JP7299061B2

JP7299061B2 - 空気入りタイヤ

Info

Publication number: JP7299061B2
Application number: JP2019090524A
Authority: JP
Inventors: 博史名塩; 健介尾藤
Original assignee: Toyo Tire Corp
Current assignee: Toyo Tire Corp
Priority date: 2019-05-13
Filing date: 2019-05-13
Publication date: 2023-06-27
Anticipated expiration: 2039-05-13
Also published as: JP2020185843A

Description

本発明は、空気入りタイヤに関する。

従来、カーカスと、カーカスの巻上部とビードフィラーとの間に配設される補強層とを備えた空気入りタイヤが公知である（例えば、特許文献１参照）。

しかしながら、前記特許文献１には、サイドウォール部の曲げ剛性を高める提案はない。

特開２０１４－３１０９３号公報

本発明は、サイドウォール部の曲げ剛性を高めることができる空気入りタイヤを提供することを課題とする。

本発明は、前記課題を解決するための手段として、タイヤ幅方向の両側にそれぞれ配置されるビードコア、及び、前記各ビードコアのタイヤ径方向外側にそれぞれ配置されるビードフィラーを有するビード部と、所定間隔で配置した複数のコード、及び、前記コードを被覆するゴムからなり、前記ビードコアに掛け渡されるカーカスプライと、前記カーカスプライのタイヤ径方向外側に配置されるベルトと、前記ベルトのタイヤ径方向外側に設けられるトレッド部と、前記ビード部と前記トレッド部の間に設けられるサイドウォール部と、を備え、前記サイドウォール部は、内部に、所定間隔で配置されておりタイヤ幅方向から見て直線状に延びる複数の有機繊維のコード、及び、前記有機繊維のコードを被覆するゴムからなる補強層と、前記カーカスプライと前記補強層の間に配置されるゴム層と、を備えており、前記補強層は、タイヤ径方向において、前記ベルトのタイヤ幅方向の端部であるベルト端と前記ビードフィラーの先端であるフィラー端との間であって、タイヤ幅方向最大幅位置よりもタイヤ径方向外側に配置されており、前記補強層は、タイヤ幅方向から見て、有機繊維コードのタイヤ径方向に延びる直線に対する傾斜角度は、前記カーカスプライの前記コードのタイヤ径方向に延びる直線に対する傾斜角度に対して±１０％の範囲内である、空気入りタイヤを提供する。

この構成により、カーカスプライと補強層のコードの距離を確保し、サイドウォール部の断面二次モーメントを増大させることにより、そのサイドウォール部での曲げ剛性を高めることができる。
また、前記補強層は、タイヤ径方向において、前記ベルトのタイヤ幅方向の端部であるベルト端と前記ビードフィラーの先端であるフィラー端との間であって、タイヤ幅方向最大幅位置よりもタイヤ径方向外側に配置されている構成により、曲げ剛性を必要とする箇所を重点的に補強でき、タイヤ重量が増大することもない。
さらに、前記補強層は、タイヤ幅方向から見て、有機繊維コードのタイヤ径方向に延びる直線に対する傾斜角度は、前記カーカスプライの前記コードのタイヤ径方向に延びる直線に対する傾斜角度に対して±１０％の範囲内である構成により、タイヤ子午線方向に伝わる振動を効果的に抑制できる。

前記ゴム層の厚みは前記補強層の厚み以上であるのが好ましい。

この構成により、カーカスプライと補強層のコードの距離を十分に確保できる。

子午線断面におけるカーカスプライの外面に沿ったペリフェリ長さに関して、前記ベルト端から前記フィラー端までのタイヤ子午線断面におけるペリフェリ長さをＡとし、前記補強層及び前記ゴム層が位置するタイヤ子午線断面におけるペリフェリ長さをＢとしたとき、Ｂ≧０．２５×Ａを満足するのが好ましい。

この構成により、補強層及びゴム層を設ける範囲を最適化することができる。

前記ゴム層は、前記サイドウォール部を構成するゴム材料とほぼ同じモジュラスを有するのが好ましい。

この構成により、歪の集中を緩和して乗り心地性能等への悪影響を抑制できる。

前記サイドウォール部は、前記ゴム層および前記補強層を除く部分の厚さが、前記補強層が位置しない領域に比べて、前記補強層が位置する領域が薄く形成されているのが好ましい。

この構成により、補強層を設けているにも拘わらずサイドウォール部での厚みの急激な変化を防止し、工程不良を抑制できる。

本発明によれば、カーカスプライと補強層の間にゴム層を設けるようにしたので、サイドウォール部の断面二次モーメントを増大させることにより、そのサイドウォール部での曲げ剛性を高めることができる。

本実施形態に係る空気入りタイヤの子午線半断面図である。図１のカーカスと第２補強層のコードの傾斜角度の関係を示す説明図である。図１の第２補強層及び第１ゴム層を含む拡大図である。図３の第１ゴム層の貼付前の状態を示す正面図である。他の実施形態に係る第１ゴム層の貼付前の状態を示す正面図である。他の実施形態に係る第１ゴム層の貼付前の状態を示す正面図である。他の実施形態に係る空気入りタイヤの位置を示す子午線断面図である。他の実施形態に係る空気入りタイヤの位置を示す子午線断面図である。他の実施形態に係る空気入りタイヤの位置を示す子午線断面図である。

以下、本発明に係る実施形態を添付図面に従って説明する。なお、以下の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物、あるいは、その用途を制限することを意図するものではない。

図１は、第１実施形態に係る空気入りタイヤ（以下、単にタイヤと記載する。）の子午線半断面図である。タイヤは、トレッド部１と、一対のサイドウォール部２と、リング状の一対のビード部３とを備える。

トレッド部１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１の表面、つまり踏面には溝１ａが設けられている。

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

一対のビード部３は、一対のサイドウォール部２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３は、ビードコア４とビードフィラー５を備える。ビードコア４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５は、リング状で、トレッド部１及びサイドウォール部２を構成するゴムよりも硬度が大きいゴムからなる。ビードフィラー５は、ビードコア４のタイヤ径方向外側に隣接して配置された基端５ａと、基端５ａとは反対側の先端（フィラー端）５ｂとを備える。ビードフィラー５は、基端５ａから先端５ｂに向かってタイヤ径方向外側へテーパ状に延びている。

一対のビードコア４にはカーカス６が掛け渡されている。そして、ビードコア４に掛け渡されたカーカス６を覆うようにチェーファー７が巻き付けられている。カーカス６の内側、つまりタイヤの最内周面には、インナーライナ８が設けられている。カーカス６とトレッド部１の間には、無端状のベルト層９と第１補強層１０が設けられている。ベルト層９は、２枚のベルト１１Ａ、１１Ｂを備える。第１補強層１０は１枚の補強ベルト１２を備える。ベルト１１Ａ、１１Ｂ及び補強ベルト１２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。下層のベルト１１Ａのタイヤ幅方向の寸法は、上層のベルト１１Ｂのタイヤ幅方向の寸法よりも大きい。ベルト１１Ａの端部（ベルト端）１１ａは、ベルト１１Ｂの端部１１ｂよりもタイヤ幅方向外側に位置している。

カーカス６は、所定間隔で並設した複数本のカーカスコード１３ａをゴムで被覆した１枚のカーカスプライ１３で構成されている。カーカスコード１３ａは、ナイロン繊維等の有機繊維で構成され、タイヤ子午線方向に延びている。カーカス６は、タイヤ径方向の内側に配置されるカーカス本体部１４と、ビードコア４で折り返して巻き上げられるカーカス巻上部１５とを備える。カーカス巻上部１５は、ビードフィラー５の先端（フィラー端）５ｂを超えてタイヤ径方向外側へと延びている。

一対のサイドウォール部２には、第２補強層１６と第１ゴム層１７とがそれぞれ設けられている。カーカス６の外面に第１ゴム層１７が面接触し、第１ゴム層１７の外面に第２補強層１６が面接触している。そして、第２補強層１６の外面と、第２補強層１６及び第１ゴム層１７に覆われていないカーカス６の外面とは、第２ゴム層１８によって覆われている。

第２補強層１６は、所定間隔で並設した複数本の補強コード１６ａをゴムで被覆した構成である。補強コード１６ａは、ナイロン等の有機繊維で構成された有機繊維コードである。また、補強コード１６ａは、カーカスコード１３ａとほぼ同じ方向、つまりタイヤ子午線方向に延びている。但し、補強コード１６ａはカーカスコード１３ａの角度に対して設定角度（例えば、±１０°）の範囲内に傾斜角度が設定されていればよい。これにより、タイヤ子午線方向に伝わる振動を効果的に抑制できる。第２補強層１６は、ベルト端１１ａとビードフィラー５の先端５ｂとの間に配置され、タイヤ周方向に環状に繋がっている。第２補強層１６の厚みはほぼ均一に形成されている。なお、タイヤ子午線方向に伝わる振動よりもタイヤ周方向に伝わる振動を抑制したい場合、補強コード１６ａを、カーカスコード１３ａに対して前記設定角度の範囲を超えて傾斜させるようにすればよい。

第１ゴム層１７は、後述するカーカス６と第２補強層１６との間に配置されている。換言すれば、第１ゴム層１７の内面がカーカス６の外面に面接触し、第１ゴム層１７の外面には第２補強層１６が面接触している。第１ゴム層１７は、一般的な加硫ゴムからなり、サイドウォール部２を構成するサイドゴムとほぼ同じモジュラスを有している。具体的に、第１ゴム層１７のモジュラスは、サイドゴムのモジュラスに対して－２５％以上１０％以下とされている。

本実施形態では、第１ゴム層１７の厚みｔ１は均一で、第２補強層１６の厚みｔ２以上とされている。これにより、カーカスプライ１３のカーカスコード１３ａと第２補強層１６の補強コード１６ａとの間に十分な距離を確保できる。コード間距離を十分に確保することで、断面二次モーメントが増大し、サイドウォール部２での曲げ剛性が高められる。すなわち、断面二次モーメントＩは、Ｉ＝∫ｙ^２・ｄＡにより定義され（ｙ：断面の中立軸からの距離、Ａ：面積）、カーカスコード１３ａと補強コード１６ａとの間の距離が広がると、断面の中立軸からの距離ｙが大きくなり、断面二次モーメントが増大する。また、トレッド部１からの入力により、サイドウォール部２に曲げモーメントが作用して湾曲するが、その湾曲の曲率半径ρには、1／ρ＝Ｍ／ＥＩ（Ｍ：曲げモーメント、Ｅ：弾性係数、Ｉ：断面二次モーメント、ＥＩ：曲げ剛性）の関係がある。ＥＩは曲げモーメントに対する曲率（１／ρ）の比、すなわち曲げ剛性である。したがって、断面二次モーメントが増大すると、曲げ剛性が大きくなる。

第２補強層１６及び第１ゴム層１７は、ベルト端１１ａとフィラー端５ｂの間であって、タイヤ幅方向最大位置ＷＭよりもタイヤ径方向外側に配置されている。第２補強層１６及び第１ゴム層１７の一端部は、サイドウォール部２の一端部の厚みが徐々に変化する部分に配置されている。

また、第２補強層１６及び第１ゴム層１７のタイヤ子午線方向の長さ（タイヤ子午線断面に於けるペリフェリ長さ）Ｂは、ベルト端１１ａからフィラー端５ｂまでのタイヤ子午線方向の長さをＡとしたとき、Ａ≧Ｂ≧０．２５×Ａを満足するように設定されている。ベルト端１１ａからフィラー端５ｂまでのペリフェリ長さ以下とすることで、タイヤ重量を増大させることなく、曲げ剛性を高めることができる。また、第２補強層１６及び第１ゴム層１７を、少なくとも前記ペリフェリ長さの２５％の範囲に設けておけば、サイドウォール部２に所望の曲げ剛性を確保できる。

第２補強層１６及び第１ゴム層１７を、図１に示す位置とすることにより、ベルト端１１ａからフィラー端５ｂまでのペリフェリ長さの２５％程度の長さであっても、サイドウォール部２に所望の曲げ剛性を得ることができる。

第１ゴム層１７は、図４に示すように、両端部で端に向かうに従って徐々に厚みが薄くなる薄肉部１７ａを有する。そして、第１ゴム層１７は、図３に示すように、第２補強層１６を超えてタイヤ径方向外側と内側に薄肉部１７ａがはみ出して配置されている。これにより、厚みの急激な変化を抑制し、第２ゴム層１８との間で剥離等が発生することを効果的に防止できる。

第２ゴム層１８の外面は、断面が曲率半径Ｒの円弧状に形成されている。第２ゴム層１８の径方向の厚みは、第２補強層１６及び第１ゴム層１７を設けた位置で薄くなっている。これにより、サイドウォール部２での厚みは、第２補強層１６及び第１ゴム層１７を設けているか否かに拘わらずほぼ均一となっている。但し、第２ゴム層１８の一端部は、トレッド部１の両端部に対してタイヤ径方向内側に入り込んだ位置からタイヤ幅方向外側に向かって厚みが徐々に大きくなっている。第２ゴム層１８の他端部は、一対のビード部３のそれぞれの外面に重なり、他端に向かって徐々に厚みが薄くなっている。

前記実施形態に係る空気入りタイヤによれば、次のような効果が得られる。
（１）カーカス６と第２補強層１６との間に、第２補強層１６の厚さ以上の第１ゴム層１７を配置したので、カーカス６のカーカスコード１３ａと、第１補強層１６の補強コード１６ａとの間に十分な距離を確保することができる。これにより、サイドウォール部２に於ける曲げ剛性を十分に高めることができる。
（２）第２補強層１６及び第１ゴム層１７は、ベルト端１１ａからフィラー端５ｂまでのタイヤ子午線方向の長さの２５％以上の範囲に設定している。したがって、サイドウォール部２の重量を増大させることなく、必要箇所に必要な曲げ剛性を確保することができる。

なお、本発明は、前記実施形態に記載された構成に限定されるものではなく、種々の変更が可能である。

前記実施形態では、第１ゴム層１７の厚みを両端部で徐々に薄くなるように構成したが、図５や図６に示すように構成することもできる。

図５に示す第１ゴム層１７は、全体が均一な厚さに形成されている。これによれば、厚みを変更する場合のように、特別な加工が不要となり、安価に製作することができる。

図６に示す第１ゴム層１７は、片面が一端から他端に向かった波形に形成されている。すなわち、第１ゴム層１７の厚みは、一端から徐々に厚くなった後、徐々に薄くなり、再び徐々に厚くなった後、徐々に薄くなり、２箇所に厚肉部１７ｂが形成されている。これによれば、第１ゴム層１７の２箇所で厚みを大きくして、カーカス６と第２補強層１６のコード間隔を広げることができる。したがって、異なる２箇所で曲げ剛性を高めることが必要とされる場合に有効である。勿論、厚みを大きくする箇所は３箇所以上としてもよい。また、サイドウォール部２において厚みを大きくする位置は、必要に応じて自由に設定できる。

前記実施形態では、第２補強層１６と第１ゴム層１７を図３に示すように配置したが、図７から図９に示す配置とすることもできる。

図７では、タイヤ径方向ＴＲの外側で、第２補強層１６の端部から第１ゴム層１７の端部がはみ出している。一方、タイヤ径方向ＴＲの内側で、第１ゴム層１７の端部を超えて第２補強層１６の端部が延びている。

図８では、タイヤ径方向ＴＲの外側で、第１ゴム層１７の端部を超えて第２補強層１６の端部が延びている。一方、タイヤ径方向ＴＲの内側で、第２補強層１６の端部から第１ゴム層１７の端部がはみ出している。

図９では、タイヤ径方向ＴＲの外側及び内側で、第１ゴム層１７の両端部を超えて第２補強層１６の両端部がそれぞれ延びている。

図７から図９に示すように、第２補強層１６及び第１ゴム層１７の長さを設定することにより、タイヤ径方向ＴＲでの剛性を段階的に変化させることができるので、最適な剛性分布を実現可能となる。

１…トレッド部
１ａ…溝
２…サイドウォール部
３…ビード部
４…ビードコア
５…ビードフィラー
５ａ…基端
５ｂ…先端（フィラー端）
６…カーカス
７…チェーファー
８…インナーライナ
９…ベルト層
１０…第１補強層
１１Ａ、１１Ｂ…ベルト
１１ａ、１１ｂ…ベルト端
１２…補強ベルト
１３…カーカスプライ
１３ａ…カーカスコード
１４…カーカス本体部
１５…カーカス巻上部
１６…第２補強層
１６ａ…補強コード
１７…第１ゴム層
１７ａ…薄肉部
１７ｂ…厚肉部
１８…第２ゴム層

Claims

タイヤ幅方向の両側にそれぞれ配置されるビードコア、及び、前記各ビードコアのタイヤ径方向外側にそれぞれ配置されるビードフィラーを有するビード部と、
所定間隔で配置した複数のコード、及び、前記コードを被覆するゴムからなり、前記ビードコアに掛け渡されるカーカスプライと、
前記カーカスプライのタイヤ径方向外側に配置されるベルトと、
前記ベルトのタイヤ径方向外側に設けられるトレッド部と、
前記ビード部と前記トレッド部の間に設けられるサイドウォール部と、
を備え、
前記サイドウォール部は、内部に、所定間隔で配置されておりタイヤ幅方向から見て直線状に延びる複数の有機繊維コード、及び、前記有機繊維コードを被覆するゴムからなる補強層と、前記カーカスプライと前記補強層の間に配置されるゴム層と、を備えており、
前記補強層は、タイヤ径方向において、前記ベルトのタイヤ幅方向の端部であるベルト端と前記ビードフィラーの先端であるフィラー端との間であって、タイヤ幅方向最大幅位置よりもタイヤ径方向外側に配置されており、
前記補強層は、タイヤ幅方向から見て、有機繊維コードのタイヤ径方向に延びる直線に対する傾斜角度は、前記カーカスプライの前記コードのタイヤ径方向に延びる直線に対する傾斜角度に対して±１０％の範囲内である、空気入りタイヤ。
前記ゴム層の厚みは前記補強層の厚み以上である、請求項１に記載の空気入りタイヤ。
子午線断面におけるカーカスプライの外面に沿ったペリフェリ長さに関して、前記ベルト端から前記フィラー端までのペリフェリ長さをＡとし、前記補強層及び前記ゴム層が位置する部分のペリフェリ長さをＢとしたとき、
Ｂ≧０．２５×Ａ
を満足する、請求項１又は２に記載の空気入りタイヤ。
前記ゴム層は、前記サイドウォール部を構成するゴム材料とほぼ同じモジュラスを有する、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。
前記サイドウォール部は、前記ゴム層および前記補強層を除く部分の厚さが、前記補強層が位置しない領域に比べて、前記補強層が位置する領域が薄く形成されている、請求項１から４のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。