JP5613544B2

JP5613544B2 - 空気入りタイヤ

Info

Publication number: JP5613544B2
Application number: JP2010269559A
Authority: JP
Inventors: 和生下村
Original assignee: Toyo Tire and Rubber Co Ltd
Current assignee: Toyo Tire Corp
Priority date: 2010-12-02
Filing date: 2010-12-02
Publication date: 2014-10-22
Anticipated expiration: 2030-12-02
Also published as: JP2012116405A

Description

本発明は、トレッド部のカーカス層の外周側にベルト層が配設された空気入りタイヤに関する。

通常、空気入りタイヤのトレッド面には、タイヤ周方向に沿って延びる主溝が形成され、その主溝によって陸部が複数に区画される。本発明者が研究を重ねたところ、タイヤを接地させた状態では、接地面内に面内収縮力と呼ばれる力が作用し、それに起因した陸部の変形が摩耗性能に少なからず悪影響を与えることが分かってきた。本明細書では、このような陸部の変形をワイピング変形と呼ぶ。

面内収縮力は、接地面の周縁から中心部に向かって作用し、その周縁に近いほど強い力が作用するため、トレッド幅方向の中央側ではタイヤ周方向に沿ったワイピング変形が支配的となり、トレッド幅方向の両端側ではタイヤ幅方向に沿ったワイピング変形が支配的となる。これにより摩耗の早期進行が促されるとともに、センター摩耗やショルダー摩耗、ヒールアンドトウ摩耗といった偏摩耗の発生が助長されるため、かかるワイピング変形を抑制することで摩耗性能を改善できる見込みがあることが判明した。

下記特許文献１には、陸部であるリブの内方域に補強層（キャップレイヤー）を配設した空気入りタイヤが記載されており、下記特許文献２には、主溝の内方域に補強層（追加保護層）を配設した空気入りタイヤが記載されている。しかし、これらのタイヤでは、補強層に含まれるコードがタイヤ周方向か或いはそれに近い角度で一様に延びるため、タイヤ幅方向に沿ったワイピング変形を抑制できず、上記の見地に関して摩耗性能を改善する効果には乏しいと考えられる。

実開平３−１２３７０２号公報特開２００８−２８５０５９号公報

本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、接地時の面内収縮力に起因したワイピング変形を抑制して摩耗性能を向上できる空気入りタイヤを提供することにある。

上記目的は、下記の如き本発明により達成することができる。即ち、本発明の空気入りタイヤは、トレッド部のカーカス層の外周側にベルト層が配設された空気入りタイヤにおいて、前記ベルト層が、第１のベルトプライと、前記第１のベルトプライの外周側に配設された第２のベルトプライと、前記第２のベルトプライの外周側に配設された第３のベルトプライとを含んでおり、前記第３のベルトプライが、前記ベルト層を構成するベルトプライの中で最もトレッド面の陸部に近く、前記第３のベルトプライが、トレッド幅方向の中央側に位置して且つタイヤ周方向に対するコードの角度が４５°未満となるセンター補強部と、トレッド幅方向の両端側に位置して且つタイヤ周方向に対するコードの角度が４５°を超えるショルダー補強部とを備えるものである。

この空気入りタイヤは、ベルト層が上記の如き第３のベルトプライを含んでおり、タイヤ周方向に沿ったワイピング変形が支配的となるトレッド幅方向の中央側には、コードがタイヤ周方向か或いはそれに近い角度で延びるセンター補強部を備えるとともに、タイヤ幅方向に沿ったワイピング変形が支配的となるトレッド幅方向の両端側には、コードがタイヤ幅方向か或いはそれに近い角度で延びるショルダー補強部を備えることから、接地時の面内収縮力に起因したワイピング変形を抑制して摩耗性能を向上することができる。

本発明では、前記センター補強部でのタイヤ周方向に対するコードの角度が０〜３５°であり、前記ショルダー補強部でのタイヤ周方向に対するコードの角度が７０〜９０°であるものが好ましい。かかる構成によれば、センター補強部のコードの角度をタイヤ周方向に近付けて、トレッド幅方向の中央側におけるワイピング変形を抑制しやすくなるとともに、ショルダー補強部のコードの角度をタイヤ幅方向に近付けて、トレッド幅方向の両端側におけるワイピング変形を抑制しやすくなるため、摩耗性能を効果的に向上できる。

本発明では、前記ショルダー補強部が、前記第３のベルトプライの端部から、トレッド面に形成されたトレッド幅方向の最外側に位置するショルダー主溝の内方域に達する領域に配されているものが好ましい。主溝の形成箇所では、ゴムが欠落しているために溝底を基点としたタイヤ幅方向の面内収縮力が作用しやすく、最外側に位置するショルダー主溝では特にその傾向が顕著であることから、上記構成によれば、タイヤ幅方向に沿ったワイピング変形をショルダー補強部によって有効に抑制することができる。

本発明では、前記第３のベルトプライを構成するコードがスチール製であるものが好ましい。かかる構成によれば、第３のベルトプライのコードを高強度にしてワイピング変形の抑制効果を高めることができる。

本発明に係る空気入りタイヤのトレッド部の一例を示すタイヤ子午線断面図図１のタイヤが備えるベルト層の平面図ショルダー主溝の周辺を示す断面図

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。図１に示したタイヤＴは、小形トラック用空気入りラジアルタイヤであって、そのトレッド部１のカーカス層２の外周側にベルト層３が配設されている。カーカス層２は、タイヤ周方向に対して略直角に延びるコードを含んだトロイダル形状のカーカスプライにより構成され、図示しない一対のビード部からサイドウォール部４を経てトレッド部１に至り、タイヤの骨格を構成している。

ベルト層３は、カーカス層２の外周に積層され、たが効果によってカーカス層２を補強している。ベルト層３の外周側にはトレッドゴム５が設けられており、そのトレッドゴム５の外周面がトレッド面Ｔｒを構成する。トレッド面Ｔｒには、タイヤ周方向に沿って延びる複数本の（本実施形態では四本の）主溝６ａ〜６ｄと、それらにより区画される陸部１０とが設けられている。本実施形態の陸部１０は、不図示の横溝で分断された複数のブロックにより構成されている。

ベルト層３は、ベルトプライ７（第１のベルトプライ）と、ベルトプライ７の外周側に配設されたベルトプライ８（第２のベルトプライ）と、ベルトプライ８の外周側に配設されたベルトプライ９（第３のベルトプライ）とを含んでいる。本実施形態では、カーカス層２の外周にベルトプライ７が積層され、ベルトプライ７の外周にベルトプライ８が積層され、ベルトプライ８の外周にベルトプライ９が積層されている。各ベルトプライは、簾状に平行配列した複数本のコードを含んでおり、それらをゴム被覆して形成されてある。

図２は、ベルト層３の平面図であるが、図中のコードは概念的に記載されており、実際の配列ピッチはもっと密なものとなる。ベルトプライ７，８は、それぞれタイヤ周方向（図２における上下方向）に対してθ７，θ８の角度で傾斜して延びるコードＣ７，Ｃ８を含んでおり、そのコードＣ７，Ｃ８が互いに逆向きに交差するように配置されている。角度θ７，θ８は、例えば１５〜３５°に設定される。

ベルトプライ９は、トレッド幅方向の中央側に位置して且つタイヤ周方向に対するコードＣ９の角度θ９ｃが４５°未満となるセンター補強部９１と、トレッド幅方向の両端側に位置して且つタイヤ周方向に対するコードＣ９の角度θ９ｓが４５°を超えるショルダー補強部９２とを備えている。本実施形態では、角度θ９ｃが０°である例を示す。ベルトプライ９は、ベルト層３を構成するベルトプライの中では最も陸部１０に近く、ワイピング変形の抑制に対する寄与が大きい。

このように、ベルトプライ９は、タイヤ周方向に沿ったワイピング変形が支配的となるトレッド幅方向の中央側では、コードＣ９がタイヤ周方向か或いはそれに近い角度で延びるとともに、タイヤ幅方向に沿ったワイピング変形が支配的となるトレッド幅方向の両端側では、コードＣ９がタイヤ幅方向か或いはそれに近い角度で延びている。かかる構成により、接地時の面内収縮力に起因したワイピング変形を抑制して、摩耗性能を向上することができる。

ワイピング変形の抑制効果を高めるうえで、センター補強部９１におけるコードＣ９の角度θ９ｃは０〜３５°が好ましく、０〜１５°が更に好ましい。また、ショルダー補強部９２におけるコードＣ９の角度θ９ｓは７０〜９０°が好ましく、８０〜９０°が更に好ましい。センター補強部９１のコードＣ９がタイヤ周方向に対して傾斜している場合（即ち、θ９ｃ＞０°となる場合）、センター補強部９１とショルダー補強部９２とで傾斜の向きを同じにすることが好ましく、それにより中央側と両端側との剛性差を抑えられるためタイヤ幅方向の偏摩耗性能の点で有益である。

ベルトプライ９の幅Ｗ９は、好ましくは接地幅ＴＷの７０〜１１０％に設定される。これが７０％未満であると、ベルトプライ９が幅狭となり、ワイピング変形の抑制による摩耗性能の向上効果が低下する傾向にある。また、１１０％を超えると、ベルトプライ９が幅広となり、接地面内でのワイピング変形の抑制に寄与しない無駄な部分が増えてしまう。尚、接地面内でのワイピング変形を的確に抑制する観点から、幅Ｗ９は、より好ましくは接地幅ＴＷの９０〜１００％に設定される。

接地端ＴＥは、正規リムにリム組みし、正規内圧を充填した状態でタイヤを平坦な路面に垂直に置き、正規荷重を加えたときの路面に接地するタイヤ軸方向の最外位置を指し、その接地端ＴＥ間のタイヤ軸方向距離が接地幅ＴＷとなる。正規荷重及び正規内圧は、ＪＩＳＤ４２０２（自動車タイヤの諸元）等に規定された最大荷重（乗用車用タイヤの場合は設計常用荷重）及びこれに見合った空気圧であり、正規リムは、原則としてＪＩＳＤ４２０２等に定められた標準リムである。同じ条件にて幅Ｗ９，Ｗ９１も求められる。

主溝６ａ〜６ｄの形成箇所では、ゴムが欠落しているために溝底を基点としたタイヤ幅方向の面内収縮力が作用しやすく、トレッド幅方向の最外側に位置するショルダー主溝６ａ，６ｄでは特にその傾向が顕著である。そこで、本実施形態では、ショルダー補強部９２を、ベルトプライ９の端部からショルダー主溝６ａ，６ｄの内方域に達する領域に配しており、それによってタイヤ幅方向に沿ったワイピング変形をショルダー補強部９２によって有効に抑制できるようにしている。

ショルダー主溝６ａの溝底を基点としたワイピング変形を十分に抑制する観点から、図３に示した主溝の溝底高さＢＬにショルダー補強部９２を投影した際に、そのショルダー補強部９２が主溝６ａの溝幅Ｗ６の２５０％以上となる領域を占めることが好ましい。このことは、ショルダー主溝６ｄにおいても同様である。溝幅Ｗ６は、溝壁の延長線ＥＬを基準として溝底高さＢＬで測定される。溝底高さＢＬは、主溝６の最深端が位置する高さであり、トレッド面Ｔｒと同等の曲率で延びる。

センター補強部９１の幅Ｗ９１は、好ましくは接地幅ＴＷの４０〜７０％に設定される。これが４０％以上であることにより、タイヤ周方向に沿ったワイピング変形を的確に抑制して、ヒールアンドトウ摩耗の発生や摩耗の早期進行の防止に有益となる。また、７０％以下であることにより、ショルダー補強部９２の配設領域が確保され、ショルダー補強部９２によりタイヤ幅方向に沿ったワイピング変形を的確に抑制して、センター摩耗やショルダー摩耗の発生の防止に有益となる。

本実施形態では、トレッド部１を容易に成形できるように、ベルトプライ９をベルトプライ８の外周に積層している。但し、これに限られず、ベルトプライ９をトレッド面Ｔｒ側にオフセットして、ワイピング変形の抑制作用を高めるようにしてもよい。その場合、ベルトプライ９は溝底高さＢＬ付近に埋設されていれば十分である。キャップ・ベース構造を有する一般的なトレッドゴムであれば、キャップゴムとベースゴムとの界面が溝底高さＢＬと同等の高さに形成されることから、該界面にベルトプライ９を介在させてもよい。

ベルトプライ７，８に含まれるコードＣ７，Ｃ８は、カーカス層２に対する補強効果を高めるうえで、スチール製であることが好ましい。また、ベルトプライ９に含まれるコードＣ９においても、ワイピング変形の抑制効果を高める観点から、スチール製であることが好ましく、スチール相当の強度を持つ他の材料であっても構わない。

本実施形態では、センター補強部９１の端部にショルダー補強部９２の端部を連結した例を示すが、これらを分離させても構わない。本実施形態のように両補強部を連結する場合には、別々に作製したセンター補強部９１とショルダー補強部９２の端部同士を突き合わせてジッパージョイント等により圧着してもよく、或いは、コード同士が重ならないように端部同士をオーバーラップさせて接合してもよい。

本発明の空気入りタイヤは、ベルト層が上記の如き第３のベルトプライを備えること以外は、通常の空気入りタイヤと同等であり、従来公知の材料、形状、構造、製法などが何れも本発明に採用することができる。

本発明の構成と効果を具体的に示すため、下記のような摩耗性能の評価を行ったので説明する。

（１）耐摩耗性能（摩耗ライフ）
実車にタイヤを装着して一般路を５００００ｋｍ走行した後、トレッド幅方向の中央側と両端側とで摩耗量（主溝深さの減少量）を測定し、その摩耗量の最大値の逆数を算出した。評価は、比較例１を１００としたときの指数で示し、数値が大きいほど性能が優れていることを示す。

（２）偏摩耗性能（センター摩耗、ショルダー摩耗）
上記した走行後のタイヤにおいて、トレッド幅方向の中央側における摩耗量（センター摩耗量）と両端側における摩耗量（ショルダー摩耗量）との比（センター摩耗量／ショルダー摩耗量）を測定した。この比が１．０に近いほど均一摩耗の傾向にあり、性能が優れていることを示す。

（３）ヒールアンドトウ摩耗性能
上記した走行後のタイヤにおいて、トレッド幅方向の中央側に設けた陸部であるブロックの踏み込み側と蹴り出し側の高さを測定し、その高低差の逆数を算出した。評価は、比較例１を１００としたときの指数で示し、数値が大きいほど性能が優れていることを示す。

図１に示した構造のタイヤ（サイズＬＴ２６５／７０Ｒ１７）において、第３のベルトプライが、タイヤ周方向と平行に且つ一様に延びるコード（ナイロン製）を含むものを比較例１、タイヤ周方向に対して４５°で且つ一様に延びるコード（スチール製）を含むものを比較例２、図２のようなセンター補強部とショルダー補強部を備え、それらが含むコード（スチール製）の角度θ９ｃ，θ９ｓをそれぞれ０°，８０°としたものを実施例１とした。評価結果を表１に示す。

比較例１では、タイヤ幅方向に沿ったワイピング変形の抑制が十分でないために偏摩耗性能が比較的低く、それに関連して耐摩耗性能も劣っている。比較例２では、タイヤ周方向に沿ったワイピング変形とタイヤ幅方向に沿ったワイピング変形の双方を抑制できていないため、偏摩耗性能やヒールアンドトウ摩耗性能が劣っている。これらに対し、実施例１では、偏摩耗性能やヒールアンドトウ摩耗性能に比較的優れているとともに、耐摩耗性能も向上できている。

１トレッド部
２カーカス層
３ベルト層
６ａショルダー主溝
６ｄショルダー主溝
７第１のベルトプライ
８第２のベルトプライ
９第３のベルトプライ
９１センター補強部
９２ショルダー補強部
Ｃ９第３のベルトプライを構成するコード
Ｔｒトレッド面

Claims

トレッド部のカーカス層の外周側にベルト層が配設された空気入りタイヤにおいて、
前記ベルト層が、第１のベルトプライと、前記第１のベルトプライの外周側に配設された第２のベルトプライと、前記第２のベルトプライの外周側に配設された第３のベルトプライとを含んでおり、
前記第３のベルトプライが、前記ベルト層を構成するベルトプライの中で最もトレッド面の陸部に近く、
前記第３のベルトプライが、トレッド幅方向の中央側に位置して且つタイヤ周方向に対するコードの角度が４５°未満となるセンター補強部と、トレッド幅方向の両端側に位置して且つタイヤ周方向に対するコードの角度が４５°を超えるショルダー補強部とを備えることを特徴とする空気入りタイヤ。
前記センター補強部でのタイヤ周方向に対するコードの角度が０〜３５°であり、前記ショルダー補強部でのタイヤ周方向に対するコードの角度が７０〜９０°である請求項１に記載の空気入りタイヤ。
前記ショルダー補強部が、前記第３のベルトプライの端部から、トレッド面に形成されたトレッド幅方向の最外側に位置するショルダー主溝の内方域に達する領域に配されている請求項１又は２に記載の空気入りタイヤ。
前記第３のベルトプライを構成するコードがスチール製である請求項１〜３いずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
前記センター補強部の端部に前記ショルダー補強部の端部を連結した請求項１〜４いずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
前記第３のベルトプライを前記第２のベルトプライからトレッド面側にオフセットしている請求項１〜５いずれか１項に記載の空気入りタイヤ。