(57)【要約】【課題】乗り心地を損ねることなく駆動力、制動力のロスを減じる。【解決手段】ビード部に、ビードコア５と、該ビードコア５のタイヤ半径方向の外面５ａからタイヤ半径方向外側に先細状でのびるビードエーペックス８とを配した空気入りタイヤである。前記ビードエーペックス８が、タイヤ周方向に沿って短繊維ｆが配向された小厚さのゴムシート体９、９の複数枚をタイヤ軸方向に積層して形成された積層体１０からなる。【選択図】　図２
2004017862.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ビード部に、ビードコアと、該ビードコアのタイヤ半径方向の外面からタイヤ半径方向外側に先細状でのびるビードエーペックスとを配した空気入りタイヤであって、
前記ビードエーペックスが、タイヤ周方向に沿って短繊維が実質的に配向された小厚さのゴムシート体の複数枚をタイヤ軸方向に積層して形成された積層体からなることを特徴とする空気入りタイヤ。
【請求項２】
前記積層体は、タイヤ半径方向高さが大かつ中央に配される中央のゴムシート体と、その両側に配されかつタイヤ半径方向の高さが小の側のゴムシート体とを含むことを特徴とする請求項１記載の空気入りタイヤ。
【請求項３】
前記ゴムシート体は、タイヤ半径方向の外に向かって厚さが漸減する先細部を有することを特徴とする請求項１又は２記載の空気入りタイヤ。
【請求項４】
前記積層体は、損失正接ｔａｎδが異なる複数種類のゴムシート体を含むことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
【請求項５】
前記ゴムシート体の最大の厚さが０．５〜３．０ｍｍであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、乗り心地を損ねることなく駆動力、制動力のロスを減じるのに役立つ空気入りタイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
図７に示すように、空気入りタイヤのビード部ｂには、スチールワイヤ等を巻回した環状のビードコアｃと、このビードコアｃの外面からタイヤ半径方向先細状にのびるビードエーペックスｄとが配されるのが一般的である。このビードエーペックスｄは、そのゴム硬度を高めることにより、ビード部の曲げ剛性やタイヤ周方向剛性を高め、駆動力、制動力の伝達ロスを低減する。しかしながら、ビードエーペックスｄのゴム硬度を高めていくと、タイヤ半径方向の剛性も高められてしまうため、振動吸収能力が低下し乗り心地が悪化するという問題がある。
【０００３】
ところで、特開平５−１６６２１号公報では、図８に示すように、ビードエーペックスｄにタイヤ周方向に沿って配向された短繊維ｆを配合することを開示している。このようなビードエーペックスｄによれば、短繊維ｆを配合したことによって、ビードエーペックスｄのタイヤ半径方向の剛性を過度に高めることなく、タイヤ周方向の剛性を向上させることが可能と考えられる。即ち、乗り心地を損ねることなく、駆動力、制動力のロスを減じる効果が期待される。
【０００４】
発明者らは、上述のような短繊維を配合したビードエーペックスｄを用いたタイヤで種々実験を行ったところ、意外にも駆動力、制動力のロスを減じる効果が十分に得られていないことが判明した。一般に、ビードエーペックスｄは、通常、ゴム押出機等から一体で押し出されることにより形成される。そして、短繊維ｆは、ゴム押出し時にゴムの流れに沿って押し出し方向に配向される。ところが、ビードエーペックスｄは、ビードコアｃに向かって厚さが漸増しており、該ビードコアｃとの接続部では比較的厚さが大となる。このため、図７、図８に一点鎖線で囲まれるビードエーペックスｄの内部領域Ｙに含まれた短繊維ｆには、十分に押出し方向の力が作用せず、タイヤ周方向への配向度が低下していることが判明した。
【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、ビードエーペックスを、タイヤ周方向に沿って短繊維が配向されかつタイヤ半径方向の外端部が先細状をなすゴムシート体の複数枚をタイヤ軸方向に積層して形成された積層体から形成することにより、短繊維の配向度をより一層高めることができ、ひいては乗り心地を損ねることなく駆動力、制動力のロスを減じるのに役立つ空気入りタイヤを提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明のうち請求項１記載の発明は、ビード部に、ビードコアと、該ビードコアのタイヤ半径方向の外面からタイヤ半径方向外側に先細状でのびるビードエーペックスとを配した空気入りタイヤであって、前記ビードエーペックスが、タイヤ周方向に沿って短繊維が実質的に配向された小厚さのゴムシート体の複数枚をタイヤ軸方向に積層して形成された積層体からなることを特徴としている。
【０００７】
また請求項２記載の発明は、前記積層体は、タイヤ半径方向高さが大かつ中央に配される中央のゴムシート体と、その両側に配されかつタイヤ半径方向の高さが小の側のゴムシート体とを含むことを特徴とする請求項１記載の空気入りタイヤである。
【０００８】
また請求項３記載の発明は、前記ゴムシート体は、タイヤ半径方向の外に向かって厚さが漸減する先細部を有することを特徴とする請求項１又は２記載の空気入りタイヤである。
【０００９】
また請求項４記載の発明は、前記積層体は、損失正接ｔａｎδが異なる複数種類のゴムシート体を含むことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の空気入りタイヤである。
【００１０】
また請求項５記載の発明は、前記ゴムシート体の最大の厚さが０．５〜３．０ｍｍであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の空気入りタイヤである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の一形態を図面に基づき説明する。
図１には本実施形態の空気入りタイヤのタイヤ軸を含むタイヤ子午線断面図を示している。本実施形態の空気入りタイヤ１は、トレッド部２からサイドウォール部３を経てビード部４のビードコア５に至るカーカス６と、このカーカス６のタイヤ半径方向外側かつトレッド部２の内部に配されたベルト層７とを具え、図１では乗用車用のラジアルタイヤが例示されている。
【００１２】
前記カーカス６は、カーカスコードをタイヤ赤道Ｃに対して例えば７５゜〜９０゜の角度で配列したラジアル構造の１枚以上、本例では１枚のカーカスプライ６Ａから構成されている。前記カーカスコードは、本例ではポリエステルコードが採用されるが、これ以外にもナイロン、レーヨン、アラミドなどの有機繊維コードや必要によりスチールコードをも採用しうる。また、前記カーカスプライ６Ａは、トレッド部２からサイドウォール部３を経てビード部４のビードコア５に至る本体部６ａと、この本体部６ａからのびて前記ビードコア５の廻りでタイヤ軸方向内側から外側に折り返された折返し部６ｂとを有する。
【００１３】
前記カーカスプライ６Ａの前記本体部６ａと折返し部６ｂとの間には、前記ビードコア５からタイヤ半径方向外側に先細状でのびるビードエーペックス８が配されることにより、ビード部４を補強している。なおビードコア５は、本例ではスチールワイヤ等を渦巻き状に巻回することにより形成される。
【００１４】
図２には、前記空気入りタイヤの製造工程で準備されたビードコア５と未加硫のビードエーペックス８とを複合させた複合体を示す。図の如く、ビードエーペックス８は、タイヤ周方向に沿って短繊維ｆが実質的に配向された小厚さのゴムシート体９の複数枚をタイヤ軸方向に積層して形成された積層体１０から形成されている。なお「タイヤ周方向に沿って短繊維が実質的に配向」されるとは、各ゴムシート９の大部分（例えば９０％以上）の短繊維ｆの長手方向とタイヤ周方向とのなす角度が３０度未満であることを意味する。
【００１５】
前記ゴムシート体９は、ゴム基材と短繊維ｆとを混練してゴム組成物を得、これを所定の断面形状を有した口金を具えたゴム押出機等から小厚さで押し出しされることにより形成される。このようなゴムシート体９は、小厚さであるため短繊維ｆの配合度をその全域において高めることができる。そして、前記ビードエーペックス８を、短繊維ｆの配合を高めた小厚さのゴムシート体９を積層することにより形成したことにより、ビードエーペックス８の内部領域においても短繊維ｆの配向度を向上できる。つまり、ビードエーペックス８の短繊維ｆの配向度をその全領域において高めることが可能となる。従って、ビードエーペックス８のタイヤ半径方向の剛性を高めることなくタイヤ周方向の剛性をより効果的に向上することができるため、乗り心地を損ねることなく駆動力、制動力のロスを減じ得る空気入りタイヤを提供しうる。
【００１６】
ゴムシート体９としては、図３（Ａ）に示すように、実質的に一定の厚さｔで押出し形成されたもの、図３（Ｂ）のように、厚さｔの一端部側から他端部側に向かって厚さが漸減する先細部９Ｔを有した断面略三角形状をなすもの、さらに図３（Ｃ）に示すように、実質的に厚さｔで一定をなす等厚部９ａの一端部に厚さが漸減する先細部９Ｔを設けたものなど、種々の形状が採用できる。各ゴムシート体９は、押出し方向Ｚでゴム押出機等から押し出されることにより、短繊維ｆを該押出し方向Ｚに沿って配向される。
【００１７】
とりわけ図３（Ｂ）、（Ｃ）に示した如く　ゴムシート体９は、一端部に厚さが漸減する先細部９Ｔを有することが望ましく、この先細部９Ｔがタイヤ半径方向の外側を向くよう配される。ゴムシート体９では、前記の如く厚さが小さい部分ほど短繊維ｆの配向度が向上する。従って、先細部９Ｔが位置するビードエーペックス８の外端部においてもタイヤ周方向剛性が効果的に向上し、しかも剛性の均一化にも役立つ。
【００１８】
前記ゴムシート体９の厚さは特に限定はされないが、最大の厚さｔは、例えば０．５〜３．０ｍｍ、より好ましくは０．５〜２．０ｍｍ、さらに好ましくは０．５〜１．０ｍｍとするのが望ましい。前記ゴムシート９の最大の厚さｔが３．０ｍｍを超えると、短繊維ｆの配向度が低下する傾向があるため好ましくなく、逆に０．５ｍｍ未満になると、取り扱いが困難となる他、成形も困難となり、しかも張り合わせ枚数が増加するなど接着界面部の増加を招くなど耐久性の面で好ましくない。
【００１９】
本発明の空気入りタイヤは、前記ゴムシート体９の複数枚を適宜積層することにより図２の如く積層体１０を形成するとともに、この積層体１０をビードコア５の外面に沿って湾曲させつつ貼り付け、これを用いて生タイヤを成形しかつ加硫成形することにより製造することができる。このようにして製造された空気入りタイヤ１は、ビードエーペックス８の内部に位置する短繊維ｆが、従来構造に比してタイヤ周方向に沿ってより配向したものとなる。
【００２０】
また本実施形態の積層体１０は、各ゴムシート体９が先細部９Ｔを有するとともに、タイヤ半径方向高さＨＡが大の中央のゴムシート体９Ａと、その両側に配されかつタイヤ半径方向の高さＨＢ１、ＨＢ２が前記高さＨＡよりも小の側のゴムシート体９Ｂ、９Ｃとを含むものが例示される。とりわけ、本例では中央のゴムシート体９Ａの両側に、高さが徐々に小となる側のゴムシート体９Ｂ、９Ｃを順次配したもの、即ちＨＢ１＞ＨＢ２としたものを例示する。これにより、ビードコア５のタイヤ半径方向の外面５ａからタイヤ半径方向外側に先細状でのびるビードエーペックス８に適した断面形状を容易に得ることができる。
【００２１】
また、本例のゴムシート体９は、その先端部に厚さが小となる先細部９Ｔを具えるため、該先細部９Ｔで短繊維ｆの配向度をより高めることができる。このため、各ゴムシート体９の高さを違えることによって、短繊維ｆの配向度の高い部分をビードエーペックス８の高さ方向に分散配置しうる。これはビードエーペックス８のタイヤ周方向の剛性向上を均一かつ顕著になし得る他、例えばカーカスプライ６Ａの形状を適正に保持するのにも役立つ。
【００２２】
前記ゴムシート体９は、例えばゴム基材１００重量部に対して短繊維ｆを５〜２０重量部、より好ましくは７〜１０重量部とするのが望ましい。前記短繊維ｆが５重量部未満では、ビードエーペックス８のタイヤ周方向の剛性を高める効果が低下する傾向にあり、逆に２０重量部を超えるとビードエーペックス８の耐クラック性などが低下する傾向がある。またゴムシート体９に用いるゴム基材としては、例えばジエン系ゴムが好ましく、より具体的には天然ゴム、イソプレンゴム、スチレンブタジエンゴム、ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、アクリロニトリルブタジエンゴムなどの１種又は２種以上をブレンドして用いることができる。
【００２３】
また短繊維ｆは、ゴムとの接着性に優れた非金属性のものが好ましい。より具体的には、ナイロン、ポリエステル、アラミド、レーヨン、ビニロン、芳香族ポリアミド、コットン、セルロース樹脂、結晶性ポリブタジエンなどの有機物の他、ボロン、グラスファイバー、カーボンファイバー等の無機材質が挙げられ、さらにはこれらは単独でも、又２種以上を組合わせて使用することもできる。なお短繊維ｆは特に限定はされないが、例えば平均繊維径が５〜２０μｍ、平均長さが２００〜７００μｍ程度であることが望ましい。
【００２４】
図４には本発明の他の実施形態を示す。
この形態では、各ゴムシート体９Ａ、９Ｂ、９Ｃがビードコア５に接続される底面９Ａｉ、９Ｂｉ、９Ｃｉを有した断面三角形状をなす。また中央部に配される中央のゴムシート体９Ａの底面の厚さｔ１を最も大としており、その両外側に配される側のゴムシート体９Ｂ、９Ｃの底面９Ｂｉ、９Ｃｉの厚さｔ２、ｔ１（ｔ２＞ｔ１）は徐々に小さくなるよう設定された態様を示す。このような積層体１０からなるビードエーペックス８は、短繊維ｆの配向度が高まる厚さが小の側のゴムシート体９Ｂ、９Ｃによって、該ビードエーペックス８の外周面付近の剛性を高める。これは、操縦安定性を向上させる。また、厚さが大のゴムシート体９Ａにより中央部の剛性を相対的に小とし、乗り心地をさらに向上させるのにも役立つ。
【００２５】
図５にはさらに本発明の他の実施形態を示す。
この形態では、積層体１０が、損失正接ｔａｎδが異なる複数種類のゴムシート体９を含むものを例示している。本例では、最も外側に配された側のゴムシート体９Ｃ、９Ｃに、ゴムシート体９Ａ、９Ｂよりも損失正接ｔａｎδが小さいゴム基材を用いたものを示す。これにより、荷重負荷走行時に大きな圧縮、引張の各表面歪が作用するビードエーペックス８の内面８ｉ、外面８ｏにおいて、発熱を減じ、ひいてはタイヤの耐久性を向上させるのに役立つ。なお中央のゴムシート体９Ａは、実質的に曲げ中心線上に位置することが多く使用する歪が小さいため、中央部に近いゴムシート体９ほど損失正接ｔａｎδを大とすることができる。
【００２６】
図６（Ａ）、（Ｂ）には本発明のさらに他の実施形態を示す。
なお図６（Ｂ）は、図６（Ａ）のＡ部拡大図を示す。この形態では、タイヤ軸方向で隣り合う各ゴムシート体９Ａ、９Ｂ、９Ｃの各短繊維ｆを互いに交差する向きに傾けて配向したものを例示している。ただし、各ゴムシート体９の短繊維ｆは、タイヤ周方向に対して３０度以下の傾きとする。このような形態では、短繊維の交差によって、よりタイヤ周方向剛性を高めることができる。
【００２７】
以上本発明の実施形態について説明したが、例えば積層体１０は、短繊維ｆを含まない１枚以上のゴムシート体９を含ませて構成することもできる。またゴムシート体９の製造方法などは例示のものに限定されることなく種々の方法が採用できる。
【００２８】
【実施例】
（テスト１）
ゴム押出機で一体に押し出したビードエーペックス（従来例）と、本発明の積層体（実施例１）を用いたビードエーペックスとをそれぞれ加硫成形し、それらについてタイヤ周方向の複素弾性率とタイヤ半径方向の複素弾性率とをそれぞれ測定した。短繊維、ゴムは互いに同一とし、実施例では、ゴムシート体の厚さを１．０ｍｍに設定しこれを５枚重ねて形成した。また複素弾性率は、各ビードエーペックスからタイヤ周方向及びタイヤ半径方向を夫々長手方向とする４ｍｍ巾×３０ｍｍ長さ×１．５ｍｍ厚さの短冊状試料を切り取って、岩本製作所（株）製の粘弾性スペクトロメーターを用い、温度７０℃、周波数１０Ｈｚ、動歪±２％の条件で測定した。評価は、従来例の各方向の複素弾性率を１００とする指数で表示した。数値が大きいほど複素弾性率（剛性）が大きいこと示す。
テストの結果を表１に示す。
【００２９】
【表１】
2004017862.tif 000003
【００３０】
テストの結果、実施例のものはタイヤ半径方向の剛性を従来例に比べて低下しつつタイヤ周方向の剛性を向上していることが分かる。これは、ビードエーペックス内部の短繊維の配向度が高められたことによるものと考えられる。
【００３１】
（テスト２）
次に図２に示す仕様に基づいたビードエーペックスを有する乗用車用ラジアルタイヤ（サイズ：２１５／４５Ｒ１７であり図１の基本形態を有する。）を試作するとともに、乗り心地と操縦安定性とを評価する実車テストを行った。なお比較例は図８のビードエーペックスとしそれ以外の構成は同一とした。
【００３２】
実車テストは、排気量２０００ｃｍ３　の国産ＦＲ車に、試験タイヤを４輪装着し、テストドライバー１名乗車によるテスト走行を行った。乗り心地については、ドライアスファルト路面の段差路、ベルジャソ路（石畳の路面）、ビッツマン路（小石を敷き詰めた路面）等において、ゴツゴツ感、突き上げ、ダンピングに関して総合的な官能評価を行い、比較例１を１００とする指数で表示した。また操縦安定性については、テストコースのドライアスファルト路面上にて、ハンドル応答性、剛性感、グリップ等に関する特性をドライバーの官能評価により比較例１を１００とする指数で表示した。いずれも数値が大きいほど良好である。
テストの結果を表２に示す。
【００３３】
【表２】
2004017862.tif 000004
【００３４】
【発明の効果】
上述したように、請求項１記載の発明では、ビードエーペックスを、タイヤ周方向に沿って短繊維が配向された小厚さのゴムシート体の複数枚をタイヤ軸方向に積層して形成された積層体から形成しているため、各ゴムシート体に含まれる短繊維の配向度を高めることで、ビードエーペックスの内部においても短繊維の配向度を向上できる。従って、より効果的に乗り心地を損ねることなく駆動力、制動力のロスを減じかつ操縦安定性を向上するのに役立つ空気入りタイヤを提供しうる。
【００３５】
また請求項２記載の発明のように、前記ゴムシート体が、タイヤ半径方向高さが大の中央のゴムシート体と、その両側に配されかつタイヤ半径方向の高さが小の側のゴムシート体とを含むことにより、タイヤ半径方向に先細状でのびるビードエーペックスの断面形状をを簡単に形成することができる。また請求項３のように、ゴムシート体に先細部を設けたときには、さらに短繊維の配向度を向上しうる。
【００３６】
また請求項４記載の発明のように、前記ゴムシート体が、損失正接ｔａｎδが異なる複数種類のゴムシート体を含むときには、例えば圧縮、引張の歪が大の領域に損失正接ｔａｎδが小のゴムシート体を用いることにより、転がり抵抗の低減などを図ることも可能とする。
【００３７】
また請求項５記載の発明のように、ゴムシート体の最大厚さを限定することにより、各ゴムシート体の短繊維の配向度をより向上し、さらにビードエーペックスによるタイヤ周方向の剛性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態を示す空気入りタイヤの断面図である。
【図２】加硫前のビードエーペックスを示す部分斜視図である。
【図３】（Ａ）〜（Ｃ）は、ゴムシート体の一例を示す部分斜視図である。
【図４】本発明の他の実施形態を示す積層体の断面図である。
【図５】本発明の他の実施形態を示す積層体の断面図である。
【図６】（Ａ）は本発明の他の実施形態を示す積層体の斜視図、（Ｂ）はそのＡ部拡大図である。
【図７】従来の空気入りタイヤのビード部を示す断面図である。
【図８】従来の空気入りタイヤのビードエーペックスの斜視図である。
【符号の説明】
１　空気入りタイヤ
２　トレッド部
３　サイドウォール部
４　ビード部
５　ビードコア
６　カーカス
７　ベルト層
８　ビードエーペックス
９　ゴムシート体
１０　積層体
ｆ　短繊維
【図１】
2004017862.tif 000005
【図２】
2004017862.tif 000006
【図３】
2004017862.tif 000007
【図４】
2004017862.tif 000008
【図５】
2004017862.tif 000009
【図６】
2004017862.tif 000010
【図７】
2004017862.tif 000011
【図８】
2004017862.tif 000012