JP6504968B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

Description

本発明は空気入りタイヤに関する。

空気入りタイヤではカーカスが空気入りタイヤの大まかな形状を形成している。そしてカーカスのタイヤ径方向外側にベルトが設けられている。ベルトにはタイヤ周方向に対して斜めにコードが埋め込まれている（例えば特許文献１参照）。空気入りタイヤの幅方向断面を見ると、カーカスは、タイヤ幅方向中央においてタイヤ径方向外側の頂点を有し、タイヤ幅方向両側においてタイヤ径方向内側へ落ち込んでいる。ベルトは、カーカスに沿って設けられているため、カーカスと同様に、タイヤ幅方向中央においてタイヤ径方向外側の頂点を有し、タイヤ幅方向両側においてタイヤ径方向内側へ落ち込んでいる。

空気入りタイヤが接地するとベルトは平面である地面に近い形に変形する。つまり、ベルトのタイヤ幅方向両側部分がタイヤ径方向外側へ向かって曲がる。そのため空気入りタイヤが転動すると、接地する度にベルトのタイヤ幅方向両側部分がタイヤ径方向外側へ繰り返し曲がることになる。その結果、ベルトのタイヤ幅方向両側部分を起点にしてセパレーションが生じやすくなる。

ところで、多くの空気入りタイヤでは、ベルトのタイヤ幅方向両側部分とカーカスとの間に緩衝材が挿入されている（例えば、特許文献２の空気入りタイヤにおけるベルトクッションゴム１０や、特許文献３の空気入りタイヤにおけるベルトクッション層１１参照）。また、別の提案の空気入りタイヤでは、２枚のベルトの間にタイヤ幅方向両側で厚い緩衝材が挿入されている（例えば特許文献４の緩衝ゴム層７参照）。緩衝材が挿入されていると、挿入されていないと仮定した場合よりも、ベルトが平面に近い形になっている。そのため、空気入りタイヤが接地したときのベルトのタイヤ幅方向両側部分のタイヤ径方向外側への曲がる量が小さく、ベルトのタイヤ幅方向両側部分を起点にしたセパレーションが生じにくくなっている。

特開２０００−１７７３１４号公報 特開２０１２−１０６５７２号公報 特開２００５−３５４０４号公報 特開２００４−３５２０４０号公報

しかし、このような緩衝材が挿入されていても、空気入りタイヤが接地したときにベルトのタイヤ幅方向両側部分が曲がることは、十分には抑制されていない。

本発明はこのような実情に鑑みてなされたものであり、接地時にベルトのタイヤ幅方向両側部分が曲がることが抑制され、セパレーションが生じにくくなった空気入りタイヤを提供することを課題とする。

本実施形態の空気入りタイヤは、タイヤ幅方向両側においてカーカスとそのタイヤ径方向外側のベルトとの間に緩衝材が挿入された空気入りタイヤであって、前記緩衝材の前記ベルト側に、タイヤ周方向に対して角度を有して伸びる凸部と凹部とがタイヤ周方向に交互に形成されていることを特徴とする。

本実施形態の空気入りタイヤでは、接地時にベルトのタイヤ幅方向両側部分が曲がることが抑制され、セパレーションが生じにくくなっている。

本実施形態の空気入りタイヤ１０のタイヤ幅方向の半断面図。 本実施形態の空気入りタイヤ１０の緩衝材３０付近の部分のタイヤ幅方向の拡大断面図。 カーカス１３への貼り付け前の単体での緩衝材３０の斜視図。 本実施形態において緩衝材３０の上に第１ベルト２２が重なった状態のものをタイヤ幅方向外側から見た図。 本実施形態において緩衝材３０の上に第１ベルト２２が重なった状態のものを第１ベルト２２側から見た図。 変更例の緩衝材をタイヤ幅方向外側から見た図。

図１に本実施形態の空気入りタイヤ１０を示す。本実施形態の空気入りタイヤ１０は、束ねられた鋼線にゴムが被覆されたビードコア１１と、ビードコア１１のタイヤ径方向外側に設けられたゴム製のビードフィラー１２とからなるビード部を、タイヤ幅方向両側に有する。カーカス１３が、タイヤ幅方向両側でビード部を包むと共に、これらのビード部間で空気入りタイヤ１０の骨格を形成している。カーカス１３は複数のプライコードがゴムで被覆されて形成されたものである。プライコードとしては、ポリエステルやナイロン等でできた有機繊維コードや、スチールコード等が用いられる。本実施形態ではカーカス１３が２枚設けられているが、枚数はこれに限定されない。

カーカス１３よりタイヤ径方向外側には複数のベルトが積層されたベルト層２０が設けられている。ベルトはスチール製等の複数本のコード２１がゴムで被覆されたものである。本実施形態では、ベルト層２０ではタイヤ径方向内側の第１ベルト２２とタイヤ径方向外側の第２ベルト２４とが積層されている。第１ベルト２２の幅は第２ベルト２４の幅よりも広い。そのため第１ベルト２２の端部２２ａは第２ベルト２４の端部２４ａよりもタイヤ幅方向外側にある。

ベルト層２０よりタイヤ径方向外側にはベルト補強層１４が設けられている。ベルト補強層１４は、有機繊維製等の複数本のコードがゴムで被覆されたものである。ベルト補強層１４は、第１ベルト２２及び第２ベルト２４をタイヤ径方向外側から覆っている。ベルト補強層１４よりタイヤ径方向外側には接地面を有するトレッド１５が設けられている。接地面の曲率はタイヤ幅方向の場所により異なり、タイヤ幅方向中央側では曲率が小さく（曲率半径が大きく）、タイヤ幅方向外側では曲率が大きい（曲率半径が小さい）。

また、カーカス１３のタイヤ幅方向両側にはサイドウォール１７が、カーカス１３の内側にはインナーライナー１８が、それぞれ設けられている。以上の部材の他にも空気入りタイヤ１０の機能上の必要性に応じて複数の部材が設けられている。

図１、図２に示されているように、タイヤ幅方向両側において、カーカス１３と第１ベルト２２との間にゴム部材である緩衝材３０が挿入されている。そのため、カーカス１３と第１ベルト２２とは、タイヤ幅方向外側の緩衝材３０の有る領域では離隔し、タイヤ幅方向内側の緩衝材３０の無い領域では接している。緩衝材３０のタイヤ幅方向外側の端部３０ａは、図２のように第１ベルト２２の端部２２ａよりもタイヤ幅方向外側にあっても良いが、第１ベルト２２の端部２２ａとタイヤ幅方向に同じ位置にあっても良い。また、緩衝材３０はタイヤ幅方向内側へ向かって徐々に薄くなっている。

ここで緩衝材３０の形状について説明する。

図３、図４に示されているように、緩衝材３０の第１ベルト２２側には凹凸部３６が形成されている。凹凸部３６では、タイヤ周方向に対して角度を有して伸びる凸部３２と凹部３４とが、タイヤ周方向に交互に形成されている。本実施形態では凹凸部３６はタイヤ幅方向外側から見ると波形状となっている。

ここで、全ての凸部３２の頂点３２ａを通る円Ｃ（図４に二点鎖線で示されている）を想定する。円Ｃは、タイヤ幅方向には、第１ベルト２２の端部２２ａと同じ位置にあるものとする。その場合に、円Ｃ上における隣り合う２つの凸部３２の頂点３２ａの間の弧の長さｗは、その円Ｃの周長の１／２０００以上１／４以下の長さであることが望ましい。また、凸部３２の頂点３２ａの位置における緩衝材３０の厚みｈ１は０．５ｍｍ以上１０ｍｍ以下、凹部３４の底部３４ａの位置における緩衝材３０の厚みｈ２は０．２ｍｍ以上８ｍｍ以下であることが望ましい。ここで緩衝材３０の厚みとは、完成した空気入りタイヤ１０における、緩衝材３０の第１ベルト２２の端部２２ａと接する位置でのタイヤ径方向の長さのことである。さらに、凸部３２の頂点３２ａの位置における厚みｈ１と凹部３４の底部３４ａの位置における厚みｈ２との差が５ｍｍ以内であることが望ましい。

このような緩衝材３０を備えるため、本実施形態の空気入りタイヤ１０は次の特徴を有する。

まず、本実施形態では、図２に示されているように、緩衝材３０の凹凸部３６のタイヤ幅方向外側の端部３６ａは第１ベルト２２の端部２２ａと一致している。しかし、凹凸部３６のタイヤ幅方向外側の端部３６ａは第１ベルト２２の端部２２ａよりもタイヤ幅方向外側にあっても良い。また、凹凸部３６のタイヤ幅方向内側の端部３６ｂは、緩衝材３０のタイヤ幅方向内側の端部３０ｂと一致している。

そして、図４に示されているように、第１ベルト２２の緩衝材３０と接している部分は、緩衝材３０の凹凸部３６の波形状に合わせて波打っている。緩衝材３０の凹凸部３６のタイヤ幅方向外側の端部３６ａが第１ベルト２２の端部２２ａと一致しているため、第１ベルト２２はその端部２２ａまで波打っている。このとき、第１ベルト２２のコード２１は、緩衝材３０の波形状に合わせて曲がっている。第２ベルト２４の端部２４ａ及びその付近の部分も、第１ベルト２２の波打っている部分と接している場合は、第１ベルト２２に合わせて波打っている。

また、図５に示されているように、タイヤ周方向と第１ベルト２２のコード２１の延長方向とのなす角の角度θ１は、１５°以上３０°以下であることが望ましい。また、タイヤ周方向と緩衝材３０の凸部３２の延長方向とのなす角の角度θ２は、１０５°以上１２０°以下であることが望ましい。そして、第１ベルト２２のコード２１と緩衝材３０の凸部３２及び凹部３４とのなす角の角度が、６０°以上１２０°以下であることが望ましい。

以上のように、本実施形態の空気入りタイヤ１０では、緩衝材３０の第１ベルト２２と接する部分に凹凸部３６が形成されている。そして、第１ベルト２２の端部２２ａを含むタイヤ幅方向両側部分が緩衝材３０の凹凸部３６に接しているため、第１ベルト２２のタイヤ幅方向両側部分に緩衝材３０の凹凸部３６の形状に合わせた凹凸が形成されている。この凹凸が第１ベルト２２のタイヤ幅方向両側部分を補強するため、第１ベルト２２のタイヤ幅方向両側部分がタイヤ径方向へ曲がりにくくなっている。その結果、空気入りタイヤ１０の接地時に第１ベルト２２のタイヤ幅方向両側部分が曲がることが抑制され、セパレーションが生じにくくなっている。

また、タイヤ周方向と第１ベルト２２のコード２１の延長方向とのなす角の角度θ１が１５°以上３０°以下で、タイヤ周方向と緩衝材３０の凸部３２の延長方向とのなす角の角度θ２が１０５°以上１２０°以下であれば、第１ベルト２２のコード２１と緩衝材３０の凸部３２とのなす角の角度が９０°に近くなる。そのため、タイヤ径方向外側から見て、第１ベルト２２のコード２１と緩衝材３０の凸部３２との交点の密度が密になる。その結果、緩衝材３０の凸部３２に押されて第１ベルト２２のコード２１に形成される凹凸の密度が密になり、第１ベルト２２の凹凸による補強効果が高まる。そして、空気入りタイヤ１０の接地時に第１ベルト２２のタイヤ幅方向両側部分が曲がることがさらに抑制され、セパレーションがさらに生じにくくなっている。

また、全ての凸部３２の頂点３２ａを通る円Ｃ上における隣り合う２つの凸部３２の頂点３２ａの間の弧の長さｗが、その円Ｃの周長の１／４の長さであれば（つまり緩衝材３０がタイヤ周方向に４つの凸部３２を有していれば）、第１ベルト２２の若干の補強効果は確保される。そして、前記長さｗがこれより短いほど、第１ベルト２２の補強効果が高まる。また、前記長さｗが前記の円Ｃの周長の１／２０００以上の長さであれば、緩衝材３０の凹凸に沿って第１ベルト２２が凹凸になることができ、緩衝材３０と第１ベルト２２とが密着することができる。そのため緩衝材３０と第１ベルト２２との間にエアが入りにくくなる。

また、凸部３２の頂点３２ａの位置における緩衝材３０の厚みｈ１が０．５ｍｍ以上１０ｍｍ以下、凹部３４の底部３４ａの位置における緩衝材３０の厚みｈ２が０．２ｍｍ以上８ｍｍ以下であれば、第１ベルト２２を平面に近い形にすることができ、しかも、緩衝材３０が厚過ぎることにより第１ベルト２２のタイヤ幅方向両側部分がタイヤ幅方向中央部分よりもタイヤ径方向外側に反り上がることを防ぐことができる。また、凸部３２の頂点３２ａの位置における緩衝材３０の厚みｈ１と凹部３４の底部３４ａの位置における緩衝材３０の厚みｈ２との差が５ｍｍ以内であれば、これらの位置における緩衝材３０の厚みの差が大きくなり過ぎて凹部３４にエアが入ることを防ぐことができる。

以上の実施形態に対して、発明の要旨を逸脱しない範囲で、様々な変更、置換、省略等を行うことができる。

例えば、緩衝材の凹凸の形状は波形状に限定されない。図６（ａ）の変更例では、緩衝材１３０の凸部１３２は、タイヤ周方向断面上で三角形である。また図６（ｂ）の変更例では、緩衝材２３０の凸部２３２は、タイヤ周方向断面上で台形である。このように凹凸の形状として様々なものが挙げられる。ただし、タイヤ周方向断面上で、２つの凸部が形成する凹部に角部（例えば図６（ａ）における凹部１３４の底部１３４ａや、同（ｂ）における凹部２３４の角部２３４ａ）がある場合はその角部の角度が９０°以上であることが望ましく、凹部に角部が無いこと（例えば図４の波形状であること）がさらに望ましい。

比較例及び実施例の空気入りタイヤのベルトセパレーション性を評価した。ベルトセパレーションとはベルト端部からのセパレーションのことで、ベルトセパレーション性とはベルトセパレーションの生じ難さのことである。

比較例及び実施例の空気入りタイヤの特徴は表１の通りである。比較例１の空気入りタイヤは、特開２００４−３５２０４０号公報のタイヤを再現したものであり、その緩衝材に凹凸は形成されていない。一方実施例１〜４の空気入りタイヤは、上記実施形態の空気入りタイヤ１０を再現したものであり、その緩衝材に波形状の凹凸が形成されたものである。実施例１〜４では、ベルトのコードの延長方向とタイヤ周方向とのなす角の角度及び緩衝材の凸部の延長方向とタイヤ周方向とのなす角の角度が、表１に記載のように異なる。実施例１〜３ではベルトのコードと緩衝材の凸部とがなす角度が９０°であるのに対し、実施例４ではその角度が６７°である。いずれの空気入りタイヤも、サイズが２６５／７０Ｒ１６、第１ベルトの幅が２１４ｍｍ、第２ベルトの幅が２０２ｍｍである。

これらの空気入りタイヤを、正規リムにリム組みし正規内圧とし正規荷重を負荷して、ドラム試験機上で走行させた。そして、ベルトセパレーションが発生するまでの走行距離を測った。なお正規リムとはＪＡＴＭＡ、ＴＲＡ、ＥＴＲＴＯ等の規格に定められている標準リムのことである。また正規荷重とは前記規格に定められている最大荷重のことである。また正規内圧とは前記最大荷重に対応した内圧のことである。比較例１の測定結果を１００とし、その他の空気入りタイヤの測定結果をこれに対する相対的な指数で表した。指数が大きいほどベルトセパレーションが発生するまでの走行距離が長く、ベルトセパレーション性に優れていることを表している。

結果は表１の通りで、実施例１〜４の空気入りタイヤは比較例１の空気入りタイヤよりもベルトセパレーション性に優れることが確認できた。また、ベルトのコードと緩衝材の凸部とがなす角度が９０°である実施例１〜３の空気入りタイヤは、特にベルトセパレーション性に優れることが確認できた。

１０…空気入りタイヤ、１１…ビードコア、１２…ビードフィラー、１３…カーカス、１４…ベルト補強層、１５…トレッド、１７…サイドウォール、１８…インナーライナー、２０…ベルト層、２１…コード、２２…第１ベルト、２２ａ…第１ベルト２２の端部、２４…第２ベルト、２４ａ…第２ベルト２４の端部、３０…緩衝材、３０ａ…緩衝材３０のタイヤ幅方向外側の端部、３０ｂ…緩衝材３０のタイヤ幅方向内側の端部、３２…凸部、３２ａ…凸部３２の頂点、３４…凹部、３４ａ…凹部３４の底部、３６…凹凸部、３６ａ…凹凸部３６のタイヤ幅方向外側の端部、３６ｂ…凹凸部３６のタイヤ幅方向内側の端部、１３０…緩衝材、１３２…凸部、１３４…凹部、１３４ａ…凹部１３４の底部、２３０…緩衝材、２３２…凸部、２３４…凹部、２３４ａ…凹部２３４の角部

Claims (4)

1. タイヤ幅方向両側においてカーカスとそのタイヤ径方向外側のベルトとの間に緩衝材が挿入された空気入りタイヤであって、
   前記緩衝材の前記ベルト側に、タイヤ周方向に対して角度を有して伸びる凸部と凹部とがタイヤ周方向に交互に形成されている、空気入りタイヤ。
2. タイヤ周方向と前記ベルトに埋め込まれたコードの延長方向とのなす角の角度が１５°以上３０°以下であり、タイヤ周方向と前記緩衝材の前記凸部の延長方向とのなす角の角度が１０５°以上１２０°以下である、請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 全ての前記凸部の頂点を通る円上における隣り合う２つの凸部の頂点の間の弧の長さが、その円の周長の１／２０００以上１／４以下の長さである、請求項１又は２に記載の空気入りタイヤ。
4. 前記緩衝材の厚みが、前記凸部の頂点の位置において０．５ｍｍ以上１０ｍｍ以下、前記凹部の底部の位置において０．２ｍｍ以上８ｍｍ以下であり、前記凸部の頂点の位置における厚みと前記凹部の底部の位置における厚みとの差が５ｍｍ以内である、請求項１〜３のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。