JP2006082789A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】耐久性を向上させ、かつ、タイヤの軽量化を図る空気入りタイヤを提供する。
【解決手段】本発明に係る空気入りタイヤは、タイヤ径方向内側からタイヤ径方向外側に向けて、少なくともカーカス層１２及び複数のベルト層が配置される空気入りタイヤであって、複数のベルト層が、互いに交差する３つの軸方向に沿って配列されるコード１３Ｘ，１３Ｙ，１３Ｚを互いに織り合わせた３軸織物１３Ａにゴム成分が含浸されることによって構成され、タイヤ周方向に沿って１周巻き付けられているコード補強層１３と、コード補強層１３のタイヤ径方向外側に配置され、タイヤ周方向に沿って螺旋状に巻き付けられているスパイラルキャップ１４との少なくとも２種類によって構成されていることを要旨とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、耐久性を向上させ、かつ、タイヤの軽量化を図る空気入りタイヤに関する。

一般的に、空気入りタイヤでは、一方向にのみ配列されたスチールコードによって構成されているベルト層が複数重ね合わされ、当該スチールコードが交差するように配置されている。

しかしながら、このような空気入りタイヤにおいて、タイヤ回転時（使用時）のベルト層は、交差したスチールコードによって構成された菱形が変形するパンタグラフ変形を起こしてしまい、当該菱形に戻ろうとする力（エネルギー）が発生してしまう。この菱形に戻ろうとする力が繰り返し行われることにより、タイヤ耐久性が低下してしまうという問題があった。

このため、タイヤ周方向に２周以上巻き付けられている３軸織物（互いに交差する３つの軸方向に沿って配列するコードを互いに織り合わせた織物）によって構成されているベルト層を備えることによって、耐久性を確保しつつ、操縦安定性を向上させる空気入りタイヤ（特許文献１）が提案されている。
特開２００２−２２１８号公報（第２−３頁）

しかしながら、上述した空気入りタイヤでは、３軸織物がタイヤ周方向に２周以上巻き付けられているため、タイヤの軽量化には適していない。また、３軸方向に織られた繊維などにおいて、荷重が繰返して行われることによる弾性変形によってフレッティング（摩耗）が発生してしまうため、耐久性については、さらに改善の余地があった。

そこで、本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、さらに耐久性を向上させ、かつ、タイヤの軽量化を図る空気入りタイヤを提供することを目的とする。

本発明の第１の特徴は、タイヤ径方向内側からタイヤ径方向外側に向けて、少なくともカーカス層（カーカス層１２）及び複数のベルト層が配置される空気入りタイヤであって、複数のベルト層が、互いに交差する３つの軸方向に沿って配列されるコード（コード１３Ｘ，１３Ｙ，１３Ｚ）を互いに織り合わせた３軸織物（３軸織物１３Ａ）にゴム成分が含浸されることによって構成され、タイヤ周方向に沿って１周巻き付けられているコード補強層（コード補強層１３）と、コード補強層のタイヤ径方向外側に配置され、タイヤ周方向に沿って螺旋状に巻き付けられているスパイラルキャップ（スパイラルキャップ１４）との少なくとも２種類によって構成されていることを要旨とする。

かかる特徴によれば、複数のベルト層にタイヤ周方向に沿って１周巻き付けられている３軸織物を含むコード補強層が用いられるため、タイヤ回転時（使用時）に発生するパンタグラフ変形（菱形変形）を生じさせなくすることにより、菱形に戻ろうとする力（エネルギー）を抑制することができ、耐久性を向上させることができる。

また、コード補強層のタイヤ径方向外側にスパイラルキャップが配置されていることにより、３軸方向に織られた繊維などにおいて発生するフレッティング（摩擦）を抑制することができるため、コード補強層の耐久性をさらに向上させるとともに、従来２周以上巻き付けられたコード補強層を１周巻きにすることができ、タイヤの軽量化を図ることができる。

本発明の第２の特徴は、本発明の第１の特徴に係り、３軸織物を構成するコードが、所定の有機繊維、所定の無機繊維、又は、所定の金属繊維のうちの少なくとも１種で形成されていることを要旨とする。

かかる特徴によれば、所定の有機繊維（例えば、芳香族ポリアミド繊維、脂肪酸ポリアミド繊維、ポリエステル繊維、ポリパラフェニレンベンゼンオキサゾール繊維、ポリビニルアルコール系合成繊維又は炭素繊維）、所定の無機繊維（例えば、ガラス繊維）、又は、所定の金属繊維（例えば、スチールワイヤー）が３軸織物に用いられることによって、コード補強層の強度をより効果的に向上させることができるため、コード補強層の剛性の向上を図れ、３軸方向に織られた繊維などにおいて発生するフレッティングを抑制することができるとともに、コード補強層の耐久性をさらに向上させることができる。

本発明の第３の特徴は、本発明の第１の特徴又は第２の特徴に係り、カーカス層に最初に巻かれる部分である第１端部（始点）と、カーカス層に最後に巻かれる部分である第２端部（終点）とが重なった長さを示すオーバーラップ（δ）が、０＜δ＜５０ｍｍであることを要旨とする。

かかる特徴によれば、オーバーラップ（δ）が０＜δ＜５０ｍｍであることによって、タイヤの均一が確保でき、ユニフォミティーを確保することができる。

なお、オーバーラップ（δ）が５０ｍｍ以上である場合、タイヤの均一が崩れた状態（不均一）となってしまい、操縦安定性を低下させてしまうとともに、タイヤ騒音が増大してしまう。

本発明の第４の特徴は、本発明の第１の特徴に係り、スパイラルキャップが、所定の有機繊維で形成されていることを要旨とする。

かかる特徴によれば、所定の有機繊維（例えば、ナイロン）がスパイラルキャップに用いられることによって、スパイラルキャップの強度をより効果的に向上させることができるとともに、スパイラルキャップの耐久性を向上させることができる。

本発明の第５の特徴は、本発明の第１の特徴又は第４の特徴の何れかに係り、スパイラルキャップが、トレッド部（トレッド部１５）の全体幅（Ｗ）に対して１〜１０％の幅（α）を有するリボンによって構成されていることを要旨とする。

かかる特徴によれば、スパイラルキャップがトレッド部の全体幅に対して１〜１０％の幅を有するリボンであることによって、タイヤの均一が確保でき、ユニフォミティーを確保することができる。

本発明によれば、耐久性を向上させ、かつ、タイヤの軽量化を図る空気入りタイヤを提供することができる。

次に、本発明に係る空気入りタイヤの一例について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の図面の記載において、同一または類似の部分には、同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なのものであり、各寸法の比率などは現実のものとは異なることを留意すべきである。従って、具体的な寸法などは以下の説明を参酌して判断すべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。

（空気入りタイヤの構成）
図１は、本実施形態に係る空気入りタイヤ１の一部分解斜視図である。図１に示すように、空気入りタイヤ１は、ホイールのリム部（不図示）に接触するビードコア１１ａ及びビードフィラー１１ｂを含む１対のビード部１１を有している。具体的には、ビード部１１を構成するビードコア１１ａには、スチールコードなどが用いられる。

また、空気入りタイヤ１は、当該空気入りタイヤ１の骨格となるカーカス層１２を有している。また、カーカス層１２のタイヤ径方向外側には、２層のベルト層（コード補強層１３及びスパイラルキャップ１４）が配置されている。なお、空気入りタイヤ１は、コード補強層１３及びスパイラルキャップ１４の２層のベルト層を有しているが、当該ベルト層を２層以上備えていてもよい。

また、スパイラルキャップ１４のタイヤ径方向外側には、路面と接地するトレッド部１５が配置されている。

次に、図２を参照して、上述したコード補強層１３及びスパイラルキャップ１４について簡単に説明する。図２は、空気入りタイヤ１のタイヤ幅方向の断面図である。

図２に示すように、カーカス層１２のタイヤ径方向外側に配置されているコード補強層１３は、互いに交差する３つの軸方向に沿って配列されるコードを互いに織り合わせた３軸織物にゴム成分が含浸されることによって構成されている。また、コード補強層１３は、タイヤ周方向に沿って１周巻き付けられている。

また、コード補強層１３のタイヤ径方向外側に配置されているスパイラルキャップ１４は、タイヤ周方向に沿って螺旋状に巻き付けられている。

次に、図３を参照して、上述したコード補強層１３を構成する３軸織物１３Ａについて簡単に説明する。図３は、空気入りタイヤ１におけるコード補強層１３の拡大平面図である。

図３に示すように、コード補強層１３を構成する３軸織物１３Ａは、同一平面内で、Ｘ軸に沿って配列されたコード１３Ｘと、Ｙ軸に沿って配列されたコード１３Ｙと、Ｚ軸に沿って配列されたコード１３Ｚとを互いに織り合わせたものである。各コード（１３Ｘ、１３Ｙ及び１３Ｚ）は、その交差部において、上下にかつ互い違いに順次交差している。

ここで、Ｙ軸及びＺ軸は、Ｘ軸に対して６０°以下の角度をなすように構成されていることが好ましい。また、コード補強層１３は、Ｘ軸がタイヤ周方向に沿うように配置されることが好ましい。

なお、各コード（１３Ｘ、１３Ｙ及び１３Ｚ）の材料としては、所定の有機繊維、所定の無機繊維、又は、所定の金属繊維が用いられ、また、これらを織り合わせたものを用いてもよい。

また、所定の有機繊維は、芳香族ポリアミド繊維、脂肪酸ポリアミド繊維、ポリエステル繊維、ポリパラフェニレンベンゼンオキサゾール繊維、ポリビニルアルコール系合成繊維又は炭素繊維であることが好ましく、これに限定されるものではない。例えば、有機繊維の強度として１２０Ｎ／本以上の有機繊維であればよい。

また、所定の無機繊維は、ガラス繊維であることが好ましく、これに限定されるものではない。例えば、無機繊維の強度として３００Ｎ／本以上の無機繊維であればよい。

また、所定の金属繊維は、スチールワイヤーであることが好ましく、これに限定されるものではない。例えば、金属繊維の強度として５００Ｎ／本以上の金属繊維であればよい。

また、スパイラルキャップ１４の材料としては、所定の有機繊維が用いられる。なお、所定の有機繊維は、ナイロンであることが好ましく、これに限定されるものではない。例えば、有機繊維の強度として１００Ｎ／本以上の有機繊維であればよい。

また、スパイラルキャップ１４は、図４に示すように、トレッド部の全体幅（Ｗ）に対して１〜１０％の幅（α）を有するリボンによって構成されていてもよい。

次に、図５を参照して、上述したコード補強層１３のオーバーラップ（α）について簡単に説明する。図５は、空気入りタイヤ１のタイヤ周方向の断面図である。

ここで、オーバーラップ（α）とは、カーカス層１２に最初に巻き付けられる部分である始点Ｓ（第１端部）と、カーカス層１２に最後に巻き付けられる部分である終点Ｅ（第２端部）とが重なった長さを示す。

図５に示すように、コード補強層１３のオーバーラップ（δ）は、０＜δ＜５０ｍｍであることが好ましい。なお、コード補強層１３のオーバーラップ（δ）が５０ｍｍ以上である場合、タイヤの均一が崩れた状態（不均一）となってしまい、操縦安定性を低下させてしまうとともに、タイヤ騒音が増大してしまう。

次に、本発明の効果をさらに明確にするために、以下の比較例１、比較例２及び実施例１〜実施例３に係る空気入りタイヤを用いて行った試験結果について説明する。

表１は、比較例１、比較例２及び実施例１〜実施例３に係る空気入りタイヤのベルト構造を示すものである。

なお、比較例１、比較例２及び実施例１〜実施例３に用いられた空気入りタイヤのサイズは、いずれも“１９５／６５Ｒ１５”である。すなわち、タイヤ幅が約１９５ｍｍであり、扁平率（タイヤ幅に対するタイヤ断面高さの比）が約６５％であり、リム径が１５インチである。

表１に示すように、比較例１に係る空気入りタイヤは、後述する比較例２及び実施例１〜３に係る空気入りタイヤの基準となるタイヤである。比較例１に係る空気入りタイヤでは、一方向にのみ配列されたスチールコードによって構成されたベルト層（２層）を、当該スチールコードが交差するように重ね合わせて配置されている。

比較例２に係る空気入りタイヤでは、芳香族ポリアミド繊維（２２００ｄｔｅｘ）のコードを互いに織り合わせた３軸織物を含むコード補強層が用いられる。なお、コード補強層は、タイヤ周方向に沿って２周巻き付けられている。

本発明が適用された実施例１に係る空気入りタイヤでは、芳香族ポリアミド繊維（２２００ｄｔｅｘ）のコードを互いに織り合わせた３軸織物を含むコード補強層と、タイヤ周方向に沿って螺旋状に形成されているナイロン製のスパイラルキャップとが用いられる。なお、コード補強層は、タイヤ周方向に沿って１周巻き付けられている。

実施例２に係る空気入りタイヤでは、芳香族ポリアミド繊維（２２００ｄｔｅｘ）のコードを互いに織り合わせた３軸織物を含むコード補強層と、タイヤ周方向に沿って螺旋状に形成されているナイロン製のスパイラルキャップとが用いられる。なお、コード補強層は、タイヤ周方向に沿って２周巻き付けられている。

実施例３に係る空気入りタイヤでは、芳香族ポリアミド繊維（２２００ｄｔｅｘ）のコードを互いに織り合わせた３軸織物を含むコード補強層と、タイヤ周方向に沿って螺旋状に形成されているナイロン製のスパイラルキャップとが用いられる。なお、コード補強層は、所定の幅でタイヤ周方向に沿ってスパイラル状（螺旋状）に巻き付けられている。

次に、上述した比較例１、比較例２及び実施例１〜実施例３に係る空気入りタイヤのベルト質量、水圧試験、ドラム耐久試験及びユニフォミティーについて説明する。表２は、比較例１、比較例２及び実施例１〜実施例３に係る空気入りタイヤのベルト質量、水圧試験、ドラム耐久試験及びユニフォミティーの試験結果を示すものである。

＜ベルト質量＞
基準となる比較例１に係る空気入りタイヤのベルト質量を“１００”とし、比較例２及び実施例１〜実施例３に係る空気入りタイヤのベルト質量を計測した。なお、指数が小さいほど、ベルト質量が少ない。

この結果、比較例２に係る空気入りタイヤのベルト質量が“６７”であり、実施例１に係る空気入りタイヤのベルト質量が“６５”であり、実施例２に係る空気入りタイヤのベルト質量が“１００”であり、実施例３に係る空気入りタイヤのベルト質量が“１００”であった。

すなわち、本発明が適用された実施例１に係る空気入りタイヤは、その他の空気入りタイヤ（比較例１、比較例２、実施例２及び実施例２に係る空気入りタイヤ）に比べ、ベルト質量が軽いと評価した。

＜水圧試験＞
各空気入りタイヤを標準リムに組み、各空気入りタイヤの内部に水を注入し、比較例１に係る空気入りタイヤが破壊した時の水圧値を“１００”とし、比較例２及び実施例１〜実施例３に係る空気入りタイヤの水圧値を指数化した。なお、指数が大きいほど、耐久性が優れている。

この結果、比較例２に係る空気入りタイヤの水圧値が“１００”であり、実施例１に係る空気入りタイヤの水圧値が“１００”であり、実施例２に係る空気入りタイヤの水圧値が“１１０”であり、実施例３に係る空気入りタイヤの水圧値が“１０５”であった。

すなわち、本発明が適用された実施例１に係る空気入りタイヤは、比較例１及び比較例２に係る空気入りタイヤと比べることにより、耐久性が確保できると評価した。

＜ドラム耐久試験＞
各空気入りタイヤを室内に設置されたドラムにて、一定の速度で転動させた時の比較例１に係る空気入りタイヤの耐久性を“１００”とし、比較例２及び実施例１〜実施例３に係る空気入りタイヤの耐久性を指数化した。なお、指数が大きいほど、耐久性が優れている。

この結果、比較例２に係る空気入りタイヤの耐久性が“９５”であり、実施例１に係る空気入りタイヤの耐久性が“１１０”であり、実施例２に係る空気入りタイヤの耐久性が“１２０”であり、実施例３に係る空気入りタイヤの耐久性が“１１５”であった。

すなわち、本発明が適用された実施例１に係る空気入りタイヤは、比較例１及び比較例２に係る空気入りタイヤに比べ、耐久性が優れていると評価した。

＜ユニフォミティー＞
各空気入りタイヤを室内に設置されたユニフォミティー試験装置にて、ＪＡＳＯ Ｃ６０７で規定されている方法によって比較例１に係る空気入りタイヤのユニフォミティーを“１００”とし、比較例２及び実施例１〜実施例３に係る空気入りタイヤのユニフォミティーを指数化した。なお、指数が小さいほど、ユニフォミティーが優れている。

この結果、比較例２に係る空気入りタイヤのユニフォミティーが“９５”であり、実施例１に係る空気入りタイヤのユニフォミティーが“９５”であり、実施例２に係る空気入りタイヤのユニフォミティーが“９８”であり、実施例３に係る空気入りタイヤのユニフォミティーが“１０５”であった。

すなわち、本発明が適用された実施例１に係る空気入りタイヤは、比較例１、実施例２及び実施例３に係る空気入りタイヤに比べ、ユニフォミティーが優れていると評価した。

（空気入りタイヤの作用・効果）
以上説明した本実施形態に係る空気入りタイヤ１によれば、複数のベルト層にタイヤ周方向に沿って１周巻き付けられている３軸織物１３Ａを含むコード補強層１３が用いられるため、タイヤ回転時（使用時）に発生するパンタグラフ変形（菱形変形）を生じさせなくすることにより、菱形に戻ろうとする力（エネルギー）を抑制することができ、耐久性を向上させることができる。

また、コード補強層１３のタイヤ径方向外側にスパイラルキャップ１４が配置されていることにより、３軸方向に織られた繊維などにおいて発生するフレッティング（摩擦）を抑制することができるため、コード補強層１３の耐久性をさらに向上させるとともに、従来２周以上巻き付けられたコード補強層１３を１周巻きにすることができ、タイヤの軽量化を図ることができる。

また、所定の有機繊維（例えば、芳香族ポリアミド繊維、脂肪酸ポリアミド繊維、ポリエステル繊維、ポリパラフェニレンベンゼンオキサゾール繊維、ポリビニルアルコール系合成繊維又は炭素繊維）、所定の無機繊維（例えば、ガラス繊維）、又は、所定の金属繊維（例えば、スチールワイヤー）が３軸織物１３Ａに用いられることによって、コード補強層１３の強度をより効果的に向上させることができるため、コード補強層１３の剛性の向上を図れ、３軸方向に織られた繊維などにおいて発生するフレッティングを抑制することができるとともに、コード補強層１３の耐久性をさらに向上させることができる。

また、オーバーラップ（δ）が０＜δ＜５０ｍｍであることによって、タイヤの均一が確保でき、ユニフォミティーを確保することができる。

また、所定の有機繊維（例えば、ナイロン）がスパイラルキャップ１４に用いられることによって、スパイラルキャップ１４の強度をより効果的に向上させることができるとともに、スパイラルキャップ１４の耐久性を向上させることができる。

また、スパイラルキャップ１３がトレッド部１５の全体幅に対して１〜１０％の幅を有するリボンであることによって、タイヤの均一が確保でき、ユニフォミティーを確保することができる。

本発明の実施形態に係る空気入りタイヤ１の一部分解斜視図である。 本発明の実施形態に係る空気入りタイヤ１のタイヤ幅方向の断面図である。 本発明の実施形態に係る空気入りタイヤ１におけるコード補強層１３の拡大平面図である。 本発明の実施形態に係る空気入りタイヤ１の一部分解斜視図である。 本発明の実施形態に係る空気入りタイヤ１のタイヤ周方向の断面図である。

符号の説明

１…空気入りタイヤ、１１…ビード部、１１ａ…ビードコア、１１ｂ…ビードフィラー、１２…カーカス層、１３…コード補強層、１３Ａ…３軸織物、１３Ｘ，１３Ｙ，１３Ｚ…コード、１４…スパイラルキャップ、１５…トレッド部

Claims (5)

1. タイヤ径方向内側からタイヤ径方向外側に向けて、少なくともカーカス層及び複数のベルト層が配置される空気入りタイヤであって、
   前記複数のベルト層は、
   互いに交差する３つの軸方向に沿って配列されるコードを互いに織り合わせた３軸織物にゴム成分が含浸されることによって構成され、タイヤ周方向に沿って１周巻き付けられているコード補強層と、
   前記コード補強層のタイヤ径方向外側に配置され、タイヤ周方向に沿って螺旋状に巻き付けられているスパイラルキャップとの少なくとも２種類によって構成されていることを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記３軸織物を構成する前記コードは、所定の有機繊維、所定の無機繊維、又は、所定の金属繊維のうちの少なくとも１種で形成されてい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. 前記カーカス層に最初に巻かれる部分である第１端部と、前記カーカス層に最後に巻かれる部分である第２端部とが重なった長さを示すオーバーラップ（δ）は、０＜δ＜５０ｍｍ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. 前記スパイラルキャップは、所定の有機繊維で形成されていることを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤ。
5. 前記スパイラルキャップは、トレッド部の全体幅に対して１〜１０％の幅を有するリボンによって構成されていることを特徴とする請求項１又は請求項４に記載の空気入りタイヤ。
   
   

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