JP6959118B2

JP6959118B2 - 空気入りタイヤ

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Publication number: JP6959118B2
Application number: JP2017230203A
Authority: JP
Inventors: 浩一坂田
Original assignee: Toyo Tire Corp
Current assignee: Toyo Tire Corp
Priority date: 2017-11-30
Filing date: 2017-11-30
Publication date: 2021-11-02
Anticipated expiration: 2037-11-30
Also published as: JP2019098854A; US11198334B2; DE102018127908B4; US20190160889A1; CN109910506A; DE102018127908A1

Description

本発明は、空気入りタイヤに関し、特にカーカス層が２枚以上のカーカスプライにより構成された空気入りタイヤに関する。

一般的な空気入りタイヤは、一対のビード部と、ビード部から各々タイヤ径方向外側に延びるサイドウォール部と、サイドウォール部のタイヤ径方向外側端に連なって踏面を構成するトレッド部と、一対のビード部間に架け渡されたカーカス層とを有する。

悪路走行等の厳しい条件下で使用される空気入りタイヤでは、耐カット性及び耐パンク性を確保するために、カーカス層を２枚のカーカスプライにより構成することがある（例えば下記特許文献１）。しかしながら、２枚のカーカスプライによりカーカス層を構成すると、重量が増大し、転がり抵抗が悪化するという問題がある。

特開２００７−３０２０１８号公報

本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、重量及び転がり抵抗の増大を抑制しつつ、耐カット性及び耐パンク性を確保できる空気入りタイヤを提供することである。

本発明に係る空気入りタイヤは、環状のビードコア及びそのビードコアのタイヤ径方向外側に配置されたビードフィラーを有する一対のビード部と、前記ビード部から各々タイヤ径方向外側に延びるサイドウォール部と、前記サイドウォール部のタイヤ径方向外側端に連なって踏面を構成するトレッド部と、前記ビード部間に架け渡されたカーカス層と、前記トレッド部における前記カーカス層のタイヤ径方向外側に設けられたベルト層とを備える空気入りタイヤにおいて、
前記カーカス層は、前記ビード部間を連続して延び、両端部がそれぞれ前記ビードコアにてタイヤ幅方向内側からタイヤ幅方向外側に巻き上げられた第１プライと、前記ベルト層の両端部のうち車両装着時に外側に配置される端部の内周面に接する位置から前記ビードフィラーのタイヤ幅方向内側を通って前記ビードコアに向かって延び、終端部が前記ビードコアにてタイヤ幅方向内側からタイヤ幅方向外側に巻き上げられた第２プライと、を有しており、
前記第２プライの引張り強さは、前記第１プライの引張り強さよりも大きいものである。

この構成によれば、縁石等への接触によりサイドカットが発生しやすい車両装着時に外側となるショルダー部において、第１プライと第２プライが配置されるため、耐カット性及び耐パンク性を確保することができる。また、第２プライは、張力のかからない箇所、具体的にはベルト層の内周側に配置されないため、重量及び転がり抵抗の増大を抑制できる。さらに、車両装着時に外側となるショルダー部において、タイヤ外表面に近い第２プライの引張り強さを相対的に大きくし、タイヤ外表面から遠い第１プライの引張り強さを相対的に小さくすることで、第２プライによって耐カット性及び耐パンク性を十分に確保しつつ、第１プライによる重量及び転がり抵抗の増大を効果的に抑制できる。

本発明に係る空気入りタイヤは、前記ベルト層の両端部のうち車両装着時に内側に配置される端部の内周面に接する位置から前記ビードフィラーのタイヤ幅方向内側を通って前記ビードコアに向かって延び、終端部が前記ビードコアにてタイヤ幅方向内側からタイヤ幅方向外側に巻き上げられた第３プライをさらに備えてもよい。

第３プライを設けることで、空気入りタイヤの左右の剛性差が小さくなり、操縦安定性が向上する。

本発明に係る空気入りタイヤにおいて、前記第３プライの引張り強さは、前記第２プライの引張り強さと等しくするのが好ましい。

この構成によれば、空気入りタイヤの左右の剛性差がさらに小さくなり、操縦安定性がより一層向上する。

本発明に係る空気入りタイヤにおいて、前記第３プライの引張り強さは、前記第１プライの引張り強さ以下であってもよい。

車両装着時に内側となるサイドウォール部に配置される第３プライの引張り強さを相対的に小さくすることで、第３プライによる重量及び転がり抵抗の増大を抑制できる。

本発明に係る空気入りタイヤの一例を模式的に示すタイヤ子午線断面図他の実施形態に係る空気入りタイヤを模式的に示すタイヤ子午線断面図

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。

図１に示した空気入りタイヤＴは、一対のビード部１と、ビード部１から各々タイヤ径方向Ｄ２の外側に延びるサイドウォール部２と、サイドウォール部２のタイヤ径方向Ｄ２の外側端に連なって踏面を構成するトレッド部３と、一対のビード部１の間に架け渡されたカーカス層４と、トレッド部３におけるカーカス層４のタイヤ径方向Ｄ２の外側に設けられたベルト層５とを備える。

図１において、タイヤ幅方向Ｄ１は、左右方向である。また、タイヤ径方向Ｄ２は、タイヤ１の直径方向であり、タイヤ周方向は、タイヤ回転軸周りの方向である。また、タイヤ赤道面Ｓ１は、タイヤ回転軸に直交する面で且つタイヤ幅方向Ｄ１の中心に位置する面であり、タイヤ子午面は、タイヤ回転軸を含む面で且つタイヤ赤道面Ｓ１と直交する面である。

一対のビード部１は、それぞれスチールワイヤの収束体がタイヤ周方向に環状をなすビードコア１１と、ビードコア１１のタイヤ径方向Ｄ２の外側に配置されたビードフィラー１２とを有する。

ベルト層５は、少なくとも２層のベルトプライ５１，５２を備えている。本実施形態においては、ベルト層５は、２層のベルトプライ５１，５２を備えている。各ベルトプライ５１，５２は、平行配列した複数本のベルトコードと、ベルトコードを被覆するトッピングゴムとを備えている。

そして、各ベルトプライ５１，５２は、タイヤ周方向に対して所定の傾斜角度（例えば、１５°〜３５°）で配列されたベルトコードがプライ間で互いに逆向きに交差するように積層されている。ベルトコードには、ポリエステル、レーヨン、ナイロン、又はアラミド等の有機繊維や、スチール等の金属が好適に使用される。ベルト層５の外周には、実質的にタイヤ周方向に延びるコードをゴム被覆してなるベルト補強層を設けてもよい。

本実施形態に係る空気入りタイヤＴは、タイヤ赤道面Ｓ１に対して非対称となる構造である。かかる空気入りタイヤＴは、車両への装着向きを指定されたタイヤであり、リムに装着される際に、空気入りタイヤＴの左右何れを車両に対面するかを指定したものである。なお、トレッド部３のタイヤ外表面に形成されるトレッドパターンは、タイヤ赤道面Ｓ１に対して対称となる構造でもよく、非対称となる構造でもよい。

車両への装着の向きは、サイドウォール部２に表示されている。具体的には、サイドウォール部２は、外表面に、車両への装着の向きを表示する表示部を有している。本実施形態においては、車両装着時に外側（図１における左側）に配置される一方のサイドウォール部２は、車両外側となる旨の表示（例えば、「ＯＵＴＳＩＤＥ」等）を付されており、また、車両装着時に内側（図１における右側）に配置される他方のサイドウォール部２は、車両内側となる旨の表示（例えば、「ＩＮＳＩＤＥ」等）を付されている。なお、タイヤ幅方向Ｄ１のうち、車両装着時に外側への方向は、車両外側方向Ｄ１１といい、車両装着時に内側への方向は、車両内側方向Ｄ１２という。

カーカス層４は、第１カーカスプライ４１（第１プライに相当）と第２カーカスプライ４２（第２プライに相当）とを有している。カーカス層４の内側には、空気圧を保持するために、気体の透過を阻止する機能に優れるインナーライナーゴム６が配置されている。

第１カーカスプライ４１は、ビード部１間を連続して延び、両端部４１ａ，４１ａがそれぞれビードコア１１にてタイヤ幅方向Ｄ１の内側からタイヤ幅方向Ｄ１の外側に巻き上げられている。

第２カーカスプライ４２は、ビードコア１１の外側に隣接し、第１カーカスプライ４１は、第２カーカスプライ４２の外側に隣接する。すなわち、ビードコア１１の周りから外側へ向けて第２カーカスプライ４２、第１カーカスプライ４１の順で配置されている。

第２カーカスプライ４２は、ベルト層５のタイヤ幅方向Ｄ１の両端部のうち車両装着時に外側に配置される端部５ａの内周面に接する始端部４２ａを備えている。第２カーカスプライ４２は、始端部４２ａから車両装着時に外側に配置されるビードフィラー１２のタイヤ幅方向Ｄ１の内側を通ってビードコア１１に向かって延びている。第２カーカスプライ４２は、終端部４２ｂがビードコア１１にてタイヤ幅方向Ｄ１の内側からタイヤ幅方向Ｄ１の外側に巻き上げられている。また、第２カーカスプライ４２の終端部４２ｂは、ビードフィラー１２のタイヤ幅方向Ｄ１の外側に位置している。ビード部１において、第２カーカスプライ４２は、ビードコア１１と第１カーカスプライ４１との間に配置されている。始端部４２ａがベルト層５の端部５ａの内周面に接し、終端部４２ｂがビードコア１１に係止されているため、加硫成形時にサイドウォール部２の第２カーカスプライ４２には適切に張力がかかる。

第１カーカスプライ４１の両端部４１ａ，４１ａは、ビードフィラー１２のタイヤ径方向Ｄ２の外側端１２ａよりもタイヤ径方向Ｄ２の外側に位置している。第１カーカスプライ４１の両端部４１ａ，４１ａは、サイドウォール部２の第２カーカスプライ４２に隣接して配置されている。また、本実施形態では、第２カーカスプライ４２の終端部４２ｂは、第１カーカスプライ４１の両端部４１ａよりもタイヤ径方向Ｄ２の内側に位置している。ただし、第２カーカスプライ４２の終端部４２ｂは、タイヤ径方向Ｄ２において第１カーカスプライ４１の両端部４１ａと同じ位置にあってもよい。

第１カーカスプライ４１及び第２カーカスプライ４２は、タイヤ周方向に対して略直交する方向に配列した複数のプライコードと、プライコードを被覆するトッピングゴムとを備えている。なお、プライコードには、ポリエステル、レーヨン、ナイロン、又はアラミド等の有機繊維が使用されている。

第２カーカスプライ４２の引張り強さは、第１カーカスプライ４１の引張り強さよりも大きくなっている。ここで、第２カーカスプライ４２の引張り強さとは、引張試験によるプライコード破断時の荷重である。第１カーカスプライ４１の引張り強さも同様である。引張り強さは、例えばプライコードの線径、単位幅あたりのプライコードの配列密度等により調整することができる。すなわち、引張り強さを大きくするためには、プライコードの線径を太くしたり、単位幅あたりのプライコードの配列密度を大きくしたりすればよい。また、一般的に引張り強さが大きいと、カーカスプライの単位幅あたりの重量も大きくなる。

本実施形態の空気入りタイヤＴは、縁石等への接触によりサイドカットが発生しやすい車両装着時に外側となるショルダー部において、第１カーカスプライ４１と第２カーカスプライ４２が重ねて配置されるため、耐カット性及び耐パンク性を確保することができる。また、第２カーカスプライ４２は、張力のかからない箇所、具体的にはベルト層５の内周側に配置されないため、重量及び転がり抵抗の増大を抑制できる。

さらに、タイヤ外表面に近い第２カーカスプライ４２の引張り強さを相対的に大きくし、タイヤ外表面から遠い第１カーカスプライ４１の引張り強さを相対的に小さくすることで、第２カーカスプライ４２によって耐カット性及び耐パンク性を十分に確保しつつ、第１カーカスプライ４１による重量及び転がり抵抗の増大を効果的に抑制できる。

以上、本発明の実施形態について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、これらの実施形態に限定されるものでないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明だけではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。

上記の各実施形態で採用している構造を他の任意の実施形態に採用することは可能である。各部の具体的な構成は、上述した実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。

［他の実施形態］
（１）空気入りタイヤＴは、図２に示すように、ベルト層５の両端部のうち車両装着時に内側に配置される端部５ｂの内周面に接する位置からビードフィラー１２のタイヤ幅方向Ｄ１の内側を通ってビードコア１１に向かって延び、終端部４３ｂがビードコア１１にてタイヤ幅方向Ｄ１の内側からタイヤ幅方向Ｄ１の外側に巻き上げられた第３カーカスプライ４３（第３プライに相当）をさらに備えてもよい。第３カーカスプライ４３を設けることで、空気入りタイヤＴの左右の剛性差が小さくなり、操縦安定性が向上する。

（２）第３カーカスプライ４３を設ける場合、第３カーカスプライ４３の引張り強さは、第２カーカスプライ４２の引張り強さと等しくするのが好ましい。これにより、空気入りタイヤＴの左右の剛性差がさらに小さくなり、操縦安定性がより一層向上する。

（３）また、第３カーカスプライ４３を設ける場合、第３カーカスプライ４３の引張り強さは、第１カーカスプライ４１の引張り強さ以下であってもよい。車両装着時に内側となるサイドウォール部２に配置される第３カーカスプライ４３の引張り強さを相対的に小さくすることで、第３カーカスプライ４３による重量及び転がり抵抗の増大を抑制できる。

以下、本発明の構成と効果を具体的に示す実施例について説明する。なお、実施例等に
おける評価項目は下記のようにして測定を行った。

（１）耐外傷性
タイヤが縁石等の突起物に乗り上げたときに発生するサイドバーストの耐久性能を評価するものであり、各テストタイヤを実車に装着し、実車にて縁石路へ進入し、突起を乗り越し、タイヤサイド部の故障の有無の測定を行った。車速を１０ｋｍ／ｈからステップアップしていき、故障時の速度で評価を行う。比較例１の結果を１００として指数評価し、当該数値が大きいほど故障が確認されるまでの速度が速く、即ち耐外傷性に優れていることを示す。

（２）転がり抵抗
サイズが２２５／６５Ｒ１７１０２Ｈである各タイヤをリムに組み付けた後、空気圧を２１０ｋＰａとし、国際規格ＩＳＯ２８５８０（ＪＩＳＤ４２３４）に準じて転がり抵抗を測定した。比較例１の結果を１００として指数評価し、当該指数が大きいほど転がり抵抗が小さいことを示す。

（３）操縦安定性
サイズが２２５／６５Ｒ１７１０２Ｈである各タイヤをリムに組み付けた後、空気圧を２１０ｋＰａとし、実車に装着して評価パネラー（ドライバー）による官能評価を行った。比較例１の結果を１００として指数評価し、当該指数が大きいほど操縦安定性に優れていることを示す。

実施例１〜３
実施例１〜３は、図２に示す実施形態に係るタイヤである。第２カーカスプライ４２の引張り強さをＡ、第１カーカスプライ４１の引張り強さをＢ、第３カーカスプライ４３の引張り強さをＣとしたとき、実施例１は、Ａ＝Ｃ＞Ｂの関係を満たし、実施例２は、Ａ＞Ｂ＝Ｃの関係を満たし、実施例３は、Ａ＞Ｂ＞Ｃの関係を満たす。なお、実施例１〜３のＢの値は、後述する比較例１のＢの値と同等とした。かかるタイヤを用いて、上記評価を行った結果を表１に示す。

実施例４
実施例４は、図１に示す実施形態に係るタイヤである。実施例４は、Ａ＞Ｂの関係を満たす。なお、実施例４のＢの値は、後述する比較例１のＢの値と同等とした。かかるタイヤを用いて、上記評価を行った結果を表１に示す。

比較例１
比較例１は、実施例１に係るタイヤに対して、Ａ＝Ｂ＝Ｃの関係を満たすように変更したタイヤである。かかるタイヤを用いて、上記評価を行った結果を表１に示す。

表１に示すとおり、実施例１〜４のタイヤは、比較例１のタイヤに比べ、転がり抵抗の増大を抑制しつつ、耐外傷性を向上できた。実施例１〜３のように第３カーカスプライ４３の引張り強さＣを調整することで、転がり抵抗の増大を抑えることができた。また、実施例１のように、第３カーカスプライ４３の引張り強さＣを、第２カーカスプライ４２の引張り強さＡと等しくすることにより、操縦安定性が特に良好となった。

１ビード部
２サイドウォール部
３トレッド部
４カーカス層
５ベルト層
１１ビードコア
１２ビードフィラー
４１第１カーカスプライ
４１ａ第１カーカスプライの端部
４２第２カーカスプライ
４２ｂ第２カーカスプライの終端部
Ｔ空気入りタイヤ

Claims

環状のビードコア及びそのビードコアのタイヤ径方向外側に配置されたビードフィラーを有する一対のビード部と、前記ビード部から各々タイヤ径方向外側に延びるサイドウォール部と、前記サイドウォール部のタイヤ径方向外側端に連なって踏面を構成するトレッド部と、前記ビード部間に架け渡されたカーカス層と、前記トレッド部における前記カーカス層のタイヤ径方向外側に設けられたベルト層とを備える空気入りタイヤにおいて、
前記カーカス層は、前記ビード部間を連続して延び、両端部がそれぞれ前記ビードコアにてタイヤ幅方向内側からタイヤ幅方向外側に巻き上げられた第１プライと、前記ベルト層の両端部のうち車両装着時に外側に配置される端部の内周面に接する位置から前記ビードフィラーのタイヤ幅方向内側を通って前記ビードコアに向かって延び、終端部が前記ビードコアにてタイヤ幅方向内側からタイヤ幅方向外側に巻き上げられた第２プライと、前記ベルト層の両端部のうち車両装着時に内側に配置される端部の内周面に接する位置から前記ビードフィラーのタイヤ幅方向内側を通って前記ビードコアに向かって延び、終端部が前記ビードコアにてタイヤ幅方向内側からタイヤ幅方向外側に巻き上げられた第３プライと、を有しており、
前記第２プライの引張り強さは、前記第１プライの引張り強さよりも大きく、
前記第３プライの引張り強さは、前記第１プライの引張り強さ以下である、空気入りタイヤ。