JP6984247B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、トレッド部にベルト層が配された空気入りタイヤに関する。

従来、トレッド部にベルト層が配された空気入りタイヤが知られている。ベルト層は、通常スチールコードを含み、その重量が大きいため、例えば、長時間高速走行していると、ベルト層が周囲のゴムから剥離するという問題があった。そこで、ベルト層の剥離を抑制して、空気入りタイヤの耐久性を向上させる種々の試みがなされている。

下記特許文献１の空気入りタイヤは、ベルト層のタイヤ半径方向外側にベース層を配して、ベルト層の剥離を抑制することにより、空気入りタイヤの耐久性を向上させている。

特開２０１３−１６９８８２号公報

しかしながら、特許文献１の空気入りタイヤにおいても、ベルト層を構成する第１ベルトプライと第２ベルトプライとの間の剥離を抑制するには十分ではなく、更なる改善が求められていた。

本発明は、以上のような実状に鑑み案出されたもので、第１ベルトプライと第２ベルトプライとの間にゴムシートを配することを基本として、ベルト層の剥離を抑制し、耐久性を向上させた空気入り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、トレッド部に、ベルト層が配された空気入りタイヤであって、前記トレッド部には、タイヤ周方向に連続してのびる複数の主溝が設けられ、前記主溝は、最もトレッド端側に配されるショルダー主溝を含み、前記ベルト層は、タイヤ半径方向内側に位置する第１ベルトプライと、前記第１ベルトプライの外側に位置する第２ベルトプライとの二層構造を有し、前記第１ベルトプライと前記第２ベルトプライとの間には、タイヤ赤道側の第１端と前記トレッド端側の第２端とを有するゴムシートが配され、前記ゴムシートの前記第１端は、前記ショルダー主溝のタイヤ軸方向内側の内側壁面よりもタイヤ軸方向内側に位置することを特徴とする。

本発明の空気入りタイヤにおいて、前記ゴムシートの前記第１端は、前記ショルダー主溝の前記内側壁面からタイヤ軸方向内側に１５mm以内に位置するのが望ましい。

本発明の空気入りタイヤにおいて、前記第１ベルトプライのタイヤ軸方向の外端は、前記第２ベルトプライのタイヤ軸方向の外端よりもタイヤ軸方向外側に位置し、前記ゴムシートの前記第２端は、タイヤ軸方向において、前記第１ベルトプライの前記外端からタイヤ軸方向外側に５mmの位置と、前記第２ベルトプライの前記外端からタイヤ軸方向内側に１０mmの位置との間に位置するのが望ましい。

本発明の空気入りタイヤにおいて、前記ゴムシートの前記第２端は、タイヤ軸方向において、前記第１ベルトプライの前記外端と前記第２ベルトプライの前記外端との間に位置するのが望ましい。

本発明の空気入りタイヤにおいて、前記ゴムシートの厚さは０．５mm以上であるのが望ましい。

本発明の空気入りタイヤにおいて、前記ゴムシートの複素弾性率は８．５ＭＰａ以下であるのが望ましい。

本発明の空気入りタイヤにおいて、前記ゴムシートの損失正接は０．１０以下であるのが望ましい。

本発明の空気入りタイヤにおいて、ベルト層は、タイヤ半径方向内側に位置する第１ベルトプライと前記第１ベルトプライの外側に位置する第２ベルトプライとの二層構造を有している。このような空気入りタイヤは、ベルト層によるトレッド部の剛性と、タイヤの軽量化とをバランスよく両立することができる。

本発明の空気入りタイヤにおいて、第１ベルトプライと第２ベルトプライとの間には、タイヤ赤道側の第１端とトレッド端側の第２端とを有するゴムシートが配されている。このようなベルト層は、ゴムシートにより第１ベルトプライと第２ベルトプライとの間のせん断歪が緩和され、ベルト層の剥離が抑制され得る。

本発明の空気入りタイヤにおいて、ゴムシートの第１端は、ショルダー主溝のタイヤ軸方向内側の内側壁面よりもタイヤ軸方向内側に位置している。このようなベルト層は、ゴム厚さが小さく、その結果、歪が大きくなり易いショルダー主溝の内方部分において、第１ベルトプライと第２ベルトプライとの間のせん断歪を効果的に緩和でき、当該部分を起点とするベルト層の剥離を抑制し得る。このため、本発明の空気入りタイヤは、ベルト層の剥離が抑制され、耐久性を向上させ得る。

本発明の空気入りタイヤの一実施形態を示すタイヤ子午線断面図である。 図１の部分拡大図である。

以下、本発明の実施の一形態が図面に基づき詳細に説明される。
図１は、本実施形態の正規状態の空気入りタイヤ１（以下、単に「タイヤ」ということがある。）を示すタイヤ子午線断面図である。ここで、「正規状態」とは、タイヤ１を正規リム（図示省略）にリム組みし、かつ、正規内圧に調整された無負荷の状態である。本明細書において、特に断りがない場合、タイヤ１の各部の寸法は、正規状態で特定される値である。

「正規リム」とは、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１毎に定めるリムであり、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。

また、「正規内圧」とは、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、路面に接地させたときに接地面を構成するトレッド部２を有している。トレッド部２には、タイヤ周方向に連続してのびる複数の主溝１３が設けられるのが望ましい。本実施形態の主溝１３は、最もトレッド端Ｔｅ側に配されるショルダー主溝１４を含んでいる。

ここで、「トレッド端」Ｔｅとは、正規状態のタイヤ１に、正規荷重を負荷してキャンバー角０°で平面に接地させたときの接地面のタイヤ軸方向最外端である。このトレッド端Ｔｅ間のタイヤ軸方向の中央位置が「タイヤ赤道」Ｃであり、トレッド端Ｔｅ間のタイヤ軸方向の距離が「トレッド幅」ＴＷとして定められる。

「正規荷重」とは、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荷重であり、ＪＡＴＭＡであれば "最大負荷能力" 、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 "LOAD CAPACITY" である。

本実施形態のタイヤ１は、トレッド部２からサイドウォール部３を経てビード部４のビードコア５に至るカーカス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に配されたベルト層７とを備えている。

カーカス６は、例えば、少なくとも１枚のカーカスプライ８によって構成されている。カーカスプライ８は、タイヤ周方向に対して、例えば、７５〜９０度の角度でカーカスコード（図示省略）が配列されている。カーカスコードとしては、例えば、芳香族ポリアミド又はレーヨン等の有機繊維コードが採用され得る。

カーカスプライ８は、トレッド部２からサイドウォール部３を経てビード部４のビードコア５に至る本体部８ａと、この本体部８ａに連なりかつビードコア５の廻りをタイヤ軸方向内側から外側に折り返された折返し部８ｂとを含んでいる。カーカスプライ８の本体部８ａと折返し部８ｂとの間には、ビードコア５からタイヤ半径方向外側にのびるビードエーペックスゴム９が配されるのが望ましい。

ベルト層７は、タイヤ半径方向内側に位置する第１ベルトプライ１０と、第１ベルトプライ１０の外側に位置する第２ベルトプライ１１との二層構造を有するのが望ましい。このようなタイヤ１は、ベルト層７によるトレッド部２の剛性と、タイヤ１の軽量化とをバランスよく両立することができる。

ベルト層７の第１ベルトプライ１０及び第２ベルトプライ１１は、それぞれ、ベルトコード（図示省略）が、タイヤ周方向に対して、好ましくは、１０〜３５度の角度で傾けて配列されている。本実施形態の第１ベルトプライ１０及び第２ベルトプライ１１は、ベルトコードが互いに交差する向きに重ね合わされている。ベルトコードとしては、例えば、スチールが好適に採用され得る。

このようなベルト層７は、ベルト剛性を高めることができ、その結果、大きいタガ効果を発揮することができる。このため、タイヤ１は、カーカス６の拘束力を向上させることができ、タイヤ１の耐久性をより向上させ得る。

第１ベルトプライ１０と第２ベルトプライ１１との間には、タイヤ赤道Ｃ側の第１端１２ａとトレッド端Ｔｅ側の第２端１２ｂとを有するゴムシート１２が配されるのが望ましい。このようなベルト層７は、ゴムシート１２により第１ベルトプライ１０と第２ベルトプライ１１との間のせん断歪が緩和され、ベルト層７の剥離が抑制され得る。

ゴムシート１２の第１端１２ａは、ショルダー主溝１４のタイヤ軸方向内側の内側壁面１４ａよりもタイヤ軸方向内側に位置するのが望ましい。このようなベルト層７は、ゴム厚さが小さく、その結果、歪が大きくなり易いショルダー主溝１４の内方部分において、第１ベルトプライ１０と第２ベルトプライ１１との間のせん断歪を効果的に緩和でき、当該部分を起点とするベルト層７の剥離を抑制し得る。このため、本実施形態のタイヤ１は、ベルト層７の剥離が抑制され、耐久性を向上させ得る。

次に、本実施形態のタイヤ１の耐久性を向上させるための、より好ましい態様が説明される。タイヤ１は、例えば、小型トラック用タイヤとしてに好適に使用される。ここで、小型トラック用タイヤとは、バン、ピックアップ及びＳＵＶ等の小型トラック又は小型バスに適したタイヤであって、ＪＡＴＭＡ ＹＥＡＲ ＢＯＯＫの「”Ｂ”章 小型トラック用タイヤ」に定義されたものを少なくとも含んでいる。

タイヤ１のトレッド部２には、タイヤ周方向に連続してのびる複数の、本実施形態では３本の主溝１３が形成されている。主溝１３は、例えば、最もトレッド端Ｔｅ側に配される一対のショルダー主溝１４と、一対のショルダー主溝１４の間に配されるクラウン主溝１５とを含んでいる。本実施形態のクラウン主溝１５は、タイヤ赤道Ｃ上に配されている。

本実施形態のカーカスプライ８は、トレッド部２において、タイヤ半径方向内側に位置する第１カーカスプライ１６と、第１カーカスプライ１６の外側に位置する第２カーカスプライ１７とを含んでいる。第１カーカスプライ１６及び第２カーカスプライ１７は、それぞれ、本体部８ａと折返し部８ｂとを含むのが望ましい。

本実施形態の第２カーカスプライ１７の折返し部８ｂのタイヤ半径方向の外端１７ｅは、ビードエーペックスゴム９のタイヤ半径方向の外端９ｅよりも、タイヤ半径方向外側に位置している。

また、本実施形態の第１カーカスプライ１６の折返し部９ｂのタイヤ半径方向の外端１６ｅは、第２カーカスプライ１７の外端１７ｅよりも、タイヤ半径方向外側に位置している。このようなカーカス６は、ビード部４の剛性を適正なものとし、タイヤ１の耐久性を向上させ得る。

本実施形態のベルト層７は、トレッド部２において、タイヤ軸方向に連続した幅Ｗ１，Ｗ２を有している。第１ベルトプライ１０のタイヤ軸方向の幅Ｗ１は、第２ベルトプライ１１のタイヤ軸方向の幅Ｗ２よりも大きいのが望ましい。第１ベルトプライ１０の幅Ｗ１は、好ましくは、トレッド幅ＴＷの７０％以上である。第２ベルトプライ１１のＷ２は、好ましくは、トレッド幅ＴＷの６０％以上である。このようなベルト層７は、トレッド部２の剛性と、タイヤ１の軽量化とをバランスよく両立することができる。

図２は、図１の部分拡大図である。図２に示されるように、本実施形態の第１ベルトプライ１０のタイヤ軸方向の外端１０ｅは、第２ベルトプライ１１のタイヤ軸方向の外端１１ｅよりもタイヤ軸方向外側に位置している。

第１ベルトプライ１０と第２ベルトプライ１１との間に配されたゴムシート１２の厚さｔは、好ましくは、０．５mm以上である。ゴムシート１２の厚さｔが０．５mmよりも小さいと、第１ベルトプライ１０と第２ベルトプライ１１との間のせん断歪があまり緩和されず、タイヤ１の耐久性が向上しないおそれがある。

ゴムシート１２の厚さｔは、大きい程、第１ベルトプライ１０と第２ベルトプライ１１との間のせん断歪がより緩和され得る。一方、タイヤ１は、ゴムシート１２の厚さｔが大きいと、転がり抵抗が大きくなるおそれがある。このような観点から、ゴムシート１２の厚さｔは、好ましくは、１．５mm以下である。

ゴムシート１２の複素弾性率Ｅ＊は、好ましくは、８．５ＭＰａ以下である。また、ゴムシート１２の損失正接ｔａｎδは、好ましくは、０．１０以下である。このようなゴムシート１２、第１ベルトプライ１０と第２ベルトプライ１１との間のせん断歪を効果的に緩和することができ、タイヤ１の耐久性をより向上させることができる。

本明細書において、複素弾性率Ｅ＊及び損失正接ｔａｎδは、ＪＩＳ−Ｋ６３９４の規定に準拠して、下記の条件で、株式会社岩本製作所製の粘弾性スペクトロメータを用いて測定された値である。
初期歪：１０％
振幅：±２％
周波数：１０Ｈｚ
変形モード：引張
測定温度：７０°Ｃ

ゴムシート１２の面積は、大きい程、第１ベルトプライ１０と第２ベルトプライ１１との間のせん断歪がより緩和され得る。一方、タイヤ１は、ゴムシート１２の面積が大きいと、転がり抵抗が大きくなるおそれがある。

タイヤ１の耐久性の向上と転がり抵抗の低減とを両立するために、ゴムシート１２の第１端１２ａは、ショルダー主溝１４の内側壁面１４ａからタイヤ軸方向内側に予め定められた第１距離Ｌ１以内に位置するのが望ましい。第１距離Ｌ１は、例えば、１５mmである。すなわち、ゴムシート１２の第１端１２ａは、ショルダー主溝１４の内側壁面１４ａと、内側壁面１４ａからタイヤ軸方向内側に１５mmの位置との間の第１範囲１８に位置するのが望ましい。

ゴムシート１２の第２端１２ｂは、第１ベルトプライ１０の外端１０ｅからタイヤ軸方向外側に予め定められた第２距離Ｌ２の位置よりも、タイヤ軸方向内側に位置するのが望ましい。第２距離Ｌ２は、例えば、５mmである。また、ゴムシート１２の第２端１２ｂは、第２ベルトプライ１１の外端１１ｅからタイヤ軸方向内側に予め定められた第３距離Ｌ３の位置よりも、タイヤ軸方向外側に位置するのが望ましい。第３距離Ｌ３は、例えば、１０mmである。

すなわち、ゴムシート１２の第２端１２ｂは、タイヤ軸方向において、第１ベルトプライ１０の外端１０ｅからタイヤ軸方向外側に５mmの位置と、第２ベルトプライ１１の外端１１ｅからタイヤ軸方向内側に１０mmの位置との間の第２範囲１９内に位置するのが望ましい。このようなゴムシート１２は、転がり抵抗の増加を抑制しつつ、ベルト層７の各外端１０ｅ，１１ｅ近傍のせん断歪を緩和することができる。

ベルト層７の剥離を抑制するためのより好ましい態様として、ゴムシート１２の第２端１２ｂは、タイヤ軸方向において、第１ベルトプライ１０の外端１０ｅと第２ベルトプライ１１の外端１１ｅとの間の第３範囲２０に位置するのが望ましい。このようなゴムシート１２は、ベルト層７の各外端１０ｅ，１１ｅ近傍を起点とした剥離をより効果的に抑制することができる。

本実施形態のタイヤ１は、さらに、ベルト層７のタイヤ半径方向外側かつトレッド部２に配されたバンド層２１を備えている。バンド層２１は、バンドコードをタイヤ周方向に対して５度以下の角度で配列した、少なくとも１枚、本実施形態では３枚のバンドプライ２２〜２４によって構成されている。バンドコードとしては、例えば、ナイロン、レーヨン、芳香族ポリアミド又はＰＥＮなどの有機繊維コードが好適に用いられる。このようなバンド層２１は、走行時のトレッド部２の動きを抑え、タイヤ１の耐久性を向上するのに役立つ。

本実施形態のバンドプライ２２〜２４は、ベルト層７の略全幅を覆う１枚のフルバンドプライ２２と、ベルト層７の各外端１０ｅ，１１ｅのみを覆う２枚のエッジバンドプライ２３，２４とを含んでいる。

エッジバンドプライ２３，２４は、例えば、タイヤ半径方向内側に位置する第１エッジバンドプライ２３と、第１エッジバンドプライ２３の外側に位置する第２エッジバンドプライ２４とを含んでいる。本実施形態の第１エッジバンドプライ２３及び第２エッジバンドプライ２４は、共にフルバンドプライ２２のタイヤ半径方向外側に配されている。各バンドプライ２２〜２４は、ベルト層７のタイヤ軸方向の外側でいずれも終端するのが望ましい。

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、上述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の基本構造を有するタイヤが、表１の仕様に基づいて試作された。これら試作タイヤがテスト車両の全輪に装着され、耐久性と転がり抵抗とがテストされた。各試作タイヤの共通仕様やテスト方法は、以下のとおりである。

＜共通仕様＞
使用車両 ：小型トラック
タイヤサイズ：２０５／７０Ｒ１５Ｃ １０６／１０４Ｑ
リムサイズ ：１５×６．５Ｊ
内圧 ：４５０ｋＰａ
第１ベルトプライと第２ベルトプライとの幅の差：１０mm

＜耐久性テスト＞
供試タイヤを全輪に装着したテスト車両で、悪路を再現したテストコースを時速８０ｋｍで走行し、ベルト層の剥離が発生するまでの距離が測定された。ベルト層の剥離は、一定距離の走行毎に目視チェックにより確認された。結果は、比較例１を１００とする指数で表示され、数値が大きい程、耐久性に優れていることを示す。

＜転がり抵抗テスト＞
転がり抵抗試験機を用い、時速８０ｋｍ、荷重４．０ｋＮの条件で、転がり抵抗係数（転がり抵抗／荷重×１０4）が計測された。結果は、比較例１を１００とする指数であり、数値が小さい程、転がり抵抗が小さいことを示す。

テストの結果が表１に示される。

テストの結果、実施例のタイヤは、比較例に対して、同等の転がり抵抗を維持しつつ、耐久性に優れていることが確認できた。

１ 空気入りタイヤ（タイヤ）
２ トレッド部
７ ベルト層
１０ 第１ベルトプライ
１１ 第２ベルトプライ
１２ ゴムシート
１２ａ 第１端
１２ｂ 第２端
１３ 主溝
１４ ショルダー主溝
１４ａ 内側壁面

Claims (7)

1. トレッド部に、ベルト層とバンド層とが配された空気入りタイヤであって、
   前記トレッド部には、タイヤ周方向に連続してのびる複数の主溝が設けられ、
   前記主溝は、最もトレッド端側に配されるショルダー主溝を含み、
   前記ベルト層は、タイヤ半径方向内側に位置する第１ベルトプライと、前記第１ベルトプライの外側に位置する第２ベルトプライとの二層構造を有し、
   前記第１ベルトプライ及び前記第２ベルトプライは、ベルトコードが、タイヤ周方向に対して、１０〜３５度の角度で互いに交差する向きに重ね合わされ、
   前記バンド層は、前記ベルト層のタイヤ半径方向外側に配され、かつ、バンドコードをタイヤ周方向に対して５度以下の角度で配列した、少なくとも１枚のバンドプライによって構成され、
   前記第１ベルトプライと前記第２ベルトプライとの間には、タイヤ赤道側の第１端と前記トレッド端側の第２端とを有するゴムシートが配され、
   前記ゴムシートの前記第１端は、前記ショルダー主溝のタイヤ軸方向内側の内側壁面よりもタイヤ軸方向内側に位置する、
   空気入りタイヤ。
2. 前記ゴムシートの前記第１端は、前記ショルダー主溝の前記内側壁面からタイヤ軸方向内側に１５mm以内に位置する、請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 前記第１ベルトプライのタイヤ軸方向の外端は、前記第２ベルトプライのタイヤ軸方向の外端よりもタイヤ軸方向外側に位置し、
   前記ゴムシートの前記第２端は、タイヤ軸方向において、前記第１ベルトプライの前記外端からタイヤ軸方向外側に５mmの位置と、前記第２ベルトプライの前記外端からタイヤ軸方向内側に１０mmの位置との間に位置する、請求項１又は２に記載の空気入りタイヤ。
4. 前記ゴムシートの前記第２端は、タイヤ軸方向において、前記第１ベルトプライの前記外端と前記第２ベルトプライの前記外端との間に位置する、請求項３に記載の空気入りタイヤ。
5. 前記ゴムシートの厚さは０．５mm以上である、請求項１〜４のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
6. 前記ゴムシートの複素弾性率は８．５ＭＰａ以下である、請求項１〜５のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
7. 前記ゴムシートの損失正接は０．１０以下である、請求項１〜６のいずれかに記載の空気入りタイヤ。

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