JP7388056B2 - 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。

下記特許文献１には、両側のビードの間に架け渡されたカーカスと、前記ビードに位置するエイペックスと、タイヤ半径方向に延びる補強層とを含む空気入りタイヤが記載されている。前記カーカスは、主部と折り返し部とからなるカーカスプライとして形成されている。前記エイペックスは、前記主部と前記折り返し部との間に配されている。前記補強層は、前記主部と前記エイペックスとの間に配されている。

特許第６２８１９７６号公報

特許文献１の空気入りタイヤでは、長距離走行時の耐久性能（以下、単に「耐久性能」という場合がある。）を高めることについて改善の余地があった。

本発明は、以上のような問題点に鑑み案出なされたもので、耐久性能を向上することができる空気入りタイヤを提供することを主たる目的としている。

本発明は、空気入りタイヤであって、トロイド状のカーカスを有し、前記カーカスは、トレッド部からサイドウォール部を経てビード部に至る本体部と、前記本体部に連なってビードコアで折り返される折返し部とを含むカーカスプライを含み、前記ビード部には、前記本体部と前記折返し部との間に配された第１エーペックスゴムと、前記折返し部のタイヤ軸方向の外側でタイヤ半径方向に延びる第２エーペックスゴムとが設けられ、前記サイドウォール部には、前記カーカスのタイヤ軸方向の外側でタイヤ半径方向に延びるコード補強層が設けられ、前記コード補強層の内端は、前記第２エーペックスゴムのタイヤ半径方向の外端からタイヤ半径方向の外側へタイヤ断面高さの５％以上離れて位置する。

本発明に係る空気入りタイヤは、前記カーカスのタイヤ半径方向外側かつトレッド部の内方に配されたベルト層を有し、前記コード補強層の外端は、前記ベルト層のタイヤ軸方向の外端とタイヤ最大幅位置との間のタイヤ半径方向の中点よりもタイヤ半径方向外側に位置する、のが望ましい。

本発明に係る空気入りタイヤは、前記ベルト層のタイヤ軸方向の外端と前記コード補強層の外端との間のタイヤ半径方向の距離が、タイヤ断面高さの５％～３５％である、のが望ましい。

本発明に係る空気入りタイヤは、前記コード補強層のタイヤ半径方向の長さが、タイヤ断面高さの２０％～６０％である、のが望ましい。

本発明に係る空気入りタイヤは、前記コード補強層が、補強コードを含み、前記補強コードのタイヤ周方向に対する角度は、７０～９０度である、のが望ましい。

本発明に係る空気入りタイヤは、前記コード補強層の厚さが、タイヤ断面高さの１％～５％である、のが望ましい。

本発明に係る空気入りタイヤは、前記コード補強層の内端が、前記折返し部の外端よりもタイヤ半径方向の内側に位置する、のが望ましい。

本発明に係る空気入りタイヤは、前記コード補強層の内端が、タイヤ最大幅位置よりもタイヤ半径方向の内側に位置する、のが望ましい。

本発明の空気入りタイヤは、ビード部に、カーカスの本体部と前記カーカスの折返し部との間に配された第１エーペックスゴムと、前記折返し部のタイヤ軸方向の外側でタイヤ半径方向に延びる第２エーペックスゴムとが設けられている。換言すると、前記折返し部は、前記第１エーペックスゴムと前記第２エーペックスゴムとに挟まれて固定される。これにより、破断やコードルース等の発生が抑制されるため、耐久性能が高められる。また、サイドウォール部には、前記カーカスのタイヤ軸方向の外側でタイヤ半径方向に延びるコード補強層が設けられている。コード補強層は、サイドウォール部の剛性を高めるとともに、カット傷による前記カーカスの損傷を抑制する。

前記コード補強層は、サイドウォール部の剛性を高めるという利点があるが、前記第２エーペックスゴムと重なると、これらが剥離しやすくなる。このような剥離が生じると、空気入りタイヤの剛性が低下するという相反がある。本発明では、前記コード補強層の内端を、前記第２エーペックスゴムのタイヤ半径方向の外端からタイヤ半径方向の外側へタイヤ断面高さの５％以上離れて位置させている。これにより、前記コード補強層と前記第２エーペックスゴムとの剥離が抑制され、この剥離による剛性低下が防止される。したがって本発明の空気入りタイヤは、優れた耐久性能を有する。

本発明の一実施形態の空気入りタイヤのタイヤ子午線断面図である。 図１の空気入りタイヤの内部構造の展開図である。 図１の空気入りタイヤの拡大図である。

以下、本発明の実施の一形態が図面に基づき説明される。
図１は、本発明の一実施形態を示す空気入りタイヤ（以下、単に「タイヤ」ということがある）１の正規状態のタイヤ回転軸（図示省略）を含むタイヤ子午線断面図である。図１には、好ましい態様として、小型トラック用のタイヤ１が示される。但し、本発明は、例えば、乗用車用や重荷重用等のタイヤ１にも採用され得る。

前記「正規状態」とは、タイヤ１が正規リム（図示せず）にリム組みされかつ正規内圧が充填された無負荷の状態である。特に断りがない場合、タイヤの各部の寸法等は、正規状態で測定された値である。

「正規リム」とは、タイヤ１が基づいている規格を含む規格体系において、当該規格がタイヤ毎に定めるリムであり、例えばJATMAであれば標準リム、TRAであれば "Design Rim" 、ETRTOであれば "Measuring Rim"である。

「正規内圧」とは、タイヤ１が基づいている規格を含む規格体系において、各規格がタイヤ毎に定めている空気圧であり、JATMAであれば最高空気圧、TRAであれば表 "TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES" に記載の最大値、ETRTOであれば "INFLATION PRESSURE"である。

本実施形態のタイヤ１は、トレッド部２と、トレッド部２からタイヤ半径方向内側に延びるサイドウォール部３と、サイドウォール部３のタイヤ半径方向の内側に連なるビード部４とを含んでいる。ビード部４には、例えば、ビードコア５が埋設されている。本実施形態のビードコア５には、公知の態様が適宜採用される。

タイヤ１は、例えば、サイドウォール部３の外面３ａをなすサイドウォールゴム３Ｇと、ビード部４の外面４ａをなすクリンチゴム４Ｇとを含んでいる。本実施形態のサイドウォールゴム３Ｇ及びクリンチゴム４Ｇには、それそれ公知の態様が適宜採用される。

タイヤ１は、本実施形態では、トロイド状のカーカス６と、カーカス６のタイヤ半径方向外側かつトレッド部２の内方に配されたベルト層７と、サイドウォール部３に配されたコード補強層８と、ビード部４に配されたビードエーペックスゴム９とを含んでいる。

本実施形態のカーカス６は、１枚のカーカスプライ６Ａで構成されている。カーカス６は、例えば、複数枚のカーカスプライで構成されても良い。

カーカスプライ６Ａは、本実施形態では、本体部６ａと折返し部６ｂとを含んでいる。本体部６ａは、例えば、トレッド部２からサイドウォール部３を経てビード部４のビードコア５まで延びている。折返し部６ｂは、本体部６ａに連なってビードコア５の回りをタイヤ軸方向の内側から外側に折り返されている。

折返し部６ｂは、例えば、ビードコア５のタイヤ軸方向の外端５ｅから、タイヤ半径方向外側へ向かってタイヤ軸方向内側へ傾斜する内側傾斜部６ｉと、内側傾斜部６ｉに連なりタイヤ半径方向外側へ向かってタイヤ軸方向外側へ傾斜する外側傾斜部６ｅとを含んでいる。このような折返し部６ｂは、タイヤ１の転動による歪の集中が抑制される。なお、折返し部６ｂは、このような態様に限定されるものではない。

折返し部６ｂの外端６ｋは、本実施形態では、タイヤ最大幅位置Ｍ近傍に設けられている。このような折返し部６ｂは、タイヤ１のサイドウォール部３の剛性を高めて、耐久性能を向上する。タイヤ１の質量の過度の増加を抑制するため、外端６ｋとタイヤ最大幅位置Ｍとのタイヤ半径方向の距離Ｌａは、タイヤ断面高さＨの５％以下が望ましい。

前記「タイヤ最大幅位置Ｍ」とは、タイヤ子午線断面おいて、サイドウォール部３の基準面３ｓがタイヤ軸方向の最も外側に張出す点である。基準面３ｓは、装飾用のセレーション、標章表示用のリブ、保護用のプロテクトリブなどの部分的な凹凸を含まないサイドウォール部３の外面３ａである。また「タイヤ断面高さＨ」とは、ビードベースラインＢＬからタイヤ半径方向の最外側位置までのタイヤ半径方向の距離である。前記「ビードベースラインＢＬ」とは、リム径位置を通るタイヤ軸方向線である。

図２は、タイヤ１の内部構造の展開図である。図２に示されるように、カーカスプライ６Ａは、例えば、カーカスコード６ｃをトッピングゴム６ｄで被覆して形成されている。本実施形態のカーカスコード６ｃは、例えば、タイヤ周方向に対して７５～９０度の角度θ１で傾けて配されている。カーカスコード６ｃには、例えば、スチール等の金属繊維コードや、ポリエステル、ナイロン、レーヨン、アラミドなどの有機繊維コードが採用される。

ベルト層７は、少なくとも１枚、本実施形態では、２枚のベルトプライで構成されている。本実施形態のベルト層７は、内側ベルトプライ７Ａと、内側ベルトプライ７Ａのタイヤ半径方向外側に配された外側ベルトプライ７Ｂとを含んでいる。各ベルトプライ７Ａ、７Ｂは、例えば、タイヤ赤道Ｃに対して１０～３５°の角度θ２で傾けて配列したベルトコード７ｃを含んでいる。内側ベルトプライ７Ａのベルトコード７ｃと外側ベルトプライ７Ｂのベルトコード７ｃとは、互いに交差する向きに重ねられている。ベルトコード７ｃには、例えば、スチールコードが好適に採用されるが、アラミドやレーヨン等の高弾性の有機繊維コードが採用されても良い。

図１に示されるように、内側ベルトプライ７Ａは、本実施形態では、外側ベルトプライ７Ｂよりも幅広に形成されている。内側ベルトプライ７Ａのタイヤ軸方向の幅Ｗａは、トレッド幅ＴＷの８０％～９５％が望ましい。なお、内側ベルトプライ７Ａは、例えば、外側ベルトプライ７Ｂよりも幅狭であっても良い。

前記「トレッド幅ＴＷ」とは、トレッド端Ｔｅ、Ｔｅ間のタイヤ軸方向の距離を意味する。前記「トレッド端Ｔｅ」とは、前記正規状態のタイヤ１に、正規荷重を負荷しかつキャンバー角０度で平面に接地させたときの最もタイヤ軸方向外側の接地位置を意味する。

前記「正規荷重」とは、タイヤが基づいている規格を含む規格体系において、各規格がタイヤ毎に定めている荷重であり、JATMAであれば"最大負荷能力"、TRAであれば表"TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES" に記載の最大値、ETRTOであれば "LOAD CAPACITY"である。

ビードエーペックスゴム９は、例えば、本体部６ａと折返し部６ｂとの間に配された第１エーペックスゴム１０と、折返し部６ｂのタイヤ軸方向の外側でタイヤ半径方向に延びる第２エーペックスゴム１１とを含んでいる。これにより、折返し部６ｂは、第１エーペックスゴム１０と第２エーペックスゴム１１とに挟まれて固定されるので、破断やコードルース等の発生が抑制される。したがって、本実施形態のタイヤ１は、高い耐久性能を有する。

コード補強層８は、例えば、カーカス６のタイヤ軸方向外側でタイヤ半径方向に延びている。コード補強層８は、サイドウォール部３の剛性を高めるとともに、カット傷によるカーカス６の損傷を抑制する。

図３は、図１のタイヤ１の拡大図である。図３に示されるように、コード補強層８の内端８ｉは、第２エーペックスゴム１１のタイヤ半径方向の外端１１ｅからタイヤ半径方向の外側へタイヤ断面高さＨ（図１に示す）の５％以上離れて位置している。これにより、コード補強層８と第２エーペックスゴム１１とが接触することによる剥離が抑制されるため、この剥離によるタイヤ１の剛性低下が防止される。

コード補強層８の内端８ｉと第２エーペックスゴム１１の外端１１ｅとの間のタイヤ半径方向の距離Ｌ１が大きいと、サイドウォール部３及びビード部４の剛性が小さくなるおそれがある。このため、前記距離Ｌ１は、タイヤ断面高さＨの１０％以下が望ましい。

コード補強層８の内端８ｉは、タイヤ最大幅位置Ｍよりもタイヤ半径方向の内側に位置するのが望ましい。タイヤ最大幅位置Ｍは、走行時の撓みが相対的に大きい箇所である。このタイヤ最大幅位置Ｍを覆うようにコード補強層８を配することで、サイドウォールゴム３Ｇの変形による発熱が抑制されるので、耐久性能がさらに向上する。

上述の作用を効果的に発揮させるために、コード補強層８の内端８ｉとタイヤ最大幅位置Ｍとの間のタイヤ半径方向の距離Ｌ２は、タイヤ断面高さＨの１０％～２０％が望ましい。

コード補強層８の外端８ｅは、本実施形態では、ベルト層７のタイヤ軸方向の外端７ｅとタイヤ最大幅位置Ｍとの間のタイヤ半径方向の中点Ｐよりもタイヤ半径方向外側に位置している。これにより、カット傷によるカーカス６の損傷を効果的に抑制することができる。

カーカス６は、サイドウォール部３側からトレッド部２側に向かってサイドウォール部３の外面３ａから遠ざかるように配される。換言すると、カーカス６は、ベルト層７に近づくほどカット傷による損傷の可能性が小さくなる。このため、耐カット性能の向上を図りつつ、タイヤ１の質量の増加を抑制するために、ベルト層７の外端７ｅとコード補強層８の外端８ｅとの間のタイヤ半径方向の距離Ｌ３は、タイヤ断面高さＨの５％以上が望ましく、１０％以上がさらに望ましく、３５％以下が望ましく、３０％以下がさらに望ましい。

上述の作用をさらに効果的に発揮させるために、コード補強層８のタイヤ半径方向の長さＬｂは、タイヤ断面高さＨの２０％以上が望ましく、３０％以上がさらに望ましい。また、コード補強層８の長さＬｂは、タイヤ断面高さＨの６０％以下が望ましく、５０％以下がさらに望ましい。同様の観点より、コード補強層８の厚さｄ１は、タイヤ断面高さＨの１％～５％であるのが望ましい。

図２に示されるように、コード補強層８は、複数の補強コード８ａを補強ゴム８ｂで被覆したプライで形成されている。各補強コード８ａのタイヤ周方向に対する角度θ３は、７０～９０度であるのが望ましい。このようなコード補強層８は、サイドウォール部３の剛性を効果的に高める。

補強コード８ａの配設密度、即ち、コード補強層８のプライ幅５０mmあたりの補強コード８ａの打ち込み本数であるエンズは、３０～８０（本／５０mm）が好ましい。このようなコード補強層８は、タイヤ１の質量の増加や乗り心地性能の低下を抑制するとともに、耐久性能を高める。

補強コード８ａは、例えば、ナイロン、ポリエステル、レーヨン等の有機繊維が採用しうるが、好ましくは、アラミド、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、カーボン、ガラス等のハイモジュラスの繊維コードが採用される。

補強ゴム８ｂは、その複素弾性率Ｅ*１が、例えば、２～８MPaであるのが望ましい。このような補強ゴム８ｂは、サイドウォール部３の剛性を高めるとともに、乗り心地性能を高く維持する。前記「複素弾性率」は、本明細書では、JIS－K6394の規定に準じて、次に示される条件で（株）岩本製作所製の「粘弾性スペクトロメータ」を用いて測定した値である。
初期歪：１０％、
動歪の振幅：±０．５％、
周波数：１０Hz
変形モード：引張
測定温度：７０℃

図３に示されるように、第１エーペックスゴム１０は、例えば、ビードコア５の外側面５ａからタイヤ半径方向の外側へ先細状で延びている。本実施形態の第１エーペックスゴム１０は、断面略三角形状に形成されている。

特に限定されるものではないが、第１エーペックスゴム１０のタイヤ半径方向の長さＬｃは、タイヤ断面高さＨの５％～１５％が望ましい。

第２エーペックスゴム１１は、例えば、折返し部６ｂの内側傾斜部６ｉと外側傾斜部６ｅとに沿って延びており、タイヤ軸方向内側に向かって凸の円弧状に形成されている。このような第２エーペックスゴム１１は、ビード部４の縦剛性を高めてビード部４の変形を抑制するので、耐久性能を向上する。

第２エーペックスゴム１１は、本実施形態では、その内端１１ｉからタイヤ半径方向外側に向かってゴム厚さが漸増するとともに、その外端１１ｅからタイヤ半径方向内側に向かってゴム厚さが漸増している。このような第２エーペックスゴム１１は、ビード部４のタイヤ半径方向での剛性の変化を滑らかにして、その剛性の段差を小さくする。

第２エーペックスゴム１１の内端１１ｉは、例えば、ビードコア５の近傍、本実施形態では、ビードコア５の外側面５ａよりもタイヤ半径方向の内側に位置している。このような第２エーペックスゴム１１は、さらにビード部４の変形を抑制する。

特に限定されるものではないが、第２エーペックスゴム１１の長さＬｄは、タイヤ断面高さＨの２０％～４０％が望ましい。

第１エーペックスゴム１０の複素弾性率Ｅ*２は、クリンチゴム４Ｇの複素弾性率Ｅ*ａよりも大きいのが望ましく、例えば、３５～７０MPaであるのがより望ましく、４０～６０MPaであるのが一層望ましい。第２エーペックスゴム１１の複素弾性率Ｅ*３は、第１エーペックスゴム１０の複素弾性率Ｅ*２よりも小さいのが望ましく、例えば、３０～５０MPaである。第２エーペックスゴム１１の複素弾性率Ｅ*３は、クリンチゴム４Ｇの複素弾性率Ｅ*ａよりも小さいのが望ましい。

本実施形態のビード部４には、リムズレ防止用のチェーファゴム２０が、さらに配されている。チェーファゴム２０は、例えば厚さ（図示省略）が０．５～１．５ｍｍ程度の薄いシート状で形成される。チェーファゴム２０は、例えば、複素弾性率Ｅ*４が４～１０MPaの耐摩耗性に優れる硬質のゴムから形成される。チェーファゴム２０は、ゴムのみで形成することもできるが、ゴム中に例えばキャンバス布や有機繊維のコード配列体を埋設して補強し、耐摩耗性をより高めることもできる。

チェーファゴム２０は、本実施形態では、基部２０Ａと外片部２０Ｂと内片部２０Ｃとを含んで形成されている。基部２０Ａは、本実施形態では、リムのリムシート面（図示省略）と接触しタイヤ軸方向に延びている。外片部２０Ｂは、本実施形態では、基部２０Ａのタイヤ軸方向外端に連なってタイヤ半径方向外側に延び、折返し部６ｂと第２エーペックスゴム１１との間に挟まれて終端している。内片部２０Ｃは、本実施形態では、基部２０Ａのタイヤ軸方向内端に連なりタイヤ内腔面１ａに沿ってタイヤ半径方向外側に延びて終端している。

以上、本発明の一実施形態のタイヤが詳細に説明されたが、本発明は、上記の具体的な実施形態に限定されることなく、種々の態様に変更して実施され得る。

図１の基本構造を有する空気入りタイヤが、表１の仕様に基づき試作され、各試供タイヤの耐久性能、及び、耐カット性能がテストされた。各試供タイヤの共通仕様やテスト方法は、以下の通りである。
タイヤサイズ：２０５／７０Ｒ１５
リム：１５×６．０J
内圧：２５０kPa
補強ゴムの複素弾性率Ｅ*１：１．４MPa
第１エーペックスゴムの複素弾性率Ｅ*２：７０MPa
第２エーペックスゴムの複素弾性率Ｅ*３：３０MPa

＜耐久性能・耐カット性能＞
試供タイヤが下記車両の全輪に装着された。そして、テストドライバーが前記車両を乾燥アスファルトのテストコース及び砂利路を含むダート路面のテストコースを走行させた。耐久性能は、テストドライバーの官能により、走行終了時まで安定して走行できたか否かで評価された。耐カット性能は、テストドライバーの目視により、走行終了時のサイドウォール部のカット傷の発生状況で評価された。結果は、ともに比較例１を１００とする評点で示され、数値の大きい方が良好である。
使用車両：小型トラック
速度：８０km/h
乾燥アスファルトのテストコースの走行距離：１５０００km/h
ダート路面のテストコースの走行距離：１５０００km/h

テストの結果、実施例のタイヤは、比較例のタイヤよりも耐久性能及び耐カット性能が優れていることが確認できる。また、実施例６及び７のタイヤは、実施例１のタイヤよりもタイヤ質量が大きく、また、製造コストが高価であった。

１ 空気入りタイヤ
３ サイドウォール部
４ ビード部
６ カーカス
６ａ 本体部
６ｂ 折返し部
８ コード補強層
８ｉ コード補強層の内端
１０ 第１エーペックスゴム
１１ 第２エーペックスゴム
１１ｅ 第２エーペックスゴムの外端
Ｈ タイヤ断面高さ

Claims (6)

1. 空気入りタイヤであって、
   トロイド状のカーカスを有し、
   前記カーカスは、トレッド部からサイドウォール部を経てビード部に至る本体部と、前記本体部に連なってビードコアで折り返される折返し部とを含むカーカスプライを含み、
   前記ビード部には、前記本体部と前記折返し部との間に配された第１エーペックスゴムと、前記折返し部のタイヤ軸方向の外側でタイヤ半径方向に延びる第２エーペックスゴムとが設けられ、
   前記サイドウォール部には、前記カーカスのタイヤ軸方向の外側でタイヤ半径方向に延びるコード補強層が設けられ、
   前記コード補強層の内端は、前記第２エーペックスゴムのタイヤ半径方向の外端からタイヤ半径方向の外側へタイヤ断面高さの５％以上離れて位置し、
   前記コード補強層の内端は、前記折返し部の外端よりもタイヤ半径方向の内側に位置する、
   空気入りタイヤ。
2. 前記カーカスのタイヤ半径方向外側かつトレッド部の内方に配されたベルト層を有し、
   前記コード補強層の外端は、前記ベルト層のタイヤ軸方向の外端とタイヤ最大幅位置との間のタイヤ半径方向の中点よりもタイヤ半径方向外側に位置する、請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 前記ベルト層のタイヤ軸方向の外端と前記コード補強層の外端との間のタイヤ半径方向の距離は、タイヤ断面高さの５％～３５％である、請求項２に記載の空気入りタイヤ。
4. 前記コード補強層のタイヤ半径方向の長さは、タイヤ断面高さの２０％～６０％である、請求項１ないし３のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
5. 前記コード補強層は、補強コードを含み、
   前記補強コードのタイヤ周方向に対する角度は、７０～９０度である、請求項１ないし４のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
6. 前記コード補強層の厚さは、タイヤ断面高さの１％～５％である、請求項１ないし５のいずれかに記載の空気入りタイヤ。

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