタイヤ軸方向に向かって螺旋状に巻回することで形成されている。

上述のように扁平率が５５％以下でリム径が１８インチ以上である空気入りタイヤのビードコアとして、環状コア５ａの周囲にシースワイヤ５ｂを螺旋状に巻き付けて少なくとも１層のシースを形成してなるビードコア５（ケーブルビード）を採用するにあたって、ビードコア５をビードフィラー７よりも硬いゴムカバー６で被覆し、そのゴムカバー６で被覆されたビードコア５及びビードフィラー７を有機繊維カバー８で包み込むことにより、重量増加を抑えながらビード部３を効果的に補強し、延いては、操縦安定性を向上することが可能になる。つまり、ビードコア５とビードフィラー７との間にビードフィラー７よりも硬いゴムカバー６を介在させることでビードコア５の捩じれ変形を抑制し、更に有機繊維カバー８によりビードコア５とゴムカバー６とビードフィラー７との一体性を高めることで優れた補強効果を発揮することが可能になる。

ここで、ビードコア５のシースは図示のように２層であると良い。ビードコア５のシースを２層とすることにより、重量増加を抑えながら操縦安定性の改善効果を十分に発揮することができる。つまり、ビードコア５のシースが３層以上であると重量が増加し、また１層であるとビードコア廻りのゴムボリュームが過剰になり操縦安定性の改善効果が低下する。

ビードコア５の最外側のシースワイヤ５ｂと有機繊維カバー８の有機繊維コード８ａとの間に介在するゴムの厚さは最も薄い部分で０．２ｍｍ〜０．５ｍｍとなっている。これにより、重量増加を抑えながらシースワイヤ５ｂと有機繊維コード８ａとの擦れに起因する故障をより確実に防止することができる。上記ゴムの厚さが最も薄い部分で０．２ｍｍ未満であるとシースワイヤ５ｂと有機繊維コード８ａとの擦れに起因する故障を生じ易くなり、逆に０．５ｍｍを超えると重量増加に繋がる。なお、ビードコア５の最外側のシースワイヤ８ｂと有機繊維カバー８の有機繊維コード８ａとの間に介在するゴムの厚さは最も薄い部分及び最も厚い部分を含めて０．２ｍｍ〜１．５ｍｍであることが望ましい。

ゴムカバー６のＪＩＳ硬さは８０〜９５の範囲に設定されている。ゴムカバー６のＪＩＳ硬さが８０未満であると剛性低下により操舵時の応答性が低下し、逆に９５を超えると操舵時の応答が過敏になり却って操縦安定性を阻害する。

一方、ビードフィラー７のＪＩＳ硬さは６０〜７５の範囲に設定されている。ビードフィラー７のＪＩＳ硬さが６０未満であると剛性低下により操舵時の応答性が低下し、逆に７５を超えると操舵時の応答が過敏になり却って操縦安定性を阻害する。良好な操縦安定性を発揮するために、ゴムカバー６の表面からタイヤ径方向に測定されるビードフィラー７の高さＨはタイヤ断面高さの５％〜２５％の範囲に設定することが望ましい。

カーカス層４は図示のように１層とし、その巻き上げ端部がベルト層９のタイヤ幅方向の端部と重なる位置まで延在する構造を採用することが好ましい。軽量化のためにカーカス層を単層化した場合、２層以上のカーカス層を設けた場合に比べて操縦安定性が低下することになるが、上記構造を適用することで軽量化と操縦安定性の向上とを両立させることが可能になる。

タイヤサイズ２７５／４５Ｒ２０で、一対のビード部間に１層のカーカス層を装架した空気入りタイヤにおいて、各ビード部に埋設されるビードコアを、タイヤ周方向に沿って環状をなす環状コアと、該環状コアの周囲に螺旋状に巻き付けられたシースワイヤにより形成された少なくとも１層のシースとから構成し、そのビードコアの補強構造を表１のように異ならせた比較例１〜２及び実施例１〜５の空気入りタイヤを製作した。

比較例１は、ビードコアをアラミド繊維コードを含む有機繊維カバー（Ａ）で被覆し、該有機繊維カバー（Ａ）で被覆されたビードコア上にＪＩＳ硬さ９０のビードフィラーを配置したものである。比較例２は、ビードコア上にＪＩＳ硬さ９０のビードフィラーを配置し、これらビードコア及びビードフィラーを包み込むようにＪＩＳ硬さ８０のゴムカバー（Ｂ）を配置したものである。

実施例１〜５は、ビードコアをゴムカバー（Ｃ）で被覆し、該ゴムカバー（Ｃ）で被覆されたビードコア上にビードフィラーを配置し、これらゴムカバー（Ｃ）で被覆されたビードコア及びビードフィラーを包み込むようにアラミド繊維コードを含む有機繊維カバー（Ｄ）を配置したものである。実施例１〜５において、ビードコアの構造、ゴムカバー（Ｃ）のＪＩＳ硬さ、ゴムカバー（Ｃ）の最小厚さ（シースワイヤと有機繊維コードとの間に介在するゴムの最小厚さ）、ビードフィラーのＪＩＳ硬さを種々異ならせた。

なお、比較例１〜２及び実施例１〜５において、ビードコアの環状コアには直径１．８ｍｍの芯ワイヤを使用し、ビードコアのシースには直径１．４ｍｍのシースワイヤを使用した。

これら試験タイヤについて、下記の方法により、操縦安定性及びタイヤ重量を評価し、その結果を表１に併せて示した。

操縦安定性：
試験タイヤをリムサイズ２０×９Ｊのホイールに組み付けて試験車両に装着し、空気圧２４０ｋＰａの条件で、乾燥路面のテストコースにてテストドライバーによる官能評価を行った。評価結果は、比較例１を１００とする指数にて示した。この指数値が大きいほど操縦安定性が優れていることを意味する。

タイヤ重量：
試験タイヤの重量を計測した。評価結果は、計測値の逆数を用い、比較例１を１００とする指数にて示した。この指数値が大きいほど軽量であることを意味する。

この表１から明らかなように、実施例１〜５のタイヤは、比較例１〜２との対比において、重量増加を最小限に抑えながら操縦安定性を大幅に向上することができた。

本発明の実施形態からなる空気入りタイヤの要部を示す子午線断面図である。

符号の説明

１ トレッド部
２ サイドウォール部
３ ビード部
４ カーカス層
５ ビードコア
５ａ 環状コア
５ｂ シースワイヤ
６ ゴムカバー
７ ビードフィラー
８ 有機繊維カバー
８ａ 有機繊維コード
９ ベルト層
１０ ベルトカバー層

Claims (6)

1. 扁平率が５５％以下でリム径が１８インチ以上であり、一対のビード部間に少なくとも１層のカーカス層を装架した空気入りタイヤにおいて、各ビード部に埋設されるビードコアを、タイヤ周方向に沿って環状をなす環状コアと、該環状コアの周囲に螺旋状に巻き付けられたシースワイヤにより形成された少なくとも１層のシースとから構成し、該ビードコアをゴムカバーで被覆し、該ゴムカバーで被覆されたビードコア上にビードフィラーを配置すると共に、前記ゴムカバーのＪＩＳ硬さを前記ビードフィラーのＪＩＳ硬さよりも高くし、前記ゴムカバーで被覆されたビードコア及び前記ビードフィラーを包み込むように有機繊維コードを含む有機繊維カバーを配置したことを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記ビードコアのシースが２層であ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. 前記ビードコアの最外側のシースワイヤと前記有機繊維カバーの有機繊維コードとの間に介在するゴムの厚さが最も薄い部分で０．２ｍｍ〜０．５ｍｍであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の空気入りタイヤ。
4. 前記ゴムカバーのＪＩＳ硬さが８０〜９５であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
5. 前記ビードフィラーのＪＩＳ硬さが６０〜７５であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
6. 前記カーカス層が１層であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の空気入りタイヤ。

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