JP2018047834A - タイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】タイヤの複数層のベルト層を保護して、ベルト層の露出を抑制する。【解決手段】複数層のベルト層５は、カーカス３０のタイヤ径方向Ｋの外側に配置される。保護層６は、タイヤ周方向に沿って延びる有機繊維コードを有し、ベルト層５のタイヤ径方向Ｋの外側及びタイヤ幅方向Ｈの外側に配置される。周方向ベルト層５Ｂは、タイヤ周方向に沿って延びるコードを有し、複数層のベルト層５内で少なくともタイヤ径方向Ｋの最外側に設けられる。保護層６の端部６Ａは、複数層のベルト層５の最外側端部５Ｃよりもタイヤ幅方向Ｈの外側の領域で、複数層のベルト層５よりもタイヤ径方向Ｋの内側に配置される。【選択図】 図１

Description

本発明は、カーカスのタイヤ径方向外側に複数層のベルト層を備えたタイヤに関する。

タイヤは、金属車輪に比べて種々の利点を有しており、例えば、騒音レベル、加速性、減速性、及び、乗り心地の点で、金属車輪よりも優れている。そのため、タイヤは、自動車だけでなく、新交通車両（地下鉄、モノレール、新交通システム等）にも使用されている。また、従来、タイヤ走行式の新交通車両に使用されるタイヤとして、スチールコードを有する複数層のベルト層がトレッド部に配置された空気入りタイヤが知られている（特許文献１参照）。

ところが、特許文献１に記載された従来のタイヤに関しては、トレッドゴムがベルト層に直接重ねて配置されており、複数層のベルト層をより確実に保護する観点から、改良の余地がある。また、例えば、新交通車両用のタイヤでは、偏摩耗、又は、チャンク（欠け、剥離）がトレッドゴムに生じる虞があり、走行に伴い、トレッドゴムが損耗する。タイヤは、トレッドゴムの状態に応じて交換される。しかしながら、トレッドゴムの損耗がベルト層に達するまでタイヤが使用された場合には、ベルト層（例えば、ベルト層の端部）が露出する。このような場合にも、ベルト層を保護するため、ベルト層の露出を抑制する必要がある。

レールに沿って走行する新交通車両では、ベルト層が露出した状態でタイヤがレールを走行すると、ベルト層のスチールコードがレールに接触する。その結果、スチールコードとレールの摩擦により、ベルト層が発熱する。従って、レールを走行する新交通車両においては、タイヤの温度上昇等を抑制するために、ベルト層の露出を抑制して、ベルト層とレールの接触を回避することが求められる。

特開平１０−１６５１１号公報

本発明は、前記従来の問題に鑑みなされ、その目的は、タイヤの複数層のベルト層を保護して、ベルト層の露出を抑制することである。

本発明は、一対のビード部間に配置されるカーカスと、タイヤ周方向に沿って延びるコードを有する周方向ベルト層を含み、カーカスのタイヤ径方向外側に配置される複数層のベルト層と、タイヤ周方向に沿って延びる有機繊維コードを有し、複数層のベルト層のタイヤ径方向外側及びタイヤ幅方向外側に配置される少なくとも１層の保護層と、保護層のタイヤ径方向外側に配置されるトレッドゴムと、を備えたタイヤである。周方向ベルト層は、複数層のベルト層内で少なくともタイヤ径方向の最外側に設けられる。保護層の端部は、タイヤ幅方向の最外側に位置する複数層のベルト層の最外側端部よりもタイヤ幅方向外側の領域で、複数層のベルト層よりもタイヤ径方向内側に配置される。

本発明によれば、タイヤの複数層のベルト層を保護して、ベルト層の露出を抑制することができる。

本実施形態のタイヤの断面図である。 本実施形態のタイヤの平面図である。 図１のＸ部を拡大して示すタイヤの断面図である。

本発明のタイヤの一実施形態について、図面を参照して説明する。
本実施形態のタイヤは、新交通車両の主輪用タイヤであり、タイヤ走行式の新交通車両に使用される。また、気体がタイヤに充填されて、タイヤの内圧が所定圧力に調整される。ここでは、タイヤは窒素入りタイヤであり、窒素がタイヤに充填される。

図１は、本実施形態のタイヤ１の断面図であり、タイヤ幅方向Ｈに切断したタイヤ１の構造を模式的に示している。図２は、本実施形態のタイヤ１の平面図であり、タイヤ径方向Ｋの外側からみたタイヤ１のトレッド部１０を示している。図２では、トレッド部１０のトレッドパターンを示すとともに、トレッド部１０の内部構造を模式的に示している。

図示のように、タイヤ１は、線路の軌道（ここでは、レール）に接触するトレッド部１０と、トレッド部１０のタイヤ径方向Ｋの内側に位置する一対のビード部１１と、トレッド部１０の端部とビード部１１の間に位置する一対のサイドウォール部１２を備えている。タイヤ赤道ＣＬは、トレッド部１０のタイヤ幅方向Ｈの中央部に位置する。また、タイヤ１は、トレッドゴム２０と、一対のビード部１１の間に配置されたカーカス３０と、ビード部１１に配置されたビードコア３１と、トレッド部１０に配置された複数層のベルト層５（５Ａ、５Ｂ）と、ベルト層５とトレッドゴム２０の間に配置された少なくとも１層の保護層６を備えている。

トレッドゴム２０は、トレッド部１０のレールに接触する部分（外周部）であり、保護層６のタイヤ径方向Ｋの外側に配置される。トレッド部１０のトレッドゴム２０には、所定のトレッドパターンが形成されている。タイヤ１は、トレッド部１０に、ジグザグ状に形成された複数の主溝２１と、タイヤ周方向Ｓに沿って延びる複数の陸部２２と、各陸部２２に形成された複数のサイプ２３を備えている。

複数の主溝２１は、タイヤ周方向Ｓに沿って延びる周方向溝であり、タイヤ幅方向Ｈに間隔を開けて形成されている。複数の陸部２２は、リブ状の凸部であり、複数の主溝２１により区画される。複数のサイプ２３は、タイヤ幅方向Ｈに対して互いに同じ角度で傾斜した状態でタイヤ幅方向Ｈに延び、タイヤ周方向Ｓに所定間隔で形成されている。

カーカス３０は、ラジアル方向に沿って延びる複数のコードを有し、一対のビード部１１のビードコア３１の間にトロイド状に配置される。また、カーカス３０は、ビードコア３１の回りで折り返され、ビードコア３１のタイヤ径方向Ｋの内側を通って、タイヤ径方向Ｋの外側に向かって配置される。ビードコア３１は、環状に形成され、ビード部１１内で折り返されたカーカス３０の内側に配置される。

複数層のベルト層５は、複数のコード４０（４０Ａ、４０Ｂ）を有し、カーカス３０のタイヤ径方向Ｋの外側に配置される。コード４０は、金属から形成された金属コードであり、各ベルト層５内で並列する。複数層のベルト層５は、少なくとも１層の傾斜ベルト層５Ａと、少なくとも１層の周方向ベルト層５Ｂを含み、タイヤ径方向Ｋに重ねて配置される。傾斜ベルト層５Ａは、タイヤ周方向Ｓに対して傾斜して延びるコード４０Ａ（傾斜コード）を有し、周方向ベルト層５Ｂは、タイヤ周方向Ｓに沿って延びるコード４０Ｂ（周方向コード）を有する。

傾斜ベルト層５Ａは、複数層のベルト層５内で少なくともタイヤ径方向Ｋの最内側に設けられる。傾斜ベルト層５Ａのコード４０Ａは、タイヤ周方向Ｓに対して４５〜５５°の角度（傾斜角度Ｇ参照）をなし、タイヤ周方向Ｓに対して傾斜する状態で並列する。周方向ベルト層５Ｂは、複数層のベルト層５内で少なくともタイヤ径方向Ｋの最外側に設けられる。周方向ベルト層５Ｂのコード４０Ｂは、タイヤ周方向Ｓに対して０〜５°（０±５°）の角度をなし、タイヤ周方向Ｓに沿って延びる状態で並列する。コード４０の角度は、コード４０の延びる方向とタイヤ周方向Ｓとのなす角度である。

タイヤ１は、複数層のベルト層５として、傾斜ベルト層５Ａと周方向ベルト層５Ｂからなる少なくとも４層のベルト層５を備える。ここでは、複数層のベルト層５は、カーカス３０のタイヤ径方向Ｋの外側に配置された１層の傾斜ベルト層５Ａと、傾斜ベルト層５Ａのタイヤ径方向Ｋの外側に配置された４層の周方向ベルト層５Ｂからなる。傾斜ベルト層５Ａは、複数層のベルト層５内でタイヤ径方向Ｋの内側に設けられて、カーカス３０と周方向ベルト層５Ｂの間に配置される。周方向ベルト層５Ｂは、複数層のベルト層５内でタイヤ径方向Ｋの外側に設けられて、傾斜ベルト層５Ａと保護層６の間に配置される。

傾斜ベルト層５Ａのタイヤ幅方向Ｈの幅は、周方向ベルト層５Ｂのタイヤ幅方向Ｈの幅よりも広い。そのため、傾斜ベルト層５Ａは、周方向ベルト層５Ｂよりもタイヤ幅方向Ｈの外側まで配置される。タイヤ幅方向Ｈの両外側に位置する傾斜ベルト層５Ａの端部は、複数層のベルト層５のタイヤ幅方向Ｈにおける最外側端部５Ｃであり、周方向ベルト層５Ｂの端部よりもタイヤ幅方向Ｈの外側に配置される。複数層のベルト層５の最外側端部５Ｃは、複数層のベルト層５の端部のうちでタイヤ幅方向Ｈの最外側に位置する。

ベルト層５のコード４０は、スチールから形成されたスチールコードである。また、傾斜ベルト層５Ａのコード４０Ａは、タイヤ周方向Ｓに対して傾斜する方向に直線状に延びるストレートコードである。周方向ベルト層５Ｂのコード４０Ｂは、タイヤ周方向Ｓに沿って蛇行して延びる波状コードであり、タイヤ周方向Ｓに沿って螺旋状に配置される。コード４０Ｂの延びる方向は、コード４０Ｂの振動（振幅）の中心線方向であり、コード４０Ｂの中心線は、タイヤ周方向Ｓに沿って延びる。コード４０Ｂは、波状に蛇行しつつ、全体としてタイヤ周方向Ｓに沿って延びる。

保護層６は、タイヤ周方向Ｓに沿って延びる複数の有機繊維コード４１（周方向コード）を有し、複数層のベルト層５のタイヤ径方向Ｋの外側、及び、タイヤ幅方向Ｈの外側に配置される。有機繊維コード４１は、有機繊維から形成されたコードであり、保護層６内で並列する。保護層６は、タイヤ径方向Ｋの外側、及び、タイヤ幅方向Ｈの外側から複数層のベルト層５の全体を覆い、複数層のベルト層５を保護する。ここでは、タイヤ１は、周方向ベルト層５Ｂに重ねて配置された２層の保護層６を備える。２層の保護層６は、タイヤ径方向Ｋに重ねて配置される。

保護層６の有機繊維コード４１は、ナイロン繊維（ここでは、６，６−ナイロン繊維）から形成されたナイロン繊維コードである。また、有機繊維コード４１は、タイヤ周方向Ｓに対して０〜５°（０±５°）の角度をなし、タイヤ周方向Ｓに沿って延びる状態で並列する。有機繊維コード４１の角度は、有機繊維コード４１の延びる方向とタイヤ周方向Ｓとのなす角度である。有機繊維コード４１は、タイヤ周方向Ｓに沿って直線状に延びるストレートコードであり、タイヤ周方向Ｓに沿って螺旋状に配置される。ベルト層５と保護層６のタイヤ周方向Ｓに対するコード角度の違いによる歪みを抑制するため、最外側の周方向ベルト層５Ｂ（コード角度：０〜５°）のタイヤ径方向Ｋの外側に、保護層６（コード角度：０〜５°）が配置される。

保護層６のタイヤ幅方向Ｈの幅は、複数層のベルト層５のタイヤ幅方向Ｈの幅よりも広い。そのため、保護層６は、複数層のベルト層５よりもタイヤ幅方向Ｈの外側まで配置される。タイヤ幅方向Ｈの両外側に位置する保護層６の端部６Ａは、複数層のベルト層５の最外側端部５Ｃよりもタイヤ幅方向Ｈの外側に配置されるとともに、トレッド部１０の外側領域１３に配置される。外側領域１３は、最外側端部５Ｃよりもタイヤ幅方向Ｈの外側の領域である。周方向ベルト層５Ｂよりもタイヤ幅方向Ｈの外側で、保護層６は、タイヤ径方向Ｋの内側に向かって湾曲して、タイヤ径方向Ｋの内側に次第に変位する。また、外側領域１３で、保護層６の端部６Ａは、複数層のベルト層５、及び、最外側端部５Ｃよりもタイヤ径方向Ｋの内側に配置される。

図３は、図１のＸ部を拡大して示すタイヤ１の断面図である。
図示のように、複数層のベルト層５の最外側端部５Ｃは、保護層６から離間した位置に配置される。最外側端部５Ｃと保護層６との間の最短距離Ｒは、２ｍｍ以上１３ｍｍ以下である（２≦Ｒ≦１３）。タイヤ１のタイヤ幅方向Ｈの断面において、最外側端部５Ｃを中心として保護層６に接する最小の円Ｐを設定したときに、円Ｐの半径が最短距離Ｒである。

最短距離Ｒが２ｍｍ未満であるときには（Ｒ＜２）、最外側端部５Ｃと保護層６との間で、ゴムの歪みが大きくなり、最外側端部５Ｃでの耐セパレーション性能に影響が生じる虞がある。これに対し、最短距離Ｒが１３ｍｍを超えるときには（１３＜Ｒ）、保護層６がタイヤ１の外表面１４に接近して、保護層６と外表面１４の間のトレッドゴム２０の厚みが十分に確保できない虞がある。その結果、トレッドゴム２０が浅い傷を受けた場合でも、トレッドゴム２０と保護層６の間に亀裂が進展し、セパレーションが発生することが懸念される。最短距離Ｒが２ｍｍ以上１３ｍｍ以下であるときには、ゴムの歪みが大きくなるのが抑制されて、最外側端部５Ｃでの耐セパレーション性能が確実に維持される。また、保護層６と外表面１４の間のトレッドゴム２０の厚みが十分に確保されて、セパレーションの発生が抑制される。

保護層６の端部６Ａは、タイヤ１の外表面１４から離間した位置に配置される。保護層６の端部６Ａとタイヤ１の外表面１４との間の最短距離Ｔは、５ｍｍ以上１５ｍｍ以下である（５≦Ｔ≦１５）。タイヤ１のタイヤ幅方向Ｈの断面において、保護層６の端部６Ａを中心としてタイヤ１の外表面１４に接する最小の円Ｑを設定したときに、円Ｑの半径が最短距離Ｔである。

最短距離Ｔが５ｍｍ未満であるときには（Ｔ＜５）、チャンク等によりトレッドゴム２０が損耗したときに、保護層６の端部６Ａが露出し易くなる。これに対し、最短距離Ｔが１５ｍｍを超えるときには（１５＜Ｔ）、保護層６の端部６Ａがカーカス３０に接近して、保護層６の端部６Ａとカーカス３０の間のゴムの厚みが十分に確保できない虞がある。その結果、保護層６の端部６Ａとカーカス３０の間で、ゴムの歪みが大きくなり、セパレーションが発生することが懸念される。最短距離Ｔが５ｍｍ以上１５ｍｍ以下であるときには、トレッドゴム２０が損耗しても、保護層６の端部６Ａが露出し難い。また、保護層６の端部６Ａとカーカス３０の間のゴムの厚みが十分に確保されて、セパレーションの発生が抑制される。

以上説明したタイヤ１では、ベルト層５を覆うように配置された保護層６により、複数層のベルト層５を保護することができる。また、保護層６により、ベルト層５の剥離を抑制することもできる。偏摩耗やチャンク等によりトレッドゴム２０が損耗したとしても、保護層６により、ベルト層５の露出を抑制することができる。保護層６が露出することで、トレッドゴム２０の状態を認識させて、タイヤ１の交換を促すこともできる。保護層６がレールに接触したとしても、保護層６のコードは有機繊維コード４１であるため、保護層６とレールの摩擦による発熱を低減させて、タイヤ１の温度上昇を抑制することができる。

保護層６の有機繊維コード４１がタイヤ周方向Ｓに沿って延びるため、有機繊維コード４１の先端を保護層６の端部６Ａ以外の位置に容易に配置することができる。その結果、保護層６の端部６Ａが剥離し難くなり、端部６Ａでのセパレーションの発生を抑制することができる。周方向ベルト層５Ｂが複数層のベルト層５内でタイヤ径方向Ｋの最外側に設けられて、周方向ベルト層５Ｂと保護層６が重ねて配置される。また、周方向ベルト層５Ｂのコード４０Ｂは、保護層６の有機繊維コード４１と同様に、タイヤ周方向Ｓに沿って延びる。そのため、タイヤ１の転動時に、保護層６と周方向ベルト層５Ｂの動きの違いを緩和して、保護層６と周方向ベルト層５Ｂとの間におけるゴムの歪みを軽減することができる。

なお、複数層の傾斜ベルト層５Ａを複数層のベルト層５内に設けてもよい。また、１層の周方向ベルト層５Ｂを複数層のベルト層５内に設けてもよく、複数層（例えば、２層、又は、３層）の周方向ベルト層５Ｂを複数層のベルト層５内に設けてもよい。複数層の周方向ベルト層５Ｂは、傾斜ベルト層５Ａと保護層６の間で、タイヤ径方向Ｋに重ねて配置される。

１層の保護層６をタイヤ１に設けてもよく、複数層の保護層６をタイヤ１に設けてもよい。保護層６が１層であるときには、保護層６の端部６Ａは、タイヤ幅方向Ｈの外側に位置する１層の保護層６の先端部である。保護層６が複数層であるときには、保護層６の端部６Ａは、タイヤ幅方向Ｈの外側に位置する重ねた状態の複数層の保護層６の先端部である。

保護層６の有機繊維コード４１は、ナイロン繊維以外の有機繊維（例えば、ポリエステル繊維、レーヨン繊維、アラミド繊維）から形成してもよい。保護層６は、外側領域１３で、タイヤ径方向Ｋの内側に向かって屈曲してもよい。この場合には、保護層６の屈曲位置は、ベルト層５の最外側端部５Ｃよりもタイヤ幅方向Ｈの外側に配置される。

１・・・タイヤ、５・・・ベルト層、６・・・保護層、１０・・・トレッド部、１１・・・ビード部、１２・・・サイドウォール部、１３・・・外側領域、１４・・・外表面、２０・・・トレッドゴム、２１・・・主溝、２２・・・陸部、２３・・・サイプ、３０・・・カーカス、３１・・・ビードコア、４０・・・コード、４１・・・有機繊維コード。

Claims (3)

1. 一対のビード部間に配置されるカーカスと、
   タイヤ周方向に沿って延びるコードを有する周方向ベルト層を含み、カーカスのタイヤ径方向外側に配置される複数層のベルト層と、
   タイヤ周方向に沿って延びる有機繊維コードを有し、複数層のベルト層のタイヤ径方向外側及びタイヤ幅方向外側に配置される少なくとも１層の保護層と、
   保護層のタイヤ径方向外側に配置されるトレッドゴムと、を備え、
   周方向ベルト層は、複数層のベルト層内で少なくともタイヤ径方向の最外側に設けられ、
   保護層の端部は、タイヤ幅方向の最外側に位置する複数層のベルト層の最外側端部よりもタイヤ幅方向外側の領域で、複数層のベルト層よりもタイヤ径方向内側に配置されるタイヤ。
2. 請求項１に記載されたタイヤにおいて、
   複数層のベルト層の最外側端部と保護層との間の最短距離は、２ｍｍ以上１３ｍｍ以下であるタイヤ。
3. 請求項１又は２に記載されたタイヤにおいて、
   保護層の端部とタイヤの外表面との間の最短距離は、５ｍｍ以上１５ｍｍ以下であるタイヤ。

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