特開 2022-83315 空気入りタイヤ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022083315

(43)【公開日】2022-06-03

(54)【発明の名称】空気入りタイヤ

(51)【国際特許分類】

   B60C 9/18 20060101AFI20220527BHJP

   B60C 9/22 20060101ALI20220527BHJP

【ＦＩ】

B60C9/18 K

B60C9/22 D

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2020194680

(22)【出願日】2020-11-24

(71)【出願人】

【識別番号】000003148

【氏名又は名称】ＴＯＹＯ ＴＩＲＥ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100076314

【弁理士】

【氏名又は名称】蔦田 正人

(74)【代理人】

【識別番号】100112612

【弁理士】

【氏名又は名称】中村 哲士

(74)【代理人】

【識別番号】100112623

【弁理士】

【氏名又は名称】富田 克幸

(74)【代理人】

【識別番号】100163393

【弁理士】

【氏名又は名称】有近 康臣

(74)【代理人】

【識別番号】100189393

【弁理士】

【氏名又は名称】前澤 龍

(74)【代理人】

【識別番号】100203091

【弁理士】

【氏名又は名称】水鳥 正裕

(72)【発明者】

【氏名】石神 直大

【テーマコード（参考）】

3D131

【Ｆターム（参考）】

3D131AA39

3D131BC12

3D131CB05

3D131DA33

3D131DA34

3D131DA43

3D131DA45

3D131DA56

(57)【要約】

【課題】制動時にタイヤ幅方向両側で接地面積を確保することができる空気入りタイヤを提供する。
【解決手段】実施形態の空気入りタイヤは、金属製の複数のコード２３、２４がゴムで被覆されたベルトとして、タイヤ径方向内側の１番ベルト１３と、タイヤ径方向外側の２番ベルト１４とが設けられた空気入りタイヤにおいて、タイヤ幅方向中央に１番ベルト１３と２番ベルト１４が重なった領域が形成され、タイヤ幅方向一方にベルトとして１番ベルト１３のみが配置された領域が形成され、タイヤ幅方向他方にベルトとして２番ベルト１４のみが配置された領域が形成され、１番ベルト１３と２番ベルト１４において、正転方向へ向かってタイヤ幅方向外側へ広がる方向へコード２３、２４が傾斜していることを特徴とする。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

金属製の複数のコードがゴムで被覆されたベルトとして、タイヤ径方向内側の１番ベルトと、タイヤ径方向外側の２番ベルトとが設けられた空気入りタイヤにおいて、
タイヤ幅方向中央に前記１番ベルトと前記２番ベルトが重なった領域が形成され、タイヤ幅方向一方にベルトとして前記１番ベルトのみが配置された領域が形成され、タイヤ幅方向他方にベルトとして前記２番ベルトのみが配置された領域が形成され、
前記１番ベルトと前記２番ベルトにおいて、正転方向へ向かってタイヤ幅方向外側へ広がる方向へ前記コードが傾斜していることを特徴とする、空気入りタイヤ。

【請求項2】

前記１番ベルトと前記２番ベルトの重なり幅が、前記１番ベルト又は前記２番ベルトの幅の８０～８５％である、請求項１に記載の空気入りタイヤ。

【請求項3】

タイヤ周方向に対する前記コードの傾斜角が２５～３０°である、請求項１又は２に記載の空気入りタイヤ。

【請求項4】

前記１番ベルトのみが配置された領域及び前記２番ベルトのみが配置された領域のタイヤ径方向外側に、コードがゴムで被覆された補強プライがそれぞれ設けられた、請求項１～３のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は空気入りタイヤに関する。

【背景技術】

【0002】

例えば特許文献１に記載されているように、ベルトとして、少なくとも、タイヤ径方向内側の１番ベルトと、タイヤ径方向外側の２番ベルトとが設けられた空気入りタイヤが知られている。１番ベルトには、同一方向に延びる複数のコードが埋設されている。２番ベルトにも、同一方向に延びる複数のコードが埋設されている。そして、１番ベルトと２番ベルトとでは、コードの傾斜方向が反対になっている。また、１番ベルトの幅方向中心線と、２番ベルトの幅方向中心線とが、タイヤ幅方向中心線において一致している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００７－２８３８０７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記の空気入りタイヤでは、それぞれのベルトにおけるコードの入り方がタイヤ幅方向両側で異なるため、制動力が加わったときにタイヤ幅方向両側で変形が不均一になる。そのため、タイヤ幅方向両側で同時に接地面積を確保することができず、タイヤの摩擦係数が低下する原因となっていた。

【0005】

そこで本発明は、制動時にタイヤ幅方向両側で接地面積を確保することができる空気入りタイヤを提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

実施形態の空気入りタイヤは、金属製の複数のコードがゴムで被覆されたベルトとして、タイヤ径方向内側の１番ベルトと、タイヤ径方向外側の２番ベルトとが設けられた空気入りタイヤにおいて、タイヤ幅方向中央に前記１番ベルトと前記２番ベルトが重なった領域が形成され、タイヤ幅方向一方にベルトとして前記１番ベルトのみが配置された領域が形成され、タイヤ幅方向他方にベルトとして前記２番ベルトのみが配置された領域が形成され、前記１番ベルトと前記２番ベルトにおいて、正転方向へ向かってタイヤ幅方向外側へ広がる方向へ前記コードが傾斜していることを特徴とする。

【発明の効果】

【0007】

実施形態の空気入りタイヤによれば、制動時にタイヤ幅方向両側で接地面積を確保することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】実施形態の空気入りタイヤの幅方向断面図。

【図2】実施形態の１番ベルト及び２番ベルトにおけるコードの配置を示す図。ベルトを接地面側から見た図。

【図3】実施形態の空気入りタイヤの接地部分をタイヤ軸方向から見た図。

【図4】比較例の１番ベルト及び２番ベルトにおけるコードの配置を示す図。ベルトを接地面側から見た図。

【発明を実施するための形態】

【0009】

実施形態について図面に基づき説明する。なお、以下で説明する実施形態は本発明の一例に過ぎない。以下の実施形態に対し、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更されたものについては、本発明の範囲に含まれるものとする。

【0010】

まず、空気入りタイヤ１０の全体構造について説明する。図１に示すように、空気入りタイヤ１０では、タイヤ幅方向両側にビード部１１が設けられている。ビード部は、円形に巻かれた鋼線からなるビードコアと、ビードコアの径方向外側に設けられたゴム製のビードフィラーとからなる。

【0011】

タイヤ幅方向両側のビード部にはカーカスプライ１２が架け渡されている。カーカスプライ１２はタイヤ周方向に直交する方向に並べられた多数のプライコードがゴムで被覆された部材である。カーカスプライ１２は、タイヤ幅方向両側のビード部１１の間で空気入りタイヤ１０の骨格形状を形成している。プライコードのタイヤ周方向に対する角度は９０°である。カーカスプライ１２が形成する空気入りタイヤ１０の骨格部の内側には、空気の透過性の低いゴムからなるインナーライナー（図示省略）が設けられている。

【0012】

カーカスプライ１２のタイヤ径方向外側にはベルト層が設けられている。ベルト層には、タイヤ径方向内側の１番ベルト１３と、タイヤ径方向外側の２番ベルト１４とが設けられている。これらのベルト１３、１４の詳細については後述する。

【0013】

ベルト層のタイヤ径方向外側にはトレッド部１５が設けられている。トレッド部１５には、タイヤ周方向へ延びる主溝として、タイヤ幅方向中心線Ｃに近い２本のセンター主溝１６と、タイヤ幅方向中心線Ｃから遠い２本のショルダー主溝１７が設けられている。トレッド部１５のうちタイヤ幅方向両側の部分、狭義にはショルダー主溝１７よりもタイヤ幅方向両側の部分を、ショルダー部と言う。

【0014】

図示省略するが、カーカスプライ１２が形成する空気入りタイヤ１０の骨格部のタイヤ幅方向両側のサイドウォールゴムや、ビード部の周りのラバーチェーファー等、必要に応じたゴム部材が空気入りタイヤ１０に設けられている。

【0015】

空気入りタイヤ１０は、車両が前進するときの転動方向である正転方向と、その反対の逆転方向とが決まっている。正転方向はサイドウォールゴム等に表示されている。図２及び図３に正転方向を矢印Ｒで示す。

【0016】

次に、ベルト層及びベルト１３、１４の詳細について説明する。１番ベルト１３と２番ベルト１４の幅は、ほぼ同じである。なお、ベルト１３、１４の幅とは、空気入りタイヤ１０の内部に配置された状態でのタイヤ幅方向の長さのことである。１番ベルト１３の幅と２番ベルト１４の幅との差は、１２ｍｍ以下であることが好ましく、差がないことがさらに好ましい。１番ベルト１３及び２番ベルト１４の幅の具体的数値は、例えば１００～４００ｍｍだが、この範囲外であっても良い。

【0017】

１番ベルト１３はタイヤ幅方向一方に、２番ベルト１４はタイヤ幅方向他方に、ずらして配置されている。そのため、タイヤ幅方向中央に１番ベルト１３と２番ベルト１４がタイヤ径方向に重なった領域が形成され、タイヤ幅方向一方にベルトとして１番ベルト１３のみが存在する領域が形成され、タイヤ幅方向他方にベルトとして２番ベルト１４のみが存在する領域が形成されている。１番ベルト１３と２番ベルト１４の重なり幅（すなわち、１番ベルト１３と２番ベルト１４がタイヤ径方向に重なった領域の、タイヤ幅方向の長さ）は、これらのベルト１３、１４（１番ベルト１３と２番ベルト１４で幅が異なる場合は、いずれか一方のベルト）の幅の８０～８５％である。

【0018】

図２に示すように、１番ベルト１３及び２番ベルト１４は、平行に配列された複数の金属製（例えばスチール製）のコード２３、２４がトッピングゴムで被覆されてシート状に成型されたものである。コード２３、２４の打ち込み数は、例えば１０～３０本／２５．４ｍｍである。コード２３、２４の打ち込み数は、１番ベルト１３と２番ベルト１４とで同じであることが好ましい。

【0019】

１番ベルト１３において、全てのコード２３が、タイヤ周方向に対して同一方向に傾斜している。また、２番ベルト１４においても、全てのコード２４が、タイヤ周方向に対して同一方向に傾斜している。そして、１番ベルト１３のコード２３と２番ベルト１４のコード２４は、タイヤ周方向に対して反対方向に傾斜している。

【0020】

１番ベルト１３のコード２３のタイヤ周方向に対する傾斜角の大きさと、２番ベルト１４のコード２４のタイヤ周方向に対する傾斜角の大きさとは、ほぼ同じである。１番ベルト１３のコード２３のタイヤ周方向に対する傾斜角の大きさと、２番ベルト１４のコード２４のタイヤ周方向に対する傾斜角の大きさとの差は、４°以下であることが好ましく、差がないことがさらに好ましい。コード２３、２４の傾斜角の大きさの具体的数値は、２５～３０°が好ましく、２９°が最も好ましい。

【0021】

１番ベルト１３のコード２３と２番ベルト１４のコード２４の位置及び延長方向は、タイヤ幅方向中心線Ｃに対して対称となっている。そして、タイヤ幅方向中央の１番ベルト１３と２番ベルト１４がタイヤ径方向に重なった領域において、２種類のコード２３、２４が交差している。また、タイヤ幅方向両側の、ベルト１３、１４が１枚しか配置されていない領域では、正転方向（図２の矢印Ｒの方向）へ向かってタイヤ幅方向外側へ広がる方向へ、コード２３、２４が傾斜している。

【0022】

図２に示すように、コード２３、２４は、空気入りタイヤ１０が正転するときに先に接地する方（すなわちタイヤ進行方向後方）である蹴り出し側においてタイヤ幅方向外側に、空気入りタイヤ１０が正転するときに後から接地する方（すなわちタイヤ進行方向前方）である踏み込み側においてタイヤ幅方向中心線Ｃ側になるように、傾斜している。なお図２においては上側が、図３においては右側が、それぞれ蹴り出し側である。

【0023】

空気入りタイヤ１０の正転中に制動力がかかると、トレッド部１５の蹴り出し側のショルダー部にかかる力が、コード２３、２４に伝わり、蹴り出し側かつタイヤ幅方向両側のベルト１３、１４を接地面へ向かって押し広げる方向に作用する。それにより、トレッド部１５の蹴り出し側のショルダー部の接地面積が、タイヤ幅方向両側において広くなる。空気入りタイヤ１０が正転するときの制動力のかかる方向を図２に矢印Ｆで示す。

【0024】

また、図１に示すように、ベルトとして１番ベルト１３のみが存在する領域及び２番ベルト１４のみが存在する領域のタイヤ径方向外側には、それぞれ、補強プライ２１、２２が設けられている。補強プライ２１、２２は、それぞれ、複数の有機繊維コードがゴムに埋設されて出来たシート状部材である。

【0025】

これらの補強プライ２１、２２は、少なくとも、１番ベルト１３のみが存在する領域や２番ベルト１４のみが存在する領域のタイヤ径方向外側の場所にあれば良い。ただし、図１のように、補強プライ２１、２２のタイヤ幅方向中心線Ｃ側の端部が、２枚のベルト１３、１４の重なった領域のタイヤ径方向外側の場所にまで延長されていることが好ましい。また、図１のように、補強プライ２１、２２のタイヤ幅方向外側の端部が、１番ベルト１３や２番ベルト１４のタイヤ幅方向外側の端部よりもタイヤ幅方向外側にまで延長されていることが好ましい。

【0026】

補強プライ２１、２２及び２番ベルト１４に接する形で、トレッド部１５が設けられている。ただし、図示省略するが、２番ベルト１４とトレッド部１５との間に、複数の有機繊維コードがゴムに埋設されて出来た補強プライが設けられていても良い。

【0027】

以上のように、この空気入りタイヤ１０では、１番ベルト１３はタイヤ幅方向一方に、２番ベルト１４はタイヤ幅方向他方にずらして配置され、タイヤ幅方向中央に１番ベルト１３と２番ベルト１４が重なった領域が形成され、タイヤ幅方向一方にベルトとして１番ベルト１３のみが存在する領域が形成され、タイヤ幅方向他方にベルトとして２番ベルト１４のみが存在する領域が形成されている。そして、１番ベルト１３と２番ベルト１４において、正転方向へ向かってタイヤ幅方向外側へ広がる方向へ、コード２３、２４が傾斜している。

【0028】

そのため、空気入りタイヤ１０の正転中に制動力がかかったときに、その力がコード２３、２４を介して蹴り出し側かつタイヤ幅方向両側のベルト１３、１４を押し広げる方向に作用し、トレッド部１５の接地面積がタイヤ幅方向両側において広くなる。そのため、タイヤの摩擦係数の低下を防ぐことができる。

【0029】

ここで、１番ベルト１３のコード２３と、２番ベルト１４のコード２４とで、タイヤ周方向に対する傾斜角の差が４°以下であれば、空気入りタイヤ１０に制動力が加わったときにトレッド部１５がタイヤ幅方向両側で特に均一に広がることができる。また、タイヤ周方向に対するコード２３、２４の傾斜角が２５～３０°であり、通常よりもハイアングルとなっていれば、コード２３、２４を介してトレッド部１５の接地面積を広げる効果が大きい。

【0030】

また、１番ベルト１３のコード２３と２番ベルト１４のコード２４がタイヤ幅方向中心線Ｃに対して左右対称になっているため、空気入りタイヤ１０に制動力が加わったときにトレッド部１５がタイヤ幅方向両側で均一に広がり、タイヤの摩擦係数の低下を防ぐことができる。

【0031】

また、１番ベルト１３と２番ベルト１４の重なり幅が、１番ベルト１３又は２番ベルト１４の幅の８０％以上であるため、トレッド部１５のタイヤ径方向外側への膨らみを抑える効果が高くなる。また、１番ベルト１３と２番ベルト１４の重なり幅が、１番ベルト１３又は２番ベルト１４の幅の８５％以下であるため、タイヤ幅方向両側における１番ベルト１３のみが存在する領域及び２番ベルト１４のみが存在する領域が広く確保され、空気入りタイヤ１０の正転中に制動力がかかったときにトレッド部１５の接地面積がタイヤ幅方向両側において広くなる効果が十分に確保される。

【0032】

また、２枚のベルト１３、１４の幅の差が１２ｍｍ以下であれば、トレッド部１５のタイヤ幅方向両側への広がりが均一になりやすい。また、２枚のベルト１３、１４においてコード２３、２４の打ち込み数が同じであることにより、トレッド部１５のタイヤ幅方向両側への広がりが均一になりやすい。

【0033】

また、１番ベルト１３のみが存在する領域及び２番ベルト１４のみが存在する領域のタイヤ径方向外側に補強プライ２１、２２が設けられているため、ショルダー部の補強と接地形状の適正化の効果が生じる。

【0034】

以上の実施形態の効果を確認するための評価を、有限要素解析を用いて行った。実施例の空気入りタイヤの有限要素モデルとして、図１及び図２と同じベルト１３、１４の配置の有限要素モデルを作成した。

【0035】

また、比較例の空気入りタイヤの有限要素モデルとして、図４に示すベルト１１３、１１４の配置の有限要素モデルを作成した。タイヤ径方向内側の１番ベルト１１３には、タイヤ周方向に対して一方へ傾斜するコード１２３が配置されている。タイヤ径方向外側の２番ベルト１１４には、１番ベルト１１３のコード１２３と交差する方向に傾斜するコード１２４が配置されている。また、2枚のベルト１１３、１１４の幅方向中心線は、タイヤ幅方向中心線Ｃと一致している。また、タイヤ径方向内側の１番ベルト１１３は、タイヤ径方向外側の２番ベルト１１４より幅が広い。そして、コード１２３、１２４の入り方がタイヤ幅方向中心線Ｃに対して非対称で、タイヤ幅方向両側で異なっている。

【0036】

なお、実施例、参考例及び比較例において、蹴り出し側部分の接地面積とは、タイヤ接地面をタイヤ周方向に４等分に分割したときの、最も蹴り出し側の部分の面積のことである。また、実施例、参考例及び比較例において、接地面積の減少率とは、制動力をかけていない場合（すなわち下記の実施例１、比較例１の場合）の蹴り出し側部分の接地面積から、制動力をかけた場合の蹴り出し側部分の接地面積への減少率のことである。

【0037】

実施例１では、有限要素モデルを転動させずに、有限要素モデルに上からの荷重のみを負荷して解析を行い、トレッド部の蹴り出し側部分の接地面積を算出した。

【0038】

実施例２では、有限要素モデルに上から荷重を負荷し、その状態で有限要素モデルを正転させて制動力をかける解析を行い、制動力をかけたときのトレッド部の蹴り出し側部分の接地面積を算出した。また、接地面積の減少率を算出した。

【0039】

参考例では、有限要素モデルに上から荷重を負荷し、その状態で有限要素モデルを逆転させて制動力をかける解析を行い、制動力をかけたときのトレッド部の蹴り出し側部分の接地面積を算出した。また、接地面積の減少率を算出した。

【0040】

比較例１では、有限要素モデルを転動させずに、有限要素モデルに上からの荷重のみを負荷して解析を行い、トレッド部の蹴り出し側部分の接地面積を算出した。

【0041】

比較例２では、有限要素モデルに上から荷重を負荷し、その状態で有限要素モデルを正転させて制動力をかける解析を行い、制動力をかけたときのトレッド部の蹴り出し側部分の接地面積を算出した。また、接地面積の減少率を算出した。

【0042】

結果は表１の通りで、有限要素モデルを正転させて制動力をかけたときの蹴り出し側部分の接地面積は比較例２より実施例１の方が大きく、また、有限要素モデルを正転させて制動力をかけたときの接地面積の減少率は比較例２より実施例１の方が小さかった。

【0043】

【表1】

【符号の説明】

【0044】

１０…空気入りタイヤ、１１…ビード部、１２…カーカスプライ、１３…１番ベルト、１４…２番ベルト、１５…トレッド部、１６…センター主溝、１７…ショルダー主溝、２１…補強プライ、２２…補強プライ、２３…コード、２４…コード、１１３…１番ベルト、１１４…２番ベルト、１２３…コード、１２４…コード

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】