JP2022079371A - 空気入りタイヤ - Google Patents

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Abstract

【課題】軽量化を図りつつサイドウォールの剛性を向上する。【解決手段】実施形態に係る空気入りタイヤ10において、カーカスプライ20は、一対のビードコア18間にわたって連なりビードコア18の周りにタイヤ幅方向内側から外側に向かって折り返された第1プライ40と、そのタイヤ外面側に配置されてトレッドの両端部から両側のサイド部にそれぞれ延在する一対のプライからなる第2プライ42と、を含む。第2プライ42は、タイヤ半径方向外側端部42Aがベルト22の端部22Aと第1プライ40との間に挟まれ、タイヤ半径方向内側端部42Bがビードコア18の側面18Aと重なりを有する。そして、第1プライ40は有機繊維コード44がタイヤ周方向CDに対して実質上直角であるのに対し、第2プライ42の有機繊維コード48はタイヤ周方向CDに対して傾斜して配されている。【選択図】図2

Description

本発明の実施形態は、空気入りタイヤに関する。
空気入りタイヤには、トレッドからサイドウォールを得てビードに至るカーカスプライが設けられ、カーカスプライのクラウン部外周にベルトが配置されている。
特許文献1には、操縦安定性と乗り心地性と軽量化を同時に向上するために、カーカスプライを、一対のビードコア間にわたって連なり両端部をビードコアの周りに折り返したターンアッププライと、そのタイヤ外面側においてクラウン部に欠落部を設けた中抜きダウンプライとで構成することが開示されている。
特許文献2には、プライコードを互いに交差して配置した2枚のプライからなるカーカスプライを設けるとともに、カーカスプライの外面側においてサイドウォールからバットレス部にかけて補強層を設けたタイヤが開示されている。該補強層は有機繊維コードを含み、該有機繊維コードのタイヤ周方向に対する角度をプライコードの角度よりも大きく設定することが開示されている。
特開平8-11234号公報 特開平11-34618号公報
特許文献1には、カーカスプライのコード角度に関し、2枚のプライを構成するコードのタイヤ赤道面に対する角度が90°~75°、望ましくは90°~80°であり、各プライのコード交差角度が0°~30°、望ましくは0°~10°であることが記載されている。しかしながら、特許文献1においてカーカスプライを構成するコードは、基本的には、一般的なカーカスプライと同様、タイヤ周方向に対して直角、即ちラジアル方向に配されている。そのため、サイドウォールの剛性向上効果が必ずしも十分ではなく、更なる剛性向上が求められる。
なお、特許文献2では、カーカスプライのプライコードと、その外面側に設けた補強層のコードに対して、異なる角度に設定することが開示されている。しかしながら、カーカスプライのプライコードを、補強層のコードよりも、タイヤ周方向に対する角度を小さく設定したものである。そのため、ラジアル方向に配設されたターンアッププライのコードに対して中抜きプライのコードを傾斜させることは開示されていない。
本発明の実施形態は、軽量化を図りつつサイドウォールの剛性を向上することができる空気入りタイヤを提供することを目的とする。
本発明の実施形態に係る空気入りタイヤは、一対のビードコアと、前記ビードコアのタイヤ半径方向外側に配置されたビードフィラーと、有機繊維コードを含み前記一対のビードコア間に掛け渡されたカーカスプライと、前記カーカスプライのクラウン部のタイヤ半径方向外側に配置されたベルトと、を備える。前記カーカスプライは、前記一対のビードコア間にわたって連なり前記ビードコアの周りにタイヤ幅方向内側から外側に向かって折り返された第1プライと、前記第1プライのタイヤ外面側に配置されてトレッドの両端部から両側のサイド部にそれぞれ延在する一対のプライからなる第2プライと、を含む。前記第1プライは、有機繊維コードのタイヤ周方向に対する角度が80°以上90°以下である。前記第2プライは、タイヤ半径方向外側端部が前記ベルトの端部と前記第1プライとの間に挟まれ、タイヤ半径方向内側端部が前記ビードコアの側面と重なりを有し、有機繊維コードのタイヤ周方向に対する角度が20°以上70°以下である。
本実施形態において、前記第2プライは、前記ビードフィラーのタイヤ幅方向内側を通って前記ビードコアのタイヤ幅方向内側の側面に重なる位置で終端してもよい。
本実施形態においては、前記第2プライのタイヤ半径方向内側端部が、前記ビードコアの高さの1/2以上の高さで前記ビードコアのタイヤ幅方向内側の側面と重なってもよい。
本発明の実施形態に係る空気入りタイヤであると、両側のサイド部にそれぞれ配置したいわゆる中抜き構造の第2プライを設けた上で、その有機繊維コードを、タイヤ周方向に対して実質上直角に配された第1プライの有機繊維コードに対して傾斜させて配したことにより、中抜き構造による軽量化を図りつつ、サイドウォールの剛性を向上することができる。
第1実施形態に係る空気入りタイヤの半断面図 第1実施形態に係る空気入りタイヤの半断面模式図 図1の一部拡大図 図1の一部拡大図 第1プライと第2プライの各有機繊維コードの角度を示すカーカスプライの一部側面模式図 第2実施形態に係る空気入りタイヤの半断面模式図
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
[第1実施形態]
図1に示す第1実施形態に係る空気入りタイヤ10(以下、単にタイヤ10という。)は、リムに固定される左右一対のビード12と、該一対のビード12からそれぞれタイヤ半径方向外側に連なる左右一対のサイドウォール14と、該一対のサイドウォール14の間に跨がって延び接地面を構成するトレッド16とを有する。図1は、タイヤ回転軸を含む子午線断面でタイヤ10を切断した半断面図であり、この例ではタイヤ10は左右対称である。
図中、符号CLは、タイヤ軸方向中心に相当するタイヤ赤道面を示す。本明細書において、タイヤ幅方向とは、タイヤ回転軸に平行な方向をいい、図において符号WDで示す。タイヤ幅方向WD内側とはタイヤ赤道面CLに近づく方向であり、タイヤ幅方向WD外側とはタイヤ赤道面CLから離れる方向である。タイヤ半径方向とは、タイヤ回転軸に垂直な方向をいい、図において符号RDで示す。タイヤ半径方向RD内側とはタイヤ回転軸に近づく方向であり、タイヤ半径方向RD外側とはタイヤ回転軸から離れる方向である。タイヤ周方向とは、タイヤ回転軸を中心として回転する方向をいい、図5において符号CDで示す。
図1及び図2に示すように、タイヤ10は、一対のビードコア18と、該一対のビードコア18間に掛け渡されたカーカスプライ20と、カーカスプライ20のクラウン部のタイヤ半径方向RD外側に配置されたベルト22と、ビードコア18のタイヤ半径方向RD外側に配置されたビードフィラー24と、を備える。
ビードコア18は、スチール製のビードワイヤで構成されたタイヤ周方向の全周にわたって延びる環状部材であり、ビード12に埋設されている。ビード12にはまた、ビードコア18の外周に設置されたビードフィラー24が埋設されている。ビードフィラー24は、タイヤ半径方向RD外側ほど幅狭の断面略三角形状をなしてタイヤ周方向の全周にわたって延びる環状の硬質ゴム部材である。
カーカスプライ20は、一対のビードコア18間にトロイダル状に掛け渡されており、すなわち、トレッド16から両側のサイドウォール14を経て一対のビード12に至り、ビード12において係止されている。カーカスプライ20は、補強材としての有機繊維コードを含み、詳細には、有機繊維コードの配列体と該配列体を被覆するトッピングゴムを含む。配列体は、有機繊維コードを所定の打ち込み本数で平行配列してなる。有機繊維コードとしては、例えば、ポリエステル繊維、レーヨン繊維、アラミド繊維、ナイロン繊維等が挙げられる。
ベルト22は、トロイダル状をなすカーカスプライ20のクラウン部(即ち、頂部)の外周側に設置されており、トレッド16においてカーカスプライ20の外周面に重ねて設けられている。ベルト22は、少なくとも1枚、好ましくは2枚以上のベルトプライで構成されている。この例では、ベルト22は、最大幅ベルトとしての第1ベルト26と、その外周に重ねて配された第1ベルト26よりも幅の狭い第2ベルト28との2枚で構成されている。第1ベルト26及び第2ベルト28は、スチールコード等の金属コードを含み、詳細には、金属コードをタイヤ周方向に対して所定角度(例えば15°~35°)で傾斜させかつタイヤ幅方向WDに所定間隔で配設し、トッピングゴムで被覆してなる。該金属コードは2枚のベルト26,28間で互いに交差するよう配設されている。
ベルト22のタイヤ半径方向RD外側には、接地面をなすトレッドゴム30が設けられている。この例では、ベルト22とトレッドゴム30との間にはベルト補強層32が設けられている。ベルト補強層32は、タイヤ周方向に対して実質的に平行に延びる有機繊維コードを有するキャッププライにより構成されている。
サイドウォール14におけるカーカスプライ20のタイヤ外面側には、タイヤ外表面を構成するサイドウォールゴム34が設けられている。
ビード12には、ビード12の外表面をなしてリムと接触するリムストリップゴム36がサイドウォールゴム34に隣接して設けられている。
タイヤ10の内面、即ちカーカスプライ20のタイヤ内面側には、空気非透過性ゴムからなるインナーライナー38が設けられている。
本実施形態において、カーカスプライ20は、一対のビードコア18間に掛け渡された第1プライ40と、該第1プライ40のタイヤ外面側(例えばサイドウォール14ではタイヤ幅方向WD外側)に重ねて配置された第2プライ42とで構成されている。
第1プライ40は、両端部がビードコア18の周りに折り返されたターンアッププライである。すなわち、第1プライ40は、一対のビードコア18間にわたって連なるトロイダル状のプライ本体部40Aと、プライ本体部40Aから延びビードコア18の周りにタイヤ幅方向WD内側から外側に向かって折り返された折返し部40Bと、を備える。第1プライ40は、このように両端部で折り返すことにより係止されている。そのため、プライ本体部40Aと折返し部40Bとの間に、ビードコア18とビードフィラー24が配されている。
第1プライ40は、図5に示すように、タイヤ周方向CDに対して実質上直角(即ち、タイヤ子午線方向に沿って)に配された有機繊維コード44(以下、単にコード44ということがある。)を含むプライである。すなわち、第1プライ40のコード44は、タイヤ周方向CDに対する角度θ1が80°以上90°以下であり、より好ましくは85°以上90°以下である。
第1プライ40のプライ本体部40Aは、トレッド16から両側のサイドウォール14を経てそれぞれビード12に至る。プライ本体部40Aは、ビード12においてビードフィラー24のタイヤ幅方向WD内側の側面(即ち、内側側面)24Aに沿って延びてビードコア18の内周面18Cまで延在している。
第1プライ40の折返し部40Bは、ビードコア18の内周面18Cからビードフィラー24のタイヤ幅方向WD外側の側面(即ち、外側側面)24Bに沿ってタイヤ半径方向RD外側に延びている。この例では、折返し部40Bは、ビードフィラー24のタイヤ半径方向RD外側端(即ち、外端)24Cを越え、タイヤ最大幅位置P1を越えて延在しており、ベルト22の端部22Aに達する前で終端している。従って、折返し部40Bのタイヤ半径方向RDの外側端40B1はタイヤ最大幅位置P1よりもタイヤ半径方向RD外側に位置している。なお、折返し部40Bの外側端40B1の位置は特に限定されず、例えばタイヤ最大幅位置P1よりもタイヤ半径方向RD内側でもよい。
ここで、タイヤ最大幅位置P1は、サイドウォール14におけるタイヤ10の外表面のプロファイルラインが、タイヤ赤道面CLからタイヤ幅方向WDに最も離れる位置であり、そのタイヤ半径方向RDにおける位置である。該プロファイルラインは、リムプロテクターなどの突起を除いたサイドウォール本体の外表面の輪郭であり、通常、複数の円弧を滑らかに接続することで規定されるタイヤ子午線断面形状を有する。
第2プライ42は、トロイダル状をなすカーカスプライ20のクラウン部、即ち頂部に欠落部46を持つ中抜き構造のプライであり、中抜きプライとも称される。すなわち、第2プライ42は、トレッド16に位置するクラウン部が取り除かれており、トレッド16の両端部から両側のサイド部13にそれぞれ延在する左右一対のプライからなる。なお、サイド部13とは、サイドウォール14とビード12を包括する概念である。
第2プライ42、詳細には当該第2プライ42を構成する上記一対のプライは、それぞれ、そのタイヤ半径方向RDの外側端部42Aが、ベルト22の端部22Aと第1プライ40との間に挟まれ、タイヤ半径方向RDの内側端部42Bがビードコア18の側面と重なりを有している。第2プライ42は、上記外側端部42Aからタイヤ半径方向RD内側に延在し、上記内側端部42Bがビードコア18の側面と重なりを有して終端している。
詳細には、図2及び図3に示すように、第2プライ42の外側端部42Aは、ベルト22のタイヤ幅方向WDにおける端部22Aの下方において当該端部22Aと重なり合っており、第1プライ40とベルト22の端部22Aとで挟まれて係止されている。なお、図示しないが、外側端部42Aは、例えばベルト端部の下方に配されるベルト下パッド等の別部材を介して、第1プライ40とベルト22との間に挟まれてもよい。
第2プライ42のタイヤ半径方向RDの外側端(即ち、外側端部42Aの先端)42A1は、ベルト端(即ち、ベルト22の幅方向外端)22A1よりもタイヤ幅方向WD内側に位置しており、ベルト22の端部22Aと重なり合う位置で終端している。ここで、ベルト22の端部22Aと重なり合う位置とは、ベルト端22A1からベルト22のタイヤ幅方向WDにおける全幅の15%までの範囲であり、より好ましくは10%までの範囲である。第2プライ42とベルト22との重なり幅L1は、特に限定されないが、第2プライ42に沿う長さで、例えば5~20mmでもよい。
図2及び図4に示すように、第2プライ42の内側端部42Bは、ビードコア18の側面と重なり合っており、第1プライ40とビードコア18とに挟まれて係止されている。この例では、第2プライ42は、ビードフィラー24のタイヤ幅方向WD内側を通ってビードコア18のタイヤ幅方向WD内側の側面(即ち、内側側面)18Aに重なる位置で終端している。そのため、第2プライ42は、第1プライ40のプライ本体部40Aとビードフィラー24の内側側面24Aとに接して両者の間に挟まれている。また、第2プライ42の内側端部42Bは、第1プライ40のプライ本体部40Aとビードコア18の内側側面18Aとに接して両者の間に挟まれている。
第2プライ42のタイヤ半径方向RDの内側端(即ち、内側端部42Bの先端)42B1は、この例では、タイヤ半径方向RDにおいて、ビードコア18の外周面(即ち、上面)18Bと内周面(即ち、下面)18Cの間に位置している。第2プライ42の内側端部42Bは、ビードコア18の高さH1の1/2以上の高さでビードコア18の内側側面18Aと重なることが好ましく、即ち、第2プライ42とビードコア18との重なり幅L2がビードコア18の高さH1の半分以上であることが好ましい。ここで、上記高さH1及び重なり幅L2は、タイヤ半径方向RDにおける寸法である。
第2プライ42は、図5に示すように、タイヤ周方向CDに対して傾斜した有機繊維コード48(以下、単にコード48ということがある。)を含むプライである。すなわち、第2プライ42のコード48は、タイヤ周方向CDに対して実質上直角ではなく、タイヤ周方向CDに対して傾斜して配されている。詳細には、第2プライ42のコード48は、タイヤ周方向CDに対する角度θ2が20°以上70°以下に設定されている。
このように、第1プライ40のコード44をタイヤ周方向CDに対して実質上直角に配設する一方、第2プライ42のコード48をコード44に対して角度をつけて傾斜して配設したことにより、軽量化を図りつつサイドウォール14の剛性を向上することができる。詳細には、第2プライ42を中抜きプライとしたことによりタイヤ10の軽量化を図ることができる。しかも、該第2プライ42のコード48を傾斜させたことにより、タイヤ幅方向WDにおける剛性(即ち、横剛性)とともに、タイヤ前後方向における剛性を向上することができ、コーナリング時や加減速時を含めた操縦安定性を向上することができる。なお、サイド部の剛性を高めるためにスチールコードを配列したサイド補強層を設けてもよいが、この実施形態では有機繊維コード48を配列した中抜き構造の第2プライ42を利用して、該コード48を傾斜させて剛性を高めるため、軽量性により優れる。
第2プライ42のコード48の角度θ2が20°以上であることにより、横剛性の向上効果を高めることができる。また、角度θ2が70°以下であることにより、前後剛性の向上効果を高めることができる。角度θ2は、40°以上であることが好ましく、また60°以下が好ましい。
第1プライ40のコード44と第2プライ42のコード48とのなす角度θ3は、特に限定されないが、20°以上70°以下であることが好ましく、より好ましくは30°以上50°以下である。
以上のように、本実施形態に係るタイヤ10であると、軽量化を図りつつサイドウォール14の剛性を向上して操縦安定性を向上することができる。
また、第2プライ42がビードフィラー24のタイヤ幅方向WD内側を通ってビードコア18の内側側面18Aに重なる位置で終端しているので、タイヤ成形時にカーカスプライ20により張力を負担しやすくタイヤ成形性に優れる。
また、第2プライ42の内側端部42Bがビードコア18の高さH1の1/2以上の高さでビードコア18の内側側面18Aと重なっていることにより、第2プライ42の内側端部42Bの係止効果を高めることができる。
[第2実施形態]
図6は第2実施形態に係る空気入りタイヤ10Aの半断面模式図である。第2実施形態では、第2プライ42がビードフィラー24のタイヤ幅方向WD外側を通っている点で、内側を通る第1実施形態とは異なる。
すなわち、第2実施形態では、第2プライ42は、ビードフィラー24のタイヤ幅方向WD外側を通ってビードコア18のタイヤ幅方向WD外側の側面(即ち、外側側面)18Dに重なる位置で終端している。そのため、第2プライ42は、ビードフィラー24の外側側面24Bと第1プライ40の折返し部40Bとに接して両者の間に挟まれている。また、第2プライ42の内側端部42Bは、ビードコア18の外側側面18Dと第1プライ40の折返し部40Bとに接して両者の間に挟まれている。第2プライ42の内側端42B1のタイヤ半径方向RDにおける位置は、第1実施形態と同様であり、ビードコア18との重なり幅L2がビードコア18の高さH1の半分以上になるように設定されている。
このように第2プライ42はビードフィラー24のタイヤ幅方向WD外側を通るように設けてもよい。第2実施形態について、その他の構成及び効果は第1実施形態と同じであり、説明は省略する。
[その他]
本実施形態における各部の寸法やタイヤ最大幅位置等は、空気入りタイヤを正規リムに装着して正規内圧を充填して無負荷状態で測定される値である。正規リムとは、タイヤ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"MeasuringRim"である。正規内圧とは、タイヤ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"TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES"に記載の最大値、ETRTOであれば"INFLATION PRESSURE"である。
実施例1の空気入りラジアルタイヤは、上述した第1実施形態に係る図1~5に示す構造を持つものであり、タイヤサイズは245/65R17 111Sである。実施例1のタイヤにおいて、カーカスプライ20としては、1670dtex/2のポリエステルコードをエンド数23本/25mmとして第1プライ40及び第2プライ42に用いた。第1プライ40のコード44のタイヤ周方向CDに対する角度θ1は90°とし、第2プライ42のコード48のタイヤ周方向CDに対する角度θ2は45°とし、両者の角度差θ3は45°とした。
比較例1の空気入りラジアルタイヤは、第2プライ42のコード48のタイヤ周方向CDに対する角度θ2を90°とし(従ってθ3=0°)、その他は実施例1と同様の構成を持つものである。
実施例1及び比較例1のタイヤについて、コーナリング性能とトラクション性能を評価した。評価方法は以下のとおりである。
・コーナリング性能:タイヤ仕向け地に適用される規格に定められた標準リムと単輪の最大負荷能力に対応する空気圧を使用し、コーナリング試験機でタイヤに作用するコーナリングパワー(CP)を測定し、比較例1の値を100とする指数で示した。横剛性が高くなるとCPが高くなることから、指数が大きいほどコーナリング時の性能が優れる。
・トラクション性能:タイヤ仕向け地に適用される規格に定められた標準リム、荷重および空気圧においてトラクション試験機を用いて50km/h時の縦すべり摩擦係数を測定し、比較例1の値を100とする指数で示した。指数が大きいほど、前後剛性が高く、トラクション性能に優れる。
Figure 2022079371000002
結果は表1に示すとおりである。中抜きプライである第2プライ42のコード48を第1プライ40のコード44と同様にタイヤ周方向CDに対して実質上直角に配設した比較例1に対し、第2プライ42のコード48を傾斜させた配設した実施例1であると、サイドウォール14の横剛性及び前後剛性を向上することができ、コーナリング性能とトラクション性能が向上していた。このように本実施形態であると、中抜きプライとしたことで軽量化を図りつつ、サイドウォール14の剛性を向上して操縦安定性を向上することができる。
以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これら実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
10,10A…空気入りタイヤ、13…サイド部、16…トレッド、18…ビードコア、18A…ビードコアの内側側面、20…カーカスプライ、22…ベルト、22A…ベルトの端部、24…ビードフィラー、40…第1プライ、42…第2プライ、42A…第2プライの外側端部、42B…第2プライの内側端部、44…有機繊維コード、46…欠落部、48…有機繊維コード、WD…タイヤ軸方向、RD…タイヤ半径方向、CD…タイヤ周方向、θ1…有機繊維コード44の角度、θ2…有機繊維コード48の角度、H1…ビードコアの高さ

Claims (3)

  1. 一対のビードコアと、前記ビードコアのタイヤ半径方向外側に配置されたビードフィラーと、有機繊維コードを含み前記一対のビードコア間に掛け渡されたカーカスプライと、前記カーカスプライのクラウン部のタイヤ半径方向外側に配置されたベルトと、を備え、
    前記カーカスプライは、前記一対のビードコア間にわたって連なり前記ビードコアの周りにタイヤ幅方向内側から外側に向かって折り返された第1プライと、前記第1プライのタイヤ外面側に配置されてトレッドの両端部から両側のサイド部にそれぞれ延在する一対のプライからなる第2プライと、を含み、
    前記第1プライは、有機繊維コードのタイヤ周方向に対する角度が80°以上90°以下であり、
    前記第2プライは、タイヤ半径方向外側端部が前記ベルトの端部と前記第1プライとの間に挟まれ、タイヤ半径方向内側端部が前記ビードコアの側面と重なりを有し、有機繊維コードのタイヤ周方向に対する角度が20°以上70°以下である、空気入りタイヤ。
  2. 前記第2プライは、前記ビードフィラーのタイヤ幅方向内側を通って前記ビードコアのタイヤ幅方向内側の側面に重なる位置で終端している、請求項1に記載の空気入りタイヤ。
  3. 前記第2プライのタイヤ半径方向内側端部が、前記ビードコアの高さの1/2以上の高さで前記ビードコアのタイヤ幅方向内側の側面と重なる、請求項2に記載の空気入りタイヤ。

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