JP5601009B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

Description

本発明は空気入りタイヤに関し、特に、トラック及びバスに用いられる重荷重用タイヤに関する。

トラックやバスに用いられる空気入りラジアルタイヤは、重荷重を支持するために、大きな空気圧が充填される。そのため、トレッドとカーカスとの間には、タイヤ周方向に対するコード角度が比較的小さい（例えば、１０度〜３０度）スチールコードを備える耐張力層の他に、タイヤ周方向に対するコード角度が比較的大きい（例えば、４０度〜６０度）スチールコードを備えるベルト強化層が設けられる。
ベルト強化層は、大きな空気圧に対して寸法安定性を確保する役割を果たす。そのため、トレッド接地領域全体において、タイヤ幅方向の断面曲げ剛性が高められ、耐偏摩耗性や操縦安定性が確保される。

しかし、タイヤ幅方向の断面曲げ剛性が高くなり過ぎると、タイヤの摩耗が進行するに従い、石や突起などの凹凸にトレッド表面が追従しにくくなる。そのため、石や突起などの凹凸による応力集中によって、クラウン中央域のトレッド部が損傷（カットチッピング故障）を受けやすくなる。

従来、ベルト強化層を幅方向の中央部で離間させたスプリット構造とし、スプリット域にほぼタイヤ周方向に延びるナイロンコード等の繊維コード層を配置する空気入りタイヤが知られている（特許文献１）。
しかしながら、上記繊維コード層により、タイヤの成形加硫時にトレッドセンター部がリフト（膨径）し難くなる。そのため、クラウン中央部にゴム流れが集中し、タイヤ接地面形状にばらつきが生じるため、ベルト強化層による耐偏摩耗性が低下する。

上記繊維コード層に起因した成形加硫時のゴム流れのばらつきを抑制するために、短繊維をタイヤ周方向に配向させたゴムシート層をスプリット域に設けた空気入りタイヤが知られている（特許文献２）。

特開昭６４−１６０４号公報 特開２００５−２６３０８９号公報

しかしながら、上記繊維コード層を設けた空気入りタイヤでは、空気を充填した際、クラウン中央部がショルダー領域よりも相対的に膨張しやすい。そのため、タイヤ幅方向の中心側が周辺側よりも早く摩耗するセンター摩耗が生じやすい。

本発明は、トレッド部の耐外傷性の低下を抑制しつつ、耐センター摩耗性を向上させることができる空気入りタイヤを提供することを目的とする。

本発明の空気入りタイヤは、タイヤ周方向に対して１０度以上３０度以下の角度をなす第１スチールコードを備える第１ベルトと、タイヤ周方向に対して４５度以上９０度以下の角度をなす第２スチールコードを備え、タイヤ幅方向の中央領域で離間したスプリット構造の第２ベルトと、タイヤ周方向に対して１０度以上３０度以下の角度をなす第３スチールコードを備える第３ベルトと、を備え、第１スチールコードは第３スチールコードと交差し、第２ベルトは、第１ベルトと第３ベルトとの間に位置し、第３ベルトは、第３スチールコードを被覆するベルトコートゴムを備え、前記中央領域において、第３ベルト層よりもタイヤ径方向外側に位置し、１００％伸長時モジュラスが第３ベルトのベルトコートゴムの１００％伸長時モジュラス以上である硬質ゴム層を備える、ことを特徴とする。

また、前記硬質ゴム層の１００％伸長時モジュラスは、６．０ＭＰａ以上１０．０ＭＰａ以下であることが好ましい。

また、第３ベルトのベルトコートゴムの１００％伸長時モジュラスは、５．５ＭＰａ以上７．５ＭＰａ以下であることが好ましい。

また、前記中央領域における第１スチールコードと第３スチールコードとのタイヤ径方向の距離をＴ_１、前記中央領域よりもタイヤ幅方向外方の領域である周辺領域における第１スチールコードと第３スチールコードとのタイヤ径方向の距離をＴ_２、第２スチールコードのコード径をＤとすると、Ｄ≦Ｔ_２−Ｔ_１≦２Ｄであることが好ましい。

また、前記硬質ゴム層の厚さをＴ_３とすると、Ｄ≦Ｔ_３≦２Ｄであることが好ましい。

また、トレッド幅をＷ、タイヤ幅方向における前記硬質ゴム層の幅をＡとすると、０．２Ｗ≦Ａ≦０．４Ｗであることが好ましい。

また、タイヤ赤道線から第２ベルトのタイヤ幅方向外方の端までの距離をＢ／２、タイヤ赤道線から第３ベルトのタイヤ幅方向外方の端までの距離をＣ／２とすると、０．６５Ｃ≦Ｂ≦０．９Ｃであることが好ましい。

本発明の空気入りタイヤによれば、トレッド部の耐外傷性の低下を抑制しつつ、耐センター摩耗性を向上させることができる。

実施形態の空気入りタイヤのトレッド部を示す半断面図である。 実施形態の空気入りタイヤのトレッド部の一部を拡大した図である。 実施形態の空気入りタイヤのトレッド部の一部を展開した図である。 従来例の空気入りタイヤのトレッド部を示す半断面図である。

＜実施形態＞
以下、本発明の空気入りタイヤについて、実施形態に基づいて説明する。以下に説明する実施形態の空気入りタイヤは、ＪＡＴＭＡ ＹＥＡＲ ＢＯＯＫ ２００８（日本自動車タイヤ協会規格）のＣ章に規定されているトラック及びバス用の重荷重用タイヤに適用することができる。

なお、以下の説明において、タイヤ幅方向とは、空気入りタイヤの回転軸と平行な方向である。また、タイヤ幅方向外方とは、タイヤ幅方向において、タイヤ赤道線ＣＬから離れる方向である。また、タイヤ径方向とは、空気入りタイヤの回転軸と直交する方向である。また、タイヤ周方向とは、空気入りタイヤの回転軸を回転の中心として回転する方向である。

まず、図１、図２、図３を参照して、本実施形態の空気入りタイヤの概略構成を説明する。図１は、本実施形態の空気入りタイヤのトレッド部の一例を示す半断面図である。図２は、本実施形態の空気入りタイヤのトレッド部の一部を拡大した図である。図３は、本実施形態の空気入りタイヤのトレッド部の一部を展開した図である。
図１に示されるように、本実施形態の空気入りタイヤのトレッド部１０は、カーカス２０と、第１ベルト３０と、第２ベルト４０と、第３ベルト５０と、硬質ゴム層６０と、保護ベルト７０と、を備える。

図１に示されるように、第１ベルト３０は、カーカス２０よりもタイヤ径方向外側に設けられる。また、図２に示されるように、第１ベルト３０は、第１スチールコード３２と、ベルトコートゴム３４と、を備える。
図３に示されるように、第１スチールコード３２は、タイヤ周方向に対して１０度以上３０度以下の角度をなす。図３に示される例では、第１スチールコード３２は、タイヤ周方向に対して２５度の角度をなす。
ベルトコートゴム３４が複数の第１スチールコード３２を被覆することにより、第１ベルト３０が形成される。

また、図１に示されるように、第２ベルト４０は、第１ベルト３０よりもタイヤ径方向外側に設けられる。また、図２に示されるように、第２ベルト４０は、第２スチールコード４２と、ベルトコートゴム４４と、を備える。
図３に示されるように、第２スチールコード４２は、タイヤ周方向に対して４５度以上９０度以下の角度をなす。図３に示される例では、第２スチールコード４２は、タイヤ周方向に対して５０度の角度をなす。
ベルトコートゴム４４が複数の第２スチールコード４２を被覆することにより、第２ベルト４０が形成される。

また、図１、図３に示されるように、第２ベルト４０は、第１ベルト３０と第３ベルト５０との間に位置する。また、第２ベルト４０は、タイヤ幅方向において離間したスプリット構造である。ここで、タイヤ赤道線ＣＬの両側の第２ベルト４０に挟まれる領域（図３にＸで示される領域）を「中央領域」と定義する。また、中央領域よりもタイヤ幅方向外方の領域（図３にＹで示される領域）を「周辺領域」と定義する。すなわち、第２ベルト４０は、タイヤ幅方向の中央領域で離間したスプリット構造であると言える。

また、図１に示されるように、第３ベルト５０は、中央領域において、第１ベルト３０よりもタイヤ径方向外側に設けられる。また、第３ベルト５０は、周辺領域において、第２ベルト４０よりもタイヤ径方向外側に設けられる。また、図２に示されるように、第３ベルト５０は、第３スチールコード５２と、ベルトコートゴム５４と、を備える。
図３に示されるように、第３スチールコード５２は、第１スチールコード３２と交差する。また、第３スチールコード５２は、タイヤ周方向に対して１０度以上３０度以下の角度をなす。図３に示される例では、第３スチールコード５２は、タイヤ周方向に対して１７度の角度をなす。
ベルトコートゴム５４が複数の第３スチールコード５２を被覆することにより、第３ベルト５０が形成される。
第１ベルト３０と第３ベルト５０により、交差ベルトが形成される。

なお、本実施形態では、ベルトコートゴム３２，４２，５２の組成は同一である。ベルトコートゴム３２，４２，５２の１００％伸長時モジュラスは、５．５ＭＰａ以上７．５ＭＰａ以下である。ここで、１００％伸長時モジュラスは、ＪＩＳ Ｋ６２５１に準拠して測定される値である。

本実施形態の空気入りタイヤによれば、第２ベルト４０がスプリット構造であるため、トレッド部の耐外傷性の低下を抑制することができる。また、本実施形態の空気入りタイヤによれば、第２ベルト４０が第１ベルト３０と第３ベルト５０との間に位置するため、周辺領域におけるタガ効果を、中心領域におけるタガ効果に比べて低減することができる。これにより、中央領域と周辺領域との外径成長を従来よりも均一にすることができる。そのため、本実施形態によれば、耐センター摩耗性を向上させることができる。

また、図１に示されるように、硬質ゴム層６０は、中央領域において、第３ベルト５０よりもタイヤ径方向外側に設けられる。硬質ゴム層６０の１００％伸長時モジュラスは、第３ベルト５０のベルトコートゴム５４の１００％伸長時モジュラス以上である。硬質ゴム層６０の１００％伸長時モジュラスを、第３ベルト５０のベルトコートゴム５４の１００％伸長時モジュラス以上とすることにより、中央領域と周辺領域との外径成長を従来よりも均一にすることができる。そのため、本実施形態によれば、耐センター摩耗性を向上させることができる。

また、硬質ゴム層６０の１００％伸長時モジュラスは、６．０ＭＰａ以上１０．０ＭＰａ以下である。硬質ゴム層６０の１００％伸長時モジュラスを６．０ＭＰａ以上とすることにより、耐センター摩耗性を向上させることができる。また、硬質ゴム層６０の１００％伸長時モジュラスを１０．０ＭＰａ以下とすることにより、トレッド部の耐外傷性の低下を抑制することができる。

また、図１に示されるように、保護ベルト７０は、中央領域において、硬質ゴム層６０よりもタイヤ径方向外側に設けられる。また、保護ベルト７０は、周辺領域において、第３ベルト５０よりもタイヤ径方向外側に設けられる。保護ベルト７０は、第１ベルト３０、第２ベルト４０、第３ベルト５０、硬質ゴム層６０に外部から損傷が加わるのを抑制する。

ここで、図２に示されるように、中央領域において、第１スチールコード３２と第３スチールコード５２とのタイヤ径方向の距離をＴ_１とする。また、周辺領域において、第１スチールコード３２と第３スチールコード５２とのタイヤ径方向の距離をＴ_２とする。また、第２スチールコード４２のコード径をＤとする。このとき、Ｄ≦Ｔ_２−Ｔ_１≦２Ｄである。
Ｄ≦Ｔ_２−Ｔ_１≦２Ｄとすることにより、第１スチールコード３２及び第３スチールコード５２による周辺領域におけるタガ効果を、中心領域におけるタガ効果に比べて低減することができる。そのため、Ｄ≦Ｔ_２−Ｔ_１≦２Ｄとすることにより、耐センター摩耗性を向上させることができる。
また、硬質ゴム層６０の厚さをＴ_３とすると、Ｄ≦Ｔ_３≦２Ｄである。
例えば、Ｔ_１は１．０ｍｍ、Ｔ_２は３．０ｍｍ、Ｔ_３は２．０ｍｍ、Ｄは１．２５ｍｍである。

また、図１に示されるように、トレッド幅をＷ、タイヤ幅方向における硬質ゴム層６０の幅をＡとする。また、タイヤ赤道線ＣＬから第２ベルト４０のタイヤ幅方向外方の端までの距離をＢ／２、タイヤ赤道線ＣＬから第３ベルト５０のタイヤ幅方向外方の端までの距離をＣ／２とする。
このとき、硬質ゴム層６０の幅Ａは、０．２Ｗ≦Ａ≦０．４Ｗの関係を満たす。０．２Ｗ≦Ａとすることにより、トレッド部の耐外傷性の低下を抑制することができる。また、Ａ≦０．４Ｗとすることにより、耐センター摩耗性を向上させることができる。
また、第２ベルト４０の端と、第３ベルト５０の端とは、０．６５Ｃ≦Ｂ≦０．９Ｃの関係を満たす。０．６５Ｃ≦Ｂ≦０．９Ｃとすることにより、中央領域と周辺領域との外径成長を従来よりも均一にすることができる。そのため、本実施形態によれば、耐センター摩耗性を向上させることができる。

以上説明したように、本実施形態の空気入りタイヤは、第２ベルト４０がスプリット構造であるため、トレッド部の耐外傷性の低下を抑制することができる。また、本実施形態の空気入りタイヤは、第２ベルト４０が第１ベルト３０と第３ベルト５０との間に位置するため、耐センター摩耗性を向上させることができる。

また、本実施形態の空気入りタイヤは、中央領域において、第３ベルト５０よりもタイヤ径方向外側に硬質ゴム層６０が設けられるため、耐センター摩耗性を向上させることができる。

種々の空気入りタイヤを用いて、本発明の効果を確認する試験を行った。タイヤサイズは、１１Ｒ２２．５であり、ＪＡＴＭＡ ＹＥＡＲ ＢＯＯＫ ２００８（日本自動車タイヤ協会規格）に規定された空気圧の条件を用いた。荷重条件は、ＪＡＴＭＡ ＹＥＡＲ ＢＯＯＫ ２００８（日本自動車タイヤ協会規格）で規定される条件とした。各テストタイヤを車両総重量１０ｔ（３軸車２軸駆動）の重荷重用車両の駆動軸に装着し、以下のような試験を行った。

（耐外傷性）
各試験タイヤが装着された試験車両で一般路を３万ｋｍ走行し、走行後の空気入りタイヤのトレッド面を観察した。評価結果は、トレッド面に観察された欠けなどの外傷を５点法で示し、値が小さいほど耐外傷性が優れていることを示している。

（耐センター摩耗性）
各試験タイヤが装着された試験車両で一般路を３万ｋｍ走行し、走行後のトレッド部のセンター領域の周方向溝の摩耗量とショルダー領域の周方向溝の摩耗量との差を指数化することにより行った。評価結果は、従来例を１００とする指数で示し、指数が大きいほど、耐センター摩耗性が高いことを示している。

（従来例、実施例１〜３、比較例１）
従来例、実施例１〜３、比較例１の空気入りタイヤを用いて、タイヤ周方向に対して第２スチールコード４２がなす角度を変えることの効果を調べた。
まず、図４を参照して、従来例の空気入りタイヤについて説明する。図４は、従来例の空気入りタイヤのトレッド部の一例を示す半断面図である。従来例の空気入りタイヤは、図１を参照して説明した実施形態の空気入りタイヤと異なり、硬質ゴム層６０の代わりに繊維コード層６２を備える。繊維コード層６２は、ほぼタイヤ周方向に延びるナイロンコードを備える。また、従来例の空気入りタイヤは、図１を参照して説明した実施形態の空気入りタイヤとは、第１ベルト３０、第２ベルト４０、第３ベルト５０、繊維コード層６２の位置関係が異なる。

図４に示されるように、従来例の空気入りタイヤでは、タイヤ周方向に対して７０度の角度をなす第２スチールコード４２を備える第２ベルト４０が、カーカス２０よりもタイヤ径方向外側に設けられる。また、従来例の第２ベルト４０は、タイヤ幅方向において離間したスプリット構造である。
また、従来例の空気入りタイヤは、中央領域において、カーカス２０よりもタイヤ径方向外側に繊維コード層６２を備える。

また、従来例の空気入りタイヤでは、タイヤ周方向に対して２５度の角度をなす第１スチールコード３２を備える第１ベルト３０が、繊維コード層６２、第２ベルト４０よりもタイヤ径方向外側に設けられる。
また、従来例の空気入りタイヤでは、タイヤ周方向に対して１７度の角度をなす第３スチールコード５２を備える第３ベルト５０が、第１ベルト３０よりもタイヤ径方向外側に設けられる。
また、従来例の空気入りタイヤの繊維コード層６２の幅は、トレッド幅の２７％である。

次に、各実施例、各比較例の空気入りタイヤについて説明する。以下に説明する各実施例、各比較例の空気入りタイヤの基本的な構成は、上述した実施形態と同様で得ある。
実施例１〜３、比較例１の硬質ゴム層６０の１００％伸長時モジュラスは、いずれも７．０ＭＰａである。また、実施例１〜３、比較例１の硬質ゴム層６０の幅Ａは、いずれもＡ／Ｗ＝０．２７の関係を満たす。
従来例の第２スチールコード４２は、タイヤ周方向に対して７０度の角度をなす。
比較例１の第２スチールコード４２は、タイヤ周方向に対して４０度の角度をなす。
実施例１の第２スチールコード４２は、タイヤ周方向に対して４５度の角度をなす。
実施例２の第２スチールコード４２は、タイヤ周方向に対して７０度の角度をなす。
実施例３の第２スチールコード４２は、タイヤ周方向に対して９０度の角度をなす。

従来例、実施例１〜３、比較例１における耐外傷性、耐センター摩耗性の試験結果を表１に示す。

表１の結果から、第２スチールコード４２が、タイヤ周方向に対して４５度以上９０度以下の角度をなすことにより、耐外傷性が低下することなく、耐センター摩耗性が向上することが分かった。

（従来例、実施例２，４〜７）
従来例、実施例２，４〜７の空気入りタイヤを用いて、硬質ゴム層６０の１００％伸長時モジュラスを変えることの効果を調べた。
従来例、実施例２，４〜７の第２スチールコード４２は、いずれも、タイヤ周方向に対して７０度の角度をなす。また、実施例２，４〜７の硬質ゴム層６０の幅Ａは、いずれもＡ／Ｗ＝０．２７の関係を満たす。
実施例４の硬質ゴム層６０の１００％伸長時モジュラスは、５．０ＭＰａである。
実施例５の硬質ゴム層６０の１００％伸長時モジュラスは、６．０ＭＰａである。
実施例２の硬質ゴム層６０の１００％伸長時モジュラスは、７．０ＭＰａである。
実施例６の硬質ゴム層６０の１００％伸長時モジュラスは、１０．０ＭＰａである。
実施例７の硬質ゴム層６０の１００％伸長時モジュラスは、１２．０ＭＰａである。

従来例、実施例２，４〜７における耐外傷性、耐センター摩耗性の試験結果を表２に示す。

表２の結果から、硬質ゴム層６０の１００％伸長時モジュラスを６．０ＭＰａ以上とすることにより、耐センター摩耗性が向上することが分かった。また、硬質ゴム層６０の１００％伸長時モジュラスを１０．０ＭＰａよりも大きくすると耐外傷性が低下する可能性があるため、耐外傷性の低下を抑制するためには、硬質ゴム層６０の１００％伸長時モジュラス１０．０ＭＰａ以下とすることが好ましいことが分かった。

（従来例、実施例２，８〜１１）
従来例、実施例２，８〜１１の空気入りタイヤを用いて、硬質ゴム層６０の幅Ａを変えることの効果を調べた。
従来例、実施例２，８〜１１の第２スチールコード４２は、いずれも、タイヤ周方向に対して７０度の角度をなす。また、実施例２，８〜１１の硬質ゴム層６０の１００％伸長時モジュラスは、いずれも７．０ＭＰａである。
実施例８の硬質ゴム層６０の幅Ａは、Ａ／Ｗ＝０．１５の関係を満たす。
実施例９の硬質ゴム層６０の幅Ａは、Ａ／Ｗ＝０．２０の関係を満たす。
実施例２の硬質ゴム層６０の幅Ａは、Ａ／Ｗ＝０．２７の関係を満たす。
実施例１０の硬質ゴム層６０の幅Ａは、Ａ／Ｗ＝０．４０の関係を満たす。
実施例１１の硬質ゴム層６０の幅Ａは、Ａ／Ｗ＝０．４５の関係を満たす。

従来例、実施例２，８〜１１における耐外傷性、耐センター摩耗性の試験結果を表３に示す。

表３の結果から、硬質ゴム層６０の幅ＡがＡ≦０．４Ｗの関係を満たすことにより、耐センター摩耗性が向上することが分かった。また、硬質ゴム層６０の幅ＡがＡ＜０．２Ｗの関係を満たす場合は、耐外傷性が低下する可能性があるため、耐外傷性の低下を抑制するためには、硬質ゴム層６０の幅Ａが０．２Ｗ≦Ａの関係を満たすことが好ましいことが分かった。

表１〜表３に示される結果より、本発明の空気入りタイヤにより、トレッド部の耐外傷性の低下を抑制しつつ、耐センター摩耗性を向上させることができることが分かった。

１０ トレッド部
２０ カーカス
３０ 第１ベルト
３２ 第１スチールコード
３４，４４，５４ ベルトコートゴム
４０ 第２ベルト
４２ 第２スチールコード
５０ 第３ベルト
５２ 第３スチールコード
６０ 硬質ゴム層
６２ 繊維コード層
７０ 保護ベルト

Claims (7)

1. タイヤ周方向に対して１０度以上３０度以下の角度をなす第１スチールコードを備える第１ベルトと、
   タイヤ周方向に対して４５度以上９０度以下の角度をなす第２スチールコードを備え、タイヤ幅方向の中央領域で離間したスプリット構造の第２ベルトと、
   タイヤ周方向に対して１０度以上３０度以下の角度をなす第３スチールコードを備える第３ベルトと、を備え、
   第１スチールコードは第３スチールコードと交差し、
   第２ベルトは、第１ベルトと第３ベルトとの間に位置し、
   第３ベルトは、第３スチールコードを被覆するベルトコートゴムを備え、
   前記中央領域において、第３ベルト層よりもタイヤ径方向外側に位置し、１００％伸長時モジュラスが第３ベルトのベルトコートゴムの１００％伸長時モジュラス以上である硬質ゴム層を備える、ことを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記硬質ゴム層の１００％伸長時モジュラスは、６．０ＭＰａ以上１０．０ＭＰａ以下である、請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 第３ベルトのベルトコートゴムの１００％伸長時モジュラスは、５．５ＭＰａ以上７．５ＭＰａ以下である、請求項１又は２に記載の空気入りタイヤ。
4. 前記中央領域における第１スチールコードと第３スチールコードとのタイヤ径方向の距離をＴ_１、前記中央領域よりもタイヤ幅方向外方の領域である周辺領域における第１スチールコードと第３スチールコードとのタイヤ径方向の距離をＴ_２、第２スチールコードのコード径をＤとすると、Ｄ≦Ｔ_２−Ｔ_１≦２Ｄである、請求項１乃至３のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
5. 前記硬質ゴム層の厚さをＴ_３とすると、Ｄ≦Ｔ_３≦２Ｄである、請求項４に記載の空気入りタイヤ。
6. トレッド幅をＷ、タイヤ幅方向における前記硬質ゴム層の幅をＡとすると、０．２Ｗ≦Ａ≦０．４Ｗである、請求項１乃至４のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
7. タイヤ赤道線から第２ベルトのタイヤ幅方向外方の端までの距離をＢ／２、タイヤ赤道線から第３ベルトのタイヤ幅方向外方の端までの距離をＣ／２とすると、０．６５Ｃ≦Ｂ≦０．９Ｃである、請求項１乃至６のいずれかに記載の空気入りタイヤ。