JP2007112306A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】ベルト層の数を抑えつつ、周方向溝のクラックを抑制できる空気入りタイヤを提供すること。
【解決手段】ショルダー側周方向溝２１のタイヤ径方向内方で、複数のベルト層３０のタイヤ径方向における最外方に、補強ベルト層３５を位置させ、この補強ベルト層３５を形成するコードは、タイヤ周方向に対して６５°〜８５°の範囲内で傾斜させる。さらに、補強ベルト層３５におけるショルダー側周方向溝２１のタイヤ径方向内方には、タイヤ径方向外方に突出した補強部３６を形成する。これにより、ショルダー側周方向溝２１付近における子午断面方向の曲げ剛性を確保でき、ショルダー側周方向溝２１の変形を抑制できる。この結果、ベルト層３０の数を抑えつつ、周方向溝のクラックを抑制することができる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、空気入りタイヤに関するものである。特に、この発明は、複数の周方向溝を有する空気入りタイヤに関するものである。

空気入りタイヤを使用する際には空気入りタイヤは車両に装着され、この車両の走行時には、空気入りタイヤは路面と接地しながら回転する。その際に、路面の凹凸などに起因してロードノイズが発生する場合があり、具体的には、約１００〜２００Ｈｚにピーク値を有する低周波域のロードノイズや、約２５０〜４００Ｈｚにピーク値を有する高周波域のロードノイズが発生する場合がある。このため、従来の空気入りタイヤでは、これらのロードノイズを様々な手法で抑制しているものがあり、低周波域のロードノイズは、トレッド部のゴム質量を増加させたり、ばね定数を低減させたりすることにより対応している。また、高周波域のロードノイズは、ベルト層のタイヤ幅方向における端部の剛性が大きく寄与することから、ベルト層のタイヤ幅方向における端部に、補強層を巻き付けることによって対応している。

また、近年では、燃費の向上などの観点から車両の軽量化が求められているが、これに伴い、空気入りタイヤに対しても軽量化が求められている。しかしながら、高周波域のロードノイズを低減するために補強層を設けた場合には重量が増加するため、軽量化を図ることが困難になる場合がある。そこで、従来の空気入りタイヤでは、補強層を設けずに高周波域のロードノイズを抑制しているものがある。例えば、特許文献１に記載の空気入りタイヤは、ベルト層のタイヤ幅方向における両端部に、２以上の屈曲部を形成している。これにより、ベルト層の両端部の剛性を向上させることができるので、空気入りタイヤの重量を増加させることなく、高周波域のロードノイズを低減させることができる。

特開２００４−３３８５０３号公報

ここで、通常空気入りタイヤは、使用時に空気入りタイヤの接地部に作用する荷重によって、接地部分が変形しながら路面に接地する。特に、トラックやバスなど比較的重量が重い車両に用いる空気入りタイヤでは、その使用時に大きな荷重が作用するため、接地に伴って大きな変形が発生し、特に曲げ変形は、タイヤ幅方向におけるトレッド部の中央域と比較してショルダー部側で大きく発生する。そして、このような空気入りタイヤでは、その使用に伴う摩耗が、中央域よりもショルダー部の方が進行し易くなり、トレッド部の中央域とショルダー部との半径差が大きくなるため、タイヤ寿命の末期に近づくにつれてこの半径差が拡大し、接地時のショルダー部の変形も大きくなってしまう。

また、空気入りタイヤは、その表面にタイヤ周方向に沿って延びる複数本の周方向溝が所定間隔で形成されたトレッドパターンを有しているものが数多く存在する。このようなトレッドパターンにおいて、タイヤ周方向の両端に位置する周方向溝、即ち、ショルダー部側に設けられた周方向溝であるショルダー側周方向溝では、上述したようにショルダー部側の変形が大きくなっていることにより、ショルダー側周方向溝に大きな圧縮力が繰り返し作用する。

さらに、近年の空気入りタイヤでは、車両の走行に伴う径成長を抑制するために、ベルト層の少なくとも１層に、タイヤ周方向、或いはタイヤ周方向に近い角度で形成されたコードを有したベルト層を用いているものがある。このようなベルト層を有する空気入りタイヤの場合には、タイヤ赤道面に対して傾斜したコードを有するベルト層である傾斜ベルトを設ける場合でも、タイヤ内部の温度上昇を防ぐ目的から１層程度である場合が多くなっている。このため、このような空気入りタイヤでは、ショルダー側周方向溝周辺の剛性が確保され難くなる虞があり、上述したようにショルダー側周方向溝に大きな圧縮力が繰り返し作用した場合には、ショルダー側周方向溝が繰り返し変形する虞がある。

ショルダー側周方向溝周辺の剛性、つまり、ベルト層の両端部の剛性を向上する手法としては、特許文献１に記載の空気入りタイヤでもこの部分の剛性を向上させており、この空気入りタイヤでは、上述したようにベルト層のタイヤ幅方向における両端部に、２以上の屈曲部を形成して剛性を向上させている。しかし、このような形状では、高周波域のロードノイズを低減させることを目的とした場合には効果を得ることができるが、ショルダー側周方向溝に大きな圧縮力が繰り返し作用した場合に対する剛性としては不足する虞がある。このため、ショルダー側周方向溝に大きな圧縮力が繰り返し作用した場合には、溝底にクラックが発生する虞があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、ベルト層の数を抑えつつ、周方向溝のクラック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。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、この発明に係る空気入りタイヤは、トレッド部のトレッド表面にタイヤ周方向に形成された周方向溝を複数有すると共に前記トレッド部のタイヤ径方向内方に複数のベルト層を有する空気入りタイヤにおいて、前記複数の周方向溝のうち、タイヤ幅方向の両端に位置する前記周方向溝はショルダー側周方向溝となっており、前記複数のベルト層のうち、前記ショルダー側周方向溝のタイヤ幅方向の位置と同じ位置において、最もタイヤ径方向外方に位置する前記ベルト層は補強ベルト層となっており、前記補強ベルト層は、タイヤ周方向に対して６５°〜８５°の範囲内の角度で傾斜したコードを有しており、さらに、前記補強ベルト層は、タイヤ幅方向における幅が前記ショルダー側周方向溝の溝開口部の幅以上の幅でタイヤ径方向外方に向けて突出した補強部を、少なくとも前記ショルダー側周方向溝のタイヤ径方向内方の位置に有していると共に、タイヤ幅方向における前記補強部の両側の部分で、前記補強ベルト層のタイヤ径方向内方に位置する前記ベルト層に接していることを特徴とする。

この発明では、ショルダー側周方向溝のタイヤ径方向内方に補強ベルト層を設けている。この補強ベルト層は、タイヤ周方向に対して６５°〜８５°の角度で傾斜したコードを有しているため、断面方向の曲げ剛性が高くなっている。このため、ショルダー側周方向溝周辺の曲げ剛性の向上を図ることができる。また、この補強ベルト層は、タイヤ径方向外方に向けて突出した補強部を形成しており、補強部のタイヤ幅方向における両側の部分で、補強ベルト層のタイヤ径方向内方に位置する他のベルト層に接している。このため、補強部の部分では、断面方向の曲げ剛性がさらに高くなっていると共に、タイヤ径方向における剛性が高くなっている。これらにより、補強ベルト層付近の曲げ剛性を向上させることができるので、ベルト層の数を少なくした場合でも、ショルダー側周方向溝の周囲の剛性を向上させることができる。従って、空気入りタイヤの使用時に荷重が作用し、ショルダー側周方向溝に大きな圧縮力が作用した場合でも、ショルダー側周方向溝が変形することを抑制することができる。この結果、ベルト層の数を抑えつつ、周方向溝のクラックを抑制することができる。

また、この発明に係る空気入りタイヤは、前記補強ベルト層のタイヤ径方向内方に位置する前記ベルト層と前記補強ベルト層とは、前記補強部が形成されている位置で離間していると共に、前記ベルト層と前記補強部とにより中空部を区画していることを特徴とする。

この発明では、補強ベルト層のタイヤ径方向内方に位置する他のベルト層と、補強ベルト層の補強部とは離間しており、これらの間には中空部が形成されているので、その分、ベルト層の体積を小さくすることができ、軽量化を図ることができる。この結果、軽量化を図りつつ、周方向溝のクラックを抑制することができる。

また、この発明に係る空気入りタイヤは、前記補強ベルト層のタイヤ径方向内方に位置する前記ベルト層と前記補強部とが離間している部分は、タイヤ径方向において最も離れている部分の距離が、前記補強ベルト層が有するコードの１本分以上の距離となっていることを特徴とする。

この発明では、補強ベルト層のタイヤ径方向内方に位置する他のベルト層と、補強ベルト層の補強部との距離が、補強ベルト層のコード１本分以上離れているので、より確実に補強部の剛性を向上させることができる。この結果、より確実に周方向溝のクラックを抑制することができる。

また、この発明に係る空気入りタイヤは、前記中空部には、硬質ゴム、若しくはタイヤ周方向に対して０°〜１０°の傾きを有する有機繊維の少なくともいずれか一方が設けられていることを特徴とする。

この発明では、中空部に硬質ゴムや有機繊維を設けているので、補強部周辺の剛性を、より確実に向上させることができる。この結果、より確実に周方向溝のクラックを抑制することができる。

また、この発明に係る空気入りタイヤは、前記補強部は、タイヤ径方向外方に向かうに従ってタイヤ幅方向における幅が狭くなっている台形状の形状で形成されていることを特徴とする。

この発明では、補強部を台形状の形状で形成しているので、補強部の断面方向の曲げ剛性を、より確実に向上させることができ、これにより、ショルダー側周方向溝の周辺の剛性を、より確実に向上させることができる。この結果、より確実に周方向溝のクラックを抑制することができる。

また、この発明に係る空気入りタイヤは、前記補強部は、最もタイヤ径方向外方に位置し、タイヤ幅方向における幅が最も狭くなっている部分のタイヤ幅方向における幅が、前記ショルダー部周方向溝の溝開口部の幅以上の幅になっていることを特徴とする。

この発明では、台形状の形状で形成された補強部のうち、最もタイヤ径方向外方に位置し、タイヤ幅方向における幅が最も狭くなっている部分のタイヤ幅方向における幅を、ショルダー側周方向溝の溝開口部の幅以上の幅にしているので、ショルダー側周方向溝に作用する圧縮力を、ショルダー側周方向溝のタイヤ径方向内方に位置する補強部で、より確実に受けることができる。これにより、ショルダー側周方向溝が変形することを、より確実に抑制することできる。この結果、より確実に周方向溝のクラックを抑制することができる。

また、この発明に係る空気入りタイヤは、前記補強部は、タイヤ径方向外方に向かうに従ってタイヤ幅方向における幅が狭くなり、最もタイヤ径方向外方に位置する部分に角部を有する三角形状の形状で形成されていることを特徴とする。

この発明では、補強部を三角形状の形状で形成しているので、タイヤ径方向外方に突出した補強部を、容易に形成することができ、容易にショルダー側周方向溝の周辺の剛性を向上させることができる。この結果、容易に周方向溝のクラックを抑制することができる。

また、この発明に係る空気入りタイヤは、前記複数のベルト層は、前記ベルト層が有するコードがタイヤ周方向に沿って形成される前記ベルト層である０度ベルト層を、少なくとも１層含んでいることを特徴とする。

この発明では、複数のベルト層のうち、少なくとも１層を０度ベルト層としているため、この０度ベルト層によってタイヤ周方向における張力の向上を図ることができるので、
ベルト層の数を低減できる。この結果、より確実にベルト層の数を抑えつつ、周方向溝のクラックを抑制することができる。

本発明に係る空気入りタイヤは、ベルト層の数を抑えつつ、周方向溝のクラックを抑制することができる、という効果を奏する。

以下に、本発明に係る空気入りタイヤの実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施の形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、或いは実質的に同一のものが含まれる。また、空気入りタイヤのトレッドパターンは、リブパターンやブロックパターン、リブラグパターン等があるが、以下の説明は、本発明に係る空気入りタイヤの一例として、トレッドパターンがリブパターンで形成される空気入りタイヤについて説明する。

（実施の形態）
以下の説明において、タイヤ幅方向とは、空気入りタイヤの回転軸と平行な方向をいい、タイヤ幅方向内方とはタイヤ幅方向において赤道面に向かう方向、タイヤ幅方向外方とは、タイヤ幅方向において赤道面に向かう方向の反対方向をいう。また、タイヤ径方向とは、前記回転軸と直交する方向をいい、タイヤ周方向とは、前記回転軸を回転の中心となる軸として回転する方向をいう。図１は、この発明に係る空気入りタイヤの要部を示す子午断面図である。同図に示す空気入りタイヤ１は、子午面方向の断面で見た場合、タイヤ径方向の最も外側にゴム材料からなるトレッド部５が形成されており、このトレッド部５のトレッド表面、即ち、当該空気入りタイヤ１を装着する車両（図示省略）が走行した場合に、路面と接触する部分はトレッド面６として形成されている。このトレッド面６には、トレッドパターンを形成する周方向溝２０が複数設けられており、さらに、この周方向溝２０によって区画された陸部であるリブ２５が複数設けられている。

また、トレッド部５のタイヤ径方向内方側には、ベルト層３０が複数設けられている。さらに、トレッド部５のタイヤ幅方向における端部からタイヤ径方向内方側の所定の位置までは、サイドウォール部７が設けられている。また、前記ベルト層３０のタイヤ径方向内方、及び前記サイドウォール部７の赤道面３側には、カーカス１１が連続して設けられており、このカーカス１１の内側、或いは、当該カーカス１１の、空気入りタイヤ１における内部側には、インナーライナ１５がカーカス１１に沿って形成されている。

また、トレッド部５のタイヤ幅方向における両端には、ショルダー部８が位置している。さらに、トレッド部５は、当該空気入りタイヤ１を子午面断面で見た場合に、ショルダー部８付近よりもトレッド面６の赤道面３付近の方がタイヤ径方向外方に位置するように、トレッド面６がタイヤ径方向外方に向けて凸となった曲面の形状で形成されている。つまり、トレッド部５は、トレッド面６のうち、赤道面３近傍の部分が最もタイヤ径方向における径が大きくなり、タイヤ幅方向における端部であるショルダー部８の方向に向かうに従って径が小さくなるような曲面の形状で形成されている。

また、前記周方向溝２０は、タイヤ周方向に沿って形成されており、トレッド面６には、このようにタイヤ周方向に沿って形成された周方向溝２０がほぼ平行にタイヤ幅方向に並んで複数形成されている。なお、この周方向溝２０は、正確にタイヤ周方向に形成されていなくてもよい。周方向溝２０は概ねタイヤ周方向に形成されていればよく、タイヤ幅方向に斜めに形成されている場合や、曲線、またはジグザグ状などの形状で形成されていてもよい。

このように複数設けられた周方向溝２０のうち、タイヤ幅方向両端に位置する周方向溝２０はショルダー側周方向溝２１となっている。詳しくは、ショルダー側周方向溝２１は、トレッド面６の接地幅のタイヤ幅方向における端部から、タイヤ幅方向内方に接地幅の１／４となる位置よりも、タイヤ幅方向外方に位置している。また、このショルダー側周方向溝２１は、複数のリブ２５のうち、タイヤ幅方向の両側に位置するリブ２５であるショルダーリブ２６に隣接してショルダーリブ２６のタイヤ幅方向内方側に位置している。さらに、複数のリブ２５のうち、ショルダー側周方向溝２１を介してショルダーリブ２６のタイヤ幅方向内方に位置するリブ２５は、セカンドリブ２７となっている。つまり、ショルダー側周方向溝２１は、ショルダーリブ２６とセカンドリブ２７との間に形成されている。

また、複数のベルト層３０は、タイヤ幅方向の両端に位置するショルダー部８のうちの一方のショルダー部８におけるタイヤ径方向内方の位置から、他方のショルダー部８におけるタイヤ径方向内方の位置にかけて形成されたベルト層３０を、２層有している。この２層のベルト層３０のうち、タイヤ径方向外方に位置するベルト層３０は、当該ベルト層３０を形成するコード（図示省略）が、タイヤ周方向に沿って形成された０度ベルト層３１となっている。また、もう１層のベルト層３０は、当該ベルト層３０を形成するコード（図示省略）が、タイヤ周方向に対して、タイヤ幅方向に傾いて形成された傾斜ベルト層３２となっている。

また、複数のベルト層３０のうち、ショルダー側周方向溝２１のタイヤ幅方向の位置と同じ位置において、最もタイヤ径方向外方に位置するベルト層３０は、補強ベルト層３５となっている。つまり、複数のベルト層３０は、タイヤ径方向における最外方、或いは、０度ベルト層３１のタイヤ径方向外方に、補強ベルト層３５を有している。この補強ベルト層３５は、タイヤ幅方向における両側の２箇所に位置しており、２箇所の補強ベルト層３５は、互いに他方の補強ベルト層３５から離れている。また、補強ベルト層３５は、ショルダー側周方向溝２１のタイヤ径方向内方に、タイヤ径方向外方に突出した補強部３６を有している。

図２は、図１のＡ部詳細図である。補強ベルト層３５に形成された補強部３６は、補強ベルト層３５が屈曲することによって形成されており、概ねタイヤ幅方向に沿って形成された補強ベルト層３５がショルダー側周方向溝２１のタイヤ径方向内方の位置付近でタイヤ径方向外方に突出している。補強部３６の詳しい形状は、補強ベルト層３５において、ショルダー側周方向溝２１のタイヤ幅方向における位置と同じ位置の、タイヤ幅方向における両側の２箇所の部分で補強ベルト層３５がタイヤ径方向外方に向けて屈曲している。この屈曲している方向は、タイヤ径方向外方に向かうに従って、２箇所で屈曲している部分同士のタイヤ幅方向における間隔が狭くなる方向に屈曲しており、この部分は傾斜部３８となっている。つまり、補強部３６は２箇所に傾斜部３８を有している。

また、補強部３６は、傾斜部３８のタイヤ径方向外方の端部でさらに屈曲しており、その屈曲の方向は、２箇所の傾斜部３８から、互いに他方の傾斜部３８に向かう方向に屈曲している。つまり、２箇所の傾斜部３８は、タイヤ径方向外方の端部間が、ほぼタイヤ幅方向に沿って形成されている部分によって接続されており、この部分は補強部外方部３７となっている。このため、補強部外方部３７は、補強部３６において最もタイヤ径方向外方に位置しており、タイヤ幅方向における幅が最も狭くなっている。

換言すると、補強部３６は、タイヤ径方向内方からタイヤ径方向外方に向かうに従ってタイヤ幅方向における幅が狭くなっている台形状の形状で形成されている。このような形状で形成される補強部３６が有する補強部外方部３７のタイヤ幅方向における幅は、当該補強部３６のタイヤ径方向外方に位置するショルダー側周方向溝２１がトレッド面６に対して開口している部分である溝開口部２２の、タイヤ幅方向における幅以上の幅になっている。つまり、補強部外方部３７は、当該補強部外方部３７のタイヤ幅方向における幅をＷとし、ショルダー側周方向溝２１の溝開口部２２のタイヤ幅方向における幅をＷ１とした場合に、Ｗ１≧Ｗの関係となるように形成されている。このため、補強部３６全体でも、タイヤ幅方向における幅がショルダー側周方向溝２１のタイヤ幅方向における幅よりも広くなっており、つまり補強部３６は、タイヤ幅方向における幅が、ショルダー側周方向溝２１の溝開口部２２の幅以上の幅でタイヤ径方向外方に向けて突出して、補強ベルト層３５に形成されている。

また、補強ベルト層３５は、０度ベルト層３１のタイヤ径方向外方に設けられているが、補強ベルト層３５の補強部３６は、タイヤ径方向外方に突出している。このため、この補強ベルト層３５は、補強部３６以外の部分が、当該補強ベルト層３５のタイヤ径方向内方に位置するベルト層３０である０度ベルト層３１に接している。つまり、補強ベルト層３５は、タイヤ幅方向における補強部３６の両側の部分で、０度ベルト層３１に接している。これにより、補強ベルト層３５と０度ベルト層３１とは、補強部３６が形成されている位置で離間しており、０度ベルト層３１と補強部３６とにより区画されている部分は、中空部４５となっている。

なお、このように０度ベルト層３１と補強部３６とが離間している部分は、タイヤ径方向において最も離れている部分の距離が、補強ベルト層３５が有する、後述するコード３９（図３参照）の１本分以上の距離となっているのが好ましい。つまり、補強ベルト層３５が有するコード３９の幅をＧとし、０度ベルト層３１と補強部３６とがタイヤ径方向において最も離れている部分の距離をＧ１とした場合に、これらの関係がＧ１≧Ｇとなるように、補強部３６は形成されているのが好ましい。さらに、ショルダー側周方向溝２１と補強部３６とが最も接近している部分の距離Ｔは、４．５ｍｍ以上となっているのが好ましい。また、中空部４５には、硬い硬質ゴム、若しくはタイヤ周方向に対して０°〜１０°の傾きを有する有機繊維の少なくともいずれか一方が設けられていることが好ましい。ここでいう硬質ゴムとは、ＪＩＳ Ｋ６２５１の引張モジュラス（５０％モジュラス）が、トレッド部５を形成するゴムよりも大きくなっているゴムである。

図３は、図１のＢ−Ｂ矢視図である。また、この補強ベルト層３５は、複数のコード３９を有しており、このコード３９は、タイヤ周方向に対して６５°〜８５°の範囲内の角度で傾斜している。つまり、このコード３９は、赤道面３に対して６５°〜８５°の範囲内の角度Ｈ１でタイヤ幅方向に傾斜しており、補強ベルト層３５は、このように傾斜した複数のコード３９が平行に並んで形成されている。即ち、補強ベルト層３５は、当該補強ベルト層３５を形成するコード３９がタイヤ周方向に対して大きく傾斜した、ハイアングルベルトとして形成されている。

図４は、図１に示す空気入りタイヤに荷重が作用した状態を示す説明図である。この空気入りタイヤ１を車両に装着した場合には、路面側に位置するトレッド面６が路面に接触する。これにより、空気入りタイヤ１は路面に接地する。その際、空気入りタイヤ１の重量も含めた車両全体の重量は、路面に接地しているトレッド面６で受けるため、車両走行時には、路面に接地している部分付近のトレッド面６に荷重が作用し、荷重が作用する方向は、主にタイヤ径方向に作用する。

この場合、トレッド面６は、ショルダー部８の方向に向かうに従って径が小さくなるような曲面の形状で形成されているが、路面側の接地部分では、トレッド面６のショルダー部８寄りの部分と、中央領域、即ち、赤道面３寄りの部分とのタイヤ径方向における位置が同程度になるように変形する。つまり、路面側のトレッド面６にはタイヤ径方向の荷重である圧縮力が作用するため、路面側のトレッド面６は、タイヤ径方向における位置が全体的にタイヤ径方向内方に移動する方向に変形する。このため、荷重が作用し、変形している状態のトレッド面６の形状は、無負荷時におけるトレッド面６の形状の仮想線である無負荷時トレッド面形状線５０よりも、タイヤ径方向内方に位置している。

その際に、トレッド面６は、ショルダー部８寄りの部分よりも、赤道面３寄りの部分の方がタイヤ径方向における径が大きくなっているため、トレッド面６の変形量は、ショルダー部８寄りの部分よりも、赤道面３寄りの部分の方が大きくなっている。トレッド面６は、このように変形するため、ショルダー側周方向溝２１付近のトレッド面６の変形量は、ショルダーリブ２６よりも、セカンドリブ２７の方が大きくなる。このため、ショルダーリブ２６とセカンドリブ２７とには、タイヤ幅方向における双方の距離が近付く方向の荷重、即ち、子午断面における曲げ方向の荷重が作用し、これによりショルダー側周方向溝２１には、溝幅が狭くなる方向の荷重が作用する。

また、空気入りタイヤ１は回転軸（図示省略）を中心として回転するため、路面側に位置するトレッド面６は順次変化する。このため、トレッド面６に荷重が作用する、タイヤ周方向における位置は、タイヤ周方向に沿って順次変化し、これに伴い、ショルダー側周方向溝２１に対して溝幅が狭くなる方向に作用する荷重も、タイヤ周方向に沿って順次移動する。これにより、空気入りタイヤ１を装着した車両の走行時には、当該空気入りタイヤ１が回転することにより、ショルダー側周方向溝２１に対して、溝幅が狭くなる方向の荷重が繰り返し作用する。

ここで、このショルダー側周方向溝２１のタイヤ径方向内方には、補強ベルト層３５が配設されており、この補強ベルト層３５は、補強ベルト層３５を形成するコード３９が、赤道面３に対して６５°〜８５°の範囲内の角度Ｈ１でタイヤ幅方向に傾斜している。即ち、補強ベルト層３５は、当該補強ベルト層３５を形成するコード３９がタイヤ周方向に対して大きく傾斜したハイアングルベルトとして形成されている。このため、補強ベルト層３５は、タイヤ幅方向における剛性が高くなっていると共に、子午断面方向の曲げ剛性が高くなっている。

また、補強ベルト層３５のコード３９の、タイヤ周方向に対する傾斜角を６５°以上にすることにより、補強ベルト層３５のタイヤ周方向における自由度をある程度確保することできるので、補強ベルト層３５に対してタイヤ周方向に作用する張力を抑制できる。これにより、ショルダーリブ２６とセカンドリブ２７との変型量に差が生じた場合でも、補強ベルト層３５は、その変型量の差に追従できる。このため、補強ベルト層３５を設けた場合でも、補強ベルト層３５のタイヤ幅方向における端部であるベルトエッジ４０が、トレッド部５を形成するゴムから剥離してしまう現象である、ベルトエッジセパレーションを抑制することができる。また、補強ベルト層３５のコード３９の、タイヤ周方向に対する傾斜角を８５°以下にすることにより、補強ベルト層３５によってタイヤ周方向とタイヤ幅方向との剛性を両立できるので、耐久性を確保できる。

さらに、補強ベルト層３５におけるショルダー側周方向溝２１のタイヤ径方向内方には、補強部３６が形成されており、補強ベルト層３５は、タイヤ幅方向における補強部３６の両側の部分で、補強ベルト層３５のタイヤ径方向内方に位置する０度ベルト層３１に接している。このため、補強ベルト層３５の補強部３６付近では、タイヤ径方向における剛性が高くなっていると共に、子午断面方向の曲げ剛性が、さらに高くなっている。

これらのため、補強ベルト層３５が有する補強部３６の周囲では、子午断面方向の曲げ剛性が高くなっており、また、ベルト層３０が０度ベルト層３１、傾斜ベルト層３２及び補強ベルト層３５のみからなり、ベルト層３０の数が少ない状態においも、子午断面方向の曲げ剛性が高くなっている。このため、補強部３６のタイヤ径方向外方に位置するショルダー側周方向溝２１の溝幅が狭くなる方向に作用する荷重に対する剛性が高くなっており、ショルダー側周方向溝２１付近に、この方向の荷重が作用した場合でも、ショルダー側周方向溝２１は、溝幅が狭くなる方向に変形し難くなる。従って、ショルダー側周方向溝２１が変形し、ショルダー側周方向溝２１の溝底に応力が集中することに起因してショルダー側周方向溝２１の溝底付近にクラックが発生することを抑制できる。

即ち、空気入りタイヤ１の使用時に空気入りタイヤ１に対して荷重が作用し、ショルダー側周方向溝２１周辺に大きな圧縮力が作用した場合でも、ショルダー側周方向溝２１が変形することを抑制することができ、この変形に起因するクラックの発生を抑制することができる。これらの結果、ベルト層３０の数を抑えつつ、周方向溝２０の一部であるショルダー側周方向溝２１のクラックを抑制することができる。

また、補強ベルト層３５のタイヤ径方向内方に位置する０度ベルト層３１と、補強ベルト層３５に形成された補強部３６とは離間しており、これらの間にはゴム等が配される中空部４５が形成されている。これにより、補強ベルト層３５に、タイヤ径方向外方に突出した補強部３６を設けた場合でも、中空部４５の分、ベルト層３０の体積を小さくすることができ、その分、軽量化を図ることができる。この結果、軽量化を図りつつ、ショルダー側周方向溝２１のクラックを抑制することができる。

また、補強部３６を台形状の形状で形成しているので、補強部３６は、タイヤ径方向における剛性が、より確実に高くなり、また、補強部３６の子午断面方向の曲げ剛性も、より確実に高くなる。これにより、補強部３６のタイヤ径方向外方に位置するショルダー側周方向溝２１の周辺の剛性を、より確実に向上させることができる。また、補強部３６は台形状の形状で形成されているため、屈曲している部分を複数有している。このため、ショルダー側周方向溝２１の周辺に作用する荷重を、台形状の補強部３６が有する屈曲部分で分散することができる。これにより、ショルダー側周方向溝２１の周辺に作用する荷重が、ショルダー側周方向溝２１に集中することを抑制できる。これらの結果、より確実にショルダー側周方向溝２１のクラックを抑制することができる。

また、台形状の形状で形成された補強部３６のうち、最もタイヤ径方向外方に位置し、タイヤ幅方向における幅が最も狭くなっている部分である補強部外方部３７のタイヤ幅方向における幅を、ショルダー側周方向溝２１の溝開口部２２の幅以上の幅にしているので、ショルダー側周方向溝２１付近の曲げ剛性を、補強部３６でより確実に向上させることができる。つまり、補強部３６は、タイヤ径方向内方からタイヤ径方向外方に向かうに従ってタイヤ幅方向における幅が狭くなっているので、補強部外方部３７の幅を、ショルダー側周方向溝２１の溝開口部２２の幅以上の幅にすることにより、補強部３６全体の幅を、ショルダー側周方向溝２１の溝開口部２２の幅よりも広くすることができる。これにより、ショルダー側周方向溝２１付近の広い範囲の曲げ剛性を、補強部３６で向上させることできるので、より確実に、ショルダー側周方向溝２１周辺に荷重が作用した場合におけるショルダー側周方向溝２１の変形を抑制できる。この結果、より確実に、ショルダー側周方向溝２１のクラックを抑制することができる。

また、ベルト層３０のうちの一部を、０度ベルト層３１にしているので、この０度ベルト層３１によってタイヤ周方向における張力の向上を図ることができる。これにより、少ない数のベルト層３０でタイヤ周方向における剛性を確保することができ、ベルト層３０の数を低減できる。この結果、より確実にベルト層３０の数を抑えつつ、ショルダー側周方向溝２１のクラックを抑制することができる。

また、補強ベルト層３５のタイヤ径方向内方に位置する０度ベルト層３１と、補強ベルト層３５の補強部３６との距離を、補強ベルト層３５を形成するコード３９の幅の１本分以上離した場合には、より確実に補強部３６をタイヤ径方向外方に突出させることができる。これにより、補強部３６のタイヤ径方向における剛性、及び子午断面方向における曲げ剛性を、より確実に向上させることができる。この結果、より確実にショルダー側周方向溝２１のクラックを抑制することができる。

また、中空部４５に、硬質ゴム、若しくは、タイヤ周方向に対して０°〜１０°の傾きを有する有機繊維を設けた場合には、補強部３６周辺のタイヤ径方向における剛性、及び子午断面方向における曲げ剛性を、より確実に向上させることができる。この結果、より確実にショルダー側周方向溝２１のクラックを抑制することができる。

図５は、実施の形態に係る空気入りタイヤの変型例を示す要部子午断面図である。なお、上述した空気入りタイヤ１は、補強ベルト層３５に形成される補強部３６が台形状の形状で形成されているが、補強部３６は台形状以外の形状で形成されていてもよい。例えば、図５に示すように、補強ベルト層６０に形成される補強部６１は、タイヤ径方向外方に向かうに従ってタイヤ幅方向における幅が狭くなり、最もタイヤ径方向外方に位置する部分に角部６３を有する三角形状の形状で形成されていてもよい。

つまり、上述した空気入りタイヤ１に設けられた補強ベルト層３５と同様に、補強ベルト層６０を子午断面で見た場合に、補強部６１は、タイヤ幅方向における２箇所の部分で、タイヤ径方向外方に向けて屈曲している。これにより、補強部６１は２箇所に傾斜部６２を有している。さらに、補強部６１は、この２箇所の傾斜部６２が、タイヤ径方向外方の端部で接続されるようにタイヤ径方向外方の端部で屈曲しており、この部分は角部６３となっている。このため、当該補強部６１は、タイヤ径方向外方に向かうに従ってタイヤ幅方向における幅が狭くなる三角形状の形状で形成されている。

このように、補強部６１を三角形状の形状で形成することにより、補強ベルト層６０を屈曲させて補強部６１を形成する際に、補強部３６を台形状の形状で形成する場合と比べて、屈曲させる部分が低減する。従って、タイヤ径方向外方に突出した補強部６１を、容易に形成することができ、容易にショルダー側周方向溝２１の周辺の剛性を向上させることができる。この結果、容易にショルダー側周方向溝２１のクラックを抑制することができる。

以下、上記の空気入りタイヤ１について、従来の空気入りタイヤ１と本発明の空気入りタイヤ１とについて行なった性能の評価試験について説明する。性能評価試験は、耐ベルトエッジセパ性と、ショルダー側周方向溝２１に発生するクラックに対する性能の２項目について行なった。

試験方法は、４３５／４５Ｒ２２．５サイズの空気入りタイヤ１を、ＪＡＴＭＡ標準リムに組み付け、ＪＡＴＭＡ記載の標準の空気圧、及び標準の荷重を負荷させて行なった。各項目の評価方法は、補強ベルト層３５のベルトエッジセパレーションに対する性能である耐ベルトエッジセパ性については、室内ドラム試験によって行なった。詳細には、速度を４５ｋｍ／ｈ、スリップ角を２°に設定して試験走行を実施し、試験走行中に荷重を順次増加させて、補強ベルト層３５にベルトエッジセパレーションが発生するまでの距離を測定することにより行なった。この試験による評価結果は、後述する本発明１の空気入りタイヤ１の耐ベルトエッジセパ性を１００％とした指数により示し、指数が大きいほど耐ベルトエッジセパ性が優れている。また、この耐ベルトエッジセパ性は、９７％以上を許容範囲とし、耐ベルトエッジセパ性が確保されているものとする。

また、ショルダー側周方向溝２１に発生するクラックに対する性能も同様に、室内ドラム試験によって行なった。詳細には、速度を４５ｋｍ／ｈでスリップ角を２°に設定して試験走行を実施し、走行中の荷重は一定にし、ショルダー側周方向溝２１に発生するクラックの有無と、クラックが発生するまでの走行距離を測定することにより行なった。この試験による評価結果は、後述する従来例の空気入りタイヤ１のクラック発生までの走行距離を１００％とした指数により示し、指数が大きいほど、ショルダー側周方向溝２１のクラックに対する性能が優れている。

試験を行なう空気入りタイヤ１は、本発明が６種類、本発明と比較する比較例として５種類、そして、１種類の従来例を、上記の方法で試験する。このうち、従来例には、ベルト層３０は複数設けられているが補強ベルト層３５は設けられていない。また、従来例の空気入りタイヤ１が有する複数のベルト層３０のうち、最もタイヤ径方向外方に位置するベルト層３０を形成するコードの、タイヤ周方向に対する傾斜角度は２０°となっている。

これに対し、本発明１〜６及び比較例１〜５には、全て複数のベルト層３０が設けられており、複数のベルト層３０のうち、最もタイヤ径方向外方に位置するベルト層３０は補強ベルト層３５となっている。このうち、本発明１では、補強ベルト層３５を形成するコードの、タイヤ周方向に対する傾斜角度Ｈ１である補強ベルト層コード角度は８５°となっている。

また、これらの本発明１〜６及び比較例１〜５に設けられる補強ベルト層３５には、タイヤ径方向外方に突出した補強部３６が形成されているが、補強部３６の突出量Ｇ１は、補強部３６の突出量Ｇ１と補強部３６のコード３９の幅Ｇとの比（Ｇ１／Ｇ）を、本発明１の比（Ｇ１／Ｇ）を１００％とする指数で示してある。同様に、タイヤ幅方向における補強部３６の幅Ｗ１と、ショルダー側周方向溝２１の溝開口部２２における溝幅Ｗと比（Ｗ１／Ｗ）も、本発明１の比（Ｗ１／Ｗ）を１００％とする指数で示している。

これらの従来例、本発明１〜６、比較例１〜５の空気入りタイヤ１を上記の方法で評価試験をし、得られた結果を表１−１及び表１−２に示す。これらの表１−１及び表１−２のうち、表１−１は従来例、本発明１〜６の評価試験の結果を表示しており、表１−２は比較例１〜５の評価試験の結果を表示している。

表１−１及び表１−２に示した上記の試験結果で明らかなように、補強ベルト層３５を設けた場合でも、タイヤ周方向に対する補強ベルト層３５のコード３９の傾斜角度が６５°未満であったり、８５°よりも大きかったりした場合には、補強ベルト層３５のベルトエッジ４０でセパレーションが発生し易くなる。これにより、耐ベルトエッジセパ性が低下する（比較例１〜３）。なお、上記の試験では、比較例１〜３では補強ベルト層３５のベルトエッジ４０にセパレーションが発生したため、ショルダー側周方向溝２１のクラックに関しては測定していない。

また、補強部３６のタイヤ幅方向における幅が、ショルダー側周方向溝２１の溝開口部２２における溝幅以下であった場合には、補強部３６で十分に曲げ剛性を確保することが困難になる。このため、ショルダー側周方向溝２１にクラックが発生し易くなる（比較例４、５）。

これに対し、本発明１〜６では、タイヤ周方向に対するコード３９の傾斜角度が６５°〜８５°の範囲内となり、タイヤ径方向外方に突出した補強部３６が形成された補強ベルト層３５を、ベルト層３０のタイヤ径方向における最外方部に設けている。さらに、補強部３６のタイヤ幅方向における幅は、ショルダー側周方向溝２１の溝開口部２２における溝幅以上となっている。

これにより、ショルダー側周方向溝２１付近の子午断面方向の曲げ剛性を向上させることができ、ショルダーリブ２６付近に大きな圧縮力が作用した場合でも、ショルダー側周方向溝２１が変形することを抑制することができる。従って、ショルダー側周方向溝２１のこの変形に起因するクラックの発生を抑制することができる。この結果、ベルト層３０の数を抑えつつ、周方向溝の一部であるショルダー側周方向溝２１のクラックを抑制することができる。

なお、上記の説明では、空気入りタイヤ１の一例としてリブパターンを有する空気入りタイヤ１を説明しているが、本発明を適用する空気入りタイヤ１はリブパターン以外でもよく、例えば、トレッドパターンがリブラグパターンで形成された空気入りタイヤでもよい。本発明を適用する空気入りタイヤ１のトレッドパターンは、ショルダー側周方向溝２１を有するトレッドパターンであれば、リブパターン以外でもよい。また、補強ベルト層３５は、タイヤ幅方向において２分割されていなくてもよく、一体に形成されていてもよい。また、補強ベルト層３５に形成される補強部３６は、上述した台形状や、三角形状以外の形状で形成されていてもよい。補強部３６は、これら以外の形状でタイヤ径方向外方に突出していてもよい。また、補強ベルト層３５のタイヤ径方向内方に位置するベルト層３０も、０度ベルト層３１と傾斜ベルト層３２以外のベルト層３０でもよい。

以上のように、本発明に係る空気入りタイヤは、周方向溝を有する空気入りタイヤに有用であり、特に、ベルト層の数を低減する場合に適している。

この発明に係る空気入りタイヤの要部を示す子午断面図である。 図１のＡ部詳細図である。 図１のＢ−Ｂ矢視図である。 図１に示す空気入りタイヤに荷重が作用した状態を示す説明図である。 実施の形態に係る空気入りタイヤの変型例を示す要部子午断面図である。

符号の説明

１ 空気入りタイヤ
３ 赤道面
５ トレッド部
６ トレッド面
７ サイドウォール部
８ ショルダー部
１１ カーカス
１５ インナーライナ
２０ 周方向溝
２１ ショルダー側周方向溝
２２ 溝開口部
２５ リブ
２６ ショルダーリブ
２７ セカンドリブ
３０ ベルト層
３１ ０度ベルト層
３２ 傾斜ベルト層
３５ 補強ベルト層
３６ 補強部
３７ 補強部外方部
３８ 傾斜部
３９ コード
４０ ベルトエッジ
４５ 中空部
５０ 無負荷時トレッド面形状線
６０ 補強ベルト層
６１ 補強部
６２ 傾斜部
６３ 角部

Claims (8)

1. トレッド部のトレッド表面にタイヤ周方向に形成された周方向溝を複数有すると共に前記トレッド部のタイヤ径方向内方に複数のベルト層を有する空気入りタイヤにおいて、
   前記複数の周方向溝のうち、タイヤ幅方向の両端に位置する前記周方向溝はショルダー側周方向溝となっており、
   前記複数のベルト層のうち、前記ショルダー側周方向溝のタイヤ幅方向の位置と同じ位置において、最もタイヤ径方向外方に位置する前記ベルト層は補強ベルト層となっており、
   前記補強ベルト層は、タイヤ周方向に対して６５°〜８５°の範囲内の角度で傾斜したコードを有しており、
   さらに、前記補強ベルト層は、タイヤ幅方向における幅が前記ショルダー側周方向溝の溝開口部の幅以上の幅でタイヤ径方向外方に向けて突出した補強部を、少なくとも前記ショルダー側周方向溝のタイヤ径方向内方の位置に有していると共に、タイヤ幅方向における前記補強部の両側の部分で、前記補強ベルト層のタイヤ径方向内方に位置する前記ベルト層に接していることを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記補強ベルト層のタイヤ径方向内方に位置する前記ベルト層と前記補強ベルト層とは、前記補強部が形成されている位置で離間していると共に、前記ベルト層と前記補強部とにより中空部を区画していることを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 前記補強ベルト層のタイヤ径方向内方に位置する前記ベルト層と前記補強部とが離間している部分は、タイヤ径方向において最も離れている部分の距離が、前記補強ベルト層が有するコードの１本分以上の距離となっていることを特徴とする請求項２に記載の空気入りタイヤ。
4. 前記中空部には、硬質ゴム、若しくはタイヤ周方向に対して０°〜１０°の傾きを有する有機繊維の少なくともいずれか一方が設けられていることを特徴とする請求項２または３に記載の空気入りタイヤ。
5. 前記補強部は、タイヤ径方向外方に向かうに従ってタイヤ幅方向における幅が狭くなっている台形状の形状で形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
6. 前記補強部は、最もタイヤ径方向外方に位置し、タイヤ幅方向における幅が最も狭くなっている部分のタイヤ幅方向における幅が、前記ショルダー部周方向溝の溝開口部の幅以上の幅になっていることを特徴とする請求項５に記載の空気入りタイヤ。
7. 前記補強部は、タイヤ径方向外方に向かうに従ってタイヤ幅方向における幅が狭くなり、最もタイヤ径方向外方に位置する部分に角部を有する三角形状の形状で形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
8. 前記複数のベルト層は、前記ベルト層が有するコードがタイヤ周方向に沿って形成される前記ベルト層である０度ベルト層を、少なくとも１層含んでいることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。

Images