JP2006205817A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】ショルダー部の外径成長を抑制しつつグルーブクラックの発生を抑制できる空気入りタイヤを提供すること。
【解決手段】この空気入りタイヤ１は、複数のベルト材３１〜３３が積層されて成ると共にカーカス層２のタイヤ径方向外周に配置されるベルト層３と、トレッド面の縁部からトレッド幅Ｗの四分の一の範囲内に位置すると共にタイヤ周方向に延在する外側主溝４１とを含む。そして、少なくとも一のベルト材３１がベルトコード３１１から成ると共に、その繊維方向がベルト材３１の設置状態にてタイヤ周方向に対して所定のベルト角度θで傾斜する。ここで、トレッド部４のセンターにおけるベルト材３１のベルト角度θ１が５［ｄｅｇ］≦θ１≦２０［ｄｅｇ］の範囲内にあり、且つ、外側主溝４１の下方におけるベルト材３１のベルト角度θ２が３０［ｄｅｇ］≦θ２≦４５［ｄｅｇ］の範囲内にある。
【選択図】 図１

Description

この発明は、空気入りタイヤに関し、さらに詳しくは、ショルダー部の外径成長を抑制しつつグルーブクラックの発生を抑制できる空気入りタイヤに関する。

扁平比が低い重荷重用の空気入りラジアルタイヤでは、ショルダー部の外径成長を抑制するために交差ベルトの傾斜角度がタイヤ周方向寄り（タイヤ周方向に対して４５［ｄｅｇ］以下）となるように構成されている。

かかる従来の空気入りタイヤには、特許文献１に記載される技術が知られている。従来の空気入りタイヤでは、タイヤ幅方向中央部のベルトコードの部分およびタイヤ幅方向両端部のベルトコードの部分がそれぞれ直線状に配置され、タイヤ幅方向中央部におけるベルトコードのタイヤ幅方向に沿った軸に対する角度をβとすると共に、タイヤ幅方向両端部におけるベルトコードのタイヤ幅方向に沿った軸に対する角度をγとしたときに、角度βより角度γを大きくしたことを特徴とする。従来の空気入りタイヤでは、かかる構成により、ショルダー部の径成長量を抑制してタイヤ性能を向上させていた。

しかしながら、従来の空気入りタイヤでは、主溝近傍におけるタイヤ幅方向の剛性が低いため、タイヤ転動時にて主溝がタイヤ幅方向に開閉する。すると、これに追従して主溝の溝底が変形し、溝底に歪みが集中してグルーブクラックが発生するという課題がある。

特開２００３−１５４８０９号公報

そこで、この発明は、上記に鑑みてされたものであって、ショルダー部の外径成長を抑制しつつグルーブクラックの発生を抑制できる空気入りタイヤを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、この発明にかかる空気入りタイヤは、複数のベルト材が積層されて成ると共にカーカス層のタイヤ径方向外周に配置されるベルト層と、トレッド面の縁部からトレッド幅Ｗの四分の一の範囲内に位置すると共にタイヤ周方向に延在する主溝（以下、外側主溝という。）とを含み、少なくとも一の前記ベルト材（以下、特定ベルト材という。）がベルトコードから成ると共に、その繊維方向が前記ベルト材の設置状態にてタイヤ周方向に対して所定の傾斜角度（以下、ベルト角度という。）で傾斜しており、トレッド部のセンターにおける前記特定ベルト材のベルト角度θ１が５［ｄｅｇ］≦θ１≦２０［ｄｅｇ］の範囲内にあり、且つ、前記外側主溝の下方における前記特定ベルト材のベルト角度θ２が３０［ｄｅｇ］≦θ２≦４５［ｄｅｇ］の範囲内にあることを特徴とする。

この空気入りタイヤでは、トレッド部センターにおける特定ベルト材のベルト角度θ１が適正化されているので、トレッド部センターにおけるタイヤの外径成長が抑制される利点がある。また、外側主溝の下方における特定ベルト材のベルト角度θ２が適正化されているので、外側主溝のグルーブクラックが抑制されると共に外側主溝付近におけるタイヤの外径成長が抑制される利点がある。

また、この発明にかかる空気入りタイヤは、タイヤ子午線方向の断面視における前記外側主溝の溝底の中心線に対して溝幅方向に±０．１Ｗ（Ｗ：トレッド幅）の範囲内にて、前記特定ベルト材が前記ベルト角度θ２を有する。

この空気入りタイヤでは、特定ベルト材が上記のベルト角度θ２を有する範囲が適正化されているので、外側主溝のグルーブクラックが効果的に抑制される利点がある。

また、この発明にかかる空気入りタイヤは、前記ベルト層を構成する複数のベルト材のうち前記外側主溝に対して最も近い位置にあるものが前記ベルト角度θ１、θ２を有する。

この空気入りタイヤでは、ベルト層を構成する複数のベルト材のうち外側主溝に対して最も近い位置にあるものが上記のベルト角度θ１、θ２を有するので、外側主溝の間近に位置するベルト材の剛性が強化されて、外側主溝のグルーブクラックが効果的に抑制される利点がある。

また、この発明にかかる空気入りタイヤは、前記ベルト角度θ１、θ２を有する複数の前記特定ベルト材が配置される。

この空気入りタイヤでは、上記のベルト角度θ１、θ２を有する複数の特定ベルト材が配置されるので、外側主溝のグルーブクラックが効果的に抑制される利点がある。

また、この発明にかかる空気入りタイヤは、前記外側主溝の下方よりもタイヤ幅方向外側にて、前記特定ベルト材が前記ベルト角度θ１を有する。

この空気入りタイヤでは、特定ベルト材が、外側主溝の下方よりもタイヤ幅方向外側にて上記のベルト角度θ１を有するので、ショルダー部におけるベルト層のタガ効果が維持される。これにより、タイヤの外径成長が効果的に抑制される利点がある。

また、この発明にかかる空気入りタイヤは、前記外側主溝の下方に補強層が配置される。

この空気入りタイヤでは、外側主溝の下方に補強層が配置されるので、外側主溝の下方におけるタイヤ周方向の剛性が維持される。これにより、タイヤの外径成長が効果的に抑制される利点がある。

また、この発明にかかる空気入りタイヤは、前記補強層は、前記特定ベルト材がベルト角度θ２を有する範囲に配置される。

この空気入りタイヤでは、特定ベルト材がベルト角度θ２を有する範囲に補強層が配置されるので、上記のベルト角度θ２の範囲におけるタイヤ周方向の剛性がより効果的に維持される。これにより、タイヤの外径成長がより効果的に抑制される利点がある。

また、この発明にかかる空気入りタイヤは、前記補強層は、前記特定ベルト材のベルトコードの繊維方向に対して、その補強コードの繊維方向が交差するように配置される。

この空気入りタイヤでは、特定ベルト材のベルトコードの繊維方向に対して補強コードの繊維方向が交差するように、補強層が配置されるので、タイヤ周方向の剛性がより効果的に維持される。これにより、タイヤの外径成長がより効果的に抑制される利点がある。

また、この発明にかかる空気入りタイヤは、前記補強層の補強コードの繊維方向が、タイヤ周方向に対して１０［ｄｅｇ］以上４５［ｄｅｇ］以下の範囲内にて傾斜している。

この空気入りタイヤでは、補強コードの繊維方向がタイヤ周方向に対して１０［ｄｅｇ］以上４５［ｄｅｇ］以下の範囲内にて傾斜するように補強層が構成されるので、タイヤ周方向の剛性がより効果的に維持される。これにより、タイヤの外径成長がより効果的に抑制される利点がある。

また、この発明にかかる空気入りタイヤは、扁平比が７０以下である。

この空気入りタイヤでは、扁平比が７０以下なので、グルーブクラックの抑制効果がより顕著に得られる利点がある。

この発明にかかる空気入りタイヤでは、トレッド部センターにおける特定ベルト材のベルト角度θ１が適正化されているので、トレッド部センターにおけるタイヤの外径成長が抑制される利点がある。また、外側主溝の下方における特定ベルト材のベルト角度θ２が適正化されているので、外側主溝のグルーブクラックが抑制されると共に外側主溝付近におけるタイヤの外径成長が抑制される利点がある。

以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。また、この実施例の構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、或いは実質的同一のものが含まれる。また、この実施例に記載された複数の変形例は、当業者自明の範囲内にて任意に組み合わせが可能である。

図１は、この発明の実施例１にかかる空気入りタイヤを示す説明図である。図２および図３は、図１に記載した空気入りタイヤの変形例を示す説明図である。図４は、この発明の実施例にかかる空気入りタイヤの性能試験の結果を示す表である。

この空気入りタイヤ１は、左右一対のビードコア（図示省略）間にトロイド状に架け渡されるカーカス層２と、カーカス層２のタイヤ径方向外周に配置されるベルト層３と、ベルト層３のタイヤ径方向外周に形成されたトレッド部４とを含み構成される（図１参照）。また、トレッド部４のトレッド面には、タイヤ周方向に延在する複数の主溝４１、４２が形成されている。これらの主溝４１、４２のうちトレッド面の縁部からトレッド幅Ｗの四分の一の範囲内に位置するものを外側主溝４１と呼ぶ。

なお、トレッド幅Ｗとは、空気入りタイヤが正規リムにリム組みされると共にこの空気入りタイヤに正規内圧および正規荷重が負荷された状態にて、タイヤ幅方向にかかるトレッド面の幅寸法をいう。ここで、正規リムとは、ＪＡＴＭＡに規定される「標準リム」、ＴＲＡに規定される「Design Rim」、あるいはＥＴＲＴＯに規定される「Measuring Rim」をいう。また、正規内圧とは、ＪＡＴＭＡに規定される「最高空気圧」、ＴＲＡに規定される「TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES」の最大値、あるいはＥＴＲＴＯに規定される「INFLATION PRESSURES」をいう。また、正規荷重とは、ＪＡＴＭＡに規定される「最大負荷能力」、ＴＲＡに規定される「TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES」の最大値、あるいはＥＴＲＴＯに規定される「LOAD CAPACITY」をいう。

ベルト層３は、積層された複数のベルト材３１〜３３により構成される。これらのベルト材３１〜３３は、ゴム材により被覆されたスチールワイヤー製のベルトコードから成る。各ベルト材３１〜３３は、ベルトコードの繊維方向が相互に交差するように積層されて配置される（交差ベルト層）。

ここで、複数のベルト材３１〜３３のうち少なくとも一枚のベルト材は、外側主溝４１の下方よりもタイヤ幅方向外側まで延在すると共に、そのベルトコードの繊維方向が設置状態にてタイヤ周方向に対して傾斜するように構成される。以下、かかるベルト材を特定ベルト材３１と呼ぶ。また、特定ベルト材３１のベルトコードの繊維方向がタイヤ周方向に対して傾斜する角度をベルト角度θと呼ぶ。

特定ベルト材３１は、トレッド部４センターにおけるベルト角度θ１が５［ｄｅｇ］≦θ１≦２０［ｄｅｇ］の範囲内にあり、且つ、外側主溝４１の下方におけるベルト角度θ２が３０［ｄｅｇ］≦θ２≦４５［ｄｅｇ］の範囲内にあるように、構成される。すなわち、特定ベルト材３１は、そのベルト角度θが外側主溝４１の下方にてタイヤ周方向からタイヤ幅方向に変化して広がるように、構成される。

なお、外側主溝４１の下方とは、タイヤ子午線方向の断面視にて外側主溝４１の溝底の中央からタイヤ径方向内側に中心線が引かれたときに、この中心線を含むタイヤ幅方向の範囲をいうものとする（図１参照）。

［効果］
この空気入りタイヤ１では、トレッド部センターにおける特定ベルト材３１のベルト角度θ１が５［ｄｅｇ］≦θ１≦２０［ｄｅｇ］の範囲内にあるので、トレッド部センターにおけるタイヤの外径成長が抑制される利点がある。また、外側主溝４１の下方における特定ベルト材３１のベルト角度θ２が３０［ｄｅｇ］≦θ２の範囲にあるので、タイヤ幅方向に対する特定ベルト材３１の剛性がトレッド部センターの部分よりも高められている。かかる構成では、タイヤ転動時にて外側主溝４１が開閉したときに、これに追従する溝底の変形量が低減される。これにより、外側主溝４１のグルーブクラックが抑制される利点がある。また、特定ベルト材３１のベルト角度θ２がθ２≦４５［ｄｅｇ］の範囲にあるので、タイヤ周方向に対する特定ベルト材３１の剛性が維持される。これにより、特定ベルト材３１によるタガ効果が維持されるので、外側主溝付近におけるタイヤの外径成長が抑制される利点がある。

［変形例１］
なお、この空気入りタイヤ１では、ベルト材３１〜３３がスチールワイヤー製のベルトコードから成るが、これは、タイヤの耐久性能を効果的に高め得る点で好ましい。しかし、これに限らず、ベルト材３１〜３３がスチールワイヤー製以外のベルトコード、例えば、有機繊維製のベルトコードから成る構成としても良い。

［変形例２］
また、この空気入りタイヤ１では、タイヤ子午線方向の断面視における外側主溝４１の溝底の中心線に対して溝幅方向に±０．１Ｗ（Ｗ：トレッド幅）の範囲内にて、特定ベルト材３１が上記のベルト角度θ２を有することが好ましい。これにより、外側主溝４１のグルーブクラックが効果的に抑制される利点がある。

［変形例３］
また、この空気入りタイヤ１では、ベルト層３を構成する複数のベルト材３１〜３３のうち外側主溝４１に対して最も近い位置にあるもの（タイヤ径方向の最外層を構成するベルト材３１）が、上記のベルト角度θ１、θ２を有することが好ましい。これにより、外側主溝４１の間近に位置するベルト材３１の剛性が強化されるので、外側主溝４１のグルーブクラックが効果的に抑制される利点がある。

［変形例４］
また、この空気入りタイヤ１では、複数のベルト材３１〜３３が上記のベルト角度θ１、θ２を有することが好ましい（図示省略）。すなわち、上記のベルト角度θ１、θ２を有する複数の特定ベルト材３１が配置されることが好ましい。例えば、ベルト層３を構成するベルト材３１〜３３のうちタイヤ径方向外側の二層のベルト材３１、３２が上記のベルト角度θ１、θ２を有する構成が好ましい。これにより、外側主溝４１のグルーブクラックが効果的に抑制される利点がある。

［変形例５］
また、この空気入りタイヤ１では、トレッド部４の両ショルダーに形成された各外側主溝４１、４１に対して特定ベルト材３１がベルト角度θ１、θ２を有しても良い（寿司省略）。また、いずれか一方の外側主溝４１に対して特定ベルト材３１がベルト角度θ１、θ２を有しても良い。かかる構成は、タイヤの仕様等に応じて当業者自明の範囲内にて任意に選択され得る。

［変形例６］
また、この空気入りタイヤ１では、トレッド部のセンターから外側主溝４１の下方に至る途中で特定ベルト材３１がベルト角度θをタイヤ幅方向外側に（ベルト角度θ１からベルト角度θ２に）広げており、このベルト角度θ２が特定ベルト材３１の縁部まで維持される（図１参照）。

しかし、これに限らず、特定ベルト材３１が必要十分な範囲（外側主溝４１の下方）でのみ上記のベルト角度θ２を有する構成としても良い（図２参照）。例えば、特定ベルト材３１が、トレッド部のセンターにて上記のベルト角度θ１を有し、外側主溝４１の下方にて上記のベルト角度θ２を有すると共に、外側主溝４１の下方よりもタイヤ幅方向外側にて上記のベルト角度θ１を有する構成が好ましい。すなわち、外側主溝４１の下方よりもタイヤ幅方向外側にて、特定ベルト材３１のベルト角度θがタイヤ周方向に狭められて上記のベルト角度θ２から元のベルト角度θ１に戻される。

かかる構成では、外側主溝４１の下方よりもタイヤ幅方向外側にて特定ベルト材３１のベルト角度θがタイヤ周方向に狭められているので、ショルダー部におけるベルト層３のタガ効果が維持される。これにより、タイヤの外径成長が効果的に抑制される利点がある。

［変形例７］
また、この空気入りタイヤ１では、外側主溝４１の下方に補強層３４が配置されることが好ましい（図３参照）。補強層３４は、例えば、スチールワイヤー、有機繊維コードその他の補強コード３４１から成り、特定ベルト材３１に対してタイヤ周方向に巻き回されて配置される。かかる構成では、タイヤ使用時にて外側主溝４１の溝底の変形が抑制されるので、外側主溝４１の下方におけるタイヤ周方向の剛性が維持される。これにより、タイヤの外径成長が効果的に抑制される利点がある。

また、補強層３４は、特定ベルト材３１のベルト角度θが変化する範囲（特定ベルト材３１がベルト角度θ２を有する範囲）を覆うように配置されることが好ましい（図３参照）。すなわち、補強層３４は、例えば、エッジカバーのようにベルト層３の端部を覆わなくとも良い。かかる構成では、上記のベルト角度θ２の範囲におけるタイヤ周方向の剛性がより効果的に維持されるので、タイヤの外径成長がより効果的に抑制される利点がある。

また、補強層３４は、特定ベルト材３１のベルトコード３１１の繊維方向に対して、その補強コード３４１の繊維方向が交差するように配置されることが好ましい（図３参照）。これにより、タイヤ周方向の剛性がより効果的に維持されるので、タイヤの外径成長がより効果的に抑制される利点がある。

また、補強層３４は、その補強コード３４１の繊維方向がタイヤ周方向に対して１０［ｄｅｇ］以上４５［ｄｅｇ］以下の範囲内にて傾斜するように構成されることが好ましい。これにより、タイヤ周方向の剛性がより効果的に維持されるので、タイヤの外径成長がより効果的に抑制される利点がある。

なお、補強層３４の強度は、補強に必要なタイヤ幅方向の剛性に応じて、当業者自明の範囲内にて任意に調整される。また、補強層３４の強度は、例えば、補強層３４を構成する補強コード３４１の本数（配列密度）や材質により調整される。

［適用例］
また、この空気入りタイヤ１の構成は、扁平比が７０以下の空気入りタイヤに適用されることが好ましい。また、扁平比が６０以下の空気入りタイヤでは、外側主溝４１の形成位置におけるタイヤ外径方向へのせり上がりが特に大きい。したがって、この空気入りタイヤ１の構成は、扁平比が６０以下の空気入りタイヤに適用されることが特に好ましい。

かかる扁平比が低い空気入りタイヤ１では、特に、外側主溝４１にてグルーブクラックが発生し易い。したがって、この空気入りタイヤ１の構成が、これらの空気入りタイヤに適用されることにより、グルーブクラックの抑制効果をより顕著に得られる利点がある。

また、重荷重用の空気入りラジアルタイヤでは、特に、外側主溝４１にてグルーブクラックが発生し易い。したがって、この空気入りタイヤ１の構成は、重荷重用の空気入りラジアルタイヤに適用されることが好ましい。これにより、グルーブクラックの抑制効果をより顕著に得られる利点がある。

［性能試験］
この実施例では、条件が異なる複数の空気入りタイヤについて、耐グルーブクラック性にかかる性能試験が行われた（図４参照）。この性能試験では、タイヤサイズ２６５／６０Ｒ２２．５の空気入りタイヤがＪＡＴＭＡ規定の正規リムにリム組みされ、この空気入りタイヤに正規荷重および正規空気圧が負荷される。そして、この空気入りタイヤが、２・２−Ｄ・Ｄ（２輪・２輪−駆動複２輪・駆動複２輪）車である試験車両に装着される。なお、この空気入りタイヤは、全天候型のトレッドパターンを有する。

性能試験では、試験車両が５万［ｋｍ］を走行した後、外側主溝に発生したクラック数およびクラック深さが測定されて評価が行われる。これらの評価は、従来例の空気入りタイヤを基準（１００）とした指数評価により行われる。また、その指数値は、小さいほど好ましい。なお、クラック数は、外側主溝の溝底に発生したクラックの数である。また、クラック深さは、深さが大きい順に抽出された１０カ所のクラックにかかる平均深さである。

従来例の空気入りタイヤでは、ベルト材３１のベルト角度が一定（θ１＝θ２）となるように構成される。比較例１、２および発明例１〜３の空気入りタイヤは、トレッド部４センターのベルト角度θ１と外側主溝４１下方のベルト角度θ２とが異なる。また、発明例３の空気入りタイヤには、外側主溝４１の下方に補強層３４が配置されている。

試験結果に示すように、発明例１および発明例２の空気入りタイヤ１では、外側主溝４１下方のベルト角度θ２の数値範囲の適正化により、耐グルーブクラック性能が向上していることが分かる。また、発明例３の空気入りタイヤ１では、補強層３４の配置により、耐グルーブクラック性能がさらに向上していることが分かる。

以上のように、本発明にかかる空気入りタイヤは、ショルダー部の外径成長を抑制しつつグルーブクラックの発生を抑制できる点で有用である。

この発明の実施例１にかかる空気入りタイヤを示す説明図である。 図１に記載した空気入りタイヤの変形例を示す説明図である。 図１に記載した空気入りタイヤの変形例を示す説明図である。 この発明の実施例にかかる空気入りタイヤの性能試験の結果を示す図表である。

符号の説明

１ 空気入りタイヤ
２ カーカス層
３ ベルト層
３１〜３３ ベルト材
３１ 特定ベルト材
３１１ ベルトコード
３４ 補強層
３４１ 補強コード
４ トレッド部
４１、４２ 主溝
４１ 外側主溝
θ１、θ２ ベルト角度

Claims (10)

1. 複数のベルト材が積層されて成ると共にカーカス層のタイヤ径方向外周に配置されるベルト層と、トレッド面の縁部からトレッド幅Ｗの四分の一の範囲内に位置すると共にタイヤ周方向に延在する主溝（以下、外側主溝という。）とを含み、
   少なくとも一の前記ベルト材（以下、特定ベルト材という。）がベルトコードから成ると共に、その繊維方向が前記ベルト材の設置状態にてタイヤ周方向に対して所定の傾斜角度（以下、ベルト角度という。）で傾斜しており、
   トレッド部のセンターにおける前記特定ベルト材のベルト角度θ１が５［ｄｅｇ］≦θ１≦２０［ｄｅｇ］の範囲内にあり、且つ、前記外側主溝の下方における前記特定ベルト材のベルト角度θ２が３０［ｄｅｇ］≦θ２≦４５［ｄｅｇ］の範囲内にあることを特徴とする空気入りタイヤ。
2. タイヤ子午線方向の断面視における前記外側主溝の溝底の中心線に対して溝幅方向に±０．１Ｗ（Ｗ：トレッド幅）の範囲内にて、前記特定ベルト材が前記ベルト角度θ２を有する請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 前記ベルト層を構成する複数のベルト材のうち前記外側主溝に対して最も近い位置にあるものが前記ベルト角度θ１、θ２を有する請求項１または２に記載の空気入りタイヤ。
4. 前記ベルト角度θ１、θ２を有する複数の前記特定ベルト材が配置される請求項１〜３のいずれか一つに記載の空気入りタイヤ。
5. 前記外側主溝の下方よりもタイヤ幅方向外側にて、前記特定ベルト材が前記ベルト角度θ１を有する請求項１〜４のいずれか一つに記載の空気入りタイヤ。
6. 前記外側主溝の下方に補強層が配置される請求項１〜５のいずれか一つに記載の空気入りタイヤ。
7. 前記補強層は、前記特定ベルト材がベルト角度θ２を有する範囲に配置される請求項６に記載の空気入りタイヤ。
8. 前記補強層は、前記特定ベルト材のベルトコードの繊維方向に対して、その補強コードの繊維方向が交差するように配置される請求項６または７に記載の空気入りタイヤ。
9. 前記補強層の補強コードの繊維方向が、タイヤ周方向に対して１０［ｄｅｇ］以上４５［ｄｅｇ］以下の範囲内にて傾斜している請求項６〜８のいずれか一つに記載の空気入りタイヤ。
10. 扁平比が７０以下である請求項１〜９のいずれか一つに記載の空気入りタイヤ。

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