JP2022149870A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】 耐サイドカット性能を向上しつつ、質量の増加を抑制しうる空気入りタイヤを提供する。【解決手段】 空気入りタイヤ１は、トレッド部２と、一対のサイドウォール部３と、それぞれにビードコア５が埋設された一対のビード部４と、一対のビード部４の間に配されたトロイド状のカーカス６とを備える。カーカス６は、一対のビード部４の間を跨るように延びる第１プライ１１と、トレッド部２において、第１プライ１１のタイヤ半径方向外側に配され、かつ、一対のビード部４の間を跨るように延びる第２プライ１２とを含む。第１プライ１１は、第１コードの層からなる。第２プライ１２は、第２コードの層からなる。第２コードの太さは、第１コードの太さの１．１～２．０倍である。【選択図】図１

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、第１プライと、第１プライに対して、タイヤ半径方向外側に配置された第２プライとを備えた空気入りタイヤが記載されている。第２プライは、トレッド部に位置する内端部からタイヤ径方向内側に延びるサイド部と、一対のビードコアで巻き上げられた巻上部とをそれぞれ有する一対のプライ片を備えている。

特開２０２０－１００３０７号公報

上記の空気入りタイヤでは、第１プライのモジュラスや破断強度を、第２プライの一対のプライ片のそれらよりも低くすることで、軽量化が図られているものの、耐サイドカット性能についてはさらなる改善の余地があった。

本発明は、以上のような実状に鑑み案出されたもので、耐サイドカット性能を向上しつつ、質量の増加を抑制しう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、トレッド部と、一対のサイドウォール部と、それぞれにビードコアが埋設された一対のビード部と、前記一対のビード部の間に配されたトロイド状のカーカスとを備え、前記カーカスは、前記一対のビード部の間を跨るように延びる第１プライと、前記トレッド部において、前記第１プライのタイヤ半径方向外側に配され、かつ、前記一対のビード部の間を跨るように延びる第２プライとを含み、前記第１プライは、第１コードの層からなり、前記第２プライは、第２コードの層からなり、前記第２コードの太さは、前記第１コードの太さの１．１～２．０倍であることを特徴とする。

本発明に係る前記空気入りタイヤにおいて、前記第１プライは、前記一対のビード部の前記ビードコア間を延びる本体部と、前記一対のビード部のそれぞれにおいて、前記ビードコアの周りをタイヤ軸方向の内側から外側に落ち返された一対の折返し部とを含んでもよい。

本発明に係る前記空気入りタイヤにおいて、前記第２プライは、前記一対のビード部の前記ビードコア間を延びる本体部と、前記一対のビード部のそれぞれにおいて、前記ビードコアの周りをタイヤ軸方向の内側から外側に落ち返された一対の折返し部とを含んでもよい。

本発明に係る前記空気入りタイヤにおいて、前記第１コード及び前記第２コードは、有機繊維コードでもよい。

本発明に係る前記空気入りタイヤにおいて、前記第２プライの幅５cmあたりに配された前記第２コードの本数である第２エンズは、前記第１プライの幅５cmあたりに配された前記第１コードの本数である第１エンズ以下であってもよい。

本発明に係る前記空気入りタイヤにおいて、前記第２エンズは、前記第１エンズの０．７５倍以上であってもよい。

本発明に係る前記空気入りタイヤにおいて、前記第２エンズは、前記第１エンズと等しくてもよい。

本発明の空気入りタイヤは、上記の構成を採用することにより、耐サイドカット性能を向上しつつ、質量の増加を抑制することが可能となる。

本実施形態の空気入りタイヤの正規状態における回転軸を含むタイヤ子午線断面図である。 トレッド部におけるカーカス及びベルト層の展開図である。 図１のＡーＡ線の断面図である。

以下、本発明の実施形態が図面に基づき説明される。図面は、発明の内容の理解を助けるために、誇張表現や、実際の構造の寸法比とは異なる表現が含まれることが理解されなければならない。また、各実施形態を通して、同一又は共通する要素については同一の符号が付されており、重複する説明が省略される。さらに、実施形態及び図面に表された具体的な構成は、本発明の内容理解のためのものであって、本発明は、図示されている具体的な構成に限定されるものではない。

［空気入りタイヤ］
図１は、本実施形態の空気入りタイヤ（以下、単に「タイヤ」ということがある。）１の正規状態における回転軸を含むタイヤ子午線断面図である。図１において、一点鎖線は、タイヤ赤道（赤道面）Ｃを表わしている。本実施形態のタイヤ１は、乗用車用として構成されている。なお、タイヤ１は、乗用車用に限定されるものではなく、例えば、バスやトラックなどの重荷重用等として構成されてもよい。

「正規状態」とは、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、特に断りがない場合、タイヤ１の各部の寸法等は、この正規状態において測定される値である。

「正規リム」とは、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る。正規リムは、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」とは、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る。正規内圧は、JATMAであれば "最高空気圧" 、TRAであれば表 "TIRE LOAD LIMITSAT VARIOUSCOLD INFLATION PRESSURES"に記載の最大値、ETRTOであれば "INFLATION PRESSURE" である。

本実施形態のタイヤ１は、トレッド部２と、一対のサイドウォール部３と、それぞれにビードコア５、５が埋設された一対のビード部４と、一対のビード部４の間に配されたトロイド状のカーカス６とを備えている。

ビード部４には、ビードコア５から半径方向外方に向かって延びるビードエーペックスゴム８が配置されている。さらに、カーカス６のタイヤ半径方向の外側かつトレッド部２の内部には、ベルト層７が配置されている。図２は、トレッド部２におけるカーカス６及びベルト層７の展開図である。

［ベルト層］
図１及び図２に示されるように、ベルト層７は、少なくとも１枚、本実施形態では、タイヤ半径方向の内外に配された２枚の内側ベルトプライ７Ａ及び外側ベルトプライ７Ｂを含んで構成されている。

図２に示されるように、内側ベルトプライ７Ａ及び外側ベルトプライ７Ｂは、例えば、ベルトコード７ｃの配列体がトッピングゴム７ｇで被覆されて形成されている。各ベルトコード７ｃの角度θ３は、タイヤ赤道Ｃに対して、例えば１０～４０度に設定されている。本実施形態のベルトコード７ｃには、スチールコードが採用されているが、芳香族ポリアミドやレーヨン等の高弾性の有機繊維コードが採用されてもよい。

［カーカス］
図１に示されるように、カーカス６は、第１プライ１１と、トレッド部２において、第１プライ１１のタイヤ半径方向外側に配された第２プライ１２とを含んで構成される。

［第１プライ］
第１プライ１１は、一対のビード部４の間を跨るように延びている。本実施形態の第１プライ１１は、本体部１１Ａと、一対の折返し部１１Ｂとを含んで構成されている。

本体部１１Ａは、一対のビード部４のビードコア５間を延びている。一対の折返し部１１Ｂは、一対のビード部４のそれぞれにおいて、ビードコア５の周りをタイヤ軸方向の内側から外側に折り返されている。このような第１プライ１１は、トレッド部２からビード部４にかけて（バットレス部９及びサイドウォール部３を含む）、タイヤ１の剛性を高めることができる。なお、本実施形態の第１プライ１１は、本体部１１Ａと、一対の折返し部１１Ｂとを含むものが例示されたが、このような態様に限定されない。第１プライ１１は、例えば、本体部１１Ａのみで構成されてもよい。

図２に示されるように、第１プライ１１は、第１コード１１ｃの層として構成されている。本実施形態の第１プライ１１は、並列された第１コード１１ｃと、第１コード１１ｃを被覆するトッピングゴム１１ｇとを含んで構成されている。第１コード１１ｃは、タイヤ赤道Ｃに対して、例えば７５～９０度の角度θ１で配列されている。

第１コード１１ｃには、例えば、有機繊維コードやスチールコード等が適宜採用されうる。本実施形態の第１コード１１ｃは、有機繊維コードで構成されている。有機繊維コードには、例えば、ナイロン、レーヨン又は芳香族ポリアミドなど（本例では、ナイロン）が採用されうる。このような第１コード１１ｃは、耐サイドカット性能の向上に役立つ。

図３は、図１のＡーＡ線の断面図である。本実施形態の第１コード１１ｃは、複数本のストランド１３、１３が撚り合わされて形成されている。本実施形態の第１コード１１ｃは、２本のストランド１３、１３で構成されているが、３本以上のストランドで構成されてもよい。各ストランド１３、１３は、フィラメント束が下撚りされている。これらのストランド１３、１３が上撚りされることにより、１本の第１コード１１ｃが構成されている。なお、下撚り数及び上撚り数等は、従来と同様に適宜設定されうる。

［第２プライ］
図１に示されるように、第２プライ１２は、一対のビード部４の間を跨るように延びている。本実施形態の第２プライ１２は、本体部１２Ａと、一対の折返し部１２Ｂとを含んで構成されている。

本体部１２Ａは、一対のビード部４のビードコア５間を延びている。一対の折返し部１２Ｂは、一対のビード部４のそれぞれにおいて、ビードコア５の周りをタイヤ軸方向の内側から外側に折り返されている。このような第２プライ１２は、第１プライ１１と同様に、トレッド部２からビード部４にかけて（バットレス部９及びサイドウォール部３を含む）、タイヤ１の剛性を高めることができる。なお、本実施形態の第２プライ１２は、本体部１２Ａと、一対の折返し部１２Ｂとを含むものが例示されたが、例えば、本体部１２Ａのみで構成されるものでもよい。

一対の折返し部１２Ｂのタイヤ半径方向の外端１２ｔは、第１プライ１１の一対の折返し部１１Ｂのタイヤ半径方向の外端１１ｔと、タイヤ半径で位置ずれされているのが望ましい。これにより、サイドウォール部３に大きな剛性段差が形成されるのを防ぐことができる。本実施形態の第２プライ１２の外端１２ｔは、第１プライ１１の外端１１ｔよりもタイヤ半径方向の内側に配されている。

図２に示されるように、第２プライ１２は、第２コード１２ｃの層として構成されている。本実施形態の第２プライ１２は、並列された第２コード１２ｃと、第２コード１２ｃを被覆するトッピングゴム１２ｇとを含んで構成されている。第２コード１２ｃは、タイヤ赤道Ｃに対して、例えば７５～９０度の角度θ２で配列されている。

第２コード１２ｃは、例えば、有機繊維コードやスチールコード等で適宜構成されうる。本実施形態の第２コード１２ｃは、有機繊維コードで構成されている。本実施形態の第２コード１２ｃを構成する有機繊維コードには、第１コード１１ｃを構成する有機繊維コードと同様のものが採用されている。このような第２コード１２ｃは、耐サイドカット性能の向上に役立つ。なお、第２コード１２ｃを構成する有機繊維コードには、第１コード１１ｃとは異なる有機繊維コード（例えば、第１コードよりも大きな強度を有する有機繊維コード）が採用されてもよい。

図３に示されるように、本実施形態の第２コード１２ｃは、第１コード１１ｃと同様に、複数本（本例では、２本）のストランド１４、１４が撚り合わされて形成されている。

本実施形態のタイヤ１は、第１プライ１１及び第２プライ１２により、図１に示したトレッド部２とサイドウォール部３との間のバットレス部９から、サイドウォール部３にかけて、その剛性を確保することができる。したがって、本実施形態のタイヤ１は、耐サイドカット性能を向上することができる。さらに、本実施形態のタイヤ１は、耐サイドカット性能の向上により、バットレス部９からサイドウォール部３にかけて、ゴム厚みを減らすことができる。これにより、本実施形態のタイヤ１は、タイヤ１の質量の増加の抑制、及び、転がり抵抗の低減を実現することが可能となる。

［第１コード及び第２コードの太さ］
本実施形態のタイヤ１では、耐サイドカット性能をさらに向上させるために、図３に示されるように、第２コード１２ｃの太さＴ２が、第１コード１１ｃの太さＴ１の１．１～２．０倍に設定されている。

本明細書において、太さＴ１及びＴ２は、第１コード１１ｃ及び第２コード１２ｃが有機繊維コードである場合、総繊度（dtex）で定義されるものとする。一方、第１コード１１ｃ及び第２コード１２ｃが金属コード（スチールコード等）である場合には、素線束を含めた直径（mm）で、太さＴ１及びＴ２が定義されるものとする。

本実施形態では、第２コード１２ｃの太さＴ２が、第１コード１１ｃの太さＴ１の１．１以上に設定されることにより、第１プライ１１に比べて、走行中の衝撃が大きく伝えられる第２プライ１２の剛性を高めることができる。これにより、タイヤ１は、耐サイドカット性能を向上させることができる。

一方、第２コード１２ｃの太さＴ２が、第１コード１１ｃの太さＴ１の２．０倍以下に設定されることにより、第２プライ１２の質量が必要以上に増加するのを防ぐことができる。これにより、本実施形態では、タイヤ１の質量の増加を抑制することができる。

このように、本実施形態のタイヤ１は、第２コード１２ｃの太さＴ２が、第１コード１１ｃの太さＴ１の１．１～２．０倍に設定されることにより、耐サイドカット性能を向上しつつ、質量の増加を抑制することが可能となる。このような作用を効果的に発揮させるために、第２コード１２ｃの太さＴ２は、好ましくは、第１コード１１ｃの太さＴ１の１．３倍以上であり、また、好ましくは、１．８倍以下である。

第１コード１１ｃの太さ（総繊度）Ｔ１及び第２コード１２ｃの太さ（総繊度）Ｔ２は、上記の関係を満たしていれば、適宜設定されうる。

第１コード１１ｃの太さ（総繊度）Ｔ１は、２０００～３２００dtexに設定されるのが望ましい。太さＴ１が２０００dtex以上に設定されることにより、第１プライ１１の剛性を維持することができるため、耐サイドカット性能を向上させうる。一方、太さＴ１が３２００dtex以下に設定されることにより、第１プライ１１の質量が必要以上に増加するのを防ぐことができる。このような観点より、太さＴ１は、好ましくは２２００dtex以上であり、また、好ましくは、３０００dtex以下である。

第２コード１２ｃの太さ（総繊度）Ｔ２は、３０００～４６００dtexに設定されるのが望ましい。太さＴ２が３０００dtex以上に設定されることにより、第２プライ１２の剛性を高めることができるため、耐サイドカット性能を向上させうる。一方、太さＴ２が４６００dtex以下に設定されることにより、第２プライ１２の質量が必要以上に増加するのを防ぐことができる。このような観点より、太さＴ２は、好ましくは３２００dtex以上であり、また、好ましくは、４４００dtex以下である。

［第１プライ及び第２プライのエンズ］
第１プライ１１の幅５cmあたりに配された第１コード１１ｃの本数である第１エンズ、及び、第２プライ１２の幅５cmあたりに配された第２コードの本数である第２エンズは、適宜設定することができる。なお、エンズを特定する際の第１プライ１１の幅は、第１コード１１ｃの長手方向と直交する方向に測定される。また、エンズを特定する際の第２プライ１２の幅は、第２コード１２ｃの長手方向と直交する方向に測定される。

なお、第２エンズが第１エンズよりも大きくなると、第２プライ１２の質量が必要以上に増加して、タイヤ１の質量が増加するおそれがある。さらに、加硫成形時のゴム流れにより、タイヤ周方向で隣接する第１コード１１ｃ、１１ｃ間に、複数の第２コード１２ｃが割り込む傾向がある。これにより、第１コード１１ｃと第２コード１２ｃとの間のゴム厚みが小さくなり、耐サイドカット性能を十分に向上できないおそれがある。このような観点より、第２エンズは、第１エンズ以下に設定されるのが望ましい。

一方、第２エンズが第１エンズよりも必要以上に小さくなると、第２プライ１２の剛性を十分に高くすることができず、耐サイドカット性能を十分に向上できないおそれがある。さらに、加硫成形時のゴム流れにより、タイヤ周方向で隣接する第２コード１２ｃ、１２ｃ間に、複数の第１コード１１ｃが割り込む傾向がある。これにより、第１コード１１ｃと第２コード１２ｃとの間のゴム厚みが小さくなり、耐サイドカット性能を十分に向上できないおそれがある。このような観点より、第２エンズは、第１エンズの０．７５倍以上に設定されるのが望ましい。

上記のような作用をより効果的に発揮させるために、第２エンズは、第１エンズと等しいのが望ましい。これにより、タイヤ１は、加硫成形時のゴム流れによって、タイヤ周方向において、第１コード１１ｃと第２コード１２ｃとを交互に配置することができるため、第１コード１１ｃと第２コード１２ｃとの間のゴム厚みが小さくなるのを防ぐことができる。さらに、第２プライ１２の剛性の向上と、第２プライ１２の質量増加の抑制とが、バランス良く実現されうる。したがって、本実施形態のタイヤ１は、耐サイドカット性能を向上しつつ、質量の増加を抑制することができる。

第１エンズ及び第２エンズは、適宜設定される。本実施形態の第１エンズ及び第２エンズは、３５～６０（本／５cm）に設定されている。第１エンズ及び第２エンズが３５（本／５cm）以上に設定されることにより、耐サイドカット性能を向上させることができる。一方、第１エンズ及び第２エンズが６０（本／５cm）以下に設定されることにより、第１プライ１１及び第２プライ１２の質量の増加が抑制されうる。このような観点より、第１エンズ及び第２エンズは、好ましくは４０（本／５cm）以上であり、また、好ましくは５６（本／５cm）以下である。

本実施形態のタイヤ１は、第１プライ１１及び第２プライ１２による耐サイドカット性能の向上により、第１プライ１１の外端１１ｔ及び第２プライ１２の外端１２ｔを、タイヤ最大幅位置Ｍよりもタイヤ半径方向内側に位置させることができる。これにより、第１プライ１１及び第２プライ１２の質量が必要以上に増加するのを抑制できるため、タイヤ１の質量の増加を抑制することができる。

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。

［実施例Ａ］
図１に示した空気入りタイヤが、表１の仕様に基づいて試作された（実施例１～実施例５、比較例１、及び、比較例２）。そして、各試作タイヤについて、耐サイドカット性能、及び、タイヤの質量が評価された。共通仕様やテスト方法は、次のとおりである。また、テストの結果が表１に示される。
タイヤサイズ：２６５／６５Ｒ１８
リムサイズ：１８×８．０Ｊ
内圧：２５０ｋＰａ
バットレス部の厚さ：６．０mm
サイドウォール部の厚さ：３．０mm
第１プライ：
第１コード：ナイロン（ストランド：２本）
第１エンズ：４８（本／５cm）
第２プライ：
第２コード：ナイロン（ストランド：２本）
第２エンズ：４８（本／５cm）

＜耐サイドカット性能＞
各試作タイヤを上記リムにリム組みし、上記内圧を充填するとともに、サイドウォール部に、クサビ型の刃が取付けられた錘を有する振子を自由落下させて衝撃を与え、サイドウォール部が破壊されたときのエネルギーが、錘の質量及び落下高さに基づいて求められた。結果は、比較例１のエネルギーを１００とする指数で表示された。数値が大きいほど良好である。

＜タイヤの質量＞
各試作タイヤ１本当たりの質量が測定された。結果は、比較例１の質量を１００とする指数で表示された。数値が小さいほど軽量であり、質量の増加が抑制されている。

テストの結果、実施例の空気入りタイヤは、比較例の空気入りタイヤに比べて、耐サイドカット性能を向上しつつ、質量の増加を抑制することができた。

［実施例Ｂ］
図１に示した空気入りタイヤが、表２の仕様に基づいて試作された（実施例１、実施例６～実施例９）。そして、各試作タイヤについて、耐サイドカット性能、タイヤの質量、及び、耐久性能が評価された。共通仕様は、表２の仕様、及び、下記の仕様を除いて、実施例Ａに記載のとおりである。また、テスト方法は、下記の耐久性能を除いて、実施例Ａの記載のとおりである。
第１コードの太さＴ１（総繊度）：２２００（dtex）
第２コードの太さＴ２（総繊度）：４４００（dtex）

＜耐久性能＞
ドラム耐久試験機を用い、下記の条件にてタイヤを走行させた。そして、サイドウォール部に損傷が発生するまでの走行距離に基づいて、実施例１を１００とする指数で評価された。数値の大きい方ほど、良好である。なお、９０以上であれば、空気入りタイヤに求められる耐久性能を有している。
速度：６０km/h
荷重：１４．３５kN

テストの結果、実施例の空気入りタイヤは、耐サイドカット性能を向上しつつ、質量の増加を抑制することができた。さらに、第１エンズと第２エンズとの比が好ましい範囲内の実施例１、実施例７及び実施例８は、他の実施例に比べて、耐久性能を向上させることができた。

１ 空気入りタイヤ
２ トレッド部
３ サイドウォール部
４ ビード部
５ ビードコア
６ カーカス
１１ 第１プライ
１２ 第２プライ

Claims (7)

1. 空気入りタイヤであって、
   トレッド部と、
   一対のサイドウォール部と、
   それぞれにビードコアが埋設された一対のビード部と、
   前記一対のビード部の間に配されたトロイド状のカーカスとを備え、
   前記カーカスは、
   前記一対のビード部の間を跨るように延びる第１プライと、
   前記トレッド部において、前記第１プライのタイヤ半径方向外側に配され、かつ、前記一対のビード部の間を跨るように延びる第２プライとを含み、
   前記第１プライは、第１コードの層からなり、
   前記第２プライは、第２コードの層からなり、
   前記第２コードの太さは、前記第１コードの太さの１．１～２．０倍である、
   空気入りタイヤ。
2. 前記第１プライは、前記一対のビード部の前記ビードコア間を延びる本体部と、前記一対のビード部のそれぞれにおいて、前記ビードコアの周りをタイヤ軸方向の内側から外側に落ち返された一対の折返し部とを含む、請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 前記第２プライは、前記一対のビード部の前記ビードコア間を延びる本体部と、前記一対のビード部のそれぞれにおいて、前記ビードコアの周りをタイヤ軸方向の内側から外側に落ち返された一対の折返し部とを含む、請求項１又は２に記載の空気入りタイヤ。
4. 前記第１コード及び前記第２コードは、有機繊維コードからなる、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。
5. 前記第２プライの幅５cmあたりに配された前記第２コードの本数である第２エンズは、前記第１プライの幅５cmあたりに配された前記第１コードの本数である第１エンズ以下である、請求項４に記載の空気入りタイヤ。
6. 前記第２エンズは、前記第１エンズの０．７５倍以上である、請求項５に記載の空気入りタイヤ。
7. 前記第２エンズは、前記第１エンズと等しい、請求項５又は６に記載の空気入りタイヤ。

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