JP2018024322A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】ダウンプライの突き出し不良と抜け不良の発生を抑制できる空気入りタイヤを提供する。【解決手段】カーカス４は、少なくとも１層のターンアッププライ４１と、少なくとも１層のダウンプライ４２とを含む。ターンアッププライ４１は、トレッド部からサイドウォール部を経てビード部１に至り、そのビード部１に埋設されたビードコア１ａの周りでタイヤ幅方向内側から外側に巻き上げられている。ダウンプライ４２は、ターンアッププライ４１の巻き上げられた部分のタイヤ幅方向外側を覆うとともに、ビードコア１ａの側方で終端している。ビード部１の外壁面を形成するゴムチェーハー５とダウンプライ４２との間にはゴムパッド８が設けられている。【選択図】図２

Description

本発明は、アップダウン構造のカーカスを備えた空気入りタイヤに関する。

特許文献１には、２層のターンアッププライと１層のダウンプライとを含むアップダウン構造（２アップ１ダウン構造）のカーカスを備えた空気入りタイヤが記載されている。ダウンプライは、ビード部に埋設されたビードコアの周りで巻き上げられることなく、ビードコアの近傍で終端するようにして設けられる。このようなアップダウン構造のカーカスを備えた空気入りタイヤでは、剛性段差が小さくなるため、剛性バランスに比較的優れる。

グリーンタイヤを成形する過程では、ビードロックセグメントがビード部を両側から強く圧着した際に、ダウンプライの終端部がビード底面から突き出てしまう、いわゆる突き出し不良を起こすことがある。これに対し、ダウンプライの終端部をビード底面から離して配置することが考えられるが、その場合には、グリーンタイヤを加硫する段階で、張力の作用によりダウンプライがタイヤ径方向外側に引っ張られて動いてしまう、いわゆる抜け不良を起こすことがあった。

特許文献２には、カーカスを包むように設けられたチェーハーのタイヤ幅方向外側に、低発熱性や加工性を向上しうるチェーハーパッドを配置した空気入りタイヤが記載されている。また、特許文献３には、ターンアッププライの巻き上げられた部分のタイヤ幅方向外側に、スコーチ性や生産性を向上しうるチェーハーパッドを配置した空気入りタイヤが記載されている。但し、これらは、アップダウン構造における上記不良の問題に関して、その解決手段を示唆するものではない。

特開平７−１３７５０６号公報 特開２００９−２９２３０９号公報 特開２００９−２９２３１０号公報

本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、ダウンプライの突き出し不良と抜け不良の発生を抑制できる空気入りタイヤを提供することにある。

上記目的は、下記の如き本発明により達成することができる。即ち、本発明に係る空気入りタイヤは、一対のビード部と、前記ビード部の各々からタイヤ径方向外側に延びるサイドウォール部と、前記サイドウォール部の各々のタイヤ径方向外側端に連なるトレッド部と、一対の前記ビード部の間で架け渡されるように設けられたカーカスとを備える空気入りタイヤにおいて、前記カーカスが、少なくとも１層のターンアッププライと、少なくとも１層のダウンプライとを含み、前記ターンアッププライが、前記トレッド部から前記サイドウォール部を経て前記ビード部に至り、前記ビード部に埋設されたビードコアの周りでタイヤ幅方向内側から外側に巻き上げられており、前記ダウンプライが、前記ターンアッププライの巻き上げられた部分のタイヤ幅方向外側を覆うとともに、前記ビードコアの側方で終端しており、前記ビード部の外壁面を形成するゴムチェーハーと前記ダウンプライとの間にゴムパッドが設けられているものである。

このタイヤでは、ダウンプライの終端部がビードコアの側方で終端するとともに、そのダウンプライのタイヤ幅方向外側にゴムパッドが設けられているため、ビード部の圧着に起因したダウンプライの突き出し不良の発生が抑制される。しかも、そのゴムパッドとターンアッププライの巻き上げられた部分とでダウンプライが挟まれているので、グリーンタイヤ加硫時に引っ張られたダウンプライが大きく動かず、ダウンプライの抜け不良の発生が抑制される。

前記ダウンプライの終端部が、前記ビードコアの最大幅位置から前記ビードコアの底部までの高さの範囲内に配置されているものが好ましい。かかる構成によれば、ダウンプライの抜け不良の発生をより効果的に抑制できる。

前記ゴムパッドのタイヤ径方向内側の端部が、前記ビードコアの最大幅位置と同じ高さか、それよりもタイヤ径方向外側に配置されているものが好ましい。かかる構成によれば、ビードコアの周辺（特にビード底面の近傍）でのゴム量が過多になることを防いで、ゴム欠損や亀裂を伴うビード部での不具合（ビードピンチと呼ばれる）の発生を抑制できる。

前記ゴムパッドのタイヤ径方向外側の端部が、前記ゴムチェーハーのタイヤ径方向外側の端部からタイヤ径方向に５ｍｍ以上離して配置されているものが好ましい。かかる構成によれば、ゴムパッドの端部がゴムチェーハーの端部から適度に離して配置されるので、部材間の段差が小さくなり、その周辺でのエア溜まりの形成が抑えられるとともに、ゴム流れが良好になる。その結果、エア入りの発生や、ベアと呼ばれるゴム欠損の発生が抑制される。

前記サイドウォール部の外壁面を形成するサイドゴムと前記ゴムチェーハーとの界面の露出位置の高さにおいて、前記ゴムパッドの厚みよりも前記ゴムチェーハーの厚みの方が大きいものが好ましい。かかる構成によれば、ゴムパッドの厚みが大きくなり過ぎないため、ビードピンチの発生を抑制するうえで有効である。

前記ゴムチェーハーと前記ゴムパッドとのモジュラス差が３ＭＰａ以内であり、且つ、前記ゴムパッドの引裂強さが２２ＭＰａ以上であるものが好ましい。ゴムパッドは、走行中に負荷が掛かる箇所に配置されるため、ゴムチェーハーと同等のモジュラスを有することが好適である。また、ゴムパッドは、捩れたり伸びたりする部位を構成するので、このように高い引裂強さを有することが望ましい。

本発明に係る空気入りタイヤの一例を示すタイヤ子午線半断面図 図１のタイヤのビード部を拡大して示す断面図 本発明の他の実施形態におけるビード部を示す断面図 本発明の他の実施形態におけるビード部の要部を示す断面図

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

図１，２に示す空気入りタイヤＴは、一対のビード部１と、ビード部１の各々からタイヤ径方向外側に延びるサイドウォール部２と、サイドウォール部２のタイヤ径方向外側端に連なるトレッド部３と、一対のビード部１の間で架け渡されるように設けられたカーカス４とを備える。更に、このタイヤＴは、ビード部１の外壁面を形成するゴムチェーハー５と、サイドウォール部２の外壁面を形成するサイドゴム６と、タイヤＴの内壁面を形成するインナーライナーゴム７とを備える。

インナーライナーゴム７は、空気が充填されるタイヤＴの内部空間に面しており、空気圧を保持するために空気透過性の低いゴムで形成されている。サイドウォール部２において、インナーライナーゴム７はカーカス４の内周側（後述するターンアッププライ４１の内周側）に直接的に貼り付けられており、それらの間に他の部材は介在していない。

ビード部１には、ビードコア１ａとビードフィラー１ｂが埋設されている。ビードコア１ａは、ゴムで被覆したワイヤを積層巻回した収束体により構成され、タイヤ周方向に沿って環状に形成されている。本実施形態では、ビードコア１ａが六角形の断面形状を有する。ビードフィラー１ｂは、タイヤ径方向外側に向けて先細りに形成され、ビードコア１ａのタイヤ径方向外側に配置されている。ビードフィラー１ｂの先端は、カーカス４の巻き上げ端４１Ｅよりもタイヤ径方向外側に配置されている。

カーカス４は、いわゆるアップダウン構造を有しており、少なくとも１層のターンアッププライ４１と、少なくとも１層のダウンプライ４２とを含む。本実施形態では、ターンアッププライ４１とダウンプライ４２をそれぞれ１層ずつ含んだ１アップ１ダウン構造である。カーカス４を構成する各プライは、それぞれ、タイヤ周方向に対して略直交する方向に配列した複数のコードをゴム被覆して形成されている。該コードの材料には、スチールなどの金属や、ポリエステル、レーヨン、ナイロン、アラミドなどの有機繊維が好適に使用される。

ターンアッププライ４１は、トレッド部３からサイドウォール部２を経てビード部１に至り、ビードコア１ａの周りでタイヤ幅方向内側から外側に巻き上げられている。別の言い方をすると、ターンアッププライ４１は、トレッド部３からサイドウォール部２を経てビード部１に至る本体部に、ビードコア１ａ及びビードフィラー１ｂのタイヤ幅方向外側に配置された巻き上げ部を一連に設けてある。

ダウンプライ４２は、ターンアッププライ４１の巻き上げられた部分（即ち、上記の巻き上げ部）のタイヤ幅方向外側を覆うとともに、ビードコア１ａの周りで巻き上げられることなく、ビードコア１ａの側方で終端している。本実施形態では、ダウンプライ４２が、トレッド部３からサイドウォール部２を経てビード部１に至り、トレッド部３ではタイヤ幅方向に連続して延びている。但し、これに限られず、ダウンプライ４２は、トレッド部３でタイヤ幅方向に分断した、いわゆる中抜き構造でも構わない。

ダウンプライ４２の終端部４２Ｅは、ビードコア１ａの頂部から底部までの高さの範囲Ｒ内に配置される。本実施形態では、終端部４２Ｅがビードコア１ａの底部の高さに配置されており、これよりもタイヤ径方向内側には配置されない。かかる構成によれば、ダウンプライ４２の終端部４２Ｅがビード底面１ｃから適度に離されるため、グリーンタイヤ成形時のビード部１の圧着に起因したダウンプライ４２の突き出し不良の発生が抑制される。その反面、張力の作用によってダウンプライ４２が動きやすくなるため、抜け不良の発生が懸念される。

上述のように、終端部４２Ｅは、ビードコア１ａの頂部と同じ高さか、それよりもタイヤ径方向内側に配置される。これよりもタイヤ径方向外側に配置されると、走行中のダウンプライ４２に張力が発生しにくくなり、アップダウン構造の性能が十分に発揮されない。また、終端部４２Ｅは、ビードコア１ａの底部と同じ高さか、それよりもタイヤ径方向外側に配置される。これよりもタイヤ径方向内側に配置されると、グリーンタイヤの成形時に突き出し不良を発生しやすくなるうえ、その加硫時に終端部４２Ｅが屈曲してゴム流れの悪化を引き起こし、ベアの発生原因となる。

ダウンプライ４２の抜け不良の発生をより効果的に抑制する観点から、ダウンプライ４２の終端部４２Ｅは、ビードコア１ａの最大幅位置からビードコア１ａの底部までの高さの範囲Ｒ’内に配置されていることが好ましい。

このタイヤＴでは、ダウンプライ４２の突き出し不良と抜け不良の発生を抑えるため、ゴムチェーハー５とダウンプライ４２との間にゴムパッド８を設けてある。ゴムパッド８は、ビードフィラー１ｂの側方に位置し、ダウンプライ４２のタイヤ幅方向外側に貼り付けられている。このゴムパッド８とターンアッププライ４１の巻き上げられた部分とでダウンプライ４２が挟まれているので、グリーンタイヤ加硫時に引っ張られたダウンプライが大きく動かず、ダウンプライ４２の抜け不良の発生が抑制される。

ゴムパッド８は、その中央部で厚みが相対的に大きく、その両端部で厚みが相対的に小さい三日月形の断面形状を有する。ゴムパッド８の最大厚みは、ダウンプライ４２の突き出し不良の発生を抑えるうえで、１．５ｍｍ以上であることが好ましい。また、ゴムパッド８の最大厚みは、ビードピンチの発生を抑えるうえで、５．０ｍｍ以下であることが好ましい。なお、ゴムパッド８などの厚みは、ダウンプライ４２に対する垂線に沿って測定されるものとする。

更に、ビードピンチの発生を抑制する観点から、サイドゴム６とゴムチェーハー５との界面の露出位置Ｐの高さにおいて、ゴムパッド８の厚みＴ８よりもゴムチェーハー５の厚みＴ５の方が大きいことが好ましい。厚みＴ８，Ｔ５は、上述のようにダウンプライ４２に対する垂線に沿って測定される厚みであり、該垂線は露出位置Ｐを通る。

ゴムパッド８の長さＬ８は、例えばタイヤ断面高さＴＨの２０〜４０％の範囲に設定される。この長さＬ８は、ゴムパッド８の一方の端部８ａから他方の端部８ｂまでのタイヤ径方向距離として求められる。本実施形態において、ゴムパッド８のタイヤ径方向内側の端部８ａは、露出位置Ｐよりもタイヤ径方向内側に位置し、終端部４２Ｅよりもタイヤ径方向外側に位置する。また、ゴムパッド８のタイヤ径方向外側の端部８ｂは、露出位置Ｐよりもタイヤ径方向外側に位置し、ビードフィラー１ｂの先端やターンアッププライ４１の巻き上げ端４１Ｅよりもタイヤ径方向内側に位置する。

ゴムパッド８の端部８ａは、ビードコア１ａの最大幅位置と同じ高さか、それよりもタイヤ径方向外側に配置されていることが好ましい。これにより、ビードコア１ａの周辺（特にビード底面１ｃの近傍）でゴム量が過多になることを防いで、ビードピンチの発生を抑制できる。端部８ａは、ダウンプライ４２の終端部４２Ｅから適度に離して、例えばタイヤ径方向に５．０ｍｍ以上離して配置されることが好ましい。これにより部材間の段差を小さくして、エア入りの発生やゴム流れの悪化を抑制できる。

ゴムパッド８の端部８ｂは、ゴムチェーハー５のタイヤ径方向外側の端部５Ｅから適度に離して、例えばタイヤ径方向に５ｍｍ以上離して配置されることが好ましい。これにより部材間の段差を小さくして、エア入りの発生やゴム流れの悪化を抑制できる。本実施形態では、端部８ｂがゴムチェーハー５の端部５Ｅよりもタイヤ径方向外側に位置する例を示すが、後述する別実施形態（図３参照）のように端部８ｂが端部５Ｅよりもタイヤ径方向内側に位置するものでも構わない。

ゴムパッド８の端部８ｂは、ビードフィラー１ｂの先端から適度に離して、例えばタイヤ径方向に５ｍｍ以上離して配置されることが好ましい。これらが接近していると、それらの端部の周辺に窪みができてエアが溜まり、エア入りが発生しやすくなる。また、そのような窪みが形成されると、ゴム流れの悪化を引き起こし、ベアの発生原因となる恐れがある。

本実施形態では、ゴムチェーハー５とサイドゴム６との界面が、タイヤ径方向外側に向かってタイヤ幅方向内側に傾斜するとともに、ゴムチェーハー５の端部５Ｅがゴムパッド８に接する。このため、グリーンタイヤ加硫時のゴム流れが比較的良好となるうえ、ゴムチェーハー５とサイドゴム６をダウンプライ４２に適切に密着させられる。これに対して、該界面がタイヤ径方向外側に向かってタイヤ幅方向外側に傾斜している場合には、ゴムパッド８とゴムチェーハー５との間にサイドゴム６が配置される構造となり、ゴム流れが悪化する恐れがある。

ゴムチェーハー５は、リムフランジと擦過する部位に配置されるため、耐摩滅性に優れたゴムにより形成される。ゴムパッド８は、ゴムチェーハー５とは異なるゴムにより形成され、好ましくは接着性（密着性）に優れたゴムにより形成される。

ゴムパッド８は、走行中に負荷が掛かる箇所に配置されるため、ゴムチェーハー５と同等のモジュラスを有することが好適である。具体的には、ゴムチェーハー５とゴムパッド８とのモジュラス差が３ＭＰａ以内であることが好ましい。モジュラスの値は、ＪＩＳＫ６２５１に準拠して２３±２℃で引張試験を行ったときの３００％伸張時の引張応力（３００％引張モジュラス）の値とする。

また、ゴムパッド８は、ゴムチェーハー５と同等のゴム硬度を有することが好適である。具体的には、ゴムチェーハー５とゴムパッド８とのゴム硬度差が３以内であることが好ましい。ゴム硬度の値は、ＪＩＳＫ６２５３のデュロメータ硬さ試験（タイプＡ）に準拠して２３±２℃で測定したゴム硬度の値とする。

ゴムパッド８は、捩れたり伸びたりする部位を構成するため、高い引裂強さを有することが望ましい。具体的に、ゴムパッド８の引裂強さは２２ＭＰａ以上であることが好ましく、これによりダウンプライ４２の抜け不良を抑制する効果も高められる。また、ゴムパッド８の引裂強さは、ゴムチェーハー５の引裂強さよりも高いことが好ましく、それらの差は６ＭＰａ以上が好ましい。ゴムチェーハー５の引裂強さは、例えば１６ＭＰａ以上に設定される。引裂強さの値は、ＪＩＳＫ６２５２に準拠してクレセント形試験片を用いて求められる。

上述した各寸法値は、タイヤＴを正規リムに装着して正規内圧を充填した無負荷の正規状態で測定される。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"、或いはETRTOであれば "Measuring Rim" とする。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" とする。

図３に、ゴムパッド８の態様を変えた変形例を示す。この例では、前述の実施形態と比べてゴムパッド８の長さが短く、そのゴムパッド８の端部８ｂはゴムチェーハー５の端部５Ｅよりもタイヤ径方向内側に位置する。この構成では、ゴムパッド８の全長がゴムチェーハー５で覆われているため、グリーンタイヤ加硫時の形状変化が小さく、ゴム流れが良好となる。

図４に、ゴムパッド８の態様を変えた別の変形例を示す。この例では、ゴムパッド８が略台形の断面形状を有し、ビードコア１ａの頂部の高さでゴムパッド８が最大厚みＴｍを有する。厚みＴｍは、上述のようにダウンプライ４２に対する垂線に沿って測定される厚みであり、該垂線はビードコア１ａの頂部の高さにおける外壁面を通る。かかる構成によれば、グリーンタイヤ成形時のビード部１の圧着に起因したダウンプライ４２の突き出し不良の発生がより効果的に抑制される。

本発明の空気入りタイヤは、カーカスやゴムパッドに関する上記の如き構成以外は、通常の空気入りタイヤと同等であり、従来公知の材料、形状、構造、製法などが何れも本発明に採用することができる。

本発明に係る空気入りタイヤは、上記の如きゴムパッドを備えてビード部の耐久性に優れるため、トラックやバス、産業車両、建設車両などの車両重量が重い車両に使用される重荷重用空気入りタイヤとして有用である。

１ ビード部
１ａ ビードコア
１ｂ ビードフィラー
１ｃ ビード底面
２ サイドウォール部
３ トレッド部
４ カーカス
５ ゴムチェーハー
６ サイドゴム
７ インナーライナーゴム
８ ゴムパッド
４１ ターンアッププライ
４２ ダウンプライ

Claims (6)

1. 一対のビード部と、前記ビード部の各々からタイヤ径方向外側に延びるサイドウォール部と、前記サイドウォール部の各々のタイヤ径方向外側端に連なるトレッド部と、一対の前記ビード部の間で架け渡されるように設けられたカーカスとを備える空気入りタイヤにおいて、
   前記カーカスが、少なくとも１層のターンアッププライと、少なくとも１層のダウンプライとを含み、
   前記ターンアッププライが、前記トレッド部から前記サイドウォール部を経て前記ビード部に至り、前記ビード部に埋設されたビードコアの周りでタイヤ幅方向内側から外側に巻き上げられており、
   前記ダウンプライが、前記ターンアッププライの巻き上げられた部分のタイヤ幅方向外側を覆うとともに、前記ビードコアの側方で終端しており、
   前記ビード部の外壁面を形成するゴムチェーハーと前記ダウンプライとの間にゴムパッドが設けられていることを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記ダウンプライの終端部が、前記ビードコアの最大幅位置から前記ビードコアの底部までの高さの範囲内に配置されている請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 前記ゴムパッドのタイヤ径方向内側の端部が、前記ビードコアの最大幅位置と同じ高さか、それよりもタイヤ径方向外側に配置されている請求項１または２に記載の空気入りタイヤ。
4. 前記ゴムパッドのタイヤ径方向外側の端部が、前記ゴムチェーハーのタイヤ径方向外側の端部からタイヤ径方向に５ｍｍ以上離して配置されている請求項１〜３のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
5. 前記サイドウォール部の外壁面を形成するサイドゴムと前記ゴムチェーハーとの界面の露出位置の高さにおいて、前記ゴムパッドの厚みよりも前記ゴムチェーハーの厚みの方が大きい請求項１〜４のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
6. 前記ゴムチェーハーと前記ゴムパッドとのモジュラス差が３以内であり、且つ、前記ゴムパッドの引裂強さが２２ＭＰａ以上である請求項１〜５のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。

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