WO2017022819A1 - 空気入りタイヤ - Google Patents

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reinforcing
cords
pneumatic tire
reinforcing member
tire
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丹野 篤
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横浜ゴム株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a pneumatic tire provided with a reinforcing member used for a reinforcing layer typified by a belt layer, a carcass layer, or a bead reinforcing layer. More specifically, the present invention maintains good flexibility against out-of-plane deformation of the reinforcing member.
  • the present invention relates to a pneumatic tire that can increase the in-plane bending rigidity and thereby improve the tire characteristics.
  • a carcass layer is mounted between a pair of bead portions, and a belt layer is disposed on the outer peripheral side of the carcass layer in the tread portion.
  • a reinforcing member including a plurality of reinforcing cords inclined with respect to the tire circumferential direction is used, and the reinforcing cords are arranged so as to intersect each other between the layers of the belt layer (for example, Patent Documents 1 to 4). 3).
  • the cornering power can be increased and the rolling resistance can be reduced.
  • the connection between the reinforcing cords is weak, it is not always possible to exhibit sufficient in-plane bending rigidity.
  • the carcass layer includes a plurality of reinforcing cords arranged in the tire radial direction, since each reinforcing cord is substantially independent, the contribution to the tire circumferential rigidity is small. Therefore, for example, when increasing the tire circumferential rigidity for the purpose of improving steering stability, a bead reinforcing layer is generally added from the bead portion to the sidewall portion (for example, Patent Documents 5 to 7). reference).
  • a reinforcing member including a plurality of reinforcing cords inclined with respect to the tire circumferential direction is used.
  • the connection between the reinforcing cords is weak, the in-plane bending rigidity cannot always be exhibited, and as a result, the tire circumferential rigidity cannot be effectively increased. Further, it is possible to increase the tire circumferential rigidity by increasing the number of laminated bead reinforcing layers. However, when the number of laminated bead reinforcing layers is increased, the tire weight is increased accordingly.
  • An object of the present invention is to provide a pneumatic tire capable of improving in-plane bending rigidity while maintaining excellent flexibility against out-of-plane deformation of a reinforcing member, thereby improving tire characteristics.
  • a pneumatic tire in which the reinforcing member is applied to the belt layer it is possible to increase the cornering power and reduce the rolling resistance.
  • the tire circumferential rigidity can be increased without depending on the additional bead reinforcing layer.
  • the tire circumferential rigidity can be effectively increased.
  • a pneumatic tire according to the present invention includes a tread portion that extends in the tire circumferential direction to form an annular shape, a pair of sidewall portions disposed on both sides of the tread portion, and the sidewall portions.
  • a plurality of reinforcing cords oriented in at least three directions, and the orientation direction is at least at some intersections of the reinforcing cords.
  • a reinforcing member having a network structure in which at least three different reinforcing cords are joined to each other is provided.
  • the reinforcing member includes a plurality of reinforcing cords oriented in at least three directions, and a network structure in which at least three reinforcing cords having different orientation directions are joined to each other at at least a part of intersections of the reinforcing cords. Therefore, the in-plane bending rigidity can be increased while maintaining the flexibility with respect to the out-of-plane deformation.
  • the belt layer may be formed by winding a reinforcing member having a network structure one or more times along the tire circumferential direction, or by forming the reinforcing member having a network structure into an endless annular shape. May be. In the former case, the tire is easily manufactured, and in the latter case, the durability of the tire is good.
  • the reinforcing member having the network structure in the region on the bead portion side when used as the carcass layer, it depends on an additional bead reinforcing layer.
  • the tire circumferential rigidity can be increased without increasing the steering stability without substantially increasing the tire weight.
  • the carcass layer is preferably formed by processing a reinforcing member having a network structure into an endless annular shape. Thereby, durability of a tire becomes favorable.
  • the density of the joint portion of the reinforcing cord in the reinforcing member constituting the heel bead reinforcing layer is increased toward the inner side in the tire radial direction. Therefore, a sudden change in rigidity based on the reinforcing member can be avoided, and a decrease in durability can be prevented.
  • the bead reinforcement layer is preferably formed by processing a reinforcing member having a network structure into an endless annular shape. Thereby, durability of a tire becomes favorable.
  • At least three reinforcing cords are joined to each other at at least 30% of the intersections where at least three reinforcing cords intersect.
  • intersection angle of at least three reinforcing cords joined at the intersection is 15 ° or more.
  • the reinforcing cord preferably includes a chemical fiber cord having a knot strength of 1.5 (cN / dtex) or more.
  • a chemical fiber cord a reinforcing member having a network structure can be easily formed, and the chemical fiber cord having the knot strength is suitable as a tire reinforcing material.
  • the reinforcing member having the network structure is preferably covered with rubber. Thereby, the integrity of the reinforcing cord can be secured and the in-plane bending rigidity of the reinforcing member can be increased.
  • FIG. 1 is a meridian cross-sectional view showing a pneumatic tire according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a plan view showing an example of a reinforcing member used for the belt layer of the pneumatic tire of the present invention.
  • FIG. 3 is an explanatory view showing a deformation mechanism of a reinforcing member having a network structure in which at least three reinforcing cords having different orientation directions are joined to each other at intersections of the reinforcing cords.
  • FIG. 4 is an explanatory view showing a deformation mechanism of a reinforcing member having a network structure in which two reinforcing cords having different orientation directions are joined to each other at the intersection of the reinforcing cords.
  • FIG. 1 is a meridian cross-sectional view showing a pneumatic tire according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a plan view showing an example of a reinforcing member used for the belt layer of the pneumatic tire of the present
  • FIG. 5 is a plan view showing a modification of the reinforcing member used for the belt layer of the pneumatic tire of the present invention.
  • FIG. 6 is a plan view showing another modification of the reinforcing member used in the belt layer of the pneumatic tire of the present invention.
  • FIG. 7 is a plan view showing another modification of the reinforcing member used for the belt layer of the pneumatic tire of the present invention.
  • FIG. 8 is a plan view showing another modification of the reinforcing member used for the belt layer of the pneumatic tire of the present invention.
  • FIG. 9 is a plan view showing another modification of the reinforcing member used in the belt layer of the pneumatic tire of the present invention.
  • FIG. 10 is a plan view showing another modification of the reinforcing member used in the belt layer of the pneumatic tire of the present invention.
  • FIG. 11 is a plan view showing another modification of the reinforcing member used in the belt layer of the pneumatic tire of the present invention.
  • FIG. 12 is a plan view showing another modification of the reinforcing member used for the belt layer of the pneumatic tire of the present invention.
  • FIG. 13 is a meridian cross-sectional view showing a pneumatic tire according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 14 is a plan view showing an example of a reinforcing member used for the carcass layer of the pneumatic tire of the present invention.
  • FIG. 15 is a plan view showing a modification of the reinforcing member used in the carcass layer of the pneumatic tire of the present invention.
  • FIG. 16 is a meridian half sectional view showing a pneumatic tire according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 17 is a plan view showing an example of a reinforcing member used for the carcass layer of the pneumatic tire of FIG.
  • FIG. 18 is a meridian half sectional view showing a pneumatic tire according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 19 is a meridian half sectional view showing a pneumatic tire according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 20 is a meridian half sectional view showing a pneumatic tire according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 21 is a plan view showing an example of a reinforcing member used for the bead reinforcing layer of the pneumatic tire of the present invention.
  • FIG. 22 is a plan view showing a modification of the reinforcing member used for the bead reinforcing layer of the pneumatic tire of the present invention.
  • FIG. 23 is a plan view showing another modification of the reinforcing member used for the bead reinforcing layer of the pneumatic tire of the present invention.
  • FIG. 24 is a plan view showing another modification of the reinforcing member used in the bead reinforcing layer of the pneumatic tire of the present invention.
  • FIG. 25 is a plan view showing another modification of the reinforcing member used in the bead reinforcing layer of the pneumatic tire of the present invention.
  • FIG. 26 is a plan view showing an example of a joint portion of a reinforcing member used in the present invention.
  • FIG. 27 is a plan view showing a modification of the joint portion of the reinforcing member used in the present invention.
  • FIG. 28 is a plan view showing another modification of the joint portion of the reinforcing member used in the present invention.
  • FIG. 29 is a plan view showing another modification of the joint portion of the reinforcing member used in the present invention.
  • FIG. 30 is a plan view showing another modification of the joint portion of the reinforcing member used in the present invention.
  • FIG. 31 is a perspective view showing another modification of the joint portion of the reinforcing member used in the present invention.
  • FIG. 32 is a plan view showing another modification of the joint portion of the reinforcing member used in the present invention.
  • FIG. 33 is a plan view showing another modification of the joint portion of the reinforcing member used in the present invention.
  • FIG. 34 is a perspective view showing another modification of the joint portion of the reinforcing member used in the present invention.
  • FIG. 35 is a perspective view showing another modification of the joint portion of the reinforcing member used in the present invention.
  • FIG. 36 is a perspective view showing another modification of the joint portion of the reinforcing member used in the present invention.
  • FIG. 37 is a perspective view showing another modification of the joint portion of the reinforcing member used in the present invention.
  • FIG. 1 shows a pneumatic tire according to an embodiment of the present invention.
  • the pneumatic tire of the present embodiment includes a tread portion 1 that extends in the tire circumferential direction and has an annular shape, and a pair of sidewall portions 2, 2 disposed on both sides of the tread portion 1. And a pair of bead portions 3 and 3 disposed inside the sidewall portion 2 in the tire radial direction.
  • the carcass layer 4 is mounted between the pair of bead portions 3 and 3.
  • the carcass layer 4 includes a plurality of reinforcing cords extending in the tire radial direction, and is folded from the inside of the tire to the outside around the bead core 5 disposed in each bead portion 3.
  • a bead filler 6 made of a rubber composition having a triangular cross-section is disposed on the outer periphery of the bead core 5.
  • a belt layer 7 is embedded on the outer peripheral side of the carcass layer 4 in the tread portion 1.
  • the belt layer 7 is composed of a reinforcing member 10 having a specific network structure to be described later.
  • at least one belt cover layer 8 in which reinforcing cords are arranged at an angle of, for example, 5 ° or less with respect to the tire circumferential direction is disposed on the outer peripheral side of the belt layer 7. Yes.
  • the reinforcing cord of the belt cover layer 8 a chemical fiber cord such as nylon or aramid is preferably used.
  • the belt cover layer 8 is not always necessary.
  • FIG. 2 shows an example of a reinforcing member used for the belt layer of the pneumatic tire of the present invention.
  • the reinforcing member 10 having a network structure includes a plurality of reinforcing cords 11 to 14 oriented in four directions. That is, the reinforcing cord 11 extends parallel to the tire circumferential direction C, the reinforcing cord 12 extends parallel to the tire width direction W, and the reinforcing cord 13 is inclined to one side with respect to the tire circumferential direction C.
  • the reinforcing cord 14 extends so as to incline to the other side with respect to the tire circumferential direction C.
  • a plurality of reinforcing cords 11 to 14 having different orientation directions are joined together to form a plurality of joint portions 15 and 16. More specifically, at a crossing point where at least three reinforcing cords 11 to 14 intersect, at least three reinforcing cords 11 to 14 are integrally joined to form a plurality of joints 15. The two reinforcing cords 13 and 14 are integrally joined at the intersection where the reinforcing cords 13 and 14 intersect to form a plurality of joints 16.
  • the material of the reinforcing cords 11 to 14 is not particularly limited, and a chemical fiber cord or a steel cord can be used as the reinforcing cords 11 to 14.
  • a structure using chemical fiber cords for all of the reinforcing cords 11 to 14, a structure using chemical fiber cords for the reinforcing cords 11, 13, and 14 while using a steel cord for the reinforcing cord 12, and steel for the reinforcing cord 11 The structure using chemical fiber cords for the reinforcing cords 12 to 14 while using the cord, and the structure using chemical fiber cords for the reinforcing cords 13 and 14 while using the steel cord for the reinforcing cords 11 and 12 are mentioned. it can.
  • the joining method of the reinforcing cords 11 to 14 is not particularly limited, and various methods can be adopted.
  • the joints 15 and 16 are formed so that the cords form nodal points, or the cords are joined so that both fiber bundles (yarns) intersect with each other without forming nodal points.
  • the joints 15 and 16 can be formed by forming the parts 15 and 16, welding the cords together, or by bonding the cords together.
  • the joint portions 15 and 16 are formed so that both filaments intersect each other without forming a knot between the cords, or the joint portions 15 and 16 are formed by welding the cords together.
  • the bonding portions 15 and 16 can be formed by bonding the cords together. In any case, it is necessary that the cords are integrally joined at the intersection so that the positions of each other are regulated.
  • the reinforcing member 10 configured as described above includes a plurality of reinforcing cords 11 to 14 oriented in at least three directions, and at least three of the reinforcing cords 11 to 14 have different orientation directions at at least a part of intersections. Since the reinforcing cords 11 to 14 are joined together, the in-plane bending rigidity can be increased while maintaining the flexibility against the out-of-plane deformation.
  • FIG. 3 shows a deformation mechanism of a reinforcing member having a network structure in which at least three reinforcing cords having different orientation directions are joined to each other at the intersection of the reinforcing cords
  • FIG. 4 shows two different orientation directions at the reinforcing cord intersections.
  • transformation mechanism of the reinforcement member which has the network structure which mutually joined the reinforcement cord of this is shown.
  • the reinforcing member 10A having a network structure in which two reinforcing cords 11 and 12 having different orientation directions are joined to each other at the intersection of the reinforcing cords 11 and 12 has a pantograph when a force acts on the surface direction. It transforms as follows. On the other hand, as shown in FIG.
  • the reinforcing member 10 having a network structure in which at least three reinforcing cords 11 to 14 having different orientation directions at the intersections of the reinforcing cords 11 to 14 are joined to each other is planar. It has a truss structure, and even if a force is applied in the surface direction, it does not easily deform and has high in-plane bending rigidity.
  • the above-described network structure is formed as the belt layer 7.
  • the cornering power can be increased and the rolling resistance can be reduced.
  • the said reinforcement member 10 exhibits a favorable softness
  • FIGS. 5 to 8 show modifications of the reinforcing member used for the belt layer of the pneumatic tire of the present invention.
  • at least three reinforcement cords 11 to 14 are integrally joined at the intersection where at least three reinforcement cords 11 to 14 intersect to form a plurality of joints 15.
  • the junction 16 is not formed at the intersection where the reinforcement cords 13 and 14 intersect.
  • the reinforcing cord 11 extending in the tire circumferential direction C is not disposed at both ends of the reinforcing member 10 in the tire width direction W.
  • the reinforcing cord 11 and the joint portion 15 extending in the tire circumferential direction C are not arranged at both end positions of the reinforcing member 10 in the tire width direction W.
  • the joint portions 16 are selectively formed at the intersections where the two reinforcing cords 13 and 14 intersect at both ends of the reinforcing member 10 in the tire width direction W.
  • FIG. 9 shows another modification of the reinforcing member used in the belt layer of the pneumatic tire of the present invention.
  • FIG. 9 shows only one side of the tire center line CL.
  • at least three reinforcing cords 11 to 14 are integrally joined at at least a part of intersections where at least three reinforcing cords 11 to 14 intersect to form a plurality of joints 15.
  • the two reinforcing cords 13 and 14 are integrally joined at at least a part of the intersection where the reinforcing cords 13 and 14 intersect to form a joint portion 16.
  • the density of the joints 15 and 16 in these regions A1 to A4 increases toward the outer side in the tire width direction. Is set to According to such an arrangement, the cornering power can be increased more effectively and the rolling resistance can be reduced more effectively.
  • FIG. 10 shows another modification of the reinforcing member used in the belt layer of the pneumatic tire of the present invention.
  • the reinforcing member 10 having a network structure includes a plurality of reinforcing cords 11, 13, and 14 oriented in three directions. That is, the reinforcing cord 11 extends parallel to the tire circumferential direction C, the reinforcing cord 13 extends so as to be inclined to one side with respect to the tire circumferential direction C, and the reinforcing cord 14 extends relative to the tire circumferential direction C. It extends to incline to the other side. At the intersection where the three reinforcing cords 11, 13, and 14 intersect, the three reinforcing cords 11, 13, and 14 are integrally joined to form a plurality of joints 15.
  • the belt layer 7 described above can be formed by winding the reinforcing member 10 having a net-like structure one or more times along the tire circumferential direction.
  • the reinforcing member 10 having a net-like structure can be handled in the same manner as a conventional belt member, it is easy to manufacture a pneumatic tire.
  • FIG. 11 and 12 show other modified examples of the reinforcing member used for the belt layer of the pneumatic tire of the present invention.
  • FIG. 11 in the structure in which the reinforcing member 10 having a net-like structure is wound twice, the joint 15 of the first layer (broken line) which is the inner side in the tire radial direction and the second layer (solid line) which is the outer side in the tire radial direction.
  • the joint portion 15 is shifted from each other in the tire circumferential direction C.
  • FIG. 12 in the structure in which the reinforcing member 10 having a net-like structure is wound twice, the joint 15 of the first layer (broken line) which is the inner side in the tire radial direction and the second layer (solid line) which is the outer side in the tire radial direction.
  • the joint portion 15 is shifted in the tire width direction W from each other.
  • the above-described belt layer 7 can be formed by processing the reinforcing member 10 having a network structure into an endless annular shape. That is, the reinforcing member 10 can be knitted into a ring shape. In this case, the durability of the pneumatic tire is improved. It is also possible to prepare the belt layer 7 by preparing endless annular reinforcing members 10 having different diameters and laminating them. In such a case, the positions of the joints 15 and 16 are preferably different between the layers.
  • FIG. 13 shows a pneumatic tire according to another embodiment of the present invention.
  • the pneumatic tire of the present embodiment includes a tread portion 1 that extends in the tire circumferential direction and has an annular shape, and a pair of sidewall portions 2, 2 disposed on both sides of the tread portion 1. And a pair of bead portions 3 and 3 disposed inside the sidewall portion 2 in the tire radial direction.
  • the carcass layer 4 is mounted between the pair of bead portions 3 and 3.
  • the carcass layer 4 is composed of a reinforcing member 10 having a specific network structure, which will be described later, and is folded from the inside of the tire to the outside around the bead cores 5 arranged in each bead portion 3.
  • a bead filler 6 made of a rubber composition having a triangular cross-section is disposed on the outer periphery of the bead core 5.
  • a belt layer 7 is embedded on the outer peripheral side of the carcass layer 4 in the tread portion 1.
  • the belt layer 7 includes a plurality of reinforcing cords inclined with respect to the tire circumferential direction, and is disposed so that the reinforcing cords cross each other between the layers.
  • the inclination angle of the reinforcing cord with respect to the tire circumferential direction is set, for example, in the range of 10 ° to 40 °.
  • a steel cord is preferably used as the reinforcing cord of the belt layer 7.
  • At least one belt cover layer 8 in which reinforcing cords are arranged at an angle of, for example, 5 ° or less with respect to the tire circumferential direction is disposed on the outer peripheral side of the belt layer 7. Yes.
  • a chemical fiber cord such as nylon or aramid is preferably used.
  • the belt cover layer 8 is not always necessary.
  • FIG. 14 shows an example of a reinforcing member used for the carcass layer of the pneumatic tire of the present invention.
  • the reinforcing member 10 having a network structure includes a plurality of reinforcing cords 11 to 14 oriented in four directions. That is, the reinforcing cord 11 extends in parallel with the tire width direction W over the entire region in the tire width direction W, and the reinforcing cord 12 extends in parallel with the tire circumferential direction C only in a region adjacent to the bead core 5.
  • the tire width direction W is a direction in the sheet-like reinforcing member 10, but is recognized as a tire radial direction in a state of being processed into a pneumatic tire.
  • the material of the reinforcing cords 11 to 14 is not particularly limited, and a chemical fiber cord or a steel cord can be used as the reinforcing cords 11 to 14.
  • a structure using chemical fiber cords for all of the reinforcing cords 11 to 14, a structure using chemical fiber cords for the reinforcing cords 11, 13, and 14 while using a steel cord for the reinforcing cord 12, and steel for the reinforcing cord 11 The structure using chemical fiber cords for the reinforcing cords 12 to 14 while using the cord, and the structure using chemical fiber cords for the reinforcing cords 13 and 14 while using the steel cord for the reinforcing cords 11 and 12 are mentioned. it can.
  • the joining method of the reinforcing cords 11 to 14 is not particularly limited, and various methods can be adopted.
  • the joint 15 is formed so that the cords form nodal points, or the fiber bundles (yarns) cross each other without the cords forming no nodes. Can be formed, the joints 15 can be formed by welding the cords, or the joints 15 can be formed by bonding the cords together.
  • the joint 15 is formed so that both filaments intersect each other without forming a knot between the cords, the joint 15 is formed by welding the cords, The bonding portion 15 can be formed by bonding. In any case, it is necessary that the cords are integrally joined at the intersection so that the positions of each other are regulated.
  • the reinforcing member 10 configured as described above has a plurality of reinforcing cords 11 to 14 oriented in at least three directions in the region on the bead portion 3 side, as is apparent from the comparison description of FIG. 3 and FIG. And has a network structure in which at least three reinforcing cords 11 to 14 having different orientation directions are joined to each other at at least a part of the intersections of the reinforcing cords 11 to 14, so that the flexibility with respect to the out-of-plane deformation thereof is increased.
  • the in-plane bending rigidity can be increased while maintaining a good value.
  • the reinforcing member 10 has a network structure in which at least three reinforcing cords 11 to 14 having different orientation directions are joined to each other in the region on the bead portion 3 side, but the network structure is formed in the region on the tread portion 1 side. Since it does not have, it can expand
  • FIG. 15 shows a modification of the reinforcing member used for the carcass layer of the pneumatic tire of the present invention.
  • FIG. 15 shows only one side of the tire center line CL.
  • at a crossing point where at least three reinforcing cords 11 to 14 intersect at least three reinforcing cords 11 to 14 are integrally joined to form a plurality of joints 15, and two reinforcing cords are formed.
  • the two reinforcing cords 13 and 14 are integrally joined to form a plurality of joints 16.
  • the regions where the joint portions 15 and 16 of the reinforcing member 10 are formed are each 4 toward the outside in the tire radial direction from the position of the bead core 5 (in the plan view of FIG. 15, from the position of the bead core 5 to both outsides in the tire width direction)
  • the density of the joints 15 and 16 in these regions A1 to A4 is set so as to increase toward the inner side in the tire radial direction.
  • the densities of the joints 15 and 16 in the regions A1 and A2 are equivalent. According to such an arrangement, the in-plane bending rigidity can be effectively increased without hindering deformation of the reinforcing member 10 constituting the carcass layer 4 in the tire forming process.
  • FIG. 16 shows a pneumatic tire according to another embodiment of the present invention
  • FIG. 17 shows a reinforcing member used for the carcass layer of the pneumatic tire.
  • the carcass layer 4 is folded back from the inside to the outside of the tire around the bead core 5 disposed in each bead portion 3, and the folded end portion is disposed so as to be sandwiched between the belt layer 7 and the carcass layer 4. It has a winding structure.
  • the reinforcing member 10 used in such a carcass layer 4 includes a plurality of reinforcing cords 11 to 14 oriented in at least three directions in the region on the bead portion 3 side. At least a part of intersections 14 to 14 has a network structure in which at least three reinforcing cords 11 to 14 having different orientation directions are joined to each other. That is, the reinforcing cord 11 extending in the tire width direction W extends over the entire region in the tire width direction W, but the network structure including the joint portion 15 is selectively formed only in the region corresponding to the bead portion 3. Yes. In this case as well, the in-plane bending rigidity can be increased while maintaining the flexibility of the reinforcing member 10 against the out-of-plane deformation.
  • the carcass layer 4 described above can be formed by processing the reinforcing member 10 having a network structure into an endless annular shape. That is, the reinforcing member 10 can be knitted into a ring shape. In this case, the durability of the pneumatic tire is improved.
  • the carcass layer 4 can be formed by winding the reinforcing member 10 having a net-like structure one or more times along the tire circumferential direction. In this case, since the reinforcing member 10 having a net-like structure can be handled in the same manner as a conventional carcass member, it is easy to manufacture a pneumatic tire.
  • the pneumatic tire of the present embodiment includes a tread portion 1 that extends in the tire circumferential direction and has an annular shape, and a pair of sidewall portions 2 that are disposed on both sides of the tread portion 1. , 2 and a pair of bead portions 3, 3 disposed on the inner side in the tire radial direction of the sidewall portions 2.
  • the carcass layer 4 is mounted between the pair of bead portions 3 and 3.
  • the carcass layer 4 includes a plurality of reinforcing cords extending in the tire radial direction, and is folded from the inside of the tire to the outside around the bead core 5 disposed in each bead portion 3.
  • a bead filler 6 made of a rubber composition having a triangular cross-section is disposed on the outer periphery of the bead core 5.
  • a belt layer 7 is embedded on the outer peripheral side of the carcass layer 4 in the tread portion 1.
  • the belt layer 7 includes a plurality of reinforcing cords inclined with respect to the tire circumferential direction, and is disposed so that the reinforcing cords cross each other between the layers.
  • the inclination angle of the reinforcing cord with respect to the tire circumferential direction is set, for example, in the range of 10 ° to 40 °.
  • a steel cord is preferably used as the reinforcing cord of the belt layer 7.
  • At least one belt cover layer 8 in which reinforcing cords are arranged at an angle of, for example, 5 ° or less with respect to the tire circumferential direction is disposed on the outer peripheral side of the belt layer 7. Yes.
  • a chemical fiber cord such as nylon or aramid is preferably used.
  • the belt cover layer 8 is not always necessary.
  • a bead reinforcement layer 9 is embedded in the region from the bead part 3 to the sidewall part 2.
  • the bead reinforcing layer 9 is composed of a reinforcing member 10 having a specific network structure to be described later, and extends in the tire circumferential direction along the bead filler 6.
  • the bead reinforcing layer 9 may be disposed on the outer side in the tire width direction with respect to the folded portion of the carcass layer 4 as shown in FIG. 18, and between the folded portion of the carcass layer 4 and the bead filler 6 as shown in FIG. Alternatively, they may be arranged, or may be folded around the bead core 5 together with the carcass layer 4 so as to wrap the carcass layer 4 as shown in FIG.
  • FIG. 21 shows an example of a reinforcing member used for the bead reinforcing layer of the pneumatic tire of the present invention.
  • the reinforcing member 10 having a network structure includes a plurality of reinforcing cords 11 to 14 oriented in four directions. That is, the reinforcing cord 11 extends parallel to the tire radial direction R, the reinforcing cord 12 extends parallel to the tire circumferential direction C, and the reinforcing cord 13 is inclined to one side with respect to the tire radial direction R.
  • the reinforcing cord 14 extends so as to incline to the other side with respect to the tire radial direction R.
  • a plurality of reinforcing cords 11 to 14 having different orientation directions are joined together to form a plurality of joint portions 15 and 16. More specifically, at a crossing point where at least three reinforcing cords 11 to 14 intersect, at least three reinforcing cords 11 to 14 are integrally joined to form a plurality of joints 15. The two reinforcing cords 13 and 14 are integrally joined at the intersection where the reinforcing cords 13 and 14 intersect to form a plurality of joints 16.
  • FIG. 22 shows a modification of the reinforcing member used for the bead reinforcing layer of the pneumatic tire of the present invention.
  • FIG. 22 although at least three reinforcement cords 11-14 are integrally joined at the intersection where at least three reinforcement cords 11-14 intersect, a plurality of joints 15 are formed.
  • the junction 16 is not formed at the intersection where the reinforcement cords 13 and 14 intersect.
  • the material of the reinforcing cords 11 to 14 is not particularly limited, and a chemical fiber cord or a steel cord can be used as the reinforcing cords 11 to 14.
  • a structure using chemical fiber cords for all of the reinforcing cords 11 to 14, a structure using chemical fiber cords for the reinforcing cords 11, 13, and 14 while using a steel cord for the reinforcing cord 12, and steel for the reinforcing cord 11 The structure using chemical fiber cords for the reinforcing cords 12 to 14 while using the cord, and the structure using chemical fiber cords for the reinforcing cords 13 and 14 while using the steel cord for the reinforcing cords 11 and 12 are mentioned. it can.
  • the joining method of the reinforcing cords 11 to 14 is not particularly limited, and various methods can be adopted.
  • the joints 15 and 16 are formed so that the cords form nodal points, or the cords are joined so that both fiber bundles (yarns) intersect with each other without forming nodal points.
  • the joints 15 and 16 can be formed by forming the parts 15 and 16, welding the cords together, or by bonding the cords together.
  • the joint portions 15 and 16 are formed so that both filaments intersect each other without forming a knot between the cords, or the joint portions 15 and 16 are formed by welding the cords together.
  • the bonding portions 15 and 16 can be formed by bonding the cords together. In any case, it is necessary that the cords are integrally joined at the intersection so that the positions of each other are regulated.
  • the reinforcing member 10 configured as described above includes a plurality of reinforcing cords 11 to 14 oriented in at least three directions, as is apparent from the comparison description of FIG. 3 and FIG. Since it has a network structure in which at least three reinforcing cords 11 to 14 having different orientation directions are joined to each other at at least a part of the intersections of .about.14, the surface is maintained while maintaining its flexibility with respect to out-of-plane deformation.
  • the internal bending rigidity can be increased.
  • the tire circumferential rigidity can be effectively increased.
  • the said reinforcement member 10 exhibits a favorable softness
  • FIG. 23 to 25 show modifications of the reinforcing member used for the bead reinforcing layer of the pneumatic tire of the present invention.
  • FIG. 23 at least a part of the intersections where at least three reinforcement cords 11-14 intersect each other, at least three reinforcement cords 11-14 are integrally joined to form a plurality of joints 15.
  • the two reinforcing cords 13 and 14 are integrally joined to form a plurality of joints 16.
  • the reinforcing member 10 is divided into four regions A1 to A4 along the tire radial direction R, the density of the joints 15 and 16 in these regions A1 to A4 is set so as to increase toward the inner side in the tire radial direction. Yes. According to such an arrangement, it is possible to effectively increase the in-plane bending rigidity of the bead reinforcing layer 9 while avoiding a sudden rigidity change based on the reinforcing member 10 and preventing a decrease in durability.
  • the number of reinforcing cords 11 to 14 in these regions A11 to A15 is set to decrease toward the outer side in the tire radial direction.
  • the density of the joints 15 and 16 in the regions A11 to A15 is set so as to increase toward the inner side in the tire radial direction.
  • the joint portions 15 and 16 are disposed only in the tire radial direction inner regions A11 to A13, and the reinforcing cord 12 extending in the tire circumferential direction C is disposed only in the tire radial inner region A11 to A13.
  • the reinforcing cords 13 and 14 inclined with respect to the direction R are disposed only in the regions A11 to A14 on the inner side in the tire radial direction.
  • the number of reinforcing cords 11 to 14 in these regions A11 to A15 is set to decrease toward the outer side in the tire radial direction.
  • the density of the joints 15 and 16 in the regions A11 to A15 is set so as to increase toward the inner side in the tire radial direction.
  • the joint portions 15 and 16 are disposed only in the tire radial direction inner regions A11 to A13, and the reinforcing cord 12 extending in the tire circumferential direction C is disposed only in the tire radial inner region A11 to A12.
  • the reinforcing cords 13 and 14 inclined with respect to the direction R are disposed only in the regions A11 to A14 on the inner side in the tire radial direction.
  • the number of the reinforcing cords 11 to 14 is decreased toward the outer side in the tire radial direction, and the density of the joining portions 15 and 16 is increased toward the inner side in the tire radial direction.
  • the reinforcing cord 12 extending in the tire circumferential direction C is disposed on the inner side in the tire radial direction than the apex of the bead filler 6.
  • the bead reinforcing layer 9 described above can be formed by processing the reinforcing member 10 having a net-like structure into an endless annular shape. That is, the reinforcing member 10 can be knitted into a ring shape. In this case, the durability of the pneumatic tire is improved.
  • the bead reinforcing layer 9 can be formed by winding the reinforcing member 10 having a net-like structure one or more times along the tire circumferential direction. In this case, since the reinforcing member 10 having a network structure can be handled in the same manner as a conventional bead reinforcing member, it is easy to manufacture a pneumatic tire.
  • At least three reinforcement cords 11 to 14 are joined to each other at all intersections where at least three reinforcement cords 11 to 14 intersect, but at least three reinforcement cords 11 to At least three reinforcing cords 11 to 14 may be joined to each other at at least 30% of intersections where 14 intersect, more preferably at least 50% (most preferably 70% or more). desirable.
  • the effect which raises in-plane bending rigidity can fully be acquired. If this ratio is too small, the effect of improving the in-plane bending stiffness is reduced.
  • the intersection angle of at least three reinforcing cords 11 to 14 joined at the intersection is 15 ° or more, more preferably 20 ° to 75 °.
  • the reinforcing cords 11 to 14 have a tensile strength of 1.5 (cN / dtex) or more, a knot strength of 1.5 (cN / dtex) or more, and a hook strength of 2.5. It is desirable to use a chemical fiber cord that is equal to or greater than (cN / dtex). In the case of the chemical fiber cord, the reinforcing member 10 having a network structure can be easily formed, and the chemical fiber cord having the above physical properties is suitable as a tire reinforcing material.
  • the tensile strength is 2.0 (cN / dtex) or more
  • the knot strength is 2.0 (cN / dtex) or more
  • the hook strength is 3.5 (cN / dtex) or more.
  • the tensile strength is 4.0 (cN / dtex) or more
  • the nodule strength is 3.0 (cN / dtex) or more
  • the hook strength is 5.0 (cN / dtex) or more
  • a hooking strength of 8.0 (cN / dtex) or more is preferably has a tensile strength of 5.0 (cN / dtex) or more
  • a knot strength of 4.0 (cN / dtex) or more and a hooking strength of 8.0 (cN / dtex) or more.
  • the upper limit is not particularly limited, but the knot strength is 20 (cN / dtex) or less, the hook strength is 20 (cN / dtex) or less, and the tensile strength is 15 (cN / dtex) or less. Is realistic.
  • the knot strength and hook strength are measured according to JIS-L1013 (chemical fiber filament yarn test method) and JIS-L1015 (chemical fiber staple test method), respectively.
  • Such chemical fiber cords include aramid fiber, polyketone fiber, polyethylene terephthalate (PET) fiber, polyethylene naphthalate (PEN) fiber, high molecular weight polyethylene fiber (Toyobo Dyneema etc.), poly-paraphenylene benzobisoxazole (PBO) Those containing fibers are preferred.
  • the material can be made different depending on the extension direction of the cord.
  • composite cords made by twisting fibers made of low elongation materials (for example, aramid fibers) and fibers made of high elongation materials (for example, nylon fibers) have knot strength due to the characteristics of the high elongation materials.
  • the elastic modulus increases due to the characteristics of the low elongation material, it is suitable as a material for the reinforcing member 10 having a network structure. Further, when the chemical fiber cords are connected to each other, the knots may be knotted or knotless, but it is preferable that knots are knotted from the viewpoint of thinning the member.
  • the thickness of the reinforcing cords 11 to 14 is preferably 0.5 mm to 1.5 mm. If this thickness exceeds the upper limit, the rubber layer becomes thicker and the tire weight increases, so the rolling resistance deteriorates. If the thickness is less than the lower limit, the number of cords must be increased in order to ensure the same strength. As a result, the density of the joining points becomes too high, making it difficult to manufacture the reinforcing member 10.
  • the reinforcing member 10 constituting the belt layer 7, the carcass layer 4, and the bead reinforcing layer 9 is preferably covered with rubber. As a result, the integrity of the reinforcing cords 11 to 14 can be secured and the in-plane bending rigidity of the reinforcing member 10 can be increased.
  • FIG. 26 shows an example in which three cords 21 to 23 are joined to each other, but the cords 22 and 23 individually form knots so as to be entangled with the cord 21 having no knot.
  • FIG. 27 shows an example in which three cords 21 to 23 are joined to each other, but the cord 23 forms a knot so as to be entangled with the cords 21 and 22 having no knot.
  • FIG. 28 shows an example in which three cords 21 to 23 are joined to each other, but the cords 22 and 23 individually form nodules so as to be entangled with the cord 21 having no nodules. Is reversed at the nodule.
  • FIG. 26 shows an example in which three cords 21 to 23 are joined to each other, but the cords 22 and 23 individually form knots so as to be entangled with the cord 21 having no nodules. Is reversed at the nodule.
  • FIG. 29 is an example in which three cords 21 to 23 are joined to each other, but the cord 23 forms a nodule so as to be entangled with the cords 21 and 22 having no nodule, and the inclination direction of the cords 22 and 23 is the nodule. Inverted at the border.
  • FIG. 30 shows an example in which three cords 21 to 23 are joined to each other, but the cords 22 and 23 individually form nodules so as to be entangled with the cord 21 having no nodules, and these nodules engage with each other. The inclination directions of the cords 22 and 23 are reversed at the nodule.
  • 31 shows an example in which three cords 21 to 23 are joined to each other, but the cords 22 and 23 integrally form a knot so as to be entangled with the cord 21 having no knot, and the cords 22 and 23 are inclined. The direction is reversed at the nodule.
  • FIG. 32 shows an example in which four cords 21 to 24 are joined to each other, but the cord 22 forms a nodule so as to be entangled with the cords 21, 23, 24 having no nodule.
  • FIG. 33 shows an example in which four cords 21 to 24 are joined to each other, but the cords 22 and 23 individually form nodules so as to be entangled with the cord 21 having no nodules. Is inverted at the boundary of the nodule, and a cord 24 is inserted between these 22 and 23.
  • the cord 21 having no knot is preferably oriented in the tire circumferential direction. When the cord 21 is arranged in the tire circumferential direction, a large tension is applied to the cord 21, but the tension can be effectively carried by having no curvature due to a knot.
  • FIG. 34 shows an example in which three cords 21 to 23 are joined together by welding.
  • the cords 21 to 23 are chemical fibers and at least a part of the cords 21 to 23 is made of a thermoplastic resin, heat welding or ultrasonic welding or the like is performed while compressing the intersecting portions of the cords 21 to 23 in the thickness direction. By performing the welding process, the cords 21 to 23 can be integrated.
  • FIG. 35 shows an example in which two cords 21 and 22 are joined to each other by welding.
  • FIG. 36 shows an example in which two cords 21 and 22 are joined together by another welding technique.
  • the cords 21 and 22 are chemical fibers and are made of a thermosetting resin, a bonding material made of a thermoplastic resin so as to impregnate the fibers or wrap the fibers at the intersection of the cords 21 and 22
  • the cords 21 and 22 can be integrated by disposing 25 and performing a welding process such as thermal welding or ultrasonic welding on it.
  • FIG. 37 is an example in which two cords 21 and 22 are joined to each other without joints, and the yarns constituting the cords 21 and 22 intersect with each other to form a joint portion without joints.
  • the reinforcing member 10 is thick when a joint having a nodule is formed, but the thickness of the reinforcing member 10 can be reduced when a joint having a nodule is formed.
  • the reinforcing member having the specific network structure constitutes a pneumatic tire. It can be applied to various reinforcing layers. When applied to any reinforcing layer, various tire performances can be improved by increasing the in-plane bending rigidity while maintaining good flexibility against out-of-plane deformation.
  • the reinforcing member having the network structure as described above can be simultaneously applied to a plurality of types of reinforcing layers.
  • the tire size is 215 / 55R17 and extends in the tire circumferential direction to form an annular tread portion, a pair of sidewall portions disposed on both sides of the tread portion, and the sidewall portions disposed on the inner side in the tire radial direction.
  • the belt layer is oriented in at least three directions
  • a reinforcing member having a network structure (FIGS. 2, 5, 8, and 10) in which at least three reinforcing cords having different orientation directions are joined to each other at the intersections of the reinforcing cords.
  • the tires of Examples 1 to 4 used were manufactured.
  • a pneumatic tire of Conventional Example 1 was prepared in which two belt layers having different inclination directions with respect to the tire circumferential direction of the reinforcing cord were embedded in the tread portion. Further, as a belt layer, a comparative example using a reinforcing member including a plurality of reinforcing cords oriented in two directions and having a network structure in which two reinforcing cords having different orientation directions are joined to each other at the intersection of the reinforcing cords 1 tire was prepared.
  • Cornering power Each test tire was assembled to a wheel with a rim size of 17 ⁇ 7J and mounted on a flat belt testing machine. The test tire was run under conditions of air pressure of 230 kPa, load of 6.5 kN, speed of 20 km / h, and a slip angle of ⁇ 1.0 °. The cornering power was measured. The evaluation results are shown as an index with Conventional Example 1 as 100. A larger index value means a higher cornering power.
  • Rolling resistance Each test tire is mounted on a wheel with a rim size of 17 ⁇ 7 J and mounted on a rolling resistance tester equipped with a drum having a radius of 854 mm. At an ambient temperature of 25 ° C., air pressure is 230 kPa, load is 6.0 kN, and speed is 80 km / h. Then, after running for 30 minutes, rolling resistance was measured under the same conditions. The evaluation results are shown as an index with the conventional example 1 as 100, using the reciprocal of the measured value. It means that rolling resistance is so small that this index value is large.
  • a tread portion that extends in the tire circumferential direction and has an annular shape, a pair of sidewall portions that are disposed on both sides of the tread portion, and an inner side in the tire radial direction of these sidewall portions
  • a plurality of reinforcing cords oriented in at least three directions in a region on the bead portion side as a carcass layer in a pneumatic tire having a pair of bead portions arranged on each other and a carcass layer mounted between the pair of bead portions
  • a pneumatic tire of Conventional Example 11 was prepared in which a carcass layer including a plurality of reinforcing cords extending in the tire radial direction was mounted between a pair of bead portions. Further, the tire of Comparative Example 11 in which a carcass layer including a plurality of reinforcing cords extending in the tire radial direction is mounted between a pair of bead portions and two bead reinforcing layers are embedded from the bead portion to the sidewall portion. Prepared.
  • Tire weight The weight of each test tire was measured. The evaluation results are shown as an index with the conventional example 11 as 100, using the reciprocal of the measured value. A larger index value means lighter weight.
  • the tire circumferential rigidity can be increased without adding a bead reinforcing layer. Therefore, in comparison with Conventional Example 11, the tire weight is substantially reduced. The steering stability could be improved without increasing the speed. On the other hand, in the tire of Comparative Example 11, although the effect of improving the steering stability was recognized, the tire weight increased accordingly.
  • a tread portion that extends in the tire circumferential direction and has an annular shape, a pair of sidewall portions that are disposed on both sides of the tread portion, and an inner side in the tire radial direction of these sidewall portions
  • a pneumatic tire having a bead reinforcement layer embedded between a bead portion and a sidewall portion, and at least as a bead reinforcement layer.
  • a reinforcing member having a network structure including a plurality of reinforcing cords oriented in three directions and having at least three reinforcing cords having different orientation directions joined to each other at the intersections of the reinforcing cords (FIGS. 21, 22, 23, Tires of Examples 21 to 24 using FIG. 24) were manufactured.
  • a pneumatic tire of Conventional Example 21 without a bead reinforcing layer was prepared.
  • a tire of Comparative Example 21 was prepared in which two bead reinforcing layers including a plurality of reinforcing cords inclined from the bead portion to the sidewall portion with respect to the tire radial direction were embedded.
  • Tire weight The weight of each test tire was measured. The evaluation results are shown as an index with the conventional example 21 as 100, using the reciprocal of the measured value. A larger index value means lighter weight.

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Abstract

補強部材の面外変形に対する柔軟性を良好に維持しながら面内曲げ剛性を高めることが可能であり、それによってタイヤ特性を改善することを可能にした空気入りタイヤを提供する。本発明の空気入りタイヤは、タイヤ周方向に延在して環状をなすトレッド部(1)と、トレッド部(1)の両側に配置された一対のサイドウォール部(2)と、これらサイドウォール部(2)のタイヤ径方向内側に配置された一対のビード部(3)とを備えた空気入りタイヤにおいて、少なくとも3方向に配向する複数本の補強コード(11~14)を含み、これら補強コード(11~14)の少なくとも一部の交差箇所において配向方向が異なる少なくとも3本の補強コード(11~14)を互いに接合した網状構造を有する補強部材(10)を備える。

Description

空気入りタイヤ
 本発明は、ベルト層、カーカス層又はビード補強層に代表される補強層に使用される補強部材を備えた空気入りタイヤに関し、更に詳しくは、補強部材の面外変形に対する柔軟性を良好に維持しながら面内曲げ剛性を高めることが可能であり、それによってタイヤ特性を改善することを可能にした空気入りタイヤに関する。
 空気入りタイヤにおいて、一対のビード部間にカーカス層が装架され、トレッド部におけるカーカス層の外周側にはベルト層が配置されている。ベルト層としては、タイヤ周方向に対して傾斜する複数本の補強コードを含む補強部材が使用され、補強コードはベルト層の層間で互いに交差するように配置されている(例えば、特許文献1~3参照)。
 ここで、ベルト層に使用される補強部材の面内曲げ剛性を高めることにより、コーナリングパワーを増大し、転がり抵抗を低減することができる。しかしながら、従来の補強部材では補強コード同士の結び付きが弱いため、必ずしも十分な面内曲げ剛性を発揮することができないのが現状である。また、補強コード自体を剛直にすることで面内曲げ剛性を高めることは可能であるものの、その場合、補強部材の面外変形に対する柔軟性が損なわれることになる。
 これに対して、2本の補強コードを交差箇所において互いに接合した網状構造を有する補強部材が提案されている(例えば、特許文献4参照)。しかしながら、互いに交差する2本の補強コードを単に接合しただけでは補強部材の面内曲げ剛性を高める効果は殆ど得られず、コーナリングパワーの増大効果や転がり抵抗の低減効果を期待することはできない。
 また、カーカス層はタイヤ径方向に配列した複数本の補強コードを含んでいるが、各補強コードは実質的に独立しているため、タイヤ周剛性に対する貢献は小さいものである。そのため、例えば、操縦安定性の改善を目的としてタイヤ周剛性を増大させる場合、ビード部からサイドウォール部にかけてビード補強層を追加することが一般的に行われている(例えば、特許文献5~7参照)。
 しかしながら、ビード補強層を追加すると、それに伴ってタイヤ重量が増加することになる。そのため、追加的なビード補強層に依存してタイヤ周剛性を増大させることは必ずしも最善策ではない。
 更に、ビード補強層としては、タイヤ周方向に対して傾斜する複数本の補強コードを含む補強部材が使用されている。
 しかしながら、従来の補強部材では補強コード同士の結び付きが弱いため、必ずしも十分な面内曲げ剛性を発揮することができず、その結果、タイヤ周剛性を効果的に増大させることができない。また、ビード補強層の積層数を増やすことによりタイヤ周剛性を増大させることが可能であるが、ビード補強層の積層数を増やすと、それに伴ってタイヤ重量が増加することになる。
 これに対して、上述のように2本の補強コードを交差箇所において互いに接合した網状構造を有する補強部材を用いることが考えられる。しかしながら、互いに交差する2本の補強コードを単に接合しただけでは補強部材の面内曲げ剛性を高める効果は殆ど得られず、タイヤ周剛性を更に増大させることはできない。
日本国特開昭61-1505号公報 日本国特開平1-501382号公報 日本国特開平6-211003号公報 国際公開第WO2015-8547号 日本国特開2010-221920号公報 日本国特開2013-35362号公報 日本国特開2014-227149号公報
 本発明の目的は、補強部材の面外変形に対する柔軟性を良好に維持しながら面内曲げ剛性を高めることが可能であり、それによってタイヤ特性を改善することを可能にした空気入りタイヤを提供することにある。特に、補強部材がベルト層に適用された空気入りタイヤにおいては、コーナリングパワーを増大し、転がり抵抗を低減することを可能にする。また、補強部材がカーカス層に適用された空気入りタイヤにおいては、追加的なビード補強層に依存することなくタイヤ周剛性を増大させることを可能にする。更に、補強部材がビード補強層に適用された空気入りタイヤにおいては、タイヤ周剛性を効果的に増大させることを可能にする。
 上記目的を達成するための本発明の空気入りタイヤは、タイヤ周方向に延在して環状をなすトレッド部と、該トレッド部の両側に配置された一対のサイドウォール部と、これらサイドウォール部のタイヤ径方向内側に配置された一対のビード部とを備えた空気入りタイヤにおいて、少なくとも3方向に配向する複数本の補強コードを含み、これら補強コードの少なくとも一部の交差箇所において配向方向が異なる少なくとも3本の補強コードを互いに接合した網状構造を有する補強部材を備えることを特徴とするものである。
 本発明において、補強部材は、少なくとも3方向に配向する複数本の補強コードを含み、これら補強コードの少なくとも一部の交差箇所において配向方向が異なる少なくとも3本の補強コードを互いに接合した網状構造を有しているので、その面外変形に対する柔軟性を良好に維持しながら面内曲げ剛性を高めることができる。
  従って、一対のビード部間にカーカス層を装架し、トレッド部におけるカーカス層の外周側にベルト層を配置した空気入りタイヤにおいて、そのベルト層として上記網状構造を有する補強部材を用いた場合、コーナリングパワーを増大し、転がり抵抗を低減することができる。また、上記補強部材は面外変形に対して良好な柔軟性を呈するので、ベルト層の耐久性を良好に維持することができる。
  ベルト層は網状構造を有する補強部材をタイヤ周方向に沿って1周以上巻き回すことで成形されていても良く、或いは、網状構造を有する補強部材を無端末の環状に加工することで成形されていても良い。前者の場合、タイヤの製造が容易であり、後者の場合、タイヤの耐久性が良好になる。
  また、一対のビード部間にカーカス層を装架した空気入りタイヤにおいて、そのカーカス層としてビード部側の領域で上記網状構造を有する補強部材を用いた場合、追加的なビード補強層に依存することなくタイヤ周剛性を増大させることができ、延いては、タイヤ重量を実質的に増加させることなく操縦安定性を改善することができる。
  カーカス層は網状構造を有する補強部材を無端末の環状に加工することで成形されることが好ましい。これにより、タイヤの耐久性が良好になる。
  更に、一対のビード部間にカーカス層を装架すると共に、ビード部にビード補強層を埋設した空気入りタイヤにおいて、そのビード補強層として上記網状構造を有する補強部材を用いた場合、タイヤ周剛性を効果的に増大させることができ、延いては、タイヤ重量の増加を抑制しながら操縦安定性を改善することができる。
  ビード補強層を構成する補強部材における補強コードの接合部の密度はタイヤ径方向内側ほど高くすることが好ましい。これにより、補強部材に基づく急激な剛性変化を回避し、耐久性の低下を防止することができる。
  ビード補強層は網状構造を有する補強部材を無端末の環状に加工することで成形されることが好ましい。これにより、タイヤの耐久性が良好になる。
  本発明において、少なくとも3本の補強コードが交差する交差箇所のうち少なくとも30%の交差箇所において少なくとも3本の補強コードを互いに接合することが好ましい。これにより、面内曲げ剛性を高める効果を十分に得ることができる。
  また、交差箇所において接合される少なくとも3本の補強コードの交差角度は15°以上であることが好ましい。これにより、面内曲げ剛性を高める効果を十分に得ることができる。
 補強コードは結節強さが1.5(cN/dtex)以上である化学繊維コードを含むことが好ましい。化学繊維コードの場合、網状構造を有する補強部材を容易に形成することができ、しかも、上記結節強さを有する化学繊維コードはタイヤ補強材料として好適である。
  また、上記網状構造を有する補強部材はゴムで被覆されていることが好ましい。これにより、補強コードの一体性を確保して補強部材の面内曲げ剛性を高めることができる。
図1は本発明の実施形態からなる空気入りタイヤを示す子午線断面図である。 図2は本発明の空気入りタイヤのベルト層に使用される補強部材の一例を示す平面図である。 図3は補強コードの交差箇所において配向方向が異なる少なくとも3本の補強コードを互いに接合した網状構造を有する補強部材の変形メカニズムを示す説明図である。 図4は補強コードの交差箇所において配向方向が異なる2本の補強コードを互いに接合した網状構造を有する補強部材の変形メカニズムを示す説明図である。 図5は本発明の空気入りタイヤのベルト層に使用される補強部材の変形例を示す平面図である。 図6は本発明の空気入りタイヤのベルト層に使用される補強部材の他の変形例を示す平面図である。 図7は本発明の空気入りタイヤのベルト層に使用される補強部材の他の変形例を示す平面図である。 図8は本発明の空気入りタイヤのベルト層に使用される補強部材の他の変形例を示す平面図である。 図9は本発明の空気入りタイヤのベルト層に使用される補強部材の他の変形例を示す平面図である。 図10は本発明の空気入りタイヤのベルト層に使用される補強部材の他の変形例を示す平面図である。 図11は本発明の空気入りタイヤのベルト層に使用される補強部材の他の変形例を示す平面図である。 図12は本発明の空気入りタイヤのベルト層に使用される補強部材の他の変形例を示す平面図である。 図13は本発明の他の実施形態からなる空気入りタイヤを示す子午線断面図である。 図14は本発明の空気入りタイヤのカーカス層に使用される補強部材の一例を示す平面図である。 図15は本発明の空気入りタイヤのカーカス層に使用される補強部材の変形例を示す平面図である。 図16は本発明の他の実施形態からなる空気入りタイヤを示す子午線半断面図である。 図17は図16の空気入りタイヤのカーカス層に使用される補強部材の一例を示す平面図である。 図18は本発明の他の実施形態からなる空気入りタイヤを示す子午線半断面図である。 図19は本発明の他の実施形態からなる空気入りタイヤを示す子午線半断面図である。 図20は本発明の他の実施形態からなる空気入りタイヤを示す子午線半断面図である。 図21は本発明の空気入りタイヤのビード補強層に使用される補強部材の一例を示す平面図である。 図22は本発明の空気入りタイヤのビード補強層に使用される補強部材の変形例を示す平面図である。 図23は本発明の空気入りタイヤのビード補強層に使用される補強部材の他の変形例を示す平面図である。 図24は本発明の空気入りタイヤのビード補強層に使用される補強部材の他の変形例を示す平面図である。 図25は本発明の空気入りタイヤのビード補強層に使用される補強部材の他の変形例を示す平面図である。 図26は本発明で使用される補強部材の接合部の一例を示す平面図である。 図27は本発明で使用される補強部材の接合部の変形例を示す平面図である。 図28は本発明で使用される補強部材の接合部の他の変形例を示す平面図である。 図29は本発明で使用される補強部材の接合部の他の変形例を示す平面図である。 図30は本発明で使用される補強部材の接合部の他の変形例を示す平面図である。 図31は本発明で使用される補強部材の接合部の他の変形例を示す斜視図である。 図32は本発明で使用される補強部材の接合部の他の変形例を示す平面図である。 図33は本発明で使用される補強部材の接合部の他の変形例を示す平面図である。 図34は本発明で使用される補強部材の接合部の他の変形例を示す斜視図である。 図35は本発明で使用される補強部材の接合部の他の変形例を示す斜視図である。 図36は本発明で使用される補強部材の接合部の他の変形例を示す斜視図である。 図37は本発明で使用される補強部材の接合部の他の変形例を示す斜視図である。
 以下、本発明の構成について添付の図面を参照しながら詳細に説明する。図1は本発明の実施形態からなる空気入りタイヤを示すものである。図1に示すように、本実施形態の空気入りタイヤは、タイヤ周方向に延在して環状をなすトレッド部1と、該トレッド部1の両側に配置された一対のサイドウォール部2,2と、これらサイドウォール部2のタイヤ径方向内側に配置された一対のビード部3,3とを備えている。
 一対のビード部3,3間にはカーカス層4が装架されている。このカーカス層4は、タイヤ径方向に延びる複数本の補強コードを含み、各ビード部3に配置されたビードコア5の廻りにタイヤ内側から外側へ折り返されている。ビードコア5の外周上には断面三角形状のゴム組成物からなるビードフィラー6が配置されている。
 一方、トレッド部1におけるカーカス層4の外周側にはベルト層7が埋設されている。このベルト層7は後述する特定の網状構造を有する補強部材10から構成されている。ベルト層7の外周側には、高速耐久性の向上を目的として、補強コードをタイヤ周方向に対して例えば5°以下の角度で配列してなる少なくとも1層のベルトカバー層8が配置されている。ベルトカバー層8の補強コードとしては、ナイロンやアラミド等の化学繊維コードが好ましく使用される。なお、ベルトカバー層8は必ずしも必要ではない。
  図2は本発明の空気入りタイヤのベルト層に使用される補強部材の一例を示すものである。図2に示すように、網状構造を有する補強部材10は、4方向に配向する複数本の補強コード11~14を含んでいる。即ち、補強コード11はタイヤ周方向Cと平行に延在し、補強コード12はタイヤ幅方向Wと平行に延在し、補強コード13はタイヤ周方向Cに対して一方側に傾斜するように延在し、補強コード14はタイヤ周方向Cに対して他方側に傾斜するように延在している。これら補強コード11~14の交差箇所においては配向方向が異なる複数本の補強コード11~14が互いに接合されて複数の接合部15,16が形成されている。より具体的には、少なくとも3本の補強コード11~14が交差する交差箇所では少なくとも3本の補強コード11~14が一体的に接合されて複数の接合部15が形成されており、2本の補強コード13,14が交差する交差箇所では2本の補強コード13,14が一体的に接合されて複数の接合部16が形成されている。
 補強コード11~14の材質は特に限定されるものではなく、補強コード11~14として化学繊維コード又はスチールコードを用いることができる。例えば、補強コード11~14の全てに化学繊維コードを使用した構造、補強コード11,13,14に化学繊維コードを使用する一方で補強コード12にスチールコードを使用した構造、補強コード11にスチールコードを使用する一方で補強コード12~14に化学繊維コードを使用した構造、補強コード11,12にスチールコードを使用する一方で補強コード13,14に化学繊維コードを使用した構造を挙げることができる。
 補強コード11~14の接合方法は、特に限定されるものではなく、種々の方法を採用することができる。化学繊維コードの場合、コード同士が結節点を形成するように接合部15,16を形成したり、コード同士が結節点を形成することなく双方の繊維束(ヤーン)が互いに交差するように接合部15,16を形成したり、コード同士を溶着することで接合部15,16を形成したり、コード同士を接着することで接合部15,16を形成したりすることができる。スチールコードの場合、コード同士が結節点を形成することなく双方のフィラメントが互いに交差するように接合部15,16を形成したり、コード同士を溶接することで接合部15,16を形成したり、コード同士を接着することで接合部15,16を形成したりすることができる。いずれにしても、コード同士が互いの位置を規制し合うように交差箇所で一体的に結合していることが必要である。
 上述のように構成される補強部材10は、少なくとも3方向に配向する複数本の補強コード11~14を含み、これら補強コード11~14の少なくとも一部の交差箇所において配向方向が異なる少なくとも3本の補強コード11~14を互いに接合した網状構造を有しているので、その面外変形に対する柔軟性を良好に維持しながら面内曲げ剛性を高めることができる。
  図3は補強コードの交差箇所において配向方向が異なる少なくとも3本の補強コードを互いに接合した網状構造を有する補強部材の変形メカニズムを示し、図4は補強コードの交差箇所において配向方向が異なる2本の補強コードを互いに接合した網状構造を有する補強部材の変形メカニズムを示すものである。図4に示すように、補強コード11,12の交差箇所において配向方向が異なる2本の補強コード11,12を互いに接合した網状構造を有する補強部材10Aは、その面方向に力が作用するとパンタグラフのように変形する。これに対して、図3に示すように、補強コード11~14の交差箇所において配向方向が異なる少なくとも3本の補強コード11~14を互いに接合した網状構造を有する補強部材10は、平面的なトラス構造を有し、その面方向に力が作用しても変形を生じ難く、面内曲げ剛性が高いものとなる。
  従って、一対のビード部3,3間にカーカス層4を装架し、トレッド部1におけるカーカス層4の外周側にベルト層7を配置した空気入りタイヤにおいて、そのベルト層7として上記網状構造を有する補強部材10を用いた場合、コーナリングパワーを増大し、転がり抵抗を低減することができる。また、上記補強部材10は面外変形に対して良好な柔軟性を呈するので、ベルト層7の耐久性を良好に維持することができる。
 図5~図8はそれぞれ本発明の空気入りタイヤのベルト層に使用される補強部材の変形例を示すものである。図5では、少なくとも3本の補強コード11~14が交差する交差箇所において少なくとも3本の補強コード11~14が一体的に接合されて複数の接合部15が形成されているものの、2本の補強コード13,14が交差する交差箇所では接合部16が形成されていない。
 図6では、図5とは異なって、補強部材10のタイヤ幅方向Wの両端位置においてタイヤ周方向Cに延びる補強コード11が配置されていない。図7では、図5とは異なって、補強部材10のタイヤ幅方向Wの両端位置においてタイヤ周方向Cに延びる補強コード11と接合部15が配置されていない。図8では、図5とは異なって、補強部材10のタイヤ幅方向Wの両端部において、2本の補強コード13,14が交差する交差箇所に接合部16が選択的に形成されている。
 図9は本発明の空気入りタイヤのベルト層に使用される補強部材の他の変形例を示すものである。図9はタイヤ中心線CLの片側だけを抽出して示すものである。図9では、少なくとも3本の補強コード11~14が交差する少なくとも一部の交差箇所において少なくとも3本の補強コード11~14が一体的に接合されて複数の接合部15が形成され、2本の補強コード13,14が交差する少なくとも一部の交差箇所において2本の補強コード13,14が一体的に接合されて接合部16が形成されている。そして、補強部材10をタイヤ中心線CLからタイヤ幅方向外側に向かって4つの領域A1~A4に区分したとき、これら領域A1~A4における接合部15,16の密度がタイヤ幅方向外側ほど高くなるように設定されている。このような配置によれば、コーナリングパワーをより効果的に増大し、転がり抵抗をより効果的に低減することができる。
 図10は本発明の空気入りタイヤのベルト層に使用される補強部材の他の変形例を示すものである。図10において、網状構造を有する補強部材10は、3方向に配向する複数本の補強コード11,13,14を含んでいる。即ち、補強コード11はタイヤ周方向Cと平行に延在し、補強コード13はタイヤ周方向Cに対して一方側に傾斜するように延在し、補強コード14はタイヤ周方向Cに対して他方側に傾斜するように延在している。そして、3本の補強コード11,13,14が交差する交差箇所では3本の補強コード11,13,14が一体的に接合されて複数の接合部15が形成されている。
  上述したベルト層7は、網状構造を有する補強部材10をタイヤ周方向に沿って1周以上巻き回すことで成形することができる。この場合、網状構造を有する補強部材10を従来のベルト部材と同様に取り扱うことができるので、空気入りタイヤの製造が容易である。また、補強部材10はタイヤ周方向に沿って2周以上巻き回すことが望ましい。その際、接合部15,16の位置は周回毎に異ならせると良い。
 図11及び図12はそれぞれ本発明の空気入りタイヤのベルト層に使用される補強部材の他の変形例を示すものである。図11では、網状構造を有する補強部材10を2周巻き回した構造において、タイヤ径方向内側となる1層目(破線)の接合部15とタイヤ径方向外側となる2層目(実線)の接合部15とを互いにタイヤ周方向Cにずらしている。図12では、網状構造を有する補強部材10を2周巻き回した構造において、タイヤ径方向内側となる1層目(破線)の接合部15とタイヤ径方向外側となる2層目(実線)の接合部15とを互いにタイヤ幅方向Wにずらしている。
 或いは、上述したベルト層7は、網状構造を有する補強部材10を無端末の環状に加工することで成形することも可能である。つまり、補強部材10を環状に編み込んで成形することができる。この場合、空気入りタイヤの耐久性が良好になる。また、異なる径を有する無端末環状の補強部材10を用意し、それらを積層することでベルト層7を構成することも可能である。そのような場合、接合部15,16の位置は層間で互いに異ならせると良い。
 図13は本発明の他の実施形態からなる空気入りタイヤを示すものである。図13に示すように、本実施形態の空気入りタイヤは、タイヤ周方向に延在して環状をなすトレッド部1と、該トレッド部1の両側に配置された一対のサイドウォール部2,2と、これらサイドウォール部2のタイヤ径方向内側に配置された一対のビード部3,3とを備えている。
 一対のビード部3,3間にはカーカス層4が装架されている。このカーカス層4は、後述する特定の網状構造を有する補強部材10から構成されており、各ビード部3に配置されたビードコア5の廻りにタイヤ内側から外側へ折り返されている。ビードコア5の外周上には断面三角形状のゴム組成物からなるビードフィラー6が配置されている。
 一方、トレッド部1におけるカーカス層4の外周側にはベルト層7が埋設されている。このベルト層7はタイヤ周方向に対して傾斜する複数本の補強コードを含み、かつ層間で補強コードが互いに交差するように配置されている。ベルト層7において、補強コードのタイヤ周方向に対する傾斜角度は例えば10°~40°の範囲に設定されている。ベルト層7の補強コードとしては、スチールコードが好ましく使用される。ベルト層7の外周側には、高速耐久性の向上を目的として、補強コードをタイヤ周方向に対して例えば5°以下の角度で配列してなる少なくとも1層のベルトカバー層8が配置されている。ベルトカバー層8の補強コードとしては、ナイロンやアラミド等の化学繊維コードが好ましく使用される。なお、ベルトカバー層8は必ずしも必要ではない。
  図14は本発明の空気入りタイヤのカーカス層に使用される補強部材の一例を示すものである。図14に示すように、網状構造を有する補強部材10は、4方向に配向する複数本の補強コード11~14を含んでいる。即ち、補強コード11はタイヤ幅方向Wの全域にわたってタイヤ幅方向Wと平行に延在し、補強コード12はビードコア5と隣接する領域だけにおいてタイヤ周方向Cと平行に延在し、補強コード13はビード部3側の領域だけにおいてタイヤ幅方向Wに対して一方側に傾斜するように延在し、補強コード14はビード部3側の領域だけにおいてタイヤ幅方向Wに対して他方側に傾斜するように延在している。なお、タイヤ幅方向Wはシート状の補強部材10における方向であるが、空気入りタイヤに加工された状態ではタイヤ径方向として認識される。これら補強コード11~14の交差箇所においては配向方向が異なる少なくとも3本の補強コード11~14が一体的に接合されて複数の接合部15が形成されている。
 補強コード11~14の材質は特に限定されるものではなく、補強コード11~14として化学繊維コード又はスチールコードを用いることができる。例えば、補強コード11~14の全てに化学繊維コードを使用した構造、補強コード11,13,14に化学繊維コードを使用する一方で補強コード12にスチールコードを使用した構造、補強コード11にスチールコードを使用する一方で補強コード12~14に化学繊維コードを使用した構造、補強コード11,12にスチールコードを使用する一方で補強コード13,14に化学繊維コードを使用した構造を挙げることができる。
 補強コード11~14の接合方法は、特に限定されるものではなく、種々の方法を採用することができる。化学繊維コードの場合、コード同士が結節点を形成するように接合部15を形成したり、コード同士が結節点を形成することなく双方の繊維束(ヤーン)が互いに交差するように接合部15を形成したり、コード同士を溶着することで接合部15を形成したり、コード同士を接着することで接合部15を形成したりすることができる。スチールコードの場合、コード同士が結節点を形成することなく双方のフィラメントが互いに交差するように接合部15を形成したり、コード同士を溶接することで接合部15を形成したり、コード同士を接着することで接合部15を形成したりすることができる。いずれにしても、コード同士が互いの位置を規制し合うように交差箇所で一体的に結合していることが必要である。
 上述のように構成される補強部材10は、前述した図3と図4の対比説明からも明らかなように、ビード部3側の領域で少なくとも3方向に配向する複数本の補強コード11~14を含み、これら補強コード11~14の少なくとも一部の交差箇所において配向方向が異なる少なくとも3本の補強コード11~14を互いに接合した網状構造を有しているので、その面外変形に対する柔軟性を良好に維持しながら面内曲げ剛性を高めることができる。
  従って、一対のビード部3,3間にカーカス層4を装架した空気入りタイヤにおいて、そのカーカス層4として上記網状構造を有する補強部材10を用いた場合、追加的なビード補強層に依存することなくタイヤ周剛性を増大させることができ、延いては、タイヤ重量を実質的に増加させることなく操縦安定性を改善することができる。なお、補強部材10は、ビード部3側の領域では配向方向が異なる少なくとも3本の補強コード11~14を互いに接合した網状構造を有しているものの、トレッド部1側の領域では網状構造を有していないためタイヤ成形工程において膨張可能である。このような観点から、補強部材10はタイヤ最大幅位置よりもタイヤ径方向外側において接合点15を持たないことが好ましい。
 図15は本発明の空気入りタイヤのカーカス層に使用される補強部材の変形例を示すものである。図15はタイヤ中心線CLの片側だけを抽出して示すものである。図15において、少なくとも3本の補強コード11~14が交差する交差箇所では少なくとも3本の補強コード11~14が一体的に接合されて複数の接合部15が形成されており、2本の補強コード13,14が交差する少なくとも一部の交差箇所では2本の補強コード13,14が一体的に接合されて複数の接合部16が形成されている。そして、補強部材10の接合部15,16が形成された領域をビードコア5の位置からタイヤ径方向外側(図15の平面視では、ビードコア5の位置からタイヤ幅方向両外側)に向かってそれぞれ4つの領域A1~A4に区分したとき、これら領域A1~A4における接合部15,16の密度がタイヤ径方向内側ほど高くなるように設定されている。但し、領域A1,A2における接合部15,16の密度は等価である。このような配置によれば、カーカス層4を構成する補強部材10のタイヤ成形工程における変形を阻害することなく、その面内曲げ剛性を効果的に高めることができる。
 図16は本発明の他の実施形態からなる空気入りタイヤを示し、図17はその空気入りタイヤのカーカス層に使用される補強部材を示すものである。図16において、カーカス層4は各ビード部3に配置されたビードコア5の廻りにタイヤ内側から外側へ折り返され、その折り返し端部をベルト層7とカーカス層4との間に挟み込むように配置した巻き上げ構造を有している。
 このようなカーカス層4に使用される補強部材10は、図17に示すように、ビード部3側の領域で少なくとも3方向に配向する複数本の補強コード11~14を含み、これら補強コード11~14の少なくとも一部の交差箇所において配向方向が異なる少なくとも3本の補強コード11~14を互いに接合した網状構造を有している。つまり、タイヤ幅方向Wに延長する補強コード11はタイヤ幅方向Wの全域にわたって延在しているが、接合部15を含む網状構造はビード部3に対応する領域だけに選択的に形成されている。この場合も、補強部材10の面外変形に対する柔軟性を良好に維持しながら面内曲げ剛性を高めることができる。
 上述したカーカス層4は、網状構造を有する補強部材10を無端末の環状に加工することで成形することが可能である。つまり、補強部材10を環状に編み込んで成形することができる。この場合、空気入りタイヤの耐久性が良好になる。勿論、カーカス層4は、網状構造を有する補強部材10をタイヤ周方向に沿って1周以上巻き回すことで成形することも可能である。この場合、網状構造を有する補強部材10を従来のカーカス部材と同様に取り扱うことができるので、空気入りタイヤの製造が容易である。
 図18~図20はそれぞれ本発明の他の実施形態からなる空気入りタイヤを示すものである。図18~20に示すように、本実施形態の空気入りタイヤは、タイヤ周方向に延在して環状をなすトレッド部1と、該トレッド部1の両側に配置された一対のサイドウォール部2,2と、これらサイドウォール部2のタイヤ径方向内側に配置された一対のビード部3,3とを備えている。
 一対のビード部3,3間にはカーカス層4が装架されている。このカーカス層4は、タイヤ径方向に延びる複数本の補強コードを含み、各ビード部3に配置されたビードコア5の廻りにタイヤ内側から外側へ折り返されている。ビードコア5の外周上には断面三角形状のゴム組成物からなるビードフィラー6が配置されている。
 一方、トレッド部1におけるカーカス層4の外周側にはベルト層7が埋設されている。このベルト層7はタイヤ周方向に対して傾斜する複数本の補強コードを含み、かつ層間で補強コードが互いに交差するように配置されている。ベルト層7において、補強コードのタイヤ周方向に対する傾斜角度は例えば10°~40°の範囲に設定されている。ベルト層7の補強コードとしては、スチールコードが好ましく使用される。ベルト層7の外周側には、高速耐久性の向上を目的として、補強コードをタイヤ周方向に対して例えば5°以下の角度で配列してなる少なくとも1層のベルトカバー層8が配置されている。ベルトカバー層8の補強コードとしては、ナイロンやアラミド等の化学繊維コードが好ましく使用される。なお、ベルトカバー層8は必ずしも必要ではない。
 更に、ビード部3からサイドウォール部2までの領域にはビード補強層9が埋設されている。このビード補強層9は、後述する特定の網状構造を有する補強部材10から構成されており、ビードフィラー6に沿ってタイヤ周方向に延在している。ビード補強層9は、図18のようにカーカス層4の折り返し部分よりもタイヤ幅方向外側に配置されていても良く、図19のようにカーカス層4の折り返し部分とビードフィラー6との間に配置されていても良く、或いは、図20のようにカーカス層4を包み込むようにしてカーカス層4と共にビードコア5の廻りに折り返されていても良い。
  図21は本発明の空気入りタイヤのビード補強層に使用される補強部材の一例を示すものである。図21に示すように、網状構造を有する補強部材10は、4方向に配向する複数本の補強コード11~14を含んでいる。即ち、補強コード11はタイヤ径方向Rと平行に延在し、補強コード12はタイヤ周方向Cと平行に延在し、補強コード13はタイヤ径方向Rに対して一方側に傾斜するように延在し、補強コード14はタイヤ径方向Rに対して他方側に傾斜するように延在している。これら補強コード11~14の交差箇所においては配向方向が異なる複数本の補強コード11~14が互いに接合されて複数の接合部15,16が形成されている。より具体的には、少なくとも3本の補強コード11~14が交差する交差箇所では少なくとも3本の補強コード11~14が一体的に接合されて複数の接合部15が形成されており、2本の補強コード13,14が交差する交差箇所では2本の補強コード13,14が一体的に接合されて複数の接合部16が形成されている。
 図22は本発明の空気入りタイヤのビード補強層に使用される補強部材の変形例を示すものである。図22では、少なくとも3本の補強コード11~14が交差する交差箇所において少なくとも3本の補強コード11~14が一体的に接合されて複数の接合部15が形成されているものの、2本の補強コード13,14が交差する交差箇所では接合部16が形成されていない。
 補強コード11~14の材質は特に限定されるものではなく、補強コード11~14として化学繊維コード又はスチールコードを用いることができる。例えば、補強コード11~14の全てに化学繊維コードを使用した構造、補強コード11,13,14に化学繊維コードを使用する一方で補強コード12にスチールコードを使用した構造、補強コード11にスチールコードを使用する一方で補強コード12~14に化学繊維コードを使用した構造、補強コード11,12にスチールコードを使用する一方で補強コード13,14に化学繊維コードを使用した構造を挙げることができる。
 補強コード11~14の接合方法は、特に限定されるものではなく、種々の方法を採用することができる。化学繊維コードの場合、コード同士が結節点を形成するように接合部15,16を形成したり、コード同士が結節点を形成することなく双方の繊維束(ヤーン)が互いに交差するように接合部15,16を形成したり、コード同士を溶着することで接合部15,16を形成したり、コード同士を接着することで接合部15,16を形成したりすることができる。スチールコードの場合、コード同士が結節点を形成することなく双方のフィラメントが互いに交差するように接合部15,16を形成したり、コード同士を溶接することで接合部15,16を形成したり、コード同士を接着することで接合部15,16を形成したりすることができる。いずれにしても、コード同士が互いの位置を規制し合うように交差箇所で一体的に結合していることが必要である。
 上述のように構成される補強部材10は、前述した図3と図4の対比説明からも明らかなように、少なくとも3方向に配向する複数本の補強コード11~14を含み、これら補強コード11~14の少なくとも一部の交差箇所において配向方向が異なる少なくとも3本の補強コード11~14を互いに接合した網状構造を有しているので、その面外変形に対する柔軟性を良好に維持しながら面内曲げ剛性を高めることができる。
  従って、ビード部3にビード補強層9を埋設した空気入りタイヤにおいて、そのビード補強層9として上記網状構造を有する補強部材10を用いた場合、タイヤ周剛性を効果的に増大させることができ、延いては、タイヤ重量の増加を抑制しながら操縦安定性を改善することができる。また、上記補強部材10は面外変形に対して良好な柔軟性を呈するので、ビード補強層9の耐久性を良好に維持することができる。
 図23~図25はそれぞれ本発明の空気入りタイヤのビード補強層に使用される補強部材の変形例を示すものである。図23において、少なくとも3本の補強コード11~14が交差する少なくとも一部の交差箇所では少なくとも3本の補強コード11~14が一体的に接合されて複数の接合部15が形成されており、2本の補強コード13,14が交差する少なくとも一部の交差箇所では2本の補強コード13,14が一体的に接合されて複数の接合部16が形成されている。そして、補強部材10をタイヤ径方向Rに沿って4つの領域A1~A4に区分したとき、これら領域A1~A4における接合部15,16の密度がタイヤ径方向内側ほど高くなるように設定されている。このような配置によれば、補強部材10に基づく急激な剛性変化を回避し、耐久性の低下を防止しながら、ビード補強層9の面内曲げ剛性を効果的に高めることができる。
 図24では、補強部材10をタイヤ径方向Rに沿って5つの領域A11~A15に区分したとき、これら領域A11~A15における補強コード11~14の本数がタイヤ径方向外側ほど少なくなるように設定され、かつ領域A11~A15における接合部15,16の密度がタイヤ径方向内側ほど高くなるように設定されている。特に、接合部15,16はタイヤ径方向内側の領域A11~A13だけに配設され、タイヤ周方向Cに延びる補強コード12はタイヤ径方向内側の領域A11~A13だけに配設され、タイヤ径方向Rに対して傾斜する補強コード13,14はタイヤ径方向内側の領域A11~A14だけに配設されている。
 図25では、補強部材10をタイヤ径方向Rに沿って5つの領域A11~A15に区分したとき、これら領域A11~A15における補強コード11~14の本数がタイヤ径方向外側ほど少なくなるように設定され、かつ領域A11~A15における接合部15,16の密度がタイヤ径方向内側ほど高くなるように設定されている。特に、接合部15,16はタイヤ径方向内側の領域A11~A13だけに配設され、タイヤ周方向Cに延びる補強コード12はタイヤ径方向内側の領域A11~A12だけに配設され、タイヤ径方向Rに対して傾斜する補強コード13,14はタイヤ径方向内側の領域A11~A14だけに配設されている。
 図24及び図25の例では、補強部材10において、補強コード11~14の本数をタイヤ径方向外側ほど少なくし、接合部15,16の密度をタイヤ径方向内側ほど高くしているが、このように補強コード11~14及び接合部15,16の配置を適宜選択することにより、タイヤ周剛性を適正化することができる。なお、図24及び図25において、タイヤ周方向Cに延びる補強コード12はビードフィラー6の頂点よりもタイヤ径方向内側に配置されている。
 上述したビード補強層9は、網状構造を有する補強部材10を無端末の環状に加工することで成形することが可能である。つまり、補強部材10を環状に編み込んで成形することができる。この場合、空気入りタイヤの耐久性が良好になる。勿論、ビード補強層9は、網状構造を有する補強部材10をタイヤ周方向に沿って1周以上巻き回すことで成形することも可能である。この場合、網状構造を有する補強部材10を従来のビード補強部材と同様に取り扱うことができるので、空気入りタイヤの製造が容易である。
  上述した空気入りタイヤにおいては、少なくとも3本の補強コード11~14が交差する交差箇所の全てにおいて少なくとも3本の補強コード11~14を互いに接合しているが、少なくとも3本の補強コード11~14が交差する交差箇所のうち少なくとも30%の交差箇所、より好ましくは、少なくとも50%(最も好ましくは70%以上)の交差箇所において、少なくとも3本の補強コード11~14を互いに接合することが望ましい。これにより、面内曲げ剛性を高める効果を十分に得ることができる。この比率が小さ過ぎると面内曲げ剛性の改善効果が低下する。
  また、上述した空気入りタイヤでは、交差箇所において接合される少なくとも3本の補強コード11~14の交差角度は15°以上、より好ましくは、20°~75°であると良い。これにより、面内曲げ剛性を高める効果を十分に得ることができる。この交差角度が小さ過ぎると面内曲げ剛性の改善効果が低下する。なお、図2、図14、図21、図22等の実施形態では補強コード11~14の交差角度は45°になっている。
 上述した空気入りタイヤにおいて、補強コード11~14としては、引張強さが1.5(cN/dtex)以上、結節強さが1.5(cN/dtex)以上、引掛強さが2.5(cN/dtex)以上である化学繊維コードを用いることが望ましい。化学繊維コードの場合、網状構造を有する補強部材10を容易に形成することができ、しかも、上記物性を有する化学繊維コードはタイヤ補強材料として好適である。
 上記物性について、好ましくは、引張強さが2.0(cN/dtex)以上、結節強さが2.0(cN/dtex)以上、引掛強さが3.5(cN/dtex)以上であり、更に好ましくは引張強さが4.0(cN/dtex)以上、結節強さが3.0(cN/dtex)以上、引掛強さが5.0(cN/dtex)以上であり、最も好ましくは引張強さが5.0(cN/dtex)以上、結節強さ4.0(cN/dtex)以上、引掛強さ8.0(cN/dtex)以上である。上限値は特に限定されるものではないが、結節強さは20(cN/dtex)以下、引掛強さは20(cN/dtex)以下、引張強さは15(cN/dtex)以下であることが現実的である。なお、結節強さと引掛強さはそれぞれJIS- L1013(化学繊維フィラメント糸試験方法)、JIS -L1015(化学繊維ステープル試験方法)に準拠して測定されるものである。
 このような化学繊維コードとしては、アラミド繊維、ポリケトン繊維、ポリエチレンテレフタレート(PET)繊維、ポリエチレンナフタレート(PEN)繊維、高分子量ポリエチレン繊維(東洋紡ダイニーマなど)、ポリ-パラフェニレンベンゾビスオキサゾール(PBO)繊維を含むものが好適である。勿論、コード延長方向に応じて材料を異ならせることも可能である。また、低伸度材料からなる繊維(例えば、アラミド繊維)と高伸度材料からなる繊維(例えば、ナイロン繊維)とを撚り合わせた複合コードは、高伸度材料の特性に起因して結節強度が高くなり、低伸度材料の特性に起因して弾性率が高くなるため、網状構造を有する補強部材10の素材として好適である。また、化学繊維コード同士を結び付ける場合、有結節でも無結節でも構わないが、部材の薄肉化の観点から無結節とするのが良い。
 補強コード11~14の太さは0.5mm~1.5mmであることが好ましい。この太さが上限値を超えるとゴム層が厚くなってタイヤの重量が増えるため転がり抵抗が悪化し、下限値を下回ると同じ強度を確保するためにコードの配置本数を増やす必要があり、その結果、接合点の密度が高くなり過ぎて補強部材10の製造が困難になる。
  また、ベルト層7、カーカス層4、ビード補強層9を構成する補強部材10はゴムで被覆されているのが良い。これにより、補強コード11~14の一体性を確保して補強部材10の面内曲げ剛性を高めることができる。
 次に、本発明で使用される補強部材の接合部について図26~図37を参照しながら具体的に説明する。図26は3本のコード21~23を互いに接合した例であるが、結節を持たないコード21に対して絡み付くようにコード22,23が個別に結節を形成している。図27は3本のコード21~23を互いに接合した例であるが、結節を持たないコード21,22に対して絡み付くようにコード23が結節を形成している。図28は3本のコード21~23を互いに接合した例であるが、結節を持たないコード21に対して絡み付くようにコード22,23が個別に結節を形成し、コード22,23の傾斜方向が結節を境にして反転している。図29は3本のコード21~23を互いに接合した例であるが、結節を持たないコード21,22に対して絡み付くようにコード23が結節を形成し、コード22,23の傾斜方向が結節を境にして反転している。図30は3本のコード21~23を互いに接合した例であるが、結節を持たないコード21に対して絡み付くようにコード22,23が個別に結節を形成し、これら結節が互いに係合し、コード22,23の傾斜方向が結節を境にして反転している。図31は3本のコード21~23を互いに接合した例であるが、結節を持たないコード21に対して絡み付くようにコード22,23が一体的に結節を形成し、コード22,23の傾斜方向が結節を境にして反転している。
 図32は4本のコード21~24を互いに接合した例であるが、結節を持たないコード21,23,24に対して絡み付くようにコード22が結節を形成している。図33は4本のコード21~24を互いに接合した例であるが、結節を持たないコード21に対して絡み付くようにコード22,23が個別に結節を形成し、コード22,23の傾斜方向が結節を境にして反転し、これら22,23の間にコード24が挿入されている。図26~図33において、例えば、結節を持たないコード21はタイヤ周方向に配向させることが好ましい。コード21がタイヤ周方向に配置される場合、そのコード21に大きな張力が掛かることになるが、結節による曲率を持たないことで張力を効果的に担持することができる。
 図34は3本のコード21~23を溶着により互いに接合した例である。コード21~23が化学繊維であって、その少なくとも一部が熱可塑性樹脂で構成される場合には、コード21~23の交差部分を厚さ方向に圧縮しながら熱溶着又は超音波溶着等の溶着処理を行うことにより、コード21~23を一体化することができる。図35は2本のコード21,22を溶着により互いに接合した例である。
 図36は2本のコード21,22を他の溶着手法により互いに接合した例である。コード21,22が化学繊維であって、熱硬化性樹脂で構成される場合には、コード21,22の交差部分において繊維に含浸するように又は繊維を包み込むように熱可塑性樹脂からなる接合材料25を配置し、その上で熱溶着又は超音波溶着等の溶着処理を行うことにより、コード21,22を一体化することができる。
 図37は2本のコード21,22を無結節で互いに接合した例であり、コード21,22を構成するヤーン同士が互いに交差することで無結節の接合部を形成している。結節を有する接合部を形成した場合は補強部材10が厚くなるが、無結節の接合部を形成した場合は補強部材10の厚さを小さくすることができる。
 上述した実施形態では特定の網状構造を有する補強部材をベルト層、カーカス層又はビード補強層に適用した場合について説明したが、このような特定の網状構造を有する補強部材は空気入りタイヤを構成する各種の補強層に適用することが可能である。いずれの補強層に適用した場合も、面外変形に対する柔軟性を良好に維持しながら面内曲げ剛性を高めることで種々のタイヤ性能を改善することが可能である。勿論、上述のような網状構造を有する補強部材を複数種類の補強層に対して同時に適用することも可能である。
 タイヤサイズ215/55R17で、タイヤ周方向に延在して環状をなすトレッド部と、該トレッド部の両側に配置された一対のサイドウォール部と、これらサイドウォール部のタイヤ径方向内側に配置された一対のビード部とを備え、一対のビード部間にカーカス層を装架し、トレッド部におけるカーカス層の外周側にベルト層を配置した空気入りタイヤにおいて、ベルト層として、少なくとも3方向に配向する複数本の補強コードを含み、これら補強コードの交差箇所において配向方向が異なる少なくとも3本の補強コードを互いに接合した網状構造を有する補強部材(図2、図5、図8、図10)を用いた実施例1~4のタイヤを製作した。
 比較のため、トレッド部に補強コードのタイヤ周方向に対する傾斜方向が互いに異なる2層のベルト層を埋設した従来例1の空気入りタイヤを用意した。また、ベルト層として、2方向に配向する複数本の補強コードを含み、これら補強コードの交差箇所において配向方向が異なる2本の補強コードを互いに接合した網状構造を有する補強部材を用いた比較例1のタイヤを用意した。
  これら試験タイヤについて、下記の評価方法により、コーナリングパワー、転がり抵抗を評価し、その結果を表1に示した。
 コーナリングパワー:
 各試験タイヤをリムサイズ17×7Jのホイールに組み付けてフラットベルト試験機に装着し、空気圧230kPa、荷重6.5kN、速度20km/hの条件にて走行させ、スリップ角を±1.0°としたときのコーナリングパワーを測定した。評価結果は、従来例1を100とする指数にて示した。この指数値が大きいほどコーナリングパワーが大きいことを意味する。
 転がり抵抗:
 各試験タイヤをリムサイズ17×7Jのホイールに組み付けて半径854mmのドラムを備えた転がり抵抗試験機に装着し、25℃の雰囲気温度において、空気圧230kPa、荷重6.0kN、速度80km/hの条件にて30分間予備走を行った後、同条件にて転がり抵抗を測定した。評価結果は、測定値の逆数を用い、従来例1を100とする指数にて示した。この指数値が大きいほど転がり抵抗が小さいことを意味する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 表1から判るように、実施例1~4のタイヤは、従来例1との対比において、コーナリングパワーが増大し、転がり抵抗が小さくなっていた。一方、比較例1のタイヤにおいては、コーナリングパワー及び転がり抵抗の改善効果が殆ど見られなかった。
 次に、タイヤサイズ215/55R17で、タイヤ周方向に延在して環状をなすトレッド部と、該トレッド部の両側に配置された一対のサイドウォール部と、これらサイドウォール部のタイヤ径方向内側に配置された一対のビード部とを備え、一対のビード部間にカーカス層を装架した空気入りタイヤにおいて、カーカス層として、ビード部側の領域で少なくとも3方向に配向する複数本の補強コードを含み、これら補強コードの交差箇所において配向方向が異なる少なくとも3本の補強コードを互いに接合した網状構造を有する補強部材(図14、図15)を用いた実施例11~12のタイヤを製作した。
 比較のため、一対のビード部間にタイヤ径方向に延長する複数本の補強コードを含むカーカス層を装架した従来例11の空気入りタイヤを用意した。また、一対のビード部間にタイヤ径方向に延長する複数本の補強コードを含むカーカス層を装架すると共にビード部からサイドウォール部にかけて2層のビード補強層を埋設した比較例11のタイヤを用意した。
  これら試験タイヤについて、下記の評価方法により、タイヤ重量、操縦安定性を評価し、その結果を表2に示した。
 タイヤ重量:
 各試験タイヤの重量を測定した。評価結果は、測定値の逆数を用い、従来例11を100とする指数にて示した。この指数値が大きいほど軽量であることを意味する。
 操縦安定性:
 各試験タイヤをリムサイズ17×7Jのホイールに組み付け、排気量3000ccの試験車両に装着し、空気圧230kPaの条件にてテストドライバーによる官能評価を行った。評価結果は、従来例11を100とする指数にて示した。この指数値が大きいほど操縦安定性が優れていることを意味する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
 表2から判るように、実施例11~12のタイヤは、ビード補強層を追加することなくタイヤ周剛性を増大させることが可能であるため、従来例11との対比において、タイヤ重量を実質的に増加させることなく操縦安定性を改善することができた。一方、比較例11のタイヤにおいては、操縦安定性の改善効果が認められるものの、それに伴ってタイヤ重量が増加していた。
 次に、タイヤサイズ215/55R17で、タイヤ周方向に延在して環状をなすトレッド部と、該トレッド部の両側に配置された一対のサイドウォール部と、これらサイドウォール部のタイヤ径方向内側に配置された一対のビード部とを備え、一対のビード部間にカーカス層を装架すると共に、ビード部からサイドウォール部にかけてビード補強層を埋設した空気入りタイヤにおいて、ビード補強層として、少なくとも3方向に配向する複数本の補強コードを含み、これら補強コードの交差箇所において配向方向が異なる少なくとも3本の補強コードを互いに接合した網状構造を有する補強部材(図21、図22、図23、図24)を用いた実施例21~24のタイヤを製作した。
 比較のため、ビード補強層を備えていない従来例21の空気入りタイヤを用意した。また、ビード部からサイドウォール部にかけてタイヤ径方向対して傾斜する複数本の補強コードを含む2層のビード補強層を埋設した比較例21のタイヤを用意した。
  これら試験タイヤについて、下記の評価方法により、タイヤ重量、操縦安定性を評価し、その結果を表3に示した。
 タイヤ重量:
 各試験タイヤの重量を測定した。評価結果は、測定値の逆数を用い、従来例21を100とする指数にて示した。この指数値が大きいほど軽量であることを意味する。
 操縦安定性:
 各試験タイヤをリムサイズ17×7Jのホイールに組み付け、排気量3000ccの試験車両に装着し、空気圧230kPaの条件にてテストドライバーによる官能評価を行った。評価結果は、従来例21を100とする指数にて示した。この指数値が大きいほど操縦安定性が優れていることを意味する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
 表3から判るように、実施例21~24のタイヤは、ビード補強層に使用される補強部材の面内曲げ剛性が高いため、従来例21との対比において、タイヤ重量の増加を最小限に抑制しながら操縦安定性を改善することができた。一方、比較例21のタイヤにおいては、操縦安定性の改善効果が認められるものの、その改善効果は実施例21~24よりも小さく、しかもタイヤ重量が大幅に増加していた。
 1 トレッド部
 2 サイドウォール部
 3 ビード部
 4 カーカス層
 5 ビードコア
 6 ビードフィラー
 7 ベルト層
 8 ベルト補強層
 9 ビード補強層
 10 補強部材
 11~14 補強コード
 15,16 接合部

Claims (21)

  1.  タイヤ周方向に延在して環状をなすトレッド部と、該トレッド部の両側に配置された一対のサイドウォール部と、これらサイドウォール部のタイヤ径方向内側に配置された一対のビード部とを備えた空気入りタイヤにおいて、少なくとも3方向に配向する複数本の補強コードを含み、これら補強コードの少なくとも一部の交差箇所において配向方向が異なる少なくとも3本の補強コードを互いに接合した網状構造を有する補強部材を備えることを特徴とする空気入りタイヤ。
  2.   前記一対のビード部間にカーカス層を装架し、前記トレッド部における前記カーカス層の外周側にベルト層を配置した空気入りタイヤにおいて、前記ベルト層として前記網状構造を有する補強部材を用いたことを特徴とする請求項1に記載の空気入りタイヤ。
  3.   少なくとも3本の補強コードが交差する交差箇所のうち少なくとも30%の交差箇所において前記少なくとも3本の補強コードを互いに接合したことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の空気入りタイヤ。
  4.   前記交差箇所において接合される少なくとも3本の補強コードの交差角度が15°以上であることを特徴とする請求項1~3のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
  5.   前記ベルト層は前記網状構造を有する補強部材をタイヤ周方向に沿って1周以上巻き回すことで成形されていることを特徴とする請求項1~4のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
  6.   前記ベルト層は前記網状構造を有する補強部材を無端末の環状に加工することで成形されていることを特徴とする請求項1~4のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
  7.  前記補強コードは結節強さが1.5(cN/dtex)以上である化学繊維コードを含むことを特徴とする請求項1~6のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
  8.   前記網状構造を有する補強部材はゴムで被覆されていることを特徴とする請求項1~7のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
  9.  前記一対のビード部間にカーカス層を装架した空気入りタイヤにおいて、前記カーカス層として前記ビード部側の領域で前記網状構造を有する補強部材を用いたことを特徴とする請求項1に記載の空気入りタイヤ。
  10.   少なくとも3本の補強コードが交差する交差箇所のうち少なくとも30%の交差箇所において前記少なくとも3本の補強コードを互いに接合したことを特徴とする請求項9に記載の空気入りタイヤ。
  11.   前記交差箇所において接合される少なくとも3本の補強コードの交差角度が15°以上であることを特徴とする請求項9又は10に記載の空気入りタイヤ。
  12.   前記カーカス層は前記網状構造を有する補強部材を無端末の環状に加工することで成形されていることを特徴とする請求項9~11のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
  13.  前記補強コードは結節強さが1.5(cN/dtex)以上である化学繊維コードを含むことを特徴とする請求項9~12のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
  14.   前記網状構造を有する補強部材はゴムで被覆されていることを特徴とする請求項9~13のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
  15.  前記一対のビード部間にカーカス層を装架すると共に、前記ビード部にビード補強層を埋設した空気入りタイヤにおいて、前記ビード補強層として前記網状構造を有する補強部材を用いたことを特徴とする請求項1に記載の空気入りタイヤ。
  16.   少なくとも3本の補強コードが交差する交差箇所のうち少なくとも30%の交差箇所において前記少なくとも3本の補強コードを互いに接合したことを特徴とする請求項15に記載の空気入りタイヤ。
  17.   前記交差箇所において接合される少なくとも3本の補強コードの交差角度が15°以上であることを特徴とする請求項15又は16に記載の空気入りタイヤ。
  18.   前記補強部材における前記補強コードの接合部の密度をタイヤ径方向内側ほど高くしたことを特徴とする請求項15~17のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
  19.   前記ビード補強層は前記網状構造を有する補強部材を無端末の環状に加工することで成形されていることを特徴とする請求項15~18のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
  20.  前記補強コードは結節強さが1.5(cN/dtex)以上である化学繊維コードを含むことを特徴とする請求項15~19のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
  21.   前記網状構造を有する補強部材はゴムで被覆されていることを特徴とする請求項15~20のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
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