JP2015020492A - タイヤ用補強部材およびそれを用いたタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】タイヤの補強用途に用いる部材自体の耐久性を高めることで、タイヤ耐久性をより向上することのできるタイヤ用補強部材を提供すること、および、このタイヤ用補強部材を用いることで、耐久性をより向上したタイヤを提供することを目的とする。【解決手段】複数本の補強材よりなる網状構造を有するタイヤ用補強部材であって、網状構造が、結節網または無結節網からなるタイヤ用補強部材である。このタイヤ用補強部材により補強されてなるタイヤである。【選択図】図１

Description

本発明は、タイヤ用補強部材（以下、単に「補強部材」とも称する）およびそれを用いたタイヤに関し、詳しくは、部材構造の改良に係るタイヤ用補強部材、および、それを用いたタイヤに関する。

タイヤの補強部材に関しては、従来より種々検討されてきている。例えば、乗用車用タイヤの補強構造としては、骨格部材となるカーカスのクラウン部タイヤ半径方向外側に、補強コードのコード方向が互いに交錯する２層以上のベルト交錯層を配設した構造が一般的である。

また、例えば、特許文献１には、従来の特性を維持しつつ、ベルト端を起点とした損傷の発生を防止し、高速耐久性および加工性を向上することを目的として、ベルトを、互いに交差する第１ベルトコード配列体と第２ベルトコード配列体とを備えた網状体により構成して、ベルトコードの各交差部を融着させた自動二輪車用ラジアルタイヤが開示されている。

特開２０１２−１９２７８９号公報（特許請求の範囲等）

しかしながら、特許文献１におけるように、ベルトコードの交差部を融着により固定した構造では、タイヤ転動時に、交差するベルトコード同士の間の角度が変化した際に、交差部において応力集中が生じ、繰返し疲労によりベルトコードが破壊してしまうおそれがあった。よって、このようなベルトコードの破壊の問題を解消して、タイヤ耐久性をより向上したタイヤの実現が望まれていた。

そこで本発明の目的は、上記問題を解消して、部材自体の耐久性を高めることで、タイヤ耐久性をより向上することのできるタイヤ用補強部材、および、これを用いることで、耐久性をより向上したタイヤを提供することにある。

本発明者は鋭意検討した結果、融着等の化学的結合によらずに節を形成した網状構造を有するタイヤ用補強部材とすることにより、上記問題を解決できることを見出して、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明のタイヤ用補強部材は、複数本の補強材よりなる網状構造を有するタイヤ用補強部材であって、前記網状構造が、結節網または無結節網からなることを特徴とすることを特徴とするものである。

本発明の補強部材においては、前記網状構造が、異なる前記補強材同士を結び合わせることにより節が形成されている結節網からなることが好ましい。また、本発明の補強部材においては、前記補強材が複数本の補強コードを撚り合わせてなり、かつ、前記網状構造が、異なる該補強材を構成する該補強コード同士を撚り合わせることにより節が形成されている無結節網からなることも好ましい。

また、本発明のタイヤは、上記本発明のタイヤ用補強部材により補強されてなることを特徴とするものである。

本発明によれば、上記構成としたことにより、タイヤ用補強部材の部材自体の耐久性を高めることができ、これを用いることで、耐久性をより向上したタイヤを実現することが可能となった。

本発明のタイヤ用補強部材の一構成例を示す説明図である。 本発明のタイヤ用補強部材の他の構成例を示す説明図である。 本発明のタイヤの一構成例を示す幅方向断面図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。
図１，図２は、本発明のタイヤ用補強部材の一構成例を示す説明図である。図示するように、本発明のタイヤ用補強部材１０Ａ，１０Ｂは、複数本の補強材１Ａ，１Ｂよりなる網状構造を有している。

本発明のタイヤ用補強部材１０Ａ，１０Ｂは、網状構造が、結節網または無結節網からなる点に特徴を有する。本発明のタイヤ用補強部材を用いたタイヤにおいては、通常のベルト交錯層のように、ベルト層間でのせん断力の発生がないので、耐久性等が向上する。また、従来の、交差部が融着等の化学的結合により固定された構造のベルト層とは異なり、本発明の補強部材１０Ａ，１０Ｂは、結節網または無結節網からなる網状構造を有しており、補強材１Ａ，１Ｂ同士の交差部に当たる節２Ａ，２Ｂで、補強材１Ａ，１Ｂ同士を、融着等により固定するのではなく、互いに拘束することにより結合させている。そのため、節２Ａ，２Ｂ以外の部分における補強材１Ａ，１Ｂの曲げ変形により、タイヤの転動に伴うベルトコード同士の角度変化の動きを吸収することができ、節２Ａ，２Ｂにおいて補強材１Ａ，１Ｂに応力が集中することがない。よって、従来構造と比較して補強材１Ａ，１Ｂの疲労強度を保持することができ、耐久性を向上して、疲労破壊の発生を抑制することができる。

図１に示す本発明の一例の補強部材１０Ａは、異なる補強材１Ａ同士を結び合わせることにより節２Ａが形成されている結節網からなる網状構造を有している。この場合の補強材１Ａ同士を結び合わせる結び方については特に制限はなく、一般に知られているいかなる結び方であってもよい。このように、複数本の補強材１Ａ同士を結び目により拘束した状態で網状構造を形成することで、融着させた網状構造の場合のような応力集中による破損の発生を抑制することができる。

図２に示す本発明の他の例の補強部材１０Ｂは、補強材１Ｂとして複数本の補強コード３を撚り合わせたものを用いて、異なる補強材１Ｂを構成する補強コード３同士を撚り合わせることにより節２Ｂが形成されている無結節網からなる網状構造を有している。図示する例では、２本の補強コード３を撚り合わせた２本の補強材１Ｂを、節２Ｂにおいて、一方の補強材１Ｂを構成する補強コード３のうちの１本が、他方の補強材１Ｂを構成する補強コード３間を互いに通るように撚り合わせて拘束している。この場合も、複数本の補強材１Ｂ同士を撚り合わせにより拘束した状態で網状構造を形成することで、融着させた網状構造の場合のような応力集中による破損の発生を抑制することができる。

本発明の補強部材１０Ａ，１０Ｂを構成する補強材１Ａ，１Ｂとしては、通常、タイヤ用の補強部材用途に用いられる、各種有機繊維や金属材料よりなるモノフィラメントや複数本のモノフィラメントを適宜撚り合わせた撚りコードを用いることができる。かかる有機繊維としては、例えば、ナイロン、アラミド繊維、ポリエステル等を挙げることができる。また、金属材料としては、例えば、スチール等を挙げることができる。

特に、補強材１Ｂとしては、複数本の補強コード３同士を撚り合せたものを用いる。この場合の補強コード３についても、上記と同様のモノフィラメントや複数本のモノフィラメントを適宜撚り合わせた撚りコードを用いることができる。また、補強材１Ｂを構成する補強コード３の本数は、２本以上、例えば、３〜６本とすることができる。

補強材１Ａ，１Ｂとしては、有機繊維の場合は、例えば、総繊度１１００〜３３００ｄｔｅｘのものを用いることができ、金属材料の場合は、例えば、直径０．１〜６．０ｍｍのものを用いることができる。また、補強部材１０Ａ，１０Ｂにおける補強材１Ａ，１Ｂの打込み数は、例えば、補強材の配列方向に直交する方向において、８〜８０本／５０ｍｍとすることができる。

本発明の補強部材は、補強材が有機繊維からなる場合には接着剤処理を施した上で、また、補強材が金属材料からなる場合にはめっき処理を施した上で、ゴムにより被覆した状態で、タイヤ製造に供することができる。これら接着剤処理やめっき処理については、常法に従い行うことができ、補強部材を製造した後に行ってもよく、補強部材ないし補強コードの段階において行ってもよい。

図３は、本発明のタイヤの一構成例を示す幅方向断面図である。図示するタイヤは、一対のビード部２１にそれぞれ埋設されたビードコア１１間にわたりトロイド状に延在するカーカス１２を骨格とする。また、一対のビード部２１のタイヤ径方向外側には一対のサイドウォール部２２が配設されており、一対のサイドウォール部２２間には、接地面を形成するトレッド部２３が配設されている。

本発明のタイヤは、上記本発明の補強部材により補強されてなるものであればよく、これにより耐久性の向上効果が得られるものであって、補強部材の配設箇所等のそれ以外の点については特に制限されるものではない。例えば、図示する例では、カーカス１２のクラウン部タイヤ半径方向外側に、従来の交錯ベルト層に代えて、１枚の補強部材１３が配設されている。本発明によれば、このように、上記補強部材を、従来の交錯ベルト層に代えて適用することで、従来は２枚の交錯ベルト層により得られていた補強効果を１枚の上記補強部材により得ることができ、かつ、耐久性についても向上することができる。

補強部材１３は、１枚以上、例えば、２〜１５枚で配置することができる。また、この場合、図示するように、補強部材１３のタイヤ半径方向内側に、さらに、コード方向が実質的にタイヤ周方向である補強コードのゴム引き層よりなるベルト補強層１４を配置することもできる。

本発明の補強部材は、網状構造を有し、節で補強材同士が固定されていないので、補強材同士の間のなす角度を自在に設定することが可能であり、すなわち、タイヤにおける２つの補強方向を任意に選択することができる。本発明の補強部材をタイヤに配置する際の補強材の配設方向としては、特に制限されず、例えば、タイヤ周方向に対し、５〜６５°の範囲とすることができる。

本発明の補強部材は、図示する例には限られず、サイドウォール部２２やビード部２１などに、追加の補強層として配置することも可能である。この場合も、部材自体の耐久性に優れることから、タイヤ耐久性を損なうことなく、部材の配置による補強効果を得ることができる。

本発明は、図示するような乗用車用タイヤの他、トラック・バス等の重荷重車両に適用される重荷重用タイヤなどのいかなる種類のタイヤにも適用することが可能である。

以下、本発明を、実施例を用いてより詳細に説明する。
＜実施例１〜３＞
カーカスのクラウン部タイヤ半径方向外側に、下記表中に示すベルト構造を適用して、各実施例の乗用車用タイヤを作製した。得られた各実施例の供試タイヤに正規内圧を充填し、正規荷重の１３０％を負荷して、室温３８℃、時速６５ｋｍ／ｈにて走行させ、網状構造の交差部（節）に起因する故障が発生するまでの走行距離を測定した。

実施例１については、ベルト構造として、網状構造の補強部材１層に代えて、薄板金網（厚み：０．１４ｍｍ、幅２００ｍｍ、周長１０４０ｍｍの円筒状ステンレス板に、長径１５ｍｍ、短径４ｍｍの楕円状開口部を１３２０個設けたもの）を１層適用したタイヤを従来例とし、実施例２，３については、ベルト構造として、網状構造の補強部材３層に代えて、融着により節が形成されている網状構造（補強材の材質、線径ないし繊度、打込み数およびコード角度は各実施例と同様）を３層適用したタイヤを従来例として、各従来例のタイヤの走行距離に対する各実施例のタイヤの走行距離の比率（実施例／従来例）を求めた。

＜実施例４＞
カーカスのクラウン部タイヤ半径方向外側に、下記表中に示すベルト構造を適用して、各実施例の重荷重用タイヤを作製した。得られた各実施例の供試タイヤに正規内圧を充填し、正規荷重の１５０％を負荷して、室温３８℃、時速７２ｋｍ／ｈにて走行させ、網状構造の交差部（節）に起因する故障が発生するまでの走行距離を測定した。ベルト構造として、網状構造の補強部材３層に代えて、薄板金網（厚み：０．５ｍｍ、幅２２０ｍｍ、周長３０９５ｍｍの円筒状ステンレス板に、長径１８ｍｍ、短径６ｍｍの楕円状開口部を３９３０個設けたもの）を３層適用したタイヤを従来例として、従来例のタイヤの走行距離に対する実施例のタイヤの走行距離の比率（実施例／従来例）を求めた。

これらの結果を、下記の表中に併せて示す。走行距離の比率が大きいほど、各従来例に対し、耐久性が向上していることを示す。

＊１）スチールコード（線径０．３５ｍｍのモノフィラメントを２本撚り合わせた構造）からなる網状構造の補強部材（図２参照）の１層からなるベルト構造である。
＊２）アラミドコード（繊度：１６７０ｄｔｅｘ／２本）からなる網状構造の補強部材（図１参照）の３層からなるベルト構造である。
＊３）ポリエステルコード（繊度：１６７０ｄｔｅｘ／２本）からなる網状構造の補強部材（図１参照）の３層と、そのタイヤ半径方向内側に配置された、タイヤ幅方向に対し９０°のコード角度を有する補強コード（材質：スチール，径：０．６ｍｍ）からなる補強層の１層とからなるベルト構造である。
＊４）スチールコード（線径０．６ｍｍのモノフィラメントを２本撚り合わせた構造）からなる網状構造の補強部材（図２参照）の３層と、そのタイヤ半径方向内側に配置された、タイヤ幅方向に対し９０°のコード角度を有する補強コード（材質：スチール，径：１．２ｍｍ）からなる補強層の２層とからなるベルト構造である。

上記表中の結果からわかるように、結節網または無結節網からなる網状構造を有する補強部材を適用した各実施例のタイヤにおいては、従来例と比較して耐久性が向上していることが明らかである。

１Ａ，１Ｂ 補強材
２Ａ，２Ｂ 節
３ 補強コード
１０Ａ，１０Ｂ 補強部材
１１ ビードコア
１２ カーカス
１３ 補強部材
１４ ベルト補強層
２１ ビード部
２２ サイドウォール部
２３ トレッド部

Claims (4)

1. 複数本の補強材よりなる網状構造を有するタイヤ用補強部材であって、
   前記網状構造が、結節網または無結節網からなることを特徴とするタイヤ用補強部材。
2. 前記網状構造が、異なる前記補強材同士を結び合わせることにより節が形成されている結節網からなる請求項１記載のタイヤ用補強部材。
3. 前記補強材が複数本の補強コードを撚り合わせてなり、かつ、前記網状構造が、異なる該補強材を構成する該補強コード同士を撚り合わせることにより節が形成されている無結節網からなる請求項１記載のタイヤ用補強部材。
4. 請求項１〜３のうちいずれか一項記載のタイヤ用補強部材により補強されてなることを特徴とするタイヤ。

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