WO2021240862A1 - 空気入りタイヤ - Google Patents

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WO2021240862A1
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tire
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belt
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俊哉 宮園
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株式会社ブリヂストン
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    • B60C2200/00—Tyres specially adapted for particular applications
    • B60C2200/06—Tyres specially adapted for particular applications for heavy duty vehicles

Definitions

  • the present invention relates to a pneumatic tire.
  • an auxiliary reinforcing layer is arranged adjacent to the cut portion of the cord at the widthwise end of the belt layer or the rewinding end of the carcass ply to alleviate the rigidity step with the surrounding rubber.
  • Pneumatic radial tires that relieve stress concentration are disclosed.
  • Patent Document 2 discloses a pneumatic radial tire in which a nonwoven fabric fiber-rubber composite layer in which a nonwoven fabric composed of organic fibers is impregnated with a rubber component is arranged at the end portion of the belt in the tire width direction. There is.
  • a reinforcing layer such as an auxiliary reinforcing layer of Patent Document 1 and a non-woven fabric fiber-rubber composite layer of Patent Document 2 is provided. Therefore, it is possible to suppress the occurrence of separation at the position of the cut end of the ply, such as the widthwise end of the belt layer and the rewinding end of the carcass ply.
  • the pneumatic tires described in Patent Documents 1 and 2 there is still room for improvement in terms of alleviating stress concentration at the position of the end portion of the reinforcing layer itself.
  • An object of the present invention is to provide a pneumatic tire capable of alleviating stress concentration at the position of the cut end of a ply and also relaxing stress concentration at the position of the end of the reinforcing layer.
  • the pneumatic tire as the first aspect of the present invention is the ply including a plurality of cords arranged in parallel with each other, the cover rubber covering the ply and forming the outer surface of the tire, and the position of the cut end of the ply.
  • a reinforcing layer covering the cut end of the ply is provided on one side or both sides in the thickness direction of the ply, and the reinforcing layer is a non-woven fabric made of metal fibers or a rubber sheet material in which metal fibers are embedded. It is composed of.
  • FIG. 3 is an enlarged view showing the vicinity of the belt reinforcing layer shown in FIG. 1. It is a figure which shows the detail of the attachment structure of the belt reinforcing layer and the carcass reinforcing layer shown in FIG. It is sectional drawing of the metal fiber which constitutes the reinforcing layer of the pneumatic tire shown in FIG. 1. It is sectional drawing of the modification of the metal fiber shown in FIG. 4A. It is a figure which shows the modification of the reinforcement layer shown in FIG. It is a figure which shows another modification of the reinforcing layer shown in FIG. 1.
  • the "applicable rim” means a standard rim specified in the following standards according to the tire size (“Design Rim” in the YEAR BOOK of the following TRA; “Measuring Rim” in the STANDARDS MANUAL of the following ETRTO). ..
  • the standard is determined by the industrial standard that is valid in the area where the tire is produced or used. For example, in the United States, “YEAR BOOK” of “The Tire and Rim Association, Inc. (TRA)” Yes, in Europe, it is “STANDARDS MANUAL” of "The European Tire Rim Technical Organization (ETRTO)", and in Japan, it is “JATTA YEAR BOOK” of "Japan Automobile Tire Association (JATTA)”.
  • the "applicable rim” includes, in addition to the current size, a size that may be included in the above industrial standards in the future.
  • a size that may be included in the above industrial standards in the future As an example of the size that can be included in the above industrial standard in the future, the size described as "FUTURE DEVELOPMENTS" in the ETRTO 2013 edition can be mentioned, but in the case of the size not described in the above industrial standard, the size is not described.
  • the "specified internal pressure” refers to the air pressure (maximum air pressure) corresponding to the maximum load capacity of a single wheel in the applicable size and ply rating described in the above-mentioned JATMA YEAR BOOK, etc., and is described in the above-mentioned industrial standard. In the case of no size, it means the air pressure (maximum air pressure) corresponding to the maximum load capacity specified for each vehicle equipped with tires. Further, the "maximum load load” described later is specified for each vehicle equipped with the tire maximum load capacity of the standard such as JATTA for the tire of the applicable size, or in the case of the size not described in the industrial standard. It means the load corresponding to the maximum load capacity.
  • FIG. 1 is a diagram showing a pneumatic tire 1 according to the present invention (hereinafter, simply referred to as "tire 1"). Specifically, FIG. 1 includes the tire central axis parallel to the tire width direction A of the tire 1 in the reference state in which the tire 1 is mounted on the applicable rim, the specified internal pressure is applied, and the load is not applied. It is a cross-sectional view in the cross section. Hereinafter, this cross section will be referred to as a “tire width direction cross section”. Since the tire 1 has a configuration symmetrical with respect to the tire equatorial plane CL, FIG. 1 shows a cross section in the tire width direction of only one side of the tire width direction A with the tire equatorial plane CL interposed therebetween. However, the tire may have a structure asymmetrical with respect to the equatorial surface CL of the tire.
  • the tire 1 includes a tread portion 1a, a pair of sidewall portions 1b extending inward in the tire radial direction B from both ends of the tread portion 1a in the tire width direction A, and each sidewall portion 1b.
  • a pair of bead portions 1c provided at the inner end portion in the tire radial direction B of the tire.
  • the tire 1 is a radial tire and has a suitable configuration as a pneumatic tire for heavy-duty vehicles such as trucks and buses.
  • the "tread portion 1a” means a portion sandwiched by the tread end TEs on both sides in the tire width direction A.
  • the "bead portion 1c” means a portion where the bead member 3 described later is located in the tire radial direction B.
  • the “sidewall portion 1b” means a portion between the tread portion 1a and the bead portion 1c.
  • the "tread end TE” means the outermost position of the ground contact surface in the tire width direction when the tire is mounted on the above-mentioned applicable rim, the above-mentioned specified internal pressure is applied, and the maximum load is applied. ..
  • the tire outer surface includes an outer surface of the tread portion 1a, which is the outer surface of the tread portion 1a, in the tire radial direction B, and an outer surface of the sidewall portion 1b, which is the outer surface of the sidewall portion 1b, in the tire width direction A. It is provided with an outer surface of the bead portion 1c, which is the outer surface of the bead portion 1c, in the tire width direction A.
  • the tire 1 includes a bead member 3, a carcass ply 4, a chafer 5, a four-layer belt ply 6 to 9, a tread rubber 10 and a side rubber 11 as a cover rubber 13, an inner liner 12, and a reinforcing layer 21. ..
  • the bead member 3 is embedded in the bead portion 1c.
  • the bead member 3 of the present embodiment is a bead core.
  • the bead member 3 may further include a rubber bead filler located outside the tire radial direction B with respect to the bead core.
  • the bead core as the bead member 3 includes a plurality of bead cords whose perimeter is covered with rubber.
  • the bead cord is formed of a steel cord.
  • the steel cord can be made of, for example, a steel monofilament or stranded wire.
  • the carcass ply 4 is arranged across the pair of bead portions 1c, more specifically between the pair of bead members 3, and extends in a toroidal shape. Further, the carcass ply 4 of the present embodiment has a radial structure.
  • the carcass ply 4 extends in a toroidal shape across the pair of bead members 3, and is folded around each bead member 3 from the inside to the outside in the tire width direction A.
  • the carcass ply 4 of the present embodiment includes a plurality of ply cords 34 (see FIG. 3) arranged in parallel with each other, and a coating rubber 35 (see FIG. 3) covering the plurality of ply cords 34.
  • the carcass ply 4 does not include the coated rubber 35, and is configured by, for example, arranging a plurality of ply cords made of brass or plated containing brass in parallel and adhering the adjacent ply cords to each other. It may have been done.
  • the tire 1 of the present embodiment includes one carcass ply 4, but may be configured to include two or more carcass ply 4.
  • the plurality of ply cords 34 of the carcass ply 4 are arranged at an angle of, for example, 75 ° to 90 ° with respect to the tire circumferential direction C.
  • the ply cord 34 (see FIG. 3) of the carcass ply 4 can be a metal cord such as a steel cord.
  • the steel cord can consist of, for example, a steel monofilament or stranded wire coated with brass on its surface.
  • the ply cord 34 may be, for example, an organic fiber cord having a surface coated with brass.
  • the carcass ply 4 is formed by being connected to the main body portion 4a located between the pair of bead members 3 and the main body portion 4a, and being folded back from the inside to the outside in the tire width direction A around each bead member 3. It is provided with a folded-back portion 4b and a folded portion 4b.
  • the bead member 3 of the present embodiment is composed of a bead core, but a bead filler extending in a tapered shape may be further provided outside the tire radial direction B of the bead core.
  • the bead filler is arranged between the main body portion 4a and the folded portion 4b of the carcass ply 4.
  • the chafer 5 is arranged outside the tire width direction A of each bead member 3 and outside the tire width direction A of the folded-back portion 4b of the carcass ply 4. Therefore, it is possible to prevent the bead portion 1c from being damaged by the rim flange of the applicable rim while the tire 1 is attached to the applicable rim.
  • the inner end portion of the chafer 5 in the tire radial direction B may be wound around the bead member 3 from the outside to the inside in the tire width direction A.
  • a chafer ply using a metal cord such as a steel cord or an organic fiber cord as a ply cord can be used.
  • the belt plies 6 to 9 are arranged on the tread portion 1a. Specifically, the belt plies 6 to 9 are arranged outside the tire radial direction B with respect to the crown portion of the carcass ply 4.
  • the tire 1 of the present embodiment includes four layers of belt plies 6 to 9, but may be one or more layers, and the number of layers is not particularly limited.
  • Each belt ply 6 to 9 includes a plurality of ply cords 32 (see FIG. 3) arranged in parallel with each other, and a coated rubber 33 (see FIG. 3) covering the plurality of ply cords 32.
  • each belt ply 6 to 9 does not include the coated rubber 33, and for example, a plurality of ply cords made of brass or plated containing brass are arranged in parallel, and adjacent ply cords are adhered to each other. It may be configured by.
  • Each of the belt plies 6 to 9 constitutes an inclined belt layer in which the cord cutting ends 32a of the ply cord 32 are exposed at both ends in the tire width direction A.
  • the plurality of ply cords 32 of each belt ply 6 to 9 are inclined and extend with respect to the tire width direction A and the tire circumferential direction C, for example, 10 ° to 60 ° with respect to the tire circumferential direction C. They are arranged at an angle.
  • the ply cord 32 of each belt ply 6 to 9 can be a metal cord such as a steel cord.
  • the steel cord can consist of, for example, a steel monofilament or stranded wire coated with brass on its surface.
  • the ply cord 32 may be, for example, an organic fiber cord having a surface coated with brass.
  • the tread rubber 10 covers the crown portion of the main body portion 4a of the carcass ply 4 and the outside of the four-layer belt ply 6 to 9 in the tire radial direction B.
  • the outer surface of the tread portion 1a of the present embodiment is made of the tread rubber 10.
  • a tread pattern including a circumferential groove extending in the tire peripheral direction C, a widthwise groove extending in the tire width direction A, and the like is formed.
  • the side rubber 11 covers the outside of the main body portion 4a and the folded portion 4b of the carcass ply 4 in the tire width direction A.
  • the outer surface of the sidewall portion 1b and the outer surface of the bead portion 1c of the present embodiment are made of the side rubber 11.
  • the upper end portion of the side rubber 11 in the tire radial direction B is connected to the end portion of the above-mentioned tread rubber 10 in the tire width direction A.
  • the tread rubber 10 and the side rubber 11 of the present embodiment together constitute the cover rubber 13 of the tire 1 that covers the carcass ply 4 and the belt plies 6 to 9 and constitutes the outer surface of the tire.
  • the inner liner 12 covers the inner surface side of the tire of the main body portion 4a of the carcass ply 4, and constitutes the inner surface of the tire of the tire 1.
  • the inner liner 12 is laminated on the inner surface side of the tire of the main body portion 4a of the carcass ply 4.
  • the inner liner 12 may be formed of, for example, a butyl rubber having low air permeability.
  • Butyl-based rubber means butyl rubber and its derivative, halogenated butyl rubber.
  • the reinforcing layer 21 covers the cut end 31 of the ply on one side or both sides in the ply thickness direction with respect to the position of the cut end 31 of the ply.
  • the tire 1 of the present embodiment includes a belt reinforcing layer 21a and a carcass reinforcing layer 21b as two reinforcing layers 21.
  • FIG. 2 is an enlarged view showing the vicinity of the belt reinforcing layer 21a shown in FIG.
  • the configuration of the carcass reinforcing layer 21b is the same as the configuration of the belt reinforcing layer 21a.
  • FIG. 3 is a diagram showing details of the mounting configuration of the belt reinforcing layer 21a and the carcass reinforcing layer 21b.
  • the configuration of the carcass reinforcing layer 21b is the same as the configuration of the belt reinforcing layer 21a. Therefore, in FIG. 3, for convenience of explanation, the mounting configurations of the belt reinforcing layer 21a and the carcass reinforcing layer 21b are not distinguished. Represents.
  • the ply codes 32 and 34 shown in FIG. 3 may be arranged at an arbitrary angle with respect to the extending direction of the cut end 31 of the ply (the tire circumferential direction C in FIG. 3). Further, in FIG. 3, for convenience of explanation, a cross section of a part of the belt reinforcing layer 21a and the carcass reinforcing layer 21b is shown.
  • the belt reinforcing layer 21a as one reinforcing layer 21 is a belt in the ply thickness direction with respect to the outer end 8a in the tire width direction A as the cutting end 31 of the belt ply 8. Cut ends of the belt ply 8 on both sides (inside and outside of the tire radial direction B in the present embodiment) in the ply thickness direction (in the present embodiment, the thickness direction of the belt ply 8 and substantially equal to the tire radial direction B). It covers the outer end 8a as 31.
  • the cord cutting end 32a of the belt cord as the ply cord 32 is exposed at the outer end 8a of the belt ply 8 of the present embodiment as the cutting end 31.
  • the belt reinforcing layer 21a of the present embodiment has a tire width so as to straddle the position of the outer end 8a in the tire width direction A on both sides of the tire radial direction B with respect to the outer end 8a as the cutting end 31 of the belt ply 8. It extends in direction A.
  • the belt reinforcing layer 21a of the present embodiment has a U-shaped cross section in which portions located on both sides of the tire radial direction B with respect to the outer end 8a of the belt ply 8 are continuous outside the tire width direction A with respect to the belt ply 8. Although it has, it may not be continuous and may be a separate belt reinforcing layer.
  • the belt reinforcing layer 21a of the present embodiment extends in the tire width direction A so as to straddle the position of the outer end 8a of the belt ply 8 in the tire width direction A, but is not limited to this configuration.
  • belt plies may be arranged separately on both sides of the tire width direction A.
  • the belt reinforcing layer 21a may extend in the tire width direction A so as to straddle the position of the inner end of the belt ply in the tire width direction A in the tire width direction A. That is, the belt reinforcing layer 21a may extend in the tire width direction A so as to straddle the position of the end of the belt ply 8 as the cutting end 31 in the tire width direction A in the tire width direction A.
  • Both sides of the carcass ply thickness direction as the ply thickness direction (the thickness direction at the position of the folded portion 4b of the carcass ply 4 in the present embodiment and substantially equal to the tire width direction A) (the tire width direction in the present embodiment). (Inside and outside of A) covers the outer end 4b1 of the carcass ply 4 as the cut end 31.
  • the cord cutting end 34a of the ply cord 34 is exposed at the outer end 4b1 as the cutting end of the carcass ply 4 of the present embodiment.
  • the carcass reinforcing layer 21b of the present embodiment has a tire diameter so as to straddle the position of the outer end 4b1 in the tire radial direction B on both sides of the tire width direction A with respect to the outer end 4b1 as the cut end 31 of the carcass ply 4. It extends in direction B.
  • portions located on both sides of the tire width direction A with respect to the outer end 4b1 of the carcass ply 4 are continuous outside the folded portion 4b of the carcass ply 4 in the tire radial direction B.
  • it has a U-shaped cross section, it may not be continuous and may be a separate carcass reinforcing layer.
  • the belt reinforcing layer 21a as the reinforcing layer 21 is made of a non-woven fabric made of a metal fiber 22.
  • the tensile rigidity of the belt reinforcing layer 21a is smaller than the tensile rigidity of the belt ply 8.
  • the structure of the carcass reinforcing layer 21b is the same as the structure of the belt reinforcing layer 21a, and the carcass reinforcing layer 21b is also composed of the non-woven fabric made of the metal fiber 22.
  • the tensile rigidity of the carcass reinforcing layer 21b is smaller than the tensile rigidity of the carcass ply 4.
  • the outer end 8a of the belt ply 8 where the cord cut end 32a of the ply cord 32 is exposed when the vehicle equipped with the tire 1 is traveling on the road surface has rigidity with the surrounding rubber. It is possible to suppress the concentration of stress due to the step. Further, since the belt reinforcing layer 21a is made of a non-woven fabric made of metal fibers 22, the belt reinforcing layer 21a itself is easily deformed flexibly as compared with the case where the belt reinforcing layer is made of a metal plate. Therefore, at the end of the belt reinforcing layer 21a in the tire width direction A, the rigidity step with the surrounding rubber can be reduced.
  • the belt reinforcing layer 21a is made of a non-woven fabric made of metal fibers 22, the adhesiveness with the surrounding rubber is enhanced as compared with the case where the belt reinforcing layer is made of a non-woven fabric made of organic fibers. In this way, at the end of the belt reinforcing layer 21a in the tire width direction A, the rigidity step with the surrounding rubber is reduced and the adhesiveness with the surrounding rubber is enhanced, so that the belt reinforcing layer 21a is in the tire width direction. The stress concentration at the position of the end of A can be relaxed.
  • the end portion of the belt reinforcing layer 21a is provided.
  • the stress concentration at the position of can also be relaxed. As a result, the durability of the tire 1 can be improved.
  • the carcass reinforcing layer 21b is made of a non-woven fabric made of a metal fiber 22, the carcass reinforcing layer 21b itself is easily deformed flexibly as compared with the case where the carcass reinforcing layer 21b is made of a metal plate.
  • the rigidity step with the surrounding rubber at the end portion of the carcass reinforcing layer 21b in the tire radial direction B.
  • the carcass reinforcing layer 21b is made of a non-woven fabric made of metal fibers 22
  • the adhesiveness with the surrounding rubber is enhanced as compared with the case where the carcass reinforcing layer is made of a non-woven fabric made of organic fibers.
  • the rigidity step with the surrounding rubber is reduced and the adhesiveness with the surrounding rubber is improved, so that the tire radial direction of the carcass reinforcing layer 21b is increased.
  • the stress concentration at the position of the end of B can be relaxed.
  • the carcass reinforcing layer 21b in addition to alleviating stress concentration at the position of the outer end 4b1 of the folded portion 4b of the carcass ply 4 where the cord cutting end 34a of the ply cord 34 is exposed, the carcass reinforcing layer is provided.
  • the stress concentration at the position of the end of 21b can also be relaxed. As a result, the durability of the tire 1 can be improved.
  • the reinforcing layer 21 made of a non-woven fabric made of the metal fiber 22 can be manufactured by various methods, and the manufacturing method is not particularly limited.
  • the metal fiber 22 obtained by various cutting methods is needle punched. It can be manufactured by making it into a felt shape by entwining it with.
  • the diameter of the metal fiber 22 can be changed, for example, by changing the cutting amount, and the diameters of the metal fibers 22 constituting the belt reinforcing layer 21a and the carcass reinforcing layer 21b described above are different even if they have the same diameter. May be good.
  • the thickness and density of the non-woven fabric made of the metal fiber 22 can be changed, for example, by the amount of the metal fiber 22 to be punched and the number of vertical movements per unit time of the needle punch.
  • the belt reinforcing layer 21a and the carcass reinforcing layer 21b as the reinforcing layer 21 of the present embodiment are composed of a non-woven fabric made of a metal fiber 22, but are not limited to this configuration.
  • the reinforcing layer 21 may be made of a rubber sheet material in which the metal fiber 22 is embedded.
  • the reinforcing layer 21 is made of a non-woven fabric as in the present embodiment.
  • the belt reinforcing layer 21a as the reinforcing layer 21 of the present embodiment has an outer end 8a as a cut end 31 of the belt ply 8 to which the cord cut end 32a of the ply cord 32 is exposed.
  • the outer end 8a of the belt ply 8 is covered on both sides in the ply thickness direction (inside and outside of the tire radial direction B in this embodiment) with respect to the position of, but the present invention is not limited to this configuration.
  • the belt reinforcing layer 21a is a belt ply 8 on one side in the ply thickness direction (inside or outside the tire radial direction B in this embodiment) with respect to the position of the outer end 8a as the cutting end 31 of the belt ply 8. It may cover the outer end 8a.
  • the belt reinforcing layer 21a as the reinforcing layer 21 of the present embodiment has a substantially U-shaped cross section in a cross section in the tire width direction.
  • the belt reinforcing layer 21a is arranged so as to cover the outer end 8a of the belt ply 8 and a part of the inner surface and the outer surface of the belt ply 8 continuous from the outer end 8a in a cross-sectional view in the tire width direction.
  • the belt reinforcing layer 21a of the present embodiment is provided on both sides in the ply thickness direction with respect to the position of the outer end 8a of the belt ply 8 where the cord cutting end 32a of the ply cord 32 is exposed (the present embodiment).
  • the inner and outer sides of the tire radial direction B) cover the outer end 8a of the belt ply 8.
  • the belt reinforcing layer 21a is one side in the ply thickness direction (in the present embodiment, the tire radial direction B) with respect to the position of the outer end 8a of the belt ply 8 where the cord cutting end 32a of the ply cord 32 is exposed.
  • the outer end 8a of the belt ply 8 may be covered only by the inner side or the outer side of the belt ply 8. That is, as in the modified examples shown in FIGS.
  • the belt reinforcing layers 121a and 221a cover only a part of the outer surface of the belt ply 8 connected to the outer end 8a of the belt ply 8 in the cross-sectional view in the tire width direction. (See FIG. 5) or cover only a part of the inner surface (see FIG. 6) and face the outside of the tire width direction A without bending in the tire radial direction B along the outer end 8a of the belt ply 8. It may be extended.
  • the carcass reinforcing layer 21b as the reinforcing layer 21 of the present embodiment is a folded portion as the cut end 31 of the carcass ply 4 where the cord cut end 34a of the ply cord 34 is exposed.
  • the outer end 4b1 of the folded-back portion 4b of the carcass ply 4 is covered on both sides in the ply thickness direction (inside and outside of the tire width direction A in this embodiment) with respect to the position of the outer end 4b1 of 4b. Not limited to the configuration.
  • the carcass reinforcing layer 21b is on one side in the ply thickness direction (inside or outside the tire width direction A in this embodiment) with respect to the position of the outer end 4b1 of the folded-back portion 4b as the cut end 31 of the carcass ply 4. , The outer end 4b1 of the folded-back portion 4b of the carcass ply 4 may be covered.
  • the carcass reinforcing layer 21b as the reinforcing layer 21 of the present embodiment has a substantially U-shaped cross section in a cross section in the tire width direction.
  • the carcass reinforcing layer 21b is arranged so as to cover the outer end 4b1 of the folded portion 4b of the carcass ply 4 and a part of the inner surface and the outer surface of the folded portion 4b continuous from the outer end 4b1 in a cross-sectional view in the tire width direction. ing.
  • the carcass reinforcing layer 21b of the present embodiment is provided on both sides in the ply thickness direction with respect to the position of the outer end 4b1 of the folded portion 4b of the carcass ply 4 where the cord cut end 34a of the ply cord 34 is exposed.
  • inside and outside of the tire width direction A covers the outer end 4b1 of the folded-back portion 4b of the carcass ply 4.
  • the carcass reinforcing layer 21b is on one side in the ply thickness direction with respect to the position of the outer end 4b1 of the folded-back portion 4b where the cord cutting end 34a of the ply cord 34 of the carcass ply 4 is exposed (the present embodiment).
  • the outer end 4b1 of the folded-back portion 4b of the carcass ply 4 may be covered only by the inside or the outside in the tire width direction A). That is, as in the modified examples shown in FIGS. 5 and 6, the carcass reinforcing layer 121b and 221b are one of the outer surfaces of the folded-back portion 4b connected to the outer end 4b1 of the folded-back portion 4b of the carcass ply 4 in a cross-sectional view in the tire width direction. Cover only the portion (see FIG. 5) or cover only a part of the inner surface (see FIG. 6) without bending in the tire width direction A along the outer end 4b1 of the folded portion 4b of the carcass ply 4. It may extend toward the outside of the tire radial direction B.
  • the belt reinforcing layer 21a of the present embodiment is provided around the outer end 8a of one of the four belt plies 6 to 9, but is not limited to this configuration.
  • the belt reinforcing layer 21a may be provided around the outer end of one or more of the other three layers of belt plies 6, 7 and 9 in addition to or in place of the belt ply 8.
  • the belt ply 8 and the carcass ply 4 are exemplified as the plies reinforced by the reinforcing layer 21, but the specific examples thereof are not limited to these. Therefore, the reinforcing layer 21 may be arranged adjacent to the cut end of the chafaply constituting the chafer 5, for example, to reinforce the chafaply.
  • the reinforcing layer 21 is on one side or both sides of the tire width direction A with respect to the outer end of the tire radial direction B of the chafer ply, and is in the tire radial direction of the outer end of the tire radial direction B of the chafaply. It may extend in the tire radial direction B so as to straddle the position in B. Further, the reinforcing layer 21 may be arranged so as to reinforce another ply.
  • FIG. 4A is a cross-sectional view of the metal fiber 22 constituting the reinforcing layer 21.
  • the metal fiber 22 is composed of steel, copper, aluminum, nickel, or an alloy containing any of these. That is, the metal fiber 22 shown in FIG. 4A is made of a wire rod 41 made of the above-mentioned metal material.
  • the metal fiber 22 constituting the reinforcing layer 21 is preferably made of brass. By doing so, the adhesiveness with the surrounding rubber is enhanced as compared with the metal fiber made of not only the organic fiber but also the above-mentioned other metal materials, and the stress at the position of the end portion of the reinforcing layer 21 is enhanced. Concentration can be eased more.
  • the metal fiber 22 itself is not composed of brass, and the surface of the metal fiber 22 is made of a binary alloy of copper and zinc or a ternary alloy of copper, zinc and cobalt as shown in FIG. 4B. It may be composed of a coating 43.
  • the metal fiber 22 shown in FIG. 4B is composed of a wire rod 42 as a material and a coating film 43 laminated on the surface of the wire rod 42.
  • the method for forming such a coating 43 is not particularly limited, but for example, an electrolytic treatment by binary alloy plating or ternary alloy plating, or a heat treatment is performed after permeating into a copper plating or a zinc plating bath and performing a laminated plating treatment. It may be a method of alloying.
  • the density of the nonwoven fabric constituting the reinforcing layer 21 is preferably 100 to 900 g / m 2 , and particularly preferably 200 to 600 g / m 2.
  • the density of the nonwoven fabric constituting the reinforcing layer 21 means the mass per unit area measured based on ISO 9073-1. Specifically, the density of the nonwoven fabric constituting the reinforcing layer 21 may be calculated by taking out the nonwoven fabric from the tire 1, melting or incinerating the rubber to remove it, and then measuring the weight of the nonwoven fabric itself.
  • the filament diameter of the nonwoven fabric constituting the reinforcing layer 21 is preferably 10 to 75 ⁇ m, and particularly preferably 20 to 50 ⁇ m. If the cross section is rectangular, it shall be replaced with a circular area. By doing so, the durability of the tire 1 can be further enhanced and the excessive weight increase of the tire 1 can be suppressed for the same reason as the density of the non-woven fabric described above.
  • the reinforcing layer 21 and the ply overlap by 10 mm or more in the ply extending direction orthogonal to the ply thickness direction.
  • the belt reinforcing layer 21a and the belt ply 8 of the present embodiment have an overlap region L of 10 mm or more in the belt ply extending direction orthogonal to the belt ply thickness direction.
  • the carcass reinforcing layer 21b and the folded-back portion 4b of the carcass ply 4 of the present embodiment have an overlap region of 10 mm or more in the carcass ply extending direction orthogonal to the carcass ply thickness direction.
  • the overlap region L described above is preferably 20 to 60 mm.
  • the organic fiber used is nylon 6, the mass of which is 470 dtex / 1, and the number of fibers to be driven is 78/5 cm.
  • the cut end of the steel fiber was covered with a non-woven fabric made of brass fiber and attached to the steel fiber.
  • the overlap region L (see FIG. 2) of the third test piece X3 was set to 30 mm.
  • the brass used is C2680, the filament diameter of the non-woven fabric is 25 ⁇ m, and the density is 300 g / m 2 .
  • the pneumatic tire according to the present invention is not limited to the specific configuration shown in the above-described embodiment, and can be variously modified and changed as long as it does not deviate from the claims.
  • the present invention relates to a pneumatic tire.
  • 1 Pneumatic tire, 1a: tread part, 1b: sidewall part, 1c: bead part, 3: bead member, 4: carcass ply (ply), 4a: main body part, 4b: folded part, 4b1: folded part Outer end (cut end), 5: chafer, 6-9: belt ply (ply), 8a: outer end of belt ply (cut end, end in tire width direction), 10: tread rubber (cover rubber), 11: Side rubber (cover rubber), 12: inner liner, 13: cover rubber, 21: reinforcement layer, 21a, 121a, 221a: belt reinforcement layer (reinforcement layer), 21b, 121b, 221b: carcass reinforcement layer (reinforcement layer), 22 : Metal fiber, 31: Cut end of ply, 32: Ply cord (cord) of belt ply, 32a: Cut end of cord, 33: Coated rubber of belt ply, 34: Ply cord (code) of carcass ply, 34a: Cord Cut end, 35

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Abstract

本発明に係る空気入りタイヤは、互いに平行に配列された複数のコードを含むプライと、前記プライを覆いタイヤ外面を構成するカバーゴムと、前記プライの切断端の位置に対してプライ厚み方向の一方側又は両側で、前記プライの前記切断端を覆う補強層と、を備え、前記補強層は、金属繊維からなる不織布、又は、金属繊維が埋設されているゴムシート材、により構成されている。

Description

空気入りタイヤ
　本発明は空気入りタイヤに関する。
　従来から、互いに平行に配列された複数のコードを含むプライから構成されるカーカス及び傾斜ベルトを備える空気入りタイヤが知られている。傾斜ベルトのタイヤ幅方向端部や、カーカスの折り返し部のタイヤ径方向の外側端部などは、周囲のゴムとの剛性段差に起因して、路面走行時に応力が集中し易く、ゴムに亀裂が発生してセパレーションの核になり易い。
　特許文献１には、ベルト層の幅方向端又はカーカスプライ巻き返し端のコードの切断部分に補助補強層を隣接して配置することで、周囲のゴムとの剛性段差を緩和し、これにより上述の応力集中を緩和する空気入りラジアルタイヤが開示されている。
　また、特許文献２には、ベルトのタイヤ幅方向端部に、有機繊維で構成された不織布にゴム成分が含浸された不織布繊維－ゴム複合体層を配置された空気入りラジアルタイヤが開示されている。
特開２００５－１４５３１８号公報 特開２００３－１５４８１０号公報
　特許文献１及び特許文献２に記載の空気入りタイヤとしての空気入りラジアルタイヤによれば、特許文献１の補助補強層や特許文献２の不織布繊維－ゴム複合体層などの補強層が設けられているため、ベルト層の幅方向端、カーカスプライ巻き返し端など、プライの切断端の位置でセパレーションが発生することを抑制できる。しかしながら、特許文献１及び２に記載の空気入りタイヤでは、補強層それ自体の端部の位置での応力集中の緩和の観点で、依然として改善の余地がある。
　本発明は、プライの切断端の位置での応力集中の緩和に加えて、補強層の端部の位置での応力集中を緩和可能な空気入りタイヤを提供することを目的とする。
　本発明の第１の態様としての空気入りタイヤは、互いに平行に配列された複数のコードを含むプライと、前記プライを覆いタイヤ外面を構成するカバーゴムと、前記プライの切断端の位置に対してプライ厚み方向の一方側又は両側で、前記プライの前記切断端を覆う補強層と、を備え、前記補強層は、金属繊維からなる不織布、又は、金属繊維が埋設されているゴムシート材、により構成されている。
　本発明によれば、プライの切断端の位置での応力集中の緩和に加えて、補強層の端部の位置での応力集中を緩和可能な空気入りタイヤを提供することができる。
本発明の一実施形態としての空気入りタイヤのタイヤ幅方向断面図である。 図１に示すベルト補強層の近傍を拡大して示す図である。 図１に示すベルト補強層及びカーカス補強層の取り付け構成の詳細を示す図である。 図１に示す空気入りタイヤの補強層を構成する金属繊維の断面図である。 図４Ａに示す金属繊維の変形例の断面図である。 図１に示す補強層の変形例を示す図である。 図１に示す補強層の別の変形例を示す図である。
　以下、本発明に係る空気入りタイヤの実施形態について図面を参照して例示説明する。各図において共通する構成には同一の符号を付している。
　以下、特段の説明をしない限り、各要素の寸法、長さ関係、位置関係等は、空気入りタイヤを適用リムに装着し、規定内圧を充填し、無負荷状態とした、基準状態で測定されるものとする。
　ここで、「適用リム」とは、タイヤサイズに応じて下記の規格に規定された標準リム（下記ＴＲＡのＹＥＡＲ　ＢＯＯＫでは“Ｄｅｓｉｇｎ　Ｒｉｍ”。下記ＥＴＲＴＯのＳＴＡＮＤＡＲＤＳ　ＭＡＮＵＡＬでは“Ｍｅａｓｕｒｉｎｇ　Ｒｉｍ”。）をいう。その規格とは、タイヤが生産または使用される地域に有効な産業規格によって決められたものであり、例えば、米国では、“Ｔｈｅ　Ｔｉｒｅ　ａｎｄ　Ｒｉｍ　Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ，　Ｉｎｃ．（ＴＲＡ）”の“ＹＥＡＲ　ＢＯＯＫ”であり、欧州では、“Ｔｈｅ　Ｅｕｒｏｐｅａｎ　Ｔｙｒｅ　ａｎｄ　Ｒｉｍ　Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　Ｏｒｇａｎｉｓａｔｉｏｎ（ＥＴＲＴＯ）”の“ＳＴＡＮＤＡＲＤＳ　ＭＡＮＵＡＬ”であり、日本では、“日本自動車タイヤ協会（ＪＡＴＭＡ）”の“ＪＡＴＭＡ　ＹＥＡＲ　ＢＯＯＫ”である。
　なお、上記「適用リム」には、現行サイズに加えて将来的に上記産業規格に含まれ得るサイズも含む。将来的に上記産業規格に含まれ得るサイズの例としては、ＥＴＲＴＯ　２０１３年度版において「ＦＵＴＵＲＥ　ＤＥＶＥＬＯＰＭＥＮＴＳ」として記載されているサイズを挙げることができるが、上記産業規格に記載のないサイズの場合は、空気入りタイヤのビード幅に対応した幅のリムをいう。
　また、「規定内圧」とは、上記のＪＡＴＭＡ　ＹＥＡＲ　ＢＯＯＫ等に記載されている、適用サイズ・プライレーティングにおける単輪の最大負荷能力に対応する空気圧（最高空気圧）をいい、上記産業規格に記載のないサイズの場合は、タイヤを装着する車両ごとに規定される最大負荷能力に対応する空気圧（最高空気圧）をいうものとする。また後述する「最大負荷荷重」は、適用サイズのタイヤにおける上記ＪＡＴＭＡ等の規格のタイヤ最大負荷能力、又は、上記産業規格に記載のないサイズの場合は、タイヤを装着する車両ごとに規定される最大負荷能力に対応する荷重を意味する。
　図１は、本発明に係る空気入りタイヤ１（以下、単に「タイヤ１」と記載する。）を示す図である。具体的に、図１は、タイヤ１を適用リムに装着し、規定内圧を充填し、無負荷状態とした、基準状態の際の、タイヤ１のタイヤ幅方向Ａに平行でタイヤ中心軸を含む断面での断面図である。以下、この断面を「タイヤ幅方向断面」と記載する。なお、タイヤ１は、タイヤ赤道面ＣＬに対して対称な構成であるため、図１では、タイヤ赤道面ＣＬを挟んでタイヤ幅方向Ａの一方側のみのタイヤ幅方向断面を示している。但し、タイヤ赤道面ＣＬに対して非対称な構成のタイヤであってもよい。
　図１に示すように、タイヤ１は、トレッド部１ａと、このトレッド部１ａのタイヤ幅方向Ａの両端部からタイヤ径方向Ｂの内側に延びる一対のサイドウォール部１ｂと、各サイドウォール部１ｂのタイヤ径方向Ｂの内側の端部に設けられた一対のビード部１ｃと、を備えている。タイヤ１はラジアルタイヤであり、トラック・バス等の重荷重車両用の空気入りタイヤとして好適な構成を有している。ここで、「トレッド部１ａ」は、タイヤ幅方向Ａにおいて両側のトレッド端ＴＥにより挟まれる部分を意味する。また、「ビード部１ｃ」とは、タイヤ径方向Ｂにおいて後述するビード部材３が位置する部分を意味する。そして「サイドウォール部１ｂ」とは、トレッド部１ａとビード部１ｃとの間の部分を意味する。なお、「トレッド端ＴＥ」とは、タイヤを上述の適用リムに装着し、上述の規定内圧を充填し、最大負荷荷重を負荷した状態での接地面のタイヤ幅方向最外側の位置を意味する。
　更に、タイヤ外面は、トレッド部１ａの外面であるトレッド部１ａのタイヤ径方向Ｂの外側の面と、サイドウォール部１ｂの外面であるサイドウォール部１ｂのタイヤ幅方向Ａの外側の面と、ビード部１ｃの外面であるビード部１ｃのタイヤ幅方向Ａの外側の面と、を備えている。
　タイヤ１は、ビード部材３、カーカスプライ４、チェーファ５、４層のベルトプライ６～９、カバーゴム１３としてのトレッドゴム１０及びサイドゴム１１、インナーライナ１２、並びに、補強層２１、を備えている。
　［ビード部材３］
　ビード部材３は、ビード部１ｃに埋設されている。本実施形態のビード部材３はビードコアである。ビード部材３は、このビードコアに対してタイヤ径方向Ｂの外側に位置するゴム製のビードフィラを更に備えてもよい。ビード部材３としてのビードコアは、周囲をゴムにより被覆されている複数のビードコードを備えている。ビードコードはスチールコードにより形成されている。スチールコードは、例えば、スチールのモノフィラメント又は撚り線からなるものとすることができる。
［カーカスプライ４］
　カーカスプライ４は、一対のビード部１ｃ間、より具体的には一対のビード部材３間に跨って配置されており、トロイダル状に延在している。また、本実施形態のカーカスプライ４は、ラジアル構造を有している。
　具体的に、カーカスプライ４は、一対のビード部材３間に跨ってトロイダル状に延在し、各ビード部材３周りにタイヤ幅方向Ａの内側から外側に折り返されている。本実施形態のカーカスプライ４は、互いに平行に配列された複数のプライコード３４（図３参照）と、複数のプライコード３４を被覆しているコーティングゴム３５（図３参照）と、を備える。但し、カーカスプライ４は、コーティングゴム３５を含まず、例えば、黄銅からなる又は黄銅を含むメッキ処理が施された複数のプライコードを平行に配列し、隣接するプライコード同士を接着することにより構成されていてもよい。本実施形態のタイヤ１は、１枚のカーカスプライ４を備えるが、２枚以上のカーカスプライ４を含む構成であってもよい。カーカスプライ４の複数のプライコード３４は、タイヤ周方向Ｃに対して例えば７５°～９０゜の角度で配列されている。カーカスプライ４のプライコード３４（図３参照）は、例えばスチールコードなどの金属コードとすることができる。スチールコードは、例えば黄銅が表面に被覆された、スチールのモノフィラメント又は撚り線からなるものとすることができる。また、プライコード３４は、例えば黄銅が表面に被覆された有機繊維コードとしてもよい。
　より具体的に、カーカスプライ４は、一対のビード部材３間に位置する本体部４ａと、この本体部４ａに連なり、各ビード部材３周りにタイヤ幅方向Ａの内側から外側に折り返されて形成されている折り返し部４ｂと、を備えている。上述したように、本実施形態のビード部材３はビードコアにより構成されているが、ビードコアのタイヤ径方向Ｂの外側に先細状に延びるビードフィラを更に備えてもよい。このようなビード部材３がこのようなビードフィラを備える場合、ビードフィラは、カーカスプライ４の本体部４ａと折り返し部４ｂとの間に配置される。
［チェーファ５］
　チェーファ５は、各ビード部材３のタイヤ幅方向Ａの外側で、カーカスプライ４の折り返し部４ｂのタイヤ幅方向Ａの外側に配置されている。そのため、タイヤ１が適用リムに装着された状態で、適用リムのリムフランジによりビード部１ｃが損傷することを抑制できる。
　図１に示すように、タイヤ幅方向断面視において、チェーファ５のタイヤ径方向Ｂの内側の端部は、ビード部材３周りにタイヤ幅方向Ａの外側から内側に巻き掛けられていてもよい。
　チェーファ５としては、例えば、スチールコードなどの金属コードや有機繊維コードをプライコードとして用いたチェーファプライとすることができる。
［ベルトプライ６～９］
　ベルトプライ６～９は、トレッド部１ａに配置されている。具体的に、ベルトプライ６～９は、カーカスプライ４のクラウン部に対してタイヤ径方向Ｂの外側に配置されている。本実施形態のタイヤ１は、４層のベルトプライ６～９を備えるが、１層以上であればよく、その層数は特に限定されない。各ベルトプライ６～９は、互いに平行に配列された複数のプライコード３２（図３参照）と、複数のプライコード３２を被覆しているコーティングゴム３３（図３参照）と、を備える。但し、各ベルトプライ６～９は、コーティングゴム３３を含まず、例えば、黄銅からなる又は黄銅を含むメッキ処理が施された複数のプライコードを平行に配列し、隣接するプライコード同士を接着することにより構成されていてもよい。各ベルトプライ６～９は、タイヤ幅方向Ａの両端にプライコード３２のコード切断端３２ａが露出する傾斜ベルト層を構成する。各ベルトプライ６～９の複数のプライコード３２は、タイヤ幅方向Ａ及びタイヤ周方向Ｃに対して傾斜して延在しており、例えば、タイヤ周方向Ｃに対して１０°～６０°の角度で傾斜して配列されている。各ベルトプライ６～９のプライコード３２は、例えばスチールコードなどの金属コードとすることができる。スチールコードは、例えば黄銅が表面に被覆された、スチールのモノフィラメント又は撚り線からなるものとすることができる。また、プライコード３２は、例えば黄銅が表面に被覆された有機繊維コードとしてもよい。
［トレッドゴム１０及びサイドゴム１１］
　トレッドゴム１０は、カーカスプライ４の本体部４ａのクラウン部、および、４層のベルトプライ６～９、のタイヤ径方向Ｂの外側を覆っている。本実施形態のトレッド部１ａの外面は、トレッドゴム１０により構成されている。トレッド部１ａの外面には、タイヤ周方向Ｃに延在する周方向溝や、タイヤ幅方向Ａに延在する幅方向溝等、を含むトレッドパターンが形成されている。
　サイドゴム１１は、カーカスプライ４の本体部４ａ、及び、折り返し部４ｂ、のタイヤ幅方向Ａの外側を覆っている。本実施形態のサイドウォール部１ｂの外面、及び、ビード部１ｃの外面は、サイドゴム１１により構成されている。サイドゴム１１のタイヤ径方向Ｂの上端部は、上述のトレッドゴム１０のタイヤ幅方向Ａの端部に連なっている。
　このように、本実施形態のトレッドゴム１０及びサイドゴム１１は全体で、カーカスプライ４及びベルトプライ６～９を覆いタイヤ外面を構成する、タイヤ１のカバーゴム１３を構成している。
［インナーライナ１２］
　インナーライナ１２は、カーカスプライ４の本体部４ａのタイヤ内面側を覆っており、タイヤ１のタイヤ内面を構成している。インナーライナ１２は、カーカスプライ４の本体部４ａのタイヤ内面側に積層されている。インナーライナ１２は、例えば、空気透過性の低いブチル系ゴムにより形成されてよい。ブチル系ゴムとは、ブチルゴム、その誘導体であるハロゲン化ブチルゴムを意味する。
［補強層２１］
　補強層２１は、プライの切断端３１の位置に対してプライ厚み方向の一方側又は両側で、プライの切断端３１を覆う。本実施形態のタイヤ１は、２つの補強層２１として、ベルト補強層２１ａと、カーカス補強層２１ｂと、を備える。図２は、図１に示すベルト補強層２１ａの近傍を拡大して示す図である。カーカス補強層２１ｂの構成は、ベルト補強層２１ａの構成と同様である。図３は、ベルト補強層２１ａ及びカーカス補強層２１ｂの取り付け構成の詳細を示す図である。上述したように、カーカス補強層２１ｂの構成は、ベルト補強層２１ａの構成と同様であるため、図３では、説明の便宜上、ベルト補強層２１ａ及びカーカス補強層２１ｂの取り付け構成を区別せずに表している。なお、図３に示すプライコード３２、３４は、プライの切断端３１の延在方向（図３ではタイヤ周方向Ｃ）に対して任意の角度で配列されてよい。また、図３では、説明の便宜上、ベルト補強層２１ａ及びカーカス補強層２１ｂの一部について断面を示している。
　図１～図３に示すように、一方の補強層２１としてのベルト補強層２１ａは、ベルトプライ８の切断端３１としてのタイヤ幅方向Ａの外側端８ａに対して、プライ厚み方向としてのベルトプライ厚み方向（本実施形態ではベルトプライ８の厚み方向であり、タイヤ径方向Ｂと略等しい方向）の両側（本実施形態ではタイヤ径方向Ｂの内側及び外側）で、ベルトプライ８の切断端３１としての外側端８ａを覆っている。なお、本実施形態のベルトプライ８の切断端３１としての外側端８ａには、プライコード３２としてのベルトコードのコード切断端３２ａが露出している。本実施形態のベルト補強層２１ａは、ベルトプライ８の切断端３１としての外側端８ａに対して、タイヤ径方向Ｂの両側で、外側端８ａのタイヤ幅方向Ａにおける位置を跨ぐようにタイヤ幅方向Ａに延在している。本実施形態のベルト補強層２１ａは、ベルトプライ８の外側端８ａに対してタイヤ径方向Ｂの両側に位置する部分が、ベルトプライ８よりもタイヤ幅方向Ａの外側で連なってＵ字断面を有するが、連なっておらず別々のベルト補強層とされてもよい。また、本実施形態のベルト補強層２１ａは、ベルトプライ８の外側端８ａのタイヤ幅方向Ａにおける位置を跨ぐようにタイヤ幅方向Ａに延在しているが、この構成に限られない。例えば、ベルトプライがタイヤ幅方向Ａの両側に別々に配置される場合がある。かかる場合に、ベルト補強層２１ａは、ベルトプライのタイヤ幅方向Ａの内側端のタイヤ幅方向Ａにおける位置を跨ぐようにタイヤ幅方向Ａに延在していてもよい。つまり、ベルト補強層２１ａは、ベルトプライ８の切断端３１としてのタイヤ幅方向Ａの端、のタイヤ幅方向Ａにおける位置を跨ぐように、タイヤ幅方向Ａに延在していればよい。
　また、図１、図３に示すように、他方の補強層２１としてのカーカス補強層２１ｂは、カーカスプライ４の切断端３１としての、折り返し部４ｂのタイヤ径方向Ｂの外側端４ｂ１に対して、プライ厚み方向としてのカーカスプライ厚み方向（本実施形態ではカーカスプライ４の折り返し部４ｂの位置での厚み方向であり、タイヤ幅方向Ａと略等しい方向）の両側（本実施形態ではタイヤ幅方向Ａの内側及び外側）で、カーカスプライ４の切断端３１としての外側端４ｂ１を覆っている。なお、本実施形態のカーカスプライ４の切断端としての外側端４ｂ１には、プライコード３４のコード切断端３４ａが露出している。本実施形態のカーカス補強層２１ｂは、カーカスプライ４の切断端３１としての外側端４ｂ１に対して、タイヤ幅方向Ａの両側で、外側端４ｂ１のタイヤ径方向Ｂにおける位置を跨ぐようにタイヤ径方向Ｂに延在している。本実施形態のカーカス補強層２１ｂは、カーカスプライ４の外側端４ｂ１に対してタイヤ幅方向Ａの両側に位置する部分が、カーカスプライ４の折り返し部４ｂよりもタイヤ径方向Ｂの外側で連なってＵ字断面を有するが、連なっておらず別々のカーカス補強層とされてもよい。
　また、図２に示すように、補強層２１としてのベルト補強層２１ａは、金属繊維２２からなる不織布により構成されている。ベルト補強層２１ａの引張剛性は、ベルトプライ８の引張剛性よりも小さい。なお、上述したように、カーカス補強層２１ｂの構成は、ベルト補強層２１ａの構成と同様であり、カーカス補強層２１ｂについても、金属繊維２２からなる不織布により構成されている。カーカス補強層２１ｂの引張剛性は、カーカスプライ４の引張剛性よりも小さい。
　このようなベルト補強層２１ａを設けることで、タイヤ１を装着した車両の路面走行時において、プライコード３２のコード切断端３２ａが露出するベルトプライ８の外側端８ａに、周囲のゴムとの剛性段差により応力が集中することを抑制できる。更に、ベルト補強層２１ａは、金属繊維２２からなる不織布により構成されているため、ベルト補強層が金属板により構成される場合と比較して、ベルト補強層２１ａ自体が柔軟に変形し易い。そのため、ベルト補強層２１ａのタイヤ幅方向Ａの端部で、周囲のゴムとの剛性段差を小さくすることができる。また、ベルト補強層２１ａが金属繊維２２からなる不織布により構成されているため、ベルト補強層が有機繊維の不織布により構成される場合と比較しても、周囲のゴムとの接着性が高められる。このように、ベルト補強層２１ａのタイヤ幅方向Ａの端部で、周囲のゴムとの剛性段差を小さくすると共に、周囲のゴムとの接着性を高めることで、ベルト補強層２１ａのタイヤ幅方向Ａの端部の位置での応力集中を緩和できる。すなわち、上述のベルト補強層２１ａを設けることで、プライコード３２のコード切断端３２ａが露出するベルトプライ８の外側端８ａの位置での応力集中の緩和に加えて、ベルト補強層２１ａの端部の位置での応力集中についても緩和することができる。その結果、タイヤ１の耐久性を向上させることができる。
　同様に、このようなカーカス補強層２１ｂを設けることで、タイヤ１を装着した車両の路面走行時において、プライコード３４のコード切断端３４ａが露出するカーカスプライ４の折り返し部４ｂの外側端４ｂ１に、周囲のゴムとの剛性段差により応力が集中することを抑制できる。更に、カーカス補強層２１ｂは、金属繊維２２からなる不織布により構成されているため、カーカス補強層２１ｂが金属板により構成される場合と比較して、カーカス補強層２１ｂ自体が柔軟に変形し易い。そのため、カーカス補強層２１ｂのタイヤ径方向Ｂの端部で、周囲のゴムとの剛性段差を小さくすることができる。また、カーカス補強層２１ｂが金属繊維２２からなる不織布により構成されているため、カーカス補強層が有機繊維の不織布により構成される場合と比較しても、周囲のゴムとの接着性が高められる。このように、カーカス補強層２１ｂのタイヤ径方向Ｂの端部で、周囲のゴムとの剛性段差を小さくすると共に、周囲のゴムとの接着性を高めることで、カーカス補強層２１ｂのタイヤ径方向Ｂの端部の位置での応力集中を緩和できる。すなわち、上述のカーカス補強層２１ｂを設けることで、プライコード３４のコード切断端３４ａが露出するカーカスプライ４の折り返し部４ｂの外側端４ｂ１の位置での応力集中の緩和に加えて、カーカス補強層２１ｂの端部の位置での応力集中についても緩和することができる。その結果、タイヤ１の耐久性を向上させることができる。
　金属繊維２２からなる不織布により構成される補強層２１は、種々の方法により製造可能であり、その製造方法は特に限定されないが、例えば、各種の切削法により得られた金属繊維２２を、ニードルパンチを用いて絡めることによりフェルト状にすることで製造可能である。金属繊維２２の径は、例えば切削量を変更することにより変更でき、上述したベルト補強層２１ａ及びカーカス補強層２１ｂを構成する金属繊維２２の径は、等しい径であっても異なる径であってもよい。また、金属繊維２２からなる不織布の厚さ及び密度は、例えば、パンチされる金属繊維２２の量、及び、ニードルパンチの単位時間当たりの上下動回数により変更可能である。
　なお、本実施形態の補強層２１としてのベルト補強層２１ａ及びカーカス補強層２１ｂは、金属繊維２２からなる不織布により構成されているが、この構成に限られない。補強層２１は、金属繊維２２が埋設されているゴムシート材により構成されていてもよい。但し、補強層２１は、本実施形態のように不織布により構成されていることが好ましい。補強層２１を不織布とすることで、金属繊維２２の端が補強層２１の外面に露出し難く、周囲のゴムに亀裂が発生することを抑制できる。
　また、図１～図３に示すように、本実施形態の補強層２１としてのベルト補強層２１ａは、プライコード３２のコード切断端３２ａが露出するベルトプライ８の切断端３１としての外側端８ａの位置に対して、プライ厚み方向の両側（本実施形態ではタイヤ径方向Ｂの内側及び外側）で、ベルトプライ８の外側端８ａを覆っているが、この構成に限られない。ベルト補強層２１ａは、ベルトプライ８の切断端３１としての外側端８ａの位置に対して、プライ厚み方向の一方側（本実施形態ではタイヤ径方向Ｂの内側又は外側）で、ベルトプライ８の外側端８ａを覆っていてもよい。
　具体的に、本実施形態の補強層２１としてのベルト補強層２１ａは、タイヤ幅方向断面視において、略Ｕ形状の断面を有している。ベルト補強層２１ａは、タイヤ幅方向断面視で、ベルトプライ８の外側端８ａと、この外側端８ａから連なるベルトプライ８の内面及び外面の一部と、を覆うように配置されている。このようにすることで、本実施形態のベルト補強層２１ａは、プライコード３２のコード切断端３２ａが露出するベルトプライ８の外側端８ａの位置に対して、プライ厚み方向の両側（本実施形態ではタイヤ径方向Ｂの内側及び外側）で、ベルトプライ８の外側端８ａを覆っている。これに対して、ベルト補強層２１ａは、プライコード３２のコード切断端３２ａが露出するベルトプライ８の外側端８ａの位置に対して、プライ厚み方向の一方側（本実施形態ではタイヤ径方向Ｂの内側又は外側）のみで、ベルトプライ８の外側端８ａを覆っていてもよい。つまり、図５、図６に示す変形例のように、ベルト補強層１２１ａ、２２１ａは、タイヤ幅方向断面視で、ベルトプライ８の外側端８ａから連なるベルトプライ８の外面の一部のみを覆い（図５参照）、又は、内面の一部のみを覆い（図６参照）、ベルトプライ８の外側端８ａに沿うようにタイヤ径方向Ｂに屈曲することなく、タイヤ幅方向Ａの外側に向かって延在していてもよい。
　更に、図１～図３に示すように、本実施形態の補強層２１としてのカーカス補強層２１ｂは、プライコード３４のコード切断端３４ａが露出するカーカスプライ４の切断端３１としての、折り返し部４ｂの外側端４ｂ１の位置に対して、プライ厚み方向の両側（本実施形態ではタイヤ幅方向Ａの内側及び外側）で、カーカスプライ４の折り返し部４ｂの外側端４ｂ１を覆っているが、この構成に限られない。カーカス補強層２１ｂは、カーカスプライ４の切断端３１としての、折り返し部４ｂの外側端４ｂ１の位置に対して、プライ厚み方向の一方側（本実施形態ではタイヤ幅方向Ａの内側又は外側）で、カーカスプライ４の折り返し部４ｂの外側端４ｂ１を覆っていてもよい。
　具体的に、本実施形態の補強層２１としてのカーカス補強層２１ｂは、タイヤ幅方向断面視において、略Ｕ形状の断面を有している。カーカス補強層２１ｂは、タイヤ幅方向断面視で、カーカスプライ４の折り返し部４ｂの外側端４ｂ１と、この外側端４ｂ１から連なる折り返し部４ｂの内面及び外面の一部と、を覆うように配置されている。このようにすることで、本実施形態のカーカス補強層２１ｂは、プライコード３４のコード切断端３４ａが露出するカーカスプライ４の折り返し部４ｂの外側端４ｂ１の位置に対して、プライ厚み方向の両側（本実施形態ではタイヤ幅方向Ａの内側及び外側）で、カーカスプライ４の折り返し部４ｂの外側端４ｂ１を覆っている。これに対して、カーカス補強層２１ｂは、カーカスプライ４のプライコード３４のコード切断端３４ａが露出する、折り返し部４ｂの外側端４ｂ１の位置に対して、プライ厚み方向の一方側（本実施形態ではタイヤ幅方向Ａの内側又は外側）のみで、カーカスプライ４の折り返し部４ｂの外側端４ｂ１を覆っていてもよい。つまり、図５、図６に示す変形例のように、カーカス補強層１２１ｂ、２２１ｂは、タイヤ幅方向断面視で、カーカスプライ４の折り返し部４ｂの外側端４ｂ１から連なる折り返し部４ｂの外面の一部のみを覆い（図５参照）、又は、内面の一部のみを覆い（図６参照）、カーカスプライ４の折り返し部４ｂの外側端４ｂ１に沿うようにタイヤ幅方向Ａに屈曲することなく、タイヤ径方向Ｂの外側に向かって延在していてもよい。
　更に、本実施形態のベルト補強層２１ａは、４層のベルトプライ６～９のうち１つのベルトプライ８の外側端８ａの周囲に設けられているが、この構成に限られない。ベルト補強層２１ａは、ベルトプライ８に加えて又は代えて、他の３層のベルトプライ６、７及び９のうち１つ又は複数のベルトプライの外側端の周囲に設けられていてもよい。
　また、本実施形態では、補強層２１により補強されるプライとして、ベルトプライ８及びカーカスプライ４について例示説明しているが、これら具体例に限られない。したがって、補強層２１は、例えば、チェーファ５を構成するチェーファプライの切断端に隣接して配置され、チェーファプライを補強してもよい。具体的に、補強層２１は、チェーファプライのタイヤ径方向Ｂの外側端に対して、タイヤ幅方向Ａの一方側又は両側で、チェーファプライのタイヤ径方向Ｂの外側端のタイヤ径方向Ｂにおける位置を跨ぐように、タイヤ径方向Ｂに延在していてもよい。更に、補強層２１は、別のプライを補強するように配置されてもよい。
　図４Ａは、補強層２１を構成する金属繊維２２の断面図である。金属繊維２２は、スチール、銅、アルミニウム、ニッケル、又は、これらいずれかを含む合金から構成されている。つまり、図４Ａに示す金属繊維２２は、上述の金属材料からなる線材４１からなる。特に、補強層２１を構成する金属繊維２２は、黄銅から構成されることが好ましい。このようにすることで、有機繊維のみならず上述した他の金属材料からなる金属繊維と比較しても、周囲のゴムとの接着性が高められ、補強層２１の端部の位置での応力集中を、より緩和できる。但し、金属繊維２２それ自体を黄銅から構成せずに、図４Ｂに示すように、金属繊維２２の表面を、銅及び亜鉛の二元合金、又は、銅、亜鉛及びコバルトの三元合金からなる被膜４３により構成してもよい。図４Ｂに示す金属繊維２２は、素材となる線材４２と、この線材４２の表面に積層されている被膜４３と、により構成されている。このような被膜４３の形成方法は特に限定されないが、例えば、二元合金メッキ又は三元合金メッキによる電解処理や、銅メッキ、亜鉛メッキ浴にそれぞれ浸透させ積層メッキ処理をした後に加熱処理を行うことにより合金化する方法であってもよい。
　また、補強層２１を構成する不織布の密度は、１００～９００ｇ／ｍ２であることが好ましく、２００～６００ｇ／ｍ２であることが特に好ましい。ベルト補強層２１ａを構成する不織布の密度を上記範囲にすることで、ベルト補強層２１ａのタイヤ幅方向Ａの端部での応力集中を、より緩和できる。その結果、タイヤ１の耐久性を、より向上させることができる。また、カーカス補強層２１ｂを構成する不織布の密度を上記範囲にすることで、カーカス補強層２１ｂのタイヤ径方向Ｂの端部での応力集中を、より緩和できる。その結果、タイヤ１の耐久性を、より向上させることができる。更に、補強層２１を構成する不織布の密度を上記範囲とすることで、補強層２１によるタイヤ１の過剰な重量増加についても抑制できる。なお、補強層２１を構成する不織布の密度は、ＩＳＯ　９０７３－１に基づき測定された単位面積当たりの質量を意味する。具体的に、補強層２１を構成する不織布の密度は、タイヤ１から不織布を取出し、ゴムを溶融や焼却などして除去した後、不織布そのものの重さを測り、密度を算出すればよい。
　更に、補強層２１を構成する不織布のフィラメント径は、１０～７５μｍであることが好ましく、２０～５０μｍであることが特に好ましい。断面が矩形となる場合には円形の面積として置き換えるものとする。このようにすることで、上述した不織布の密度と同様の理由により、タイヤ１の耐久性を、より高めることができるとともに、タイヤ１の過剰な重量増加を抑制できる。
　また、タイヤ幅方向断面視において、補強層２１及びプライは、プライ厚み方向と直交するプライ延在方向で１０ｍｍ以上、オーバーラップしていることが好ましい。具体的には、図２に示すように、本実施形態のベルト補強層２１ａ及びベルトプライ８は、ベルトプライ厚み方向と直交するベルトプライ延在方向で、１０ｍｍ以上のオーバーラップ領域Ｌを有している。また、図示しないが、本実施形態のカーカス補強層２１ｂ及びカーカスプライ４の折り返し部４ｂも同様である。つまり、本実施形態のカーカス補強層２１ｂ及びカーカスプライ４の折り返し部４ｂは、カーカスプライ厚み方向と直交するカーカスプライ延在方向で、１０ｍｍ以上のオーバーラップ領域を有している。上述のオーバーラップ領域Ｌは、２０～６０ｍｍとすることが好ましい。このようにすることで、上述した不織布の密度と同様の理由により、タイヤ１の耐久性を、より高めることができるとともに、タイヤ１の過剰な重量増加を抑制できる。
＜試験片を用いた実証試験＞
　次に、上述した補強層２１の効果を実証するために行った実証試験の概要とその結果について説明する。この実証試験では、複数本のスチール製繊維の切断端と、別の複数本のスチール製繊維の切断端と、を１０ｍｍ程度離間させて向かい合わせてゴムに埋設した、３つの試験片を用いた。１つ目の試験片Ｘ１は、スチール製繊維の切断端を何も覆わないものとした。２つ目の試験片Ｘ２は、向かい合わせた別々の複数本のスチール製繊維の切断端同士の間に、スチール製繊維の繊維方向に沿って延在する有機繊維を配置した。この２つ目の試験片Ｘ２のオーバーラップ領域Ｌ（図２参照）は３０ｍｍとした。使用した有機繊維はナイロン６であり、その質量が４７０ｄｔｅｘ／１であり、打ち込み本数は７８本／５ｃｍ相当である。３つ目の試験片Ｘ３は、スチール製繊維の切断端を黄銅製繊維からなる不織布で覆い、スチール製繊維に貼付した。この３つ目の試験片Ｘ３のオーバーラップ領域Ｌ（図２参照）は３０ｍｍとした。使用した黄銅はＣ２６８０であり、不織布のフィラメント径は２５μｍであり、密度は３００ｇ／ｍ２である。実証試験は、これら３つの試験片Ｘ１～Ｘ３を、環境温度７０℃で、スチール製繊維の切断端の対向方向（繊維方向）に最小荷重０．１ｋＮ、最大荷重０．２ｋＮで繰り返し荷重を負荷し、破断までの繰り返し数を比較した。その結果を、表１に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　本発明に係る空気入りタイヤは、上述した実施形態で示す具体的な構成に限られず、請求の範囲を逸脱しない限り、種々の変形・変更が可能である。
　本発明は空気入りタイヤに関する。
１：空気入りタイヤ、　１ａ：トレッド部、　１ｂ：サイドウォール部、　１ｃ：ビード部、　３：ビード部材、　４：カーカスプライ（プライ）、　４ａ：本体部、　４ｂ：折り返し部、　４ｂ１：折り返し部の外側端（切断端）、　５：チェーファ、　６～９：ベルトプライ（プライ）、　８ａ：ベルトプライの外側端（切断端、タイヤ幅方向の端）、　１０：トレッドゴム（カバーゴム）、　１１：サイドゴム（カバーゴム）、　１２：インナーライナ、　１３：カバーゴム、　２１：補強層、　２１ａ、１２１ａ、２２１ａ：ベルト補強層（補強層）、　２１ｂ、１２１ｂ、２２１ｂ：カーカス補強層（補強層）、　２２：金属繊維、　３１：プライの切断端、　３２：ベルトプライのプライコード（コード）、　３２ａ：コード切断端、　３３：ベルトプライのコーティングゴム、　３４：カーカスプライのプライコード（コード）、　３４ａ：コード切断端、　３５：カーカスプライのコーティングゴム、　４１、４２：線材、　４３：被膜、　Ａ：タイヤ幅方向、　Ｂ：タイヤ径方向、　Ｃ：タイヤ周方向、　ＣＬ：タイヤ赤道面、　Ｌ：オーバーラップ領域、　ＴＥ：トレッド端

Claims (10)

  1. 　互いに平行に配列された複数のコードを含むプライと、
    　前記プライを覆いタイヤ外面を構成するカバーゴムと、
    　前記プライの切断端の位置に対してプライ厚み方向の一方側又は両側で、前記プライの前記切断端を覆う補強層と、を備え、
    　前記補強層は、
    　　金属繊維からなる不織布、又は、
    　　金属繊維が埋設されているゴムシート材、により構成されている、空気入りタイヤ。
  2. 　前記金属繊維は、スチール、銅、アルミニウム、ニッケル、又は、これらいずれかを含む合金からなる、請求項１に記載の空気入りタイヤ。
  3. 　前記金属繊維は黄銅からなる、請求項２に記載の空気入りタイヤ。
  4. 　前記金属繊維の表面は、銅及び亜鉛の二元合金、又は、銅、亜鉛及びコバルトの三元合金からなる被膜により構成されている、請求項１に記載の空気入りタイヤ。
  5. 　前記補強層は、金属繊維により構成される不織布であり、
    　前記不織布の密度は、１００～９００ｇ／ｍ２である、請求項１から４のいずれか１つに記載の空気入りタイヤ。
  6. 　前記補強層は、金属繊維により構成される不織布であり、
    　前記不織布のフィラメント径は、１０～７５μｍである、請求項１から５のいずれか１つに記載の空気入りタイヤ。
  7. 　タイヤ幅方向断面視において、前記補強層及び前記プライは、プライ厚み方向と直交するプライ延在方向で１０ｍｍ以上、オーバーラップしている、請求項１から６のいずれか１つに記載の空気入りタイヤ。
  8. 　前記プライは、一対のビード部材間に跨って配置されるカーカスプライであり、
    　前記プライの前記切断端は、前記一対のビード部材に巻き掛けられて前記一対のビード部材に対してタイヤ幅方向の外側に折り返されている前記カーカスプライの折り返し部のタイヤ径方向の外側端であり、
    　前記補強層は、前記カーカスプライの前記折り返し部の前記外側端に対して、タイヤ幅方向の一方側又は両側で、前記外側端のタイヤ径方向における位置を跨ぐようにタイヤ径方向に延在している、請求項１から７のいずれか１つに記載の空気入りタイヤ。
  9. 　前記プライは、トレッド部に配置され、前記コードがタイヤ幅方向及びタイヤ周方向に対して傾斜して延在しているベルトプライであり、
    　前記プライの前記切断端は、前記ベルトプライのタイヤ幅方向の端であり、
    　前記補強層は、前記ベルトプライの前記端に対して、タイヤ径方向の一方側又は両側で、前記端のタイヤ幅方向における位置を跨ぐようにタイヤ幅方向に延在している、請求項１から７のいずれか１つに記載の空気入りタイヤ。
  10. 　ビード部材周りにタイヤ幅方向の内側から外側に折り返されて形成されている折り返し部を備えるカーカスプライを備え、
    　前記プライは、前記ビード部材のタイヤ幅方向の外側で、前記カーカスプライの前記折り返し部のタイヤ幅方向の外側に配置されているチェーファプライであり、
    　前記プライの切断端は、前記チェーファプライのタイヤ径方向の外側端であり、
    　前記補強層は、前記チェーファプライの前記外側端に対して、タイヤ幅方向の一方側又は両側で、前記外側端のタイヤ径方向における位置を跨ぐようにタイヤ径方向に延在している、請求項１から７のいずれか１つに記載の空気入りタイヤ。
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