JP2022067950A

JP2022067950A - 空気入りタイヤ

Info

Publication number: JP2022067950A
Application number: JP2020176835A
Authority: JP
Inventors: 琢馬渡辺; Takuma Watanabe
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 2020-10-21
Filing date: 2020-10-21
Publication date: 2022-05-09

Abstract

【課題】高速耐久性能を維持しながら、軽量化を図ることができる空気入りタイヤを提供する。【解決手段】トレッド補強層８を具えた空気入りタイヤである。トレッド補強層８の内側プライ８Ａ及び外側プライ８Ｂは、帯状プライ１０をタイヤ周方向へ螺旋状に巻き付けられたものである。内側プライ８Ａは、タイヤ軸方向に隣接する帯状プライ１０が互いに離間するように第１螺旋ピッチで巻きつけられている。外側プライ８Ｂは、帯状プライ１０が第２螺旋ピッチで巻きつけられている。第２螺旋ピッチが、第１螺旋ピッチよりも小さい。【選択図】図３

Description

本発明は、空気入りタイヤに関する。

下記特許文献１には、ベルト層と、前記ベルト層のタイヤ半径方向外側に配されたバンド層とを具えた空気入りタイヤが記載されている。前記バンド層は、帯状プライを螺旋巻きにすることにより形成されたフルバンドプライとエッジバンドプライとを含んでいる。このような空気入りタイヤでは、高速耐久性が向上するとともに、タイヤ重量の増加が抑制されるとされている。

特許第３９４３５０６号

近年、車両低燃費要求が加速しており、タイヤの軽量化が重要な課題となっている。

本発明は、以上のような実状に鑑み案出されたもので、高速耐久性能を維持しながら、軽量化を図ることができる空気入りタイヤを提供することを主たる目的としている。

本発明は、空気入りタイヤであって、トロイド状のカーカスと、前記カーカスの半径方向外側かつトレッド部の内部に配されたベルト層と、前記ベルト層のタイヤ半径方向外側に配されたトレッド補強層とを具え、前記トレッド補強層は、内側プライと、前記内側プライのタイヤ半径方向外側に重ねられた外側プライとを含み、前記内側プライ及び前記外側プライは、１本又は複数本の補強コードがトッピングゴムにより被覆された長尺の帯状プライをタイヤ周方向へ螺旋状に巻き付けられたものであり、前記内側プライは、タイヤ軸方向に隣接する前記帯状プライが互いに離間するように第１螺旋ピッチで巻きつけられており、前記外側プライは、前記帯状プライが第２螺旋ピッチで巻きつけられており、前記第２螺旋ピッチが、前記第１螺旋ピッチよりも小さい。

本発明に係る空気入りタイヤは、前記第２螺旋ピッチが、前記帯状プライの幅の１．０～１．１倍である、のが望ましい。

本発明に係る空気入りタイヤは、前記第１螺旋ピッチが、前記帯状プライの幅の２．０～５．０倍である、のが望ましい。

本発明に係る空気入りタイヤは、前記内側プライにおいて、前記帯状プライのタイヤ周方向に対する傾斜が、前記外側プライの前記帯状プライのタイヤ周方向に対する傾斜と逆向きである、のが望ましい。

本発明に係る空気入りタイヤは、前記内側プライと前記外側プライとが、１本の前記帯状プライで連続的に形成される、のが望ましい。

本発明に係る空気入りタイヤは、前記内側プライが、タイヤ軸方向の第１端からタイヤ赤道を通って第２端まで延びており、かつ、前記第１端上をタイヤ周方向に延びる第１周方向部を含む、のが望ましい。

本発明に係る空気入りタイヤは、前記第１周方向部が、タイヤ回転軸を中心として１５０～２１０度の角度範囲を延びている、のが望ましい。

本発明に係る空気入りタイヤは、前記内側プライが、前記第２端上をタイヤ周方向に延びる第２周方向部を含む、のが望ましい。

本発明に係る空気入りタイヤは、前記第２周方向部が、タイヤ回転軸を中心として１５０～２１０度の角度範囲を延びている、のが望ましい。

本発明に係る空気入りタイヤは、前記ベルト層が、タイヤ周方向に対して傾斜したベルトコードを備え、かつ、前記内側プライとタイヤ半径方向に隣接する第１ベルトプライを含み、前記内側プライの前記帯状プライのタイヤ周方向に対する傾斜は、前記第１ベルトプライの前記ベルトコードのタイヤ周方向に対する傾斜と逆向きである、のが望ましい。

本発明に係る空気入りタイヤは、前記内側プライ及び前記外側プライのタイヤ軸方向の幅が、前記ベルト層のタイヤ軸方向の幅の７０％～１２０％である、のが望ましい。

本発明の空気入りタイヤは、上記の構成を採用することで、高速耐久性能を維持しながら、軽量化を図ることができる。

本発明の空気入りタイヤの一実施例を示す断面図である。帯状プライの斜視図である。図１の拡大図である。ベルト層を概念的に示す平面展開図である。内側プライを概念的に示す平面展開図である。外側プライを概念的に示す平面展開図である。トレッド補強層を形成するための方法を概念的に示す斜視図である。

以下、本発明の実施の一形態が図面に基づき説明される。図１は、本実施形態の空気入りタイヤ（以下、単に「タイヤ」という場合がある。）１の正規状態におけるタイヤ回転軸（図示省略）を含むタイヤ子午線断面図である。図１には、乗用車用のタイヤ１が示されている。但し、本発明は、重荷重用やライトトラック用等のタイヤ１に適用されても良い。

前記「正規状態」は、タイヤ１が正規リム（図示省略）にリム組みされかつ正規内圧が充填された無負荷の状態である。本明細書では、特に言及されない場合、タイヤ１の各部の寸法等はこの正規状態で測定された値である。

前記「正規リム」は、タイヤ１が基づいている規格を含む規格体系において、当該規格がタイヤ毎に定めるリムであり、例えばJATMA であれば "標準リム" 、TRA であれば"Design Rim" 、ETRTO であれば"Measuring Rim" である。「正規内圧」は、タイヤ１が基づいている規格を含む規格体系において、各規格がタイヤ毎に定めている空気圧であり、JATMA であれば "最高空気圧" 、TRA であれば表"TIRELOAD LIMITSAT VARIOUSCOLD INFLATION PRESSURES" に記載の最大値、ETRTO であれば"INFLATION PRESSURE" である。

図１に示されるように、本実施形態の空気入りタイヤ１は、トロイド状のカーカス６と、カーカス６の半径方向外側かつトレッド部２の内部に配されたベルト層７と、ベルト層７のタイヤ半径方向外側に配されたトレッド補強層８とを具えている。トレッド補強層８のタイヤ半径方向の外側には、例えば、トレッドゴムＧが配されている。

トレッド補強層８は、内側プライ８Ａと、内側プライ８Ａのタイヤ半径方向外側に重ねられた外側プライ８Ｂとを含んでいる。このようなトレッド補強層８は、ベルト層７のリフティング等を抑制して、高速耐久性能を高める。

内側プライ８Ａ及び外側プライ８Ｂは、長尺の帯状プライ１０をタイヤ周方向へ螺旋状に巻き付けられて形成される。

図２は、帯状プライ１０の斜視図である。図２に示されるように、帯状プライ１０は、１本又は複数本の補強コード１１がトッピングゴム１２により被覆されて形成されている。補強コード１１としては、例えば、ポリエステル、レーヨン、芳香族ポリアミド等の有機繊維コードが望ましく、とりわけナイロンコードが望ましい。トッピングゴム１２としては、周知構造のものが採用される。

図３は、図１のトレッド部２の右半分の拡大図である。図３に示されるように、内側プライ８Ａは、タイヤ軸方向に隣接する帯状プライ１０が互いに離間するように第１螺旋ピッチｐ１（図５に示す）で巻きつけられている。このような内側プライ８Ａは、プライ質量を低減し、タイヤの軽量化を図ることができる。また、外側プライ８Ｂは、帯状プライ１０が第２螺旋ピッチｐ２（図６に示す）で巻きつけられている。第２螺旋ピッチｐ２は、第１螺旋ピッチｐ１よりも小さくされている。これにより、外側プライ８Ｂは、高速走行時におけるベルト層７のリフティング等を効果的に抑制し、高速耐久性能を高める。

図１に示されるように、カーカス６は、カーカスコード（図示省略）をタイヤ周方向に対して、例えば７５～９０度の角度で配列した１枚以上、本実施形態では２枚のカーカスプライ６Ａ、６Ｂから形成される。前記カーカスコードとしては、例えば、ポリエステル、ナイロン、レーヨン、アラミドなどの有機繊維コードやスチールコードなどが採用される。各カーカスプライ６Ａ、６Ｂは、両側のビード部４、４間を延びている。

ベルト層７は、例えば、第１ベルトプライ７Ａと第２ベルトプライ７Ｂとからなる２枚のベルトプライ７Ｐで形成されている。第１ベルトプライ７Ａは、例えば、第２ベルトプライ７Ｂよりもタイヤ半径方向の外側に配されている。第１ベルトプライ７Ａは、本実施形態では、第２ベルトプライ７Ｂよりもタイヤ軸方向の幅が小さく形成されている。なお、第１ベルトプライ７Ａは、第２ベルトプライ７Ｂと同じタイヤ軸方向の幅であっても良い。

ベルト層７（第２ベルトプライ７Ｂ）は、例えば、トレッド幅ＴＷの９０％～１１０％のタイヤ軸方向の幅Ｂ１を有している。これにより、カーカス６に対して箍効果が発揮され、高速耐久性能が高められる。

トレッド幅ＴＷは、正規状態のタイヤ１に、正規荷重を負荷してキャンバー角０°で平面に接地させたときの最もタイヤ軸方向両側の接地位置であるトレッド端Ｔｅ、Ｔｅ間のタイヤ軸方向の距離である。

前記「正規荷重」は、タイヤ１が基づいている規格を含む規格体系において、各規格がタイヤ毎に定めている荷重であり、JATMAであれば "最大負荷能力" 、TRAであれば表"TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES" に記載の最大値、ETRTOであれば "LOAD CAPACITY" である。

図４は、ベルト層７の形成状態を概念的に示す平面展開図である。図４の横方向は、タイヤ軸方向を表し、縦方向は、タイヤ周方向を示している。図４に示されるように、各ベルトプライ７Ａ、７Ｂは、複数本のベルトコード７ａをタイヤ周方向に対して１５～４５°の角度θ１で配列して形成されている。第１ベルトプライ７Ａのベルトコード７ａと、第２ベルトプライ７Ｂのベルトコード７ａとは、タイヤ周方向に対して逆向きに傾斜している。

ベルトコード７ａとしては、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、芳香族ポリアミド等の高モジュラスの有機繊維コードが望ましく、スチールコードがより望ましい。

図２に示されるように、帯状プライ１０の長手方向は、補強コード１１の長手方向と平行に延びている。帯状プライ１０の形状については、特に限定されるものではないが、例えば、その幅ｗが、３．０～１５．０mm、その厚さｔが、０．６～１．５mmであるのが望ましい。また、１本の帯状プライ１０に含まれる補強コード１１は、３～１４本が望ましい。これにより、タイヤ１の製造コストとタイヤ１の品質がバランス良く確保される。

図５は、内側プライ８Ａを概念的に示す平面展開図である。図６は、外側プライ８Ｂを概念的に示す平面展開図である。図５、図６の横方向は、タイヤ軸方向を表し、縦方向は、タイヤ周方向を示している。図５、図６には、タイヤ回転軸（図示省略）を中心として３６０度の範囲（内側プライ８Ａ及び外側プライ８Ｂのタイヤ１の１周分の長さ）が示される。

図５に示されるように、内側プライ８Ａは、本実施形態では、タイヤ軸方向の第１端Ｅ１（図では、左側）からタイヤ赤道Ｃを通って第２端Ｅ２（図では右側）まで延びるように形成されている。第１端Ｅ１と第２端Ｅ２との間のタイヤ軸方向の距離が、内側プライ８Ａのタイヤ軸方向の幅Ｂ２（図３に示す）である。

内側プライ８Ａの幅Ｂ２は、ベルト層７のタイヤ軸方向の幅Ｂ１の７０％～１２０％であるのが望ましい。これにより、高速耐久性能を維持しながら、軽量化を図ることができる。内側プライ８Ａの幅Ｂ２は、ベルト層７のタイヤ軸方向の幅Ｂ１の８０％以上がさらに望ましく、１１０％以下がさらに望ましい。

内側プライ８Ａは、例えば、第１端Ｅ１上をタイヤ周方向に延びる第１周方向部１５と、第２端Ｅ２上をタイヤ周方向に延びる第２周方向部１６と、第１周方向部１５と第２周方向部１６とを継いで、タイヤ周方向に対して傾斜する内側傾斜部１７とを含んでいる。第１周方向部１５及び第２周方向部１６は、ベルト層７のタイヤ軸方向の両端部７ｅ、７ｅのリフティングを強固に抑制する。

本明細書では、第１螺旋ピッチｐ１は、内側プライ８Ａの内側傾斜部１７でのピッチである。内側傾斜部１７の第１螺旋ピッチｐ１は、第１端Ｅ１から第２端Ｅ２までタイヤ軸方向に同じであるのが望ましい。なお、内側傾斜部１７の第１螺旋ピッチｐ１は、第１端Ｅ１側及び第２端Ｅ２側が、タイヤ赤道Ｃ側よりも小さくても良い。

第１螺旋ピッチｐ１は、帯状プライ１０の幅ｗの２．０～５．０倍であるのが望ましい。第１螺旋ピッチｐ１が帯状プライ１０の幅ｗの２．０倍以上であるので、タイヤ１の軽量化が図られる。第１螺旋ピッチｐ１が帯状プライ１０の幅ｗの５．０倍以下であるので、リフティング等の抑制効果が発揮される。第１螺旋ピッチｐ１及び第２螺旋ピッチｐ２は、本明細書では、帯状プライ１０の幅方向の距離である。

このような内側プライ８Ａの内側傾斜部１７は、例えば、タイヤ軸方向に隣接する帯状プライ１０、１０間に形成される隙間Ｓを含んでいる。隙間Ｓは、例えば、第１周方向部１５と第２周方向部１６との間を連続的に形成されている。隙間Ｓには、例えば、周知のゴム材料が配されても良い。

本実施形態の内側プライ８Ａは、第１ベルトプライ７Ａとタイヤ半径方向で隣接している。内側プライ８Ａ（内側傾斜部１７）の帯状プライ１０のタイヤ周方向に対する傾斜は、第１ベルトプライ７Ａのベルトコード７ａのタイヤ周方向に対する傾斜と逆向きである。これにより、大きな拘束力が得られるので、高速耐久性能が高く確保される。

第１周方向部１５は、タイヤ回転軸を中心として１５０～２１０度の角度範囲ａ１を延びている。また、第２周方向部１６は、タイヤ回転軸を中心として、１５０～２１０度の角度範囲ａ２を延びている。このような第１周方向部１５及び第２周方向部１６は、ベルト層７の両端部７ｅ、７ｅのリフティングをさらに抑制しつつ、軽量化をさらに促進することができる。第１周方向部１５の角度範囲ａ１及び第２周方向部１６の角度範囲ａ２は、例えば、１６０度以上がさらに望ましく、２００度以下がさらに望ましい。

図６に示されるように、外側プライ８Ｂは、例えば、第２端Ｅ２からタイヤ赤道Ｃを通って、第１端Ｅ１まで延びている。このように、本実施形態では、外側プライ８Ｂは、内側プライ８Ａのタイヤ軸方向の幅Ｂ２と同じタイヤ軸方向の幅で形成されている。

外側プライ８Ｂは、例えば、第２端Ｅ２から第１端Ｅ１まで、帯状プライ１０がタイヤ周方向に対して連続的に傾斜する外側傾斜部１８として形成されている。

第２螺旋ピッチｐ２は、帯状プライ１０の幅ｗの１．０～１．１倍以下が望ましい。第２螺旋ピッチｐ２が１．１倍以下であるので、ベルト層７のリフティングが効果的に抑えられ、高速耐久性能が高く維持される。第２螺旋ピッチｐ２が１．０倍以上であるので軽量化が促進される。第２螺旋ピッチｐ２が帯状プライ１０の幅ｗの１．０倍では、タイヤ軸方向に隣接する帯状プライ１０の側縁１０ｅ、１０ｅ（図２に示す）同士がタイヤ軸方向接触する突き合わせ状態として形成される。

内側プライ８Ａにおいて、本実施形態では、帯状プライ１０のタイヤ周方向に対する傾斜は、外側プライ８Ｂの帯状プライ１０のタイヤ周方向に対する傾斜と逆向きである。より具体的に述べると、内側傾斜部１７の帯状プライ１０の傾斜は、外側傾斜部１８の帯状プライ１０の傾斜と逆向きである。これにより、さらに大きな拘束力が得られるので、高速耐久性能が効果的に維持される。

次に、このようなトレッド補強層８の形成方法が説明される。
図７は、本実施形態の形成方法で使用される形成装置３０の斜視図である。図７に示されるように、形成装置３０は、例えば、円筒状のドラム３１と、ドラム３１上に未加硫の帯状プライ１０Ｎを供給するためのアプリケータ３２とを含んでいる。ドラム３１は、例えば、ドラム回転軸（図示省略）を有し、回転可能に支持されている。アプリケータ３２は、例えば、少なくともドラム３１の軸方向（ドラム軸方向）に移動可能に支持されている。このようなドラム３１及びアプリケータ３２は、周知の構造で構成されている。ドラム３１の外周面には、未加硫のベルト層７Ｎが貼着されている。

本実施形態の形成方法では、内側プライ８Ａ及び外側プライ８Ｂを形成する帯状プライ１０Ｎが、ベルト層７Ｎの外側に巻き付けられる。より具体的には、先ず、内側プライ８Ａを形成する第１工程が行われ（図７に示される）、引き続いて、外側プライ８Ｂを形成する第２工程が行われる（図示省略）。前記第１工程では、第１周方向部１５、内側傾斜部１７及び第２周方向部１６が順に形成される。また、前記第２工程では、外側傾斜部１８が形成される。第１周方向部１５、内側傾斜部１７、第２周方向部１６、外側傾斜部１８は、本実施形態では、１本の帯状プライ１０Ｎで連続的に形成される。第１螺旋ピッチｐ１や第２螺旋ピッチｐ２は、例えば、アプリケータ３２のドラム軸方向の移動速度や、ドラム３１の回転速度を制御することにより、所望の範囲内とされる。図５及び図６には、本実施形態の形成方法が用いられた場合における、帯状プライ１０の巻きつけ方向の一例が矢印で示されている。

以上、本発明の特に好ましい実施形態について詳述したが、本発明は図示の実施形態に限定されることなく、種々の態様に変形して実施しうる。

図１のタイヤ構造を有するサイズ２２５／６０Ｒ１７の乗用車用タイヤが、表１の仕様に基づき試作されるとともに、各試供タイヤの高速耐久性能及びタイヤ質量についてテストがされた。

＜高速耐久性能＞
ドラム試験機を用いて、JIS-D4230の高速耐久性能試験方法に準拠したテストがされた。結果は、比較例１の走行時間を１００とする指数で表される。数値の大きい方が優れている。
リム：１６ｘ６．５０J
内圧：２２０kPa
荷重：６．４７kN
ドラム径：１７０７mm
帯状プライの幅ｗ：１０mm
速度：１７０km/hから１０分毎に１０km/hずつ増加

＜タイヤ質量＞
各試供タイヤの質量が測定された。結果は、比較例１の質量を１００とする指数で表される。数値の小さい方が優れている。
テストの結果が表１に示される。

表に示されるように、実施例のタイヤは、高速耐久性能が維持されるとともに、軽量化が図られる。

１空気入りタイヤ
８トレッド補強層
８Ａ内側プライ
８Ｂ外側プライ
１０帯状プライ
ｐ１第１螺旋ピッチ
ｐ２第２螺旋ピッチ

Claims

空気入りタイヤであって、
トロイド状のカーカスと、前記カーカスの半径方向外側かつトレッド部の内部に配されたベルト層と、前記ベルト層のタイヤ半径方向外側に配されたトレッド補強層とを具え、
前記トレッド補強層は、内側プライと、前記内側プライのタイヤ半径方向外側に重ねられた外側プライとを含み、
前記内側プライ及び前記外側プライは、１本又は複数本の補強コードがトッピングゴムにより被覆された長尺の帯状プライをタイヤ周方向へ螺旋状に巻き付けられたものであり、
前記内側プライは、タイヤ軸方向に隣接する前記帯状プライが互いに離間するように第１螺旋ピッチで巻きつけられており、
前記外側プライは、前記帯状プライが第２螺旋ピッチで巻きつけられており、
前記第２螺旋ピッチが、前記第１螺旋ピッチよりも小さい、
空気入りタイヤ。
前記第２螺旋ピッチは、前記帯状プライの幅の１．０～１．１倍である、請求項１に記載の空気入りタイヤ。
前記第１螺旋ピッチは、前記帯状プライの幅の２．０～５．０倍である、請求項１又は２に記載の空気入りタイヤ。
前記内側プライにおいて、前記帯状プライのタイヤ周方向に対する傾斜は、前記外側プライの前記帯状プライのタイヤ周方向に対する傾斜と逆向きである、請求項１ないし３のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
前記内側プライと前記外側プライとは、１本の前記帯状プライで連続的に形成される、請求項１ないし４のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
前記内側プライは、タイヤ軸方向の第１端からタイヤ赤道を通って第２端まで延びており、かつ、前記第１端上をタイヤ周方向に延びる第１周方向部を含む、請求項１ないし５のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
前記第１周方向部は、タイヤ回転軸を中心として１５０～２１０度の角度範囲を延びている、請求項６に記載の空気入りタイヤ。
前記内側プライは、前記第２端上をタイヤ周方向に延びる第２周方向部を含む、請求項６又は７に記載の空気入りタイヤ。
前記第２周方向部は、タイヤ回転軸を中心として１５０～２１０度の角度範囲を延びている、請求項８に記載の空気入りタイヤ。
前記ベルト層は、タイヤ周方向に対して傾斜したベルトコードを備え、かつ、前記内側プライとタイヤ半径方向に隣接する第１ベルトプライを含み、
前記内側プライの前記帯状プライのタイヤ周方向に対する傾斜は、前記第１ベルトプライの前記ベルトコードのタイヤ周方向に対する傾斜と逆向きである、請求項１ないし９のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
前記内側プライ及び前記外側プライのタイヤ軸方向の幅は、前記ベルト層のタイヤ軸方向の幅の７０％～１２０％である、請求項１ないし１０のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。