JP4005405B2 - 重荷重用タイヤ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ゴム劣化に起因してバットレス表面に生じるクラックの発生を抑制した重荷重用タイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】
空気入りタイヤにおいては、例えば図４に例示する如く、サイドウォールゴムｇ１をバットレス部ａまで延在せしめ、これによってサイドウォールゴムｇ１に、トレッドゴムｇ２の外端部を覆う被覆部ｃを形成した所謂ＳＯＴ（サイドウォール・オーバー・トレッド）構造を採用する場合がある。
【０００３】
ここで、サイドウォールゴムｇ１には、通常、耐候性および耐オゾンクラック性などを高めるべく老化防止剤の含有量の高いゴム組成物が使用されている。従って前記ＳＯＴ構造では、バットレス部ａは、このサイドウォールゴムｇ１の被覆部ｃで覆われることにより、その表面のゴム劣化が抑えられている。
【０００４】
しかしバットレス部ａでは、サイドウォールゴムｇ１の前記被覆部ｃが、老化防止剤の含有量が低くかつゴムボリュウムが大なトレッドゴムと隣接しているため、タイヤの使用期間の経過とともに、この被覆部ｃの老化防止剤がトレッドゴムｇ２側に次第に移行（散失）してその含有量が低減し、その結果、バットレス表面においてクラックが発生しやすくなるという問題がある。
【０００５】
特に近年、重荷重用タイヤにおいては、タイヤ更正を含めたタイヤ寿命の向上が図られており、このバットレス部ａにおける耐クラック性の改善が強く望まれている。
【０００６】
そのために、サイドウォールゴムｇ１の老化防止剤の含有量をさらに高めることが提案されるが、係る場合には、このサイドウォールゴムｇ１における耐外傷成長性能などの他のゴム性能が悪化する恐れがあり、しかも老化防止剤のサイドウォール表面へのしみ出し量が増してタイヤを変色させるなど外観性能を損ねる結果を招く。
【０００７】
そこで本発明は、トレッドゴムに、ベルト層の少なくともタイヤ軸方向外端部を被覆するベースゴムとサイドウォールゴムとの間を通って延在するとともに老化防止剤の含有量を１．５〜５．０ｐｈｒの範囲に高めたクラック防止ゴム部を設けることを基本として、サイドウォールゴムからトレッドゴムへの老化防止剤の移行を抑制でき、サイドウォールゴムのゴム性能の悪化、およびタイヤの外観性能の低下を招くことなく、バットレス部における耐クラック性を長期に亘って高く確保しうる重荷重用タイヤの提供を目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本願請求項１の発明は、トレッド部からサイドウォール部をへてビード部のビードコアに至るカーカスと、トレッド部の内方かつ前記カーカスの外側に配されるベルト層とを具え、かつ前記サイドウォール部のサイドウォールゴムが、サイドウォール基準曲面と異なる曲面からなるバットレス部にのび、かつこのバットレス部において、前記トレッド部のトレッドゴムを覆う被覆部を有する重荷重用タイヤであって、
前記トレッドゴムは、前記ベルト層の少なくともタイヤ軸方向外端部を被覆するベースゴムと、トレッド表面をなすキャップゴムと、前記サイドウォールゴムと前記ベースゴムとの間を通りかつ１．５〜５．０ｐｈｒの老化防止剤を含むクラック防止ゴム部とからなり、
かつクラック防止ゴム部の老化防止剤の含有量をサイドウォールゴムの老化防止剤の含有量よりも大としたことを特徴としている。
【０００９】
又請求項２の発明では、前記クラック防止ゴム部は、そのタイヤ軸方向内端のタイヤ赤道からの距離Ｌを、トレッド接地半巾ＴＷの０．５倍以上としたことを特徴としている。
【００１０】
又請求項３の発明では、前記クラック防止ゴム部は、前記サイドウォールゴムと、前記ベースゴムとに接することを特徴としている。
【００１１】
又請求項４の発明では、前記クラック防止ゴム部は、サイドウォールゴム、前記ベースゴムのいずれか一方にのみ接して延在することを特徴としている。
【００１２】
なお本明細書において、「トレッド接地半巾ＴＷ」とは、正規リムにリム組みしかつ正規内圧を充填した正規内圧状態のタイヤに正規荷重を負荷した時に接地するトレッド接地面のタイヤ軸方向外端（トレッド接地端）と、タイヤ赤道との間の距離を意味する。
【００１３】
又前記「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" 、或いはＥＴＲＴＯであれば "Measuring Rim"を意味する。また前記「正規内圧」とは、前記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" であるが、タイヤが乗用車用である場合には１８０ｋＰａとする。また前記「正規荷重」とは、前記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であれば表 "TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES" に記載の最大値、ＥＴＲＴＯであれば "LOAD CAPACITY"である。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の一形態を、図示例とともに説明する。
図１は、本発明の重荷重用タイヤを示す子午断面図、図２はそのバットレス部を拡大して示す断面図である。
【００１５】
図１において、重荷重用タイヤ１は、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に至るカーカス６と、トレッド部２の内方かつ前記カーカス６の外側に配されるベルト層７とを具える。
【００１６】
前記カーカス６は、カーカスコードをタイヤ周方向に対して７０〜９０度の角度で配列した１枚以上、本例では１枚のカーカスプライ６Ａからなる。カーカスコードとして、スチール等の金属コードが好適であるが、要求により、ナイロン、レーヨン、ポリエステルなどの有機繊維コードも採用しうる。
【００１７】
又カーカスプライ６Ａは、前記ビードコア５、５間に跨るプライ本体部６ａの両側に、前記ビードコア５の周りを内から外に折り返して係止される折返し部６ｂを有し、このプライ本体部６ａと折返し部６ｂとの間には、ビードコア５から半径方向外方にのびるビードエーペックスゴム８が配置され、ビード部４からサイドウォール部３にかけて補強している。
【００１８】
又前記ベルト層７は、ベルトコードとしてスチール等の金属コードを用いた複数枚（通常３〜４枚）のベルトプライから形成される。本例では、スチールコードをタイヤ周方向に対して例えば６０±１５°の角度で配列してなりかつ半径方向最内に配される第１のベルトプライ７Ａと、タイヤ周方向に対して例えば１０〜３５°の小角度で配列する第２〜４のベルトプライ７Ｂ、７Ｃ、７Ｄとの４枚構造の場合を例示している。
【００１９】
このベルト層７では、第１のベルトプライ７Ａのタイヤ軸方向のプライ巾は、第２のベルトプライ７Ｂのプライ巾に比して小かつ第３のベルトプライ７Ｃのプライ巾と略同一としており、最大巾となる第２のベルトプライ７Ｂのプライ巾ＷＢをトレッド接地巾（２×ＴＷ）の０．８０〜０．９５倍とすることにより、ベルト剛性を高め、トレッド部２の略全巾をタガ効果を有して補強している。なお最も巾狭となる第４のベルトプライ７Ｄは、第１〜３のベルトプライ７Ａ〜７Ｄ及びカーカス６を外傷より保護するブレーカとして機能している。
【００２０】
又ベルト層７は、トレッド表面２Ｓと略平行に延在することにより、そのタイヤ軸方向外端部７Ｅは前記カーカス６から除々に離間し、この離間部分には、前記外端部７Ｅでの応力集中を緩和しベルト端剥離を抑制する、断面三角形状の軟質のクッションゴム９が配される。
【００２１】
次に、本実施形態の重荷重用タイヤ１は、図２に拡大して示す如く、前記サイドウォール部３のサイドウォールゴム３Ｇが、バットレス部１０まで延在する所謂ＳＯＴ構造をなし、従ってサイドウォールゴム３Ｇは、このバットレス部１０において、トレッドゴム２Ｇの外端部を覆う被覆部３Ｇａを形成している。
【００２２】
ここで前記バットレス部１０とは、サイドウォール部３にその半径方向外側で連なる領域であって、サイドウォール部３の輪郭形状をなすサイドウォール基準曲面２１とは異なる曲面２２の輪郭形状を有して形成される。
【００２３】
詳しくは、前記サイドウォール基準曲面２１は、タイヤ子午断面において、タイヤ最大巾点Ｍから半径方向内外にのびる凸円弧状の曲線からなり、サイドウォール表面には、文字、図形などの標章、リッジ等の装飾模様、プロテクトリブ、および条溝などの小さな種々の凹凸部２３が、前記サイドウォール基準曲面２１から小高さ又は小深さを有して部分的に形成される。即ち、前記サイドウォール基準曲面２１は、前記標章等の凹凸部２３を含めずに特定されるサイドウォール部３の輪郭形状を意味する。
【００２４】
又バットレス部１０をなす前記曲面２２は、前記サイドウォール基準曲面２１とは異なる曲面であって、通常、タイヤ子午断面において、凹円弧状曲線あるいは直線で形成される。本例では、前記曲面２２が凹円弧状曲線をなす場合を例示している。
【００２５】
そして本実施形態では、前記トレッドゴム２Ｇを、前記ベルト層７の少なくともタイヤ軸方向外端部７Ｅを被覆するベースゴムＧａと、トレッド表面２ＳをなすキャップゴムＧｂと、前記サイドウォールゴム３Ｇと前記ベースゴムＧａとの間を通るクラック防止ゴム部Ｇｃとで形成している。
【００２６】
ここで前記キャップゴムＧｂは、トレッド表面２Ｓをなして路面と接地するため耐摩耗性に優れることが必要であり、そのために、本例では、ゴム硬度（デュロメーターＡ硬さ）を６０゜以上とした硬質のゴムを使用している。なおゴムは、架橋度が大きくなるほど、又カーボン等の補強剤（充填剤）が多くなるほど硬くなり、裂き強度や耐摩耗性を向上できるが、その反面、エネルギーロスが大きく発熱量は大となる。
【００２７】
従って、前記ベースゴムＧａとして、損失正接（tan δ）を０．１以下とした低発熱性に優れるゴムを使用し、ベルト層７外端部７Ｅでの発熱を抑え、前記クッションゴム９とともにベルト端剥離を抑制している。なお、前記損失正接tan δの値は、岩本製作所製の粘弾性スペクトロメータを用いて７０℃、周波数１０Hz、動歪率２％で測定した値である。
【００２８】
次に、前記クラック防止ゴム部Ｇｃは、老化防止剤の含有量δ１を１．５〜５．０ｐｈｒの範囲に高めたゴム組成物からなり、本例では、前記サイドウォールゴム３Ｇと前記ベースゴムＧａとの双方に接して配されるとともに、その半径方向外縁Ｃｅがトレッド表面２Ｓと略平行にのびる場合を例示している。
【００２９】
このような前記クラック防止ゴム部Ｇｃは、老化防止剤を前記範囲で含有しているため、サイドウォールゴム３Ｇの被覆部３Ｇａから老化防止剤が移行（散失）するのを抑制することができ、バットレス部１０における耐クラック性を長期に亘って高く確保することが可能となる。
【００３０】
なお前記含有量δ１が５．０ｐｈｒを越えても、前記耐クラック性のさらなる向上効果が期待できず、逆に老化防止剤がバットレス表面１０Ｓにしみ出すなど外観性能を損ねるとともにコストの不必要な上昇を招く。又含有量δ１が１．５ｐｈｒ未満では、耐クラック性の向上効果が有効に発揮されない。
【００３１】
又耐クラック性の向上のためには、さらに、前記含有量δ１を、サイドウォールゴム３Ｇにおける老化防止剤の含有量δ２以上（δ１≧δ２）とすることが好ましく、特に、含有量δ１を含有量δ２より大（δ１＞δ２）としたときには、クラック防止ゴム部Ｇｃから被覆部３Ｇａへの老化防止剤の移行（補給）が期待できるためより望ましく、本発明においては係る構成を採用している。なおそのために、前記含有量δ１を前記含有量δ２の１．２倍以上、さらには１．４倍以上とするのが好ましい。
【００３２】
又前記クラック防止ゴム部Ｇｃは、本例の如く、前記被覆部３Ｇａと接触させることが好ましく、これにより被覆部３Ｇａからの老化防止剤の移行（散失）をより効果的に抑制できる。又前記クラック防止ゴム部ＧｃをベースゴムＧａと接触させることも好ましく、これによりクラック防止ゴム部Ｇｃ中の老化防止剤が、キャップゴムＧｂ側に移行してキャップゴムＧｂのゴム物性を阻害するのを抑制できる。又双方に接触する場合には、さらにクラック防止ゴム部Ｇｃの断面容積が増すなど老化防止剤の絶対量が充分に確保されるため、より望ましい態様となる。
【００３３】
又クラック防止ゴム部Ｇｃでは、そのタイヤ軸方向内端のタイヤ赤道Ｃからの距離Ｌが、前記トレッド接地半巾ＴＷの０．５倍以上、さらには０．７５倍以上であるのが好ましい。これは、前記距離Ｌが０．５×ＴＷ未満となって前記内端がタイヤ赤道Ｃ側に近づいても、バットレス部１０から離れているため、耐クラック性向上への効果が期待できないからである。
【００３４】
なおサイドウォールゴム３Ｇにおける老化防止剤の含有量は、従来的なタイヤと同様、１．５〜２．５ｐｈｒの範囲が好適であり、又キャップゴムＧｂ、ベースゴムＧａ、及びクッションゴム９における老化防止剤の含有量は、夫々従来的なタイヤと同様、０．５〜１．０ｐｈｒの範囲が好適である。
【００３５】
次に、図３（Ａ）〜（Ｃ）に、クラック防止ゴム部Ｇｃの他の実施例を例示する。図３（Ａ）において、クラック防止ゴム部Ｇｃは、断面略三日月状をなし、被覆部３ＧａとベースゴムＧａとの間を、被覆部３Ｇａのみに接しながら半径方向外方に延在している。
【００３６】
又図３（Ｂ）において、クラック防止ゴム部Ｇｃは、断面略三日月状をなし、被覆部３ＧａとベースゴムＧａとの間を、ベースゴムＧａのみに接しながら半径方向外方に延在している。係る場合にも、クラック防止ゴム部Ｇｃは、被覆部３Ｇａに近接して配されるため、耐クラック性の向上効果を有効に発揮することができる。なお何れの場合にも、クラック防止ゴム部Ｇｃの半径方向外縁Ｃｅは、タイヤ表面（トレッド表面２Ｓおよびバットレス表面１０Ｓを含む）に露出することなく、トレッド内部で終端している。
【００３７】
又図３（Ｃ）において、クラック防止ゴム部Ｇｃは、被覆部３ＧａとベースゴムＧａとの間を、被覆部３Ｇａに接しながら半径方向外方に延在しており、その半径方向外縁Ｃｅが、タイヤ表面で露出している。係る場合には、前記クラック防止ゴム部Ｇｃのタイヤ表面に沿う露出巾Ｗ１を１０ｍｍ以下とすることが、トレッド部２におけるグリップ性能、摩耗性能などを維持する上で必要である。
【００３８】
なお老化防止剤としては、ＪＩＳ Ｋ６２１１に規定されたゴム用老化防止剤に規定される種類のもの、例えばＤＮＰＤ、ＩＰＰＤ、ＴＭＤＱ、ＥＴＭＤＱ、ＡＡＮＰ、ＰＡＮ等が適宜採用できる。
【００３９】
以上、本発明の特に好ましい実施形態について詳述したが、本発明は図示の実施形態に限定されることなく、種々の態様に変形して実施しうる。
【００４０】
【実施例】
図１に示す構造をなすタイヤサイズ１１Ｒ２２．５の重荷重用タイヤを表１の仕様に基づき試作するとともに、各試供タイヤのロードテストを行い、バットレス表面におけるクラックの発生状況を比較し、その結果を表１に記載した。
【００４１】
（１）ロードテスト；
試供タイヤをリム（７．５０×２２．５）、内圧（７００ｋＰａ）の条件にて、２−Ｄ・４車両（１０トン積みトラック）に装着し、一般ユーザをモニターとして北米にて１年間使用し（走行距離約１６万ｋｍ）、使用後のバットレス表面でのクラックの発生状況を調査しかつ評価するとともに、その評価を従来品を１００とした指数で表示した。指数の小さい方が、クラックの発生本数、及びクラックの大きさが小であり良好である。
【００４２】
【表１】

【００４３】
表の如く、実施例品は、バットレス表面における耐クラック性を向上しうるのが確認できる。
【００４４】
【発明の効果】
叙上の如く本発明は、トレッドゴムに、ベースゴムとサイドウォールゴムとの間を通って延在しかつ老化防止剤の含有量を１．５〜５．０ｐｈｒの範囲に高めたクラック防止ゴム部を設けているため、サイドウォールゴムからトレッドゴムへの老化防止剤の移行を抑制でき、サイドウォールゴムのゴム性能の悪化、およびタイヤの外観性能の低下を招くことなく、バットレス部における耐クラック性を長期に亘って維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の重荷重用タイヤの一実施例を示す断面図である。
【図２】そのバットレス部を拡大して示す断面図である。
【図３】（Ａ）〜（Ｃ）は、クラック防止ゴム部の他の例を示す断面図である。
【図４】従来技術を示す断面図である。
【符号の説明】
２ トレッド部
２Ｇ トレッドゴム
３ サイドウォール部
３Ｇ サイドウォールゴム
３Ｇａ 被覆部
４ ビード部
５ ビードコア
６ カーカス
７ ベルト層
１０ バットレス部
２０ サイドウォール基準曲面
２１ 曲面
Ｇａ ベースゴム
Ｇｂ キャップゴム
Ｇｃ クラック防止ゴム部

Claims (4)

1. トレッド部からサイドウォール部をへてビード部のビードコアに至るカーカスと、トレッド部の内方かつ前記カーカスの外側に配されるベルト層とを具え、かつ前記サイドウォール部のサイドウォールゴムが、サイドウォール基準曲面と異なる曲面からなるバットレス部にのび、かつこのバットレス部において、前記トレッド部のトレッドゴムを覆う被覆部を有する重荷重用タイヤであって、
   前記トレッドゴムは、前記ベルト層の少なくともタイヤ軸方向外端部を被覆するベースゴムと、トレッド表面をなすキャップゴムと、前記サイドウォールゴムと前記ベースゴムとの間を通りかつ１．５〜５．０ｐｈｒの老化防止剤を含むクラック防止ゴム部とからなり、
   かつクラック防止ゴム部の老化防止剤の含有量をサイドウォールゴムの老化防止剤の含有量よりも大としたことを特徴とする重荷重用空気入りタイヤ。
2. 前記クラック防止ゴム部は、そのタイヤ軸方向内端のタイヤ赤道からの距離Ｌを、トレッド接地半巾ＴＷの０．５倍以上としたことを特徴とする請求項１記載の重荷重用タイヤ。
3. 前記クラック防止ゴム部は、前記サイドウォールゴムと、前記ベースゴムとに接することを特徴とする請求項１又は２記載の重荷重用タイヤ。
4. 前記クラック防止ゴム部は、サイドウォールゴム、前記ベースゴムのいずれか一方にのみ接して延在することを特徴とする請求項１又は２記載の重荷重用タイヤ。

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