WO2016203897A1 - 重荷重用空気入りラジアルタイヤ - Google Patents

Abstract

従来よりも、耐カット性を向上させた重荷重用空気入りラジアルタイヤを提供する。　トロイド状に延び、ラジアル配列されたコードをゴム被覆してなる少なくとも１枚のカーカスプライ５からなるカーカスと、カーカスのクラウン部外周上に、タイヤ周方向に対して傾斜する少なくとも４層のベルト層６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄからなるベルトと、を有する重荷重用空気入りラジアルタイヤ１０であり、ベルト層のうち、最もタイヤ径方向内側に配置される最内層ベルト層６ａは、少なくともタイヤ幅方向中心部を覆い、タイヤ周方向に対して４０°以上傾斜しており、最内層ベルトと、ベルト層のうちタイヤ径方向最も外側に配置される最外層ベルト層６ｄと、の間に配置されるベルト層６ｂ、６ｃは、タイヤ周方向に対して対称に傾斜してなり、最内層ベルト層と６ａ、最外層ベルト層６ｄと、が同一方向に傾斜してなる。

Description

重荷重用空気入りラジアルタイヤ

　本発明は、重荷重用空気入りラジアルタイヤ（以下、単に、「タイヤ」とも称す）に関し、詳しくは、従来よりも、耐カット性を向上させた重荷重用空気入りラジアルタイヤに関する。

　重荷重用空気入りラジアルタイヤは、主として荒地を走行するため、カット傷を受けやすいことから、高い耐久性が求められている。このような空気入りタイヤのカーカスの外周側には、スチール製のコードにより構成される交錯ベルト層が一般に配置されている。このようなタイヤの耐久性を左右する大きな要因として、走行成長性が挙げられる。この走行成長性を抑制する手法として、ベルトを構成するコードのトレッドの周方向に対する角度であるベルト角度を小さくしてタイヤ周方向に沿った剛性を高める手法がとられてきた。

　しかしながら、ベルト角度をタイヤ周方向に近付けると、ベルト端部からトレッドゴムが剥がれるセパレーションを引き起こす可能性が大きくなる。このような課題に対して、特許文献１では、交錯ベルト層の第１層を構成するコードの角度を、１０°≧Ａ１＞０°、第２層から第４層までをそれぞれ構成するコードの角度を３０°＞Ａｎ≧１５°とし、各ベルト層の幅を所定の範囲とし、さらに、所定のモジュラス、厚みを有する端ゴム材を配置することで、ベルトの耐久性を向上させることが提案されている。

特開２００２－２２５５０６号公報

　近年、高内圧高荷重で使用される重荷重用空気入りラジアルタイヤにおいては、耐カット性に対する要求が高まり、今後も、耐カット性に対するに対する要望はますます厳しくなるものと予想され、新たな技術が望まれているのが現状である。

　そこで、本発明の目的は、従来よりも、耐カット性を向上させた重荷重用空気入りラジアルタイヤを提供することにある。

　本発明者は、上記課題を解消するために鋭意検討した結果、以下の知見を得た。すなわち、カットを引き起こす突起物にタイヤが乗り上げると、突起物との接触領域は、タイヤ周方向に対して７°～２２°ねじれることを見出した。かかる知見を基に、本発明者はさらに鋭意検討した結果、ベルトの構成を下記のとおりとすることで、上記課題を解消することができることを見出し、本発明を完成するに至った。

　すなわち、本発明の重荷重用空気入りラジアルタイヤは、トロイド状に延び、ラジアル配列されたコードをゴム被覆してなる少なくとも１枚のカーカスプライからなるカーカスと、該カーカスのクラウン部外周上に、タイヤ周方向に対して傾斜する少なくとも４層のベルト層からなるベルトと、を有する重荷重用空気入りラジアルタイヤであって、
　前記ベルト層のうち、最もタイヤ径方向内側に配置される最内層ベルト層は、少なくともタイヤ幅方向中心部を覆い、タイヤ周方向に対して４０°以上傾斜しており、前記最内層ベルトと、前記ベルト層のうちタイヤ径方向最も外側に配置される最外層ベルト層と、の間に配置されるベルト層は、タイヤ周方向に対して対称に傾斜してなる重荷重用空気入りラジアルタイヤにおいて、
　前記最内層ベルト層と、前記最外層ベルト層と、が同一方向に傾斜してなることを特徴とするものである。

　本発明のタイヤにおいては、前記ベルトが、４枚のベルト層からなることが好ましい。また、本発明のタイヤにおいては、前記ベルト層のうち、最内層ベルト層以外のベルト層が、タイヤ周方向に対して３０°以下で傾斜していることが好ましい。さらに、本発明のタイヤにおいては、前記ベルト層のうちタイヤ径方向内側から２番目に配置されるベルト層の幅が、トレッド幅対比８５～９５％であり、前記最外層ベルト層の幅が、前記２番目に配置されるベルト層の幅対比３５％以上であることが好ましい。

　本発明によれば、従来よりも、耐カット性を向上させた重荷重用空気入りラジアルタイヤを提供することができる。

本発明に一好適な実施の形態に係る重荷重用空気入りラジアルタイヤの幅方向断面図である。 本発明の一好適な実施の形態に係るタイヤが突起物への乗り上げた際の、ベルトの構造とトレッドのねじれの関係を示す概略平面図であり、第１ベルト層と第４ベルト層が同じ方向に傾いている場合である。 本発明の一好適な実施の形態に係るタイヤが突起物への乗り上げた際の、ベルトの構造とトレッドのねじれの関係を示す概略平面図であり、第１ベルト層と第４ベルト層が異なる方向に傾いている場合である。

　以下、本発明の空気入りタイヤについて、図面を用いて詳細に説明する。
　図１は、本発明に一好適な実施の形態に係る重荷重用空気入りラジアルタイヤのタイヤ幅方向断面図である。図示するタイヤ１０は、ビードコア１が埋設された左右一対のビード部２および一対のサイドウォール部３と、両サイドウォール部３に連なるトレッド部４とを有し、左右一対のビードコア１間にまたがってトロイド状に延在して、これら各部を補強する１枚のカーカスプライ５を備えている。

　本発明のタイヤ１０は、タイヤ周方向に対して傾斜する少なくとも４層（図示例では、第１ベルト層６ａ、第２ベルト層６ｂ、第３ベルト層６ｃ、第４ベルト層６ｄの４層）からなるベルト６を備えている。ベルト層のうち、最もタイヤ径方向内側に配置される最内層ベルト層（図示例では、第１ベルト層６ａ）は、少なくともタイヤ幅方向中心部を覆い、タイヤ周方向に対して４０°以上傾斜している。また、第１ベルト層６ａと最外層ベルト層（図示例では、第４ベルト層６ｄ）との間に配置されるベルト層（図示例では、第２ベルト層６ｂおよび第３ベルト層６ｃ）は、タイヤ周方向に対して対称に傾斜してなる。本発明のタイヤ１０においては、最内層ベルト層と最外層ベルト層とが、図示例においては、第１ベルト層６ａと第４ベルト層６ｂとが同一方向に傾斜してなる。

　上述のとおり、タイヤ１０が突起物に乗り上げた場合、トレッド部４の突起物等との接触領域に力が加わるが、この接触領域には同時にねじれが生じる。このねじれの方向は、最内層ベルトと最外層ベルト層との間に配置されるベルト層（図示例では第２ベルト層６ｂおよび第３ベルト層６ｃ）が、タイヤ周方向に対して対称に傾斜してなる場合、最内層ベルト層（第１ベルト層６ａ）の角度と同じ方向になることが多い。図２は、本発明の一好適な実施の形態に係るタイヤが突起物への乗り上げた際の、ベルトの構造とトレッドのねじれの関係を示す概略平面図であり、図２Ａは、第１ベルト層６ａと第４ベルト層６ｄが同じ方向に傾いている場合であり、図２Ｂは、第１ベルト層６ａと第４ベルト層６ｄが異なる方向に傾いている場合である。

　図２Ａに示すように、第１ベルト層６ａと第４ベルト層６ｄが同じ方向に傾いている場合、タイヤが突起物に乗り上げると、図中の２点鎖線で囲まれた突起物との接触領域４ａは、右上がりの角度を有する第１層ベルト層６ａと同じ右方向にねじれるため、接地領域４ａは右下がりになる。したがって、タイヤが突起物に乗り上げた際に加わる力は、図示例においては、接触領域４ａ内に存在する第４ベルト層６ｄの５本のベルトコードで負担することになる。

　一方、図２Ｂに示すように、第１ベルト層６ａと第４ベルト層６ｄが異なる方向に傾いている場合、タイヤが突起物に乗り上げると、接触領域４ａは、右上がりの角度を有する第１層ベルト層６ａと同じ右方向にねじれ、接地領域４ａは右下がりとなるが、第４ベルト層は左上がりの角度を有しているため、タイヤが突起物に乗り上げた際に加わる力は、図示例においては、接触領域４ａ内に存在する第４ベルト層６ｄの４本のベルトコードで負担することになる。すなわち、最内層ベルト層と最外層ベルト層とは、同じ方向に傾いていた方が、ベルトコード１本当たりの負担が小さくなり、これにより、ベルトの耐久性が向上する。このような効果は、ベルト層が４層であるタイヤにおいて顕著である。その理由は、ベルト層の枚数が少ないため、トレッド部４のねじれの影響が大きいからである。

　また、本発明のタイヤ１０において、第１ベルト層６ａの角度を、タイヤ周方向に対して４０°以上、好適には４０～５０°としているのは、トレッド部４の突起物との接触領域４ａのねじれが、顕著に発生するからである。なお、第１ベルト層６ａが、タイヤ幅方向中心部を覆っていない、いわゆる中抜き構造では、突起物に乗り上げても、トレッド部のねじれは生じない。

　本発明のタイヤ１０においては、ベルト層のうち、第１ベルト層６ａ以外のベルト層（図示例では、第２ベルト層６ｂ、第３ベルト層６ｃ、第４ベルト層６ｄ）が、タイヤ周方向に対して３０°以下の角度で傾斜していることが好ましい。タイヤ１０に内圧を充填した場合、タイヤは外側に向かって径成長するが、径成長するとカットが入りやすくなる。そこで、上記ベルト層の角度周方向に近くすることで、タイヤの径成長を抑制し、さらに耐カット性を向上させている。特に、４層のベルト層を有するタイヤにおいては、最内層ベルト層と最外層ベルト層以外のベルト層（図示例では、第２ベルト層６ｂと、第３ベルト層６ｃ）の角度は、タイヤ周方向に対して１２°～２６°が好ましい。また、最外層ベルト層（図示例では、第４ベルト層６ｄ）は、上述した本発明の効果の観点から、タイヤ周方向に対して４°～２６°傾斜していることが好ましい。

　また、本発明のタイヤ１０においては、第２ベルト層６ｂの幅が、トレッド幅対比８５～９５％であり、最外層ベルト層（図示例では、第４ベルト層６ｄ）の幅が、第２ベルト層６ｂの幅対比３５％以上であることが好ましい。ここで、トレッド幅とは、タイヤ幅方向両側のトレッド端同士の間隔のことである。トレッド端とは、重荷重用空気入りラジアルタイヤをＪＡＴＭＡ　ＹＥＡＲ　ＢＯＯＫ（２００４年度版、日本自動車タイヤ協会規格）に規定されている標準リムに装着し、ＪＡＴＭＡ　ＹＥＡＲ　ＢＯＯＫでの適用サイズ・プライレーティングにおける最大負荷能力（内圧－負荷能力対応表の太字荷重）に対応する空気圧（最大空気圧）の１００％を内圧として充填し、最大負荷能力を負荷したときのタイヤ幅方向最外の接地部分を指す。

　最外層ベルトの幅を上記範囲とすることで、接地圧が高いセンター部の耐カット性を良好に確保することができる。なお、最外層ベルト層の幅を、第２ベルト層６ｂの幅対比８５％以上とすることで、最外層ベルト層よりも１層内側にあるベルト層（図示例では第３ベルト層６ｃ）を十分に保護することが可能になるが、幅を広げた際に最外層ベルト層と最外層ベルト層よりも１層内側にあるベルト層の層間のせん断歪が悪化して、セパレーションをおこす場合がある。そこで、最外層ベルト層の内側端部に層間ゴムを配置することで、最外層ベルト層と最外層ベルト層よりも１層内側のベルト層との間の歪を緩和し、耐ベルトセパレーション性を向上させることができる。

　さらに、本発明のタイヤ１０においては、第１ベルト層６ａと第２ベルト層６ｂとの傾斜角度を同一とすることも好ましい。第１ベルト層６ａと第２ベルト層６ｂとの傾斜角度を同じにすることで、第１ベルト層６ａと第２ベルト層６ｂとの層間におけるせん断歪みを緩和することができ、ベルトの耐久性をさらに向上させることができる。

　本発明の重荷重用空気入りラジアルタイヤ１０は、ベルトの構成が上記要件を満たしていれば、その他の構成については特に制限はなく、既知の構造を採用することができる。図１に示す例では、カーカスプライ５は１枚であるが、本発明のタイヤ１０においては、カーカスプライ５の枚数はこれに限られるものではなく、２枚以上であってもよい。また、その構造も特に限定されるものではない。ビード部２におけるカーカスプライ５の係止構造についても、図示するようにビードコア１の周りに巻き上げて係止した構造に限られず、カーカスプライ５の端部を２層のビードコアで挟み込んだ構造でもよい（図示せず）。

　さらに、本発明のタイヤ１０においては、図示はしないが、タイヤ１０の最内層には通常インナーライナーが配置される。さらにまた、本発明のタイヤ１０においては、タイヤ１０内に充填する気体としては、通常のまたは酸素分圧を変えた空気、または、窒素等の不活性ガスを用いることができる。また、図示するタイヤ１０においては、トレッド部４には溝が刻まれており、この溝により、トレッドパターンが形成されていてもよい。

　以下、本発明を、実施例を用いてより詳細に説明する。
＜実施例１～４、比較例１、２および従来例＞
　実施例１～４、比較例１、２および従来例として、ベルト層を４枚有する、図１に示すタイプの重荷重用空気入りラジアルタイヤをタイヤサイズ１２００Ｒ２０で作製した。なお、各ベルト層の角度は、タイヤ周方向に対しての角度であり、表中のＲは右方向、Ｌは左方向を意味する。層間ゴムの配置位置は、第３ベルト層と第４ベルト層との間であって、ベルト層端部とした。

＜突起乗り上げ試験＞
　作製した各タイヤをリム（リムサイズ：８．５０Ｖ）に組み付け、内圧を８３０ｋＰａ、正規荷重３３５０ｋｇの条件下で、トレッド表面の接地中心部分にφ４０ｍｍの半球を配置し、正規荷重を付加して半球とトレッド表面の接地面積を測定し、この接地面積内にある第４ベルト層のベルトコードのうち、破断ベルトコードの本数を計測し、耐カット性を評価した。評価は、従来例を１００とする指数とした。この値が小さいほど結果は良好である。得られた結果を表１、２に併記する。

＜ドラム耐久性＞
　正規荷重（３３５０ｋｇ）の１８０％にあたる荷重を負荷し、６０ｋｍ／ｈにおけるドラム試験を実施し、故障までの走行距離を測定した。評価は、従来例を１００とする指数とした。この値が大きいほど、結果は良好である。得られた結果を表１、２に併記する。

Ｒ：右上がり
Ｌ：左上がり

　上記表１、２より、本発明のタイヤは、耐カット性に優れていることがわかる。

　　１　ビードコア
　　２　ビード部
　　３　サイドウォール部
　　４　トレッド部
　　４ａ　接触領域
　　５　カーカスプライ
　　６　ベルト
　　６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ　ベルト層
　　１０　重荷重用空気入りラジアルタイヤ（タイヤ）

Claims (4)

1. 　トロイド状に延び、ラジアル配列されたコードをゴム被覆してなる少なくとも１枚のカーカスプライからなるカーカスと、該カーカスのクラウン部外周上に、タイヤ周方向に対して傾斜する少なくとも４層のベルト層からなるベルトと、を有する重荷重用空気入りラジアルタイヤであって、
   　前記ベルト層のうち、最もタイヤ径方向内側に配置される最内層ベルト層は、少なくともタイヤ幅方向中心部を覆い、タイヤ周方向に対して４０°以上傾斜しており、前記最内層ベルトと、前記ベルト層のうちタイヤ径方向最も外側に配置される最外層ベルト層と、の間に配置されるベルト層は、タイヤ周方向に対して対称に傾斜してなる重荷重用空気入りラジアルタイヤにおいて、
   　前記最内層ベルト層と、前記最外層ベルト層と、が同一方向に傾斜してなることを特徴とする重荷重用空気入りラジアルタイヤ。
2. 　前記ベルトが、４枚のベルト層からなる請求項１記載の重荷重用空気入りラジアルタイヤ。
3. 　前記ベルト層のうち、最内層ベルト層以外のベルト層が、タイヤ周方向に対して３０°以下で傾斜している請求項１記載の重荷重用空気入りラジアルタイヤ。
4. 　前記ベルト層のうちタイヤ径方向内側から２番目に配置されるベルト層の幅が、トレッド幅対比８５～９５％であり、前記最外層ベルト層の幅が、前記２番目に配置されるベルト層の幅対比３５％以上である請求項１記載の重荷重用空気入りラジアルタイヤ。

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