JP2023042955A - タイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】タイヤ幅方向及びタイヤ径方向に沿って延びるコードを有する補強ベルトを用いつつ、操縦安定性、特に、ウェット路面での操縦安定性をさらに向上し得るタイヤを提供する。【解決手段】空気入りタイヤ10は、交錯ベルト51, 交錯ベルト52よりもタイヤ径方向外側に設けられ、タイヤ幅方向及びタイヤ径方向に沿って延び、所定の距離を隔てて配置された複数の補強コード54aを被覆した外側補強ベルト54と、カーカス40のタイヤ径方向内側に設けられ、タイヤ幅方向及びタイヤ径方向に沿って延び、所定の距離を隔てて配置された複数の補強コード55aを被覆した内側補強ベルト55とを備える。【選択図】図３

Description

本開示は、タイヤ幅方向及びタイヤ径方向に沿って延びる補強コードを被覆した補強ベルトを備えるタイヤに関する。

従来、路面と接するトレッドのタイヤ径方向内側にコードが交錯する一対の交錯ベルトを備える空気入りタイヤ（以下、タイヤと適宜省略する）において、タイヤ周方向に延びるコードを有するスパイラルベルト（ベルト強化層）と、タイヤ幅方向及びタイヤ径方向に沿って延びるコードを有するベルト（保護層）とを備える構造がされている（特許文献１参照）。

このような補強ベルトを備えるタイヤによれば、保護層によってベルト強化層のコードの引張歪が抑制されるため、特に、タイヤの摩耗末期における車両の操縦安定性の維持と、タイヤの耐久性の向上とを両立できる。

特許5084834公報

上述したような補強ベルトとを含むベルト層を備えるタイヤによれば、特に、タイヤの摩耗末期における車両の操縦安定性を維持できるが、タイヤに対してより大きな入力が発生する状況（例えば、スポート走行など）では、操縦安定性について改善の余地があった。

具体的には、大きな横力が付加される状況では、このようなベルト層の一部がタイヤ径方向内側に突き上げられ、トレッドの接地圧が抜けてしまう、いわゆるバックリングが発生し易い問題がある。特に、ウェット路面での他の性能（制駆動性能など）を確保しようとすると、トレッドパターン及びタイヤ剛性の関係からバックリングが発生し易く、操縦安定性の確保が難しい。

そこで、以下の開示は、このような状況に鑑みてなされたものであり、タイヤ幅方向及びタイヤ径方向に沿って延びるコードを有する補強ベルトを用いつつ、操縦安定性、特に、ウェット路面での操縦安定性をさらに向上し得るタイヤの提供を目的とする。

本開示の一態様は、タイヤ骨格を形成するカーカス（カーカス40）と、前記カーカスのタイヤ径方向外側に設けられ、コードが交錯する一対の交錯ベルト（交錯ベルト51, 交錯ベルト52）とを備えるタイヤ（空気入りタイヤ10）であって、前記交錯ベルトよりもタイヤ径方向外側に設けられ、タイヤ幅方向及びタイヤ径方向に沿って延び、所定の距離を隔てて配置された複数の補強コード（補強コード54a）を被覆した外側補強ベルト（外側補強ベルト54）と、前記カーカスのタイヤ径方向内側に設けられ、タイヤ幅方向及びタイヤ径方向に沿って延び、所定の距離を隔てて配置された複数の補強コード（補強コード55a）を被覆した内側補強ベルト（内側補強ベルト55）とを備える。

上述したタイヤによれば、タイヤ幅方向及びタイヤ径方向に沿って延びるコードを有する補強ベルトを用いつつ、操縦安定性、特に、ウェット路面での操縦安定性をさらに向上し得る。

図１は、空気入りタイヤ10のタイヤ幅方向及びタイヤ径方向に沿った断面図である。 図２は、空気入りタイヤ10の一部拡大断面図である。 図３は、カーカス40及びベルト層50の一部分解平面図である。

以下、実施形態を図面に基づいて説明する。なお、同一の機能や構成には、同一または類似の符号を付して、その説明を適宜省略する。

（１）タイヤの全体概略構成
図１は、本実施形態に係る空気入りタイヤ10の断面図である。具体的には、図１は、空気入りタイヤ10のタイヤ幅方向及びタイヤ径方向に沿った断面図である。なお、図１では、断面ハッチングの図示は省略されている（以下同）。タイヤ赤道線CLは、タイヤ幅方向及びタイヤ周方向における空気入りタイヤ10の中心を示す。

空気入りタイヤ10は、一般的な四輪の乗用自動車に用い得るが、特に運動性能が高い高性能な自動車に好適に用いることができる。

図１に示すように、空気入りタイヤ10は、トレッド20、タイヤサイド部30、カーカス40、ベルト層50及びビード部60を備える。

トレッド20は、路面と接する部分である。トレッド20には、空気入りタイヤ10の使用環境や装着される車両の種別に応じたパターン（不図示）が形成される。トレッド20には、少なくともウェット路面での排水性を確保するため、タイヤ周方向に延びる周方向溝21が形成されてよい。

タイヤサイド部30は、トレッド20に連なり、トレッド20のタイヤ径方向内側に位置する。タイヤサイド部30は、トレッド20のタイヤ幅方向外側端からビード部60の上端までの領域である。タイヤサイド部30は、サイドウォールなどと呼ばれてもよい。

カーカス40は、空気入りタイヤ10の骨格（タイヤ骨格）を形成する。カーカス40は、ベルト層50のタイヤ径方向内側に設けられる。実施形態では、カーカス40は、２枚構成である。

カーカス40は、タイヤ径方向に沿って放射状に配置されたカーカスコード40a（図１において不図示、図３参照）がゴム材料によって被覆されたラジアル構造である。但し、ラジアル構造に限定されず、カーカスコード40aがタイヤ径方向に交錯するように配置されたバイアス構造でも構わない。

ベルト層50は、トレッド20のタイヤ径方向内側に設けられる。ベルト層50は、複数のベルトによって構成されてよい。具体的には、ベルト層50は、一対の交錯ベルト、具体的には、交錯ベルト51と、交錯ベルト52とを含む。

交錯ベルト51及び交錯ベルト52は、カーカス40のタイヤ径方向外側に設けられる。交錯ベルト52は、交錯ベルト51のタイヤ径方向外側に設けられる。

交錯ベルト51及び交錯ベルト52は、ベルトコードを有する。具体的には、トレッド面視において、交錯ベルト51のベルトコード51a（図１において不図示、図３参照）は、交錯ベルト52のベルトコード52a（図３参照）と交錯する。

ベルト層50は、交錯ベルト51及び交錯ベルト52に加え、空気入りタイヤ10の構造を補強する補強ベルトを含んでよい。本実施形態では、ベルト層50は、キャップベルト53、外側補強ベルト54及び内側補強ベルト55を含む。

キャップベルト53は、交錯ベルト52と外側補強ベルト54との間に設けられる。キャップベルト53は、タイヤ周方向に延びる補強コード53a（図１おいて不図示、図３参照）を有する。キャップベルト53は、図１に示すように、交錯ベルト51及び交錯ベルト52のタイヤ幅方向外側端を覆うような形状であることが好ましい。

外側補強ベルト54は、交錯ベルト51及び交錯ベルト52よりもタイヤ径方向外側に設けられる。本実施形態では、外側補強ベルト54は、キャップベルト53のタイヤ幅方向外側に設けられる。

内側補強ベルト55は、カーカス40のタイヤ径方向内側に設けられる。内側補強ベルト55のタイヤ径方向内側には、リムホイール（不図示）に組み付けられた空気入りタイヤ10の内部空間に充填された空気などの気体の漏れを防止するインナーライナーが設けられてもよい。

ビード部60は、タイヤサイド部30に連なり、タイヤサイド部30のタイヤ径方向内側に位置する。ビード部60は、リムホイール（不図示）に係止される。

（２）ベルト層50の構成
図２は、空気入りタイヤ10の一部拡大断面図である。具体的には、図２は、タイヤ赤道線CLを基準とした一方側の空気入りタイヤ10の断面を示す。図３は、カーカス40及びベルト層50の一部分解平面図である。

図２及び図３に示すように、カーカス40は、本体部41及び折り返し部42を有する。本体部41は、トレッド20、タイヤサイド部30及びビード部60に亘って設けられ、ビード部60において折り返されるまでの部分である。

折り返し部42は、本体部41に連なり、ビード部60を介してタイヤ幅方向外側に折り返された部分である。本実施形態では、折り返し部42のタイヤ幅方向外側端である折り返し端42eは、交錯ベルト51と接するように設けられる。このようなカーカス40の構造は、エンベロープ構造などと呼ばれてもよい。なお、折り返し端42eは、必ずしも交錯ベルト51の位置まで延びていなくてもよく、タイヤサイド部30のタイヤ径方向における中央部分で終端する構造（ハイターンナップ構造）でもよい。

カーカス40は、カーカスコード40aをゴム材料で被覆するによって構成される。カーカスコード40aの材料は、特に限定されないが、例えば、カーカスコード40aは、有機繊維またはスチールを用いて形成できる。

交錯ベルト51は、ベルトコード51aを有する。ベルトコード51aは、タイヤ幅方向（及びタイヤ周方向）に対して傾斜して設けられる。本実施形態では、ベルトコード51aがタイヤ幅方向と成す角度α（鋭角側）、具体的には、角度α１は、約４５度である。

交錯ベルト52は、ベルトコード52aを有する。ベルトコード52aは、タイヤ幅方向（及びタイヤ周方向）に対して傾斜して設けられる。本実施形態では、ベルトコード52aがタイヤ幅方向と成す角度α（鋭角側）、具体的には、角度α２は、約４５度である。

本実施形態では、ベルトコード51a及びベルトコード52aは、スチールを用いて形成される。このように、ベルトコード51aとベルトコード52aとは、トレッド面視において互いに交錯するように設けられる。交錯ベルト51（交錯ベルト52）は、ベルトコード51a（ベルトコード52a）をゴム材料によって被覆することによって構成される。

キャップベルト53は、一対の交錯ベルト51及び交錯ベルト52のタイヤ径方向外側に設けられる。具体的には、キャップベルト53は、交錯ベルト52と外側補強ベルト54との間に設けられる。

キャップベルト53は、タイヤ周方向に沿って巻き回された補強コード53aを有する。補強コード53aは、タイヤ周方向に沿って延びる。つまり、補強コード53aは、タイヤ周方向とほぼ平行となる、言い換えれば、タイヤ幅方向と直交するように設けられる。具体的には、補強コード53aがタイヤ幅方向と成す角度βは、約９０度である。

キャップベルト53は、補強コード53aをゴム材料によって被覆したストリップ状の部材をタイヤ周方向に沿って螺旋状に巻き付けることによって構成できる。キャップベルト53は、スパイラルベルトと呼ばれてもよい。

補強コード53aは、所定値以上の強度を有する有機繊維を用いて形成されることが好ましい。具体的には、補強コード53aは、ポリアミド系合成繊維（具体的には、ナイロン）またはアラミド繊維（具体的には、ケブラー）、或いは両繊維のハイブリッドでもよい。

本実施形態では、キャップベルト53のタイヤ幅方向外側端は、タイヤ径方向外側に折り返されている。具体的には、キャップベルト53のタイヤ幅方向外側端には、タイヤ径方向外側に折り返されたフォールド構造によるレイヤー部53bが形成される。

レイヤー部53bは、交錯ベルト51及び交錯ベルト52のタイヤ幅方向外側端を覆うような位置に形成される。なお、レイヤー部53bは、必ずしもキャップベルト53を折り返すことによって形成されていなくてもよく、キャップベルト53と別体のレイヤー部53bが設けられてもよい。

外側補強ベルト54のタイヤ幅方向外側には、レイヤー部53bが位置する。キャップベルト53のタイヤ幅方向外側端部、つまり、レイヤー部53bのタイヤ径方向における位置は、外側補強ベルト54のタイヤ径方向における位置と一致することが好ましい。具体的には、レイヤー部53bのタイヤ径方向外側の表面と、外側補強ベルト54のタイヤ径方向外側の表面とは、段差ができないように面一になっていることが好ましい。

外側補強ベルト54は、補強コード54aを有する。補強コード54aは、タイヤ幅方向及びタイヤ径方向に沿って延び、所定の距離を隔てて複数配置される。外側補強ベルト54は、複数の補強コード54aをゴム材料によって被覆することによって構成される。

本実施形態では、補強コード54aは、タイヤ幅方向とほぼ平行となるように設けられる。具体的には、補強コード54aがタイヤ幅方向と成す角度γは、約０度である。

内側補強ベルト55は、補強コード55aを有する。補強コード55aは、タイヤ幅方向及びタイヤ径方向に沿って延び、所定の距離を隔てて複数配置される。内側補強ベルト55は、複数の補強コード55aをゴム材料によって被覆することによって構成される。

内側補強ベルト55は、サイズなどは異なるものの、外側補強ベルト54と同様の構成としてよい。したがって、補強コード55aがタイヤ幅方向と成す角度も、約０度である。

補強コード54a及び補強コード55aは、所定値以上の強度を有する有機繊維を用いて形成されることが好ましい。本実施形態では、補強コード54a及び補強コード55aは、アラミド繊維（具体的には、ケブラー）を用いて形成される。

外側補強ベルト54の幅は、内側補強ベルト55の幅よりも広いことが好ましい。外側補強ベルト54のタイヤ幅方向外側端は、正規内圧に設定された空気入りタイヤ10に正規荷重が負荷された状態におけるトレッド20の接地端付近に位置することが好ましい。また、外側補強ベルト54は、交錯ベルト52の幅の９５％程度の幅とすることが好ましい。

なお、正規内圧とは、日本ではJATMA（日本自動車タイヤ協会）のYearBookにおける最大負荷能力に対応する空気圧であり、正規荷重とは、JATMA YearBookにおける最大負荷能力に対応する最大負荷能力（最大荷重）である。また欧州ではETRTO、米国ではTRA、その他各国のタイヤ規格が対応する。

内側補強ベルト55のタイヤ幅方向外側端は、正規内圧に設定された空気入りタイヤ10に正規荷重が負荷された状態におけるトレッド20の接地端よりもタイヤ幅方向内側に位置してよい。但し、内側補強ベルト55は、タイヤ幅方向におけるトレッド20の一端から他端に亘る全域に設けられることが好ましい。現実的には、内側補強ベルト55は、交錯ベルト52の幅の９０％程度未満の幅としつつ、トレッド20の一端から他端に亘る全域に設けられることが好ましい。

また、外側補強ベルト54及び内側補強ベルト55は、カーカス40及びベルト層50を含むトレッド20のゲージを基準とした中立軸からタイヤ径方向外側及びタイヤ幅方向外側に、それぞれ同程度の距離が隔てて配置されることが好ましい。空気入りタイヤ10では、中立軸は、概ね交錯ベルト51の位置である。

なお、キャップベルト53と外側補強ベルト54との間、内側補強ベルト55のタイヤ径方向内側、及び２枚構成のカーカス40のプライ間には、図示しないカバーゴムなどのゴム層が設けられてもよい。

（３）作用・効果
上述した実施形態によれば、以下の作用効果が得られる。具体的には、空気入りタイヤ10は、交錯ベルト52よりもタイヤ径方向外側に設けられタイヤ幅方向及びタイヤ径方向に沿って延び、所定の距離を隔てて配置された複数の補強コード54aを被覆した外側補強ベルト54と、カーカス40のタイヤ径方向内側に設けられ、タイヤ幅方向及びタイヤ径方向に沿って延び、所定の距離を隔てて配置された複数の補強コード55aを被覆した内側補強ベルト55とを備える。

このため、大きな横力が付加される状況でも、外側補強ベルト54と内側補強ベルト55とがトレッド20の接地圧抜けを誘発するベルト層50の変形が抑制される。これにより、バックリングの発生を抑制でき、操縦安定性をさらに向上し得る。

特に、バックリングは、横力付加時に周方向溝21の溝底と溝端部との剛性段差による圧縮と引張とが一因であるため、ウェット路面での排水性確保を目的とした周方向溝21が形成されている場合でも、バックリングの発生を効果的に抑制できる。

すなわち、空気入りタイヤ10によれば、タイヤ幅方向及びタイヤ径方向に沿って延びるコードを有する補強ベルト（外側補強ベルト54と内側補強ベルト55）を用いつつ、操縦安定性、特に、ウェット路面での操縦安定性をさらに向上し得る。

本実施形態では、交錯ベルト52と外側補強ベルト54との間にキャップベルト53が備えられる。キャップベルト53の補強コード53aは、外側補強ベルト54の補強コード54aと直交するように配置されるため、ベルト層50の変形をより効果的に抑制できる。これにより、バックリングの発生をさらに効果的に抑制できる。

また、キャップベルト53の補強コード53aは、外側補強ベルト54の補強コード54aと直交するように配置されるため、トレッド20の接地長が伸びにくく、接地面積の変動を抑制できる。これにより、安定した性能の発揮に貢献し得る。

本実施形態では、外側補強ベルト54の補強コード54a及び内側補強ベルト55の補強コード55aは、所定値以上の強度を有する有機繊維（アラミド繊維）を用いて形成される。このような有機繊維は、スチールと比較して引張変形に強く軽量である。このため、空気入りタイヤ10の軽量化と強度とを高次元で両立し得る。

本実施形態では、外側補強ベルト54の幅は、内側補強ベルト55の幅よりも広い。このため、内側補強ベルト55のタイヤ幅方向外側端での故障を防止しつつ、バックリングの発生を効果的に抑制できる。

本実施形態では、キャップベルト53のタイヤ幅方向外側端部は、タイヤ径方向外側に折り返され、レイヤー部53bが形成されている。また、キャップベルト53のタイヤ幅方向外側端部のタイヤ径方向における位置は、外側補強ベルト54のタイヤ径方向における位置と一致する。つまり、キャップベルト53（レイヤー部53b）と外側補強ベルト54との径サイズは、概ね同様となる。

このため、キャップベルト53（レイヤー部53b）と、外側補強ベルト54との段差を解消でき、せん断力の分布が均一化される。これにより、バックリングの発生を効果的に抑制できる。

本実施形態では、外側補強ベルト54及び内側補強ベルト55は、カーカス40及びベルト層50を含むトレッド20のゲージを基準とした中立軸からタイヤ径方向外側及びタイヤ幅方向外側に、同程度の距離が隔てて配置されている。このため、タイヤ幅方向におけるベルト層50の面外曲げ剛性を高めることができ、バックリングの発生をさらに効果的に抑制できる。

（４）その他の実施形態
以上、実施形態について説明したが、当該実施形態の記載に限定されるものではなく、種々の変形及び改良が可能であることは、当業者には自明である。

例えば、空気入りタイヤ10は、キャップベルト53を備えていたが、キャップベルト53は必須ではない。或いは、キャップベルト53に代えて、補強コードの配置角度が異なる補強ベルトを備えてもよい。また、キャップベルト53のタイヤ幅方向外側端は、タイヤ径方向外側に折り返されていなくてもよい。

上述した実施形態では、空気入りタイヤ10は、特に、ウェット路面での操縦安定性の向上を目的としていたが、空気入りタイヤ10は、ウェット路面に限らず、ドライ路面での操縦安定性も向上し得る。但し、ドライ路面では、より大きな横力などが付加されるため、耐久性を確保すべく、空気入りタイヤ10の構造をさらに強固にすることが好ましい。また、ドライ路面では、発熱（蓄熱）もよりシビアになるため、トレッド20のゲージを薄くするなどの措置が講じられることが好ましい。

空気入りタイヤ10は、前輪（操舵輪）及び後輪（駆動輪）の何れに装着されても構わない。この場合、前輪用と後輪用とでは、トリートゴムの種類、ベルトコードまたは補強コードの角度の少なくとも何れかが異なっていてもよい。

以上、本開示について詳細に説明したが、当業者にとっては、本開示が本開示中に説明した実施形態に限定されるものではないということは明らかである。本開示は、請求の範囲の記載により定まる本開示の趣旨及び範囲を逸脱することなく修正及び変更態様として実施することができる。したがって、本開示の記載は、例示説明を目的とするものであり、本開示に対して何ら制限的な意味を有するものではない。

10 空気入りタイヤ
20 トレッド
21 周方向溝
30 タイヤサイド部
40 カーカス
40a カーカスコード
41 本体部
42 折り返し部
42e 折り返し端
50 ベルト層
51 交錯ベルト
51a ベルトコード
52 交錯ベルト
52a ベルトコード
53 キャップベルト
53a 補強コード
53b レイヤー部
54 外側補強ベルト
54a 補強コード
55 内側補強ベルト
55a 補強コード
60 ビード部

Claims (6)

1. タイヤ骨格を形成するカーカスと、
   前記カーカスのタイヤ径方向外側に設けられ、コードが交錯する一対の交錯ベルトと
   を備えるタイヤであって、
   前記交錯ベルトよりもタイヤ径方向外側に設けられ、タイヤ幅方向及びタイヤ径方向に沿って延び、所定の距離を隔てて配置された複数の補強コードを被覆した外側補強ベルトと、
   前記カーカスのタイヤ径方向内側に設けられ、タイヤ幅方向及びタイヤ径方向に沿って延び、所定の距離を隔てて配置された複数の補強コードを被覆した内側補強ベルトと
   を備えるタイヤ。
2. 前記交錯ベルトと前記外側補強ベルトとの間に、タイヤ周方向に沿ってコードが巻き回されたキャップベルトを備える請求項１に記載のタイヤ。
3. 前記補強コードは、所定値以上の強度を有する有機繊維を用いて形成される請求項１または２に記載のタイヤ。
4. 前記外側補強ベルトの幅は、前記内側補強ベルトの幅よりも広い請求項１乃至３の何れか一項に記載のタイヤ。
5. 前記キャップベルトのタイヤ幅方向外側端部は、タイヤ径方向外側に折り返されている請求項２に記載のタイヤ。
6. 前記キャップベルトのタイヤ幅方向外側端部のタイヤ径方向における位置は、前記外側補強ベルトのタイヤ径方向における位置と一致する請求項２に記載のタイヤ。

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