JP4707849B2 - 空気入りタイヤ及び空気入りタイヤの製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カットセパレーション故障を防止して、耐久性を向上した空気入りタイヤ及び空気入りタイヤの製造方法に関し、特に重荷重用ラジアルタイヤ及びその製造方法に好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、例えばダンプトラック等の車両に用いられる空気入りタイヤである重荷重用ラジアルタイヤとして、路面と接する踏面部となるタイヤのトレッド部分にラグ列が配列されたラグタイプのトレッドパターンを有するものが、知られている。そして、この重荷重用ラジアルタイヤは、一般的に新品時において車両のフロント側に装着されて使用されている。
【０００３】
一方、図１０に示す従来の通常のラグパターンのタイヤでは、ラグタイプのトレッドパターンの構造からして、トレッド１４のショルダ部１４Ａが有る両側域Ｂに比較して中央域Ａのボリュームが多くなる為に、タイヤの使用時において両側域Ｂの温度よりも中央域Ａの温度が高くなると共に、両側域Ｂの剛性よりも中央域Ａの剛性が高くなっていた。
【０００４】
また、図１１及び図１２に示すトレッド１４の中央域Ａに浅溝４０が付いたラグパターンのタイヤもあるが、このようなタイヤでは、新品時におけるフロント側への装着の際に、トレッド１４の中央域Ａに存在する浅溝４０の効果により、従来の通常のラグパターンのタイヤと比較して、温度及び剛性ともに両側域Ｂと中央域Ａとで差が少なかった。
但し、一般的に約１／３程度だけトレッド１４が摩耗したところで、フロントからリアにこのタイヤがローテーションされているが、このローテーションされた時において、すでに中央域Ａが摩耗して浅溝４０が無くなっていることから、中央域Ａに存在していた浅溝４０の効果が無くなり、通常のラグパターンのタイヤとの違いがなくなる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来の通常のラグパターンのタイヤ及び、中央域Ａに浅溝４０が付いたラグパターンのタイヤでは、少なくともフロントからリアにローテーションされた時において、中央域Ａの温度及び剛性が両側域Ｂのものより高くなる。
これに伴って、石等に乗り上げてトレッド１４の中央域Ａ付近でタイヤ内の保護層が切れるようなカットを受けた場合、温度及び剛性の高い中央域Ａに駆動力であるトラクションが集中するので、カットセパレーション故障を生じ易く、耐久性が低くなるという欠点を有していた。
【０００６】
本発明は上記事実を考慮し、カットセパレーション故障を防止して、耐久性を向上し得る空気入りタイヤ及びこのような空気入りタイヤを製造する空気入りタイヤの製造方法を提供することが目的である。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る空気入りタイヤは、少なくとも幅方向に沿って延びる主溝をトレッドの両側域に有し、周方向に沿って副溝を設けた陸部列が、周方向に沿って延びるパターンをトレッドの中央域に有した空気入りタイヤであって、主溝の最大深さをＤとし、トレッドの幅寸法をＴＷとしたときに、副溝の上部側部分とされる上部溝部の幅Ｗ１がＴＷの２％〜１０％の大きさとされると共に、副溝の下部側部分とされる下部溝部の幅Ｗ２がＴＷの１％〜１０％の大きさとされ、上部溝部の深さＤ１がＤの１０％〜３３％の深さとされると共に、副溝の全体深さＤ０がＤの５０％〜１００％の深さとされる、ことを特徴とする。
【０００８】
請求項１に係る空気入りタイヤの作用を以下に説明する。
本請求項に係る空気入りタイヤは、トレッドの中央域に周方向に沿って延びる陸部列を有し、この陸部列に周方向に沿って副溝を設けたパターンとこの中央域がされている。
【０００９】
一方、カットセパレーション故障の評価尺度は、トレッドの中央域の温度及び、カット受傷部の保護層上におけるせん断歪の大小であり、これらをそれぞれ低減することが重要である。
これに対して、上記トレッドの中央域の温度を、摩耗しても容易に無くならないような副溝をトレッドの中央域に設けることで、下げることがきる。また、上記カット受傷部の保護層上におけるせん断歪を、トレッドの中央域の剛性を低くすることで、低減できる。
【００１０】
そして、本請求項は、新品状態におけるフロント装着時だけでなく、約１／３程度トレッドが摩耗したリア装着時においても、中央域に設けた副溝を存続可能な構造とした。これによりトレッドの中央域の温度を下げると共にトレッドの中央域の剛性を低減することで、耐カットセパレーション性を高めて、耐久性を向上させたものである。
つまり、副溝の上部側部分は、トレッドのボリュームが大きく温度が高くなり易いので、温度の低減効果が大きくなるように広幅の上部溝部とし、副溝の下部側部分は、トレッドのボリュームが小さく温度が低いことと耐カットスルー性を著しく低下させない為に、狭幅の下部溝部とする。
【００１１】
具体的には、トレッドの幅寸法をＴＷとしたときにおいて、上部溝部の幅Ｗ１をＴＷの２％〜１０％の大きさとしたのは、２％より狭い場合には温度の低減効果がなく、この逆に１０％より広い場合には摩耗性能の低下と耐カットスルー性の低下が大きくなるからである。また、下部溝部の幅Ｗ２をＴＷの１％〜１０％の大きさとしたのは、１％より狭い場合には温度の低減効果がなく、この逆に１０％より広い場合には摩耗性能の低下と耐カットスルー性の低下が大きくなるからである。
【００１２】
一方、主溝の最大深さをＤとしたときに、上部溝部の深さＤ１をＤの１０％〜５０％の深さとしたのは、１０％より浅い場合には温度の低減効果がなく、この逆に５０％より深い場合には耐カットスルー性が低下するからである。また、副溝の全体深さＤ０をＤの５０％〜１００％の深さとしたのは、５０％より浅い場合には摩耗した時の温度の低減効果が小さく、この逆に１００％より深い場合には耐カットスルー性が低下するからである。
【００１３】
請求項２及び請求項３に係る空気入りタイヤの作用を以下に説明する。
これら請求項では請求項１と同様の構成を有して同様に作用するが、さらに、請求項２では、前記トレッドの両側域が主溝と陸部との組み合わせのラグパターンとされ且つ、割りモールド構造を有した加硫用金型で形造られるという構成を有し、請求項３では、前記トレッドの両側域が主溝と陸部との組み合わせのラグパターンとされ且つ、前記副溝の部分が割りモールドで製造されるという構成を有している。
【００１４】
つまり、トレッドの両側域が主溝と陸部との組み合わせのラグパターンとされていても、副溝が深い構造のタイヤの場合、加硫用金型を全てフルモールドの構造にすると、加硫後に加硫用金型内から完成品の空気入りタイヤが抜けなくなる為、製造の容易性を考慮して上記のようにした。
【００１５】
請求項４に係る空気入りタイヤの製造方法の作用を以下に説明する。
本請求項に係る空気入りタイヤの製造方法は、生タイヤを作製後、この生タイヤを割りモールドに入れて、請求項１記載の空気入りタイヤを製造するようにした。
従って、本請求項に係る空気入りタイヤの製造方法であっても、請求項１と同様に、カットセパレーション故障を防止して、空気入りタイヤの耐久性を向上することが可能となった。
【００１６】
請求項５及び請求項６に係る空気入りタイヤの製造方法の作用を以下に説明する。
これら請求項では請求項４と同様の構成を有して同様に作用するが、さらに、請求項５では、生タイヤを作製後、この生タイヤを割りモールド構造を有した加硫用金型に入れて、前記トレッドの両側域が主溝と陸部との組み合わせのラグパターンとされる空気入りタイヤを製造するという構成を有し、請求項６では、生タイヤを作製後、この生タイヤを加硫用金型に入れて、前記副溝の部分を割りモールドで形造ると共に、前記トレッドの両側域が主溝と陸部との組み合わせのラグパターンとされる空気入りタイヤを製造するという構成を有している。
【００１７】
つまり、請求項２及び請求項３と同様に、副溝が深い構造のタイヤの場合に加硫用金型を全てフルモールドの構造にすると、加硫後に加硫用金型内から完成品の空気入りタイヤが抜けなくなる為、製造の容易性を考慮して上記のようにした。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明の第１の実施の形態に係る空気入りタイヤ及びその製造方法を図に基づき説明する。
図１は、本実施の形態となる空気入りタイヤ１０のトレッドパターンの典型例を示す図である。ここで、空気入りタイヤ１０の内部構造については、ラジアルカーカスであるカーカス１２と、このカーカス１２のクラウン部を覆うように配置された剛性の高いベルト（図示せず）と、このベルトの外周面にトレッドゴムにより構成されて配置されたトレッド１４とを、組み合わせたこの種の空気入りタイヤとしてごく一般的なものなので、以下の説明において記載を省略する。
【００１９】
さらに、図１に示すように、この空気入りタイヤ１０の路面と接する外皮を円弧状であるクラウン形状に外表面が形成された上記のトレッド１４が構成している。このトレッド１４の中央線ＣＬを中心とした中央域Ａには、トレッド１４の周方向Ｙに沿って延びる陸部１６が陸部列となるように形成されており、この陸部１６にトレッド１４の周方向Ｙに沿って副溝２０を設けたパターンとトレッド１４の中央域Ａはされている。
また、トレッド１４の端部を形成するショルダ部１４Ａ寄りの両側域Ｂには、トレッド１４の周方向Ｙに沿って主溝１８と陸部１６とが等間隔で並んでおり、これら主溝１８と陸部１６との組み合わせよりなるラグパターンがこの両側域Ｂに形成されている。
【００２０】
一方、図２に示す主溝１８の最大深さである主溝深さＤが、トレッド１４の幅寸法であるトレッド幅ＴＷの８％以下とされる形で、主溝１８が形成されている。
また、副溝２０は上下二段の相互に幅寸法を異ならせた構造とされており、副溝２０の上部側部分とされる上部溝部２０Ａの幅Ｗ１が、トレッド幅ＴＷの２％〜１０％の大きさとされると共に、副溝２０の下部側部分とされる下部溝部２０Ｂの幅Ｗ２が、トレッド幅ＴＷの１％〜１０％の大きさとされている。さらに、上部溝部２０Ａの深さＤ１が、主溝深さＤの１０％〜５０％の深さとされ、副溝２０の全体深さＤ０が、主溝深さＤの５０％〜１００％の深さとされている。
【００２１】
次に、本実施の形態に係る空気入りタイヤ１０の製造方法を以下に説明する。
先ず、ゴムの素材を練った後に切断してトレッド１４となるゴム材を作製し、次にこのゴム材、ビード、コード、ベルト等の材料を組み合わせて生タイヤを作製する。
【００２２】
この生タイヤを作製後、図３に示す加硫用金型３０内に入れて圧力及び熱を加えて加硫成形して空気入りタイヤ１０を製造する。尚、この加硫用金型３０の上下の部分はそれぞれ一体構造のフルモールド３０Ａとされるが、副溝２０の部分に対応する中央部分は分割された構造の割りモールド３０Ｂとされている。
【００２３】
つまり、トレッド１４の両側域Ｂが主溝１８と陸部１６との組み合わせよりなるラグパターンとされていても、副溝２０が深い構造のタイヤの場合、加硫用金型３０を全てフルモールド３０Ａの構造にすると、加硫後に加硫用金型３０内から完成品の空気入りタイヤ１０が抜けなくなる。
この為、製造の容易性を考慮して、割りモールド構造を有した加硫用金型３０に生タイヤを入れて加硫成形することで、副溝２０の部分が割りモールド３０Ｂで形造られるだけでなく、トレッド１４の両側域Ｂが主溝１８と陸部１６との組み合わせのラグパターンとされる空気入りタイヤ１０を製造するようにした。
【００２４】
次に、本実施の形態の作用を以下に説明する。
本実施の形態に係る空気入りタイヤ１０は、トレッド１４の中央域Ａに周方向Ｙに沿って延びる陸部１６よりなる陸部列を有し、この陸部列に周方向Ｙに沿って副溝２０を設けたパターンとこの中央域Ａがされている。
【００２５】
つまり、本実施の形態に係る空気入りタイヤ１０は、新品状態におけるフロント装着時だけでなく、約１／３程度トレッド１４が摩耗したリア装着時においても、中央域Ａに設けた副溝２０を存続可能な構造とした。これによりトレッド１４の中央域Ａの温度を下げると共にトレッド１４の中央域Ａの剛性を低減することで、耐カットセパレーション性を高めて、耐久性を向上させるものである。
【００２６】
具体的には、温度の低減効果が大きくなる広幅の上部溝部２０Ａとされるように、この上部溝部２０Ａの幅Ｗ１をトレッド幅ＴＷの２％〜１０％の大きさとした。これは、２％より狭い場合には温度の低減効果がなく、この逆に１０％より広い場合には摩耗性能の低下と耐カットスルー性の低下が大きくなるからである。
【００２７】
また、トレッド１４のボリュームが小さく温度が低いことと耐カットスルー性を著しく低下させない狭幅の下部溝部２０Ｂとされるように、この下部溝部２０Ｂの幅Ｗ２をトレッド幅ＴＷの１％〜１０％の大きさとした。これは、１％より狭い場合には温度の低減効果がなく、この逆に１０％より広い場合には摩耗性能の低下と耐カットスルー性の低下が大きくなるからである。
つまり、この下部溝部２０Ｂの幅は、負荷時に閉塞する程度のサイプレベルの幅とされている。
【００２８】
一方、上部溝部２０Ａの深さＤ１を主溝深さＤの１０％〜５０％の深さとしたのは、１０％より浅い場合には温度の低減効果がなく、この逆に５０％より深い場合には耐カットスルー性が低下するからである。また、副溝２０の全体深さＤ０を主溝深さＤの５０％〜１００％の深さとしたのは、５０％より浅い場合には摩耗した時の温度の低減効果が小さく、この逆に１００％より深い場合には耐カットスルー性が低下するからである。
【００２９】
次に、本発明の第２の実施の形態に係る空気入りタイヤを図４及び図５に基づき説明する。尚、第１の実施の形態で説明した部材には同一の符号を付して、重複した説明を省略する。
図４及び図５に示すように、この空気入りタイヤ１０の路面と接する外皮を円弧状であるクラウン形状に外表面が形成された上記のトレッド１４が構成している。このトレッド１４の中央域Ａ及び両側域Ｂには、トレッド１４の周方向Ｙに沿ってブロック状の陸部２２が陸部列となるように等間隔で並んで、それぞれ配置されている。
【００３０】
また、トレッド１４の端部を形成するショルダ部１４Ａ寄りの両側域Ｂには、トレッド１４の周方向Ｙに沿ってこの陸部２２と主溝２４とが等間隔で並んでおり、これら陸部２２と主溝２４との組み合わせよりなるラグパターンがこの両側域Ｂに形成されている。
さらに、本実施の形態でも、トレッド１４の周方向Ｙに沿って陸部２２に副溝２０を設けたパターンとトレッド１４の中央域Ａはされている。
【００３１】
つまり、本実施の形態に係る空気入りタイヤ１０でも、第１の実施の形態と同様に、新品状態におけるフロント装着時だけでなく、約１／３程度トレッド１４が摩耗したリア装着時においても、中央域Ａに設けた副溝２０を存続可能な構造となっている。これによりトレッド１４の中央域Ａの温度を下げると共にトレッド１４の中央域Ａの剛性を低減することで、耐カットセパレーション性を高めて、耐久性を向上させたものである。
【００３２】
次に、第１の実施の形態で説明した空気入りタイヤ１０を実施例とし、この実施例を、２種類の従来例に係るタイヤ及び２種類の比較例に係るタイヤと比較した結果を、以下の表１に基づき説明する。
つまり、図１０に示す従来例１と、図１１及び図１２に示す従来例２とは、共にラグタイプのタイヤであり、さらに、この従来例２は前述のようにトレッド１４の中央域Ａに浅溝４０が付いたラグパターンとされている。
また、図６及び図７に示す比較例１は実施例と比較して副溝２０が浅い構造とされたものであり、図８及び図９に示す比較例２は実施例と比較して副溝２０が広い構造とされたものである。
【００３３】
【表１】

【００３４】
ここで試験の際の条件としては下記の通りであり、上記のような各タイヤをドラム試験装置に装着して、走行試験を行った。
タイヤサイズ：４０．００Ｒ５７深溝（Ｅ４）
リム：６″＊５７″
内圧：７００ｋＰａ
正規荷重：６０ｔｏｎ
速度：６ｋｍ／ｈ
【００３５】
尚、表１において「新品温度（ＳＨＯ／ＣＬ）」とは、新品状態のタイヤでのドラム上で２４時間走行試験後のトレッド１４の中央域Ａの温度に対する両側域Ｂの温度の割合を指数（単位％）で示したものであり、「３０％摩耗後温度（ＳＨＯ／ＣＬ）」とは、３０％摩耗後の状態のタイヤでの同様の走行試験後の同様の割合を指数（単位％）で示したものである。
【００３６】
また、表１において「剛性（ＳＨＯ／ＣＬ）」とは、有限要素法（ＦＥＭ）によってトレッド１４の中央域Ａの剛性に対する両側域Ｂの剛性の割合を指数（単位％）で示したものである。
カットセパレーション性であるＣ／Ｓ性及び、カットスルー性であるＣ／Ｔ性は、市場投入した各種のタイヤでの故障発生率を従来例１のタイヤの故障発生率で割り、指数化したものである。
【００３７】
以上の結果より、実施例のタイヤは、従来例１、２よりも中央域Ａの温度に対する両側域Ｂの温度の割合が高く、また、剛性（ＳＨＯ／ＣＬ）、Ｃ／Ｓ性及びＣ／Ｔ性も良好な値となっていることが理解できる。一方、比較例１はカットセパレーション性が良好であり、比較例２はカットスルー性が良好であった。
【００３８】
尚、上記実施の形態は重荷重用ラジアルタイヤに適用されるものであるが、他の種類のタイヤに適用しても良いことは言うまでもない。また、副溝の幅や深さの寸法も上記の実施例のものに限定されるものでは無い。
【００３９】
【発明の効果】
本発明の空気入りタイヤ及び空気入りタイヤの製造方法は上記構成としたので、カットセパレーション故障を防止して、耐久性を向上できるという優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る空気入りタイヤを示す図であって、（Ａ）は平面図であり、（Ｂ）は（Ａ）の１Ｂ−１Ｂ矢視における横断面図である。
【図２】図１（Ｂ）の副溝周辺の拡大断面図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係る空気入りタイヤの製造に適用される加硫用金型を示す図であって、（Ａ）は全体斜視図であり、（Ｂ）は割りモールドを抜き出した斜視図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態に係る空気入りタイヤを示す図であって、（Ａ）は平面図であり、（Ｂ）は（Ａ）の４Ｂ−４Ｂ矢視における横断面図である。
【図５】図４（Ｂ）の副溝周辺の拡大断面図である。
【図６】比較例１に係る空気入りタイヤを示す図であって、（Ａ）は平面図であり、（Ｂ）は（Ａ）の６Ｂ−６Ｂ矢視における横断面図である。
【図７】図６（Ｂ）の副溝周辺の拡大断面図である。
【図８】比較例２に係る空気入りタイヤを示す図であって、（Ａ）は平面図であり、（Ｂ）は（Ａ）の８Ｂ−８Ｂ矢視における横断面図である。
【図９】図８（Ｂ）の副溝周辺の拡大断面図である。
【図１０】従来例１に係る空気入りタイヤを示す図であって、（Ａ）は平面図であり、（Ｂ）は（Ａ）の１０Ｂ−１０Ｂ矢視における横断面図である。
【図１１】従来例２に係る空気入りタイヤを示す図であって、（Ａ）は平面図であり、（Ｂ）は（Ａ）の１１Ｂ−１１Ｂ矢視における横断面図である。
【図１２】図１１（Ｂ）の副溝周辺の拡大断面図である。
【符号の説明】
１０ 空気入りタイヤ
１４ トレッド
１４Ａ ショルダ部
１８ 主溝
２０ 副溝
２０Ａ 上部溝部
２０Ｂ 下部溝部
３０ 加硫用金型
３０Ｂ 割りモールド

Claims (6)

1. 少なくとも幅方向に沿って延びる主溝をトレッドの両側域に有し、周方向に沿って副溝を設けた陸部列が、周方向に沿って延びるパターンをトレッドの中央域に有した空気入りタイヤであって、
   主溝の最大深さをＤとし、トレッドの幅寸法をＴＷとしたときに、
   副溝の上部側部分とされる上部溝部の幅Ｗ１がＴＷの２％〜１０％の大きさとされると共に、副溝の下部側部分とされる下部溝部の幅Ｗ２がＴＷの１％〜１０％の大きさとされ、
   上部溝部の深さＤ１がＤの１０％〜３３％の深さとされると共に、副溝の全体深さＤ０がＤの５０％〜１００％の深さとされる、ことを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記トレッドの両側域が主溝と陸部との組み合わせのラグパターンとされ且つ、割りモールド構造を有した加硫用金型で製造されることを特徴とする請求項１記載の空気入りタイヤ。
3. 前記トレッドの両側域が主溝と陸部との組み合わせのラグパターンとされ且つ、前記副溝の部分が割りモールドで形造られることを特徴とする請求項１記載の空気入りタイヤ。
4. 生タイヤを作製後、この生タイヤを加硫用金型に入れ加硫成形して請求項１記載の空気入りタイヤを製造することを特徴とする空気入りタイヤの製造方法。
5. 生タイヤを作製後、この生タイヤを割りモールド構造を有した加硫用金型に入れて、前記トレッドの両側域が主溝と陸部との組み合わせのラグパターンとされる空気入りタイヤを製造することを特徴とする請求項４記載の空気入りタイヤの製造方法。
6. 生タイヤを作製後、この生タイヤを加硫用金型に入れて、前記副溝の部分を割りモールドで形造ると共に、前記トレッドの両側域が主溝と陸部との組み合わせのラグパターンとされる空気入りタイヤを製造することを特徴とする請求項４記載の空気入りタイヤの製造方法。

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