JP3553836B2 - 重荷重用ラジアルタイヤ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、偏摩耗を防止し、かつ耐久性能を向上しうる重荷重用ラジアルタイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術、及び発明が解決しようとする課題】
近年、道路網の整備化、車両の高速化、高性能化にともない、例えばトラック、バス用の重荷重車両用のタイヤにおいてもラジアル化、チューブレス化、さらに、偏平化が促進されている。又このような重荷重用のラジアルタイヤでは、高内圧かつ高荷重を支承するために、ベルト層のタガ効果を充分に高める必要があり、従来、このようなベルト層には、少なくとも３枚のスチールコードプライが用いられている。
【０００３】
重荷重用ラジアルタイヤは、通常７００〜８００ｋＰａ程度の高内圧を充填して使用される。この内圧により、ほぼ９０°に配列されたコードからなるカーカスプライは、その断面形状が円形になるように変化しようとするが、高剛性のベルト層により、カーカスはタイヤ半径方向に膨らむことが抑制されて一定形状に保たれ、トレッド表面は、その断面において、略円弧形状を保持する。しかし、偏平率７０％以下の低偏平タイヤにあっては、円弧形状断面に移行しようとする力が強く、かつタイヤ赤道付近では、高剛性のベルト層による強力なタガ効果によって抑制されるが、ベルト端部では、ベルト剛性が低下するため、タガ効果が弱い。なおベルト端部のタガ効果を増加させるため、ベルト層全体の剛性を上げるとさらにタイヤ赤道付近のベルト剛性とベルト端部付近のベルト剛性の差が拡大する。
【０００４】
そのため、前記低偏平のタイヤにあっては、空気内圧充填によるタイヤ半径方向外方への外形の増加が、タイヤ赤道付近とショルダー部とで差が極めて大きく、図９に示すような、２つの円弧形状Ｒ、Ｒを有するトレッド輪郭形状になりやすい。このようなトレッド輪郭形状を有するタイヤの接地面形状Ｆは、図１０に示すように、トレッド中央部の接地長Ｌｃが短く、トレッドショルダー部の接地長Ｌｓが長い形になる。こういった不均一な接地面形状Ｆは、走行中のトレッド表面と路面との間の不均一な滑りを生じせしめ、偏摩耗を誘発しやすい。またトレッドショルダー部の接地圧が高く、ベルト端での機械疲労、熱疲労によるセパレーションも発生しやすく耐久性能の低下の要因となる。
【０００５】
従って、このような形状になることを防止するためには、図１１に示すように、タイヤ赤道付近のトレッドゴム厚さｔｃをショルダー部のゴム厚さｔｓよりもかなり厚くし、空気内圧充填前のカーカスラインをタイヤ赤道付近でタイヤ半径方向内方に位置させるような構造をとる必要があった。しかしこのような形状では、トレッドのタイヤ赤道付近での発熱が増加するとともに、内圧充填後のベルト層での残留歪みが大きくなるため、タイヤの構造耐久性能に悪影響を及ぼしやい。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
そこで本発明は、高内圧で使用される偏平率の低い重荷重用ラジアルタイヤにおいて、そのトレッド輪郭形状を適正化し、それによって偏摩耗の発生を抑制しかつ耐久性能を向上させることを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本願の第１の発明は、トレッド部の内方かつカーカスの半径方向外側に、スチールフィラメントを用いたベルトコードからなり前記カーカス側から半径方向外側に向かって順次重なる第１のベルトプライ、第２のベルトプライ、第３のベルトプライ及び第４のベルトプライを具えるベルト層を設けかつ偏平率７０％以下の重荷重用ラジアルタイヤであって、
前記第４のベルトプライのタイヤ軸方向のプライ巾Ｗ４を最小、
前記第２のベルトプライのタイヤ軸方向のプライ巾Ｗ２を最大とし、
かつ前記第２のベルトプライは、中央部分がタイヤ周方向に除去された中抜き部を有する中抜きプライで形成するとともに、
前記中抜き部のタイヤ軸方向の中抜き巾ＷＥは、該最も広巾の第２のベルトプライが重複する次に広巾のベルトプライのプライ巾である重複領域のタイヤ軸方向の重複巾Ｗの２０％〜６０％、
かつ前記第４のベルトプライのプライ巾Ｗ４より小であり、
前記中抜き巾ＷＥを、第４のベルトプライ７４のプライ巾Ｗ４より小であって、（Ｗ４−ＷＥ）／２で表される重なり部分ＯＰのタイヤ軸方向距離ＷＯＰを、前記重複巾Ｗの１０％〜３０％の範囲とし、
しかも前記第１のベルトプライのベルトコードのタイヤ赤道に対する角度α 1 は４５°〜７０°、第２〜第４のベルトプライの各ベルトコードのタイヤ赤道に対する角度α２、α３、α４は１５°〜３０°、かつ第１のベルトプライと第２の ベルトプライの各ベルトコードのタイヤ赤道に対する傾斜の向きを、第３、第４の ベルトプライのベルトコードの傾斜の向きと違えたことを特徴としている。
【０００８】
又本願の第２の発明は、トレッド部の内方かつカーカスの半径方向外側に、スチールフィラメントを用いたベルトコードからなり前記カーカス側から半径方向外側に向かって順次重な る第１のベルトプライ、第２のベルトプライ、及び第３のベルトプライを具えるベ ルト層を設けかつ偏平率７０％以下の重荷重用ラジアルタイヤであって、
前記第２のベルトプライのタイヤ軸方向のプライ巾Ｗ２を最大とし、かつこの第２のベルトプライは、中央部分がタイヤ周方向に除去された中抜き部を有する中抜きプライで形成するとともに、
前記中抜き部のタイヤ軸方向の中抜き巾ＷＥは、該最も広巾の第２のベルトプライが重複する次に広巾のベルトプライのプライ巾である重複領域のタイヤ軸方向の重複巾Ｗの２０％〜６０％であり、
前記中抜き巾ＷＥを、第３のベルトプライのプライ巾Ｗ３より小であって、第３のベルトプライと第２のベルトプライとの間に重なり部分ＯＰが生じるとともに、
しかも前記第１のベルトプライのベルトコードのタイヤ赤道に対する角度α 1 は４５°〜７０°、第２のベルトプライ及び第３のベルトプライの各ベルトコードのタイヤ赤道に対する角度α２、α３は１５°〜３０°、かつ第１のベルトプライと第２のベルトプライの各ベルトコードのタイヤ赤道に対する傾斜の向きを、第３のベルトプライのベルトコードの傾斜の向きと違えたことを特徴としている。
【０００９】
このように、ベルト層を形成するベルトプライのうちの最も広巾のプライの中央部を中抜きした中抜きプライで形成することによって、ベルト層中央部のタガ効果を低下させ、トレッド輪郭形状を均一化することが可能になる。特に、各ベルトプライのベルトコードの角度とその向きを特定し、しかもタイヤ半径方向の最内側及び最外側に配置されるベルトプライ以外のベルトプライの最も広巾のベルトプライを前記中抜きプライとすることにより、ベルト層の中央部のタガ効果が必要以上に低下するのを防止することができ、ラジアルタイヤの他の性能への悪影響を回避することが可能となる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本願の一実施例の重荷重用ラジアルタイヤを図面に基づき説明する。
図１、図２、図４は、本願の第１発明の第１実施例を示す。
図１において、重荷重用ラジアルタイヤ１（以下タイヤ１という）は、トレッド部２と、その両端からタイヤ半径方向内方にのびる一対のサイドウォール部３と、各サイドウォール部３のタイヤ半径方向内方端に配されるビード部４とを具える。
【００１１】
又タイヤ１は、前記ビード部４、４間に跨るトロイド状のカーカス６と、このカーカス６の半径方向外側かつトレッド部２の内方に配置されるベルト層７とによって補強される。
【００１２】
前記カーカス６は、前記トレッド部２からサイドウォール部３をへてビード部４のビードコア５の廻りで折返される１枚以上、本例では１枚のカーカスプライからなり、該カーカスプライは、カーカスコードをタイヤ赤道Ｃに対して７５〜９０度の角度で配列している。カーカスコードとしては、本例では、スチールコードが用いられる。
【００１３】
なおカーカスとしては、前記スチールコードの他、芳香族ポリアミド、ナイロン、レーヨン、ポリエステルなどの有機繊維コードを用いた１枚ないし複数枚のプライで構成してもよい。またカーカス６の折返し部６ａは、ビードコア５の上方かつタイヤの最大巾位置下方で途切れ、この折返し部６ａとカーカス本体部６ｂとの間には、ビードコア５から半径方向外側に立ち上がるビードエーペックスゴム８が充填され、ビード部４を補強しかつタイヤ横剛性を高めている。
【００１４】
ベルト層７は、カーカス６側からトレッド面２Ａに向かって順に配される第１のベルトプライ７１、第２のベルトプライ７２、第３のベルトプライ７３、および巾狭の第４のベルトプライ７４からなる４層構造をなし、各ベルトプライ７１〜７４はスチールフィラメントを用いたベルトコードから形成される。
【００１５】
図２にベルト層７の詳細を示す。
図２において、ベルト層７は、４枚のベルトプライ７１〜７４のうち、第４のベルトプライ７４のタイヤ軸方向のプライ巾Ｗ４を最小、前記第２のベルトプライ７２のタイヤ軸方向のプライ巾Ｗ２を最大としており、本例では、さらに第３のベルトプライ７３のタイヤ軸方向のプライ巾Ｗ３を、第１のベルトプライ７１のタイヤ軸方向のプライ巾Ｗ１よりやや大きい、すなわち、
Ｗ４＜Ｗ１＜Ｗ３＜Ｗ２
とした場合を例示している。なお、
Ｗ４＜Ｗ１＝Ｗ３＜Ｗ２
或いは
Ｗ４＜Ｗ３＜Ｗ１＜Ｗ２
であっても良い。なお本願では特に規制されないが、前記プライ巾Ｗ１、Ｗ３はプライ巾Ｗ２の８０〜９０％程度、プライ巾Ｗ４はプライ巾Ｗ２の４０〜６０％程度である。
【００１６】
又前記ベルト層７は、前記第２のベルトプライ７２は、該第２のベルトプライ７２を、その中央部分がタイヤ周方向に除去された中抜き部９Ａを有する中抜きプライ９で形成する。
【００１７】
ここで、前記中抜き部９Ａのタイヤ軸方向の中抜き巾ＷＥは、２枚以上のベルトプライが重複する重複領域のタイヤ軸方向の重複巾Ｗの２０％〜６０％の範囲、すなわち、
０．２０×Ｗ≦ＷＥ≦０．６０×Ｗ
とすることが必要である。なお前記重複巾Ｗは、言い換えると、最も広巾である第２のベルトプライ７２と、その次に巾広となるベルトプライ、本例では第３のベルトプライ７３とが重複する重複領域を形成し、本例では第３のベルトプライ７３のプライ巾Ｗ３が前記重複巾Ｗと一致する。即ち、最も広巾の第２のベルトプライが重複する次に広巾のベルトプライのプライ巾が重複領域をなし、重複領域において最も広巾である前記第２のベルトプライ７２に前記タイヤ周方向の中抜き部９Ａを設けるのであるから、前記重複巾Ｗとは中抜き部９Ａを含むタイヤ軸方向の巾となる。
【００１８】
前記中抜き巾ＷＥが、前記重複巾Ｗの２０％未満では、前述のトレッド輪郭形状の均一化の効果が充分発揮されず、また６０％を越えると、ベルト層７のタガ効果が不足し、ラジアルタイヤの一般的性能、例えば、耐摩耗性能、低燃費性能等に悪影響を及ぼしやすくなる。
【００１９】
又前記中抜き巾ＷＥは、第４のベルトプライ７４のプライ巾Ｗ４より小、すなわち、
ＷＥ＜Ｗ４
に設定される。この構成により、第４のベルトプライ７４と中抜きプライ９（第２のベルトプライ７２）との間に重なり部分ＯＰが生じ、ベルト剛性の大きな低下を防止することができる。
【００２０】
なお、例えば、ＷＥ＞Ｗ４の場合には、最大巾を有する第２のベルトプライ７２の外端部からタイヤ赤道Ｃにかけての各位置において、ベルト枚数が、１枚→２枚→３枚→２枚→３枚 と変化するなど、トレッド中央部とトレッドショルダー部との間にベルト剛性が急激に低下する２枚部分が生じるため、トレッド輪郭形状が均一になりにくい。また、ＷＥ＝Ｗ４の場合には、第４のベルトプライ端と中抜きプライ９（第２のベルトプライ７２）のタイヤ軸方向内端部とで不連続部分が生じ、同様にトレッド輪郭形状に不均一部分が発生しやすい。
【００２１】
従って、ＷＥ＜Ｗ４とすることによって、最大巾を有する第２のベルトプライ７２の外端部からタイヤ赤道Ｃにかけての各位置において、ベルト枚数が、１枚→２枚→３枚→４枚→３枚 と変化し、必要なベルト剛性を確保することができる。
【００２２】
そのために、（Ｗ４−ＷＥ）／２で表される前記重なり部分ＯＰのタイヤ軸方向距離ＷＯＰを、前記重複巾Ｗの１０％〜３０％の範囲に設定するのが好ましい。
【００２３】
図４に、この例のベルト層７をタイヤ半径方向外方から見た概念図を示す。
図の如く、第１のベルトプライ７１のベルトコードのタイヤ赤道Ｃに対する角度α１は４５〜７０°、第２〜第４のベルトプライ７２、７３、７４の各ベルトコードのタイヤ赤道Ｃに対する角度α２、α３、α４は１５〜３０°としている。又第１のベルトプライ７１及び第２のベルトプライ７２のベルトコードの向きを例えば右上がりとし、例えば左上がりとした第３のベルトプライ７３及び第４のベルトプライ７４のベルトコードの傾斜の向きと相違させている。
【００２４】
これによって、ベルト層７は、第１のベルトプライ７１のベルトコードと第２のベルトプライ７２のベルトコードと第３のベルトプライ７３のベルトコードとが、その３枚のプライ重複部分Ｌ１において、強固なトラス構造を構成し、最大のタガ効果を発揮する。また中抜き部９Ａに相当するＬ２の部分では、トラス構造を形成していないため前記プライ重複部分Ｌ１よりはタガ効果が少ないが、交差するスチールベルトコードにより必要なタガ効果は発生し、かつ第４のベルトプライ７４により、外傷を防止することができる。
【００２５】
次に、図３、図５は各ベルトプライ７１〜７４は第４のベルトプライ７４のプライ巾Ｗ４を最小、第２のベルトプライ７２のプライ巾Ｗ２を最大とした、Ｗ４＜Ｗ１＜Ｗ３＜Ｗ２としている。
【００２６】
そして、第３のベルトプライ７３を、その中央部分が除去された中抜き部９Ａを有する中抜きプライ９とした場合を単に例示している。
【００２７】
この中抜き部９Ａの中抜き巾ＷＥは、第３のベルトプライ７３のプライ巾Ｗ３の２０％〜６０％の範囲としている。又中抜き巾ＷＥは、第１実施例と同様、前記第４のベルトプライ７４のプライ巾Ｗ４よりも小に設定される。
【００２８】
そのために、（Ｗ４−ＷＥ）／２で表される前記重なり部分ＯＰのタイヤ軸方向距離ＷＯＰを、前記重複巾Ｗの１０％〜３０％の範囲に設定されている。
【００２９】
図５に、この例のベルト層７をタイヤ半径方向外方から見た概念図を示す。
図の如く、第１のベルトプライ７１のベルトコードのタイヤ赤道Ｃに対する角度α１は４５〜７０°、第２〜第４のベルトプライ７２、７３、７４の各ベルトコードのタイヤ赤道Ｃに対する角度α２、α３、α４は１５〜３０°としている。又第１のベルトプライ７１及び第２のベルトプライ７２のベルトコードの向きを例えば右上がりとし、左上がりとした第３のベルトプライ７３及び第４のベルトプライ７４のベルトコードの傾斜の向きと相違させている。
【００３０】
図３，５の場合は、第１実施例とは異なり、中抜き部分９Ａにおいても、第１のベルトプライ７１のベルトコードと第２のベルトプライ７２のベルトコードと第４のベルトプライ７４のベルトコードとにより、トラス構造を形成するため、中抜き部分９Ａと４枚のベルトプライが重複する部分とのタガ効果の差異が小さい。
【００３１】
本発明を適用するタイヤの偏平率、ベルトコードの種類、要求される性能等により適宜決定することができる。
【００３２】
第１実施例と第２実施例のいずれを選択するかは、本発明を適用するタイヤの偏平率、ベルトコードの種類、要求される性能等により適宜決定することができる。
【００３３】
次に、図６及び図７は、本願の第２の発明の第１実施例を示している。
図において、タイヤ１には、トレッド部２の内方かつカーカス６の半径方向外側に、スチールフィラメントを用いたベルトコードからなる第１〜第３のベルトプライ７１、７２、７３からなるベルト層７が配置される。
【００３４】
このうち、前記第２のベルトプライ７２のプライ巾Ｗ２を最大とし、かつこの第２のベルトプライ７２を、中央部分が除去された中抜き部９Ａを有する中抜きプライ９で形成している。
【００３５】
又中抜き部９Ａのタイヤ軸方向の中抜き巾ＷＥは、第２の発明と同様、２枚以上のベルトプライが重複する重複領域のタイヤ軸方向の重複巾Ｗの２０％〜６０％の範囲、すなわち、
０．２０×Ｗ≦ＷＥ≦０．６０×Ｗ
に設定される。なおプライ巾Ｗ１、Ｗ３は、プライ巾Ｗ２の８０〜９０％程度であって、本例では、Ｗ１＜Ｗ３＜Ｗ２ の場合を例示することにより、本例では、前記重複巾Ｗは、プライ巾Ｗ３と一致する。なお Ｗ３≦Ｗ１＜Ｗ２ であっても良く、係る場合には、前記重複巾Ｗは、プライ巾Ｗ１と一致する。
【００３６】
ここで、前記中抜き部９Ａのタイヤ軸方向の中抜き巾ＷＥは、２枚以上のベルトプライが重複する重複領域のタイヤ軸方向の重複巾Ｗの２０％〜６０％の範囲、すなわち、
０．２０×Ｗ≦ＷＥ≦０．６０×Ｗ
とすることが必要である。このように最も広巾の第２のベルトプライが重複する次に広巾のベルトプライのプライ巾である重複領域において、最も広巾である前記第２のベルトプライ７２に前記タイヤ周方向の中抜き部９Ａを設けるのであるから、前記重複巾Ｗとは中抜き部９Ａを含むタイヤ軸方向の巾となる。
【００３７】
又前記中抜き巾ＷＥは、第３のベルトプライ７３のプライＷ３より小であることが必要であり、この構成により、第３のベルトプライ７３と中抜きプライ９（第２のベルトプライ７２）との間に重なり部分ＯＰが生じ、ベルト剛性の大きな低下を防止することができる。
【００３８】
又第１のベルトプライ７１のベルトコードのタイヤ赤道Ｃに対する角度α１は４５〜７０°、第２、第３のベルトプライ７２、７３の各ベルトコードのタイヤ赤道Ｃに対する角度α２、α３は１５〜３０°とし、しかも第１のベルトプライ７１及び第２のベルトプライ７２のベルトコードの向きを例えば右上がりとし、左上がりとした第３のベルトプライ７３のベルトコードの傾斜の向きと相違させている。
【００３９】
このように、第２の発明では、最大巾を有する第２のベルトプライ７２の外端部からタイヤ赤道Ｃにかけての各位置において、ベルト枚数が、１枚→２枚→３枚→２枚となり、トレッド中央部でのタガ効果がトレッドショルダー部に比べて低く、前述のトレッド輪郭形状の均一性を向上させることができる。しかも、中抜き部分９Ａは、第１のベルトプライ７１のベルトコードと第３のベルトプライのベルトコードとが交差するため、ベルト剛性の過度の低下を防止しうる。
【００４０】
なお中抜き巾ＷＥが、前記重複巾Ｗの２０％未満では、前述のトレッド輪郭形状の均一化の効果が充分発揮されず、また６０％を越えると、ベルト層７のタガ効果が不足し、ラジアルタイヤの一般的性能、すなわち、耐摩耗性能、低燃費性能等に悪影響を及ぼしやすい。
【００４１】
本願の第２の発明は、第１の発明に比べ、小さなサイズの重荷重用ラジアルタイヤ、例えば、リム径が１８インチ以下、あるいは、１７．５インチ以下のサイズの従来３枚のベルトプライからなるベルト層を有するタイヤに適用することができる。
【００４２】
【実施例】
本発明を適用したタイヤを試作し、従来タイヤとの比較を行った。その結果を表１に示す。又中抜きプライを有する参考例１〜３のタイヤとも比較した。
タイヤサイズが２６５／７０Ｒ２２．５のタイヤを表１の仕様に基づき試作するとともに、各試供タイヤの破壊エネルギー値を、ＪＩＳＤ４２３０に定められるタイヤ強度試験に準じ、使用リム（７．５ｘ２２．５）、内圧（７００ｋＰａ）のもとで測定し、またＪＡＴＭＡ規格の最大荷重値を負荷したときの接地形状を測定した。
【００４３】
【表１】
【００４４】
実施例品と従来タイヤ、参考タイヤとの比較で明らかなように、本発明のタイヤは、十分なタイヤ強度を維持しながら、均一な接地形状を確保することができる。これにより、耐偏摩耗及び耐久性能を向上しうるのが推測できる。
【００４５】
【発明の効果】
本発明の重荷重用ラジアルタイヤは叙上の如く構成しているため、必要なタイヤ強度を維持しつつ、均一な接地形状を有することができ、偏摩耗を防止し、かつ耐久性能を向上しうる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の発明の第１実施例を示すタイヤの子午断面図である。
【図２】第１の発明の第１実施例を示すタイヤのトレッド部の詳細図である。
【図３】中抜き構造の一例を単に例示する断面図である。
【図４】第１の発明の第１実施例を示すタイヤのベルト層の詳細図である。
【図５】図３の展開図である。
【図６】第２の発明の１実施例を示すタイヤのトレッド部の詳細図である。
【図７】第２の発明の１実施例を示すタイヤのベルト層の詳細図である。
【図８】（Ａ）〜（Ｆ）は表１に記載の接地面形状を示す線図である。
【図９】従来タイヤの問題点を説明するトレッド輪郭形状を示す線図である。
【図１０】その接地面形状を示す線図である。
【図１１】従来タイヤのトレッド部を説明する断面図である。
【符号の説明】
１ 重荷重用ラジアルタイヤ
２ トレッド部
６ カーカス
７ ベルト層
９ 中抜きプライ
９Ａ 中抜き部
７１ 第１のベルトプライ
７２ 第２のベルトプライ
７３ 第３のベルトプライ
７４ 第４のベルトプライ
【発明の属する技術分野】
本発明は、偏摩耗を防止し、かつ耐久性能を向上しうる重荷重用ラジアルタイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術、及び発明が解決しようとする課題】
近年、道路網の整備化、車両の高速化、高性能化にともない、例えばトラック、バス用の重荷重車両用のタイヤにおいてもラジアル化、チューブレス化、さらに、偏平化が促進されている。又このような重荷重用のラジアルタイヤでは、高内圧かつ高荷重を支承するために、ベルト層のタガ効果を充分に高める必要があり、従来、このようなベルト層には、少なくとも３枚のスチールコードプライが用いられている。
【０００３】
重荷重用ラジアルタイヤは、通常７００〜８００ｋＰａ程度の高内圧を充填して使用される。この内圧により、ほぼ９０°に配列されたコードからなるカーカスプライは、その断面形状が円形になるように変化しようとするが、高剛性のベルト層により、カーカスはタイヤ半径方向に膨らむことが抑制されて一定形状に保たれ、トレッド表面は、その断面において、略円弧形状を保持する。しかし、偏平率７０％以下の低偏平タイヤにあっては、円弧形状断面に移行しようとする力が強く、かつタイヤ赤道付近では、高剛性のベルト層による強力なタガ効果によって抑制されるが、ベルト端部では、ベルト剛性が低下するため、タガ効果が弱い。なおベルト端部のタガ効果を増加させるため、ベルト層全体の剛性を上げるとさらにタイヤ赤道付近のベルト剛性とベルト端部付近のベルト剛性の差が拡大する。
【０００４】
そのため、前記低偏平のタイヤにあっては、空気内圧充填によるタイヤ半径方向外方への外形の増加が、タイヤ赤道付近とショルダー部とで差が極めて大きく、図９に示すような、２つの円弧形状Ｒ、Ｒを有するトレッド輪郭形状になりやすい。このようなトレッド輪郭形状を有するタイヤの接地面形状Ｆは、図１０に示すように、トレッド中央部の接地長Ｌｃが短く、トレッドショルダー部の接地長Ｌｓが長い形になる。こういった不均一な接地面形状Ｆは、走行中のトレッド表面と路面との間の不均一な滑りを生じせしめ、偏摩耗を誘発しやすい。またトレッドショルダー部の接地圧が高く、ベルト端での機械疲労、熱疲労によるセパレーションも発生しやすく耐久性能の低下の要因となる。
【０００５】
従って、このような形状になることを防止するためには、図１１に示すように、タイヤ赤道付近のトレッドゴム厚さｔｃをショルダー部のゴム厚さｔｓよりもかなり厚くし、空気内圧充填前のカーカスラインをタイヤ赤道付近でタイヤ半径方向内方に位置させるような構造をとる必要があった。しかしこのような形状では、トレッドのタイヤ赤道付近での発熱が増加するとともに、内圧充填後のベルト層での残留歪みが大きくなるため、タイヤの構造耐久性能に悪影響を及ぼしやい。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
そこで本発明は、高内圧で使用される偏平率の低い重荷重用ラジアルタイヤにおいて、そのトレッド輪郭形状を適正化し、それによって偏摩耗の発生を抑制しかつ耐久性能を向上させることを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本願の第１の発明は、トレッド部の内方かつカーカスの半径方向外側に、スチールフィラメントを用いたベルトコードからなり前記カーカス側から半径方向外側に向かって順次重なる第１のベルトプライ、第２のベルトプライ、第３のベルトプライ及び第４のベルトプライを具えるベルト層を設けかつ偏平率７０％以下の重荷重用ラジアルタイヤであって、
前記第４のベルトプライのタイヤ軸方向のプライ巾Ｗ４を最小、
前記第２のベルトプライのタイヤ軸方向のプライ巾Ｗ２を最大とし、
かつ前記第２のベルトプライは、中央部分がタイヤ周方向に除去された中抜き部を有する中抜きプライで形成するとともに、
前記中抜き部のタイヤ軸方向の中抜き巾ＷＥは、該最も広巾の第２のベルトプライが重複する次に広巾のベルトプライのプライ巾である重複領域のタイヤ軸方向の重複巾Ｗの２０％〜６０％、
かつ前記第４のベルトプライのプライ巾Ｗ４より小であり、
前記中抜き巾ＷＥを、第４のベルトプライ７４のプライ巾Ｗ４より小であって、（Ｗ４−ＷＥ）／２で表される重なり部分ＯＰのタイヤ軸方向距離ＷＯＰを、前記重複巾Ｗの１０％〜３０％の範囲とし、
しかも前記第１のベルトプライのベルトコードのタイヤ赤道に対する角度α 1 は４５°〜７０°、第２〜第４のベルトプライの各ベルトコードのタイヤ赤道に対する角度α２、α３、α４は１５°〜３０°、かつ第１のベルトプライと第２の ベルトプライの各ベルトコードのタイヤ赤道に対する傾斜の向きを、第３、第４の ベルトプライのベルトコードの傾斜の向きと違えたことを特徴としている。
【０００８】
又本願の第２の発明は、トレッド部の内方かつカーカスの半径方向外側に、スチールフィラメントを用いたベルトコードからなり前記カーカス側から半径方向外側に向かって順次重な る第１のベルトプライ、第２のベルトプライ、及び第３のベルトプライを具えるベ ルト層を設けかつ偏平率７０％以下の重荷重用ラジアルタイヤであって、
前記第２のベルトプライのタイヤ軸方向のプライ巾Ｗ２を最大とし、かつこの第２のベルトプライは、中央部分がタイヤ周方向に除去された中抜き部を有する中抜きプライで形成するとともに、
前記中抜き部のタイヤ軸方向の中抜き巾ＷＥは、該最も広巾の第２のベルトプライが重複する次に広巾のベルトプライのプライ巾である重複領域のタイヤ軸方向の重複巾Ｗの２０％〜６０％であり、
前記中抜き巾ＷＥを、第３のベルトプライのプライ巾Ｗ３より小であって、第３のベルトプライと第２のベルトプライとの間に重なり部分ＯＰが生じるとともに、
しかも前記第１のベルトプライのベルトコードのタイヤ赤道に対する角度α 1 は４５°〜７０°、第２のベルトプライ及び第３のベルトプライの各ベルトコードのタイヤ赤道に対する角度α２、α３は１５°〜３０°、かつ第１のベルトプライと第２のベルトプライの各ベルトコードのタイヤ赤道に対する傾斜の向きを、第３のベルトプライのベルトコードの傾斜の向きと違えたことを特徴としている。
【０００９】
このように、ベルト層を形成するベルトプライのうちの最も広巾のプライの中央部を中抜きした中抜きプライで形成することによって、ベルト層中央部のタガ効果を低下させ、トレッド輪郭形状を均一化することが可能になる。特に、各ベルトプライのベルトコードの角度とその向きを特定し、しかもタイヤ半径方向の最内側及び最外側に配置されるベルトプライ以外のベルトプライの最も広巾のベルトプライを前記中抜きプライとすることにより、ベルト層の中央部のタガ効果が必要以上に低下するのを防止することができ、ラジアルタイヤの他の性能への悪影響を回避することが可能となる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本願の一実施例の重荷重用ラジアルタイヤを図面に基づき説明する。
図１、図２、図４は、本願の第１発明の第１実施例を示す。
図１において、重荷重用ラジアルタイヤ１（以下タイヤ１という）は、トレッド部２と、その両端からタイヤ半径方向内方にのびる一対のサイドウォール部３と、各サイドウォール部３のタイヤ半径方向内方端に配されるビード部４とを具える。
【００１１】
又タイヤ１は、前記ビード部４、４間に跨るトロイド状のカーカス６と、このカーカス６の半径方向外側かつトレッド部２の内方に配置されるベルト層７とによって補強される。
【００１２】
前記カーカス６は、前記トレッド部２からサイドウォール部３をへてビード部４のビードコア５の廻りで折返される１枚以上、本例では１枚のカーカスプライからなり、該カーカスプライは、カーカスコードをタイヤ赤道Ｃに対して７５〜９０度の角度で配列している。カーカスコードとしては、本例では、スチールコードが用いられる。
【００１３】
なおカーカスとしては、前記スチールコードの他、芳香族ポリアミド、ナイロン、レーヨン、ポリエステルなどの有機繊維コードを用いた１枚ないし複数枚のプライで構成してもよい。またカーカス６の折返し部６ａは、ビードコア５の上方かつタイヤの最大巾位置下方で途切れ、この折返し部６ａとカーカス本体部６ｂとの間には、ビードコア５から半径方向外側に立ち上がるビードエーペックスゴム８が充填され、ビード部４を補強しかつタイヤ横剛性を高めている。
【００１４】
ベルト層７は、カーカス６側からトレッド面２Ａに向かって順に配される第１のベルトプライ７１、第２のベルトプライ７２、第３のベルトプライ７３、および巾狭の第４のベルトプライ７４からなる４層構造をなし、各ベルトプライ７１〜７４はスチールフィラメントを用いたベルトコードから形成される。
【００１５】
図２にベルト層７の詳細を示す。
図２において、ベルト層７は、４枚のベルトプライ７１〜７４のうち、第４のベルトプライ７４のタイヤ軸方向のプライ巾Ｗ４を最小、前記第２のベルトプライ７２のタイヤ軸方向のプライ巾Ｗ２を最大としており、本例では、さらに第３のベルトプライ７３のタイヤ軸方向のプライ巾Ｗ３を、第１のベルトプライ７１のタイヤ軸方向のプライ巾Ｗ１よりやや大きい、すなわち、
Ｗ４＜Ｗ１＜Ｗ３＜Ｗ２
とした場合を例示している。なお、
Ｗ４＜Ｗ１＝Ｗ３＜Ｗ２
或いは
Ｗ４＜Ｗ３＜Ｗ１＜Ｗ２
であっても良い。なお本願では特に規制されないが、前記プライ巾Ｗ１、Ｗ３はプライ巾Ｗ２の８０〜９０％程度、プライ巾Ｗ４はプライ巾Ｗ２の４０〜６０％程度である。
【００１６】
又前記ベルト層７は、前記第２のベルトプライ７２は、該第２のベルトプライ７２を、その中央部分がタイヤ周方向に除去された中抜き部９Ａを有する中抜きプライ９で形成する。
【００１７】
ここで、前記中抜き部９Ａのタイヤ軸方向の中抜き巾ＷＥは、２枚以上のベルトプライが重複する重複領域のタイヤ軸方向の重複巾Ｗの２０％〜６０％の範囲、すなわち、
０．２０×Ｗ≦ＷＥ≦０．６０×Ｗ
とすることが必要である。なお前記重複巾Ｗは、言い換えると、最も広巾である第２のベルトプライ７２と、その次に巾広となるベルトプライ、本例では第３のベルトプライ７３とが重複する重複領域を形成し、本例では第３のベルトプライ７３のプライ巾Ｗ３が前記重複巾Ｗと一致する。即ち、最も広巾の第２のベルトプライが重複する次に広巾のベルトプライのプライ巾が重複領域をなし、重複領域において最も広巾である前記第２のベルトプライ７２に前記タイヤ周方向の中抜き部９Ａを設けるのであるから、前記重複巾Ｗとは中抜き部９Ａを含むタイヤ軸方向の巾となる。
【００１８】
前記中抜き巾ＷＥが、前記重複巾Ｗの２０％未満では、前述のトレッド輪郭形状の均一化の効果が充分発揮されず、また６０％を越えると、ベルト層７のタガ効果が不足し、ラジアルタイヤの一般的性能、例えば、耐摩耗性能、低燃費性能等に悪影響を及ぼしやすくなる。
【００１９】
又前記中抜き巾ＷＥは、第４のベルトプライ７４のプライ巾Ｗ４より小、すなわち、
ＷＥ＜Ｗ４
に設定される。この構成により、第４のベルトプライ７４と中抜きプライ９（第２のベルトプライ７２）との間に重なり部分ＯＰが生じ、ベルト剛性の大きな低下を防止することができる。
【００２０】
なお、例えば、ＷＥ＞Ｗ４の場合には、最大巾を有する第２のベルトプライ７２の外端部からタイヤ赤道Ｃにかけての各位置において、ベルト枚数が、１枚→２枚→３枚→２枚→３枚 と変化するなど、トレッド中央部とトレッドショルダー部との間にベルト剛性が急激に低下する２枚部分が生じるため、トレッド輪郭形状が均一になりにくい。また、ＷＥ＝Ｗ４の場合には、第４のベルトプライ端と中抜きプライ９（第２のベルトプライ７２）のタイヤ軸方向内端部とで不連続部分が生じ、同様にトレッド輪郭形状に不均一部分が発生しやすい。
【００２１】
従って、ＷＥ＜Ｗ４とすることによって、最大巾を有する第２のベルトプライ７２の外端部からタイヤ赤道Ｃにかけての各位置において、ベルト枚数が、１枚→２枚→３枚→４枚→３枚 と変化し、必要なベルト剛性を確保することができる。
【００２２】
そのために、（Ｗ４−ＷＥ）／２で表される前記重なり部分ＯＰのタイヤ軸方向距離ＷＯＰを、前記重複巾Ｗの１０％〜３０％の範囲に設定するのが好ましい。
【００２３】
図４に、この例のベルト層７をタイヤ半径方向外方から見た概念図を示す。
図の如く、第１のベルトプライ７１のベルトコードのタイヤ赤道Ｃに対する角度α１は４５〜７０°、第２〜第４のベルトプライ７２、７３、７４の各ベルトコードのタイヤ赤道Ｃに対する角度α２、α３、α４は１５〜３０°としている。又第１のベルトプライ７１及び第２のベルトプライ７２のベルトコードの向きを例えば右上がりとし、例えば左上がりとした第３のベルトプライ７３及び第４のベルトプライ７４のベルトコードの傾斜の向きと相違させている。
【００２４】
これによって、ベルト層７は、第１のベルトプライ７１のベルトコードと第２のベルトプライ７２のベルトコードと第３のベルトプライ７３のベルトコードとが、その３枚のプライ重複部分Ｌ１において、強固なトラス構造を構成し、最大のタガ効果を発揮する。また中抜き部９Ａに相当するＬ２の部分では、トラス構造を形成していないため前記プライ重複部分Ｌ１よりはタガ効果が少ないが、交差するスチールベルトコードにより必要なタガ効果は発生し、かつ第４のベルトプライ７４により、外傷を防止することができる。
【００２５】
次に、図３、図５は各ベルトプライ７１〜７４は第４のベルトプライ７４のプライ巾Ｗ４を最小、第２のベルトプライ７２のプライ巾Ｗ２を最大とした、Ｗ４＜Ｗ１＜Ｗ３＜Ｗ２としている。
【００２６】
そして、第３のベルトプライ７３を、その中央部分が除去された中抜き部９Ａを有する中抜きプライ９とした場合を単に例示している。
【００２７】
この中抜き部９Ａの中抜き巾ＷＥは、第３のベルトプライ７３のプライ巾Ｗ３の２０％〜６０％の範囲としている。又中抜き巾ＷＥは、第１実施例と同様、前記第４のベルトプライ７４のプライ巾Ｗ４よりも小に設定される。
【００２８】
そのために、（Ｗ４−ＷＥ）／２で表される前記重なり部分ＯＰのタイヤ軸方向距離ＷＯＰを、前記重複巾Ｗの１０％〜３０％の範囲に設定されている。
【００２９】
図５に、この例のベルト層７をタイヤ半径方向外方から見た概念図を示す。
図の如く、第１のベルトプライ７１のベルトコードのタイヤ赤道Ｃに対する角度α１は４５〜７０°、第２〜第４のベルトプライ７２、７３、７４の各ベルトコードのタイヤ赤道Ｃに対する角度α２、α３、α４は１５〜３０°としている。又第１のベルトプライ７１及び第２のベルトプライ７２のベルトコードの向きを例えば右上がりとし、左上がりとした第３のベルトプライ７３及び第４のベルトプライ７４のベルトコードの傾斜の向きと相違させている。
【００３０】
図３，５の場合は、第１実施例とは異なり、中抜き部分９Ａにおいても、第１のベルトプライ７１のベルトコードと第２のベルトプライ７２のベルトコードと第４のベルトプライ７４のベルトコードとにより、トラス構造を形成するため、中抜き部分９Ａと４枚のベルトプライが重複する部分とのタガ効果の差異が小さい。
【００３１】
本発明を適用するタイヤの偏平率、ベルトコードの種類、要求される性能等により適宜決定することができる。
【００３２】
第１実施例と第２実施例のいずれを選択するかは、本発明を適用するタイヤの偏平率、ベルトコードの種類、要求される性能等により適宜決定することができる。
【００３３】
次に、図６及び図７は、本願の第２の発明の第１実施例を示している。
図において、タイヤ１には、トレッド部２の内方かつカーカス６の半径方向外側に、スチールフィラメントを用いたベルトコードからなる第１〜第３のベルトプライ７１、７２、７３からなるベルト層７が配置される。
【００３４】
このうち、前記第２のベルトプライ７２のプライ巾Ｗ２を最大とし、かつこの第２のベルトプライ７２を、中央部分が除去された中抜き部９Ａを有する中抜きプライ９で形成している。
【００３５】
又中抜き部９Ａのタイヤ軸方向の中抜き巾ＷＥは、第２の発明と同様、２枚以上のベルトプライが重複する重複領域のタイヤ軸方向の重複巾Ｗの２０％〜６０％の範囲、すなわち、
０．２０×Ｗ≦ＷＥ≦０．６０×Ｗ
に設定される。なおプライ巾Ｗ１、Ｗ３は、プライ巾Ｗ２の８０〜９０％程度であって、本例では、Ｗ１＜Ｗ３＜Ｗ２ の場合を例示することにより、本例では、前記重複巾Ｗは、プライ巾Ｗ３と一致する。なお Ｗ３≦Ｗ１＜Ｗ２ であっても良く、係る場合には、前記重複巾Ｗは、プライ巾Ｗ１と一致する。
【００３６】
ここで、前記中抜き部９Ａのタイヤ軸方向の中抜き巾ＷＥは、２枚以上のベルトプライが重複する重複領域のタイヤ軸方向の重複巾Ｗの２０％〜６０％の範囲、すなわち、
０．２０×Ｗ≦ＷＥ≦０．６０×Ｗ
とすることが必要である。このように最も広巾の第２のベルトプライが重複する次に広巾のベルトプライのプライ巾である重複領域において、最も広巾である前記第２のベルトプライ７２に前記タイヤ周方向の中抜き部９Ａを設けるのであるから、前記重複巾Ｗとは中抜き部９Ａを含むタイヤ軸方向の巾となる。
【００３７】
又前記中抜き巾ＷＥは、第３のベルトプライ７３のプライＷ３より小であることが必要であり、この構成により、第３のベルトプライ７３と中抜きプライ９（第２のベルトプライ７２）との間に重なり部分ＯＰが生じ、ベルト剛性の大きな低下を防止することができる。
【００３８】
又第１のベルトプライ７１のベルトコードのタイヤ赤道Ｃに対する角度α１は４５〜７０°、第２、第３のベルトプライ７２、７３の各ベルトコードのタイヤ赤道Ｃに対する角度α２、α３は１５〜３０°とし、しかも第１のベルトプライ７１及び第２のベルトプライ７２のベルトコードの向きを例えば右上がりとし、左上がりとした第３のベルトプライ７３のベルトコードの傾斜の向きと相違させている。
【００３９】
このように、第２の発明では、最大巾を有する第２のベルトプライ７２の外端部からタイヤ赤道Ｃにかけての各位置において、ベルト枚数が、１枚→２枚→３枚→２枚となり、トレッド中央部でのタガ効果がトレッドショルダー部に比べて低く、前述のトレッド輪郭形状の均一性を向上させることができる。しかも、中抜き部分９Ａは、第１のベルトプライ７１のベルトコードと第３のベルトプライのベルトコードとが交差するため、ベルト剛性の過度の低下を防止しうる。
【００４０】
なお中抜き巾ＷＥが、前記重複巾Ｗの２０％未満では、前述のトレッド輪郭形状の均一化の効果が充分発揮されず、また６０％を越えると、ベルト層７のタガ効果が不足し、ラジアルタイヤの一般的性能、すなわち、耐摩耗性能、低燃費性能等に悪影響を及ぼしやすい。
【００４１】
本願の第２の発明は、第１の発明に比べ、小さなサイズの重荷重用ラジアルタイヤ、例えば、リム径が１８インチ以下、あるいは、１７．５インチ以下のサイズの従来３枚のベルトプライからなるベルト層を有するタイヤに適用することができる。
【００４２】
【実施例】
本発明を適用したタイヤを試作し、従来タイヤとの比較を行った。その結果を表１に示す。又中抜きプライを有する参考例１〜３のタイヤとも比較した。
タイヤサイズが２６５／７０Ｒ２２．５のタイヤを表１の仕様に基づき試作するとともに、各試供タイヤの破壊エネルギー値を、ＪＩＳＤ４２３０に定められるタイヤ強度試験に準じ、使用リム（７．５ｘ２２．５）、内圧（７００ｋＰａ）のもとで測定し、またＪＡＴＭＡ規格の最大荷重値を負荷したときの接地形状を測定した。
【００４３】
【表１】
実施例品と従来タイヤ、参考タイヤとの比較で明らかなように、本発明のタイヤは、十分なタイヤ強度を維持しながら、均一な接地形状を確保することができる。これにより、耐偏摩耗及び耐久性能を向上しうるのが推測できる。
【００４５】
【発明の効果】
本発明の重荷重用ラジアルタイヤは叙上の如く構成しているため、必要なタイヤ強度を維持しつつ、均一な接地形状を有することができ、偏摩耗を防止し、かつ耐久性能を向上しうる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の発明の第１実施例を示すタイヤの子午断面図である。
【図２】第１の発明の第１実施例を示すタイヤのトレッド部の詳細図である。
【図３】中抜き構造の一例を単に例示する断面図である。
【図４】第１の発明の第１実施例を示すタイヤのベルト層の詳細図である。
【図５】図３の展開図である。
【図６】第２の発明の１実施例を示すタイヤのトレッド部の詳細図である。
【図７】第２の発明の１実施例を示すタイヤのベルト層の詳細図である。
【図８】（Ａ）〜（Ｆ）は表１に記載の接地面形状を示す線図である。
【図９】従来タイヤの問題点を説明するトレッド輪郭形状を示す線図である。
【図１０】その接地面形状を示す線図である。
【図１１】従来タイヤのトレッド部を説明する断面図である。
【符号の説明】
１ 重荷重用ラジアルタイヤ
２ トレッド部
６ カーカス
７ ベルト層
９ 中抜きプライ
９Ａ 中抜き部
７１ 第１のベルトプライ
７２ 第２のベルトプライ
７３ 第３のベルトプライ
７４ 第４のベルトプライ
Claims (2)
- トレッド部の内方かつカーカスの半径方向外側に、スチールフィラメントを用いたベルトコードからなり前記カーカス側から半径方向外側に向かって順次重なる第１のベルトプライ、第２のベルトプライ、第３のベルトプライ及び第４のベルトプライを具えるベルト層を設けかつ偏平率７０％以下の重荷重用ラジアルタイヤであって、
前記第４のベルトプライのタイヤ軸方向のプライ巾Ｗ４を最小、
前記第２のベルトプライのタイヤ軸方向のプライ巾Ｗ２を最大とし、
かつ前記第２のベルトプライは、中央部分がタイヤ周方向に除去された中抜き部を有する中抜きプライで形成するとともに、
前記中抜き部のタイヤ軸方向の中抜き巾ＷＥは、該最も広巾の第２のベルトプライが重複する次に広巾のベルトプライのプライ巾である重複領域のタイヤ軸方向の重複巾Ｗの２０％〜６０％、
かつ前記第４のベルトプライのプライ巾Ｗ４より小であり、
前記中抜き巾ＷＥを、第４のベルトプライ７４のプライ巾Ｗ４より小であって、（Ｗ４−ＷＥ）／２で表される重なり部分ＯＰのタイヤ軸方向距離ＷＯＰを、前記重複巾Ｗの１０％〜３０％の範囲とし、
しかも前記第１のベルトプライのベルトコードのタイヤ赤道に対する角度α 1 は４５°〜７０°、第２〜第４のベルトプライの各ベルトコードのタイヤ赤道に対する角度α２、α３、α４は１５°〜３０°、かつ第１のベルトプライと第２の ベルトプライの各ベルトコードのタイヤ赤道に対する傾斜の向きを、第３、第４の ベルトプライのベルトコードの傾斜の向きと違えたことを特徴とする重荷重用ラジアルタイヤ。 - トレッド部の内方かつカーカスの半径方向外側に、スチールフィラメントを用いたベルトコードからなり前記カーカス側から半径方向外側に向かって順次重な る第１のベルトプライ、第２のベルトプライ、及び第３のベルトプライを具えるベ ルト層を設けかつ偏平率７０％以下の重荷重用ラジアルタイヤであって、
前記第２のベルトプライのタイヤ軸方向のプライ巾Ｗ２を最大とし、かつこの第２のベルトプライは、中央部分がタイヤ周方向に除去された中抜き部を有する中抜きプライで形成するとともに、
前記中抜き部のタイヤ軸方向の中抜き巾ＷＥは、該最も広巾の第２のベルトプライが重複する次に広巾のベルトプライのプライ巾である重複領域のタイヤ軸方向の重複巾Ｗの２０％〜６０％であり、
前記中抜き巾ＷＥを、第３のベルトプライのプライ巾Ｗ３より小であって、第３のベルトプライと第２のベルトプライとの間に重なり部分ＯＰが生じるとともに、
しかも前記第１のベルトプライのベルトコードのタイヤ赤道に対する角度α 1 は４５°〜７０°、第２のベルトプライ及び第３のベルトプライの各ベルトコードのタイヤ赤道に対する角度α２、α３は１５°〜３０°、かつ第１のベルトプライと第２のベルトプライの各ベルトコードのタイヤ赤道に対する傾斜の向きを、第３のベルトプライのベルトコードの傾斜の向きと違えたことを特徴とする重荷重用ラジアルタイヤ。
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