JP7219081B2 - 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。

特許文献１に開示された空気入りタイヤのカーカスプライは、一対のビード部間で連続する第１プライと、この第１プライのタイヤ径方向外側に配置された不連続な第２プライとを備える。第２プライは、トレッド部から一対のビード部のいずれかにそれぞれ延びる一対のプライ片を備える。一対のプライ片の両端はトレッド部に配置されている。

特許文献２に開示された空気入りタイヤのカーカスプライは、一対のビード部間で連続する第１プライと、カーカスプライのタイヤ幅方向外側に配置された複数のプライ片を有する第２プライとを備える。第１プライの外端はトレッド部に配置されている。

特開２００５－８１８７３号公報 特開２０１２－１４８６８２号公報

特許文献１，２の空気入りタイヤはそれぞれ、第１プライ又は第２プライの外端がトレッド部まで巻き上げられているため、サイドウォール部の剛性と耐カット性を向上できる。しかし、特許文献１，２の空気入りタイヤには、剛性と耐カット性を確保しつつ、軽量化とそれによる転がり抵抗低減を図る上で、さらなる改善の余地がある。

本発明は、剛性と耐カット性を確保しつつ、軽量化とそれによる転がり抵抗低減を図ることを課題とする。

本発明の一態様は、トレッド部と、前記トレッド部のタイヤ幅方向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ウォール部と、前記一対のサイドウォール部の前記タイヤ径方向内側の端部にそれぞれ配置された一対のビードコアと、前記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と、前記トレッド部の前記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前記タイヤ径方向内側にそれぞれ延びる一対のサイド部と、前記一対のサイド部から延びて前記一対のビードコアに対してタイヤ幅方向の内側から外側にそれぞれ巻き上げられた一対の巻上部とを有するカーカスプライと、前記ビードコアよりもタイヤ幅方向内側に配置された内側部と、前記内側部と連続して前記ビードコアよりもタイヤ幅方向外側に配置された外側部とを有し、前記一対のビードコアのうちのいずれかに巻き上げられた巻上部をそれぞれ備え、繊維補強された一対のチェーファと、前記トレッド部において前記カーカスプライの前記中央部のタイヤ径方向外側に配置されたベルト層とを備え、前記一対のチェーファのうちの少なくとも一方の前記外側部のタイヤ径方向外側の端である外端部は、前記トレッド部において前記ベルト層と前記カーカスプライの前記中央部との間に配置され、前記チェーファの前記内側部のタイヤ径方向外側の端である内端部は、タイヤ径方向における前記ビードフィラーの内端と外端の間に配置され、前記カーカスプライの前記巻上部の外端部は、前記サイドウォール部の最大幅位置よりもタイヤ径方向外側、かつ前記ベルト層のタイヤ幅方向の端部よりもタイヤ径方向内側に配置されている、空気入りタイヤを提供する。

チェーファに用いられる繊維の線径はカーカスプライのコードに用いられる繊維の線径よりも小さため、単位面積当たりのチェーファの重量はカーカスプライの重量よりも軽い。また、チェーファの繊維の撚り数はカーカスプライの繊維の撚り数よりも小さく、チェーファの繊維の伸び量はカーカスプライの繊維の伸び量よりも少ない。しかも、チェーファの繊維はメッシュ状に平織りされているため、チェーファは面方向からの力に強い。このような補強繊維を用いたチェーファは、カーカスプライよりも拘束力が強い。また、チェーファには、カーカスプライよりも耐候性及び耐カット性に優れたゴムが用いられる。このように、カーカスプライよりも軽く、拘束力が強いチェーファがビードコアからトレッド部にかけて巻き上げられているため、トレッド部までカーカスプライを巻き上げる場合と比べて、サイドウォール部に必要な剛性を確保しつつ、軽量化を図ることができる。

サイドウォール部の全域において、カーカスプライのサイド部とチェーファの巻上部とが配置されている（２層構造）。また、サイドウォール部のビードコア側の領域では、さらにカーカスプライの巻上部が配置されている（３層構造）。このようにサイドウォール部において、補強層が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、補強層が２層又は３層設けられていることで、サイドウォール部における必要な剛性が確保される。

以上のように、本発明の一態様によれば、剛性とそれによる操縦安定性と耐カット性とを確保しつつ、軽量化とそれによる転がり抵抗低減を図ることがきる。

ビードコアよりもタイヤ幅方向内側に位置するチェーファの内端部は、タイヤ径方向におけるビードフィラーの内端と外端の間に配置されている。これにより、チェーファの内端部の位置決めに必要な重ね代を確保できるため、剛性とそれによる操縦安定性と耐カット性とを確保しつつ、軽量化とそれによる転がり抵抗低減を効果的に図ることがきる。

カーカスプライの巻上部の外端部は、ビードコアとチェーファの外端部との間に配置されているため、サイドフォール部においてプライが３層、つまりカーカスプライのサイド部、チェーファの巻上部、及びカーカスプライの巻上部が存在する領域が充分に確保される。その結果、剛性と耐カット性をより確実に確保できる。

トレッド部においてカーカスプライの中央部のタイヤ径方向外側に配置されたベルト層をさらに備え、チェーファの外端部は、ベルト層とカーカスプライの中央部との間に配置されているため、チェーファの外端部がベルト層によって強固に保持されるので、チェーファによる剛性をより確実に確保できる。

本発明の空気入りタイヤでは、剛性と耐カット性を確保しつつ、軽量化とそれよる転がり抵抗低減を図ることができる。

本発明の第１実施形態に係る空気入りタイヤの子午線断面図。 図１のトレッド部及びその周辺の部分拡大図。 図１のビード部及びその周辺の部分拡大図。 第２実施形態に係る空気入りタイヤの子午線断面図。 図４のトレッド部及びその周辺の部分拡大図。 変形例の空気入りタイヤの子午線断面図。 図６のトレッド部及びその周辺の部分拡大図。

以下、本発明の実施の形態を図面に従って説明する。

（第１実施形態）
図１から図３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」と呼ぶ）１を示す。

図１に示すように、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。図１ではタイヤ１の右側だけを示しており、タイヤ１の左側は図１と右側と対称な構造を有する。

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（内端）６ａとは反対側の先端（外端）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よりもタイヤ幅方向外側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プライ１０と、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一対のチェーファ１２とを備える。これらカーカスプライ１０とチェーファ１２については後に詳述する。カーカスプライ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１を参照すると、トレッド部２、より具体的にはカーカスプライ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、カーカスプライ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。最も幅広のベルト２１の端部２１ａよりもタイヤ幅方向内側が、トレッド部２である。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、カーカスプライ１０とチェーファ１２について説明する。

前述のように、カーカスプライ１０は単一のプライであり、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からなる。チェーファ１２は、例えばメッシュ状に平織りした繊維（例えばナイロン）をゴムで被覆した帯状のシートからなる。

チェーファ１２に用いられる繊維の線径は、カーカスプライ１０のコードに用いられる繊維の線径よりも小さいため、単位面積当たりのチェーファ１２の重量はカーカスプライ１０の重量よりも軽い。また、チェーファ１２の繊維の撚り数は、カーカスプライ１０の繊維の撚り数よりも小さく、チェーファ１２の繊維の伸び量はカーカスプライ１０の繊維の伸び量よりも少ない。しかも、チェーファ１２の繊維はメッシュ状に平織りされているため、チェーファ１２は面方向からの力に強い。このような補強繊維を用いたチェーファ１２は、カーカスプライ１０よりも拘束力が強い。また、チェーファ１２には、カーカスプライ１０よりも耐候性及び耐カット性に優れたゴムが用いられる。

図１に示すように、カーカスプライ１０は、中央部１０ａ、一対のサイド部１０ｂ、及び一対の巻上部１０ｃを備える。中央部１０ａは、トレッド部２のタイヤ径方向内側に配置されている。一対のサイド部１０ｂはそれぞれ、中央部１０ａのタイヤ幅方向の両端からタイヤ径方向内側に延びるように、サイドウォール部３に配置されている。一対の巻上部１０ｃはそれぞれ、一対のサイド部１０ｂのタイヤ径方向内側の端部に連続している。個々の巻上部１０ｃは、一対のビードコア５のうちのいずれかに対して、タイヤ幅方向の内側から外側に巻き上げられ、サイドウォール部３で終端している。

図３を併せて参照すると、チェーファ１２は、ビードコア５を覆うように配置されている。チェーファ１２とビードコア５の間には、カーカスプライ１０の巻上部１０ｃが介在している。具体的には、チェーファ１２は、ビードフィラー６に対して、タイヤ幅方向内側かつ基端６ａと先端６ｂとの間に配置された内端部１２ａを有する。

チェーファ１２は、内端部１２ａからタイヤ径方向内側に延びて、ビードコア５に対してタイヤ幅方向の内側から外側に巻き上げられた巻上部１２ｂを備える。巻上部１２ｂは、ビード部４、つまりビードコア５とビードフィラー６のタイヤ径方向内側に配置された内側部１２ｃを備える。また、チェーファ１２の巻上部１２ｂは、内側部１２ｃと連続して設けられてビードコア５に巻き掛けられた巻掛部１２ｄを備える。さらに、巻上部１２ｂは、巻掛部１２ｄと連続して設けられ、ビード部４よりもタイヤ径方向外側に配置された外側部１２ｅを備える。

外側部１２ｅは、カーカスプライ１０の巻上部１０ｃのタイヤ径方向外側に重ねて配置されている。この外側部１２ｅは、トレッド部２で終端している。タイヤ径方向内側における外側部１２ｅのタイヤ幅方向外側に、ストリップゴム７が配置されている。なお、ストリップゴム７は、外側部１２ｅから巻掛部１２ｄを経て内側部１２ｃを覆うように配置してもよい。

外側部１２ｅの端部はチェーファ１２（巻上部１２ｂ）の外端部１２ｆを構成する。図２を参照すると、外端部１２ｆは、ベルト層２０とカーカスプライ１０の中央部１０ａとの間に配置されている。外端部１２ｆとベルト層２０との間にはパッド４０が介在している。外端部１２ｆ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。

このように構成したチェーファ１２の内側部１２ｃは、ビード部４においてカーカスプライ１０のサイド部１０ｂのタイヤ幅方向内側に重ねて配置されている。チェーファ１２の外側部１２ｅは、ビード部４側においてカーカスプライ１０の巻上部１０ｃのタイヤ幅方向外側に重ねて配置され、トレッド部２側においてカーカスプライ１０のサイド部１０ｂのタイヤ径方向外側に重ねて配置されている。

また、本実施形態では、チェーファ１２の外端部１２ｆの配置、及びカーカスプライ１０の外端部１０ｄの配置を以下のようにしている。

具体的には、図２に示すように、チェーファ１２の外端部１２ｆは、ベルト２１の端部２１ａよりもタイヤ幅方向内側に位置しており、チェーファ１２の外端部１２ｆ側は、ベルト２１に対してタイヤ幅方向に重複している。その重複割合は、タイヤ幅方向におけるベルト２１の幅に対して、０％よりも高く（つまり０は含まない）３０％以下に設定することが好ましい。重複割合が０％以下の場合（つまり重複していない場合）、パッド４０を介してチェーファ１２の外端部１２ｆをベルト２１で位置決めできないため、チェーファ１２によってサイドウォール部３の剛性を確保できない。重複割合が３０％よりも高い場合、トレッド部２での軽量化と転がり抵抗の低減の寄与度が低くなる。これらの不都合を防止するために、チェーファ１２とベルト２１の重複割合は、上記範囲に設定することが好ましい。

図１に示すように、カーカスプライ１０の外端部１０ｄは、ビードコア５よりもタイヤ径方向外側であって、チェーファ１２の外端部１２ｆよりもタイヤ径方向内側に位置する。より具体的には、外端部１０ｄは、サイドウォール部３の最大幅位置３ａよりもタイヤ径方向外側（つまり最大幅位置３ａよりもタイヤ幅方向内側）であって、ベルト２１の端部２１ａよりもタイヤ径方向内側に配置されている。

次に、本実施形態の空気入りタイヤ１の特徴を説明する。

前述のように、チェーファ１２に用いられる繊維の線径は、カーカスプライ１０のコードに用いられる繊維の線径よりも小さいため、単位面積当たりのチェーファ１２の重量はカーカスプライ１０の重量よりも軽い。しかも、チェーファ１２の繊維はメッシュ状に平織りされているため面方向からの力に強く、このような補強繊維を用いたチェーファ１２はカーカスプライ１０よりも拘束力が強い。カーカスプライ１０よりも軽く、拘束力が強いチェーファ１２がビードコア５からトレッド部２にかけて巻き上げられているため、カーカスプライ１０を巻き上げる場合と比べて、サイドウォール部３に必要な剛性を確保しつつ、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、カーカスプライ１０のサイド部１０ｂとチェーファ１２の巻上部１２ｂとが配置されている（２層構造）。また、サイドウォール部３のビードコア５側の領域では、さらにカーカスプライ１０の巻上部１０ｃが配置されている（３層構造）。このようにサイドウォール部３において、補強層が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、補強層が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。

以上のように、本実施形態のタイヤ１では、剛性とそれによる操縦安定性と耐カット性とを確保しつつ、軽量化とそれによる転がり抵抗低減を図ることがきる。

前述のように、チェーファ１２の内端部１２ａは、タイヤ径方向におけるビードフィラー６の基端６ａと先端６ｂの間に配置されている。この構成により、チェーファ１２の内端部１２ａの位置決めに必要な重ね代を確保できるため、剛性とそれによる操縦安定性と耐カット性とを確保しつつ、軽量化とそれによる転がり抵抗低減を効果的に図ることがきる。

前述のように、チェーファ１２の外端部１２ｆは、ベルト層２０とカーカスプライ１０の中央部１０ａとの間に配置されている。この構成により、チェーファ１２の外端部１２ｆがベルト層２０によって強固に保持されるので、チェーファ１２による剛性をより確実に確保できる。

前述のように、カーカスプライ１０の巻上部１０ｃの外端部１０ｄは、ビードコア５とチェーファ１２の外端部１２ｆとの間に配置されている。この構成により、サイドフォール部３においてプライが３層、つまりカーカスプライ１０のサイド部１０ｂ、カーカスプライ１０の巻上部１０ｃ、及びチェーファ１２の巻上部１２ｂが存在する領域が充分に確保される。その結果、剛性と耐カット性をより確実に確保できる。

（第２実施形態）
図４及び図５は第２実施形態の空気入りタイヤ１を示す。この第２実施形態では、チェーファ１２の内端部１２ａをトレッド部２に配置した点で第１実施形態と相違している。

具体的には、図４に示すように、チェーファ１２の内端部１２ａは、ベルト層２０とインナーライナ８の間に配置されている。内端部１２ａとベルト層２０との間には、カーカスプライ１０の中央部１０ａ、チェーファ１２の巻上部１２ｂ、及びパッド４０が介在している。チェーファ１２の内端部１２ａ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、より具体的にはチェーファ１２の外端部１２ｆよりもタイヤ幅方向内側の領域に設定されている。

チェーファ１２は、内端部１２ａからタイヤ径方向内側に延びるサイド部１２ｇを有する。サイド部１２ｇは、カーカスプライ１０のサイド部１０ｂのタイヤ幅方向内側に重ねて配置されている。サイド部１２ｇのタイヤ径方向内側の端部に巻上部１２ｂが連続している。

この第２実施形態では、第１実施形態と同様に、単位面積当たり重量がカーカスプライ１０よりも軽く、繊維補強されたチェーファ１２の巻上部１２ｂがトレッド部２まで巻き上げられている。よって、このタイヤ１では、剛性とそれによる操縦安定性と耐カット性とを確保しつつ、軽量化とそれによる転がり抵抗低減を図ることがきる。

また、チェーファ１２の内端部１２ａと外端部１２ｆの両方がトレッド部２に配置され、これらがベルト層２０によって強固に保持されるので、チェーファ１２による剛性をより確実に確保できる。しかも、サイドウォール部３の全域において、カーカスプライ１０のサイド部１０ｂ、チェーファ１２のサイド部１２ｇ、及びチェーファ１２の巻上部１２ｂが配置されている（３層構造）。また、サイドウォール部３のビードコア５側の領域では、カーカスプライ１０の巻上部１０ｃが更に配置されている（４層構造）。このようにサイドウォール部３において、補強層が３層又は４層設けられているため、必要な耐カット性と剛性を効果的に確保できる。

なお、本発明の空気入りタイヤ１は、前記実施形態の構成に限定されず、種々の変更が可能である。

例えば、図６及び図７に示すように、カーカスプライ１０は第１プライ１０Ａと第２プライ１０Ｂを備える２層構造としてもよいし、３層以上としてもよい。図６及び図７に示す変形例では、第１実施形態と同様にチェーファ１２の外端部１２ｆだけをトレッド部２に配置しているが、第２実施形態と同様にチェーファ１２の内端部１２ａと外端部１２ｆの両方をトレッド部２に配置してもよい。

一対のチェーファ１２のうち、一方の巻上部１２ｂはトレッド部２で終端させ、他方の巻上部１２ｂはビード部４又はサイドウォール部３で終端させてもよい。この場合、トレッド部２で終端させたチェーファ１２を含むサイドウォール３を、車幅方向外側に配置するアウトサイド用とし、ビード部４又はサイドウォール部３で終端させたチェーファ１２を含むサイドウォール３を、車幅方向内側に配置するインサイド用とする。

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 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
１０Ａ 第１プライ
１０Ｂ 第２プライ
１０ａ 中央部
１０ｂ サイド部
１０ｃ 巻上部
１０ｄ 外端部
１２ チェーファ
１２ａ 内端部
１２ｂ 巻上部
１２ｃ 内側部
１２ｄ 巻掛部
１２ｅ 外側部
１２ｆ 外端部
１２ｇ サイド部
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
ＴＲ タイヤ径方向
ＴＷ タイヤ幅方向

Claims (1)

1. トレッド部と、
   前記トレッド部のタイヤ幅方向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ウォール部と、
   前記一対のサイドウォール部の前記タイヤ径方向内側の端部にそれぞれ配置された一対のビードコアと、
   前記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と、
   前記トレッド部の前記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前記タイヤ径方向内側にそれぞれ延びる一対のサイド部と、前記一対のサイド部から延びて前記一対のビードコアに対してタイヤ幅方向の内側から外側にそれぞれ巻き上げられた一対の巻上部とを有するカーカスプライと、
   前記ビードコアよりもタイヤ幅方向内側に配置された内側部と、前記内側部と連続して前記ビードコアよりもタイヤ幅方向外側に配置された外側部とを有し、前記一対のビードコアのうちのいずれかに巻き上げられた巻上部をそれぞれ備え、繊維補強された一対のチェーファと、
   前記トレッド部において前記カーカスプライの前記中央部のタイヤ径方向外側に配置されたベルト層と
   を備え、
   前記一対のチェーファのうちの少なくとも一方の前記外側部のタイヤ径方向外側の端である外端部は、前記トレッド部において前記ベルト層と前記カーカスプライの前記中央部との間に配置され、
   前記チェーファの前記内側部のタイヤ径方向外側の端である内端部は、タイヤ径方向における前記ビードフィラーの内端と外端の間に配置され、
   前記カーカスプライの前記巻上部の外端部は、前記サイドウォール部の最大幅位置よりもタイヤ径方向外側、かつ前記ベルト層のタイヤ幅方向の端部よりもタイヤ径方向内側に配置されている、空気入りタイヤ。

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