JP6129718B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、空気入りタイヤに関する。

多くの空気入りタイヤでは、ベルト層は、第１ベルトと、第１ベルトの外径側に配される第１ベルトよりも幅が狭い第２ベルトを有する。タイヤのベルト層の外径側には、ストリップが螺旋状に巻き付けられてベルト補強層が設けられる。

従来は、ストリップはベルト幅方向に隙間無く巻き付けられていた。これに対し、ベルト補強層の剛性を低くすることによってエンベロープ特性を向上させて乗り心地を改善することや、ベルト補強層を軽量化して転がり抵抗を小さくすること等を目的に、ストリップをベルト幅方向に隙間を空けながら螺旋巻きすることが提案されている（特許文献１〜３）。

しかし、ストリップをベルト幅方向に隙間を空けながら螺旋巻きすると、ベルト層を拘束する力が弱くなる。特に、ベルト補強層の、ベルト層の幅方向の端部を拘束する力が弱くなると、タイヤの高速耐久力が低下する。ベルト層の幅方向の端部は、高速回転時にタイヤが壊れる起点になり易いためである。

そこで、ベルト幅方向端部付近ではストリップをベルト幅方向に隙間を空けずに密に巻いて、タイヤ幅方向端部付近でのベルト層に対する拘束力を高め、タイヤの高速耐久性等を高めることが提案されている（特許文献１、２）。

しかし、特許文献１、２のタイヤの場合、ストリップが密に巻かれた部分が、第１ベルトと第２ベルトの両方の幅方向端部を外径側から覆う。このようなタイヤに空気を入れた場合、ベルト層のうち第１ベルトの幅方向端部から第２ベルトの幅方向端部までの部分が、外径側に膨らまないように拘束される。そのため、ベルト層の幅方向中央部が、幅方向端部に対して相対的に、外径側に膨らむ。そのため、トレッドの幅方向中央部が、外径側に膨らみ、その部分が偏摩耗することになる。

また、特許文献１、２のタイヤの場合、ストリップがベルト幅方向端部に対して斜めになっている。そのため、ストリップの張力が、ベルト幅方向端部に平行な方向に働く成分と、ベルト幅方向端部対して垂直な方向に働く成分に分散され、ベルト幅方向端部に平行な方向に効率良く作用しない。そのため、ベルト層を拘束する力が弱く、高速耐久性が十分に高くならない。

特開２００３−１８２３０７号公報 特開２００６−１３０９４２号公報 特開２００３−２７６４０５号公報

本発明が解決しようとする課題は、ストリップがベルト幅方向に隙間を空けながら螺旋巻きされてベルト補強層が形成された空気入りタイヤであって、高速耐久力が低下せず、偏摩耗も生じ難い空気入りタイヤを提供することである。

実施形態の空気入りタイヤは、第１ベルトと、前記第１ベルトの外径側に配される第２ベルトと、前記第１ベルト及び前記第２ベルトの外径側にストリップが巻き付けられて形成されるベルト補強層とを備える空気入りタイヤであって、前記第１ベルトは、前記第２ベルトより幅が広く、その幅方向外側の部分が前記第２ベルトの幅方向両端部よりも幅方向外側にあり、前記ストリップは、ベルト幅方向に間隔を空けながら螺旋状に巻かれるとともに、前記ベルト補強層の幅方向両端においては、前記第１ベルトの幅方向の各端部に平行に巻かれ、前記ストリップのうち前記第１ベルトの幅方向の各端部に平行に巻かれた部分は、前記第１ベルトのうち前記第２ベルトの幅方向両端部より幅方向外側にある部分を外径側から覆い、前記第２ベルトを外径側から覆わないことを特徴とする。

実施形態の空気入りタイヤは、ストリップがベルト幅方向に隙間を空けながら螺旋巻きされてベルト補強層が形成された空気入りタイヤであって、高速耐久力が低下せず、偏摩耗も生じ難いものである。

実施形態の空気入りタイヤ１の断面図。 ストリップ５０の斜視図。 実施形態の空気入りタイヤ１におけるベルト層４及びストリップ５０の配置状態を示す部分平面図。 実施形態の空気入りタイヤ１におけるベルト層４及びストリップ５０の配置状態を示す部分断面図。 実施形態の空気入りタイヤ１に空気を入れた場合の、ベルト層４及びストリップ５０の配置状態を示す断面図。 平行巻き部分５３が第２ベルト４１の幅方向両端部にかかっている空気入りタイヤに空気を入れた場合の、ベルト層４及びストリップ５０の配置状態を示す断面図。

（１）実施形態の空気入りタイヤ１の構造
実施形態の空気入りタイヤ１は、図１に示すように、ビードコア２０及びビードフィラー２１を含むビード部２と、ビード部２を包む形でタイヤ幅方向内側から外側に折り返されたカーカス３を備える。カーカス３のタイヤ外径側には、ベルト層４、ベルト補強層５、トレッド６が、この順に積層されている。また、カーカス３の内側にはインナーライナー３０が、軸方向外側の部分にはサイドウォール７が、それぞれ配されている。

ベルト層４は、タイヤ内径側の第１ベルト４０と、タイヤ外径側の第２ベルト４１からなる。第２ベルト４１は第１ベルト４０より幅が狭い。第１ベルト４０と第２ベルト４１は幅方向中心線が一致した状態で重なっている。そのため、第１ベルト４０の幅方向外側の部分（幅方向の両端部及びその付近の部分）が、第２ベルト４１の幅方向の両端部よりも、タイヤ幅方向外側に出ている。第１ベルト４０の幅方向両端部と、第２ベルト４１の幅方向両端部は、タイヤ周方向に１周している。

ベルト補強層５は、１本のストリップ５０がベルト層４の外径側に螺旋状に巻き付けられて形成された層である。

ストリップ５０は、図２に示すように、平行に並べられた所定本数のコード５１にゴム５２が被覆された長尺の部材である。コード５１には、スチール製のものや有機繊維を撚ったもの等があり、何れのものが用いられても良い。ストリップ５０とコード５１の延長方向は同じである。本実施形態のストリップ５０としては、例えば、幅が６〜１０ｍｍであり、５〜１２本のコード５１が埋め込まれたものが、用いられる。

ストリップ５０は、図３に示すように、ベルト幅方向に間隔を空けながら螺旋状に巻かれている。このストリップ５０間の幅方向の間隔の具体的な長さｌは、限定されないが、ストリップの幅の０．５〜１．５倍の長さであることが望ましい。図３ではlはストリップの幅の１．０倍となっている。

ストリップ５０は、ベルト補強層５の幅方向両端においては、第１ベルト４０の幅方向端部に平行に、すなわちタイヤ周方向に、巻かれている。ストリップ５０の第１ベルト４０の幅方向端部に平行に巻かれる部分（以下「平行巻き部分５３」とする）の長さは、限定されない。ただし、ベルト層４の周方向の外周の４分の３の長さ〜４分の６の長さであることが望ましく、１周分の長さであることが更に望ましい。

図３及び４に示すように、ストリップ５０の平行巻き部分５３は、第１ベルト４０のうち第２ベルト４１の幅方向両端部より幅方向外側に出た部分を外径側から覆う。しかし、第２ベルト４１の幅方向端部にはかからない。ここで、ストリップ５０の平行巻き部分５３の幅方向中央部で、第１ベルト４０の幅方向端部を覆うことが望ましい。ストリップ５０の幅が上記のように６〜１０ｍｍの場合、第１ベルト４０のうち第２ベルト４１の幅方向両端部より幅方向外側に出た部分の幅が例えば５〜８ｍｍもあれば、平行巻き部分５３の幅方向中央で第１ベルト４０の幅方向端部を覆うことができる。

ベルト補強層５の巻き付けは、次のように行われる。ベルト層４が貼り付けられた周知の成型ドラムが、その周方向に回転するとともに、その軸方向（ベルト幅方向）に連続的に送られる。そのベルト層４上へ、周知の構造の供給装置を通してストリップ５０が供給される。その結果、ストリップ５０がベルト層４上に螺旋状に巻きつけられていく。ただし、巻き付けの始めと終わりの一定時間は、ドラムがその軸方向に送られない。そのため、巻き付けの始めと終わりの部分は、平行巻き部分５３となる。

（２）効果
上記の実施形態の空気入りタイヤ１では、ストリップ５０がベルト幅方向に間隔を空けながら螺旋状に巻かれているため、ベルト補強層５の剛性が低い。そのため、エンベロープ性が向上し、乗り心地が良くなる。また、巻き付けられるストリップ５０が短く済むため、その分ベルト補強層５が軽くなり、空気入りタイヤ１の転がり抵抗が小さくなる。

ここで、ストリップ５０のベルト幅方向に間隔ｌが、ストリップの幅の０．５〜１．５倍の長さであれば、これらの効果を得られる上に、ベルト補強層５の最低限の剛性も確保できる。

一方で、第１ベルト４０の幅方向端部の外径側で、ストリップ５０が、第１ベルト４０の幅方向端部に平行に巻かれているため、ストリップ５０の張力が第１ベルト４０の幅方向端部に平行な方向に効率良く作用する。そのため、ベルト層４をしっかりと拘束することができる。そのため、第１ベルト４０の幅方向端部を起点にしてタイヤが壊れることを防ぐことができる。そのため、空気入りタイヤ１の高速耐久力が高くなる。この効果は、ストリップ５０が、第１ベルト４０の幅方向端部を外径側から完全に覆うことにより、顕著になる。また、平行巻き部分５３の長さが、ベルト層４の周方向の外周の４分の３の長さ〜４分の６の長さである場合に顕著になり、１周分の長さである場合に特に顕著になる。

また、ストリップ５０の平行巻き部分５３は、第２ベルト４１の幅方向端部にはかかっていないため、第２ベルト４１の幅方向端部にかかる場合と比較して、耐摩耗性が向上し、転がり抵抗が小さくなる。

詳細に説明すると、平行巻き部分５３が第２ベルト４１の幅方向両端部にかかっている場合、第１ベルト４０だけでなく第２ベルト４１の幅方向両端部も、外径側に膨らまないように、ストリップ５０の平行巻き部分５３によって拘束される。そのため、ベルト層４の幅方向両側の広い範囲の部分が、内径方向へ押えられる。その結果、図６に示すように、ベルト層４のうち幅方向中央部が、ベルト幅方向両側の部分よりも、外径側へ突出した形状をなすように膨らむ。そのため、トレッド６の幅方向中央部が外径側に膨らみ、その部分に大きな荷重がかかった状態で接地することになる。その結果、トレッド６の幅方向中央部が主に摩耗する偏摩耗が生じる。また、トレッド６の幅方向中央部に大きな荷重がかかった結果、空気入りタイヤ１が大きく変形するため、転がり抵抗が大きくなる。

しかし、上記の実施形態の空気入りタイヤ１では、ストリップ５０の平行巻き部分５３が第２ベルト４１にかかっていないため、空気入りタイヤ１に空気を入れると、第２ベルト４１は弱く拘束される。そのため、図５に示すように、第２ベルト４１全体が外径側に膨らむ。そのため、トレッド６の第２ベルト４１の外径側の部分全体が外径側に膨らみ、その部分全体に略均等に荷重がかかった状態で接地することになる。そのためトレッド６は偏摩耗し難い。また、空気入りタイヤ１が大きく変形しないため、転がり抵抗が小さくなる。

（３）実施例
上記の実施形態の空気入りタイヤ１の性能を評価した。比較のために、比較例１及び２のタイヤの性能も評価した。比較例１のタイヤは、ベルト補強層のストリップがベルト幅方向に間隔を空けずに密に巻かれているタイヤである。比較例２のタイヤは、ストリップがベルト幅方向に間隔を空けながら巻かれ、ベルト幅方向両端には平行巻き部分が形成されているが、平行巻き部分が第１ベルトと第２ベルトの両方を外径側から覆っているタイヤである。なお、比較例１及び２のタイヤの、ストリップの巻き方以外の構造は、上記の実施形態の空気入りタイヤの構造と同じである。

評価項目は、高速耐久力、転がり抵抗、耐摩耗性、乗り心地である。試験に用いたタイヤのサイズは、１５５／６５Ｒ１３ ７３Ｓである。耐摩耗性及び乗り心地の評価において、用いた車はダイハツのミラ、用いたリムは径１３インチ（３３０．２ｍｍ）で幅４．５インチ（１１４．３ｍｍ）、タイヤの内圧は２１０ｋＰａである。

高速耐久力については、ＥＣＥ‐Ｒ３０高速耐久条件にて試験を行った。得られた結果を、比較例１の結果を１００とする指数で表した。指数が大きい程、高速耐久力が高いことを示す。

転がり抵抗の値は、ＪＩＳＤ４２３４の方法で求めた。得られた結果を、比較例１の結果を１００とする指数で表した。指数が小さい程、転がり抵抗が小さいことを示す。

耐摩耗性については、実車の４輪に同一種別のタイヤを装着し、１２０００ｋｍ走行した後、該タイヤの残溝深さを測定して調べた。測定結果を、比較例１の結果を１００とする指数で表した。指数が大きい程、耐摩耗性が良いことを示す。

乗り心地については、実車の４輪に同一種別のタイヤを装着して走行し、官能評価した。指数が大きい程、乗り心地が良いことを示す。

評価結果を表１に示す。

高速耐久性については、実施例と比較例の指数が同じであることから、本実施形態の空気入りタイヤ１の高速耐久性が、比較例のタイヤに対して低下しないことが確認できた。

転がり抵抗については、実施例の指数が比較例１や２の指数よりも小さいことから、本実施形態の空気入りタイヤ１の転がり抵抗が、比較例のタイヤの転がり抵抗よりも小さいことが確認できた。

耐摩耗性については、実施例の指数と比較例１の指数が同じであり、比較例２の指数がこれらよりも小さいことから、比較例２の空気入りタイヤの耐摩耗性が悪く、本実施形態の空気入りタイヤ１の耐摩耗性がこれに対して良いことが確認できた。

乗り心地については、実施例、比較例２、比較例１の順に指数が大きいことから、本実施形態の空気入りタイヤ１の乗り心地が、他のタイヤよりも良いことが確認できた。

（４）変更例
ストリップ５０の平行巻き部分５３は、第１ベルト４０の幅方向端部を外径側から覆っていなくても良い。つまり、第１ベルト４０の幅方向端部が、ストリップ５０の平行巻き部分５３よりも、タイヤ幅方向外側に出ていても良い。ただし、その場合でも、平行巻き部分５３が第２ベルト４１の幅方向端部にはかかることはない。つまり、平行巻き部分５３は、第１ベルト４０を外径側から覆うが、第２ベルト４１を外径側から覆わない。この場合でも、ストリップ５０の平行巻き部分５３が、第１ベルト４０の幅方向端部付近を強く拘束するため、タイヤの高速耐久力が高くなる。

１…空気入りタイヤ、２…ビード部、２０…ビードコア、２１…ビードフィラー、３…カーカス、３０…インナーライナー、４…ベルト層、４０…第１ベルト、４１…第２ベルト、５…ベルト補強層、５０…ストリップ、５１…コード、５２…ゴム、５３…平行巻き部分、６…トレッド、７…サイドウォール

Claims (3)

1. 第１ベルトと、前記第１ベルトの外径側に配される第２ベルトと、前記第１ベルト及び前記第２ベルトの外径側にストリップが巻き付けられて形成されるベルト補強層とを備える空気入りタイヤであって、
   前記第１ベルトは、前記第２ベルトより幅が広く、その幅方向外側の部分が前記第２ベルトの幅方向両端部よりも幅方向外側にあり、
   前記ストリップは、ベルト幅方向に間隔を空けながら螺旋状に巻かれるとともに、前記ベルト補強層の幅方向両端においては、前記第１ベルトの幅方向の各端部に平行に巻かれ、
   前記ストリップのうち前記第１ベルトの幅方向の各端部に平行に巻かれた部分は、前記第１ベルトのうち前記第２ベルトの幅方向両端部より幅方向外側にある部分を外径側から覆い、前記第２ベルトを外径側から覆わないことを特徴とする、空気入りタイヤ。
2. 前記ストリップのうち前記第１ベルトの幅方向の各端部に平行に巻かれた部分は、前記第１ベルトの幅方向の各端部を外径側からそれぞれ覆うことを特徴とする、請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 螺旋状に巻かれた前記ストリップのベルト幅方向の間隔は、前記ストリップの幅の０．５〜１．５倍の間隔であることを特徴とする、請求項１又は２に記載の空気入りタイヤ。

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