JP2795894B2 - 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】 （従来の技術） 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、例えば、電車、地下鉄、モノレール、新交通シ
ステム用車両など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、例えば、第４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し
ている。

図の下半分において、符号51は一層以上のカーカスプ
ライからなるカーカスを示しており、そのクラウン部の
外層側には、符号52で示すベルトが配設される。

ここで、ベルト52は三枚のベルト層53、54そして55か
らなり、各ベルト層のコード、例えば、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、符号56は、トレッド部を示し、このトレ
ッド部56は、実質的に周方向へジグザグ状に延在する四
本の周方向主溝57によって画成される五本の周方向リブ
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、耐摩耗性及びトラクション性
能を向上させる目的の下で、三枚スチールベルト層53,5
4そして55のそれぞれを、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されていることか
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、不必要に大きなコー
ナリングフォースが発生し、タイヤ踏面58が路面から大
きな入力を受けることとなり、これがため、タイヤ踏面
58には、ひきずりに起因する偏摩耗が発生することとな
る。

即ち、タイヤの周方向にジグザグ状に延在する周方向
主溝57に対向する、タイヤ幅方向に張出す周方向リブ57
の突出角部60、特にはその突端60aに偏摩耗が生起さ
れ、当該リブ59のエッジ61に沿ってタイヤの周方向及び
幅方向に漸次拡大する形でその偏摩耗が進行する。

一般に、レールウエイ摩耗又はリバー摩耗と呼ばれる
この偏摩耗による周方向主溝のエッジ61の肩だれは、タ
イヤの外観を見苦しくするのみならず、周方向主溝57の
機能に依存するタイヤ性能、特には、トラクション性能
及び制動性能に悪影響を及ぼし、また、タイヤの寿命を
大幅に低下させることとなる。

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させて偏摩耗
の発生を有効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、周方向リブのエッジ摩耗の、タイ
ヤ幅方向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ことをその目
的とする。

（課題を達成するための手段） この発明は、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、トレツド部を
タイヤ周方向に沿って実質上ジグザグ状に延在し、複数
の連続又は不連続のジグザグ状の周方向リブを形成する
周方向主溝とを具えるラジアルタイヤにおいて、（ａ）
最内層のベルト層を、タイヤ幅方向に中央部分を除去し
た中抜き構造とし、（ｂ）中間層のベルト層の幅を、最
内層及び最外層のそれぞれのベルト層より広幅として、
トレッド幅の80〜110％とし、最内層及び最外層のそれ
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、最内層のベルト層の中
抜き幅を、中間層ペルト層の幅の15〜50％の範囲内の幅
とし、（ｃ）各ベルト層及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、（ｄ）周方向リブに、そのエッジから周方向リブの
幅の５〜25％の範囲内で細溝をそれぞれ形成し、細溝の
溝幅が2mm以下、その溝深さを、５〜30mmの溝深さを有
する周方向主溝の30〜110％としてなる。

ここで、当該細溝を、ジグザグ状に延在する周方向リ
ブを画成する周方向の突出角部にだけ設けることができ
る。

（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及びベルトの
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
ースを有利に低減させることができるので、タイヤ路面
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
発生を有効に抑制することができる。

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、周方向リブのエッジから当該
リブの幅の５〜25％の範囲内に形成した細溝が、タイヤ
周方向にジグザグ状に延在する周方向リブの、タイヤ幅
方向に突出する突出角部における突端に作用するコーナ
リングフォース入力に対する負担を低減させ、また、エ
ッジ摩耗のタイヤ幅方向への進展を有効に阻止するの
で、均一な摩耗形態を示すこととなる。

ここで、中間層のベルト層の幅を、他のベルト層の幅
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、中間層のベルト層の端部における径成長を有効に抑
制するためであり、また、最内層及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
範囲内の幅とするのは、それらが80％未満では、トレッ
ド部の側端部分の剛性及びベルト耐久性を十分に高める
ことができず、逆に98％を越える時には、ベルト層端か
ら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、最内層ベルト層の中抜き幅を、中間層のベル
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、50％を越えると、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、各ベルト層及びそれらベルト層間に位置するゴ
ムの100％モジュラスを50〜90kg/cm²とするのは、イン
フレートしたタイヤの負荷転動に際し、それらゴムのベ
ルト層間におけるタイヤ幅方向及び周方向のせん断歪み
を有利に低減して、ベルト層の側端縁によるゴムのつつ
きを十分に減少させるためであり、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
なるからである。

ここで、100％引張りモジュラスが50kg/cm²未満では
せん断歪みが大きくなり過ぎる一方、90kg/cm²を越える
とゴム剛性が高くなり過ぎて、当該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からである。

さらに、周方向リブの細溝の形成位置を、周方向リブ
のエッジから当該リブ幅の５〜25％の範囲内とするの
は、５％未満では、細溝より内側に位置するリブ部分へ
のサイドフォース入力を低減させることができず、ま
た、当該リブを画成する周方向主溝と細溝との間に挟ま
れる部分のリブ部分の肉厚が十分でないことから、当該
薄肉部分が走行時に欠けるおそれがあるからである。

一方、細溝の形成位置が周方向リブのエッジから25％
を越えて当該リブの内方に位置する場合には、上述した
場合と同様に、細溝より内側に位置するリブ部分へのサ
イドフォース入力を低減させることができず、また、当
該リブを画成する周方向主溝と細溝との間に挟まれる部
分のリブ部分からエッジ摩耗が発生し易いからである。

そして、その細溝の溝幅は2mm以下、好ましくは1.5mm
程度とし、その溝深さは、周方向リブを画成する溝深さ
５〜30mmの周方向主溝の30〜110％とする。

これは、細溝の溝幅が2mmより大きくなると、細溝と
周方向リブのエッジとの間の部分が動きが大きくなっ
て、リバーウェアーを生じ易いからであり、また、溝深
さを2mm以下とした細溝の溝壁は、タイヤの負荷転動時
に、互いに接触することにより、サイドフォース入力を
分散し得るので、周方向リブのエッジ部、特には当該リ
ブの突出角部からのリバーウエアーの発生を防止するこ
ととなるからである。

また、細溝の溝深さを、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の溝深さの30〜110％
の範囲内の深さ、好ましくは、溝深さが５〜30mmの周方
向主溝のそれと同程度とすることにより、周方向リブの
エッジ摩耗のタイヤ幅方向への進行を十分に阻止すると
ともに、細溝底部からのクラックの発生も十分に阻止す
ることができる。

そして、リバーウエアーは、ジグザグ状にタイヤ周方
向に延在する周方向リブの突出角部にまず生起されるの
で、少なくとも当該突出角部にこの細溝を配設すれば良
い。

（実施例） 以下にこの発明の好適な実施例について詳述する。

第１図は、この発明の一実施例を示す図であり、符号
10はカーカスを、12はカーカスのクラウン部外側に配置
したベルトを、そして14はタイヤ踏面を形成するトレッ
ド部をそれぞれ示す。

カーカス10は、実質的にタイヤのラジアル方向に延び
るコードからなる一層以上のカーカスプライからなり、
ベルト12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12a,12bそして12cの三枚にて形
成する。

これらベルト層12a,12bそして12cのうち、タイヤの回
転軸線に近いベルト層12cを最内層のベルト層、その軸
線から離間するベルト層12aを最外層のベルト層、そし
てそれらベルト層に挟まれるベルト層を中間層のベルト
層とする。ここで、最内層のベルト層12cは、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
向の中央部分が除去された中抜き構造をしている。

中間層のベルト層12bの幅W₁は、他のベルト層12a及び
12cのそれより大きく、トレッド幅Ｗの80〜110％の範囲
内の幅とすることにより、トレッド部14の側端部分の剛
性を高めるとともに、中間のベルト層12bの端部の径成
長を有効に抑制して、そこでの剥離を十分に防止する。

さらに、最内層及び最外層のベルト層12a,12cのそれ
ぞれの幅W₂を、中間層のベルト層12bの幅W₁の80〜98％
ｋ範囲内の幅とすることにて、トレッド部側端部の剛性
及びベルト耐久性を十分に高める一方、それらベルト層
12a,12cの端部からの亀裂の発生を遅延させ、その成長
を遅らせ。

最内層ベルト層12cの中抜き幅W₃は、中間のベルト層
の12b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14のタイヤ幅方向における両端部分の剛
性が低くなり過ぎるのを抑制し、一方、コーナリングフ
ォースの有効なる低減を達成する。

各ベルト層のコードのタイヤ赤道面Ｘ−Ｘに対する交
角を、本実施例にあっては、最内層のベルト層12cにあ
ってはそのコードを右上がりに45゜〜80゜に、中間層の
ベルト層12bにあってはそのコードを右上がりの10゜〜3
0゜に、そして最外層のベルト層12aにあってはそのコー
ドを左上がりに10゜〜30゜の範囲内の値とすることがで
きる。勿論、図示例とは逆に、最内層及び中間層のベル
ト層のコードを左上がりに、そして最外層のベルト層コ
ードを右上がりに延在させることもできる。

また、それらベルト層12a,12bそして12cの各コードを
コーティングするゴム及びそれらのベルト層間に配設さ
れるゴムに、100％引張りモジュラスが50〜90kg/cm²の
ものを適用することが好ましく、このようなゴムを用い
ることにより、ベルト層間のゴムのせん断歪みを十分に
小さなものとすることができる。これに対し、ベルト12
に対してタイヤの半径方向外方に配設されてトレッド部
14を形成するトレッドゴムは、耐カット及びチッピング
性能の低下を防止するため、NRを15％以上ブレンドした
ゴムとすることが好ましい。

本実施例にあっては、そのブレンドゴムよりなるトレ
ッド部14に、ジグザグ状をなし実質上タイヤ周方向に延
在する、溝深さを５〜30mmとした四本の周方向主溝16を
形成することにより、タイヤ周方向の延在する五本の周
方向リブ18を画成し、更に、周方向リブ18の各エッジか
らR₂離間させて、即ち、周方向リブのエッジから当該リ
ブの幅R₁の５〜25％の範囲内のリブ内方部分に細溝20を
形成することにより、周方向リブ18に作用するコーナリ
ングフォース入力を低減させることができ、そのエッジ
部におけるエッジ摩耗の発生を有効に防止することがで
き。

また、本実施例にあっては、これら細溝20を、タイヤ
全周に亙って周方向主溝18に沿ってほぼ平行に離間させ
てジグザグ状に延在させたが、上記範囲を満足するもの
であれば、第２図に示したように、周方向リブ18の突出
角部Ｐにだけ、当該細溝20を形成したものであっても良
い。

これら細溝20は、その溝幅が2mm以下、溝深さが、周
方向主溝16の溝深さの30〜110％の範囲内の深さとする
ことにより、細溝20と周方向リブ18のエッジ部との間に
形成された起立壁22の不所望な動きを抑制するととも
に、タイヤの負荷転動時に、細溝20の互いに対向する溝
壁が接触し得るものとしてコーナリングフオース入力を
分散し、周方向リブのエッジ部におけるリバーウエアー
の発生を有効に防止する一方、周方向リブのエッジ摩耗
のタイヤ幅方向への進行を阻止し、細溝底部からのクラ
ック発生をも阻止することができる。

第３図は、本発明の更に他の実施例を示す図であり、
トレッド部14に、最外層のベルト層12aの側端縁から、
タイヤ幅方向へ15mm以内の範囲内に、溝幅が2mm以下、
その溝深さが、５〜30mmの溝深さの周方向主溝16の50〜
110％の範囲内としたタイヤ周方向に延在させたもので
ある。

このような細溝24を、トレッド部14の側端部分に形成
することにより、タイヤ踏面のひきずりに起因する当該
側端部分におけるエッジ摩耗を抑制するとともに、その
摩耗のタイヤ幅方向の中央部への進行を抑制することが
できるからであり、具体的には、他の細溝24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、当該
細溝24よりタイヤ幅方向内側に位置するリブのエッジ部
へのコーナリングフォース入力が増大し、逆に、タイヤ
幅方向内側へ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の幅
が広くなるからである。

以上、この発明を図示例に基づいて説明したが、それ
ら実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲内
で種々の変更が可能である。

［比較例］ 以下に、本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E13.50/80R16のタイヤを、9.50V×16のリム
にリム組みし、充填内圧を9.0kg/cm²としたもの。

・発明タイヤ１ 第１図に示すトレッドパターンを有するタイヤであっ
て、中間層のベルト層の幅を、トレッド幅の95％とし、
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
がり65゜、中間層ベルトコードのタイヤ赤道面に対する
交角を右上がり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、それらベルト層及びベルト層間に位置するゴムの10
0％引張りモジュラスを70kg/cm²とし、さらに、周方向
リブに、そのエッジから当該リブ幅の９％の位置の細溝
を形成し、細溝の溝幅を1mm、溝深さを、溝深さが10mm
の周方向主溝の100％としたもの。

・発明タイヤ２ 第２図に示すトレッドパターンを有するタイヤであっ
て、その構造は発明１に示すタイヤと同様なもの。

・比較タイヤ 第４図に示すトレッドパターンを有するもの。

◎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、10
万km走行後における偏摩耗、特には、リバーウエアー摩
耗の発生状況を目視によって検査し、指数化したもので
ある。なお、指数が小さいほど耐偏摩耗性に優れる。

◎試験結果 この表によれば、本発明タイヤは、最内層ベルト層を
中抜き構造とし、タイヤ周方向に延在するジグザグ状の
周方向主溝により画成されたリブの少なくとも突出角部
の、当該リブのエッジ近傍に細溝を設けることにより、
リブのエッジ近傍に発生する偏摩耗、特には、リバーウ
エアーの発生、更にはその進展を極めて有効に阻止し得
ることが分かった。

（発明の効果） かくして、この発明によれば、タイヤ周方向にジグザ
グ状に延在する周方向主溝により画成されるリブのエッ
ジに沿って生ずる偏摩耗の発生を抑制するとともに、偏
摩耗のタイヤ周方向及び幅方向への進展を十分に阻止す
ることができ、タイヤの摩耗寿命を大幅に向上させるこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係るタイヤの一実施例を示す図、 第２図は、本発明の更に他の実施例のトレッドパターン
を示す図、 第３図は、本発明に係るタイヤの更に別な実施例を示す
図、そして 第４図は、従来のタイヤを示す図である。 10……カーカス、12……ベルト 14……トレッド部、16……周方向主溝 18……周方向リブ、20,24……細溝 22……起立壁

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｂ６０Ｃ 11/04 Ｂ６０Ｃ 11/06 Ａ 11/13 11/04 Ｈ (56)参考文献 特開 昭61−44006（ＪＰ，Ａ) 特開 昭47−14805（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−64003（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−115703（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−146606（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−178404（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−247103（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−121504（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−122705（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−1604（ＪＰ，Ａ) 特公 昭51−47201（ＪＰ，Ｂ２) 特公 平３−28323（ＪＰ，Ｂ２) 特公 平３−28322（ＪＰ，Ｂ２) 特公 昭55−10403（ＪＰ，Ｂ２) 特公 平１−34161（ＪＰ，Ｂ２) 特公 昭51−6921（ＪＰ，Ｂ１) 特公 昭45−801（ＪＰ，Ｂ１) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B60C 11/00 B60C 11/06 B60C 9/06 B60C 9/18 B60C 9/08 1

Claims (2)

(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、トレツド部をタイ
   ヤ周方向に沿って実質上ジグザグ状に延在し、複数の連
   続又は不連続なジグザグ状の周方向リブを形成する周方
   向主溝とを具えるラジアルタイヤにおいて、 （ａ） 最内層のベルト層を、タイヤ幅方向に中央部分
   を除去した中抜き構造とし、 （ｂ） 中間層のベルト層の幅を、最内層及び最外層の
   それぞれのベルト層より広幅として、トレッド幅の80〜
   110％とし、最内層及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、最内層のベルト層の中抜き幅を、中間層
   ペルト層の幅の15〜50％の範囲内の幅とし、 （ｃ） 各ベルト層及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、 （ｄ） 周方向リブに、そのエッジから周方向リブの幅
   の５〜25％の範囲内に位置する細溝をそれぞれ形成し、
   細溝の溝幅を2mm以下、その溝深さを、５〜30mmの溝深
   さを有する周方向主溝の30〜110％としたことを特徴と
   する高内圧重荷重用ラジアルタイヤ。
2. 【請求項２】ジグザグ状に延在する周方向リブの突出角
   部に、前記細溝を配設したこと特許請求の範囲第１項に
   記載の高内圧重荷重用ラジアルタイヤ。