JP2010201973A

JP2010201973A - 空気入りラジアルタイヤ

Info

Publication number: JP2010201973A
Application number: JP2009046853A
Authority: JP
Inventors: Kotaro Matsushita; 幸太郎松下
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 2009-02-27
Filing date: 2009-02-27
Publication date: 2010-09-16

Abstract

【課題】ベルトカバー層としてエッジカバー層を設けたタイヤのトレッド中央域における偏摩耗を防止するようにした空気入りラジアルタイヤを提供すること。
【解決手段】トレッド部２に配置したベルト層３の少なくとも両端部に、補強コードをタイヤ周方向に螺旋状に巻回したエッジカバー層４を設け、かつトレッド部の表面に前記エッジカバー層４に対応するショルダー領域５と対応しない中央領域６とにそれぞれタイヤ周方向に延長する主溝３１、３２を配置するようにした空気入りラジアルタイヤにおいて、主溝３１、３２の溝底にトレッドゴムよりも弾性率の高い溝下保護ゴム層１１、１２を設けると共に、中央領域６に配置した主溝１２の溝下保護ゴム層１２の周方向弾性率をショルダー領域５に配置した主溝１１の溝下保護ゴム層の周方向弾性率の１１０〜２５０％の大きさにした空気入りラジアルタイヤ。
【選択図】図１

Description

本発明は空気入りラジアルタイヤに関し、更に詳しくは、ベルトカバー層としてエッジカバーを設けたタイヤのトレッド中央域に発生しやすい偏摩耗を防止するようにした空気入りラジアルタイヤに関する。

高性能用の空気入りラジアルタイヤの多くは、トレッドに設けたベルト層の外周側に、有機繊維コードをタイヤ周方向に１０°以内の小角度で螺旋状に巻き付けて形成したベルトカバー層を設けている。このベルトカバー層は、高速走行時にベルト層の両端部が遠心力によりせり上がるのを抑制することにより、ベルト層端部のセパレーションを防止するようにしている。このベルトカバー層には、ベルト層の全幅を覆うフルカバー層とベルト層の両端部だけを覆うエッジカバー層とがあり、これら２種類のカバー層は、タイヤ特性に応じて、いずれか一方だけを配置する場合と両方を組み合わせて配置する場合とがある。

しかし、これら２種類のカバー層をどのように配置する場合であっても、エッジカバー層を配置し、かつトレッド面に複数本の主溝をタイヤ周方向に延長するように設けたタイヤにあっては（例えば、特許文献１など）、エッジカバー層に対応する領域に設けた主溝は、エッジカバー層のタガ効果により外径成長が抑制されるが、エッジカバー層に対応しないトレッド中央域に設けた主溝の部分では、エッジカバー層のタガ効果がなく、かつ溝底のゴムゲージが薄くなっているため剛性が低くなっている。そのため、トレッド中央域の主溝の部分は、内圧が充填してインフレートすると外径が大きく成長し、接地形状Ｐが図５に示すようになる。

すなわち、図５に示したフットプリント図で、接地形状Ｐにおける２１、２２は主溝に対応する部分で、２２がトレッド中央域の主溝に対応しており、接地形状Ｐの中央部の接地長が両端部に比べて著しく大きくなっている。そのため、トレッド中央部の摩耗が両端部に比べて異常に進行し偏摩耗が生じやすくなるという問題があった。

特開２００７−１４０１号公報

本発明の目的は、ベルトカバー層としてエッジカバー層を設けたタイヤのトレッド中央域における偏摩耗を防止するようにした空気入りラジアルタイヤを提供することにある。

上述した目的を達成する本発明の空気入りラジアルタイヤは、以下の（１）に記載の構成を有するものである。

（１）トレッド部に配置したベルト層の少なくとも両端部に、補強コードをタイヤ周方向に螺旋状に巻回したエッジカバー層を設け、かつトレッド部の表面に前記エッジカバー層に対応するショルダー領域と対応しない中央領域とにそれぞれタイヤ周方向に延長する主溝を配置するようにした空気入りラジアルタイヤにおいて、前記主溝の溝底にトレッドゴムよりも弾性率の高い溝下保護ゴム層を設けると共に、前記中央領域に配置した主溝の溝下保護ゴム層の周方向弾性率を前記ショルダー領域に配置した主溝の溝下保護ゴム層の周方向弾性率の１１０〜２５０％の大きさにした空気入りラジアルタイヤ。

また、かかる本発明の空気入りラジアルタイヤにおいて、具体的により好ましくは、以下の（２）〜（６）のいずれかの構成からなる。

（２）前記中央領域に配置した主溝の溝下保護ゴム層に短繊維をタイヤ周方向に配向するように配合した上記（１）記載の空気入りラジアルタイヤ。

（３）前記中央領域に配置した主溝の溝下保護ゴム層の周方向弾性率をタイヤ幅方向の弾性率の１０５〜３００％にした上記（２）記載の空気入りラジアルタイヤ。

（４）前記中央領域に配置した主溝の溝下保護ゴム層を２層のゴム層により構成し、溝表面側のゴム層の硬度を溝内面側のゴム層の硬度よりも低くした上記（１）〜（３）のいずれかに記載の空気入りラジアルタイヤ。

（５）前記中央領域に配置した主溝の溝下保護ゴム層の周方向弾性率を前記ショルダー領域に配置した主溝の溝下保護ゴム層の周方向弾性率の１７０〜２３０％の大きさにした上記（１）〜（４）のいずれかに記載の空気入りラジアルタイヤ。

（６）前記中央領域に配置した主溝の溝下保護ゴム層の周方向弾性率をタイヤ幅方向の弾性率の１５０〜２１０％にした上記（３）〜（５）のいずれかに記載の空気入りラジアルタイヤ。

また、上述した目的を達成する他の本発明の空気入りラジアルタイヤは、以下の（７）に記載の構成を有するものである。

（７）トレッド部に配置したベルト層の少なくとも両端部に、補強コードをタイヤ周方向に螺旋状に巻回したエッジカバー層を設け、かつトレッド部の表面に前記エッジカバー層に対応するショルダー領域と対応しない中央領域とにそれぞれタイヤ周方向に延長する主溝を配置するようにした空気入りタイヤにおいて、前記主溝の溝底にトレッドゴムよりも弾性率の高い溝下保護ゴム層を設けると共に、前記中央領域に配置した主溝の溝下保護ゴム層の子午線方向の断面積を、前記ショルダー領域に配置した主溝の溝下保護ゴム層の子午線方向の断面積の１５０〜３００％の大きさにした空気入りラジアルタイヤ。

請求項１にかかる第一の本発明の空気入りラジアルタイヤによれば、トレッド部に配置したベルト層の少なくとも両端部に、補強コードをタイヤ周方向に螺旋状に巻回したエッジカバー層を設け、かつトレッド部の表面にエッジカバー層に対応するショルダー領域と対応しない中央領域とにそれぞれタイヤ周方向に延長する主溝を配置するようにした空気入りラジアルタイヤにおいて、主溝の溝底にトレッドゴムよりも弾性率の高い溝下保護ゴム層を設けると共に、中央領域に配置した主溝の溝下保護ゴム層の周方向弾性率をショルダー領域に配置した主溝の溝下保護ゴム層の周方向弾性率の１１０〜２５０％の大きさにしたので、タイヤのインフレート時においてトレッド中央域の主溝部分の外径成長を抑制することができ、それによってトレッド中央域の偏摩耗を防止することができる。

また、請求項７にかかる第二の本発明の空気入りラジアルタイヤによれば、トレッド部に配置したベルト層の少なくとも両端部に、補強コードをタイヤ周方向に螺旋状に巻回したエッジカバー層を設け、かつトレッド部の表面に前記エッジカバー層に対応するショルダー領域と対応しない中央領域とにそれぞれタイヤ周方向に延長する主溝を配置するようにした空気入りタイヤにおいて、主溝の溝底にトレッドゴムよりも弾性率の高い溝下保護ゴム層を設けると共に、中央領域に配置した主溝の溝下保護ゴム層の子午線方向の断面積を、ショルダー領域に配置した主溝の溝下保護ゴム層の子午線方向の断面積の１５０〜３００％の大きさにしたので、タイヤのインフレート時において、同じくトレッド中央域の主溝部分の外径成長を抑制することができるため、その中央領域偏摩耗を防止することができる。

本発明の空気入りラジアルタイヤの実施態様を示すトレッド部の子午線方向断面図である。図１の主溝部分を示した拡大断面図である。本発明の他の実施形態からなる主溝部分の要部を示した概略図である。実施例３のタイヤのタイヤ接地形状を示したフットプリント図である。従来のタイヤのタイヤ接地形状の一例を示したフットプリント図である。

以下、図に示す実施形態を用いて更に詳しく本発明の空気入りラジアルタイヤについて説明する。

図１は、本発明の空気入りラジアルタイヤの実施形態のトレッド部分を示すタイヤ子午線方向要部断面図である。

空気入りラジアルタイヤ１は、トレッド部２に配置したベルト層３の外周にベルトカバー層を形成している。そのベルトカバー層は、ベルト層３の全幅を覆うように補強コードをタイヤ周方向に対し１０°以内の小角度で螺旋状に巻回したフルカバー層７と、そのフルカバー層７の両端部のみを覆うように、それぞれ補強コードをタイヤ周方向に螺旋状に巻回したエッジカバー層４とから形成されている。

トレッド部２の表面には、エッジカバー層４に対応するショルダー領域５と、エッジカバー層４に対応しない中央領域６とにそれぞれタイヤ周方向に延長する３本の主溝３１、３２が配置されている。

すなわち、ショルダー領域５には主溝３１を配置し、中央領域６には主溝３２を配置している。このように設けられた主溝３１、３２の溝底には、それぞれトレッドゴムよりも弾性率の高い溝下保護ゴム層１１、１２が溝底のクラック防止用として設けられている。このうち、中央領域６に配置した主溝３２の溝下保護ゴム層１２は、その周方向弾性率が、ショルダー領域５に配置した主溝３１の溝下保護ゴム層１１よりも大きく、その溝下保護ゴム層１１の周方向弾性率の１１０〜２５０％の大きさに設定されている。

図２は、上記の主溝３２（３１）と溝下保護ゴム層１２（１１）の部分を拡大して示した図である。

なお、図１に示した実施形態では、ベルトカバー層としてベルト層のタイヤ幅方向の全域にわたり覆うフルカバー層７が設けられているが、このフルカバー層７は必ずしも存在する必要はなく、エッジカバー層４だけを設けるようにしたものであってもよい。

本発明の空気入りラジアルタイヤは、主溝３１、３２の溝底にトレッドゴムよりも弾性率の高い溝下保護ゴム層１１、１２が溝底のクラック防止用に設けられており、かつ中央領域６に配置した主溝３２の溝下保護ゴム層１２の周方向弾性率を、ショルダー領域５に配置した主溝３１の溝下保護ゴム層１１の周方向弾性率の１１０〜２５０％と大きくしたことにより、タイヤをインフレートして高速走行するとき、エッジカバー層が設けられていないトレッド中央域に対して溝下保護ゴム層１２が非常に大きなタガ効果を発揮し、外径が大きく成長することを防止でき、その結果、偏摩耗の発生を防止できる。すなわち、中央領域６に位置する主溝３２の溝底に設けられる溝下保護ゴム層１２は、周方向に高い剛性を有するように構成されていることから主溝３２の部分における局所的な外径成長を抑制することができ、主溝３２部分での溝底のクラック発生防止と共に高速走行時の膨径防止の二つの役目を兼ねている。

溝下保護ゴム層１２の周方向弾性率が溝下保護ゴム層１１の周方向弾性率の１１０％よりも小さいと、上述した膨径防止の効果が低減する。また、２５０％よりも大きいと、溝下保護ゴム層１２のタガ効果が大きくなりすぎるため、トレッド中央域の接地長が両端部域よりも短くなり、偏摩耗を生ずるようになる。

好ましくは、ショルダー領域５に位置する主溝３１の溝下保護ゴム層１１の周方向弾性率に対し、中央領域６に位置する主溝３２の溝下保護ゴム層１２の周方向弾性率を１７０％〜２３０％の範囲にするとよい。

溝下保護ゴム層１２の周方向弾性率を溝下保護ゴム層１１の周方向弾性率の１１０〜２５０％の大きさにする方法としては、ゴム組成物の配合を適宜調整することによってモジュラスを高めるようにすればよいが、好ましくは、溝下保護ゴム層１２のゴム組成物に短繊維を配合し、かつその短繊維をタイヤ周方向に配向させるようにするとよい。このように短繊維を配合することにより、溝下保護ゴム層１２の周方向弾性率をより効果的に大きくすることができ、主溝３２における局所的な外径成長をいっそう効果的に抑制することができる。短繊維としては、補強性を有するものであれば、特に限定されるものではなく、例えば、ナイロン、ポリエステル、アラミド、ポリケトン、レーヨンなどを例示することができる。短繊維の長さとしては、１０〜１００μｍのものなどを使用できる。また、周方向に短繊維を配向させるには、口金からシート状に押出すとき、その口金孔における剪断力により短繊維を一方向に配向させることができる。

上述のように短繊維を配合した溝下保護ゴム層１２の周方向弾性率はタイヤ幅方向の弾性率の１０５〜３００％となるように異方性性にしたものを用いるのがよく、このように異方性にすることにより、溝下保護ゴム層１２の周方向の剛性をより効果的に高くし、本発明の課題の達成に有利にすることができる。

更に好ましくは、溝下保護ゴム層１２の周方向弾性率をタイヤ幅方向の弾性率の１５０〜２１０％にするとよい。溝下保護ゴム層１２のタイヤ周方向弾性率をタイヤ幅方向の弾性率の１０５〜３００％にするには、短繊維を配合したゴム組成物を口金からシート状に押し出すときの押出圧力や押出速度などを調整することにより短繊維の配向方向のバラツキを変化させることで行うことができる。

なお、本発明において「周方向弾性率」及び「タイヤ幅方向弾性率」とは、それぞれ空気入りラジアルタイヤの主溝から溝下保護ゴム層をサンプリングし、そのサンプルについて引張試験機により１００％伸長して測定したときの弾性率をいい、かつ主溝のタイヤ周方向の任意の５箇所から採取したサンプルについて測定した値の総和をサンプル数で除した平均値をいう。

図３は、溝下保護ゴム層１２の周方向弾性率を溝下保護ゴム層１１の周方向弾性率の１１０〜２５０％の大きさにする他の実施形態を示す。

この実施形態では、溝下保護ゴム層１２を２層のゴム層１４、１５によって構成し、かつ溝表面側のゴム層１４の硬度をタイヤ内面側のゴム層１５の硬度よりも低いものにしている。溝下保護ゴム層の周方向弾性率を上げるためにゴム硬度を高めた場合、偏摩耗抑制に対しては有効であるが、その溝下保護ゴム層にクラックの発生が誘発されるおそれがある。そのため、溝下保護ゴム層１２を２層構造にし、溝表面側のゴム層１４の硬度をタイヤ内面側のゴム層１５の硬度よりも低いものとすることにより、溝底のクラックを防止しながらトレッド中央域の偏摩耗を防止することが可能になる。この場合の溝下保護ゴム層１２の周方向弾性率の剛性の確保、すなわち、溝下保護ゴム層１１の周方向弾性率の１１０〜２５０％に確保することは、主としてタイヤ内面側のゴム層１５によってなされるようにする。

上述した実施形態は、いずれも中央領域に位置する溝下保護ゴム層１２のゴム組成物とショルダー領域に位置する溝下保護ゴム層１１とのゴム組成物とが互いに組成が異なり、周方向弾性率を異ならせた構成からなるものである。しかし、以下に説明する第二の本発明によれば、溝下保護ゴム層１２と溝下保護ゴム層１１とに同じゴム組成物を使用しても、本発明の目的を達成することができる。

すなわち、第二の本発明の空気入りラジアルタイヤは、主溝３１、３２の溝底クラック防止のため、溝下保護ゴム層１１、１２にトレッドゴムよりも弾性率の高いゴム組成物を使用することは上述した実施形態と同じであるが、溝下保護ゴム層１１、１２に弾性率が同じ同一のゴム組成物を使用している点が異なっている。そして、同じゴム組成物を使用しながら、中央領域６に配置した主溝３２の溝下保護ゴム層１２の子午線方向の断面積を、ショルダー領域５に配置した主溝３１の溝下保護ゴム層１１の子午線方向の断面積の１５０〜３００％の大きさにしたことを特徴とする。

すなわち、図１のタイヤ構造からなる空気入りラジアルタイヤにおいて、溝下保護ゴム層１２の子午線方向の断面積を、溝下保護ゴム層１１の子午線方向断面積の１５０％〜３００％となるようにし、ゲージを厚くしている。中央領域６にある主溝３２の溝下保護ゴム層１２の子午線方向の断面積が、ショルダー領域５にある溝下保護ゴム層１１の子午線方向の断面積に対し、１５０％未満であると、インフレート時の主溝３２部分での外径成長の抑制効果が得られず、トレッド中央域の偏摩耗を生ずるようになる。また、３００％よりも大きいときは、中央領域での周方向剛性が高すぎて中央領域の接地長が両端部域よりも短くなるので、両端部域の偏摩耗を生じやすくなる。主溝３２の溝下保護ゴム層１２のゴムゲージ（厚さ）は０．５〜２．０ｍｍの範囲とするのがよく、そして、主溝３１溝下保護ゴム層１１のゴムゲージ（厚さ）は０．３〜１．０ｍｍの範囲とするのがよい。

実施例１〜５、比較例１〜３
タイヤサイズ１９５／６５Ｒ１５９１Ｈであり、図１に示すタイヤ構造を有し、ベルト層３がスチールコードからなり、フルカバー層７とエッジカバー層４がナイロン６６繊維コードからなることを共通とし、中央領域６に位置する主溝３２の溝下保護ゴム層１２のゴム組成物にナイロン６６からなる短繊維を配合し、その配合量を異ならせることにより、周方向弾性率をショルダー領域５に位置する主溝３１の溝下保護ゴム層１１の周方向弾性率に対して比率Ａを表１に記載するように変更させた合計８種類の空気入りラジアルタイヤを製造した（実施例１〜５、比較例１〜３）。

また、表中のＣ値は、溝下保護ゴム層１２の周方向弾性率のタイヤ幅方向弾性率に対する比率である。

この８種類の空気入りラジアルタイヤについて、下記の試験方法により耐偏摩耗性能を評価し、その結果を表１に示した。

〔耐偏摩耗性能の測定法〕
主溝を３本有する２１５／６０Ｒ１６にてロードテストを実施し（ローテーションはなし）、２万ｋｍ走行後に１台１セット４本の各（最大残溝量−最小残溝量）を求め、４本で平均化して、偏摩耗性能を評価した。最大残溝量と最小残溝量は溝深さをゲージで計り求めた。

評価結果は、測定値の逆数を以って行い、比較例１の測定値の逆数を１００とする指数で示した。

また、実施例３の空気入りラジアルタイヤのフットプリント図を図４に示した。実施例３の空気入りラジアルタイヤは、図５に示したものと比べて耐偏摩耗性能で優れていることがわかる。

実施例６〜８、比較例４〜６
タイヤサイズ１９５／６５Ｒ１５９１Ｈであり、図１に示すタイヤ構造を有し、ベルト層３がスチールコードからなり、フルカバー層７とエッジカバー層４とがナイロン６６繊維コードからなることを共通とし、中央領域６に位置する主溝３２の溝下保護ゴム層１２のタイヤ子午線方向の断面積を、ショルダー領域５に位置する主溝３１の溝下保護ゴム層１１のタイヤ子午線方向の断面積に対して、比率Ｂを表２に記載のように変更させた合計６種類の空気入りラジアルタイヤを製造した（実施例６〜８、比較例４〜６）。

この６種類の空気入りラジアルタイヤについて、前述と同じ試験方法により耐偏摩耗性能の評価を行い、評価結果を表２に記載した。評価値は、比較例４の測定値の逆数を１００とする指数で示した。

１空気入りラジアルタイヤ
２トレッド部
３ベルト層
３１、３２主溝
４エッジカバー層
５ショルダー領域
６中央領域
７フルカバー層
１１、１２溝下保護ゴム層
１４溝表面側のゴム層
１５タイヤ内面側のゴム層

Claims

トレッド部に配置したベルト層の少なくとも両端部に、補強コードをタイヤ周方向に螺旋状に巻回したエッジカバー層を設け、かつトレッド部の表面に前記エッジカバー層に対応するショルダー領域と対応しない中央領域とにそれぞれタイヤ周方向に延長する主溝を配置するようにした空気入りラジアルタイヤにおいて、前記主溝の溝底にトレッドゴムよりも弾性率の高い溝下保護ゴム層を設けると共に、前記中央領域に配置した主溝の溝下保護ゴム層の周方向弾性率を前記ショルダー領域に配置した主溝の溝下保護ゴム層の周方向弾性率の１１０〜２５０％の大きさにした空気入りラジアルタイヤ。
前記中央領域に配置した主溝の溝下保護ゴム層に短繊維をタイヤ周方向に配向するように配合した請求項１記載の空気入りラジアルタイヤ。
前記中央領域に配置した主溝の溝下保護ゴム層の周方向弾性率をタイヤ幅方向の弾性率の１０５〜３００％にした請求項２記載の空気入りラジアルタイヤ。
前記中央領域に配置した主溝の溝下保護ゴム層を２層のゴム層により構成し、溝表面側のゴム層の硬度を溝内面側のゴム層の硬度よりも低くした請求項１〜３のいずれかに記載の空気入りラジアルタイヤ。
前記中央領域に配置した主溝の溝下保護ゴム層の周方向弾性率を前記ショルダー領域に配置した主溝の溝下保護ゴム層の周方向弾性率の１７０〜２３０％の大きさにした請求項１〜４のいずれかに記載の空気入りラジアルタイヤ。
前記中央領域に配置した主溝の溝下保護ゴム層の周方向弾性率をタイヤ幅方向の弾性率の１５０〜２１０％にした請求項３〜５のいずれかに記載の空気入りラジアルタイヤ。
トレッド部に配置したベルト層の少なくとも両端部に、補強コードをタイヤ周方向に螺旋状に巻回したエッジカバー層を設け、かつトレッド部の表面に前記エッジカバー層に対応するショルダー領域と対応しない中央領域とにそれぞれタイヤ周方向に延長する主溝を配置するようにした空気入りタイヤにおいて、前記主溝の溝底にトレッドゴムよりも弾性率の高い溝下保護ゴム層を設けると共に、前記中央領域に配置した主溝の溝下保護ゴム層の子午線方向の断面積を、前記ショルダー領域に配置した主溝の溝下保護ゴム層の子午線方向の断面積の１５０〜３００％の大きさにした空気入りラジアルタイヤ。