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WO2019244770A1 - タイヤ - Google Patents

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WO2019244770A1
WO2019244770A1 PCT/JP2019/023512 JP2019023512W WO2019244770A1 WO 2019244770 A1 WO2019244770 A1 WO 2019244770A1 JP 2019023512 W JP2019023512 W JP 2019023512W WO 2019244770 A1 WO2019244770 A1 WO 2019244770A1
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cord
resin
belt
coated
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哲史 上條
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Bridgestone Corp
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    • B60C2009/2247Thickness

Definitions

  • the present disclosure relates to a tire.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 2014-210487 discloses that a reinforcing cord member (hereinafter, referred to as a “resin-coated cord”) in which a reinforcing cord is covered with a coating resin is spirally wound around the outer periphery of a tire frame member in the tire circumferential direction.
  • a reinforcing cord member hereinafter, referred to as a “resin-coated cord” in which a reinforcing cord is covered with a coating resin is spirally wound around the outer periphery of a tire frame member in the tire circumferential direction.
  • a bonded belt is disclosed.
  • the belt is formed by spirally winding and joining the resin-coated cords as in the above-mentioned prior art, in order to suppress the occurrence of a defect at the tire axial direction end of the belt, the belt axial direction end of the belt is controlled.
  • a layer formed by spirally winding a rubber-coated cord obtained by coating a fiber cord with rubber is provided on the portion.
  • the present disclosure aims to improve the durability of a tire having a belt configured by spirally winding a resin-coated cord.
  • the tire according to the present disclosure is configured such that an annular tire frame member and a resin-coated cord formed by coating a reinforcing cord with a coating resin are spirally wound around an outer periphery of the tire frame member in a tire circumferential direction.
  • the resin-coated cord and the cord member intersect in a tire radial direction view.
  • the resin-coated cord is spirally wound around the outer periphery (outside in the tire radial direction) of the tire skeleton member and joined to the tire skeleton member, and the adjacent resin-coated cords are joined to form a belt.
  • a layer is formed on at least the outer periphery (outside in the tire radial direction) of the end portion in the tire axial direction of this belt.
  • the layer is formed by a long cord member being spirally wound on a belt and joined to the belt.
  • the layer (cord member) is spirally wound on a belt as in this tire
  • the resin-coated cord is subjected to a shear stress along the axially inner end of the layer (cord member). Acts.
  • shear stress may be concentrated along the resin-coated cord (reinforcement cord).
  • the resin-coated cord and the cord member are arranged crossing each other when viewed in the tire radial direction, the shear stress acting on the resin-coated cord from the tire axial end of the layer when the tire is grounded causes the resin-coated cord. Concentration along the (reinforcement cord) is reduced. As a result, the durability of the tire is improved.
  • the tire circumferential direction is indicated by an arrow S
  • the tire axial direction (may be read as the tire width direction)
  • the tire radial direction is indicated by an arrow R.
  • the tire axial direction means a direction parallel to the tire rotation axis.
  • the side farther from the tire equatorial plane CL along the tire axial direction will be described as “outside in the tire axial direction”, and the side closer to the tire equatorial plane CL along the tire axial direction will be described as “inward in the tire axial direction”. Furthermore, the side farther from the tire axis along the tire radial direction is referred to as “outside in the tire radial direction”, and the side closer to the tire axis along the tire radial direction is referred to as “inner in the tire radial direction”.
  • a pneumatic tire 10 according to one embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
  • the pneumatic tire 10 of the present embodiment is, for example, a so-called radial tire used for a passenger car, includes a pair of bead portions 20 in which a bead core 12 is embedded, and one bead portion 20 and the other bead portion.
  • a carcass 16 composed of a single carcass ply 14 straddles the bead portion (not shown).
  • FIG. 1 shows the shape of the pneumatic tire 10 in a natural state before air filling.
  • the carcass ply 14 is formed by coating a plurality of cords (not shown) extending in the radial direction of the pneumatic tire 10 with a coating rubber (not shown). That is, the pneumatic tire 10 of the present embodiment is a so-called radial tire.
  • the cord material of the carcass ply 14 is, for example, PET, but may be another known material.
  • the end portion of the carcass ply 14 in the tire axial direction has the bead core 12 folded outward in the tire radial direction.
  • a portion extending from one bead core 12 to another bead core (not shown) is referred to as a main body portion 14A, and a portion folded from the bead core 12 is referred to as a folded portion 14B.
  • Bead fillers 18 whose thickness gradually decreases from the bead core 12 to the outside in the tire radial direction are disposed between the main body portion 14A and the folded portion 14B of the carcass ply 14.
  • a portion of the bead filler 18 from the tire radial outer end 18 ⁇ / b> A to the tire radial direction inside is a bead portion 20.
  • An inner liner 22 made of rubber is arranged inside the carcass 16 in the tire, and a side rubber layer 24 made of the first rubber material is arranged outside the carcass 16 in the tire axial direction.
  • the tire case 25 is constituted by the bead core 12, the carcass 16, the bead filler 18, the inner liner 22, and the side rubber layer 24.
  • the tire case 25 is, in other words, a tire frame member that forms the frame of the pneumatic tire 10.
  • a belt 26 is disposed outside the crown portion of the carcass 16, that is, outside the carcass 16 in the tire radial direction, and the belt 26 is in close contact with the outer peripheral surface of the carcass 16.
  • the belt 26 is formed by winding a plurality of (two in the present embodiment) reinforcing cords 30 around a resin-coated cord 34 covered with a resin 32.
  • the resin 32 corresponds to “coating resin”.
  • the reinforcing cord 30 of the belt 26 is thicker than the cord of the carcass ply 14 and has high strength (tensile strength).
  • the reinforcing cord 30 of the belt 26 can be composed of a monofilament (single wire) such as a metal fiber or an organic fiber, or a multifilament (stranded wire) obtained by twisting these fibers.
  • the reinforcing cord 30 of the present embodiment is a steel cord.
  • a “1 ⁇ 5” steel cord having a diameter of 0.225 mm can be used, but a steel cord having another conventionally known structure can also be used.
  • thermoplastic resin having elasticity a thermoplastic elastomer (TPE), a thermosetting resin, or the like can be used. Considering the elasticity during running and the moldability during manufacturing, it is desirable to use a thermoplastic elastomer.
  • thermoplastic elastomer examples include polyolefin-based thermoplastic elastomer (TPO), polystyrene-based thermoplastic elastomer (TPS), polyamide-based thermoplastic elastomer (TPA), polyurethane-based thermoplastic elastomer (TPU), and polyester-based thermoplastic elastomer (TPC). And dynamically crosslinked thermoplastic elastomers (TPV).
  • TPO polyolefin-based thermoplastic elastomer
  • TPS polystyrene-based thermoplastic elastomer
  • TPA polyamide-based thermoplastic elastomer
  • TPU polyurethane-based thermoplastic elastomer
  • TPC polyester-based thermoplastic elastomer
  • TEV dynamically crosslinked thermoplastic elastomers
  • thermoplastic resin examples include a polyurethane resin, a polyolefin resin, a vinyl chloride resin, and a polyamide resin.
  • the deflection temperature under load (under a load of 0.45 MPa) specified in ISO75-2 or ASTM D648 is 78 ° C. or more
  • the tensile yield strength specified in JIS K7113 is 10 MPa.
  • a material having a tensile elongation at break specified in JIS K 7113 of 50% or more and a Vicat softening temperature (A method) specified in JIS K 7206 of 130 ° C. or more can be used.
  • the tensile modulus of elasticity of the resin 32 that covers the reinforcing cord 30 (defined by JIS K7113: 1995) is preferably 100 MPa or more.
  • the upper limit of the tensile modulus of the resin 32 covering the reinforcing cord 30 is preferably 1000 MPa or less.
  • the tensile modulus of the resin 32 covering the reinforcing cord 30 is particularly preferably in the range of 200 to 700 MPa.
  • the thickness t of the belt 26 of the present embodiment is larger than the diameter of the reinforcing cord 30.
  • the reinforcing cord 30 is completely embedded in the resin 32. Is preferred.
  • the thickness t of the belt 26 is preferably set to 0.70 mm or more.
  • a layer 40 is formed on the outside of the belt 26 in the radial direction.
  • the layer 40 is formed by spirally arranging a rubber-coated cord 42 in which the outside of a fiber cord (not shown) is covered with rubber on the belt 26.
  • This rubber-coated cord 42 corresponds to a “cord member”.
  • the rubber-coated cord 42 extends from the upper portion of the tire axial-direction one end 34A of the resin-coated cord 34 spirally arranged on the carcass to the upper portion of the tire axial-direction other end 34B of the belt 26 ( The resin-coated cord 34) is wound in the opposite direction to the resin-coated cord 34.
  • the rubber-coated cord 42 disposed on the resin-coated cord 34 is hatched for easy understanding. The same applies to FIGS. 4, 6, and 7 described later.
  • the resin-coated cord 34 when viewed in the tire radial direction, is inclined from the tire circumferential direction to one end side in the tire axial direction, while the rubber-coated cord 42 is inclined from the tire circumferential direction to the tire axial direction. It is inclined to the end.
  • the intersection angle between the resin-coated cord 34 and the rubber-coated cord 42 in the tire radial direction is ⁇ 1.
  • the rubber-coated cords 42 constituting the layer 40 are such that rubber-coated cords adjacent in the tire axial direction are separated from each other by a predetermined distance. That is, the plurality of rubber-coated cords 42 are spirally wound with a distance D in the tire axial direction.
  • a tread 36 made of a second rubber material is disposed outside the layer 40 in the tire radial direction.
  • a generally known material is used as the second rubber material used for the tread 36.
  • a groove 37 for drainage is formed in the tread 36.
  • the tread 36 has a conventionally known pattern.
  • the width BW of the belt 26 measured along the tire axial direction is 75% or more of the contact width TW of the tread 36 measured along the tire axial direction.
  • the upper limit of the width BW of the belt 26 be 110% with respect to the contact width TW.
  • the contact width TW of the tread 36 means that the pneumatic tire 10 is mounted on a standard rim stipulated in JATMA YEAR BOOK (2018 edition, Japan Automobile Tire Association Standard) and the applicable size in JATMA YEAR BOOK. Fills with 100% internal pressure of the air pressure (maximum air pressure) corresponding to the maximum load capacity (the bold load in the internal pressure-load capacity correspondence table) in the ply rating, and the rotation axis is parallel to the horizontal flat plate in a stationary state And a mass corresponding to the maximum load capacity is added.
  • the TRA standard and the ETRTO standard are applied at the place of use or the place of manufacture, the respective standards are followed.
  • the in-plane shear rigidity of the belt 26 is preferably equal to or greater than that of the belt formed by rubber coating.
  • the belt 26 is formed by spirally winding the resin-coated cord 34 and joining the resin-coated cords 34 adjacent to each other in the tire axial direction. Since the layer 40 is provided on the outer side in the tire radial direction, the bonding strength between the resin-coated cords 34 is improved.
  • the layer 40 is formed over the entire area of the belt 26 in the tire axial direction, the bonding strength between the resin-coated cords 34 is further improved over the entire area of the belt 26 in the tire axial direction.
  • the rubber-coated cord 42 constituting the layer 40 has an inner end in the tire axial direction, for example, the resin-coated cord 34 located inside the area A of the rubber-coated cord 42 in the tire radial direction. Shear stress acts.
  • the resin-coated cord 34 (reinforcement cord 30) and the rubber-coated cord 42 are formed so as to be inclined to the opposite sides from the tire circumferential direction when viewed in the tire radial direction, so that they intersect at the intersection angle ⁇ 1. Are located.
  • the tire from the axial end of the rubber-coated cord 42 The concentration of the shear stress acting on the resin-coated cords 34 located on the radially inner side is reduced (the shear stress is dispersed), and the bonding strength between the resin-coated cords 34 is improved.
  • the rubber-coated cords 42 constituting the layer 40 are wound around the belt 26 at a predetermined interval from the rubber-coated cords 42 adjacent in the tire axial direction (hereinafter, referred to as “gap winding”). Therefore, as compared with the case where the rubber-coated cord is in contact with the adjacent rubber-coated cord in the tire axial direction (hereinafter, referred to as “continuous winding”), when spirally wound, the tire is circumferentially viewed in the tire radial direction. It is easy to make a big angle to it. As a result, when the resin-coated cord 34 and the rubber-coated cord 42 are arranged in opposite directions with respect to the tire circumferential direction, the intersection angle ⁇ 1 can be increased.
  • the concentration of shear stress acting on the resin-coated cords 34 located radially inward from the tire axial end of the rubber-coated cords 42 is further alleviated (shear stress is dispersed), and the resin-coated cords 34 are separated from each other. Is further improved.
  • the amount of the layer 40 (rubber-coated cord 42) used that is, the amount of material used is suppressed by winding the rubber-coated cord 42 in a gap as compared with the case where the rubber-coated cord 42 is continuously wound, and the pneumatic tire 10 can be used. Weight is reduced.
  • the layer 40 (rubber-coated cord 42) is also arranged on the central portion of the belt 26 in the tire axial direction (near the tire equatorial plane CL), it is excellent in so-called “over the protrusion”.
  • the vehicle equipped with the pneumatic tire 10 is excellent in steering stability by the tag effect.
  • the rubber-coated cord 42 of the layer 40 is gap-wound, the tagging effect on the belt 26 is suppressed as compared with the case where the rubber-coated cord 42 is continuously wound, and deterioration of the riding comfort of the vehicle equipped with the pneumatic tire 10 is suppressed. Is done.
  • the thickness of the belt 26 can be reduced as compared with the case where the belt 26 is formed of two or more conventional belt plies, and the thickness of the tread 36 is accordingly reduced.
  • the thickness can be increased, and the depth of the groove 37 can be increased. As a result, the life of the pneumatic tire 10 can be extended.
  • the reinforcing cord 30 is spirally wound, and there is no portion where the reinforcing cord 30 overlaps in the tire radial direction on the circumference, and the thickness is uniform in the tire circumferential direction. Therefore, the pneumatic tire 10 is excellent in uniformity.
  • the thickness t of the belt 26 in other words, the thickness of the resin 32 is less than 0.7 mm, the reinforcing cord 30 embedded in the resin 32 may be too thick to obtain a slack effect.
  • the width BW of the belt 26 is less than 75% of the contact width TW of the tread 36, the hoop effect of the belt 26 becomes insufficient, and it becomes difficult to suppress the generation of noise near the shoulder 39. There is a fear.
  • the width BW of the belt 26 exceeds 100% with respect to the contact width TW of the tread 36, the hoop effect will reach a plateau state, the belt 26 will be more than necessary, and the pneumatic tire 10 will increase in weight.
  • the crown portion of the carcass 16 is reinforced by the belt 26 covered with the resin 32 on the reinforcing cord 30 wound in a spiral shape. Compared to a belt composed of a plurality of layers composed of a belt ply, it is lighter in weight and easier to manufacture.
  • the tensile elasticity of the resin 32 covering the reinforcing cord 30 is set to 100 MPa or more, and the thickness is secured to 0.7 mm or more.
  • the rigidity can be sufficiently secured.
  • the belt 26 having a high in-plane shear rigidity is used, and the width BW of the belt 26 is set to be 75% or more of the contact width TW of the tread 36, so that the rigidity near the shoulder 39 is obtained. Can be increased.
  • FIGS. 1 and 2 A pneumatic tire according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
  • the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof including the operation and effects is omitted.
  • the pneumatic tire 50 has a layer 40 (rubber-coated cord 42) formed by gap winding only on the outer side in the tire radial direction at both ends in the tire axial direction of the belt 26. That is, the rubber-coated cords 42 are formed only at both ends in the tire axial direction of the belt 26 (the resin-coated cords 34).
  • the end portion in the tire axial direction of the belt 26 refers to a range from the end portion in the tire axial direction of the belt 26 to the groove 37A on the outermost (end) side in the tire axial direction. “Forming the layer 40 at the end of the belt 26 in the tire axial direction” includes forming the layer 40 in a part of this range.
  • the layer 40 (rubber-coated cord 42) is disposed only on the tire axial direction end of the belt 26 (resin-coated cord 34) on which the highest tensile load acts when touching the ground.
  • the belt 26 (the resin-coated cord 34) at the portion can be reinforced. As a result, it is possible to improve the bonding strength between the resin-coated cords at both ends in the tire axial direction of the belt 26 where the maximum tensile load acts when the tire is in contact with the ground.
  • the weight of the pneumatic tire 50 can be reduced and the layer 40 (rubber-coated cord 42) can be reduced. 42) The amount of use can be suppressed.
  • the resin-coated cord 34 and the rubber-coated cord 42 are disposed so as to be inclined on opposite sides with respect to the tire circumferential direction in the tire radial direction (intersection angle ⁇ 1), so that the inclination angle is reduced.
  • Concentration of shear stress acting on the resin-coated cord 34 located radially inward from the axial end of the rubber-coated cord 42 in the tire radial direction is alleviated as compared with the case where they match (the case where the intersection angle is 0 degree). (Shear stress is dispersed), and the bonding strength between the resin-coated cords 34 is improved.
  • the pneumatic tire 60 has the layer 40 formed only on both ends in the tire axial direction of the belt 26, similarly to the pneumatic tire 50 of the second embodiment. However, the rubber-coated cord 42 constituting the layer 40 is continuously wound.
  • both ends of the belt 26 in the tire axial direction are provided.
  • the rubber-coated cords 42 constituting the layer 40 are arranged without gaps in the tire axial direction and are joined to each other, the hoop effect is high and the joining strength between the resin-coated cords is further improved.
  • the layer 40 does not exist on the inner side of the belt 26 in the tire axial direction, it is possible to prevent the pneumatic tire 60 from having an excessive tagging effect and to improve the riding comfort of the vehicle equipped with the pneumatic tire 60. can do.
  • the resin-coated cord 34 and the rubber-coated cord 42 are inclined in opposite directions with respect to the tire circumferential direction when viewed in the tire radial direction, but the present invention is not limited to this.
  • the resin-coated cord 34 and the rubber-coated cord 42 cross each other when viewed in the tire radial direction.
  • the resin-coated cord 34 and the rubber-coated cord 42 are inclined in the same direction (one end side) in the tire axial direction from the tire circumferential direction, if they have the intersection angle ⁇ 2,
  • the concentration of stress acting on the resin-coated cords 34 from the inner end in the tire axial direction of the rubber-coated cords 42 is reduced, and the tire durability can be enhanced while improving the bonding strength between the resin-coated cords 34.
  • the number of the reinforcing cords 30 covered with the resin 32 is not limited to two, but may be three or more. Further, the number of the reinforcing cords 30 covered with the resin 32 may be one.
  • the layer 40 has been described with the rubber-coated cord 42, the present invention is not limited to this.
  • a fiber cord covered with a resin may be used.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Tires In General (AREA)

Abstract

タイヤは、環状のタイヤケースと、タイヤケースの外周に設けられ、補強コードを樹脂で被覆して構成された樹脂被覆コードがタイヤケースの外周にタイヤ周方向に螺旋状に巻かれてタイヤケースに接合されると共に、樹脂被覆コードにおけるタイヤ軸方向に互いに隣接する部分同士が接合されたベルトと、ベルトの少なくもとタイヤ軸方向端部側のタイヤ径方向外側に設けられ、繊維コードをゴムで被覆して構成されたゴム被覆コードがベルトのタイヤ軸方向端部側の外周にタイヤ周方向に螺旋状に巻かれたレイヤーと、を備え、タイヤ径方向視において樹脂被覆コードとゴム被覆コードが交差している。

Description

タイヤ
 本開示は、タイヤに関する。
 特開2014-210487号公報には、補強コードを被覆樹脂で被覆してなる補強コード部材(以下、「樹脂被覆コード」という)を、タイヤ骨格部材の外周にタイヤ周方向に螺旋状に巻いて接合したベルトを有するものが開示されている。
 上記従来技術のように樹脂被覆コードを螺旋状に巻いて接合してベルトを形成した場合には、ベルトのタイヤ軸方向端部で不具合が生じることを抑制するために、ベルトのタイヤ軸方向端部上に繊維コードをゴムで被覆したゴム被覆コードを螺旋状に巻いて形成されたレイヤーが設けられている場合がある。
 この場合、タイヤ接地時に、レイヤー(ゴム被覆コード)のタイヤ軸方向内側端部からそのタイヤ径方向内側に位置する樹脂被覆コードに剪断応力が作用する。したがって、タイヤの耐久性の観点から、レイヤーを構成するゴム被覆コードの配置に工夫の余地がある。
 本開示は、樹脂被覆コードを螺旋状に巻いて構成されたベルトを有するタイヤの耐久性を向上させることを目的とする。
 本開示に係るタイヤは、環状のタイヤ骨格部材と、補強コードを被覆樹脂で被覆して構成された樹脂被覆コードが前記タイヤ骨格部材の外周にタイヤ周方向に螺旋状に巻かれて前記タイヤ骨格部材に接合されると共に、前記樹脂被覆コードにおけるタイヤ軸方向に互いに隣接する部分同士が接合されたベルトと、長尺状のコード部材が当該ベルトの少なくともタイヤ軸方向端部の外周にタイヤ周方向に螺旋状に巻かれたレイヤーと、を備え、タイヤ径方向視において前記樹脂被覆コードと前記コード部材が交差している。
 このタイヤでは、樹脂被覆コードがタイヤ骨格部材の外周(タイヤ径方向外側)に螺旋状に巻かれてタイヤ骨格部材に接合されると共に、隣接する樹脂被覆コード同士が接合されてベルトが形成されている。このベルトの少なくともタイヤ軸方向端部の外周(タイヤ径方向外側)にレイヤーが形成されている。レイヤーは、長尺状のコード部材がベルト上に螺旋状に巻かれてベルトに接合されることにより形成されている。
 このようなタイヤでは、接地時に最大引張荷重が作用するベルトのタイヤ軸方向外側端部側のタイヤ径方向外側にレイヤーを設けたため、ベルトのタイヤ軸方向外側端部の不具合が生ずることを防止又は抑制できる。すなわち、このベルトの少なくともタイヤ軸方向外側端部のタイヤ径方向外側にゴム被覆コードを配置することによって、ベルトの当該部分の樹脂被覆コード同士の接合強度を向上させることができる。
 一方、このタイヤのように、レイヤー(コード部材)をベルト上に螺旋状に巻いた場合には、タイヤ接地時にレイヤー(コード部材)のタイヤ軸方向内側端部に沿って樹脂被覆コードに剪断応力が作用する。特に、タイヤ径方向視でコード部材の延在方向と樹脂被覆コードの延在方向が一致している(平行である)と、樹脂被覆コード(補強コード)に沿って剪断応力が集中するおそれがあった。
 しかし、本タイヤは、タイヤ径方向視において樹脂被覆コードとコード部材が交差して配置されているため、タイヤ接地時にレイヤーのタイヤ軸方向端部から樹脂被覆コードに作用する剪断応力が樹脂被覆コード(補強コード)に沿って集中することが緩和される。この結果、タイヤの耐久性が向上する。
 本開示によれば、樹脂被覆コードを螺旋状に巻いて構成されたベルトを有するタイヤの耐久性を向上させることができる。
第1実施形態に係るタイヤを示すタイヤ径方向断面図である。 第1実施形態に係るタイヤにおけるベルトとレイヤーの積層状態を示すタイヤ径方向視図である。 第2実施形態に係るタイヤを示すタイヤ径方向断面図である。 第2実施形態に係るタイヤにおけるベルトとレイヤーの積層状態を示すタイヤ径方向視図である。 第3実施形態に係るタイヤを示すタイヤ径方向断面図である。 第3実施形態に係るタイヤにおけるベルトとレイヤーの積層状態を示すタイヤ径方向視図である。 その他の例に係るタイヤにおけるベルトとレイヤーの積層状態を示すタイヤ径方向視図である。
[第1実施形態]
 以下、本発明の第1実施形態について図面に基づき説明する。各図において、タイヤ周方向を矢印Sで示し、タイヤ軸方向(タイヤ幅方向と読み替えてもよい)を矢印Wで示し、タイヤ径方向を矢印Rで示している。タイヤ軸方向とは、タイヤ回転軸と平行な方向を意味する。
 また、タイヤ軸方向に沿ってタイヤ赤道面CLから遠い側を「タイヤ軸方向外側」、タイヤ軸方向に沿ってタイヤ赤道面CLに近い側を「タイヤ軸方向内側」として説明する。更に、タイヤ径方向に沿ってタイヤ軸線から遠い側を「タイヤ径方向外側」、タイヤ径方向に沿ってタイヤ軸線に近い側を「タイヤ径方向内側」とする。
 各部の寸法測定方法は、JATMA(日本自動車タイヤ協会)が発行する2016年度版YEAR BOOKに記載の方法による。使用地又は製造地において、TRA規格、ETRTO規格が適用される場合は、各々の規格に従う。
(タイヤ)
 図1及び図2を用いて、本発明の一実施形態に係る空気入りタイヤ10について説明する。
 図1に示すように、本実施形態の空気入りタイヤ10は、例えば、乗用車に用いられる所謂ラジアルタイヤであり、ビードコア12が埋設された一対のビード部20を備え、一方のビード部20と他方のビード部(不図示)との間に、1枚のカーカスプライ14からなるカーカス16が跨っている。なお、図1は、空気入りタイヤ10の空気充填前の自然状態の形状を示している。
 カーカスプライ14は、空気入りタイヤ10のラジアル方向に延びる複数本のコード(図示せず)をコーティングゴム(図示せず)で被覆して形成されている。即ち、本実施形態の空気入りタイヤ10は、所謂ラジアルタイヤである。カーカスプライ14のコードの材料は、例えば、PETであるが、従来公知の他の材料であっても良い。
 カーカスプライ14は、タイヤ軸方向の端部分がビードコア12をタイヤ径方向外側に折り返されている。カーカスプライ14は、一方のビードコア12から他方のビードコア(不図示)に跨る部分が本体部14Aと呼ばれ、ビードコア12から折り返されている部分が折り返し部14Bと呼ばれる。
 カーカスプライ14の本体部14Aと折返し部14Bとの間には、ビードコア12からタイヤ径方向外側に向けて厚さが漸減するビードフィラー18が配置されている。なお、空気入りタイヤ10において、ビードフィラー18のタイヤ径方向外側端18Aからタイヤ径方向内側の部分がビード部20とされている。
 カーカス16のタイヤ内側にはゴムからなるインナーライナー22が配置されており、カーカス16のタイヤ軸方向外側には、第1のゴム材料からなるサイドゴム層24が配置されている。
 なお、本実施形態では、ビードコア12、カーカス16、ビードフィラー18、インナーライナー22、及びサイドゴム層24によってタイヤケース25が構成されている。タイヤケース25は、言い換えれば、空気入りタイヤ10の骨格を成すタイヤ骨格部材のことである。
(ベルト)
 カーカス16のクラウン部の外側、言い換えればカーカス16のタイヤ径方向外側には、ベルト26が配置されており、ベルト26はカーカス16の外周面に密着している。ベルト26は、複数本(本実施形態では2本)の補強コード30を樹脂32で被覆した樹脂被覆コード34に巻回することで形成されている。樹脂32が「被覆樹脂」に相当する。
 ベルト26の補強コード30は、カーカスプライ14のコードよりも太く、かつ、強力(引張強度)が大きいものを用いることが好ましい。ベルト26の補強コード30は、金属繊維や有機繊維等のモノフィラメント(単線)、又はこれらの繊維を撚ったマルチフィラメント(撚り線)で構成することができる。本実施形態の補強コード30は、スチールコードである。補強コード30としては、例えば、直径が0.225mmの“1×5”のスチールコードを用いることができるが、従来公知の他の構造のスチールコードを用いることもできる。
 補強コード30を被覆する樹脂32には、サイドゴム層24を構成するゴム、及び後述するトレッド36を構成する第2のゴム材料よりも引張弾性率の高い樹脂材料が用いられている。補強コード30を被覆する樹脂32としては、弾性を有する熱可塑性樹脂、熱可塑性エラストマー(TPE)、及び熱硬化性樹脂等を用いることができる。走行時の弾性と製造時の成形性を考慮すると、熱可塑性エラストマーを用いることが望ましい。
 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、熱可塑性樹脂材料としては、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、JIS K7113に規定される引張降伏強さが10MPa以上、同じくJIS K7113に規定される引張破壊伸びが50%以上、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。
 補強コード30を被覆する樹脂32の引張弾性率(JIS K7113:1995に規定される)は、100MPa以上が好ましい。また、補強コード30を被覆する樹脂32の引張弾性率の上限は、1000MPa以下とすることが好ましい。なお、補強コード30を被覆する樹脂32の引張弾性率は、200~700MPaの範囲内が特に好ましい。
 図1に示すように、本実施形態のベルト26の厚さ寸法tは、補強コード30の直径寸法よりも大きくすることが好ましい、言い換えれば、補強コード30が完全に樹脂32に埋設されていることが好ましい。ベルト26の厚さ寸法tは、空気入りタイヤ10が乗用車用の場合、具体的には、0.70mm以上とすることが好ましい。
 ベルト26の径方向外側には、レイヤー40が形成されている。レイヤー40は、繊維コード(不図示)の外側をゴムで被覆したゴム被覆コード42をベルト26上に螺旋状に配置したものである。このゴム被覆コード42が「コード部材」に相当する。
 ゴム被覆コード42は、図2に示すように、カーカス上に螺旋状に配置された樹脂被覆コード34のタイヤ軸方向一端部34Aの上部からタイヤ軸方向他端部34Bの上部まで、ベルト26(樹脂被覆コード34)上を樹脂被覆コード34と逆向きに巻きつけられている。なお、図2では理解を容易とするために、樹脂被覆コード34上に配置されたゴム被覆コード42にハッチングを付した。後述する図4、図6、図7も同様である。
 すなわち、図2に示すように、タイヤ径方向視で、樹脂被覆コード34はタイヤ周方向からタイヤ軸方向一端部側に傾斜しているが、ゴム被覆コード42はタイヤ周方向からタイヤ軸方向他端部側に傾斜している。
 この結果、タイヤ径方向視において樹脂被覆コード34とゴム被覆コード42のなす交差角度がθ1とされている。
 また、レイヤー40を構成するゴム被覆コード42は、タイヤ軸方向で隣接するゴム被覆コード同士が所定距離離間して配設されている。すなわち、複数のゴム被覆コード42がタイヤ軸方向で距離Dの間隔をあけて螺旋状に巻き付けられたものである。
 図1に示すように、レイヤー40のタイヤ径方向外側には、第2のゴム材料からなるトレッド36が配置されている。トレッド36に用いる第2のゴム材料は、従来一般公知のものが用いられる。トレッド36には、排水用の溝37が形成されている。また、トレッド36のパターンも従来一般公知のものが用いられる。
 タイヤ軸方向に沿って計測するベルト26の幅BWは、タイヤ軸方向に沿って計測するトレッド36の接地幅TWに対して75%以上とすることが好ましい。なお、ベルト26の幅BWの上限は、接地幅TWに対して110%とすることが好ましい。
 ここで、トレッド36の接地幅TWとは、空気入りタイヤ10をJATMA YEAR BOOK(2018年度版、日本自動車タイヤ協会規格)に規定されている標準リムに装着し、JATMA YEAR BOOKでの適用サイズ・プライレーティングにおける最大負荷能力(内圧-負荷能力対応表の太字荷重)に対応する空気圧(最大空気圧)の100%の内圧を充填し、静止した状態で水平な平板に対して回転軸が平行となるように配置し、最大の負荷能力に対応する質量を加えたときのものである。なお、使用地又は製造地において、TRA規格、ETRTO規格が適用される場合は各々の規格に従う。
 また、ベルト26の面内剪断剛性は、ゴム被覆で形成されたベルト以上であることが好ましい。
(作用、効果)
 次に、本実施形態の空気入りタイヤ10の作用、効果を説明する。
 本実施形態の空気入りタイヤ10は、樹脂被覆コード34を螺旋状に巻きつけ、タイヤ軸方向で隣接する樹脂被覆コード34同士を接合することによりベルト26が形成されているが、このベルト26のタイヤ径方向外側にレイヤー40を設けたため、樹脂被覆コード34同士の接合強度が向上する。
 特に、レイヤー40がベルト26のタイヤ軸方向の全域に亘って形成されたため、ベルト26のタイヤ軸方向の全域で樹脂被覆コード34同士の接合強度が一層向上する。
 また、この空気入りタイヤ10の接地時には、レイヤー40を構成するゴム被覆コード42のタイヤ軸方向内側端部、例えば、ゴム被覆コード42の領域Aのタイヤ径方向内側に位置する樹脂被覆コード34に剪断応力が作用する。
 しかしながら、樹脂被覆コード34(補強コード30)とゴム被覆コード42は、タイヤ径方向視においてタイヤ周方向からそれぞれ反対側に傾斜するように形成されており、両者が交差角度θ1で交差するように配置されている。
 すなわち、樹脂被覆コード34とゴム被覆コード42のタイヤ周方向に対する傾斜角度が一致している場合(交差角度=0度の場合)と比較して、ゴム被覆コード42のタイヤ軸方向端部からタイヤ径方向内側に位置する樹脂被覆コード34に作用する剪断応力の集中が緩和(剪断応力が分散)されると共に、樹脂被覆コード34同士の接合強度が向上する。
 さらに、レイヤー40を構成するゴム被覆コード42は、タイヤ軸方向において隣接するゴム被覆コード42と所定間隔をあけてベルト26に巻き付けられている(以下、「ギャップ巻き」という)。したがって、ゴム被覆コードがタイヤ軸方向において隣接するゴム被覆コードと当接されている場合(以下、「連続巻き」という)と比較して、螺旋巻きする際にタイヤ径方向視でタイヤ周方向に対して大きな角度をつけ易い。この結果、樹脂被覆コード34とゴム被覆コード42をタイヤ周方向を挟んで逆向きに配置する場合には、交差角度θ1を増加させることができる。
 この結果、ゴム被覆コード42のタイヤ軸方向端部からタイヤ径方向内側に位置する樹脂被覆コード34に作用する剪断応力の集中が一層緩和(剪断応力が分散)されると共に、樹脂被覆コード34同士の接合強度が一層向上する。
 また、ゴム被覆コード42をギャップ巻きすることによって、連続巻きした場合と比較して、レイヤー40(ゴム被覆コード42)の使用量、すなわち材料の使用量が抑制されると共に、空気入りタイヤ10が軽量化される。
 さらに、レイヤー40(ゴム被覆コード42)がベルト26のタイヤ軸方向中央部(タイヤ赤道面CL近傍)上にも配置されているため、いわゆる「突起乗り越し」に優れる。
 また、ベルト26のタイヤ軸方向の全幅に亘ってレイヤー40(ゴム被覆コード42)が設けられているため、タガ効果によって空気入りタイヤ10を装着した自動車の操縦安定性に優れる。
 一方、レイヤー40のゴム被覆コード42がギャップ巻きされているため、連続巻きされたものと比較してベルト26に対するタガ効果が抑制され、空気入りタイヤ10を装着した自動車の乗り心地の悪化が抑制される。
 さらに、空気入りタイヤ10では、ベルト26が1層構造であるため、従来の2枚以上のベルトプライで構成した場合に比較して、ベルト26の厚みを薄くでき、その分トレッド36の厚みを厚くすることができ、かつ溝37の深さを深くすることができる。これにより、空気入りタイヤ10の寿命を延ばすことも可能となる。
 また、空気入りタイヤ10におけるベルト26は、補強コード30が螺旋状に巻回され、周上で補強コード30がタイヤ径方向に重なる部分が無く、タイヤ周方向に厚さが均一となっているので、空気入りタイヤ10はユニフォミティーに優れたものとなる。
 ベルト26の厚みt、言い換えれば樹脂32の厚みが0.7mm未満になると、樹脂32中に埋設する補強コード30を太くしてタガ効果を得ることができなくなる虞がある。
 また、ベルト26の幅BWがトレッド36の接地幅TWに対して75%未満となると、ベルト26のタガ効果が不十分となったり、ショルダー39付近の騒音の発生を抑制することが困難になる虞がある。一方、ベルト26の幅BWがトレッド36の接地幅TWに対して100%を超えると、タガ効果としては頭打ち状態となり、ベルト26が必要以上となり、空気入りタイヤ10の重量増加を招く。
 本実施形態の空気入りタイヤ10では、カーカス16のクラウン部が、螺旋状に巻回された補強コード30が樹脂32で被覆されたベルト26で補強されているため、従来タイヤの2枚以上のベルトプライから構成された複数層からなるベルトに比較して軽量となり、製造も簡単になる。
 本実施形態のベルト26は、補強コード30を被覆している樹脂32の引張弾性率が100MPa以上とされ、厚みも0.7mm以上確保されているので、ベルト26のタイヤ軸方向の面内剪断剛性を十分に確保することができる。
 ベルト26の面内剪断剛性が確保されることで、空気入りタイヤ10にスリップ角を付与した場合の横力を十分に発生させることができ、操縦安定性を確保することができ、また、応答性も向上させることができる。
 また、ベルト26の面外曲げ剛性が確保されることで、空気入りタイヤ10に大きな横力が入力した際、トレッド36のバックリング(トレッド36の表面が波打って、一部が路面から離間する現象)を抑制することができる。
 さらに、本実施形態の空気入りタイヤ10では、面内剪断剛性が高いベルト26を用いており、ベルト26の幅BWをトレッド36の接地幅TWの75%以上としているので、ショルダー39付近の剛性を高めることができる。
[第2実施形態]
 本発明の第2実施形態に係る空気入りタイヤについて図3及び図4を参照して説明する。第1実施形態と同様の構成要素には同一の参照符号を付し、作用効果も含めてその詳細な説明を省略する。
 この空気入りタイヤ50は、図3及び図4に示すように、ベルト26のタイヤ軸方向両端部側のタイヤ径方向外側のみにレイヤー40(ゴム被覆コード42)がギャップ巻きで形成されている。すなわち、ゴム被覆コード42がベルト26(樹脂被覆コード34)のタイヤ軸方向両端部のみに形成されている。
 ここで、「ベルト26のタイヤ軸方向端部」とは、ベルト26のタイヤ軸方向端部から最もタイヤ軸方向外(端部)側の溝37Aまでの範囲のことである。また、「レイヤー40がベルト26のタイヤ軸方向端部に形成」には、この範囲の一部にレイヤー40を形成することを含む。
 この空気入りタイヤ50の作用について説明する。
 空気入りタイヤ50の接地時に、ベルト26のタイヤ軸方向両端部に最大引張荷重が作用する。したがって、空気入りタイヤ50のように、接地時に最台引張荷重が作用するベルト26(樹脂被覆コード34)のタイヤ軸方向端部上にのみレイヤー40(ゴム被覆コード42)を配置することで、当該部位のベルト26(樹脂被覆コード34)を補強することができる。この結果、タイヤ接地時に最大引張荷重が作用するベルト26のタイヤ軸方向両端部における樹脂被覆コード同士の接合強度を向上させることができる。
 一方、ベルト26のタイヤ軸方向内側(タイヤ赤道面CL側)のタイヤ径方向外側にレイヤー40(ゴム被覆コード42)を配設しないことにより、ベルト26のタガ効果が過剰となることを抑制し、空気入りタイヤ50を装着した自動車の乗り心地を向上させることができる。
 また、ベルト26のタイヤ軸方向内側部分のタイヤ径方向外側にレイヤー40(ゴム被覆コード42)を配設しないことにより、空気入りタイヤ50の軽量化を図ることができると共にレイヤー40(ゴム被覆コード42)の使用量を抑制することができる。
 さらに、タイヤ50でも、タイヤ径方向視において樹脂被覆コード34とゴム被覆コード42がタイヤ周方向に対して相互に反対側に傾斜して配設されている(交差角度θ1)ため、傾斜角度が一致している場合(交差角度=0度の場合)と比較して、ゴム被覆コード42のタイヤ軸方向端部からタイヤ径方向内側に位置する樹脂被覆コード34に作用する剪断応力の集中が緩和(剪断応力が分散)されると共に、樹脂被覆コード34同士の接合強度が向上する。
[第3実施形態]
 本発明の第3実施形態に係る空気入りタイヤについて図5及び図6を参照して説明する。第1実施形態と同様の構成要素には同一の参照符号を付し、作用効果も含めてその詳細な説明を省略する。
 空気入りタイヤ60は、第2実施形態の空気入りタイヤ50と同様に、ベルト26のタイヤ軸方向両端部にのみレイヤー40を形成したものである。ただし、レイヤー40を構成するゴム被覆コード42は、連続巻きされたものである。
 次に、空気入りタイヤ60の作用について説明する。空気入りタイヤ60でも、接地時に最大引張荷重が作用するベルト26のタイヤ軸方向両端部上(両端部のタイヤ径方向外側)にレイヤー40が設けられているため、ベルト26のタイヤ軸方向両端部が樹脂被覆コード34同士の接合強度が最も高くなる。すなわち、接地時に最も引張荷重が作用するベルト26のタイヤ軸方向両端部の樹脂被覆コード34同士の接合強度が最も高くされたため、空気入りタイヤ60の耐久性が向上する。
 特に、レイヤー40を構成するゴム被覆コード42がタイヤ軸方向に隙間なく配置され、相互に接合されているため、タガ効果が高く、樹脂被覆コード同士の接合強度が一層向上する。
 一方、レイヤー40は、ベルト26のタイヤ軸方向内側には存在しないため、空気入りタイヤ60のタガ効果が過剰となることを抑制して、空気入りタイヤ60を装着した自動車の乗り心地を良好にすることができる。
(その他)
 なお、一連の実施形態では、タイヤ径方向視において、樹脂被覆コード34とゴム被覆コード42がタイヤ周方向を挟んで反対側に傾斜しているとしたが、これに限定されるものではない。
 すなわち、タイヤ径方向視において、樹脂被覆コード34とゴム被覆コード42が交差していれば良い。例えば、図7に示すように、樹脂被覆コード34とゴム被覆コード42がタイヤ周方向からタイヤ軸方向の同一方向(一端側)に傾斜していても、交差角度θ2を有していれば、ゴム被覆コード42のタイヤ軸方向内側端部から樹脂被覆コード34に作用する応力集中が緩和され、樹脂被覆コード34同士の接合強度を向上させつつタイヤ耐久性を高めることができる。
 また、樹脂32に被覆される補強コード30の数は2本に限られず、3本以上であってもよい。また、樹脂32に被覆される補強コード30の数を1本としてもよい。
 さらに、レイヤー40は、ゴム被覆コード42で説明したが、これに限定されるものではない。例えば、樹脂で繊維コードを被覆したものでも良い。
 2018年6月19日に出願された日本国特許出願2018-116386号の開示は、その全体が参照により本明細書に取り込まれる。
 本明細書に記載されたすべての文献、特許出願、および技術規格は、個々の文献、特許出願、および技術規格が参照により取り込まれることが具体的かつ個々に記された場合と同程度に、本明細書中に参照により取り込まれる。

Claims (4)

  1.  環状のタイヤ骨格部材と、
     補強コードを被覆樹脂で被覆して構成された樹脂被覆コードが前記タイヤ骨格部材の外周にタイヤ周方向に螺旋状に巻かれて前記タイヤ骨格部材に接合されると共に、前記樹脂被覆コードにおけるタイヤ軸方向に互いに隣接する部分同士が接合されたベルトと、
     長尺状のコード部材が当該ベルトの少なくともタイヤ軸方向端部の外周にタイヤ周方向に螺旋状に巻かれたレイヤーと、
     を備え、タイヤ径方向視において前記樹脂被覆コードと前記コード部材が交差しているタイヤ。
  2.  前記コード部材は、タイヤ軸方向で隣接するコード部材と離間して螺旋状に巻かれている請求項1記載のタイヤ。
  3.  前記コード部材は、前記ベルトのタイヤ軸方向の全幅に亘って延在している請求項1又は請求項2に記載のタイヤ。
  4.  タイヤ径方向視において、前記樹脂被覆コードと前記コード部材はタイヤ周方向に対して相互に逆方向に傾斜している請求項1~請求項3の何れか1項に記載のタイヤ。
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