JP2010023742A - 重荷重用空気入りラジアルタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】 トレッドのショルダー端部に設けたサイプに基づく耐ワンダリング性を損なうことなしに、サイプ端部に発生するクラックを抑制するようにした重荷重用空気入りラジアルタイヤを提供する。
【解決手段】 トレッド部１の両ショルダー端部にタイヤ周方向に所定の間隔をおいて最表面側ゴム層１ａとその内側の内面側ゴム層１ｂとに跨がり、かつタイヤ幅方向に延びるサイプ３を形成すると共に、これらサイプ３のタイヤ幅方向長さを内面側ゴム層１ｂにおいて最表面側ゴム層１ａよりも短くした。
【選択図】 図１

Description

本発明は重荷重用空気入りラジアルタイヤに関し、さらに詳しくは、トレッドのショルダー端部に設けたサイプに基づく耐ワンダリング性を損なうことなしに、サイプ端部に発生するクラックを抑制するようにした重荷重用空気入りラジアルタイヤに関する。

不整地など轍のある路面を走行するタイヤは、轍によりハンドルをとられて、所謂ワンダリング現象と呼ばれる車両のふらつきを発生する場合がある。このような現象を防止するための対策として、従来、トレッドのショルダー端部にタイヤ幅方向に延びるサイプを設けてトレッドショルダー部の剛性を低下させることが行われてきた（例えば、特許文献１参照）。

また、一般に、空気入りタイヤのトレッド部には耐摩耗性に優れた表面ゴムが配置されているが、耐摩耗性ゴムは発熱性が大きいため、この発熱性によりトレッド耐久性が低下するという問題がある。特に重荷重用タイヤの場合には、乗用車用タイヤに比べて厚肉の耐摩耗性に優れたゴムを配置しているため、この現象が顕著に表れることから、従来、耐摩耗性に優れた表面ゴムの内側に耐発熱性に優れたゴムを積層配置することが行われている（例えば、特許文献２参照）。

このようにトレッド部に耐摩耗性に優れた表面ゴムと耐発熱性に優れた内面ゴムとを積層配置した重荷重用タイヤの耐ワンダリング対策として、図４に示すようにショルダー端部にタイヤ幅方向に延び、かつ表面ゴムＴａと内面ゴムＴｂとに跨るサイプＳを設けたタイヤでは、表面ゴムＴａと内面ゴムＴｂとの引裂抵抗の違いから、表面ゴムＴａが摩耗して表面ゴムＴａの厚さが薄くなった段階、又は内面ゴムＴｂが露出した段階において、表面ゴムＴａと内面ゴムＴｂとの境界のサイプＳの端部Ｐからクラックが発生し易いという問題があった。

すなわち、一般に耐摩耗性に優れた表面ゴムＴａは引裂抵抗が強いものの、耐発熱性に優れた内面ゴムＴｂは引裂抵抗が弱いために、摩耗が進行してトレッド表面の近傍に引裂抵抗の弱い内面ゴム層が露出してくると、この内面ゴム層におけるサイプＳの端部Ｐが、走行中のトレッドゴムの繰り返し屈曲に伴う応力を受けてクラックが発生し易くなるからであった。
特開平８−５８３１３号公報 特開２００４−３０６７３０号公報

本発明の目的は、上述する問題点を解消するもので、トレッドのショルダー端部に設けたサイプに基づく耐ワンダリング性を損なうことなしに、サイプ端部に発生するクラックを抑制するようにし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。

上記目的を達成するための本発明の重荷重用空気入りラジアルタイヤは、トレッド部を最表面側の耐摩耗性ゴム層とその内側の低発熱性ゴム層とで構成すると共に、該トレッド部の両ショルダー端部に前記最表面側ゴム層から前記内面側ゴム層に跨がり、かつタイヤ幅方向に延びるサイプをタイヤ周方向に所定の間隔をおいて形成した空気入りタイヤにおいて、前記サイプのタイヤ幅方向長さを前記内面側ゴム層において前記最表面側ゴム層におけるよりも短くしたことを特徴とするものである。

また、上述する構成において、以下（１）〜（４）に記載するように構成することが好ましい。

（１）前記最表面側ゴム層における前記サイプのタイヤ幅方向長さＬｓを５〜８ｍｍにすると共に、前記内面側ゴム層における前記サイプのタイヤ幅方向長さＬｉを（０．３〜０．６）Ｌｓにする。
（２）前記サイプ長さＬｓが前記サイプ長さＬｉに短縮する領域を、前記最表面側ゴム層と内面側ゴム層との境界面と該境界面より前記最表面側ゴム層側にタイヤ径方向に２ｍｍ以内入り込んだ箇所との範囲内にする。
（３）前記最表面側ゴム層の破断伸びを４６０〜５６０％にし、前記内面側ゴム層の破断伸びを４２０〜５２０％にする。
（４）前記最表面側ゴム層の破断伸びを前記内面側ゴム層の破断伸びよりも２０〜６０％大きくする。

本発明によれば、トレッド部の両ショルダー端部にタイヤ周方向に所定の間隔をおいて最表面側ゴム層とその内側の内面側ゴム層とに跨がり、かつタイヤ幅方向に延びるサイプを形成すると共に、これらサイプのタイヤ幅方向長さを内面側ゴム層において最表面側ゴム層よりも短くしたことにより、最表面側ゴム層が摩耗してゴムの厚さが薄くなった段階、又は内面側ゴム層が露出した段階において、トレッド表面の近傍におけるサイプ端部がタイヤ幅方向の外側に位置するようになることから、トレッドゴムの繰り返し屈曲に伴いサイプ端部に加わる応力が緩和されるため、引裂抵抗の弱い内面側ゴム層のサイプの端部におけるクラックの発生を効率よく抑止することができる。

以下、本発明の構成について添付の図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は本発明の実施形態による重荷重用空気入りラジアルタイヤのトレッド面の一例をを示す一部斜視図、図２は図１のタイヤにおけるショルダー部を拡大して示す一部断面図である。

図１において、本発明の重荷重用空気入りラジアルタイヤのトレッド部１の両ショルダー端部には、タイヤ周方向に所定の間隔をおいてタイヤ幅方向に延びる複数のラグ溝２が形成され、これらラグ溝２、２間には所定の間隔をおいてラグ溝２に平行なサイプ３が形成されている。

トレッド部１は、図２に例示するように、複数のゴム層（図では１ａ及び１ｂの２層）で構成されており、最表面側ゴム層１ａには耐摩耗性に優れたゴムを配置し、その内側の内面側ゴム層１ｂには耐発熱性に優れたゴムを配置している。さらに、ショルダー端部におけるサイプ３を、最表面側ゴム層１ａから内面側ゴム層１ｂに跨がり、かつタイヤ幅方向に対する長さを内面側ゴム層１ｂにおける長さＬｉが最表面側ゴム層１ａにおける長さＬｓよりも短くなるように形成している。

これにより、最表面側ゴム層１ａが摩耗してゴムの厚さが薄くなった段階、又は内面側ゴム層１ｂが露出した段階において、トレッド表面の近傍におけるサイプ３の端部がタイヤ幅方向の外側（ショルダー側）に位置するようになることから、トレッドゴムの繰り返し屈曲に伴いサイプ３の端部に加わる応力が緩和されるため、破断伸びの小さい内面側ゴム層のサイプ３の端部におけるクラックの発生を効率よく抑止することができる。

なお、図１の実施形態ではトレッド部１の両ショルダー端部に所定の間隔をおいてラグ溝２を形成した場合を示したが、本発明の重荷重用空気入りラジアルタイヤは両ショルダー端部にラグ溝２を形成しない場合がある。また、トレッド部１を構成するゴム層を３層以上のゴム層で構成する場合がある。さらには、サイプ３をこれら３層以上のゴム層に跨がって形成する場合もある。

本発明において、最表面側ゴム層１ａにおけるサイプ長さをＬｓとし、内面側ゴム層１ｂにおけるサイプ長さをＬｉとしたとき、最表面側ゴム層１ａにおけるサイプ長さをＬｓを５〜８ｍｍにすると共に、内面側ゴム層１ｂにおけるサイプ長さをＬｉを（０．３〜０．６）Ｌｓ、好ましくは（０．４〜０．５）Ｌｓにするとよい。これにより、優れた耐ワンダリング性を確保しながら、サイプ３の端部におけるクラックの発生を一層効率よく抑止することができる。

サイプ長さＬｓが５ｍｍ未満では耐ワンダリング性が不足することになり、８ｍｍ超ではショルダー部の剛性が不足して操縦安定性が低下することになる。また、サイプ長さＬｉがサイプ長さＬｓの０．３倍未満になると摩耗末期における耐ワンダリング性が不足することになり、０．６倍超になると摩耗末期におけるクラックの抑制効果が不足することになる。

なお、上述するサイプ長さＬｓ、Ｌｉとはサイプ３の壁面に沿って測定されたタイヤ幅方向の長さをいう。また、最表面側ゴム層１ａ又は内面側ゴム層１ｂとにおいてそれぞれサイプ長さＬｓ、Ｌｉが異なる場合には、最大長さをいうものとする。

本発明において、さらに好ましくは、最表面側ゴム層１ａにおけるサイプ長さＬｓが内面側ゴム層１ｂにおけるサイプ長さＬｉに短縮する領域を、最表面側ゴム層１ａと内面側ゴム層１ｂとの境界面Ｑとこの境界面Ｑより最表面側ゴム層１ａ側にタイヤ径方向に２ｍｍ以内入り込んだ箇所との範囲内にするとよい。すなわち、図２における最表面側ゴム層１ａのサイプ３の底面と境界面Ｑとの間隔ｄを２ｍｍ以下に設定するとよい。これにより、最表面側ゴム層１ａが残存している初期の摩耗段階においてクラックの発生を確実に抑止すると同時に、耐ワンダリング性を確実に向上させることができる。

本発明の重荷重用空気入りラジアルタイヤでは、最表面側ゴム層１ａには耐摩耗性に優れたゴムを配置し、その内側の内面側ゴム層１ｂには耐発熱性に優れたゴムを配置しており、サイプ３のタイヤ幅方向に対する長さを破断伸びの小さい内面側ゴム層１ｂにおいて破断伸びの大きい最表面側ゴム層１ａにおけるよりも短く形成して、破断伸びの小さい内面側ゴム層１ｂにおけるサイプ端部の位置をタイヤ幅方向外側に位置させることによりクラックの発生を抑制している。

したがって、内面側ゴム層１ｂにはできるだけ破断伸びの大きいゴムを使用することが最も好ましい。しかし、トレッドゴムにおける耐発熱性を確保する観点から、内面側ゴム層１ｂの破断伸びは自ずから制約を受ける。本発明の重荷重用空気入りラジアルタイヤでは、トレッドゴムに要求される耐摩耗性と耐発熱性という背反関係にある両特性をバランスよく両立させるために、最表面側ゴム層１ａの破断伸びを４６０〜５６０％とし、内面側ゴム層１ｂの破断伸びを４２０〜５２０％とするのがよい。

さらに好ましくは、最表面側ゴム層１ａの破断伸びを前記内面側ゴム層の破断伸びよりも大きくして、その差を２０〜６０％、好ましくは４０〜６０％とするとよい。これにより、本発明によるクラック抑制効果を最大限に発揮させることができる。

なお、上述する破断伸び（％）は、加硫後のタイヤにおけるトレッド部１の各ゴム層１ａ、１ｂからそれぞれ採取したゴムを試験片として、これをＪＩＳ Ｋ６２５１に準拠して測定した場合の値が適用される。

タイヤサイズを１１００Ｒ２０、トレッドパターンを図１、タイヤ構造を図３、トレッド部のゴム層を２層にして、これら２層のゴム層におけるサイプ長さ及び外層におけるサイプの底面と外層及び内層の界面との間隔ｄ（表１において単に「間隔ｄ」という）をそれぞれ表１のように異ならせた従来タイヤ（従来例）と本発明タイヤ（実施例１〜５）とをそれぞれ作製した。なお、各タイヤにおいて、トレッドゴム層の厚さを外層及び内層ともそれぞれ１０ｍｍにすると共に、トレッドゴムの破断伸びを外層において５２０％とし、内層において４７０％とした。

これら６種類のタイヤについて、空気圧８３０ｋＰａを充填すると共に、２・２−Ｄタイプの車両の前後輪に装着し、積載荷重を１００％として、轍を有する不整地を約８０％含む一般路面を１日７００ｋｍ、延べ５万ｋｍ走行させた。この走行過程を通じて摩耗初期と摩耗末期とにおける耐ワンダリング性をそれぞれ官能評価すると共に、走行後のタイヤのサイプ端部に発生したクラックの大きさを測定した。

この結果を耐ワンダリング性については従来タイヤを１００とする指数により表１に併記した。数値が大きいほど耐ワンダリング性に優れていることを示す。また、サイプ端部に発生したクラックの大きさについては、クラック長さの平均値を以って「サイプ端部のクラック長さ」として表１に併記した。

表１より、本発明タイヤは、従来タイヤに比して、耐ワンダリング性を略同等にしながらサイプ端部におけるクラックの発生を抑制していることがわかる。なお、実施例１は内層のサイプ長さが外層のサイプ長さに比して長すぎたので、サイプ端部に僅かながらクラックの発生が認められた。また、実施例５は間隔ｄがマイナスであり、内層の上面側におけるサイプ長さが長すぎたので、サイプ端部に僅かながらクラックの発生が認められた。なお、実施例２ではサイプ長さＬｉがＬｓに比して小さ過ぎたので摩耗末期における耐ワンダリング性がやや低下しており、実施例４では間隔ｄが大き過ぎたので摩耗初期における耐ワンダリング性がやや低下していたが、いずれも合格レベルであった。

本発明の実施形態による重荷重用空気入りラジアルタイヤのトレッド面の一例を示す一部斜視図である。 図１のタイヤにおけるショルダー部を拡大して示す一部断面図である。 実施例において採用したタイヤの構造を示す半断面図である。 従来の重荷重用空気入りラジアルタイヤにおけるショルダー部を拡大して示す一部断面図である。

符号の説明

１ トレッド部
１ａ 最表面側ゴム層
１ｂ 内面側ゴム層
３ サイプ
Ｌｓ、Ｌｉ サイプ長さ
ｄ 間隔

Claims (5)

1. トレッド部を最表面側の耐摩耗性ゴム層とその内側の低発熱性ゴム層とで構成すると共に、該トレッド部の両ショルダー端部に前記最表面側ゴム層から前記内面側ゴム層に跨がり、かつタイヤ幅方向に延びるサイプをタイヤ周方向に所定の間隔をおいて形成した空気入りタイヤにおいて、
   前記サイプのタイヤ幅方向長さを前記内面側ゴム層において前記最表面側ゴム層におけるよりも短くした重荷重用空気入りラジアルタイヤ。
2. 前記最表面側ゴム層における前記サイプのタイヤ幅方向長さＬｓを５〜８ｍｍにすると共に、前記内面側ゴム層における前記サイプのタイヤ幅方向長さＬｉを（０．３〜０．６）Ｌｓにした請求項１に記載の重荷重用空気入りラジアルタイヤ。
3. 前記サイプ長さＬｓが前記サイプ長さＬｉに短縮する領域を、前記最表面側ゴム層と内面側ゴム層との境界面と該境界面より前記最表面側ゴム層側にタイヤ径方向に２ｍｍ以内入り込んだ箇所との範囲内にした請求項１又は２に記載の重荷重用空気入りラジアルタイヤ。
4. 前記最表面側ゴム層の破断伸びが４６０〜５６０％であり、前記内面側ゴム層の破断伸びが４２０〜５２０％である請求項１、２又は３に記載の重荷重用空気入りラジアルタイヤ。
5. 前記最表面側ゴム層の破断伸びが前記内面側ゴム層の破断伸びよりも２０〜６０％大きい請求項１、２、３又は４に記載の重荷重用空気入りラジアルタイヤ。

Images