JP7194583B2

JP7194583B2 - 空気入りタイヤ

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Publication number: JP7194583B2
Application number: JP2018240181A
Authority: JP
Inventors: 和生下村
Original assignee: Toyo Tire Corp
Current assignee: Toyo Tire Corp
Priority date: 2018-12-21
Filing date: 2018-12-21
Publication date: 2022-12-22
Anticipated expiration: 2038-12-21
Also published as: DE102019133700B4; US20200198403A1; JP2020100302A; DE102019133700A1

Description

本発明は、空気入りタイヤに関する。

従来、複数の有機繊維コードまたは金属コードを含む少なくとも１層から形成され、トレッド部で分断する分断部を有するカーカスを備えた空気入りタイヤが公知である（例えば、特許文献１参照）。

しかしながら、前記従来の空気入りタイヤでは、カーカスの分断部が熱可塑性エラストマーで構成されたカーカス分断部補強層で補強されているだけである。このため、コーナリング時の浮き上がり対策は十分とは言えない。

特開２０１０－１１１２２４号公報

本発明は、トレッド部で分断されたカーカスプライを有する構成であるにも拘わらず、コーナリング時の浮き上がりを防止できる空気入りタイヤを提供することを課題とする。

本発明の第１の態様は、前記課題を解決するための手段として、タイヤ幅方向の両側に配置されるビードコアと、前記ビードコアに掛け渡されるカーカスプライと、前記カーカスプライのタイヤ径方向外側に配置されるベルトと、を備え、前記カーカスプライは、前記ベルトのタイヤ径方向内側に位置する中央部と、前記中央部の両端からタイヤ径方向内側にそれぞれ延びる一対のサイド部と、前記サイド部から延び、前記ビードコアに巻き上げられる巻上部とを有する第１プライと、前記第１プライに対してタイヤ径方向外側に配置され、前記第１プライの中央部の両側に位置する内端部と、前記内端部から前記タイヤ径方向内側に延びるサイド部と、前記サイド部から延び、前記ビードコアに巻き上げられる巻上部とを有する一対のプライ片からなる不連続な第２プライと、を備え、前記第１プライは、前記一対のプライ片の内端部の間にプライ重なり部を有し、前記プライ重なり部のタイヤ幅方向の寸法をＷ１とし、前記プライ片の内端部の間隔をＷ２としたとき、５％≦Ｗ１／Ｗ２≦６０％を満足する、空気入りタイヤを提供する。

この構成により、タイヤ幅方向の中央部分に第２プライが位置しないため軽量化を図ることができる。しかも、第１プライはプライ重なり部を有し、剛性が高められているので、コーナリング時であっても、タイヤ幅方向中央部分での接地面の浮き上がりが抑制される。

前記第１プライは、タイヤ幅方向中央部分に位置する内端部と、前記各ビードコア側にそれぞれ延びる一対のサイド部とを有する一対のプライ片からなり、前記プライ重なり部は、前記第１プライの各プライ片の内端部同士を重ね合わせることにより形成されているのが好ましい。

本発明の第２の態様は、前記課題を解決するための手段として、タイヤ幅方向の両側に配置されるビードコアと、前記ビードコアに掛け渡されるカーカスプライと、前記カーカスプライのタイヤ径方向外側に配置されるベルトと、を備え、前記カーカスプライは、前記ベルトのタイヤ径方向内側に位置する中央部と、前記中央部の両端からタイヤ径方向内側にそれぞれ延びる一対のサイド部と、前記サイド部から延び、前記ビードコアに巻き上げられる巻上部とを有する第１プライと、前記第１プライに対してタイヤ径方向外側に配置され、前記第１プライの中央部の両側に位置する内端部と、前記内端部から前記タイヤ径方向内側に延びるサイド部と、前記サイド部から延び、前記ビードコアに巻き上げられる巻上部とを有する一対のプライ片からなる不連続な第２プライと、を備え、前記第１プライは、前記一対のプライ片の内端部の間にプライ重なり部を有し、前記第１プライは、前記ビードコア間に掛け渡されており、前記プライ重なり部は、前記第１プライとは別体で設けた第３プライ片によって形成されている空気入りタイヤを提供する。

前記第１プライ及び前記第２プライは、複数本のコードを平行に配置し、ゴムで被覆した帯状であり、前記第１プライ及び前記第２プライのコードは、タイヤ周方向に直交する方向に延びているのが好ましい。

この構成により、より一層、プライ重なり部での剛性を高めてコーナリング時の浮き上がりを抑制できる。

本発明によれば、タイヤ幅方向中央部分で不連続となったプライを有する構成であるにも拘わらず、この位置でのコーナリング時の浮き上がりを防止できる。

本発明の実施形態に係る空気入りタイヤの子午線断面図。本発明の実施形態に係る空気入りタイヤのトレッド部及びその周辺の子午線断面図。図１の部分IIIの拡大図。図１の部分IVの拡大図。本発明の他の実施形態に係る空気入りタイヤのトレッド部の一部を示す子午線断面図。本発明の他の実施形態に係る空気入りタイヤのトレッド部の一部を示す子午線断面図。

図１から図４は、本発明の実施形態に係るゴム製の空気入りタイヤ（以下、タイヤという）１を示す。

タイヤ１は、トレッド部２、一対のサイドウォール部３、及びリング状の一対のビード部４を備える。

トレッド部２はタイヤ幅方向（図１において符号ＴＷで示す。）に延びている。トレッド部２の表面、つまり踏面には溝２ａが設けられている。

一対のサイドウォール部３は、トレッド部２の両端からタイヤ径方向（図１において符号ＴＲで示す。）の内側にそれぞれ延びている。

一対のビード部４は、一対のサイドウォール部３のタイヤ径方向内側の端部にそれぞれ配置されている。個々のビード部４は、ビードコア５とビードフィラー６を備える。ビードコア５は、リング状に束ねられた多数の鋼線を備える。ビードフィラー６は、リング状で、トレッド部２及びサイドウォール部３を構成するゴムよりも硬質のゴムからなる。ビードフィラー６は、ビードコア５のタイヤ径方向外側に隣接して配置された基端６ａと、基端６ａとは反対側の先端６ｂとを備え、基端６ａから先端６ｂに向かってタイヤ径方向外側へテーパ状に延びている。個々のビード部４は、ビードコア５とビードフィラー６とを包むように設けられたストリップゴム７を備える。

タイヤ１は、ビード部４間にトロイダル状に掛け渡されたカーカス１０を備える。本実施形態では、カーカス１０は、第１カーカスプライ（以下、「第１プライ」と呼ぶ）１１と、第２カーカスプライ（以下、「第２プライ」と呼ぶ）１２とを備える。第２プライ１２は中抜き部１４ｂを有するプライである。第１，第２プライ１１，１２については後に詳述する。カーカス１０の内側、つまりタイヤ１の最内周面には、インナーライナ８が設けられている。

図２及び図３を参照すると、トレッド部２、より具体的にはカーカス１０とトレッド部２との間に、無端状のベルト層２０が設けられている。本実施形態では、ベルト層２０は、２枚のベルト２１，２２を備える。ベルト２１は、カーカス１０のタイヤ径方向外側に隣接して配置され、ベルト２２は、ベルト２１のタイヤ径方向外側に隣接して配置されている。また、本実施形態では、下層のベルト２１のタイヤ幅方向の寸法は、上層のベルト２２のタイヤ幅方向の寸法よりも大きく、ベルト２１の端部２１ａは、ベルト２２の端部２２ａよりもタイヤ幅方向外側に位置している。ベルト２１，２２は、スチール製又は有機繊維製のベルトコードをゴム被覆して形成されている。ベルト層２０は、１枚のベルトで構成されていてもよいし、３枚以上のベルトを備えてもよい。

ベルト層２０のタイヤ径方向外側に隣接して、無端状のキャップ層３０が設けられている。本実施形態のキャップ層３０は、ベルト２１，２２の両方の端部２１ａ，２２ａのいずれかをそれぞれ直接的に覆う幅狭の一対のエッジプライ３１を備える。また、本実施形態のキャップ層３０は、エッジプライ３１のタイヤ径方向外側に隣接して配置され、端部２１ａ，２２ａを含むベルト２１，２２全体を１枚で覆う幅広のキャッププライ３２を備える。キャップ層３０は、１枚又は３枚以上のプライを備えてもよい。また、キャップ層３０をなくしてもよい。

ベルト層２０のタイヤ幅方向外側の両端の部分とカーカス層１０との間には、ゴム製で無端状の一対のパッド４０がそれぞれ配置されている。パッド４０の断面形状は偏平な三角形状である。ベルト２１，２２の端部２１ａ，２２ａ、エッジプライ３１のタイヤ幅方向外側の端部３１ａ、及びキャッププライ３２の端部３２ａのタイヤ幅方向の位置は、パッド４０のタイヤ幅方向の外側の端部４０ａと内側の端部４０ｂとの間の領域、つまりパッド４０が存在する領域に設定されている。パッド４０をなくしてもよい。

以下、カーカス１０を構成する第１，第２プライ１１，１２について説明する。

第１プライ１１は、一部を重ね合わせた一対の第１プライ片１３で構成されている。第２プライ１２は前述のように中抜き部１４ｂを有する不連続なプライであり、一対の第２プライ片１４で構成されている。第１プライ片１３と第２プライ片１４はいずれも、間隔をあけて並設した複数本のコードをゴムで被覆した帯状のシートである。

第１プライ片１３と第２プライ片１４は、モジュラス（一定のひずみを与えたときに生じる応力）が同じであってもよいし、異なっていてもよい。また、第１プライ片１３と第２プライ片１４は、破断強度（破断が生じる引張荷重）が同じであってもよいし、異なっていてもよい。第１プライ片１３と第２プライ片１４のモジュラスや破断強度が異なる場合については、後に詳述する。

第１プライ１１の第１プライ片１３は、内端部１３ａがタイヤ幅方向中央部分に位置し、そこからビードコア５側へと延びている。各第１プライ片１３の内端部１３ａ側は、トレッド部２に配置されて中央部１１ａを構成している。各第１プライ片１３の内端部１３ａ同士は、タイヤ幅方向中央部１１ａで重なり合っており、この重なり部分がプライ重なり部１４を構成している。プライ重なり部１４のタイヤ幅方向の寸法をＷ１とし、後述する各第２プライ片１４の内端部１４ａのタイヤ幅方向の間隔をＷ２としたとき、５％≦Ｗ１／Ｗ２≦６０％を満足する。このようにプライ重なり部１４の幅寸法を設定することにより、タイヤ幅方向中央部においてタイヤ幅方向のワイピングが抑制されコーナリング時に接地面の浮き上がりを抑制できる。また、各第１プライ片１３は、タイヤ径方向内側にそれぞれ延びるサイド部１３ｂを備える。サイド部１３ｂはサイドウォール部３に配置されている。さらに、各第１プライ片１３は、サイド部１３ｂからタイヤ径方向内側にそれぞれ延び、ビードコア５に掛け渡される巻上部１３ｃを備える。巻上部１３ｃは、ビードフィラー６及びビードコア５の内面に沿って延びる内側部１３ｄを備える。また、巻上部１３ｃは、ビードコア５の下面に沿って延びる内径部１３ｅを備える。さらに、巻上部１３ｃは、ビードコア５及びビードフィラー６の外面に沿って延びる外側部１３ｆを備える。外側部１３ｆの端が巻上端１３ｇである。巻上端１３ｇは、サイドウォール部３のタイヤ最大幅位置３ａの近傍に位置している。

第２プライ１２の第２プライ片１４は、第１プライ１１に対してタイヤ径方向外側に隣接して配置されている。各第２プライ片１４は、ベルト層２０と第１プライ片１３の内端部１３ａとの間に配置された内端部１４ａを有する。内端部１４ａとベルト層２０との間にはパッド４０が介在している。第２プライ片１４の内端部１４ａのタイヤ幅方向の位置は、トレッド部２におけるタイヤ幅方向外側の領域に、より具体的にはベルト層２０を構成するベルト２１，２２の端部２１ａ，２２ａのいずれよりもタイヤ幅方向内側の領域に設定されている。トレッド部２におけるタイヤ幅方向中央の領域、より具体的には一対の第２プライ片１４の内端部１４ａ間の領域に、中抜き部１４ｂが設けられている。この中抜き部１４ｂでは、第２プライ１２は存在せず、第１プライ１１の中央部１１ａのみが存在する。

第２プライ片１４は、さらにサイド部１４ｃ及び巻上部１４ｄを備える。サイド部１４ｃは、内端部１４ａからタイヤ径方向内側に延びている。サイド部１４ｃは、第１プライ片１３のサイド部１３ｂのタイヤ幅方向外側に隣接して配置されている。巻上部１４ｄは、ビードフィラー６のタイヤ幅方向内面に沿ってタイヤ径方向内側へと延び、ビードコア５の内面側で第１プライ片１３の内側部１３ｄを覆う内側部１４ｅを備える。また、巻上部１４ｄは、ビードコア５の内径側で第１プライ片１３の内径部１３ｅを覆う内径部１４ｆを備える。さらに、巻上部１４ｄは、ビードコア５の外面側で第１プライ片１３の外側部１３ｆを覆う外側部１４ｇを備える。外側部１４ｇの端が巻上端１４ｈである。巻上端１４ｈは、第１プライ片１３の巻上端１３ｇを超えてタイヤ径方向外側に位置している。

前記構成の空気入りタイヤによれば、次のような効果が得られる。

第１プライ１１は一対の第１プライ片１３で構成され、これらはタイヤ径方向内側の中央部分にプライ重なり部１５を形成している。これにより、第１プライ１１の部分的な補強を図ることができる。コーナリング時、トレッド部２の路面に接地しているタイヤ幅方向内側部分（内側部）に比べてタイヤ幅方向外側部分（外側部）の接地圧が大きくなる。この場合、外側部が位置ずれしにくくなる。一方、外側部に比べて接地圧が小さくなった内側部はタイヤ幅方向外側へと位置ずれしやすくなる。このため、第１プライ１１の中央部１１ａが変形しやすくなるが、プライ重なり部１５の存在により、この変形が抑制される。つまり、第１プライ１１の中央部分が浮き上がりにくくなり、適正な形状を保持することができる。この結果、コーナリング性能を向上させることが可能となる。

第２プライ１２は一対の第２プライ片１４を備える不連続なプライであり、一対の第２プライ片１４の内端部１４ａの間には、プライが存在しない中抜き部１４ｂがある。かかる中抜き部１４ｂのある第２プライ１２を採用したことにより、第２プライ１２が１枚の連続のプライである場合と比較して、軽量化を図ることができる。

サイドウォール部３の全域において、２層のプライ、つまり第１プライ片１３のサイド部１３ｂと第２プライ片１４のサイド部１４ｃとが配置されている。また、サイドウォール部３のビードコア５側の領域では、さらに１層のプライ、つまり第２プライ片１４の巻上部１４ｄが配置されている。このようにサイドウォール部３において、プライが２層又は３層設けられていることにより、必要な耐カット性が確保される。また、プライが２層又は３層設けられていることで、サイドウォール部３における必要な剛性が確保される。

次に、第１プライ片１３と第２プライ片１４のモジュラスや破断強度を異ならせる場合について説明する。

第１プライ片１３のモジュラスは、第２プライ片１４のモジュラスよりも低くてもよい。カーカスプライ１０においては、一般に、モジュラスが低い程重量は軽く、モジュラスが高い程重量が重い傾向がある。第２プライ１２は中抜き部１４ｂを有するのに対して、第１プライ１１はトレッド部２にプライ重なり部１５を含む中央部１１ａを有する。第１プライ１１の中央部１１ａは、第１プライ片１３のサイド部１３ｂや第２プライ１２の第２プライ片１４と比較すると、剛性向上と耐カット性向上の寄与度は低い。このようなプライ重なり部１５を含む中央部１１ａを有する第１プライ１１を、第２プライ１２の第２プライ片１４に比べて低モジュラス、従って相対的に軽量とすることで、剛性と耐カット性を損なうことなく、さらなる軽量化を図ることができる。

第１プライ片１３の破断強度は、第２プライ片１４の破断強度よりも低くてもよい。カーカスプライ１０においては、一般に、破断強度が低い程重量は軽く、破断強度が高い程重量が重い傾向がある。第２プライ１２は中抜き部１４ｂを有するのに対して、第１プライ１１はトレッド部２にプライ重なり部１５を有する。第１プライ片１３の内端部１３ａは、第１プライ片１３のサイド部１３ｂや第２プライ片１４と比較すると、剛性向上と耐カット性向上の寄与度は低い。かかる内端部１３ａを有する第１プライ片１３を、第２プライ片１４と比較して低破断強度、従って相対的に軽量とすることで、剛性と耐カット性を損なうことなく、さらなる軽量化を図ることができる。

コード材質、コード径、エンド数、ゴム硬さ、及びゴム厚みのうちの少なくとも１つを異ならせることで、第１プライ片１３モジュラスを第２プライ片１４のモジュラスよりも低く設定し、あるいは第１プライ片１３の破断強度を第２プライ片１４の破断強度よりも低く設定できる。

コード径、エンド数、ゴム硬さ、及びゴム厚みについては、一般に、以下の傾向がある。まず、コード径が太い程、モジュラスと破断強度が高くなる。また、エンド数が多い程、モジュラスと破断強度が高くなる。さらに、ゴム硬さが高い程、モジュラスと破断強度が高くなる。さらにまた、ゴム厚みが厚い程、モジュラスと破断強度が高くなる。

コード材質については、金属（スチール）、アラミド、レーヨン、ポリエステル、及びナイロンの順でモジュラスが高い。また、コード材質については、金属（スチール）、アラミド、ナイロン、ポリエステル、及びレーヨンの順で破断強度が高い。

なお、本発明は、前記実施形態に記載された構成に限定されるものではなく、種々の変更が可能である。

前記実施形態では、プライ重なり部１５を、第１プライ片１３の内端部１３ａ同士を重ね合わせることにより形成するようにしたが、次のように構成することもできる。

図５では、第１プライ１１が中抜き部を有しない通常の単一プライで構成されている。第１プライ１１の中央部１１ａには、タイヤ径方向内側に隣接して第３プライ１６が配置されている。そして、第３プライ１６によりプライ重なり部が形成されている。ここでは、第３プライ１６は、トレッド部２のタイヤ幅方向中央部分でタイヤ周方向に形成される２本の主溝２ａに対応する位置に配置されている。これにより、トレッド部２が接地した際、最も接地圧が大きくなるタイヤ幅方向中央部分での補強を図ることができる。また、第３プライ１６は、１箇所に限らず、複数箇所に配置することも可能である。第３プライ１６の幅寸法や数は、軽量化を阻害しない範囲で自由に設定できる。

前記実施形態では、第１プライ片１３の内端部１３ａを重ね合わせただけとしたが、図６に示すように、両面が粘着性を有するテープ１７で張り合わせて接合してもよい。テープ１７には、弾性率が１０ＭＰａ以上５０ＭＰａ以下で、粘着力が４．９Ｎ以上の粘着テープが使用されている。テープ１７の弾性率が１０ＭＰａ未満では、第１プライ１１と第２プライ１２の拘束力が不十分となる。一方、テープ１７の弾性率が５０ＭＰａを超えると、テープ１７による拘束力が大きくなり過ぎて柔軟性が損なわれる。また、テープ１７の両面の粘着力が４．９Ｎ未満では、テープ１７と第１プライ１１あるいはテープ１７と第２プライ１２の間の接合状態が不十分となり、第１プライ１１及び第２プライ１２の全体に所望の張力が得られない。

テープ１７のタイヤ幅方向の内端位置は、ほぼトレッド部の両端位置（接地端）に対応する位置である。またテープ１７のタイヤ幅方向の外端位置１７ａは、幅が広い方のベルトの端部２１ａと、タイヤ最大幅位置３ａとの間のタイヤ幅方向の最短距離ＳＤの５０％を超えないように設定されている。

前記実施形態では、カーカスプライ１０を第１，第２プライ１１，１２で構成したが、第２プライ１２と同様の中抜き部を有するプライや第１プライ１１と同様の通常のプライをさらに備えてもよい。第１プライ片１３の個々のサイド部１３ｂを第２プライ片１４に接合するテープ１７が複数あってもよい。

１空気入りタイヤ
２トレッド部
２ａ溝
３サイドウォール部
３ａタイヤ最大幅位置
４ビード部
５ビードコア
６ビードフィラー
６ａ基端
６ｂ先端
７ストリップゴム
８インナーライナ
１０カーカスプライ
１１第１カーカスプライ（第１プライ）
１１ａ中央部
１２第２カーカスプライ（第２プライ）
１３第１プライ片
１３ａ内端部
１３ｂサイド部
１３ｃ巻上部
１３ｄ内側部
１３ｅ内径部
１３ｆ外側部
１３ｇ巻上端
１４第２プライ片
１４ａ内端部
１４ｂ中抜き部
１４ｃサイド部
１４ｄ巻上部
１４ｅ内側部
１４ｆ内径部
１４ｇ外側部
１４ｈ巻上端
１５プライ重なり部
１６第３カーカスプライ（第３プライ）
１７テープ
１７ａ外端位置
２０ベルト層
２１ベルト
２１ａ端部
２２ベルト
２２ａ端部
３０キャップ層
３１エッジプライ
３１ａ端部
３２キャッププライ
３２ａ端部
４０パッド
４０ａ端部
４０ｂ端部

Claims

タイヤ幅方向の両側に配置されるビードコアと、
前記ビードコアに掛け渡されるカーカスプライと、
前記カーカスプライのタイヤ径方向外側に配置されるベルトと、
を備え、
前記カーカスプライは、
前記ベルトのタイヤ径方向内側に位置する中央部と、前記中央部の両端からタイヤ径方向内側にそれぞれ延びる一対のサイド部と、前記サイド部から延び、前記ビードコアに巻き上げられる巻上部とを有する第１プライと、
前記第１プライに対してタイヤ径方向外側に配置され、前記第１プライの中央部の両側に位置する内端部と、前記内端部から前記タイヤ径方向内側に延びるサイド部と、前記サイド部から延び、前記ビードコアに巻き上げられる巻上部とを有する一対のプライ片からなる不連続な第２プライと、
を備え、
前記第１プライは、前記一対のプライ片の内端部の間にプライ重なり部を有し、
前記プライ重なり部のタイヤ幅方向の寸法をＷ１とし、前記プライ片の内端部の間隔をＷ２としたとき、
５％≦Ｗ１／Ｗ２≦６０％
を満足する、空気入りタイヤ。
前記第１プライは、タイヤ幅方向中央部分に位置する内端部と、前記各ビードコア側にそれぞれ延びる一対のサイド部とを有する一対のプライ片からなり、
前記プライ重なり部は、前記第１プライの各プライ片の内端部同士を重ね合わせることにより形成されている、請求項１に記載の空気入りタイヤ。
タイヤ幅方向の両側に配置されるビードコアと、
前記ビードコアに掛け渡されるカーカスプライと、
前記カーカスプライのタイヤ径方向外側に配置されるベルトと、
を備え、
前記カーカスプライは、
前記ベルトのタイヤ径方向内側に位置する中央部と、前記中央部の両端からタイヤ径方向内側にそれぞれ延びる一対のサイド部と、前記サイド部から延び、前記ビードコアに巻き上げられる巻上部とを有する第１プライと、
前記第１プライに対してタイヤ径方向外側に配置され、前記第１プライの中央部の両側に位置する内端部と、前記内端部から前記タイヤ径方向内側に延びるサイド部と、前記サイド部から延び、前記ビードコアに巻き上げられる巻上部とを有する一対のプライ片からなる不連続な第２プライと、
を備え、
前記第１プライは、前記一対のプライ片の内端部の間にプライ重なり部を有し、
前記第１プライは、前記ビードコア間に掛け渡されており、
前記プライ重なり部は、前記第１プライとは別体で設けた第３プライ片によって形成されている、空気入りタイヤ。
前記第１プライ及び前記第２プライは、複数本のコードを平行に配置し、ゴムで被覆した帯状であり、前記第１プライ及び前記第２プライのコードは、タイヤ周方向に直交する方向に延びている、請求項１から３のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。