JP6245003B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、空気入りタイヤに関し、さらに詳しくは、耐偏摩耗性能を向上できる空気入りタイヤに関する。

近年、特にトラック、バスなどに装着される重荷重用タイヤは、低い偏平率を有する一方で、ベルト層として、周方向ベルト層を交差ベルト層に加えて配置することにより、トレッド部の剛性を上げ、全体の形状を保持しようとする技術が検討されている。この前記周方向ベルト層は、タイヤ周方向に対してほぼ０度（一般には、螺旋状に巻かれているので、「ほぼ０度」であり、タイヤ周方向に対して±５度の範囲内である）となるベルト角度を有するベルト層であり、一対の前記交差ベルトに積層されて配置されるものである。ここで、ベルト角度とは、タイヤ周方向に対してベルトコードの長さ方向がなす傾斜角度である。

かかる構成を採用する従来の空気入りタイヤとして、特許文献１〜４に記載される技術が知られている。

特表２００６−５２８１０５号公報 特表２００６−５２８１０２号公報 特表２００６−５２８１０３号公報 特表２０１２−５２２６８６号公報

特に、偏平率が７０％以下の重荷重用空気入りラジアルタイヤでは、交差ベルト層に加えて、上述の少なくとも１層の周方向ベルト層を備えた構成とすることにより全体の形状を保持しようとする点で優れた空気入りタイヤとなる。

その反面、タイヤショルダー領域では、トレッド領域と比べて相対的に剛性が低めになる傾向が大きくなり、このため、タイヤ転動時にショルダー陸部の滑りが大きくなり、ショルダー陸部に偏摩耗が発生しやすい、また、ショルダー部にラグ溝やサイプがあるトラクションパターンにおいては、制動・駆動時にもげ（チャンキング）が発生しやすいという問題が見いだされた。

本発明の目的は、ショルダー部にラグ溝やサイプがあるトラクションパターンを持つ空気入りタイヤにおいて、優れた耐偏摩耗性を有するとともに、優れた耐チャンキング性を有し、これら両特性を両立することのできる空気入りタイヤを提供することにある。

上述した目的を達成する本発明の空気入りタイヤは、以下の（１）の構成を有する。

（１）カーカス層と、該カーカス層のタイヤ径方向外側に配置されるベルト層と、該ベルト層のタイヤ径方向外側に配置されるトレッドゴムを有するとともに、タイヤ周方向に延在する少なくとも３本の周方向主溝と、これらの周方向主溝に区画されてなる複数の陸部とを有する空気入りタイヤであって、前記ベルト層が、絶対値で１０度以上４５度以下のベルト角度を有するとともに互いに異符号のベルト角度を有する一対の交差ベルト層と、タイヤ周方向に対して±５度の範囲内にあるベルト角度を有する周方向ベルト層とが積層されてなり、かつ、前記周方向主溝のうちタイヤ幅方向の最も外側にある左右の周方向主溝を最外周方向主溝と呼ぶとともに、該左右の最外周方向主溝よりもタイヤ幅方向外側にある陸部をショルダー陸部と呼び、該左右の最外周方向主溝よりもタイヤ幅方向内側にある陸部をセンターリブと呼ぶときに、タイヤ子午線方向の断面視において、
（ａ）センターリブの接地面は、タイヤ径方向外側に凸となる曲線からなり、
（ｂ）ショルダー陸部の接地面は、接地面のタイヤ幅方向内側に配置されたタイヤ径方向外側に凸である曲線Ｌ１と、接地面タイヤ幅方向外側に配置されたタイヤ径方向内側に凸である曲線Ｌ２からなり、
（ｃ）ショルダー陸部における、前記少なくとも３本の周方向主溝の溝底を結ぶ仮想線Ｌ３よりも径方向外側の領域、および、前記曲線Ｌ１と前記曲線Ｌ２の境界点Ｐのタイヤ幅方向外側の領域に、陸部のゴムよりも破断伸びの大きいゴムから形成されたショルダー保護層が構成されている、
ことを特徴とする空気入りタイヤ。

また、かかる本発明の空気入りタイヤにおいて、好ましくは、以下の（２）〜（６）のいずれかの構成からなるものである。
（２）タイヤ赤道面におけるトレッドプロファイルからタイヤ内周面までの距離Ｇｃｃと、トレッド端からタイヤ内周面までの距離Ｇｓｈとが、Ｇｓｈ／Ｇｃｃ≧１．１の関係を有することを特徴とする上記（１）記載の空気入りタイヤ。
（３）タイヤ赤道面における溝底ラインと前記周方向ベルト層間の距離Ｄｃｃと、周方向ベルト端部における溝底ラインと前記周方向ベルト層間の距離Ｄｅとが、Ｄｅ／Ｄｃｃ≦１．０の関係を有することを特徴とする上記（１）または（２）記載の空気入りタイヤ。
（４）前記ショルダー保護層のタイヤ幅方向の厚みが、１〜４ｍｍであることを特徴とする上記（１）〜（３）のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
（５）前記ショルダー陸部のサイド側面にサイプが設けられていることを特徴とする上記（１）〜（４）のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
（６）前記ショルダー保護層は、サイドウォールのゴムと同一のゴムからなることを特徴とする上記（１）〜（５）のいずれかに記載の空気入りタイヤ。

請求項１にかかる本発明の空気入りタイヤによれば、ショルダー部にラグ溝やサイプがあるトラクションパターンを持つ空気入りタイヤにおいて、タイヤ全体として優れた耐偏摩耗性を有するとともに、ショルダー部では優れた耐チャンキング性を有した空気入りタイヤが提供される。

請求項２〜６のいずれかにかかる本発明の空気入りタイヤによれば、上述した請求項１にかかる本発明の効果をより明確に発揮できる空気入りタイヤが提供される。

図１は、本発明の空気入りタイヤの実施形態例を説明するタイヤ子午線方向の要部断面図である。 図２は、図１に記載した空気入りタイヤのベルト層１４の積層構造を説明する一部破砕平面図である。 図３は、本発明の空気入りタイヤの実施形態例を説明するタイヤ子午線方向の要部断面図である。 図４は、本発明の空気入りタイヤの実施形態例を説明するタイヤトレッド部とショルダー部付近の要部斜視図である。

以下、図面等を参照しながら、更に詳しく本発明の空気入りタイヤについて説明する。

図１に示したように、本発明の空気入りタイヤ１は、カーカス層１１と、該カーカス層１１のタイヤ径方向外側に配置されるベルト層１４と、該ベルト層１４のタイヤ径方向外側に配置されるトレッドゴム１５を有するとともに、タイヤ周方向に延在する少なくとも３本の周方向主溝２と、これらの周方向主溝に区画されてなる複数の陸部３とを有する空気入りタイヤであって、ベルト層１４が、絶対値で１０度以上４５度以下のベルト角度を有するとともに互いに異符号のベルト角度を有する一対の交差ベルト層１４２、１４３と、タイヤ周方向に対して±５度の範囲内にあるベルト角度を有する周方向ベルト層１４４とが積層されてなり、かつ、周方向主溝２のうちタイヤ幅方向の最も外側にある左右の周方向主溝を最外周方向主溝と呼ぶとともに、該左右の最外周方向主溝よりもタイヤ幅方向外側にある陸部をショルダー陸部３ｓと呼び、該左右の最外周方向主溝よりもタイヤ幅方向内側にある陸部をセンターリブ３ｃと呼ぶときに、タイヤ子午線方向の断面視において、
（ａ）センターリブ３ｃの接地面は、タイヤ径方向外側に凸となる曲線からなり、
（ｂ）ショルダー陸部３ｓの接地面は、接地面のタイヤ幅方向内側に配置されたタイヤ径方向外側に凸である曲線Ｌ１と、接地面タイヤ幅方向外側に配置されたタイヤ径方向内側に凸である曲線Ｌ２からなり、
（ｃ）ショルダー陸部３ｓにおける、少なくとも３本の周方向主溝２の溝底を結ぶ仮想線Ｌ３よりも径方向外側の領域、および、前記曲線Ｌ１と前記曲線Ｌ２の境界点Ｐのタイヤ幅方向外側の領域に、陸部のゴムよりも破断伸びの大きいゴムから形成されたショルダー保護層１５が構成されている、
ことを特徴とする。図１において、ＣＬは、タイヤの赤道面である。

図２は、図１に記載した空気入りタイヤのベルト層１４の積層構造を説明する一部破砕平面図であり、図２では、ベルト層１４中の各ベルト層１４１〜１４５中に描いた細線が各ベルト層１４１〜１４５のベルトコードの配列方向を模式的に示している。具体的には、ベルト層１４は、高角度ベルト１４１と、一対の交差ベルト１４２、１４３と、ベルトカバー１４５と、周方向ベルト層１４４とが積層されてなり、カーカス層１１の外周に掛け回されて配置される。

高角度ベルト１４１は、スチールあるいは有機繊維材（値問えば、ナイロン、ポリエステル、レーヨンなど）からなる複数のベルトコードをコートゴムで被覆して圧延加工して構成され、一般に、好ましくは絶対値で４５度以上７０度以下のベルト角度を有する。また、高角度ベルト１４１は、カーカス層１１のタイヤ径方向外側に積層されて配置される。

一対の交差ベルト１４２、１４３は、それぞれが、コートゴムで被覆されたスチールあるいは有機繊維材からなる複数のベルトコードを圧延加工して構成され、一般に、好ましくは１０度以上４５度以下のベルト角度を有する。また、一対の交差ベルト１４２、１４３は、相互に異符号（プラスかマイナス）のベルト角度を有し、ベルトコードの長さ方向を相互に交差させて積層されている（クロスプライ構造）。なお、交差ベルトは３枚以上のものが積層されて配置されていてもよい。また、図示のものでは、一対の交差ベルト１４２、１４３は高角度ベルト１４１のタイヤ径方向外側に積層されて配置したものを示しているが、積層構造は、特に限定されず、また、高角度ベルト１４１は配置されなくてもよい。

周方向ベルト層１４４は、代表的には、コートゴムで被覆されたスチール製のベルトコードをタイヤ周方向に対して±５度の範囲内で傾斜させつつ螺旋状に巻き回して構成される。また、周方向ベルト層１４４は、図示の形態では一対の交差ベルト１４２、１４３の間に挟み込まれて配置されているが、この形態に限定されるものではない。また、周方向ベルト層１４４は、一対の交差ベルト１４２、１４３の左右のエッジ部よりもタイヤ幅方向内側に、そのエッジが位置するように配置される。具体的には、１本あるいは複数本のワイヤが内径側の交差ベルト１４２の外周に螺旋状に巻き回されて、周方向ベルト層１４４が形成される。この周方向ベルト層１４４が、トレッド部センター領域に配置されてタガ効果を発揮して、タイヤ周方向の剛性、径方向の剛性を向上させることにより、タイヤの耐久性能が向上する。

ベルトカバー１４５は、代表的には、スチールあるいは有機繊維材からなる複数のベルトコードをコートゴムで被覆して圧延加工して構成されたものであり、節対値で１０度以上４５度以下のベルト角度を有する。該ベルトカバー１４５は、一対の交差ベルト１４２、１４３のタイヤ径方向外側に積層されて配置されている。図示した形態では、ベルトカバー１４５が、外径側の交差ベルト１４３とほぼ同一のベルト角度を有し、また、ベルト層１４の最外層に配置されている。

また、ベルト層１４は、エッジカバーを有していてもよい（図示せず）。エッジカバーは、外径側の交差ベルト１４３（あるいは内径側の交差ベルト１４２）の左右のエッジだのタイヤ径方向外側にそれぞれ配される。これらのエッジが、いわゆるタガ効果を発揮することにより、トレッド部センター領域とショルダー領域との径成長差が緩和されて、また、周方向ベルト層１４４によりもたらされるタガ効果と相俟って、タイヤの耐偏摩耗性能が著しく向上する。

本発明の空気入りタイヤでは、上述した構成に加えて、図１に示したタイヤ子午線方向の断面視において、特に、
（ａ）センターリブ３ｃの接地面を、タイヤ径方向外側に凸となる曲線から形成させ、
（ｂ）ショルダー陸部３ｓの接地面は、接地面のタイヤ幅方向内側に配置されたタイヤ径方向外側に凸である曲線Ｌ１と、接地面タイヤ幅方向外側に配置されたタイヤ径方向内側に凸である曲線Ｌ２から形成させ、
さらに、
（ｃ）ショルダー陸部３ｓにおける、少なくとも３本の周方向主溝２の溝底を結ぶ仮想線Ｌ３よりも径方向外側の領域、および、前記曲線Ｌ１と前記曲線Ｌ２の境界点Ｐのタイヤ幅方向外側の領域に、陸部のゴムよりも破断伸びの大きいゴムから形成されたショルダー保護層１５を構成させたものである。

上述したように、周方向ベルト層１４４が、トレッド部センター領域に配置されていることにより、タガ効果を発揮して、タイヤ周方向の剛性、径方向の剛性が向上し、これによりタイヤの耐久性能が向上する。その反面、タイヤショルダー領域では、トレッド領域と比べて相対的に剛性が低めになる傾向が大きくなり、このため、タイヤ転動時にショルダー陸部の滑りが大きくなり、ショルダー陸部に偏摩耗が発生しやすい、また、ショルダー部にラグ溝やサイプがあるトラクションパターンにおいては、制動・駆動時にもげ（チャンキング）が発生しやすいという問題が生じやすくなるが、本発明の空気入りタイヤでは、特に、上記（ａ）〜（ｃ）の構成を採用することにより、ショルダー陸部、特にサイド側の剛性を大きくさせ、ショルダー陸部の偏摩耗、制動・駆動時のもげ（チャンキング）の発生を抑制することができたものである。

ショルダー保護層１５のゴムは、陸部のゴムよりも破断伸びの大きいゴムを用いて形成させることが該効果を顕著に得る上で重要であり、特に、本発明者らの知見によれば、陸部のゴムを破断伸びが４００〜５００％のゴムで形成させて、ショルダー保護層１５は、破断伸びが５３０％以上のゴムで形成させることが好ましい。

また、曲線Ｌ１、曲線Ｌ２から形成されるショルダー保護層１５のいわば「跳ね上げ」形態の度合いは、本発明者らの知見によれば、図３に示したように、タイヤ赤道面におけるトレッドプロファイルからタイヤ内周面までの距離Ｇｃｃと、トレッド端からタイヤ内周面までの距離Ｇｓｈとが、Ｇｓｈ／Ｇｃｃ≧１．１の関係を有することが好ましい。Ｇｓｈ／Ｇｃｃの値が、１．１未満であれば、本発明の効果を大きく得ることは難しいからであり、Ｇｓｈ／Ｇｃｃの上限は、本発明者らの知見によれば、１．３以下までとするのが好ましく、１．３より大きくしても、それに見合った効果を得ることが難しくなる。

同様に、図３に示したように、本発明者らの知見によれば、タイヤ赤道面における溝底ラインＬ３と周方向ベルト層１４４の間の距離Ｄｃｃと、周方向ベルト１４４の端部位置における溝底ラインＬ３と周方向ベルト層１４４間の距離Ｄｅとが、Ｄｅ／Ｄｃｃ≦１．０の関係を有することが好ましい。Ｄｅ／Ｄｃｃの値が１．０よりも大きいと、周方向ベルト層を使用した効果が小さくなり好ましくない。Ｄｅ／Ｄｃｃの値の下限は、バランスのよい良好な接地プロファイルを得る上で、０．８程度までである。

また、ショルダー保護層１５のタイヤ幅方向の厚みは、該保護層を設けることの効果を明確に得る上で、１〜４ｍｍであることが好ましい。「タイヤ幅方向の厚み」とは、図１の左側のショルダー保護層１５に示したように、ショルダー陸部３ｓの接地面をなす曲線Ｌ１を延長させた仮想曲線Ｌ４がショルダー保護層１５の最外縁線と交わる位置での厚さ（ショルダー陸部３ｓを形成する線と直角な方向での厚み）をいう。

また、本発明の空気入りタイヤは、本発明の効果が特に顕著になる点で、図４に示したように、ショルダー陸部３のサイド側面にサイプ１６が設けられているタイヤにおいて本発明を構成することが好ましい。

また、特に限定されるものではないが、ショルダー保護層１５は、サイドウォールを構成するゴムと同一のゴムで形成すると好ましく、ゴム界面での耐剥がれ性の問題の小さいショルダー保護層１５を実現することができる。その場合、ショルダー陸部３のサイド側面のタイヤ径方向内側部分までサイドウォールを構成するゴムが延在するようにタイヤ成形したものであると、より効果的となる。

本発明の空気入りタイヤは、特に限定されないが、偏平率が７０％以下で４０％以上の重荷重用空気入りラジアルタイヤにおいて構成するとより効果的である。重荷重用空気入りラジアルタイヤは、乗用車用のタイヤなどと比較して、タイヤ使用時の負荷が大きく、周方向ベルト層を用いることの効果が顕著であり、その反面、周方向ベルト層が存在しない領域であるショルダー陸部での耐偏摩耗特性も優れたものとして重荷重用空気入りラジアルタイヤを実現できるのである。

タイヤサイズ２６５／６０Ｒ２２．５の空気入りタイヤを用いて、リムサイズ２２．５インチ×８．２５インチのリムに装着し、ＪＡＴＭＡ規格の最大空気圧（９００ｋＰａ）を充填し、２−Ｄ車両の駆動軸に装着し、ＪＡＴＭＡ規格の最大荷重（２６．７２ｋＮ）を加えた状態で実車走行試験・評価を行った。

試験タイヤは、トレッド溝は図１に示したものとし、ショルダー陸部のサイド壁には図４に示したようなサイプがあるものである。比較例１は従来のショルダー保護層を形成していない従来例である。比較例２と比較例３は、ショルダー保護層を設けたがショルダー保護層と陸部を構成する各ゴムの破断伸びの大小関係が本発明を満足しないものである。実施例１〜４は、ショルダー保護層のゴムの破断伸びの値、厚さ、構造を変えたものである。

評価は、１万ｋｍの走行後、下記の項目について行った。
いずれも比較例１（従来例）を１００とし、数値が大きいほど優れているものとする指数による評価を行った。
（Ａ）耐チャンキング性
ショルダー部〜バットレス部にある長さ３ｍｍ以上のゴムの欠け、もげの数を数えた。
（Ｂ）耐バットレス部クラック性
バットレス部にある長さ３ｍｍ以上のクラックの数を数えた。
（Ｃ）耐片落ち摩耗性
レーザープロファイル測定にて、ショルダー部のリブの片落ち摩耗量を測定した。

各実施例、比較例について上記した試験と評価を行った結果を表１に示した。

１：空気入りタイヤ
２：周方向主溝
３：陸部
３ｃ：センターリブ
３ｓ：ショルダー陸部
１１：カーカス層
１４：ベルト層
１４１：高角度ベルト
１４２：交差ベルト層
１４３：交差ベルト層
１４４：周方向ベルト層
１４５：ベルトカバー
１５：トレッドゴム
１６：サイプ
ＣＬ：タイヤ赤道面

Claims (6)

1. カーカス層と、該カーカス層のタイヤ径方向外側に配置されるベルト層と、該ベルト層のタイヤ径方向外側に配置されるトレッドゴムを有するとともに、タイヤ周方向に延在する少なくとも３本の周方向主溝と、これらの周方向主溝に区画されてなる複数の陸部とを有する空気入りタイヤであって、前記ベルト層が、絶対値で１０度以上４５度以下のベルト角度を有するとともに互いに異符号のベルト角度を有する一対の交差ベルト層と、タイヤ周方向に対して±５度の範囲内にあるベルト角度を有する周方向ベルト層とが積層されてなり、かつ、前記周方向主溝のうちタイヤ幅方向の最も外側にある左右の周方向主溝を最外周方向主溝と呼ぶとともに、該左右の最外周方向主溝よりもタイヤ幅方向外側にある陸部をショルダー陸部と呼び、該左右の最外周方向主溝よりもタイヤ幅方向内側にある陸部をセンターリブと呼ぶときに、タイヤ子午線方向の断面視において、
   （ａ）センターリブの接地面は、タイヤ径方向外側に凸となる曲線からなり、
   （ｂ）ショルダー陸部の接地面は、接地面のタイヤ幅方向内側に配置されたタイヤ径方向外側に凸である曲線Ｌ１と、接地面タイヤ幅方向外側に配置されたタイヤ径方向内側に凸である曲線Ｌ２からなり、
   （ｃ）ショルダー陸部における、前記少なくとも３本の周方向主溝の溝底を結ぶ仮想線Ｌ３よりも径方向外側の領域、および、前記曲線Ｌ１と前記曲線Ｌ２の境界点Ｐのタイヤ幅方向外側の領域に、陸部のゴムよりも破断伸びの大きいゴムから形成されたショルダー保護層が構成されている、
   ことを特徴とする空気入りタイヤ。
2. タイヤ赤道面におけるトレッドプロファイルからタイヤ内周面までの距離Ｇｃｃと、トレッド端からタイヤ内周面までの距離Ｇｓｈとが、Ｇｓｈ／Ｇｃｃ≧１．１の関係を有することを特徴とする請求項１記載の空気入りタイヤ。
3. タイヤ赤道面における溝底ラインと前記周方向ベルト層間の距離Ｄｃｃと、周方向ベルト端部における溝底ラインと前記周方向ベルト層間の距離Ｄｅとが、Ｄｅ／Ｄｃｃ≦１．０の関係を有することを特徴とする請求項１または２記載の空気入りタイヤ。
4. 前記ショルダー保護層のタイヤ幅方向の厚みが、１〜４ｍｍである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。
5. 前記ショルダー陸部のサイド側面にサイプが設けら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。
6. 前記ショルダー保護層は、サイドウォールのゴムと同一のゴムからなることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の空気入りタイヤ。

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