JP2718968B2 - 高内圧重荷重用ラジアルタイヤ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、充填内圧を９〜12kg/cm²もの高圧にして
用いられる高内圧重荷重用ラジアルタイヤに関するもの
であり、たとえば、電車、地下鉄、モノレール、新交通
システム用の車両のその他の走行輪に適用されて、偏摩
耗の進行を極めて有効に防止するものである。

（従来の技術） 従来のこの種のタイヤとしては、たとえば第２図に示
すものがあり、図中上半部はトレッドパターンの一部
を、下半部はタイヤ幅方向断面の一部をそれぞれ示す。

図の下半部において、51は、一層以上のカーカスプラ
イからなるカーカスを、52は、カーカス51のクラウン部
の外層側に配設したベルトをそれぞれ示す。

ここで、ベルト52は、三枚のベルト層53,54,55からな
り、各ベルト層のコード、たとえばスチールコードは、
図の上半部にその一部を示すように、タイヤ赤道面Ｘ−
Ｘと交差する方向へ延在する。

また、図中56はトレッド部を示し、このトレッド部56
は、周方向へジグザグ状に延在する四方の周方向主溝57
によって区画される五本のリブ58,59を具える。

（発明が解決しようとする課題） ところで、かかる従来タイヤにあっては、トレッド部
56の剛性を十分に高めて、耐摩耗性およびトラクション
性能を向上させる目的の下で、三枚のスチールベルト層
53,54,55のそれぞれを、それらの、タイヤ幅方向の一方
の側端縁から他方の側端縁まで途切れなく埋設している
ことから、軌道側壁、案内板などに接触するガイド輪の
作用に基づいて車両の操舵を行う場合に、負荷転動を行
う従来タイヤが、不必要な、大きなコーナリングフォー
スを発生して、タイヤ踏面が路面から大きな入力を受け
ることになり、これがため、タイヤ踏面が、ひきずりに
起因するトレッド側端部分のエッジ摩耗を受け易く、そ
してその偏摩耗が、トレッド部内で、その幅方向の中央
部へ極めて早期に進行するという問題があった。

この発明は、従来技術のかかる問題を解決するもので
あり、コーナリングフォースを十分に低減して偏摩耗の
発生を有利に抑制するとともに、発生を完全には回避す
ることができない、トレッド側端部分のエッジ摩耗の、
タイヤ幅方向内方への進行を極めて有効に阻止すること
ができる高内圧重荷重用ラジアルタイヤを提供するもの
である。

（課題を解決するための手段） この発明は、実質的にタイヤのラジアル方向へ伸びる
コードからなるカーカスプライの一層以上にて形成した
カーカスと、このカーカスの半径方向外側に配設され、
タイヤ赤道面と交差する方向に向くコードからなるコー
ド層の三枚にて形成したベルトと、タイヤ踏面を形成す
るトレッド部とを具える、一般的な内部構造の高内圧重
荷重用ラジアルタイヤにおいて、 最内層のベルト層を、タイヤ幅方向の中央部分を除去
した中抜き構造とし、中間層のベルト層を、最内層およ
び最外層のそれぞれのベルト層より広幅にして、その幅
をトレッド幅の80〜110％、また、最内層および最外層
のそれぞれのベルト層の幅を、中間層のベルト層の幅の
80〜98％の範囲内の幅とするとともに、最内層ベルト層
の中抜き幅を、中間層ベルト層の幅の15〜50％の範囲内
の幅とし、 かつ、トレッド部に、最外層ベルト層の側端縁から、
タイヤ幅方向の内方もしくは外方へ15mmの範囲内で、タ
イヤ周方向へ延在する細溝を設けたものである。

ここで、細溝の溝幅は、内圧充填状態で2mm以下とす
ることが好ましく、その深さは、トレッド部に、タイヤ
周方向へ延在させて設けることができる複数本の周方向
主溝の深さの50〜110％の範囲内の深さとすることが好
ましい。

また、各ベルト層内およびそれぞれのベルト層間に位
置するゴムは、それの100％引張りモジュラスが50〜90k
g/cm²となるものを用いることが好ましく、最外層ベル
ト層と中間層ベルト層とのそれぞれのコードは、タイヤ
赤道面に対して相互に逆方向に向けて延在させ、かつ、
タイヤ赤道面に対して10〜30゜の範囲内の交角で交差さ
せることが好ましい。

（作 用） この高内圧重荷重用ラジアルタイヤでは、タイヤ径の
成長を抑制すべく機能する、最内層のベルト層を中抜き
構造とすることにより、そのベルト層本来の機能を十分
に発揮してなお、トレッド側端部分の剛性およびベルト
の耐久性を低下させることなく、タイヤのコーナリング
フォースを有利に低減することができるので、タイヤ踏
面が路面から大きな入力を受けることに起因する偏摩耗
の発生を有効に阻止することができる。

なおここで、最内層のベルト層以外のベルト層を中抜
き構造とした場合には、タイヤへの内圧の充填に際し、
均一なクラウン形状を得ることが不可能となる。

しかもこのタイヤでは、トレッド部の側端部分に、タ
イヤ周方向へ延在させて設けた細溝が、トレッド側端部
分に発生するエッジ摩耗の、タイヤ幅方向内方への進行
を極めて有効に阻止することができるので、たとえば、
周方向主溝にて区画されるショルダーリブ内にその細溝
を設けた場合には、細溝よりタイヤ幅方向外側に位置す
るショルダーリブ部分は、サイドフォース入力に対抗す
ることによってエッジ摩耗を生ずることになるも、細溝
よりタイヤ幅方向内側に位置するショルダーリブ部分
は、サイドフォース入力に対する負担が小さい上に、前
述のエッジ摩耗の、そこへの進行が細溝にて阻止される
ことから、エッジ摩耗を生じることなく、均一な摩耗形
態を示すことになる。

ここで、中間層のベルト層の幅を、他のベルト層のそ
れより広くするとともに、トレッド幅の80〜110％の範
囲内の幅とするのは、トレッド部の側端部分まで十分に
補強して、その側端部分の耐摩耗性を有利に向上させる
一方、その中間層ベルト層の端部の、径成長を有効に抑
制するためであり、また、最内層および最外層のそれぞ
れのベルト層の幅を、中間層ベルト層の幅の80〜98％の
範囲内の幅とするのは、それらが80％未満では、トレッ
ド側端部分の剛性およびベルト耐久性を十分に高めるこ
とができず、逆に、98％を越えるときには、ベルト層端
からの、ゴムへの亀裂の発生が早まり、かつ、その亀裂
の成長速度が早くなるからである。

そしてなお、最内層ベルト層の中抜き幅を、中間層ベ
ルト層の幅の15〜50％の範囲内の幅とするのは、それが
15％未満では、コーナリングフォースの有効なる低減を
実現することができず、超50％では、トレッド部の、タ
イヤ幅方向両端部分の剛性が低くなりすぎるからであ
る。

またここで、トレッド部への細溝の形成位置を、最外
層ベルト層の側端縁から、タイヤ幅方向へ15mmの範囲内
とするのは、その細溝を、タイヤ幅方向の外側へ15mmを
越えて位置させた場合には、細溝よりタイヤ幅方向の内
側に位置するリブのエッジへのサイドフォース入力が増
大し、逆に、タイヤ幅方向の内側へ15mmを越えて位置さ
せた場合には、細溝よりタイヤ幅方向の外側に位置する
リブのエッジ摩耗幅が広くなることによるものである。

ここで、細溝の溝底から、ベルト層側端縁に達するク
ラックの発生を防止するためには、その細溝を、ベルト
層側端縁よりタイヤ幅方向内側に位置させることが好ま
しい。

そしてまた好ましくは、細溝の溝幅を、内圧充填状態
で2mm以下として、タイヤの負荷転動時に、細溝溝壁の
相互接触をもたらすことにより、細溝両側のエッジ部か
らのリバーウェアーの発生を防止し、その細溝の深さ
を、例えば５〜30mmの範囲内の深さとすることができる
周方向主溝深さの50〜110％の範囲内の深さとすること
によって、エッジ摩耗の、タイヤ幅方向内方への進行を
十分に阻止するとともに、細溝の溝底からのクラックの
発生をもまた十分に阻止する。

かかるタイヤにおいて、ベルト層内およびそれぞれの
ベルト層間に位置するゴムの、100％引張りモジュラス
を50〜90kg/cm²とした場合には、インフレートしたタイ
ヤの負荷転動に際し、ゴムの、ベルト層間でのタイヤ幅
方向および周方向への剪断歪を有利に低減して、ベルト
層の側端縁によるゴムのつつき量を十分に減少させるこ
とができるので、そのつつきに起因する、ゴムへの亀裂
の発生時期を大きく遅延させることが可能となる。ここ
で、100％引張りモジュラスが50kg/cm²未満では剪断歪
が大きくなりすぎる一方、90kg/cm²を越えると、ゴム剛
性が高くなりすぎて、そのゴムと、他の部分を構成する
ゴムとの間に剥離が発生し易くなる。

さらに、最外層ベルト層と中間層ベルト層とのそれぞ
れのコードの延在方向を、タイヤ赤道面に対して相互に
逆方向に向けるとともに、それらのそれぞれのコード
の、タイヤ赤道面に対する交角10〜30゜の範囲内の角度
とすることにより、タイヤの異方性を有効に除去し、そ
して、それのインフレートおよび負荷転動に際する周長
増加を十分に制御することができる。

ところで、タイヤ赤道面に対するコード交角を10゜未
満とした場合には、タイヤの負荷転動に際し、コードが
相互に逆方向に向くベルト交錯層の幅方向端部の剪断歪
が、タイヤの踏み込み部および蹴り出し部にて増大し、
ベルト層幅方向端部のゴムに、早期に亀裂が発生するこ
とになり、また、30゜を越えた場合には、高内圧充填時
のベルト層の径成長が大きく、かつ、ベルト交錯層の幅
方向端部の剪断歪が増大して、ベルト層幅方向端部のゴ
ムに早期に亀裂が発生することになる。

（実施例） 以下にこの発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図はこの発明の一実施例を示す図であり、図中１
はカーカスを、２はカーカス１のクラウン部外側に配置
したベルトをそれぞれ示し、３は、タイヤ踏面を形成す
るトレッド部を示す。

ここで、カーカス１は、実質的にタイヤのラジアル方
向へ延びるコードからなるカーカスプライの一層以上に
て形成し、ベルト２は、タイヤ赤道面Ｘ−Ｘと交差する
方向に向くコードからなるベルト層4,5,6の三枚にて形
成する。

これらのベルト層4,5,6のうち、ここでは、最内層の
ベルト層６を、タイヤのコーナリングフォースの低減を
目的として、タイヤ幅方向の中央部分を除去した中抜き
構造とし、また、中間層のベルト層５の幅W₁を、他のベ
ルト層4,6のそれより大きくして、トレッド幅Ｗの80〜1
10％の範囲内の幅とすることにより、トレッド部３の側
端部分の剛性を十分に高めるとともに、ベルト層５の端
部の、ゴムからの剥離を十分に防止し、さらに、最内層
および最外層のそれぞれのベルト層4,6の幅W₂を、中間
層のベルト層５の幅W₁の80〜98％の範囲内の幅とするこ
とにて、トレッド部側端部分の剛性およびベルト耐久性
を十分に高める一方、そられのベルト層4,6の端部から
の亀裂の発生時期を遅延させるとともに、亀裂の成長速
度を遅らせる。

そして、また、最内層ベルト層６の中抜き幅W₃を、中
間層のベルト層５の幅W₁の15〜50％の範囲内の幅とする
ことにより、トレッド部３の、タイヤ幅方向両端部分の
剛性が低くなりすぎるのを防止してなお、コーナリング
フォースの有効なる低減を実現する。

ところで、それぞれのベルト層4,5,6のコードの、タ
イヤ赤道面Ｘ−Ｘに対する交角は、たとえば、図に示す
ところにおいて、最内層ベルトコードを、右上がりの45
゜〜80゜、中間層ベルトコードを、右上がりの10゜〜30
゜、そして、最外層ベルトコードを、左上がりの10゜〜
30゜の範囲内の値とすることができる他、図示例とは逆
に、最内層および中間層のベルトコードを左上がりに、
そして最外層のベルトコードを右上がりに延在させるこ
ともできる。

またここでは、これらのそれぞれのベルト層4,5,6の
コードをコーティングするゴムおよびそれらのベルト層
間に配設するゴムを、ベルト層間のゴムの剪断歪を十分
に小ならしめる目的の下で、100％引張りモジュラスが5
0〜90kg/cm²となるゴムとすることが好ましく、ベルト
層4,5,6の、半径方向外側に配設されるトレッドゴム
は、耐カット・チッピング性能の低下を防止するため、
MRを15％以上ブレンドしたゴムとすることが好ましい。

さらに図示例では、かかるブレンドゴムからなるトレ
ッド部３に、深さを５〜30mmの範囲内の値とすることが
できる二本の周方向主溝７を形成することにより、タイ
ヤの周方向へ延在する三本のリブ8,9を区画し、これら
のリブ8,9のうち、タイヤ幅方向の端部分に位置する各
ショルダーリブ８に、最外層のベルト層４の側端縁か
ら、タイヤ幅方向へ15mm以内の位置で、タイヤ周方向へ
直線状に延在する一本の細溝19を形成する。ここで、ジ
グザグ状に延在させることもできるこの細溝10は、好ま
しくは、タイヤへの内圧充填状態で2mm以下の溝幅を有
し、また、周方向主溝深さの50〜110％の範囲内の深さ
を有する。

以上のように構成してなるラジアルタイヤによれば、
最内層ベルト層６の中抜き構造に基づき、この種のタイ
ヤに不要なコーナリングフォースを、トレッド部の剛性
およびベルト２の耐久性を犠牲にすることなく有効に低
減することができ、タイヤへの偏摩耗の発生を有利に防
止することができる。

しかもここでは、細溝10の作用によって、トレッド部
の側端部に発生するエッジ摩耗の、タイヤ幅方向内方へ
の進行をほぼ完全に阻止することができる。ここで、そ
の細溝10の溝幅を、タイヤへの内圧充填状態にて2mm以
下とした場合には、細溝の両側のエッジ部からのリバー
ウェアーの発生を防止することができる。

また、その溝深さを、周方向主溝深さの50〜110％の
深さとすることにより、50％未満におけるように、細溝
無しの場合のコーナリングフォースと同程度の力が、細
溝よりタイヤ幅方向内側に位置するリブ部分に作用する
のを防止し、110％を越えた場合の、溝底クラックの発
生を防止する。

以上この発明を図示例に基づいて説明したが、タイヤ
をスリックタイヤとすることの他、トレッドパターン
を、ブロックパターン、ラグパターンなどとすること、
または、二種以上のパターンの組合わせパターンとする
ことも可能である。

〔比較例〕

以下に、発明タイヤと、比較タイヤとの、偏摩耗の発
生状況に関する比較試験について説明する。

◎供試タイヤ ・諸元 サイズがE315/75R22.5のタイヤを、9.00×22.5のリム
にリム組みし、充填内圧を9.0kg/cm ^２（コールドセッ
ト）としたもの ・発明タイヤ 第１図に示すトレッドパターンを有するタイヤにおい
て、最内層ベルトコードの、タイヤ赤道面に対する交角
を右上り65゜、中間層ベルトコードの、タイヤ赤道面に
対する交角を右上り20゜、最外層ベルトコードの、タイ
ヤ赤道面に対する交角を左上がり20゜とするとともに、
最内層ベルト層の中抜き幅を、中間層ベルト層の幅の30
％とし、さらに、トレッド部の、最外層ベルト層の側端
縁位置から、タイヤ幅方向外方へ2mmの位置に細溝を形
成し、この細溝の、内圧充填時の溝幅を1mm、そしてそ
の深さを周方向種溝深さの90％としたもの ・比較タイヤＩ 細溝を設けない点以外は発明タイヤと同一のもの ・比較タイヤII 最内層ベルト層を中抜き構造としない点以外は発明タ
イヤと同一のもの ◎試験方法 それぞれのタイヤを地下鉄車両の駆動軸に装着して10
万km走行後における偏摩耗の発生状況を目視によって検
査した ◎試験結果 この表によれば、発明タイヤでは、最内層ベルト層を
中抜き構造とすることと、ショルダー部の所定領域内
に、周方向へ延在する細溝を設けることとにより、トレ
ッド部の側端部に発生するエッジ摩耗の、タイヤ幅方向
内方への進行を極めて有効に阻止し得ることが明らかで
ある。

（発明の効果） かくして、この発明によれば、トレッド部の側端部に
発生するエッジ摩耗の、タイヤ幅方向内方への進行を十
分に防止してタイヤの摩耗寿命を大きく向上させること
ができる。

【図面の簡単な説明】 第１図は、この発明の一実施例を示す図、 第２図は、従来例を示す図である。 １……カーカス、２……ベルト ３……トレッド部 4,5,6……ベルト層、７……周方向主溝 ８……ショルダーリブ、10……細溝

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】一層以上のカーカスプライからなるカーカ
   スと、三枚のベルト層からなり、各ベルト層のコードを
   タイヤ赤道面と交差する方向へ延在させてなるベルト
   と、タイヤ踏面を形成するトレッド部とを具えるラジア
   ルタイヤであって、 最内層のベルト層を、タイヤ幅方向の中央部分を除去し
   た中抜き構造とし、中間層のベルト層を、最内層および
   最外層のそれぞれのベルト層より広幅にして、その幅を
   トレッド幅の80〜110％、また、最内層および最外層の
   それぞれのベルト層の幅を、中間層のベルト層の幅の80
   〜98％の範囲内の幅とするとともに、最内層ベルト層の
   中抜き幅を、中間層ベルト層の幅の15〜50％の範囲内の
   幅とし、 前記トレッド部に、最外層ベルト層の側端縁から、タイ
   ヤ幅方向へ15mm以内の範囲内で、タイヤ周方向へ延在す
   る細溝を設けてなる高内圧重荷重用ラジアルタイヤ。
2. 【請求項２】前記細溝の溝幅を、内圧充填状態で2mm以
   下としてなる請求項１記載のラジアルタイヤ。
3. 【請求項３】前記細溝の深さを、トレッド部に複数本設
   けられて、タイヤ周方向へ延在する周方向主溝深さの50
   〜110％の範囲内の深さとしてなる請求項１もしくは２
   記載のラジアルタイヤ。
4. 【請求項４】各ベルト層内およびそれぞれのベルト層間
   に位置するゴムの、100％引張りジュラスを50〜90kg/cm
   ²としてなる請求項１〜３のいずれかに記載のラジアル
   タイヤ。
5. 【請求項５】最外層ベルト層と中間層ベルト層とのそれ
   ぞれのコードの延在方向を、タイヤ赤道面に対して相互
   に逆方向に向けるとともに、それらのそれぞれのコード
   の、タイヤ赤道面に対する交角を10〜30゜の範囲内の角
   度とし、かつ、最内層ベルト層のコードの延在方向を、
   中間層ベルト層と同一方向で、タイヤ赤道面に対する交
   角を、40〜80゜の範囲内の角度としてなる請求項１〜４
   のいずれかに記載のラジアルタイヤ。
6. 【請求項６】タイヤ幅方向断面内で、細溝とタイヤ踏面
   とのなす角度を、70〜110゜の範囲内の値としてなる請
   求項１〜５のいずれかに記載のラジアルタイヤ。