JP2020100303A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】分断されたカーカスプライであっても、所望の張力を有し、タイヤ周方向の拘束力を確保する。【解決手段】カーカスプライ１０は、ベルト２０のタイヤ径方向内側に位置する中央部１１ａと、中央部１１ａの両端からタイヤ径方向内側に延びる一対のサイド部１１ｂと、各サイド部１１ｂからタイヤ径方向内側に延び、一対のビードコア６にそれぞれ巻き上げられる巻上部１１ｃとからなる第１プライ１１と、第１プライ１１に対してタイヤ径方向外側に配置され、ベルト２０の両端部に位置する内端部１３ａと、内端部１３ａからタイヤ径方向内側に延びるサイド部１３ｃと、サイド部１３ｃからタイヤ径方向内側に延びて一対のビードコア６に巻き上げられる第２プライ１２と、を備える。第１プライ１１と、第２プライ１２の各プライ片１３の内端部１３ａとの間に、両面が粘着性を有するテープ１４が配置されている。【選択図】図１

Description

本発明は、空気入りタイヤに関する。

従来、複数の有機繊維コードまたは金属コードを含む少なくとも１層から形成され、トレッド部で分断する分断部を有するカーカスと、ベルト層と、熱可塑性樹脂または熱可塑性樹脂成分とエラストマー成分をブレンドした熱可塑性エラストマーで構成され、前記分断部を覆うカーカス分断部補強層とを有する空気入りタイヤが公知である（例えば、特許文献１参照）。

しかしながら、前記従来の空気入りタイヤでは、分断部を有するカーカスのプライ張力を所望の値に維持するのが難しい。また、カーカスによるタイヤ周方向の拘束力が不十分になる虞がある。

特開２０１０−１１１２２４号公報

本発明は、分断されたカーカスであっても、所望の張力を有し、タイヤ周方向の拘束力を確保できる空気入りタイヤを提供することを課題とする。

本発明は、前記課題を解決するための手段として、タイヤ幅方向の両側に配置される一対のビードコアと、前記一対のビードコアに掛け渡されるカーカスと、前記カーカスのタイヤ径方向外側に配置されるベルトと、を備え、前記カーカスは、前記ベルトのタイヤ径方向内側に位置する中央部と、前記中央部の両端からタイヤ径方向内側に延びる一対のサイド部と、前記各サイド部からタイヤ径方向内側に延び、前記一対のビードコアにそれぞれ巻き上げられる巻上部とからなる第１プライと、前記第１プライに対してタイヤ径方向外側に配置され、前記ベルトの両端部に位置する内端部と、前記内端部からタイヤ径方向内側に延びるサイド部と、前記サイド部からタイヤ径方向内側に延びて前記一対のビードコアに巻き上げられ、前記第１プライの各サイド部で終端する巻上部とからなる第２プライと、を備え、前記第１プライと、前記第２プライの各プライ片の内端部との間に、両面が粘着性を有するテープが配置されている、空気入りタイヤを提供する。

この構成により、第２プライが一対のプライ片で構成されているにも拘わらず、第１プライとの間に配置したテープによって両者の結合状態を良好なものとすることができる。したがって、タイヤの軽量化を図りつつ、第２プライのプライ張力が低下することがない。

前記第２プライの巻上部は、前記ビードコアのタイヤ幅方向内側から外側に向かって巻き上げられているのが好ましい。

この構成により、第２プライのビードコアとの結合状態も良好なものとすることができる。

前記第２プライの巻上部と、前記ビードコアのタイヤ幅方向内側面との間に、両面が粘着性を有するテープが配置されているのが好ましい。

この構成により、第２プライのビードコア側での軽量化を図りつつ、第１プライとの間に配置したテープによって結合状態も良好なものとすることができる。

前記テープの弾性率は１０ＭＰａ以上５０ＭＰａ以下であるのが好ましい。

この構成により、第１プライと第２プライとの間の拘束状態を柔軟性のある良好なものとすることができる。

前記テープの粘着力は４．９Ｎ以上であるのが好ましい。

この構成により、第１プライと第２プライとの間の結合状態を十分なものとすることができる。

前記第１プライの中央部のタイヤ径方向外側に位置するトレッド部と、前記第１プライのサイド部のタイヤ幅方向外側に位置するサイドウォール部の間にバットレス部を備え、前記第１プライと、前記第２プライの各プライ片のサイド部との間に配置したテープのタイヤ幅方向の端部は、前記バットレス部に位置するのが好ましい。

本発明によれば、分断されたカーカスであっても、所望の張力を有し、タイヤ周方向の拘束力を確保できる。

本発明の実施形態に係る空気入りタイヤの子午線断面図。 本発明の実施形態に係る空気入りタイヤのトレッド部及びその周辺の子午線断面図。 図１の部分IIIの拡大図。 図１の部分IVの拡大図。 本発明の実施形態に係る空気入りタイヤのトレッド部の拡大図。

図１から図４は、本発明の実施形態に係るゴム製の空気入りタイヤ（以下、タイヤという）１を示す。

タイヤ１は、トレッド部２、一対のサイドウォール部３、及びリング状の一対のビード部４を備える。トレッド部２とサイドウォール部３の間がバットレス部５である。

トレッド部２はタイヤ幅方向（図１において符号ＴＷで示す。）に延びている。トレッド部２の表面、つまり踏面には溝２ａが設けられている。

一対のサイドウォール部３は、トレッド部２の両端からタイヤ径方向（図１において符号ＴＲ）の内側にそれぞれ延びている。

一対のビード部４は、一対のサイドウォール部３のタイヤ径方向内側の端部にそれぞれ配置されている。個々のビード部４は、ビードコア６とビードフィラー７を備える。ビードコア６は、リング状に束ねられた多数の鋼線を備える。ビードフィラー７は、リング状で、トレッド部２及びサイドウォール部３を構成するゴムよりも硬質のゴムからなる。ビードフィラー７は、ビードコア６のタイヤ径方向外側に隣接して配置された基端７ａと、基端７ａとは反対側の先端７ｂとを備え、基端７ａから先端７ｂに向かってタイヤ径方向外側へテーパ状に延びている。個々のビード部４は、ビードコア６とビードフィラー７とを包むように設けられたストリップゴム８を備える。

バットレス部５は、トレッド部２とサイドウォール部３との間に位置し、舗装路では接地しないが、未舗装の悪路等、路面の状態によっては接地する部分である。ここでは、バットレス部５のタイヤ幅方向の寸法は、踏面の幅寸法Ｗの１０５％〜１３０％の範囲とされている（つまり、バットレス部５自体のタイヤ幅方向の寸法は、踏面の幅寸法Ｗの５％〜３０％となる。）。

タイヤ１は、ビード部４間にトロイダル状に掛け渡されたカーカスプライ１０を備える。本実施形態では、カーカスプライ１０は、第１カーカスプライ（以下、「第１プライ」と呼ぶ）１１と、第２カーカスプライ（以下、「第２プライ」と呼ぶ）１２とを備える。第２プライ１２は中抜き部１３ｂを有するプライであるが、第１プライ１１は中抜き部を有しない通常のプライである。第１及び第２プライ１１，１２については後に詳述する。カーカスプライ１０の内側、つまりタイヤ１の最内周面には、インナーライナ９が設けられている。

図２及び図３を参照すると、トレッド部２、より具体的にはカーカスプライ１０とトレッド部２との間に、無端状のベルト層２０が設けられている。本実施形態では、ベルト層２０は、２枚のベルト２１，２２を備える。ベルト２１は、カーカスプライ１０のタイヤ径方向外側に隣接して配置され、ベルト２２は、ベルト２１のタイヤ径方向外側に隣接して配置されている。また、本実施形態では、下層のベルト２１のタイヤ幅方向の寸法は、上層のベルト２２のタイヤ幅方向の寸法よりも大きく、ベルト２１の端部２１ａは、ベルト２２の端部２２ａよりもタイヤ幅方向外側に位置している。ベルト２１，２２は、スチール製又は有機繊維製のベルトコードをゴム被覆して形成されている。ベルト層２０は、１枚のベルトで構成されてもよいし、３枚以上のベルトを備えてもよい。

ベルト層２０のタイヤ径方向外側に隣接して、無端状のキャップ層３０が設けられている。本実施形態のキャップ層３０は、ベルト２１，２２の両方の端部２１ａ，２２ａのいずれかをそれぞれ直接的に覆う幅狭の一対のエッジプライ３１を備える。また、本実施形態のキャップ層３０は、エッジプライ３１のタイヤ径方向外側に隣接して配置され、端部２１ａ，２２ａを含むベルト２１，２２全体を１枚で覆う幅広のキャッププライ３２を備える。キャップ層３０は、１枚又は３枚以上のプライを備えてもよい。また、キャップ層３０をなくしてもよい。

ベルト層２０のタイヤ幅方向外側の両端の部分とカーカスプライ１０との間には、ゴム製で無端状の一対のパッド４０がそれぞれ配置されている。パッド４０の断面形状は偏平な三角形状である。ベルト２１，２２の端部２１ａ，２２ａ、エッジプライ３１のタイヤ幅方向外側の端部３１ａ、及びキャッププライ３２の端部３２ａのタイヤ幅方向の位置は、パッド４０のタイヤ幅方向の外側の端部４０ａと内側の端部４０ｂとの間の領域、つまりパッド４０が存在する領域に設定されている。なお、パッド４０はなくてもよい。

以下、カーカスプライ１０を構成する第１及び第２プライ１１，１２について説明する。

第１プライ１１は単一のプライであるが、第２プライ１２は前述のように中抜き部１３ｂを有する不連続なプライであり、一対のプライ片１３から構成されている。第１プライ１１と第２プライ１２のプライ片１３はいずれも、間隔をあけて並設した複数本のコードをゴムで被覆した帯状のシートである。第１プライ１１と第２プライ１２のプライ片１３のコードは共に、タイヤ周方向と直交するように延びている。

第１プライ１１と第２プライ１２のプライ片１３とは、モジュラス（一定のひずみを与えたときに生じる応力）が同じであってもよいし、異なっていてもよい。また、第１プライ１１と第２プライ１２のプライ片１３とは、破断強度（破断が生じる引張荷重）が同じであってもよいし、異なっていてもよい。第１プライ１１と第２プライ１２のプライ片１３のモジュラスや破断強度が異なる場合については、後に詳述する。

第１プライ１１は、トレッド部２のタイヤ径方向内側に位置する中央部１１ａを備える。また、第１プライ１１は、中央部１１ａのタイヤ幅方向の両端からタイヤ径方向内側にそれぞれ延びる一対のサイド部１１ｂを備える。さらに、第１プライ１１は、サイド部１１ｂからタイヤ径方向内側にそれぞれ延びる一対の巻上部１１ｃを備える。サイド部１１ｂはサイドウォール部３に配置されている。巻上部１１ｃは、ビードフィラー及びビードコアの内面に沿って延びる内側部１１ｄを備える。また、巻上部１１ｃは、ビードコア６の下面に沿って延びる内径部１１ｅを備える。さらに、巻上部１１ｃは、ビードコア６及びビードフィラー７の外面に沿って延びる外側部１１ｆを備える。外側部１１ｆの端が巻上端１１ｇである。巻上端１１ｇは、サイドウォール部３のタイヤ最大幅位置３ａの近傍に位置している。

第２プライ１２は、第１プライ１１に対してタイヤ径方向外側に隣接して配置されており、一対のプライ片１３により構成された不連続なプライである。プライ片１３は、ベルト層２０と第１プライ１１の中央部１１ａとの間に配置された内端部１３ａを有する。内端部１３ａとベルト層２０との間にはパッド４０が介在している。プライ片１３の内端部１３ａのタイヤ幅方向の位置は、トレッド部２におけるタイヤ幅方向外側の領域に、より具体的にはベルト層２０を構成するベルト２１，２２の端部２１ａ，２２ａのいずれよりもタイヤ幅方向内側の領域に設定されている。トレッド部２におけるタイヤ幅方向中央の領域、より具体的には一対のプライ片１３の内端部１３ａ間の領域に、中抜き部１３ｂが設けられている。この中抜き部１３ｂでは、第２プライ１２は存在せず、第１プライ１１の中央部１１ａのみが存在する。

プライ片１３は、さらにサイド部１３ｃ及び巻上部１３ｄを備える。サイド部１３ｃは、内端部１３ａからタイヤ径方向内側に延びている。サイド部１３ｃは、第１プライ１１のサイド部１１ｂのタイヤ幅方向外側に隣接して配置されている。巻上部１３ｄは、ビードフィラー７のタイヤ幅方向内面に沿ってタイヤ径方向内側へと延び、ビードコア６の内面側で第１プライ１１の内側部１１ｄを覆う内側部１３ｅを備える。また、巻上部１３ｄは、ビードコア６の内径側で第１プライ１１の内径部１１ｅを覆う内径部１３ｆを備える。さらに、巻上部１３ｄは、ビードコア６の外面側で第１プライ１１の外側部１１ｆを覆う外側部１３ｇを備える。外側部１３ｇの端が巻上端１３ｈである。巻上端１３ｈは、第１プライ１１の巻上端１１ｇを超えてタイヤ径方向外側に位置している。

プライ片１３の内端部１３ａと第１プライ１１とは、両面が粘着性を有する第１テープ１４で張り合わされて接合されている。第１テープ１４には、弾性率が１０ＭＰａ以上５０ＭＰａ以下で、粘着力が４．９Ｎ以上の粘着テープが使用されている。第１テープ１４の弾性率が１０ＭＰａ未満では、第１プライ１１と第２プライ１２の拘束力が不十分となる。一方、第１テープ１４の弾性率が５０ＭＰａを超えると、第１テープ１４による拘束力が大きくなり過ぎて柔軟性が損なわれる。また、第１テープ１４の両面の粘着力が４．９Ｎ未満では、第１テープ１４と第１プライ１１あるいは第１テープ１４と第２プライ１２の間の接合状態が不十分となり、第１プライ及び第２プライ１２の全体に所望の張力が得られない。

第１テープ１４のタイヤ幅方向の内端位置は、ほぼトレッド部の両端位置（接地端）に対応する位置である。また第１テープ１４のタイヤ幅方向の外端位置１４ａは、幅が広い方のベルトの端部２１ａと、タイヤ最大幅位置３ａとの間のタイヤ幅方向の最短距離ＳＤの５０％を超えないように設定されている。

前記構成の空気入りタイヤによれば、次のような効果が得られる。

第２プライ１２は一対のプライ片１３を備える不連続なプライであり、一対のプライ片１３の内端部１３ａの間には、プライが存在しない中抜き部１３ｂがある。かかる中抜き部１３ｂのある第２プライ１２を採用したことにより、第２プライ１２が１枚の連続のプライである場合と比較して、軽量化を図ることができる。また、第１プライ１１のサイド部１１ｂはビードコア６よりもタイヤ径方向外側で終端する巻上部１１ｃを備えている。

サイドウォール部３の全域において、２層のプライ、つまり第１プライのサイド部１１ｂとプライ片１３のサイド部１３ｃとが配置されている。また、サイドウォール部３のビードコア６側の領域では、さらに１層のプライ、つまりプライ片１３の巻上部１３ｄが配置されている。このようにサイドウォール部３において、プライが２層又は３層設けられていることにより、必要な耐カット性が確保される。また、プライが２層又は３層設けられていることで、サイドウォール部３における必要な剛性が確保される。

プライ片１３の内端部１３ａは、ベルト層２０と第１プライ１１の中央部１１ａとの間に配置されている。しかも、第１プライ１１と第２プライのプライ片１３とは第１テープ１４によって接合されている。この構成により、プライ片１３の内端部１３ａがベルト層２０によって強固に保持されると共に、第１プライ１１に接合されるので、第２プライの剛性をより確実に確保できる。

次に、第１プライ１１と第２プライ１２のプライ片１３とのモジュラスや破断強度を異ならせる場合を説明する。

第１プライ１１のモジュラスは、第２プライ１２のプライ片１３のモジュラスよりも低くてもよい。カーカスプライ１０においては、一般に、モジュラスが低い程重量は軽く、モジュラスが高い程重量が重い傾向がある。第２プライ１２は中抜き部１３ｂを有するのに対して、第１プライ１１はトレッド部２に中央部１１ａを有する。第１プライ１１の中央部１１ａは、第１プライ１１のサイド部１１ｂや第２プライ１２のプライ片１３と比較すると、剛性向上と耐カット性向上の寄与度は低い。かかる中央部１１ａを有する第１プライ１１を第２プライ１２のプライ片１３と比較して低モジュラス、従って相対的に軽量とすることで、剛性と耐カット性を損なうことなく、さらなる軽量化を図ることができる。

第１プライ１１の破断強度は、第２プライ１２のプライ片１３の破断強度よりも低くてもよい。カーカスプライ１０においては、一般に、破断強度が低い程重量は軽く、破断強度が高い程重量が重い傾向がある。第２プライ１２は中抜き部１３ｂを有するのに対して、第１プライ１１はトレッド部２に中央部１１ａを有する。第１プライ１１の中央部１１ａは、第１プライ１１のサイド部１１ｂや第２プライ１２のプライ片１３と比較すると、剛性向上と耐カット性向上の寄与度は低い。かかる中央部１１ａを有する第１プライ１１を、第２プライ１２のプライ片１３と比較して低破断強度、従って相対的に軽量とすることで、剛性と耐カット性を損なうことなく、さらなる軽量化を図ることができる。

コード材質、コード径、エンド数、ゴム硬さ、及びゴム厚みのうちの少なくとも１つを異ならせることで、第１プライ１１のモジュラスを第２プライ１２のプライ片１３のモジュラスよりも低く設定し、あるいは第１プライ１１の破断強度を第２プライ１２のプライ片１３の破断強度よりも低く設定できる。

コード径、エンド数、ゴム硬さ、及びゴム厚みについては、一般に、以下の傾向がある。まず、コード径が太い程、モジュラスと破断強度が高くなる。また、エンド数が多い程、モジュラスと破断強度が高くなる。さらに、ゴム硬さが高い程、モジュラスと破断強度が高くなる。さらにまた、ゴム厚みが厚い程、モジュラスと破断強度が高くなる。

コード材質については、金属（スチール）、アラミド、レーヨン、ポリエステル、及びナイロンの順でモジュラスが高い。また、コード材質については、金属（スチール）、アラミド、ナイロン、ポリエステル、及びレーヨンの順で破断強度が高い。

なお、本発明は、前記実施形態に記載された構成に限定されるものではなく、種々の変更が可能である。

前記実施形態では、カーカスプライ１０を第１プライ１１と第２プライ１２とで構成したが、第２プライ１２と同様の中抜き部を有するプライや第１プライ１１と同様の通常のプライをさらに備えてもよい。また、第１プライ１１の個々のサイド部１１ｂを第２プライ１２のプライ片１３に接合するテープが複数あってもよい。

前記実施形態では、第１プライ１１と第２プライ１２のプライ片１３の内端部１３ａとを第１テープ１４で接合しただけであるが、図５に示すように、ビードコア６の内側で第１プライ１１と第２プライ１２を接合する第２テープ１５を設けるようにしてもよい。第２テープ１５には、前記第１テープ１４と同様な粘着テープを使用できる。第２テープ１５の一端は、ビードコア６の上端よりも上方に位置している。第２テープ１５の他端は、ビードコア６の下端近傍に位置している。

このように、第２テープ１５を設けることにより、ビード部４側でも第１プライ１１と第２プライ１２の接合強度を高めることができ、両者の剛性を所望の値とすることが可能となる。

１ 空気入りタイヤ
２ トレッド部
２ａ 溝
３ サイドウォール部
３ａ タイヤ最大幅位置
４ ビード部
５ バットレス部
６ ビードコア
７ ビードフィラー
７ａ 基端
７ｂ 先端
８ ストリップゴム
９ インナーライナ
１０ カーカスプライ
１１ 第１カーカスプライ（第１プライ）
１１ａ 中央部
１１ｂ サイド部
１１ｃ 巻上部
１１ｄ 内側部
１１ｅ 内径部
１１ｆ 外側部
１１ｇ 巻上端
１２ 第２カーカスプライ（第２プライ）
１３ プライ片
１３ａ 内端部
１３ｂ 中抜き部
１３ｃ サイド部
１３ｄ 巻上部
１３ｅ 内側部
１３ｆ 内径部
１３ｇ 外側部
１３ｈ 巻上端
１４ 第１テープ
１４ａ 外端位置
１５ 第２テープ
２０ ベルト層
２１ ベルト
２１ａ 端部
２２ ベルト
２２ａ 端部
３０ キャップ層
３１ エッジプライ
３１ａ 端部
３２ キャッププライ
３２ａ 端部
４０ パッド
４０ａ 端部
４０ｂ 端部

Claims (6)

1. タイヤ幅方向の両側に配置される一対のビードコアと、
   前記一対のビードコアに掛け渡されるカーカスプライと、
   前記カーカスプライのタイヤ径方向外側に配置されるベルトと、
   を備え、
   前記カーカスプライは、
   前記ベルトのタイヤ径方向内側に位置する中央部と、前記中央部の両端からタイヤ径方向内側に延びる一対のサイド部と、前記各サイド部からタイヤ径方向内側に延び、前記一対のビードコアにそれぞれ巻き上げられる巻上部とからなる第１プライと、
   前記第１プライに対してタイヤ径方向外側に配置され、前記ベルトの両端部に位置する内端部と、前記内端部からタイヤ径方向内側に延びるサイド部と、前記サイド部からタイヤ径方向内側に延びて前記一対のビードコアに巻き上げられ、前記第１プライの各サイド部で終端する巻上部とからなる第２プライと、
   を備え、
   前記第１プライと、前記第２プライの各プライ片の内端部との間に、両面が粘着性を有するテープが配置されている、空気入りタイヤ。
2. 前記第２プライの巻上部は、前記ビードコアのタイヤ幅方向内側から外側に向かって巻き上げられている、請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 前記第２プライの巻上部と、前記ビードコアのタイヤ幅方向内側面との間に、両面が粘着性を有するテープが配置されている、請求項１又は２に記載の空気入りタイヤ。
4. 前記テープの弾性率は１０ＭＰａ以上５０ＭＰａ以下である、請求項１から３のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
5. 前記テープの粘着力は４．９Ｎ以上である、請求項１から４のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
6. 前記第１プライの中央部のタイヤ径方向外側に位置するトレッド部と、前記第１プライのサイド部のタイヤ幅方向外側に位置するサイドウォール部の間にバットレス部を備え、
   前記第１プライと、前記第２プライの各プライ片のサイド部との間に配置したテープのタイヤ幅方向の端部は、前記バットレス部に位置する、請求項１から５のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。

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