JP2007331597A - プレキュアトレッド及びこれを用いた更生タイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】プレキュアトレッドの裏面溝の断面形状の適正化を図ることにより、摩耗の初期から末期に至るまでウェット性能の維持することを前提とし、陸部の剛性を高め、走行時に台タイヤから格段に剥離しにくくしたプレキュアトレッド及びかかるプレキュアトレッドを用いた更生タイヤを提供する。
【解決手段】プレキュアトレッド１は、タイヤの接地面側となる表面にタイヤ周方向に沿って延びる周方向溝２と、台タイヤ３に貼り付ける側となる裏面にタイヤ周方向に沿って延び、トレッド部踏面の摩耗の進行に伴ってトレッド部踏面に露出する裏面溝４を夫々具える。かかる裏面溝４は、タイヤ幅方向断面にて、略台形状の断面形状であり、溝幅が溝底５から開口部６に向かって同一である、又は漸減する。また、かかるプレキュアトレッドを用いて更生タイヤを構成する。
【選択図】図５

Description

この発明は、タイヤの接地面側となる表面にタイヤ周方向に沿って延びる周方向溝と、台タイヤに貼り付ける側となる裏面にタイヤ周方向に沿って延び、トレッド部踏面の摩耗の進行に伴ってトレッド部踏面に露出する裏面溝を夫々具えたプレキュアトレッド、及びかかるプレキュアトレッドを用いた更生タイヤに関するものであり、かかるタイヤの摩耗初期から末期に至るまでウェット性能を損なうことなく、プレキュアトレッドの台タイヤからの剥離を有効に防止する。

タイヤのリサイクルとして更生タイヤが広く知られている。更生タイヤは使用済みのタイヤからトレッド又はトレッドと一部のベルト層を削除したものを台タイヤとしたもので、トレッド部を新しい素材で張り替えたものをいう。更生タイヤの製造方法には、台タイヤに未加硫トレッドゴムを張り合わせて金型内で加硫する方法と、トレッドゴムを予め長尺のモールドでパターン付け及び加硫を行って、プレキュアトレッドを形成し、かかるプレキュアトレッドを台タイヤに比較的低温かつ接着面において低圧状態で加硫接着する方法とがある（例えば、特許文献１を参照）。

更生タイヤの、路面と接触するトレッド部には、新品タイヤと同様にウェット性能を確保するために複数の周方向溝が形成されている。しかし、摩耗が進行すると周方向溝の溝深さ及び溝面積が減少するため、ウェット性能の低下が避けられなかった。このようなウェット性能の低下を抑制するため、表面にタイヤ周方向に沿って延びる周方向溝と、台タイヤに貼り付ける側となるプレキュアトレッドの裏面に周方向に沿って延びる裏面溝を設けたものが提案されている（特許文献２を参照）。このプレキュアトレッドを用いたタイヤでは、トレッド部の摩耗が進行し、表面溝の溝容積が減少した際に裏面溝がトレッド部踏面に露出し、ウェット性能の低下をある程度防ぐことが可能となる。更に、特許文献２において記載されたプレキュアトレッドにおいては、裏面溝から前記のプレキュアトレッドの表面まで連通している通気孔を具えることにより、更生タイヤで発生し易いプレキュアトレッドの台タイヤからの剥離を防止する効果を高めている。また、裏面溝のタイヤ幅方向の溝幅を充分に広くすることにより、ウェット性能を一層向上させたプレキュアトレッド及びこれを用いた更生タイヤも提案されている（特許文献３を参照）。

特開平１０−１１９０５４号公報 特開平１−３１７８０７号公報 特開平５−１５５２０２号公報

特許文献２及び３に記載されたプレキュアトレッドを貼着した更生タイヤは、走行によってトレッド部踏面の摩耗が進行し表面溝の溝面積が減少しても、溝全体の容積の減少を補うことができるので、トレッド部踏面に新たな裏面溝が露出することにより、長期間に渡りウェット性能を維持することができ、又、裏面溝から前記のプレキュアトレッドの表面まで連通している通気孔を具えることにより、更生タイヤで発生し易いプレキュアトレッドの台タイヤからの剥離を防止する効果を高めているが、裏面溝の開口部近傍において陸部の剛性が不足し、タイヤ負荷転動時に裏面部の開口部近傍の陸部が過度な歪みを引き起こすことで、裏面溝の開口部近傍を中心にプレキュアトレッドが台タイヤから剥離するおそれがある。

したがって、この発明の目的はプレキュアトレッドの裏面溝の断面形状の適正化を図ることにより、摩耗の初期から末期に至るまでのウェット性能の維持を前提とし、陸部の剛性を高め、走行時に台タイヤから格段に剥離しにくくしたプレキュアトレッド及び、かかるプレキュアトレッドを用いた更生タイヤを提供することにある。

上記の目的を達成するために、この発明のプレキュアトレッドは、タイヤの接地面側となる表面にタイヤ周方向に沿って延びる周方向溝と、台タイヤに貼り付ける側となる裏面にタイヤ周方向に沿って延び、トレッド部踏面の摩耗の進行に伴ってトレッド部踏面に露出する裏面溝を夫々具えたプレキュアトレッドにおいて、タイヤ幅方向断面にて、裏面溝は略台形状の断面形状であり、溝幅が溝底から開口部に向かって同一である、又は漸減することを特徴とする。なお、表面の周方向溝が摩耗により消滅する前にトレッド部踏面に裏面溝が露出するように両溝を形成する必要がある。かかる構成により、摩耗の初期から末期に至るまでのウェット性能の維持を前提とし、陸部の剛性を高め、走行時に台タイヤから格段に剥離しにくくしたプレキュアトレッド及びかかるプレキュアトレッドを用いた更生タイヤを提供することが可能となった。ここで、「略台形」とは平行な一組の対辺を有するのみならず、溝壁と溝底との間を円弧状の曲線部でつないだものをも含むことを意図するものである。

また、裏面溝は開口部における溝幅に対する、溝底における溝幅の比が、１：１〜１：２であることが好ましい。

更に、裏面溝の溝底における溝幅が、２．０〜６．０ｍｍであることが好ましい。

更にまた、裏面溝の開口部における溝幅が、１．０〜６．０ｍｍであることが好ましい。

加えて、裏面溝から表面に連通する通気孔を設けることが好ましい。

加えてまた、かかる通気孔の開口面積が０．５〜３．０ｍｍ^２であることが好ましい。

また、通気孔は裏面溝に沿ってタイヤ８分の１周毎に少なくとも１個は配設されることが好ましい。

更に、裏面溝は溝底と溝壁との間に、曲率半径Ｒが（前記溝底の開口幅の長さ）／２＞Ｒ＞０．５ｍｍの範囲内にある曲線部を有することが好ましい。ここで、「曲線部」とは略台形の各頂点を画定している部分をいう。

そしてこの発明の更生タイヤは、上記した特徴を備えたプレキュアトレッドを用いることを特徴とする。

この発明によれば、プレキュアトレッドの裏面溝の断面形状の適正化を図ることにより、摩耗の初期から末期に至るまでのウェット性能の維持を前提とし、陸部の剛性を高め、走行時に台タイヤから格段に剥離しにくくしたプレキュアトレッド及びかかるプレキュアトレッドを用いた更生タイヤを提供することが可能となった。

以下、図面を参照しつつこの発明の実施の形態を説明する。図１はこの発明に従う代表的なプレキュアトレッドの断面図であり、図２は図１に示すプレキュアトレッドの一部の断面斜視図であり、図４は図１に示すプレキュアトレッドの一部の平面図であり、図５は図１〜２及び図４に示すプレキュアトレッドを用いた更生タイヤのタイヤ幅方向断面図である。

図１〜２及び図４に示すプレキュアトレッド１は、タイヤの接地面側となる表面にタイヤ周方向に沿って延びる周方向溝２と、台タイヤ３に貼り付ける側となる裏面にタイヤ周方向に沿って延び、トレッド部踏面の摩耗の進行に伴ってトレッド部踏面に露出する裏面溝４を夫々具える。なお、摩耗の初期から末期に至るまでウェット性能を維持するためには、表面の周方向溝２が摩耗により消滅する前にトレッド部踏面に裏面溝４が露出するように周方向溝２と裏面溝４を形成する必要がある。なぜならば、摩耗が進行して周方向溝２が消滅した際に裏面溝４が露出していなければ、裏面溝４が露出するまでの期間におけるタイヤのウェット性能が著しく低下することとなるからである。

また、図１及び図２に示すように、タイヤ幅方向断面において、裏面溝４は略台形状の断面形状であり、溝幅が溝底５から開口部６に向かって同一である、又は漸減する。かかる裏面溝４を備えたプレキュアトレッド１が貼り付けられた台タイヤ３においては、その裏面溝形状から、タイヤ負荷転動時に歪みによる断面剪断がより発生しにくくなり、台タイヤ３と裏面溝４の開口部６近傍との間にクラックが発生する可能性が低下するため、プレキュアトレッド１が台タイヤ３から剥離しにくくなる。

図３は、裏面溝４の断面形状と断面剪断歪みの関係を有限要素法によって検証した結果を示す。有限要素法による解析は、裏面溝を備えないプレキュアトレッド、裏面溝４が略台形状の断面形状であり溝幅が溝底５から開口部６に向かって同一である裏面溝４（以下「長方形裏面溝」とする）を有するプレキュアトレッド、略台形状の断面形状であり溝幅が溝底５から開口部６に向かって漸減する裏面溝４（以下「逆台形裏面溝」とする）を有するプレキュアトレッド、略台形状の断面形状であり溝幅が溝底５から開口部６に向かって漸増する裏面溝４（以下「台形裏面溝」とする）を有するプレキュアトレッド、をそれぞれ備えた４種の更生タイヤについてなされた。図３に示すグラフの横軸は裏面溝４の開口部６における溝幅の中心位置を原点とした左右の位置を示し、縦軸は各位置における断面剪断歪みを示す。なお、縦軸が正の値の場合には引張応力が加わっていることを、負の値の場合には圧縮応力が加わっていることを示す。また、縦軸に平行な点線に挟まれた領域は裏面溝４の開口部６に対応している。図３に示す結果から、裏面溝４を具えないプレキュアトレッドに比べ、裏面溝４を具えたプレキュアトレッドの断面剪断歪みが大きくなっていることが分かる。更に、裏面溝が台形形状よりも長方形形状、長方形形状よりも逆台形形状の裏面溝４を具えたプレキュアトレッドを用いた更生タイヤの断面剪断歪みが小さくなっている。

このように、この発明のプレキュアトレッド１は、摩耗の初期から末期に至るまでウェット性能を維持しつつ、陸部の剛性が向上し、タイヤ負荷転同時にプレキュアトレッドを台タイヤから格段に剥離しにくくしている。特に、溝幅が溝底５から開口部６に向かって同一であるよりも大きく漸減した方が、歪みによる断面剪断が一層発生しにくくなるため、タイヤ負荷転動時に台タイヤ３と裏面溝４の溝壁７近傍との間にクラックが発生する可能性がより低下し、プレキュアトレッド１が台タイヤ３からより一層剥離しにくくなる。

また、裏面溝の開口部６における溝幅Ｂに対する溝底５における溝幅Ａの比が、１：１〜１：２であることが好ましく、より好ましくは１：１．１〜１：１．５である。なぜなら、前記した溝幅の比が１：１．５より大きい、すなわち、溝底における溝幅Ａが開口部における溝幅Ｂの２．０倍よりも大きい場合には、その裏面溝形状から、タイヤ負荷転動時に歪みによる断面剪断がより発生しにくくし、台タイヤ３と裏面溝４の開口部６近傍との間にクラックが発生する可能性がより低下するため、プレキュアトレッド１が台タイヤ３から更に剥離しにくくなるものの、同時に開口部６を狭くしすぎることになり、裏面溝を加硫形成し金型から引き抜く際に裏面溝４を破損する可能性がある。また、前記した溝幅の比が１：１より小さい、すなわち、開口部における溝幅Ｂが溝底における溝幅Ａよりも大きい場合には、その裏面溝形状から、タイヤ負荷転動時に歪みによる断面剪断がより発生し易くなり、台タイヤ３と裏面溝４の開口部６近傍との間にクラックが発生する可能性がより高まるため、プレキュアトレッド１が台タイヤ３から格段に剥離しやすくなる。

更にまた、裏面溝４の溝底５における溝幅Ａが、２．０〜６．０ｍｍであることが好ましく、より好ましくは２．０〜４．０ｍｍである。なぜなら、溝底５における溝幅Ａが２．０ｍｍ未満の場合には、溝幅が小さくなりすぎて充分な吸水効果が得られないため、ウェット性能が充分に得られなくなり、一方、溝底５における溝幅Ａが６．０ｍｍを超える場合には、吸水効果は充分確保される反面、陸部の剛性が低下することにより、ドライ路面及びウェット路面でのハンドリング性能が低下し、かつ、タイヤ負荷転動時にプレキュアトレッドと台タイヤとの間に過剰な歪みを引き起こし、プレキュアトレッド１と台タイヤ３とが剥離しやすくなるからである。

加えて、裏面溝４の開口部６における溝幅Ｂが、１．０〜６．０ｍｍであることが好ましく、より好ましくは１．５〜４．０ｍｍである。なぜなら、開口部６における溝幅Ｂが１．０ｍｍ未満の場合には、プレキュアトレッドの裏面が台タイヤと貼り付けられる面積が増大することで陸部の剛性が向上し、タイヤ負荷転動時に台タイヤ３と裏面溝４の溝壁７近傍との間にクラックが発生する可能性がより低下し、プレキュアトレッド１が台タイヤ３から更に剥離しにくくなるものの、同時に開口部６を狭くしすぎることになり、裏面溝を加硫形成し金型から引き抜く際に裏面溝４を破損する可能性があり、一方、開口部６における溝幅Ｂが６．０ｍｍを超える場合には、貼り付けられる面積が減少し、陸部の剛性が低下することから、タイヤ負荷転動時にトレッド部の過剰な歪みを引き起こし台タイヤ３と裏面溝４の溝壁７近傍との間にクラックが発生する可能性が高まり、プレキュアトレッド１が台タイヤ３から格段に剥離しやすくなるからである。

また、裏面溝４から表面に連通する通気孔８を設けることが好ましい。このことにより、プレキュアトレッドを台タイヤに貼り付ける際の高温高圧の加硫工程において、未加硫ゴムが流動性を増して裏面溝４内に流入しようとしても、裏面溝４はタイヤ接地面に連通する通気孔８から加圧されるので、裏面溝４にゴムが流入するのを阻止する。よって、この発明のプレキュアトレッド１を用いた更生タイヤは充分な深さの裏面溝４を備えており、摩耗末期までウェット性能を維持することができる。

この場合、かかる通気孔８の開口面積が０．５〜３．０ｍｍ^２であることが好ましい。なぜなら、通気孔８の開口面積が０．５ｍｍ^２未満の場合には、通気孔を通じて外部からの圧力が裏面溝内に充分に作用せずに、裏面溝４にゴムが流入するのを抑制することができなくなる可能性があり、一方、通気孔８の開口面積が３．０ｍｍ^２を超える場合には、外部からの圧力が充分に作用し、裏面溝４にゴムが流入するのを抑制するものの、陸部の剛性が低下することから、タイヤ負荷転動時にトレッド部の過剰な歪みを引き起こし台タイヤ３と裏面溝４の溝壁７近傍との間にクラックが発生する可能性が高まり、プレキュアトレッド１が台タイヤ３から剥離しやすくなるからである。

更に、通気孔８は裏面溝４に沿ってタイヤ８分の１周毎に少なくとも１個は配設されることが好ましい。なぜなら、通気孔８がそれよりも少ない個数で配設される場合には、通気孔を通じて外部からの圧力が裏面溝内に充分に作用せずに、裏面溝４にゴムが流入するのを抑制することができなくなり、また、走行時に裏面溝近傍に繰り返し歪みが生じることで熱が発生し、裏面溝内の圧力が上昇するが、通気孔が不足していることから圧力が充分に低下せずにプレキュアトレッド１が台タイヤ３から剥離する可能性がある。なお、図２には通気孔の幅方向の断面が円形の実施態様を示したが、断面形状はこれに限定されず、楕円形断面、非円形断面とすることができる。

更にまた、裏面溝は溝底と溝壁との間に、曲率半径Ｒが（溝底の開口部の溝幅Ａ）／２＞Ｒ＞０．５ｍｍの範囲内にある曲線部９を有することが好ましい。なぜなら、曲率半径Ｒが０．５ｍｍ未満の場合には、曲線部９に歪みによりクラックが発生する可能性が高まるので、プレキュアトレッド１が台タイヤ３から剥離しやすくなり、一方、曲率半径ＲがＡ／２ｍｍを超える場合には、露出初期の裏面溝のタイヤ幅方向の溝幅が狭い状態となり、一時的にウェット性能が低下する可能性がある。

また、図５はこの発明のプレキュアトレッドを用いた更生タイヤのタイヤ幅方向断面図である。

なお、上述したところはこの発明の実施形態の一部を示したに過ぎず、この発明の趣旨を逸脱しない限り、これらの構成を交互に組み合わせたり、種々の変更を加えたりすることができる。

溝幅が１３．０ｍｍである周方向溝を３本有し、溝底における溝幅が４．０ｍｍである裏面溝を２本有し、裏面溝の溝底における溝幅に対する開口部における溝幅の比（溝幅比）が同一である、又は異なるプレキュアトレッドを台タイヤに貼り付けてタイヤサイズが１１Ｒ２２．５の更生タイヤを構成した。溝幅比毎に各３本のタイヤを準備した。前記各供試タイヤをサイズ８．２５のリムに装着してタイヤ車輪とし、このタイヤ車輪に空気圧７００ｋＰａ（相対圧）を適用し、タイヤ負荷荷重２５００ｋＮ、走行速度６０ｋｍ／ｈの条件下でドラム試験機上を２０，０００ｋｍ走行させた。走行後のタイヤを目視観察し、プレキュアトレッドの剥離の有無を確認し、溝幅比毎の剥離出現率を求めた。その結果を図６に示す。

図６の評価結果から、裏面溝の溝幅が溝底から開口部に向かって同一である、又は漸減していることで、更生タイヤのプレキュアトレッドの台タイヤからの剥離が有効に防止できることが分かる。

以上の発明から明らかになったように、プレキュアトレッドの裏面溝の断面形状の適正化を図ることにより、摩耗の初期から末期に至るまでウェット性能を維持することを前提とし、陸部の剛性を高め、走行時に台タイヤから格段に剥離しにくくしたプレキュアトレッド及びかかるプレキュアトレッドを用いた更生タイヤを提供することが可能となった。

この発明に従う代表的なプレキュアトレッドの断面図である。 図１に示すプレキュアトレッドの一部の断面斜視図である。 裏面溝の断面形状と断面剪断歪みとの相関性を示したグラフである。 図１に示すプレキュアトレッドの一部の平面図である。 図１〜２及び図４に示すプレキュアトレッドを用いた更生タイヤのタイヤ幅方向断面図である。 裏面溝の断面形状と剥離発生との相関性を検証したドラム試験の結果を示したグラフである。

符号の説明

１ プレキュアトレッド
２ 周方向溝
３ 台タイヤ
４ 裏面溝
５ 溝底
６ 開口部
７ 溝壁
８ 通気孔
９ 曲線部

Claims (9)

1. タイヤの接地面側となる表面にタイヤ周方向に沿って延びる周方向溝と、台タイヤに貼り付ける側となる裏面にタイヤ周方向に沿って延び、トレッド部踏面の摩耗の進行に伴って該トレッド部踏面に露出する裏面溝を夫々具えたプレキュアトレッドにおいて、タイヤ幅方向断面にて、該裏面溝は略台形状の断面形状であり、溝幅が溝底から開口部に向かって同一である、又は漸減することを特徴とするプレキュアトレッド。
2. 前記裏面溝の開口部における溝幅に対する、溝底における溝幅の比が、１：１〜１：２である、請求項１に記載のプレキュアトレッド。
3. 前記裏面溝の溝底における溝幅が、２．０〜６．０ｍｍである、請求項１又は２に記載のプレキュアトレッド。
4. 前記裏面溝の開口部における溝幅が、１．０〜６．０ｍｍである、請求項１〜３のいずれか一項に記載のプレキュアトレッド。
5. 前記裏面溝から表面に連通する通気孔を設けた、請求項１〜４のいずれか一項に記載のプレキュアトレッドタイヤ。
6. 前記通気孔の開口面積が０．５〜３．０ｍｍ^２である、請求項５に記載のプレキュアトレッド。
7. 前記通気孔は裏面溝に沿ってタイヤ８分の１周毎に少なくとも１個は配設される、請求項５又は６に記載のプレキュアトレッド。
8. 前記裏面溝は溝底と溝壁との間に、曲率半径Ｒが（前記溝底の開口幅の長さ）／２＞Ｒ＞０．５ｍｍの範囲内にある曲線部を有する、請求項１〜７のいずれか一項に記載のプレキュアトレッド。
9. 請求項１〜８のいずれか一項に記載のプレキュアトレッドを用いることを特徴とする更生タイヤ。

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