(57)【要約】【課題】摩耗寿命を向上させつつも、案内輪用タイヤ及び案内輪用路面の摩耗をより一層抑制することのできるタイヤを提供する。【解決手段】タイヤ１は、一対のビード部２間にトロイド状に跨がるカーカス４と、タイヤ周方向に対して傾斜する方向に沿って延びる複数本のコードからなり、カーカス４のタイヤ径方向外側に配置される傾斜ベルト層５と、タイヤ周方向に沿って蛇行して延びる複数本のコードからなり、傾斜ベルト層４のタイヤ径方向外側に配置される少なくとも２層のウェーブドベルト層６とを有し、傾斜ベルト層４の幅ＢＷが、トレッド幅ＴＷよりも大きい。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対のビード部間にトロイド状に跨がるカーカスと、タイヤ周方向に対して傾斜する方向に沿って延びる複数本のコードからなり、前記カーカスのタイヤ径方向外側に配置される傾斜ベルト層と、タイヤ周方向に沿って蛇行して延びる複数本のコードからなり、前記傾斜ベルト層のタイヤ径方向外側に配置される少なくとも２層のウェーブドベルト層とを有するタイヤにおいて、
前記傾斜ベルト層の幅が、トレッド幅よりも大きいことを特徴とするタイヤ。
【請求項２】
前記傾斜ベルト層は、タイヤ赤道面を挟んでタイヤ幅方向に離間する一対の狭幅ベルトで構成される、請求項１に記載のタイヤ。
【請求項３】
前記傾斜ベルト層は、タイヤ幅方向端におけるタイヤ径方向位置がタイヤ赤道面におけるタイヤ径方向位置よりもタイヤ径方向内側に位置する、請求項１又は２に記載のタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、一対のビード部間にトロイド状に跨がるカーカスと、タイヤ周方向に対して傾斜する方向に沿って延びる複数本のコードからなり、カーカスのタイヤ径方向外側に配置される傾斜ベルト層と、タイヤ周方向に沿って蛇行して延びる複数本のコードからなり、傾斜ベルト層のタイヤ径方向外側に配置される少なくとも２層のウェーブドベルト層とを有するタイヤに関し、特にタイヤ走行式の地下鉄、モノレール、新交通システム等の車両に好適なタイヤに関するものであり、かかるタイヤの耐久性の向上を図る。
【背景技術】
【０００２】
タイヤは、金属車輪に比べて騒音レベルが低い、加速性及び減速性が優れている、乗り心地性が優れている等の利点があることから、地下鉄、モノレール、新交通システム等の軌道に沿って車両が走行するシステムに用いられるタイヤとしての採用が増えている。
【０００３】
このようなタイヤ走行式車両は、車両の荷重を支える主輪と、車両の進行方向の案内を司る案内輪を備えており、運行に際しては、主輪はコンクリート製の主輪用路面上を走行し、案内輪は主輪用路面に垂直に形成された同じくコンクリート製の案内輪用路面上を走行するのが一般的である。
【０００４】
そして、かかる車両がカーブを曲がる際には、主輪に操舵角が付されることなく、案内輪と案内輪用路面との当接により車両の進行方向が変えられる。この結果、主輪の進行方向と車両の進行方向にずれが生じ、主輪に強制的にスリップ角が付与される。ここで、主輪用タイヤのコーナリングパワー特性値が高いと、カーブの曲率半径外側の進行方向側の案内輪用タイヤの負荷荷重が増加し、案内輪用タイヤ及び案内輪用路面の耐久寿命が低下するという問題があった。
【０００５】
かかる問題を解決するため、例えば特許文献１及び２には、複数本のコードをタイヤ周方向に沿って蛇行させて配置したウェーブドベルト層を複数層備えた、地下鉄、モノレール、新交通システム等の車両の主輪用タイヤが記載されている。かかるタイヤは、ウェーブベルト層の配置により、コーナリングでスリップ角が強制的に付与された際に主輪用路面からトレッド踏面への入力が低減され、これにより摩耗寿命が向上する。また、ウェーブベルト層の配置は、コーナリングパワー特性値も低減するので、車両がコーナリングしやすくなり、したがって、進行方向のカーブ外側の案内輪用タイヤに作用する荷重負荷を大幅に低減させることができ、案内輪用路面の耐久性を向上させることができる。
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−１５８９０９号公報
【特許文献２】特開２００２−２３４３１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
かかるシステムにおいては、案内輪用タイヤと案内輪用路面は、コーナリング中のみならず、直進走行中にも互いに適宜に接触することで、車両の姿勢及び進行方向を調整している。しかし、特に蛇行が発生した場合には、案内輪用タイヤと案内輪用路面の接触回数や接触時の負荷荷重が増加するため、案内輪用タイヤが早期に摩耗するおそれがある。
【０００８】
したがって、この発明の目的は、摩耗寿命を向上させつつも、案内輪用タイヤ及び案内輪用路面の摩耗をより一層抑制することのできるタイヤを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の目的を達成するため、この発明は、一対のビード部間にトロイド状に跨がるカーカスと、タイヤ周方向に対して傾斜する方向に沿って延びる複数本のコードからなり、前記カーカスのタイヤ径方向外側に配置される傾斜ベルト層と、タイヤ周方向に沿って蛇行して延びる複数本のコードからなり、前記傾斜ベルト層のタイヤ径方向外側に配置される少なくとも２層のウェーブドベルト層とを有するタイヤにおいて、前記傾斜ベルト層の幅が、トレッド幅よりも大きいことを特徴とするタイヤである。これによれば、トレッドのショルダー部の剛性が向上するので、特に摩耗寿命中期以降のショルダー部の摩耗の進展を抑制することが可能となる。なお、ここでいう「蛇行して延びる」とは、波状又はジグザグ状に屈曲しながら延びることをいうものとし、「タイヤ周方向に沿って蛇行して延びる」とは、微視的にはタイヤ周方向に対して傾斜する方向に延びるが、巨視的に見れば実質的にタイヤ周方向と同一の方向に延びている状態をいうものとする。また、「トレッド幅」とは、ＪＡＴＭＡ、ＴＲＡ、ＥＴＲＴＯ等の、タイヤが製造、販売、又は使用される地域において有効な工業基準、規格等に定められる標準又は設計リムにタイヤをリム組みし、当該工業基準、規格等に定められる空気圧〜負荷能力対応表に定める１００％内圧を充填し、この内圧に対応する負荷能力相当の縦荷重を作用させたときのタイヤトレッド部の接地端間のタイヤ幅方向距離のことをいうものとする。
【００１０】
また、傾斜ベルト層は、タイヤ赤道面を挟んでタイヤ幅方向に離間する一対の狭幅ベルトで構成された、いわゆる中抜き構造であることが好ましい。
【００１１】
さらに、傾斜ベルト層は、タイヤ幅方向端がカーカスに向かって凸状に形成されていること、すなわち、タイヤ幅方向端におけるタイヤ径方向位置がタイヤ赤道面におけるタイヤ径方向位置よりもタイヤ径方向内側に位置することが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
この発明によれば、傾斜ベルト層とウェーブドベルト層とを有するタイヤの傾斜ベルト層の適正化を図ることにより、トレッドのショルダー部の剛性を向上させて、特にショルダー部の偏摩耗と蛇行走行の発生を抑制したタイヤを提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面を参照しつつ、この発明の実施の形態を説明する。図１は、この発明に従う代表的なタイヤのタイヤ幅方向断面を示しており、図２は、この発明に従う他のタイヤのタイヤ幅方向断面を示す。
【００１４】
図１に示すタイヤ１には、慣例に従い、１対のビード部２内にそれぞれビードコア３が埋設されており、カーカス４が、これらビード部２間にトロイド状に跨り、ビードコア３の周りで折り返されて係止されている。カーカス４のタイヤ径方向外側には、１層の傾斜ベルト層５と２層のウェーブドベルト層６とがこの順に配置されている。傾斜ベルト層５は、タイヤ周方向に対して傾斜する方向に沿って延びる複数本のコードで構成されている。また、ウェーブドベルト層６は、全体としてタイヤ周方向に沿ってジグザグ状又は波状に蛇行して延びる複数本のコードで構成されている。なお、本例では、タイヤ１を空気入りタイヤとして示しているが、本発明は空気入りタイヤに限定されず、例えばウレタンを用いたソリッドタイヤに適用することも可能である。また、図１には、ウェーブドベルト層が２層である例を示したが、ウェーブドベルト層の層数はこれに限定されず、３層以上としてもよい。
【００１５】
このように、タイヤ周方向に対して傾斜しているコードからなる傾斜ベルト層は、タイヤのプライステアの原因となりやすいが、このタイヤ１では、傾斜ベルト層を１層のみとし、さらに複数のウェーブドベルト層６を傾斜ベルト層５とトレッドとの間に配設したので、傾斜ベルト層５の影響を低減し、ひいてはプライステアを大幅に抑制することを可能としている。また、これらウェーブドベルト層６によってコーナリングパワー（横力）も低減されるので、前述したようなスリップ角が強制的に付された場合のトレッド踏面への主輪用路面からの入力も低減され、これによりタイヤの摩耗寿命が向上する。さらに、コーナリングパワーが低減されることにより、車両がコーナリングしやすくなり、カーブの曲率半径外側の進行方向側の案内輪用タイヤの摩耗寿命の低下を抑えることもできる。
【００１６】
また、この発明のタイヤ１では、傾斜ベルト層５の両タイヤ幅方向端ＰＥ、ＰＥの間をタイヤ幅方向に沿って測定した距離である幅ＢＷを、トレッド幅ＴＷよりも大きく構成することで、トレッドのショルダー部の剛性を向上させている。これにより、ショルダー部の摩耗、特に摩耗寿命の中期以降の摩耗の進展が抑制され、タイヤの耐久性が向上する。
【００１７】
軌道に沿って走行する車両が直進走行時に蛇行する主要な原因として、タイヤの摩耗が不均一となっている場合があり、特にショルダー部の偏摩耗が蛇行を引き起こしやすい。これに対し、この発明のタイヤ１では、上記構成によりショルダー部の剛性を向上させたことで、ショルダー部の偏摩耗も抑制できるので、従来のタイヤに比べて蛇行の発生が少なくなる。この結果、案内輪用タイヤと案内輪用路面の接触回数や接触時の負荷荷重が低減し、案内輪用タイヤ及び案内輪用路面の摩耗を一層抑制することが可能となる。
【００１８】
傾斜ベルト５の幅ＢＷは、製造時のばらつきによりベルト端がバットレス部の外面に露出するのを防止する観点からは、トレッド幅ＴＷよりも、好ましくは２０ｍｍ以内、特にトレッド部の幅端部における剛性の均一化を考慮すると１０ｍｍ以内の範囲で大きくするとよい。
【００１９】
また、傾斜ベルト層５を、図１に示すように１枚の広幅ベルトで構成してもよいが、図２に示すように、タイヤ赤道面ＣＬを挟んでタイヤ幅方向に離間する一対の狭幅ベルト５ａ、５ｂで構成することが好ましい。このように、傾斜ベルト層５を中抜き構造とすることで、より一層コーナリングパワーを低減することができる。狭幅ベルト５ａ、５ｂのタイヤ幅方向での離間距離は、タイヤサイズ、要求される負荷荷重、目標とするコーナリングパワー等に応じて適宜に設定することができるが、好ましくは２０ｍｍ〜１２０ｍｍの範囲内、より好ましくは３０ｍｍ〜７０ｍｍの範囲内である。
【００２０】
なお、このように傾斜ベルト層５が一対の狭幅ベルト５ａ、５ｂにより構成されている場合でも、その幅とは、図２に示したように、狭幅ベルト５ａのタイヤ幅方向外側端ＰＥと狭幅ベルト５ｂのタイヤ幅方向外側端ＰＥとの間のタイヤ幅方向距離をいうものとする。
【００２１】
また、図１の実施形態、図２の実施形態のいずれにおいても、傾斜ベルト層５は、タイヤ幅方向端におけるタイヤ径方向位置ＰＥがタイヤ赤道面におけるタイヤ径方向位置ＰＣよりもタイヤ径方向内側に位置することが好ましい。トレッド幅よりも広幅に構成した傾斜ベルト層では、製造時のばらつきによりバットレス部から傾斜ベルト層５を構成するコードが突き出すおそれがあるが、そのタイヤ幅方向端をタイヤ径方向内側に曲げ、加硫時のモールドの形状に沿って配置することで、このようなコードの突き出しを防止することができる。また、トレッド幅よりも広幅に構成した傾斜ベルト層には、荷重が負荷された際に、通常のベルト層よりも張力負担が増加するが、その幅方向端を可能な限りトレッド踏面部より離すことで、歪を低減することが可能となり、耐久性が一層向上する。
【００２２】
傾斜ベルト層５のタイヤ幅方向端のタイヤ径方向位置ＰＥとタイヤ赤道面におけるタイヤ径方向位置ＰＣとのタイヤ径方向距離Ｄの好適な範囲は、タイヤ断面高さＳＷの０〜１０％であり、より好適な範囲はタイヤ断面高さＳＷの２〜６％である。このように設定するのは、傾斜ベルト層の広幅化によるトレッド部ショルダー域の剛性の確保とベルト端部の歪を低減するためである。なお、図２に示す中抜き構造の傾斜ベルト層の場合には、点線で示すように、両狭幅ベルトのタイヤ幅方向内端を結んだ仮想直線とタイヤ赤道面との交点をタイヤ赤道面におけるタイヤ径方向位置ＰＣとする。
【００２３】
なお、上述したところは、この発明の実施形態の一部を示したにすぎず、この発明の趣旨を逸脱しない限り、これらの構成を相互に組み合わせたり、種々の変更を加えたりすることができる。
【実施例】
【００２４】
次に、この発明に従うタイヤを試作し性能評価を行ったので、以下に説明する。
【００２５】
実施例のタイヤは、タイヤサイズがＥ３１５／７０Ｒ２０、トレッド幅が２６０ｍｍである。また、傾斜ベルトは、図２と同様の２枚の狭幅ベルトで構成され、コードがタイヤ周方向に対して右上がりに４０°傾斜しており、幅が２７０ｍｍであり、狭幅ベルト間の離間距離が６０ｍｍであり、タイヤ幅方向端のタイヤ径方向位置とタイヤ赤道面におけるタイヤ径方向位置とのタイヤ径方向距離がタイヤ断面高さの３％である。また、ウェーブドベルト層は、幅２００ｍｍのものを４層配設している。
【００２６】
比較のため、３層の傾斜ベルト層を有し、これら傾斜ベルト層を、タイヤ径方向内側から順に、コードがタイヤ周方向に対して右上がりに４０°傾斜しており、幅が２２５ｍｍであり、中抜き構造である第１傾斜ベルト層と、コードがタイヤ周方向に対して右上がりに７２°傾斜しており、幅が２４５ｍｍである第２傾斜ベルト層と、コードがタイヤ周方向に対して左上がりに７２°傾斜しており、幅が２２５ｍｍである第３傾斜ベルト層とで構成した従来例のタイヤ、傾斜ベルトの幅が２１５ｍｍであり、ウエーブベルト層の幅が１８０ｍｍであることを除いて実施例のタイヤと同様に構成した比較例のタイヤについても併せて試作した。
【００２７】
前記各供試タイヤを、サイズ８．５０Ｚ×２０のリムに装着してタイヤ車輪とし、このタイヤ車輪をドラム試験機に取り付け、空気圧９５０ｋＰａ（相対圧）及びタイヤ負荷荷重４４．１３ｋＮを適用し、速度３０ｋｍ／ｈ、スリップ角０〜３°の条件で走行し、プライステアとコーナリングパワーを評価した。その評価結果を表１に示す。なお、表中の評価結果は、従来例の結果を１００としたときの指数比で表しており、数値が小さい程性能が優れている。
【００２８】
【表１】
2010036832.tif 000003
【００２９】
表１に示す結果から、実施例のタイヤは、比較例のタイヤと同レベルまでプライステア及びコーナリングパワーを低減可能であることが分かる。
【００３０】
次に、前記各タイヤ車輪を、ウレタンタイヤを案内輪用タイヤとした実車両に装着し、走行不能となるまでの距離を測定して耐久性を評価した。その評価結果を表２に示す。
【００３１】
【表２】
2010036832.tif 000004
【００３２】
なお、実施例のタイヤは、１８万ｋｍを走行した時点でも使用可能であり、耐久性のテストを継続中である。
【００３３】
表２に示す結果から、実施例のタイヤは、比較例のタイヤよりも耐久性に優れており、従来例のタイヤと少なくとも同様の耐久性を有することが期待できる。表１及び２に示す結果を総合すると、実施例のタイヤは従来例及び比較例のタイヤよりも優れたタイヤといえる。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
以上の説明から明らかなように、この発明により、摩耗寿命を向上させつつも、案内輪用タイヤ及び案内輪用路面の摩耗をより一層抑制することのできるタイヤを提供することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】この発明に従う代表的なタイヤのタイヤ幅方向断面図である。
【図２】この発明に従う他のタイヤのタイヤ幅方向断面図である。
【符号の説明】
【００３６】
１    タイヤ
２    ビード部
３    ビードコア
４    カーカス
５    傾斜ベルト層
６    ウェーブドベルト層
ＣＬ  タイヤ赤道面
【図１】
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【図２】
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