JP6568790B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、ユニフォミティを損なうことなく、高速耐久性と耐セパレーション性を向上できる空気入りタイヤに関する。

特許文献１に開示されるように、ベルト層の端部を覆う一対の補強層を備えた空気入りタイヤが知られている。かかる構成によれば、高速走行時のベルト層の端部のせり上がりを防いで高速耐久性を向上できる。一方、通常速度での走行では、タイヤの撓み変形に伴う歪みがベルト層の端部に繰り返して作用するため、そのベルト層の端部を起点とした部材間のセパレーションが懸念される。したがって、高速耐久性とともに耐セパレーション性を向上することが望まれるが、上記のような補強層を設けるだけでは十分でなかった。

本発明者は、高速耐久性と耐セパレーション性の両立を図るべく、ベルト層の端部を覆う一対の補強層を設けるとともに、そのベルト層の端部下にゴムパッドを配置して、ベルト層の端部に生じる歪みを低減することを考えた。しかし、補強層によってベルト層の端部が強固に拘束されることから、ゴムパッドが変形してベルト層の端部下から逃げてしまい、耐セパレーション性が十分に改善されない場合があることが判明した。更に、一対の補強層の態様によっては、タイヤのユニフォミティが悪化する恐れがあった。

特許文献１〜４には、それぞれベルト層の端部を覆う補強層を備えた空気入りタイヤが記載されているが、上記のようなゴムパッドに関する問題に対して、その解決手段を示唆するものではない。

特開平６−２４２０８号公報 特開２０１４−２１３８０２号公報 特開２０１４−３７２１７号公報 特開２００１−３１０６０５号公報

本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、ユニフォミティを損なうことなく、高速耐久性と耐セパレーション性を向上できる空気入りタイヤを提供することにある。

上記目的は、下記の如き本発明により達成することができる。即ち、本発明に係る空気入りタイヤは、一対のビード部の間に設けられたカーカス層と、前記カーカス層の外周に設けられた第１ベルトプライと、前記第１ベルトプライの外周に設けられた第２ベルトプライとを含むベルト層と、前記第１及び第２ベルトプライの両端部を覆う一対の繊維補強層と、前記第１ベルトプライの端部と前記カーカス層との間に介在する一対のゴムパッドとを備え、前記第１及び第２ベルトプライは、それぞれタイヤ周方向に対して傾斜する方向に延びたベルトコードを含んでおり、前記繊維補強層は、タイヤ周方向に対して傾斜する方向に延びた有機繊維コードを含んでおり、一対の前記繊維補強層のうち、一方に含まれる有機繊維コードの傾斜方向と他方に含まれる有機繊維コードの傾斜方向とが互いに逆向きであり、且つ、双方の有機繊維コードが前記第１ベルトプライのベルトコードと交差する方向に延びていて、前記第１ベルトプライのベルトコードのタイヤ周方向に対する傾斜角度θｂと、前記繊維補強層の有機繊維コードのタイヤ周方向に対する傾斜角度θｓが、０．８θｂ≦θｓ≦０．９５θｂまたは１．０５θｂ≦θｓ≦１．２０θｂの関係を満たすものである。

このタイヤでは、第１及び第２ベルトプライの両端部を覆う一対の繊維補強層を備えることにより高速耐久性を向上できる。しかも、その繊維補強層が、タイヤ周方向に対して傾斜する方向に延びた有機繊維コードを含むため、拘束力が大きくなり過ぎず、ベルト層の端部下におけるゴムパッドの厚みを確保して耐セパレーション性を向上できる。繊維補強層の有機繊維コードが第１ベルトプライのベルトコードと交差する方向に延びていることは、拘束力を適度に発生させるうえで役立つ。また、一対の繊維補強層に含まれる有機繊維コードの傾斜方向が互いに逆向きであるため、繊維補強層が左右対称的に配置されてユニフォミティの悪化が抑えられる。

更に、このタイヤでは、傾斜角度θｂと傾斜角度θｓが、０．８θｂ≦θｓ≦０．９５θｂまたは１．０５θｂ≦θｓ≦１．２０θｂの関係を満たす。これにより、θｓ≦０．９５θｂまたは１．０５θｂ≦θｓの関係を満たすことから、ベルトコードと有機繊維コードとのズレが適度に確保され、その結果、有機繊維コードを傾斜させながらも拘束力を適切に発生させることができる。それでいて、０．８θｂ≦θｓ≦１．２０θｂの関係を満たすことから、ベルトコードと有機繊維コードとのズレが大きくなり過ぎず、その結果、いわゆるタガ効果の発生を抑えて、拘束力が大きくなることを防ぐことができる。

前記繊維補強層のタイヤ幅方向外側の端部が、その繊維補強層の内周側に位置する前記ゴムパッドのタイヤ幅方向外側の端部よりもタイヤ幅方向外側に配置されているものが好ましい。かかる構成によれば、タイヤ幅方向外側に逃げるようなゴムパッドの変形を妨げて、ベルト層の端部下におけるゴムパッドの厚みを確保し、耐セパレーション性をより良好に向上できる。

前記繊維補強層のタイヤ幅方向内側の端部が、その繊維補強層の内周側に位置する前記ゴムパッドのタイヤ幅方向内側の端部よりもタイヤ幅方向内側に配置されているものが好ましい。かかる構成によれば、ベルト層の端部下におけるゴムパッドの厚みを確保して耐セパレーション性をより良好に向上できる。

本発明に係る空気入りタイヤの一例を示すタイヤ子午線断面図 図１の空気入りタイヤの要部を拡大して示す断面図 ベルト層、繊維補強層及びゴムパッドを示す平面図

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。本実施形態ではライトトラック用の空気入りタイヤを例示するが、本発明はこれに限定されるものではない。

図１，２に示す空気入りタイヤＴは、一対のビード部１と、そのビード部１の各々からタイヤ径方向外側に延びるサイドウォール部２と、そのサイドウォール部２の各々のタイヤ径方向外側端に連なるトレッド部３とを備える。ビード部１には、鋼線等の収束体をゴム被覆してなる環状のビードコア１ａと、ビードコア１ａのタイヤ径方向外側に配置されたビードフィラー１ｂが設けられている。図示を省略しているが、トレッド部３の外周には、要求されるタイヤ性能や使用条件に応じたトレッドパターンが形成されている。

このタイヤＴは、更に、一対のビード部１の間に設けられたカーカス層４と、トレッド部３におけるカーカス層４の外周に設けられたベルト層５と、そのベルト層５の端部上に配置された一対の繊維補強層６と、そのベルト層５の端部下に配置された一対のゴムパッド７とを備える。カーカス層４は全体としてトロイド状をなし、その端部がビードコア１ａとビードフィラー１ｂを挟み込むようにして巻き上げられている。カーカス層４は、タイヤ周方向に対して略直交する方向に延びたカーカスコードを含むカーカスプライにより構成され、本実施形態ではカーカスプライが１枚であるが、２枚以上でも構わない。

ベルト層５は、カーカス層４の外周に設けられたベルトプライ５１（第１ベルトプライ）と、そのベルトプライ５１の外周に設けられたベルトプライ５２（第２ベルトプライ）とを含み、ベルトプライ５１はベルトプライ５２よりも幅広に形成されている。図３のように、各ベルトプライ５１，５２は、タイヤ周方向に対して傾斜する方向に延びたベルトコードＣ５を含んでおり、そのベルトコードＣ５がプライ間で互いに逆向きに交差するように配置されている。ベルトプライ５１のベルトコードＣ５のタイヤ周方向に対する傾斜角度θｂは、例えば１８〜２４度であり、ベルトプライ５２もこれと同様である。

一対の繊維補強層６は、ベルトプライ５１及びベルトプライ５２の両端部を覆っている。これにより、高速走行時のベルト層５の端部のせり上がりを防いで、高速耐久性を向上できる。一対の繊維補強層６は、それぞれタイヤ周方向に対して傾斜する方向に延びた有機繊維コードＣ６を含んでいる。繊維補強層６による拘束力が大きくなることを防ぐうえで、有機繊維コードＣ６のタイヤ周方向に対する傾斜角度θｓは５度以上であることが好ましい。有機繊維コードＣ６の材料としては、ナイロンやレーヨン、ポリエステル、アラミドなどが例示される。

このタイヤＴでは、図３のように、一対の繊維補強層６のうち、一方（例えば左側の繊維補強層６）に含まれる有機繊維コードＣ６の傾斜方向と、他方（例えば右側の繊維補強層６）に含まれる有機繊維コードＣ６の傾斜方向とが互いに逆向きである。即ち、一対の繊維補強層６に含まれる有機繊維コードＣ６が、タイヤ周方向に関して互いに対称となる向きで配置されている。これにより、対をなす繊維補強層６が左右対称的に配置され、ユニフォミティの悪化が抑えられる。

一対のゴムパッド７は、ベルトプライ５１の端部とカーカス層４との間に介在し、タイヤ周方向に沿って環状に配置されている。ゴムパッド７は、コードを含有しない（即ち、コード非含有の）ゴム体により形成される。ゴムパッド７を設けていることにより、ベルト層５の端部（主にベルトプライ５１の端部）に生じる歪みを低減し、その端部を起点とした部材間のセパレーションの発生を抑制できる。

本実施形態のゴムパッド７は、その両端部に向かって厚みが漸減した断面形状を有する。耐セパレーション性を向上するには、ベルト層５の端部下におけるゴムパッド７の厚み、具体的にはベルトプライ５１の端部５１Ｅからタイヤ径方向内側に向かって測定される厚みＴ７を確保することが重要になる。しかし、ベルト層５の端部が強固に拘束される構造であると、ゴムパッド７が変形してベルト層５の端部下から逃げてしまい、厚みＴ７が十分に確保されないことで耐セパレーション性が悪化する恐れがある。

しかし、この空気入りタイヤＴでは、繊維補強層６が、タイヤ周方向に対して傾斜する方向に延びた有機繊維コードＣ６を含んでいるため、拘束力が大きくなり過ぎず、ベルト層５の端部下におけるゴムパッド７の厚みＴ７を確保して耐セパレーション性を向上できる。それでいて、一対の繊維補強層６の双方の有機繊維コードＣ６がベルトプライ５１のベルトコードＣ５と交差する方向に延びているので、拘束力を適度に発生させることができる。厚みＴ７は、２ｍｍ以上であることが好ましく、３ｍｍ以上であることがより好ましい。

図１，２に示すように、繊維補強層６のタイヤ幅方向外側の端部は、その繊維補強層６の内周側に位置するゴムパッド７のタイヤ幅方向外側の端部よりもタイヤ幅方向外側に配置されている。これにより、タイヤ幅方向外側に逃げるようなゴムパッド７の変形を妨げて厚みＴ７を確保し、耐セパレーション性をより良好に向上できる。また、繊維補強層６のタイヤ幅方向内側の端部が、その繊維補強層６の内周側に位置するゴムパッド７のタイヤ幅方向内側の端部よりもタイヤ幅方向内側に配置されているため、ゴムパッド７の厚みＴ７を確保して耐セパレーション性をより良好に向上できる。

本実施形態では、繊維補強層６がゴムパッド７よりも幅広に形成され、ゴムパッド７が繊維補強層６によって完全に覆われている。ベルトプライ５１の端部５１Ｅから繊維補強層６の両端部までの長さＬ６ｏ，Ｌ６ｉは、それぞれ距離Ｄの３倍以下であることが好ましい。これにより、繊維補強層６が必要以上に大きくならず、タイヤ重量やコスト面での無駄を防ぐことができる。一方、ゴムパッド７の厚みＴ７を確実に確保するうえで、ベルトプライ５１の端部５１Ｅからゴムパッド７の両端部までの長さＬ７ｏ，Ｌ７ｉは、それぞれ距離Ｄと同じかそれよりも大きいことが好ましい。距離Ｄは、ベルトプライ５１の端部５１Ｅからベルトプライ５２の端部５２Ｅまでの距離である。

長さＬ６ｏ，Ｌ６ｉ、長さＬ７ｏ，Ｌ７ｉ、及び距離Ｄは、それぞれタイヤ幅方向に沿って測定される寸法である。これらを含むタイヤ各部の寸法や後述する傾斜角度θｂ，θｓなどは、タイヤを正規リムに装着して正規内圧を充填した無負荷の状態で測定するものとする。

既述のように、有機繊維コードＣ６はベルトコードＣ５と交差する方向に延びており、ベルトコードＣ５のタイヤ周方向に対する傾斜角度θｂと、有機繊維コードＣ６のタイヤ周方向に対する傾斜角度θｓとは互いに相違する。傾斜角度θｂと傾斜角度θｓは、０．８θｂ≦θｓ≦０．９５θｂまたは１．０５θｂ≦θｓ≦１．２０θｂの関係を満たすように設定される。これにより、θｓ≦０．９５θｂまたは１．０５θｂ≦θｓの関係を満たすことから、それらの角度差が傾斜角度θｂの５％以上に設定され、ベルトコードＣ５と有機繊維コードＣ６とのズレが適度に確保される。その結果、有機繊維コードＣ６を傾斜させながらも拘束力を適切に発生させることができる。

また、傾斜角度θｂと傾斜角度θｓは、０．８θｂ≦θｓ≦１．２０θｂの関係を満たすことから、それらの角度差が傾斜角度θｂの２０％以下に設定され、ベルトコードＣ５と有機繊維コードＣ６とのズレが大きくなり過ぎない。その結果、いわゆるタガ効果の発生を抑えて、拘束力が大きくなり過ぎることを防止できる。同様の理由から、ベルトコードＣ５と有機繊維コードＣ６とがなす角度は、６０度以下であることが好ましい。

本発明の空気入りタイヤは、上記の如き構成を有すること以外は、通常の空気入りタイヤと同等に構成でき、従来公知の材料、形状、構造、製法などは何れも本発明に採用することができる。したがって、例えば、ベルト層が、第２ベルトプライの外周に設けられた第３ベルトプライを含む３層以上の構造であっても構わない。

本発明は上述した実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変更が可能である。

以下、本発明の構成と効果を具体的に示す実施例について説明する。タイヤの各性能評価は、次のようにして行った。

（１）高速耐久性
ECE-R54(ECONOMIC COMMISSION FOR EUROPE REGULATION No.54)に定める延長条件に準拠してドラム試験機による走行試験を行い、タイヤが故障（パンク、バースト、セパレーションなど）したときの速度［ｋｍ／ｈ］と時間［ｍｉｎ．］を測定した。比較例１の結果を１００とする指数で評価し、数値が大きいほど高速耐久性に優れていることを示す。

（２）耐セパレーション性
米国自動車安全基準ＦＭＶＳＳ１３９に定める延長条件に準拠してドラム式試験機による走行試験を行い、ベルト層の端部を起点としたセパレーションの故障が認められるまでの走行時間を測定した。比較例１の結果を１００とする指数で評価し、数値が大きいほど耐セパレーション性に優れていることを示す。

（３）ユニフォミティ（コニシティ）
ＪＩＳＤ４２３３に規定されている試験方法に準拠し、内圧２００ｋＰａ、荷重４．６ｋＮの条件下において、ユニフォミティ試験機によりコニシティを測定し、その測定値の逆数を算出した。比較例１の結果を１００とする指数で評価し、数値が大きいほどコニシティが小さく、ユニフォミティに優れていることを示す。

評価には、前述の実施形態に係る空気入りタイヤ（サイズ：ＬＴ２６５／７０Ｒ１７）が供され、そのタイヤ構造は、表１に記載の事項を除いて共通である。なお、表１において、「繊維補強層」では、図３のように左右の有機繊維コードの傾斜方向が互いに逆向きとなる構造を「対称」とし、互いに同じ向きとなる構造を「非対称」とした。また、「ゴムパッドのハミ出し」では、図２のようにゴムパッドが繊維補強層により完全に覆われる構造を「なし」とし、ゴムパッドが繊維補強層よりもタイヤ幅方向外側にハミ出した構成を「あり」とした。

表１のように、比較例２では、ユニフォミティが悪化している。また、比較例４では高速耐久性が相対的に低く、比較例５では耐セパレーション性が相対的に低い。これに対し、各実施例では、ユニフォミティを損なうことなく、高速耐久性と耐セパレーション性を向上できている。

１ ビード部
２ サイドウォール部
３ トレッド部
４ カーカス層
５ ベルト層
６ 繊維補強層
７ ゴムパッド
５１ 第１ベルトプライ
５２ 第２ベルトプライ
Ｃ５ ベルトコード
Ｃ６ 有機繊維コード

Claims (3)

1. 一対のビード部の間に設けられたカーカス層と、
   前記カーカス層の外周に設けられた第１ベルトプライと、前記第１ベルトプライの外周に設けられた第２ベルトプライとを含むベルト層と、
   前記第１及び第２ベルトプライの両端部を覆う一対の繊維補強層と、
   前記第１ベルトプライの端部と前記カーカス層との間に介在する一対のゴムパッドとを備え、
   前記第１及び第２ベルトプライは、それぞれタイヤ周方向に対して傾斜する方向に延びたベルトコードを含んでおり、
   前記繊維補強層は、タイヤ周方向に対して傾斜する方向に延びた有機繊維コードを含んでおり、
   一対の前記繊維補強層のうち、一方に含まれる有機繊維コードの傾斜方向と他方に含まれる有機繊維コードの傾斜方向とが互いに逆向きであり、且つ、双方の有機繊維コードが前記第１ベルトプライのベルトコードと交差する方向に延びていて、
   前記第１ベルトプライのベルトコードのタイヤ周方向に対する傾斜角度θｂと、前記繊維補強層の有機繊維コードのタイヤ周方向に対する傾斜角度θｓが、０．８θｂ≦θｓ≦０．９５θｂまたは１．０５θｂ≦θｓ≦１．２０θｂの関係を満たす空気入りタイヤ。
2. 前記繊維補強層のタイヤ幅方向外側の端部が、その繊維補強層の内周側に位置する前記ゴムパッドのタイヤ幅方向外側の端部よりもタイヤ幅方向外側に配置されている請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 前記繊維補強層のタイヤ幅方向内側の端部が、その繊維補強層の内周側に位置する前記ゴムパッドのタイヤ幅方向内側の端部よりもタイヤ幅方向内側に配置されている請求項１または２に記載の空気入りタイヤ。

Images