JP2009012531A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】偏摩耗、特にはショルダー部端から進展する偏摩耗を抑制しつつ、ベルト耐久性についても向上した空気入りタイヤを提供する。
【解決手段】クラウン部に、複数層のベルト層１１と、そのタイヤ径方向外側に配置され、複数本の周方向主溝１が設けられたトレッド１２と、を備える空気入りタイヤである。トレッドのショルダー部内部に、ベルト層１１の端部にタイヤ半径方向かつタイヤ幅方向に重なる軟質ゴム層２が配置され、かつ、軟質ゴム層２が、２５℃における１００％モジュラスおよび損失正接ｔａｎδがトレッドゴムよりも低いゴムからなる。
【選択図】図１

Description

本発明は空気入りタイヤ（以下、単に「タイヤ」とも称する）に関し、詳しくは、トラック、バス等に用いられる重荷重用空気入りタイヤに関する。

空気入りタイヤ、中でも、トラックやバス等に装着される、いわゆる重荷重用空気入りタイヤにおいて、偏摩耗、特にショルダー部端から進展する偏摩耗（ショルダーエッジウェア、以下「ＳＥＷ」とも称する）を抑制するための技術については、従来、種々検討されてきており、例えば、バットレス部に、周方向に連続するサイドグルーブを配置したり、マルチサイプを配置する技術などが知られている（例えば、特許文献１参照）。

また、特許文献２には、空気入りラジアルタイヤのショルダー部の早期摩耗乃至は偏摩耗とベルトの耐久性能を改良することを目的として、ベルト補強層をレイヤーベルトおよび／またはキャップベルトよりなるものとし、主ベルトとベルト補強層との間に、主ベルトを形成するコード径の１．５〜３．５倍の厚さのゴム層をベルト補強層の略全幅に亙り配置し、このゴム層を、主ベルトの被覆ゴムのＭ１００の８０〜１５０％の値のＭ１００を有するゴムで形成する技術が開示されている。
特開２０００−５２７１３号公報（特許請求の範囲等） 特開平１０−１１９５１１号公報（特許請求の範囲等）

上述のように、サイドグルーブやマルチサイプを採用することにより、ＳＥＷをある程度抑制することは可能である。しかしながら、サイドグルーブを設けると、図４に示すように、摩耗の進展にともなってサイドグルーブ２０の上壁端（図中の楕円で囲んだ部分。なお、図中の矢印は、摩耗の進展による踏面部の変化を示す）がもげる場合があり、摩耗後の外観が悪化することが多い。また、マルチサイプを採用した場合、マルチサイプで区切られた部位が走行によりヒールアンドトゥ摩耗して、それ自体が偏摩耗の核となる場合があり、いずれも十分なものではなかった。

さらに、サイドグルーブを設けた場合には、サイドグルーブとベルトとの距離が近い配置になると、ベルトの歪から発生したセパレーションが外部に吹き抜ける場合があり、ベルトの耐久上問題になる場合もあった。

そこで本発明の目的は、偏摩耗、特にはショルダー部端から進展する偏摩耗を抑制しつつ、ベルト耐久性についても向上した空気入りタイヤを提供することにある。

本発明者は鋭意検討した結果、以下のようなことを見出した。
すなわち、通常ＳＥＷは、ショルダー端部へのサイドフォース（ＳＦ）の入力や、径差により踏面内に発生するブレーキングフォース（ＢＦ）により、発生し、また進展する。一般的に、偏摩耗の核の発生はＳＦに起因し、進展はＢＦに起因する。これらの抑制のためにはショルダー端部の接地圧を低下させることが有効であると考えられる。

かかる観点から、本発明者は、従来のサイドグルーブやマルチサイプのように外観不良やベルト耐久性の低下を生ずることなく接地圧の低下を図るための手段につき鋭意検討した結果、バットレス部に対応する、トレッドのショルダー部内部のベルト層に重なる位置に、軟質かつ低ロスのゴムを配設することで、この問題を解決できることを見出して、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明の空気入りタイヤは、クラウン部に、複数層のベルト層と、該ベルト層のタイヤ径方向外側に配置され、複数本の周方向主溝が設けられたトレッドと、を備える空気入りタイヤにおいて、
前記トレッドのショルダー部内部に、前記ベルト層の端部にタイヤ半径方向かつタイヤ幅方向に重なる軟質ゴム層が配置され、かつ、該軟質ゴム層が、２５℃における１００％モジュラスおよび損失正接ｔａｎδがトレッドゴムよりも低いゴムからなることを特徴とするものである。

本発明においては、前記軟質ゴム層の上端が、トレッド表面から前記周方向主溝の深さの８０％以上の位置にあることが好ましい。前記軟質ゴム層の上端は、より好適には、前記周方向主溝の底部から高さ１．６ｍｍの位置よりも、タイヤ半径方向内側にあるものとする。また、前記軟質ゴム層のタイヤ幅方向内側端は、トレッド端からトレッド幅の０．５〜２０％の位置にあるものとすることが好ましく、好適には、前記軟質ゴム層の、２５℃における１００％モジュラスが１．０〜２．０ＭＰａの範囲内にあり、かつ、２５℃における損失正接ｔａｎδが０．０３〜０．１の範囲内にある。

本発明によれば、上記構成としたことにより、偏摩耗、特にはショルダー部端から進展する偏摩耗を抑制しつつ、ベルト端のセパレーション耐久性を向上した空気入りタイヤを実現することが可能となった。

以下、本発明の好適実施形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。
図１は、本発明の空気入りタイヤの一好適例の、トレッド端部からバットレス部にかけての部分を示す拡大部分断面図である。図示するように、本発明の空気入りタイヤは、クラウン部に、複数層、図示する例では２枚のベルト層１１と、そのタイヤ径方向外側に配置され、複数本の周方向主溝１が設けられたトレッド１２と、を備えている。

本発明のタイヤにおいては、図示するように、トレッド１２のショルダー部内部に、ベルト層１１の端部にタイヤ半径方向かつタイヤ幅方向に重なる軟質ゴム層２が配置されている点が重要である。かかる軟質ゴム層２を配置することで、効果的にショルダー端部の接地圧を低下させて、偏摩耗の抑制を図ることが可能となった。

ここで、本発明において、ベルト層１１の端部にタイヤ半径方向かつタイヤ幅方向に重なるとは、図示するように、軟質ゴム層２が、タイヤ半径方向にもタイヤ幅方向にも複数層のベルト層１１の端部を覆うように配置されていることを意味する。すなわち、軟質ゴム層２の、上端がベルト層１１のうち最外層のものの端部よりもタイヤ半径方向外側にあり、かつ、下端がベルト層１１のうち最内層のものの端部よりもタイヤ半径方向内側にあるとともに、軟質ゴム層２の、タイヤ幅方向外側端がベルト層１１の端部のうち最外側のものよりもタイヤ幅方向外側にあり、かつ、タイヤ幅方向内側端がベルト層１１のうち最内側のものの端部よりもタイヤ幅方向内側にある。

かかる軟質ゴム層２のゴム種としては、２５℃における１００％モジュラス（１００％伸長時の引張応力）および損失正接ｔａｎδがトレッドゴムよりも低いものを用いることが必要である。通常のトレッドゴムよりも軟質かつ低ロスのゴムを、上記のようにベルト層１１の端部とオーバーラップする位置に配置することで、ベルトで発生した歪を軟質ゴム層２で吸収することができるため、ベルト端から発生するセパレーションを起きにくくすることができるとともに、発熱性を高めることで、さらにベルト耐久性を向上することが可能となる。

軟質ゴム層２は、具体的には、図示するように、その上端（深さｄの位置）が、トレッド表面から周方向主溝１の深さＤの８０％以上の位置となるよう配置することが好ましい。すなわち、好適には、ｄ≧０．８×Ｄとする。軟質ゴム層２を、その上端が周方向主溝１の深さＤの８０％より深い位置となるよう配置することで、トレッドの摩耗後においても軟質ゴム層２が踏面部に現れないものとすることができるため、軟質ゴム層２そのものに起因する偏摩耗も発生しない。一方、軟質ゴム層２をあまり浅い位置に配置すると、摩耗にともない軟質ゴム層２が踏面に現れて、それ自体が偏摩耗してしまう。特には、通常のタイヤは残溝１．６ｍｍになると廃棄されるため、軟質ゴム層２の上端を、周方向主溝１の底部から高さ１．６ｍｍの位置よりも深い位置に配置することがより好ましい。すなわち、好適には、Ｄ−ｄ≦１．６とする。

また、軟質ゴム層２のタイヤ幅方向の配置位置については、その内側端の位置（ｔ）がトレッド端からトレッド幅の０．５〜２０％にあることが、より効果的であり好ましい。軟質ゴム層２のタイヤ幅方向内側端が、トレッド端からトレッド幅の０．５％未満の位置であると、軟質ゴム層２の変形吸収域が狭すぎるため十分な接地圧低減効果が得られず、一方、トレッド幅の２０％を超える位置であると、軟質ゴム層２の配設領域が広すぎて、ショルダーリブ（ブロック）全体が変形してしまい、逆効果となる。

さらに、軟質ゴム層２のタイヤ幅方向外側端は、好適には、トレッド端からトレッド幅の０．２〜１５％の位置に配置する。軟質ゴム層２のタイヤ幅方向外側端が、トレッド端に近すぎると、一般的に低ロスのゴムはカットに弱いことから外傷を受けた際に軟質ゴム層２が破壊してしまい、また、トレッド端から遠すぎると、十分な接地圧低減効果が得られず、いずれも好ましくない。

軟質ゴム層２は、例えば、図示するように、断面クサビ状に配置することができるが、ベルト層１１の端部にタイヤ半径方向かつタイヤ幅方向に重なるよう配置するものであれば、これには制限されない。一般的にショルダー端になればなるほど接地圧を下げることが良いと考えられること、および剛性の分布（段差）を考慮すれば、クサビ型が好ましい。

軟質ゴム層２に用いるゴムとしては、より具体的には、２５℃における１００％モジュラスが１．０〜２．０ＭＰａの範囲内にあり、かつ、２５℃における損失正接ｔａｎδが０．０３〜０．１の範囲内にあるものを用いることが好ましい。かかる範囲がタイヤに使用する部材として一般的に適用可能であって、本発明において好適な物性を得られる範囲である。

本発明のタイヤにおいては、トレッドのショルダー部内部に上記軟質ゴム層２を設けた点のみが重要であり、それ以外のタイヤ構造の詳細やトレッドパターン等については、所望に応じ、常法に従い適宜決定することができ、特に制限されるものではない。本発明の空気入りタイヤは、特に、トラック、バス等に用いられる重荷重用空気入りタイヤとして好適であり、この場合ベルト層１１は、好適には３〜６層で設けることができ、通常は、交錯ベルト層として設ける。

以下、本発明を、実施例を用いてより詳細に説明する。
クラウン部に、２層のベルト層と、そのタイヤ径方向外側に配置され、３本の周方向主溝が設けられたトレッドと、を備える空気入りタイヤを、タイヤサイズ１１Ｒ２２．５ １４ＰＲ（トレッド幅：２１０ｍｍ，周方向主溝深さＤ：１６．０ｍｍ）にて、下記に従い条件を変えて作製した。

従来例１としてバットレス部１３に加工を施さないタイヤ（図２（ａ），加工無）、従来例２としてバットレス部１３に周方向に連続するサイドグルーブ３を設けたタイヤ（図２（ｂ））、従来例３としてバットレス部１３に新品時から踏面に現れているマルチサイプ４を設けたタイヤ（図２（ｃ））、および、実施例として、トレッド１２のショルダー部内部に、ベルト層１１の端部にタイヤ半径方向かつタイヤ幅方向に重なる軟質ゴム層２が配置されたタイヤ（図２（ｄ））を、それぞれ作製した。実施例に係る軟質ゴム層２の配置条件を、下記の表１中に示す。

各供試タイヤを、車両（２Ｄ４）に装着し、装着位置を固定して車両間でローテーションする方式で、下記評価項目につき評価した。その結果を、下記の表２中に示す。
（１）実地走行におけるＳＥＷ偏摩耗量（ＳＥＷ落ち高Ａ×幅Ｂ，図３参照）：偏摩耗量の評価結果は、従来例１の供試タイヤをコントロール（１００）とした指数で示した。数値が小なるほど良好である。
（２）摩耗末期時の外観（フィーリング評価）：良〜劣を、５〜１で評価した。
（３）ベルトの耐久性評価：ベルト耐久性は、同一走行距離を走行後にベルト端から発生している亀裂の長さを測定して、これにより評価した。

上記表２に示すように、トレッドのショルダー内部に特定の軟質ゴム層を配置した実施例のタイヤにおいては、偏摩耗を良好に抑制するとともに、従来のサイドグルーブやマルチサイプを設けた場合に比較して、摩耗後の外観性を向上できることが確かめられた。また、ベルト耐久性についても、従来例に比し、向上した。

本発明の空気入りタイヤの一好適例の、トレッド端部からバットレス部にかけての部分を示す拡大部分断面図側面図である。 （ａ）〜（ｄ）は、実施例における各供試タイヤのトレッドのショルダー部構成を示す拡大部分断面図である。 実施例におけるＳＥＷ偏摩耗量の評価方法を示す説明図である。 従来のサイドグルーブを設けた場合のバットレス部を示す説明図である。

符号の説明

１ 周方向主溝
２ 軟質ゴム層
３，２０ サイドグルーブ
４ マルチサイプ
１１ ベルト層
１２ トレッド
１３ バットレス部

Claims (5)

1. クラウン部に、複数層のベルト層と、該ベルト層のタイヤ径方向外側に配置され、複数本の周方向主溝が設けられたトレッドと、を備える空気入りタイヤにおいて、
   前記トレッドのショルダー部内部に、前記ベルト層の端部にタイヤ半径方向かつタイヤ幅方向に重なる軟質ゴム層が配置され、かつ、該軟質ゴム層が、２５℃における１００％モジュラスおよび損失正接ｔａｎδがトレッドゴムよりも低いゴムからなることを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記軟質ゴム層の上端が、トレッド表面から前記周方向主溝の深さの８０％以上の位置にある請求項１記載の空気入りタイヤ。
3. 前記軟質ゴム層の上端が、前記周方向主溝の底部から高さ１．６ｍｍの位置よりも、タイヤ半径方向内側にある請求項２記載の空気入りタイヤ。
4. 前記軟質ゴム層のタイヤ幅方向内側端が、トレッド端からトレッド幅の０．５〜２０％の位置にある請求項１〜３のうちいずれか一項記載の空気入りタイヤ。
5. 前記軟質ゴム層の、２５℃における１００％モジュラスが１．０〜２．０ＭＰａの範囲内にあり、かつ、２５℃における損失正接ｔａｎδが０．０３〜０．１の範囲内にある請求項１〜４のうちいずれか一項記載の空気入りタイヤ。

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