JP2006082781A - 小型トラック用ラジアルタイヤ及びタイヤ用金型 - Google Patents

Abstract

【課題】十分なベルト耐久性を確保することができる扁平率７５％以下の小型トラック用ラジアルタイヤを提供する。
【解決手段】小型トラック用ラジアルタイヤは、一方のビード部から他方のビード部まで延在し、有機繊維コードが埋設されたカーカス層３と、カーカス層３のタイヤ径方向外側に配置され、スチールコードが埋設された３層のベルト層６と、ベルト層６のタイヤ径方向外側に配置され、有機繊維コードが埋設された２層のベルト補強層７とを備える。このベルト層６のスチールコード埋設角度は、タイヤ周方向に対し、２２°以下である。又、インフレートのタイヤの外輪郭線が、デフレートのタイヤの外輪郭線と比べて、標準リムとの離反点と、タイヤセクションハイトの５０％点とにおいて、タイヤラジアル方向外側に位置する。
【選択図】図１

Description

本発明は、扁平率７５％以下の低扁平率の小型トラック用ラジアルタイヤに関し、小型トラック用ラジアルタイヤの製造に使用されるタイヤ用金型に関する。

従来、小型トラック用タイヤ（１０ＰＲ相当以上のサイズ）は、扁平率が１００％や８５％が主流であったが、１５、１６インチの小型トラック用タイヤについては、９０年代中頃より車両の低床化に伴い、扁平率化が進み、現在は扁平率が６５％のタイヤも登場している。

このような低扁平率化は、その形状保持のため、ベルト張力が増すこととなる。これにより、特にベルト端部に発生する歪は、扁平でない従来サイズのタイヤに比べ増大する傾向にあり、ベルト端部のセパレーション発生などの耐久性の懸念が増している。

特に、空気圧を５００〜７００ｋＰａ程度充填する小型トラック用ラジアルタイヤは、２００ｋＰａ程度を充填する乗用車用のラジアルタイヤに比べ、内部歪が大きくなり、特に高耐久性を確保したタイヤの製造を行うべきである。

図７に、タイヤセンター部とショルダー部における径成長率を示す。ここで、「ショルダー径成長率」は、標準空気圧５％を充填したタイヤ外輪郭線に対し、標準空気圧１００％を充填したタイヤ外輪郭線を測定し、その変化量を標準空気圧５％を充填したタイヤ外輪郭線に対する割合で表したものである。図７に示すように、扁平率が低くなるほどタイヤ外周の変化が大きく、又、特にタイヤ赤道部より、ベルト端部の外周の変化率が大きいことが分かる。

このようなベルト端部におけるベルト耐久性を向上させるため、自然平衡形状に対し、カーカスラインＫを外側に突出させる技術が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。このようなカーカスラインをとることで、ベルト端部におけるタイヤ径方向外側への膨出量が小さくなり、ベルト端に生じる層間せん断歪が小さくなり、ベルト耐久性を向上させることができる。

又、トラック・バス用の重荷重用タイヤを対象とした空気充填前後のタイヤ輪郭形状を規定する技術も開示されている（例えば、特許文献２参照。）。
特開平４−３１７８０３号公報 特開平１−２０２５０２号公報

しかしながら、上述した特許文献１及び特許文献２に開示された技術においても、近年の扁平率が７５％以下の小型トラック用ラジアルタイヤに対しては、充分な耐久性を確保することは困難であった。

そこで、本発明は、上記の問題に鑑み、十分なベルト耐久性を確保することができる扁平率７５％以下の小型トラック用ラジアルタイヤ及びタイヤ用金型を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の第１の特徴は、一方のビード部から他方のビード部まで延在し、有機繊維コードが埋設された少なくとも２層のカーカス層と、カーカス層のタイヤ径方向外側に配置され、スチールコードが埋設された少なくとも２層のベルト層と、ベルト層のタイヤ径方向外側に配置され、有機繊維コードが埋設された少なくとも１層のベルト補強層とを備え、扁平率が７５％以下であり、かつ、５００〜７００ｋＰａの標準空気圧が充填される小型トラック用ラジアルタイヤであって、ベルト層のスチールコード埋設角度がタイヤ周方向に対し、２２°以下であり、標準リムに装着し、標準空気圧１００％が充填された場合のタイヤの外輪郭線が、標準リムに装着し、標準空気圧が５％が充填された場合のタイヤの外輪郭線と比べて、標準リムとの離反点と、タイヤセクションハイトの５０％点とにおいて、タイヤラジアル方向外側に位置する小型トラック用ラジアルタイヤであることを要旨とする。

尚、ここで、「標準リム」とは、ＪＡＴＭＡ（日本自動車タイヤ協会）のＹｅａｒ Ｂｏｏｋ２００４年度版規定のリムであり、「標準空気圧」とは、ＪＡＴＭＡ（日本自動車タイヤ協会）のＹｅａｒ Ｂｏｏｋ２００４年度版の最大負荷能力に対応する空気圧であり、「標準荷重」とは、ＪＡＴＭＡ（日本自動車タイヤ協会）のＹｅａｒ Ｂｏｏｋ２００４年度版の単輪を適用した場合の最大負荷能力に相当する荷重である。

日本以外では、荷重とは下記規格に記載されている適用サイズにおける単輪の最大荷重（最大負荷能力）のことであり、内圧とは下記規格に記載されている単輪の最大荷重（最大負荷能力）に対応する空気圧のことであり、リムとは下記規格に記載されている適用サイズにおける標準リム（または、”Ａｐｐｒｏｖｅｄ Ｒｉｍ” 、”Ｒｅｃｏｍｍｅｎｄｅｄ Ｒｉｍ”）のことである。

規格は、タイヤが生産又は使用される地域に有効な産業規格によって決められている。例えば、アメリカ合衆国では、”Ｔｈｅ Ｔｉｒｅ ａｎｄ Ｒｉｍ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ Ｉｎｃ． のＹｅａｒ Ｂｏｏｋ ”であり、欧州では”Ｔｈｅ Ｅｕｒｏｐｅａｎ Ｔｉｒｅ ａｎｄ Ｒｉｍ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ＯｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎのＳｔａｎｄａｒｄｓ Ｍａｎｕａｌ”である。

又、「離反点」とは、空気入りタイヤを標準リムに装着し、標準空気圧を充填したときに、ビード部がリムフランジから離れる点である。
又、「タイヤセクションハイト」とは、周知のように、タイヤ幅方向断面において、タイヤ回転軸に垂直なリムのフランジ内壁面の延長線と、タイヤ赤道線ＣＬとの交点からタイヤ赤道線ＣＬに沿って計測されたタイヤ径方向の最外位置までの距離である。

第１の特徴に係る小型トラック用ラジアルタイヤは、ベルト層のスチールコード埋設角度がタイヤ周方向に対し、２２°以下であるため、ベルト層の周方向剛性を上げることができ、せん断歪を低減することができる。

又、第１の特徴に係る小型トラック用ラジアルタイヤは、標準リムに装着し、標準空気圧１００％が充填された場合のタイヤの外輪郭線が、標準リムに装着し、標準空気圧５％が充填された場合のタイヤの外輪郭線と比べて、標準リムとの離反点と、タイヤセクションハイトの５０％点とにおいて、タイヤラジアル方向外側に位置するため、ベルト端部に発生する歪を抑制し、十分なベルト耐久性を確保することができる。

又、第１の特徴に係る小型トラック用ラジアルタイヤは、最外層ベルト端近傍におけるショルダー径成長率が、標準リムに装着した状態で０．５％以下であることが好ましい。ここで、「ショルダー径成長率」とは、標準空気圧５％を充填したタイヤ外輪郭線に対し、標準空気圧１００％を充填したタイヤ外輪郭線を測定し、その変化量を標準空気圧５％を充填したタイヤ外輪郭線に対する割合で表したものである。又、「最外層ベルト端近傍」とは、ベルト端から±１０ｍｍの範囲を指す。

この小型トラック用ラジアルタイヤによると、ベルト端近傍におけるショルダー径成長率が小さいため、ベルト端部に発生する歪を抑制し、十分なベルト耐久性を確保することができる。

又、第１の特徴に係る小型トラック用ラジアルタイヤのベルト補強層は、２層であることが好ましい。ベルト補強層は、タイヤ周方向に螺旋状に巻回し、直接ベルト端部の動きと迫り出しを抑制するために、ベルト端部を覆うように配置される。このため、ベルト補強層は、２層設けることが好ましい。

本発明の第２の特徴は、一方のビード部から他方のビード部まで延在し、有機繊維コードが埋設された少なくとも２層のカーカス層と、カーカス層のタイヤ径方向外側に配置され、スチールコードが埋設された少なくとも２層のベルト層と、ベルト層のタイヤ径方向外側に配置され、有機繊維コードが埋設された少なくとも１層のベルト補強層とを備え、扁平率が７５％以下であり、かつ、５００〜７００ｋＰａの標準空気圧が充填される小型トラック用ラジアルタイヤの製造に使用されるタイヤ用金型であって、タイヤ最大幅位置とトレッド端部とを結んだ線が水平線となす角度をαとし、タイヤ最大幅位置とタイヤヒール部とを結んだ線が水平線となす角度をβとすると、７３°≦α≦９０°、７９°≦β≦９０°であるタイヤ用金型であることを要旨とする。

第２の特徴に係るタイヤ用金型は、そのサイドを７３°≦α≦９０°、７９°≦β≦９０°の範囲に設計することにより、サイドがフラットに近い形状となる。このため、内圧充填した場合、タイヤ最大幅が外へ変化することで、ベルト端付近にビード側へ引っ張られる力が働き、ベルト端付近の径成長を抑制することができ、十分なベルト耐久性を有する小型トラック用ラジアルタイヤを製造することができる。

又、第２の特徴に係るタイヤ用金型は、トレッド端部における落ち率が１３％以下であることが好ましい。ここで、「落ち率」とは、タイヤ用金型のタイヤ幅方向断面において、タイヤセクションハイトＨ１とトレッド端部Ｐ１とのタイヤ径方向の差分距離をトレッド幅の半分Ｔｗ／２で除した値である。

このように落ち率を小さくすることにより、特許文献１に示すようなカーカスラインをとることができ、タイヤ転動によるワイピング変形を押さえることができる。

本発明によれば、十分なベルト耐久性を確保することができる扁平率７５％以下の小型トラック用ラジアルタイヤ及びタイヤ用金型を提供することができる。

次に、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には、同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率等は現実のものとは異なることに留意すべきである。従って、具体的な寸法等は以下の説明を参酌して判断すべきものである。又、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。

（小型トラック用ラジアルタイヤの構造）
本実施形態に係る小型トラック用ラジアルタイヤは、図１に示すように、トレッド部１と、トレッド部１に連続するサイドウォール部２と、サイドウォール部２のタイヤ径方向内側に連なるビード部８とを備える。図においては、左片側のみを示しているが、通常左右対称に構成されることは勿論である。又、本実施形態に係る小型トラック用ラジアルタイヤは、扁平率が７５％以下であり、かつ、５００〜７００ｋＰａの標準空気圧が充填される。

カーカス層３は、１対のビード部８にそれぞれ埋設したビードコア４間でトロイド状に延在し、ビードコア４の周りでその周面に沿わせてタイヤ幅方向内側から外側に巻き回した、少なくとも２層のカーカスプライ３ａ、３ｂからなる。カーカスプライ３ａ、３ｂは、ゴムで被覆された有機繊維コードが埋設されて形成される。

尚、図１では、カーカスは、タイヤ幅方向内側から外側に巻き回しているが、タイヤ幅方向外側から内側に巻き回してもよい。

ベルト層６は、カーカス層３のタイヤ径方向外側に配置され、ゴムで被覆されたスチールコードが埋設されて形成される。ベルト層６は、少なくとも２層からなるが、図１では、３層のベルト層６ａ、６ｂ、６ｃを有する。又、ベルト層６のスチールコード埋設角度は、タイヤ周方向に対し、２２°以下である。

ベルト補強層７は、ベルト層６のベルト層のタイヤ径方向外側に配置され、ゴムで被覆された有機繊維コードが埋設されて形成される。ベルト補強層７は、少なくとも１層からなるが、図１では、２層のベルト補強層７ａ、７ｂを有する。又、図１では、ベルト補強層７ａ、７ｂは、ベルト層６の両端部のみを覆うように、配置されているが、ベルト層６全体を覆うように配置されても構わない。

次に、図３を用いて、本実施形態に係る小型トラック用ラジアルタイヤのタイヤ幅方向のレーザー断面形状について説明する。

図３では、標準リムに装着し、標準空気圧５％が充填された場合（以下において、「デフレート」という。）のタイヤの外輪郭線を点線で表し、標準リムに装着し、標準空気圧１００％が充填された場合（以下において、「インフレート」という。）のタイヤの外輪郭線を実線で表している。本実施形態に係る小型トラック用ラジアルタイヤは、インフレートのタイヤの外輪郭線が、デフレートのタイヤの外輪郭線と比べて、標準リムとの離反点と、タイヤセクションハイトＨ１の５０％点とにおいて、タイヤラジアル方向外側に位置する。

一方、図４に示す従来の小型トラック用ラジアルタイヤでは、タイヤセクションハイトＨ２の５０％点において、インフレートの外輪郭線とデフレートの外輪郭線が交差している。

又、本実施形態に係る小型トラック用ラジアルタイヤは、最外層ベルト（図１では、６ａ）端近傍におけるショルダー径成長率は、標準リムに装着した状態で、０．５％以下である。

尚、図３に示す本実施形態に係る小型トラック用ラジアルタイヤのサイドウォール部の曲率半径Ｒ１は、９０ｍｍであり、図４に示す従来の小型トラック用ラジアルタイヤのサイドウォール部の曲率半径Ｒ２は、７０ｍｍである。

（タイヤ用金型）
次に、上述した小型トラック用ラジアルタイヤを製造するために使用されるタイヤ用金型について、図１を用いて説明する。

タイヤ用金型１０は、タイヤ最大幅位置Ｐ２とトレッド端部Ｐ１とを結んだ線が水平線となす角度をαとし、タイヤ最大幅位置Ｐ２とタイヤヒール部Ｐ３とを結んだ線が水平線となす角度をβとすると、７３°≦α≦９０°、７９°≦β≦９０°である。

又、タイヤ用金型１０のタイヤ幅方向断面において、タイヤセクションハイトＨ１とトレッド端部Ｐ１とのタイヤ径方向の差分距離ｈ１をトレッド幅の半分Ｔｗ／２で除した値（＝ｈ１／（Ｔｗ／２））を落ち率とすると、本実施形態に係るタイヤ用金型１０の落ち率は、１３％以下である。

尚、従来のタイヤ金型は、図２に示すように、α及びβの値は、本実施形態に係るタイヤ金型より小さく、落ち率は、本実施形態に係るタイヤ金型より大きい。

（作用及び効果）
従来、低扁平率の小型トラック用ラジアルタイヤは、扁平であるが故に、内圧充填及び走行によるベルト端部の歪が急激に増大し、タイヤ形状を工夫してベルト迫り出しを抑制したり、ベルト張力増大によるベルト変形抑制といった従来の改良手法では、十分なベルト耐久性が得られない状況である。特に、ベルト端部の歪によるタイヤ故障を詳しく検討すると、交錯ベルト層間のせん断歪が影響しており、この歪をいかに抑制できるかが耐久性向上の課題である。

小型トラック用ラジアルタイヤは、通常、空気圧が５００〜７００ｋＰａと高い内圧で使用されるが、このようなタイヤが７５％、７０％、６５％といった扁平率となると、前述の通り、ベルト端の歪が非常に大きくなる。特に、低扁平サイズで使用空気圧が高いことによるベルト端部の変形抑制のためには、空気充填前後で、ベルト端部に歪が集中しないように、タイヤ用金型のサイド形状を工夫する必要がある。

本発明では、タイヤ用金型のサイド部をフラットに近い設定とすることにより、製品時に内圧充填した場合、図５に示すように、タイヤ最大幅部分がタイヤ幅方向外側へ変化することで、ベルト端部付近にはビード部側へ引っ張られる力が働き、ベルト端付近の径成長を抑制することができる。

一方、従来は、図６に示すように、タイヤ最大部分がタイヤ径内側へ変化することにより、ベルト端部付近は、トレッド部へ引っ張られる力が働き、ベルト端付近の径成長が増大する方向であった。従来形状は、タイヤ用金型からタイヤを取り出し、内圧充填した場合に最大幅が狭くなるのに対し、本発明形状は、最大幅が広くなることにより、ベルト端部付近にビード側へ引っ張られる力が働き、ベルト端付近の径成長を抑制することができる。

又、本実施形態に係る小型トラック用ラジアルタイヤは、トレッド端部の落ち率を極力小さくすることにより、特許文献１に示すようなカーカスラインをとると共に、タイヤ転動によるワイピング変形を押さえることもできる。

又、本実施形態に係る型トラック用ラジアルタイヤは、内圧充填によるベルト全体の歪を低減するために、ベルト層６のスチールコード埋設角度は、タイヤ周方向に対し、２２°以下とし、ベルトの周方向剛性を上げることで、内圧充填によるベルト端層間せん断歪が低減できる。

又、本実施形態に係る小型トラック用ラジアルタイヤは、直接ベルト端部の動きと迫り出しを抑制するために、周方向にらせん状に巻回するベルト補強層７をベルト端部を覆うように配置する。特に、ベルト端部を直接覆うベルト補強層７は、２層設けることが好ましい。

上記のタイヤ用金型を用いて製造された小型トラック用ラジアルタイヤは、ベルト端部のセパレーション性が発揮され、十分なベルト耐久性を確保することができる。

次に、本発明を実施例により更に詳しく説明するが、本発明はこれらの例によってなんら限定されるものではない。

本発明の効果を確かめるため、従来例、比較例１〜３及び実施例１〜２に係る空気入りタイヤを試作した。尚、各供試タイヤのサイズは、２０５／６５Ｒ１６ １０９Ｌであった。

ベルト端部の耐久性は、ベルト端にかかる歪をショルダー部の径成長率を測定することにより、評価した。ショルダー径成長率は、数値が小さいほど、ベルト端部の耐久性に優れることを示す。

条件及び結果を表１に示す。

（結果）
実施例１及び２は、従来例と比較すると、ショルダー径成長率が低下していた。このため、７３°≦α≦９０°、７９°≦β≦９０°とし、落ち率を１３％以下とすることにより、ベルト端部の耐久性を確保できることが分かった。

又、比較例１と比較例２とを比較すると、比較例１のほうがショルダー径成長率が低下していた。このため、ベルト角度が２２°以下であると、更にベルト端部の耐久性を確保できることが分かった。又、実施例１及び２は、比較例１よりも更にショルダー径成長率が低下していた。このため、ベルト角度を１８°以下にすることにより、更にベルト端部の耐久性を確保できることが分かった。

又、実施例１及び２は、比較例３と比較すると、ショルダー径成長率が低下していた。このため、落ち率を１３％以下、更に１１％以下とすることにより、更にベルト端部の耐久性を確保できることが分かった。

又、実施例２は、実施例１と比較すると、ショルダー径成長率が低下していた。このため、ベルト補強層を２層にすることにより、更にベルト端部の耐久性を確保できることが分かった。

本実施形態に係る小型トラック用ラジアルタイヤ及びタイヤ用金型のタイヤ回転軸心を含む断面図である。 従来の小型トラック用ラジアルタイヤ及びタイヤ用金型のタイヤ回転軸心を含む断面図である。 本実施形態に係る小型トラック用ラジアルタイヤのタイヤ回転軸心を含むレーザー断面形状である。 従来の小型トラック用ラジアルタイヤのタイヤ回転軸心を含むレーザー断面形状である。 本実施形態に係る小型トラック用ラジアルタイヤの作用を説明するための図である。 従来の小型トラック用ラジアルタイヤの作用を説明するための図である。 従来の空気入りタイヤにおける径成長率を示すグラフである。

符号の説明

１…トレッド部、２…サイドウォール部、３…カーカス層、４…ビードコア、６…ベルト層、７…ベルト補強層、８…ビード部、ＣＬ…タイヤ赤道線、Ｈ１…タイヤセクションハイト、Ｐ１…トレッド端部、Ｐ２…タイヤ最大幅位置、Ｐ３…タイヤヒール部

Claims (5)

1. 一方のビード部から他方のビード部まで延在し、有機繊維コードが埋設された少なくとも２層のカーカス層と、該カーカス層のタイヤ径方向外側に配置され、スチールコードが埋設された少なくとも２層のベルト層と、該ベルト層のタイヤ径方向外側に配置され、有機繊維コードが埋設された少なくとも１層のベルト補強層とを備え、扁平率が７５％以下であり、かつ、５００〜７００ｋＰａの標準空気圧が充填される小型トラック用ラジアルタイヤであって、
   前記ベルト層のスチールコード埋設角度がタイヤ周方向に対し、２２°以下であり、
   標準リムに装着し、標準空気圧１００％が充填された場合のタイヤの外輪郭線が、標準リムに装着し、標準空気圧５％が充填された場合のタイヤの外輪郭線と比べて、標準リムとの離反点と、タイヤセクションハイトの５０％点とにおいて、タイヤラジアル方向外側に位置することを特徴とする小型トラック用ラジアルタイヤ。
2. 最外層ベルト端近傍におけるショルダー径成長率は、標準リムに装着した状態で０．５％以下であることを特徴とする請求項１に記載の小型トラック用ラジアルタイヤ。
3. 前記ベルト補強層は、２層であることを特徴とする請求項１又は２に記載の小型トラック用ラジアルタイヤ。
4. 一方のビード部から他方のビード部まで延在し、有機繊維コードが埋設された少なくとも２層のカーカス層と、該カーカス層のタイヤ径方向外側に配置され、スチールコードが埋設された少なくとも２層のベルト層と、該ベルト層のタイヤ径方向外側に配置され、有機繊維コードが埋設された少なくとも１層のベルト補強層とを備え、扁平率が７５％以下であり、かつ、５００〜７００ｋＰａの標準空気圧が充填される小型トラック用ラジアルタイヤの製造に使用されるタイヤ用金型であって、
   タイヤ最大幅位置とトレッド端部とを結んだ線が水平線となす角度をαとし、前記タイヤ最大幅位置とタイヤヒール部とを結んだ線が水平線となす角度をβとすると、７３°≦α≦９０°、７９°≦β≦９０°であることを特徴とするタイヤ用金型。
5. 前記トレッド端部における落ち率が１３％以下であることを特徴とする請求項４に記載のタイヤ用金型。
   
   

Images