(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、空気入りタイヤに樹脂被覆ベルトを用いた場合、樹脂被覆ベルトの剛性が高いため、樹脂被覆ベルトのタイヤ幅方向端を境界としてタイヤ幅方向に急に大きな剛性段差が生じてしまう。このため、樹脂被覆ベルトの端部で歪みが大きくなりやすく、それが原因となる樹脂被覆ベルトの端部での故障の発生を抑制することが望まれていた。
【0006】
従って、本発明は、樹脂被覆ベルトの端部での故障の発生を抑制することのできる、空気入りタイヤを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
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ワイヤからなる樹脂被覆ベルトを備え、
前記樹脂被覆ベルトのタイヤ径方向内側に、前記樹脂被覆ベルトのタイヤ幅方向外側端に接するベースリングを設け、
前記ベースリングのタイヤ幅方向外側端は、前記樹脂被覆ベルトのタイヤ幅方向外側端よりタイヤ幅方向外側に位置し、
前記樹脂被覆ベルトのタイヤ幅方向外側端からタイヤ幅方向外側の少なくとも一部までのタイヤ幅方向領域において前記ベースリングのタイヤ径方向外側を覆い、かつ、前記樹脂被覆ベルトのタイヤ幅方向外側端からタイヤ幅方向内側の少なくとも一部までのタイヤ幅方向領域において前記樹脂被覆ベルトのタイヤ径方向外側を覆う、補助ベルトをさらに備えることを特徴とする。
本発明の空気入りタイヤによれば、樹脂被覆ベルトの端部での故障の発生を抑制することができる。
【0008】
本発明の空気入りタイヤでは、タイヤ幅方向内側端を有する前記ベースリングを、タイヤ赤道面を境界とするタイヤ幅方向半部の各々に1つずつ備えることが好ましい。
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。
【0009】
本発明の空気入りタイヤでは、前記補助ベルトは、ワイヤを被覆樹脂で被覆してなる樹脂被覆ワイヤからなることが好ましい。
この構成によれば、補助ベルトの剛性を確保して、歪みを抑制する効果を確実にすることができる。
【0010】
本発明の空気入りタイヤでは、前記樹脂被覆ベルトは、ワイヤが被覆樹脂により被覆された樹脂被覆ワイヤが螺旋状に巻き回されているスパイラルベルトとすることができる。
この構成によれば、簡易な手法で樹脂被覆ベルトを形成することができる。
【発明の効果】
【0011】
本発明によれば、樹脂被覆ベルトの端部での故障の発生を抑制することのできる、空気入りタイヤを提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【0013】
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。
【0014】
図1は、本発明の一実施形態にかかる空気入りタイヤのタイヤ幅方向半部を示す、タイヤ幅方向概略部分断面図である。
図1では、タイヤ赤道面CLを境界とするタイヤ幅方向一方の半部のみ示しており、他方の半部は図示を省略しているが、他方の半部についても同様の構成である。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のクラウン部のタイヤ径方向外側に、被覆樹脂4aにより被覆されたワイヤ4bからなる樹脂被覆ベルト4と、トレッド5とを順に備えている。
【0015】
本発明では、ベルト構造、後述のベースリング及び補助ベルトの構成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。
【0016】
例えば、本実施形態では、スチールワイヤ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。
【0017】
本実施形態では、樹脂被覆ベルト4は、ワイヤ4bが被覆樹脂4aにより被覆された樹脂被覆ワイヤがタイヤ軸周りに螺旋状に巻き回されているスパイラルベルトである。本発明では、樹脂被覆ベルト4は1層とすることが好ましい。ワイヤ入りの樹脂は剛性が高いため1層で十分にトレッドの剛性を高めることができ、また、軽量化の観点からも好ましいからである。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。
【0018】
ワイヤ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、ワイヤ4bは、有機繊維やカーボン繊維等を用いることもできる。
【0019】
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。ワイヤ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、ワイヤ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。
【0020】
スパイラルベルトは、例えば、溶融状態の被覆樹脂4aをワイヤ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、樹脂被覆ワイヤを形成し、被覆樹脂4aを熱板溶着等で溶融させながら、樹脂被覆ワイヤを巻回して形成される環状体の、軸方向に隣接する樹脂被覆ワイヤ同士を溶着させて接合することで形成することができる。あるいは、スパイラルベルトは、形成される環状体の軸方向に隣接する樹脂被覆ワイヤ同士を接着剤等により接着することにより接合して形成することもできる。
【0021】
図1に示すように、本実施形態のタイヤ1では、樹脂被覆ベルト4のタイヤ径方向内側に、樹脂被覆ベルト4のタイヤ幅方向外側端4cに接する(少なくとも一部が樹脂被覆ベルト4のタイヤ幅方向外側端4cとタイヤ幅方向同位置に位置して接する)ベースリング6が設けられている。ベースリング6は、この例では樹脂からなる、環状部材(この例では、タイヤ周方向に連続的に延在する)である。樹脂は、樹脂被覆ベルト4の被覆樹脂4aと同じ樹脂を用いてもよいし、異なる樹脂を用いてもよい。ベースリング6の樹脂を樹脂被覆ベルト4の被覆樹脂4aと異なるものとする場合にも、上記被覆樹脂4aの材料として上記で例示した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る。
【0022】
図1に示すように、この例では、ベースリング6のタイヤ幅方向内側端6aは、樹脂被覆ベルト4のタイヤ幅方向外側端4cよりタイヤ幅方向内側に位置し、かつ、ベースリング6のタイヤ幅方向外側端6bは、樹脂被覆ベルト4のタイヤ幅方向外側端4cよりタイヤ幅方向外側に位置している。本発明においては、ベースリング6のタイヤ幅方向の幅は、樹脂被覆ベルト4のタイヤ幅方向の幅の7%以上とすることが好ましい。7%以上とすることにより、製造時に樹脂被覆ベルト4(特にスパイラルベルトを巻回する場合)の配置を容易にすることができるからである。また、ベースリング6のタイヤ幅方向中央位置は、樹脂被覆ベルト4のタイヤ幅方向外側端4c及びその付近のタイヤ幅方向位置とすることが好ましい。製造時に樹脂被覆ベルト4(特にスパイラルベルトを巻回する場合)の配置を容易にすることができ、また、後述する、ベースリング6によって、樹脂被覆ベルト4とゴムとの剛性段差を緩和する効果をより確実に発揮することができるからである。ベースリング6の厚さは、0.5〜2mmとすることができ、また、樹脂被覆ベルト4のタイヤ幅方向外側端4cからベースリング6のタイヤ幅方向内側端及び外側端までのタイヤ幅方向の距離は、それぞれ0mm以上とすることができる。なお、本明細書内の寸法は、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(ただし、「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。
【0023】
ここで、本実施形態のタイヤは、樹脂被覆ベルト4のタイヤ幅方向外側端4cからタイヤ幅方向外側の少なくとも一部のタイヤ幅方向領域においてベースリング6のタイヤ径方向外側を覆い、かつ、樹脂被覆ベルト4のタイヤ幅方向外側端4cからタイヤ幅方向内側の少なくとも一部のタイヤ幅方向領域において樹脂被覆ベルト4のタイヤ径方向外側を覆う、補助ベルト7をさらに備えている。
図示例では、補助ベルト7のタイヤ幅方向内側端7aは、ベースリング6のタイヤ幅方向内側端6aよりタイヤ幅方向内側に位置し、補助ベルト7は、樹脂被覆ベルト4のタイヤ幅方向外側端4cから少なくともベースリング6のタイヤ幅方向内側端6aまでのタイヤ幅方向領域において、樹脂被覆ベルト4のタイヤ径方向外側を覆い、かつ、補助ベルト7のタイヤ幅方向外側端7bは、ベースリング6のタイヤ幅方向外側端6bとタイヤ幅方向で略同位置に位置し、補助ベルト7は、樹脂被覆ベルト4のタイヤ幅方向外側端4cからベースリング6のタイヤ幅方向外側端6bまでのタイヤ幅方向領域において、ベースリング6のタイヤ径方向外側を覆っている。
【0024】
本実施形態では、補助ベルト7は、ワイヤ7cを被覆樹脂7dで被覆してなる樹脂被覆ワイヤからなる。被覆樹脂7dは、樹脂被覆ベルト4の被覆樹脂4aと同じ樹脂を用いても良いし、異なる樹脂を用いてもよい。例えば補助ベルト7は、ワイヤ7cを被覆樹脂7dで射出成形することにより形成することができる。この場合、樹脂被覆ベルト4のワイヤより径の小さいワイヤ、薄い被覆ゲージ、低弾性率の樹脂のいずれか又はこれらの組み合わせとする。
【0025】
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。なお、本実施形態においては、樹脂被覆ベルト4は、スチールワイヤが被覆樹脂4aで被覆されたものであり、樹脂からなる(ワイヤを有しない)ベースリング6より剛性が高い。また、補助ベルト7は、樹脂被覆ベルト4よりは剛性が低く、ベースリングよりは剛性が高い。
【0026】
本実施形態の空気入りタイヤによれば、まず、樹脂被覆ベルト4のタイヤ径方向内側に、樹脂被覆ベルト4のタイヤ幅方向外側端4cに接するベースリング6を設けているため、タイヤ幅方向において、樹脂被覆ベルト4とゴムとの急激な剛性段差が生じる場合(ベースリング6を設けない場合)に比べて、樹脂被覆ベルト4のタイヤ幅方向外側端4cを境界とする剛性段差を緩和することができる。一方で、かかる構成のみでは、ベースリング6のタイヤ幅方向外側端6b付近でのゴムの歪みが生じて故障の原因となる可能性がある。
これに対し、本実施形態では、樹脂被覆ベルト4のタイヤ幅方向外側端4cからタイヤ幅方向外側の少なくとも一部までのタイヤ幅方向領域においてベースリング6のタイヤ径方向外側を覆い、かつ、樹脂被覆ベルト4のタイヤ幅方向外側端4cからタイヤ幅方向内側の少なくとも一部までのタイヤ幅方向領域において樹脂被覆ベルト4のタイヤ径方向外側を覆う、補助ベルト7をさらに備えているため、ベースリング6のタイヤ幅方向外側端6b付近でのゴムの歪みが抑制され、かかる故障を抑制することができる。
以上のように、本実施形態によれば、樹脂被覆ベルト4の端部での故障の発生を抑制することができ、さらに、ベースリング6のタイヤ幅方向外側端6bとゴムとのセパレーション等の故障を抑制することもできる。
【0027】
また、本実施形態において、補助ベルト7は、樹脂被覆ベルト4のタイヤ幅方向外側端4cからタイヤ幅方向内側の少なくとも一部までのタイヤ幅方向領域において樹脂被覆ベルト4のタイヤ径方向外側を覆っているため、製造過程における、樹脂被覆ベルト4のタイヤ幅方向外側端4c付近でのエア入り等を抑制することもできる。
【0028】
本発明では、
図1に示す実施形態のように、タイヤ幅方向内側端6aを有するベースリング6を、タイヤ赤道面CLを境界とするタイヤ幅方向半部の各々に1つずつ備えることが好ましい。ベースリング6を中抜き構造とすることにより、タイヤの軽量化を図ることができるからである。一方で、本発明では、ベースリング6は、タイヤ幅方向両端間でタイヤ幅方向に連続的に延在するものとすることもできる。
【0029】
また、本発明では、上記実施形態のように、補助ベルト7は、ワイヤ7cを被覆樹脂7dで被覆してなる樹脂被覆ワイヤからなることが好ましい。補助ベルト7の剛性を確保して、ベースリング6のタイヤ幅方向外側端6b付近でのゴムの歪みを抑制する効果を確実にし、かかる位置付近でのセパレーションの発生等をより抑制することができるからである。
図3は、本発明の他の実施形態にかかる空気入りタイヤのタイヤ幅方向半部の一部を示す、タイヤ幅方向概略部分断面図である。
図3に示すように、本発明では、ワイヤ11(有機繊維等)を被覆ゴム10で被覆してなるゴム被覆ワイヤで、補助ベルト7を構成してもよい。
【0030】
また、本発明では、上記実施形態のように、樹脂被覆ベルト4は、ワイヤ4bが被覆樹脂4aにより被覆された樹脂被覆ワイヤが螺旋状に巻き回されているスパイラルベルトとすることができる。簡易な手法により、樹脂被覆ベルト4を形成することができるからである。
【0031】
図2(a)〜(c)は、補助ベルト7の配置の他の例をベースリング6及び樹脂被覆ベルト4の一部と共に示す、部分断面図である。
図2(a)に示す例では、補助ベルト7のタイヤ幅方向内側端7aは、ベースリング6のタイヤ幅方向内側端6aよりタイヤ幅方向外側に位置しており、かつ、補助ベルト7のタイヤ幅方向外側端7bは、ベースリング6のタイヤ幅方向外側端6bとタイヤ幅方向略同位置に位置している。
図2(b)に示す例では、補助ベルト7のタイヤ幅方向内側端7aは、ベースリング6のタイヤ幅方向内側端6aよりタイヤ幅方向内側に位置しており、かつ、補助ベルト7のタイヤ幅方向外側端7bは、ベースリング6のタイヤ幅方向外側端6bよりタイヤ幅方向内側に位置している。
図2(c)に示す例では、補助ベルト7のタイヤ幅方向内側端7aは、ベースリング6のタイヤ幅方向内側端6aよりタイヤ幅方向外側に位置しており、かつ、補助ベルト7のタイヤ幅方向外側端7bは、ベースリング6のタイヤ幅方向外側端6bよりタイヤ幅方向内側に位置している。
【0032】
また、
図2(d)に示す例では、補助ベルト7は、2層の補助ベルト層8、9からなっており、補助ベルト層9は補助ベルト層8のタイヤ径方向外側に積層されている。図示例では、補助ベルト層8、9はいずれもワイヤ(例えば有機繊維)が被覆樹脂(又は被覆ゴム)で被覆されてなるものである。図示例では、補助ベルト層8のタイヤ幅方向内側端8a及び補助ベルト層9のタイヤ幅方向内側端9aは、タイヤ幅方向略同位置に位置しており、いずれも、ベースリング6のタイヤ幅方向内側端6aよりタイヤ幅方向内側に位置している。また、補助ベルト層8のタイヤ幅方向外側端8b及び補助ベルト層9のタイヤ幅方向外側端9bは、いずれもベースリング6のタイヤ幅方向外側端6bとタイヤ幅方向略同位置に位置している。このように、補助ベルトは複数層から構成してもよい。
【0033】
図2(a)〜(d)に示したいずれにおいても、補助ベルト7が、樹脂被覆ベルト4のタイヤ幅方向外側端4cからタイヤ幅方向外側の少なくとも一部までのタイヤ幅方向領域においてベースリング6のタイヤ径方向外側を覆い、かつ、樹脂被覆ベルト4のタイヤ幅方向外側端4cからタイヤ幅方向内側の少なくとも一部までのタイヤ幅方向領域において樹脂被覆ベルト4のタイヤ径方向外側を覆っているため、
図1に示した実施形態と同様の作用効果を奏することができる。なお、
図2(d)に示した例にように、補助ベルトが複数層からなる場合には、タイヤ径方向最内側の層が、樹脂被覆ベルト4のタイヤ幅方向外側端4cからタイヤ幅方向外側の少なくとも一部までのタイヤ幅方向領域においてベースリング6のタイヤ径方向外側を覆い、かつ、樹脂被覆ベルト4のタイヤ幅方向外側端4cからタイヤ幅方向内側の少なくとも一部までのタイヤ幅方向領域において樹脂被覆ベルト4のタイヤ径方向外側を覆っていればよい。
【0034】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態には何ら限定されるものではない。例えば、
図1、
図2(a)〜(d)に示す例では、ベースリング6の厚さが略一定の形状であるが、厚さが変化していてもよい。特に、ベースリング6の、樹脂被覆ベルト4のタイヤ幅方向外側端4cよりタイヤ幅方向内側の部分は、タイヤ幅方向外側からタイヤ幅方向内側に向かって剛性が減少することが好ましく、例えば、タイヤ幅方向外側からタイヤ幅方向内側に向かって厚さが漸減するテーパ部とすることが好ましい。また、特に、ベースリング6の、樹脂被覆ベルト4のタイヤ幅方向外側端4cよりタイヤ幅方向外側の部分は、タイヤ幅方向内側からタイヤ幅方向外側に向かって剛性が減少することが好ましく、例えば、タイヤ幅方向内側からタイヤ幅方向外側に向かって厚さが漸減するテーパ部とすることが好ましい。ベースリング6とゴムとの剛性段差を緩和することができるからである。
【0035】
図4(a)〜(d)は、樹脂被覆ベルトの断面形状の他の例をベースリング及び樹脂被覆ベルトの一部と共に示す、部分断面図である。
図4(a)〜(d)に示す例では、樹脂被覆ベルト4は断面平行四辺形である。このように、樹脂被覆ベルトの断面形状は様々なものとすることができる。
【符号の説明】
【0036】
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:ワイヤ、
4c:樹脂被覆ベルトのタイヤ幅方向外側端、5:トレッド、
6:ベースリング、6a:ベースリングのタイヤ幅方向内側端、
6b:ベースリングのタイヤ幅方向外側端、
7:補助ベルト、7a:補助ベルトのタイヤ幅方向内側端、
7b:補助ベルトのタイヤ幅方向外側端、7c:補助ベルトのワイヤ、
7d:補助ベルトの被覆樹脂、8:補助ベルト層、9:補助ベルト層、
10:被覆ゴム、11:ワイヤ
CL:タイヤ赤道面