JP4865259B2 - 空気入りラジアルタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、耐突起性を向上させた空気入りラジアルタイヤに関し、更に詳細には、乗用車用タイヤや高負荷荷重用タイヤとして用いるのに最適な空気入りラジアルタイヤに関する。

高荷重が加えられる空気入りラジアルタイヤ、とりわけレインフォース（ＲＥＩＮＦＯＲＣＥ）、ＸＬ（ＥＸＴＲＡ ＬＯＡＤ）対応タイヤについては、スタンダードタイヤやＬＩ（ロードインデックス）が１００以下の一般サイズタイヤに比べ、高い耐久性が求められ、とりわけ耐突起性（突起破壊性）については高いものが求められる。これらを達成するためには、（１）高強力ベルトの採用、（２）ベルト補強層の設置（場合によっては複数枚の設置）（３）高い破壊強度を持ったベルト補強層材の適用、（４）踏面からベルト補強層までのトレッドゲージを厚くする、等の強化手段がとられる。

しかし、これらの強化手段は、どれもタイヤの重量やコストを大幅に増大させてしまうために、低転がり抵抗を要求されるタイヤには不向きであり、また最近の省エネルギー、省資源などの環境問題を考慮した商品開発の流れにも逆行する。

この対策として、特許文献１では、第一ベルトプライの強度よりも第二ベルトプライの強度を上げ、軽量化と低コスト化を図りながらタイヤ強度を向上させる技術が開示されている。しかし、ベルトトリート（ベルトプライ）種を第一ベルトと第二ベルトとで互いに異ならせることは製造工程で準備する材料の種類が増え、材料準備切り替え作業工数増となり、また材料保管スペースの確保などが必要となる。このため、製造コストが上昇してしまい、原材料のコスト上昇は抑制できてもトータルコストは上昇してしまう。また、扱うベルト種類が増えることによる製造ミスの誘発を招く懸念も発生する。

また、特許文献２、３では、タイヤクラウン部に耐貫通性に優れた補助層を配置し、釘や石などの突起物の貫通に対抗する技術が公開されているが、耐貫通性に優れた補助層を追加することによる重量増加とコストの上昇を招く弊害が懸念される。

ところで、タイヤの破壊強度測定試験では、タイヤ赤道部に突起を押し当てベルトコードやカーカスコードが破壊するまで押し込むので、タイヤが大きく変形する。このため、破壊するタイヤ構成部材の破壊強度を向上させる対策と、この押し込み部分の変形を抑制する対策とが有効であると考えられる。

前者の対策は欠点を持つことを上述した。後者の対策としては、タイヤ赤道部にリブ列やブロック列を持つトレッドパターンとすることで円管状のゴムリングをトレッド部に形成し、トレッド部分のたわみ変形を抑制させる対策が考えられる。しかし、これだけでは充分な破壊強度を得るには至らず、骨格部材によるタイヤ変形抑制も必要である。

骨格部材によるタイヤ変形抑制対策としては、ベルト補強層の部分的な重なり部分を増やすことで、部材間の剪断剛性を上げ、タイヤが変形する際の抵抗を増大させて、変形を抑制してタイヤの破壊強度を改善することが有効である。しかしながら、ベルト補強層の部分的な重なり部分を増やすと、溝底に近い位置にまでベルト補強材が配置されてしまい、タイヤのトレッド部分に刻まれる溝との間のクリアランスが充分に確保されない。このため、溝底に僅かな切断が生じるとすぐにコードが露出し易い。コードが露出すると、雨天時の走行などで水の進入によるタイヤセパレーションや錆の発生等の深刻な事態が懸念されるため、コードの露出を避けるという新たな対策が必要となってしまう。
特開２００１−１７１７号公報 特開２００３−１９１７１２号公報 特開平６−２８６４１７号公報

本発明は、上記事実を考慮して、タイヤの重量やコストの増大を抑えつつ耐突起性を向上させた空気入りラジアルタイヤを提供することを課題とする。

第１態様に記載の発明は、一対のビードコアを含むビード部と、前記ビード部間に跨るカーカスと、前記カーカスのタイヤ径方向外側に配置されたベルト層と、前記ベルト層のタイヤ径方向外側に配置されたベルト保護層と、前記ベルト保護層のタイヤ径方向外側に設けられたトレッド部と、を備え、前記トレッド部には、複数の周方向主溝が形成され、少なくともタイヤ赤道部又はその近傍にブロック若しくはリブにより陸部列が形成されている空気入りラジアルタイヤであって、前記ベルト保護層は、タイヤ周方向に巻回されたスパイラルレイヤーで構成されると共に、タイヤ赤道両側で同幅にされ、前記ベルト保護層には、タイヤ赤道を跨るオーバーラップ領域がタイヤ周方向に沿って形成され、前記オーバーラップ領域の幅は、前記陸部列の幅の５０％以上で、かつ、タイヤ接地幅の２５％以内であることを特徴とする。

スパイラルレイヤー（スパイラルベルト層）を構成するコードは、ベルト補強材として多用されるナイロンコード、アラミド繊維、ナイロンコードとアラミド繊維との混撚りコード、などであることが多い。

オーバーラップ領域の幅が陸部列の幅の５０％未満であると、突起が陸部に当接した際に陸部を充分に支えることが難しく、また、タイヤ接地幅の２５％よりも広いと、ベルトを重ね合わせた従来タイヤと同様に重量が重くなりすぎる。

周方向主溝は、タイヤ周方向に千鳥状に延びていてもよいし、タイヤ周方向にジグザグ状に延びていてもよい。タイヤ周方向に千鳥状に延びるとは、タイヤ周方向と同方向に延びる溝部分と、タイヤ周方向に対して傾斜して延びる溝部分とが互い違いになってタイヤ周方向に延び、タイヤ周方向と同方向に延びる溝部分が千鳥状に配置されていることをいう。タイヤ周方向にジグザグ状に延びるとは、タイヤ周方向に対して傾斜している溝部分が、傾斜方向が互い違いになるように折り返しながらタイヤ周方向に延びることをいう。

第１態様に記載の発明では、ベルト保護層（ベルト補強層）における耐突起性（突起破壊性）を向上させるために、タイヤ変形を抑制すべく、陸部列を設けることで、タイヤのタガ剛性を上げ、タイヤを変形し難くしている。陸部列としては、特にリブ列が効果的である。そして、このようにオーバーラップ領域を設けることにより、タイヤ径方向のトリート間（プライ間）の層間剪断剛性が上昇し、外部からの力によるタイヤ変形に対する抗力が増し、変形しにくいタイヤを得ることができる。従って、新規部材を付加することなく、すなわちタイヤの重量やコストを抑えつつ、タイヤ赤道部やその近傍における耐突起性（突起破壊性）を向上させた空気入りラジアルタイヤとすることができる。

なお、この空気入りラジアルタイヤは、乗用車用タイヤとして用いるのに最適であり、また、大型サイズ、レインフォース、ＸＬ対応規格タイヤ等の高負荷荷重用タイヤとして用いるのにも最適である。

第２態様に記載の発明は、前記ベルト保護層が前記ベルト層を全幅にわたって覆っていることを特徴とする。

これにより、ベルト層全幅にわたって、タイヤ赤道部やその近傍における耐突起性を向上させた空気入りラジアルタイヤとすることができる。

ところで、タイヤ赤道部の陸部列幅を超えてベルト保護層のオーバーラップ量を設定し、かつベルト保護層の露出し易さの懸念を払拭するには、タイヤ赤道部の陸部列の溝底に近い部分を盛り上げ、断面が階段状となるようにモールド金型の陸部の側壁部分をあらかじめ設定しておくことが有効である。

そこで、第３態様に記載の発明は、前記陸部列は、前記周方向主溝の溝底部に向かって階段状に広がる段差部を有することを特徴とする。

これにより、ベルト保護層のコードをゴム層の中に埋設し易い形状に、すなわち、ベルト保護層のコードがタイヤ表面から露出し難い形状にすることが可能になる。

ここで、タイヤ赤道部にリブ列やブロック列等の陸部列を設けることは操縦性の観点から好ましいのであるが、この陸部列の幅を広げ過ぎると雨天路のハイドロブレーニング性を損なうこととなる。言い換えればこの陸部列の幅は自ずと限界があり、せいぜい１５ミリ程度であり、またセクション幅の広いタイヤでも２０ミリまでが現実的な広さの限界であると言える。このように陸部列の幅には限界があるもののベルト保護層のオーバーラップ幅については、突起破壊性の改良要求から、１５ミリや２０ミリを超えることが好ましい。特にＬＩが１００を超える大型サイズのタイヤや、ＸＬやレインフォースを表示するタイヤでは、オーバーラップ量を最低でも１０ミリ以上としないと突起破壊性を充分に改良することが難しい。

そこで、第４態様に記載の発明は、前記陸部列はタイヤ赤道を跨っていて、前記オーバーラップ領域の幅が１０ｍｍ以上で、前記オーバーラップ領域のタイヤ幅方向端が、前記陸部列のタイヤ幅方向端からタイヤ赤道側に２ｍｍ以内に位置していることを特徴とする。

第５態様に記載の発明は、前記段差部の深さ位置は、前記周方向主溝の最深部の深さ位置よりも０．５〜２ｍｍの範囲内で浅いことを特徴とする。

これにより、ベルト保護層とタイヤ表面との間で１．５ｍｍ程度のゲージを確保でき、コード露出の懸念が更に低減される。また、ゴムゲージを余分に増やすことがなく、追加してゴムシートを貼り付ける必要もないため、タイヤの重量増やコスト上昇を更に抑制することができる。

本発明によれば、タイヤの重量やコストの増大を抑えつつ耐突起性を向上させた空気入りラジアルタイヤとすることができる。

以下、実施形態を挙げ、本発明の実施の形態について説明する。なお、第２実施形態以下では、既に説明した構成要素と同様のものには同じ符号を付してその説明を省略する。

［第１実施形態］
まず、第１実施形態について説明する。図１に示すように、本実施形態に係る空気入りラジアルタイヤ１０は、高荷重が加えられるバスやトラック用のタイヤである。

空気入りラジアルタイヤ１０は、一対のビードコア１１を含むビード部１３と、ビード部１３間に跨るカーカス１２と、カーカス１２のタイヤ径方向外側に配置された複数層（例えば２層）からなるベルト層１４と、ベルト層１４のタイヤ径方向外側に配置されたベルト保護層１５（図２参照）と、ベルト保護層１５のタイヤ径方向外側に設けられたトレッド部１６と、を備えている。

ビード部１３には、ビードコア１１のタイヤ径方向外側にビードフィラー（図示せず）が配置されている。また、カーカス１２のタイヤサイド側にはサイドウォール部１７が形成されている。

図２に示すように、トレッド部１６には、複数の周方向主溝１８が形成され、タイヤ赤道部２０には、リブで構成される陸部列（リブ列）２２がタイヤ赤道（タイヤセンター）ＣＬを跨るように形成されている。

ベルト保護層１５はベルト層１４を全幅にわたって覆っている。また、図３に示すように、ベルト保護層１５は、タイヤ周方向に巻回されたスパイラルレイヤー２４で構成されると共に、タイヤ赤道ＣＬの両側で同幅にされている。

また、ベルト保護層１５には、タイヤ赤道ＣＬを跨るオーバーラップ領域２８がタイヤ周方向に沿って形成されている。オーバーラップ領域２８の幅ＢＰは、陸部列２２の幅ＢＲの５０％以上で、かつ、タイヤ接地幅Ｗの２５％以内にされている。

スパイラルレイヤー２４を構成するコード２６は、ベルト補強材として多用されるナイロンコード、アラミド繊維、ナイロンコードとアラミド繊維との混撚りコード、などで構成される。

本実施形態では、ベルト保護層１５における耐突起性（突起破壊性）を向上させるために、タイヤ変形を抑制すべく、リブで構成される陸部列２２を設けることで、空気入りラジアルタイヤ１０のタガ剛性を充分に上げ、空気入りラジアルタイヤ１０を変形し難くしている。

また、オーバーラップ領域２８の幅ＢＰが陸部列２２の幅の５０％以上であるので、突起が陸部列２２に当接した際に陸部列２２を充分に支えることができる。更に、オーバーラップ領域２８の幅ＢＰが、タイヤ接地幅Ｗの２５％以内であるので、オーバーラップ領域２８を形成してもタイヤが重くなりすぎることがない。

そして、このようにオーバーラップ領域２８を設けることにより、タイヤ径方向のトリート間の層間剪断剛性が上昇し、外部からの力によるタイヤ変形に対する抗力が増し、変形しにくいタイヤとすることができる。

従って、新規部材を付加することなく、すなわちタイヤの重量やコストを抑えつつ、タイヤ赤道部２０における耐突起性（突起破壊性）を向上させた空気入りラジアルタイヤ１０とすることができる。

また、ベルト保護層１５はベルト層１４を全幅にわたって覆っている。これにより、ベルト層１４の全幅にわたって、タイヤ赤道部２０やその近傍における耐突起性を向上させた空気入りラジアルタイヤ１０とすることができる。

［第２実施形態］
次に、第２実施形態について説明する。図４に示すように、本実施形態では、第１実施形態に比べ、陸部列２２に代えて、周方向主溝３８の溝底部３９に向かって階段状に広がる段差部４０が形成された陸部列（リブ列）４２を設け、更に、ベルト保護層１５に代えて、陸部列４２に応じた幅のベルト保護層４５を設けている。

陸部列４２は、第１実施形態と同様、タイヤ赤道ＣＬを跨っている。

ベルト保護層４５は、第１実施形態と同様、タイヤ周方向に巻回されたスパイラルレイヤーで構成されると共に、タイヤ赤道ＣＬの両側で同幅にされている。また、ベルト保護層４５には、タイヤ赤道ＣＬを跨るオーバーラップ領域４８がタイヤ周方向に沿って形成されている。

オーバーラップ領域４８の幅ＢＰは、陸部列４２の幅ＢＲの５０％以上で、かつ、タイヤ接地幅の２５％以内にされている。

本実施形態では、オーバーラップ領域４８の幅ＢＰが１０ｍｍ以上とされており、これにより、ベルト保護層４５を構成するコード４６をゴム層の中に埋設し易い形状に、すなわち、ベルト保護層４５のコードがタイヤ表面から露出し難い形状にすることが可能になっている。

また、オーバーラップ領域４８のタイヤ幅方向端４８Ｅが、陸部列４２のタイヤ幅方向端４２Ｅからタイヤ赤道側にＬ＝２ｍｍ以内に位置している。

また、段差部４０の深さ位置は、周方向主溝３８の最深部３９Ｍの深さ位置よりもΔＤだけ浅い。ここでΔＤは０．５〜２ｍｍの範囲内である。これにより、ベルト保護層４５と最深部３９Ｍとの間で１．５ｍｍ程度のゲージを確保でき、コード露出の懸念が更に低減される。また、ゴムゲージを余分に増やすことがなく、追加してゴムシートを貼り付ける必要もないため、タイヤの重量増やコスト上昇を更に抑制することができる。

［第３実施形態］
次に、第３実施形態について説明する。図５に示すように、本実施形態では、タイヤ赤道ＣＬに周方向主溝５８が位置している。

また、第１実施形態で説明したベルト保護層１５に代えてベルト保護層５５を設けている。ベルト保護層５５は、第１実施形態と同様、タイヤ周方向に巻回されたスパイラルレイヤーで構成されると共に、タイヤ赤道ＣＬの両側で同幅にされている。

また、ベルト保護層５５には、タイヤ赤道ＣＬを跨るオーバーラップ領域６８がタイヤ周方向に沿って形成されている。オーバーラップ領域６８の幅ＢＰは、タイヤ接地幅の２５％以内にされている。

そして、ベルト保護層５５は、周方向主溝５８を形成しているタイヤ赤道ＣＬ近傍の陸部列５２Ｒ、５２Ｌの何れに対しても、陸部列幅の５０％以上の領域でオーバーラップ領域６８を形成している。すなわち、陸部列５２Ｒの幅ＢＲ１の５０％以上の領域でオーバーラップし、かつ、陸部列５２Ｌの幅ＢＲ２の５０％以上の領域でオーバーラップしている。

これにより、プランジャー（突起）がタイヤ赤道ＣＬの近傍の左右いずれの陸部列５２Ｒ、５２Ｌに当接しても十分な耐突起性（突起破壊性）が得られる。

［第４実施形態］
次に、第４実施形態について説明する。図６に示すように、本実施形態では、周方向主溝７８は、タイヤ赤道ＣＬの両側で非対称となる位置に配置されており、タイヤ赤道ＣＬが陸部列７２の中心を通っていない。

また、第１実施形態で説明したベルト保護層１５に代えてベルト保護層７５を設けている。ベルト保護層７５は、第１実施形態と同様、タイヤ周方向に巻回されたスパイラルレイヤーで構成されると共に、タイヤ赤道ＣＬの両側で同幅にされている。

また、ベルト保護層７５には、タイヤ赤道ＣＬを跨るオーバーラップ領域８８がタイヤ周方向に沿って形成されている。オーバーラップ領域８８の幅ＢＰは、タイヤ接地幅の２５％以内にされている。

そして、ベルト保護層７５は、タイヤ赤道ＣＬに対して陸部列７２の片側をそれぞれ構成する陸部列部７２Ｒ、７２Ｌの何れに対しても、陸部列部の幅の５０％以上の領域でオーバーラップしている。すなわち、陸部列部７２Ｒの幅ＢＲ１の５０％以上の領域でオーバーラップし、かつ、陸部列部７２Ｌの幅ＢＲ２の５０％以上の領域でオーバーラップしている。

これにより、プランジャーがタイヤ赤道ＣＬの左右何れの陸部列部７２Ｒ、７２Ｌに当接しても十分な耐突起性（突起破壊性）が得られる。

＜試験例＞
本発明の効果を確かめるために、本発明者は、第１実施形態の空気入りラジアルタイヤ１０の一例（以下、参考例１のタイヤという）、周方向主溝１８を浅くした空気入りラジアルタイヤ１０の一例（以下、参考例２のタイヤという）、第２実施形態の空気入りラジアルタイヤ１０の一例（以下、参考例３のタイヤという）、及び従来例の空気入りラジアルタイヤの一例（以下、従来例１のタイヤという）を用意し、性能評価を行った。

本試験例における各タイヤの条件を表１に示す。

また、本試験例では、全てのタイヤについて、標準リムに組み込み後、正規内圧にして試験を行った。

本試験例では、性能評価を行うにあたり、従来例１のタイヤにおける評価を指数１００とし、他のタイヤについては相対評価となる指数を算出した。

評価結果を表１に併せて示す。表１の評価結果では、プランジャーレベル、及び、ハイドロプレーニングレベルについては指数が大きいほど性能が高いことを示し、重量については指数が小さいほど性能が高いことを示す。なお、プランジャーレベルとは、タイヤの破壊強度測定試験で得られた測定結果であり、タイヤ赤道部に突起を押し当てベルトコードやカーカスコードが破壊するまで押し込む試験である。

従来例１のタイヤではプランジャーレベルが確保されていなかった。

参考例１のタイヤでは、プランジャーレベルは確保されていたが、溝底ゲージが確保されていなかった。なお、溝底ゲージとは、周方向主溝の最深部からベルト保護層のコードまでのゴム厚みのことである。

参考例２のタイヤでは、プランジャーレベル、及び、溝底ゲージの両者とも確保されていた。しかし、溝変更による重量の増大やハイドロプレーニング性の悪化が大きいという結果になった。

一方、参考例３のタイヤでは、プランジャーレベル、及び、溝底ゲージの両者とも確保されていた。そして、重量の増大及びハイドロプレーニング性の悪化は著しく小さく、ほとんど悪化していなかった。

以上、実施形態を挙げて本発明の実施の形態を説明したが、これらの実施形態は一例であり、要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施できる。また、本発明の権利範囲が上記実施形態に限定されないことは言うまでもない。

第１実施形態に係る空気入りラジアルタイヤのタイヤ径方向断面図である。 第１実施形態に係る空気入りラジアルタイヤで、ベルト保護層の配置を示す概念図である。 第１実施形態に係る空気入りラジアルタイヤで、ベルト保護層の配置を示す概念図である。 第２実施形態に係る空気入りラジアルタイヤで、ベルト保護層の配置を示す概念図である。 第３実施形態に係る空気入りラジアルタイヤで、ベルト保護層の配置を示す概念図である。 第４実施形態に係る空気入りラジアルタイヤで、ベルト保護層の配置を示す概念図である。

符号の説明

１０ 空気入りラジアルタイヤ
１１ ビードコア
１２ カーカス
１３ ビード部
１４ ベルト層
１５ ベルト保護層
１６ トレッド部
１８ 周方向主溝
２０ タイヤ赤道部
２２ 陸部列
２４ スパイラルレイヤー
２８ オーバーラップ領域
３９ 溝底部
３９Ｍ 最深部
４０ 段差部
４２ 陸部列
４５ ベルト保護層
４８ オーバーラップ領域
５２Ｒ 陸部列
５２Ｌ 陸部列
５５ ベルト保護層
５８ 周方向主溝
６８ オーバーラップ領域
７２ 陸部列
７２Ｒ 陸部列部
７２Ｌ 陸部列部
７５ ベルト保護層
７８ 周方向主溝
８８ オーバーラップ領域
ＣＬ タイヤ赤道

Claims (5)

1. 一対のビードコアを含むビード部と、前記ビード部間に跨るカーカスと、前記カーカスのタイヤ径方向外側に配置されたベルト層と、前記ベルト層のタイヤ径方向外側に配置されたベルト保護層と、前記ベルト保護層のタイヤ径方向外側に設けられたトレッド部と、を備え、
   前記トレッド部には、複数の周方向主溝が形成され、少なくともタイヤ赤道を通るブロック若しくはリブにより陸部列が形成されている空気入りラジアルタイヤであって、
   前記ベルト保護層は、互いに異なる幅を有する２層からなり、それぞれ、タイヤ周方向に巻回されたスパイラルレイヤーで構成されると共に、タイヤ赤道両側で同幅にされ、
   ２層のうちタイヤ径方向外側の前記ベルト保護層は、タイヤ径方向内側の前記ベルト保護層よりも狭幅であり、前記ベルト層のベルト端と前記タイヤ赤道を通るブロック若しくはリブ及び前記タイヤ赤道を通るブロック若しくはリブを形成する前記周方向主溝のタイヤ径方向内側にのみ配置され、
   タイヤ赤道を跨る２層のベルト保護層同士のオーバーラップ領域の幅は、前記陸部列の幅の５０％以上で、かつ、タイヤ接地幅の２５％以内であり、
   前記周方向主溝は、前記タイヤ赤道に対して非対称である、
   ことを特徴とする空気入りラジアルタイヤ。
2. タイヤ径方向内側の前記ベルト保護層が、前記ベルト層を全幅にわたって覆っていることを特徴とする請求項１に記載の空気入りラジアルタイヤ。
3. 前記陸部列は、前記周方向主溝の溝底部に向かって階段状に広がる段差部を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の空気入りラジアルタイヤ。
4. 前記陸部列はタイヤ赤道を跨っていて、
   前記オーバーラップ領域の幅が１０ｍｍ以上で、
   前記オーバーラップ領域のタイヤ幅方向端が、前記陸部列のタイヤ幅方向端からタイヤ赤道側に２ｍｍ以内に位置していることを特徴とする請求項３に記載の空気入りラジアルタイヤ。
5. 前記段差部の深さ位置は、前記周方向主溝の最深部の深さ位置よりも０．５〜２ｍｍの範囲内で浅いことを特徴とする請求項４に記載の空気入りラジアルタイヤ。

Images