JP2019209755A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、耐突起貫入性に優れた空気入りタイヤを提供することを目的とする。【解決手段】本発明の空気入りタイヤは、被覆材料で被覆されたコードがタイヤ周方向に螺旋状に巻回された状態のベルトと、幅方向補強部材と、を備え、タイヤ周方向に連続して延びる、１本以上の周方向主溝をさらに有し、前記幅方向補強部材は、少なくとも、前記１本以上の周方向主溝のタイヤ幅方向端部間領域にわたって配置されている。【選択図】図２

Description

本発明は、空気入りタイヤに関するものである。

従来、空気入りタイヤにおいては、タイヤ性能の向上を所期して、カーカスのタイヤ径方向外側にベルトが配置されることが、通常行われている（例えば、特許文献１）。

当該ベルトは、コードを樹脂又はゴム等の被覆材料で被覆した樹脂被覆コード又はゴム被覆コード等をタイヤ周方向に螺旋状に巻回してなるもの（いわゆる、スパイラルベルト）とすることも提案されている。

特開平１０−０３５２２０号公報

しかしながら、樹脂被覆コード又はゴム被覆コード等をタイヤ周方向に螺旋状に巻回してなるベルトは、タイヤ幅方向への拘束力が若干低いため、突起等による入力に対して弱いという問題があった。

そこで、本発明は、耐突起貫入性に優れた空気入りタイヤを提供することを目的とする。

本発明の要旨構成は、以下の通りである。
本発明の空気入りタイヤは、被覆材料で被覆されたコードがタイヤ周方向に螺旋状に巻回された状態のベルトと、幅方向補強部材と、を備え、
タイヤ周方向に連続して延びる、１本以上の周方向主溝をさらに有し、
前記幅方向補強部材は、少なくとも、前記１本以上の周方向主溝のタイヤ幅方向端部間領域にわたって配置されたことを特徴とする。
本発明の空気入りタイヤによれば、耐突起貫入性を向上させることができる。

ここで、「周方向主溝」とは、溝幅（開口幅）が、２ｍｍ以上のものをいうものとする。ここで、「溝幅」及び本明細書内のその他の寸法は、タイヤを適用リムに装着し、規定内圧を充填し、無負荷状態とした状態で測定されるものとする。「周方向主溝」は、直線状に延びていても、湾曲状又はジグザグ状に延びていても良く、直線状に延びる場合は、タイヤ周方向に対して１０°以下の傾斜角度で延びていることが好ましい。
ただし、「タイヤ接地幅」は、タイヤを適用リムに装着し、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位置を接地端とし、タイヤを適用リムに装着し、規定内圧を充填し、無負荷状態とした状態での接地端間のタイヤ幅方向距離とする。

本明細書において、「適用リム」とは、タイヤが生産され、使用される地域に有効な産業規格であって、日本ではＪＡＴＭＡ（日本自動車タイヤ協会） のＪＡＴＭＡ ＹＥＡＲ ＢＯＯＫ、欧州ではＥＴＲＴＯ（Ｔｈｅ Ｅｕｒｏｐｅａｎ Ｔｙｒｅ ａｎｄ Ｒｉｍ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｏｒｇａｎｉｓａｔｉｏｎ）のＳＴＡＮＤＡＲＤＳ ＭＡＮＵＡＬ、米国ではＴＲＡ（Ｔｈｅ Ｔｉｒｅ ａｎｄ Ｒｉｍ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ， Ｉｎｃ．）のＹＥＡＲ ＢＯＯＫ等に記載されている、または将来的に記載される適用サイズにおける標準リム（ＥＴＲＴＯのＳＴＡＮＤＡＲＤＳ ＭＡＮＵＡＬではＭｅａｓｕｒｉｎｇ Ｒｉｍ、ＴＲＡのＹＥＡＲ ＢＯＯＫではＤｅｓｉｇｎ Ｒｉｍ）を指す（すなわち、上記の「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。「将来的に記載されるサイズ」の例としては、ＥＴＲＴＯのＳＴＡＮＤＡＲＤＳ ＭＡＮＵＡＬ 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、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」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に対応する空気圧（最高空気圧）をいう。なお、上記産業規格に記載のないサイズの場合は、「規定内圧」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。「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。

本発明の空気入りタイヤでは、前記被覆材料は、樹脂であることが好ましい。

あるいは、本発明の空気入りタイヤでは、前記被覆材料は、ゴムであることも好ましい。

本発明の空気入りタイヤでは、前記幅方向補強部材は、タイヤ周方向に対して傾斜して延びるスチールコード又は有機繊維コードをゴム被覆してなる部材であることが好ましい。

あるいは、本発明の空気入りタイヤでは、前記幅方向補強部材は、樹脂からなる部材であることも好ましい。

本発明の空気入りタイヤでは、２本以上の前記周方向主溝を有し、
タイヤ幅方向に隣接する２本の前記周方向主溝間のいずれかのタイヤ幅方向領域において、前記幅方向補強部材が配置されていない領域を有することが好ましい。
この構成によれば、空気入りタイヤの重量増を抑えつつも、耐突起貫入性を向上させることができる。

本発明によれば、本発明は、耐突起貫入性に優れた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にかかる空気入りタイヤを示す、タイヤ幅方向概略断面図である。 図１に示す実施形態における、ベルト、樹脂補強層、及び幅方向補強部材を示す概略断面図である。 本発明の他の実施形態にかかる空気入りタイヤを示す、タイヤ幅方向概略断面図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に例示説明する。

図１は、本発明の一実施形態にかかる空気入りタイヤを示す、タイヤ幅方向概略断面図である。図１に示すように、本実施形態の空気入りタイヤ１（以下、単にタイヤとも称する）は、一対のビード部２に埋設されたビードコア２ａにトロイダル状に跨るカーカス３を備えている。このタイヤ１は、カーカス３のクラウン部のタイヤ径方向外側に、ベルト４と、トレッド５とを順に備えている。なお、図１に示すように、本実施形態のタイヤ１は、タイヤ赤道面ＣＬを境界とするタイヤ幅方向半部間で同様の構成を有しているが、非対称な構成とすることもできる。

本実施形態のタイヤ１は、スチールコードを束ねたビードコア２ａを有している。ビードコアの材質や形状は特に限定されず、あるいは、ビードコア２ａを有しない構造とすることができる。また、本実施形態では、有機繊維からなる１枚のカーカスプライでカーカス３を構成しているが、カーカスプライの材料や枚数も特に限定されない。

本実施形態では、ベルト４は、コード４ｂが被覆樹脂４ａにより被覆された樹脂被覆コードがタイヤ軸周りに螺旋状に巻き回された状態のスパイラルベルトである。本発明では、ベルト４は１層とすることが好ましい。軽量化の観点から好ましいからである。ベルト４のタイヤ幅方向の幅は、例えば、タイヤ接地幅の９０〜１２０％とすることができる。ベルト４の厚さ（最大厚さ）は、特に限定しないが、例えば、２〜６ｍｍとすることができる。コード４ｂは、任意の既知の材料を用いることができ、例えばスチールコードを用いることができる。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。また、コード４ｂは、有機繊維やカーボン繊維等を用いることもできる。また、被覆樹脂４ａは、例えば、熱可塑性エラストマーや熱可塑性樹脂を用いることができ、また、熱や電子線によって架橋が生じる樹脂や、熱転位によって硬化する樹脂を用いることもできる。熱可塑性エラストマーとしては、ポリオレフィン系熱可塑性エラストマー（ＴＰＯ）、ポリスチレン系熱可塑性エラストマー（ＴＰＳ）、ポリアミド系熱可塑性エラストマー（ＴＰＡ）、ポリウレタン系熱可塑性エラストマー（ＴＰＵ）、ポリエステル系熱可塑性エラストマー（ＴＰＣ）、動的架橋型熱可塑性エラストマー（ＴＰＶ）等が挙げられる。また、熱可塑性樹脂としては、ポリウレタン樹脂、ポリオレフィン樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリアミド樹脂等が挙げられる。さらに、熱可塑性樹脂としては、例えば、ＩＳＯ７５−２又はＡＳＴＭ Ｄ６４８に規定されている荷重たわみ温度（０．４５ＭＰａ荷重時）が７８°Ｃ以上、かつ、ＪＩＳ Ｋ７１１３に規定される引張降伏強さが１０ＭＰａ以上、かつ、同じくＪＩＳ Ｋ７１１３に規定される引張破壊伸び（ＪＩＳ Ｋ７１１３）が５０％以上、かつ、ＪＩＳ Ｋ７２０６に規定されるビカット軟化温度（Ａ法）が１３０°Ｃ以上であるものを用いることができる。コード４ｂを被覆する被覆樹脂４ａの引張弾性率（ＪＩＳ Ｋ７１１３：１９９５に規定される）は、５０ＭＰａ以上が好ましい。ベルト剛性を高めることができるからである。また、コード４ｂを被覆する被覆樹脂４ａの引張弾性率は、１０００ＭＰａ以下とすることが好ましい。乗り心地性を良好に維持することができるからである。なお、ここでいう被覆樹脂４ａには、ゴム（常温でゴム弾性を示す有機高分子物質）は含まれないものとする。上記の樹脂被覆コードは、例えば、溶融状態の被覆樹脂４ａをコード４ｂの外周側に被覆し、冷却により固化させることによって形成することができる。

図２は、図１に示す実施形態における、ベルト４、樹脂補強層６、及び幅方向補強部材７を示す概略断面図である。図１、図２に示すように、本実施形態のタイヤ１は、ベルト４のタイヤ径方向内側に、樹脂補強層６を備えている。樹脂補強層６は、プレート状の樹脂からなる層である。図示例では、樹脂補強層６のタイヤ幅方向の幅は、ベルト４のタイヤ幅方向の幅より大きく、例えば、タイヤ接地幅の１００〜１３０％とすることができる。樹脂補強層６の厚さ（最大厚さ）は、特に限定しないが、例えば、０．１〜３ｍｍとすることができる。樹脂補強層６の樹脂は、ベルト４の被覆樹脂４ａと同じ材料の樹脂を用いることができるが、異なる樹脂を用いることもできる。樹脂補強層６の樹脂の引張弾性率（ＪＩＳ Ｋ７１１３：１９９５に規定される）は、５０ＭＰａ以上が好ましい。また、樹脂補強層６の樹脂の引張弾性率は、１０００ＭＰａ以下とすることが好ましい。このような樹脂補強層６を有することにより、乗り心地性等を良好に維持しつつ、ベルト剛性を補強して高めることができる。図３は、本発明の他の実施形態にかかる空気入りタイヤを示す、タイヤ幅方向概略断面図である。図３に示すように、本発明では、樹脂補強層６を有しない構成とすることもできる。また、図３に示すように、本発明では、カーカス３のタイヤ径方向内側に幅方向補強部材７を配置することもできる。

図１に示すように、本実施形態のタイヤ１は、ベルト４のタイヤ径方向内側に（この例では、樹脂補強層６のタイヤ径方向内側に）、幅方向補強部材７をさらに備えている。図示例では、幅方向補強部材７のタイヤ幅方向の幅は、ベルト４のタイヤ幅方向の幅より小さく、例えば、タイヤ接地幅の８０〜１１０％とすることができる。幅方向補強部材７の厚さ（最大厚さ）は、特に限定しないが、例えば、０．５〜１．５ｍｍとすることができる。

本実施形態では、幅方向補強部材７は、タイヤ周方向に対して傾斜して延びる（１本又は複数本の）スチールコード又は有機繊維コードをゴム被覆してなる部材である。これによりタイヤ幅方向の剛性を高めることができる。タイヤ幅方向の剛性を確保する観点から、スチールコード又は有機繊維コードは、タイヤ周方向に対して４５〜９０°の角度で傾斜していることが好ましい。ゴムとしては、任意の既知の材料を用いて良く、例えば、タイヤゴムによく用いられるものを用いても良い。スチールコードは、モノフィラメントからなるものや、複数本のモノフィラメントを撚り合わせたものを用いることができる。有機繊維は、例えばナイロン等を用いることができ、単繊維又は複数本の単繊維を撚り合わせたものを用いることができる。

あるいは、他の実施形態として、幅方向補強部材７は、樹脂からなる部材とすることもできる。この場合、樹脂は重量に比して剛性が高いため、スチールコード又は有機繊維コードを有しない構成とすることが軽量化のために好ましいが、幅方向剛性をより高めるためにスチールコード又は有機繊維コードを樹脂で被覆した構成とすることもできる。幅方向補強部材７の樹脂は、ベルト４の被覆樹脂４ａと同じ材料の樹脂を用いることができるが、異なる樹脂を用いることもできる。幅方向補強部材７の樹脂の引張弾性率（ＪＩＳ Ｋ７１１３：１９９５に規定される）は、５０ＭＰａ以上が好ましい。ベルト剛性を補強して高めることができるからである。また、幅方向補強部材７の樹脂の引張弾性率は、１０００ＭＰａ以下とすることが好ましい。乗り心地性等を良好に維持することができるからである。

図１に示すように、本実施形態のタイヤ１は、この例ではタイヤ周方向に対して１０°以下の角度で傾斜して直線状に連続して延びる、１本以上（図示例ではタイヤ赤道面ＣＬを境界とするタイヤ幅方向半部に２本ずつの計４本）の周方向主溝８をさらに有する。周方向主溝８の本数や配置は、（１本以上有していれば）任意のものとすることができる。

そして、本実施形態のタイヤ１において、幅方向補強部材７は、少なくとも、１本以上の周方向主溝８のタイヤ幅方向端部間領域にわたって配置されている。図示例では、幅方向補強部材７は、タイヤ幅方向に連続して延在している。すなわち、幅方向補強部材７は、１本以上の周方向主溝８に対応したタイヤ幅方向位置に配置され、且つ、幅方向補強部材７のタイヤ幅方向の幅は、当該周方向主溝８のタイヤ幅方向端部間のタイヤ幅方向の幅より大きい。なお、幅方向補強部材７は、少なくともタイヤ赤道面ＣＬを含むタイヤ幅方向領域に設けられていることが好ましい。また、周方向主溝８を２本以上有する場合、幅方向補強部材７は、タイヤ赤道面ＣＬに最も近い２本の周方向主溝間のタイヤ幅方向領域全域に少なくとも設けられていることが好ましい。
以下、本実施形態の空気入りタイヤの作用効果について説明する。

本実施形態の空気入りタイヤでは、まず、この例ではベルト４のタイヤ径方向内側に、樹脂補強層６が配置されているため、ベルト４の剛性を十分に補強して高めて、操縦安定性等を向上させることができる。
さらに、本実施形態の空気入りタイヤでは、上記のタイヤ幅方向領域に幅方向補強部材７を有しているため、周方向主溝８が配置された剛性が低い箇所にタイヤ幅方向の剛性の高い部材が配置されていることにより、突起乗り越え時に生じる、タイヤ幅方向への引張力を幅方向補強部材７が負担することで耐突起貫入性を向上させることができる。突起乗り越え時のタイヤ幅方向への引張力は、タイヤ径方向内側においてより強く生じるため、幅方向補強部材７をベルト４のタイヤ径方向内側（本実施形態では、樹脂補強層６のタイヤ径方向内側）に配置していることで、より効果的にタイヤ幅方向への引張力を幅方向補強部材７が負担することができる。
さらには、本実施形態では、ベルト４は、樹脂被覆ベルトであり、樹脂がゴム対比で重量に比して剛性が高いため、軽量化しつつも、操縦安定性等のタイヤ性能を向上させることができる。
また、幅方向補強部材７をスチールコード又は有機繊維コードをゴム被覆したものとしているため、コードの延在方向によって、タイヤ幅方向に対する剛性をタイヤ周方向に対する剛性より高めることができる。なお、コードの傾斜角度でそれを調整することができる。
以上のように、本実施形態の空気入りタイヤによれば、耐突起貫入性を向上させることができる。

本発明の空気入りタイヤにおいては、前述の実施形態のように、被覆材料は、樹脂であることが好ましい。樹脂は、ゴム対比で重量に比して剛性が高いため、軽量化しつつも、操縦安定性等のタイヤ性能を向上させることができるからである。

本発明の空気入りタイヤにおいては、前述の他の実施形態のように、被覆材料は、ゴムであることも好ましい。ゴム被覆コードは、特に製造性に優れているからである。

本発明の空気入りタイヤにおいては、前述の実施形態のように、幅方向補強部材７は、タイヤ周方向に対して傾斜して延びるスチールコード又は有機繊維コードをゴム被覆してなる部材であることが好ましい。コードの延在方向の剛性を高めることができるため、幅方向補強部材７のタイヤ幅方向に対する剛性を確保するに当たって、コードの延在角度等で調整することができる。なお、スチールコード又は有機繊維コードは、タイヤ周方向に対して、８０°〜９０°の傾斜角度で延びていることが、タイヤ幅方向の剛性を確保する上で好ましい。

本発明の空気入りタイヤにおいては、幅方向補強部材は、樹脂からなる部材であることも好ましい。樹脂は、重量に比して剛性が高いため、軽量化しつつも、幅方向補強部材７のタイヤ幅方向に対する剛性を確保することができるからである。

本発明の空気入りタイヤにおいては、２本以上の周方向主溝８を有し、タイヤ幅方向に隣接する２本の周方向主溝８間のいずれかのタイヤ幅方向領域において、幅方向補強部材７が配置されていない領域を有することが好ましい。幅方向補強部材７を離散的に、周方向主溝８により剛性が低下している領域のみに配置することにより、幅方向補強部材７による重量増を抑えつつも、耐突起貫入性を向上させることができるからである。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態には何ら限定されるものではない。例えば、上記の実施形態では、幅方向補強部材７は、ベルト４のタイヤ径方向内側に配置されているが、幅方向補強部材７は、ベルト４のタイヤ径方向外側に配置しても良い。また、例えば、上記の実施形態では、樹脂補強層６のタイヤ幅方向の幅をベルト４のタイヤ幅方向の幅より大きくしているが、同じ又は小さくすることもできる。また、幅方向補強部材７は、ベルト４のタイヤ径方向内側であれば、樹脂補強層６のタイヤ径方向外側に設けることもできる。あるいは、樹脂補強層６を設けない構成とすることもできる。また、本実施形態では、幅方向補強部材７のタイヤ幅方向の幅は、ベルト４及び樹脂補強層６のタイヤ幅方向の幅よりも小さいが、ベルト４及び樹脂補強層６のいずれか又は両方のタイヤ幅方向の幅より大きくても良い。このことは、周方向主溝８のタイヤ幅方向の位置に応じて（例えば、周方向主溝８がタイヤ幅方向外側寄りに配置されている場合に）、幅方向補強部材７を当該位置の全域にわたって配置するために、そのような大きな幅となる場合のみならず、例えば、ショルダー部の幅方向溝のネガティブ率が大きい場合（例えば３０％以上）等に、剛性の低くなっているショルダー部を補強して、より一層耐突起貫入性を向上させるために、そのような大きな幅とすることもできる。

タイヤサイズ２２５／４０Ｒ１８のランフラットタイヤで、タイヤ幅方向の幅６０ｍｍの幅方向補強部材７を配置した場合（図３）（発明例）と、幅方向補強部材７を配置しなかった場合（比較例）とで、プランジャ試験を行った。
評価結果を表１に示している。
比較例の評価結果を１００とした指数表示とし、数値が大きい方がプランジャ耐久性（耐突起貫入性）に優れていることを示す。

表１に示すように、タイヤ幅方向の幅６０ｍｍの幅方向補強部材７を配置した発明例は、比較例よりプランジャ耐久性が高いことがわかる。

１：空気入りタイヤ、 ２：ビード部、 ２ａ：ビードコア、 ３：カーカス、
４：樹脂被覆ベルト、 ４ａ：被覆樹脂、４ｂ：コード、 ５：トレッド、
６：樹脂補強層、 ７：幅方向補強部材、 ８：周方向主溝、
ＣＬ：タイヤ赤道面

Claims (6)

1. 被覆材料で被覆されたコードがタイヤ周方向に螺旋状に巻回された状態のベルトと、幅方向補強部材と、を備え、
   タイヤ周方向に連続して延びる、１本以上の周方向主溝をさらに有し、
   前記幅方向補強部材は、少なくとも、前記１本以上の周方向主溝のタイヤ幅方向端部間領域にわたって配置されたことを特徴とする、空気入りタイヤ。
2. 前記被覆材料は、樹脂である、請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 前記被覆材料は、ゴムである、請求項１に記載の空気入りタイヤ。
4. 前記幅方向補強部材は、タイヤ周方向に対して傾斜して延びるスチールコード又は有機繊維コードをゴム被覆してなる部材である、請求項１〜３のいずれか一項に記載の空気入りタイヤ。
5. 前記幅方向補強部材は、樹脂からなる部材である、請求項１〜３のいずれか一項に記載の空気入りタイヤ。
6. ２本以上の前記周方向主溝を有し、
   タイヤ幅方向に隣接する２本の前記周方向主溝間のいずれかのタイヤ幅方向領域において、前記幅方向補強部材が配置されていない領域を有する、請求項１〜５のいずれか一項に記載の空気入りタイヤ。

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