JP2004284552A

JP2004284552A - 空気入りタイヤ

Info

Publication number: JP2004284552A
Application number: JP2003082108A
Authority: JP
Inventors: Akira Kurima; 昭栗間
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2003-03-25
Filing date: 2003-03-25
Publication date: 2004-10-14

Abstract

【課題】耐久性に優れた空気入りタイヤを提供することを課題とする。
【解決手段】空気入りタイヤ１０は、主溝２２Ａ〜Ｃとベルト層１６とのそれぞれの間に補強層２４を有する。補強層２４は、２種以上の繊維からなる不織布で構成される。また、補強層２４とベルト層１６とによって挟まれるゴム層２６の厚みＤが補強層２４の厚みｄと同等以上にされている。不織布が２種以上の繊維で構成されているので、不織布に複合機能を持たせることが可能になると共に、カット先端が補強層２４に到達しても、この補強層を裂け難くすることができる。また、ゴム層２６の厚みが補強層２４の厚み以上にされているので、このゴム層２６による緩衝効果が充分に得られ、路面からの衝撃によるカット（亀裂）が空気入りタイヤ１０に生じ難くなる。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トレッド部の溝底部を補強して耐久性を高めた空気入りタイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】
タイヤの周方向外側を構成するトレッド部には溝が設けられている。この溝の深さについては、一般に、タイヤ周方向に沿った周方向溝が最も深い。
【０００３】
この溝の構造を強化するために、図３に示すような空気入りタイヤ８０が提案されている。この空気入りタイヤ８０には、ベルト層８６とトレッド部８８の周方向溝（主溝）８２Ａ〜Ｃとの間に、周方向に沿ったナイロン製のコード９０を有する補強層８４Ａ〜Ｃをそれぞれ配設する対策が行われている。また、同様の対策を行った例として、ベルト層の補強用コードを実質上タイヤ周方向に配設すると共に、補強層として不織布―ゴムの複合体を用いる例（例えば特許文献１参照）が提案されている。
【０００４】
また、溝の構造を強化する別の対策として、ゴム製の補強層を設ける例（例えば特許文献２参照）が提案されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−２２１９号公報
【特許文献２】
特開平４−３０６１０３号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、図３や特許文献１に開示されたように、周方向に沿ったナイロン製のコードを設ける対策を行った場合、溝底から発生したカット（亀裂）がコードにまで到達すると、タイヤ外側からカットに入り込んだ水がコード内を伝播し、錆が形成される領域が広がるという難点があった。
【０００７】
また、特許文献２に開示されたように、ゴム製の補強層を設けるのみの対策を行った場合、補強による効果があまり得られないという難点があった。
【０００８】
本発明は、上記事実を考慮して、耐久性に優れた空気入りタイヤを提供することを課題とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、溝底からカットが発生する原因を検討した。そして、図３に示したように、従来の空気入りタイヤ８０では、ベルト層８６と補強層８４Ａ〜Ｃとにそれぞれ挟まれているゴム層９６Ａ〜Ｃの厚みＤが、補強層８４の厚みｄに比べてかなり薄いことを見い出した。
【００１０】
そこで、本発明者は、このゴム層９６の厚みを所定厚以上にすることにより、このゴム層に緩衝材としての機能を持たせることを考え付いた。更に、補強層として複数種の繊維からなる不織布を設けることも考え付き、検討を重ね、本発明を完成するに至った。
【００１１】
請求項１に記載の発明は、カーカスと、前記カーカスのタイヤ半径方向外側に設けられたベルト層と、前記ベルト層のタイヤ半径方向外側に設けられ、周方向に連なる複数本の周方向溝を有するトレッド部と、前記ベルト層と前記複数本の周方向溝との間に設けられた補強層と、を有する空気入りタイヤにおいて、前記補強層として２種以上の繊維からなる不織布を設けると共に、前記補強層と前記ベルト層とによって挟まれるゴム層の厚みを前記補強層の厚み以上にしたことを特徴とする。
【００１２】
空気入りタイヤのカーカスの両端部は、それぞれビードコアで折り返されている。また、ベルト層を構成するコードがタイヤ周方向と交差する向きになるように、ベルト層が加工されて設けられている。ベルト層を構成するコードは、タイヤ周方向と交差することが好ましい（すなわちタイヤ周方向に沿っていないことが好ましい）。ベルト層は２層以上のベルトプライで構成されることが多く、この場合、各ベルトプライのコードの向きが互いに交差していることが好ましい。
【００１３】
不織布を構成する繊維は、有機繊維、無機繊維等、特に限定しない。
【００１４】
空気入りタイヤは、ラジアルタイヤや、バイアスタイヤ、チューブレスタイヤであってもよく、空気入りタイヤの種類は特に限定しない。
【００１５】
このように、請求項１に記載の発明では、補強層に繊維が含まれているので、補強効果を高めることができる。
【００１６】
また、不織布を用いているので繊維の方向が一定方向に向いていない。従って、周方向溝の溝底にカットが生じてこのカットを経由した水が補強層に到達しても、この水が補強層に沿って一方向に伝播することを防止できるので、ベルトスチールコードの錆の伝播を抑制することができる。
【００１７】
更に、不織布が２種以上の繊維で構成されているので、不織布に複合機能を持たせることが可能になると共に、カット先端が補強層に到達しても、この補強層を、不織布が１種の繊維で構成されている場合に比べて裂け難くすることができる。
【００１８】
また、補強層とベルト層とによって挟まれるゴム層の厚みが補強層の厚み以上にされているので、このゴム層による緩衝効果が充分に得られ、路面からの衝撃によるカットが空気入りタイヤに生じ難く、特に溝底部で生じるカット数を大幅に低減させることができ、耐久性が高い空気入りタイヤが実現される。
【００１９】
なお、補強層を複数層設けてもよい。また、補強層とベルト層とによって挟まれるゴム層の厚みに分布を持たせてもよい。例えば、タイヤ赤道面近傍と、タイヤ両側部近傍とでこのゴム層の厚みを異ならせてもよい。
【００２０】
請求項２に記載の発明は、前記不織布は、目付けが２０〜１００ｇ／ｍ^２の範囲内で、フィラメント繊維の径が０．０２〜０．０５ｍｍの範囲内であることを特徴とする。
【００２１】
これにより、カットに対する補強の効果を高められるという効果が得られる。
【００２２】
目付けが上記範囲よりも低いと補強効果が低くなるという不具合が生じ易く、目付けが上記範囲よりも高いとフィラメント繊維間にゴムが入り込み難くなることにより、フィラメント繊維とゴムとの接着力が低下して補強効果が低くなるという不具合が生じ易い。また、フィラメント繊維の径が上記範囲よりも低いと、フィラメント繊維間にゴムが入り込み難くなることにより、フィラメント繊維とゴムとの接着力が低下して補強効果が低くなるという不具合が生じ易く、フィラメント繊維の径が上記範囲よりも高いと、フィラメント繊維同士のからみ合いが少なくなるため、複合体としての機能が低下することにより補強効果が低くなるという不具合が生じ易い。
【００２３】
請求項３に記載の発明は、前記不織布を構成する繊維として、弾性率が５０００ｋｇ／ｍｍ^２以上の高弾性率ヤーンと、弾性率が２００ｋｇ／ｍｍ^２以上で１０００ｋｇ／ｍｍ^２以下の低弾性率ヤーンと、が用いられていることを特徴とする。
【００２４】
これにより、高弾性率ヤーンによって補強効果を高めることができると共に、低弾性率ヤーンによってゴムと補強層との接着性を確保することができる。
【００２５】
ヤーンは撚り糸でないので、ヤーンの弾性率を測定するには原糸の弾性率を測定する。すなわち、無撚り、無熱処理素材の引張試験を行って得られたＳ−Ｓカーブに基づいて、原糸の破断時の応力と伸びとを求める。更に、破断時の断面積に換算した真応力を求め、弾性率を算出する。
【００２６】
高弾性率ヤーンと低弾性率ヤーンとの構成比率については、補強効果を高める効果を顕著に出したい場合には高弾性率ヤーンの比率を高めてもよく、ゴムと補強層との接着性を高める効果を顕著に出したい場合には低弾性率ヤーンの比率を高めてもよい。更には、この比率を部分的に異ならせ、意図する部位に意図する機能を持たせることも可能である。また、高弾性率ヤーンが、材質や径が互いに異なる複数種の高弾性率ヤーンで構成されていてもよいし、同様に、低弾性率ヤーンが、材質や径が互いに異なる複数種の低弾性率ヤーンで構成されていてもよい。
【００２７】
請求項４に記載の発明は、前記高弾性率ヤーンの材質が芳香族ポリアミド又はポリオレフィンケトン（ＰＯＫ）であり、前記低弾性率ヤーンの材質がナイロン又はポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）であることを特徴とする。
【００２８】
これにより、簡易に入手できるヤーンを高弾性率ヤーン及び低弾性率ヤーンとして用いることができる。なお、これらの材質以外のヤーンを適宜選択してもよい。
【００２９】
請求項５に記載の発明は、前記複数本の周方向溝の溝下にのみ前記補強層をそれぞれ配置したことを特徴とする。
【００３０】
これにより、補強層の機能を維持しつつ補強層の重量を最小限にすることが可能になり、空気入りタイヤの重量低減やコスト削減を実現できる。なお、溝の種類、位置等に応じて補強層の寸法を変更してもよく、これにより、この効果をより顕著にすることが可能である。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下、実施形態を挙げ、本発明の実施の形態について説明する。
【００３２】
［第１形態］
まず、第１形態について説明する。図１に示すように、空気入りタイヤ１０は、両端部がそれぞれビードコア（図示せず）に巻かれ、実質上ラジアル方向に延びるコードを含むカーカス１２を備えている。カーカス１２は、１層又は複数層で構成される。
【００３３】
カーカス１２のクラウン部のタイヤ径方向外側には、複数枚（例えば２枚）のベルトプライが重ねられたベルト層１６が埋設されている。各ベルトプライは、ベルトプライを構成するコードが、タイヤ周方向に交差すると共に互いに交差する方向に向くように埋設されている。
【００３４】
また、カーカス１２のタイヤ径方向内側にはインナーライナが設けられている。
【００３５】
ベルト層１６のタイヤ径方向外側には、溝を配設したトレッド部１８が形成されている。図１に示すように、トレッド部１８には、周方向に沿った複数本の主溝２２Ａ〜Ｃと、周方向と直交する方向に沿ったラグ溝（図示せず）と、が形成されている。一般に、主溝２２のほうがラグ溝よりも深い。
【００３６】
主溝２２とベルト層１６との間には補強層２４が埋設されている。補強層２４は、弾性率が５０００ｋｇ／ｍｍ^２以上である高弾性率ヤーンと、弾性率が２００ｋｇ／ｍｍ^２以上で１０００ｋｇ／ｍｍ^２以下である低弾性率ヤーンと、の混合ヤーンからなる不織布で構成される。高弾性率ヤーンは、例えば芳香族ポリアミド繊維（商品名「ケブラー」）又はポリオレフィンケトン（ＰＯＫ）からなるヤーンであり、低弾性率ヤーンは、例えばナイロン又はポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）からなるヤーンである。
【００３７】
これにより、高弾性率ヤーンによって補強効果を高めることができると共に、低弾性率ヤーンによってゴムと補強層との接着性を確保することができる。また、補強層２４が不織布で構成されており、不織布の繊維が不揃いであるので、主溝２２の溝底にカットが生じてカット先端が補強層２４にまで到達しても、タイヤ外側からこのカットを経由して補強層２４に到達した水が繊維にそって浸透し難い。
【００３８】
また、補強層２４とベルト層１６とによって挟まれるゴム層２６の厚みＤは、補強層２４の厚みｄ以上にされている。
【００３９】
これにより、このゴム層２６による緩衝効果が充分に得られ、路面からの衝撃によるカット（亀裂）が空気入りタイヤ１０に生じ難くなっている。
【００４０】
［第２形態］
次に、第２形態を説明する。第２形態では、第１形態と同様の構成要素には同じ符号を付してその説明を省略する。
【００４１】
図２に示すように、第２形態に係る空気入りタイヤ３０は、第１形態に比べ、補強層３４の構成が異なる。
【００４２】
補強層３４Ａは、主溝２２Ａに沿って主溝２２Ａの真下にのみ配置されており、補強層３４Ｂ、３４Ｃも、それぞれ、主溝２２Ｂ、２２Ｃに沿って主溝２２Ｂ、２２Ｃの真下にのみ配置されている。補強層３４Ａ〜Ｃの幅は、それぞれ、主溝２２Ａ〜Ｃの溝底の幅よりも若干幅広にされており、実質上溝幅に相当する溝底部分をカバーするようになっている。
【００４３】
これにより、補強層３４の機能を維持しつつ補強層３４の重量を最小限にすることが可能になり、空気入りタイヤ３０の重量低減やコスト低減を実現できる。なお、主溝２２Ａ〜Ｃの位置や寸法に応じて補強層３４Ａ〜Ｃの寸法を変更することが可能であり、これにより、この効果をより奏することができる。
【００４４】
また、第２形態では、第１形態と同様、補強層３４Ａ〜Ｃとベルト層１６とによってそれぞれ挟まれるゴム層３６Ａ〜Ｃの厚みＤは、補強層３４の厚みｄ以上にされており、このゴム層３６Ａ〜Ｃによる緩衝効果が得られ、路面からの衝撃によるカット（亀裂）が生じ難くなっている。
【００４５】
［実験例］
第１形態で説明した空気入りタイヤ１０、第２形態で説明した空気入りタイヤ３０、及び、図３に示した従来の空気入りタイヤ８０について、その性能を比較するための実験を行った。その際、以下の条件は同じにした。
【００４６】
タイヤサイズ：２３５／７５Ｒ１５
リム：７ＪＪ
内圧：２３０ｋＰａ
カーカス層を構成するコードの方向：タイヤ周方向に対して９０°
カーカス層を構成するコードの材料：ＰＥＴ、１５００ｄ／２
カーカス層の構造：２層折り返し構造
ベルト層を構成するコードの方向：タイヤ周方向に対して２２°で、互いに交差する方向
ベルト層を構成するコードの材料：２スチール（１＋６）
この条件のもと、補強層の構成や配置位置等を、表１に示すようにパラメータとして変更した。
【００４７】
【表１】

この３種の空気入りタイヤで、悪路を２００ｋｍ走行させた後、１ヶ月間屋外に放置した。そして、１ヶ月後、ベルト層と補強層とに挟まれているゴム層をベルト層に沿って剥してベルト層を露出させ、ベルト層に到達しているカット数（亀裂数）をカウントすると共に、発生している錆の面積を測定した。
【００４８】
そして、従来の空気入りタイヤ８０（図３参照）に発生したカット数、及び、錆の面積を１００として、空気入りタイヤ１０に発生したカット数、及び、錆の面積を換算して表１に示す。また、同様にして、空気入りタイヤ３０に発生したカット数、及び、錆の面積も表１に示す。
【００４９】
表１から判るように、従来の空気入りタイヤ８０に発生したカット数を１００とした場合、空気入りタイヤ１０、３０に発生したカット数は何れも７０であり、従来の空気入りタイヤ８０に比べて３０％低かった。また、従来の空気入りタイヤ８０に発生した錆の面積を１００とした場合、空気入りタイヤ１０、３０に発生した錆の面積は何れも５０であり、従来の空気入りタイヤ８０に比べて５０％も低かった。
【００５０】
以上、実施形態を挙げて本発明の実施の形態を説明したが、これらの実施形態）は一例であり、要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施できる。また、本発明の権利範囲が上記実施形態に限定されないことは言うまでもない。
【００５１】
【発明の効果】
本発明は上記構成としたので、耐久性に優れた空気入りタイヤを実現させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１形態に係る空気入りタイヤの部分断面図である。
【図２】第１形態に係る空気入りタイヤの部分断面図である。
【図３】従来の空気入りタイヤの部分断面図である。
【符号の説明】
１０空気入りタイヤ
１２カーカス
１６ベルト層
１８トレッド部
２２Ａ〜Ｃ主溝
２４補強層
２６ゴム層
３０空気入りタイヤ
３４Ａ〜Ｃ補強層
３６Ａ〜Ｃゴム層
８０空気入りタイヤ
８２周方向溝
８４Ａ〜Ｃ補強層
８６ベルト層
９６Ａ〜Ｃゴム層

Claims

カーカスと、前記カーカスのタイヤ半径方向外側に設けられたベルト層と、前記ベルト層のタイヤ半径方向外側に設けられ、周方向に連なる複数本の周方向溝を有するトレッド部と、前記ベルト層と前記複数本の周方向溝との間に設けられた補強層と、を有する空気入りタイヤにおいて、
前記補強層として２種以上の繊維からなる不織布を設けると共に、前記補強層と前記ベルト層とによって挟まれるゴム層の厚みを前記補強層の厚み以上にしたことを特徴とする空気入りタイヤ。
前記不織布は、目付けが２０〜１００ｇ／ｍ^２の範囲内で、フィラメント繊維の径が０．０２〜０．０５ｍｍの範囲内であることを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤ。
前記不織布を構成する繊維として、弾性率が５０００ｋｇ／ｍｍ^２以上の高弾性率ヤーンと、弾性率が２００ｋｇ／ｍｍ^２以上で１０００ｋｇ／ｍｍ^２以下の低弾性率ヤーンと、が用いられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の空気入りタイヤ。
前記高弾性率ヤーンの材質が芳香族ポリアミド又はポリオレフィンケトンであり、前記低弾性率ヤーンの材質がナイロン又はポリエチレンテレフタレートであることを特徴とする請求項３に記載の空気入りタイヤ。
前記複数本の周方向溝の溝下にのみ前記補強層をそれぞれ配置したことを特徴とする請求項１〜請求項４のうち何れか１項に記載の空気入りタイヤ。