JP4943958B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、重荷重用空気入りタイヤ等の空気入りタイヤに関する。

空気入りタイヤについては種々の開発がなされており（特許文献１及び特許文献２参照）、一般的な空気入りタイヤの構成の概略は、次のようになる。

即ち、一般的な空気入りタイヤは、一対のビード部を備えており、各ビード部は、ビードコアをそれぞれ有している。また、一対のビードコアの間には、少なくとも１層以上のカーカスが設けられており、カーカスは、複数本のカーカスコードをゴム引きして構成されている。

カーカスのクラウン領域のタイヤ径方向外側には、トレッド部が設けられている。そして、カーカスとトレッド部との間には、少なくとも２層以上のベルト設けられており、ベルトは、複数本のベルトコードをゴム引きして構成されている。ここで、２層以上の前記ベルトのうち最もタイヤ径方向内側に位置するベルトを第１ベルトとし、第１ベルトの次にタイヤ径方向内側に位置するベルトを第２ベルトとし場合に、通常、第１ベルトのベルトコードは、タイヤ赤道面（タイヤ赤道面に平行な面を含む）に対して５０±５°傾斜するようになっていたり、又は第１ベルトのベルトコードと第２ベルトのベルトコードがタイヤ赤道面に対して反対方向に傾斜する（換言すれば、第１ベルトと第２ベルトにより交差ベルトを形成する）ようになっていたりしている。
特開平１１−２０４０７号公報 特開平７−１１７３１０号公報

ところで、一般的な空気入りタイヤにあっては、通常、第１ベルトのベルトコードのタイヤ赤道面に対する傾斜角を大きくなったり、又は第１ベルトと第２ベルトにより交差ベルトを形成するようになっていたりするため、カーカスに対するベルトの拘束力が大きく、トレッド部が路面の突起を包み込んで衝撃を緩和しようとするエンベロープ効果を十分に発揮させることができない。そのため、空気入りタイヤのタイヤ強度（プランジャー値）を高めて、空気入りタイヤの耐久性能を向上させることが困難であるという問題がある。

なお、仮に、エンベロープ効果を十分に発揮させることができても、走行中におけるベルトのタイヤ幅方向の収縮変形によるベルトとカーカスとの間の剪断歪も大きくなって、空気入りタイヤの耐久性能の妨げになるベルトのセパレーションが発生し易くなる。

そこで、本発明は、前述の問題を解決することができる、新規な構成の空気入りタイヤを提供することを目的とする。

本発明の第１の特徴（請求項１に記載の発明の特徴）は、ビードコアをそれぞれ有した一対のビード部と、一対の前記ビードコアの間にトロイド状に設けられたかつ複数本のカーカスコードをゴム引きしてなる少なくとも１層以上のカーカスと、該カーカスのクラウン領域のタイヤ径方向外側に設けられたトレッド部と、前記カーカスと前記トレッド部との間に設けられかつ複数本のベルトコードをゴム引きしてなる少なくとも３層以上のベルトとを備えた空気入りタイヤにおいて、３層以上の前記ベルトのうち最もタイヤ径方向内側に位置する前記ベルトを第１ベルトとし、該第１ベルトの次にタイヤ径方向内側に位置する前記ベルトを第２ベルトとし場合に、前記第１ベルトの前記ベルトコードと前記第２ベルトの前記ベルトコードがタイヤ赤道面（タイヤ赤道面に平行面を含む）に対して同じ方向に５〜３０°傾斜してあって、前記カーカスにおける前記カーカスコードと前記第１ベルトの前記ベルトコードとの間のゴムゲージをＴａとし、前記第１ベルトの前記ベルトコードと前記第２ベルトの前記ベルトコードとの間のゴムゲージをＴｂとした場合に、タイヤセンターにて、０．６ｍｍ≦Ｔａ≦３・Ｔｂｍｍを満たすようになっており、Ｔａが前記タイヤセンターからタイヤ幅方向外側に向かって遷増するようになっていることを要旨とする。

ここで、本発明の第１の特徴は、Ｔａが前記タイヤセンターにて０．６ｍｍ以上であって、タイヤ幅方向外側に向かって遷増するようになっていれば、エンベロープ効果を十分に発揮させるような状態において、走行中における前記第１ベルトのタイヤ幅方向の収縮変形による前記第１ベルトと前記カーカスとの間の剪断歪を軽減できるという、新規な知見に基づくものであって、この新規な知見は、本願の発明者による実験等によって得られたものである。

なお、Ｔａ≦３・Ｔｂｍｍとしたのは、３・Ｔｂｍｍを超えても、前記空気入りタイヤの重量増大を招くだけで、前記第１ベルトと前記カーカスとの間の剪断歪の抑制作用を飛躍的に高めることができないからである。

また、前記第１ベルトの前記ベルトコードと前記第２ベルトの前記ベルトコードのタイヤ赤道面に対する傾斜角を５°以上にしたのは、傾斜角が５°に満たないと、前記ベルトによるたが効果を十分に発揮させることができないからである。一方、前記第１ベルトの前記ベルトコードと前記第２ベルトの前記ベルトコードのタイヤ赤道面に対する傾斜角を３０°以下にしたのは、傾斜角が３０°を超えると、前記カーカスに対する前記ベルトの拘束力が大きくなって、エンベロープ効果を十分に発揮させることができないからである。

第１の特徴によると、前記第１ベルトの前記ベルトコードと前記第２ベルトの前記ベルトコードがタイヤ赤道面に対して同じ方向に５〜３０°傾斜してあるため、前記カーカスに対する前記ベルトの拘束力を小さくして、エンベロープ効果を十分に発揮させることができる。

また、タイヤセンターにて、０．６ｍｍ≦Ｔａ≦３・Ｔｂｍｍを満たすようになっており、Ｔａが前記タイヤセンターからタイヤ幅方向外側に向かって遷増するようになっているため、前述の新規な知見を考慮すると、エンベロープ効果を十分に発揮させるような状態においても、走行中における前記第１ベルトのタイヤ幅方向の収縮変形による前記第１ベルトと前記カーカスとの間の剪断歪を軽減することができる。

本発明の第２の特徴（請求項２に記載の発明の特徴）は、第１の特徴に加えて、前記カーカスと前記ベルトとの間に設けられた中間ゴム層とを備え、前記中間ゴム層のモジュラスが前記ベルトのコーティングゴムのモジュラス以下になっており、前記中間ゴム層の損失正接ｔａｎδが前記ベルトのコーティングゴムの損失正接ｔａｎδ以下になっていることを要旨とする。

請求項１又は請求項２に記載の発明によれば、前記カーカスに対する前記第１ベルトの拘束力を小さくして、エンベロープ効果を十分に発揮させると共に、走行中における前記第１ベルトのタイヤ幅方向の収縮変形による前記第１ベルトと前記カーカスとの間の剪断歪を軽減することができるため、前記空気入りタイヤのタイヤ強度を高めつつ、前記第１ベルトのセパレーションの発生を抑制して、前記空気入りタイヤの耐久性能の向上を図ることができる。

本発明の実施形態について図１から図３を参照して説明する。

ここで、図１（ａ）は、本発明の実施形態に係る空気入りタイヤの一部分の拡大断面図、図１（ｂ）は、図１（ａ）における矢視部IBの拡大図、図２は、本発明の実施形態に係る空気入りタイヤにおけるベルト及びカーカスを示す展開平面図、図３は、本発明の実施形態に係る空気入りタイヤの断面図である。

図２及び図３に示すように、本発明の実施形態に係る空気入りタイヤ１は、適用リム３に嵌合可能な環状の一対のビード部５を備えており、各ビード部５は、ビードコア７と、このビードコア７のタイヤ径方向Ｄｒ外側に配設されたビードフィラー９をそれぞれ有している。

一対のビードコア７の間には、１層のカーカス１１がトロイド状に設けられており、カーカス１１の両端部は、対応するビードコア７に折り返すようにそれぞれ係留されている。また、このカーカス１１は、ラジアル方向へ延びた複数本のカーカスコード１３をゴム引きしてなるものであって、カーカスコード１３は、スチール繊維又は有機繊維によって構成されている。なお、カーカス１１は、１層に限るものではなく、２層以上であっても構わない。

カーカス１１のクラウン部分の外周面には、トレッド部１５が設けられており、このトレッド部１５には、タイヤ周方向Ｄｃへ延びた複数本の周方向主溝１７が形成されている。また、カーカス１１の外側面におけるトレッド部１５と一方のビード部５の間及びトレッド部１５と他方のビード部５の間には、サイドウォール部１９がそれぞれ設けられている。更に、カーカス１１の内側面には、空気の漏れを防ぐインナーライナー２１が設けられている。

カーカス１１とトレッド部１５との間には、所謂たが効果を発揮する３層のベルト２３が設けられている。また、ベルト２３は、タイヤ赤道面Ｓ（タイヤ赤道面に対して平行な方向を含む）に対して傾斜した方向へ延びる複数本のベルトコード２５をゴム引きしてなるものであって、ベルトコード２５は、スチール繊維によって構成されている。なお、ベルト２３は、３層に限るものではなく、３層以上であれば構わない。

図１（ａ）及び図２に示すように、３層のベルト２３のうち最もタイヤ径方向Ｄｒ内側に位置するベルト２３Ａを第１ベルトとし、第１ベルト２３Ａの次にタイヤ径方向Ｄｒ内側に位置するベルト２３を第２ベルト２３Ｂとし場合に、第１ベルト２３Ａのベルトコード２５と第２ベルト２３Ｂのベルトコード２５は、タイヤ赤道面Ｓに対して同じ方向（例えば右方向）に５〜３０°傾斜してある（本発明の実施形態に係る第１の要部）。

ここで、第１ベルト２３Ａのベルトコード２５と第２ベルト２３Ｂのベルトコード２５のタイヤ赤道面Ｓに対する傾斜角θ1，θ2を５°以上にしたのは、傾斜角が５°に満たないと、ベルト２３によるたが効果を十分に発揮させることができないからである。一方、第１ベルト２３Ａのベルトコード２５と第２ベルト２３Ｂのベルトコード２５のタイヤ赤道面Ｓに対する傾斜角θ1，θ2を３０°以下にしたのは、傾斜角θ1，θ2が３０°を超えると、カーカス１１に対するベルトの拘束力が大きくなって、エンベロープ効果を十分に発揮させることができないからである。

３層のベルト２３のうち最もタイヤ径方向Ｄｒ外側に位置するベルト２３Ｃを第３ベルトとした場合に、第２ベルト２３Ｂのベルトコード２５と第３ベルト２３Ｃのベルトコード２５は、タイヤ赤道面Ｓに対して反対方向へ傾斜するようになっており、換言すれば、第２ベルト２３Ｂと第３ベルト２３Ｃによって交差ベルトを形成するようになっている。

図１（ａ）（ｂ）に示すように、カーカス１１におけるカーカスコード１３と第１ベルト２３Ａのベルトコード２５との間のゴムゲージをＴａとし、第１ベルトのベルトコードと第２ベルトの前記ベルトコードとの間のゴムゲージをＴｂとした場合に、タイヤセンターＣにて、０．６ｍｍ≦Ｔａ≦３・Ｔｂｍｍを満たすようになっている。また、Ｔａは、タイヤセンターＣからタイヤ幅方向Ｄｗ外側に向かって遷増するようになっている（本発明の実施形態に係る第２の要部）。

ここで、本発明の実施形態に係る第２の要部は、ＴａがタイヤセンターＣにて０．６ｍｍ以上であって、タイヤ幅方向Ｄｗ外側に向かって遷増するようになっていれば、エンベロープ効果を十分に発揮させるような状態において、走行中における第１ベルト２３Ａのタイヤ幅方向Ｄｗの収縮変形による第１ベルト２３Ａとカーカス１１との間の剪断歪を軽減できるという、新規な知見に基づくものであって、この新規な知見は、本願の発明者による実験等によって得られたものである。

なお、Ｔａ≦３・Ｔｂｍｍとしたのは、３・Ｔｂｍｍを超えても、空気入りタイヤ１の重量増大を招くだけで、第１ベルト２３Ａとカーカス１１との間の剪断歪の抑制作用を飛躍的に高めることができないからである。

カーカス１１とベルト２３との間には、中間ゴム層２７が設けられている。そして、中間ゴム層２７のモジュラスは、ベルト２３のコーティングゴムのモジュラス以下になっており、具体的には、中間ゴム層２７のモジュラスは、指数で４０〜６０であって、ベルト２３のコーティングゴムのモジュラスは、指数で１００である。また、中間ゴム層２７の損失正接ｔａｎδは、ベルト２３のコーティングゴムの損失正接ｔａｎδ以下になっており、具体的には、中間ゴム層２７の損失正接ｔａｎδは、指数で２０〜４０であって、ベルト２３のコーティングゴムの損失正接ｔａｎδは、指数で１００である。

ここで、中間ゴム層２７のモジュラスをベルト２３のコーティングゴムのモジュラス以下とし、中間ゴム層２７の損失正接ｔａｎδをベルト２３のコーティングゴムの損失正接ｔａｎδ以下としたのは、中間ゴム層２７のモジュラスがベルト２３のコーティングゴムのモジュラスを超えたり、中間ゴム層２７の損失正接ｔａｎδがベルト２３のコーティングゴムの損失正接ｔａｎδを超えたりすると、エンベロープ効果をより十分に発揮させることができないからである。

続いて、本発明の実施形態の作用及び効果について説明する。

第１ベルト２３Ａのベルトコード２５と第２ベルト２３Ｂのベルトコード２５がタイヤ赤道面Ｓに対して同じ方向に５〜３０°傾斜してあるため、カーカス１１に対するベルト２３の拘束力を小さくして、エンベロープ効果を十分に発揮させることができる。

また、タイヤセンターＣにて、０．６ｍｍ≦Ｔａ≦３・Ｔｂｍｍを満たすようになっており、ＴａがタイヤセンターＣからタイヤ幅方向Ｄｗ外側に向かって遷増するようになっているため、前述の新規な知見を考慮すると、エンベロープ効果を十分に発揮させるような状態においても、走行中における第１ベルト２３Ａのタイヤ幅方向Ｄｗの収縮変形による第１ベルト２３Ａとカーカス１１との間の剪断歪を軽減することができる。

従って、本発明の実施形態によれば、カーカス１１に対する第１ベルト２３Ａの拘束力を小さくして、エンベロープ効果を十分に発揮させると共に、走行中における第１ベルト２３Ａのタイヤ幅方向Ｄｗの収縮変形による第１ベルト２３Ａとカーカス１１との間の剪断歪を軽減することができるため、空気入りタイヤ１のタイヤ強度を高めつつ、第１ベルト２３Ａのセパレーションの発生を抑制して、空気入りタイヤ１の耐久性能の向上を図ることができる。

なお、本発明は、前述の実施形態の説明に限られるものではなく、その他、種々の態様で実施可能である。また、本発明に包含される権利範囲は、これらの実施形態に限定されないものである。

本発明の実施例について説明する。

発明品１として本発明の実施形態に係る空気入りタイヤ（Ｔａ＝０．８ｍｍ、Ｔｂ＝０．５ｍｍ）の構成を適用したもの、発明品２として本発明の実施形態に係る空気入りタイヤ（Ｔａ＝１．２ｍｍ、Ｔｂ＝１．５ｍｍ）の構成を適用したもの、発明品３として本発明の実施形態に係る空気入りタイヤ（Ｔａ＝１．６ｍｍ、Ｔｂ＝０．５ｍｍ）の構成を適用したもの、比較品として比較例に係る空気入りタイヤ（Ｔａ＝０．５ｍｍ、Ｔｂ＝０．５ｍｍ）の構成を適用したもの、基準品（コントロール品）として基準タイヤの構成を適用したものをタイヤサイズ２７５／８０Ｒ２２．５でそれぞれ製造する。

ここで、比較例に係る空気入りタイヤは、本発明の実施形態に空気入りタイヤ１と異なり、Ｔａが０．６ｍｍ未満になっている。また、図４に示すように、基準タイヤは、本発明の実施形態に空気入りタイヤ１と異なり、第１ベルト２３Ａのベルトコード２５と第２ベルト２３Ｂのベルトコード２５がタイヤ赤道面Ｓに対して反対方向に傾斜してあって、第１ベルト２３Ａのベルトコード２５のタイヤ赤道面Ｓに対する傾斜角が５０±５°である。なお、前述の異なる点を除き、比較例に係る空気入りタイヤ及び基準タイヤは、本発明の実施形態に係る空気入りタイヤ１と同様の構成を有している。

そして、発明品１〜発明品３、比較品、及び基準品について適用リムに組み付けて、９００ＫＰａの空気を充填した状態で、ＪＩＳに準拠してドラム耐久試験を行い、ベルト故障時におけるドラムの速度を求めて、ドラム耐久試の験結果をまとめると、後記の表１に示すようになる。なお、従来品のベルト故障時における速度を１００とし、発明品１〜発明品３、比較品の耐久性能を指数表示してあって、耐久性能の指数が大きいほど耐久性が良好なことを示している。

即ち、表１に示すように、発明品１は、比較品１と異なり、基準品と同程度のレベルの耐久性能を維持していることが確認された。また、発明品１及び発明品２は、基準品よりも耐久性能が高いことが確認された。

図１（ａ）は、本発明の実施形態に係る空気入りタイヤの一部分の拡大断面図、図１（ｂ）は、図１（ａ）における矢視部IBの拡大図である。 本発明の実施形態に係る空気入りタイヤにおけるベルト及びカーカスを示す展開平面図である。 本発明の実施形態に係る空気入りタイヤの断面図である。 基準タイヤにおけるベルト及びカーカスを示す展開平面図である。

符号の説明

１ 空気入りタイヤ
５ ビード部
７ ビードコア
１１ カーカス
１３ カーカスコード
１５ トレッド部
２３Ａ 第１ベルト
２３Ｂ 第２ベルト
２３Ｃ 第３ベルト
２５ ベルトコード
２７ 中間ゴム層

Claims (2)

1. ビードコアをそれぞれ有した一対のビード部と、一対の前記ビードコアの間にトロイド状に設けられたかつ複数本のカーカスコードをゴム引きしてなる少なくとも１層以上のカーカスと、該カーカスのクラウン領域のタイヤ径方向外側に設けられたトレッド部と、前記カーカスと前記トレッド部との間に設けられかつ複数本のベルトコードをゴム引きしてなる少なくとも３層以上のベルトとを備えた空気入りタイヤにおいて、
   ３層以上の前記ベルトのうち最もタイヤ径方向内側に位置する前記ベルトを第１ベルトとし、該第１ベルトの次にタイヤ径方向内側に位置する前記ベルトを第２ベルトとし場合に、前記第１ベルトの前記ベルトコードと前記第２ベルトの前記ベルトコードがタイヤ赤道面に対して同じ方向に５〜３０°傾斜してあって、
   前記カーカスにおける前記カーカスコードと前記第１ベルトの前記ベルトコードとの間のゴムゲージをＴａとし、前記第１ベルトの前記ベルトコードと前記第２ベルトの前記ベルトコードとの間のゴムゲージをＴｂとした場合に、タイヤセンターにて、０．６ｍｍ≦Ｔａ≦３・Ｔｂｍｍを満たすようになっており、Ｔａが前記タイヤセンターからタイヤ幅方向外側に向かって遷増するようになっていることを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記カーカスと前記ベルトとの間に設けられた中間ゴム層とを備え、
   前記中間ゴム層のモジュラスが前記ベルトのコーティングゴムのモジュラス以下になっており、前記中間ゴム層の損失正接ｔａｎδが前記ベルトのコーティングゴムの損失正接ｔａｎδ以下になっていることを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤ。

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