JP2008285120A - 重荷重用空気入りラジアルタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】ラグ溝等のトレッド溝底にクラックが発生し、保護ベルト層が露出したとしても、タイヤ使用寿命を視覚で正確に判断できる重荷重用空気入りラジアルタイヤの提供。
【解決手段】一対のビードコアと、該ビードコア間でトロイド状に延びる少なくとも１プライのカーカスと、該カーカスのクラウン部のタイヤ径方向外側に、タイヤ赤道面を挟んで互いに交差して延びるように補強ベルトと、該補強ベルトのタイヤ径方向外側に、伸張性コードからなる少なくとも１層の保護ベルト層とを具える重荷重用空気入りラジアルタイヤにおいて、前記保護ベルト層のうち、最もタイヤ径方向内側に位置する保護ベルト層である最内保護ベルト層と、前記交差ベルトを構成するコードゴム被覆層のうち、最もタイヤ径方向外側に位置する最外コードゴム被覆層との間の所定位置に、保護ベルト層を構成する被覆ゴムの色とは異なる色をもつ着色層を配設する。
【選択図】図２

Description

本発明は、例えば、トラックやバス、建設車両のような大型車両に用いられる重荷重用空気入りラジアルタイヤに関するものであり、特に、ラグ溝等のトレッド溝の溝底にクラックが発生し、このクラックにより保護ベルト層が露出したとしても、タイヤの使用寿命を視覚で正確に判断することができる重荷重用空気入りラジアルタイヤに関するものである。

建設車両等に用いられる従来の重荷重用空気入りラジアルタイヤは、タイヤ赤道面に対するコード角度が小さい複数層の低角度ベルト層を順次積層し、これらの低角度ベルト層のタイヤ径方向外側に、タイヤ赤道面に対するコード角度が大きい少なくとも１層の高角度ベルト層を配設し、この高角度ベルト層のタイヤ径方向外側に、更に保護ベルト層を配設したベルト構造を有するのが一般的である。また、これら隣り合うすべてのベルト層が、タイヤ赤道を挟んで交差するように配置され、この構成によって、タイヤ周方向および幅方向の剛性を確保することができる。

例えば、特許文献１には、複数のベルト層を、タイヤ径方向内側から順にタイヤ赤道面を挟んで交差するように配設し、これら複数のベルト層のタイヤ径方向外側に、伸張性コードからなるコード保護層とを配設することで、ベルト耐久性を向上させる発明が開示されている。
特開２００２−２７４１２２号公報

ところで、石や岩などが散在する非舗装路面で使用される重荷重用空気入りラジアルタイヤは、悪路走行でのトラクション性確保を目的として、多数本のラグ溝を具えるいわゆるラグパターンを有している。したがって、このラグ溝に石や岩などの突起物が挟まり、溝底にクラックが生じる場合がある。このような場合に、従来は、溝底クラックがトレッドゴムからタイヤ径方向内方へ進展し、保護ベルト層が露出すると、タイヤの使用寿命であると誤って判断されて、直ちにタイヤを車両から取り外して、更生または廃品化していた。

図１（ａ）、（ｂ）は、従来の重荷重用空気入りラジアルタイヤを示したものであって、同図（ａ）はトレッド部の一部の展開図であり、同図（ｂ）はタイヤの要部の幅方向Ｉ−Ｉ断面図である。鎖線で示された位置１２１，１２２および１２３は、ラグ溝１０３内で生じた溝底クラック１２０の溝深さ方向への進展状態を示している。溝底クラック１２０の溝深さ方向への進展が、例えば第１の位置１２１のような初期段階の位置にある場合には、問題なく走行することができる。一方、溝底クラック１２０の進展が交差ベルトを構成する最外コードゴム被覆層の表面位置である第３の位置１２３まで達している場合には、交差ベルトに損傷を与え、最悪の場合には、タイヤバーストが生じるおそれがある。このため、従来は、最外保護ベルト層が露出する第２の位置１２２に達すると、安全サイドに立って、走行を停止し、タイヤを早期に交換していた。

しかしながら、保護ベルト層は、本来、交差ベルトを外傷から保護するために配設するものであって、交差ベルトのように、タイヤの径成長抑制や面内曲げ剛性の確保といった効果を期待して配設するものではない。すなわち、保護ベルト層が露出、さらには、溝底クラックが進展して保護ベルト層が切断されたとしても、ベルト耐久性に与える影響は小さい。

したがって、保護ベルト層が露出したことだけでタイヤ寿命の終了のサインとしていた従来の重荷重用空気入りタイヤの構造では、ベルト耐久性を依然として具備しているにもかかわらずタイヤを早期に交換することとなり、本来のタイヤ寿命を最大限生かすことができないという問題があった。

本発明の目的は、ラグ溝等のトレッド溝の溝底にクラックが発生し、このクラックにより保護ベルト層が露出したとしても、タイヤの使用寿命を視覚で正確に判断することができる重荷重用空気入りラジアルタイヤを提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明の要旨構成は以下の通りである。
（１）一対のビードコアと、該ビードコア間でトロイド状に延びる少なくとも１プライのカーカスと、該カーカスのクラウン部のタイヤ径方向外側に位置し、タイヤ赤道面に対し傾斜して延びるコードのゴム被覆層の複数層を、コードがタイヤ赤道面を挟んで互いに交差して延びるように順次積層してなる交差ベルトを有する補強ベルトと、該補強ベルトのタイヤ径方向外側に位置し、伸張性コードのゴム被覆層からなる少なくとも１層の保護ベルト層とを具え、前記保護ベルト層のうち、最もタイヤ径方向内側に位置する保護ベルト層である最内保護ベルト層と、前記交差ベルトを構成するコードゴム被覆層のうち、最もタイヤ径方向外側に位置する最外コードゴム被覆層との間の所定位置に、保護ベルト層を構成する被覆ゴムの色とは異なる色をもつ着色層を配設したことを特徴とする重荷重用空気入りラジアルタイヤ。

（２）前記着色層は、最内保護ベルト層のタイヤ径方向内面に沿って配設したことを特徴とする上記（１）に記載の重荷重用空気入りラジアルタイヤ。

（３）前記着色層は、タイヤ赤道面の両側に分離して配設された対をなす狭幅着色層であり、各狭幅着色層は、タイヤ赤道面からトレッド幅の１／８だけ離れた位置と、前記交差ベルトを構成するコードゴム被覆層のうち、最大幅をもつ最大コードゴム被覆層の幅端から５０ｍｍだけタイヤ幅方向外側位置との間に少なくとも配設することを特徴とする上記（１）または（２）に記載の重荷重用空気入りラジアルタイヤ。

（４）前記着色層の厚さが、１〜２ｍｍの範囲であることを特徴とする上記（１）、（２）または（３）に記載の重荷重用空気入りラジアルタイヤ。

（５）前記着色層がゴム層であることを特徴とする上記（１）〜（４）のいずれか１に記載の重荷重用空気入りラジアルタイヤ。

（６）前記ゴム層は、１００％モジュラスが３．５〜４．０ＭＰａ、損失正接が０．１８〜０．２０であることを特徴とする上記（５）記載の重荷重用空気入りラジアルタイヤ。

（７）前記補強ベルトは、前記交差ベルトのタイヤ径方向内側であって、タイヤ赤道面位置を中心として配設された少なくとも１層の幅狭ベルト層をさらに有することを特徴とする上記（１）〜（６）のいずれか１に記載の重荷重用空気入りラジアルタイヤ。

（８）前記重荷重用空気入りラジアルタイヤは、トレッド部に、トレッド端から略タイヤ幅方向に延びる多数本のラグ溝を設け、該ラグ溝が位置する範囲の全周にわたって、前記着色層を配設する上記（１）〜（７）のいずれか１に記載の重荷重用空気入りラジアルタイヤ。

本発明によれば、ラグ溝等のトレッド溝の溝底にクラックが発生し、このクラックにより保護ベルト層が露出したとしても、タイヤの使用寿命を視覚で正確に判断することができる重荷重用空気入りラジアルタイヤの提供が可能になる。

以下、本発明の実施形態を詳細に説明する。
図２（ａ）、（ｂ）は、本発明に従う重荷重用空気入りラジアルタイヤを示したものであって、同図（ａ）はトレッド部の一部展開図であり、同図（ｂ）はタイヤの要部の幅方向Ｉ−Ｉ断面図である。

図２（ｂ）において、この重荷重用空気入りラジアルタイヤ１は、一対のビードコア（図示せず）と、該ビードコア間でトロイド状に延びる少なくとも１プライのカーカス６と、該カーカスのクラウン部のタイヤ径方向外側に位置し、タイヤ赤道面Ｃに対し傾斜して延びるコードのゴム被覆層の複数層、図２では２層のコードゴム被覆層７ａ，７ｂを、コードがタイヤ赤道面Ｃを挟んで互いに交差して延びるように順次積層してなる交差ベルト９を有する補強ベルト１０と、該補強ベルト１０のタイヤ径方向外側に位置し、伸張性コードのゴム被覆層からなる少なくとも１層の保護ベルト層、図２（ｂ）では２層の保護ベルト層１１ａ，１１ｂとを具える。ここで、「伸張性コード」とは、コード方向引張試験時の破断時伸びが４％以上のコードをいう。

そして、本発明の構成上の主な特徴は、保護ベルト層１１ａ，１１ｂのうち、最もタイヤ径方向内側に位置する保護ベルト層である最内保護ベルト層１１ａと、前記交差ベルト９を構成するコードゴム被覆層７ａ，７ｂのうち、最もタイヤ径方向外側に位置する最外コードゴム被覆層７ｂとの間の所定位置に、保護ベルト層を構成する被覆ゴムの色とは異なる色をもつ着色層、好適には、図２に示すように対をなす狭幅着色層１２ａ，１２ｂを配設することにある。溝底クラック２０の進展が、同図中、鎖線で示される第４の位置２４まで達した場合、着色層１２ａが露出することになり、視認することによって、タイヤの使用寿命を正確に判断することができる。

着色層１２ａ，１２ｂは、最内保護ベルト層１１ａのタイヤ径方向内面に沿って配設するのが、使用寿命を正確に且つより安全に把握する意味で好ましい。

着色層１２ａ，１２ｂは、タイヤ赤道面Ｃの両側に分離して配設された対をなす狭幅着色層であり、各狭幅着色層は、タイヤ赤道面Ｃからトレッド幅Ｔの１／８だけ離れた位置４ａと、前記交差ベルト９を構成するコードゴム被覆層のうち、最大幅をもつ最大コードゴム被覆層、図２ではコードゴム被覆層７ａの幅端から５０ｍｍだけタイヤ幅方向外側位置との間に少なくとも配設するのが好ましい。重荷重用空気入りラジアルタイヤに多く用いられるラグパターンにおいて、溝底クラックは、タイヤ赤道面Ｃからトレッド幅Ｔの１／８だけ離れた位置４ａよりもタイヤ幅方向外側位置に発生する場合が多く、また、交差ベルトへのクラックの繋がりを認知するため、最大コードゴム被覆層７ａの幅端よりもタイヤ幅方向外側位置まで配設するのが好ましいためである。

着色層１２ａ，１２ｂの厚さは、１〜２ｍｍの範囲であるのが好ましい。着色層の厚さが１ｍｍ未満だと、溝底クラックからタイヤ内に入り込む土砂等のもまれにより視認性が大幅に低下するおそれがあるためである。また、着色層の厚さが２ｍｍを超えると、ゴム発熱量が多くなるおそれがあるためである。

着色層１２ａ，１２ｂとしては、例えばコードゴム被覆層、短繊維コードとゴムとの複合有機ゴム層、ゴム層等が挙げられるが、着色層自らがタイヤ内にてセパレーション故障の核となってしまうと、耐久性が損なわれるおそれがあるため、耐久性確保の点でゴム層が好ましい。更に、ゴム層は、１００％モジュラスが３．５〜４．０ＭＰａ、損失正接が０．１８〜０．２０であるのが好ましい。１００％モジュラスが３．５ＭＰａ未満だと、ベルトゴム入力である定応力時のベルト端歪を増大し、耐亀裂性の悪化を招くおそれがあり、４．０ＭＰａを超えると、ゴムの物性として必然的に損失正接が０．２０を超えてしまい、発熱量の増加に伴い、発熱耐久性の悪化を招くおそれがあるためである。損失正接が０．１８未満だと、ゴムの物性として必然的に１００％モジュラスが３．５ＭＰａを下回り、ベルト端歪を増大し、耐亀裂性の低下を招くおそれがあり、０．２０を超えると、ベルト変形に伴う発熱量の増加によりタイヤ発熱耐久性の悪化を招くおそれがある。ここで、「１００％モジュラス」とは、ＪＩＳ Ｋ６３０１−１９９５に準拠した測定値で加硫後１００％伸張時の引張応力のことをいう。また、「損失正接」とは、２５℃・歪み２％の条件下で測定した際の貯蔵剪断弾性率に対する損失剪断弾性率の比のことをいう。

補強ベルト１０はさらに、交差ベルト９のタイヤ径方向内側であって、タイヤ赤道面位置を中心として配設された少なくとも１層の幅狭ベルト層、図２では２層の幅狭ベルト層８ａ，８ｂをさらに有するのが好ましい。

図２（ａ）に示すとおり、本発明に従う重荷重用空気入りラジアルタイヤ１は、トレッド部に、トレッド端２から略タイヤ幅方向に延びる多数本のラグ溝３を設け、これらのラグ溝３が位置する幅範囲の全周にわたって、着色層１２ａ，１２ｂを配設するのが好ましい。

着色層は、交差ベルトや保護ベルト層を構成する黒色の被覆ゴムと判別できれば問題ないが、黒色対比目立つ色、例えば、白色、黄色、水色などが好ましい。

（試験例１）
次に、本発明に従う重荷重用空気入りラジアルタイヤを試作し、性能を評価したので以下で説明する。実施例１〜５は、図２に示す構造をもつ大型ダンプトラック用タイヤであり、表１に示す諸元の保護ベルト層、コードゴム被覆層および幅狭ベルト層を有する。参考のため、着色層を配設しないこと以外は実施例１のタイヤと同様の構造をもつタイヤの比較例１，２も併せて試作した。尚、実施例１〜５および比較例１，２ともに、表１に示す諸元以外は通常の大型ダンプトラック用タイヤと同様のものを用いた。

（注）表１中、コード角度の「Ｒ」は右上り、「Ｌ」は左上りを意味する。

（評価方法）
上記各供試タイヤについて、ラグ溝の溝底に、タイヤ赤道面からトレッド幅の１／４だけ離れた位置（タイヤ赤道面から３２５ｍｍだけ離れた位置）とタイヤ赤道面からトレッド幅の３／８だけ離れた位置（タイヤ赤道面から４８７．５ｍｍだけ離れた位置）との範囲にわたって、ナイフで直線状の切り込みを入れて深さ１０ｍｍのカット傷を設け、これを溝底クラックの代わりとした。ＴＲＡに定める最大荷重能力の１５０％に相当する荷重を負荷して時速２０ｋｍ／ｈで直径７ｍのドラム上で直進耐久試験を行い、停止までの走行時間を測定し、この測定値から各供試タイヤの耐久性を評価した。その評価結果を表２に示す。尚、表２中の「耐久性」は、着色層識別または故障発生等によりドラムを停止するまでの走行時間を表したものであって、比較例１を１００とした指数比で示し、数値が大きいほど耐久性が優れていることを示す。

表２に示す結果から、実施例１〜５は、いずれも、比較例１に比べて長距離走行することができ、しかも、比較例２のように、タイヤがバーストする前に走行を停止することができる。

（試験例２）
実施例Ａは、図３に示す構造をもつタイヤであり、表３に示す諸元の保護ベルト層、コードゴム被覆層および幅狭ベルト層を有する。参考のため、着色層を配設しないこと以外は実施例Ａのタイヤと同様の構造をもつタイヤの比較例Ａも併せて試作した。尚、実施例Ａおよび比較例Ａともに、表３に示す諸元以外は通常のタイヤと同様のものを用いた。

（評価方法）
評価方法は試験例１と同様であり、その評価結果を表４に示す。尚、表４中の耐久性の数値は、比較例１を１００とした指数比で示したものであり、数値が大きいほど耐久性が優れていることを示す。

（試験例３）
実施例ａは、図４に示す構造をもつタイヤであり、表５に示す諸元の保護ベルト層、コードゴム被覆層および幅狭ベルト層を有する。参考のため、着色層を配設しないこと以外は実施例ａのタイヤと同様の構造をもつタイヤの比較例ａも併せて試作した。尚、実施例ａおよび比較例ａともに、表５に示す諸元以外は通常の大型ダンプトラック用タイヤと同様のものを用いた。

（評価方法）
評価方法は試験例１と同様であり、その評価結果を表６に示す。尚、表６中の耐久性の数値は、比較例１を１００とした指数比で示したものであり、数値が大きいほど耐久性が優れていることを示す。

表５および表６に示す結果から、実施例Ａおよび実施例ａは、いずれも、比較例Ａおよび比較例ａに比べて長距離走行することがでる。

本発明によれば、ラグ溝等のトレッド溝の溝底にクラックが発生し、このクラックにより保護ベルト層が露出したとしても、タイヤの使用寿命を視覚で正確に判断することができる重荷重用空気入りラジアルタイヤの提供が可能になる。

（ａ），（ｂ）は、従来の重荷重用空気入りラジアルタイヤを示す図であって、（ａ）は、トレッド部の一部展開図、（ｂ）は、同図（ａ）に示すタイヤの要部の幅方向Ｉ−Ｉ断面図である。 本発明に従う実施例１の重荷重用空気入りラジアルタイヤを示す図であって、（ａ）は、トレッド部の一部展開図、（ｂ）は、同図（ａ）に示すタイヤの要部の幅方向Ｉ−Ｉ断面図である。 本発明に従う実施例Ａの重荷重用空気入りラジアルタイヤを示す図であって、（ａ）は、トレッド部の一部展開図、（ｂ）は、同図（ａ）に示すタイヤの要部の幅方向断面図である。 本発明に従う実施例ａの重荷重用空気入りラジアルタイヤを示す図であって、（ａ）は、トレッド部の一部展開図、（ｂ）は、同図（ａ）に示すタイヤの要部の幅方向断面図である。

符号の説明

１：重荷重用空気入りラジアルタイヤ
２：トレッド端
３：ラグ溝
４ａ：タイヤ赤道面Ｃからトレッド幅の１／８だけ離れた位置
４ｂ：タイヤ赤道面Ｃからトレッド幅の１／４だけ離れた位置
４ｃ：タイヤ赤道面Ｃからトレッド幅の３／８だけ離れた位置
６：カーカス
７ａ，７ｂ：コードゴム被覆層
８ａ，８ｂ，８ｃ：幅狭ベルト層
９：交差ベルト
１０：補強ベルト
１１ａ，１１ｂ：保護ベルト層
１２ａ，１２ｂ：着色層（または着色ゴム層）
２０：溝底クラック
２１：第１の位置
２２：第２の位置
２４：第４の位置
Ｃ：タイヤ赤道面
Ｔ：トレッド幅

Claims (8)

1. 一対のビードコアと、該ビードコア間でトロイド状に延びる少なくとも１プライのカーカスと、該カーカスのクラウン部のタイヤ径方向外側に位置し、タイヤ赤道面に対し傾斜して延びるコードのゴム被覆層の複数層を、コードがタイヤ赤道面を挟んで互いに交差して延びるように順次積層してなる交差ベルトを有する補強ベルトと、該補強ベルトのタイヤ径方向外側に位置し、伸張性コードのゴム被覆層からなる少なくとも１層の保護ベルト層とを具え、
   前記保護ベルト層のうち、最もタイヤ径方向内側に位置する保護ベルト層である最内保護ベルト層と、前記交差ベルトを構成するコードゴム被覆層のうち、最もタイヤ径方向外側に位置する最外コードゴム被覆層との間の所定位置に、保護ベルト層を構成する被覆ゴムの色とは異なる色をもつ着色層を配設したことを特徴とする重荷重用空気入りラジアルタイヤ。
2. 前記着色層は、最内保護ベルト層のタイヤ径方向内面に沿って配設したことを特徴とする請求項１に記載の重荷重用空気入りラジアルタイヤ。
3. 前記着色層は、タイヤ赤道面の両側に分離して配設された対をなす狭幅着色層であり、各狭幅着色層は、タイヤ赤道面からトレッド幅の１／８だけ離れた位置と、前記交差ベルトを構成するコードゴム被覆層のうち、最大幅をもつ最大コードゴム被覆層の幅端から５０ｍｍだけタイヤ幅方向外側位置との間に少なくとも配設することを特徴とする請求項１または２に記載の重荷重用空気入りラジアルタイヤ。
4. 前記着色層の厚さが、１〜２ｍｍの範囲であることを特徴とする請求項１、２または３に記載の重荷重用空気入りラジアルタイヤ。
5. 前記着色層がゴム層であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の重荷重用空気入りラジアルタイヤ。
6. 前記ゴム層は、１００％モジュラスが３．５〜４．０ＭＰａ、損失正接が０．１８〜０．２０であることを特徴とする請求項５に記載の重荷重用空気入りラジアルタイヤ。
7. 前記補強ベルトは、前記交差ベルトのタイヤ径方向内側であって、タイヤ赤道面位置を中心として配設された少なくとも１層の幅狭ベルト層をさらに有することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の重荷重用空気入りラジアルタイヤ。
8. 前記重荷重用空気入りラジアルタイヤは、トレッド部に、トレッド端から略タイヤ幅方向に延びる多数本のラグ溝を設け、該ラグ溝が位置する範囲の全周にわたって、前記着色層を配設する請求項１〜７のいずれか１項に記載の重荷重用空気入りラジアルタイヤ。

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