JP2019209754A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、コードが隣接する層の間で互いに交差してなる２層以上の樹脂被覆ベルト層を備えた樹脂被覆ベルトの耐久性を向上させた、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、被覆樹脂により被覆されたコードを有する樹脂被覆ベルトを備え、前記樹脂被覆ベルトは、前記コードが隣接する層の間で互いに交差してなる２層以上の樹脂被覆ベルト層を有し、前記２層以上の樹脂被覆ベルト層の層間のうち、少なくとも１つの層間に、ゴム部材を介在させている。【選択図】図１

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、カーカスを締め付けるたが効果を発揮させてトレッドの剛性を高めるために、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）。

近年、タイヤの軽量化への要求が高まる中、コードを被覆樹脂で被覆したものをベルトとして用いることも提案されている。このような樹脂被覆ベルトを用いれば、樹脂がゴム対比で重量に比して剛性が高いため、軽量化を図りつつも上記ベルトの機能を発揮することができる。

特開平１０−０３５２２０号公報

このような樹脂被覆ベルトは、耐久性が高いことが望まれる。

本発明は、特に、コードが隣接する層の間で互いに交差してなる２層以上の樹脂被覆ベルト層を備えた樹脂被覆ベルトの耐久性を向上させた、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、被覆樹脂により被覆されたコードを有する樹脂被覆ベルトを備え、
前記樹脂被覆ベルトは、前記コードが隣接する層の間で互いに交差してなる２層以上の樹脂被覆ベルト層を有し、
前記２層以上の樹脂被覆ベルト層の層間のうち、少なくとも１つの層間に、ゴム部材を介在させたことを特徴とする。
本発明の空気入りタイヤによれば、樹脂被覆ベルトの耐久性を向上させることができる。

本発明の空気入りタイヤでは、前記樹脂被覆ベルトは、２層のみの樹脂被覆ベルト層を有することが好ましい。
この構成によれば、空気入りタイヤを軽量化することができる。

本発明の空気入りタイヤでは、前記ゴム部材は、シート状の部材であることが好ましい。
この構成によれば、ゴム部材の重量に比して、樹脂被覆ベルトの耐久性を向上させる効果を効率的に得ることができる。

本発明の空気入りタイヤでは、前記ゴム部材の引張弾性率は、２〜６ＭＰａであることが好ましい。
上記の範囲とすることにより、樹脂被覆ベルトの耐久性をさらに向上させることができる。
ここで、ゴム部材の引張弾性率は、ＪＩＳ Ｋ ６２５１に準拠して引張試験を行い、５０％伸長時の引張応力を測定した値とした。

本発明の空気入りタイヤでは、 前記ゴム部材の厚さは、０．３〜２．０ｍｍであることが好ましい。
上記の範囲とすることにより、空気入りタイヤの軽量化と樹脂被覆ベルトの耐久性の向上とを、より高い次元で両立させることができる。
ここで、ゴム部材の厚さとは、ゴム部材の最大厚さをいうものとする。

本発明によれば、コードが隣接する層の間で互いに交差してなる２層以上の樹脂被覆ベルト層を備えた樹脂被覆ベルトの耐久性を向上させた、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。

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、樹脂被覆ベルト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。

本発明では、樹脂被覆ベルト４の構造以外のタイヤ構造については、特に限定されず、慣例に従って通常のゴムを用いて構成することができる。

本実施形態では、ビードコア２ａは、スチールコードを束ねたビードコア２ａを有しているが、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。

本実施形態のタイヤは、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を有する、２層以上（図示例では２層）の樹脂被覆ベルト層４１、４２を有する樹脂被覆ベルト４を備えている。２層以上（図示例では２層）の樹脂被覆ベルト層（図示例では、樹脂被覆ベルト層４１、４２）の隣接する層の間で、コード４ｂは互いに交差している（本実施形態では、タイヤ赤道面ＣＬを挟んで交差している）。特には限定されないが、コード４ｂは、タイヤ周方向に対して、例えば５０°〜８０°の傾斜角度で傾斜しているものとすることができる。樹脂被覆ベルト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。

ここで、「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をいうものとする。
そして、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。

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。

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。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。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。

上記の樹脂被覆ベルト層４１、４２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１に示すように、本実施形態のタイヤ１は、２層以上（図示例では２層）の樹脂被覆ベルト層（図示例では樹脂被覆ベルト層４１、４２）の層間のうち、少なくとも１つの層間（図示例では樹脂被覆ベルト層４１と樹脂被覆ベルト層４２との層間）に、（図示例ではシート状の）ゴム部材４３を介在させている。図示例では、ゴム部材４３のタイヤ幅方向の幅は、樹脂被覆ベルト層４２のタイヤ幅方向の幅と略同じとしている（この例では２層の樹脂被覆ベルト層４２のタイヤ幅方向の幅は、樹脂被覆ベルト層４１のタイヤ幅方向の幅より小さい）。本実施形態では、ゴム部材４３の上記引張弾性率は、樹脂被覆ベルト層４１、４２の被覆樹脂４ａの上記引張弾性率より小さい。本実施形態では、樹脂被覆ベルト層４１、４２とゴム部材４３とは、図示しない接着剤又は接着層により接着されている。ゴム部材４３の材質は、特に限定されず、例えばタイヤゴムとして公知の材質のゴムとすることができる。また、接着剤又は接着層についても、樹脂とゴムとを接着可能なものであれば、材質等は特に限定されない。
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によれば、まず、ベルトとして、樹脂被覆ベルト４を用いているため、軽量化を図りつつもベルトとしての機能を十分に発揮することができる。特に本実施形態では、樹脂被覆ベルト層を２層のみ（樹脂被覆ベルト層４１、４２のみ）としているため、より軽量化することができる。
ところで、空気入りタイヤが、ベルトのコードが層間で互いに交差する傾斜ベルト層を有する場合、当該傾斜ベルト層は、内圧充填時にいわゆるパンタグラフ変形をする。本発明者らは、傾斜ベルト層が樹脂被覆ベルト層である場合に、樹脂の弾性率が高いことから、樹脂被覆ベルト層の層間の接着剤又は接着層に大きなせん断力が生じ、それが、樹脂被覆ベルト層の層間を起点とする故障の原因となっていることを突き止めた。
これに対し、本実施形態では、樹脂被覆ベルト層４１と樹脂被覆ベルト層４２との層間に、ゴム部材４３を介在させているため、上記のせん断力を緩和して、樹脂被覆ベルト層の層間を起点とする故障を抑制することができる。特に、本実施形態では、ゴム部材４３は、シート状の部材であるため、厚さに比してシートの上下面の面積が大きく、従って、重量に比して、シートの面全体で上記のせん断力を緩和する効果を得ることができ、樹脂被覆ベルト層４１、４２の層間を起点とする故障をより一層抑制することができる。
さらに、ゴム部材４３は、樹脂に比して弾性率が低いため、乗り心地性が向上し、また、振動の緩和層として機能することでロードノイズも低減することができる。
このように、本実施形態の空気入りタイヤによれば、コード４ｂが層間で互いに交差してなる２層以上（本実施形態では２層）の樹脂被覆ベルト層４１、４２を備えた樹脂被覆ベルト４の耐久性を向上させることができる。

本発明の空気入りタイヤでは、樹脂被覆ベルト４は、２層のみの樹脂被覆ベルト層４１、４２を有することが好ましい。樹脂被覆ベルト層の層数を少なくして、より軽量化を図ることができるからである。なお、本発明では、樹脂被覆ベルト４は、３層以上の樹脂被覆ベルト層を有するものとすることもでき、この場合は、少なくとも１つの層間に、ゴム部材４３を介在させることにより、樹脂被覆ベルト４の耐久性を向上させることができる。さらにこの場合、樹脂被覆ベルト４の耐久性を向上させる観点からは、全ての層間にゴム部材４３を介在させることが好ましい。一方で、軽量化の観点からは、いずれかの１つの層間のみにゴム部材４３を介在させる等、ゴム部材４３を介在させない層間を有するものとすることも好ましい。

本発明の空気入りタイヤでは、ゴム部材４３は、シート状の部材であることが好ましい。シート状の部材は、厚さに比してシートの上下面の面積が大きく、重量に比して、シートの面全体で上記のせん断力を緩和する効果を得ることができ、樹脂被覆ベルト層の層間を起点とする故障を抑制することができ、重量に比して、樹脂被覆ベルト４の耐久性を向上させる効果を良く得ることができるからである。

本発明の空気入りタイヤでは、ゴム部材４３の引張弾性率は、２〜６ＭＰａであることが好ましい。ゴム部材４３の引張弾性率を６ＭＰａ以下とすることにより、樹脂被覆ベルト層の層間でのせん断力をより確実に緩和することができ、一方で、ゴム部材４３の引張弾性率を２ＭＰａ以上とすることにより、樹脂被覆ベルト層４１、４２とゴム部材４３との弾性率の差による樹脂被覆ベルト層４１、４２とゴム部材４３との間の応力を低減することができ、樹脂被覆ベルト及びゴム部材４３の複合体の耐久性を高めることができるからである。また、該複合体の剛性を高めて操縦安定性等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では、ゴム部材４３の厚さは、０．３〜２．０ｍｍであることが好ましい。ゴム部材４３の厚さを０．３ｍｍ以上とすることにより、樹脂被覆ベルト層の層間でのせん断力をより確実に緩和することができ、一方で、ゴム部材４３の厚さを２．０ｍｍ以下とすることにより、タイヤをより軽量化することができるからである。
また、同様の理由により、樹脂被覆ベルト層の厚さ（最大厚さ）に対する、ゴム部材４３の厚さは、２．９〜１２．０とすることが好ましい。
なお、本発明においては、ゴム部材４３の厚さとゴム部材４３の弾性率との比率を適宜選択することにより、樹脂被覆ベルト及びゴム部材４３の複合体の剛性を容易に調整することができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態には何ら限定されるものではない。例えば、図１に示す実施形態においては、ゴム部材４３は、樹脂被覆ベルト層４２と略同じタイヤ幅方向の幅としているが、樹脂被覆ベルト層４１、４２のタイヤ幅方向の幅より大きくすることも、また、小さくすることもできる。

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、
４１、４２：樹脂被覆ベルト層、 ４３：ゴム部材、 ５：トレッド、
ＣＬ：タイヤ赤道面

Claims (5)

1. 被覆樹脂により被覆されたコードを有する樹脂被覆ベルトを備え、
   前記樹脂被覆ベルトは、前記コードが隣接する層の間で互いに交差してなる２層以上の樹脂被覆ベルト層を有し、
   前記２層以上の樹脂被覆ベルト層の層間のうち、少なくとも１つの層間に、ゴム部材を介在させたことを特徴とする、空気入りタイヤ。
2. 前記樹脂被覆ベルトは、２層のみの樹脂被覆ベルト層を有する、請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 前記ゴム部材は、シート状の部材である、請求項１又は２に記載の空気入りタイヤ。
4. 前記ゴム部材の引張弾性率は、２〜６ＭＰａ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. 前記ゴム部材の厚さは、０．３〜２．０ｍｍである、請求項１〜４のいずれか一項に記載の空気入りタイヤ。

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