JP2013237283A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】ショルダー陸部の耐久性を維持しつつ、耐偏摩耗性能を向上した空気入りタイヤを提供する。
【解決手段】トレッド面に、タイヤ周方向に延びるショルダー陸部１０と、ショルダー陸部１０の接地端ＬＥよりもタイヤ幅方向内側にてタイヤ周方向に延び、ショルダー陸部１０をタイヤ幅方向内側の本体陸部１とタイヤ幅方向外側の犠牲陸部２とに区分する細溝３と、を有する空気入りタイヤにおいて、タイヤ径方向ＲＤに沿って延びる補強コードを配列してなる補強層４が、細溝３の溝底３ａと犠牲陸部側の溝壁３ｂとに沿って埋設されており、補強層４は、犠牲陸部２の表面付近から溝底３ａへ向かって延び、溝底３ａの回りで本体陸部側へ巻き返され、その巻き返し端部４ａは溝底３ａよりもタイヤ径方向外側に位置する。
【選択図】図１

Description

本発明は、トレッド面に、タイヤ周方向に延びるショルダー陸部と、ショルダー陸部の接地端よりもタイヤ幅方向内側にてタイヤ周方向に延び、ショルダー陸部をタイヤ幅方向内側の本体陸部とタイヤ幅方向外側の犠牲陸部とに区分する細溝と、を有する空気入りタイヤに関する。

走行中の空気入りタイヤでは、一般にトレッド面のショルダー陸部の接地端近傍において、接地圧が高くなる傾向があり、その結果、トレッド面の他の陸部に比べて、ショルダー陸部の接地端近傍での摩耗量が大きくなる、偏摩耗が問題となることがある。このような偏摩耗を防止する方法として、トレッド面のショルダー陸部の接地端近傍に、その接地端よりもタイヤ幅方向内側にてタイヤ周方向に延びる細溝を設けることが広く行われている。

上記細溝によって区分されるタイヤ幅方向外側の犠牲陸部は、その剛性が高いほうが、ショルダー陸部の接地端近傍での圧力・摩擦エネルギーが低減するため、偏摩耗低減には有効である。一方で、犠牲陸部の剛性を高くし過ぎると、走行中に犠牲陸部が受ける変形により、細溝の溝底に応力が集中し、細溝の溝底でのクラック発生に起因して、タイヤ使用初期〜中期にもかかわらず、犠牲陸部が欠損するなどの問題が生じていた。

下記特許文献１には、細溝の溝底でのクラック発生を抑制して、犠牲陸部の欠損を防止する目的で、耐クラック性に優れた耐クラックゴム材からなる耐クラック層により、細溝の溝底面とタイヤ軸方向外側の溝壁面とを形成した空気入りタイヤが記載されている。しかしながら、特許文献１の空気入りタイヤは、クラック発生を抑制して犠牲陸部の欠損を防止することはできるが、耐クラック層はゴム材で形成されるため、犠牲陸部の剛性を高める効果が得られにくく、偏摩耗の低減効果が十分ではない。また、耐クラック層がゴム材で形成されるため、犠牲陸部の剛性を高くし過ぎた場合、溝底でのクラック発生を防ぎ切れない可能性もある。

下記特許文献２には、タイヤ周方向に延びるコードを主溝の溝底部に埋設し、溝底部の動きを規制することでトレッド部の剛性を向上させた空気入りタイヤが記載されている。しかし、タイヤ周方向に延びるコードを細溝の溝底部に埋設しても、犠牲陸部が受けるタイヤ幅方向への変形による溝底でのクラック発生の抑制には効果がない。

国際公開第２００３／０３３２８０号公報 特開２０１１−３７４１５号公報

本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、ショルダー陸部の耐久性を維持しつつ、耐偏摩耗性能を向上した空気入りタイヤを提供することにある。

上記目的は、下記の如き本発明により達成できる。即ち、本発明に係る空気入りタイヤは、トレッド面に、タイヤ周方向に延びるショルダー陸部と、前記ショルダー陸部の接地端よりもタイヤ幅方向内側にてタイヤ周方向に延び、前記ショルダー陸部をタイヤ幅方向内側の本体陸部とタイヤ幅方向外側の犠牲陸部とに区分する細溝と、を有する空気入りタイヤにおいて、タイヤ径方向に沿って延びる補強コードを配列してなる補強層が、前記細溝の溝底と犠牲陸部側の溝壁とに沿って埋設されており、前記補強層は、犠牲陸部の表面付近から溝底へ向かって延び、溝底の回りで本体陸部側へ巻き返され、その巻き返し端部は溝底よりもタイヤ径方向外側に位置することを特徴とする。

本発明の空気入りタイヤでは、タイヤ径方向に沿って延びる補強コードを配列してなる補強層が、細溝の溝底と犠牲陸部側の溝壁とに沿って埋設されている。この構成によれば、タイヤ径方向に沿って延びる補強コードが荷重を支えることで犠牲陸部の剛性を高めることができるため、ショルダー陸部の接地端近傍での圧力・摩擦エネルギーを低減でき、耐偏摩耗性能を向上させることができる。また、細溝の溝底の周りに補強層が埋設されているため、細溝の溝底でのクラック発生を抑制でき、ショルダー陸部の耐久性を維持できる。このとき、タイヤ径方向に沿って延びる補強コードが溝底の周りに埋設されているため、犠牲陸部が受けるタイヤ幅方向への変形による溝底でのクラック発生を効果的に抑制できる。本発明において、タイヤ径方向に沿って延びるとは、タイヤ径方向に延びるだけでなく、タイヤ径方向に対して傾斜した方向に延びることも含む。

本発明の空気入りタイヤにおいて、前記補強コードは、タイヤ径方向に対して±４０°の範囲内の角度で延びることが好ましい。この構成によれば、荷重を支える方向の犠牲陸部の剛性を適切に高めることができるため、耐偏摩耗性能を確実に向上させることができる。

本発明の空気入りタイヤにおいて、前記巻き返し端部は、前記溝底からタイヤ径方向外側に溝深さの３０％以下の範囲内に位置することが好ましい。補強層の巻き返し端部が溝底からこの範囲内に位置することで、本体陸部の剛性は維持したまま、犠牲陸部の剛性を高めることができるため、耐偏摩耗性能を向上させることができる。

本発明の空気入りタイヤにおいて、前記補強層と前記溝底との間に介在するゴムの厚みは３ｍｍ以下であることが好ましい。この構成によれば、補強層が溝底の近くに埋設されているため、補強層により溝底を適切に補強することができ、細溝の溝底でのクラック発生を確実に抑制できる。

本発明の空気入りタイヤにおいて、前記補強コードは、モジュラスが１００〜１０００ｋｇｆ／ｍｍ^２であることが好ましい。補強コードのモジュラスが１００ｋｇｆ／ｍｍ^２以上であれば、補強コードによって犠牲陸部の剛性を適切に高めることができる。また、補強コードのモジュラスが１０００ｋｇｆ／ｍｍ^２以下であれば、補強コードが負荷時のタイヤ変形に追従できるため、補強コードがゴムから剥がれることもない。なお、本発明のモジュラスは、ＪＩＳ Ｌ １０１７に準拠して測定を行った応力である。

本発明の空気入りタイヤのショルダー陸部におけるタイヤ子午線方向の断面図の一例 補強層の変形例を示す断面図 補強層の変形例を示す断面図 補強層の変形例を示す断面図

以下、本発明の実施の形態について説明する。図１は、本発明の空気入りタイヤのショルダー陸部におけるタイヤ子午線方向の断面図の一例である。図１において、ＲＤはタイヤ径方向を示し、ＷＤはタイヤ幅方向を示す。

図１に示すように、本実施形態に係る空気入りタイヤは、トレッド面に、タイヤ周方向に延びるショルダー陸部１０と、ショルダー陸部１０の接地端ＬＥよりもタイヤ幅方向内側にてタイヤ周方向に延び、ショルダー陸部１０をタイヤ幅方向内側の本体陸部１とタイヤ幅方向外側の犠牲陸部２とに区分する細溝３と、を有する。

ショルダー陸部１０は、トレッド面のタイヤ幅方向最外側にてタイヤ周方向に延びる主溝（図１においては、図示を省略）よりもタイヤ幅方向外側に位置する。本実施形態では、本体陸部１および犠牲陸部２を含むショルダー陸部１０が、リブタイプで構成された例を示す。ただし、本発明における空気入りタイヤでは、トレッドパターンとしてリブタイプ、ブロックタイプ、あるいはラグタイプなど、特に限定なく採用可能である。

細溝３は、ショルダー陸部１０の接地端ＬＥよりもタイヤ幅方向内側にてタイヤ周方向に延びる。ここで、本発明においては、空気入りタイヤの偏摩耗を効果的に低減するために、接地端ＬＥを基準にしてトレッド接地幅の５％以内の領域に細溝３を設けることが好ましい。この細溝３の溝深さＤは、空気入りタイヤのサイズによって適宜変更可能であるが、例えば１０〜１８ｍｍである。細溝３の溝深さＤは、主溝の溝深さと同程度である。また、本実施形態では、細溝３をトレッド踏面から溝底３ａに向かって、そのタイヤ幅方向ＷＤにおける溝幅を略一定となるように設定している。細溝３の溝幅としては、例えば１〜２ｍｍが例示される。また、溝底３ａの位置での犠牲陸部２の幅は、例えば８〜１１ｍｍである。

本発明の空気入りタイヤでは、細溝３の溝底３ａと犠牲陸部側の溝壁３ｂとに沿って、補強層４が埋設されている。補強層４は、犠牲陸部２の表面付近から溝底３ａへ向かって延び、溝底３ａの回りで本体陸部側へ巻き返され、その巻き返し端部４ａは溝底３ａよりもタイヤ径方向外側に位置している。より具体的には、巻き返し端部４ａは、溝底３ａの最深端よりもタイヤ径方向外側に位置している。

巻き返し端部４ａは、溝底３ａからタイヤ径方向外側に溝深さＤの３０％以下の範囲Ａ内に位置することが好ましい。より好ましくは、範囲Ａは溝底３ａから溝深さＤの２０％以下である。巻き返し端部４ａが溝底３ａからタイヤ径方向外側に溝深さＤの３０％以下の範囲外に位置すると、補強層４の巻き返し端部４ａが溝底３ａから離れて本体陸部１の表面に近付くため、本体陸部１の剛性も高くなってしまい、補強層４によって犠牲陸部２の剛性を高めて耐偏摩耗性能を向上させる効果が小さくなる。

補強層４の巻き返し端部４ａと反対側の端部４ｂは、本実施形態では犠牲陸部２の表面に端面が露出している。しかし、図２に示すように、補強層４の端部４ｂは、少なくとも犠牲陸部２の表面付近に位置していればよい。このとき、補強層４の端部４ｂは、犠牲陸部２の表面からタイヤ径方向内側に溝深さＤの２０％以下の範囲Ｂ内に位置することが好ましい。より好ましくは、範囲Ｂは犠牲陸部２の表面から溝深さＤの１５％以下である。補強層４の端部４ｂが犠牲陸部２の表面からタイヤ径方向内側に溝深さＤの２０％以下の範囲外に位置すると、端部４ｂが犠牲陸部側の溝壁３ｂの中央部に近くなるため、端部４ｂに応力が集中してそこからクラックが発生しやすくなる。

補強層４と溝底３ａとの間に介在するゴムの厚みｔは３ｍｍ以下であることが好ましく、２ｍｍ以下であることがより好ましい。厚みｔが３ｍｍより大きくなると、すなわち、補強層４が溝底３ａから離れて埋設されると、補強層４により溝底３ａを適切に補強することができなくなり、細溝３の溝底３ａでクラックが発生する。

補強層４は、タイヤ径方向ＲＤに沿って延びる補強コードを配列して構成される。ここで、タイヤ径方向ＲＤに沿って延びるとは、タイヤ径方向ＲＤに延びるだけでなく、タイヤ径方向ＲＤに対して傾斜した方向に延びることも含む。具体的には、補強コードは、タイヤ径方向ＲＤに対して±４０°の範囲内の角度で延びるのが好ましく、±３０°の範囲内の角度で延びるのがより好ましい。補強コードがタイヤ径方向ＲＤに対して±４０°の範囲を超える角度で延びると、補強コードがタイヤ周方向に近付くため、荷重を支える方向の犠牲陸部２の剛性を十分高めることができず、耐偏摩耗性能を向上させることができなくなる。

補強コードの材料としては、ナイロン、ポリエステル、レーヨン等の有機系繊維が例示される。また、補強コードは、モジュラスが１００〜１０００ｋｇｆ／ｍｍ^２であることが好ましく、３００〜８００ｋｇｆ／ｍｍ^２であることがより好ましい。補強コードのモジュラスが１００ｋｇｆ／ｍｍ^２より小さいと、補強コードによって犠牲陸部２の剛性を十分高めることができず、耐偏摩耗性能を向上させることができなくなる。一方、補強コードのモジュラスが１０００ｋｇｆ／ｍｍ^２より大きいと、補強コードが負荷時のタイヤ変形に追従できず、補強コードがゴムから剥がれてしまう。なお、本発明のモジュラスは、ＪＩＳ Ｌ １０１７に準拠して測定を行った応力である。

細溝３の周りに本発明のような補強層４を設ける方法としては、未加硫タイヤを加硫成型する際に、未加硫タイヤの表面であって細溝３を形成する箇所に補強層４を構成する補強コードを配置し、成型用金型のブレードにより細溝３を形成することにより、細溝３の周りに補強層４を埋設させる方法が考えられる。

本発明によれば、上述したようなクラック防止効果および偏摩耗低減効果が得られる。したがって、本発明は特に、ショルダー陸部の中でも本体陸部の細溝側端部における偏摩耗の問題が顕著なショルダーリブを有する重荷重用空気入りタイヤに対して有用である。

本発明の空気入りタイヤは、細溝の周りに上記の如き補強層を埋設する以外は、通常の空気入りタイヤと同等であり、従来公知の材料、形状、構造、製法などが何れも本発明に採用することができる。

［他の実施形態］
（１）前述の実施形態では、補強層４と細溝３の溝底３ａ及び溝壁３ｂとの間にゴムが介在するように、補強層４を埋設しているが、補強層４は、細溝３の溝底３ａと溝壁３ｂの一方又は両方に露出するようにしてもよい。補強層４が、細溝３の溝底３ａと溝壁３ｂの両方に露出している例を図３に示す。

（２）補強層４の端部４ｂは、図１及び図２に示す位置に限定されない。補強層４の端部４ｂは、少なくとも犠牲陸部２の表面付近に位置していればよく、図４のように補強層４の一部が犠牲陸部２の表面に沿って完全に露出するようにしてもよい。

以下、本発明の構成と効果を具体的に示す実施例などについて説明する。なお、実施例などにおける評価項目は下記のようにして測定を行った。

耐偏摩耗性能
長距離輸送トラックのトラクタヘッドの前輪にテストタイヤ（２９５／７５Ｒ２２．５）を装着し、乾燥路面を８万ｋｍ走行後に、段差摩耗した部分の幅をタイヤ幅方向にて測定し、その逆数を指数評価した。なお、評価は比較例１を１００としたときの指数評価で示し、数値が大きいほど良好な耐偏摩耗性能を示す。

耐久性能
上記の耐偏摩耗性能の評価において、測定中又は測定後にクラック発生の有無を調べた。クラックの発生箇所としては、細溝の溝底付近、又は補強層の端部付近である。

実施例１
ショルダー陸部として、図１に示す構成を備える空気入りタイヤを製造した。補強層は、モジュラスが３９０ｋｇｆ／ｍｍ^２であるナイロンコードを、タイヤ径方向に配列した。補強層の巻き返し端部は、溝底からタイヤ径方向外側に溝深さの１０％の位置とした。細溝の溝深さは１４ｍｍとした。かかる空気入りタイヤを用いて、上記評価を行った結果を表１に示す。

実施例２
補強層の巻き返し端部を、溝底からタイヤ径方向外側に溝深さの２０％の位置とした以外は、実施例１と同じ構成を有する空気入りタイヤを製造した。かかる空気入りタイヤを用いて、上記評価を行った結果を表１に示す。

実施例３
ナイロンコードを、タイヤ径方向に対して２０°傾斜した方向に配列した以外は、実施例１と同じ構成を有する空気入りタイヤを製造した。かかる空気入りタイヤを用いて、上記評価を行った結果を表１に示す。

実施例４
補強層を図３に示すように埋設した以外は、実施例１と同じ構成を有する空気入りタイヤを製造した。かかる空気入りタイヤを用いて、上記評価を行った結果を表１に示す。

実施例５
補強層の巻き返し端部を、溝底からタイヤ径方向外側に溝深さの３０％の位置とした以外は、実施例１と同じ構成を有する空気入りタイヤを製造した。かかる空気入りタイヤを用いて、上記評価を行った結果を表１に示す。

実施例６
ナイロンコードを、タイヤ径方向に対して４０°傾斜した方向に配列した以外は、実施例１と同じ構成を有する空気入りタイヤを製造した。かかる空気入りタイヤを用いて、上記評価を行った結果を表１に示す。

従来例
細溝の周りに補強層を埋設していない空気入りタイヤを製造した。かかる空気入りタイヤを用いて、上記評価を行った結果を表１に示す。

比較例１
補強層を耐クラック性に優れるゴムで構成した以外は、実施例４と同じ構成を有する空気入りタイヤを製造した。かかる空気入りタイヤを用いて、上記評価を行った結果を表１に示す。

比較例２
補強層の巻き返し端部を溝底よりもタイヤ径方向内側に位置した以外は、実施例１と同じ構成を有する空気入りタイヤを製造した。かかる空気入りタイヤを用いて、上記評価を行った結果を表１に示す。

比較例３
補強層の巻き返し端部の反対側の端部を、犠牲陸部の表面からタイヤ径方向内側に５ｍｍ（溝深さの約３６％）の位置とした以外は、実施例１と同じ構成を有する空気入りタイヤを製造した。かかる空気入りタイヤを用いて、上記評価を行った結果を表１に示す。

比較例４
補強層の巻き返し端部を、溝底からタイヤ径方向外側に溝深さの５０％の位置とした以外は、実施例１と同じ構成を有する空気入りタイヤを製造した。かかる空気入りタイヤを用いて、上記評価を行った結果を表１に示す。

比較例５
補強層と溝底との間に介在するゴムの厚みを４ｍｍとした以外は、実施例１と同じ構成を有する空気入りタイヤを製造した。かかる空気入りタイヤを用いて、上記評価を行った結果を表１に示す。

比較例６
ナイロンコードを、タイヤ径方向に対して５０°傾斜した方向に配列した以外は、実施例１と同じ構成を有する空気入りタイヤを製造した。かかる空気入りタイヤを用いて、上記評価を行った結果を表１に示す。

表１に示すとおり、実施例１〜６に係る空気入りタイヤでは、比較例１に係る空気入りタイヤに比べて、耐偏摩耗性能が向上することがわかる。また、実施例１〜６に係る空気入りタイヤではクラックの発生もない。一方、比較例２に係る空気入りタイヤでは、耐偏摩耗性能が向上するものの、細溝の溝底でクラックが発生した。また、比較例３に係る空気入りタイヤでは、耐偏摩耗性能が向上するものの、補強層の端部でクラックが発生した。また、比較例４に係る空気入りタイヤでは、本体陸部の剛性も高まるため、耐偏摩耗性能が殆ど向上しなかった。また、比較例５に係る空気入りタイヤでは、補強層が溝底から離れているため、細溝の溝底でクラックが発生した。また、比較例６に係る空気入りタイヤでは、補強コードがタイヤ周方向に近付くため、犠牲陸部の剛性を十分高めることができず、耐偏摩耗性能が殆ど向上しなかった。

１ 本体陸部
２ 犠牲陸部
３ 細溝
３ａ 溝底
３ｂ 犠牲陸部側の溝壁
４ 補強層
４ａ 巻き返し端部
１０ ショルダー陸部
ＲＤ タイヤ径方向
ＷＤ タイヤ幅方向
ＬＥ 接地端

Claims (5)

1. トレッド面に、タイヤ周方向に延びるショルダー陸部と、前記ショルダー陸部の接地端よりもタイヤ幅方向内側にてタイヤ周方向に延び、前記ショルダー陸部をタイヤ幅方向内側の本体陸部とタイヤ幅方向外側の犠牲陸部とに区分する細溝と、を有する空気入りタイヤにおいて、
   タイヤ径方向に沿って延びる補強コードを配列してなる補強層が、前記細溝の溝底と犠牲陸部側の溝壁とに沿って埋設されており、
   前記補強層は、犠牲陸部の表面付近から溝底へ向かって延び、溝底の回りで本体陸部側へ巻き返され、その巻き返し端部は溝底よりもタイヤ径方向外側に位置することを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記補強コードは、タイヤ径方向に対して±４０°の範囲内の角度で延びることを特徴する請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 前記巻き返し端部は、前記溝底からタイヤ径方向外側に溝深さの３０％以下の範囲内に位置することを特徴する請求項１又は２に記載の空気入りタイヤ。
4. 前記補強層と前記溝底との間に介在するゴムの厚みは３ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
5. 前記補強コードは、モジュラスが１００〜１０００ｋｇｆ／ｍｍ^２であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の空気入りタイヤ。

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