JP7215896B2 - 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。

特許文献１～３に開示された空気入りタイヤのカーカスプライは、一対のビード部間で連続する第１プライと、この第１プライのタイヤ径方向外側に配置された不連続な第２プライとを備える。第２プライは、トレッド部から一対のビード部のいずれかにそれぞれ延びる一対のプライ片を備える。トレッド部の中央には、２枚のプライ片がいずれも存在しない領域、つまり中抜き部が設けられている。第２プライの中抜き部は、基本的に相反する２種類の性能の両立を意図している。一方の種類の性能は、剛性（操縦安定性向上に寄与する）と耐カット性であり、他方の種類の性能は、軽量化とそれによる転がり抵抗低減である。

特許第６１２５７０８号 特許第５６２９３５６号 特許第５１７８４４２号

特許文献１～３に開示された構造には、軽量化とそれによる転がり抵抗低減を確保しつつ、剛性と耐カット性を向上する上で、さらなる改善の余地がある。

本発明は、中抜き部を有するカーカスプライを備える空気入りタイヤにおいて、軽量化とそれによる転がり抵抗低減を確保しつつ、剛性と耐カット性を向上することを課題とする。

本発明の一態様は、トレッド部と、前記トレッド部の両端からタイヤ径方向内側にそれぞれ延びる一対のサイドウォール部と、前記一対のサイドウォール部の前記タイヤ径方向内側の端部にそれぞれ配置された一対のビードコアと、前記トレッド部の前記タイヤ径方向内側に位置する中央部と、前記中央部の両端から前記タイヤ径方向内側にそれぞれ延びる一対のサイド部とを備え、個々の前記サイド部は、前記ビードコアよりもタイヤ径方向外側で終端する端部を備える、第１プライと、前記第１プライに対してタイヤ径方向外側に配置され、前記トレッド部に位置する内端部を有し、前記内端部から前記タイヤ径方向内側に延びるサイド部と、前記サイド部と連続して設けられ、前記一対のビードコアのうちのいずれかに巻き上げられ、前記トレッド部において終端する外端部を有する巻上部とをそれぞれ有する一対のプライ片を備える、不連続な第２プライと、前記第１プライの前記一対のサイド部のいずれかと、前記一対のプライ片のいずれかの前記サイド部とを、それぞれ接合する一対の接合部材とを備える、空気入りタイヤを提供する。

第２プライは一対のプライ片を備え、不連続である。つまり、一対のプライ片の間には、プライが存在しない中抜き部がある。かかる中抜き部のある第２プライを採用したことにより、第２プライが１枚の連続のプライである場合と比較して、軽量化を図ることができる。また、第１プライのサイド部はビードコアよりもタイヤ径方向外側で終端する端部を備えている。つまり、第１プライはビードコアに巻き上げられておらず、個々のビードコアに巻き上げられているのは１枚のプライ、つまり一対のプライ片のみである。この構成によっても軽量化を図ることができる。

第１プライはビードコアに巻き上げられていない。しかし、第１プライのサイド部は、接合部材によって第２プライを構成するプライ片に接合されている。プライ片（第２プライ）は、ビードコアに巻き上げられた巻上部を有すると共に、内端部と外端部がいずれもトレッド部に位置している。つまり、第２プライを構成するプライ片は相対的に強固に保持されている。相対的に強固に保持された第２プライのプライ片に対して、第１プライが接合部材によって接合されているので、第１及び第２プライの協働によって必要な剛性が確保される。

サイドウォール部の全域において、３層のプライ、つまり第１プライのサイド部、プライ片（第２プライ）のサイド部、及びプライ片の巻上部が配置されている。このようにサイドウォール部において、プライが３層設けられていることにより、必要な耐カット性が確保される。また、プライが３層設けられていることで、サイドウォール部における必要な剛性が確保される。

以上のように、本発明の一態様によれば、軽量化とそれによる転がり抵抗低減を確保しつつ、剛性と耐カット性を向上することができる。

前記空気入りタイヤは、前記トレッド部において前記第１プライの前記中央部のタイヤ径方向外側に配置されたベルト部をさらに備え、前記プライ片の前記内端部と前記外端部は、前記ベルト部と前記第１プライの前記中央部との間に配置されてもよい。

この構成により、プライ片（第２プライ）の内端部と外端部がベルト部によって強固に保持されるので、第２プライの剛性をより確実に確保できる。

前記第１プライの前記端部は、前記接合部材の前記タイヤ径方向における内側の端部と外側の端部との間に位置してもよい。

この構成により、第１プライの端部を含む部分を強固に第２プライに接合し、第１プライのひずみをより効果的に低減できる。

前記接合部材は５００ｇｆ以上の粘着力を有してもよい。

前記第１プライのモジュラスは、前記第２プライの前記一対のプライ片のモジュラスよりも低くてもよい。

カーカスプライにおいては、一般に、モジュラス（一定のひずみを与えたときに生じる応力）が低い程重量は軽く、モジュラスが高い程重量が重い傾向がある。第２プライは中抜き部を有するのに対して、第１プライはトレッド部に中央部を有する。第１プライの中央部は、第１プライのサイド部や第２プライを構成するプライ片と比較すると、剛性向上と耐カット性向上の寄与度は低い。かかる中央部を有する第１プライを第２プライのプライ片と比較して低モジュラス、従って相対的に軽量とすることで、剛性と耐カット性を損なうことなく、さらなる軽量化を図ることができる。

前記第１プライの破断強度は、前記第２プライの前記一対のプライ片の破断強度よりも低くてもよい。

カーカスプライにおいては、一般に、破断強度（破断が生じる引張荷重）が低い程重量は軽く、破断強度が高い程重量が重い傾向がある。第２プライは中抜き部を有するのに対して、第１プライはトレッド部に中央部を有する。第１プライの中央部は、第１プライのサイド部や第２プライを構成するプライ片と比較すると、剛性向上と耐カット性向上の寄与度は低い。かかる中央部を有する第１プライを、第２プライのプライ片と比較して低破断強度、従って相対的に軽量とすることで、剛性と耐カット性を損なうことなく、さらなる軽量化を図ることができる。

モジュラス又は破断強度を異ならせるために、前記第１プライと、前記第２プライの前記一対のプライ片とは、コード材質、コード径、エンド数、ゴム硬さ、及びゴム厚みのうちの少なくとも１つが異なってもよい。

本発明によれば、中抜き部を有するカーカスプライを備える空気入りタイヤにおいて、軽量化とそれによる転がり抵抗低減を確保しつつ、剛性と耐カット性を向上することができる。

本発明の実施形態に係る空気入りタイヤの子午線断面図。 本発明の実施形態に係る空気入りタイヤのトレッド部及びその周辺の子午線断面図。 図１の部分IIIの拡大図。 図１の部分IVの拡大図。

図１から図４は、本発明の実施形態に係るゴム製の空気入りタイヤ（以下、タイヤという）１を示す。

タイヤ１は、トレッド部２、一対のサイドウォール部３、及びリング状の一対のビード部４を備える。

トレッド部２はタイヤ幅方向（図１において符号ＴＷで示す。）に延びている。トレッド部２の表面、つまり踏面には溝２ａが設けられている。

一対のサイドウォール部３は、トレッド部２の両端からタイヤ径方向（図１において符号ＴＲ）の内側にそれぞれ延びている。

一対のビード部４は、一対のサイドウォール部３のタイヤ径方向内側の端部にそれぞれ配置されている。個々のビード部４は、ビードコア５とビードフィラー６を備える。ビードコア５は、リング状に束ねられた多数の鋼線を備える。ビードフィラー６は、リング状で、トレッド部２及びサイドウォール部３を構成するゴムよりも硬質のゴムからなる。ビードフィラー６は、ビードコア５のタイヤ径方向外側に隣接して配置された基端６ａと、基端６ａとは反対側の先端６ｂとを備え、基端６ａから先端６ｂに向かってタイヤ径方向外側へテーパ状に延びている。個々のビード部４は、ビードコア５とビードフィラー６とを包むように設けられたストリップゴム７を備える。

タイヤ１は、ビード部４間にトロイダル状に掛け渡されたカーカス１０を備える。本実施形態では、カーカス１０は、第１カーカスプライ（以下、「第１プライ」と呼ぶ）１１と、第２カーカスプライ（以下、「第２プライ」と呼ぶ）１２とを備える。第２プライ１２は中抜き部１３ｂを有するプライであるが、第１プライ１１は中抜き部を有しない通常のプライである。第１及び第２プライ１１，１２については後に詳述する。カーカス１０の内側、つまりタイヤ１の最内周面には、インナーライナ８が設けられている。

図２及び図３を参照すると、トレッド部２、より具体的にはカーカス１０とトレッド部２との間に、無端状のベルト層２０が設けられている。本実施形態では、ベルト層２０は、２枚のベルト２１，２２を備える。ベルト２１は、カーカス１０のタイヤ径方向外側に隣接して配置され、ベルト２２は、ベルト２１のタイヤ径方向外側に隣接して配置されている。また、本実施形態では、下層のベルト２１のタイヤ幅方向の寸法は、上層のベルト２２のタイヤ幅方向の寸法よりも大きく、ベルト２１の端部２１ａは、ベルト２２の端部２２ａよりもタイヤ幅方向外側に位置している。ベルト２１，２２は、スチール製又は有機繊維製のベルトコードをゴム被覆して形成されている。ベルト層２０は、１枚のベルトで構成されていてもよいし、３枚以上のベルトを備えてもよい。

ベルト層２０のタイヤ径方向外側に隣接して、無端状のキャップ層３０が設けられている。本実施形態のキャップ層３０は、ベルト２１，２２の両方の端部２１ａ，２２ａのいずれかをそれぞれ直接的に覆う幅狭の一対のエッジプライ３１を備える。また、本実施形態のキャップ層３０は、エッジプライ３１のタイヤ径方向外側に隣接して配置され、端部２１ａ，２２ａを含むベルト２１，２２全体を１枚で覆う幅広のキャッププライ３２を備える。キャップ層３０は、１枚又は３枚以上のプライを備えてもよい。また、キャップ層３０をなくしてもよい。

ベルト層２０のタイヤ幅方向外側の両端の部分とカーカス層１０との間には、ゴム製で無端状の一対のパッド４０がそれぞれ配置されている。パッド４０の断面形状は偏平な三角形状である。ベルト２１，２２の端部２１ａ，２２ａ、エッジプライ３１のタイヤ幅方向外側の端部３１ａ、及びキャッププライ３２の端部３２ａのタイヤ幅方向の位置は、パッド４０のタイヤ幅方向の外側の端部４０ａと内側の端部４０ｂとの間の領域、つまりパッド４０が存在する領域に設定されている。パッド４０をなくしてもよい。

以下、カーカス１０を構成する第１及び第２プライ１１，１２について説明する。

第１プライ１１は単一のプライであるが、第２プライ１２は前述のように中抜き部１３ｂを有する不連続なプライであり、一対のプライ片１３から構成されている。後述するように、第１プライ１１と一対のプライ片１３とは接合テープ（接合部材）１４によって接合されている。第１プライ１１と第２プライ１２のプライ片１３はいずれも、間隔をあけて並設した複数本のコードをゴムで被覆した帯状のシートである。

第１プライ１１と第２プライ１２のプライ片１３とは、モジュラス（一定のひずみを与えたときに生じる応力）が同じであってもよいし、異なっていてもよい。また、第１プライ１１と第２プライ１２のプライ片１３とは、破断強度（破断が生じる引張荷重）が同じであってもよいし、異なっていてもよい。第１プライ１１と第２プライ１２のプライ片１３のモジュラスや破断強度が異なる場合については、後に詳述する。

第１プライ１１は、トレッド部２のタイヤ径方向内側に位置する中央部１１ａと、中央部１１ａのタイヤ幅方向の両端からタイヤ径方向内側にそれぞれ延びる一対のサイド部１１ｂとを備える。サイド部１１ｂはサイドウォール部３に配置されている。第１プライ１１の個々のサイド部１１ｂは、ビードフィラー６の先端６ｂよりもタイヤ径方向外側で終端する端部１１ｃを備える。換言すれば、第１プライ１１はビードコア５に対して巻き上げられていない。

第２プライ１２は、第１プライ１１に対してタイヤ径方向外側に隣接して配置されており、一対のプライ片１３により構成された不連続なプライである。プライ片１３は、ベルト層２０と第１プライ１１の中央部１１ａとの間に配置された内端部１３ａを有する。また、プライ片１３は、内端部１３ａからタイヤ径方向内側に延びるサイド部１３ｃを備える。サイド部１３ｃは、第１プライ１１のサイド部１１ｂのタイヤ幅方向外側に隣接して配置されている。さらに、プライ片１３は、サイド部１３ｃと連続して設けられ、ビードコア５に対してタイヤ幅方向において内側から外側に巻き上げられた巻上部１３ｄを備える。

トレッド部２におけるタイヤ幅方向中央の領域、より具体的には一対のプライ片１３の内端部１３ａ間の領域に、中抜き部１３ｂが設けられている。この中抜き部１３ｂでは、第２プライ１２は存在せず、第１プライ１１の中央部１１ａのみが存在する。

プライ片１３の巻上部１３ｄは、ビード部４、つまりビードコア５とビードフィラー６よりもタイヤ径方向内側に配置された内側部１３ｅを備える。また、巻上部１３ｄは、内側部１３ｅと連続して設けられてビードコア５に巻き掛けられた巻掛部１３ｆを備える。さらに、巻上部１３ｄは、巻掛部１３ｆと連続して設けられ、ビード部４よりもタイヤ径方向外側に配置された外側部１３ｇを備える。外側部１３ｇはサイド部１３ｃのタイヤ径方向外側に重ねて配置されている。この外側部１３ｇの端部がプライ１３の外端部１３ｈを構成している。

プライ片１３の内端部１３ａと外端部１３ｈは、ベルト層２０と第１プライ１１の中央部１１ａとの間に配置されている。内端部１３ａとベルト層２０との間にはパッド４０が介在している。

プライ片１３の内端部１３ａと外端部１３ｈのタイヤ幅方向の位置は、トレッド部２におけるタイヤ幅方向外側の領域に設定されている。より具体的には、プライ片１３の内端部１３ａは、ベルト層２０を構成するベルト２１，２２の端部２１ａ，２２ａのいずれよりもタイヤ幅方向内側の領域に設定されている。また、プライ片１３の外端部１３ｈのタイヤ幅方向の位置は、ベルト２１の端部２１ａとベルト２２の端部２２ａとの間に設定されている。

空気入りタイヤ１は、第１プライ１１の一対のサイド部１１ｂのいずれかと、一対のプライ片１３のサイド部１３ｃとを、それぞれ接合する一対の接合テープ１４を備える。図４に最も明瞭に示すように、接合テープ１４は、第１プライ１１のサイド部１１ｂのうち端部１１ｃを含む部分と、プライ片１３のサイド部１３ｃとを接合している。

接合テープ１４は、ゴム性であって、第１プライ１１の第２プライ１２への接合強度を確保する上で、５００ｇｆ以上の粘着力を有することが好ましい。

接合テープ１４のタイヤ径方向外側の端部１４ａとタイヤ径方向内側の端部１４ｂはいずれも、ビードフィラー６の先端６ｂよりもタイヤ径方向外側に位置している。

第１プライ１１の端部１１ｃは、接合テープの前記タイヤ幅方向における内側の端部１４ａと外側の端部１４ｂとの間に位置している。

次に、本実施形態の空気入りタイヤの特徴を説明する。

第２プライ１２は一対のプライ片１３を備える不連続なプライであり、一対のプライ片１３の内端部１３ｂの間には、プライが存在しない中抜き部１３ｂがある。かかる中抜き部１３ｂのある第２プライ１２を採用したことにより、第２プライ１２が１枚の連続のプライである場合と比較して、軽量化を図ることができる。また、第１プライ１１のサイド部１１ｂはビードコア５よりもタイヤ径方向外側で終端する端部１１ｃを備えている。つまり、第１プライ１１はビードコア５に巻き上げられておらず、個々のビードコア５に巻き上げられているのは１枚のプライ、つまりプライ片１３のみである。この構成によっても軽量化を図ることができる。

第１プライ１１はビードコア５に巻き上げられていない。しかし、第１プライ１１のサイド部１３ｃは、接合テープ１４によって第２プライ１２を構成するプライ片１３に接合されている。プライ片１３は内端部１３ａと外端部１３ｈがトレッド部２（より具体的にはベルト層２０と第１プライ１１の中央部１１ａとの間）に位置する。つまり、第２プライ１２を構成するプライ片１３は両端がベルト層２０によって強固に保持されている。両端が相対的に強固に保持された第２プライ１２のプライ片１３に対して、第１プライ１１が接合テープ１４によって接合されているので、第１及び第２プライ１１，１２の協働によって必要な剛性が確保される。また、強固に保持された第２プライ１２に接合することで、第１プライ１１のひずみを低減できる。

サイドウォール部３の全域において、３層のプライ、つまり第１プライのサイド部１１ｂ、プライ片１３のサイド部１３ｃ、及びプライ片１３の巻上部１３ｄの外側部１３ｇが配置されている。このようにサイドウォール部３において、プライが３層設けられていることにより、必要な耐カット性が確保される。また、プライが３層設けられていることで、サイドウォール部における必要な剛性が確保される。

以上のように、本実施形態によれば、軽量化とそれによる転がり抵抗低減を確保しつつ、剛性と耐カット性を向上することができる。

前述のように、プライ片１３の内端部１３ａと外端部１３ｈは、ベルト層２０と第１プライ１１の中央部１１ａとの間に配置されている。この構成により、プライ片１３の内端部１３ａと外端部１３ｈがベルト層２０によって強固に保持されるので、第２プライの剛性をより確実に確保できる。

前述のように、第１プライ１１のサイド部１１ｂのうち端部１１ｃを含む部分と、プライ片１３のサイド部１３ｃとが接合テープ１４によって接合されている。この構成により、第１プライ１１をプライ片１３に対して充分な接合強度で接合できる。

前述のように、第１プライ１１の端部１１ｃは、接合テープ１４のタイヤ幅方向における内側の端部１４ｂと外側の端部１４ｂとの間に位置している。この構成により、第１プライ１１の端部１１ｃを含む部分を強固に第２プライ１２に接合し、第１プライ１１のひずみをより効果的に低減できる。

次に、第１プライ１１と第２プライ１２のプライ片１３とのモジュラスや破断強度を異ならせる場合を説明する。

第１プライ１１のモジュラスは、第２プライ１２のプライ片１３のモジュラスよりも低くてもよい。カーカスプライにおいては、一般に、モジュラスが低い程重量は軽く、モジュラスが高い程重量が重い傾向がある。第２プライ１２は中抜き部１３ｂを有するのに対して、第１プライ１１はトレッド部２に中央部１１ａを有する。第１プライ１１の中央部１１ａは、第１プライ１１のサイド部１１ｂや第２プライ１２のプライ片１３と比較すると、剛性向上と耐カット性向上の寄与度は低い。かかる中央部１１ａを有する第１プライ１１を第２プライ１２のプライ片１３と比較して低モジュラス、従って相対的に軽量とすることで、剛性と耐カット性を損なうことなく、さらなる軽量化を図ることができる。

第１プライ１１の破断強度は、第２プライ１２のプライ片１３の破断強度よりも低くてもよい。カーカスプライにおいては、一般に、破断強度が低い程重量は軽く、破断強度が高い程重量が重い傾向がある。第２プライ１２は中抜き部１３ｂを有するのに対して、第１プライ１１はトレッド部２に中央部１１ａを有する。第１プライ１１の中央部１１ａは、第１プライ１１のサイド部１１ｂや第２プライ１２のプライ片１３と比較すると、剛性向上と耐カット性向上の寄与度は低い。かかる中央部１１ａを有する第１プライ１１を、第２プライ１２のプライ片１３と比較して低破断強度、従って相対的に軽量とすることで、剛性と耐カット性を損なうことなく、さらなる軽量化を図ることができる。

コード材質、コード径、エンド数、ゴム硬さ、及びゴム厚みのうちの少なくとも１つを異ならせることで、第１プライ１１のモジュラスを第２プライ１２のプライ片１３のモジュラスよりも低く設定し、あるいは第１プライ１１の破断強度を第２プライ１２のプライ片１３の破断強度よりも低く設定できる。

コード径、エンド数、ゴム硬さ、及びゴム厚みについては、一般に、以下の傾向がある。まず、コード径が太い程、モジュラスと破断強度が高くなる。また、エンド数が多い程、モジュラスと破断強度が高くなる。さらに、ゴム硬さが高い程、モジュラスと破断強度が高くなる。さらにまた、ゴム厚みが厚い程、モジュラスと破断強度が高くなる。

コード材質については、金属（スチール）、アラミド、レーヨン、ポリエステル、及びナイロンの順でモジュラスが高い。また、コード材質については、金属（スチール）、アラミド、ナイロン、ポリエステル、及びレーヨンの順で破断強度が高い。

本発明は実施形態に限定されず、種々の変形が可能である。例えば、空気入りタイヤ１は、第１プライ１１と第２プライ１２に加え、第２プライ１２と同様の中抜き部を有するプライや第１プライ１１と同様の通常のプライをさらに備えてもよい。また、第１プライ１１の個々のサイド部１１ｂを第２プライ１２のプライ片１３に接合する接合テープ（接合部材）が複数あってもよい。

１ 空気入りタイヤ
２ トレッド部
２ａ 溝
３ サイドウォール部
３ａ 最大幅位置
４ ビード部
５ ビードコア
６ ビードフィラー
６ａ 基端
６ｂ 先端
７ ストリップゴム
８ インナーライナ
１０ カーカス
１１ 第１カーカスプライ（第１プライ）
１１ａ 中央部
１１ｂ サイド部
１１ｃ 端部
１２ 第２カーカスプライ（第２プライ）
１３ プライ片
１３ａ 内端部
１３ｂ 中抜き部
１３ｃ サイド部
１３ｄ 巻上部
１３ｅ 内側部
１３ｆ 巻掛部
１３ｇ 外側部
１３ｈ 外端部
１４ 接合テープ（接合部材）
１４ａ，１４ｂ 端部
２０ ベルト層
２１ ベルト
２１ａ 端部
２２ ベルト
２２ａ 端部
３０ キャップ層
３１ エッジプライ
３１ａ 端部
３２ キャッププライ
３２ａ 端部
４０ パッド
４０ａ 端部
４０ｂ 端部

Claims (6)

1. トレッド部と、
   前記トレッド部の両端からタイヤ径方向内側にそれぞれ延びる一対のサイドウォール部と、
   前記一対のサイドウォール部の前記タイヤ径方向内側の端部にそれぞれ配置された一対のビードコアと、
   前記トレッド部の前記タイヤ径方向内側に位置する中央部と、前記中央部の両端から前記タイヤ径方向内側にそれぞれ延びる一対のサイド部とを備え、個々の前記サイド部は、前記ビードコアよりもタイヤ径方向外側で終端する端部を備える、第１プライと、
   前記第１プライに対してタイヤ径方向外側に配置され、前記トレッド部に位置する内端部を有し、前記内端部から前記タイヤ径方向内側に延びるサイド部と、前記サイド部と連続して設けられ、前記一対のビードコアのうちのいずれかに巻き上げられ、前記トレッド部において終端する外端部を有する巻上部とをそれぞれ有する一対のプライ片を備える、不連続な第２プライと、
   前記第１プライの前記一対のサイド部のいずれかと、前記一対のプライ片のいずれかの前記サイド部とを、それぞれ接合する一対の接合部材と、
   前記トレッド部において前記第１プライの前記中央部の前記タイヤ径方向外側に配置されたベルト部と
   を備え、
   前記プライ片の前記内端部と前記外端部は、前記ベルト部と前記第１プライの前記中央部との間に配置されている、
   空気入りタイヤ。
2. 前記第１プライの前記端部は、前記接合部材の前記タイヤ径方向における内側の端部と外側の端部との間に位置する、請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 前記接合部材は５００ｇｆ以上の粘着力を有する、請求項１又は２に記載の空気入りタイヤ。
4. 前記第１プライのモジュラスは、前記第２プライの前記一対のプライ片のモジュラスよりも低い、請求項１から３のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
5. 前記第１プライの破断強度は、前記第２プライの前記一対のプライ片の破断強度よりも低い、請求項１から３のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
6. 前記第１プライと、前記第２プライの前記一対のプライ片とは、コード材質、コード径、エンド数、ゴム硬さ、及びゴム厚みのうちの少なくとも１つが異なる、請求項４又は５に記載の空気入りタイヤ。

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