(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
タイヤ周方向に延在して環状をなすトレッド部と、該トレッド部の両側に配置された一対のサイドウォール部と、これらサイドウォール部のタイヤ径方向内側に配置された一対のビード部とを備え、前記一対のビード部間にカーカス層を装架した空気入りタイヤにおいて、前記カーカス層として、前記ビード部側の領域で少なくとも３方向に配向する複数本の補強コードを含み、これら補強コードの少なくとも一部の交差箇所において配向方向が異なる少なくとも３本の補強コードを互いに接合した網状構造を有する補強部材を用い、前記カーカス層は前記網状構造を有する補強部材を無端末の環状に加工することで成形されていることを特徴とする空気入りタイヤ。
【請求項２】
少なくとも３本の補強コードが交差する交差箇所のうち少なくとも３０％の交差箇所において前記少なくとも３本の補強コードを互いに接合したことを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤ。
【請求項３】
前記交差箇所において接合される少なくとも３本の補強コードの交差角度が１５°以上であることを特徴とする請求項１又は２に記載の空気入りタイヤ。
【請求項４】
前記補強コードは結節強さが１．５（ｃＮ／ｄｔｅｘ）以上である化学繊維コードを含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
【請求項５】
前記網状構造を有する補強部材はゴムで被覆されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか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、カーカス層を備えた空気入りタイヤに関し、更に詳しくは、カーカス層に使用される補強部材の面外変形に対する柔軟性を良好に維持しながら面内曲げ剛性を高めることが可能であり、それによって追加的なビード補強層に依存することなくタイヤ周剛性を増大させることを可能にした空気入りタイヤに関する。
【背景技術】
【０００２】
空気入りタイヤにおいて、一対のビード部間にはカーカス層が装架されている。このようなカーカス層はタイヤ径方向に配列した複数本の補強コードを含んでいるが、各補強コードは実質的に独立しているため、タイヤ周剛性に対する貢献は小さいものである。そのため、例えば、操縦安定性の改善を目的としてタイヤ周剛性を増大させる場合、ビード部からサイドウォール部にかけてビード補強層を追加することが一般的に行われている（例えば、特許文献１〜３参照）。
【０００３】
しかしながら、ビード補強層を追加すると、それに伴ってタイヤ重量が増加することになる。そのため、追加的なビード補強層に依存してタイヤ周剛性を増大させることは必ずしも最善策ではない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−２２１９２０号公報
【特許文献２】特開２０１３−３５３６２号公報
【特許文献３】特開２０１４−２２７１４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、カーカス層に使用される補強部材の面外変形に対する柔軟性を良好に維持しながら面内曲げ剛性を高めることが可能であり、それによって追加的なビード補強層に依存することなくタイヤ周剛性を増大させることを可能にした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】
【０００６】
上記目的を達成するための本発明の空気入りタイヤは、タイヤ周方向に延在して環状をなすトレッド部と、該トレッド部の両側に配置された一対のサイドウォール部と、これらサイドウォール部のタイヤ径方向内側に配置された一対のビード部とを備え、前記一対のビード部間にカーカス層を装架した空気入りタイヤにおいて、前記カーカス層として、前記ビード部側の領域で少なくとも３方向に配向する複数本の補強コードを含み、これら補強コードの少なくとも一部の交差箇所において配向方向が異なる少なくとも３本の補強コードを互いに接合した網状構造を有する補強部材を用い、前記カーカス層は前記網状構造を有する補強部材を無端末の環状に加工することで成形されていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明において、カーカス層に使用される補強部材は、ビード部側の領域で少なくとも３方向に配向する複数本の補強コードを含み、これら補強コードの少なくとも一部の交差箇所において配向方向が異なる少なくとも３本の補強コードを互いに接合した網状構造を有しているので、その面外変形に対する柔軟性を良好に維持しながら面内曲げ剛性を高めることができる。
【０００８】
従って、カーカス層として上記網状構造を有する補強部材を用いた場合、追加的なビード補強層に依存することなくタイヤ周剛性を増大させることができ、延いては、タイヤ重量を実質的に増加させることなく操縦安定性を改善することができる。
【０００９】
本発明において、少なくとも３本の補強コードが交差する交差箇所のうち少なくとも３０％の交差箇所において少なくとも３本の補強コードを互いに接合することが好ましい。これにより、面内曲げ剛性を高める効果を十分に得ることができる。
【００１０】
また、交差箇所において接合される少なくとも３本の補強コードの交差角度は１５°以上であることが好ましい。これにより、面内曲げ剛性を高める効果を十分に得ることができる。
【００１１】
カーカス層は網状構造を有する補強部材を無端末の環状に加工することで成形されることが好ましい。これにより、タイヤの耐久性が良好になる。
【００１２】
補強コードは結節強さが１．５（ｃＮ／ｄｔｅｘ）以上である化学繊維コードを含むことが好ましい。化学繊維コードの場合、網状構造を有する補強部材を容易に形成することができ、しかも、上記結節強さを有する化学繊維コードはカーカス層の補強材料として好適である。
【００１３】
また、上記網状構造を有する補強部材はゴムで被覆されていることが好ましい。  これにより、補強コードの一体性を確保して補強部材の面内曲げ剛性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態からなる空気入りタイヤを示す子午線断面図である。
【図２】本発明の空気入りタイヤのカーカス層に使用される補強部材の一例を示す平面図である。
【図３】補強コードの交差箇所において配向方向が異なる少なくとも３本の補強コードを互いに接合した網状構造を有する補強部材の変形メカニズムを示す説明図である。
【図４】補強コードの交差箇所において配向方向が異なる２本の補強コードを互いに接合した網状構造を有する補強部材の変形メカニズムを示す説明図である。
【図５】本発明の空気入りタイヤのカーカス層に使用される補強部材の変形例を示す平面図である。
【図６】本発明の他の実施形態からなる空気入りタイヤを示す子午線半断面図である。
【図７】図６の空気入りタイヤのカーカス層に使用される補強部材の一例を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の構成について添付の図面を参照しながら詳細に説明する。図１は本発明の実施形態からなる空気入りタイヤを示すものである。図１に示すように、本実施形態の空気入りタイヤは、タイヤ周方向に延在して環状をなすトレッド部１と、該トレッド部１の両側に配置された一対のサイドウォール部２，２と、これらサイドウォール部２のタイヤ径方向内側に配置された一対のビード部３，３とを備えている。
【００１６】
一対のビード部３，３間にはカーカス層４が装架されている。このカーカス層４は、後述する特定の網状構造を有する補強部材１０から構成されており、各ビード部３に配置されたビードコア５の廻りにタイヤ内側から外側へ折り返されている。ビードコア５の外周上には断面三角形状のゴム組成物からなるビードフィラー６が配置されている。
【００１７】
一方、トレッド部１におけるカーカス層４の外周側にはベルト層７が埋設されている。このベルト層７はタイヤ周方向に対して傾斜する複数本の補強コードを含み、かつ層間で補強コードが互いに交差するように配置されている。ベルト層７において、補強コードのタイヤ周方向に対する傾斜角度は例えば１０°〜４０°の範囲に設定されている。ベルト層７の補強コードとしては、スチールコードが好ましく使用される。ベルト層７の外周側には、高速耐久性の向上を目的として、補強コードをタイヤ周方向に対して例えば５°以下の角度で配列してなる少なくとも１層のベルトカバー層８が配置されている。ベルトカバー層８の補強コードとしては、ナイロンやアラミド等の化学繊維コードが好ましく使用される。なお、ベルトカバー層８は必ずしも必要ではない。
【００１８】
図２は本発明の空気入りタイヤのカーカス層に使用される補強部材の一例を示すものである。図２に示すように、網状構造を有する補強部材１０は、４方向に配向する複数本の補強コード１１〜１４を含んでいる。即ち、補強コード１１はタイヤ幅方向Ｗの全域にわたってタイヤ幅方向Ｗと平行に延在し、補強コード１２はビードコア５と隣接する領域だけにおいてタイヤ周方向Ｃと平行に延在し、補強コード１３はビード部３側の領域だけにおいてタイヤ幅方向Ｗに対して一方側に傾斜するように延在し、補強コード１４はビード部３側の領域だけにおいてタイヤ幅方向Ｗに対して他方側に傾斜するように延在している。なお、タイヤ幅方向Ｗはシート状の補強部材１０における方向であるが、空気入りタイヤに加工された状態ではタイヤ径方向として認識される。これら補強コード１１〜１４の交差箇所においては配向方向が異なる少なくとも３本の補強コード１１〜１４が一体的に接合されて複数の接合部１５が形成されている。
【００１９】
補強コード１１〜１４の材質は特に限定されるものではなく、補強コード１１〜１４として化学繊維コード又はスチールコードを用いることができる。例えば、補強コード１１〜１４の全てに化学繊維コードを使用した構造、補強コード１１，１３，１４に化学繊維コードを使用する一方で補強コード１２にスチールコードを使用した構造、補強コード１１にスチールコードを使用する一方で補強コード１２〜１４に化学繊維コードを使用した構造、補強コード１１，１２にスチールコードを使用する一方で補強コード１３，１４に化学繊維コードを使用した構造を挙げることができる。
【００２０】
補強コード１１〜１４の接合方法は、特に限定されるものではなく、種々の方法を採用することができる。化学繊維コードの場合、コード同士が結節点を形成するように接合部１５を形成したり、コード同士が結節点を形成することなく双方の繊維束（ヤーン）が互いに交差するように接合部１５を形成したり、コード同士を溶着することで接合部１５を形成したり、コード同士を接着することで接合部１５を形成したりすることができる。スチールコードの場合、コード同士が結節点を形成することなく双方のフィラメントが互いに交差するように接合部１５を形成したり、コード同士を溶接することで接合部１５を形成したり、コード同士を接着することで接合部１５を形成したりすることができる。いずれにしても、コード同士が互いの位置を規制し合うように交差箇所で一体的に結合していることが必要である。
【００２１】
上述のように構成される補強部材１０は、ビード部３側の領域で少なくとも３方向に配向する複数本の補強コード１１〜１４を含み、これら補強コード１１〜１４の少なくとも一部の交差箇所において配向方向が異なる少なくとも３本の補強コード１１〜１４を互いに接合した網状構造を有しているので、その面外変形に対する柔軟性を良好に維持しながら面内曲げ剛性を高めることができる。
【００２２】
図３は補強コードの交差箇所において配向方向が異なる少なくとも３本の補強コードを互いに接合した網状構造を有する補強部材の変形メカニズムを示し、図４は補強コードの交差箇所において配向方向が異なる２本の補強コードを互いに接合した網状構造を有する補強部材の変形メカニズムを示すものである。図４に示すように、補強コード１１，１２の交差箇所において配向方向が異なる２本の補強コード１１，１２を互いに接合して接合部１６を形成した網状構造を有する補強部材１０Ａは、その面方向に力が作用するとパンタグラフのように変形する。これに対して、図３に示すように、補強コード１１〜１４の交差箇所において配向方向が異なる少なくとも３本の補強コード１１〜１４を互いに接合して接合部１５を形成した網状構造を有する補強部材１０は、平面的なトラス構造を有し、その面方向に力が作用しても変形を生じ難く、面内曲げ剛性が高いものとなる。
【００２３】
従って、一対のビード部３，３間にカーカス層４を装架した空気入りタイヤにおいて、そのカーカス層４として上記網状構造を有する補強部材１０を用いた場合、追加的なビード補強層に依存することなくタイヤ周剛性を増大させることができ、延いては、タイヤ重量を実質的に増加させることなく操縦安定性を改善することができる。なお、補強部材１０は、ビード部３側の領域では配向方向が異なる少なくとも３本の補強コード１１〜１４を互いに接合した網状構造を有しているものの、トレッド部１側の領域では網状構造を有していないためタイヤ成形工程において膨張可能である。このような観点から、補強部材１０はタイヤ最大幅位置よりもタイヤ径方向外側において接合点１５を持たないことが好ましい。
【００２４】
上記空気入りタイヤにおいては、少なくとも３本の補強コード１１〜１４が交差する交差箇所の全てにおいて少なくとも３本の補強コード１１〜１４を互いに接合しているが、少なくとも３本の補強コード１１〜１４が交差する交差箇所のうち少なくとも３０％の交差箇所、より好ましくは、少なくとも５０％（最も好ましくは７０％以上）の交差箇所において、少なくとも３本の補強コード１１〜１４を互いに接合することが望ましい。これにより、面内曲げ剛性を高める効果を十分に得ることができる。この比率が小さ過ぎると面内曲げ剛性の改善効果が低下する。
【００２５】
また、上記空気入りタイヤでは、交差箇所において接合される少なくとも３本の補強コード１１〜１４の交差角度は１５°以上、より好ましくは、２０°〜７５°であると良い。これにより、面内曲げ剛性を高める効果を十分に得ることができる。この交差角度が小さ過ぎると面内曲げ剛性の改善効果が低下する。なお、図２の実施形態では補強コード１１〜１４の交差角度は４５°になっている。
【００２６】
図５は本発明の空気入りタイヤのカーカス層に使用される補強部材の変形例を示すものである。図５はタイヤ中心線ＣＬの片側だけを抽出して示すものである。図５において、少なくとも３本の補強コード１１〜１４が交差する交差箇所では少なくとも３本の補強コード１１〜１４が一体的に接合されて複数の接合部１５が形成されており、２本の補強コード１３，１４が交差する少なくとも一部の交差箇所では２本の補強コード１３，１４が一体的に接合されて複数の接合部１６が形成されている。そして、補強部材１０の接合部１５，１６が形成された領域をビードコア５の位置からタイヤ径方向外側（図５の平面視では、ビードコア５の位置からタイヤ幅方向両外側）に向かってそれぞれ４つの領域Ａ１〜Ａ４に区分したとき、これら領域Ａ１〜Ａ４における接合部１５，１６の密度がタイヤ径方向内側ほど高くなるように設定されている。但し、領域Ａ１，Ａ２における接合部１５，１６の密度は等価である。このような配置によれば、カーカス層４を構成する補強部材１０のタイヤ成形工程における変形を阻害することなく、その面内曲げ剛性を効果的に高めることができる。
【００２７】
図６は本発明の他の実施形態からなる空気入りタイヤを示し、図７はその空気入りタイヤのカーカス層に使用される補強部材を示すものである。図６において、カーカス層４は各ビード部３に配置されたビードコア５の廻りにタイヤ内側から外側へ折り返され、その折り返し端部をベルト層７とカーカス層４との間に挟み込むように配置した巻き上げ構造を有している。
【００２８】
このようなカーカス層４に使用される補強部材１０は、図７に示すように、ビード部３側の領域で少なくとも３方向に配向する複数本の補強コード１１〜１４を含み、これら補強コード１１〜１４の少なくとも一部の交差箇所において配向方向が異なる少なくとも３本の補強コード１１〜１４を互いに接合した網状構造を有している。つまり、タイヤ幅方向Ｗに延長する補強コード１１はタイヤ幅方向Ｗの全域にわたって延在しているが、接合部１５を含む網状構造はビード部３に対応する領域だけに選択的に形成されている。この場合も、補強部材１０の面外変形に対する柔軟性を良好に維持しながら面内曲げ剛性を高めることができる。
【００２９】
上述したカーカス層４は、網状構造を有する補強部材１０を無端末の環状に加工することで成形することが可能である。つまり、補強部材１０を環状に編み込んで成形することができる。この場合、空気入りタイヤの耐久性が良好になる。勿論、カーカス層４は、網状構造を有する補強部材１０をタイヤ周方向に沿って１周以上巻き回すことで成形することも可能である。この場合、網状構造を有する補強部材１０を従来のカーカス部材と同様に取り扱うことができるので、空気入りタイヤの製造が容易である。
【００３０】
上記空気入りタイヤにおいて、補強コード１１〜１４としては、引張強さが１．５（ｃＮ／ｄｔｅｘ）以上、結節強さが１．５（ｃＮ／ｄｔｅｘ）以上、引掛強さが２．５（ｃＮ／ｄｔｅｘ）以上である化学繊維コードを用いることが望ましい。化学繊維コードの場合、網状構造を有する補強部材１０を容易に形成することができ、しかも、上記物性を有する化学繊維コードはカーカス層４の補強材料として好適である。
【００３１】
上記物性について、好ましくは、引張強さが２．０（ｃＮ／ｄｔｅｘ）以上、結節強さが２．０（ｃＮ／ｄｔｅｘ）以上、引掛強さが３．５（ｃＮ／ｄｔｅｘ）以上であり、更に好ましくは引張強さが４．０（ｃＮ／ｄｔｅｘ）以上、結節強さが３．０（ｃＮ／ｄｔｅｘ）以上、引掛強さが５．０（ｃＮ／ｄｔｅｘ）以上であり、最も好ましくは引張強さが５．０（ｃＮ／ｄｔｅｘ）以上、結節強さ４．０（ｃＮ／ｄｔｅｘ）以上、引掛強さ８．０（ｃＮ／ｄｔｅｘ）以上である。上限値は特に限定されるものではないが、結節強さは２０（ｃＮ／ｄｔｅｘ）以下、引掛強さは２０（ｃＮ／ｄｔｅｘ）以下、引張強さは１５（ｃＮ／ｄｔｅｘ）以下であることが現実的である。なお、結節強さと引掛強さはそれぞれＪＩＳ− Ｌ１０１３（化学繊維フィラメント糸試験方法）、ＪＩＳ −Ｌ１０１５（化学繊維ステープル試験方法）に準拠して測定されるものである。
【００３２】
このような化学繊維コードとしては、アラミド繊維、ポリケトン繊維、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）繊維、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）繊維、高分子量ポリエチレン繊維（東洋紡ダイニーマなど）、ポリ-パラフェニレンベンゾビスオキサゾール（ＰＢＯ）繊維を含むものが好適である。勿論、コード延長方向に応じて材料を異ならせることも可能である。また、低伸度材料からなる繊維（例えば、アラミド繊維）と高伸度材料からなる繊維（例えば、ナイロン繊維）とを撚り合わせた複合コードは、高伸度材料の特性に起因して結節強度が高くなり、低伸度材料の特性に起因して弾性率が高くなるため、網状構造を有する補強部材１０の素材として好適である。また、化学繊維コード同士を結び付ける場合、有結節でも無結節でも構わないが、部材の薄肉化の観点から無結節とするのが良い。
【００３３】
補強コード１１〜１４の太さは０．５ｍｍ〜１．５ｍｍであることが好ましい。この太さが上限値を超えるとゴム層が厚くなってタイヤの重量が増えるため転がり抵抗が悪化し、下限値を下回ると同じ強度を確保するためにコードの配置本数を増やす必要があり、その結果、接合点の密度が高くなり過ぎて補強部材１０の製造が困難になる。
【００３４】
また、カーカス層４を構成する補強部材１０はゴムで被覆されているのが良い。これにより、補強コード１１〜１４の一体性を確保して補強部材１０の面内曲げ剛性を高めることができる。
【実施例】
【００３５】
タイヤサイズ２１５／５５Ｒ１７で、タイヤ周方向に延在して環状をなすトレッド部と、該トレッド部の両側に配置された一対のサイドウォール部と、これらサイドウォール部のタイヤ径方向内側に配置された一対のビード部とを備え、一対のビード部間にカーカス層を装架した空気入りタイヤにおいて、カーカス層として、ビード部側の領域で少なくとも３方向に配向する複数本の補強コードを含み、これら補強コードの交差箇所において配向方向が異なる少なくとも３本の補強コードを互いに接合した網状構造を有する補強部材（図２、図５）を用いた実施例１〜２のタイヤを製作した。
【００３６】
比較のため、一対のビード部間にタイヤ径方向に延長する複数本の補強コードを含むカーカス層を装架した従来例の空気入りタイヤを用意した。また、一対のビード部間にタイヤ径方向に延長する複数本の補強コードを含むカーカス層を装架すると共にビード部からサイドウォール部にかけて２層のビード補強層を埋設した比較例のタイヤを用意した。
【００３７】
これら試験タイヤについて、下記の評価方法により、タイヤ重量、操縦安定性を評価し、その結果を表１に示した。
【００３８】
タイヤ重量：
各試験タイヤの重量を測定した。評価結果は、測定値の逆数を用い、従来例を１００とする指数にて示した。この指数値が大きいほど軽量であることを意味する。
【００３９】
操縦安定性：
各試験タイヤをリムサイズ１７×７Ｊのホイールに組み付け、排気量３０００ｃｃの試験車両に装着し、空気圧２３０ｋＰａの条件にてテストドライバーによる官能評価を行った。評価結果は、従来例を１００とする指数にて示した。この指数値が大きいほど操縦安定性が優れていることを意味する。
【００４０】
【表１】
0006699108.tif 000002
【００４１】
表１から判るように、実施例１〜２のタイヤは、ビード補強層を追加することなくタイヤ周剛性を増大させることが可能であるため、従来例との対比において、タイヤ重量を実質的に増加させることなく操縦安定性を改善することができた。一方、比較例のタイヤにおいては、操縦安定性の改善効果が認められるものの、それに伴ってタイヤ重量が増加していた。
【符号の説明】
【００４２】
１  トレッド部
２  サイドウォール部
３  ビード部
４  カーカス層
５  ビードコア
６  ビードフィラー
７  ベルト層
８  ベルト補強層
１０  補強部材
１１〜１４  補強コード
１５，１６  接合部
【図１】
0006699108.tif 000003
【図２】
0006699108.tif 000004
【図３】
0006699108.tif 000005
【図４】
0006699108.tif 000006
【図５】
0006699108.tif 000007
【図６】
0006699108.tif 000008
【図７】
0006699108.tif 000009