JP6729617B2 - タイヤ - Google Patents

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Description

本発明は、トレッド補強層を有するタイヤに関する。
下記特許文献１には、バンドを含む空気入りタイヤが記載されている。このバンドは、軸方向中央に位置するセンター部を有する。このセンター部は、コードを備える帯体が周方向に巻かれている螺旋巻き状の構造を有する。
特開２０１７−１７７８４２号公報
しかしながら、種々の実験の結果、特許文献１のタイヤは、ブレーキング時の安定性に関して、改善の余地があることが分かった。
発明者らは、特許文献１の空気入りタイヤについて検討したところ、制動時にトレッド部のクラウン部の変形量、とりわけ、クラウン部のタイヤ軸方向の端部側での変形量が大きく、これが制動時のタイヤの挙動を不安定にしていることを突き止めた。
本発明は、以上のような実状に鑑み案出されたもので、ブレーキング時の安定性能を向上することができる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、タイヤであって、トロイド状のカーカスと、前記カーカスのタイヤ半径方向外側かつトレッド部の内部に配されたトレッド補強層とを含み、前記トレッド補強層は、少なくとも１本の補強コードがトッピングゴムにより被覆された長尺の帯状プライが巻き付けられているプライ補強部を含み、前記プライ補強部は、前記帯状プライがタイヤ周方向に螺旋状に延びている螺旋状部を有し、前記螺旋状部は、第１端部分と、それに続く第２部分とを含み、前記第２部分では、前記帯状プライが前記トレッド部を螺旋状に１周よりも長く延びており、前記第１端部分では、前記帯状プライが前記第２部分の前記帯状プライのタイヤ周方向に対する角度よりも小さい角度でタイヤ周方向に延び、かつ、前記第２部分の前記帯状プライとタイヤ半径方向で重ねられている。
本発明に係るタイヤは、前記第１端部分が、タイヤ回転軸の周りを４５〜３６０度の範囲で延びているのが望ましい。
本発明に係るタイヤは、前記第２部分では、前記帯状プライの側縁が互いに重なるように螺旋状に延びているのが望ましい。
本発明に係るタイヤは、前記第２部分では、前記帯状プライの側縁が互いに接するように螺旋状に延びているのが望ましい。
本発明に係るタイヤは、前記トレッド補強層が、前記第２部分に続く第２端部分をさらに含み、前記第２端部分では、前記帯状プライが前記第２部分の前記帯状プライのタイヤ周方向に対する角度よりも小さい角度でタイヤ周方向に延び、かつ、前記第２部分の前記帯状プライとタイヤ半径方向で重ねられているのが望ましい。
本発明に係るタイヤは、前記プライ補強部が、前記螺旋状部のタイヤ軸方向の両側に、前記帯状プライが、前記第２部分での前記帯状プライのタイヤ周方向に対する角度よりも大きい角度で傾斜する側方部を含むのが望ましい。
本発明に係るタイヤは、前記側方部と前記螺旋状部との間には、前記帯状プライの幅以下の隙間が設けられているのが望ましい。
本発明のタイヤは、プライ補強部として、帯状プライがタイヤ周方向に螺旋状に延びている螺旋状部を有している。前記螺旋状部は、第１端部分と、それに続く第２部分とを含んでおり、前記第２部分では、前記帯状プライが前記トレッド部を螺旋状に１周よりも長く延びている。また、前記第１端部分では、前記帯状プライが前記第２部分の前記帯状プライのタイヤ周方向に対する角度よりも小さい角度でタイヤ周方向に延び、かつ、前記第２部分の前記帯状プライとタイヤ半径方向で重ねられている。
一般に、帯状プライをある螺旋ピッチで巻き付けて補強層を形成する場合、帯状プライの巻始め位置（又は巻終わり位置）には、補強層のタイヤ軸方向の最外側位置を通るタイヤ周方向線に対し、平面視略三角形状の帯状プライのない未補強部分が形成される。この未補強部分は、帯状プライのタイヤ周方向の端縁とそれに隣接する帯状プライとの間に形成される。
これに対して、本発明のトレッド補強層では、上述のような第１端部分を設けたことにより、前記未補強部分を減じ、螺旋状部のタイヤ軸方向の端部側の剛性低下を抑制することができる。したがって、本発明のタイヤは、ブレーキング時に螺旋状部のタイヤ軸方向の端部側の変形を抑制することができ、ひいてはブレーキング時のタイヤの挙動を安定させることができる。
本発明のタイヤの一実施形態を示す断面図である。 帯状プライの斜視図である。 トレッド補強層の部分展開図である。 本実施形態のトレッド補強層の全体展開図である。 他の実施形態のトレッド補強層の全体展開図である。
以下、本発明の実施の一形態が図面に基づき説明される。
図１は、本実施形態のタイヤ１の正規状態におけるタイヤ回転軸（図示省略）を含むタイヤ子午線断面図である。本発明は、例えば、乗用車用、自動二輪車用、重荷重用等の空気入りタイヤの他、空気が充填されない非空気式タイヤなど、様々なカテゴリーのタイヤ１に用いることができる。図１には、自動二輪車用の空気入りタイヤが示される。
前記「正規状態」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、しかも無負荷の状態である。本明細書では特に断りがない限り、タイヤ１の各部の寸法は、正規状態で測定された値である。
前記「正規リム」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ているリムであり、例えばJATMAであれば "標準リム" 、TRAであれば "Design Rim" 、ETRTOであれば "Measuring Rim" である。
前記「正規内圧」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。
図１に示されるように、本実施形態のタイヤ１は、路面に接地する踏面２ａを有するトレッド部２と、トロイド状のカーカス６と、カーカス６のタイヤ半径方向外側かつトレッド部２の内部に配されたトレッド補強層７とを有している。
トレッド部２は、タイヤ半径方向外側に凸の円弧状に湾曲しており、トレッド端ＴＥ、ＴＥがタイヤ１のタイヤ軸方向の最も外側に位置している。本実施形態のトレッド部２は、タイヤ赤道Ｃを含むクラウン領域２Ｃと、その両外側の一対のショルダー領域２Ｓとを含んでいる。本実施形態のショルダー領域２Ｓは、クラウン領域２Ｃのタイヤ軸方向の端からトレッド端ＴＥまでの範囲である。
カーカス６は、例えば、少なくとも１枚のカーカスプライ６Ａにより形成されている。カーカスプライ６Ａは、例えば、タイヤ赤道Ｃに対して７５〜９０°の角度で傾けて配列されたカーカスコードを未加硫のトッピングゴムにより被覆して形成されている。カーカスプライ６Ａは、例えば、トレッド部２からサイドウォール部３を経て両側のビード部４、４のビードコア５に至る本体部６ａと、本体部６ａに連なる１対の折り返し部６ｂとを含んでいる。
トレッド補強層７は、タイヤ子午線断面において、トレッド部２に沿って湾曲してのびており、トレッド部２のほぼ全幅にわたって形成されている。これにより、トレッド補強層７は、トレッド部２の剛性をトレッド部２の全域にわたって高めることができる。このような観点より、トレッド補強層７の踏面２ａに沿った幅Ｗｔは、トレッド端ＴＥ、ＴＥ間の踏面２ａに沿った幅（以下、本明細書では、「トレッド展開幅」という場合がある。）ＴＷの７５％〜９５％であるのが望ましい。
本実施形態のトレッド補強層７は、帯状プライ９がカーカス６に巻き付けられて形成されたプライ補強部８を含んでいる。
図２には、帯状プライ９の斜視図が示されている。図２に示されるように、帯状プライ９は、少なくとも１本、本実施形態では、複数本の補強コード１０をトッピングゴム１１により被覆して形成されている。補強コード１０は、例えば、スチールコードや有機繊維コードが好適に用いられる。
帯状プライ９は、例えば、長手方向に延びる両側縁９ｓ、９ｓを含み、略矩形状の断面を有している。帯状プライ９の幅Ｗ１は、例えば、２．５〜１２．０mmの範囲であるのが望ましい。帯状プライ９の厚さｔ１は、例えば、０．６〜３．０mmの範囲であるのが望ましい。補強コード１０は、本実施形態では、側縁９ｓに沿って延びている。
図３には、プライ補強部８の一部をタイヤ周方向に展開した平面図が示されている。図３のプライ補強部８の上下方向の長さは、タイヤ周長を示している。図３に示されるように、プライ補強部８は、帯状プライ９がタイヤ周方向に螺旋状に延びている螺旋状部１３を有している。このような螺旋状部１３は、大きな拘束力を作用させるので、カーカス６を含むトレッド部２の変形を抑制する。
本実施形態の螺旋状部１３は、第１端部分１５（図では右側端）と、それに続く第２部分１６とを含んでいる。第１端部分１５及び第２部分１６は、本実施形態では、１本の帯状プライ９で形成されている。即ち、第１端部分１５の帯状プライ９Ａは、第２部分１６の帯状プライ９Ｂと繋がっている。これにより、上述の作用が効果的に発揮される。
第２部分１６では、帯状プライ９Ｂがトレッド部２を螺旋状に１周よりも長く延びている。このような第２部分１６は、トレッド部２の剛性を高めて、ブレーキング時の安定性能（以下、単に「フレーキ安定性能」という場合がある。）を高める。
第２部分１６の帯状プライ９Ｂのタイヤ周方向に対する角度θ１は、例えば、１度以上、５度以下で傾斜している。これにより、上述の作用が効果的に発揮される。なお、本明細書では、帯状プライ９のタイヤ周方向に対する角度は、タイヤ１周の平均で表され、局所的に大きな角度で傾斜する部分は、除く趣旨である。
本実施形態の第２部分１６では、帯状プライ９Ｂの側縁９ｓ、９ｓが互いに接するように螺旋状に延びている。このような第２部分１６は、プライ補強部８の質量分布の変化を小さくして、ユニフォミティを高める。
なお、第２部分１６では、帯状プライ９Ｂの側縁９ｓ、９ｓが互いに重なるように配されても良い（図示省略）。このような第２部分１６は、トレッド部２の拘束力をさらに高め得る。
第１端部分１５では、帯状プライ９Ａが第２部分１６の帯状プライ９Ｂのタイヤ周方向に対する角度θ１よりも小さい角度θ２でタイヤ周方向に延び、かつ、第２部分１６の帯状プライ９Ｂとタイヤ半径方向で重ねられている。これにより、従来のプライ補強部に形成された平面視略三角形状の帯状プライのない未補強部分（図示省略）が減ぜられ、螺旋状部１３のタイヤ軸方向の端部側の剛性低下を抑制することができる。したがって、本実施形態のタイヤ１は、ブレーキング時に螺旋状部１３のタイヤ軸方向の端部側の変形を抑制することができ、ひいてはブレーキング時のタイヤ１の挙動を安定させることができる。
特に限定されるものではないが、第１端部分１５の帯状プライ９Ａの前記角度θ２は、例えば、２度以下が望ましく、０度であるのが最も望ましい。
第１端部分１５は、タイヤ回転軸の周りを４５〜３６０度の範囲で延びているのが望ましい。このような第１端部分１５は、未補強部分を効果的に減ずることができるので、ブレーキング時のタイヤ１の挙動を、一層安定させることができる。第１端部分１５のタイヤ回転軸の周りが４５度未満の場合、未補強部分を効果的に減ずることができないおそれがある。第１端部分１５のタイヤ回転時の周りが３６０度を超える場合、第１端部分１５側と第２部分１６側とによって、タイヤ質量の変化が大きくなるおそれがある。このような観点より、第１端部分１５のタイヤ回転軸の周りは、９０度以上がより望ましく、１８０度以上がさらに望ましい。本実施形態では、第１端部分１５は、タイヤ回転軸の周りを３６０度で延びている。
本実施形態の螺旋状部１３は、第２部分１６に続く第２端部分１７（図では、左側端）をさらに含んでいる。第２端部分１７では、帯状プライ９が第２部分１６の帯状プライ９Ｂのタイヤ周方向に対する角度θ１よりも小さい角度θ３でタイヤ周方向に延び、かつ、第２部分１６の帯状プライ９Ｂとタイヤ半径方向で重ねられている。このような第２端部分１７も、前記未補強部分を減じ、螺旋状部１３のタイヤ軸方向の端部側の剛性低下を抑制することができる。
第２端部分１７の帯状プライ９Ｃの前記角度θ３は、例えば、２度以下が望ましく、０度であるのが最も望ましい。本実施形態では、第２端部分１７の前記角度θ３は、第１端部分１５の前記角度θ２と同じ大きさで形成されている。
第２端部分１７は、タイヤ回転軸の周りを４５〜３６０度の範囲で延びているのが望ましい。これにより、第２端部分１７は、前記未補強部分を効果的に減ずることができる。第２端部分１７のタイヤ回転軸の周りは、９０度以上がより望ましく、１８０度以上がさらに望ましい。本実施形態では、第２端部分１７は、タイヤ回転軸の周りを３６０度で延びている。第２端部分１７も、本実施形態では、第２部分１６と１本の帯状プライ９で形成されている。即ち、第２端部分１７の帯状プライ９Ｃは、第２部分１６の帯状プライ９Ｂと繋がっている。
螺旋状部１３は、本実施形態では、第１端部分１５、第２部分１６及び第２端部分１７によって矩形状に形成されている。これにより、タイヤ軸方向の両端部側の変形が大きく抑制されるので、優れたブレーキ安定性能が発揮される。
本実施形態では、第１端部分１５と第２部分１６とがタイヤ半径方向に重複した第１重複部分１８Ａ、及び、第２端部分１７と第２部分１６とがタイヤ半径方向に重複した第２重複部分１８Ｂが、螺旋状部１３の中心で点対称となるように形成されている。これにより、螺旋状部１３のユニフォミティの低下が抑制されるので、ブレーキ安定性能が高く維持される。第１重複部分１８Ａ及び第２重複部分１８Ｂは、本実施形態では、三角形状で形成されている。図３では、第１重複部分１８Ａ及び第２重複部分１８Ｂがハッチで示される。
図４は、本実施形態のプライ補強部８の全体を示す展開平面図である。プライ補強部８は、螺旋状部１３のタイヤ軸方向の両側に、帯状プライ９が、第２部分１６での帯状プライ９Ｂのタイヤ周方向に対する角度θ１よりも大きい角度θ４で傾斜する一対の側方部１４、１４を含んでいる。本実施形態の螺旋状部１３は、タイヤ赤道Ｃを含むクラウン領域２Ｃに配されている。螺旋状部１３のタイヤ軸方向の幅中心は、本実施形態では、タイヤ赤道Ｃ上に配されている。本実施形態の側方部１４は、タイヤ赤道Ｃよりもタイヤ軸方向外側のショルダー領域２Ｓに配されている。
螺旋状部１３のトレッド部２の踏面２ａに沿った幅（最大幅）Ｗａは、トレッド展開幅ＴＷの５％〜１５％であるのが望ましい。螺旋状部１３の前記幅Ｗａが５％未満の場合、大きなブレーキング力が作用する直進走行で接地する領域の全体に螺旋状部１３が配されなくなり、ブレーキング時のタイヤ１の挙動が不安定になるおそれがある。螺旋状部１３の前記幅Ｗａが１５％を超える場合、旋回走行時にのみ接地する領域にも螺旋状部１３が設けられることになり、タイヤ１の質量が過度に大きくなり、かえって、ブレーキング時のタイヤ１の挙動が不安定になるおそれがある。螺旋状部１３は、本実施形態では、帯状プライ９がタイヤ周方向に３周以上巻き付けられている。
側方部１４と螺旋状部１３との間には、本実施形態では、帯状プライ９の幅Ｗ１以下の隙間２０が設けられている。このような隙間２０は、旋回走行時、側方部１４に作用する大きな横力が螺旋状部１３へ作用することを緩和する。また、このような大きさの隙間２０は、プライ補強部８の剛性を高く維持する。なお、プライ補強部８の剛性をより高く維持する観点より、側方部１４と螺旋状部１３との間には、隙間２０が設けられなくても良い。
各側方部１４は、複数の第１傾斜部２２と複数の第２傾斜部２３とを含んでいる。各第１傾斜部２２は、帯状プライ９がタイヤ周方向に対して一方側（図では右上がり）に傾斜している。各第２傾斜部２３は、帯状プライ９がタイヤ周方向に対して第１傾斜部２２とは逆向き（図では右下がり）に傾斜している。
そして、側方部１４は、各第１傾斜部２２の側縁２２ｓが互いに接触することなく配され、かつ、各第２傾斜部２３の側縁２３ｓが互いに接触することなく配されることにより、これらが空間部２４を残して交差する格子状に形成されている。このような格子状に形成された側方部１４は、高いねじり剛性を有するので、旋回走行時のタイヤ１の挙動を安定させることができる。
空間部２４は、本実施形態では、タイヤ周方向に隣接する第１傾斜部２２、２２と、タイヤ周方向に隣接する第２傾斜部２３、２３とによって菱形状に形成される。これにより、側方部１４は、その一部に作用する張力を、互いに交差する帯状プライ９を介して、側方部１４の全体にわたって分散することができるので、トレッド部２の剛性低下が抑制される。
側方部１４のタイヤ周方向に対する角度θ４は、好ましくは３〜１５度、より好ましくは４〜１２度である。これにより、旋回走行時のタイヤ１の挙動を、一層、安定させることができる。
第１傾斜部２２及び第２傾斜部２３は、本実施形態では、タイヤ周方向に延びる周方向部２５に繋がれている。このような周方向部２５は、例えば、第１傾斜部２２と第２傾斜部２３とが直に接続される場合に比して、帯状プライ９の曲げ応力を小さくするので、側方部１４の剛性低下を抑制する。
周方向部２５は、本実施形態では、側方部１４のタイヤ軸方向の外端１４ｅ、及び、内端１４ｉに配されている。外端１４ｅに配された周方向部２５ａは、本実施形態では、トレッド補強層７のタイヤ軸方向の外端７ｅを形成している。この周方向部２５ａは、フルバンク走行時に接地する領域に設けられる。周方向部２５ａは、小さなコーナリングパワーを生じさせて、フルバンク走行時の接地感を高めるので、タイヤ１の挙動を安定することができる。内端１４ｉに配された周方向部２５ｂは、主に直進走行時のブレーキングによるタイヤ１の挙動を、一層、安定させる。
周方向部２５のタイヤ周方向に対する角度θ５は、例えば、側方部１４の角度θ４よりも小さければよく、好ましくは５度以下、より好ましくは３度以下、さらに好ましくは０度である。
周方向部２５は、本実施形態では、タイヤ周方向に隔設されている。即ち、側方部１４の外端１４ｅ及び内端１４ｉでは、周方向部２５と、帯状プライ９が配されない空隙部２６とが交互に設けられている。これにより、タイヤ１の質量増加が抑制されつつ、タイヤ１の挙動が安定する。
図５は、他の実施形態のトレッド補強層７の展開図である。本実施形態のトレッド補強層７と同じ構成要素は、同じ符号が付されてその説明が省略される。図５に示されるように、この実施形態では、側方部１４の内端１４ｉでは、第１傾斜部２２と第２傾斜部２３とを継ぐ周方向部２５が、空隙部を有することなく、タイヤ周方向に連続して配されている。これにより、この実施形態では、タイヤ周方向に連続して延びる１本の帯状プライ辺２５Ａが形成されている。このような帯状プライ辺２５Ａは、さらに、直進走行時のブレーキング時の安定性を向上する。この実施形態では、側方部１４の外端１４ｅでも、帯状プライ辺２５Ａが形成されている。
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得る。
図１に示す基本構造を有する自動二輪車用タイヤが、表１の仕様に基づいて試作された。これらのタイヤについて、ブレーキ安定性能が評価された。各タイヤの共通仕様やテスト方法は、以下の通りである。
帯状プライ：幅４．０mm、厚さ１．０mm
トレッド補強層の幅（Ｗｔ／ＴＷ）：８０％
螺旋状部の幅（Ｗａ／ＴＷ）：１０％
＜ブレーキ安定性能＞
各試供タイヤが、下記の条件で、排気量１３００ccの自動二輪車の全輪に装着された。テストライダーは、上記車両を乾燥アスファルト路面のテストコースを走行させた。このときの各試供タイヤの直進走行や旋回走行でのブレーキング時の安定特性がテストライダーの官能により評価された。結果は、比較例１を１００とする評点で表示されている。数値が大きいほど良好である。
タイヤサイズ：１２０／７０ＺＲ１７(前輪) １９０／５５ＺＲ１７(後輪)
リム：１７Ｍ／ＣｘＭＴ３．５０（前輪） １７Ｍ／ＣｘＭＴ５．５０（後輪）
内圧：２５０kPa（前輪） ２９０kPa（後輪）
テストの結果が、表１に示される。
Figure 0006729617
テストの結果、各実施例のタイヤは、比較例のタイヤに対し、ブレーキ安定性能が優れていることが確認された。
１ タイヤ
２ トレッド部
７ トレッド補強層
８ プライ補強部
９ 帯状プライ
１３ 螺旋状部
１５ 第１端部分
１６ 第２部分

Claims (5)

  1. タイヤであって、
    トロイド状のカーカスと、前記カーカスのタイヤ半径方向外側かつトレッド部の内部に配されたトレッド補強層とを含み、
    前記トレッド補強層は、少なくとも１本の補強コードがトッピングゴムにより被覆された長尺の帯状プライが巻き付けられているプライ補強部を含み、
    前記プライ補強部は、前記帯状プライがタイヤ周方向に螺旋状に延びている螺旋状部を有し、
    前記螺旋状部は、第１端部分と、それに続く第２部分とを含み、
    前記第２部分では、前記帯状プライが前記トレッド部を螺旋状に１周よりも長く延びており、
    前記第１端部分では、前記帯状プライが前記第２部分の前記帯状プライのタイヤ周方向に対する角度よりも小さい角度でタイヤ周方向に延び、かつ、前記第２部分の前記帯状プライとタイヤ半径方向で重ねられ、
    前記プライ補強部は、前記螺旋状部のタイヤ軸方向の両側に、前記帯状プライが、前記第２部分での前記帯状プライのタイヤ周方向に対する角度よりも大きい角度で傾斜する側方部を含み、
    前記側方部と前記螺旋状部との間には、前記帯状プライの幅以下の隙間が設けられている、
    タイヤ。
  2. 前記第１端部分は、タイヤ回転軸の周りを４５〜３６０度の範囲で延びている、請求項１記載のタイヤ。
  3. 前記第２部分では、前記帯状プライの側縁が互いに重なるように螺旋状に延びている、請求項１又は２に記載のタイヤ。
  4. 前記第２部分では、前記帯状プライの側縁が互いに接するように螺旋状に延びている、請求項１又は２に記載のタイヤ。
  5. 前記トレッド補強層は、前記第２部分に続く第２端部分をさらに含み、
    前記第２端部分では、前記帯状プライが前記第２部分の前記帯状プライのタイヤ周方向に対する角度よりも小さい角度でタイヤ周方向に延び、かつ、前記第２部分の前記帯状プライとタイヤ半径方向で重ねられている、請求項１ないし４のいずれかに記載のタイヤ。
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