JP4338522B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

Description

【技術分野】
本発明は、特に高内圧を充填する重荷重用タイヤとして好適であり、トレッド部の偏摩耗を抑制した空気入りタイヤに関する。
【背景技術】
例えば重荷重用タイヤでは、一般に、そのトレッド輪郭形状ａは、図６に略示するように、加硫金型内においては単一の円弧状に形成されている。
しかし、このようなタイヤは、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においては、タイヤ赤道からトレッド半巾の０．５〜０．７倍の距離を隔てた領域ｙで、トレッド面が半径方向外方に膨出する傾向がある。そのため、膨出部分ｂとトレッド接地端ｅとの間の周長差が大きくなって、トレッド接地端側のトレッド面に路面との滑りが発生し、いわゆる肩落ち摩耗等の偏摩耗が生じやすくなる。
他方、この肩落ち摩耗を抑えるために、加硫金型内でのトレッド輪郭形状を、トレッド接地端側部分をタイヤ赤道側に比して曲率半径が大な円弧で形成したダブルラジアス形状とすることで、正規内圧状態におけるトレッド輪郭形状を、単一円弧に近づけ、これによって肩落ち摩耗を抑制する技術が、例えば特開平７−１６４８２３号公報等に提案されている。
しかしこのような技術は、肩落ち摩耗はある程度抑制されるものの、前記領域ｙで、新たな偏摩耗を招くという問題がある。特に、前記領域ｙに縦溝が配される場合には、この縦溝のタイヤ軸方向内側／外側で偏摩耗が著しく発生することとなる。
そこで本発明の目的は、タイヤ赤道からトレッド縁にかけての偏摩耗を抑制し、耐摩耗性を向上した空気入りタイヤを提供することにある。
【発明の開示】
本願の請求の範囲第１項の発明は、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プライからなるカーカスと、トレッド部の内方かつカーカスの 外側に配されるベルトプライからなるベルト層とを具えた空気入りタイヤであって、
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の正規接地面形状は、そのタイヤ周方向の接地長さＬが最大となるタイヤ赤道での接地長さＬｃを含む中央領域と、接地縁での接地長さＬｅを含むトレッド縁領域との間に、前記接地長さＬｃ、接地長さＬｅよりも短い最短の接地長さＬｍを含む内領域を具えるとともに、
前記タイヤ赤道からトレッド半巾ＴＷの０．５〜０．９倍を隔てる範囲に、前記最短の接地長さＬｍを位置させ、
かつ前記カーカスプライのカーカスコードと、これに最も近い半径方向内側のベルトプライのベルトコードとの間のゴム厚さｔ１を前記タイヤ赤道からタイヤ軸方向外側に向かって漸増させ、しかもタイヤ赤道からトレッド半巾ＴＷの０．５５倍の半幅位置における前記ゴム厚さｔ１ｑを０．５〜３．０ｍｍとし、
かつこの半幅位置におけるトレッド部の全厚さｔ２ｑとタイヤ赤道におけるトレッド部の全厚さｔ２ｃとの比ｔ２ｑ／ｔ２ｃを１．０１±０．０５としたことを特徴としている。
又第２項の発明は、正規リムにリム組みしかつ正規内圧の８０％の内圧を充填した８０％内圧状態のタイヤに正規荷重を負荷した時の８０％内圧接地面形状において、タイヤ赤道からトレッド半巾ＴＷの０．５倍を隔てる位置から接地縁までの領域において最短となる接地長さＬｓｍとタイヤ赤道での接地長さＬｓｃとの比Ｌｓｍ／Ｌｓｃが０．７５〜 ０．９９としたことを特徴としている。
なお本明細書において、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”ＤｅｓｉｇｎＲｉｍ”、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”ＴＩＲＥＬＯＡＤ ＬＩＭＩＴＳ ＡＴ ＶＡＲＩＯＵＳ ＣＯＬＤ ＩＮＦＬＡＴＩＯＮＰＲＥＳＳＵＲＥＳ”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”ＴＩＲＥＬＯＡＤ ＬＩＭＩＴＳ ＡＴ ＶＡＲＩＯＵＳ ＣＯＬＤ ＩＮＦＬＡＴＩＯＮＰＲＥＳＳＵＲＥＳ”に記載の最大値、ＥＴＲＴＯであれば”ＬＯＡＤ ＣＡＰＡＣＩＴＹ”である。
【発明を実施するための最良の形態】
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、本発明の空気入りタイヤが、トラック・バス用等の重荷重用ラジアルタイヤである場合の断面図、図２はそのトレッド部を拡大して示す断面図である。
図１において、空気入りタイヤ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とを具えている。
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から形成される。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、ナイロン、レーヨン、ポリエステル、芳香族ポリアミドなどの有機繊維コードも要求により使用される。
又前記カーカスプライ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を有する。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先細状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にかけて補強する。
又前記ベルト層７は、ベルトコードとして金属コードを用いた３枚以上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。このベルト層７では、ベルトコードがプライ間で互いに交差する箇所を１箇所以上有し、これにより、ベルト剛性を高め、トレッド部２をタガ効果を有して補強している。
そして、本発明のタイヤ１では、図２、３に誇張して示すように、前記カーカスプライ６Ａのカーカスコード１０と、これに最も近い第１のベルトプライ７Ａのベルトコード１１との間のゴム厚さｔ１を前記タイヤ赤道Ｃからタイヤ軸方向外側に向かって漸増させている。なお図３には、便宜上、カーカスコード１０及びベルトコードをコード配列角度を無視した直角断面で示している。
特に本例では、前記カーカス６とベルト層７との間に、補助ゴム層１２を介在させることにより、前記ゴム厚さｔ１を漸増させた場合を例示している。即ち、補助ゴム層１２は、タイヤ赤道Ｃから第１のベルトプライ７Ａの外端まで厚さを漸増させながらのびる主部１２Ａを有し、本例では、その外端には厚さを漸減させながらカーカス６に接してのびかつバットレス部３Ｕ内で途切れるウイング部１２Ｂが連接される。
又第１のベルトプライ７Ａの外端よりもタイヤ軸方向外側では、前記第２のベルトプライ７Ｂとウイング部１２Ｂとの間に、従来的なクッションゴム１３が介在し、ベルト端での応力集中を緩和している。このクッションゴム１３には、蓄熱が起こらないよう損失正接が小さな低発熱性のゴムを使用するのが好ましい。なお前記補助ゴム層１２を設けることなく、カーカスプライ６Ａ及び／又はベルトプライ７Ａにおけるトッピングゴムの被覆厚さ自体をコントロールして前記ゴム厚さｔ１を漸増させることもできる。
次に、前記トレッド部２の子午断面における輪郭形状Ｙは、内圧を充填しない状態においては、図２に示すように、タイヤ赤道面上に中心を有する曲率半径Ｒ１のタイヤ赤道側の第１円弧Ｙ１と、それより大きい曲率半径Ｒ２（Ｒ２＞Ｒ１）のトレッド縁側の第２円弧Ｙ２とのダブルラジアス形状で形成される。
これによって、一方では、タイヤを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におけるトレッド輪郭形状を、曲率半径が６５０±１００ｍｍの単一円弧に近似させている。
又他方では、前記正規内圧状態のトレッド輪郭形状が単一円弧に近似することにより、必然的に、図４に示すように、この正規内圧状態のタイヤに正規荷重を負荷した時の正規接地面形状Ｆ０（所謂フットプリント）は、タイヤ周方向の接地長さＬが最大となるタイヤ赤道Ｃでの接地長さＬｃを含む中央領域Ｆｃと、トレッド縁側の接地縁ＴＥでの接地長さＬｅを含むトレッド縁領域Ｆｅとの間に、最短の接地長さＬｍを含む内領域Ｆｍを具える構成となる。
即ち、前記正規接地面形状Ｆ０においては、タイヤ赤道Ｃ上での接地長さＬｃが最も長く、しかも接地縁ＴＥでの接地長さＬｅが最短とはならず、タイヤ赤道Ｃと接地縁ＴＥとの間に、最短の接地長さＬｍが存在する（Ｌｃ＞Ｌｅ＞Ｌｍ）。このとき、前記最短の接地長さＬｍの位置のタイヤ赤道Ｃからの距離Ｋ１は、タイヤ赤道Ｃから接地縁ＴＥまでの距離であるトレッド半巾ＴＷの０．５〜０．９倍、乃至０．５〜０．７倍、本発明においては０．５〜０．９の範囲としている。
このような構成により、前記トレッド縁領域Ｆｅでの接地圧が、内領域Ｆｍから接地縁ＴＥに向かって次第に高まり、かつ接地縁ＴＥでも確実な接地が行われるため、肩落ち摩耗が効果的に抑制される。
その反面、前記内領域Ｆｍでは、接地圧が落ち込んでしまうため、この内領域Ｆｍで新たな偏摩耗が発生する傾向となる。特に本例では、トレッド部２に、前記内領域Ｆｍを通ってタイヤ周方向にのびる縦溝２０Ａを少なくとも含むトレッド溝２０が形成される場合を例示しており、従って、この縦溝２０Ａのタイヤ軸方向内側／外側では、偏摩耗がより発生しやすいものとなる。なお本例では、タイヤ赤道Ｃからトレッド半巾ＴＷの０．２±０．０５倍の距離Ｋ２を隔てる領域に、さらに縦溝２０Ｂを設けたものを示している。
そこで、前記内領域Ｆｍでの偏摩耗を抑えるため、本発明では、
(1) 前記カーカスプライ６Ａのカーカスコード１０と、第１のベルトプライ７Ａのベルトコード１１との間のゴム厚さｔ１をタイヤ赤道Ｃからタイヤ軸方向外側に向かって漸増させるとともに、タイヤ赤道Ｃからトレッド半巾ＴＷの０．５５倍の距離Ｋ３を隔てる半幅位置Ｑにおける前記ゴム厚さｔ１ｑを０．５〜３．０ｍｍとし；かつ
(2) 前記半幅位置Ｑにおけるトレッド部２の全厚さｔ２ｑとタイヤ赤道Ｃにおけるトレッド部２の全厚さｔ２ｃとの比ｔ２ｑ／ｔ２ｃを１．０１±０．０５としている。
このような前記(1)、(2)の構造を採用することにより、前記内領域Ｆｍでの接地圧を高めることができ、最短の接地長さＬｍと最長の接地長さＬｃとの比Ｌｍ／Ｌｃを、例えば０．８５〜０．９９と、１．０に近づけることができる。その結果、この内領域Ｔｍにおける偏摩耗を抑えることが可能となり、タイヤ赤道Ｃからトレッド縁にかけての全巾に亘り偏摩耗を抑え、タイヤの耐摩耗性を向上できる。
前記ゴム厚さｔ１ｑが０．５ｍｍ未満では、タイヤ赤道Ｃからトレッド半巾ＴＷの０．５〜０．７倍の距離を離れた領域ｙで偏摩耗が生じ、逆に３．０ｍｍを越えると、ショルダー部で肩落ち摩耗が生じるという問題がある。なおゴム厚さｔ１ｑのタイヤ赤道Ｃでのゴム厚さｔ１ｃとの差ｔ１ｑ−ｔ１ｃは、０．１〜１．０ｍｍの範囲が好ましい。
又前記比ｔ２ｑ／ｔ２ｃが、０．９６未満では、前記領域ｙで偏摩耗が生じ、逆に１．０６を越えると、ショルダー部で肩落ち摩粍が生じるという問題がある。
又本発明者の研究の結果、本発明のタイヤにおいても、実際の走行においては、走行条件の違い等により、肩落ち摩耗などの偏摩耗が発生する場合があることが判明した。これは、一般に、タイヤの摩耗を評価する方法として、正規接地面形状Ｆ０を用い、その接地長さＬが最短となる部分が摩耗を起こすと考えられているが、実際には、例えば登り坂において荷重負荷が後輪に過度にかかったり、下り坂で前輪に荷重負荷が過度にかかったり、又内圧がタイヤの寸法成長により若干低下する等、タイヤの変形が大きくなる場合が多く、 これが原因して、正規接地面形状Ｆ０との不一致を招いていると推測される。
そこで本発明者は、タイヤを正規リムにリム組みしかつ正規内圧の８０％の内圧を充填した８０％内圧状態のタイヤに正規荷重を負荷した時の８０％内圧接地面形状Ｆ１を、摩耗評価の新しい指標として採用するを提案した。この８０％内圧接地面形状Ｆ１は、タイヤをより大きく変形させた際の接地面形状を表わすもので、これを用いることにより、従来評価できなかった、タイヤ赤道Ｃからトレッド縁にかけての全巾に亘る偏摩耗を、実際の走行に適応して評価しうることが判明した。
詳しくは、図５に示すように、８０％内圧接地面形状Ｆ１において、タイヤ赤道Ｃからトレッド半巾ＴＷの０．５倍の距離Ｋ４を隔てる位置から接地縁ＴＥまでの領域Ｚにおける最短の接地長さＬｓｍと、前記タイヤ赤道Ｃでの接地長さＬｓｃとの比Ｌｓｍ／Ｌｓｃを０．７５〜０．９９の範囲に規制することである。この範囲に入るとき、前記最短の接地長さＬｓｍの位置での偏摩耗を抑制でき、タイヤ赤道Ｃからトレッド縁にかけての全巾に亘る偏摩耗を改善することが可能となる。
なお比Ｌｓｍ／Ｌｓｃが０．７５未満では、最短の接地長さＬｓｍの近傍位置で、又逆に０．９９を越えると、タイヤ赤道近傍位置で偏摩耗が発生する等の弊害を招く。
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、例えば乗用車用、小型トラック用、建築・産業車両用などの種々のカテゴリのタイヤとして実施しうる。
【実施例】
図１の構造をなすタイヤサイズ２９５／８０Ｒ２２．５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、各試供タイヤの偏摩耗性能をテストしその結果を表１に示す。なお表１中の「接地長さＬの関係」は、タイヤ赤道Ｃ上の接地長さＬｃが最も長く、接地縁ＴＥでの接地長さＬｅが最短とはならず、タイヤ赤道Ｃと接地縁ＴＥとの間に、最短の接地長さＬｍが存在する（Ｌｃ＞Ｌｅ＞Ｌｍ）の場合を”○”、それ以外、例えば接地縁ＴＥでの接地長さＬｅが最短の場合などは”×”と表記している。
（１）偏摩耗性能；
試供タイヤを、リム（２２．５×８．２５）、内圧（９００ｋＰａ）にて、トラック（２−２・Ｄタイプ）の全輪に装着し、５０、０００ｋｍの距離を走行するとともに、走行後の、摩耗による縦溝２０Ａ、２０Ｂにおける溝深さの減少量を比較した。減少量の差が大きい方が、摩耗差が大きく偏摩耗性が悪い。
表１

表の如く実施例のタイヤは、偏摩耗が改善されているのが確認できる。
【産業上の利用可能性】
以上のように本発明にかかる空気入りタイヤは、タイヤ赤道からトレッド縁にかけての偏摩耗を抑制して耐摩耗性を向上することができ、特に高内圧、高荷重下で使用される重荷重用タイヤとして好適に実施できる。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明の一実施例のタイヤの断面図、
図２は、トレッド部を拡大して示す断面図、
図３は、カーカスコードとベルトコードとの間のゴム厚さを説明する線図、
図４は、タイヤの正規接地面形状を示す線図、
図５は、タイヤの８０％内圧接地面形状を示す線図、
図６は、従来技術の問題点を説明する線図である。

Claims (6)

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プライからなるカーカスと、トレッド部の内方かつカーカスの外側に配されるベルトプライからなるベルト層とを具えた空気入りタイヤであって、
   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の正規接地面形状は、そのタイヤ周方向の接地長さＬが最大となるタイヤ赤道での接地長さＬｃを含む中央領域と、接地縁での接地長さＬｅを含むトレッド縁領域との間に、前記接地長さＬｃ、接地長さＬｅよりも短い最短の接地長さＬｍを含む内領域を具えるとともに、
   前記タイヤ赤道からトレッド半巾ＴＷの０．５〜０．９倍を隔てる範囲に、前記最短の接地長さＬｍを位置させ、
   かつ前記カーカスプライのカーカスコードと、これに最も近い半径方向内側のベルトプライのベルトコードとの間のゴム厚さｔ１を前記タイヤ赤道からタイヤ軸方向外側に向かって漸増させ、しかもタイヤ赤道からトレッド半巾ＴＷの０．５５倍の半幅位置における前記ゴム厚さｔ１ｑを０．５〜３．０ｍｍとし、
   かつこの半幅位置におけるトレッド部の全厚さｔ２ｑとタイヤ赤道におけるトレッド部の全厚さｔ２ｃとの比ｔ２ｑ／ｔ２ｃを１．０１±０．０５としたことを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 正規リムにリム組みしかつ正規内圧の８０％の内圧を充填した８０％内圧状態のタイヤに正規荷重を負荷した時の８０％内圧接地面形状において、タイヤ赤道からトレッド半巾ＴＷの０．５倍を隔てる位置から接地縁までの領域において最短となる接地長さＬｓｍとタイヤ赤道での接地長さＬｓｃとの比Ｌｓｍ／Ｌｓｃが０．７５〜０．９９としたことを特徴とする請求の範囲第１項に記載の空気入りタイヤ。
3. 前記ベルト層のベルトコードが金属コードであることを特徴とする請求の範囲第１項又は第２項に記載の空気入りタイヤ。
4. 前記ベルト層が３層以上からなり、かつ重荷重用ラジアルタイヤであることを特徴とする請求の範囲第１項〜第３項の何れかに記載の空気入りタイヤ。
5. 前記内領域に、タイヤ周方向にのびる縦溝を設けたことを特徴とする請求の範囲第１項〜第４項の何れかに記載の空気入りタイヤ。
6. タイヤ赤道からトレッド半巾ＴＷの０．２±０．０５倍を隔てる領域に、前記縦溝を設けたことを特徴とする請求の範囲第５項に記載の空気入りタイヤ。

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