(57)【要約】【課題】トレッドゴムのキャップゴム部とベースゴム部との面積比に基づいて、重荷重用ラジアルタイヤの高速耐久性を予測する。【解決手段】タイヤ回転軸を含むタイヤ子午線断面におけるショルダー領域Ｓｈのキャップゴム部１３の面積Ｓｃを計算する工程と、タイヤ回転軸を含むタイヤ子午線断面における前記ショルダー領域Ｓｈのベースゴム部１２の面積Ｓｂを計算する工程と、前記面積の比（Ｓｃ＋Ｓｂ）／Ｓｃに基づいて重荷重用ラジアルタイヤの高速耐久性を予測する工程とを含むことを特徴とする。【選択図】図２
2011084255.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対のビードコア間をのびる本体部と、前記ビードコアの周りをタイヤ軸方向内側から外側に折り返された折返し部とを一体に有するスチールコードからなる１枚のカーカスプライからなるカーカス、
前記トレッド部の内方かつ前記カーカスのタイヤ半径方向外側に配されかつスチールコードからなる少なくとも３枚のベルトプライからなるベルト層、
前記トレッド部の接地端からトレッド接地幅の１５〜３０％の領域に溝中心線を有してタイヤ周方向にのびるショルダー溝、及び
前記ベルト層のタイヤ半径方向外側に配されたトレッドゴムを含み、かつ
前記トレッドゴムは、前記ショルダー溝の溝中心線をタイヤ半径方向内方に延長させた第１の延長線のタイヤ軸方向外側かつ前記ベルト層の最も内側のベルトプライをタイヤ軸方向外側に仮想延長させた第２の延長線のタイヤ半径方向外側のショルダー領域において、タイヤ半径方向内側のベースゴム部と、その外側に配されかつ前記ベースゴム部よりも硬質のゴムからなるキャップゴム部とを含んだ重荷重用ラジアルタイヤの高速耐久性を予測する方法であって、
タイヤ回転軸を含むタイヤ子午線断面における前記ショルダー領域の前記キャップゴム部の面積Ｓｃを計算する工程と、
タイヤ回転軸を含むタイヤ子午線断面における前記ショルダー領域の前記ベースゴム部の面積Ｓｂを計算する工程と、
前記面積Ｓｃ及びＳｂの比に基づいて該重荷重用ラジアルタイヤの高速耐久性を予測する工程とを含むことを特徴とする重荷重用ラジアルタイヤの高速耐久性予測方法。
【請求項２】
前記キャップゴム部は、ＪＩＳ−Ａ硬さが６０〜７０゜であり、前記ベースゴム部は、ＪＩＳ−Ａ硬さが５０〜６０゜である請求項１記載の重荷重用ラジアルタイヤの高速耐久性予測方法。
【請求項３】
前記キャップゴム部のゴムポリマーは、天然ゴム：ブタジエンゴム＝６０〜１００：４０〜０の配合を有し、
前記ベースゴム部のゴムポリマーは、天然ゴム：イソプレンゴム＝９０〜１００：１０〜０の配合を有する請求項１又は２記載の重荷重用ラジアルタイヤの高速耐久性予測方法。
【請求項４】
前記予測する工程は、高速耐久性を下記式（１）により得られる耐久性パラメータｙ（時間）を用いて予測する請求項１乃至３のいずれかに記載の重荷重用ラジアルタイヤの高速耐久性予測方法。
ｙ＝α×｛（Ｓｃ＋Ｓｂ）／Ｓｃ×１００｝＋β        …（１）
（ただし、α及びβは定数とする。）
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トレッドゴムのキャップゴム部とベースゴム部との面積比に基づいて、高速耐久性を予測することが可能な重荷重用ラジアルタイヤの高速耐久性予測方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
重荷重用ラジアルタイヤの高速耐久性を改善するために、例えば、下記に示されるような種々の方法が提案されている。
ａ）トレッドゴムの厚さを調整する（ゴム配合が同じの場合、ゴム厚さが小さいほど耐久性は向上する。）。
ｂ）トレッド部の中央部とショルダー部とでプロファイルを変化させることによる接地圧分布を調整する。
ｃ）低発熱ゴムをトレッドゴムに用いる。
【０００３】
また、タイヤの各種試験方法として、下記特許文献１乃至３が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−９８７５４号公報
【特許文献２】特開２００４−２３３２１８号公報
【特許文献３】特開２００４−１３２８４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、近年の重荷重用ラジアルタイヤでは、トレッドゴムが、ベースゴム部と、このベースゴム部のタイヤ半径方向外側に配されかつベースゴム部よりも硬質のゴム材からなるキャップゴム部とで構成されている。
【０００６】
発明者らは、種々実験を重ねた結果、キャップゴム部とベースゴム部との面積比率に基づいて、重荷重用ラジアルタイヤの高速耐久性を机上で予測することが可能であることを知見した。この方法によれば、多くの実験や試作を減らし、設計効率を高めることができる。
【０００７】
以上のように、本発明は、設計効率を高めるのに役立つ重荷重用ラジアルタイヤの高速耐久性予測方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のうち請求項１記載の発明は、一対のビードコア間をのびる本体部と、前記ビードコアの周りをタイヤ軸方向内側から外側に折り返された折返し部とを一体に有するスチールコードからなる１枚のカーカスプライからなるカーカス、前記トレッド部の内方かつ前記カーカスのタイヤ半径方向外側に配されかつスチールコードからなる少なくとも３枚のベルトプライからなるベルト層、前記トレッド部の接地端からトレッド接地幅の１５〜３０％の領域に溝中心線を有してタイヤ周方向にのびるショルダー溝、及び前記ベルト層のタイヤ半径方向外側に配されたトレッドゴムを含み、かつ前記トレッドゴムは、前記ショルダー溝の溝中心線をタイヤ半径方向内方に延長させた第１の延長線のタイヤ軸方向外側かつ前記ベルト層の最も内側のベルトプライをタイヤ軸方向外側に仮想延長させた第２の延長線のタイヤ半径方向外側のショルダー領域において、タイヤ半径方向内側のベースゴム部と、その外側に配されかつ前記ベースゴム部よりも硬質のゴムからなるキャップゴム部とを含んだ重荷重用ラジアルタイヤの高速耐久性を予測する方法であって、タイヤ回転軸を含むタイヤ子午線断面における前記ショルダー領域の前記キャップゴム部の面積Ｓｃを計算する工程と、タイヤ回転軸を含むタイヤ子午線断面における前記ショルダー領域の前記ベースゴム部の面積Ｓｂを計算する工程と、前記面積Ｓｃ及びＳｂの比に基づいて該重荷重用ラジアルタイヤの高速耐久性を予測する工程とを含むことを特徴とする。
【０００９】
また請求項２記載の発明は、前記キャップゴム部は、ＪＩＳ−Ａ硬さが６０〜７０゜であり、前記ベースゴム部は、ＪＩＳ−Ａ硬さが５０〜６０゜である請求項１記載の重荷重用ラジアルタイヤの高速耐久性予測方法である。 
【００１０】
また請求項３記載の発明は、前記キャップゴム部のゴムポリマーは、天然ゴム：ブタジエンゴム＝６０〜１００：４０〜０の配合を有し、前記ベースゴム部のゴムポリマーは、天然ゴム：イソプレンゴム＝９０〜１００：１０〜０の配合を有する請求項１又は２記載の重荷重用ラジアルタイヤの高速耐久性予測方法である。 
【００１１】
また請求項４記載の発明は、前記予測する工程は、高速耐久性を下記式（１）により得られる耐久性パラメータｙ（時間）を用いて予測する請求項１乃至３のいずれかに記載の重荷重用ラジアルタイヤの高速耐久性予測方法である。
ｙ＝α×｛（Ｓｃ＋Ｓｂ）／Ｓｃ×１００｝＋β      …（１）
（ただし、α及びβは定数とするである。）
【発明の効果】
【００１２】
本発明の重荷重用ラジアルタイヤの高速耐久性予測方法によれば、実際にタイヤを試作することなく、キャップゴム部とベースゴム部との面積の比に基づいて、重荷重用ラジアルタイヤの高速耐久性を机上で予測することが可能になる。これにより、実験や試作の回数を減らし、重荷重用ラジアルタイヤの設計効率を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】重荷重用ラジアルタイヤの正規状態の断面図である。
【図２】そのトレッド部の部分拡大図である。
【図３】高速耐久試験の結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の一形態が図面に基づき説明される。
図１には、本実施形態の解析対象となる重荷重用ラジアルタイヤ１の正規状態の断面図が示される。ここで、正規状態とは、タイヤ１を正規リム（図示省略）にリム組みし、かつ、正規内圧を充填した無負荷の状態とする。そして、特に断りがない場合、タイヤの各部の寸法等は、この正規状態でのものとする。
【００１５】
また「正規リム」とは、タイヤが基づいている規格を含む規格体系において、当該規格がタイヤ毎に定めるリムであり、例えばＪＡＴＭＡであれば"標準リム"、ＴＲＡであれば "Design Rim" 、ＥＴＲＴＯであれば "Measuring Rim" とする。
【００１６】
また、「正規内圧」とは、タイヤが基づいている規格を含む規格体系において、各規格がタイヤ毎に定めている空気圧であり、ＪＡＴＭＡであれば"最高空気圧"、ＴＲＡであれば表 "TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES" に記載の最大値、ＥＴＲＴＯであれば "INFLATION PRESSURE" とする。
【００１７】
前記重荷重用ラジアルタイヤ１は、トレッド部２と、その両端からタイヤ半径方向内方にのびる一対のサイドウォール部３と、各サイドウォール部３の内方端に形成されかつリムに着座するビード部４とを具える。
【００１８】
また、重荷重用ラジアルタイヤ１は、トロイド状のカーカス６と、トレッド部２の内方かつ前記カーカス６のタイヤ半径方向外側に配されたベルト層７とを有する。
【００１９】
前記カーカス６は、一対のビード部４にそれぞれ埋設されているビードコア５、５間をトロイド状にのびる本体部６ａと、前記ビードコアの周りをタイヤ軸方向内側から外側に折り返された折返し部６ｂとを一体に有するスチールコードからなる１枚のカーカスプライ６Ａから構成されている。
【００２０】
前記カーカスプライ６Ａは、カーカスコードをタイヤ赤道Ｃに対して８０〜９０°の角度範囲で配列したコード配列体の両面をトッピングゴムで被覆したシート状のものが用いられる。カーカスコードとしては、好ましくは、スチールコードが採用され、必要に応じてナイロン、レーヨン、ポリエステル、芳香族ポリアミド等の有機繊維コードをも使用できる。なお、本実施形態のカーカス６は、スチールコードをタイヤ赤道Ｃに対して９０°の角度で傾けた１枚のカーカスプライ６Ａから形成されている。なおカーカス６の内面には、空気非透過性を有するインナーライナゴム層１４がビード部４、４間に跨って配されている。
【００２１】
前記ベルト層７は、スチールコードからなる少なくとも３枚、本実施形態では４枚のベルトプライ７Ａ〜７Ｄで構成されている。具体的に述べると、ベルト層７は、前記スチールコードをタイヤ赤道Ｃに対して、例えば６０±１０°程度の角度で傾けた最も内のベルトプライ７Ａと、タイヤ赤道Ｃに対して３０°以下の小角度で傾けたベルトプライ７Ｂ、７Ｃ及び７Ｄとを、前記ベルトコードがプライ間で互いに交差する箇所を１箇所以上設けて重ね合わせた４層構造で構成される。なお、ベルト層７の端部と前記カーカス６との間には、断面略三角形状のクッションゴム１５が配置される。
【００２２】
また、ビード部４には、カーカスプライ６Ａの本体部６ａと折返し部６ｂとの間に、前記ビードコア５からタイヤ半径方向外方に先細状にのびるビードエーペックスゴム８が配される。さらに、ビード部４には、断面略Ｕ字状にのびて前記カーカス６の内端部を包むスチールコードを具えたビード補強層９が配されている。
【００２３】
前記トレッド部２には、接地端２ｅからタイヤ軸方向内側かつトレッド接地幅ＴＷの１５〜３０％の領域に溝中心線を有してタイヤ周方向にのびるショルダー溝１０が設けられる。換言すれば、ショルダー溝１０の溝中心線Ｇｃとトレッド外面を延長したプロファイルとの交点Ｐは、トレッド部２の接地端２ｅからトレッド接地幅ＴＷの１５〜３０％のタイヤ軸方向の距離Ｘを隔てた位置に設けられる。ここで、ショルダー溝１０は、タイヤ周方向に連続してのびるものでも良いし、ジグザグ状（波状を含む）にのびるものでも良いが、少なくとも溝深さが５mm以上必要である。また、ショルダー溝１０がジグザグ状である場合、その溝中心線Ｇｃは、便宜上、ジグザグの振幅の中心を通るタイヤ周方向線として定める。
【００２４】
また、重荷重用ラジアルタイヤ１は、ベルト層７のタイヤ半径方向外側にトレッドゴム１１が配されている。該トレッドゴム１１は、タイヤ半径方向内側のベースゴム部１２と、その外側に配されかつ前記ベースゴム部１２よりも硬質のゴムからなるキャップゴム部１３とから構成される。
【００２５】
本実施形態において、前記キャップゴム部１３は、トレッド部２の接地端２ｅ、２ｅ間の全幅に亘って配され路面と接地するとともに、トレッドゴム１１の主要部を構成している。また、該キャップゴム部１３は、路面と直接接触するため、十分な耐摩耗性とグリップ性能とを発揮させるために、そのＪＩＳ−Ａ硬さは、好ましくは６０〜７０゜であるのが好ましい。このようなキャップゴム部１３のゴムポリマーは、例えば、天然ゴム：ブタジエンゴム＝６０〜１００：４０〜０の配合が好適である。なお、ＪＩＳ−Ａ硬さは、「ＪＩＳ−Ｋ６２５３」の規定に準拠して、温度２３°Ｃの環境下で、タイプＡのデュロメータにて測定された硬さを意味する。
【００２６】
他方、本実施形態のベースゴム部１２は、ベルト層７の両端部の外側に、左右一対で配されている。具体的には、ベースゴム部１２は、ショルダー溝１０の溝中心線Ｇｃをタイヤ半径方向内方に延長させた第１の延長線Ｌ１のタイヤ軸方向外側、かつ、前記ベルト層７の最も内側のベルトプライ７Ａ（のタイヤ半径方向の内側面）をタイヤ軸方向外側に仮想延長させた第２の延長線Ｌ２のタイヤ半径方向外側のショルダー領域Ｓｈに配置されている。従って、ショルダー領域Ｓｈ、Ｓｈ間のトレッド中央部の主要部では、キャップゴム部１３が実質的にトレッドゴム１１の全厚さを構成している。また、図２に拡大して示されるように、ベースゴム部１２の断面形状は、タイヤ軸方向の両端部が端細状に形成されてベルト層７の外端部を覆っている。なお、符号１６はサイドウォールゴム、１７はベルトプライの端部のみを覆うベルトエッジカバーゴムである。これらは、キャップゴム部１３及びベースゴム部１２には含めない。
【００２７】
上述のようなベースゴム部１２は、好適にはＪＩＳ−Ａ硬さが５０〜６０゜でかつ前記キャップゴム部１３のＪＩＳ−Ａ硬さよりも小さく設定される。また、ベースゴム部１２のゴムポリマーには、好ましくは天然ゴム：イソプレンゴム＝９０〜１００：１０〜０の配合が好適である。
【００２８】
発明者らは、上述のような重荷重用ラジアルタイヤ１の高速耐久性を予測するために、種々の実験を行った。そして、発明者らは、高速走行時に最も生じやすい損傷は、ショルダー部Ｓｈでのベルト層７の端部でのコードルース（ＢＥＬ）であり、このルースが発生するまでの走行時間は、意外にも、前記ショルダー領域Ｓｈにおけるキャップゴム部１３の面積Ｓｃとベースゴム部１２の面積Ｓｂとの比と単純な相関があることを知見した。
【００２９】
図３には、高速耐久試験を行ったときの実験結果を示し、縦軸には、タイヤが損傷破壊するまでの走行時間、横軸には、前記キャップゴム部１３及びベースゴム部１２の各面積Ｓｃ、Ｓｂから得られる面積比｛（Ｓｃ＋Ｓｂ）／Ｓｃ｝が示されている。高速耐久試験で使用したタイヤは、重荷重用ラジアルタイヤにおいて最も一般的な１１Ｒ２２．５サイズであり、リム２２．５×７．５０、荷重３１．８１ｋＮ、内圧７００ｋＰａである。またテストされた重荷重用ラジアルタイヤの構造等は、図１に示した通りであるが、Ｓｃ＋Ｓｂを一定とし、これらの比率を変えた複数のタイヤが準備された。また、高速耐久試験では、先ず、速度６０km／ｈで２時間走行させ、以降、２時間毎に速度を１０km／ｈずつ上昇させるステップアップ方式で行われた。
【００３０】
図３から明らかなように、面積比｛（Ｓｃ＋Ｓｂ）／Ｓｃ｝が大きくなると、これにほぼ比例してタイヤの走行距離（寿命）が向上していることがわかる。これは、前記ショルダー領域Ｓｈにおいて、ベースゴム部１２の面積が相対的に増加すれば、ベルト層７の両端部の歪が有意に緩和され、損傷を遅らせて高速走行時の寿命が延びるためと考えられる。
【００３１】
そして、発明者らは、図３の結果を回帰分析し、その縦軸値である高速走行時の寿命とも言える耐久性パラメータｙ（時間）と前記面積比ｘ＝｛（Ｓｃ＋Ｓｂ）／Ｓｃ｝（％）とにおいては、次式（１）の一次回帰式が成り立つことを知見した。
耐久性パラメータｙ＝α×｛（Ｓｃ＋Ｓｂ）／Ｓｃ｝＋β  …（１）
（ただし、α及びβは定数とする。）
【００３２】
前記α、βは、耐久性パラメータｙの決定係数Ｒ^2が、好ましくは０．７０以上、より好ましくは０．７５以上を満たすように設定されるのが望ましい。α、βの好ましい組合せの代表的な例は次の通りである。
α：６．０６２２、β：−１１６５．１
α：５．６００１、β：−１０５５．６
【００３３】
以上のように、本実施形態の高速耐久性予測方法では、上記の知見を前提としたもので、具体的には次の工程を含むものである。
［工程１］
タイヤ回転軸を含むタイヤ子午線断面における前記ショルダー領域Ｓｈのキャップゴム部１３の面積Ｓｃ（図２において右上がりのハッチングで覆われた領域である。）を計算する。
［工程２］
タイヤ回転軸を含むタイヤ子午線断面における前記ショルダー領域Ｓｈ（図２において右下がりのハッチングで覆われた領域である。）のベースゴム部１２の面積Ｓｂを計算する。
【００３４】
これらの工程１及び２は、順不同で行われるが、例えばＣＡＤ等のコンピュータソフトウエアを用いて簡単に実行することができる。また、重荷重用ラジアルタイヤ１のトレッド部２のショルダー部Ｓｈに、ラグ溝（図示せず）が形成されている場合、前記工程１及び２におけるタイヤ回転軸を含むタイヤ子午線断面は、ラグ溝と交差しない位置で設定される。
【００３５】
［工程３］
前記面積の比（Ｓｃ＋Ｓｂ）／Ｓｃに基づいて、重荷重用ラジアルタイヤ１の高速耐久性を予測する。具体的には、前記代表的なα、βが決定された前記式（１）から耐久性パラメータｙが計算される。これは、高速耐久性を定量的に示す推測値である。従って、この推測値に基づき、高速耐久性能が満足のゆくレベルか否かが判断される。
【００３６】
以上の工程１乃至３を行うことにより、実際にタイヤを試作することなく、キャップゴム部１３とベースゴム部１２との各面積比率を種々異ならせたときの高速耐久性を予測することができる。お、高速耐久性だけを見れば、ベースゴム部１２の面積Ｓｂをできるだけ大きくすることが望ましいが、重荷重用ラジアルタイヤ１に要求される他の性能（例えば耐摩耗性、乗り心地及び／又は操縦安定性）などの評価をも踏まえ、ベースゴム部１２の面積Ｓｂの上限が定められる。
【００３７】
以上本発明について詳述したが、本発明は、上記の具体的な実施形態に限定されることなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々の態様に変更して実しうるのは言うまでもない。例えば、ベースゴム部１２は、ベルト層７の外端部を覆っていれば良く、例えばベルト層７に沿って幅方向に連続してのびるものでも良い。
【符号の説明】
【００３８】
１  重荷重用ラジアルタイヤ
２  トレッド部
３  サイドウォール部
４  ビード部
５  ビードコア
６  カーカス
７  ベルト層
１１  トレッドゴム
１２  ベースゴム部
１３  キャップゴム部
Ｓｈ  ショルダー領域
Ｌ１  第１の延長線
Ｌ２  第２の延長線
【図１】
2011084255.tif 000003
【図２】
2011084255.tif 000004
【図３】
2011084255.tif 000005