特許 7153554 空気入りタイヤ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-10-05

(45)【発行日】2022-10-14

(54)【発明の名称】空気入りタイヤ

(51)【国際特許分類】

   B60C 9/18 20060101AFI20221006BHJP

   B60C 9/22 20060101ALI20221006BHJP

【ＦＩ】

B60C9/18 Q

B60C9/22 G

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2018242359

(22)【出願日】2018-12-26

(65)【公開番号】P2020104546

(43)【公開日】2020-07-09

【審査請求日】2021-10-15

(73)【特許権者】

【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】110000729

【氏名又は名称】特許業務法人 ユニアス国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】園田 悠介

【審査官】松岡 美和

(56)【参考文献】

【文献】特開２００８－１６２３６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平２－１６７７３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－２０３２１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１７－５０６１９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平８－２３００７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第６８５１４６３（ＵＳ，Ｂ１）

【文献】特開２０１４－１２２０２９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６０Ｃ ９／２０－９／２２

Ｂ６０Ｃ ９／２６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

トレッド部におけるカーカス層の外周側に、第１ベルトプライと第２ベルトプライとを含む複数のベルトプライを積層してなるベルト層が設けられており、
前記第１ベルトプライ及び前記第２ベルトプライが、それぞれ、波状に蛇行しながらタイヤ周方向に延びる複数のベルトコードを配列してなる蛇行コード群を一対で含む帯状体で構成され、
前記帯状体に含まれる一対の前記蛇行コード群は、タイヤ径方向に互いに積層される積層部とタイヤ幅方向に互いに隣接する隣接部とがタイヤ周方向に交互に形成され且つ前記積層部における位置関係が交互に入れ替わるように編み込まれており、
前記第２ベルトプライが、前記第１ベルトプライに対して前記帯状体の位相をずらした状態で前記第１ベルトプライの外周に積層されている空気入りタイヤ。

【請求項2】

前記第２ベルトプライの幅が、前記第１ベルトプライの幅と実質的に同じかそれよりも大きい請求項１に記載の空気入りタイヤ。

【請求項3】

前記第１ベルトプライと前記第２ベルトプライとが、タイヤ周方向に沿って螺旋状に巻回された単一の前記帯状体で構成されている請求項１または２に記載の空気入りタイヤ。

【請求項4】

前記ベルト層が、前記カーカス層と前記第１ベルトプライとの間に介在する第３ベルトプライを含み、
前記第３ベルトプライは、タイヤ周方向に対して４５±１０度の角度で傾斜して延びる複数のベルトコードを配列してなる請求項１～３のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。

【請求項5】

前記ベルト層が、前記第２ベルトプライの外周に積層される第４ベルトプライを含む請求項１～４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、過度のインフレートを抑えながら、ベルト層の耐セパレーション性を向上できる空気入りタイヤに関する。

【背景技術】

【0002】

空気入りタイヤのベルト層は、箍効果によってカーカス層を拘束し、内圧充填によるタイヤの過度なインフレート（拡張変形）を抑制する。ベルト層は、互いに積層された複数のベルトプライで構成されている。ベルトプライは、タイヤ周方向に対して傾斜して延びる複数のベルトコードを配列してなり、各ベルトコードの端部はベルト端に配置される。ベルトコードの端部はゴムとの接着性が悪いことから、走行中、ベルトコードの端部が配置されたベルト端に、タイヤの歪み変形に伴う歪みが繰り返し作用した際、ベルト端を起点としたセパレーションの発生が懸念される。

【0003】

特許文献１には、波状にくねりながらタイヤ周方向に延びる迂曲コードを主体とした補強層を備える空気入りタイヤが記載されている。しかし、この補強層は、カーカス層とベルト層との間に介在する部材であり、ベルト層におけるベルトコードの端部がベルト端に配置される点は従来と変わらない。そのため、ベルト端を起点としたセパレーションの発生が懸念され、ベルト層の耐セパレーション性について改善の余地がある。

【0004】

特許文献２には、ベルトコードが偏平コイル状をなし、ベルト端にベルトコードの端部が配置されないタイヤが記載されている。しかし、このようにベルトコードがタイヤ周方向に沿って延びていないベルト層の構造では、タイヤの過度なインフレートを抑制する効果に乏しいと考えられる。特許文献３，４にも、ベルト端にベルトコードの端部が配置されていないタイヤが記載されているものの、前者は航空機用タイヤ、後者は二輪自動車用タイヤであり、いずれも自動車用タイヤとは異なる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２００６－１６０１２４号公報

【文献】特開平１０－２１７７１６号公報

【文献】特開平１１－４８７０６号公報

【文献】特開２０１８－４３７４８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、過度のインフレートを抑えながら、ベルト層の耐セパレーション性を向上できる空気入りタイヤを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記目的は、下記の如き本発明により達成することができる。即ち、本発明に係る空気入りタイヤは、トレッド部におけるカーカス層の外周側に、第１ベルトプライと第２ベルトプライとを含む複数のベルトプライを積層してなるベルト層が設けられており、前記第１ベルトプライ及び前記第２ベルトプライが、それぞれ、波状に蛇行しながらタイヤ周方向に延びる複数のベルトコードを配列してなる蛇行コード群を一対で含む帯状体で構成され、前記帯状体に含まれる一対の前記蛇行コード群は、タイヤ径方向に互いに積層される積層部とタイヤ幅方向に互いに隣接する隣接部とがタイヤ周方向に交互に形成され且つ前記積層部における位置関係が交互に入れ替わるように編み込まれており、前記第２ベルトプライが、前記第１ベルトプライに対して前記帯状体の位相をずらした状態で前記第１ベルトプライの外周に積層されているものである。

【0008】

この空気入りタイヤでは、第１及び第２ベルトプライの各々が、上記の如き蛇行コード群を一対で含む帯状体で構成されているため、ベルトコードの端部がベルト端に配置されず、それによってベルト層の耐セパレーション性を向上できる。また、帯状体に含まれる一対の蛇行コード群が上記の如く編み込まれているとともに、第１ベルトプライと第２ベルトプライとが帯状体の位相を互いにずらして積層されているので、タイヤの過度なインフレートが抑えられる。

【0009】

前記第２ベルトプライの幅が、前記第１ベルトプライの幅と実質的に同じかそれよりも大きいことが好ましい。これにより、第２ベルトプライの幅が十分に確保され、タイヤの過度なインフレートを抑える効果が高められる。

【0010】

前記第１ベルトプライと前記第２ベルトプライとが、タイヤ周方向に沿って螺旋状に巻回された単一の前記帯状体で構成されていることが好ましい。かかる構成によれば、帯状体のジョイント箇所が減るため、タイヤのユニフォミティを向上できる。

【0011】

前記ベルト層が、前記カーカス層と前記第１ベルトプライとの間に介在する第３ベルトプライを含み、前記第３ベルトプライは、タイヤ周方向に対して４５±１０度の角度で傾斜して延びる複数のベルトコードを配列してなるものが好ましい。これにより、カーカス層と第１ベルトプライとの間に生じる剪断歪みの低減を図ることができる。

【0012】

前記ベルト層が、前記第２ベルトプライの外周に積層される第４ベルトプライを含むものが好ましい。これにより、石や釘などの外傷因子から第２ベルトプライを保護し、第２ベルトプライ（及び第１ベルトプライ）の耐久性を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明に係る空気入りタイヤの一例を概略的に示すタイヤ子午線断面図

【図2】カーカス層及びベルト層を示す平面図

【図3】第１ベルトプライを構成する帯状体と、その帯状体に含まれる一対の蛇行コード群を示す平面図

【図4】第２ベルトプライを構成する帯状体と、その帯状体に含まれる一対の蛇行コード群を示す平面図

【図5】タイヤ軸方向から見た第１及び第２ベルトプライを示す概略図

【図6】タイヤ軸方向から見た第１及び第２ベルトプライの変形例を示す概略図

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。

【0015】

図１に示すように、空気入りタイヤＴは、一対のビード部１と、そのビード部１の各々からタイヤ径方向外側に延びるサイドウォール部２と、そのサイドウォール部２の各々のタイヤ径方向外側端に連なるトレッド部３とを備える。ビード部１には、鋼線等の収束体をゴム被覆してなる環状のビードコア１ａが設けられている。トレッド部３にはトレッドゴム３０が設けられており、その外周面には、要求されるタイヤ性能や使用条件に応じたトレッドパターンが形成されている。

【0016】

空気入りタイヤＴは、更に、タイヤの骨格を構成するカーカス層４と、トレッド部３におけるカーカス層４の外周に設けられたベルト層５とを備える。カーカス層４は、ビード部１からサイドウォール部２を経てトレッド部３に至り、全体としてトロイド状に形成されている。カーカス層４の端部は、ビードコア１ａを挟み込むようにして巻き上げられている。ベルト層５は、箍効果によってカーカス層４を拘束し、内圧充填によるタイヤＴの過度なインフレートを抑制する。ベルト層５は、トレッドゴム３０のタイヤ径方向内側に配置されている。

【0017】

図２に示すように、カーカス層４は、複数のカーカスコードＣ４を配列してなるカーカスプライ４０により構成されている。本実施形態では、カーカス層４を構成するカーカスプライ４０が一枚であるが、複数枚であってもよい。カーカスコードＣ４は、タイヤ周方向に対して略直交する方向に延び、簾状に平行配列されている。タイヤ周方向に対するカーカスコードＣ４の傾斜角度θ４は、例えば９０±５度である。カーカスコードＣ４には、耐久性の観点からスチールコードが好ましく用いられるが、ポリエステルやレーヨン、ナイロン、アラミドなどの有機繊維コードも使用可能である。

【0018】

ベルト層５は、ベルトプライ６（第１ベルトプライ）とベルトプライ７（第２ベルトプライ）とを含む複数のベルトプライを積層して構成されている。本実施形態では、四枚のベルトプライ６～９によってベルト層５が構成されている例を示す。ベルト層５を構成する複数のベルトプライのうち、ベルトプライ６及びベルトプライ７の少なくとも一方（本実施形態では両方）が最も幅広であり、そのタイヤ幅方向における端部がベルト端を構成している。ベルトプライ６とベルトプライ７とは互いに同幅であるが、これに限られるものではない。

【0019】

ベルトプライ６は、図３（Ａ）に示すような帯状体６０で構成されている。帯状体６０は、図３（Ｂ）及び（Ｃ）に示すような蛇行コード群Ｇ６，Ｇ６を一対で含んでいる。蛇行コード群Ｇ６は、波状に蛇行しながらタイヤ周方向に延びる複数のベルトコードＣ６を配列してなる。各ベルトコードＣ６は、角張った部分が形成されないよう、正弦波状に湾曲している。一対の蛇行コード群Ｇ６，Ｇ６は、それぞれゴム被覆され、波状のプライ部材として成形されている。帯状体６０は、この一対のプライ部材を組み合わせて全体として帯状に形成されている。

【0020】

帯状体６０に含まれる一対の蛇行コード群Ｇ６，Ｇ６は、タイヤ径方向に互いに積層される積層部６０Ｌとタイヤ幅方向に互いに隣接する隣接部６０Ｓとがタイヤ周方向に交互に形成され且つ積層部６０Ｌにおける位置関係が交互に入れ替わるように編み込まれている。このため、一対の蛇行コード群Ｇ６，Ｇ６における一方が他方の外周に位置する積層部６０Ｌと、他方が一方の外周に位置する積層部６０Ｌとが、隣接部６０Ｓを介してタイヤ周方向に並んでいる。このように、帯状体６０には、タイヤ周方向に沿って積層部６０Ｌと隣接部６０Ｓとが周期的に配置される。

【0021】

積層部６０Ｌでは、一対の蛇行コード群Ｇ６，Ｇ６のうち一方に含まれるベルトコードＣ６と、他方に含まれるベルトコードＣ６とが、互いに逆向きとなるようにタイヤ周方向に対して傾斜している。積層部６０Ｌにおいて、タイヤ周方向に対するベルトコードＣ６の傾斜角度θ６は、例えば２０±５度である。隣接部６０Ｓでは、一対の蛇行コード群Ｇ６，Ｇ６の間に隙間６１が形成されている。これにより、帯状体６０の変形を幾分か許容し、内圧充填によるタイヤＴの適度なインフレートが確保される。ベルトコードＣ６には、タイヤＴの過度なインフレートを抑える観点からスチールコードが好ましく用いられるが、これに限られず、例えば有機繊維コードでもよい。

【0022】

ベルトプライ７は、図４（Ａ）に示すような帯状体７０で構成されている。帯状体７０は、図４（Ｂ）及び（Ｃ）に示すような蛇行コード群Ｇ７，Ｇ７を一対で含んでいる。蛇行コード群Ｇ７は、波状に蛇行しながらタイヤ周方向に延びる複数のベルトコードＣ７を配列してなる。一対の蛇行コード群Ｇ７，Ｇ７は、一対の蛇行コード群Ｇ６，Ｇ６と同じ要領で編み込まれている。帯状体７０は、帯状体６０と同じ構成であるため、その他の重複した説明については省略する。図３，４では、それぞれベルトコードＣ６，Ｃ７を概念的に記載しており、実際の配列ピッチはもっと密であってもよい。

【0023】

図２に示すように、ベルトプライ７は、ベルトプライ６に対して帯状体の位相をずらした状態でベルトプライ６の外周に積層されている。既述のように、帯状体６０には、コード密度が相対的に密となる積層部６０Ｌと、コード密度が相対的に疎となる隣接部６０Ｓとが、タイヤ周方向に沿って周期的に配置され、帯状体７０もこれと同様に構成されている。これらの位相をずらすことにより、帯状体６０の積層部６０Ｌの外周には帯状体７０の隣接部７０Ｓが配置され、帯状体６０の隣接部６０Ｓの外周には帯状体７０の積層部７０Ｌが配置される。帯状体６０と帯状体７０とは、同じ波長を有しつつ、１８０±１０度の範囲で位相をずらしていることが好ましい。

【0024】

この空気入りタイヤＴでは、ベルトプライ６及びベルトプライ７の各々が、上記のように蛇行コード群を一対で含む帯状体６０，７０で構成されているため、ベルトコードＣ６，Ｃ７の端部がベルト端に配置されず、それによってベルト層５の耐セパレーション性を向上できる。また、帯状体６０，７０に含まれる一対の蛇行コード群が上記の如く編み込まれているとともに、ベルトプライ６とベルトプライ７とが帯状体６０，７０の位相を互いにずらして積層されているので、それらのベルトコードの粗密が均一化され、タイヤＴの過度なインフレートが抑えられる。

【0025】

既述のように、本実施形態ではベルトプライ６とベルトプライ７とが互いに同幅である。ベルトプライ７の幅Ｗ７は、ベルトプライ６の幅Ｗ６と実質的に同じかそれよりも大きいことが好ましい。幅Ｗ７が幅Ｗ６の１００±３％の範囲内であれば、これらは実質的に同じであるとする。これにより、通常のベルト層に比べてベルトプライ７が幅広となり、過度なインフレートを抑える効果が高められる。ベルト端にはベルトコードＣ７の端部が配置されないため、このようにベルトプライ７を幅広にしても問題がない。かかる構成は、偏平率（％）（＝断面高さ／断面幅×１００）の低いタイヤ、例えば偏平率が７５％以下のタイヤにおいて特に有用である。

【0026】

ベルト層５を構成するベルトプライのうち最も幅広となるベルトプライの幅、本実施形態であればベルトプライ６，７の幅Ｗ６，Ｗ７は、接地幅ＣＷの８５～９５％であることが好ましい。接地端ＣＥは、ＪＡＳＯ－Ｃ６０７に基づく内圧と負荷を与えたときの、接地面のタイヤ軸方向における最外位置であり、その接地端ＣＥ間のタイヤ軸方向距離が接地幅ＣＷとなる。

【0027】

本実施形態では、図５に概略的に示すように、ベルトプライ６とベルトプライ７とが、タイヤ周方向に沿って螺旋状に巻回された単一の帯状体６０で構成されている。ベルトプライ６は、帯状体６０をタイヤ周方向に沿って一周巻回させてなり、ベルトプライ７は、その帯状体６０を更に一周巻回させてなる。ベルトプライ７を構成する帯状体７０は帯状体６０と同一の部材である。このように二周巻きにした帯状体６０でベルトプライ６，７を構成することにより、タイヤＴの過度なインフレートを抑える効果が高められる。ユニフォミティの悪化を防ぐうえで、帯状体６０の両端部６０ｅ，６０ｅは、周方向位置を一致させる、または僅かに離間して互いに重ならないことが好ましい。

【0028】

ベルトプライ６，７は、図５の如き構成に限らず、図６に例示するような構成でも構わない。但し、図５の構成では、図６の構成に比べて、ベルトプライ６，７を構成する帯状体６０のジョイント箇所が減るため、タイヤＴのユニフォミティを向上できる。図６に示す変形例では、ベルトプライ６が、帯状体６０をタイヤ周方向に沿って一周巻回させてなり、ベルトプライ７が、その帯状体６０とは別個の部材である帯状体７０をタイヤ周方向に沿って一周巻回させてなる。図６では概念的に描かれているが、帯状体６０の両端部６０ｅ，６０ｅは、インフレートによって開くことがないよう、互いに重なることが好ましく、帯状体７０の両端部７０ｅ，７０ｅもこれと同様である。

【0029】

本発明に係る空気入りタイヤは、上記の如き作用を奏してタイヤの過度なインフレートを抑えながら、ベルト層の耐セパレーション性を向上できることから、トラックやバス、産業車両、建設車両などの車両重量が重い車両に使用される重荷重用空気入りタイヤとして有用である。本実施形態のタイヤＴは、かかる重荷重用空気入りタイヤにおいて、ベルト層が四枚のベルトプライ６～９を積層して構成されている例であり、ワーキングベルトとして機能する二枚目と三枚目のベルトプライにベルトプライ６，７が採用されている。以下では、残りのベルトプライ８，９について説明する。

【0030】

本実施形態において、ベルト層５は、カーカス層４とベルトプライ６との間に介在するベルトプライ８（第３ベルトプライ）を含む。図２に示すように、ベルトプライ８は、タイヤ周方向に対して４５±１０度の角度で傾斜して延びる複数のベルトコードＣ８を配列してなる。即ち、タイヤ周方向に対するベルトコードＣ８の傾斜角度θ８は４５±１０度であり、例えば５０～５５度に設定される。ベルトコードＣ８には、耐久性の観点からスチールコードが好ましく用いられるが、有機繊維コードも使用可能であり、この点は後述するベルトコードＣ９も同様である。

【0031】

波状に蛇行したベルトコードＣ６は、その波の山（または谷）の周辺においてカーカスコードＣ４と略直交しているため、それらの間で大きな剪断歪みが生じる恐れがある。特にカーカスコードＣ４やベルトコードＣ６がスチールコードであると、その傾向が大きい。これに対して、本実施形態では、それらの間にベルトプライ８を介在させていることにより、カーカス層４とベルトプライ６との間に生じる剪断歪みの低減を図ることができる。ベルトプライ８は、ベルトプライ６よりも幅狭に形成されているが、これに限られるものではない。

【0032】

本実施形態において、ベルト層５は、ベルトプライ７の外周に積層されるベルトプライ９（第４ベルトプライ）を含む。これにより、石や釘などの外傷因子からベルトプライ７を保護し、延いてはワーキングベルトとして機能するベルトプライ６，７を保護して耐久性を向上できる。ベルトプライ９は、タイヤ周方向に対して所定の角度で傾斜して延びる複数のベルトコードＣ９を配列してなる。タイヤ周方向に対するベルトコードＣ９の傾斜角度θ９は、例えば２０±５度である。ベルトプライ９は、ベルトプライ７よりも幅狭に形成されていて、それらのステップ（タイヤ幅方向における端部間の距離）は例えば２０ｍｍであるが、これに限られない。

【0033】

ベルト層５の外周には、高速耐久力を向上するために、実質的にタイヤ周方向に延びる複数の補強コードを配列してなるベルト補強層を積層しても構わない。かかるベルト補強層は、ゴム被覆した一本又は複数の補強コードを螺旋状に巻回することにより形成できる。補強コードには、有機繊維コードが好ましく用いられる。但し、本発明では、ベルト補強層が必須の構成ではなく、本実施形態のように省略することが可能である。このようにベルト補強層を省略し、ベルト層５の外周にトレッドゴム３０を直に積層する構造であれば、ベルト補強層による重量増加を回避して転がり抵抗を低減できる。

【0034】

本発明の空気入りタイヤは、ベルト層を上記の如く構成すること以外は、通常の空気入りタイヤと同等に構成でき、従来公知の材料、形状、構造、製法などが何れも本発明に採用することができる。

【0035】

本発明の空気入りタイヤは、ベルト層を上記の如く構成する程度の改変で、その他は従来のタイヤ製造工程と同様にして製造することができる。上記のような蛇行コード群をゴム被覆してなるプライ部材は、例えば、本出願人による特開２００２－１２７７１１号公報に記載の製造装置を利用して、未加硫ゴムをトッピングしたベルトコードを一本ずつ又は複数本ずつ順次に且つベルトコードの角度を変えながら配置することにより作製することができる。

【0036】

本発明は上述した実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変更が可能である。

【符号の説明】

【0037】

３ トレッド部
４ カーカス層
５ ベルト層
６ ベルトプライ（第１ベルトプライ）
７ ベルトプライ（第２ベルトプライ）
８ ベルトプライ（第３ベルトプライ）
９ ベルトプライ（第４ベルトプライ）
６０ 帯状体
６０Ｌ 積層部
６０Ｓ 隣接部
７０ 帯状体
Ｃ４ カーカスコード
Ｃ６ ベルトコード
Ｃ７ ベルトコード
Ｇ６ 蛇行コード群
Ｇ７ 蛇行コード群

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】