JP6362967B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、一対の環状のビード部で両端が巻き返されたカーカス層と、カーカス層のタイヤ径方向外側に配され、タイヤ幅方向に対して傾斜して延びるコードが配列されたベルトを複数積層して形成されたベルト層と、を備える空気入りタイヤに関する。

従来、空気入りタイヤの内部構造として、タイヤの骨格となるカーカス層の外周側に補強用のベルト層を配置したものが公知である。ベルト層としては、タイヤ周方向に対して傾斜したコードを有する２枚のベルトを積層したものが多く採用されている。

ところで、トラックやバスなどの重荷重車両に用いられる空気入りタイヤでは、センター部の接地圧が高いため、センター部の剛性が不足して耐摩耗性が悪くなる傾向にあった。そのため、このような重荷重用空気入りタイヤでは、センター部の剛性を高めるために３枚以上のベルトを積層したものが存在する（例えば、下記特許文献１及び２等）。これにより、センター部の剛性を確保でき、耐摩耗性を向上できる。

しかしながら、このような３枚以上のベルトを積層したベルト層の構造では、センター部の剛性を確保できるものの、走行時におけるトレッド部の径成長、とりわけトレッドショルダー部の径成長が大きくなるため、トレッドショルダー部での接地圧が増大し、タイヤの偏摩耗を引き起こすおそれがあった。

特開２００４−３５９０３０号公報 特開２００１−２１３１１５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、耐摩耗性を向上しつつ、偏摩耗を抑制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、一対の環状のビード部で両端が巻き返されたカーカス層と、前記カーカス層のタイヤ径方向外側に配され、タイヤ幅方向に対して傾斜して延びるコードが配列されたベルトを複数積層して形成されたベルト層と、を備える空気入りタイヤにおいて、前記ベルト層が、コードがタイヤ幅方向に対して互いに逆向きに傾斜して交差する第１及び第２ベルトと、前記第１及び第２ベルトのタイヤ径方向外側に配され、タイヤ幅方向に対するコードの傾斜角度が前記第１及び第２ベルトのコードの傾斜角度よりも大きい第３ベルトと、を含むものである。

本発明の空気入りタイヤは、カーカス層のタイヤ径方向外側に、複数のベルトを積層して形成されたベルト層を備えている。ベルト層は、第１及び第２ベルトと、第１及び第２ベルトのタイヤ径方向外側に配された第３ベルトとを含む。これにより、センター部の剛性を確保でき、耐摩耗性を向上できる。第１ベルトと第２ベルトは、コードがタイヤ幅方向に対して互いに逆向きに傾斜して交差しており、ワーキングベルトとして機能する。これに対し、第３ベルトは、タイヤ幅方向に対するコードの傾斜角度が第１及び第２ベルトのコードの傾斜角度よりも大きくなっており、第３ベルトによるセンター部の拘束力は比較的弱く、トレッドセンター部は膨らみやすい。これにより、トレッドショルダー部が接地しにくくなり、トレッドショルダー部の接地圧を下げることができる。その結果、トレッドショルダー部の摩耗を減少させて、偏摩耗を抑制できる。

本発明の空気入りタイヤにおいて、前記第３ベルトのタイヤ幅方向端部は、トレッド部に設けられた主溝のタイヤ径方向内側以外に位置することが好ましい。この構成によれば、溝底に歪が集中して起こる主溝の溝底を起点としたクラック（グルーブクラック）の発生を抑制することができる。

本発明の空気入りタイヤにおいて、前記第３ベルトのタイヤ幅方向端部は、タイヤ幅方向の最外側に設けられる一対のショルダー主溝と接地端との間に位置することが好ましい。この構成によれば、トレッドショルダー部の摩耗を減少させて、偏摩耗を抑制できる。

本発明の空気入りタイヤにおいて、前記第３ベルトのコードは、前記第３ベルトに隣接する前記第２ベルトのコードと同じ向きに傾斜していることが好ましい。この構成によれば、第３ベルトが、ワーキングベルトとしての第２ベルトの機能を阻害しないため、センター部の剛性を確保でき、耐摩耗性を向上できる。さらに、第３ベルトのコードのタイヤ幅方向に対する傾斜角度を大きくすることでベルト層によるハンドル流れを抑制できる。

本発明の空気入りタイヤにおいて、前記第３ベルトのタイヤ径方向外側に前記第３ベルトのタイヤ幅方向端部を覆うベルト補強層を備え、前記ベルト補強層は、タイヤ赤道を挟んで隣接するように設けられる少なくとも一対のセンター主溝よりもタイヤ幅方向外側にそれぞれ配されることが好ましい。この構成によれば、ベルト補強層によってトレッドショルダー部の径成長を抑制することで偏摩耗を抑制できる。また、ベルト補強層をセンター主溝間に配置しないことで、センター部の剛性を確保でき、耐摩耗性を向上できる。

本発明の空気入りタイヤの一例を示すタイヤ子午線断面図 ベルト層を模式的に示す平面図 別実施形態に係る空気入りタイヤを示すタイヤ子午線断面図

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は、本発明の空気入りタイヤの一例を示すタイヤ子午線断面図である。図２は、図１の空気入りタイヤのベルト層を模式的に示す平面図である。

図１に示すように、空気入りタイヤは、一対の環状のビード部１と、そのビード部１の各々からタイヤ径方向外側に延びるサイドウォール部２と、そのサイドウォール部２の各々のタイヤ径方向外側端に連なるトレッド部３と、その一対のビード部１の間を補強するカーカス層４とを備えている。カーカス層４は、一対のビード部１で両端が巻き返されている。より具体的には、カーカス層４は、トロイド状をなすカーカスプライからなり、その端部はビードコア１ａとビードフィラー１ｂを挟み込むようにして折り返されている。

トレッド部３におけるカーカス層４のタイヤ径方向外側には、たが効果によりカーカス層４を補強するベルト層５が配設されている。図２は、ベルト層５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。

トレッド部３におけるベルト層５の外周側には、接地面を構成するトレッドゴム７が設けられている。トレッドゴム７の外表面であるトレッド面ＴＲには、タイヤ周方向に沿って延びる複数の主溝と、これらの主溝により区画された複数の陸部とが設けられている。本実施形態では、４本の主溝が設けられている。本発明における主溝は、直線状に形成されるもののほか、ジグザグ状、あるいは波形状に形成されるものでもよい。本発明では、タイヤ赤道ＣＬを挟んで隣接するように設けられる一対の主溝をセンター主溝８１と称し、タイヤ幅方向ＷＤの最外側に位置する一対の主溝をショルダー主溝８２と称する。トレッドゴム７は、一対のショルダー主溝８２間に配置されるセンター部Ｃｅと、各ショルダー主溝８２のタイヤ幅方向ＷＤの外側に配置される一対のショルダー部Ｓｈとを備えている。

ベルト層５は、タイヤ幅方向ＷＤに対して傾斜して延びるコードが配列されたベルトを複数積層して形成されている。ベルト層５は、コードがタイヤ幅方向ＷＤに対して互いに逆向きに傾斜して交差する第１ベルト５１及び第２ベルト５２を含んでいる。本実施形態では、第１ベルト５１がカーカス層４に隣接し、第１ベルト５１のタイヤ径方向外側に第２ベルト５２が配置されている。

第１ベルト５１のコード５１Ｃのタイヤ幅方向ＷＤに対する傾斜角度αは、１８〜２２°が好ましい。また、第２ベルト５２のコード５２Ｃのタイヤ幅方向ＷＤに対する傾斜角度βは、１８〜２２°が好ましい。さらに、傾斜角度αと傾斜角度βは、同一であることが好ましい。

ベルト層５は、第１ベルト５１及び第２ベルト５２のタイヤ径方向外側に配される第３ベルト５３をさらに含んでいる。本実施形態の第３ベルト５３は、第２ベルト５２のタイヤ径方向外側に隣接して配置されている。第３ベルト５３のコード５３Ｃのタイヤ幅方向ＷＤに対する傾斜角度γは、第１ベルト５１のコード５１Ｃの傾斜角度α及び第２ベルト５２のコード５２Ｃの傾斜角度βよりも大きくなっている。この構成によれば、第３ベルト５３によるセンター部Ｃｅの拘束力は比較的弱く、センター部Ｃｅは膨らみやすい。これにより、ショルダー部Ｓｈが接地しにくくなり、ショルダー部Ｓｈの接地圧を下げることができる。その結果、ショルダー部Ｓｈの摩耗を減少させて、偏摩耗を抑制できる。

第３ベルト５３のコード５３Ｃのタイヤ幅方向ＷＤに対する傾斜角度γは、２２〜２５°が好ましい。また、第３ベルト５３のコード５３Ｃは、第３ベルト５３に隣接する第２ベルト５２のコード５２Ｃと同じ向きに傾斜していることが好ましい。第３ベルト５３のコード５３Ｃは、第２ベルト５２のコード５２Ｃと逆の向きに傾斜していてもよいが、第２ベルト５２のコード５２Ｃと同じ向きに傾斜させることで、第３ベルト５３が、ワーキングベルトとしての第２ベルトの機能を阻害しないため、センター部Ｃｅの剛性を確保でき、耐摩耗性を向上できる。さらに、第３ベルト５３のコード５３Ｃのタイヤ幅方向ＷＤに対する傾斜角度γを大きくすることでベルト層５によるハンドル流れを抑制できる。

第１ベルト５１のコード５１Ｃと第２ベルト５２のコード５２Ｃは、同じ線径である。一方、第３ベルト５３のコード５３Ｃの線径は、第１ベルト５１のコード５１Ｃと第２ベルト５２のコード５２Ｃの線径と同じでもよいが、第１ベルト５１のコード５１Ｃと第２ベルト５２のコード５２Ｃの線径よりも細いことが好ましい。より具体的には、コード５３Ｃの線径は、コード５１Ｃ及びコード５２Ｃの線径の５０〜８０％であることが好ましい。第３ベルト５３のコード５３Ｃを細くして、第３ベルト５３の剛性を低下させることで、ハンドル流れを抑制することができる。

第３ベルト５３のタイヤ幅方向端部５３ｅは、トレッド部３に設けられた主溝８１，８２のタイヤ径方向内側以外に位置することが好ましい。すなわち、第３ベルト５３のタイヤ幅方向端部５３ｅは、主溝８１，８２により区画された陸部のタイヤ径方向内側に位置することが好ましい。第３ベルト５３のタイヤ幅方向端部５３ｅの周辺では、歪が集中しやすく、第３ベルト５３のタイヤ幅方向端部５３ｅを主溝８１，８２の近くに配置すると、主溝８１，８２の溝底に歪が集中してグルーブクラックが発生しやすくなる。よって、第３ベルト５３のタイヤ幅方向端部５３ｅを、主溝８１，８２のタイヤ径方向内側以外に配置することで、グルーブクラックの発生を抑制できる。

第３ベルト５３のタイヤ幅方向端部５３ｅは、主溝８１，８２のタイヤ径方向内側以外に位置すればよく、例えば、センター主溝８１とショルダー主溝８２の間の陸部のタイヤ径方向内側に位置してもよい。ただし、第３ベルト５３のタイヤ幅方向端部５３ｅは、タイヤ幅方向ＷＤの最外側に設けられる一対のショルダー主溝８２と接地端ＴＥとの間に位置することが好ましい。特に、第３ベルト５３のタイヤ幅方向端部５３ｅは、ショルダー主溝８２から接地端ＴＥまでの距離の２５〜５０％の範囲に位置するのが好ましい。このとき、ショルダー主溝８２のタイヤ幅方向中央を基準としている。この構成によれば、ショルダー部Ｓｈの摩耗を減少させて、偏摩耗を抑制できる。

第２ベルト５２の幅は、第１ベルト５１の幅の９０〜９５％である。また、第３ベルト５３の幅は、第１ベルト５１の幅の７０〜９０％である。

＜別実施形態＞
図３は、別実施形態に係る空気入りタイヤを示すタイヤ子午線断面図である。このように、本発明において、第３ベルト５３のタイヤ径方向外側に第３ベルト５３のタイヤ幅方向端部５３ｅを覆うベルト補強層６１，６２を備え、ベルト補強層６１，６２は、タイヤ赤道ＣＬを挟んで隣接するように設けられる少なくとも一対のセンター主溝８１よりもタイヤ幅方向外側にそれぞれ配されることが好ましい。この構成によれば、ベルト補強層６１，６２によってショルダー部Ｓｈの径成長を抑制することで偏摩耗を抑制できる。また、ベルト補強層６１，６２をセンター主溝８１間に配置しないことで、センター部Ｃｅの剛性を確保でき、耐摩耗性を向上できる。

ベルト補強層６１，６２の全幅６ｗ（ベルト補強層６１のタイヤ幅方向最外端とベルト補強層６２のタイヤ幅方向最外端との距離）は、最も幅広の第１ベルト５１の幅５ｗの１００〜１０５％であることが好ましい。ベルト補強層６１，６２によりベルト層５の両端部を覆うことで、ベルト層５の耐久性を向上できる。

また、ベルト補強層６１，６２の中抜き幅６ｎ（ベルト補強層６１のタイヤ幅方向最内端とベルト補強層６２のタイヤ幅方向最内端との距離）は、ベルト補強層６１，６２の全幅６ｗの３５〜４０％であることが好ましい。また、ベルト補強層６１のタイヤ幅方向最内端とベルト補強層６２のタイヤ幅方向最内端は、センター主溝８１及びショルダー主溝８２のタイヤ径方向内側以外に位置することが好ましく、センター主溝８１とショルダー主溝８２の間にそれぞれ位置することがより好ましい。

ベルト補強層６１，６２は、タイヤ周方向ＣＤに実質的に平行に配列した補強コードからなる。補強コードの材料としては、有機繊維コードが例示される。有機繊維コードの素材としては、アラミド、ナイロン、ポリエステル、レーヨンを例示することができるが、ナイロンが好ましい。

ベルト補強層６１，６２は、ベルト層５の外周側に、補強コードをスパイラル状に巻回することにより形成される。このとき、巻回する際の送りピッチを適宜変えることで、補強コードの配列密度を設定できる。補強コードの配列密度とは、単位幅あたりのコード本数のことであり、エンド数と呼ばれることもある。

以下、本発明の構成と効果を具体的に示す実施例等について説明する。なお、実施例等における評価項目は下記のようにして測定を行った。

（１）耐摩耗性
実車にタイヤを装着して一般路を５００００ｋｍ走行した後、摩耗量を測定し、その摩耗量の逆数を算出した。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）耐偏摩耗性
上記した走行後のタイヤにおいて、センター部における摩耗量（センター摩耗量）とショルダー部における摩耗量（ショルダー摩耗量）との差（センター摩耗量−ショルダー摩耗量）を算出した。この差が１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）耐久性（ベルト耐久力）
所定の内圧にしたタイヤを所定の荷重で回転ドラムに押し付けて一定速度で走行させ、その荷重を一定時間ごとに上昇させていくベルト耐久力試験を実施した。ベルト層に故障（ベルトセパ）が発生するまでの走行距離を成績として、比較例１の結果を１００としたときの指数で示し、数値が大きいほどベルト耐久力が高く、耐久性に優れていることを示す。

（４）耐グルーブクラック性
オゾンにて劣化させながら一定条件下（内圧・荷重）のもとドラム試験を実施し、溝底クラックの発生状況を２４時間毎に確認した。クラック発生の程度（発生範囲（数）、長さおよび深さ）を比較例１の結果を１００としたときの指数で示し、数値が大きいほどクラックの発生の程度が小さく、耐グルーブクラック性に優れていることを示す。

（５）ハンドル流れ性
ハンドルを操舵せず、車両の流れた距離を測定した。数値が０に近いほどハンドル流れが小さく、ハンドル流れ性が良好であることを示す。

図１に示した構造のタイヤ（サイズＬＴ２６５／７０Ｒ１７）において、第３ベルトのコードのタイヤ幅方向に対する傾斜角度が、第１及び第２ベルトのコードの傾斜角度よりも小さいものを比較例１とし、第３ベルトのコードのタイヤ幅方向に対する傾斜角度が、第１及び第２ベルトのコードの傾斜角度よりも大きいものを実施例１とした。また、実施例１に比較し第３ベルトのタイヤ幅方向端部がショルダー主溝を越えるものを実施例２、実施例２に図３のような中抜きのベルト補強層を追加したものを実施例３、第１及び第２ベルトのコード線径に対し、第３ベルトのコード線径が細い（５０〜８０％）ものを実施例４とした。評価結果を表１に示す。

表１の結果から以下のことが分かる。実施例１の空気入りタイヤは、比較例１と比較して、偏摩耗を抑制できた。実施例２は、実施例１と比較して、グルーブクラックを抑制できた。実施例３は、実施例２と比較して、偏摩耗を抑制できた。実施例４は、実施例３と比較して、ハンドル流れを抑制できた。

４ カーカス層
５ ベルト層
５１ 第１ベルト
５２ 第２ベルト
５３ 第３ベルト
６１ ベルト補強層
６２ ベルト補強層
８１ センター主溝
８２ ショルダー主溝
ＣＬ タイヤ赤道
ＣＤ タイヤ周方向
ＷＤ タイヤ幅方向
ＴＥ 接地端

Claims (4)

1. 一対の環状のビード部で両端が巻き返されたカーカス層と、前記カーカス層のタイヤ径方向外側に配され、タイヤ幅方向に対して傾斜して延びるコードが配列されたベルトを複数積層して形成されたベルト層と、を備える空気入りタイヤにおいて、
   前記ベルト層が、コードがタイヤ幅方向に対して互いに逆向きに傾斜して交差する第１及び第２ベルトと、前記第１及び第２ベルトのタイヤ径方向外側に配され、タイヤ幅方向に対するコードの傾斜角度が前記第１及び第２ベルトのコードの傾斜角度よりも大きい第３ベルトと、を含み、
   前記第３ベルトのタイヤ幅方向端部は、タイヤ幅方向の最外側に設けられる一対のショルダー主溝と接地端との間に位置し、かつ前記ショルダー主溝から接地端までの距離の２５〜５０％の範囲に位置することを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記第３ベルトのタイヤ幅方向端部は、トレッド部に設けられた主溝のタイヤ径方向内側以外に位置す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. 前記第３ベルトのコードは、前記第３ベルトに隣接する前記第２ベルトのコードと同じ向きに傾斜していることを特徴とする請求項１又は２に記載の空気入りタイヤ。
4. 前記第３ベルトのタイヤ径方向外側に前記第３ベルトのタイヤ幅方向端部を覆うベルト補強層を備え、
   前記ベルト補強層は、タイヤ赤道を挟んで隣接するように設けられる少なくとも一対のセンター主溝よりもタイヤ幅方向外側にそれぞれ配されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。

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