JP2008006892A - 重荷重用空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】バンドコード３４の切断及び溝２０のクラックが生じにくい重荷重用空気入りタイヤ２の提供。
【解決手段】タイヤ２は、トレッド４とベルトとの間にバンド１６を備えている。バンド１６は、螺旋状に巻かれたバンドコード３４を有する。バンドコード３４の密度は、溝２０の直下において大きく、ランド２１の直下において小さい。溝２０の直下におけるバンドコード３４の密度に対するランド２１の直下におけるバンドコード３４の密度の比率は、０％以上９０％以下である。溝２０の直下におけるバンドコード３４の密度は１５エンズ／５ｃｍ以上であり、ランド２１の直下におけるバンドコード３４の密度は１０エンズ／５ｃｍ以下である。バンド１６の幅は、トレッド４の幅の７５％以上である。
【選択図】図２

Description

本発明は、トラック、バス等の重荷重車輌に装着される空気入りタイヤに関する。詳細には、本発明は、そのカーカスがラジアル構造を備えた空気入りタイヤに関する。

ラジアル構造を備えた重荷重用タイヤが、知られている。特開平２−１４１３０９号公報には、周方向に延びるジョイントレスコードを備えたベルトプライを備えた重荷重用ラジアルタイヤが開示されている。特表２０００−５０４６５５公報には、周方向に延びるジョイントレスコードを備えたベルトプライ及びバイアス構造のベルトプライを備えた重荷重用ラジアルタイヤが開示されている。特表２００１−５２２７４８公報には、周方向に延びるジョイントレスコードを備えたベルトプライ及びバイアス構造のベルトプライを備えた重荷重用ラジアルタイヤが開示されている。
特開平２−１４１３０９号公報 特表２０００−５０４６５５公報 特表２００１−５２２７４８公報

タイヤに荷重が負荷されたとき、バイアス構造のベルトプライでは、周方向に対するコードの角度が小さくなる方向にせん断歪みが発生する。この歪みに起因して、ジョイントレスコードを備えたプライでは、このジョイントレスコードに張力がかかる。タイヤの転動に伴って、張力は変動する。この張力変動は、ジョイントレスコードの切断を誘発する。特に、軸方向外側に位置するジョイントレスコードでは、張力の変動が大きいことに起因して、切断が生じやすい。切断防止の観点から、ジョイントレスコードを備えたプライの軸方向幅は小さく設定される必要がある。

ジョイントレスコードは、カーカスに対する拘束力に優れる。しかし、プライの軸方向幅が小さく設定されると、ショルダー近傍における拘束力が不足する。拘束力不足は、ショルダー近傍のトレッド溝のゲーピングを招く。ゲーピングにより、この溝の底部でクラックが生じることがある。

本発明の目的は、コードの切断及び溝のクラックが生じにくい重荷重用空気入りタイヤの提供にある。

本発明に係る重荷重用空気入りタイヤは、
（１）周方向に延びる複数の溝とこれら溝によって区画された複数のランドとを備えたト レッド、
（２）このトレッドの端から半径方向略内向きに延びる一対のサイドウォール、
（３）このサイドウォールよりも半径方向略内側に位置する一対のビード、
（４）トレッド及びサイドウォールの内側に沿って両ビードの間に架け渡されておりラジ アル構造を有するカーカス、
（５）このカーカスの半径方向外側に位置しており、非伸縮性のベルトコードを有してお り、バイアス構造を有するベルト
並びに
（６）このベルトとトレッドとの間に位置しており、螺旋状に巻かれたバンドコードを有 するバンド
を備える。このバンドコードの密度は、１又は２以上の溝の直下において大きくランドの直下において小さい。

好ましくは、溝の直下におけるバンドコードの密度に対するランドの直下におけるバンドコードの密度の比率は、０％以上９０％以下である。好ましくは、溝の直下におけるバンドコードの密度は１５エンズ／５ｃｍ以上であり、ランドの直下におけるバンドコードの密度は１０エンズ／５ｃｍ以下である。

好ましくは、バンドコードの密度は、軸方向において最も外側に位置する溝の直下において大きい。好ましくは、バンドの幅はトレッドの幅の７５％以上である。

本発明に係るタイヤでは、溝の直下においてバンドコードが密に配置されているので、溝のゲーピングが生じにくい。ゲーピングの抑制により、クラックが抑制される。ランドの直下におけるバンドコードの密度は小さいので、溝の直下ではバンドコードにかかる張力が大きい。大きな張力は張力の変動を抑制するので、バンドコードの切断が生じにくい。

以下、適宜図面が参照されつつ、好ましい実施形態に基づいて本発明が詳細に説明される。

図１は、本発明の一実施形態に係る重荷重用空気入りタイヤ２の一部が示された断面図である。この図１において、上下方向がタイヤ２の半径方向であり、左右方向がタイヤ２の軸方向であり、紙面との垂直方向がタイヤ２の周方向である。このタイヤ２は、図１中の一点鎖線ＣＬを中心としたほぼ左右対称の形状を呈する。この一点鎖線ＣＬは、タイヤ２の赤道面を表す。このタイヤ２は、トレッド４、サイドウォール６、ビード８、カーカス１０、インナーライナー１２、ベルト１４及びバンド１６を備えている。このタイヤ２は、チューブレスタイプである。

トレッド４は、耐摩耗性に優れた架橋ゴムからなる。トレッド４は、半径方向外向きに凸な形状を呈している。トレッド４は、トレッド面１８を備えている。このトレッド面１８は、路面と接地する。トレッド面１８には、溝２０が刻まれている。溝２０は、周方向に延びている。トレッド面１８のうち溝２０以外の領域は、ランド２１である。ランド２１は、溝２０によって区画されている。ランド２１に、微小な他の溝が形成されてもよい。この溝２０及びランド２１により、トレッドパターンが形成されている。図１には、２０ａから２０ｄの４つの溝が示されている。前述の通り、このタイヤ２は図１中の一点鎖線ＣＬを中心とした左右対称の形状を有するので、溝２０の総数は８であり、ランド２１の総数は９である。

サイドウォール６は、トレッド４の端から半径方向略内向きに延びている。このサイドウォール６は、架橋ゴムからなる。サイドウォール６は、撓みによって路面からの衝撃を吸収する。さらにサイドウォール６は、カーカス１０の外傷を防止する。

ビード８は、サイドウォール６よりも半径方向略内側に位置している。ビード８は、コア２２と、このコア２２から半径方向外向きに延びるエイペックス２４とを備えている。コア２２は、リング状である。コア２２は、複数本の非伸縮性ワイヤー（典型的にはスチール製ワイヤー）を含む。エイペックス２４は、半径方向外向きに先細りであるテーパ状である。エイペックス２４は、高硬度な架橋ゴムからなる。

カーカス１０は両側のビード８の間に架け渡されており、トレッド４及びサイドウォール６の内側に沿っている。カーカス１０は、コア２２の周りを、軸方向内側から外側に向かって巻かれている。図示されていないが、カーカス１０はコードとトッピングゴムとからなる。コードが赤道面に対してなす角度の絶対値は、７０°から９０°である。換言すれば、このカーカス１０はラジアル構造を有する。一般的なコードの材質は、スチールである。

インナーライナー１２は、カーカス１０の内周面に接合されている。インナーライナー１２は、架橋ゴムからなる。インナーライナー１２には、空気遮蔽性に優れたゴムが用いられている。インナーライナー１２は、タイヤ２の内圧を保持する役割を果たす。

ベルト１４は、トレッド４の半径方向外側に位置している。このベルト１４は、第一プライ２６、第二プライ２８、第三プライ３０及び第四プライ３２を備えている。図示されていないが、各プライ２６、２８、３０、３２は、ベルトコードとトッピングゴムとからなる。ベルトコードは、周方向に対して傾斜している。傾斜角度の絶対値は、１０°以上４５°以下である。換言すれば、このベルト１４はバイアス構造である。コードは、非伸縮性材料からなる。典型的な非伸縮性材料は、スチールである。

バンド１６は、ベルト１４とトレッド４との間に位置している。バンド１６は、ベルト１４と積層されている。トレッド４は、バンド１６と積層されている。バンド１６とトレッド４との間に、他のプライが存在してもよい。

図２は、このバンド１６がトレッド４と共に示された拡大断面図である。この図２では、ベルト１４の図示が省略されている。バンド１６は、バンドコード３４とトッピングゴム３６とからなる。好ましくは、バンドコード３４は、非伸縮性材料からなる。典型的な非伸縮性材料は、スチールである。スチールコードのタイプとしては、「３×７×０．２２」及び「３×７×０．２７」が例示される。バンドコード３４は、螺旋状に巻かれている。このバンド１６は、いわゆるジョイントレス構造を有する。図２から明らかなように、バンドコード３４には粗密が存在する。溝２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄの直下において、バンドコード３４は密である。ランド２１の直下において、バンドコード３４は粗である。

図３は、図２のトレッド４及びバンド１６が示された拡大断面図である。この図３において符号Ｅで示されているのは、溝２０のエッジである。エッジＥは、溝２０とランド２１との境界である。図３において符号Ｌで示されているのは、点Ｅを通過し、トレッド面１８に垂直な直線である。図３には、２本の直線Ｌが示されている。バンド１６のうち２本の直線で挟まれた領域は、溝直下領域３８である。バンド１６のうち溝直下領域３８以外の領域は、ランド直下領域４０である。図２には、４つの溝直下領域３８及び４つのランド直下領域４０が示されている。

１つの溝直下領域３８に含まれるバンドコード３４の数がＮＧであり、この溝直下領域３８の軸方向幅がＷＧ（ｃｍ）であるとき、この溝直下領域３８におけるバンドコード３４の密度ＤＧは、下記数式（Ｉ）によって算出される。
ＤＧ ＝ （ＮＧ ／ ＷＧ） ＊ ５ （Ｉ）
１つのランド直下領域４０に含まれるバンドコード３４の数がＮＬであり、このランド直下領域４０の軸方向幅がＷＬ（ｃｍ）であるとき、このランド直下領域４０におけるバンドコード３４の密度ＤＬは、下記数式（II）によって算出される。
ＤＬ ＝ （ＮＬ ／ ＷＬ） ＊ ５ （II）
前述の通り、溝２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄの直下においてバンドコード３４は密であり、ランド２１の直下においてバンドコード３４は粗である。換言すれば、密度ＤＧは密度ＤＬよりも大きい。

図４は、図３のバンド１６の一部が示された断面斜視図である。この図４において矢印Ａで示されているのは、タイヤ２の周方向である。この図４には、溝直下領域３８及びランド直下領域４０が示されている。溝直下領域３８及びランド直下領域４０において、バンドコード３４は螺旋状に巻かれている。周方向に対するバンドコード３４の角度は、溝直下領域３８において小さく、ランド直下領域４０において大きい。この角度の相違により、密度の相違が達成されている。溝直下領域３８における角度が一定である必要はない。ランド直下領域４０における角度が一定である必要はない。

溝直下領域３８の密度ＤＧは大きいので、バンドコード３４はトレッド４の変形を十分に抑制する。このバンドコード３４により溝２０のゲーピングが抑制され、クラックが防止されうる。ランド直下領域４０の密度ＤＬは小さいので、タイヤ２に内圧が負荷されたとき、溝直下領域３８のバンドコード３４に大きな張力がかかる。大きな張力は、転動に伴う張力変動を抑制し、バンドコード３４の切断を防止する。ランド直下領域４０のバンドコード３４が粗であることにより、タイヤ２の軽量も達成されうる。

クラック及びバンドコード３４の切断の抑制の観点から、溝直下領域３８の密度ＤＧに対するランド直下領域４０の密度ＤＬの比率は９０％以下が好ましく、５０％以下がより好ましく、３０％以下が特に好ましい。比率が０％であってもよい。

クラックの抑制の観点から、溝直下領域３８の密度ＤＧは１５エンズ／５ｃｍ以上が好ましく、２０エンズ／５ｃｍ以上がより好ましい。密度ＤＧは、４０エンズ／５ｃｍ以下が好ましい。バンドコード３４の切断抑制及びタイヤ２の軽量の観点から、ランド直下領域４０の密度ＤＬは１０エンズ／５ｃｍ以下が好ましい。密度ＤＬがゼロであってもよい。ジョイントレス構造を有するバンド１６の製造上の都合から、密度ＤＬは１エンズ／５ｃｍ以上、さらには５エンズ／５ｃｍ以上に設定されうる。

全ての溝直下領域３８において、密度ＤＧが大きく設定される必要はない。一部の溝直下領域３８において密度ＤＧが大きく、他の溝直下領域３８において密度ＤＧが小さなバンド１６が設けられてもよい。軸方向において最も外側に位置する溝２０ｄ（図１及び図２参照）では、ゲーピングが生じやすい。クラック抑制の観点から、この溝２０ｄの直下において、密度ＤＧが大きく設定されることが好ましい。バンドコード３４の切断の抑制の観点から、最も外側の溝２０ｄに隣接するランド直下領域４０において、密度ＤＬが小さく設定されることが好ましい。タイヤ２の軽量の観点から、軸方向において最も外側に位置する溝２０ｄの直下において密度ＤＧが大きく、他の溝２０ａ、２０ｂ、２０ｃの直下において密度ＤＧが小さいことが好ましい。この場合において、他の溝２０ａ、２０ｂ、２０ｃの直下の密度ＤＧがランド直下領域４０の密度ＤＬと同等とされることが好ましい。

バンドコード３４が粗密を有することにより、軸方向外側でのバンドコード３４の切断が抑制される。従って、バンド１６の軸方向幅Ｗｂ（図１参照）が大きく設定されうる。幅Ｗｂが大きく、かつ最も外側に位置する溝２０ｄの直下にまで至るバンド１６が設けられることにより、この溝２０ｄにおけるゲーピングが抑制される。幅Ｗｂのトレッド４の幅Ｗに対する比率は、７５％以上が好ましく、８５％以上がより好ましい。比率は、９０％以下が好ましい。

クラックは、扁平率が小さなタイヤにおいて生じやすい。本発明は、扁平率が８０％以下、さらには７０％以下、さらには５０％以下のタイヤ２において、顕著な効果を発揮する。

タイヤ２の各部位の寸法及び角度は、タイヤ２が正規リムに組み込まれ、正規内圧となるようにタイヤ２に空気が充填された状態で測定される。測定時には、タイヤ２には荷重がかけられない。本明細書において正規リムとは、タイヤ２が依拠する規格において定められたリムを意味する。ＪＡＴＭＡ規格における「標準リム」、ＴＲＡ規格における「Design Rim」、及びＥＴＲＴＯ規格における「Measuring Rim」は、正規リムである。本明細書において正規内圧とは、タイヤ２が依拠する規格において定められた内圧を意味する。ＪＡＴＭＡ規格における「最高空気圧」、ＴＲＡ規格における「TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES」に掲載された「最大値」、及びＥＴＲＴＯ規格における「INFLATION PRESSURE」は、正規内圧である。

図５は、本発明の他の実施形態に係る重荷重用空気入りタイヤ４２の一部が示された断面図である。このタイヤ４２は、図１に示されたタイヤ２と同様に、トレッド４、サイドウォール６、ビード８、カーカス１０、インナーライナー１２及びベルト１４を備えている。

このタイヤ４２はさらに、バンド４４を備えている。バンド４４は、第一バンドプライ４４ａ、第二バンドプライ４４ｂ、第三バンドプライ４４ｃ及び第四バンドプライ４４ｄからなる。各バンドプライ４４ａ、４４ｂ、４４ｃ、４４ｄは、ベルト１４とトレッド４との間に位置している。第一バンドプライ４４ａは、溝２０ａの直下に位置している。第二バンドプライ４４ｂは、溝２０ｂの直下に位置している。第三バンドプライ４４ｃは、溝２０ｃの直下に位置している。第四バンドプライ４４ｄは、溝２０ｄの直下に位置している。第二バンドプライ４４ｂは、第一バンドプライ４４ａと離間している。第三バンドプライ４４ｃは、第二バンドプライ４４ｂと離間している。第四バンドプライ４４ｄは、第三バンドプライ４４ｃと離間している。

図示されていないが、各バンドプライ４４ａ、４４ｂ、４４ｃ、４４ｄは、バンドコードとトッピングゴムとからなる。好ましくは、バンドコードは、非伸縮性材料からなる。典型的な非伸縮性材料は、スチールである。バンドコードは、螺旋状に巻かれている。このバンド４４は、いわゆるジョイントレス構造を有する。

このタイヤ４２では、バンドコードの密度は、溝２０の直下において大きく、ランド２１の直下においてゼロである。このタイヤ４２では、溝２０の直下におけるバンドコードの密度に対するランド２１の直下におけるバンドコードの密度の比率は、０％である。このタイヤ４２では、バンドコードによって溝２０のゲーピングが抑制される。ランド２１の直下においてバンドコードが存在しないので、タイヤ４２に内圧が負荷されたとき、バンドコードに大きな張力がかかる。大きな張力は、転動に伴う張力変動を抑制し、バンドコードの切断を防止する。ランド２１の直下にバンドコードが存在しないので、このタイヤ４２は軽量である。

各バンドプライ４４ａ、４４ｂ、４４ｃ、４４ｄにおけるコードの密度は１５エンズ／５ｃｍ以上が好ましく、２０エンズ／５ｃｍ以上がより好ましい。密度は、４０エンズ／５ｃｍ以下が好ましい。

一部の溝２０の直下にバンドプライが設けられ、他の溝２０の直下においてバンドプライが設けられなくてよい。軸方向において最も外側に位置する溝２０ｄでは、ゲーピングが生じやすい。クラック抑制の観点から、この溝２０ｄの直下にバンドプライが設けられることが好ましい。バンド４４の幅Ｗｂのトレッド４の幅Ｗに対する比率は、７５％以上が好ましく、８５％以上がより好ましい。比率は、９０％以下が好ましい。

以下、実施例によって本発明の効果が明らかにされるが、この実施例の記載に基づいて本発明が限定的に解釈されるべきではない。

［実施例１］
図１に示された構造を備えた重荷重用タイヤを得た。このタイヤのサイズは、「４３５／４５Ｒ２２．５」である。このタイヤのトレッド幅は３８９ｍｍである。トレッドは、深さが１３．５ｍｍである８個の溝を備えている。ベルトは、第一プライ、第二プライ、第三プライ及び第四プライを備えている。第一プライの幅は３４８ｍｍであり、第二プライの幅は３６８ｍｍであり、第三プライの幅は３５２ｍｍであり、第四プライの幅は１６８ｍｍである。第一プライは、周方向に対する角度が＋５０°であるスチールコードを備えている。第二プライは、周方向に対する角度が＋１８°であるスチールコードを備えている。第三プライは、周方向に対する角度が−１８°であるスチールコードを備えている。第四プライは、周方向に対する角度が−１８°であるスチールコードを備えている。バンドは、螺旋状に巻かれたバンドコードを備えている。バンドコードの材質は、スチールである。バンドコードのタイプは、「３×７×０．２２」である。全ての溝の直下において、バンドコードの密度は２８エンズ／５ｃｍである。ランドの直下において、バンドコードの密度は８エンズ／５ｃｍである。

［実施例２から４及び比較例１］
バンドコードの密度を下記の表１に示される通りとした他は実施例１と同様にして、実施例２から４及び比較例１のタイヤを得た。

［実施例５］
バンドの構造を図５に示された通りとした他は実施例１と同様にして、実施例５のタイヤを得た。

［比較例２］
幅Ｗｂの短いバンドを設け、かつバンドコードの密度を下記の表１に示される通りとした他は実施例１と同様にして、比較例２のタイヤを得た。このタイヤでは、最も外側の溝の直下にバンドコードが存在していない。

［比較例３］
バンドを設けなかった他は実施例１と同様にして、比較例３のタイヤを得た。

［比較例４］
ベルトを下記４枚のプライから構成し、かつバンドを設けなかった他は実施例１と同様にして、比較例４のタイヤを得た。
第一プライ：周方向に対する角度が＋１８°であるスチールコードを備える。幅は３ ６８ｍｍである。
第二プライ：ジョイントレスタイプのスチールコードを備える。幅は２８０ｍｍであ る。スチールコードの密度は、２８エンズ／５ｃｍである。
第三プライ：周方向に対する角度が−１８°であるスチールコードを備える。幅は３ ４４ｍｍである。
第四プライ：周方向に対する角度が−１８°であるスチールコードを備える。幅は３ １０ｍｍである。

［走行試験］
タイヤを、「１４．００×２２．５」のリムに組み込んだ。このタイヤに、正規内圧となるように空気を充填した。このタイヤを走行試験装置に装着し、規格で定められた最大荷重の１．４倍の荷重を負荷してドラム上を３０ｋｍ／ｈの速度で走行させた。距離が３０，０００ｋｍの時点で走行を停止し、クラックの有無を目視でチェックした。さらに、タイヤを解体してバンドコードの切断の程度を、下記の基準に従って格付けした。
Ａ：切断が生じていない。
Ｂ：切断が若干生じている。
Ｃ：切断が多く生じている。
この結果が、下記の表１に示されている。

［質量の測定］
タイヤの質量を測定した。この結果が、比較例１が１００．０とされたときの指数として、下記の表１に示されている。

表１に示されるように、実施例のタイヤでは、バンドコードの破断が少なく、クラックが発生しない。この評価結果から、本発明の優位性は明らかである。

本願発明に係るタイヤは、トラック、バス等の重荷重車輌に適している。

図１は、本発明の一実施形態に係る重荷重用空気入りタイヤの一部が示された断面図である。 図２は、このバンドがトレッドと共に示された拡大断面図である。 図３は、図２のトレッド及びバンドが示された拡大断面図である。 図４は、図３のバンドの一部が示された断面斜視図である。 図５は、本発明の他の実施形態に係る重荷重用空気入りタイヤの一部が示された断面図である。

符号の説明

２、４２・・・重荷重用空気入りタイヤ
４・・・トレッド
６・・・サイドウォール
８・・・ビード
１０・・・カーカス
１２・・・インナーライナー
１４・・・ベルト
１６、４４・・・バンド
２０・・・溝
２１・・・ランド
３４・・・バンドコード
３６・・・トッピングゴム
３８・・・溝直下領域
４０・・・ランド直下領域

Claims (5)

1. 周方向に延びる複数の溝とこれら溝によって区画された複数のランドとを備えたトレッド、
   このトレッドの端から半径方向略内向きに延びる一対のサイドウォール、
   このサイドウォールよりも半径方向略内側に位置する一対のビード、
   トレッド及びサイドウォールの内側に沿って両ビードの間に架け渡されておりラジアル構造を有するカーカス、
   このカーカスの半径方向外側に位置しており、非伸縮性のベルトコードを有しており、バイアス構造を有するベルト
   並びに
   このベルトとトレッドとの間に位置しており、螺旋状に巻かれたバンドコードを有するバンド
   を備えており、
   このバンドコードの密度が、１又は２以上の溝の直下において大きくランドの直下において小さい重荷重用空気入りタイヤ。
2. 上記溝の直下におけるバンドコードの密度に対するランドの直下におけるバンドコードの密度の比率が０％以上９０％以下である請求項１に記載のタイヤ。
3. 上記溝の直下におけるバンドコードの密度が１５エンズ／５ｃｍ以上であり、ランドの直下におけるバンドコードの密度が１０エンズ／５ｃｍ以下である請求項１又は２に記載のタイヤ。
4. 上記バンドコードの密度が、軸方向において最も外側に位置する溝の直下において大きい請求項１から３のいずれかに記載のタイヤ。
5. 上記バンドの幅がトレッドの幅の７５％以上である請求項１から４のいずれかに記載のタイヤ。

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