JP2021094865A - タイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】トレッドの接地形状をコントールすると共に、ベルトの耐久性を向上させる。【解決手段】タイヤは、タイヤケース１３の内部に配置されたカーカス１６のタイヤ径方向外側に設けられ、タイヤケース１３のゴムよりも引張弾性率の高い被覆樹脂２０によりコードが被覆された樹脂被覆コード２４をタイヤ周方向に螺旋状に巻き付けて構成され、被覆樹脂２０同士がタイヤ幅方向に互いに接合されたベルト１２と、ベルト１２のタイヤ径方向外側に設けられ、接地面を構成するキャップゴム３４とキャップゴム３４とベルト１２との間に位置するベースゴム４４とを備え、ベースゴム４４のうちタイヤ幅方向の中央に位置する中央ベースゴム４４Ｃの圧縮剛性が、中央ベースゴム４４Ｃのタイヤ幅方向両側に位置する側部ベースゴム４４Ｅの圧縮剛性よりも低いトレッド１４と、を有する。【選択図】図１

Description

本発明は、タイヤに関する。

樹脂被覆ベルトを備える空気入りタイヤが開示されている（特許文献１参照）。

特開２０１９−１４１１号公報

上記した従来例のように、トレッド表面は、タイヤ幅方向断面においてタイヤ径方向外側に凸に湾曲していることが一般的である。この場合、タイヤ外径は、タイヤ赤道面において最も大きく、タイヤ幅方向外側に向かうにしたがって次第に減少しているので、タイヤ接地時におけるトレッドの中央部でのタイヤ半径と、トレッドの端部（ショルダー部）でのタイヤ半径の差である径差が大きくなる。

また、上記したベルトの被覆樹脂には、ゴム材料よりも引張弾性率が高い樹脂材料が用いられており、タイヤ接地時における樹脂被覆ベルトの変形は、一般的なゴム被覆ベルトを用いた場合と比較して少なくなる。したがって、トレッドの接地形状を適切にするためにトレッドのショルダー部を路面に近づく方向に変形させると、ベルトのタイヤ幅方向の端部（ベルト端）に生ずる歪が大きくなると考えられる。

本発明は、トレッドの接地形状をコントールすると共に、ベルトの耐久性を向上させることを目的とする。

第１の態様に係るタイヤは、タイヤケースの内部に配置されたカーカスのタイヤ径方向外側に設けられ、前記タイヤケースのゴムよりも引張弾性率の高い被覆樹脂によりコードが被覆された樹脂被覆コードをタイヤ周方向に螺旋状に巻き付けて構成され、前記被覆樹脂同士がタイヤ幅方向に互いに接合されたベルトと、前記ベルトのタイヤ径方向外側に設けられ、接地面を構成するキャップゴムと前記キャップゴムと前記ベルトとの間に位置するベースゴムとを備え、前記ベースゴムのうちタイヤ幅方向の中央に位置する中央ベースゴムの圧縮剛性が、前記中央ベースゴムのタイヤ幅方向両側に位置する側部ベースゴムの圧縮剛性よりも低いトレッドと、を有する。

このタイヤでは、トレッドの中央ベースゴムの圧縮剛性が、側部ベースゴムの圧縮剛性よりも低く設定されているので、タイヤ接地時には、この中央ベースゴムが側部ベースゴムよりも大きく圧縮変形する。したがって、トレッド（キャップゴム）のショルダー部が接地し易くなり、トレッドの接地幅が大きくなる。これにより、ベルトの変形を抑制しつつ、トレッドの中央部とショルダー部での径差を縮小させることができる。またこれによって、ベルト端に生ずる歪を抑制することができる。

第２の態様は、第１の態様に係るタイヤにおいて、前記中央ベースゴムが、前記キャップゴムに形成された周方向主溝のうち、タイヤ赤道面からそれぞれ最も離れた端部側周方向主溝よりタイヤ幅方向内側の領域に位置している。

このタイヤでは、中央ベースゴムがキャップゴムに形成された端部側周方向主溝よりタイヤ幅方向内側の領域に位置しているので、タイヤ接地時にトレッドにおける端部側周方向主溝よりタイヤ幅方向内側の領域が比較的大きく変形する。したがって、端部側周方向主溝よりタイヤ幅方向の領域であるショルダー部が更に接地し易くなる。

第３の態様は、第１の態様又は第２の態様に係るタイヤにおいて、前記ベースゴムの圧縮剛性が、前記中央ベースゴムと前記側部ベースゴムとの境界部でタイヤ幅方向に次第に変化している。

このタイヤでは、ベースゴムの圧縮剛性が中央ベースゴムと側部ベースゴムとの境界部でタイヤ幅方向に次第に変化しているので、タイヤ幅方向におけるベースゴムの剛性段差が少なくなる。したがって、中央ベースゴムと側部ベースゴムとの境界部に対応する位置でのベルトの応力集中を抑制できる。

本発明によれば、トレッドの接地形状をコントールすると共に、ベルトの耐久性を向上させることができる。

本実施形態に係るタイヤをタイヤ幅方向に切断して示す要部断面図である。 本実施形態に係るタイヤが接地した状態をタイヤ幅方向に切断して示す要部断面図である。 本実施形態に係るタイヤの変形例をタイヤ幅方向に切断して示す要部断面図である。 （Ａ）は、本実施形態が接地した状態をタイヤ軸方向から見た状態を示す正面図である。（Ｂ）は、図４（Ａ）の状態での接地形状を模式的に示す図である。

以下、本発明を実施するための形態を図面に基づき説明する。なお、図中に示す矢印Ｃはタイヤの周方向（以下「タイヤ周方向」）を示し、矢印Ｗはタイヤの幅方向（以下「タイヤ幅方向」）を示し、矢印Ｒはタイヤの径方向（以下「タイヤ径方向」）を示す。ここで、タイヤ幅方向とは、タイヤの回転軸と平行な方向であって、タイヤ径方向とは、タイヤの回転軸と直交する方向である。また、符号ＣＬはタイヤ赤道面を示す。

各部の寸法測定方法は、ＪＡＴＭＡ（日本自動車タイヤ協会）が発行する２０１９年度版ＹＥＡＲ ＢＯＯＫに記載の方法による。使用地又は製造地において、ＴＲＡ規格、ＥＴＲＴＯ規格が適用される場合は、各々の規格に従う。

図１、図２において、本実施形態に係るタイヤ１０は、タイヤケース１３の内部に配置されたカーカス１６のタイヤ径方向外側に設けられたベルト１２と、ベルト１２のタイヤ径方向外側に設けられたトレッド１４とを有している。

ここで、タイヤケース１３は、タイヤ骨格部材であり、例えばビードコア（図示せず）、カーカス１６、ビードフィラー（図示せず）、インナーライナー１８、及びサイドゴム層（図示せず）によって構成されている。

ベルト１２は、タイヤケース１３のゴムよりも引張弾性率の高い被覆樹脂２０によりコード２２が被覆された樹脂被覆コード２４をタイヤ周方向に螺旋状に巻き付けて構成され、被覆樹脂２０同士がタイヤ幅方向に互いに接合されている。樹脂被覆コード２４は、補強材としての例えば２本のコード２２を被覆樹脂２０により被覆したものであり、例えば断面平行四辺形に形成されている。図示は省略するが、コード２２と被覆樹脂２０の間には、接着樹脂が介在している。

図１から図３において、トレッド１４は、接地面を構成するキャップゴム３４と、ベースゴム４４とを備えている。キャップゴム３４には、例えばタイヤ赤道面ＣＬのタイヤ幅方向両側に２本ずつ、計４本の周方向主溝２６が形成されている。この周方向主溝２６のうち、タイヤ赤道面ＣＬにそれぞれ近い側を中央側周方向主溝２６Ａと呼び、タイヤ赤道面ＣＬからそれぞれ離れた溝を端部側周方向主溝２６Ｂと呼ぶこととする。タイヤ赤道面ＣＬのタイヤ幅方向両側に３本以上の周方向主溝２６が形成されている場合、端部側周方向主溝２６Ｂは、タイヤ赤道面ＣＬから最も遠い溝を指す。以下、トレッド１４のキャップゴム３４において、端部側周方向主溝２６Ｂよりタイヤ幅方向中央側の部位をトレッド１４の中央部３０と呼び、端部側周方向主溝２６Ｂよりタイヤ幅方向外側の部位をトレッド１４のショルダー部３２と呼ぶこととする。

ベースゴム４４は、キャップゴム３４とベルト１２との間、つまりトレッド１４の深層に位置している。トレッド１４において、ベースゴム４４のうちタイヤ幅方向の中央に位置する中央ベースゴム４４Ｃの圧縮剛性は、中央ベースゴム４４Ｃのタイヤ幅方向両側に位置する側部ベースゴム４４Ｅの圧縮剛性よりも低く設定されている。これは、側部ベースゴム４４Ｅの圧縮剛性を従来と同様に設定しつつ、中央ベースゴム４４Ｃの圧縮剛性を従来よりも低くした構成を意味する。中央ベースゴム４４Ｃの圧縮剛性を従来と同様に設定しつつ、側部ベースゴム４４Ｅの圧縮剛性を従来よりも高くした構成ではない。なお、側部ベースゴム４４Ｅの圧縮剛性は、キャップゴム３４の圧縮剛性よりも低く設定されている。キャップゴム３４の圧縮剛性は、例えばタイヤ幅方向において一様である。

圧縮剛性に違いを持たせる手段としては、弾性率、硬さ等の物性や、構造に差を設けることが考えられる。中央ベースゴム４４Ｃの材料と側部ベースゴム４４Ｅの材料が同じであっても、例えば中央ベースゴム４４Ｃを発泡ゴムとし、側部ベースゴム４４Ｅを非発泡ゴムとして構造に差を設けることで、中央ベースゴム４４Ｃの圧縮剛性を側部ベースゴム４４Ｅの圧縮剛性よりも低くすることができる。

中央ベースゴム４４Ｃは、複数種類のゴムから複合的に構成されていてもよい。また、側部ベースゴム４４Ｅが、複数種類のゴムから複合的に構成されていてもよい。つまり、中央ベースゴム４４Ｃと側部ベースゴム４４Ｅの剛性は、それぞれ一定でもよいし、また一定でなくてもよい。中央ベースゴム４４Ｃにおける圧縮剛性の平均が、側部ベースゴム４４Ｅにおける圧縮剛性の平均よりも低くなっていればよい。

図３に示されるように、ベースゴム４４の圧縮剛性が、中央ベースゴム４４Ｃと側部ベースゴム４４Ｅとの境界部でタイヤ幅方向に次第に変化していてもよい。この例では、中央ベースゴム４４Ｃと側部ベースゴム４４Ｅの界面４４Ｂが、タイヤ径方向に対して、タイヤ径方向外側に向かってタイヤ幅方向外側に傾斜している。換言すれば、タイヤ幅方向における中央ベースゴム４４Ｃの範囲が、タイヤ径方向外側に向かって拡大している。

図１に示される例では、中央ベースゴム４４Ｃは、端部側周方向主溝２６Ｂよりタイヤ幅方向内側の領域に位置している。図３に示される例では、中央ベースゴム４４Ｃの最も幅の狭い部分が、端部側周方向主溝２６Ｂよりタイヤ幅方向内側の領域に位置している。中央ベースゴム４４Ｃと側部ベースゴム４４Ｅの界面４４Ｂは、例えば端部側周方向主溝２６Ｂとタイヤ径方向に重なる位置に配置されている。

ここで、ベルト１６における樹脂被覆コード２４の被覆樹脂２０には、熱可塑性の樹脂を用いることができ、トレッド１４（例えばキャップゴム３４）を構成するゴムよりも引張弾性率の高い樹脂材料が用いられている。この樹脂としては、弾性を有する熱可塑性樹脂、及び熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ等を用いることができる。走行時の弾性と製造時の成形性を考慮すると、熱可塑性エラストマーを用いることが望ましい。

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、熱可塑性樹脂材料としては、例えば、ＩＳＯ７５−２又はＡＳＴＭ Ｄ６４８に規定されている荷重たわみ温度（０．４５〔ＭＰａ〕荷重時）が７８〔°Ｃ〕以上、ＪＩＳ Ｋ７１１３に規定される引張降伏強さが１０〔ＭＰａ〕以上、同じくＪＩＳ Ｋ７１１３に規定される引張破壊伸びが５０％以上、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。

ベルト１６における樹脂被覆コード２４の被覆樹脂２０の引張弾性率（ＪＩＳ Ｋ７１１３：１９９５に規定される）は、１００〔ＭＰａ〕以上が好ましい。また、被覆樹脂２０に用いられる樹脂の引張弾性率の上限は、１０００〔ＭＰａ〕以下とすることが好ましく、２００〜７００〔ＭＰａ〕の範囲内が特に好ましい。

ベルト１２におけるコード２２と被覆樹脂２０の間には、接着樹脂（図示せず）が設けられている。この接着樹脂に用いられる樹脂には熱可塑性の樹脂を用いることができ、被覆樹脂２０よりも水分が浸透し難いもの、言い換えれば、水分を吸収し難い樹脂が用いられている。接着樹脂に用いられる樹脂材料を構成する接着剤としては、例えば、変性オレフィン系樹脂（変性ポリエチレン系樹脂、変性ポリプロピレン系樹脂等）、ポリアミド系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリエステル系樹脂、変性ポリエステル系樹脂、エチレン−アクリル酸エチル共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体等の１種又は２種以上の熱可塑性樹脂を主成分（主剤）として含むものが挙げられる。

これらの中でも、金属部材（コード２２）及び樹脂層（被覆樹脂２０）との接着性の観点から、変性オレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂、変性ポリエステル系樹脂、エチレン−アクリル酸エチル共重合体、及びエチレン−酢酸ビニル共重合体からなる群より選ばれる少なくとも１種を含むホットメルト接着剤が好ましく、変性オレフィン系樹脂及び変性ポリエステル系樹脂より選ばれる少なくとも１種を含むホットメルト接着剤がより好ましく、その中でも酸変性オレフィン系樹脂（不飽和カルボン酸で酸変性された変性オレフィン系樹脂）及び変性ポリエステル系樹脂より選ばれる少なくとも１種を含むホットメルト接着剤がさらに好ましく、酸変性ポリエステル系樹脂を含むホットメルト接着剤が特に好ましい。

ここで、「不飽和カルボン酸で酸変性された変性オレフィン系樹脂」とは、ポリオレフィンに、不飽和カルボン酸をグラフト共重合させた変性オレフィン系樹脂を意味する。

（作用）
本実施形態は、上記のように構成されており、以下その作用について説明する。図１において、本実施形態に係るタイヤ１０では、トレッド１４の中央ベースゴム４４Ｃの圧縮剛性が、側部ベースゴム４４Ｅの圧縮剛性よりも低く設定されている。したがって、図２に示されるように、タイヤ１０が路面２８に接地したときには、中央ベースゴム４４Ｃが側部ベースゴム４４Ｅよりも大きく圧縮変形する。具体的には、中央ベースゴム４４Ｃがキャップゴム３４に形成された端部側周方向主溝２６Ｂよりタイヤ幅方向内側の領域に位置しているので、タイヤ接地時にトレッド１４の中央部３０（端部側周方向主溝２６Ｂよりタイヤ幅方向内側の領域）が比較的大きく変形する。したがって、トレッド１４（キャップゴム３４）のショルダー部３２が接地し易くなり、トレッド１４の接地幅が大きくなる。これにより、ベルト１２の変形を抑制しつつ、トレッド１４の中央部３０とショルダー部３２での径差を縮小させることができる。またこれによって、ベルト１２端に生ずる歪を抑制することができる。このため、トレッド１４の接地形状をコントールすると共に、ベルト１２の耐久性を向上させることができる。

また、図３に示される例では、ベースゴム４４の圧縮剛性が中央ベースゴム４４Ｃと側部ベースゴム４４Ｅとの境界部（界面４４Ｂ）でタイヤ幅方向に次第に変化しているので、タイヤ幅方向におけるベースゴム４４の剛性段差が少なくなる。したがって、中央ベースゴム４４Ｃと側部ベースゴム４４Ｅとの境界部（界面４４Ｂ）に対応する位置でのベルト１２の応力集中を抑制できる。

ここで、タイヤ１０の接地状態をタイヤ軸方向から見た場合において（図４（Ａ））、ベースゴム４４における中央ベースゴム４４Ｃの圧縮剛性が側部ベースゴム４４Ｅの圧縮剛性と等しい比較例タイヤの接地長（タイヤ進行方向の接地長さ）をＬ０とし、本実施形態に係るタイヤ１０の接地長をＬ１とする。そうすると、本実施形態に係るタイヤ１０では、タイヤ接地時にトレッド１４の中央部３０が比較的大きく変形するため、ベルト１２の変形が少なくても、接地長Ｌ１が比較例タイヤの接地長Ｌ０よりも長くなる。これにより、図４（Ｂ）に示される接地形状３６も、タイヤ周方向に大きくなる。この結果、コーナリングパワーを向上させることができる。

比較例タイヤの場合、ベルト１２の変形が少ない上、ベースゴム４４における中央ベースゴム４４Ｃの圧縮剛性が側部ベースゴム４４Ｅの圧縮剛性と等しいことから、タイヤ接地時におけるトレッド１４の変形が抑制されるため、接地長Ｌ０を長くすることが難しいと考えられる。

［他の実施形態］
以上、本発明の実施形態の一例について説明したが、本発明の実施形態は、上記に限定されるものでなく、上記以外にも、その主旨を逸脱しない範囲内において種々変形して実施可能であることは勿論である。

上記実施形態では、中央ベースゴム４４Ｃが、端部側周方向主溝２６Ｂよりタイヤ幅方向内側の領域に位置しているものとしたが、中央ベースゴム４４Ｃと側部ベースゴム４４Ｅの境界部の位置は、端部側周方向主溝２６Ｂの位置には限られず、適宜変更することが可能である。

１０…タイヤ、１２…ベルト、１４…トレッド、１６…カーカス、２０…被覆樹脂、２２…コード、２４…樹脂被覆コード、２６…周方向主溝、２６Ｂ…端部側周方向主溝、３４…キャップゴム、４４…ベースゴム、４、Ｂ…界面（境界部）、４４Ｃ…中央ベースゴム、４４Ｅ…側部ベースゴム、ＣＬ…タイヤ赤道面

Claims (3)

1. タイヤケースの内部に配置されたカーカスのタイヤ径方向外側に設けられ、前記タイヤケースのゴムよりも引張弾性率の高い被覆樹脂によりコードが被覆された樹脂被覆コードをタイヤ周方向に螺旋状に巻き付けて構成され、前記被覆樹脂同士がタイヤ幅方向に互いに接合されたベルトと、
   前記ベルトのタイヤ径方向外側に設けられ、接地面を構成するキャップゴムと前記キャップゴムと前記ベルトとの間に位置するベースゴムとを備え、前記ベースゴムのうちタイヤ幅方向の中央に位置する中央ベースゴムの圧縮剛性が、前記中央ベースゴムのタイヤ幅方向両側に位置する側部ベースゴムの圧縮剛性よりも低いトレッドと、
   を有するタイヤ。
2. 前記中央ベースゴムは、前記キャップゴムに形成された周方向主溝のうち、タイヤ赤道面からそれぞれ最も離れた端部側周方向主溝よりタイヤ幅方向内側の領域に位置する請求項１に記載のタイヤ。
3. 前記ベースゴムの圧縮剛性は、前記中央ベースゴムと前記側部ベースゴムとの境界部でタイヤ幅方向に次第に変化している請求項１又は請求項２に記載のタイヤ。

Images