JP6720986B2 - 空気入りタイヤ及び空気入りタイヤの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、ショルダーラグ溝を備える空気入りタイヤ及び空気入りタイヤの製造方法に関する。

建設車両用タイヤあるいは産業車両用タイヤは、その使用状況から、高荷重の負荷を受けるため優れた耐久性を備え、かつタイヤ寿命が長いことが望まれている。耐久性を劣化させるタイヤ構造上の要因として、ベルト部の端近傍のカーカスコードの乱れやカーカスコード間の間隔が変動すること（波うち）が挙げられる。タイヤを製造する際、タイヤにトレッドパターンとしてラグ溝を形成するとき、ラグ溝に対応する加硫用金型の凸部が加硫成形前の生タイヤのトレッド部内でトレッド部のトレッドゴムをタイヤ周方向に押し分けながらタイヤ幅方向内側に向かって進むことによりラグ溝を形成するので、カーカスプライ中のカーカスコードがトレッドゴムの流れに引きずられることによってベルト部の端近傍のカーカスコードの乱れや波うちが発生する。

これに対して、ベルト端の波打ちを防止することができる、重荷重用空気入りラジアルタイヤの製造方法が知られている（特許文献１）。
当該製造方法では、加硫成形前の生タイヤ（グリーンタイヤ）の、ラグ溝を設ける領域に、タイヤ幅方向成分を有するサイプを、タイヤ周方向に複数設けた後、その生タイヤ（グリーンタイヤ）を加硫金型内で加硫成形して製品タイヤとする。

特開２００５−１９３５２５号公報

上記製造方法では、加硫成形前の生タイヤ（グリーンタイヤ）の、ラグ溝を設ける領域に、タイヤ幅方向成分を有するサイプを、タイヤ周方向に複数設けることにより、加硫成形時には、拡径された生タイヤ（グリーンタイヤ）のサイプは開くことになり、加硫金型のラグ溝を形成する凸部が、生タイヤ（グリーンタイヤ）の外周面に設けたサイプに食い込み易くなる。これにより、凸部の食い込みにより発生する、タイヤ半径方向内方へ向かう力を周方向に分散して、ベルト層端のタイヤ半径方向内方および外方への移動を抑制して、ベルト層の端の波打ちを抑制することができる。

しかし、上記製造方法では、ベルト層端の波うちを抑制の対象としており、プライコードの乱れや波うちではなく、しかも、ベルト層端の波うちはタイヤ半径方向内方および外方への移動による波うちである。しかも、加硫前の生タイヤ（グリーンタイヤ）の表面にサイプを設ける処理を行う必要があるため、生産効率が悪い。一方、タイヤに設けられるラグ溝の溝深さを浅くして、金型の凸部がタイヤ周方向に押し分ける生タイヤのトレッドゴム量を抑えることにより、ベルト部の端近傍のカーカスコードの乱れや波うちを小さくする対策も考えられるが、ラグ溝の溝深さが浅くなるため、タイヤ寿命が短くなる。

本発明は、タイヤ寿命を延ばしつつ、ベルト部の端近傍のカーカスコードの乱れや波うちを抑制することにより耐久性を向上させる空気入りタイヤ及び空気入りタイヤの製造方法を提供することを目的とする。

本発明の一態様は、空気入りタイヤであって、
ベルト部と、
タイヤ幅方向外側に延びて接地端に開口し、タイヤ幅方向内側の端が閉塞端であり、前記閉塞端からタイヤ幅方向外側に直線状に延びて前記接地端に開口するショルダーラグ溝がタイヤ周方向に間隔をあけて複数設けられたトレッド部と、を備え、
前記ショルダーラグ溝は、前記トレッド部の表面から前記表面に対して垂直方向に延びる溝であって、前記トレッド部の表面から前記ショルダーラグ溝の溝底の側に延び、前記溝底に進むに連れて前記ショルダーラグ溝の溝幅中心の側に近づく傾斜壁面を前記ショルダーラグ溝の両側の溝壁それぞれに有し、
前記ベルト部の最大幅ベルトの端からタイヤ幅方向内側の前記ショルダーラグ溝の領域において、前記ショルダーラグ溝の前記トレッド部の表面における溝幅がタイヤ幅方向内側に向かって減少するが、少なくとも前記ショルダーラグ溝の両側の傾斜壁面の、前記垂直方向に対する溝壁角度が前記タイヤ幅方向内側に向かって小さくなることにより、溝断面積を一定に維持した部分が、タイヤ展開幅の半分の少なくとも２０％の長さ、タイヤ幅方向に設けられ、
前記溝断面積を一定に維持した前記部分は、前記溝断面積が前記部分の平均溝断面積に対して９７〜１０３％の範囲内にある部分である、ことを特徴とする空気リタイヤである。

前記部分における前記溝壁角度は、１０〜３５度の範囲で変化する、ことが好ましい。

本発明の他の一態様は、空気入りタイヤであって、
ベルト部と、
タイヤ幅方向外側に延びて接地端に開口し、タイヤ幅方向内側の端が閉塞端であり、前記閉塞端からタイヤ幅方向外側に直線状に延びて前記接地端に開口するショルダーラグ溝がタイヤ周方向に間隔をあけて複数設けられたトレッド部と、を備え、
前記ベルト部の最大幅ベルトの端からタイヤ幅方向内側の前記ショルダーラグ溝の領域において、前記ショルダーラグ溝の、前記トレッド部の表面における溝幅がタイヤ幅方向内側に向かって減少するが、少なくとも前記ショルダーラグ溝の溝深さが変化することにより、溝断面積を一定に維持した部分が、タイヤ展開幅の半分の少なくとも２０％の長さ、タイヤ幅方向に設けられ、
前記溝断面積を一定に維持した前記部分は、前記溝断面積が前記部分の平均溝断面積に対して９７〜１０３％の範囲内にある部分である、ことを特徴とする空気入りタイヤである。
その際、前記空気入りタイヤのタイヤセンターラインから前記タイヤ展開幅の４分の１、離れた位置から前記接地端までの、前記ショルダーラグ溝の領域における最大溝深さに対する最小溝深さの比は、０．８以上である、ことが好ましい。

その際、前記比は、０．８５以上０．９５以下であり、
前記溝壁角度は、前記部分において１５度〜２５度の範囲で変化する、ことが好ましい。

本発明の他の一態様は、空気入りタイヤであって、
ベルト部と、
タイヤ幅方向外側に延びて接地端に開口し、タイヤ幅方向内側の端が閉塞端であるショルダーラグ溝がタイヤ周方向に間隔をあけて複数設けられたトレッド部と、を備え、
前記ベルト部の最大幅ベルトの端からタイヤ幅方向内側の前記ショルダーラグ溝の領域において、前記ショルダーラグ溝の、前記トレッド部の表面における溝幅がタイヤ幅方向内側に向かって減少するが、前記ショルダーラグ溝の溝壁角度及び溝深さの少なくともいずれか一方が変化することにより、溝断面積を一定に維持した部分が、タイヤ展開幅の半分の少なくとも２０％の長さ、タイヤ幅方向に設けられ、
前記ショルダーラグ溝は、前記閉塞端に近づくにつれて前記ショルダーラグ溝の溝深さが徐々に浅くなるように傾斜した溝底傾斜面を備え、
前記空気入りタイヤのタイヤ径方向に沿ったプロファイル断面において、前記閉塞端における前記トレッド部の表面の法線に対する前記溝底傾斜面の傾斜角度は、２０度以上４５度以下である、ことを特徴とする空気入りタイヤである。

前記溝断面積を一定に維持した前記部分は、前記空気入りタイヤのタイヤセンターラインから距離Ｌ１離れた位置から距離Ｌ２離れた位置にあり、
前記距離Ｌ１は、前記タイヤ展開幅の半分の４０〜６０％に相当する距離であり、
前記距離Ｌ２は、前記タイヤ展開幅の半分の７０〜９０％に相当する距離である、ことが好ましい。

前記溝断面積を一定に維持した前記部分のタイヤ幅方向の長さは、前記タイヤ展開幅の半分の３５％の長さ以下である、ことが好ましい。

また、本発明の他の一態様は、空気入りタイヤの製造方法であって、
ベルト部を備えた加硫前の生タイヤを成形するステップと、
前記生タイヤを金型で囲み加熱するステップと、を備え、
空気入りタイヤのトレッド部に、タイヤ幅方向外側に延びて接地端に開口し、タイヤ幅方向内側の端が閉塞端であり、前記閉塞端からタイヤ幅方向外側に直線状に延びて前記接地端に開口するショルダーラグ溝がタイヤ周方向に間隔をあけて複数設けられるように、前記金型は、ショルダーラグ溝形成用の一方向に直線状に延在した複数の凸部を備え、
前記凸部は、前記トレッド部の表面に対応する金型表面から前記金型表面に対して垂直方向に延びる突出部であって前記金型表面から突出側に進むに連れて前記凸部の突出幅中心の側に近づく傾斜壁面を前記凸部の両側の側壁それぞれに有し、
前記凸部のそれぞれは、前記生タイヤの前記ベルト部の最大幅ベルトの端からタイヤ幅方向内側に対応する前記凸部それぞれの領域において、前記凸部それぞれの突出基部における幅がタイヤ幅方向内側に向かって減少するが、少なくとも前記凸部それぞれの両側の側壁の、前記垂直方向に対する壁傾斜角度がタイヤ幅方向内側に向かって小さくなることにより、前記凸部それぞれの断面積を一定に維持する部分が、タイヤ展開幅の半分の少なくとも２０％の長さ、タイヤ幅方向に設けられ、
前記断面積を一定に維持する前記部分は、前記凸部の前記断面積が前記部分の平均凸部断面積に対して９７〜１０３％の範囲内にある部分である、ことを特徴とする空気入りタイヤの製造方法である。
その際、前記断面積を一定に維持する部分は、前記壁傾斜角度の変化の他に、前記凸部それぞれの突出高さも変化する、ことが好ましい。

本発明の他の一態様は、空気入りタイヤの製造方法であって、
ベルト部を備えた加硫前の生タイヤを成形するステップと、
前記生タイヤを金型で囲み加熱するステップと、を備え、
空気入りタイヤのトレッド部に、タイヤ幅方向外側に延びて接地端に開口し、タイヤ幅方向内側の端が閉塞端であり、前記閉塞端からタイヤ幅方向外側に直線状に延びて前記接地端に開口し、タイヤ径方向を溝深さ方向とするショルダーラグ溝がタイヤ周方向に間隔をあけて複数設けられるように、前記金型は、ショルダーラグ溝形成用の一方向に直線状に延在した複数の凸部を備え、
前記凸部のそれぞれは、前記生タイヤの前記ベルト部の最大幅ベルトの端からタイヤ幅方向内側に対応する前記凸部それぞれの領域において、前記凸部それぞれの突出基部における幅がタイヤ幅方向内側に向かって減少するが、少なくとも前記ショルダーラグ溝の溝壁に対応する前記凸部それぞれの突出高さが変化することにより、前記凸部それぞれの断面積を一定に維持する部分が、タイヤ展開幅の半分の少なくとも２０％の長さ、タイヤ幅方向に設けられ、
前記断面積を一定に維持する前記部分は、前記凸部の前記断面積が前記部分の平均凸部断面積に対して９７〜１０３％の範囲内にある部分である、ことを特徴とする空気入りタイヤの製造方法である。
また、本発明の他の一態様は、空気入りタイヤの製造方法であって、
ベルト部を備えた加硫前の生タイヤを成形するステップと、
前記生タイヤを金型で囲み加熱するステップと、を備え、
空気入りタイヤのトレッド部に、タイヤ幅方向外側に延びて接地端に開口し、タイヤ幅方向内側の端が閉塞端であるショルダーラグ溝がタイヤ周方向に間隔をあけて複数設けられるように、前記金型は、ショルダーラグ溝形成用の一方向に延在した複数の凸部を備え、
前記凸部のそれぞれは、前記生タイヤの前記ベルト部の最大幅ベルトの端からタイヤ幅方向内側に対応する前記凸部それぞれの領域において、前記凸部それぞれの突出基部における幅がタイヤ幅方向内側に向かって減少するが、前記ショルダーラグ溝の溝壁に対応する前記凸部それぞれの突出高さ及び側壁の壁傾斜角度の少なくともいずれか一方が変化することにより、前記凸部それぞれの断面積を一定に維持する部分が、タイヤ展開幅の半分の少なくとも２０％の長さ、タイヤ幅方向に設けられ、
前記金型は、前記生タイヤの前記トレッド部にトレッドパターンを形成するための２つの部分金型を備え、
前記部分金型のそれぞれは、前記凸部を備え、
前記金型が前記生タイヤを囲むとき、前記凸部のそれぞれが、前記生タイヤのトレッド部内をタイヤ幅方向外側から内側に向かって入り込む、ことを特徴とする空気入りタイヤの製造方法である。

上述の空気入りタイヤ及び空気入りタイヤの製造方法によれば、タイヤ寿命を延ばしつつ、ベルト部の端近傍のカーカスコードの乱れや波うちを抑制することにより耐久性を向上させることができる。

本実施形態の空気入りタイヤのプロファイル断面の一例を示す図である。 （ａ）は、本実施形態のタイヤのトレッドパターンの例を示す図であり、（ｂ）は（ａ）に示すショルダーラグ溝の溝深さが変化する例を示す図であり、（ｃ）及び（ｄ）は、（ａ）に示すショルダーラグ溝の溝形状が変化する例を示す図である。 本実施形態のタイヤの製造過程における加硫時の金型と生タイヤを説明する図である。 （ａ）〜（ｃ）は、タイヤの製造過程における加硫で用いる下型の凸部の動きを説明する図であり、（ｄ）は、従来のタイヤにおける、ベルト部の端近傍のカーカスコードの乱れ、波うちを示すＸ線撮影画像を示す図である。

以下、本発明の空気入りタイヤを詳細に説明する。
図１は、本実施形態の空気入りタイヤ（以降、タイヤともいう）１のタイヤ回転軸を含み、タイヤ径方向に沿った平面でタイヤ１を切断したときのタイヤ１のプロファイル断面の一例を示す図である。タイヤ１は、重荷重用空気入りタイヤである。図１では、ショルダーラグ溝の図示は省略されている。

本明細書でいう重荷重用空気入りタイヤとは、JATMA（日本自動車タイヤ協会規格） YEAR BOOK 2014のＣ章に記載されるタイヤの他に、Ｄ章に記載される１種（ダンプトラック、スクレーバ）用タイヤ、２種（グレーダ）用タイヤ、３種（ショベルローダ等）用タイヤ、４種（タイヤローラ）用タイヤ、モビールクレーン（トラッククレーン、ホイールクレーン）用タイヤ、あるいはTRA 2013 YEAR BOOKのSECTION 4 あるいは、SECTION 6に記載される車両用タイヤをいう。

本明細書では、各方向及び側を以下のように定義する。
タイヤ幅方向は、空気入りタイヤの回転軸と平行な方向である。タイヤ幅方向外側は、タイヤ幅方向において、比較する位置に対して、タイヤ赤道面を表すタイヤセンターラインＣＬから離れる側である。また、タイヤ幅方向内側は、比較する位置に対して、タイヤ幅方向において、タイヤセンターラインＣＬに近づく側である。タイヤ周方向は、空気入りタイヤの回転軸を回転の中心として空気入りタイヤが回転する方向である。タイヤ径方向は、空気入りタイヤの回転軸に直交する方向である。タイヤ径方向外側は、比較する位置に対して、タイヤ径方向に沿って前記回転軸から離れる側をいう。また、タイヤ径方向内側は、比較する位置に対して、タイヤ径方向に沿って前記回転軸に近づく側をいう。

（タイヤ構造）
タイヤ１は、カーカスプライ３と、ベルト部４と、一対のビードコア５とを有し、これらの周りに、トレッド部６、サイド部７、ビードフィラー８、インナーライナ９等の各ゴム層を有する。トレッド部６は、トレッドゴムを有する。

カーカスプライ３は少なくとも１層（図１では１層）設けられ、一対のビードコア５間に装架されている。このカーカスプライ３は、タイヤ径方向に延びる複数本のカーカスコードを含み、ビードコア５の廻りにタイヤ幅方向内側から外側に折り返されている。また、ビードコア５のタイヤ径方向外側にはビードフィラー８が配置され、このビードフィラー８がカーカスプライ３の本体部分と折り返し部分により包み込まれている。
トレッド部６のタイヤ径方向内側で、カーカスプライ３のタイヤ径方向外側には、複数のベルトで構成されたベルト部４が設けられている。

ベルト部４は、５枚のベルトを備える。５枚のベルトは、タイヤ径方向の最も内側にある１枚の強化ベルト４ａと、強化ベルト４ａのタイヤ径方向外側にある２枚の交差ベルト４ｂ，４ｃと、交差ベルト４ｃのタイヤ径方向外側にある、保護ベルト４ｄ，４ｅと、を含む。

強化ベルト４ａは、中抜き構造になっており、交差ベルト４ｂ，４ｃ及び保護ベルト４ｄ，４ｅに比べて、ベルトを構成するスチールコードのタイヤ周方向に対する傾斜角度が大きい。これにより、強化ベルト４ａは、タイヤ幅方向のベルト剛性を高める機能を発揮する。交差ベルト４ｂ，４ｃを構成するスチールコードは、タイヤ周方向に対してタイヤ幅方向の互いに異なる側に傾斜している。このため、交差ベルト４ｂ，４ｃは、内圧充填により拡張しようとするタイヤに対してタガ効果を発揮する。
保護ベルト４ｄ，４ｅのスチールコードのタイヤ周方向に対する傾斜角度は、交差ベルト４ｂ，４ｃのスチールコードのタイヤ周方向に対する傾斜角度に比べて大きい。保護ベルト４ｄのタイヤ幅方向に沿ったベルト幅は、保護ベルト４ｅ、強化ベルト４ａ、及び交差ベルト４ｂ，４ｃのいずれのベルト幅よりも広い。

タイヤ１は、上記タイヤ構造を有するが、これに限定されず、公知のタイヤ構造であってもよいし、新規なタイヤ構造であってもよい。

（トレッドパターン）
図２（ａ）は、タイヤ１のトレッドパターンの例を示す図である。タイヤ１のトレッドパターンには、タイヤ幅方向外側に延びて接地端ＥＡ，ＥＢに開口し、タイヤ幅方向内側の端が閉塞端であるショルダーラグ溝１０がタイヤ周方向に間隔をあけて複数設けられている。ショルダーラグ溝１０は、タイヤ幅方向外側から内側に向かうに従がって溝幅が狭くなる部分を備える。ショルダーラグ溝１０は、タイヤセンターラインＣＬを境にして、タイヤ幅方向の両側の半トレッド領域のそれぞれに設けられている。一方の半トレッド領域に設けられたショルダーラグ溝１０のタイヤ周方向の位置は、他方の半トレッド領域に設けられたタイヤ周方向に隣り合うショルダーラグ溝１０のタイヤ周方向位置の間にある。ショルダーラグ溝１０のタイヤ幅方向内側の閉塞端のタイヤ幅方向の位置は、タイヤ展開幅の半分（タイヤセンターラインＣＬから接地端ＥＡ，ＥＢまでのペリフェリ長さＴ）の５〜３５％の距離、タイヤセンターラインＣＬから離れた位置にある。

また、ショルダーラグ溝１０の溝形状は、以下のように設定されている。すなわち、ショルダーラグ溝１０のうち、ベルト部４の最大幅ベルトである保護ベルト４ｄの端からタイヤ幅方向内側の領域において、ショルダーラグ溝１０の溝幅がタイヤ幅方向外側からタイヤ幅方向内側に向かって減少するが、ショルダーラグ溝１０の溝壁角度及び溝深さの少なくともいずれか一方が変化することにより、溝断面積を一定に維持した部分が、タイヤ展開幅の半分（ペリフェリ長さＴ）の少なくとも２０％の長さ（タイヤ幅方向の長さ）、タイヤ幅方向に設けられている。例えば、タイヤセンターラインＣＬから距離Ｌ１離れた位置から距離Ｌ２離れた位置までの部分Ａにおいて、ショルダーラグ溝１０の溝幅がタイヤ幅方向外側からタイヤ幅方向内側に向かって減少するが、ショルダーラグ溝１０の溝壁角度及び溝深さの少なくともいずれか一方が変化することにより溝断面積を一定に維持している。ここで、距離Ｌ１は、ペリフェリ長さＴの４０〜６０％であることが好ましく、距離Ｌ２は、ペリフェリ長さＴの７０〜９０％であることが好ましい。また、溝断面積を一定に維持した部分のタイヤ幅方向の長さの上限は、好ましくは、タイヤ展開幅の半分（ペリフェリ長さＴ）の３５％以下である。

図２（ｂ）は、ショルダーラグ溝１０の溝深さがタイヤ幅方向で変化する例を示す図である。図２（ｃ），（ｄ）は、ショルダーラグ溝１０の溝形状が変化する例を示す図である。
図２（ｂ）に示すように、タイヤ幅方向内側の閉塞部から徐々に深くなる溝底傾斜面１０ａを除く、溝底傾斜面１０ａのタイヤ幅方向外側の領域において、あるいは、タイヤセンターラインＣＬからタイヤ展開幅の半分（ペリフェリ長さＴ）の５０％、すなわち、タイヤ展開幅の４分の１、離れた位置から接地端ＥＡ，ＥＢまでの、ショルダーラグ溝１０の領域において、ショルダーラグ溝１０の溝深さは、最大溝深さＤmaxとなった後、徐々に浅くなり、最小溝深さＤminになり、その後、再度深くなり、接地端ＥＡ，ＥＢに至る。
このとき、ショルダーラグ溝１０の溝形状も変化している。図２（ｃ）に示す溝形状は、タイヤセンターラインＣＬから距離Ｌ１離れた位置における溝形状であり、図２（ｄ）に示す溝形状は、タイヤセンターラインＣＬから距離Ｌ２（Ｌ２＞Ｌ１）離れた位置における溝形状である。このとき、図２（ｃ）に示す溝形状における溝壁角度はθ１であり、図２（ｄ）に示す溝形状における溝壁角度はθ２（θ２＞θ１）である。このとき、溝幅はＷ１からＷ２（Ｗ２＞Ｗ１）に変化し、溝壁角度がθ１からθ２に変化し、さらに、溝深さもＤ１からＤ２（Ｄ２＜Ｄ１）に変化することにより、溝断面積は一定になっている。溝断面積が一定であるとは、上述の部分Ａにおける平均溝断面積に対して、部分Ａのいずれの位置の溝断面積の値も９５〜１０５％であること、好ましくは９７〜１０３％であることをいう。図２（ｃ），（ｄ）に示す溝形状の溝断面積Ｓ１，Ｓ２も、平均溝断面積の９５〜１０５％の範囲内にある。平均溝断面積は、部分Ａにおける溝体積を部分Ａの溝長さで割った値である。溝断面積が一定である部分Ａでは、溝壁角度は２度以上変化し、溝深さは、３ｍｍ以上変化することが好ましい。

このように、ショルダーラグ溝１０において、溝断面積を一定に維持する部分Ａを設ける意義を以下説明する。
図３に示すように、上型１２及び下型１４を有する２つ割り金型を用いて生タイヤの加硫を行うとき、生タイヤ１８をタイヤ幅方向の両側（図３の上側及び下側）から挟むように上型１２及び下型１４が接近して生タイヤ１８を金型内に閉じ込めて、加硫を行う。図３は、タイヤの製造過程の加硫時の金型に囲まれた生タイヤ１８（斜線の領域）を説明する図である。このとき、上型１２及び下型１４に設けられる、ショルダーラグ溝１０を形成するための凸部１６が生タイヤ１８のトレッド部内に食い込みながらトレッドゴムをタイヤ周方向に押しのけてショルダーラグ溝１０を形成する。

図４（ａ）〜（ｃ）は、生タイヤ１８のトレッド部６内に食い込みながらトレッドゴムを押しのける下型１４の凸部１６の動きを説明する図である。凸部１６がトレッド部６内に食い込むことにより、トレッドゴムがタイヤ周方向に押しのけられて流動する。このため、タイヤ周方向に隣り合う凸部１６の間にトレッドゴムが流動し、この流動に引きずられるように、図４（ａ）〜（ｃ）に示すように、ベルト部４と接してなくトレッドゴムと接するカーカスプライ３の領域において、カーカスコードがうねり、ベルト部の端近傍のカーカスコードの乱れや波うちが生じる。図４（ｄ）は、従来のタイヤにおける、カーカスプライ３中のベルト部の端近傍のカーカスコードの乱れ、波うちを示すＸ線撮影画像を示す図である。図４（ｄ）に示すように、カーカスコードに粗密ができる乱れ、波うちが生じる。

本実施形態では、このようなカーカスプライ３中のカーカスコードの乱れや波うちを抑制するために、ショルダーラグ溝１０のうち、ベルト部４の最大幅ベルトである保護ベルト４ｄの端からタイヤ幅方向内側の領域において、ショルダーラグ溝１０の溝幅がタイヤ幅方向内側に向かって減少するが、ショルダーラグ溝１０の溝壁角度及び溝深さの少なくともいずれか一方が変化することにより、溝断面積を一定に維持した部分Ａが、タイヤ展開幅の半分（ペリフェリ長さＴ）の少なくとも２０％の長さ、タイヤ幅方向に設けられている。本実施形態では、最小溝深さＤminが８０ｍｍ以上である場合に、カーカスコードの乱れや波うちをより効果的に抑制することができる。

このとき、部分Ａにおける溝壁角度は、１０〜３５度の範囲で変化することが、ベルト部４の端近傍のカーカスコードの乱れや波うちを抑制して耐久性を向上させることができる点から好ましい。溝壁角度が１０度未満の場合、上型１２及び下型１４の凸部１６が生タイヤ１８のトレッド部６内に食い込む際の抵抗が大きくなり、トレッドゴムのタイヤ周方向への流動が激しくなり、カーカスプライ３中のベルト部４の端近傍のカーカスコードの乱れや波うちが大きくなる。一方、溝壁角度が３５度を越える場合、上型１２及び下型１４の凸部１６の先端が尖るため、上型１２及び下型１４の凸部１６が生タイヤ１８のトレッド部６内に食い込み易くなり、カーカスプライ３中のベルト部４の端近傍のカーカスコードの乱れや波うちを抑制できるが、ショルダーラグ溝１０の溝底にクラックが発生し易くなる。なお、ショルダーラグ溝１０の両側の溝壁の溝壁角度は必ずしも同じでなくてもよい。

また、タイヤセンターラインＣＬからタイヤ展開幅の半分（タイヤセンターラインＣＬから接地端ＥＡあるいは接地端ＥＢまでのペリフェリ長さＴ）の５０％、すなわち、タイヤ展開幅の４分の１、離れた位置から接地端ＥＡ，ＥＢまでの、ショルダーラグ溝１０の領域における、ショルダーラグ溝１０の最大溝深さＤmaxに対する最小溝深さＤminの比は、０．８以上であることが、タイヤの寿命を短くすることなく、ベルト部４の端近傍のカーカスコードの乱れや波うちを抑制して耐久性を向上させることができる点から好ましい。このとき、最小溝深さＤminの範囲は、８０〜１００ｍｍであることが好ましい。

特に、溝壁角度と溝深さを変化させる場合、最大溝深さＤmaxに対する最小溝深さＤminの比は、０．８５以上０．９５以下であり、溝壁角度は、部分Ａにおいて１５度〜２５度の範囲で変化することが、タイヤの寿命を短くすることなく、カーカスプライ３中のベルト部の端近傍のカーカスコードの乱れや波うちを抑制して耐久性を向上させることができる点から実用上好ましい。

また、図２（ｂ）に示すように、ショルダーラグ溝１０は、ショルダーラグ溝１０のタイヤ幅方向内側の閉塞端に近づくにつれて溝深さが徐々に浅くなるように傾斜した溝底傾斜面１０ａを備え、タイヤプロファイル断面において、閉塞端におけるトレッド部の表面の法線に対する溝底傾斜面１０ａの傾斜角度θ０は、２０度以上４５度以下であることが、上型１２及び下型１４の凸部１６が生タイヤ１８のトレッド部内に食い込む時の抵抗を小さくしてトレッドゴムの流動を抑制することできる点から、好ましい。

このような空気入りタイヤは、以下の製造方法により作製される。
まず、ベルト部４を備えた加硫前の生タイヤ１８を成形する。次に、この生タイヤ１８を、図３に示すように、金型で囲み加熱する（加硫する）。このとき、金型は、製造するタイヤのトレッド部６に設けられる一方向に延在した複数のショルダーラグ溝１０に対応したショルダーラグ溝形成用の複数の凸部１６を備える。このショルダーラグ溝１０は、タイヤ周方向に間隔をあけて設けられ、タイヤ幅方向外側に延びて接地端ＥＡ，ＥＢに開口し、タイヤ幅方向内側の端で閉塞する。このようなショルダーラグ溝１０に対応した凸部１６のそれぞれは、生タイヤ１８のベルト部４の最大幅ベルトの端からタイヤ幅方向内側に対応する凸部１６それぞれの領域において、凸部１６それぞれの幅（凸部１６の延在方向と直交する方向の長さ）がタイヤ幅方向内側に向かって減少するが、凸部１６それぞれの突出高さ、及びショルダーラグ溝１０の溝壁に対応する凸部１６の側壁の壁傾斜角度の少なくともいずれか一方が変化することにより、凸部１６それぞれの断面積を一定に維持する部分が、タイヤ展開幅の半分の少なくとも２０％の長さ、タイヤ幅方向に設けられている。ここで、断面積が一定であるとは、上述の部分Ａに対応する凸部１６の部分の平均断面積に対して、部分Ａに対応する凸部１６の部分のいずれの位置の断面積の値が９５〜１０５％であること、好ましくは９７〜１０３％であることをいう。
また、金型は、生タイヤ１８のトレッド部にトレッドパターンを形成するための２つの部分金型である上型１２及び下型１４を備える。すなわち、金型は、２つ割り金型である。このとき、上型１２及び下型１４のそれぞれは、凸部１６を備える。上型１２及び下型１４が、図３に示すように、生タイヤ１８を囲むとき、凸部１６のそれぞれが、生タイヤ１８のトレッド部内をタイヤ幅方向外側から内側に向かって入り込むようにして、ショルダーラグ溝１０を形成する。このような２つ割り金型を用いる場合、カーカスプライ３中のベルト部の端近傍のカーカスコードの乱れや波うちの抑制の効果が顕著に発揮できる。

本実施形態では、タイヤ幅方向内側に向かって溝幅が減少するショルダーラグ溝１０において、ショルダーラグ溝１０の溝深さ及び溝壁角度を変化させて、部分Ａにおける溝断面積を一定にするが、ショルダーラグ溝１０の溝深さのみを変化させて部分Ａにおける溝断面積を一定にしてもよく、また、ショルダーラグ溝１０の溝壁角度のみを変化させて部分Ａにおける溝断面積を一定にしてもよい。

（従来例、比較例、実施例）
本実施形態の空気入りタイヤの効果を調べるために、ショルダーラグ溝の断面形状を種々変更した、図１に示すタイヤを作製し、タイヤの耐久性及びタイヤ寿命を調べた。試作したタイヤのサイズは、２６．５Ｒ２５Ｌ−５である。このタイヤに、リムサイズ２５×２２．００−３．０のリム（ＴＲＡ規定リム）を装着した。空気圧は、５００ｋＰａ（ＴＲＡ規定空気圧）とした。
耐久性及びタイヤ寿命については、重量２３トンのローダーを用いて、悪路（オフロード）路面の走行を速度５ｋｍ／時で３０００時間行なった後、タイヤを解体して、ショルダー部の亀裂の伸展を測定し、測定結果の逆数を、従来例の測定結果の逆数を基準（指数１００）として指数化した。指数が高いほど、耐久性が高いことを意味する。また、上記走行後のタイヤのショルダーラグ溝の溝深さを測定し、測定結果からショルダーラグ溝がラグ溝として機能しなくなるまでの時間をタイヤ寿命として評価した。タイヤ寿命は、従来例のタイヤ寿命を基準（指数１００）として指数化した。指数が高いほど、タイヤ寿命が長いことを意味する。

表１、２に各ショルダーラグ溝の仕様とその評価結果を示す。
従来例の、溝断面積一定の部分Ａ（距離Ｌ１＝０．５×Ｔ、距離Ｌ２＝０．８×Ｔ）におけるショルダーラグ溝１０の最大溝断面積を、平均溝断面積に対して１０５％超、具体的には１０７％とした。一方、実施例１，３〜７では、溝断面積一定の部分Ａ（距離Ｌ１＝０．５×Ｔ、距離Ｌ２＝０．８×Ｔ）におけるショルダーラグ溝１０の溝断面積を一定（溝断面積の、平均溝断面積に対する比は９５〜１０５％）とし、溝断面積一定の部分の長さ（表１では、「ショルダーラグ溝の断面積一定の部分の長さ」と記載）を０．３×Ｔとした。実施例２では、距離Ｌ１＝０．５５×Ｔ、距離Ｌ２＝０．７５×Ｔとし、ショルダーラグ溝１０の溝断面積を一定（溝断面積の、平均溝断面積に対する比は９５〜１０５％）とし、溝断面積一定の部分の長さを０．２×Ｔとした。比較例では、距離Ｌ１＝０．６×Ｔ、距離Ｌ２＝０．７５×Ｔとし、溝断面積一定の部分の長さを０．１５×Ｔとした。

表１、２の従来例、比較例、及び実施例１〜４より、ショルダーラグ溝１０の溝深さ及び溝壁角度の少なくとも一方を変化させて、溝断面積を一定にし、かつ、溝断面積を一定にするショルダーラグ溝の部分の長さを少なくとも０．２×Ｔにすることにより、タイヤ寿命を向上させつつ、耐久性を向上させることができることわかる。また、実施例１〜７のベルト部４の端近傍のカーカスコードの乱れ及び波うちの程度は、従来例対比小さかった。
また、表１の実施例４〜７よりわかるように、ショルダーラグ溝１０の溝底傾斜面１０ａの傾斜角度θ０は、２０度以上４５以下であるとき、耐久性が向上する。

以上、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について詳細に説明したが、本発明の空気入りタイヤは上記実施形態あるいは実施例に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良や変更をしてもよいのはもちろんである。

１ 空気入りタイヤ
３ カーカスプライ
４ ベルト部
４ａ 強化ベルト
４ｂ，４ｃ 交差ベルト
４ｄ 保護ベルト
５ ビードコア
６ トレッド部
７ サイド部
８ ビードフィラー
９ インナーライナ
１０ ショルダーラグ溝
１０ａ 溝底傾斜面
１２ 上型
１４ 下型
１６ 凸部
１８ 生タイヤ

Claims (13)

1. 空気入りタイヤであって、
   ベルト部と、
   タイヤ幅方向外側に延びて接地端に開口し、タイヤ幅方向内側の端が閉塞端であり、前記閉塞端からタイヤ幅方向外側に直線状に延びて前記接地端に開口するショルダーラグ溝がタイヤ周方向に間隔をあけて複数設けられたトレッド部と、を備え、
   前記ショルダーラグ溝は、前記トレッド部の表面から前記表面に対して垂直方向に延びる溝であって、前記トレッド部の表面から前記ショルダーラグ溝の溝底の側に延び、前記溝底に進むに連れて前記ショルダーラグ溝の溝幅中心の側に近づく傾斜壁面を前記ショルダーラグ溝の両側の溝壁それぞれに有し、
   前記ベルト部の最大幅ベルトの端からタイヤ幅方向内側の前記ショルダーラグ溝の領域において、前記ショルダーラグ溝の前記トレッド部の表面における溝幅がタイヤ幅方向内側に向かって減少するが、少なくとも前記ショルダーラグ溝の両側の傾斜壁面の、前記垂直方向に対する溝壁角度が前記タイヤ幅方向内側に向かって小さくなることにより、溝断面積を一定に維持した部分が、タイヤ展開幅の半分の少なくとも２０％の長さ、タイヤ幅方向に設けられ、
   前記溝断面積を一定に維持した前記部分は、前記溝断面積が前記部分の平均溝断面積に対して９７〜１０３％の範囲内にある部分である、ことを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記溝断面積を一定に維持した前記部分は、前記ショルダーラグ溝の溝壁角度の他に、前記ショルダーラグ溝の溝深さも変化する、請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 前記溝断面積を一定に維持した前記部分における前記溝壁角度は、１０〜３５度の範囲で変化する、請求項１または２に記載の空気入りタイヤ。
4. 空気入りタイヤであって、
   ベルト部と、
   タイヤ幅方向外側に延びて接地端に開口し、タイヤ幅方向内側の端が閉塞端であり、前記閉塞端からタイヤ幅方向外側に直線状に延びて前記接地端に開口するショルダーラグ溝がタイヤ周方向に間隔をあけて複数設けられたトレッド部と、を備え、
   前記ベルト部の最大幅ベルトの端からタイヤ幅方向内側の前記ショルダーラグ溝の領域において、前記ショルダーラグ溝の、前記トレッド部の表面における溝幅がタイヤ幅方向内側に向かって減少するが、少なくとも前記ショルダーラグ溝の溝深さが変化することにより、溝断面積を一定に維持した部分が、タイヤ展開幅の半分の少なくとも２０％の長さ、タイヤ幅方向に設けられ、
   前記溝断面積を一定に維持した前記部分は、前記溝断面積が前記部分の平均溝断面積に対して９７〜１０３％の範囲内にある部分である、ことを特徴とする空気入りタイヤ。
5. 前記空気入りタイヤのタイヤセンターラインから前記タイヤ展開幅の４分の１、離れた位置から前記接地端までの、前記ショルダーラグ溝の領域における最大溝深さに対する最小溝深さの比は、０．８以上である、請求項１〜４のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
6. 前記比は、０．８５以上０．９５以下であり、
   前記溝壁角度は、前記部分において１５度〜２５度の範囲で変化する、請求項５に記載の空気入りタイヤ。
7. 空気入りタイヤであって、
   ベルト部と、
   タイヤ幅方向外側に延びて接地端に開口し、タイヤ幅方向内側の端が閉塞端であるショルダーラグ溝がタイヤ周方向に間隔をあけて複数設けられたトレッド部と、を備え、
   前記ベルト部の最大幅ベルトの端からタイヤ幅方向内側の前記ショルダーラグ溝の領域において、前記ショルダーラグ溝の、前記トレッド部の表面における溝幅がタイヤ幅方向内側に向かって減少するが、前記ショルダーラグ溝の溝壁角度及び溝深さの少なくともいずれか一方が変化することにより、溝断面積を一定に維持した部分が、タイヤ展開幅の半分の少なくとも２０％の長さ、タイヤ幅方向に設けられ、
   前記ショルダーラグ溝は、前記閉塞端に近づくにつれて前記ショルダーラグ溝の溝深さが徐々に浅くなるように傾斜した溝底傾斜面を備え、
   前記空気入りタイヤのタイヤ径方向に沿ったプロファイル断面において、前記閉塞端における前記トレッド部の表面の法線に対する前記溝底傾斜面の傾斜角度は、２０度以上４５度以下である、ことを特徴とする空気入りタイヤ。
8. 前記溝断面積を一定に維持した前記部分は、前記空気入りタイヤのタイヤセンターラインから距離Ｌ１離れた位置から距離Ｌ２離れた位置にあり、
   前記距離Ｌ１は、前記タイヤ展開幅の半分の４０〜６０％に相当する距離であり、
   前記距離Ｌ２は、前記タイヤ展開幅の半分の７０〜９０％に相当する距離である、請求項１〜７のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
9. 前記溝断面積を一定に維持した前記部分のタイヤ幅方向の長さは、前記タイヤ展開幅の半分の３５％の長さ以下である、請求項１〜８のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
10. 空気入りタイヤの製造方法であって、
    ベルト部を備えた加硫前の生タイヤを成形するステップと、
    前記生タイヤを金型で囲み加熱するステップと、を備え、
    空気入りタイヤのトレッド部に、タイヤ幅方向外側に延びて接地端に開口し、タイヤ幅方向内側の端が閉塞端であり、前記閉塞端からタイヤ幅方向外側に直線状に延びて前記接地端に開口するショルダーラグ溝がタイヤ周方向に間隔をあけて複数設けられるように、前記金型は、ショルダーラグ溝形成用の一方向に直線状に延在した複数の凸部を備え、
    前記凸部は、前記トレッド部の表面に対応する金型表面から前記金型表面に対して垂直方向に延びる突出部であって前記金型表面から突出側に進むに連れて前記凸部の突出幅中心の側に近づく傾斜壁面を前記凸部の両側の側壁それぞれに有し、
    前記凸部のそれぞれは、前記生タイヤの前記ベルト部の最大幅ベルトの端からタイヤ幅方向内側に対応する前記凸部それぞれの領域において、前記凸部それぞれの突出基部における幅がタイヤ幅方向内側に向かって減少するが、少なくとも前記凸部それぞれの両側の側壁の、前記垂直方向に対する壁傾斜角度がタイヤ幅方向内側に向かって小さくなることにより、前記凸部それぞれの断面積を一定に維持する部分が、タイヤ展開幅の半分の少なくとも２０％の長さ、タイヤ幅方向に設けられ、
    前記断面積を一定に維持する前記部分は、前記凸部の前記断面積が前記部分の平均凸部断面積に対して９７〜１０３％の範囲内にある部分である、ことを特徴とする空気入りタイヤの製造方法。
11. 前記断面積を一定に維持する前記部分は、前記壁傾斜角度の変化の他に、前記凸部それぞれの突出高さも変化する、請求項１０に記載の空気入りタイヤの製造方法。
12. 空気入りタイヤの製造方法であって、
    ベルト部を備えた加硫前の生タイヤを成形するステップと、
    前記生タイヤを金型で囲み加熱するステップと、を備え、
    空気入りタイヤのトレッド部に、タイヤ幅方向外側に延びて接地端に開口し、タイヤ幅方向内側の端が閉塞端であり、前記閉塞端からタイヤ幅方向外側に直線状に延びて前記接地端に開口し、タイヤ径方向を溝深さ方向とするショルダーラグ溝がタイヤ周方向に間隔をあけて複数設けられるように、前記金型は、ショルダーラグ溝形成用の一方向に直線状に延在した複数の凸部を備え、
    前記凸部のそれぞれは、前記生タイヤの前記ベルト部の最大幅ベルトの端からタイヤ幅方向内側に対応する前記凸部それぞれの領域において、前記凸部それぞれの突出基部における幅がタイヤ幅方向内側に向かって減少するが、少なくとも前記ショルダーラグ溝の溝壁に対応する前記凸部それぞれの突出高さが変化することにより、前記凸部それぞれの断面積を一定に維持する部分が、タイヤ展開幅の半分の少なくとも２０％の長さ、タイヤ幅方向に設けられ、
    前記断面積を一定に維持する前記部分は、前記凸部の前記断面積が前記部分の平均凸部断面積に対して９７〜１０３％の範囲内にある部分である、ことを特徴とする空気入りタイヤの製造方法。
13. 空気入りタイヤの製造方法であって、
    ベルト部を備えた加硫前の生タイヤを成形するステップと、
    前記生タイヤを金型で囲み加熱するステップと、を備え、
    空気入りタイヤのトレッド部に、タイヤ幅方向外側に延びて接地端に開口し、タイヤ幅方向内側の端が閉塞端であるショルダーラグ溝がタイヤ周方向に間隔をあけて複数設けられるように、前記金型は、ショルダーラグ溝形成用の一方向に延在した複数の凸部を備え、
    前記凸部のそれぞれは、前記生タイヤの前記ベルト部の最大幅ベルトの端からタイヤ幅方向内側に対応する前記凸部それぞれの領域において、前記凸部それぞれの突出基部における幅がタイヤ幅方向内側に向かって減少するが、前記ショルダーラグ溝の溝壁に対応する前記凸部それぞれの突出高さ及び側壁の壁傾斜角度の少なくともいずれか一方が変化することにより、前記凸部それぞれの断面積を一定に維持する部分が、タイヤ展開幅の半分の少なくとも２０％の長さ、タイヤ幅方向に設けられ、
    前記金型は、前記生タイヤの前記トレッド部にトレッドパターンを形成するための２つの部分金型を備え、
    前記部分金型のそれぞれは、前記凸部を備え、
    前記金型が前記生タイヤを囲むとき、前記凸部のそれぞれが、前記生タイヤのトレッド部内をタイヤ幅方向外側から内側に向かって入り込む、ことを特徴とする空気入りタイヤの製造方法。

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