(57)【要約】【課題】本発明の目的は、タイヤの耐偏磨耗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。【解決手段】本発明の重荷重用空気入りラジアルタイヤは、一対のビード部にトロイダル状に跨るカーカスの径方向外側に、少なくとも1層のベルト補強層と、2層以上からなる傾斜ベルト層と、トレッドとを順に有し、前記タイヤを規定リムに組み込み、規定内圧を充填し、無負荷状態としたとき、前記ベルト補強層の幅方向端部は、トレッド端より幅方向外側に位置することを特徴とする。【選択図】図1
2013103622.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対のビード部にトロイダル状に跨るカーカスの径方向外側に、少なくとも1層のベルト補強層と、2層以上からなる傾斜ベルト層と、トレッドとを順に有する重荷重用空気入りラジアルタイヤであって、
前記タイヤを規定リムに組み込み、規定内圧を充填し、無負荷状態としたとき、
前記ベルト補強層の幅方向端部は、トレッド端より幅方向外側に位置することを特徴とする、重荷重用空気入りラジアルタイヤ。
【請求項２】
前記ベルト補強層の幅方向の幅W1は、トレッド幅TWの100%超105%未満である、請求項1に記載の重荷重用空気入りラジアルタイヤ。
【請求項３】
前記傾斜ベルト層のうち、幅方向の幅が最大である傾斜ベルト層の幅方向の幅W2は、トレッド幅TWの100%超110%未満である、請求項1又は2に記載の重荷重用空気入りラジアルタイヤ。
【請求項４】
前記最大幅傾斜ベルト層は、タイヤ赤道面との交点における曲率半径をR0、当該ベルト端部における曲率半径をR1とするとき、
2×(R0−R1)/W2≦0.06
である、請求項1〜3にいずれか一項に記載の重荷重用空気入りラジアルタイヤ。
【請求項５】
前記トレッド端より径方向内側における、タイヤの外面は、幅方向内側に凸に湾曲した凹部を有する、請求項1〜4のいずれか一項に記載の重荷重用空気入りラジアルタイヤ。
【請求項６】
前記トレッド端より径方向内側における、タイヤの外面と前記ベルト補強層及び前記傾斜ベルト層との最短距離は、10mm以上である、請求項1〜5のいずれか一項に記載の重荷重用空気入りラジアルタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、重荷重用空気入りラジアルタイヤ、特に、磨耗性能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。
【背景技術】
【０００２】
従来、トラック及びバス用タイヤ、建設車両用タイヤなどの重荷重用の空気入りラジアルタイヤにおいて、磨耗性能を向上させるための様々な工夫がなされている。
特に、タイヤの耐磨耗性と耐偏磨耗性とを共に向上させる手法として、例えば、特許文献1には、タイヤのカーカスの径方向外側に、ベルト補強層と傾斜ベルト層とを順に配置したタイヤが記載されている。
【０００３】
上記の構造によると、まず傾斜ベルト層によって、タイヤ周方向及び幅方向からなる面におけるトレッドゴムの面内せん断剛性を高めて、タイヤの耐磨耗性を向上させることができる。
また、これと共に、ベルト補強層によって、トレッドゴムの径方向への成長を抑制して、トレッドゴムの径成長量をタイヤ幅方向に均一化し、タイヤの耐偏磨耗性を向上させることができる。
この構造は、近年のタイヤの偏平化、高重量化に対して、タイヤの形状保持や耐久性の観点からも有効である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開2009−184371号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献1に記載のタイヤは、耐磨耗性及び耐偏磨耗性がまだ十分とは言えず、これらの磨耗性能、特に耐偏磨耗性をさらに向上させる手法が希求されている。
【０００６】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、タイヤの耐偏磨耗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を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
発明者は、前記課題を解決すべく鋭意検討を重ねた。
その結果、発明者は、上記のタイヤ構造による偏磨耗の発生が、ベルト補強層の端部の幅方向内側と幅方向外側とで磨耗量の差が大きいことに起因することを見出した。
そして、発明者は、ベルト補強層の幅方向端部をトレッド端より幅方向外側に位置させることにより、トレッドの幅方向全域にわたって磨耗量を均一化することができることの新規知見を得た。
【０００８】
さらに、発明者は、傾斜ベルト層のうち少なくとも1層について、幅方向の幅を適切な範囲で広幅化することにより、上述した面内せん断剛性をさらに高めて、タイヤの耐磨耗性を向上させることができることも併せて見出した。
【０００９】
本発明は、上記の知見に基づくものであり、その要旨構成は、以下の通りである。
(1)一対のビード部にトロイダル状に跨るカーカスの径方向外側に、少なくとも1層のベルト補強層と、2層以上からなる傾斜ベルト層と、トレッドとを順に有する重荷重用空気入りラジアルタイヤであって、
前記ベルト補強層の幅方向端部は、トレッド端より幅方向外側に位置することを特徴とする、重荷重用空気入りラジアルタイヤ。
【００１０】
(2)前記ベルト補強層の幅方向の幅W1は、トレッド幅TWの100%超105%未満である、上記(1)に記載の重荷重用空気入りラジアルタイヤ。
【００１１】
(3)前記傾斜ベルト層のうち、幅方向の幅が最大である傾斜ベルト層の幅方向の幅W2は、トレッド幅TWの100%超110%未満である、上記(1)又は(2)に記載の重荷重用空気入りラジアルタイヤ。
【００１２】
(4)前記最大幅傾斜ベルト層は、タイヤ赤道面との交点における曲率半径をR0、当該ベルト端部における曲率半径をR1とするとき、
2×(R0−R1)/W2≦0.06
である、上記(1)〜(3)にいずれか1つに記載の重荷重用空気入りラジアルタイヤ。
【００１３】
(5)前記トレッド端より径方向内側における、タイヤの外面は、幅方向内側に凸に湾曲した凹部を有する、上記(1)〜(4)のいずれか1つに記載の重荷重用空気入りラジアルタイヤ。
【００１４】
(6)前記トレッド端より径方向内側における、タイヤの外面と前記ベルト補強層及び前記傾斜ベルト層との最短距離は、10mm以上である、上記(1)〜(5)のいずれか1つに記載の重荷重用空気入りラジアルタイヤ。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、ベルト補強層の幅方向の幅の適切化を図ることにより、耐偏磨耗性に優れ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。
また、傾斜ベルト層の幅方向の幅の適切化を図ることにより、タイヤの耐磨耗性を向上させることもできる。
さらに、タイヤの外面の形状を適切化することにより、トレッド磨耗後においてもタイヤの耐偏磨耗性や耐磨耗性が高い状態を維持させることができる。
さらにまた、タイヤ外面とベルト補強層及び傾斜ベルト層との最短距離を一定以上とすることにより、近年要求される、重荷重用空気入りラジアルタイヤの耐久性を高めることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施形態に係るタイヤの幅方向概略断面図である。
【図２】磨耗進行によるトレッド端TEの移動について模式的に示す図である。
【図３】発明例4に係るタイヤの幅方向概略断面図である。
【図４】従来例1に係るタイヤの幅方向概略断面図である。
【図５】従来例2に係るタイヤの幅方向概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照して、本発明の重荷重用空気入りラジアルタイヤ(以下、タイヤと称する)について、詳細に説明する。
図1は、本発明の一実施形態に係るタイヤの幅方向概略断面図である。
図1では、タイヤ赤道面CLを境界とする半部のみを示している。
図1は、タイヤを規定リムに組み込み、規定内圧を付与し、無荷重状態としたときの形状を示すものである。
図1に示すように、本発明のタイヤは、一対のビード部に(図示例ではビードコア1に)トロイダル状に跨るカーカス2のタイヤ径方向外側に、少なくとも1層のベルト補強層3と、2層以上からなる傾斜ベルト層4と、トレッド5とを順に有する。
図示例では、ベルト補強層3は、1層からなり、タイヤ周方向に略平行に、例えば1〜2°の傾斜角度で延びるコードで構成されている。ベルト補強層3は、例えば、狭幅のストリップを周方向螺旋巻回することで形成することができる。
また、図示例で、傾斜ベルト層4は、2層(4a、4b)からなり、タイヤ周方向に40°〜60°の角度で傾斜して延び、層間で互いに交差するコードで構成されている。
【００１８】
ここで、図1に示すように、本発明のタイヤにあっては、タイヤを規定リムに組み込み、規定内圧を付与し、無荷重状態としたときにおいて、ベルト補強層3の幅方向端部3aがトレッド端TEより幅方向外側に位置することが肝要である。
これにより、ベルト補強層3によって、上述したトレッドゴムの径方向の成長を抑制する効果がトレッドの幅方向全域にわたる。このため、トレッド幅方向全域での磨耗量を均一化して、タイヤの耐偏磨耗性を向上させることができる。
【００１９】
具体的には、ベルト補強層3の幅方向の幅W1は、トレッド幅TWの100%超105%未満とすることが好ましい。100%超とすることで、上記したトレッドの幅方向全域での磨耗量の均一化を図ることができるからであり、一方で、105%未満とすることで、ベルト端部における歪増大によるベルト端部でのセパレーションの発生を抑制し、耐久性低下を抑えることができるからである。
【００２０】
ここで、「カーカス2の最大幅CW」を、タイヤを規定リムに組み込み、規定内圧を充填し、無負荷状態で形成されるカーカスラインのタイヤ幅方向断面における最大幅と定義する。
このとき、ベルト補強層3の幅方向の幅W1は、カーカス2の最大幅CWの70%以上90%以下とすることが好ましい。
なぜなら、70%以上とすることにより、ラジアルタイヤとしてのベルト部タガ効果を最低限確保することができるからであり、一方で、通常のラジアルタイヤのベルト幅として成立するためには90%を超えないことが必要であるからである。
【００２１】
また、本発明のタイヤは、傾斜ベルト層4のうち、幅方向の幅が最大である傾斜ベルト層(図示例ではベルト層4a)の幅方向の幅W2をトレッド幅TWの100%超110%未満とすることが好ましい。
なぜなら、最大幅傾斜ベルト層の幅W2をトレッド幅TWの100%超とすることにより、上述したトレッドの面内せん断剛性を、トレッドの幅方向全域にわたって高めることができ、タイヤの耐磨耗性をさらに向上させることができるからである。
また一方で、幅W2をトレッド幅TWの110%未満とすることにより、ベルト端部における歪増大による、ベルト端部でのセパレーションの発生を抑制し、耐久性低下を抑えることができるからである。
【００２２】
さらに、最大幅傾斜ベルト層4aの幅方向の幅W2は、ベルト補強層3の幅方向の幅W1より大きいことが好ましい。
なぜなら、幅W2を幅W1より大きくすることにより、ベルト補強層3の幅方向端部の歪を効果的に抑制することができるからである。
なお、幅W2を幅W1より大きくする場合は、傾斜ベルト層4aの端部4cの径方向内側への落ち込みを防止して、製品タイヤの所期した形状を確保するため、クッションゴムを配設することが好ましい。
ここで、クッションゴムは、傾斜ベルト層4aの端部4cの径方向内側、且つベルト補強層の端部3aに隣接する領域に配置するのが好ましい。
【００２３】
ここで、タイヤを規定リムに組み込み、規定内圧を充填し、無負荷状態としたときにおいて、傾斜ベルト4のうち、幅方向の幅が最大のベルト層4aのタイヤ赤道面CLとの交点位置における曲率半径をR0、当該ベルト層4aの端部4cにおける曲率半径をR1とする。このとき、本発明のタイヤは、
2(R0−R1)/W2≦0.06
を満たすことが好ましい。
上記の範囲にまでトレッド幅方向の径差を低減することにより、傾斜ベルト層とベルト補強層との間、特に、傾斜ベルト層とベルト補強層との端部間の層間ゴムの周方向せん断歪みを抑制することがきる。このため、隣接する傾斜ベルト層とベルト補強層との間において発生するベルトセパレーションを抑制して、タイヤの耐久性を確保することができるからである。
【００２４】
ところで、図2に模式的に示すように、タイヤのトレッド表面5aから径方向内側におよそ5〜20mmの領域は、タイヤを使用するにつれて、トレッドゴムが磨耗する領域である。
従って、トレッド端TEは、トレッドゴムが磨耗するにつれ幅方向外側に移動していく。
このため、トレッドゴムの磨耗が進むと、ベルト補強層3の端部3aの位置がトレッド端TEより幅方向内側となり、上述の磨耗及び偏磨耗を抑制する効果が得られなくなる場合がある。
なお、図2では、ベルト補強層3を例に示しているが、トレッド端TEとベルト層4の端部4c、4dの関係についても同様である。
そこで、本発明においては、図1に示すように、トレッド端TEよりタイヤ径方向内側におよそ5〜35mmの範囲にて、タイヤ外面6がタイヤ幅方向内側に凸に湾曲した環状の凹部7を有することが好ましい。
これにより、トレッドの磨耗が進んでも、トレッド端TEが幅方向外側へは移動しなくなる。よって、トレッドの磨耗が進んでも、ベルト補強層の端部3aやベルト層4の端部4c、4dをトレッド端TEより幅方向外側に位置させることができ、トレッドの磨耗進行後においても、耐磨耗性及び耐偏磨耗性を向上させる効果を得ることができるからである。
なお、凹部7の形状を幅方向断面において、幅方向に深く凹んだ形状とすることにより、上記の効果がより高く得られる。
【００２５】
また、トレッド端TEよりタイヤ径方向内側において、タイヤ外面6と、ベルト補強層3及び傾斜ベルト層4a、4bとの最短距離d(mm)を10mm以上とすることが好ましい。
タイヤ外面6を、ベルト補強層3及び傾斜ベルト層4a、4b のいずれの補強部材とも10mm以上の間隔を確保して配置することにより、ベルト端部における亀裂の発生を防止して、タイヤの耐久性を向上させることができるからである。
【００２６】
ここで、ベルト補強層3を構成するコードの厚さ中心位置と、ベルト補強層3に隣接するベルト層4aを構成するコードの厚さ中心位置との径方向の間隔は、ベルト補強層3を構成するコードの径の1.8〜7.0倍とすることが好ましい。
なぜなら、1.8倍以上の十分な間隔を確保することにより、ベルト補強層3の端部3aと、ベルト層4aの端部4cとに集中する周方向せん断歪みを、ベルト補強層3とベルト層4aとの間のゴムによって有効に低減させて、上記周方向せん断歪みに起因するベルト補強層3とベルト層4aとの間のゴムの破壊を防止することができるからである。
また、上記間隔を7.0倍以下とすることで、ベルト補強層3を適正な位置に配置したときにおいては、最外側補強層4bの配置が径方向外側になり過ぎないようにして、磨耗による最外側補強層4bの早期の露出を防止することができるからである。一方で、最外側ベルト層4bを適正な配置とした場合においては、ベルト補強層3の配置が径方向内側になり過ぎないようにして、内圧充填時におけるベルト補強層端部での径方向成長の過剰な増大を抑制して、端部でのゴムのセパレーションを抑制することができるからである。つまり、いずれの場合でも、タイヤの耐久性を確保することができるからである。
【実施例】
【００２７】
本発明の効果を確かめるため、発明例1〜5にかかるタイヤを試作し、また従来例1、2にかかるタイヤを用意し、タイヤの性能を評価する試験を行った。
各タイヤの諸元は、表1に示してある。
表1において、TWはトレッド幅、W1はベルト補強層の幅方向の幅、W2は傾斜ベルト層のうち、幅方向の幅が最大である傾斜ベルトの幅方向の幅を表す。
また、表1において、R0は、最大幅傾斜ベルト層のタイヤ赤道面との交点位置における曲率半径であり、R1は、当該最大幅傾斜ベルト層のベルト端での曲率半径である。
さらに、d(mm)は、タイヤ外面と、ベルト補強層及び傾斜ベルト層との最短距離を意味する。
さらにまた、「凹部を有する」とは、タイヤ外面が、径方向において、トレッド端TEより径方向内側5〜35mmの範囲において、タイヤ幅方向内側に凸に湾曲した凹部を有することを意味する。
なお、これらの形状は、上記タイヤを規定リムに組み込み、規定内圧を充填し、無負荷状態としたときのものである。
【００２８】
【表１】
2013103622.tif 000003
【００２９】
各評価は、以下のようにして行った。
《磨耗性能》
タイヤサイズ445/50R22.5の上記の各タイヤを規定リムに組み込み、内圧690kPaを付与し、タイヤ1本当たり38kNの荷重を付与し、時速60km/hで、30000km走行後のトレッドゴムの磨耗量を測定した。
測定箇所は、トレッド幅方向中央位置と、トレッド端から幅方向内側にトレッド幅の 80%の位置A及び、98%の位置Bの3箇所の測定を行った。
表2において、耐磨耗性は、トレッド幅方向中央位置での磨耗量について、従来例1の磨耗量を100としたときの指数で評価した。
指数は小さい方の磨耗量が少なく耐磨耗性に優れていることを示す。
また、表3において、耐偏磨耗性は、各タイヤについて、トレッド幅方向中央位置での磨耗量を100としたときの、上記の位置A及び位置Bでの磨耗量を指数で示した。
これらの指数が100に近いほど耐偏磨耗性に優れていることを示す。
さらに、磨耗進行後の磨耗性能についても評価すべく、発明例1と4にかかるタイヤについては、トレッドが10mm磨耗した後に、上記と同様の耐磨耗性及び耐偏磨耗性の評価試験を行った。表4、表5に磨耗進行後の磨耗性能の評価結果を示してある。
《耐久性》
発明例1、3、5にかかるタイヤを規定リムに組み付けた後、内圧690kPa、及び、荷重38kNの条件下で高速耐久ドラム試験を実施した。上記条件にてドラムにて120km/hからスタートし、30分毎に速度を10km/hずつ上昇させ、タイヤが故障に至るまでの時間を測定し、この測定値によって評価した。評価結果を表5に示す。
表5において、発明例1における故障発生速度を100としたときの指数で表している。当該指数は大きいほど耐久性に優れている。
【００３０】
【表２】
2013103622.tif 000004
【００３１】
【表３】
2013103622.tif 000005
【００３２】
【表４】
2013103622.tif 000006
【００３３】
【表５】
2013103622.tif 000007
【００３４】
【表６】
2013103622.tif 000008
【００３５】
表3に示すように、発明例1〜5に係るタイヤは、いずれも位置A及び位置Bでの磨耗量とトレッド幅中央部の磨耗量との差が低減しており、従来例1、2にかかるタイヤより、タイヤの耐偏磨耗性が向上していることがわかる。
また、表2に示すように、最大幅の傾斜ベルト層の幅方向の幅を好適化した、発明例1は発明例2と比較して、タイヤの耐磨耗性が向上していることがわかる。
さらに、表4、5に示すように、発明例1と4との比較により、タイヤ外面の適切な位置に凹部を設けた、発明例1は磨耗進行後においてもタイヤの耐磨耗性及び耐偏磨耗性に優れていることがわかる。
さらにまた、表6に示すように、発明例1と3との比較により、最大幅傾斜ベルト層の形状を好適化した発明例1は、発明例3と比較してタイヤの耐久性に優れていることがわかる。発明例1と5との比較により、上記の最短距離d(mm)を好適化した発明例1は、発明例5にかかるタイヤより、耐久性に優れていることがわかる。
【符号の説明】
【００３６】
1  ビードコア
2  カーカス
3  ベルト補強層
4  傾斜ベルト層
5  トレッド
6  タイヤ外面
7  凹部
【図１】
2013103622.tif 000009
【図２】
2013103622.tif 000010
【図３】
2013103622.tif 000011
【図４】
2013103622.tif 000012
【図５】
2013103622.tif 000013