JP2008132818A - 空気入りタイヤおよび空気入りタイヤの良否の判定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】タイヤショルダー部の偏磨耗を防止することにより、タイヤショルダー部の耐摩耗性の向上を図ることができ、同時に、ベルトの耐久性の向上も図ることができる。
【解決手段】少なくとも１枚以上の金属からなる周方向ベルト８を有し、かつ、偏平率が６０パーセント以下であって、自然平衡形状時のタイヤ内周面のセンターからビード部内側までのペリフェリ長さをＬ_０、正規内圧時のタイヤセンターの径成長率をαとしたとき、タイヤセンターからビート部内側までのプライのペリフェリ長さＬが、以下の式で表される条件を満たす。
（１−α）Ｌ_０≦Ｌ≦（１＋α）Ｌ_０
【選択図】図１

Description

本発明は、車両などに装着されて用いられる空気入りタイヤおよび空気入りタイヤの良否の判定方法に関する。

従来、空気入りのラジアルタイヤにおいて、プライコードは、タイヤを真横から車軸方向に見たときに放射状に配置されており、基本的に、車軸に平行なタイヤ径方向断面に沿って円弧状に配置される（例えば、特許文献１参照）。
このようにプライコードは、車軸に平行なタイヤ径方向断面に沿って滑らかな円弧状に配置されるのが理想であるが、図２に示すように、実際には、プライコード２０が平面状に沿って滑らかな円弧状に配置されず、タイヤ径方向あるいはタイヤ周方向に波打った状態で配置される場合がある（図中Ｚで示す）。

この原因は種々考えられる。中でも、プライコード２０はもともとフラットな状態で金型にセットされ、その後、ゴム材と一体的に所定のタイヤ形状となるように、外側の金型内周面に押し付けられながら３次元的に膨らまされて成形されるが、そのときの膨らみ代を正確に把握するのが難しく、プライコード２０の余長分が波打ってしまう。また、プライコード２０は、ゴム材と一体的に金型の内周面の所定箇所に順に接触しながら成形されるが、このとき、最終的に金型内周面に接触する部分のゴム材が、それまで金型の各内周面に接触した部分へのゴム材の位置ずれの総和の関係にあって、予め予定した箇所から最も大きな位置ずれを起こすおそれがあり、このときにゴム材から受ける圧力によって、プライコード２０が波打つように配置されてしまうことが主要な原因と考えられる。
特開平５−２４６２０８号公報

このようにプライコード２０が、平面状に沿って滑らかな円弧状に配置されず、タイヤ径方向あるいはタイヤ周方向に波打って配置される場合には、タイヤ内に空気を入れて実際に走行するときに、プライコード２０がストレート状に延びようとする。ここで、プライコード２０の外側に周方向に延びるスパイラル状の周方向ベルト２１がある場合には、この周方向ベルト２１によってプライコード２０の外方への変形が抑えられるため、プライコード２０は、周方向ベルト２１が存しない箇所で外方へ膨らむように変形しようとする。このため、例えば、周方向ベルト２１が存しないタイヤのショルダー部２２では、プライコード２０から外方へ膨らむような力を受けることとなり、結果的に、タイヤのショルダー部２２の偏磨耗を来たして耐摩耗性が悪くなる、また、プライコード２０の変形を抑えようとするベルトの耐久性が悪くなるという問題が生じる。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ショルダー部の偏磨耗を防止することにより、ショルダー部の耐摩耗性の向上を図ることができ、同時に、ベルトの耐久性の向上も図ることができる空気入りタイヤ及び空気入りタイヤの良否の判定方法を提供することにある。

本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用する。
本発明の請求項１に係る空気入りタイヤは、少なくとも１枚以上の金属からなる周方向ベルトを有し、かつ、偏平率が６０パーセント以下の空気入りタイヤであって、自然平衡形状時のタイヤ内周面のセンターからビード部内側までのペリフェリ長さをＬ_０、正規内圧時のタイヤセンターの径成長率をαとしたとき、タイヤセンターからビート部内側までのプライのペリフェリ長さＬが、
（１−α）Ｌ_０≦Ｌ≦（１＋α）Ｌ_０
の式で表される条件を満たすことを特徴とする。

１つのタイヤであっても、タイヤセンターからビート部内側までのプライのペリフェリ長さは、場所が異なれば種々異なる。本発明の請求項１に係る空気入りタイヤでは、この異なるプライのペリフェリ長さを、自然平衡形状時のタイヤ内周面のセンターからビード部内側までのペリフェリ長さを基準として、ある範囲内に収めているので、範囲外にある、プライのペリフェリ長さが所定値よりも短いタイヤあるいは逆にプライのペリフェリ長さが所定値よりも長いタイヤは除かれる。つまり、プライ内に含まれるプライコードが波打って配置されたりあるいはショートカット気味に配置されるタイヤは除かれることとなる。

このため、例えば、タイヤ内に予め波打った状態で配置されるプライコードが、タイヤ使用中に、徐々にストレート状に延びようとして、金属からなる周方向ベルトが存しないショルダー部を外方へ膨らませるような力を与えるといった事態が生じにくく、結果的に、タイヤのショルダー部の偏磨耗を来たすのを防止できる。また、前述したように、タイヤ内に予め波打った状態で配置されるプライコードが、タイヤ使用中に、徐々にストレート状に延びようとしてタイヤを外方へ膨らませるような力を与えるといった事態が生じにくいことから、プライコードからベルトに不要な力が作用せず、このため、ベルトの耐久性を向上させることができる。また、ショートカット気味に配置されたプライコードからベルトが内方へ剥離されるような力を受ける事態も生じにくく、この点からも、ベルトの耐久性を向上させることができる。

請求項２に係る空気入りタイヤは、前記周方向ベルトの幅が、前記プライの最大幅に対して０．３〜０．８の比率範囲に設定されていることを特徴とする。
このように周方向ベルト幅を規制したのは、周方向ベルトの幅がプライの最大幅に対して０．３より小さい比率であると、周方向ベルトがトレッド部の一部つまり中央部分のみを覆うこととなり、この場合、そもそもショルダー部の偏磨耗という問題が生じにくいからである。また、周方向ベルトの幅が、プライの最大幅に対して０．８より大きい比率であると、ショルダー部も周方向ベルトが覆うこととなり、この場合にも、ショルダー部の偏磨耗という問題が生じにくいからである。

請求項３に係る空気入りタイヤの良否の判定方法は、少なくとも１枚以上の金属からなる周方向ベルトを有し、かつ、偏平率が６０パーセント以下の空気入りタイヤの良否の判定方法であって、自然平衡形状時のタイヤ内周面のセンターからビード部内側までのペリフェリ長さをＬ_０、正規内圧時のタイヤセンターの径成長率をαとしたとき、タイヤセンターからビート部内側までのプライのペリフェリ長さＬが、
（１−α）Ｌ_０≦Ｌ≦（１＋α）Ｌ_０
の式で表される条件を満たすか否かで良否の判定を行うことを特徴とする。
このような判定方法であると、プライ内に含まれるプライコードが波打って配置されたりあるいはショートカット気味に配置されるタイヤを予め知ることができ、このため、タイヤの品質管理が容易になる。

本発明によれば、タイヤ内に予め波打った状態で配置されるプライコードが、タイヤ使用中に、徐々にストレート状に延びようとして、金属からなる周方向ベルトが存しないショルダー部を外方へ膨らませるような力を与えるといった事態が生じにくく、タイヤのショルダー部の偏磨耗を来たすのを防止することができる。また、前述したように、タイヤ内に予め波打った状態で配置されるプライコードが、タイヤ使用中に、徐々にストレート状に延びようとしてタイヤを外方へ膨らませるような力を与えるといった事態が生じにくいことから、プライコードからベルトへ不要な力を作用させることがなく、ベルトの耐久性を向上させることができる。

以下、この発明に係る空気入りタイヤの実施の形態を図１の図面を参照して説明する。
図１に示すように、空気入りタイヤ１（以下、「タイヤ１」と略称する）は、ビード部２に配置された１対のビードコア３，３と、１対のビードコア３，３にトロイド状に跨り、ビード部２、サイド部４、ショルダー部５、クラウン部６に亘って配置されたカーカスプライ７を備えている。このカーカスプライ７は、タイヤ１を真横から車軸方向に見たときに放射方向に延びるプライコード７ａをゴム被覆して構成される。つまり、このタイヤ１は、ラジアルタイヤである。カーカスプライ７は、ビードコア３の回りをタイヤ幅方向内側から外側へ向けて折り返されて配置されている。
なお、この実施の形態では、放射方向に延びるプライコード７ａを有するカーカスプライ７を１枚としたが、これに限られることなく、カーカスプライ７は、２枚以上であってもよい。

タイヤ１のクラウン部５において、カーカスプライ７のタイヤ径方向外側には、内側のスパイラル状の金属からなる周方向ベルト８、その外方の中間ベルト９、さらに外方の外側ベルト１０がそれぞれ配設されている。スパイラル状の周方向ベルト８は、例えば、複数本並列に配置された金属製の補強コード８ａを一体的にゴムで被覆してなるリボン状のコードストリップを、タイヤ赤道面となす角度が例えば５度以下になるように所定ピッチで、スパイラル状に巻き付けて構成される。また、中間ベルト９および外側ベルト１０は、タイヤ赤道面に対して所定角度で配置される互いのベルトコード９ａ、１０ａが交錯さするように配置されている。
なお、この実施の形態では、周方向ベルト８は一枚だけであるが、これに限られることなく２枚以上あってもよい。

前記周方向ベルト８の幅Ｗは、カーカスプライ７の最大幅ＳＷに対して０．３〜０．８の比率範囲に設定されている。

また、このタイヤ１は偏平率が６０パーセントに設定されている。なお、偏平率は必ずしも６０パーセントに設置される必要はなく、６０パーセント以下であれば足りる。
また、自然平衡形状時のタイヤ内周面のセンターＡからビード部内側Ｂまでのペリフェリ長さをＬ_０、正規内圧時のタイヤセンターの径成長率をαとしたとき、タイヤセンターからビート部内側までのカーカスプライ７のペリフェリ長さＬが、以下の（１）式で表される条件を満たしている。
（１−α）Ｌ_０≦Ｌ≦（１＋α）Ｌ_０ （１）

つまり、タイヤセンターＡからビート部内側Ｂまでのカーカスプライ７のペリフェリ長さＬは、タイヤ周方向に沿って種々異なるが、いずれの場所のカーカスプライのペリフェリ長さＬにおいても、上記（１）式で表される条件を満たすように設定されている。
なお、タイヤセンターＡからビート部内側Ｂまでのカーカスプライ７のペリフェリ長さＬは、タイヤセンターＡからビート部内側Ｂに至る、カーカスプライ７内のプライコード７ａの実際のペリフェリ長さとほぼ同じであり、ここでは、測定のしやすさから、あえてプライコード７ａのペリフェリ長さではなく、カーカスプライ７のペリフェリ長さをとりあげている。

上記構成の空気入りタイヤの作用について説明する。
上記構成の空気入りタイヤ１にあっては、タイヤセンターＡからビート部内側Ｂまでのカーカスプライ７のペリフェリ長さＬが、自然平衡形状時のタイヤ内周面のセンターからビード部内側までのペリフェリ長さＬ_０を基準として、正規内圧時のタイヤセンターの径成長率αを考慮しつつ、ある範囲内に収めているので、範囲外にある、カーカスプライ７のペリフェリ長さが所定値よりも短いタイヤあるいは逆にカーカスプライ７のペリフェリ長さが所定値よりも長いタイヤは除かれる。つまり、カーカスプライ内に含まれるプライコードが許容限度以上波打って配置されたりあるいは許容限度以上ショートカット気味に配置されたりするタイヤは除かれることとなる。

このため、例えば、タイヤ１内に予め波打った状態で配置されるプライコード７ａが、タイヤ使用中に、徐々にストレート状に延びようとして、周方向ベルトが存しないショルダー部５を外方へ膨らませるような力を与えるといった事態が生じにくい。このため、ショルダー部５近傍のベルト８，９，１０に加わる張力を減じることができ、ショルダー部５の走行成長を抑制することができる。この結果、ショルダー部５の偏磨耗を来たすのを防止することができる。また、前述したように、タイヤ１内に予め波打った状態で配置されるプライコード７ａが、タイヤ使用中に、徐々にストレート状に延びようとしてタイヤを外方へ膨らませるような力を与えるといった事態が生じにくいことから、プライコード７ａからベルト８，９，１０に不要な力が作用せず、もって、ベルト８，９，１０の耐久性を向上させることができる。また、ショートカット気味に配置されたプライ内のプライコード７ａによってベルト８，９，１０が内方へ剥離されるような力を受ける事態も生じにくく、この点においても、ベルト８，９，１０の耐久性を向上させることができる。

ちなみに、タイヤセンターＡからビート部内側Ｂまでのカーカスプライ７のペリフェリ長さＬが、以下の（１）式で表される条件を満たさないときには、カーカスプライ７内に含まれるプライコード７ａが許容限度以上波打って配置されたりあるいは許容限度以上ショートカット気味に配置されたりすることとなる。この場合には、従来例で説明したように、タイヤ内に空気を入れて実際に走行するときに、許容限度以上波打って配置されたプライコード７ａがストレート状に延びようとし、例えば、周方向ベルト８が存しないショルダー部５が、プライコード７ａから外方へ膨らむような力を受けることとなり、結果的に、ショルダー部５の偏磨耗を来たして耐摩耗性が悪くなる、また、プライコードの変形を抑えようとするベルト８，９，１０の耐久性が悪くなるという問題が生じてしまう。

また、上記空気入りタイヤ１では、偏平率が６０パーセント以下と設定しているが、偏平率が６０パーセントを超える場合には、タイヤの走行成長は、ショルダー部に限らずタイヤ径方向にも及ぶこととなり、ショルダー部５の偏磨耗という問題が生じにくい。このことは、逆に言うと、プライコード７ａが波打って配置されることに起因するショルダー部５の偏磨耗の問題は、タイヤ偏平率が６０パーセント以下になるときに、初めて顕著な問題になることを意味する。

また、上記空気入りタイヤ１では、周方向ベルト８の前記周方向ベルト８の幅Ｓは、カーカスプライ７の最大幅ＳＷに対して０．３〜０．８の比率範囲に設定されている。これは、前記と同様の理由である。つまり、周方向ベルト８の幅Ｓがカーカスプライ７の最大幅ＳＷに対して０．３より小さい比率であると、周方向ベルト８がトレッド部の一部つまり中央部分のみを覆うこととなり、この場合、そもそもショルダー部５の偏磨耗という問題が生じにくいからである。また、周方向ベルト８の幅が、カーカスプライの最大幅ＳＷに対して０．８より大きい場合であると、ショルダー部５も周方向ベルト８が覆うこととなり、この場合にも、ショルダー部５の偏磨耗という問題が生じにくいからである。

また、上述に説明した条件をもとにタイヤの良否を判定することも可能である。
すなわち、少なくとも１枚以上の周方向ベルトを有し、かつ、偏平率が６０パーセント以下の空気入りタイヤの良否の判定するにあたり、自然平衡形状時のタイヤ内周面のセンターＡからビード部内側Ｂまでのペリフェリ長さをＬ_０、正規内圧時のタイヤセンターの径成長率をαとしたとき、タイヤセンターＡからビート部内側Ｂまでのカーカスプライのペリフェリ長さＬが、前記（１）式で表される条件を満たすか否かで判定することができる。
つまり、タイヤセンターからビート部内側までのプライのペリフェリ長さＬが上記（１）式で表される条件を満たすタイヤは「良」、満たさないタイヤは「否」と判定することができる。

このような判定方法であると、カーカスプライ７内に含まれるプライコード７ａが波打って配置されたりあるいはショートカット気味に配置されるタイヤを知ることができ、このため、タイヤの品質管理が容易になる。

なお、本発明は、前記実施形態に限定されることなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において適宜設計変更可能である。
例えば、前述の実施形態では、金属からなる周方向ベルト８の外側に、中間ベルト９および外側ベルト１０をそれぞれ配設しているが、これは必ずしも必要な部材ではなく、なくしても良く、逆に３枚以上配設してもよい。

本発明をトラック・バス用の高性能タイヤに適用した実施例について説明する。
タイヤサイズ３１５／６０Ｒ２２．５のものを用い、本発明に係る実施例１，２と比較
例１、２、３を用意し、これらを比べた。
なお、実施例１，２のタイヤおよび比較例１，２，３のタイヤとも、１枚の金属からなる周方向ベルトを有し、これらの周方向ベルトの幅を、カーカスプライの最大幅に対して０．３〜０．８の比率範囲内、具体的には０．５の比率に設定した。

また、実施例１，２のタイヤおよび比較例１、２、３のタイヤは、それぞれ自然平衡形状時のタイヤ内周面のセンターからビード部内側までのペリフェリ長さＬ_０が３６０ｍｍ、正規内圧時のタイヤセンターの径成長率αが０．５％のものを用意した。また、タイヤセンターからビート部内側までのカーカスプライのペリフェリ長さＬは、実施例１が３６０ｍｍ、実施例２が３６１ｍｍ、比較例１が３６５ｍｍ、比較例２が３５５ｍｍ、比較例３が３５８ｍｍとなる部分について、ショルダー部の径成長と耐摩耗性についてそれぞれ調べた。
なお、ショルダー部の径成長と耐摩耗性は、比較例１をそれぞれ１００とし、それに対してどのように変化するかについて調べた。表１はその結果を示す。

ショルダー部の径成長は、ドラム試験機にて、１００％荷重のもと、速度６０ｋｍ／ｈで５０００ｋｍを走行したときに、ショルダー部の径がどれだけ大きくなっているかを示し、数字が小さいほど径が変化せず、良好であることを示している。比較例１が１００であるのに対し、比較例２，３はそれぞれ９０、９５、実施例１、２はそれぞれ９５、９６となっていて、いずれも比較例１に比べて良好になっていることがわかった。
これは、比較例２，３および実施例１，２のタイヤセンターからビート部内側までのカーカスプライのペリフェリ長さＬが、３６２ｍｍ以下であって、この部分のプライコードは波打って配置されていないことが推定される一方、比較例１では、タイヤセンターからビート部内側までのカーカスプライのペリフェリ長さＬが３６５ｍｍと、自然平衡形状時のタイヤ内周面のセンターからビード部内側までのペリフェリ長さＬ_０が３６０ｍｍであるのに比べ、径成長率α（この場合；０．５）を加味した値（１＋α）Ｌ_０＝３６１．８（ｍｍ）以上に大きくなり、この部分のプライコードが波打って配置されていることが予測され、これに起因して、タイヤ走行試験のときに外方へ膨らむ力が与えられたことが原因であると推測される。

また、耐摩耗性は、上記所定の走行条件下での試験終了後、ショルダー部の磨耗がどの程度進んでいるかを示すもので、数字が大きいほど磨耗が進まず、良好であることを示している。
比較例１が１００であるのに対し、比較例２は９０であって比較例１よりも悪化し、また比較例３も９８と比較例１よりも悪化しているのがわかった。また、実施例１，２はそれぞれ１０６、１０６で、比較例１に比べ良好であることがわかった。

これは、比較例２では、前述したように、タイヤセンターからビート部内側までのカーカスプライのペリフェリ長さＬが３５５ｍｍと、自然平衡形状時のタイヤ内周面のセンターからビード部内側までのペリフェリ長さＬ_０が３６０ｍｍであるのに比べ、径成長率α（この場合；０．５）を加味した値（１−α）Ｌ_０＝３５８．２（ｍｍ）より大きく下回っており、この部分のプライコードがショートサーキット気味に配置されていることが予測され、これに起因して、カーカスプライのプライコードによる内側からの良好な支持力が得られなくなっていることが原因であると推測される。
以上の結果から、実施例１，２は、タイヤセンターからビート部内側までのカーカスプライのペリフェリ長さＬが上述した（１）式で表される条件を満たしており、その結果、ショルダー部の径成長および耐摩耗性いずれも、良好な値をしめすことが確認された。

本発明の実施形態の空気入りタイヤを示す一部を断面した斜視図である。 従来の空気入りタイヤを示す一部を断面した斜視図である。

符号の説明

１ タイヤ（空気入りタイヤ）
２ ビード部
３ ビードコア
４ サイド部
５ ショルダー部
６ クラウン部
７ カーカス
８ プライコード
８ 周方向ベルト
８ａ コード
９ 中間ベルト
１０ 外側ベルト

Claims (3)

1. 少なくとも１枚以上の金属からなる周方向ベルトを有し、かつ、偏平率が６０パーセント以下の空気入りタイヤであって、
   自然平衡形状時のタイヤ内周面のセンターからビード部内側までのペリフェリ長さをＬ_０、正規内圧時のタイヤセンターの径成長率をαとしたとき、タイヤセンターからビート部内側までのプライのペリフェリ長さＬが、以下の式で表される条件を満たすことを特徴とする空気入りタイヤ。
   （１−α）Ｌ_０≦Ｌ≦（１＋α）Ｌ_０
2. 前記周方向ベルトの幅が、前記プライの最大幅に対して０．３〜０．８の比率範囲に設定されていることを特徴とする請求項１記載の空気入りタイヤ。
3. 少なくとも１枚以上の金属からなる周方向ベルトを有し、かつ、偏平率が６０パーセント以下の空気入りタイヤの良否の判定方法であって、
   自然平衡形状時のタイヤ内周面のセンターからビード部内側までのペリフェリ長さをＬ_０、正規内圧時のタイヤセンターの径成長率をαとしたとき、タイヤセンターからビート部内側までのプライのペリフェリ長さＬが、以下の式で表される条件を満たすか否かで良否の判定を行うことを特徴とする空気入りタイヤの良否の判定方法。
   （１−α）Ｌ_０≦Ｌ≦（１＋α）Ｌ_０

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