JP2019001408A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、樹脂被覆ベルトの端部での故障を抑制することのできる、空気入りタイヤを提供することを目的とする。
【解決手段】本発明の空気入りタイヤは、被覆樹脂により被覆されたワイヤからなる樹脂被覆ベルトを備え、前記樹脂被覆ベルトのタイヤ径方向内側に、前記樹脂被覆ベルトのタイヤ幅方向外側端に接するベースリングを設け、前記ベースリングのタイヤ幅方向内側端は、前記樹脂被覆ベルトのタイヤ幅方向外側端よりタイヤ幅方向内側に位置し、かつ、前記ベースリングのタイヤ幅方向外側端は、前記樹脂被覆ベルトのタイヤ幅方向外側端よりタイヤ幅方向外側に位置し、前記ベースリングは、該ベースリングの、前記樹脂被覆ベルトのタイヤ幅方向外側端よりタイヤ幅方向内側の部分に、タイヤ幅方向外側からタイヤ幅方向内側に向かって剛性が減少する剛性減少部を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、空気入りタイヤに関するものである。

従来、空気入りタイヤにおいては、カーカスを締め付けるたが効果を発揮させてトレッドの剛性を高めるために、カーカスのタイヤ径方向外側にベルトが配置されることが、通常行われている（例えば、特許文献１）。

近年、タイヤの軽量化への要求が高まる中、ワイヤを被覆樹脂で被覆したものをベルトとして用いることも提案されている。このような樹脂被覆ベルトを用いれば、樹脂が重量に比して剛性が高いため、軽量化を図りつつも上記ベルトの機能を発揮することができる。

特開平１０−０３５２２０号公報

しかしながら、空気入りタイヤに樹脂被覆ベルトを用いた場合、樹脂被覆ベルトの剛性が高いため、樹脂被覆ベルトのタイヤ幅方向端を境界としてタイヤ幅方向に急に大きな剛性段差が生じてしまう。このため、樹脂被覆ベルトの端部で歪みが大きくなりやすく、それが原因となる樹脂被覆ベルトの端部での故障の発生を抑制することが望まれていた。

従って、本発明は、樹脂被覆ベルトの端部での故障の発生を抑制することのできる、空気入りタイヤを提供することを目的とする。

本発明の要旨構成は、以下の通りである。
本発明の空気入りタイヤは、被覆樹脂により被覆されたワイヤからなる樹脂被覆ベルトを備え、
前記樹脂被覆ベルトのタイヤ径方向内側に、前記樹脂被覆ベルトのタイヤ幅方向外側端に接するベースリングを設け、
前記ベースリングのタイヤ幅方向内側端は、前記樹脂被覆ベルトのタイヤ幅方向外側端よりタイヤ幅方向内側に位置し、かつ、前記ベースリングのタイヤ幅方向外側端は、前記樹脂被覆ベルトのタイヤ幅方向外側端よりタイヤ幅方向外側に位置し、
前記ベースリングは、該ベースリングの、前記樹脂被覆ベルトのタイヤ幅方向外側端よりタイヤ幅方向内側の部分に、タイヤ幅方向外側からタイヤ幅方向内側に向かって剛性が減少する剛性減少部を有することを特徴とする。
本発明の空気入りタイヤによれば、樹脂被覆ベルトの端部での故障の発生を抑制することができる。

本発明の空気入りタイヤでは、前記剛性減少部は、前記ベースリングのタイヤ径方向の厚さが、タイヤ幅方向外側からタイヤ幅方向内側に向かって漸減するテーパ部であることが好ましい。
この構成によれば、簡易な手法により上記剛性減少部を形成して、樹脂被覆ベルトの故障の発生を抑制することができる。

本発明の空気入りタイヤでは、前記樹脂被覆ベルトは、前記ワイヤが前記被覆樹脂により被覆された樹脂被覆ワイヤが螺旋状に巻き回されているスパイラルベルトとしてもよい。
この構成によれば、簡易な手法により樹脂被覆ベルトを形成することができる。

本発明によれば、樹脂被覆ベルトの端部での故障の発生を抑制することのできる、空気入りタイヤを提供することができる。

本発明の一実施形態にかかる空気入りタイヤのタイヤ幅方向半部を示す、タイヤ幅方向概略部分断面図である。 （ａ）〜（ｃ）剛性減少部の他の例を樹脂被覆ベルトの一部と共に示す、部分断面図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に例示説明する。

図１は、本発明の一実施形態にかかる空気入りタイヤのタイヤ幅方向半部を示す、タイヤ幅方向概略部分断面図である。図１では、タイヤ赤道面ＣＬを境界とするタイヤ幅方向一方の半部のみ示しており、他方の半部は図示を省略しているが、他方の半部についても同様の構成である。本実施形態の空気入りタイヤ１（以下、単にタイヤとも称する）は、一対のビード部２に埋設されたビードコア２ａにトロイダル状に跨るカーカス３のクラウン部のタイヤ径方向外側に、被覆樹脂４ａにより被覆されたワイヤ４ｂからなる樹脂被覆ベルト４と、トレッド５とを順に備えている。

本発明では、ベルト構造及び後述のベースリングの構成以外のタイヤ構造については、特に限定されず、慣例に従って通常のゴムを用いて構成することができる。

例えば、本実施形態では、スチールワイヤを束ねたビードコア２ａを有しているが、ビードコアの材質や形状は特に限定されず、あるいは、ビードコア２ａを有しない構造とすることができる。また、本実施形態では、有機繊維からなる１枚のカーカスプライでカーカス３を構成しているが、カーカスプライの材料や枚数も特に限定されない。

本実施形態では、樹脂被覆ベルト４は、ワイヤ４ｂが被覆樹脂４ａにより被覆された樹脂被覆ワイヤがタイヤ軸周りに螺旋状に巻き回されているスパイラルベルトである。本発明では、樹脂被覆ベルト４は１層とすることが好ましい。ワイヤ入りの樹脂は剛性が高いため１層で十分にトレッドの剛性を高めることができ、また、軽量化の観点からも好ましいからである。樹脂被覆ベルト４のタイヤ幅方向の幅は、例えば、タイヤ接地幅の９０〜１２０％とすることができる。

ワイヤ４ｂは、任意の既知の材料を用いることができ、例えばスチールコードを用いることができる。スチールコードは、例えば、スチールのモノフィラメント又は撚り線からなるものとすることができる。また、ワイヤ４ｂは、有機繊維やカーボン繊維等を用いることもできる。

また、被覆樹脂４ａは、例えば、熱可塑性エラストマーや熱可塑性樹脂を用いることができ、また、熱や電子線によって架橋が生じる樹脂や、熱転位によって硬化する樹脂を用いることもできる。熱可塑性エラストマーとしては、ポリオレフィン系熱可塑性エラストマー（ＴＰＯ）、ポリスチレン系熱可塑性エラストマー（ＴＰＳ）、ポリアミド系熱可塑性エラストマー（ＴＰＡ）、ポリウレタン系熱可塑性エラストマー（ＴＰＵ）、ポリエステル系熱可塑性エラストマー（ＴＰＣ）、動的架橋型熱可塑性エラストマー（ＴＰＶ）等が挙げられる。また、熱可塑性樹脂としては、ポリウレタン樹脂、ポリオレフィン樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリアミド樹脂等が挙げられる。さらに、熱可塑性樹脂としては、例えば、ＩＳＯ７５−２又はＡＳＴＭ Ｄ６４８に規定されている荷重たわみ温度（０．４５ＭＰａ荷重時）が７８°Ｃ以上、かつ、ＪＩＳ Ｋ７１１３に規定される引張降伏強さが１０ＭＰａ以上、かつ、同じくＪＩＳ Ｋ７１１３に規定される引張破壊伸び（ＪＩＳ Ｋ７１１３）が５０％以上、かつ、ＪＩＳ Ｋ７２０６に規定されるビカット軟化温度（Ａ法）が１３０°Ｃ以上であるものを用いることができる。ワイヤ４ｂを被覆する被覆樹脂４ａの引張弾性率（ＪＩＳ Ｋ７１１３：１９９５に規定される）は、５０ＭＰａ以上が好ましい。また、ワイヤ４ｂを被覆する被覆樹脂４ａの引張弾性率は、１０００ＭＰａ以下とすることが好ましい。なお、ここでいう被覆樹脂４ａには、ゴム（常温でゴム弾性を示す有機高分子物質）は含まれないものとする。

スパイラルベルトは、例えば、溶融状態の被覆樹脂４ａをワイヤ４ｂの外周側に被覆し、冷却により固化させることによって、樹脂被覆ワイヤを形成し、被覆樹脂４ａを熱板溶着等で溶融させながら、樹脂被覆ワイヤを巻回して形成される環状体の、軸方向に隣接する樹脂被覆ワイヤ同士を溶着させて接合することで形成することができる。あるいは、スパイラルベルトは、形成される環状体の軸方向に隣接する樹脂被覆ワイヤ同士を接着剤等により接着することにより接合して形成することもできる。

図１に示すように、本実施形態のタイヤ１では、樹脂被覆ベルト４のタイヤ径方向内側に、樹脂被覆ベルト４のタイヤ幅方向外側端４ｃに接する（少なくとも一部が樹脂被覆ベルト４のタイヤ幅方向外側端４ｃとタイヤ幅方向同位置に位置する）ベースリング６が設けられている。ベースリング６は、この例では樹脂からなる、環状部材（この例では、タイヤ周方向に連続的に延在する）である。樹脂は、樹脂被覆ベルト４の被覆樹脂４ａと同じ樹脂を用いてもよいし、異なる樹脂を用いてもよい。ベースリング６の樹脂を樹脂被覆ベルト４の被覆樹脂４ａと異なるものとする場合にも、上記被覆樹脂４ａの材料として上記で例示した熱可塑性エラストマーや熱可塑性樹脂を用いることができる。

図１に示すように、ベースリング６のタイヤ幅方向内側端６ａは、樹脂被覆ベルト４のタイヤ幅方向外側端４ｃよりタイヤ幅方向内側に位置し、かつ、ベースリング６のタイヤ幅方向外側端６ｂは、樹脂被覆ベルト４のタイヤ幅方向外側端４ｃよりタイヤ幅方向外側に位置している。本発明においては、ベースリング６のタイヤ幅方向の幅は、樹脂被覆ベルト４のタイヤ幅方向の幅の７％以上とすることが好ましい。７％以上とすることにより、製造時に樹脂被覆ベルト４（特にスパイラルベルトを巻回する場合）の配置を容易にすることができるからである。また、ベースリング６のタイヤ幅方向中央位置は、樹脂被覆ベルト４のタイヤ幅方向外側端４ｃ及びその付近のタイヤ幅方向位置とすることが好ましい。製造時に樹脂被覆ベルト４（特にスパイラルベルトを巻回する場合）の配置を容易にすることができ、また、後述する、ベースリング６によって、樹脂被覆ベルト４とゴムとの剛性段差を緩和する効果をより確実に発揮することができるからである。ベースリング６の厚さは、０．５〜２ｍｍとすることができ、また、樹脂被覆ベルト４のタイヤ幅方向外側端４ｃからベースリング６のタイヤ幅方向内側端及び外側端までのタイヤ幅方向の距離は、それぞれ０ｍｍ以上とすることができる。なお、ベースリング６及び樹脂被覆ベルト４の「タイヤ幅方向の幅」及び本明細書内のその他の寸法は、タイヤを適用リムに装着し、規定内圧を充填し、無負荷状態とした状態で測定されるものとする（ただし、「タイヤ接地幅」は、タイヤを適用リムに装着し、規定内圧を充填し、最大負荷荷重を負荷した状態での接地面のタイヤ幅方向最外側位置を接地端とし、タイヤを適用リムに装着し、規定内圧を充填し、無負荷状態とした状態での接地端間のタイヤ幅方向距離とする）。本明細書において、「適用リム」とは、タイヤが生産され、使用される地域に有効な産業規格であって、日本ではＪＡＴＭＡ（日本自動車タイヤ協会）のＪＡＴＭＡ ＹＥＡＲ ＢＯＯＫ、欧州ではＥＴＲＴＯ（Ｔｈｅ Ｅｕｒｏｐｅａｎ Ｔｙｒｅ ａｎｄ Ｒｉｍ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｏｒｇａｎｉｓａｔｉｏｎ）のＳＴＡＮＤＡＲＤＳ ＭＡＮＵＡＬ、米国ではＴＲＡ（Ｔｈｅ Ｔｉｒｅ ａｎｄ Ｒｉｍ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ， Ｉｎｃ．）のＹＥＡＲ ＢＯＯＫ等に記載されている、または将来的に記載される適用サイズにおける標準リム（ＥＴＲＴＯのＳＴＡＮＤＡＲＤＳ ＭＡＮＵＡＬではＭｅａｓｕｒｉｎｇ Ｒｉｍ、ＴＲＡのＹＥＡＲ ＢＯＯＫではＤｅｓｉｇｎ Ｒｉｍ）を指す。（すなわち、上記の「リム」には、現行サイズに加えて将来的に上記産業規格に含まれ得るサイズも含む。「将来的に記載されるサイズ」の例としては、ＥＴＲＴＯのＳＴＡＮＤＡＲＤＳ ＭＡＮＵＡＬ ２０１３年度版において「ＦＵＴＵＲＥ ＤＥＶＥＬＯＰＭＥＮＴＳ」として記載されているサイズを挙げることができる。）が、上記産業規格に記載のないサイズの場合は、タイヤのビード幅に対応した幅のリムをいう。また、「規定内圧」は、適用サイズのタイヤにおける上記ＪＡＴＭＡ等の規格のタイヤ最大負荷能力に対応する空気圧（最高空気圧）をいう。なお、上記産業規格に記載のないサイズの場合は、「規定内圧」は、タイヤを装着する車両ごとに規定される最大負荷能力に対応する空気圧（最高空気圧）をいうものとする。「最大負荷荷重」は、適用サイズのタイヤにおける上記ＪＡＴＭＡ等の規格のタイヤ最大負荷能力、又は、上記産業規格に記載のないサイズの場合は、タイヤを装着する車両ごとに規定される最大負荷能力に対応する荷重を意味する。

ここで、本実施形態においては、ベースリング６が、ベースリング６の、樹脂被覆ベルト４のタイヤ幅方向外側端４ｃよりタイヤ幅方向内側の部分に、タイヤ幅方向外側からタイヤ幅方向内側に向かって剛性が減少する剛性減少部６ｃを有している。具体的には、本実施形態では、図１に示すように、剛性減少部６ｃは、ベースリング６のタイヤ径方向の厚さが、タイヤ幅方向外側からタイヤ幅方向内側に向かって漸減するテーパ部である。本実施形態では、断面視でタイヤ径方向内周面が直線状であるようなテーパ部である。
以下、本実施形態の空気入りタイヤの作用効果について説明する。なお、本実施形態においては、樹脂被覆ベルト４は、スチールワイヤが被覆樹脂４ａで被覆されたものであり、樹脂からなる（ワイヤを有しない）ベースリング６より剛性が高い。

本実施形態の空気入りタイヤによれば、まず、樹脂被覆ベルト４のタイヤ径方向内側に、樹脂被覆ベルト４のタイヤ幅方向外側端４ｃに接するベースリング６を設けているため、タイヤ幅方向において、樹脂被覆ベルト４とゴムとの急激な剛性段差が生じる場合（ベースリング６を設けない場合）に比べて、樹脂被覆ベルト４のタイヤ幅方向外側端４ｃを境界とする剛性段差を緩和することができる。一方で、かかる構成のみでは、ベースリング６のタイヤ幅方向内側端６ａ付近で樹脂被覆ベルト４に大きな力がかかり樹脂被覆ベルト４の故障の原因となる可能性がある。これに対し、本実施形態では、ベースリング６の、樹脂被覆ベルト４のタイヤ幅方向外側端４ｃよりタイヤ幅方向内側の部分に、タイヤ幅方向外側からタイヤ幅方向内側に向かって剛性が減少する剛性減少部６ｃ（本実施形態では、ベースリング６のタイヤ径方向の厚さが、タイヤ幅方向外側からタイヤ幅方向内側に向かって漸減するテーパ部）を設けているため、樹脂被覆ベルト４に大きな力がかかるのを抑制することができる。特に本実施形態では、樹脂被覆ベルト４はスパイラルベルトであるため、スパイラルベルトをなす環状体の軸方向に隣接する樹脂被覆ワイヤ同士の接合箇所を起点とした故障が生じやすいが、上記剛性減少部６ｃによって樹脂被覆ベルト４に大きな力がかかるのを抑制しているため、そのような故障を抑制することができる。
以上のように、本実施形態によれば、樹脂被覆ベルト４の端部近傍での故障の発生を抑制することができ、さらに、樹脂被覆ベルト４の故障の発生を抑制することもできる。

さらに、本実施形態では、ベースリング６を設けていることから、樹脂被覆ワイヤを巻回してスパイラルベルトを製造する際に、巻き始端側と巻き終端側との双方でこのベースリング６を土台として巻回することができ、樹脂被覆ベルト４の配置をより一層容易にして、巻回工程をより一層容易にすることができる。

本発明では、上記実施形態のように、剛性減少部６ｃは、ベースリング６のタイヤ径方向の厚さが、タイヤ幅方向外側からタイヤ幅方向内側に向かって漸減するテーパ部であることが好ましい。成形や加工が容易な簡易な手法により剛性減少部６ｃを形成して、樹脂被覆ベルト４の故障の発生を抑制することができるからである。

一方で、本発明では、剛性減少部６ｃは、上記の例に限られず様々なものとすることができる。図２（ａ）〜（ｃ）は、剛性減少部６ｃの他の例を樹脂被覆ベルト４の一部と共に示す、部分断面図である。図２（ａ）、（ｂ）に示すように、剛性減少部６ｃは、例えば、断面上、タイヤ径方向内周面が（有限の）曲率を有するように丸みをつけて、ベースリング６のタイヤ径方向の厚さをタイヤ幅方向外側からタイヤ幅方向内側に向かって漸減させたテーパ部としてもよい。その際、図２（ａ）に示すように、タイヤ径方向内側に凸となるように丸みを形成してもよいし、あるいは、図２（ｂ）に示すように、タイヤ径方向外側に凸となるように丸みを形成してもよい。また、剛性減少部６ｃは、断面階段状にして、ベースリング６のタイヤ径方向の厚さをタイヤ幅方向外側からタイヤ幅方向内側に向かって減少させてもよい。なお、剛性減少部６ｃのタイヤ幅方向外側端は、樹脂被覆ベルト４のタイヤ幅方向外側端４ｃよりタイヤ幅方向外側に位置することが好ましい。

他の実施形態としては、剛性減少部６ｃは、剛性の異なる２以上のリング状部材とし、剛性の小さいほうのリング状部材をタイヤ幅方向内側に配置するようにしてもよい。この場合、剛性の異なるリング状部材同士は、例えば溶着や接着により接合させることができる。
なお、図示していないタイヤ幅方向半部についても同様の構成とすることが好ましいが、一方のタイヤ幅方向半部にのみベースリング６を設ける構成とすることもできるし、一方のタイヤ幅方向半部でのみベースリング６が剛性減少部６ｃを有することもできる。

本発明では、上記実施形態のように、樹脂被覆ベルト４は、ワイヤ４ｂが被覆樹脂４ａにより被覆された樹脂被覆ワイヤが螺旋状に巻き回されているスパイラルベルトとすることができる。簡易な手法により樹脂被覆ベルト４を形成することができ、また、上述したように、スパイラルベルトの場合に、環状体の軸方向に隣接する樹脂被覆ワイヤ同士の接合箇所を起点とした故障が生じやすく、かかる故障を特に有効に抑制することができるからである。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態には何ら限定されるものではない。例えば、図１、図２（ａ）〜（ｃ）に示す例では、ベースリング６の、樹脂被覆ベルト４のタイヤ幅方向外側端４ｃよりタイヤ幅方向外側の部分は、厚さが略一定の形状であるが、厚さが変化していてもよい。特に、ベースリング６の、樹脂被覆ベルト４のタイヤ幅方向外側端４ｃよりタイヤ幅方向外側部分は、タイヤ幅方向内側からタイヤ幅方向外側に向かって剛性が減少することが好ましく、例えば、タイヤ幅方向内側からタイヤ幅方向外側に向かって厚さが漸減するテーパ部とすることが好ましい。ベースリング６とゴムとの剛性段差を緩和することができるからである。

１：空気入りタイヤ、２：ビード部、２ａ：ビードコア、３：カーカス、
４：樹脂被覆ベルト、４ａ：被覆樹脂、４ｂ：ワイヤ、
４ｃ：樹脂被覆ベルトのタイヤ幅方向外側端、５：トレッド、
６：ベースリング、６ａ：ベースリングのタイヤ幅方向内側端、
６ｂ：ベースリングのタイヤ幅方向外側端、６ｃ：剛性減少部、
ＣＬ：タイヤ赤道面

Claims (3)

1. 被覆樹脂により被覆されたワイヤからなる樹脂被覆ベルトを備える空気入りタイヤであって、
   前記樹脂被覆ベルトのタイヤ径方向内側に、前記樹脂被覆ベルトのタイヤ幅方向外側端に接するベースリングを設け、
   前記ベースリングのタイヤ幅方向内側端は、前記樹脂被覆ベルトのタイヤ幅方向外側端よりタイヤ幅方向内側に位置し、かつ、前記ベースリングのタイヤ幅方向外側端は、前記樹脂被覆ベルトのタイヤ幅方向外側端よりタイヤ幅方向外側に位置し、
   前記ベースリングは、該ベースリングの、前記樹脂被覆ベルトのタイヤ幅方向外側端よりタイヤ幅方向内側の部分に、タイヤ幅方向外側からタイヤ幅方向内側に向かって剛性が減少する剛性減少部を有することを特徴とする、空気入りタイヤ。
2. 前記剛性減少部は、前記ベースリングのタイヤ径方向の厚さが、タイヤ幅方向外側からタイヤ幅方向内側に向かって漸減するテーパ部である、請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 前記樹脂被覆ベルトは、前記ワイヤが前記被覆樹脂により被覆された樹脂被覆ワイヤが螺旋状に巻き回されているスパイラルベルトである、請求項１又は２に記載の空気入りタイヤ。

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