(57)【要約】【課題】嵌合圧を低減すると共に、走行時におけるリム外れを防止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】タイヤ周方向に延在して環状をなすトレッド部１と、トレッド部１の両側に配置された一対のサイドウォール部２と、これらサイドウォール部２のタイヤ径方向内側に配置された一対のビード部３とを備え、各ビード部３にビードコア５が埋設された空気入りタイヤＴにおいて、ビード部３のリムクッション部３２の表面に毛状繊維１０を植毛する。【選択図】図２
2016055675.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
タイヤ周方向に延在して環状をなすトレッド部と、該トレッド部の両側に配置された一対のサイドウォール部と、これらサイドウォール部のタイヤ径方向内側に配置された一対のビード部とを備え、各ビード部にビードコアが埋設された空気入りタイヤにおいて、
前記ビード部のリムクッション部の表面に毛状繊維が植毛されたことを特徴とする空気入りタイヤ。
【請求項２】
前記毛状繊維が、主成分として炭素、マグネシウム、銅、モリブデンから選ばれる少なくとも一種を含むことを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤ。
【請求項３】
前記毛状繊維の植毛密度が５０本／ｃｍ2 〜２００本／ｃｍ2 であることを特徴とする請求項１又は２に記載の空気入りタイヤ。
【請求項４】
前記毛状繊維の平均長さが０．１ｍｍ〜３ｍｍであり、且つ、前記毛状繊維の直径が２０μｍ〜１００μｍ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。
【請求項５】
前記毛状繊維が前記ビードコアのタイヤ径方向最外側位置よりもタイヤ径方向内側の領域のみに植毛された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。
【請求項６】
前記毛状繊維がビードベース側からタイヤ径方向外側に向かって徐々に疎らに植毛されてい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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気入りタイヤに関し、更に詳しくは、嵌合圧を低減すると共に、走行時におけるリム外れを防止することを可能にした空気入りタイヤに関する。
【背景技術】
【０００２】
空気入りタイヤのビード部は、主に、タイヤをリムに装着した状態を保つ役割を担い、一般的に、リムに装着する際に嵌合し易いこと（嵌合圧を低減すること）と、走行中にビード部がリムから外れることを防止すること（耐リム外れ性能を向上すること）とが求められる。従来の空気入りタイヤでは、ビード部のヒールがリムの湾曲形状に沿った円弧状に構成されており、リム組みされた際にヒールがリムに対して密着することで耐リム外れ性能を得ているが、リム組み時にビード部がリムのウェル部からビードシートに乗り上げる際に、この湾曲形状のヒールがリムのハンプに引っ掛かり易く、嵌合圧を充分に低減することができなかった。また、このような構造のビード部は、静止状態ではリムに対して密着しているように見えるものの、ビード部のヒールとリムとが同様の湾曲形状を有するために、走行時にビード部のヒールがリムの湾曲形状に沿って動き易く、耐リム外れ性能についても必ずしも充分に得られているとは言えなかった。
【０００３】
そこで、例えば、特許文献１は、ビード部に埋設されるビードワイヤの径をトウ側とヒール側とで変化させてビードコアを所定の形状とすることで嵌合圧の低減と耐リム外れ性能の向上とを両立することを提案しているが、この方法では、ビードワイヤ（ビードコア）の形状の変更に伴い、ビードフィラー等の形状の再設計が必要になり、また、異なる径のビードワイヤを積層するためビードコアを構成するワイヤの層が崩れやすく、生産性が悪化することが懸念される。また、特許文献２は、ビード部のヒールを従来の湾曲形状に対して一部を直線状にカットした傾斜面を設けて、ヒールがリムのハンプに引っ掛かり難くして嵌合圧を低減することを提案しているが、この方法では、ビード部のヒールの一部がリムに対して密着しなくなるため、タイヤ内に充填した空気のシール性が低下することが懸念される。
【０００４】
このように、上述の特許文献１，２の方法では、嵌合圧の低減と耐リム外れ性能の向上との両立について必ずしも充分な改善が見込めず、また、いずれの方法でもビード部全体、或いは、ビード部に埋設される部材の設計変更が必要になるという問題があるため、従来のタイヤ構造を基本的に維持したままで嵌合圧の低減と耐リム外れ性能の向上とを高度に両立することが求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第４３３９０１６３号公報
【特許文献２】特開２００２‐２５４９０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、嵌合圧を低減すると共に、走行時におけるリム外れを防止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。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するための本発明の空気入りタイヤは、タイヤ周方向に延在して環状をなすトレッド部と、該トレッド部の両側に配置された一対のサイドウォール部と、これらサイドウォール部のタイヤ径方向内側に配置された一対のビード部とを備え、各ビード部にビードコアが埋設された空気入りタイヤにおいて、前記ビード部のリムクッション部の表面に毛状繊維が植毛されたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明では、リムクッション部の表面に毛状繊維が植毛されているので、リム組みの際にリムクッション部が直接当接する場合よりも、リムクッション部とリムとの接触面積が減少し、摩擦力が小さくなり、嵌合圧を低減することが可能になる。このとき、リムクッション部自体を改造するのではなく、毛状繊維を後付けで設けることができるので、既存のタイヤ構造（特にビード部の構造）や材料をそのまま利用することができる。その一方で、毛状繊維はビード部とリムとの間に存在するため、耐リム外れ性やシール性を阻害する異物となり得るが、ビード部のうちリムクッション部に限定的に配置されているので、耐リム外れ性やシール性を大きく損なうことがない。
【０００９】
本発明では、毛状繊維が、主成分として炭素、マグネシウム、銅、モリブデンから選ばれる少なくとも一種を含むことが好ましい。これら材料は、リムを構成する金属（主に、鉄）に対する摩擦係数が小さい特性を有するので、このような材料を毛状繊維に採用することで、リム組み時のリムクッション部とリムとの間の摩擦を抑制し、嵌合圧を効果的に低減することが可能になる。
【００１０】
本発明では、毛状繊維の植毛密度が５０本／ｃｍ2 〜２００本／ｃｍ2 であることが好ましい。このように毛状繊維の植毛密度を設定することで、毛状繊維を適度に植毛することができ、毛状繊維による低摩擦化により充分に嵌合圧を低減しながら、毛状繊維が過多になり耐リム外れ性やシール性を低下させることを防ぐことができる。
【００１１】
本発明では、毛状繊維の平均長さが０．１ｍｍ〜３ｍｍであり、且つ、毛状繊維の直径が２０μｍ〜１００μｍであることが好ましい。このように毛状繊維の寸法を設定することで、毛状繊維の太さ及び長さ最適化して、毛状繊維による嵌合圧の低減効果を充分に得ながら、毛状繊維を設けることに起因する耐リム外れ性やシール性の低下を効果的に防止することができる。
【００１２】
本発明では、毛状繊維がビードコアのタイヤ径方向最外側位置よりもタイヤ径方向内側の領域のみに植毛されたことが好ましい。このように毛状繊維を特定の領域のみに限定的に配置することで、毛状繊維を設けることに起因する耐リム外れ性やシール性の低下を効果的に防止することができる。
【００１３】
本発明では、毛状繊維がビードベース側からタイヤ径方向外側に向かって徐々に疎らに植毛されていることが好ましい。これにより、リム組み時にリムのハンプに最も強く接触するヒール側に毛状繊維が最も密に植毛され、その他の領域については毛状繊維が疎らになるので、嵌合圧を効果的に低減しながら、耐リム外れ性及びシール性の低下を充分に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態からなる空気入りタイヤの子午線半断面図である。
【図２】図１のビード部を拡大して示す説明図である。
【図３】本発明の別の実施形態からなる空気入りタイヤのビード部を拡大して示す説    明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
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。
【００１６】
図１に例示する空気入りタイヤＴにおいて、ＣＬはタイヤセンターライン、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間にはカーカス層４が装架されている。このカーカス層４は、タイヤ径方向に延びる複数本の補強コードを含み、各ビード部３に配置されたビードコア５の廻りにタイヤ内側から外側に折り返されている。また、ビードコア５の外周上にはビードフィラー６が配置され、このビードフィラー６がカーカス層４の本体部分と折り返し部分により包み込まれている。
【００１７】
一方、トレッド部１におけるカーカス層４の外周側には複数層（図１では２層）のベルト層７，８が埋設されている。これらベルト層７，８はタイヤ周方向に対して傾斜する複数本の補強コードを含み、かつ層間で補強コードが互いに交差するように配置されている。ベルト層７，８において、補強コードのタイヤ周方向に対する傾斜角度は例えば１０°〜４０°の範囲に設定されている。更に、ベルト層７，８の外周側にはタイヤ周方向に配向する繊維コードを含むベルト補強層９が設けられている。ベルト補強層９のタイヤ周方向に対するコード角度は５°以下、より好ましくは、３°以下である。
【００１８】
本発明は、このような一般的な空気入りタイヤに適用されるが、その具体的な構造は上述の基本構造に限定されるものではない。
【００１９】
空気入りタイヤのビード部３は、図２に拡大して示すように、タイヤ幅方向内側端に位置し、鋭角状に成形されたビードトウ３Ｔと、タイヤ幅方向外側端に位置し、リムＲ（図２では鎖線で表示）の湾曲形状に沿った円弧状に成形されたビードヒール３Ｈを含む。また、ビード部３は、ビードコア５のタイヤ幅方向外側端からタイヤ径方向に引いた直線よりもタイヤ幅方向内側（ビードトウ３Ｔ側）のビードベース部３１と、ビードコア５のタイヤ幅方向外側端からタイヤ径方向に引いた直線よりもタイヤ幅方向外側（ビードヒール３Ｈ側）からリムＲのタイヤ径方向最外側点に対応する位置までのリムクッション部３２に区分される。
【００２０】
本発明では、図２に例示したように、ビード部３のリムクッション部３２の表面に毛状繊維１０が植毛されている。このようにリムクッション部３２の表面に毛状繊維１０が植毛されているので、リム組みの際にリムクッション部３２がリムＲに直接当接する場合よりも、リムクッション部３２とリムＲとの接触面積が減少し、リムクッション部３２とリムＲとの間に生じる摩擦力が小さくなり、ビードヒール３ＨがリムＲのハンプＨを乗り越え易くなり、ビード部３をリムＲに対して容易に嵌合することが可能になる。即ち、嵌合圧を低減することが可能になる。このとき、リムクッション部３２自体の構造を改造するのではなく、毛状繊維１０を用いているので、既存のタイヤ構造（特にビード部３の構造）や材料をそのまま利用することができる。その一方で、毛状繊維１０はビード部３とリムＲとの間に存在するため、耐リム外れ性やシール性を阻害する異物となり得るが、ビード部３のうちリムクッション部３２に限定的に配置されているので、耐リム外れ性やシール性を大きく損なうことがなく、充分な耐リム外れ性やシール性を維持することができる。
【００２１】
毛状繊維１０は、その材質に依らず、毛状であることでリムクッション部３２とリムＲとの接触面積を減少し、リムクッション部３２とリムＲとの間に生じる摩擦力を小さくすることができるが、リムＲを構成する金属との間に生じる摩擦力がタイヤＴを構成するゴムの場合よりも小さい材料を用いることで、より効果的に摩擦力を低減し、嵌合圧を低下させることができる。摩擦力の指標としては、例えば、静止摩擦係数を採用することができ、タイヤＴを構成するゴムとリムＲを構成する金属（鉄）との間の静止摩擦係数が例えば０．７４であるので、金属（鉄）に対する静止摩擦係数が０．７４以下の材料を毛状繊維１０として用いることで嵌合圧を効果的に低減することができる。静止摩擦係数が０．７４以下の材料としては、例えば、炭素（静止摩擦係数が０．１５）、マグネシウム（静止摩擦係数が０．３４）、銅（静止摩擦係数が０．４６）、モリブデン（静止摩擦係数が０．４７）を例示することができるので、これら炭素、マグネシウム、銅、モリブデンから選ばれる少なくとも一種を主成分として含む材料を毛状繊維１０に用いることが好ましい。このようにリムＲを構成する金属（鉄）との静止摩擦係数が小さい特性を有する材料用いることで、リム組み時のリムクッション部３２とリムＲとの間の摩擦を抑制し、嵌合圧を効果的に低減することが可能になる。
【００２２】
尚、上述の静止摩擦係数とは、ＪＩＳ  Ｋ７１２５の摩擦係数試験法に準拠して、毛状繊維を構成する上述の各材料からなる滑り片を用いて測定した値である。各材料が毛状繊維１０に加工された状態での物性値ではないが、上述の方法により求められた静止摩擦係数の特性を有する材料を、より接触面積の小さい毛状繊維に加工して用いるので、その材料自体の静止摩擦係数の特性は維持される。
【００２３】
毛状繊維１０を植毛する方法は特に限定されないが、例えば、毛状繊維１０を設けるリムクッション部３２の表面に接着層を設け、この接着層に毛状繊維１０を吹き付けることで植毛することができる。或いは、静電植毛法を用いて毛状繊維を植毛することもできる。いずれの方法で植毛するとしても、成型された空気入りタイヤに対して後付けで毛状繊維を植毛することができるので、既存のタイヤ構造（特にビード部の構造）や材料をそのまま利用することができる。
【００２４】
毛状繊維１０の植毛密度は、好ましくは５０本／ｃｍ2 〜２００本／ｃｍ2 であるとよい。このように毛状繊維１０の植毛密度を設定することで、毛状繊維１０を適度に植毛することができ、毛状繊維１０による低摩擦化により充分に嵌合圧を低減しながら、毛状繊維１０が過多になり耐リム外れ性やシール性を低下させることを防ぐことができる。このとき、毛状繊維１０の植毛密度が５０本／ｃｍ2 よりも小さいと、毛状繊維１０が疎らになり、リムクッション部３２とリムＲとの間に生じる摩擦力を充分に低減することが難しくなる。毛状繊維１０の植毛密度が２００本／ｃｍ2 よりも大きいと、毛状繊維１０が密集して、リム組み後にリムクッション部３２とリムＲとが充分に密着しなくなるため、耐リム外れ性やシール性を充分に維持することが難しくなる。尚、毛状繊維１０の植毛密度は、毛状繊維１０の本数を毛状繊維１０が植毛された領域の面積で除して求める。例えば、図２のように毛状繊維１０がリムクッション部３２の前面に設けられている場合は、毛状繊維１０の総本数をリムクッション部３２の表面積で除した値が植毛密度である。
【００２５】
毛状繊維１０の形状は特に限定されないが、平均長さが０．１ｍｍ〜３ｍｍであり、且つ、直径が２０μｍ〜１００μｍであることが好ましい。より好ましくは、平均長さが０．７ｍｍ〜１．３ｍｍ、直径が４０μｍ〜７０μｍであるとよい。毛状繊維１０をこのような寸法にすることで、毛状繊維１０の太さ及び長さ最適化して、毛状繊維１０による嵌合圧の低減効果を充分に得ながら、毛状繊維１０を設けることに起因する耐リム外れ性やシール性の低下を効果的に防止することができる。このとき、毛状繊維１０の平均長さが０．１ｍｍよりも小さいと、毛状繊維１０による摩擦力の低減効果が充分に見込めなくなる。毛状繊維１０の平均長さが３ｍｍよりも大きいと、リム組み後にリムクッション部３２とリムＲとが充分に密着しなくなるため、耐リム外れ性やシール性を充分に維持することが難しくなる。同様に、毛状繊維１０の直径が２０μｍよりも小さいと、毛状繊維１０による摩擦力の低減効果が充分に見込めなくなり、毛状繊維１０の直径が１００μｍよりも大きいと、リム組み後にリムクッション部３２とリムＲとが充分に密着しなくなるため、耐リム外れ性やシール性を充分に維持することが難しくなる。
【００２６】
毛状繊維１０は、図２に例示するように、リムクッション部３２のタイヤ径方向の全面に設けることもできるが、図３に例示するように、リムクッション部３２の中でも、ビードコア５のタイヤ幅方向外側端からタイヤ径方向に引いた直線よりもタイヤ幅方向外側、且つ、ビードコア５のタイヤ径方向最外側位置よりもタイヤ径方向内側の領域Ａのみに植毛してもよい。このように毛状繊維１０を特定の領域Ａのみに限定的に配置することで、毛状繊維１０を設けることに起因する耐リム外れ性やシール性の低下を効果的に防止することができる。尚、図２のようにリムクッション部３２の全面に毛状繊維１０を設けた場合は、図３のように毛状繊維１０を領域Ａのみに限定した場合よりも耐リム外れ性やシール性は低下する虞はあるものの、逆に、リムクッション部３２のタイヤ径方向外側においてリムクッション部３２とリムＲとの隙間が毛状繊維１０により塞がれるので、走行中に水や土などの異物がリムクッション部３２とリムＲとの隙間に入り込むことを防止することができ、この点では図２のようにリムクッション部３２の全面に毛状繊維１０を設けることが有利である。
【００２７】
また、毛状繊維１０は、リムクッション部３２のタイヤ周方向の全面に設ける（即ち、タイヤ全周に連続的に設ける）ことが好ましいが、タイヤ周方向の一部に毛状繊維１０を有さない箇所が存在してもよい。このような場合であっても、リムクッション部３２の大半の部分が毛状繊維１０により低摩擦化されているため、嵌合圧を充分に低減することができる。
【００２８】
毛状繊維１０は、毛状繊維１０を設けた領域の全体に均一に配置することができるが、ビードベース３１側からタイヤ径方向外側に向かって徐々に疎らに植毛することもできる。これにより、リム組み時にリムＲのハンプＨに最も強く接触するビードヒール３Ｈ側に毛状繊維が最も密に配され、その他の部分については疎らになるので、嵌合圧を効果的に低減しながら、耐リム外れ性及びシール性の低下を充分に抑制することができる。尚、このように毛状繊維１０の植毛密度が変化する場合であっても、毛状繊維１０を設けた領域全体における植毛密度は上述の５０本／ｃｍ2 〜２００本／ｃｍ2 の範囲を満たしていることが好ましい。
【実施例】
【００２９】
タイヤサイズが２１５／４５Ｒ１７である空気入りタイヤにおいて、毛状繊維の植毛の有無、毛状繊維の素材、毛状繊維の摩擦係数、毛状繊維の植毛密度、毛状繊維の平均長さ、毛状繊維の直径、毛状繊維の植毛範囲をそれぞれ表１，２に記載のように異ならせた従来例１、比較例１〜２、及び、実施例１〜２０の２３種類のタイヤを製作した。
【００３０】
尚、毛状繊維が植毛されない従来例１及び比較例１を除く例では、毛状繊維はアクリル系エマルジョンタイプの接着剤を用いて貼り付けることで植毛した。
【００３１】
比較例２は、断面形状が図２と同等のビード部において、毛状繊維を植毛する代わりに、ビードヒール部の湾曲形状の一部を直線状にカットして傾斜面を設けた例である。
【００３２】
表１，２の「毛状繊維の摩擦係数」は、ＪＩＳ  Ｋ７１２５の摩擦係数試験法に準拠して、毛状繊維を構成する材料からなる滑り片を用いて測定した静止摩擦係数である。
【００３３】
表１，２の「植毛範囲」の欄について、ビードベース部を「ＢＢ」、リムクッション部を「ＲＣ」として示した。また、「領域Ａ」とは、リムクッション部の中のビードコアのタイヤ幅方向外側端からタイヤ径方向に引いた直線よりもタイヤ幅方向外側、且つ、ビードコアのタイヤ径方向最外側位置よりもタイヤ径方向内側の領域である。表１，２の「植毛密度の変化」の欄について、毛状繊維が植毛された領域内に均一に植毛された場合を「均一」、ビードベース側からタイヤ径方向外側に向かって徐々に疎らに植毛された場合を「変化」と表示した。
【００３４】
これら試験タイヤについて、下記の評価方法により、嵌合性、シール性、耐リム外れ性を評価し、その結果を表１，２に併せて示した。
【００３５】
嵌合性
各試験タイヤをリムサイズ１７×７Ｊのリムに組み付ける際の嵌合圧を測定した。嵌合圧の測定はタイヤ毎に１０回ずつ行い、その平均値を求めた。評価結果は、測定値の逆数を用い、従来例１を１００とする指数にて示した。この指数値が大きいほど嵌合圧が低く、嵌合性が良好であることを意味する。
【００３６】
シール性
各試験タイヤをリムサイズ１７×７Ｊのリムに組み付けて、空気圧２３０ｋＰａを充填し、１週間放置した後、タイヤ内圧を測定し、当初の空気圧（２３０ｋＰａ）に対する減少量を測定した。評価結果は、従来例１の測定値の逆数を用い、従来例１を１００とする指数にて示した。この指数値が大きいほど内圧の減少量が小さく、シール性が良好であることを意味する。尚、指数値が「９５」以上であれば従来レベルを維持して良好である。
【００３７】
耐リム外れ性
各試験タイヤをリムサイズ１７×７Ｊのリムに組み付けて、空気圧２３０ｋＰａを充填し、ＪＩＳ  Ｄ４２３０の規定に準拠して、ビードアンシーティング抵抗値（ｋＮ）を測定した。評価結果は、従来例１の測定値を１００とする指数にて示した。この指数値が大きいほど耐リム外れ性が優れていることを意味する。尚、指数値が「９５」以上であれば従来レベルを維持して良好である。
【００３８】
【表１】
2016055675.tif 000003
【００３９】
【表２】
2016055675.tif 000004
【００４０】
表１，２から判るように、実施例１〜２０の空気入りタイヤは、従来例１に対してシール性及び耐リム外れ性を良好に維持しながら、嵌合性を向上した。一方、毛状繊維を植毛する代わりにビードヒール部をカットした比較例１は、嵌合性を向上することはできるものの、シール性が大幅に悪化した。ビードベース部に毛状繊維を植毛した比較例２は、嵌合性を改善する効果が得られず、また、シール性及び耐リム外れ性が大幅に悪化した。
【符号の説明】
【００４１】
１  トレッド部
２  サイドウォール部
３  ビード部
３Ｔ  ビードトウ
３Ｈ  ビードヒール
３１  ビードベース部
３２  リムクッション部
４  カーカス層
５  ビードコア
６  ビードフィラー
７，８  ベルト層
９  ベルト補強層
１０  毛状繊維
ＣＬ  タイヤ赤道
Ｒ  リム
Ｈ  ハンプ
【図１】
2016055675.tif 000005
【図２】
2016055675.tif 000006
【図３】
2016055675.tif 000007