JP6294210B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、耐偏摩耗性能および耐摩耗性能を向上させた空気入りタイヤ、特に、トラック、バス等の重荷重車両に用いられる重荷重用空気入りタイヤに関するものである。

ラジアル構造のカーカスのクラウン域の外周側に、タイヤ周方向に沿って延びるコードをゴム被覆してなる周方向ベルト層を設け、この周方向ベルト層によりタイヤの径成長を抑制するタイヤが知られている（例えば、特許文献１〜３）。これらのタイヤでは、周方向ベルト層を広幅化することにより、ショルダー領域での偏摩耗の発生を抑制している。
さらに、これらのタイヤでは、タイヤ周方向に対して斜めに、かつ層間で互いに交差する向きに延びるコードをゴム被覆してなる交錯ベルト層を設け、これらの交錯ベルト層を広幅化することにより、面内せん断剛性を高め、耐摩耗性能を向上させている。

特開２０００−６２４１１号公報 特開２００９−１８４３７１号公報 特開２００９−１２６３６３号公報

しかしながら、本発明者が耐偏摩耗性能および耐摩耗性能について検討を行っていると、従来の空気入りタイヤでは、ショルダー領域の偏摩耗は抑制されているものの、センター領域の摩耗には、さらなる改善の余地があることを知見し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明の目的は、耐偏摩耗性能および耐摩耗性能を向上させた空気入りタイヤを提供することにある。

本発明の要旨は、以下のとおりである。
（１）１対のビードコア間でトロイド状に延びるカーカスと、このカーカスの径方向外側に、タイヤ周方向に対して斜めに延びるコードをゴム被覆してなる傾斜ベルト層と、タイヤ周方向に沿って延びるコードをゴム被覆してなる周方向ベルト層と、タイヤ周方向に対して斜めに、かつ層間で互いに交差する向きに延びるコードをゴム被覆してなる交錯ベルト層と、をこの順に配置してなるベルトおよびトレッドを具え、
前記周方向ベルト層は、タイヤの断面幅の７０％以上の幅を有し、且つセンター部における層数が、ショルダー部における層数より少なく、
前記傾斜ベルト層は、センター部の少なくとも一部に配置され、且つタイヤ赤道面を中心として、前記周方向ベルト層の幅の３０％以上６０％以下の幅を有すること、を特徴とする空気入りタイヤ。

（２）前記傾斜ベルト層のコードは、タイヤ周方向に対して４０°以上９０°以下で傾斜していることを特徴とする上記（１）に記載の空気入りタイヤ。

（３）前記交錯ベルト層のコードは、タイヤ周方向に対して４０°以上９０°以下で傾斜していることを特徴とする上記（１）または（２）に記載の空気入りタイヤ。

（４）前記交錯ベルト層の幅は、タイヤの断面幅の５０％以上であり、
前記交錯ベルト層のうち少なくとも１層の幅は、タイヤの断面幅の８０％以上である、ことを特徴とする上記（１）〜（３）のいずれかに記載の空気入りタイヤ。

本発明の空気入りタイヤの幅方向の部分断面図である。 本発明の空気入りタイヤの幅方向の部分断面図である。 従来例の空気入りタイヤの幅方向の部分断面図である。 比較例の空気入りタイヤの幅方向の部分断面図である。

以下に、図面を参照しながら本発明の空気入りタイヤを詳細に説明する。
図１は、本発明の空気入りタイヤの幅方向の部分断面図である。本発明の空気入りタイヤは、１対のビードコア間でトロイド状に延びるカーカス２と、このカーカス２の径方向外側に、タイヤ周方向に対して斜めに延びるコードをゴム被覆してなる傾斜ベルト層３と、タイヤ周方向に沿って延びるコードをゴム被覆してなる周方向ベルト層４ａ、４ｂ、４ｃと、タイヤ周方向に対して斜めに、かつ層間で互いに交差する向きに延びるコードをゴム被覆してなる交錯ベルト層５ａ、５ｂと、をこの順に配置してなるベルトおよびトレッド６を具えている。

周方向ベルト層４ａ、４ｂ、４ｃは、例えば、並列に配置した複数本のコードをゴム被覆した３ｍｍ以上２０ｍｍ以下の幅のリボン状のストリップを、タイヤ周方向に対して５度以下の角度で螺旋状に巻回することにより形成することができる。すなわち、周方向ベルト層４ａの一端４ａＥから幅方向外側に螺旋巻回し、所定の幅Ｗ４ａの周方向ベルト層４ａを形成した後、幅方向内側に向かって螺旋巻回し、タイヤ赤道面ＣＬをまたいで所定の幅Ｗ４ｂの周方向ベルト層４ｂを形成した後、再び幅方向内側に向かって螺旋巻回し、所定の幅Ｗ４ｃの周方向ベルト層４ｃを形成することができる。
これにより、センター部ＣＮＴには１層の周方向ベルト層４ｂが配置され、ショルダー部ＳＨＯには２層の周方向ベルト層４ａ、４ｂまたは２層の周方向ベルト層４ｂ、４ｃが配置されているので、周方向ベルト層は、センター部ＣＮＴにおける層数が、ショルダー部ＳＨＯにおける層数より少ない。
なお、本明細書中でセンター部ＣＮＴとは、タイヤ赤道面ＣＬを中心として周方向ベルト層４ｂの幅Ｗ４ｂの７０％±１０％未満の領域をいい、ショルダー部ＳＨＯとは、センター部ＣＮＴの両側の、タイヤ赤道面ＣＬを中心として周方向ベルト層４ｂの幅Ｗ４ｂの７０％±１０％以上１００％±１０％以下の領域をいう。

また、周方向ベルト層４ａ、４ｂ、４ｃのうち最も幅広の周方向ベルト層４ｂの幅Ｗ４ｂは、タイヤの断面幅の７０％以上である。
なお、本明細書中でタイヤの断面幅とは、タイヤを適用リムに装着し、規定の空気圧としたときの幅である。
また、傾斜ベルト層３は、周方向ベルト層４ｂのタイヤ径方向内側、かつ、周方向ベルト層４ｂのセンター部ＣＮＴの少なくとも一部に配置されている。

以下、本発明の作用を説明する。
上述したとおり、従来は、周方向ベルト層および交差ベルト層のベルト幅を広げることにより、ショルダー領域での偏摩耗を抑制していた。これは、周方向ベルト層のベルト張力によるタガ効果をショルダー領域に発揮させることにより、ショルダー領域での接地圧を増大させているためである。
ところが、周方向ベルト層および交差ベルト層のベルト幅を一様に広げると、トレッドのショルダー領域の剛性が高まる一方で、同センター領域の剛性も依然として高く維持されることになるため、両領域間における接地圧の高低差を克服できず、トレッドの耐摩耗性能に改善の余地があった。
そこで、本発明では、周方向ベルト層の幅を、タイヤの断面幅の７０％以上とした上で、周方向ベルト層のセンター部ＣＮＴにおける層数を、ショルダー部ＳＨＯにおける層数より少なくすることにより、センター領域の接地圧を低下させて、すなわち、両領域間における接地圧の高低差を低減して、耐摩耗性能を向上させている。

また、傾斜ベルト層３を周方向ベルト層４ｂのセンター部ＣＮＴの少なくとも一部に配置することにより、周方向ベルト層のセンター部ＣＮＴにおける層数を、ショルダー部ＳＨＯにおける層数より少なくすることにより懸念される突起乗り越し時のベルト破断を防止している。なお、傾斜ベルト層３は、コードがタイヤ周方向に対して傾斜しているため、周方向張力を増加させることはなく、それゆえ、センター領域の耐摩耗性能を悪化させることはない。

以下、本発明の好適実施例を説明する。
（傾斜ベルト層）
傾斜ベルト層３のコードは、タイヤ周方向に対して４０°以上９０°以下で傾斜していることが好ましい。傾斜ベルト層３のコードが、タイヤ周方向に対して４０°未満で傾斜していると、周方向張力を増加させ、センター領域の耐摩耗性能を悪化させるおそれがあるためである。
また、傾斜ベルト層３の幅Ｗ３は、タイヤ赤道面ＣＬを中心として、周方向ベルト層４ｂの幅Ｗ４ｂの３０％以上６０％以下である。傾斜ベルト層３が周方向ベルト層４ｂの幅Ｗ４ｂの３０％未満の領域にのみ配置されていると、突起乗り越し時のベルト破断を防止する効果が十分に発揮されないおそれがある。また、周方向ベルト層４ｂの幅Ｗ４ｂの７０％以上の領域（すなわち、ショルダー部ＳＨＯ）には、周方向ベルト層４ｂ、４ｃが配置されているので、傾斜ベルト層３は周方向ベルト層４ｂの幅Ｗ４ｂの６０％以下の領域に配置すれば、突起乗り越し時のベルト破断を防止する効果を十分に発揮することができる。

（交錯ベルト層）
交錯ベルト層５ａ、５ｂのコードは、タイヤ周方向に対して４０°以上９０°以下で傾斜していることが好ましい。
また、交錯ベルト層５ａ、５ｂの幅Ｗ５ａ、Ｗ５ｂは、タイヤの断面幅の５０％以上であり、交錯ベルト層５ａ、５ｂのうち幅広の交錯ベルト層５ａの幅Ｗ５ａは、タイヤの断面幅の８０％以上であることが好ましい。
交錯ベルト層５ａ、５ｂのコード角度および幅を上述のように規定することにより、幅方向剛性を十分増加させ、偏摩耗性能を維持することができる。

（周方向ベルト層）
周方向ベルト層４ｂの幅Ｗ４ｂは、タイヤの断面幅の７５％以上であることが好ましい。周方向ベルト層４ｂの幅Ｗ４ｂがタイヤの断面幅の７５％以上の場合、ショルダー部ＳＨＯの周方向剛性を十分高めることができ、ショルダー部ＳＨＯの偏摩耗を十分に抑制することができるためである。
また、周方向ベルト層４ａ、４ｂ、４ｃを形成するコードは、タイヤ周方向に沿って直線状に延びる他、波型、ジグザグ型等の形態で延びるものとすることができる。また、コード伸長率が２％前後に到るまでは、小さな引張力で大きく伸長する一方、その伸長率を越えた後は、大きな引張力によっても伸長率が少なくなる、いわゆる初期伸びの大きい、例えばスチール製の撚りコードとすることができる。
なお、周方向ベルト層４ａ、４ｂ、４ｃのコードを、波型等の迂曲形態としてコードの初期伸びを確保するときは、リムに組み付けたタイヤに、ＪＡＴＭＡ等の規格で規定される最高空気圧を充填した状態で、迂曲形態が消失するものとすることが、空気入りタイヤの使用状態での径成長抑制機能を十分発揮させることができるので好ましい。

本発明の空気入りタイヤは、上述した実施例に限定されるものではない。例えば、カーカス２は、２層以上のカーカスプライからなるものとすることもできるし、傾斜ベルト層、周方向ベルト層および交錯ベルト層の層数を増加させることもできる。
また、図２に示すように、周方向ベルト層４ｂのタイヤ径方向外側、かつ、周方向ベルト層４ｂのショルダー部ＳＨＯに、周方向ベルト層４ａ、４ｂを配置してもよいし、図示を省略するが、周方向ベルト層４ｂのタイヤ径方向内側、かつ、周方向ベルト層４ｂのショルダー部ＳＨＯに、周方向ベルト層４ａ、４ｂを配置してもよい。

以下、本発明の実施例について説明するが、本発明はこれだけに限定されるものではない。
発明例タイヤ、比較例タイヤおよび従来例タイヤを表１に示す仕様のもと試作し、耐偏摩耗性能、耐摩耗性能および突起入力性能を評価した。
発明例タイヤ１〜１３（タイヤサイズ：４３５／４５Ｒ２２．５、タイヤ幅：４３０ｍｍ）は、図１に示すベルト構造を有する。
従来例タイヤは、図３に示すベルト構造を有し、傾斜ベルト層３を有さず、周方向ベルト層４ａが周方向ベルト層４ｂと同一の幅を有する点以外、発明例タイヤと同様である。
比較例タイヤ１〜５は、図４に示すベルト構造を有し、傾斜ベルト層３を有さない点以外、発明例タイヤと同様である。
比較例タイヤ６は、図１に示すベルト構造を有し、周方向ベルト層４ｂのベルト幅Ｗ４ｂがタイヤの断面幅の７０％未満である点以外、発明例タイヤと同様である。

（耐偏摩耗性能および耐摩耗性能の評価）
各供試タイヤをリム（１４．００×２２．５）に組み付け、内圧（９００ｋＰａ）を付与した後、車両（普通乗用車の４輪）に装着し、荷重（５０００ｋｇｆ）を与え、平均速度６０ｋｍ／ｈで１００００ｋｍ走行させた。その後、タイヤ赤道面ＣＬにおけるトレッドゴムの摩耗量と、トレッド端ＴＥにおけるトレッドゴムの摩耗量を測定した。
耐偏摩耗性能は、タイヤ赤道面ＣＬにおけるトレッドゴムの摩耗量とトレッド端ＴＥにおけるトレッドゴムの摩耗量との割合で示し、従来例タイヤの割合を１００として指数化した。なお、指数が大きいほど、性能に優れていることを示す。
耐摩耗性能は、タイヤ赤道面ＣＬにおけるトレッドゴムも摩耗量の逆数で示し、従来例タイヤの逆数を１００として指数化した。なお、指数が大きいほど、性能に優れていることを示す。

（突起入力性能の評価）
各供試タイヤをリム（１４．００×２２．５）に組み付け、内圧（９００ｋＰａ）を付与した後、突起高さ水準を変化させバースト発生の有無を測定した。

表１より、発明例タイヤは、従来例および比較例対比で、耐偏摩耗性能および耐摩耗性能を向上させることができるとともに、突起入力性能にも問題がないことを確認できる。

２ カーカス
３ 傾斜ベルト層
４ａ 周方向ベルト層
４ｂ 周方向ベルト層
４ｃ 周方向ベルト層
５ａ 交錯ベルト層
５ｂ 交錯ベルト層
６ トレッド
ＣＮＴ センター部
ＳＨＯ ショルダー

Claims (4)

1. １対のビードコア間でトロイド状に延びるカーカス、このカーカスの径方向外側に、タイヤ周方向に対して斜めに延びるコードをゴム被覆してなる傾斜ベルト層と、該傾斜ベルト層のタイヤ径方向外側に配置され、且つ、タイヤ周方向に沿って延びるコードをゴム被覆してなる周方向ベルト層と、該周方向ベルト層のタイヤ径方向外側に配置され、且つ、タイヤ周方向に対して斜めに、かつ層間で互いに交差する向きに延びるコードをゴム被覆してなる交錯ベルト層と、をこの順に配置してなるベルトおよびトレッドを具え、
   前記周方向ベルト層は、タイヤの断面幅の７０％以上の幅を有し、且つセンター部における層数が、ショルダー部における層数より少なく、且つ、タイヤ赤道面をまたいで延在する前記センター部の一方側のショルダー部は、前記センター部のタイヤ径方向外側に折り返されて延び、前記センター部の他方側のショルダー部は、前記センター部のタイヤ径方向内側に折り返されて延び、
   前記傾斜ベルト層は、センター部の少なくとも一部に配置され、且つタイヤ赤道面を中心として、前記周方向ベルト層の幅の３０％以上６０％以下の幅を有すること、を特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記傾斜ベルト層のコードは、タイヤ周方向に対して４０°以上９０°以下で傾斜していることを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 前記交錯ベルト層のコードは、タイヤ周方向に対して４０°以上９０°以下で傾斜していることを特徴とする請求項１または２に記載の空気入りタイヤ。
4. 前記交錯ベルト層の幅は、タイヤの断面幅の５０％以上であり、
   前記交錯ベルト層のうち少なくとも１層の幅は、タイヤの断面幅の８０％以上である、ことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の空気入りタイヤ。

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