JP2009248679A

JP2009248679A - タイヤ

Info

Publication number: JP2009248679A
Application number: JP2008097269A
Authority: JP
Inventors: Miki Yoshiya; 美希吉屋
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2008-04-03
Filing date: 2008-04-03
Publication date: 2009-10-29

Abstract

【課題】耐久性をさらに向上したタイヤを提供する。
【解決手段】一対のビード部間にトロイダル状に跨るカーカスを骨格として、該カーカスのクラウン部の径方向外側に、タイヤ赤道面に沿って延びるコードのゴム引き層による、少なくとも１層の周方向ベルト層と、タイヤ赤道面に対して傾斜して配列した複数本のコードをゴムで被覆したゴム引き層の２層以上を層間でコード相互が交差する向きに配置した傾斜ベルト層とを順に配置してなるベルトを有し、該ベルトの径方向外側にトレッドを配置したタイヤであって、前記傾斜ベルト層のうち、幅が最も広い幅広傾斜ベルト層は、タイヤ赤道面を含む部分にベルト層が断絶する中抜き部を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、重荷重用タイヤ、特にはトレーラー車両のように舗装路面において小半径で旋回する車両に装着されるトラック・バス用タイヤに関するものである。

従来の重荷重用タイヤとして、タイヤのカーカスの半径方向外側に２層の周方向ベルト層が配置され、さらにその半径方向外側に、前記周方向ベルト層より幅の広い傾斜ベルト層（以下、「幅広傾斜ベルト層」という）と、前記周方向ベルト層より幅の狭い傾斜ベルト層（以下、「幅狭傾斜ベルト層」という）とが配置されているベルトを有する空気入りラジアルタイヤが提案されている（例えば、特許文献１）。

特開２００３−１５４８０８号公報

上述した空気入りラジアルタイヤを装着した車両が小半径で旋回すると、特に旋回の内側部分のベルトに、該ベルトの層内においてベルトの展開方向に曲げ変形する、いわゆる面内曲げ変形が生じ、ベルト層内のせん断変形により、旋回の内側部分の幅広傾斜ベルト層に圧縮力が生じる。この圧縮力により、幅広傾斜ベルト層のベルトコードに塑性変形が生じたり、ベルトコードが破断したりする可能性があった。そこで、上述した従来の空気入りラジアルタイヤでは、幅広傾斜ベルト層の幅を広くすることにより、具体的には、２層の周方向ベルト層より幅広傾斜ベルト層の幅を広くすることによりこの圧縮変形に対応してきた。ところが、近年の車両の高性能化に伴って、より高速での旋回が行われるようになり、この際、タイヤにはより大きな横力が発生する。かような背景から、更なる圧縮変形の低減に対する要求があった。
なお、上述した空気入りラジアルタイヤでは、幅狭傾斜ベルト層はその狭い幅のため、面内曲げ変形による圧縮歪は大きくならず、幅広傾斜ベルト層のような問題は生じていない。

そこで、本発明の目的は、上述した問題点を解消して、車両旋回時に車両に装着したタイヤのベルトコードに作用する圧縮歪を低減して、ベルトコードに塑性変形が生じたり、ベルトコードが破断したりすることを避け、耐久性をさらに向上したタイヤを提供することにある。

本発明の要旨は、以下のとおりである。
（１）一対のビード部間にトロイダル状に跨るカーカスを骨格として、該カーカスのクラウン部の径方向外側に、タイヤ赤道面に沿って延びるコードのゴム引き層による、少なくとも１層の周方向ベルト層と、タイヤ赤道面に対して傾斜して配列した複数本のコードをゴムで被覆したゴム引き層の２層以上を層間でコード相互が交差する向きに配置した傾斜ベルト層とを順に配置してなるベルトを有し、該ベルトの径方向外側にトレッドを配置したタイヤであって、
前記傾斜ベルト層のうち、幅が最も広い幅広傾斜ベルト層は、タイヤ赤道面を含む部分にベルト層が断絶する中抜き部を有する、
ことを特徴とするタイヤ。

（２）前記幅広傾斜ベルト層のタイヤ幅方向端部が、前記周方向ベルト層およびその他の傾斜ベルト層のタイヤ幅方向端部よりタイヤ幅方向外側に位置し、
その他の傾斜ベルト層のタイヤ幅方向端部が、前記周方向ベルト層のタイヤ幅方向端部よりタイヤ幅方向内側に位置する、
ことを特徴とする上記（１）に記載のタイヤ。

（３）前記中抜き部のベルト幅方向の幅が３０ｍｍ以上であり、かつ、前記中抜き部の幅が前記幅広傾斜ベルト層の全幅の１／３以下であることを特徴とする上記（１）または（２）に記載のタイヤ。

（４）前記幅広傾斜ベルト層に隣接した傾斜ベルト層の幅が、前記幅広傾斜ベルト層の全幅の０．３倍以上０．７倍以下であることを特徴とする上記（１）〜（３）のいずれかに記載のタイヤ。

（５）前記幅広傾斜ベルト層が、前記周方向ベルト層に隣接して配置されることを特徴とする上記（１）〜（４）のいずれかに記載のタイヤ。

本発明によれば、傾斜ベルト層のうち、幅が最も広い幅広傾斜ベルト層に断絶した中抜き部を設けることにより、耐久性をさらに向上したタイヤを提供することができる。

以下に、本発明のタイヤの実施形態を、図面を参照して詳しく説明する。
図１に、本発明のタイヤの幅方向断面図を示す。
ビード部１にビードコア２が埋設配置され、両ビード部１の間に跨るカーカス３がタイヤの骨格となり、このカーカス３のそれぞれの端部は、それぞれのビードコア２の周りに巻き返して固定される。カーカス３のクラウン部の径方向外側に、順に、多数本のコードをゴムで被覆した少なくとも１層の周方向ベルト層４と、少なくとも２層、図示例では２層の傾斜ベルト層である内側傾斜ベルト層５および外側傾斜ベルト層６とからなるベルト７が配設される。周方向ベルト層４は、タイヤ赤道面Ｅに沿って延びるコードのゴム引き層である。
一方、内側傾斜ベルト層５および外側傾斜ベルト層６は、タイヤ赤道面Ｅに対して傾斜して配列した複数本のコードをゴムで被覆したゴム引き層であって、内側傾斜ベルト層５および外側傾斜ベルト層６の層間で、コードは相互に交差する向きに配置されている。この例において、傾斜ベルト層のうち、幅が最も広い幅広傾斜ベルト層である内側傾斜ベルト層５は、タイヤ赤道面Ｅを含む部分にベルト層が断絶する中抜き部５ａと、この中抜き部５ａを挟んでベルト層の幅方向に並べて配置された２枚のベルト片側層５ｂ_１、５ｂ_２とからなる。中抜き部５ａは、ベルト層が断絶したコードを含まない部分であり、この例では、ゴムシートである。なお、この例では中抜き部５ａをゴムシートで構成したが、中抜き部５ａの材料はゴムシートに限定されることはない。さらに、中抜き部５ａは２枚のベルト片側層５ｂ_１、５ｂ_２の間の空間部としてもよい。
ここで、内側傾斜ベルト層５の全幅は、図１に示すように、中抜き部５ａの幅Ｗと２枚のベルト片側層５ｂ_１および５ｂ_２の幅Ｗ_１およびＷ_２との合計（Ｗ＋Ｗ_１＋Ｗ_２）とする。
さらに、ベルト７の径方向外側にトレッド部９が配置され、トレッド部９のそれぞれの側部に連続して半径方向内側に延びる一対のサイドウォール部１０が存在する。

従来、車両が小半径で旋回しタイヤに大きい横力が加わった場合、特に、傾斜ベルト層のうち、幅が最も広い幅広傾斜ベルト層である内側傾斜ベルト層５に大きい圧縮力が加わり、その結果、内側傾斜ベルト層５のコードに塑性変形が発生する可能性があった。
そこで、内側傾斜ベルト層５が、タイヤ赤道面を含む部分にベルト層が断絶する中抜き部を有することが肝要である。なぜなら、内側傾斜ベルト層５の中抜き部５ａはスチールコードを含まないため幅方向剛性が低くタイヤ幅方向に変形し易い。それゆえ、内側傾斜ベルト層５が圧縮する向きに横力を受けた際、この圧縮力を中抜き部５ａにて吸収することができるため、内側傾斜ベルト層５のコードに塑性変形が発生するのを回避できる。

内側傾斜ベルト層５に中抜き部５ａを設けると、外側傾斜ベルト層６の中抜き部５ａの上層部分は、内側傾斜ベルト層５に中抜き部５ａを設けていない場合と比較すると、大きい面内曲げ変形を受けると考えられる。しかし、外側傾斜ベルト層６の中抜き部５ａの上層部分は、タイヤ赤道面Ｅ（面内曲げ変形の中立軸）からの距離が短いため、大きな圧縮力は生じない。それゆえ、外側傾斜ベルト層６の耐久性の低減は無視できると考えられる。

次に、図２に、図１のタイヤの左半部を拡大して示す。
内側傾斜ベルト層５のタイヤ幅方向端部５Ｅが、周方向ベルト層４のタイヤ幅方向端部４Ｅよりタイヤ幅方向外側に位置し、外側傾斜ベルト層６のタイヤ幅方向端部６Ｅが、周方向ベルト層４のタイヤ幅方向端部４Ｅよりタイヤ幅方向内側に位置することが好適である。すなわち、外側傾斜ベルト層６、周方向ベルト層４、内側傾斜ベルト層５の順にベルト層の幅が広くなっている。

このように、周方向ベルト層４のタイヤ幅方向端部４Ｅよりタイヤ幅方向外側に位置する傾斜ベルト層が１層のみであることが好適である。
周方向ベルト層４は、ベルトコードが赤道面Ｅに沿って配置されているため、幅方向剛性は低く、タイヤの使用に伴って、幅方向が縮小する。一方、内側傾斜ベルト層５および外側傾斜ベルト層６はベルトコードが赤道面Ｅに傾斜する向きに相互に交差して配置されているため、内側傾斜ベルト層５および外側傾斜ベルト層６が重なった部分は幅方向剛性が高く幅方向縮小量は周方向ベルト層４と比較すると小さい値となる。これにより、周方向ベルト層４と内側傾斜ベルト層５および外側傾斜ベルト層６との層間にせん断変形が発生する。それゆえ、周方向ベルト層のタイヤ幅方向外側に交差する２層の傾斜ベルト層が位置するタイヤでは、周方向ベルト層のタイヤ幅方向端部と、傾斜ベルト層との間に層間セパレーションが発生し易く、この結果、ベルト耐久性が低下してしまう可能性があった。
そこで、図２を例に説明すると、傾斜ベルト層のうち、１枚の内側傾斜ベルト層５を、最広幅として、そのタイヤ幅方向端部５Ｅが周方向ベルト層４のタイヤ幅方向端部４Ｅより幅方向外側に位置するようにすれば、周方向ベルト層４のタイヤ幅方向端部４Ｅより幅方向外側に位置しているのは、内側傾斜ベルト層５の１枚だけとなるため、その位置においては傾斜ベルト層の積層によるベルトコードの交差配置は回避される。このため、内側傾斜ベルト層５はタイヤ幅方向に縮小し易くなる。
以上により、周方向ベルト層４のタイヤ幅方向端部４Ｅと内側傾斜ベルト層５との間の断面内におけるせん断変形が低減し、これにより、周方向ベルト層４のタイヤ幅方向端部４Ｅと内側傾斜ベルト層５との間の層間セパレーションが効果的に抑制され、ベルト耐久性が向上する。

また、中抜き部５ａの幅Ｗが３０ｍｍ以上であり、かつ、各ベルト片側層５ｂ_１、５ｂ_２の幅をそれぞれＷ_１、Ｗ_２としたとき、Ｗ≦１／３×（Ｗ_１＋Ｗ_２＋Ｗ）であること、すなわち、中抜き部５ａの幅Ｗが内側傾斜ベルト層５の全幅の１／３以下であることが好適である。
なぜなら、中抜き部５ａの幅Ｗが３０ｍｍ未満になると、特に中抜き部５ａにゴムシートを配置した場合に該ゴムシートのせん断変形が大きくなり、各ベルト片側層５ｂ_１、５ｂ_２の中抜き部５ａとの接触部で塑性変形が生じる可能性がある。また、中抜き部５ａの幅Ｗが内側傾斜ベルト層５の幅の１／３を超えると、２層の傾斜ベルト層５、６のコードが交差している部分の幅が狭くなりすぎ、横力が発生したときのせん断力に対して抵抗する力が弱くなり、タイヤ全体の変形が大きくなるため、タイヤの耐久性および耐摩耗性が悪化する。

さらに、幅広傾斜ベルト層である内側傾斜ベルト層５に隣接した外側傾斜ベルト層６の幅Ｗ_３（図１に示す）が、０．３×（Ｗ_１＋Ｗ_２＋Ｗ）≦Ｗ_３≦０．７×（Ｗ_１＋Ｗ_２＋Ｗ）であることが好適である。
なぜなら、外側傾斜ベルト層６の幅Ｗ_３が内側傾斜ベルト層５の全幅の０．３倍未満であると、傾斜ベルトとしての剛性が低くなりすぎて十分なコーナリングフォースが得られない。また、タイヤ赤道面Ｅ近傍で突起入力が最も厳しくなるが、０．３倍以上とすれば、この領域でベルトが３枚以上のベルト層から構成されることとなり、タイヤ赤道面Ｅ近傍での突起入力に対する剛性を確保することができる。
一方、外側傾斜ベルト層６の幅Ｗ_３が内側傾斜ベルト層５の幅の０．７倍を超えると、外側傾斜ベルト層６のコードに対する圧縮力が大きくなってしまう。

なお、上述した例では、幅が最も広い幅広傾斜ベルト層が内側傾斜ベルト層５であるが、幅広傾斜ベルト層が外側傾斜ベルト層６でもよい。すなわち、図３に示すように、外側傾斜ベルト層６が中抜き部６ａと、この中抜き部６ａを挟んで配置しされた２枚のベルト片側層６ｂ_１、６ｂ_２（６ｂ_２は図示せず）とからなるベルト層構造でもよい。この場合、外側傾斜ベルト層６のタイヤ幅方向端部６Ｅが、周方向ベルト層４のタイヤ幅方向端部４Ｅよりタイヤ幅方向外側に位置し、内側傾斜ベルト層５のタイヤ幅方向端部５Ｅが、周方向ベルト層４のタイヤ幅方向端部４Ｅよりタイヤ幅方向内側に位置し、内側傾斜ベルト層５、周方向ベルト層４、外側傾斜ベルト層６の順にベルト層の幅が広くなる。
ただし、幅が最も広い幅広傾斜ベルト層が内側傾斜ベルト層５である場合のほうが好適である。なぜなら、幅広傾斜ベルト層が内側に、幅狭傾斜ベルト層が外側に配置されていた方が、中抜き部があるトレッドセンター付近において、カーカス面に対する面外断面二次モーメントが大きくなる。このため、トレッドセンター付近に衝撃を受けたとき、カーカスの引張破断に対する耐力が大きくなるためである。
また、傾斜ベルト層は２層に限定されず、３層以上でもよい。

図４に示す発明例タイヤ１〜３および従来例タイヤを試作し、各試作タイヤについてドラム試験によりベルトコードの評価を行ったので以下に説明する。
図４に示す発明例タイヤは、２層の周方向ベルト層４ｍ、４ｎの径方向外側に、中抜き部５ａを含む内側傾斜ベルト層５と外側傾斜ベルト層６とを順に配置したベルト層構造を有し、図１との違いは周方向ベルト層が２層である点である。中抜き部５ａの幅を変えて発明例タイヤ１〜３とした。従来例タイヤは中抜き部を含まない点以外は図４に示すベルト層構造と同一のベルト層構造を有するタイヤである。タイヤサイズはともに３８５／５５Ｒ２２．５である。
発明例タイヤおよび従来例タイヤを、ドラム試験機に装着し、荷重４１５０ｋｇ（想定される市場での使用荷重）を適用し、タイヤ内圧を７００ｋＰａ（上記荷重より内圧を下げた条件）に調整した。そして、スリップアングル８°、速度３０ｋｍ／ｈ、走行距離５０００ｋｍの条件でドラム走行を実施した。
この走行後、タイヤの傾斜ベルト層をＸ線撮影して、ベルトコードの塑性変形の有無を確認した。また、従来例タイヤの内側傾斜ベルト層の幅方向圧縮歪を１００としたときの発明例タイヤの圧縮歪をシミュレーションにより算出した。圧縮歪は値が小さいほど良好な結果を示す。さらに、耐久性および耐摩耗性の測定を行った。以上の結果を表１に示す。

表１の結果より、従来例タイヤと比較して、中抜き部を含む内側傾斜ベルト層を有する発明例タイヤの方が、ベルトコードの塑性変形が起こらず、圧縮歪が低減され、耐久性が向上していることが分かる。また、中抜き部の幅は３０ｍｍ以上かつ内側傾斜ベルト層の幅の１／３以下の発明例タイヤ２の場合、圧縮歪の低減も大きく、耐久性・耐摩耗性の悪化も見られなかった。

以上により、傾斜ベルト層のうち、幅が最も広い幅広傾斜ベルト層に中抜き部を設けることにより、耐久性をさらに向上したタイヤを提供することができる。

本発明のタイヤの幅方向断面図を示す。本発明のタイヤの左半部拡大図である。本発明のタイヤの左半部拡大図である。本発明のタイヤの左半部拡大図である。

符号の説明

１ビード部
２ビードコア
３カーカス
４周方向ベルト層
５内側傾斜ベルト層
５ａ中抜き部
５ｂ_１、５ｂ_２ベルト片側層
６外側傾斜ベルト層
６ａ中抜き部
６ｂ_１、６ｂ_２ベルト片側層
７ベルト
９トレッド部
１０サイドウォール部
Ｅタイヤ赤道面
Ｗ中抜き部の幅
Ｗ_１、Ｗ_２ベルト片側層の幅

Claims

一対のビード部間にトロイダル状に跨るカーカスを骨格として、該カーカスのクラウン部の径方向外側に、タイヤ赤道面に沿って延びるコードのゴム引き層による、少なくとも１層の周方向ベルト層と、タイヤ赤道面に対して傾斜して配列した複数本のコードをゴムで被覆したゴム引き層の２層以上を層間でコード相互が交差する向きに配置した傾斜ベルト層とを順に配置してなるベルトを有し、該ベルトの径方向外側にトレッドを配置したタイヤであって、
前記傾斜ベルト層のうち、幅が最も広い幅広傾斜ベルト層は、タイヤ赤道面を含む部分にベルト層が断絶する中抜き部を有する、
ことを特徴とするタイヤ。
前記幅広傾斜ベルト層のタイヤ幅方向端部が、前記周方向ベルト層およびその他の傾斜ベルト層のタイヤ幅方向端部よりタイヤ幅方向外側に位置し、
その他の傾斜ベルト層のタイヤ幅方向端部が、前記周方向ベルト層のタイヤ幅方向端部よりタイヤ幅方向内側に位置する、
ことを特徴とする請求項１に記載のタイヤ。
前記中抜き部のベルト幅方向の幅が３０ｍｍ以上であり、かつ、前記中抜き部の幅が前記幅広傾斜ベルト層の全幅の１／３以下であることを特徴とする請求項１または２に記載のタイヤ。
前記幅広傾斜ベルト層に隣接した傾斜ベルト層の幅が、前記幅広傾斜ベルト層の全幅の０．３倍以上０．７倍以下であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のタイヤ。
前記幅広傾斜ベルト層が、前記周方向ベルト層に隣接して配置されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のタイヤ。