【解決手段】空気入りタイヤ1は、トレッド部2と、一対のサイドウォール部3と、一対のビードコアと、第1プライ11と、一対のプライ片13を有する不連続な第2プライ12とを備える。第1プライ11は、トレッド部2に位置する中央部と、中央部の両端からそれぞれ延びる一対のサイド部と、一対のビードコアにそれぞれ巻き上げられた一対の巻上部とを有する。一対のプライ片13はそれぞれ、内端部から延びるサイド部13cと、一対のビードコアのうちのいずれかに巻き上げられた巻上部13dとを有する。サイドウォール部3において、第1プライ11はタイヤ径方向に延びる複数の第1コード11eを有し、一対のプライ片13は第1コード11eに対して傾斜して延びる複数の第2コード13fをそれぞれ有する。
前記一対のプライ片のうちの一方の前記第2コードと他方の前記第2コードとは、タイヤ径方向の内側から外側に向けてタイヤ周方向の同じ向きにそれぞれ傾斜している、請求項1に記載の空気入りタイヤ。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
特許文献1に開示された構造には、剛性と耐カット性を確保しつつ、軽量化とそれによる転がり抵抗低減を図る上で、さらなる改善の余地がある。
【0005】
本発明は、剛性と耐カット性を確保しつつ、軽量化とそれによる転がり抵抗低減を図ることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明の一態様は、トレッド部と、前記トレッド部の両端からタイヤ径方向内側にそれぞれ延びる一対のサイドウォール部と、前記一対のサイドウォール部の前記タイヤ径方向内側の端部にそれぞれ配置された一対のビードコアと、前記トレッド部の前記タイヤ径方向内側に位置する中央部と、前記中央部の両端から前記タイヤ径方向内側にそれぞれ延びる一対のサイド部と、前記一対のサイド部から延びて前記一対のビードコアにそれぞれ巻き上げられた一対の巻上部とを有する第1プライと、前記第1プライに対してタイヤ径方向外側に配置され、前記トレッド部に位置する内端部を有し、前記内端部から前記タイヤ径方向内側に延びるサイド部と、このサイド部と連続して設けられ、前記一対のビードコアのうちのいずれかに巻き上げられた巻上部とをそれぞれ有する一対のプライ片を備える、不連続な第2プライとを備え、前記サイドウォール部において前記第1プライは、タイヤ径方向に延び、タイヤ周方向に間隔をあけて並設された複数の第1コードを有し、前記サイドウォール部において前記一対のプライ片は、前記第1コードに対して傾斜して延び、タイヤ周方向に間隔をあけて並設された複数の第2コードをそれぞれ有する、空気入りタイヤを提供する。
【0007】
第2プライは一対のプライ片を備え、不連続である。つまり、一対のプライ片の内端部の間には、プライが存在しない中抜き部がある。第2プライの中抜き部は、基本的に相反する2種類の性能の両立を意図している。一方の種類の性能は、剛性(操縦安定性向上に寄与する)と耐カット性であり、他方の種類の性能は、軽量化とそれによる転がり抵抗低減である。かかる中抜き部のある第2プライを採用したことにより、第2プライが1枚の連続のプライである場合と比較して、軽量化を図ることができる。よって、転がり抵抗を低下できるとともに、車両を低燃費化できる。
【0008】
サイドウォール部の全域において、2層のプライ、つまり第1プライのサイド部とプライ片(第2プライ)のサイド部とが配置されている。また、サイドウォール部のビードコア側の領域では、さらに2層のプライ、つまり第1プライの巻上部とプライ片(第2プライ)の巻上部とが配置されている。このようにサイドウォール部において、プライが2層又は4層設けられていることにより、必要な耐カット性が確保される。また、プライが2層又は4層設けられていることで、サイドウォール部における必要な剛性が確保される。
【0009】
しかも、サイドウォール部において、巻上部を含む第1プライの第1コードはタイヤ径方向に延びるため、サイドウォール部のタイヤ径方向の縦剛性を効果的に向上できる。また、サイドウォール部において、第2プライの第2コードは第1コード(タイヤ径方向)に対して傾斜し、サイド部の第2コードと巻上部の第2コードとは逆向きに傾斜する。よって、これらは、タイヤ幅方向からサイドウォール部を見ると3方向に延び、互いに交差するため、コードが延在していない領域が少なくなる。その結果、サイドウォール部での耐カット性と横剛性を効果的に向上できる。
【0010】
以上のように、本発明によれば、剛性とそれによる操縦安定性と耐カット性とを確保しつつ、軽量化とそれによる転がり抵抗低減を図ることがきる。
【0011】
前記一対のプライ片のうちの一方の前記第2コードと他方の前記第2コードとは、タイヤ径方向の内側から外側に向けてタイヤ周方向の同じ向きにそれぞれ傾斜している。この態様によれば、コードの傾斜方向の影響による車両(ハンドル)の横流れを防止できる。
【0012】
前記第1コードに対する前記第2コードの傾斜角度は20度以上60度以下である。この態様によれば、第1コードと第2コードによるタガ効果(拘束力)を向上できるため、サイドウォール部の剛性を効果的に向上できる。
【0013】
より具体的には、前記傾斜角度は20度以上45度以下である。この態様によれば、第2プライの第2コードの傾斜方向がタイヤ径方向に近づくため、サイドウォール部での縦剛性を向上できる。
【0014】
前記一対のサイドウォール部のうち、一方は車幅方向外側に配置されるアウトサイド用であり、他方は車幅方向内側に配置されるインサイド用であり、前記アウトサイドの前記サイドウォール部を構成する前記第2コードの前記傾斜角度は、前記インサイド用の前記サイドウォール部を構成する前記第2コードの前記傾斜角度よりも小さい。この態様によれば、アウトサイドに配置されるサイドウォール部の縦剛性を向上できるため、操縦安定性を効果的に向上できる。
【0015】
前記第1プライの前記巻上部の第1外端部は、前記プライ片の前記巻上部の第2外端部よりもタイヤ径方向外側に位置しており、前記第1外端部と前記第2外端部のタイヤ径方向の間隔は、10mm以上30mm以下である。また、前記ビードコアのタイヤ径方向外側に配置されたビードフィラーを備え、前記第1外端部と前記第2外端部は、前記ビードフィラーよりもタイヤ径方向外側に配置されている。これらの態様によれば、第1プライの外端部と第2プライの外端部を揃えた場合と比較して、これらによって生じる段差を最小限に抑えることができる。また、第1プライの巻上部と第2プライの巻上部とを過度に大きくすることに伴う重量増加を抑えつつ、耐カット性を確保できる。
【0016】
前記トレッド部において前記第1プライの前記中央部のタイヤ径方向外側に配置されたベルト層をさらに備え、前記プライ片の前記内端部は、前記ベルト層と前記第1プライの前記中央部との間に配置されている。この態様によれば、プライ片の内端部がベルト層によって強固に保持されるので、第2プライの剛性をより確実に確保できる。
【発明の効果】
【0017】
本発明の空気入りタイヤでは、剛性と耐カット性を確保しつつ、軽量化とそれよる転がり抵抗低減を図ることができる。
【発明を実施するための形態】
【0019】
以下、本発明の実施の形態を図面に従って説明する。
【0020】
(第1実施形態)
図1から
図3は、本発明の実施形態に係るゴム製の空気入りタイヤ(以下、「タイヤ」と呼ぶ)1を示す。
【0021】
図1及び
図2に示すように、タイヤ1は、トレッド部2、一対のサイドウォール部3、及びリング状の一対のビード部4を備える。
【0022】
トレッド部2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2の表面、つまり踏面には溝2aが設けられている。
【0023】
一対のサイドウォール部3は、トレッド部2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。
【0024】
一対のビード部4は、一対のサイドウォール部3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4は、ビードコア5とビードフィラー6を備える。ビードコア5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6は、リング状で、トレッド部2及びサイドウォール部3を構成するゴムよりも硬質のゴムからなる。ビードフィラー6は、ビードコア5のタイヤ径方向外側に隣接して配置された基端6aと、基端6aとは反対側の先端6bとを備え、基端6aから先端6bに向かってタイヤ径方向外側へテーパ状に延びている。個々のビード部4は、ビードコア5とビードフィラー6とを包むように設けられたストリップゴム7を備える。
【0025】
タイヤ1は、ビード部4間にトロイダル状に掛け渡されたカーカス10を備える。本実施形態のカーカス10は、第1カーカスプライ(以下、「第1プライ」と呼び)11と、第2カーカスプライ(以下、「第2プライ」と呼ぶ)12とを備える。第2プライ12は中抜き部13bを有するプライであるが、第1プライ11は中抜き部を有しない通常のプライである。両者のプライ11,12については後に詳述する。カーカス10の内側、つまりタイヤ1の最内周面には、インナーライナ8が設けられている。
【0026】
図2及び
図3を参照すると、トレッド部2、より具体的にはカーカス10とトレッド部2との間に、無端状のベルト層20が設けられている。本実施形態では、ベルト層20は、2枚のベルト21,22を備える。ベルト21は、カーカス10のタイヤ径方向外側に隣接して配置され、ベルト22は、ベルト21のタイヤ径方向外側に隣接して配置されている。また、本実施形態では、下層のベルト21のタイヤ幅方向の寸法は、上層のベルト22のタイヤ幅方向の寸法よりも大きく、ベルト21の端部21aは、ベルト22の端部22aよりもタイヤ幅方向外側に位置している。最も幅広のベルト21の端部21aよりもタイヤ幅方向内側が、トレッド部2である。ベルト21,22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。ベルト層20は、1枚のベルトで構成されていてもよいし、3枚以上のベルトを備えてもよい。
【0027】
ベルト層20のタイヤ径方向外側に隣接して、無端状のキャップ層30が設けられている。本実施形態のキャップ層30は、ベルト21,22の両方の端部21a,22aのいずれかをそれぞれ直接的に覆う幅狭の一対のエッジプライ31を備える。また、本実施形態のキャップ層30は、エッジプライ31のタイヤ径方向外側に隣接して配置され、端部21a,22aを含むベルト21,22全体を1枚で覆う幅広のキャッププライ32を備える。キャップ層30は、1枚又は3枚以上のプライを備えてもよい。また、キャップ層30をなくしてもよい。
【0028】
ベルト層20のタイヤ幅方向外側の両端の部分とカーカス層10との間には、ゴム製で無端状の一対のパッド40がそれぞれ配置されている。パッド40の断面形状は偏平な三角形状である。ベルト21,22の端部21a,22a、エッジプライ31のタイヤ幅方向外側の端部31a、及びキャッププライ32の端部32aのタイヤ幅方向の位置は、パッド40のタイヤ幅方向の外側の端部40aと内側の端部40bとの間の領域、つまりパッド40が存在する領域に設定されている。パッド40をなくしてもよい。
【0029】
以下、カーカス10を構成する第1プライ11及び第2プライ12について説明する。
【0030】
前述のように、第1プライ11は単一のプライであるが、第2プライ12は中抜き部13bを有する不連続なプライであり、一対のプライ片13から構成されている。第1プライ11と第2プライ12のプライ片13とはいずれも、間隔をあけて並設した複数本のコード11e,13f(
図5参照)をゴムで被覆した帯状のシートである。
【0031】
第1プライ11は、中央部11a、一対のサイド部11b、及び一対の巻上部11cを備える。中央部11aは、トレッド部2のタイヤ径方向内側に配置されている。一対のサイド部11bはそれぞれ、中央部11aのタイヤ幅方向の両端からタイヤ径方向内側に延びるように、サイドウォール部3に配置されている。一対の巻上部11cはそれぞれ、一対のサイド部11bのタイヤ径方向内側の端部に連続している。個々の巻上部11cは、一対のビードコア5のうちのいずれかに対して、タイヤ幅方向の内側から外側に巻き上げられ、サイドウォール部3で終端している。
【0032】
第2プライ12は、第1プライ11に対してタイヤ径方向外側に隣接して配置されており、一対のプライ片13により構成された不連続なプライである。プライ片13は、ベルト層20と第1プライ11の中央部11aとの間に配置された内端部13aを有する。内端部13aとベルト層20との間にはパッド40が介在している。プライ片13の内端部13aのタイヤ幅方向の位置は、トレッド部2におけるタイヤ幅方向外側の領域に、より具体的にはベルト層20を構成するベルト21,22の端部21a,22aのいずれよりもタイヤ幅方向内側の領域に設定されている。トレッド部2におけるタイヤ幅方向中央の領域、より具体的には一対のプライ片13の内端部13a間の領域に、中抜き部13bが設けられている。この中抜き部13bでは、第2プライ12は存在せず、第1プライ11の中央部11aのみが存在する。
【0033】
プライ片13は、内端部13aからタイヤ径方向内側に延びるサイド部13cと、サイド部13cと連続して設けられた巻上部13dとを備える。サイド部13cは、第1プライ11のサイド部11bのタイヤ幅方向外側に重ねて配置されている。巻上部13dは、ビードコア5aに対してタイヤ幅方向の内側から外側に巻き上げられ、サイドウォール部3で終端している。巻上部13dは、第1プライ11の巻上部11cのタイヤ幅方向内側に重ねて配置され、ビードフィラー6のタイヤ径方向外側においてサイド部13cのタイヤ径方向外側に重ねて配置されている。
【0034】
図4及び
図5を参照すると、第1プライ11のコード(第1コード)11eと、一対のプライ片13のコード(第2コード)13fとは、延在方向が異なる。なお、
図4は、一対のサイドウォール部3のうちの一方(
図5において右側)をタイヤ幅方向から見た場合のコード配置であり、一対のサイドウォール部3のうちの他方(
図5において左側)は
図4とは左右対称に現れる。また、
図5は第1プライ11と第2プライ12(一対のプライ片13)の展開状態である。
【0035】
具体的には、
図4に示すように、第1プライ11のコード11eは、サイドウォール部3においてタイヤ径方向に延び、タイヤ周方向(
図1において符号TCで示す。)に間隔をあけて並設されている。一対のプライ片13のコード13fは、サイドウォール部3において第1プライ11のコード11eに対して傾斜して延び、傾斜状態でタイヤ周方向に間隔をあけて並設されている。
【0036】
図5を併せて参照すると、一対のプライ片13のうち、一方のコード13fと他方のコード13fとは、タイヤ径方向の内側から外側に向けてタイヤ周方向の同じ向きTC1に傾斜している。プライ片13において、サイド部13cのコード13fは、第1プライ11のコード11eに対して周方向の第1の向きに傾斜し、巻上部13dのコード13fは、第1プライ11のコード11eに対してサイド部13cとは逆向き(第2の向き)に傾斜する。よって、タイヤ幅方向からサイドウォール部3を見ると、第1プライ11のコード11eと第2プライ12のプライ片13のコード13fとは、異なる3方向に延び、互いに交差している。
【0037】
第1プライ11のコード11eに対するプライ片13のコード13fの傾斜角度α、つまりコード11eとコード13fとがなす角は、一対のプライ片13のうちの一方と他方とで同じである。この傾斜角度αは、20度以上60度以下に設定され、より好ましくは20度以上45度以下に設定され、本実施形態では45度に設定されている。傾斜角度αを過度に小さくした場合、つまりタイヤ径方向に近づけた場合、コード11e,13fが延在していない領域が多くなるため、耐カット性と横剛性の向上の寄与度が低くなる。また、タガ効果(拘束力)が弱くなるため、サイドウォール部3の剛性向上の寄与度が低くなる。一方、傾斜角度αを過度に大きくした場合、コード13fの延び方向がタイヤ周方向TCに近くなるため、サイドウォール部3の縦剛性向上の寄与度が低くなる。これらの不都合を防止するために、第1プライ11のコード11eに対するプライ片13のコード13fの傾斜角度αは、上記範囲に設定することが好ましい。
【0038】
また、本実施形態では、第1プライ11の外端部11d及びプライ片13の外端部13eの配置、及びプライ片13の内端部13aの配置を最適化している。
【0039】
具体的には、
図1に示すように、第1プライ11の外端部11dは、ビードフィラー6の先端6bよりもタイヤ径方向外側であって、トレッド部2よりもタイヤ径方向内側に位置する。より具体的には、外端部11dは、サイドウォール部3の最大幅位置3aよりもタイヤ径方向外側であって、バットレス部9のタイヤ径方向内側の端部近傍に配置されている。バットレス部9とは、サイドウォール部3のタイヤ径方向外側に形成され、タイヤ幅方向の外側へ突出してゴム厚みが他の部分よりも厚くなった部分である。
【0040】
プライ片13の外端部13eは、ビードフィラー6の先端6bと第1プライ11の外端部11dとの間に位置する。より具体的には、外端部13eは、サイドウォール部3の最大幅位置3aの近傍であって、タイヤ径方向における第1プライ11の外端部11dとの間隔が10mm以上30mm以下になるように配置されている。プライ片13の外端部13eと第1プライ11の外端部11dとの間隔を過度に小さくすると、外端部11d,13eが近接するため、これらによる段差によってサイドウォール部3のゴムとの間に大きな隙間が生じる虞がある(工程不良)。一方、間隔を過度に大きくすると、第2プライ12の巻上部13dによるサイドウォール部3の剛性向上の寄与度が低くなる。これらの不都合を防止しつつ、サイドウォール部3での剛性と耐カット性を確保するために、外端部11d,13eの間隔は上記範囲に設定することが好ましい。
【0041】
図3を参照すると、プライ片13の内端部13aは、ベルト21の端部21aよりもタイヤ幅方向内側に位置しており、プライ片13の内端部13a側は、ベルト21に対してタイヤ幅方向に重複している。その重複割合は、タイヤ幅方向におけるベルト21の幅に対して、0%よりも高く(つまり0は含まない)30%以下に設定することが好ましい。重複割合が0%以下の場合(つまり重複していない場合)、パッド40を介してプライ片13の内端部13aをベルト21で位置決めできないため、プライ片13によってサイドウォール部3の剛性を確保できない。重複割合が30%よりも高い場合、トレッド部12での軽量化と転がり抵抗の低減の寄与度が低くなる。これらの不都合を防止するために、プライ片13とベルト21の重複割合は、上記範囲に設定することが好ましい。
【0042】
次に、本実施形態の空気入りタイヤ1の特徴を説明する。
【0043】
第2プライ12は一対のプライ片13を備える不連続なプライであり、一対のプライ片13の内端部13bの間には、プライが存在しない中抜き部13bがある。かかる中抜き部13bのある第2プライ12を採用したことにより、第2プライ12が1枚の連続のプライである場合と比較して、軽量化を図ることができる。よって、転がり抵抗を低下できるとともに、車両を低燃費化できる。
【0044】
サイドウォール部3の全域において、2層のプライ、つまり第1プライ11のサイド部11bとプライ片12のサイド部13cとが配置されている。また、サイドウォール部3のビードコア5側の領域では、さらに2層のプライ、つまり第1プライ11の巻上部11cとプライ片13の巻上部13dとが配置されている。このようにサイドウォール部3において、プライが2層又は4層設けられていることにより、必要な耐カット性が確保される。また、プライが2層又は4層設けられていることで、サイドウォール部3における必要な剛性が確保される。
【0045】
サイドウォール部3において、巻上部11cを含む第1プライ11のコード11eはタイヤ径方向に延びるため、サイドウォール部3のタイヤ径方向の縦剛性を効果的に向上できる。また、サイドウォール部3において、プライ片13のコード13fは第1プライ11のコード11eに対して傾斜し、サイド部13cのコード13fと巻上部13dのコード13fとは逆向きに傾斜する。よって、これらは、タイヤ幅方向からサイドウォール部3を見ると3方向に延び、互いに交差するため、コード11e,13fが延在していない領域が少なくなる。その結果、サイドウォール部3での耐カット性と横剛性を効果的に向上できる。
【0046】
以上のように、本実施形態によれば、剛性とそれによる操縦安定性と耐カット性とを確保しつつ、軽量化とそれによる転がり抵抗低減を図ることがきる。
【0047】
前述のように、一対のプライ片13のコード13fは、タイヤ径方向の内側から外側に向けてタイヤ周方向の同じ向きにそれぞれ傾斜している。この構成により、コードの傾斜方向の影響による車両(ハンドル)の横流れを防止できる。
【0048】
前述のように、コード11eに対するコード13fの傾斜角度αは20度以上60度以下である。この構成により、コード11eとコード13fによるタガ効果(拘束力)を向上できるため、サイドウォール部3の剛性を効果的に向上できる。より具体的には、傾斜角度αは20度以上45度以下である。この構成により、プライ片13のコード13fの傾斜方向がタイヤ径方向に近づくため、サイドウォール部3での縦剛性を効果的に向上できる。
【0049】
前述のように、第1プライ11の外端部11dとプライ片13の外端部13eとを定められた間隔をあけて配置している。この構成により、外端部11d,13eの位置を揃えた場合と比較して、これらによって生じる段差を最小限に抑えることができる。また、第1プライ11の巻上部11cによってプライ片13の外端部13eを覆い隠すことができるため、サイドウォール部3のゴムとの間に生じる段差の数を最小限に抑えることができる。
【0050】
前述のように、第1プライ11の外端部11dとプライ片13の外端部13eとは、ビードフィラー6の先端6bよりもタイヤ径方向外側であって、トレッド部2よりもタイヤ径方向内側に位置する。この構成により、サイドフォール部3においてプライが4層、つまり第1プライ11のサイド部11b、プライ片13のサイド部13c、プライ片13の巻上部13d、及び第1プライ11の巻上部11cが存在する領域が充分に確保される。その結果、剛性と耐カット性をより確実に確保できる。
【0051】
前述のように、プライ片13の内端部13aは、ベルト層20と第1プライ11の中央部11aとの間に配置されている。この構成により、プライ片13の内端部13aがベルト層20によって強固に保持されるので、第2プライ12の剛性をより確実に確保できる。
【0052】
(第2実施形態)
図6及び
図7は第2実施形態の空気入りタイヤ10を示す。この第2実施形態では、第2プライ12を構成する一対のプライ片13のうち、一方と他方のコード13fの傾斜角度α,βを異ならせた点で第1実施形態と相違し、その他の点は第1実施形態と同じである。なお、
図6はアウトサイドのサイドウォール部3をタイヤ幅方向から見た場合のコード配置を示し、インサイドのサイドウォール部3をタイヤ幅方向から見た場合のコード配置は
図4と左右対称に現れる。
【0053】
図7において左側に位置するプライ片13は、車幅方向内側に配置されるインサイド用であり、
図7において右側に位置するプライ片13は、車幅方向外側に配置されるアウトサイド用である。これらのプライ片13のコード13fは、第1実施形態と同様に、タイヤ周方向の同じ向きに傾斜している。
【0054】
一対のプライ片13のコード13fのうちの一方と他方の傾斜角度α,βは、第1実施形態と同様の定められた範囲に設定されている。アウトサイドのコード13fの傾斜角度βは、インサイドのコード13fの傾斜角度αよりも小さく(β<α)、第1プライ11のコード11eの角度(タイヤ径方向)に近くなっている。例えば、インサイド用プライ片13のコード13fの傾斜角度αは第1実施形態と同様に45度に設定され、アウトサイド用プライ片13のコード13fの傾斜角度βは30度に設定されている。
【0055】
この第2実施形態のタイヤ10では、第1実施形態と同様の作用及び効果を得ることができる。しかも、アウトサイドのプライ片13のコード13fの傾斜角度βがインサイドのプライ片13のコード13fの傾斜角度αよりも小さいため、アウトサイドのサイドウォール部3の縦剛性をさらに向上でき、操縦安定性を効果的に向上できる。
【0056】
なお、本発明の空気入りタイヤ10は、前記実施形態の構成に限定されず、種々の変更が可能である。
【0057】
例えば、空気入りタイヤ10は、2枚の第1プライ11と一対のプライ片13を有する第2プライ12とを備える3プライ構造としてもよく、その積層プライ数は必要に応じて変更が可能である。第1プライ11のコード材質と第2プライ12の一対のプライ片13のコード材質とは、異なっていてもよい。