JPWO2019244740A1 - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

空気入りタイヤ１０は、一対のビードコア１２Ａと、一対のビードコア１２Ａに跨って形成されたカーカス１８と、カーカス１８のタイヤ径方向内側に配置され樹脂で形成された環状の樹脂本体１２Ｂ、及び、タイヤ周方向に延在すると共にタイヤ幅方向に間隔をあけて並び樹脂本体１２Ａに埋設された補強コード１２Ａ、を有するベルト層と、ベルト層のタイヤ径方向内面に配置され、タイヤ幅方向に対して±４５°以内の角度で延在する繊維コード３２を有する補強層３０と、を備えている。

Description

本発明は、ベルト層を備えた空気入りタイヤに関する。

自動車に装着する空気入りタイヤとしては、カーカスのタイヤ径方向外側にタイヤ周方向に対して傾斜したコードを含んで構成された２枚以上の傾斜ベルトプライ、及び補強層等を備えたベルトを備えた構造が一般的である（例えば、特開２０１３−２４４９３０号公報（特許文献１）、特開２０１３−２２０７４１号公報（特許文献２）参照）。

特許文献１、２の空気入りタイヤは、２枚以上の傾斜ベルトプライを備えることにより面内剪断剛性を確保しているが、プライや補強層の層数が多いため、タイヤの軽量化は困難となっている。

本発明は上記事実を考慮し、ベルトの面内剪断剛性の確保とタイヤ軽量化の両立を図った空気入りタイヤの提供を目的とする。

第１の態様の空気入りタイヤは、一対のビードコアと、前記一対のビードコアに跨って形成されたカーカスと、前記カーカスのタイヤ径方向内側に配置され樹脂で形成された環状の樹脂本体、及び、タイヤ周方向に延在すると共にタイヤ幅方向に間隔をあけて並び前記樹脂本体に埋設された補強コード、を有するベルト層と、前記ベルト層のタイヤ径方向内面に配置され、タイヤ幅方向に対して±４５°以内の角度で延在する繊維コードを有する補強層と、を備えている。

第１の態様に係る空気入りタイヤは、カーカスのタイヤ径方向外側に、樹脂本体及び樹脂本体に埋設された補強コードを有するベルト層を備えている。ベルト層では、補強コードがタイヤ周方向に延在すると共にタイヤ幅方向に間隔をあけて並んでいる。

このように、補強コード間に樹脂本体を配置することにより、補強コード間にゴムを配置する場合と比較して高い面内剪断剛性を得ることができると共に、タイヤの軽量化も図ることができる。

このように高い面内剪断剛性が得られる一方、ベルト層の樹脂本体は補強コードに沿った方向に亀裂が発生しやすくなる。請求項１に係る空気入りタイヤでは、ベルト層のタイヤ径方向内面に、タイヤ幅方向に対して±４５°以内の角度で延在する繊維コードを有する補強層が配置されているので、ベルト層がタイヤ幅方向に引っ張られる変形が抑制され、ベルト層の耐久性を向上させることができる。

第２の態様に係る空気入りタイヤは、前記繊維コードは、タイヤ幅方向に対して±１０°以内の角度で延在する。

第２の態様に係る空気入りタイヤによれば、繊維コードがタイヤ幅方向に対して±１０°以内の角度で延在するので、より効果的に、ベルト層のタイヤ幅方向に引っ張られる変形を抑制することができる。

第３の態様に係る空気入りタイヤは、前記補強層は、前記ベルト層のベルト幅の１／４以上の幅とされている。

第３の態様に係る空気入りタイヤによれば、少なくともベルト幅の１／４に補強層が配置されているので、タイヤ幅方向における変形を抑制することができる。

第４の態様に係る空気入りタイヤは、タイヤサイド部における前記カーカスのタイヤ幅方向内側にサイド補強部を有し、前記補強層は、前記サイド補強部のタイヤ径方向外側端とタイヤ径方向で重複する。

第４の態様に係る空気入りタイヤによれば、補強層とサイド補強部とでタイヤサイド部からベルト層に架けて連続して補強されているので、内圧が低い状態での走行時に、ベルト層の変形が効果的に抑制され、走行を維持することができる。

本発明に係る空気入りタイヤによれば、面内剪断剛性の確保とタイヤ軽量化の両立を図ることができる。

本実施形態に係る空気入りタイヤを、タイヤ幅方向及びタイヤ径方向に沿って切断した状態を示す断面図である。 本実施形態に係る空気入りタイヤの樹脂環状ベルトを示す一部断面図である。 本実施形態に係る空気入りタイヤのは樹脂環状ベルト及び補強層を平面視したときの一部破断図である。 本実施形態の変形例に係る空気入りタイヤを、タイヤ幅方向及びタイヤ径方向に沿って切断した状態を示す断面図である。

図１には、本発明の実施形態に係る空気入りタイヤ１０が示されている。空気入りタイヤ１０は、一例としてラジアルタイヤを示している。なお、図中矢印Ｗはタイヤ幅方向を示し、矢印Ｒはタイヤ径方向を示す。ここでいうタイヤ幅方向とは、空気入りタイヤ１０の回転軸と平行な方向を指している。また、タイヤ径方向とは、空気入りタイヤ１０の回転軸と直交する方向をいう。また、符号ＣＬはタイヤ１０の赤道面（タイヤ赤道面）を示している。

また、本実施形態において、後述するトレッド２２の接地端Ｅ、接地幅ＴＷとは、空気入りタイヤ１０をＪＡＴＭＡ ＹＥＡＲ ＢＯＯＫ（２０１８年度版、日本自動車タイヤ協会規格）に規定されている標準リムに装着し、ＪＡＴＭＡ ＹＥＡＲ ＢＯＯＫでの適用サイズ・プライレーティングにおける最大負荷能力（内圧−負荷能力対応表の太字荷重）に対応する空気圧（最大空気圧）の１００％の内圧を充填し、静止した状態で水平な平板に対して回転軸が平行となるように配置し、最大の負荷能力に対応する質量を加えたときのものである。なお、使用地又は製造地において、ＴＲＡ規格、ＥＴＲＴＯ規格が適用される場合は各々の規格に従う。

空気入りタイヤ１０は、ビードコア１２Ａが埋設された一対のビード部１２、一対のビード部１２からそれぞれタイヤ径方向外側に延びる一対のサイド部１４、サイド部１４からタイヤ幅方向内側に延びるクラウン部１６、を有している。一方のビード部１２と他方のビード部１２との間には、１枚のカーカスプライ１８Ａからなるカーカス１８が跨っている。

カーカス１８のタイヤ内側には、ゴムからなるインナーライナー１７が配置されている。また、カーカス１８のタイヤ幅方向外側には、サイドゴム層１３が配置されている。

カーカス１８のサイド部１４におけるタイヤ幅方向内側には、サイド補強部１５が設けられている。サイド補強部１５は、パンクなどで空気入りタイヤ１０の内圧が減少した場合に車両及び乗員の重量を支えた状態で所定の距離を走行させるための補強ゴムで構成されている。サイド補強部１５が設けられていることより、本実施形態の空気入りタイヤ１０は、パンク等により内圧が減少した場合でも車両及び乗員の重量を支えた状態で所定の距離を走行させることが可能な、所謂ランフラットタイヤとして機能する。なお、サイド補強部１５は、一例としてゴムを主成分とする材料で構成できるが、これに限らず、他の材料で形成してもよく、例えば、熱可塑性樹脂等を主成分として形成してもよい。

カーカス１８のタイヤ径方向外側のクラウン部１６には、補強層３０が配置されている。補強層３０は、互いに平行に並べられた複数本の繊維コード３２をゴムで被覆することによって形成された繊維シートで構成されている。繊維コード３２はタイヤ幅方向と平行に延出されている。すなわち、タイヤ径方向に見て、繊維コード３２はタイヤ幅方向に対しての角度θが０°で配置されている。繊維コード３２としては、ポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ケブラー、等の有機繊維コードや、ガラス繊維コード、スチールコードなどの無機繊維コードを用いることができる。

補強層３０は、後述する樹脂環状ベルト２０のタイヤ幅方向の一端から他端までの全幅に配置されている。

また、補強層３０は、サイド補強部１５のタイヤ径方向外側端とタイヤ径方向で重複している。すなわち、補強層３０とサイド補強部１５とは、タイヤ径方向から見て、タイヤ幅方向に幅をもってオーバーラップしており、空気入りタイヤ１０は、サイド部１４からクラウン部１６に架けて連続して補強されている。

補強層３０のタイヤ径方向外側には、樹脂環状ベルト２０が設けられている。樹脂環状ベルト２０は円環状とされている。樹脂環状ベルト２０の詳細については、後述する。樹脂環状ベルト２０のタイヤ径方向外側には、トレッド２２が配置されている。トレッド２２には、タイヤ周方向に沿って複数の主溝２２Ａが形成されている。

図２及び図３に示すように、樹脂環状ベルト２０は、タイヤ周方向に沿って螺旋状に巻回された補強コード２０Ａと、補強コード２０Ａを被覆する樹脂材料の樹脂本体２０Ｂを有している。樹脂環状ベルト２０は、補強コード２０Ａが樹脂本体２０Ｂで被覆された樹脂被覆コード２０Ｃを螺旋状に巻回して一体化させたリング状の箍（たが）で構成することができる。

なお、本実施形態では、１本の樹脂被覆コード２０Ｃをタイヤ周方向に螺旋状に巻いて樹脂環状ベルト２０を形成したが、他の構成でタイヤ周方向に沿って延在する補強コード２０Ａを樹脂本体２０Ｂ内に埋設させてもよい。例えば、樹脂被覆コード２０Ｃをリング状に形成し、リング状の複数の樹脂被覆コード２０Ｃをタイヤ幅方向に並べて形成することもできる。本実施形態では、樹脂被覆コード２０Ｃは、タイヤ周方向に対して５°以下の角度で巻回されている。

樹脂本体２０Ｂには、サイドゴム層１３を構成するゴム材料、及びトレッド２２を形成するゴム材料よりも引張弾性率の高い樹脂材料が用いられている。樹脂本体２０Ｂの引張弾性率（ＪＩＳ Ｋ７１１３：１９９５に規定される）は、１００ＭＰａ以上が好ましい。また、樹脂本体２０Ｂの引張弾性率の上限は、１０００ＭＰａ以下とすることが好ましい。なお、樹脂本体２０Ｂの引張弾性率は、２００〜７００ＭＰａの範囲内が特に好ましい。

樹脂本体２０Ｂの材料としては、例えば、熱可塑性樹脂、熱可塑性エラストマー、熱硬化性樹脂、及び（メタ）アクリル系樹脂、ＥＶＡ樹脂、塩化ビニル樹脂、フッ素系樹脂、シリコーン系樹脂等の汎用樹脂のほか、エンジニアリングプラスチック（スーパーエンジニアリングプラスチックを含む）等を用いることができる。なお、ここでの樹脂材料には、加硫ゴムは含まれない。

熱可塑性樹脂（熱可塑性エラストマーを含む）とは、温度上昇と共に材料が軟化、流動し、冷却すると比較的硬く強度のある状態になる高分子化合物をいう。本明細書では、このうち、温度上昇と共に材料が軟化、流動し、冷却すると比較的硬く強度のある状態になり、かつ、ゴム状弾性を有する高分子化合物を熱可塑性エラストマーとし、温度上昇と共に材料が軟化、流動し、冷却すると比較的硬く強度のある状態になり、かつ、ゴム状弾性を有しない高分子化合物をエラストマーでない熱可塑性樹脂として、区別する。

熱可塑性樹脂（熱可塑性エラストマーを含む）としては、ポリオレフィン系熱可塑性エラストマー（ＴＰＯ）、ポリスチレン系熱可塑性エラストマー（ＴＰＳ）、ポリアミド系熱可塑性エラストマー（ＴＰＡ）、ポリウレタン系熱可塑性エラストマー（ＴＰＵ）、ポリエステル系熱可塑性エラストマー（ＴＰＣ）、及び、動的架橋型熱可塑性エラストマー（ＴＰＶ）、ならびに、ポリオレフィン系熱可塑性樹脂、ポリスチレン系熱可塑性樹脂、ポリアミド系熱可塑性樹脂、及び、ポリエステル系熱可塑性樹脂等が挙げられる。

熱硬化性樹脂とは、温度上昇と共に３次元的網目構造を形成し、硬化する高分子化合物をいい、例えば、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、ユリア樹脂等が挙げられる。

また、補強コード２０Ａはスチールコードとされている。このスチールコードは、スチールを主成分とし、炭素、マンガン、ケイ素、リン、硫黄、銅、クロムなど種々の微量含有物を含むことができる。

樹脂環状ベルト２０は、タイヤ幅方向中央部の外径をタイヤ幅方向両端部の外径よりも大径とし、タイヤ軸線に沿った断面で見たときに、タイヤ幅方向中央部がタイヤ径方向外側へ凸となる緩やかな円弧状とされている。なお、これに限らず、樹脂環状ベルト２０を一定径、一定厚さで形成し、タイヤ軸線に沿った断面で見たときに一直線状とすることもできる。

樹脂環状ベルト２０の幅ＢＷは、タイヤ軸方向に沿って計測するトレッド２２の接地幅ＴＷ（接地端Ｅ間の距離）に対して７５％以上、１１０％以下とすることが好ましい。

（作用、効果）
次に、本実施形態のタイヤ１０の作用、効果を説明する。

本実施形態のタイヤ１０では、カーカス１８のクラウン部１６が、樹脂環状ベルト２０で補強されている。樹脂環状ベルト２０は、螺旋状に巻回された補強コード２０Ａが樹脂本体２０Ｂで被覆されて形成されている。したがって、補強コード間にゴムが配置されたベルトに比較して高い面内剪断剛性を得ることができる。また、タイヤの軽量化も図ることができる。

樹脂環状ベルト２０の面内剪断剛性が確保されることで、空気入りタイヤ１０にスリップ角を付与した場合の横力を十分に発生させることができ、操縦安定性を確保することができ、また、応答性も向上させることができる。

また、樹脂環状ベルト２０により、面外曲げ剛性も確保され、空気入りタイヤ１０に大きな横力が入力した際、トレッド２２のバックリング（トレッド２２の表面が波打って、一部が路面から離間する現象）を抑制することができる。特に、本実施形態のように、ランフラットタイヤとして機能する空気入りタイヤ１０においては、内圧低下時におけるバックリングが抑制されることから、樹脂環状ベルト２０を好適に用いることができる。

また、樹脂環状ベルト２０のタイヤ径方向内側には、タイヤ幅方向に沿って延在する繊維コード３２を有する補強層３０が配置されているので、樹脂環状ベルト２０のタイヤ幅方向に引っ張られる変形が抑制される。これにより、樹脂環状ベルト２０の耐久性を向上させることができる。また、樹脂環状ベルト２０の歪みを緩和することができる。

なお、本実施形態では、繊維コード３２は、タイヤ幅方向に沿って延出されている、すなわち、タイヤ径方向から見て、タイヤ幅方向に対して０°の角度で配置されているが、繊維コード３２は、必ずしも当該方向に配置する必要はない。繊維コード３２は、タイヤ径方向から見て、タイヤ幅方向に対して±４５°以内の角度で配置すればよい。なお、繊維コード３２は、タイヤ径方向から見て、タイヤ幅方向に対して±１０°以内の角度で配置することが好ましい。この角度で繊維コード３２を配置することにより、効果的に、樹脂環状ベルト２０のタイヤ幅方向の変形を抑制することができる。

また、本実施形態の空気入りタイヤ１０は、補強層３０が樹脂環状ベルト２０の全幅に渡って配置されているので、効果的に、樹脂環状ベルト２０のタイヤ幅方向の変形を抑制することができる。なお、補強層３０は必ずしも樹脂環状ベルト２０の全幅に渡って配置されている必要はない。図４に示されるように、少なくとも樹脂環状ベルト２０のベルト幅ＢＷの１／４以上の幅で配置されていればよい。本実施形態のように、タイヤ赤道面を跨いでタイヤ幅方向の中央に配置されていれば、タイヤ幅方向中央部について、効果的に樹脂環状ベルト２０の耐久性を向上させることができる。なお、補強層３０は必ずしも樹脂環状ベルト２０のタイヤ幅方向の中央部に配置されている必要はなく、片側に配置されていてもよい。

また、本実施形態の空気入りタイヤ１０は、補強層３０は、サイド補強部１５のタイヤ径方向外側端とタイヤ径方向で重複しているので、内圧が低い状態での走行時に、樹脂環状ベルト２０の変形が効果的に抑制され、走行を維持することができる。

なお、本実施形態では、サイド補強部１５を有するランフラットタイヤを例に説明したが、サイド補強部１５を有さない空気入りタイヤにも、本発明を使用することもできる。

２０１８年６月１８日に出願された日本国特許出願２０１８−１１５４１６号の開示は、その全体が参照により本明細書に取り込まれる。
本明細書に記載されたすべての文献、特許出願、及び技術規格は、個々の文献、特許出願、及び技術規格が参照により取り込まれることが具体的かつ個々に記された場合と同程度に、本明細書中に参照により取り込まれる。

Claims (4)

1. 一対のビードコアと、
   前記一対のビードコアに跨って形成されたカーカスと、
   前記カーカスのタイヤ径方向内側に配置され樹脂で形成された環状の樹脂本体、及び、タイヤ周方向に延在すると共にタイヤ幅方向に間隔をあけて並び前記樹脂本体に埋設された補強コード、を有するベルト層と、
   前記ベルト層のタイヤ径方向内面に配置され、タイヤ幅方向に対して±４５°以内の角度で延在する繊維コードを有する補強層と、
   を備えた空気入りタイヤ。
2. 前記繊維コードは、タイヤ幅方向に対して±１０°以内の角度で延在する、請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 前記補強層は、前記ベルト層のベルト幅の１／４以上の幅とされている、請求項１または請求項２に記載の空気入りタイヤ。
4. タイヤサイド部における前記カーカスのタイヤ幅方向内側にサイド補強部を有し、
   前記補強層は、前記サイド補強部のタイヤ径方向外側端とタイヤ径方向で重複する、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。

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