JP2006273124A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】 プライステアの発生を抑えると共にサイプ底からのクラックの発生を抑えた空気入りタイヤを提供することを課題とする。
【解決手段】 空気入りタイヤ１０は、一対のビードコア１２間にトロイド状に跨るカーカス１４と、カーカス１４のタイヤ径方向外側に配置される複数枚のウエーブドベルト層１５と、ウエーブドベルト層１５のタイヤ径方向外側に配置され、タイヤ周方向に沿って延びる少なくとも２本の主溝１３によって区画された陸部１７を備えるトレッド部１６と、を有する。ウエーブドベルト層１５は、タイヤ周方向に沿って蛇行して延びる複数本のコード２０からなるベルト層である。トレッド部１６の陸部１７には複数本のサイプ１８が形成され、サイプ１８がタイヤ幅方向に対して０°±５°の範囲内の角度θをなして延びている。これにより、サイプ全体がほぼ同時に接地面に踏み込むことになる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、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の主輪として好適な空気入りタイヤに関する。

タイヤには、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、乗り心地が優れている等の利点があることから、近年、モノレールや新交通システム等の車両だけでなく、地下鉄車両にも使用されている（例えば特許文献１参照）。

これらのタイヤ走行式車両は、図３及び図４に示すように、台車７１に車両の荷重を支える主輪用タイヤ７２と、車両の案内を行う案内輪用タイヤ７３とを備えていることが多い。この主輪用タイヤ７２はコンクリート製の主輪用路面７４を走行し、案内輪用タイヤ７３は垂直に形成されたコンクリート製の案内輪用路面７５を走行するようになっている。

そして、車両がカーブを曲がる際は、主輪用タイヤ７２のタイヤ進行方向が台車進行方向に対して図４に示すような角度αを有することとなる。従って、主輪用タイヤ７２は、案内輪用タイヤ７３によって強制的にスリップ角が付与されるので、コーナリングパワー特性がタイヤ性能上重要になる。

ここで、主輪用に使用されている従来の空気入りタイヤ８１は、図５及び図６に示すように、一対のビードコア８３間にトロイド状に跨がるカーカス８２と、タイヤ周方向に対して傾斜する方向に延びた複数本のコード８０からなり、カーカス８２のタイヤ径方向外側に配置される傾斜ベルト層８５と、傾斜ベルト層８５のタイヤ径方向外側に配置されるトレッド部８６とを有している。そして、傾斜ベルト層８５は３層で構成されており、その１層目８５Ａの幅はトレッド部８６の幅に対して８５％（但し、ベルトは中抜きで、中抜き幅はトレッド幅の２７％）、２層目８５Ｂの幅はトレッド部８６の幅に対して９５％、３層目８５Ｃの幅はトレッド部８６の幅に対して８５％になっている。
特開２００２−２３４３１１号公報

ところで、従来の空気入りタイヤ８１では、３層ある傾斜ベルト層８５の影響でコーナリングパワー特性値が高い。そのため、従来の空気入りタイヤ８１を図４に示す主輪用タイヤ７２に使用した場合、４つの案内輪用タイヤ７３の中でもカーブの曲率半径外側の進行方向側の案内輪用タイヤ７３Ａの負荷荷重が増加し、カーブの曲率半径外側の案内輪用路面７５が受ける荷重も大きくなる。即ち、案内輪用タイヤ７３Ａや案内輪用路面７５の耐久寿命が低下し易いという難点がある。

また、タイヤとして空気入りタイヤを用いた場合、圧力が９ｋｇ／ｃｍ² 以上の高内圧に設定されるため、トレッド部８６に設けたサイプ８８の底部に割れが生じ易いという難点もある。これは、内圧充填時及び負荷転動時におけるサイプ底部の歪が増加して、割れに至るものである。

この対策として、特許文献１には、ウエーブドベルト層を設けることによりコーナリングパワー特性値を低減し、また、サイプ８８の延びる方向をタイヤ幅方向に対して５〜２５°の範囲内にすることによりサイプ底部からの割れの発生を抑えることが提案されている。

しかしながら、このような提案がなされた空気入りタイヤであっても、サイプ底におけるクラックの発生を充分に抑えることができないという問題があった。このクラックは、特にセンターリブのうち主溝とサイプとが鋭角をなす位置で発生し易い。なお、この問題は、耐摩耗性能や耐編摩耗性能を犠牲にしても解決することが要望されている問題である。

また、プライステアが発生して片側の案内輪用タイヤの耐摩耗性能が悪化してしまうという問題もあった。なお、プライステアとは、タイヤ負荷転動時にタイヤ進行方向に向かって右側あるいは左側に移動する力のことである。プライステアの主な発生原因は、交錯するベルト層が捩れてせん断変形することであるが、非対称なパターンによっても生じる。

本発明は、上記事実を考慮して、プライステアの発生を抑えると共にサイプ底からのクラックの発生を抑えた空気入りタイヤを提供することを課題とする。

本発明者は、従来の空気入りタイヤでサイプ底にクラックが発生し易い原因について検討した。そして、以下のことを突き止めた。

ウエーブドベルトはタイヤ周方向を向いていて、タイヤ周方向剛性が高いため、ショルダ部の偏摩耗を防ぐ目的で接地形状を真四角にする必要がある。この場合、タイヤ幅方向に対して５〜２５°の角度を有するサイプは、その角度で接地面に踏み込むことになり、特に主溝と鋭角をなす部分のサイプ底に踏み込み時の歪が集中する。

そこで本発明者は、このような歪の集中を回避する構成を鋭意検討し、実験を重ね、本発明を完成するに至った。

請求項１に記載の発明は、一対のビードコア間にトロイド状に跨るカーカスと、前記カーカスのタイヤ径方向外側に配置される複数枚のベルト層と、前記ベルト層のタイヤ径方向外側に配置され、タイヤ周方向に沿って延びる少なくとも２本の主溝によって区画された陸部を備えるトレッド部と、を有する空気入りタイヤにおいて、前記ベルト層は、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るウェーブドベルト層であり、前記トレッド部の前記陸部には複数本のサイプが形成され、該サイプがタイヤ幅方向に対して０°±５°の範囲内の角度をなして延びている、ことを特徴とする。

このように、請求項１に記載の発明では、ベルト層がウエーブドベルト層であり、サイプがタイヤ幅方向に対して０°±５°の範囲内の角度をなして延びている。

これにより、サイプ全体がほぼ同時に接地面に踏み込むことになり、踏み込み時のサイプ底の歪の集中を分散化させることができる。しかも、プライステアを大幅に小さくすることができる。

本発明によれば、プライステアの発生を抑えると共にサイプ底からのクラックの発生を抑えた空気入りタイヤとすることができる。

以下、実施形態を挙げ、本発明の実施の形態について説明する。図１に示すように、本発明の一実施形態に係る空気入りタイヤ１０は、一対のビードコア１２間にトロイド状に跨るカーカス１４と、カーカス１４のタイヤ径方向外側に配置される複数枚のウエーブドベルト層１５（例えば３枚のウエーブドベルト層１５Ａ〜Ｃ）と、ウエーブドベルト層１５のタイヤ径方向外側に配置され、タイヤ周方向に沿って延びる複数本の主溝１３によって区画された陸部１７を備えるトレッド部１６と、を有する空気入りタイヤである。

図２に示すように、ウエーブドベルト層１５は、タイヤ周方向に沿って蛇行して延びる複数本のコード２０からなるベルト層である。ウエーブドベルト層１５を構成するコード２０は、その振幅をＨ、波長をＬとしたとき、（Ｈ／Ｌ）×１００の値は例えば６．６である。

また、トレッド部１６の陸部１７には複数本のサイプ１８が形成され、このサイプ１８がタイヤ幅方向に対して０°±５°の範囲内の角度θをなして延びている。

このように、請求項１に記載の発明では、ベルト層がウエーブドベルト層であり、サイプがタイヤ幅方向に対して０°±５°の範囲内の角度をなして延びている。

これにより、サイプ全体がほぼ同時に接地面に踏み込むことになり、踏み込み時のサイプ底の歪の集中を分散化させることができる。従って、トレッド端Ｔの近傍はもとより、センターリブであっても、サイプ底からのクラックの発生を充分に抑えることができる。また、プライステアを大幅に小さくすることができる。

ここで、トレッド端とは、空気入りタイヤをＪＡＴＭＡ ＹＥＡＲ ＢＯＯＫ（２００２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。なお、使用地又は製造地においてＴＲＡ規格、ＥＴＲＴＯ規格が適用される場合は各々の規格に従う。

＜試験例＞
本発明の効果を確かめるために、本発明者は、上記実施形態に係る空気入りラジアルタイヤ１０の一例（以下、実施例のタイヤという）、及び、従来の空気入りタイヤの一例（以下、従来例のタイヤという）を用意し、性能評価を行った。

従来例のタイヤは、上記の角度θが１５°のタイヤである（図６参照）。実施例のタイヤは、角度θが０°のタイヤである（図２参照）。

本試験例では、タイヤサイズは何れもＥ３１５／７０Ｒ２０であり、また、適用リムサイズは何れも８．５０Ｚ−２０である。また、内圧については何れも１０５０ｋＰａにして試験を行った。

本試験例では、両タイヤについて、ドラム上で４５００ｋｇｆの荷重を負荷し、スリップアングルが０の状態で３０ｋｍ／ｈの速度で正転及び逆転させて横力を測定し、その差の１／２をプライステアとした。

また、本試験例では、両タイヤについて、荷重４５００ｋｇｆ、速度６０ｋｍ／ｈの条件で１０万ｋｍ走行させ、サイプ底に発生したクラック数を測定して比較した。

そして、性能評価を行うにあたり、従来例のタイヤにおける評価を指数１００とし、実施例のタイヤについては相対評価となる指数を算出した。評価結果を表１に示す。指数が小さいほど性能が良好であることを示す。

表１から判るように、実施例のタイヤは、従来例のタイヤに比べ、プライステア及びサイプ底の耐クラック性の両性能とも著しく良好であるという結果になった。

以上、実施形態を挙げて本発明の実施の形態を説明したが、上記実施形態は一例であり、要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施できる。また、本発明の権利範囲が上記実施形態に限定されないことは言うまでもない。

本発明の一実施形態に係る空気入りタイヤのタイヤ径方向断面図である。 本発明の一実施形態に係る空気入りタイヤの構成を示す平面断面図である。 タイヤ走行式車両のタイヤと路面との関係を示す模式的な正面図である。 タイヤ走行式車両の台車が進行することを示す平面図である。 従来の空気入りタイヤのタイヤ径方向断面図である。 従来の空気入りタイヤの構成を示す平面断面図である。

符号の説明

１０ 空気入りタイヤ
１２ ビードコア
１３ 主溝
１４ カーカス
１５ ウエーブドベルト層
１６ トレッド部
１７ 陸部
１８ サイプ
２０ コード
８０ コード
８１ 空気入りタイヤ
８２ カーカス
８３ ビードコア
８５ 傾斜ベルト層
８６ トレッド部
８８ サイプ

Claims (1)

1. 一対のビードコア間にトロイド状に跨るカーカスと、前記カーカスのタイヤ径方向外側に配置される複数枚のベルト層と、前記ベルト層のタイヤ径方向外側に配置され、タイヤ周方向に沿って延びる少なくとも２本の主溝によって区画された陸部を備えるトレッド部と、を有する空気入りタイヤにおいて、
   前記ベルト層は、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るウェーブドベルト層であり、
   前記トレッド部の前記陸部には複数本のサイプが形成され、該サイプがタイヤ幅方向に対して０°±５°の範囲内の角度をなして延びている、ことを特徴とする空気入りタイヤ。

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