JP2001121919A

JP2001121919A - 空気入りラジアルタイヤ

Info

Publication number: JP2001121919A
Application number: JP30336899A
Authority: JP
Inventors: Yoshihide Kono; 好秀河野; Makoto Tsuruta; 鶴田　　誠
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 1999-10-26
Filing date: 1999-10-26
Publication date: 2001-05-08

Abstract

(57)【要約】【課題】２種以上のゴムから成る分割構造のトレッド
を有するタイヤにおいて、トレッドの周方向溝の底に発
生する亀裂を有利に回避する方途について提案する。【解決手段】一対のビードコア間に跨がってラジアル
方向に配置したコードによるプライからなるカーカスを
骨格とし、該カーカスの径方向外側に、少なくとも２層
のベルトおよびトレッドを順に配置し、該トレッドの表
面に複数本の周方向溝を有する空気入りラジアルタイヤ
であって、トレッドは、少なくとも２種のゴムをタイヤ
幅方向に並べた分割構造に成り、異種ゴム間においてタ
イヤの赤道面に沿って延びる分割界面は、周方向溝の開
口幅中心からタイヤ幅方向に２mm以上離隔する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、空気入りラジア
ルタイヤ、中でも小型トラックやトラック及びバスなど
中型ないし大型車両の使途に供する重荷重用空気入りラ
ジアルタイヤに関する。

【０００２】

【従来の技術】小型トラックやトラック及びバス用タイ
ヤ、中でも扁平化を進めたタイヤは、サイドウォール部
の負担張力が低いために、タイヤの縦ばねとしての機能
が低下することは避けられない。例えば、11Ｒ22.5に代
表される偏平比が90％のタイヤに比較して、偏平比が45
％のタイヤの縦ばね定数は約３割も低下する。なぜな
ら、サイドウォール部の負担張力は、タイヤ幅方向断面
におけるカーカスプライの曲率半径に比例するためであ
り、タイヤが扁平化するほどタイヤ高さ（サイドウォー
ル部長）が短くなって、タイヤ幅方向断面におけるカー
カスプライの曲率半径は小さくなる。

【０００３】このようにタイヤの縦ばね定数が小さくな
ると、荷重負荷転動時において縦撓みが増大し、接地に
伴う変形、とくに曲げ変形は、トレッドの中央域に比較
してタイヤショルダー部側で大きくなる。その結果、タ
イヤ幅方向接地端における、接地圧変動や動きが極端に
大きくなり、ショルダー部の磨耗が優先して進行する。
この磨耗の原因となる接地端の接地圧変動や動きは、ト
レッドに設けた周方向溝のうち接地端に最も近い周方向
溝で緩和されるから、この周方向溝よりトレッド中央側
ではほとんど磨耗が起こらないため、トレッド中央域と
ショルダー部との半径差が大きくなる、偏磨耗に発展す
る。

【０００４】トレッドの磨耗を抑制するには、トレッド
を耐磨耗性に優れたゴムで形成することが有利である
が、耐磨耗性に優れたゴムは発熱性、いわゆるtan δが
大きいために、耐磨耗性に優れたゴムにてトレッドの全
てを構成すると、トレッド部の発熱に起因したベルトの
セパレーションを招いて耐久性を劣化することになる。
そこで、耐磨耗性に優れたゴムをトレッドにおいて磨耗
が優先して進行する部位、つまりショルダー部側のトレ
ッド域にのみに適用すれば、ベルトの耐久性を阻害する
ことなく偏磨耗を防止することが可能にある。すなわ
ち、トレッドを、耐磨耗性に優れたゴムを含む２種以上
のゴムがタイヤ幅方向に並ぶ分割構造にすることによっ
て、耐偏磨耗性に優れたタイヤが提供されるのである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、かような分
割構造のトレッドを有するタイヤにおいて、新たに周方
向溝の溝底に亀裂が容易に発生することが問題となって
いる。この亀裂は、溝の深さ方向に進展するとベルトに
到達しベルトセパレーションに至り、最悪のケースでは
重大な事故をまねくため、その発生を抑制することが急
務である。

【０００６】とりわけ、近年、重荷重用タイヤにおいて
は、走行にともなうタイヤの径成長を抑制するために、
ベルトの少なくとも１層に、タイヤ赤道面に沿って延び
るコードによる周方向ベルト層が適用されてきている
が、かようなベルト構造では、特にショルダー部側の周
方向溝のタイヤ径方向内側に１層以上の周方向ベルト層
が配置され、一方傾斜ベルト層が配置される場合でもタ
イヤ内部の温度上昇を防ぐ目的から１層程度であるた
め、周方向溝の底およびその周辺の曲げ剛性は、在来の
ベルト構造に比較して極めて弱くなる。すると、周方向
溝の底での圧縮変形に対する剛性も低くなる結果、上記
した溝底での亀裂が新たに問題になるのである。

【０００７】そこで、この発明は、２種以上のゴムから
成る分割構造のトレッドを有するタイヤにおいて、トレ
ッドの周方向溝の底に発生する亀裂を有利に回避する方
途について提案することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】発明者らは、周方向溝の
底に亀裂が生じるのは、分割構造のトレッドにおいて異
種ゴム間の分割界面が周方向溝に対応した位置に在る場
合であることを見出し、この発明を完成するに到った。
すなわち、この発明の要旨構成は、次のとおりである。

【０００９】(1) 一対のビードコア間に跨がってラジア
ル方向に配置したコードによるプライからなるカーカス
を骨格とし、該カーカスの径方向外側に、少なくとも２
層のベルトおよびトレッドを順に配置し、該トレッドの
表面に複数本の周方向溝を有する空気入りラジアルタイ
ヤであって、トレッドは、少なくとも２種のゴムをタイ
ヤ幅方向に並べた分割構造に成り、異種ゴム間において
タイヤの赤道面に沿って延びる分割界面は、タイヤショ
ルダー部に隣接する周方向溝の開口幅中心からタイヤ幅
方向に２mm以上離隔していることを特徴とする空気入り
ラジアルタイヤ。

【００１０】とりわけ、分割界面を挟んでタイヤの赤道
面側のトレッドゴムの圧縮弾性率が、同タイヤショルダ
ー部側のトレッドゴムの圧縮弾性率より低いことが、好
ましい。

【００１１】(2) 上記(1) において、タイヤショルダー
部に隣接する周方向溝のタイヤ径方向内側に、タイヤの
赤道面に沿って延びる補強素子による周方向ベルト層の
少なくとも１層を配置したことを特徴とする空気入りラ
ジアルタイヤ。

【００１２】(3) 上記(1) において、タイヤショルダー
部に隣接する周方向溝のタイヤ径方向内側に、タイヤの
赤道面に沿って延びる補強素子による周方向ベルト層の
少なくとも１層およびタイヤの赤道面に対して傾斜して
延びるコードによる傾斜ベルト層の少なくとも１層を配
置したことを特徴とする空気入りラジアルタイヤ。

【００１３】(4) 上記(1) において、タイヤショルダー
部に隣接する周方向溝のタイヤ径方向内側に、タイヤの
赤道面に対して傾斜して延びる補強素子による傾斜ベル
ト層の少なくとも１層を配置したことを特徴とする空気
入りラジアルタイヤ。

【００１４】(5) 上記(1) において、タイヤショルダー
部に隣接する周方向溝のタイヤ径方向内側にはベルト層
がないことを特徴とする空気入りラジアルタイヤ。

【００１５】(6) 上記(1) ないし(5) のいずれかにおい
て、周方向溝の底部を構成するゴムは２００kgf/cm² 以
上の圧縮弾性率を有することを特徴とする空気入りラジ
アルタイヤ。

【００１６】

【発明の実施の形態】図１に、この発明に従うトラッ
ク、バス用空気入りラジアルタイヤの具体例を図解す
る。このタイヤは、１対のビードコア１間でラジアル方
向にトロイド状に延びるコード、例えばスチールコード
のプライの少なくとも１枚からなるカーカス２、このカ
ーカス２のクラウン部のタイヤ径方向外側に配置した、
少なくとも２層のベルト３およびこのベルト３のタイヤ
径方向外側に配置したトレッド４から成る。

【００１７】トレッド４の表面は、タイヤの赤道面に沿
って延びる複数本、図示例でトレッドの片側に２本およ
び中央部に１本計５本の周方向溝５ａ〜５ｃを有する、
リブパターンに成り、図示例では、さらにショルダー部
Ｓ側に、ここでの磨耗の抑制を助勢するために、周方向
溝５ａ〜５ｃよりも狭い幅で周方向に延びる、周方向溝
６を配置して成る。このトレッド４は、少なくとも２種
のゴムをタイヤ幅方向に並べた分割構造に成り、具体的
には、耐磨耗性に優れたゴム種４Ａをショルダー部側に
配置するとともに、残りの部分に一般的なトレッド用の
ゴム種４Ｂを配置して成る。

【００１８】ここで、トレッドを構成する異種ゴム、図
示例ではゴム種４Ａとゴム種４Ｂとの間において、タイ
ヤの赤道面に沿って延びる分割界面７を、周方向溝５ａ
〜５ｃ、中でもタイヤショルダー部Ｓに隣接する周方向
溝（以下、ショルダー溝）６の開口幅中心ｐからタイヤ
幅方向に２mm以上離隔することが肝要である。なお、図
示例では、ショルダー部Ｓに隣接して細幅のショルダー
溝６を設けているが、該溝６を具えない在来のトレッド
では、周方向溝５ａが最もショルダー部Ｓに近接した周
方向溝となるから、その場合は、分割界面７を周方向溝
５ａの開口幅中心からタイヤ幅方向に２mm以上離隔する
必要がある。なお、分割界面７をショルダー部Ｓ側の周
方向溝から離隔する向きは、ショルダー部Ｓ側であって
もタイヤの赤道面Ｏ側であってもよいが、その際、残り
の周方向溝に対しても、その開口幅中心からタイヤ幅方
向に２mm以上離隔している必要がある。

【００１９】さて、分割界面７をショルダー溝の開口幅
中心から２mm以上離隔するのは、次の理由によるもので
ある。すなわち、ショルダー溝底の亀裂は、主に溝底の
角部から発生するのが一般的であり、分割界面７が溝底
の角部に近接していると、角部から発生した亀裂が分割
界面に到達したのち、分割界面上でさらに周方向に進展
して拡大してしまう。この分割界面がショルダー溝の開
口幅中心から２mm以上離隔した位置にあると、溝底から
発生した亀裂が分割界面に到達するのを回避できる。

【００２０】なお、トレッド４を分割構造とする際、分
割界面を挟んでタイヤの赤道面側のトレッドゴム、図示
例でゴム種４Ｂの圧縮弾性率が、同タイヤショルダー部
側のトレッドゴム図示例でゴム種４Ａの圧縮弾性率より
低いことが、有利である。なぜなら、接地面内のトレッ
ド表面の動きをショルダー部側のゴム種４Ａより同赤道
面側のゴム種４Ｂで多く負担させ、磨耗しやすいゴム種
４Ａの負担を軽減することができるからである。

【００２１】具体的には、ゴム種Ａとして、発熱性の小
さいゴム（tan δが低いゴム）および耐亀裂進展性の優
れたゴム、例えば天然ゴムが有利に適合し、ゴム種Ｂと
して、耐磨耗性に優れたゴム、例えばブタジエンラバー
（ＢＲ）が有利に適合する。

【００２２】なお、ベルト３は、図示例でカーカス２側
から順に、第１ベルト層３ａ、第２ベルト層３ｂ、第３
ベルト層３ｃ、第４ベルト層３ｄおよび第５ベルト層３
ｅの積層構造になる。そして、第１ベルト層３ａおよび
第２ベルト層３ｂは、タイヤの赤道面Ｏに沿って延び
る、多数本の補強素子、例えばスチールコードによるゴ
ム被覆層から成り、残る第３ベルト層３ｃ、第４ベルト
層３ｄおよび第５ベルト層３ｅは、タイヤの赤道面Ｏに
対して傾斜して、好ましくは３０°〜７０°の傾斜角度
で配列した多数本のスチールコードによるゴム被覆層の
複数層を、その層間でスチールコードが互いに交差する
配置で重ね合わせた、構造を有する。

【００２３】なお、ベルト３を構成する補強素子とは、
コードは勿論、素線または素線を撚らずに束ねたものを
含むが、以下ではコードを典型例として説明する。ちな
みに、ベルトプライコードとしては、スチールに限ら
ず、高強度有機繊維コード、例えばポリアミド繊維（商
品名：ケブラー）などを使用することも可能である。

【００２４】上記のベルト３の構造では、トレッド４の
ショルダー部Ｓ側に形成した周方向溝、図示例でショル
ダー溝６のタイヤ径方向内側に、第１ベルト層３ａおよ
び第２ベルト層３ｂの周方向ベルト層の２層と、第３ベ
ルト層３ｃおよび第４ベルト層３ｄの傾斜ベルト層の２
層と、が配置されることになる。従って、在来の傾斜ベ
ルト層の少なくとも３層構造と比較して、ショルダー溝
６の底部の剛性は低くなるから、上述したショルダー溝
６の底部での亀裂がとりわけ問題になる。

【００２５】さらに、ショルダー溝６の底部を構成する
ゴムは200 kgf/cm² 以上の圧縮弾性率を有することが、
底部の亀裂を回避するのに有利である。すなわち、ショ
ルダー溝６底部のゴムが200 kgf/cm² 未満であると、シ
ョルダー部６の底部の剛性が十分でなく、亀裂の発生を
抑制することが難しい。

【００２６】ここで、上記ゴムの圧縮弾性率は、図２
（ａ）に示すように、内径ｄが14mmおよび高さｈが28mm
の直円柱状の空洞を有する鋼鉄製の治具20に加硫ゴム試
験片21を隙間なく充てんした後、図２（ｂ）に示すよう
に、治具20を圧縮試験装置22にセットし、加硫ゴム試験
片21の上下面に0.6 mm/minの速度で荷重Ｌを負荷し、こ
のときの加硫ゴム試験片21の変位量をレーザ変位計23に
より測定し、この変位量と荷重Ｌとから算出するものと
し、ここでは圧縮率0.5 ％での値から算出した値であ
る。また、試験温度は25℃である。

【００２７】次に、この発明が適用が推奨される他のタ
イヤ構造例を、図３に示す。図３に示すタイヤは、図１
に示したベルト構造と同様、カーカス２側から順に、第
１ベルト層３ａ、第２ベルト層３ｂ、第３ベルト層３
ｃ、第４ベルト層３ｄおよび第５ベルト層３ｅの積層構
造になるが、第１ベルト層３ａ、第２ベルト層３ｂ、第
３ベルト層３ｃおよび第４ベルト層３ｄは、タイヤの赤
道面Ｏに沿って延びる、多数本のスチールコードによる
ゴム被覆層から成る周方向ベルト層であり、残る第５ベ
ルト層３ｅのみが、タイヤの赤道面Ｏに対して傾斜して
配列した多数本のスチールコードによる傾斜ベルト層で
ある。

【００２８】従って、ショルダー溝６のタイヤ径方向内
側には、４層の周方向ベルト層と１層の傾斜ベルト層と
が配置され、主に周方向ベルト層の積層構造になるか
ら、在来の傾斜ベルト層の少なくとも３層構造と比較し
て、ショルダー溝６の底部の剛性は低くなり、上述した
ショルダー溝６の底部での亀裂が発生し易い。

【００２９】さらに、この発明を適用するベルト構造と
しては、図４に示すように、ショルダー溝６のタイヤ径
方向内側に周方向ベルト層３ａが１層配置される場合、
図５に示すように、ショルダー溝６のタイヤ径方向内側
に傾斜ベルト層３ｅが１層配置される場合、そして図６
に示すように、ショルダー溝６のタイヤ径方向内側にベ
ルトが存在しない場合、等を挙げることができる。いず
れの場合も、ショルダー溝６の溝底に亀裂が発生し易い
ベルト構造であり、この発明の適用が有効である。

【００３０】ちなみに、この種のタイヤのベルトにおい
て、周方向ベルト層を構成する補強素子としては、タイ
ヤ加硫前に１〜５％の初期伸び特性を有すること、そし
て加硫後の製品タイヤにて0.2 〜3.0 ％の初期伸び特性
を有することが、例えば荷重負荷の下で転動するタイヤ
の異物乗り上げ時の集中衝撃入力乃至カット入力に対
し、これらの入力エネルギの吸収能力が高く、優れた耐
ショックバースト性及び耐カットバースト性を発揮させ
る上で好ましい。

【００３１】すなわち、製品タイヤにて0.2 〜3.0 ％の
初期伸び特性を有する補強素子を必要とするのは、周方
向ベルト層に適正な張力負担をさせるためであり、初期
伸び0.2 ％未満では周方向ベルト層の張力負担が過大と
なる結果、周方向ベルト層の周方向剛性が大きくなり、
タイヤが異物に乗り上げたときのトレッドの変形エネル
ギを十分に吸収できず、所望する耐ショックバースト性
及び耐カットバースト性を得ることができないからであ
る。一方、初期伸びが3.9 ％をこえると、周方向ベルト
層の張力負担が小さくなり過ぎ、耐ショックバースト性
及び耐カットバースト性がいずれも低下するからであ
る。

【００３２】さらに、加硫前の初期伸び特性が１〜５％
とするのは、未加硫タイヤに加硫を施す際に、各補強素
子間にゴムが侵入し、なおかつ未加硫タイヤ内面に高圧
が作用し補強素子が幾分引き伸ばされたままゴムの架橋
反応が終了するため、製品タイヤでの初期伸びに比しよ
り大きい初期伸びを有する必要があるためである。

【００３３】ここに、周方向ベルト層における各補強素
子に、上記の範囲の初期伸び特性をもたせるには、その
一として複数本のスチール素線に施す撚り数又は撚りピ
ッチを調整したスチールコードを用いる場合と、その二
として１本のスチール素線又は複数本のスチール素線束
に２次元の波形型付けを施した、いわゆるウェイビィ線
とする場合とがあり、いずれを選択するかは、タイヤの
使用条件、コストなどを勘案して定めれば良い。

【００３４】なお、ウェイビィ線は、タイヤ内にて波形
の形状を与えた１本のスチール素線または２本以上のス
チール素線束であり、図７に１本のスチール素線による
場合を示すように、その波の位相を束内および隣接相互
で揃えた配置にて、周方向ベルト層に適用する。このウ
ェイビィ線は、タイヤ種やその使用形態によって、波形
の波長λや振幅２ａは種々に変化し、例えば加硫前は波
形であるが使用時には直線状になる場合もある。

【００３５】

【実施例】図１、図３、図４、図５および図６、さらに
図８〜９に示したところに従って、サイズ 285／60Ｒ2
2.5のトラック、バス用ラジアルタイヤを試作した。な
お、ベルト３において、周方向ベルト層は種々の補強素
子を表１に従って適用し、一方傾斜ベルト層はタイヤの
赤道面に対して左38°の角度で傾斜する向きで打ち込み
数24本／20mmで配置した。また、カーカスは、（３＋９
＋15）×0.165 （mm）スチールコードを20本／50mmで配
置して成る。

【００３６】かくして得られた各タイヤについて、その
標準リムに組み込み内圧を900kPaに調整したのち、3470
kgf の荷重を付加した状態において、速度65km/hで回転
する直径1.5 ｍのドラムに押し当てて連続走行させ、走
行距離が５万kmに到った時点で終了した。その後、各タ
イヤについて、ショルダー溝６のショルダー部側とタイ
ヤの赤道面側との間に磨耗に起因して発生した段差のタ
イヤ径方向高さを測定した。また、上記ドラム走行にお
いて、ショルダー溝底に亀裂が発生した時点での走行距
離を記録した。この試験結果を、表１に併記する。な
お、表１における、圧縮弾性率は、図２にて上述したと
ころと同様に測定した結果である。

【００３７】

【表１】

【００３８】

【発明の効果】この発明によれば、２種以上のゴムから
成る分割構造のトレッドを有するタイヤにおいて、その
溝底の亀裂が有利に回避されるから、長寿命な空気入り
タイヤを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に従うタイヤの断面図である。

【図２】ゴムの圧縮弾性率測定用試験片およびその収
容治具の斜視図、並びにゴムの圧縮弾性率測定用試験装
置の側面図である。

【図３】この発明に従うタイヤの断面図である。

【図４】この発明に従うタイヤの断面図である。

【図５】この発明に従うタイヤの断面図である。

【図６】この発明に従うタイヤの断面図である。

【図７】ウェビィスチール線の周方向ベルト層への適
用を示す図である。

【図８】比較タイヤの断面図である。

【図９】比較タイヤの断面図である。

【符号の説明】

１ビードコア２カーカス３ベルト３ａ第１ベルト層３ｂ第２ベルト層３ｃ第３ベルト層３ｄ第４ベルト層３ｅ第５ベルト層４トレッド４Ａ，４Ｂゴム種５細溝６ａ周方向溝（ショルダー溝）６ｂ周方向溝６ｃ周方向溝

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一対のビードコア間に跨がってラジアル
方向に配置したコードによるプライからなるカーカスを
骨格とし、該カーカスの径方向外側に、少なくとも２層
のベルトおよびトレッドを順に配置し、該トレッドの表
面に複数本の周方向溝を有する空気入りラジアルタイヤ
であって、トレッドは、少なくとも２種のゴムをタイヤ
幅方向に並べた分割構造に成り、異種ゴム間においてタ
イヤの赤道面に沿って延びる分割界面は、周方向溝の開
口幅中心からタイヤ幅方向に２mm以上離隔していること
を特徴とする空気入りラジアルタイヤ。
【請求項２】請求項１において、タイヤショルダー部
に隣接する周方向溝のタイヤ径方向内側に、タイヤの赤
道面に沿って延びる補強素子による周方向ベルト層の少
なくとも１層を配置したことを特徴とする空気入りラジ
アルタイヤ。
【請求項３】請求項１において、タイヤショルダー部
に隣接する周方向溝のタイヤ径方向内側に、タイヤの赤
道面に沿って延びる補強素子による周方向ベルト層の少
なくとも１層およびタイヤの赤道面に対して傾斜して延
びるコードによる傾斜ベルト層の少なくとも１層を配置
したことを特徴とする空気入りラジアルタイヤ。
【請求項４】請求項１において、タイヤショルダー部
に隣接する周方向溝のタイヤ径方向内側に、タイヤの赤
道面に対して傾斜して延びる補強素子による傾斜ベルト
層の少なくとも１層を配置したことを特徴とする空気入
りラジアルタイヤ。
【請求項５】請求項１において、タイヤショルダー部
に隣接する周方向溝のタイヤ径方向内側にはベルト層が
ないことを特徴とする空気入りラジアルタイヤ。
【請求項６】請求項１ないし５のいずれかにおいて、
周方向溝の底部を構成するゴムは２００kgf/cm² 以上の
圧縮弾性率を有することを特徴とする空気入りラジアル
タイヤ。