JP5116191B2

JP5116191B2 - 空気入りタイヤ

Info

Publication number: JP5116191B2
Application number: JP2001120178A
Authority: JP
Inventors: 邦明伊藤
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 2001-04-18
Filing date: 2001-04-18
Publication date: 2013-01-09
Anticipated expiration: 2021-04-18
Also published as: JP2002316514A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、空気入りタイヤに係り、より具体的には、トラック、バス等の重荷重用に適するラジアル構造の空気入りタイヤに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
空気入りタイヤ、特にラジアル構造の空気入りタイヤは、トレッド部、ショルダー部、サイドウォール部及びビード部によりトロイド状に形成され、左右ビード部からトレッドに亘りラジアル構造のカーカスが配設され、トレッド部におけるカーカス外周側にカーカスの径方向膨張を規制するベルトを埋設して構成されたものとなっている。
【０００３】
車両（トラック、バス等をいう）の前輪（操舵輪）として利用される空気入りタイヤは、「操舵に伴う横力」および「輪自身のアライメント（前輪整合）」の影響により、トレッド部センターに対し、左右ショルダー部の摩耗速度（摩耗度合）が著しく早くなる現象（ショルダー摩耗という）が発生し、このため十分な摩耗性能を発揮できなく、駆動輪とのタイヤローテーションをせねばならない等ユーザーに対し不利益となっている。
【０００４】
一方、この前輪（後輪操舵もある）のトレッドパターンは主に「リブ」、「ミックス」、「リブ・ラグ」パターンであり、いずれも操舵輪であることから周方向に溝（縦溝又は主溝ともいう）を配したトレッドデザインとなっている。
これらのトレッドパターンは深くて幅の広い主溝を周方向に有するため、インフレート時（タイヤ内圧を作用させるとき）にその溝部（リブ等の陸部に対してトレッド剛性の弱い部分をいう）でタイヤショルダー部において丸くなろうとする力（所謂ゲーピングの力）が発生し、トレッド部のラジアスの不均一（左右ショルダー部のラジアスがセンター部に対して小さくなる）を招き易いデザインであった。
【０００５】
この不均一は路面に対する接地時と非接地時（路面から離れる）における陸部の動きの不均一（センター部は動きにくく、ショルダー部は動き易い）を生じ、接地する路面との「こすれ」により左右のショルダー部の早期摩耗を誘発する一因となっていた。
また、前記ゲーピングはタイヤが回転して非接地状態から接地状態に変化する際、ゲーピング状態から大きく溝の形状が変化する（溝幅が狭くなる）ため、ゲーピングの発生している溝に近隣する陸部エッジは接地時に大きな動きが生じてしまい、エッジが早く摩耗し、「エッジが丸く摩耗」となり、最終的にはそのエッジを起点とした偏摩耗（一般的にリバーウェア／レール摩耗という）を起こしていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
前述した問題を改善するため、図４に示す技術がある。
これは、トレッド部Ｔをセンターリブ１と左右のサイドリブ２Ｌ、２Ｒおよび左右のショルダーリブ３Ｌ、３Ｒに周方向の主溝４Ｌ、４Ｒ、５Ｌ、５Ｒでリブパターンに構成し、ゲーピングの発生する主溝５Ｌ、５Ｒに近接するリブエッジに一定幅のサイプ６Ｌ、６Ｒを周方向の間隔をおいて形成したり、リブ（陸部）を横断するサイプ７Ｌ、７Ｒを周方向の間隔をおいて形成し、これにより、リブ全体もしくはリブエッジの剛性を落とすことにより接地によるリブ全体もしくはリブエッジの動きを受け止めて路面との「こすれ」を小さくしていた。
【０００７】
この図４に示した従来例によれば、ショルダー摩耗／レール摩耗の発生時期を遅らせることができるも、摩耗中期以降は摩耗によるトレッドゴム（リブゴム量）の減少による陸部（リブ）剛性アップにより、長続きしないという課題があり、また、サイプ６Ｌ、６Ｒ、７Ｌ、７Ｒからのゴム欠けとかサイプを起点としたレール摩耗があり、十分な改善となっていないのが現状であった。
【０００８】
また、他の手段として新品時デフレート状態でのマルチラジアス化による改善が試みられている。
すなわち、デフレート時にマルチトレッドラジアスを用い、インフレート時に均一のラジアスになるような改善（特願２０００−１５２０４４但し公知技術ではない）を本出願人は提案した。
【０００９】
具体的には、「トレッド部、ショルダー部及びサイドウォール部に亘ってカーカスを配設し、前記トレッド部におけるカーカス外周側にベルトを備えている空気入りタイヤにおいて、エア充填前の前記ショルダー部におけるカーカスの断面曲率半径をＲ１、エア充填後の前記カーカスの断面曲率半径をＲ２としたとき、両者の関係がＲ１≦Ｒ２に設定されていることを特徴とする空気入りタイヤ。」を提案した。
【００１０】
この提案技術はそれなりに有用であるけれども、ゲーピングすることを肯定した上でマルチラジアスを設定しているため、タイヤの回転速度、タイヤ内圧、重荷等が刻々と変化する条件では十分な効果が得られないものであった。
本発明者は鋭意研究の結果として、リブパターンのトレッドを有する空気入りタイヤにおいてまず第１に、リブパターン、特に、ショルダー主溝および／またはショルダーリブを工夫することにより、ゲーピング量及びショルダー摩耗／レール摩耗を著しく改善できた空気入りタイヤの開発に成功したのである。
【００１１】
また、第２に、ベルト層（ベルト剛性）を主溝に反映させることによって、ゲーピング量の減少を図った空気入りタイヤの開発に成功したのである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る空気入りタイヤは、周方向に伸びた主溝により区画されて幅方向中央から前記幅方向両側の外方に向けて並ぶセンターリブ、サイドリブおよびショルダーリブからなるリブパターンのトレッドを有する空気入りタイヤであって、前記トレッドの全幅をＴＷ、トレッド外端縁から前記サイドリブと前記ショルダーリブとを区画する溝であるショルダー主溝の溝幅中心までのトレッド幅をＷ１としたとき、Ｗ１≧０．４・１／２ＴＷであり、前記周方向に対し一定角度で傾斜したコードからなるベルト層が前記コードを交差させて複数重ね合わされ前記リブパターンの内方のトレッドゴム中に埋設されており、複数の前記ベルト層によって、前記幅方向の外方端部にそれよりも内方の重ね合わせ部分に比べて径方向におけるその間隔が大きなゴム緩和層が形成され、重ね合わされた複数の前記ベルト層における最も前記径方向の外方のベルト層の上に当該ベルト層とそのコードの傾斜方向を同一とした最外ベルト層が設けられ、前記サイドリブと前記ショルダーリブとを区画するショルダー主溝の溝幅中心からトレッド外端縁までの距離をトレッド幅Ｗ１、前記トレッド外端縁から前記ゴム緩和層の前記幅方向の内端縁までの距離をトレッド幅Ｗ２、および前記トレッド外端縁から前記最外ベルト層の前記幅方向における端縁までの距離をトレッド幅Ｗ３としたとき、Ｗ１＞Ｗ３＞Ｗ２とされている。
【００１３】
Ｗ１＞Ｗ３＞Ｗ２とすることにより、ベルト（ベルト層）の剛性を左右のショルダー部の方向に向け漸減させつつゲーピングが発生する左右のショルダー主溝のベルト剛性を高くし、センター部と均一化させることができる。
なお、前述した空気入りタイヤにおいて、ベルト層を構成するコードは、引揃えられて並列されているスチールコードにゴムを被覆（トッピング）したものを採用することが望ましいが、スチールコード以外に、繊維コードを採用することもできる。
【００１４】
また、ゴム緩和層の断面形状は任意であるが、望ましくは、断面楔形状または三角形状であり、そのゲージ厚さが薄い方を内方側に向けて介在されていることが推奨される。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図を参照して本発明の実施の形態について説明する。なお、図４を参照して既述した構成と共通する部分は、共通符号を援用する。
図１は、空気入りタイヤのトレッドを示す平面図であり、トレッド部Ｔは、センターリブ１と左右のサイドリブ２Ｌ、２Ｒおよび左右のショルダーリブ３Ｌ、３Ｒよりなるリブパターンであり、周方向の主溝４Ｌ、４Ｒ、５Ｌ、５Ｒによって隔離されている。
【００１６】
トレッド（トレッド部）Ｔの全幅をＴＷ、トレッド外端縁からショルダー主溝５Ｌの溝幅中心までのトレッド幅をＷ１としたとき、Ｗ１≧０．４・１／２ＴＷとされている。なお、図１では左側のショルダー主溝５Ｌについて示しているが右側のショルダー主溝５Ｒについても同様である（以下、同じ）。
このように、Ｗ１≧０．４・１／２ＴＷとすることによって、左右のショルダー主溝５Ｌ、５Ｒのそれぞれがトレッドセンター部に寄せられ、タイヤがインフレート時に丸くなろうとする力の影響が小さくなる（ゲーピングの力を小さくする）のである。
【００１７】
更に、左右のショルダーリブ３Ｌ、３Ｒのリブ幅を他のリブ幅に対して大きく、具体的には１．２〜２．０倍で広くすることにより、タイヤにおける左右のショルダー部の剛性向上を図り、ショルダー摩耗に対して有利となるのである。
これ故、左右のサイドリブ２Ｌ、２Ｒおよびショルダーリブ３Ｌ、３Ｒのエッジに加工されるサイプ６Ｌ、６Ｒの数も少なくでき、ショルダー摩耗／レール摩耗の発生をトレッドＴのゴム（リブ）が摩耗しても新品時から摩耗後半（中期を含む）まで良好にするのである。
【００１８】
図２および図３は、空気入りタイヤのトレッド要部の断面図を示しているが、この図２および図３においても前述したＷ１≧０．４・１／２ＴＷとしたリブパターンを採用できること勿論である。
また、図２および図３においては、タイヤの中心Ｏ−Ｏから左側の要部を断面にて示しているが右側の要部の断面も同じである。
【００１９】
図２および図３において、ラジアル構造のカーカス８のクラウン部（トレッド部）上には、複数枚のベルト層（ブレーカ層ともいう）９が配置され、このベルト層９はトレッドゴム中に埋設されている。
ベルト層９は、周方向に対して一定角度で傾斜して引揃えられているコード（スチールコードでも繊維コード等であり、その材質は問わない）に、ゴムを被覆（トッピング）したものであり、このベルト層９の複数枚を重ね合せて備えるとき、コードの傾斜方向を異にして（従って、上下ベルト層はコードが交差することになる）備えられ、ベルト層９における重ね合せ部の左右両端部９Ｌ、９Ｒ間（図では左側の端部９Ｌ間を示しているが右側９Ｒについても同じ）に、ゴム緩和層１０Ｌ、１０Ｒを介在させている。
【００２０】
前記ベルト層９における重ね合せ部の左右両端部９Ｌ、９Ｒおよびゴム緩和層１０Ｌ、１０Ｒは、ショルダー主溝５Ｌ、５Ｒの外方側におけるショルダーリブ３Ｌ、３Ｒ中に位置づけられており、これによって実質的なベルト剛性をショルダー主溝５Ｌ、５Ｒに反映させ、ゲーピング量の減少を図っているのである。
具体的には、トレッド端縁からショルダー主溝５Ｌ、５Ｒの溝幅中心までのトレッド幅をＷ１、トレッド外端縁からゴム緩和層１０Ｌ、１０Ｒの内端縁までのトレッド幅をＷ２としたとき、図２および図３で示すように、Ｗ１＞Ｗ２とされているのである。
【００２１】
更に、図３においては、ベルト層９の上に、コードの傾斜方向を同一とした最外ベルト層９Ａを設け、この最外ベルト層９Ａの左右端縁９Ａ−Ｌ、９Ａ−Ｒショルダー主溝５Ｌ、５Ｒとゴム緩和層１０Ｌ、１０Ｒの内端縁１０Ｌ−Ａ、１０Ｒ−Ａとの間に設定しているのである。
具体的には、トレッド外端縁から最外ベルト層９Ａの左右端縁９Ａ−Ｌ、９Ａ−Ｒまでのトレッド幅をＷ３としたとき、Ｗ１＞Ｗ３＞Ｗ２とされているのである。
【００２２】
これによって全体的にベルト剛性の拘束範囲を拡大するとともに、ベルト剛性をショルダー方向に向け漸減させつつゲーピングの発生するショルダー主溝５Ｌ、５Ｒのベルト剛性を高くかつセンター部と均一にすることができるのである。
更に、図２および図３で示しているゴム緩和層１０Ｌ、１０Ｒは、異アングル（コード角が異なる）のベルトを重ね合せたとき、そのベルトエッジに歪みが発生し、タイヤ故障となるため介在（挿入）されるのであるがその断面形状は任意である。しかし、図示のように楔形状乃至三角形状に形成され、そのゲージ厚さが薄い方（内端縁１０Ｌ−Ａ、１０Ｒ−Ａ側）を内方側に向けて介在させることが望ましい。
【００２３】
なお、ベルト層９の重ね枚数は、２〜４枚であるが、図２では３枚、図３では４枚を示している。但し、その枚数は任意である。また、緩和層１０Ｌ、１０Ｒを介在させるとき、下層側（径内側）のベルト層を外方に延伸してこの延伸部で緩和層１０Ｌ、１０Ｒを受けるように介在させることが望ましい。
本発明者は、タイヤ型式１１Ｒ２２．５の空気入りラジアルタイヤ（但し、手彫り品）について従来例Ａおよび比較例Ｂ〜Ｄと本発明の実施例Ｅ、Ｆについてゲーピング量（ＪＡＴＭＡ内圧にて計測）を対比したので以下の表１に示す。
【００２４】
【表１】

【００２５】
上記表１で明らかなように、Ｗ≧０．４・１／２ＴＷで、Ｗ１＞Ｗ３＞Ｗ２とすることによって、従来例Ａおよび比較例Ｂ〜Ｄのゲーピング指数が１００〜６９であるのに対し、本発明の実施例Ｅ、Ｆはいずれもゲーピング指数が低い値（数）となって、ゲーピングの力が低くなり、顕著な作用効果を奏することが理解できる。
【００２６】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明によれば、ゲーピング量およびショルダー摩耗／レール摩耗を著しく改善したリブパターンのトレッド有する空気入りタイヤを提供でき、特に限定するものではないが重荷重用の操舵輪として有益である。
【図面の簡単な説明】
【図１】空気入りタイヤのトレッドを示す平面図（展開図）である。
【図２】空気入りタイヤのトレッド要部の断面図である。
【図３】空気入りタイヤのトレッド要部の断面図である。
【図４】従来例のトレッド平面図である。
【符号の説明】
１センターリブ
３Ｌ、３Ｒ左右のショルダーリブ
５Ｌ、５Ｒ左右のショルダー主溝
８カーカス
９ベルト層
１０Ｌ、１０Ｒゴム緩和層

Claims

周方向に伸びた主溝により区画されて幅方向中央から前記幅方向両側の外方に向けて並ぶセンターリブ、サイドリブおよびショルダーリブからなるリブパターンのトレッドを有する空気入りタイヤであって、
前記トレッドの全幅をＴＷ、トレッド外端縁から前記サイドリブと前記ショルダーリブとを区画する溝であるショルダー主溝の溝幅中心までのトレッド幅をＷ１としたとき、Ｗ１≧０．４・１／２ＴＷであり、
前記周方向に対し一定角度で傾斜したコードからなるベルト層が前記コードを交差させて複数重ね合わされ前記リブパターンの内方のトレッドゴム中に埋設されており、
複数の前記ベルト層によって、前記幅方向の外方端部にそれよりも内方の重ね合わせ部分に比べて径方向におけるその間隔が大きなゴム緩和層が形成され、
重ね合わされた複数の前記ベルト層における最も前記径方向の外方のベルト層の上に当該ベルト層とそのコードの傾斜方向を同一とした最外ベルト層が設けられ、
前記サイドリブと前記ショルダーリブとを区画するショルダー主溝の溝幅中心からトレッド外端縁までの距離をトレッド幅Ｗ１、前記トレッド外端縁から前記ゴム緩和層の前記幅方向の内端縁までの距離をトレッド幅Ｗ２、および前記トレッド外端縁から前記最外ベルト層の前記幅方向における端縁までの距離をトレッド幅Ｗ３としたとき、Ｗ１＞Ｗ３＞Ｗ２とされている
ことを特徴とする空気入りタイヤ。
前記ゴム緩和層は、回転軸を含む断面の形状が楔形状または三角形状であり、
そのゲージ厚さが薄い方を内方側に向けて介在されている
ことを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤ。