JP2022089074A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】ゴム量の増加や排水性能の低下を抑えつつ、ベルトリフトの発生を抑える。【解決手段】本発明の空気入りタイヤＴは、ショルダー陸部２３に設けられタイヤ周方向ＣＤと交差する方向に延びるショルダー横溝２６とを備える。ベルト層６は、最もタイヤ幅方向に長い最大幅ベルト８と、そのタイヤ径方向外側に重ねて設けられた外側ベルト９を備え、ショルダー横溝２６は、溝深さが浅くなるように溝底から隆起する底上げ部３０を備える。底上げ部３０は、溝深さが一定なフラット部３１を備える。フラット部３１は、最大幅ベルト端８ａよりタイヤ幅方向内側であって、外側ベルト端９ａのトレッド面の輪郭線に対して垂直な方向の外側に位置するように設けられている。【選択図】 図３

Description

本発明は、空気入りタイヤに関する。

空気入りタイヤにおいては、タイヤ周方向に延びるショルダー主溝と接地端との間に形成されたショルダー陸部に、タイヤ周方向と交差する方向に延びるショルダー横溝が設けられたものがある。

このような空気入りタイヤでは、ベルト層の幅方向端部（ベルト端）とショルダー横溝とがタイヤ径方向に重なる位置においてゴム厚みが薄くなる。そのため、タイヤ転動時にベルトリフトと呼ばれるベルト端がタイヤ径方向外側へ浮き上がる動きが発生しやすい。そこで、ショルダー横溝のうち、ベルト端に対応する位置に溝底を底上げした底上げ部を設けた空気入りタイヤが知られている（例えば、下記特許文献１参照）。

国際公開２０１２／０２６５４６

しかしながら、ショルダー横溝の溝底に底上げ部を設けると、ゴム量が増加しタイヤ重量が増加したり、ショルダー横溝の溝容積の減少によって排水性能が低下するため、底上げ部を設ける場合、溝底からの突出量を抑えることが好ましい。

本発明はこのような実情に鑑みてなされたものであり、ゴム量の増加や排水性能の低下を抑えつつ、ベルトリフトの発生を抑えることができる空気入りタイヤを提供することを目的とする。

本発明の空気入りタイヤは、トレッドに設けられたトレッドゴムと、前記トレッドゴムのタイヤ径方向内側に設けられた複数のベルトからなるベルト層とを備える空気入りタイヤにおいて、前記トレッドゴムは、タイヤ幅方向外側に形成されたタイヤ周方向に延びる主溝と、前記主溝と接地端との間に形成されたショルダー陸部と、前記ショルダー陸部に設けられタイヤ周方向と交差する方向に延びる横溝とを備え、前記ベルト層は、最もタイヤ幅方向に長い最大幅ベルトと、最大幅ベルトのタイヤ径方向外側に重ねて設けられた外側ベルトを備え、前記横溝は、溝深さが浅くなるように溝底から隆起する底上げ部を備え、前記底上げ部は、溝深さが一定なフラット部を備え、前記フラット部は、前記最大幅ベルトの幅方向端よりタイヤ幅方向内側であって、前記外側ベルトの幅方向端のトレッド面の輪郭線に対して垂直な方向の外側に位置するように設けられている。

上記の空気入りタイヤでは、ゴム量の増加や排水性能の低下を抑えつつ、ベルトリフトの発生を抑えることができる。

本発明の第１実施形態に係る空気入りタイヤの半断面図 図１の空気入りタイヤのトレッド部及びバットレス部の展開図 図１の要部拡大断面図

以下、本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。図１は空気入りタイヤＴのタイヤ子午線断面図、図２は空気入りタイヤＴの展開図である。図１では右半分のみを示している。

図中、符号ＣＬは、タイヤ幅方向中心に相当するタイヤ赤道面を示す。この例では、空気入りタイヤＴは、タイヤ赤道面ＣＬに関して左右対称である。

ここで、タイヤ幅方向とは、タイヤ回転軸に平行な方向であり、図において符号ＷＤに示す。タイヤ幅方向ＷＤ内側とはタイヤ赤道面ＣＬに近づく方向であり、タイヤ幅方向ＷＤ外側とはタイヤ赤道面ＣＬから離れる方向である。また、タイヤ径方向とは、タイヤ回転軸に垂直な方向であり、図において符号ＲＤで示す。タイヤ径方向ＲＤ内側とはタイヤ回転軸に近づく方向であり、タイヤ径方向ＲＤ外側とはタイヤ回転軸から離れる方向である。タイヤ周方向ＣＤとは、タイヤ回転軸を中心とした円周上の方向である。

本明細書では、特に断らない限り、空気入りタイヤの各部の寸法等は、空気入りタイヤを正規リムに装着して正規内圧を充填した無負荷の正規状態でのものである。

また、図１及び図２において、符号Ｅは、空気入りタイヤを正規リムに装着し、正規内圧を充填した状態で平坦な路面に垂直に置き、正規荷重を加えた状態における接地端を示す。

正規リムとは、タイヤが基づいている規格を含む規格体系において、当該規格がタイヤ毎に定めるリムであり、例えばＪＡＴＭＡであれば標準リム、ＴＲＡであれば"Design Rim"、ＥＴＲＴＯであれば"MeasuringRim"である。正規内圧とは、タイヤが基づいている規格を含む規格体系において、各規格がタイヤ毎に定めている空気圧であり、ＪＡＴＭＡであれば最高空気圧、ＴＲＡであれば表"TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES"に記載の最大値、ＥＴＲＴＯであれば"INFLATION PRESSURE"である。

また、正規荷重は、タイヤが基づいている規格を含む規格体系において、各規格がタイヤ毎に定めている荷重であり、ＪＡＴＭＡであれば最大負荷能力、ＴＲＡであれば上記の表に記載の最大値、ＥＴＲＴＯであれば"LOAD CAPACITY"である。

この空気入りタイヤＴは、左右一対のビード１と、そのビード１からタイヤ径方向外側に延びる左右一対のサイドウォール２と、サイドウォール２の各々のタイヤ径方向外側端に連なるトレッド３と、トレッド３のタイヤ径方向内側に配置された左右一対のバットレス１４とを備えてなる。バットレス１４は、サイドウォール２とトレッド３との境界領域であり、サイドウォール２とトレッド３との間を繋ぐように設けられている。

ビード１には、環状のビードコア１ａとビードフィラー１ｂが設けられている。一対のビード１間にはトロイダル状のカーカス４が設けられている。

カーカス４は、トレッド３からバットレス１４及びサイドウォール２を経て、ビード１にてビードコア１ａにより係止されており、ビード１、サイドウォール２、バットレス１４及びトレッド３を補強する。カーカス４は、この例では、両端部がビードコア１ａの周りをタイヤ幅方向内側から外側に折り返すことにより係止されている。カーカス４の内側には、空気圧を保持するためのインナーライナーが配設されている。

カーカス４は、有機繊維やスチールのコードをタイヤ周方向ＣＤに対して所定の角度（例えば、７０°～９０°）で配列し、トッピングゴムで被覆してなる少なくとも１枚のプライを有している。この例では２プライで構成されている。カーカス４を構成する有機繊維コードとしては、例えば、ポリエステル繊維、レーヨン繊維、アラミド繊維、ナイロン繊維等が好ましく用いられる。

サイドウォール２においてカーカス４の外側（即ち、タイヤ外面側）にはサイドウォールゴム５が設けられている。

トレッド３には、カーカス４のタイヤ径方向ＲＤ外側にベルト層６が設けられるとともに、ベルト層６のタイヤ径方向ＲＤ外側にトレッドゴム７が積層されている。

ベルト層６は、トレッドゴム７のタイヤ径方向ＲＤ内側に設けられた複数のベルト８，９から構成されている。ベルト８，９は、スチールコード等のベルトコードをタイヤ周方向ＣＤに対して例えば１０°～３５°の傾斜した角度で配列しゴムで被覆してなる。この例では、ベルト層６は、タイヤ径方向ＲＤ内側から順に、第１ベルト８及び第２ベルト９の２枚のベルトを持つ二層構造である。なお、ベルト層６は、２枚の場合に限定されるものではなく、３枚以上のものであってもよい。

第１ベルト８は、タイヤ径方向ＲＤにおいて最も内側に配される最内ベルトである。第１ベルト８は、２枚のベルトのうち、幅（ベルト幅、即ちベルトのタイヤ幅方向ＷＤにおける寸法）が最大である最大幅ベルト（以下、第１ベルト８を「最大幅ベルト８」ということもある。）である。第２ベルト９は、タイヤ径方向ＲＤにおいて最も外側に配される最外ベルト（以下、第２ベルト９を「外側ベルト９」ということもある。）である。

最大幅ベルト８とカーカス４との間には、最大幅ベルト８のタイヤ幅方向端（以下、「最大幅ベルト端８ａ」ということもある）に行くに従ってカーカス４から次第に離隔するように、有機繊維やスチールのコード等のコード補強材を含まないベルト下ゴム層１０が設けられている。

外側ベルト９は、タイヤ幅方向ＷＤ全体にわたって最大幅ベルト８のタイヤ径方向外側に重ねられており、外側ベルト９のタイヤ幅方向端９ａ（以下、「外側ベルト端９ａ」ということもある）も最大幅ベルト８のタイヤ径方向外側に重ねられている。

トレッドゴム７は、路面と接触するトレッド面を備えるキャップゴム層１２と、該キャップゴム層１２のタイヤ径方向ＲＤ内側に配されたベースゴム層１３とからなる二層構造をなす。トレッドゴム７は、サイドウォールゴム５のタイヤ径方向外端部を覆っている。

キャップゴム層１２は、そのタイヤ幅方向外端部が、ベースゴム層１３のタイヤ幅方向外端部を覆い、かつ、当該ベースゴム層１３のタイヤ幅方向外端よりもタイヤ径方向ＲＤ内側で終端している。すなわち、キャップゴム層１２のタイヤ幅方向外端は、ベースゴム層１３のタイヤ幅方向外端よりも、タイヤ幅方向ＷＤ外側かつタイヤ径方向ＲＤ内側に位置している。これにより、ベースゴム層１３は、その全幅がキャップゴム層１２により覆われており、タイヤ外側面に露出していない。

キャップゴム層１２には、タイヤ周方向ＣＤに沿って延びる複数の主溝２０Ａ，２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｂがタイヤ幅方向ＷＤに間隔をあけて形成されている。この例では、タイヤ赤道面ＣＬの両側に設けられた一対のセンター主溝２０Ａ，２０Ａと、その外側にそれぞれ配された一対のショルダー主溝２０Ｂ，２０Ｂである。４本の主溝２０Ａ，２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｂは、タイヤ幅方向ＷＤに振幅を持って屈曲しながらタイヤ周方向ＣＤに延びるジグザグ状の溝である。

キャップゴム層１２には主溝２０Ａ，２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｂによって複数の陸部がタイヤ幅方向ＷＤに区画形成されている。詳細には、一対のセンター主溝２０Ａ，２０Ａ間に挟まれたセンター陸部２１と、センター主溝２０Ａとショルダー主溝２０Ｂの間に挟まれた左右一対の中間陸部２２と、ショルダー主溝２０Ｂと接地端Ｅとの間に形成された左右一対のショルダー陸部２３とが設けられている。

センター陸部２１には、センター主溝２０Ａに対して交差して延びるセンター横溝２４がタイヤ周方向ＣＤに間隔をおいて複数設けられている。センター横溝２４は、センター陸部２１を横断するように設けられており、複数のブロックをタイヤ周方向ＣＤに配設したブロック列をセンター陸部２１に形成する。

中間陸部２２には、センター主溝２０Ａ及びショルダー主溝２０Ｂに対して交差して延びる中間横溝２５がタイヤ周方向ＣＤに間隔をおいて複数設けられている。中間横溝２５は、中間陸部２２を横断するように設けられており、複数のブロックをタイヤ周方向ＣＤに配設したブロック列を中間陸部２２に形成する。

ショルダー陸部２３には、ショルダー主溝２０Ｂに対して交差して延びるショルダー横溝２６がタイヤ周方向ＣＤに間隔をおいて複数設けられている。ショルダー横溝２６は、タイヤ幅方向外側が接地端Ｅにおいて開口し、タイヤ幅方向内側がショルダー主溝２０Ｂに開口することなくショルダー陸部２３内で終端する。

ショルダー横溝２６は、ショルダー主溝２０Ｂ側（タイヤ幅方向内側）に第１横溝部２７と、第１横溝部２７のタイヤ幅方向外側に第１横溝部２７より溝幅が幅広に設けられた第２横溝部２８と、第１横溝部２７と第２横溝部２８を繋ぐ連結部２９とを備える。第２横溝部２８は、最大幅ベルト端８ａ及び外側ベルト端９ａとタイヤ径方向ＲＤに重なるように、外側ベルト端９ａよりタイヤ幅方向内側まで延びている。

ショルダー横溝２６には、ショルダー横溝２６を形成するショルダー陸部２３の横側面２３ａ，２３ａを連結するように溝深さが浅くなるように溝底から隆起する底上げ部３０が設けられている。

具体的には、図３に示すように、底上げ部３０は、溝深さが浅くなるようにショルダー横溝２６の溝底２６ａから隆起するフラット部３１と、横溝２６のタイヤ幅方向内側端部の溝底２６ａ（ここでは、第１横溝部２７の溝底）とフラット部３１を繋ぐ付け根部３２ａと、横溝２６のタイヤ幅方向外側端部の溝底２６ａ（ここでは、第２横溝部２８の溝底）とフラット部３１を繋ぐ付け根部３２ａを備える。

フラット部３１は、トレッド面の輪郭線（プロファイルライン）と平行に設けられ、フラット部３１における溝深さＨが一定となっている。フラット部３１における溝深さＨは、第１横溝部２７の溝底における溝深さＨ１や第２横溝部２８の溝底における溝深さＨ２より浅くなっており、ショルダー横溝２６のタイヤ幅方向内側端部における溝深さＨ１の ％以上７０％以下であることが好ましい。フラット部３１における溝深さＨ０が ％以上であることにより、十分な溝容積を確保して排水性の低下を抑えることができる。また、７０％以下であることにより、外側ベルト端９ａの近傍においてゴム厚みを確保してベルトリフトの抑制効果を高めることができる。

フラット部３１が、最大幅ベルト端８ａよりタイヤ幅方向内側に位置し、かつ、外側ベルト端９ａのトレッド面の輪郭線に対して垂直な方向の外側に位置するように、底上げ部３０はショルダー横溝２６の溝底２６ａに設けられている。言い換えれば、最大幅ベルト端８ａのタイヤ径方向外側にフラット部３１が存在せず、外側ベルト端９ａからトレッド面の輪郭線に対して垂直な方向の外側へ行ったところにフラット部３１が存在するように、底上げ部３０がショルダー横溝２６に設けられている。

このような底上げ部３０は、図２及び図３に示すように、ショルダー陸部２３において横側面２３ａ，２３ａの間隔が大きい第２横溝部２８の溝底に設けられ、第２横溝部２８を区画する横側面２３ａ，２３ａを連結することが好ましい。

また、このような空気入りタイヤＴにおいて、底上げ部３０とベルト層６との間には、補強ゴム層５０が設けられていることが好ましい。

具体的には、図３に示すように、補強ゴム層５０は、タイヤ周方向ＣＤに沿って延びる細幅の帯状の部材である。補強ゴム層５０は、底上げ部３０のタイヤ幅方向内側の付け根部３２ａとタイヤ径方向に重なるように外側ベルト９の径方向外側に重ねて設けられ、トレッドゴム７のベースゴム層１３に埋設されている。

この例では、補強ゴム層５０のタイヤ幅方向外側端５０ａが外側ベルト端９ａと一致するように、補強ゴム層５０が外側ベルト９に重ねて設けられている。

ここで、補強ゴム層５０には、キャップゴム層１２よりもゴム硬度の高いゴムが用いられる。また、補強ゴム層５０には、ベースゴム層１３よりもゴム硬度の高いゴムが用いられてもよく、ベルト下ゴム層１０よりもゴム硬度の高いゴムが用いられてもよい。

例えば、補強ゴム層５０にはゴム硬度が７５～８５の範囲内のゴムを用いてもよく、キャップゴム層１２にはゴム硬度が５０～７４の範囲内のゴムを用いてもよい。また、ベースゴム層３６にはゴム硬度が５０～７０の範囲内のゴムを用いてもよく、ベルト下ゴム層１０には、ゴム硬度が４０～５５の範囲内のゴムを用いてもよい。

なお、本明細書において、ゴム硬度は、ＪＩＳ Ｋ６２５３－１－２０１２ ３．２デュロメータ硬さ（ｄｕｒｏｍｅｔｅｒ ｈａｒｄｎｅｓｓ）であり、一般ゴム（中硬さ）用のタイプＡデュロメータを用いて、２３℃の雰囲気下で測定される。

また、補強ゴム層５０の厚みは、補強ゴム層５０のタイヤ径方向外側におけるトレッドゴム７の厚み（つまり、ベースゴム層１３とキャップゴム層１２とを合わせた厚み）より薄いことが好ましい。例えば、補強ゴム層５０の厚みを０．２～１．２ｍｍの範囲内に設け、トレッドゴム７の厚みを１．０～５．０ｍｍの範囲内に設けてもよい。

以上のような本実施形態の空気入りタイヤＴでは、ショルダー陸部２３の溝底から隆起する底上げ部３０のフラット部３１が、外側ベルト端９ａのタイヤ径方向外側に設けられているため、タイヤ転動時に歪みが生じやすい外側ベルト端９ａの近傍においてゴム厚みを確保することができ、ベルトリフトを抑えることができる。

また、空気入りタイヤＴでは、底上げ部３０のフラット部３１が、最大幅ベルト端８ａよりタイヤ幅方向内側において終端しているため、ゴム量の増加やショルダー横溝２６の排水性能の低下を抑えることができる。しかも、最大幅ベルト端８ａの近傍では、ベルト層６のタイヤ内面側（カーカス４側）が外面側（トレッドゴム側）に比べてタイヤ径方向内側に向かって大きく湾曲しており、最大幅ベルト端８ａの近傍においてトレッドゴム７の厚みを確保しやすいため、最大幅ベルト端８ａのタイヤ径方向外側にフラット部３１がなくてもベルトリフトを抑えることができる。

また、空気入りタイヤＴでは、第１横溝部２７とこれより幅広に設けた第２横溝部２８とを備えるショルダー陸部２３，２３を設け、第２横溝部２８を区画する横側面２３ａ，２３ａを連結するように底上げ部３０を第２横溝部２８の溝底に設けているため、ショルダー陸部２３の溝容積を確保して排水性能を向上しつつ、底上げ部３０によって第２横溝部２８近傍の陸部剛性の低下を抑えることができる。

また、空気入りタイヤＴでは、最大幅ベルト８の幅方向端部とカーカス４との間にベルト下ゴム層１０が配置されており、最大幅ベルト端８ａが、有機繊維やスチールのコード等を含むカーカス４と直接接触することがないため、タイヤ転動時に最大幅ベルト端８ａ近傍に生じる歪みを緩和することができ、ベルトリフトを抑えることができる。

また、空気入りタイヤＴでは、底上げ部３０のタイヤ幅方向内側の付け根部３２ａとタイヤ径方向ＲＤに重なる位置に、キャップゴム層１２よりゴム硬度の高い補強ゴム層５０が設けられているため、タイヤ転動時に底上げ部３０の付け根部３２の近傍で発生する歪みを抑制することができ、底上げ部３０の付け根部３２において発生するクラックを抑えることができる。

また、空気入りタイヤＴでは、外側ベルト端９ａからタイヤ幅方向内側に外側ベルト９に重ねて設けられているため、グリーンタイヤの製造時に、外側ベルト９を成型ドラムに巻き付ける前に、予め補強ゴム層５０を外側ベルト９の所定位置に位置決めして貼り付けておくことができ、補強ゴム層５０を位置精度良く貼り付けることができるとともに、効率よくグリーンタイヤを製造することができる。

また、空気入りタイヤＴでは、補強ゴム層５０が、補強ゴム層５０のタイヤ径方向外側に設けられたトレッドゴム７より薄いため、トレッドゴム７の厚みが薄くなりやすい
ショルダー横溝２６の溝底部分においてトレッドゴム７の厚み確保することができ、ショルダー横溝２６の溝底から底上げ部３０の付け根部３２までの領域においてクラックの発生を抑えることができる。

上記の実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。

Ｔ…タイヤ、１…ビード、２…サイドウォール、３…トレッド、４…カーカス、５…サイドウォールゴム、６…ベルト層、７…トレッドゴム、８…最大幅ベルト、８ａ…最大幅ベルト端、９…外側ベルト、９ａ…外側ベルト端、１０…ベルト下ゴム層、１２…キャップゴム層、１３…ベースゴム層、１４…バットレス、２０Ａ…センター主溝、２０Ｂ…ショルダー主溝、２１…センター陸部、２２…中間陸部、２３…ショルダー陸部、２４…センター横溝、２５…中間横溝、２６…ショルダー横溝、２７…第１横溝部、２８…第２横溝部、２９…連結部、３０…底上げ部、３１…フラット部、３２ａ…付け根部、３２ｂ…付け根部、５０…補強ゴム層

Claims (4)

1. トレッドに設けられたトレッドゴムと、前記トレッドゴムのタイヤ半径方向内側に設けられた複数のベルトからなるベルト層とを備える空気入りタイヤにおいて、
   前記トレッドゴムは、タイヤ幅方向外側に形成されたタイヤ周方向に延びる主溝と、前記主溝と接地端との間に形成されたショルダー陸部と、前記ショルダー陸部に設けられタイヤ周方向と交差する方向に延びる横溝とを備え、
   前記ベルト層は、最もタイヤ幅方向に長い最大幅ベルトと、最大幅ベルトのタイヤ径方向外側に重ねて設けられた外側ベルトを備え、
   前記横溝は、溝深さが浅くなるように溝底から隆起する底上げ部を備え、
   前記底上げ部は、溝深さが一定なフラット部を備え、
   前記フラット部は、前記最大幅ベルトの幅方向端よりタイヤ幅方向内側であって、前記外側ベルトの幅方向端のトレッド面の輪郭線に対して垂直な方向の外側に位置するように設けられている空気入りタイヤ。
2. 前記横溝は、前記主溝側に第１横溝部と、前記第１横溝部のタイヤ幅方向外側に前記第１横溝部より幅広に設けられた第２横溝部とを備え、前記第２横溝部に前記フラット部が設けられている請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 前記最大幅ベルトの幅方向端部とカーカスとの間にゴム層が配置されている請求項１又は２に記載の空気入りタイヤ。
4. 底上げ部の溝深さが、前記横溝のタイヤ幅方向内側端部における溝深さの７０％以下である請求項１～３のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。

Images