JP2012196993A - タイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】 カーカス層を分割した構造のタイヤにおいて、耐久性の低下抑制と軽量化とを両立することが可能なタイヤを提供する。
【解決手段】 タイヤ１は、第１カーカス部材２０ａと第２カーカス部材２０ｂとによって構成されるカーカス層２０を有し、第１カーカス部材２０ａと第２カーカス部材２０ｂとがトレッド幅方向に離間して配置されており、カーカス層２０よりもタイヤ外側に配置される第１ベルト層３１と、カーカス層２０よりもタイヤ内側に配置される第２ベルト層３２とを備え、第１カーカス部材２０ａのトレッド部側の端２１ａと、第２カーカス部材２０ｂのトレッド部側の端２１ｂとは、第１及び第２ベルト層３１、３２とによって挟み込まれており、第１ベルト層３１のトレッド幅方向の幅Ｗ１は、第２ベルト層３２のトレッド幅方向の幅Ｗ２よりも広い。
【選択図】図１

Description

本発明は、第１カーカス部材と、第２カーカス部材とによって構成されるカーカス層を有し、第１カーカス部材と第２カーカス部材とがトレッド幅方向に離間して配置されるタイヤに関する。

近年、環境保護や省エネルギーの観点から、自動車の低燃費化が進められており、それに伴って空気入りタイヤ（以下、タイヤ）の軽量化が強く求められている。また、このような要求に応じるため、トレッド部を構成するカーカス層の一部がなく、カーカス層がトレッド幅方向に分割された構造のタイヤが提案されている。

具体的に、かかる構造のタイヤでは、カーカス層が、一方のビードコアからトレッド部に向かって延びる第１カーカス部材と、他方のビードコアからトレッド部に向かって延びる第２カーカス部材とよって構成されている。また、トレッド幅方向において、第１カーカス部材のトレッド部側の端と、第２カーカス部材のトレッド部側の端との間には、カーカス層がなく、所定間隔の隙間が設けられている。

また、かかるタイヤには、カーカス層よりもタイヤ外側に複数のベルト層が配置されており、当該ベルト層が、第１カーカス部材のトレッド部側の端と、第２カーカス部材のトレッド部側の端とに渡って配置されることで、第1及び第2カーカス部材をタイヤ外側から保持するように構成されている。

このような構造により、かかるタイヤは、カーカス層を分割していない構造のタイヤと比べて、第１カーカス部材と第２カーカス部材との間に設けた隙間に相当するカーカス層の分だけ、軽量化を図ることができる。

ここで、上述した構造のタイヤは、タイヤの軽量化が図れるという利点がある反面、タイヤ内圧が高まった際に、第１カーカス部材と第２カーカス部材とが、トレッド幅方向に広がるとともに、抜け出す可能性があり、タイヤの耐久性が低下するという懸念がもたれていた。

そこで、第１及び第２カーカス部材のトレッド部側の端に、新たに補強材を配置した構造のタイヤも提案されている（例えば、特許文献１参照）。具体的に、特許文献１に示されるタイヤでは、第１及び第２カーカス部材のトレッド部側の端において、当該端のタイヤ内側に補強材が配置されており、当該補強材と、タイヤ外側に配置されるベルト層とによって、第１及び第２カーカス部材のトレッド部側の端を挟み込むように構成されている。

このようなタイヤによれば、タイヤ内圧が高まっても、第１及び第２カーカス部材は、トレッド幅方向に広がりにくくなるので、タイヤの耐久性の低下を抑制することができる。

特開２００７−２８３９６２号公報

しかしながら、上述した従来のタイヤには、次のような問題があった。すなわち、タイヤの軽量化を図るために、カーカス層を分割させているにも関わらず、新たに補強材を配置することによってタイヤの重量が増えてしまい、軽量化の利点が損なわれていた。

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、カーカス層を分割した構造のタイヤにおいて、耐久性の低下抑制と軽量化とを両立することが可能なタイヤの提供を目的とする。

まず、本発明の第１の特徴は、一方のビートコア（例えば、ビートコア１０ａ）からトレッド部（トレッド部４０）に向かって延びる第１カーカス部材（第１カーカス部材２０ａ）と、他方のビートコア（例えば、ビートコア１０ｂ）から前記トレッド部に向かって延びる第２カーカス部材（第２カーカス部材２０ｂ）とによって構成されるカーカス層（カーカス層２０）を有し、前記第１カーカス部材と前記第２カーカス部材とがトレッド幅方向に離間して配置されるタイヤ（空気入りタイヤ１）であって、前記カーカス層よりもタイヤ外側に配置される第１ベルト層（第１ベルト層３１）と、前記カーカス層よりもタイヤ内側に配置される第２ベルト層（第２ベルト層３２）とを備え、前記第１カーカス部材のトレッド部側の端（端２１ａ）と、前記第２カーカス部材のトレッド部側の端（端２１ｂ）とは、前記第１ベルト層と前記第２ベルト層とによって挟み込まれており、前記第１ベルト層のトレッド幅方向の幅（幅Ｗ１）は、前記第２ベルト層のトレッド幅方向の幅（Ｗ２）よりも広いことを要旨とする。

このような特徴によれば、第１カーカス部材と第２カーカス部材とによって構成されるカーカス層を有するタイヤにおいて、第１カーカス部材のトレッド部側の端と、第２カーカス部材のトレッド部側の端とが、第１ベルト層と第２ベルト層とによって挟み込まれている。したがって、第１ベルト層と第２ベルト層とが、第１及び第２カーカス部材をタイヤ内側方向と外側方向との両面から保持するので、第１及び第２カーカス部材が、トレッド幅方向に広がることに起因するタイヤの耐久性の低下を抑制できる。

特に、第１ベルト層のトレッド幅方向の幅が第２ベルト層のトレッド幅方向の幅よりも広いので、第２ベルト層と第１及び第２カーカス部材とのトレッド幅方向におけるせん断力を緩和させて、第１及び第２カーカス部材がトレッド幅方向に広がることを抑制できる。更に、第１ベルト層の幅が、第２ベルト層の幅よりも広いため、第２ベルト層の幅よりも狭いタイヤと比べて、第２ベルト層の端部と第１及び第２カーカス部材との界面に発生する応力集中（第２ベルト層の端部が第１及び第２カーカス部材に突き刺さる方向への応力集中）を、抑制できる。

また、本実施形態に係るタイヤによれば、新たな部材を設けることなく、従来からタイヤに設けられている複数のベルト、すなわち、第１ベルト層と第２ベルト層とを用いて第１及び第２カーカス部材を保持することができるので、新たな部材を設けることによって重量を増加させることなく、タイヤの軽量化の利点を生かすことができる。

本発明によれば、カーカス層を分割した構造のタイヤにおいて、耐久性の低下抑制と軽量化とを両立することが可能なタイヤを提供することができる。

図１は、本発明の実施形態に係る空気入りタイヤを示すトレッド幅方向断面図である。

次に、本発明に係る空気入りタイヤの実施形態について、図面を参照しながら説明する。具体的に、（１）空気入りタイヤの構成、（２）ベルト層の構成、（３）作用・効果、（４）比較評価、（５）その他の実施形態について説明する。

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、同一または類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率などは現実のものとは異なることに留意すべきである。

したがって、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得る。

（１）空気入りタイヤの構成
本実施形態に係る空気入りタイヤ１の構成について、図面を参照しながら説明する。図１は、本実施形態に係る空気入りタイヤ１のトレッド幅方向断面図である。図１に示す空気入りタイヤ１は、乗用車等に用いられるラジアルタイヤを想定しているが、これに限定されるものではない。なお、空気入りタイヤ１はタイヤ赤道線ＣＬを基準にトレッド幅方向に線対称である。

図１に示すように、空気入りタイヤ１は、トレッド幅方向に離間して配置された一対のビードコア１０ａ、１０ｂと、ビードコア１０ａ、１０ｂ間をトロイダル状に沿って延びるタイヤの骨格となるカーカス層２０と、カーカス層２０のタイヤ外側に配置された第１ベルト層３１と、カーカス層２０のタイヤ内側に配置された第２ベルト層３２とを備えている。

カーカス層２０は、一方のビートコア１０ａからトレッド部４０に向かって延びる第１カーカス部材２０ａと、他方のビートコア１０ｂからトレッド部４０に向かって延びる第２カーカス部材２０ｂとによって構成されている。つまり、カーカス層２０は、タイヤ赤道線ＣＬの左側に配置される第１カーカス部材２０ａと、タイヤ赤道線ＣＬの右側に配置される第２カーカス部材２０ｂとに分割されている。

具体的に、第１カーカス部材２０ａは、一方の端がビードコア１０ａに折り返すように係留されており、他方の端２１ａがトレッド部４０に向かって延びている。第２カーカス部材２０ｂは、一方の端がビードコア１０ｂに折り返すように係留されており、他方の端２１ｂがトレッド部４０に向かって延びている。なお、第１カーカス部材２０ａ及び第２カーカス部材２０ｂは、カーカスコードと、カーカスコードを覆うゴムからなる層とにより構成される。

また、空気入りタイヤ１では、第１カーカス部材２０ａと第２カーカス部材２０ｂとが、トレッド幅方向に所定間隔Ｄだけ離間して配置されている。なお、第１カーカス部材２０ａと第２カーカス部材２０ｂとが離間して配置されることによって、空気入りタイヤ１には、隙間領域２５が形成されている。

このような構成によって、空気入りタイヤ１では、カーカス層が分割されていない空気入りタイヤと比べ、隙間領域２５に相当するカーカス層の重量分だけ、軽量化が図られている。

第１ベルト層３１及び第２ベルト層３２は、タイヤ周方向に対して傾斜する方向へ延びる複数本のベルトコードをゴム被覆してなるものであって、かかるベルトコードは、スチール繊維等の剛性の高い素材によって構成されている。なお、第１ベルト層３１及び第２ベルト層３２の構成については、詳細を後述する。

また、空気入りタイヤ１のトレッド幅方向の中央部には、路面と接地するトレッド部４０が形成されており、かかるトレッド部４０は、カーカス層２０を構成する第１及び２カーカス部材２０ａ、２０ｂの一部と、第１ベルト層３１及び第２ベルト層３２と、これらを覆うトレッドゴムとによって構成されている。トレッド部４０には、タイヤ周方向に沿って延びる周方向溝４１が形成され、トレッド部４０の左右両側には、サイドウォール部５０およびビード部６０が一対に設けられている。

また、カーカス層２０と第２ベルト層３２とのタイヤ内側には、インナーライナー７０が設けられている。インナーライナー７０は、チューブに相当する気密性の高いゴム層によって構成されている。

（２）ベルト層の構成
次に、本実施形態に係る空気入りタイヤ１における第１ベルト層３１及び第２ベルト層３２の構成について図１を参照して説明する。

図１に示すように、本実施形態に係る空気入りタイヤ１は、カーカス層２０よりもタイヤ外側に配置される第１ベルト層３１と、カーカス層２０よりもタイヤ内側に配置される第２ベルト層３２とを備える。なお、図１に示すように、トレッド部４０において、タイヤ外側は、タイヤ径方向外側とし、タイヤ内側は、タイヤ径方向内側としてもよい。

また、本実施形態に係る空気入りタイヤ１では、第１カーカス部材２０ａのトレッド部側の端２１ａと、第２カーカス部材２０ｂのトレッド部側の端２１ｂとは、第１ベルト層３１と第２ベルト層３２とによって挟み込まれている。

また、図１に示すように、第１ベルト層３１と第２ベルト層３２とは、ドレッド幅方向断面において、第１カーカス部材２０ａのトレッド部側の端２１ａから所定の挟み込み量Ｌの幅だけ、第１カーカス部材２０ａを挟み込んでいる。なお、第１ベルト層３１と第２ベルト層３２とは、第２カーカス部材２０ｂにおいても、トレッド部側の端２１ｂから同様の幅だけ挟み込んでいる。

また、本実施形態に係る空気入りタイヤ１において、第１ベルト層３１のトレッド幅方向の幅Ｗ１は、第２ベルト層３２のトレッド幅方向の幅Ｗ２よりも広くなるように構成されている。

（３）作用・効果
次に本実施形態に係る空気入りタイヤ１の作用及び効果について説明する。

本実施形態に係る空気入りタイヤ１は、第１カーカス部材２０ａのトレッド部側の端２１ａとによって構成されるカーカス層２０を有し、第１カーカス部材２０ａと第２カーカス部材２０ｂとが、トレッド幅方向に所定間隔Ｄだけ離間して配置されている。

また、かかる空気入りタイヤ１は、第１カーカス部材２０ａのトレッド部側の端２１ａと、第２カーカス部材２０ｂのトレッド部側の端２１ｂとが、第１ベルト層３１と第２ベルト層３２とによって挟み込まれている。

したがって、第１ベルト層３１と第２ベルト層３２とが、第１及び第２カーカス部材２０ａ、２０ｂをタイヤ内側方向と外側方向との両面から保持するので、第１及び第２カーカス部材２０ａ、２０ｂが、トレッド幅方向に広がることに起因するタイヤの耐久性の低下を抑制できる。

特に、第１ベルト層３１のトレッド幅方向の幅Ｗ１が第２ベルト層３２のトレッド幅方向の幅Ｗ２よりも広いので、第２ベルト層３２と第１及び第２カーカス部材２０ａ、２０ｂのトレッド幅方向におけるせん断力を緩和させて、第１及び第２カーカス部材２０ａ、２０ｂがトレッド幅方向に広がることを抑制できる。更に、第１ベルト層３１の幅Ｗ１が、第２ベルト層３２の幅Ｗ２よりも広いため、第２ベルト層３２の幅Ｗ２よりも狭い場合と比べて、第２ベルト層３２の端部と第１及び第２カーカス部材２０ａ、２０ｂとの界面に発生する応力集中（第２ベルト層３２の端部が第１及び第２カーカス部材２０ａ、２０ｂに突き刺さる方向の応力集中）を緩和できる。

また、第１ベルト層３１と第２ベルト層３２とは、タイヤ内圧が高まった際にテンションがかかるため、第１及び第２カーカス部材２０ａ、２０ｂがトレッド幅方向に広がることを効果的に抑制することが可能になる。

また、本実施形態に係る空気入りタイヤ１によれば、新たな部材を設けることなく、従来からタイヤに設けられている複数のベルト、すなわち、第１ベルト層３１と第２ベルト層３２とを用いて第１及び第２カーカス部材２０ａ、２０ｂを保持することができるので、新たな部材を設けることによって重量を増加させることなく、タイヤの軽量化の利点を生かすことができる。

このように、本実施形態に係る空気入りタイヤ１によれば、カーカス層２０を分割した構造のタイヤにおいて、耐久性の低下抑制と軽量化とを両立することができる。

なお、第１ベルト層３１と第２ベルト層３２とによる第１カーカス部材２０ａの挟み込み量Ｌは、空気入りタイヤの重量及び耐久性を考慮すると、第１カーカス部材２０ａの端２１ａから１５ｍｍ以上、２５ｍｍ以下であることが望ましい。挟み込み量Ｌが、１５ｍｍ未満の場合、耐久性の低下が生じて十分な効果が得られない。一方、２５ｍｍよりも大きい場合、軽量化のメリットが損なわれる。

（４）比較評価
次に、本発明の効果を更に明確にするために、以下の実施例に係る空気入りタイヤを用いて行った比較評価について説明する。具体的には、（４．１）比較例及び実施例の説明、（４．２）評価方法、（４．３）評価結果について説明する。なお、本発明はこれらの例によって何ら限定されるものではない。

（４．１）比較例及び実施例の説明
耐久性評価及び重量評価を対象として、次の比較例１乃至３及び実施例を用意した。比較例１に係る空気入りタイヤは、従来から知られているカーカス層２０が分割されていないものを用いた。また、比較例２に係る空気入りタイヤは、従来から知られているカーカス層２０が分割されているものを用いた。すなわち、比較例２に係る空気入りタイヤは、カーカス層２０が第１カーカス部材と第２カーカス部材とによって構成され、カーカス層２０のタイヤ外側のみに複数のベルト層が配置されているものを用いた。

また、比較例３に係る空気入りタイヤは、カーカス層が第１カーカス部材と第２カーカス部材とによって構成されるとともに、第１カーカス部材のトレッド部側の端と、第２カーカス部材のトレッド部側の端とが、第１ベルト層と第２ベルト層とによって挟み込まれているものを用いた。なお、比較例３に係る空気入りタイヤは、第１ベルト層のトレッド幅方向の幅Ｗ１が、第２ベルト層３２のトレッド幅方向の幅Ｗ２よりも狭い。

実施例に係る空気入りタイヤは、図１に示される空気入りタイヤ１を用いた。すなわち、実施例に係る空気入りタイヤ１は、カーカス層２０が第１カーカス部材２０ａと第２カーカス部材２０ｂとによって構成されるとともに、第１カーカス部材２０ａのトレッド部側の端２１ａと、第２カーカス部材２０ｂのトレッド部側の端２１ｂとが、第１ベルト層３１と第２ベルト層３２とによって挟み込まれているものを用いた。なお、実施例に係る空気入りタイヤは、第１ベルト層３１のトレッド幅方向の幅Ｗ１が、第２ベルト層３２のトレッド幅方向の幅Ｗ２よりも広い。また、実施例に係る空気入りタイヤでは、第１ベルト層３１の幅Ｗ１が、第２ベルト層３２の幅Ｗ２よりも広くなるように構成されている点を除き、他の構成は、比較例３に係る空気入りタイヤと同様である。

（４．２）評価方法
比較例１乃至２、実施例の空気入りタイヤを用いて、以下の条件において、評価を行った。

・ タイヤサイズ ：２０５／５５Ｒ１６
・ リムサイズ ：６．５Ｊ−１６
・ 内圧条件 ：３．０ｋｇ／ｃｍ^２
・ 荷重条件 ：ＪＩＳに規定されている荷重の２倍
・ 室内温度 ：２５℃±２℃
・ 耐久性評価方法：６０ｋｍ／ｈの速度で走行させて、故障発生時の走行距離を測定した。

また、耐久性評価方法について具体的に説明する。耐久性評価方法では、各空気入りタイヤを標準リムに装着して２５±２℃の室内にて内圧を３．０ｋｇ／ｃｍ^２（ゲージ圧：３００ｋＰａ）に調整し２４時間放置後、再度内圧調整を行い、JIS荷重の２倍の荷重をタイヤに負荷した状態で直径３ｍのドラム上を６０km／ｈの速度で走行させるドラム走行試験を行った。なお、ドラム走行試験では、毎週1回ドラムを停止し、３時間放置後のタイヤ内圧を測定し、上述の内圧に再調整して走行を再開することを繰り返した。

そして、２４時間毎にドラムを停止し、各空気入りタイヤの外観を検査し、故障の発生の有無を調査した。また、各空気入りタイヤにおいて、外観で判別できる故障が発生した時点で走行を終了し、そのときの走行距離をそれぞれ測定した。

（４．３）評価結果
それぞれの空気入りタイヤの評価結果について、表１を参照しながら説明する。表1には、評価結果が示されている。

表１において、タイヤ重量は、各タイヤの重量を比較例１の重量を基準（１００）にした場合の指数を示しており、この指数が小さいほど軽量である。耐久レベルは、比較例１の空気入りタイヤの走行距離結果を基準（１００）とした場合の各空気入りタイヤの走行距離結果を指数として示しており、この指数が大きいほど耐久性に優れている。

表１に示されるように、実施例に係る空気入りタイヤは、比較例２に係る空気入りタイヤと比較した場合、ほぼ同等の重量を保ちつつ、耐久レベルを向上させる効果があることが証明された。また、実施例に係る空気入りタイヤは、比較例３に係る空気入りタイヤと比較しても、耐久レベルが高いことが証明された。特に、実施例に係る空気入りタイヤは、比較例１に係る空気入りタイヤと耐久レベルが同等であり、カーカス層が分割されていない空気入りタイヤと同等の耐久性を有していることが証明された。

従って、実施例の空気入りタイヤ１では、耐久性の低下抑制と軽量化とを両立することが証明された。

（５）その他の実施形態
上述したように、本発明の実施形態を通じて本発明の内容を開示したが、この開示の一部をなす論述及び図面は、本発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなる。

例えば、上述した実施形態において、空気入りタイヤ１は、第１ベルト層３１と第２ベルト層３２との２つの層を有する場合を例に挙げたが、重量及び耐久性を考慮しつつ、更に多くのベルト層を備えていてもよい。

また、タイヤとして、空気や窒素ガスなどが充填される空気入りタイヤであってもよく、空気や窒素ガスなどが充填されないソリッドタイヤでもあってもよい。

このように、本発明は、ここでは記載していない様々な実施の形態などを含むことは勿論である。したがって、本発明の技術的範囲は、上述の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められる。

ＣＬ…タイヤ赤道線、Ｄ…所定間隔、Ｌ…挟み込み量、 Ｗ１…幅、Ｗ２…幅、１…空気入りタイヤ、１０ａ乃至ｂ…ビートコア、２０…カーカス層、２０，０００ｋｍ…走行距離、２０ａ…第１カーカス部材、２０ｂ…第２カーカス部材、２１ａ…端、２１ｂ…端、２５…隙間領域、３１…第１ベルト層、３２…第２ベルト層、４０…トレッド部、４１…周方向溝、５０…サイドウォール部、６０…ビード部、７０…インナーライナー

Claims (1)

1. 一方のビートコアからトレッド部に向かって延びる第１カーカス部材と、他方のビートコアから前記トレッド部に向かって延びる第２カーカス部材とによって構成されるカーカス層を有し、前記第１カーカス部材と前記第２カーカス部材とがトレッド幅方向に離間して配置されるタイヤであって、
   前記カーカス層よりもタイヤ外側に配置される第１ベルト層と、
   前記カーカス層よりもタイヤ内側に配置される第２ベルト層とを備え、
   前記第１カーカス部材のトレッド部側の端と、前記第２カーカス部材のトレッド部側の端とは、前記第１ベルト層と前記第２ベルト層とによって挟み込まれており、
   前記第１ベルト層のトレッド幅方向の幅は、前記第２ベルト層のトレッド幅方向の幅よりも広い
   ことを特徴とするタイヤ。

Images