JP2017222190A

JP2017222190A - 空気入りタイヤ

Info

Publication number: JP2017222190A
Application number: JP2016116907A
Authority: JP
Inventors: 泰聖加藤; Yasumasa Kato
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2016-06-13
Filing date: 2016-06-13
Publication date: 2017-12-21
Anticipated expiration: 2036-06-13
Also published as: JP6649850B2

Abstract

【課題】摩耗終期に差し掛かったと誤認する事態を防止しながら、外側細溝33の石噛みを容易に抑制する。
【解決手段】溝底側に開口幅Ｌより広幅である拡大部34が設けられた外側細溝33と半径方向に重なり合う一方、内部にタイヤ赤道に沿って延びる補強コードが埋設された補強層38をベルト層21とトレッド24との間に設けたので、内圧充填や走行によるトレッド端部24ｂの径成長が該補強層38により抑制され、この結果、前記外側細溝33の開口幅の拡大量が減少して、走行時の石噛みが効果的に抑制される。
【選択図】図４

Description

この発明は、トレッド端部に位置する外側陸部にタイヤ赤道Ｓに沿って延びる外側細溝を形成した空気入りタイヤに関する。

従来の空気入りタイヤとしては、例えば以下の特許文献１に記載されているようなものが知られている。

特開２０１１−０３１７７３号公報

このものは、幅方向両端部が対をなすビードコアの回りに折り返されトロイド状に延びるカーカス層と、前記カーカス層の半径方向外側に配置されたベルト層と、カーカス層およびベルト層の半径方向外側に配置されたトレッドとを備え、前記トレッドのトレッド端部にタイヤ赤道Ｓに沿って連続して延びる外側陸部を形成するとともに、該外側陸部にタイヤ赤道Ｓに沿って連続して延び溝幅の狭い外側副溝を形成したものであり、該外側副溝はトレッド端部の径成長に基づく摩耗を抑制するとともに、摩耗の進行度を示すサインとして機能させている。

しかしながら、このような従来の空気入りタイヤにあっては、前記外側副溝は溝幅が狭く、しかも、深さ方向に一定幅であるため、ある程度外側陸部が摩耗すると、外側副溝の開口を認識しづらくなり、この結果、まだ十分に使用に耐え得る空気入りタイヤを摩耗終期に差し掛かったと誤認して新品のタイヤに交換してしまうことがあった。このような問題を解決するため、前記外側副溝の溝底側に該外側副溝の開口幅より広幅である拡大部を設け、これにより、空気入りタイヤの摩耗中期から摩耗終期にかけての外側副溝の開口幅を若干広幅とすることで、前述の誤認を防止することが検討された。しかしながら、このような拡大部を有する空気入りタイヤは、内圧充填や走行によりトレッド端部が径成長したとき、前記外側副溝の開口が拡幅して該外側副溝に石噛みが生じることがあるが、このような石噛みが生じると、外側副溝の溝底に亀裂が生じベルト層に悪影響を及ぼすことがあるという課題があった。

この発明は、摩耗終期に差し掛かったと誤認する事態を防止しながら、外側細溝の石噛みを容易に抑制することができる空気入りタイヤを提供することを目的とする。

このような目的は、幅方向両側部が対をなすビードコアの回りに折り返されトロイド状に延びるカーカス層と、前記カーカス層の半径方向外側に配置されたベルト層と、カーカス層およびベルト層の半径方向外側に配置されたトレッドとを備え、前記トレッドのトレッド端部にタイヤ赤道Ｓに沿って連続して延びる外側陸部を形成するとともに、該外側陸部にタイヤ赤道Ｓに沿って連続して延びる外側細溝を形成した空気入りタイヤにおいて、前記外側細溝の溝底側に該外側細溝の開口幅Ｌより広幅である拡大部を設ける一方、前記ベルト層とトレッドとの間に、前記外側細溝と半径方向に重なり合うとともに、内部にタイヤ赤道Ｓに沿って延びる補強コードが埋設された補強層を配置した空気入りタイヤにより、達成することができる。

この発明においては、溝底側に開口幅より広幅である拡大部が設けられた外側細溝と半径方向に重なり合う一方、内部にタイヤ赤道Ｓに沿って延びる補強コードが埋設された補強層をベルト層とトレッドとの間に設けたので、内圧充填や走行によるトレッド端部の径成長が該補強層により抑制され、この結果、前記外側細溝の開口幅の拡大量が減少して、走行時の石噛みが効果的に抑制される。

また、請求項２に記載のように構成すれば、外側細溝の半径方向内側にカーカス層の折返し部が追加配置され、トレッド端部の径成長を効果的に抑制することができる。さらに、請求項３に記載のように構成すれば、外側細溝の溝底における亀裂発生を抑制しながら、外側陸部の摩耗を効果的に抑制することができる。また、請求項４に記載のように構成すれば、トレッド端部における径成長を抑制しながら、空気入りタイヤの軽量化および転がり抵抗の低減を図ることができる。さらに、請求項５に記載のように構成すれば、トレッド端部での摩耗を抑制しながらウエット性能等を向上させることができる。また、請求項６に記載のゴムをトレッドに用いた空気入りタイヤに好適である。

この発明の実施形態１を示す空気入りタイヤの子午線半断面図である。図１の一部破断平面図である。トレッド部の平面図である。外側細溝近傍の子午線断面図である。

以下、この発明の実施形態１を図面に基づいて説明する。
図１、２、３において、11はバンや軽トラック等の自動車に装着されて使用される空気入りタイヤであり、この空気入りタイヤ11は一対のビード部12を有し、各ビード部12には対をなす（ここでは一対の）リング状を呈するビードコア13が埋設されている。また、前記空気入りタイヤ11はビード部12から略半径方向外側に向かってそれぞれ延びるサイドウォール部14と、両サイドウォール部14の半径方向外端を連ねる略円筒状のトレッド部15とをさらに備えている。そして、この空気入りタイヤ11は前記ビードコア13間をトロイド状に延びてサイドウォール部14、トレッド部15を補強するカーカス層16を有し、このカーカス層16の幅方向両側部は前記ビードコア13の回りに折り返されている。前記カーカス層16は少なくとも１枚、ここでは１枚のカーカスプライ17から構成され、このカーカスプライ17はタイヤ赤道Ｓに対して70〜90度のコード角で交差する、即ち、実質上ラジアル方向（子午線方向）に延びる複数本のカーカスコード18をコーティングゴムにより被覆することで構成されており、このようなカーカスコード18は、例えばスチールあるいは香族ポリアミド、ナイロン、ポリエステル等の有機繊維から構成されている。この結果、前記カーカス層16（カーカスプライ17）内には複数本のカーカスコード18が埋設されていることになる。

21はカーカス層16の半径方向外側に重ね合わされた状態で配置されたベルト層であり、このベルト層21は互いに重ね合わされた少なくとも２枚（ここでは２枚）のベルトプライ22から構成され、各ベルトプライ22は、例えばスチールあるいは芳香族ポリアミド、ナイロン等の有機繊維からなる互いに平行な複数本のベルトコード23をコーティングゴムにより被覆することで構成されている。この結果、前記ベルト層21（ベルトプライ22）内には複数本のベルトコード23が埋設されていることになる。そして、前記ベルトコード23はタイヤ赤道Ｓに対して15〜35度程度の所定角度で傾斜するとともに、少なくとも２枚のベルトプライ22においてタイヤ赤道Ｓに対する傾斜方向が逆方向となっている。なお、24は前記カーカス層16およびベルト層21の半径方向外側に配置されたトレッドであり、このトレッド24は加硫済みゴムから構成されている。

前記空気入りタイヤ11が走行しているときに路面に接地するトレッド24の踏面26(半径方向外側面）でタイヤ赤道Ｓの両側にはそれぞれ１本ずつ合計２本の両側主溝27が形成され、これら両側主溝27はタイヤ赤道Ｓに沿って連続して延びるとともに、接地時に閉じることのない幅広である。ここで、前記両側主溝27は真っ直ぐに延びているが、ジグザグ状または波状に屈曲していてもよい。前記トレッド24の踏面26でタイヤ赤道Ｓ上には１本の中央主溝28が形成され、この中央主溝28もタイヤ赤道Ｓに沿って連続して延びるとともに、接地時に閉じることのない幅広である。ここで、前記中央主溝28も真っ直ぐに延びているが、ジグザグ状または波状に屈曲していてもよい。29はトレッド24のトレッドセンター部24ａに形成された２本の内側陸部であり、これらの内側陸部29は前記両側主溝27と中央主溝28との間にそれぞれ配置されている。そして、これら内側陸部29は幅方向に延びる溝によって分断されることなく、タイヤ赤道Ｓに沿って連続して延びている。また、トレッド24のトレッド端部24ｂ（ショルダー部と呼ばれることもある）には外側陸部30がそれぞれ形成され、これら２本の外側陸部30は幅方向の溝によって分断されることなく、タイヤ赤道Ｓに沿って連続して延びている。31は中央主溝28から両側主溝27に向かって延びるとともに、内側陸部29の途中で終了する複数の横溝であり、これらの横溝31はタイヤ赤道Ｓに対して所定角度で傾斜するとともに、周方向に等距離離れて配置されている。

図１〜４において、33は各外側陸部30にそれぞれ少なくとも１本形成、ここでは各外側陸部30の幅方向中央部に１本だけ形成され、タイヤ赤道Ｓに沿って連続して延びる外側細溝であり、これら外側細溝33は、この実施形態では接地時に閉じる、溝幅が 0.5〜 3.0mmのサイプから構成されている。なお、この発明においては、各外側陸部30に幅方向に離れた複数本の外側細溝を形成するようにしてもよい。そして、このような外側細溝33を各外側陸部30に形成すると、前述のように径成長に基づく外側陸部30の摩耗を抑制することができるとともに、該部位での摩耗の進行度を外側細溝33により表すことができる。ここで、空気入りタイヤ11の転がり抵抗を低減させるために、トレッド24に損失正接 tanδが0.18以下のゴムを用いることがあるが、このようなゴムをトレッド24に用いると、外側陸部30が内側陸部29より早期に摩耗し偏摩耗が生じ易くなってしまうのである。しかしながら、前述のように各外側陸部30に外側細溝33を形成してやれば、摩耗時に各外側陸部30に発生するせん断歪みが分断されて、ブレーキングによる摩耗が抑制されるため、前述のような偏摩耗を有効に抑制することができ、この結果、前述のような外側細溝33の形成は、トレッド24に tanδが0.18以下のゴムを用いた空気入りタイヤ11に好適である。ここで、前述の損失正接 tanδの値は、粘弾性測定装置（レオメトリックス社製）により温度50度Ｃ、歪み１％、周波数15Ｈｚで測定した値である。

ここで、前述した外側細溝33の溝幅が開口端33ａから溝底33ｂまでの深さ方向において一定値であると、ある程度外側陸部30が摩耗したとき、該外側細溝33の開口を認識しづらくなり、この結果、空気入りタイヤ11が摩耗終期に差し掛かったと誤認してしまうことがある。このような事態に対処するため、この実施形態においては、各外側細溝33の溝底側に該外側細溝33の開口幅Ｌ（開口端33ａにおける溝幅）より広幅である拡大部34を設け、これにより、空気入りタイヤ11の摩耗中期から摩耗終期にかけての外側細溝33の開口端における溝幅を若干広幅とすることで、前述の誤認を防止するようにしている。ここで、前述した拡大部34の溝幅は該拡大部34の外端および溝底（内端）からこれらの中間位置に向かって徐々に大となっており、この結果、該拡大部34の子午線断面形状は楕円形、円形等を呈することになる。また、前記拡大部34における最大幅Ｍの値は前記開口幅Ｌの値の 1.5〜 3.0倍の範囲内とすることが好ましい。それは、Ｍ／Ｌの値が 1.5未満であると、外側陸部30が摩耗したとき、外側細溝33の開口を明確に認識できないことがあり、一方、 3.0を超えると、加硫後に外側細溝33形成用のブレードを引き抜く際、大きな抵抗が生じて開型作業が困難となることがあるからである。

ここで、前述のように外側細溝33の溝底側に拡大部34を形成した空気入りタイヤ11は、内圧充填や走行によりトレッド端部24ｂが径成長したとき、前記外側細溝33の開口が拡幅して走行時に石噛みが生じることがあり、このような石噛みが生じると、外側細溝33の溝底33ｂに亀裂が生じてベルト層21に悪影響を及ぼす、例えば、水の侵入によるベルトコード23の酸化、亀裂発生等を生じさせることがある。このため、この実施形態においては、ベルト層21とトレッド24との間に、前記外側細溝33と半径方向に重なり合うとともに、内部にタイヤ赤道Ｓに沿って延びる補強コード37が埋設された補強層38を配置したのである。このように溝底側に開口幅Ｌより広幅である拡大部34が設けられた外側細溝33と半径方向に重なり合う一方、内部にタイヤ赤道Ｓに沿って延びる補強コード37が埋設された補強層38をベルト層21とトレッド24との間に設けるようにすれば、内圧充填や走行によるトレッド端部24ｂの径成長が該補強層38により抑制され、この結果、前記外側細溝33の開口幅の拡大量が減少し、走行時の石噛みを効果的に抑制することができる。

前記補強層38は少なくとも１枚、ここでは１枚の補強プライ39から構成され、この補強プライ39は前述のようなタイヤ赤道Ｓに沿って延びる補強コード37をコーティングゴムで被覆することにより構成している。そして、前述の補強コード37は、例えば波状あるいはジグザグ状に屈曲しているスチール、芳香族ポリアミド繊維、ポリエチレンテレフタレート繊維等の有機繊維から構成してもよく、また、緩く撚られたスチールから構成してもよい。そして、前記補強層38（補強プライ39）は、例えば補強コード37を１本または少数本並べてゴムコーティングしたリボン状体をベルト層21の外側に螺旋状に多数回巻き付けることで構成することができる。また、この実施形態では、前記外側細溝33の溝底33ｂから補強層38の半径方向外側面38ａまでの距離をＮとしたとき、前記最大幅Ｍを距離Ｎで除したＭ／Ｎの値を0.70〜1.30の範囲内とすることが好ましい。その理由は、後述する試験結果から明らかなように、Ｍ／Ｎの値を0.70〜1.30の範囲内とすれば、外側細溝33の溝底33ｂにおける亀裂発生を抑制しながら、外側陸部30の摩耗を効果的に抑制することができるからである。さらに、この実施形態においては、前述したＭ／Ｎの値を1.12〜1.30の範囲内とすることがさらに好ましい。

ここで、前述した補強層38は外側細溝33と半径方向に重なり合っていればよいので、その幅を拡大部34の最大幅Ｍの数倍程度である狭幅としてもよいが、この実施形態においては、補強層38の幅をベルト層21とほぼ同一幅とすることで、該補強層38によりベルト層21のほぼ全領域を外側から覆うとともに、該補強層38に埋設されている補強コード37のピッチＰを、補強層38の幅方向中央部より幅方向両端部において小とすることで、該補強コード37の密度を幅方向両端部より幅方向中央部において小としている。このようにすれば、トレッド端部24ｂにおける径成長、外側細溝33の石噛みの抑制効果を維持しながら、空気入りタイヤ11の軽量化および転がり抵抗の低減を図ることができる。ここで、前述のピッチＰとは、単位幅当たりの補強コード37の埋設本数をいう。なお、この発明においては、前記補強コード37の密度を補強層38の全領域において同一としてもよい。

また、この実施形態においては、前記ビードコア13より外側に位置するカーカス層16の折返し部16ａをタイヤ最大幅位置Ｗを越えてベルト層21および外側細溝33双方の半径方向内側まで延在させるようにしている。このようにすれば、外側細溝33の半径方向内側に補強層38のみならずカーカス層16の折返し部16ａも追加配置されることになり、これにより、トレッド端部24ｂの径成長の抑制効果を維持しながら、カーカス層16を２枚のカーカスプライから構成する場合に比較し、空気入りタイヤ11を軽量化することもできる。

ここで、タイヤ最大幅位置Ｗとは、空気入りタイヤ11の回転軸と平行で両端がサイドウォール部14の外表面（模様や文字などを除いた表面）に位置する線分の長さが最大となるサイドウォール部14外表面上の位置をいう。また、前述したトレッド24、ここでは内側陸部29、外側陸部30にはそれぞれタイヤ赤道Ｓに対して所定角度で傾斜した複数の傾斜サイプ42、傾斜サイプ43を形成しているが、これら傾斜サイプのうち、トレッド端部24ｂに位置する（外側陸部30に形成されている）傾斜サイプ43の密度（単位面積当たりの形成本数）をトレッドセンター部24ａに位置する（内側陸部29に形成されている）傾斜サイプ42の密度より大としている。このようにすれば、トレッド端部24ｂにおける摩耗を抑制しながら空気入りタイヤ11のウエット性能等を容易に向上させることができる。

次に、試験例について説明する。この試験に当たっては、Ｍ／Ｎの値が0.61である比較タイヤ１と、Ｍ／Ｎの値が1.12である実施タイヤ１と、Ｍ／Ｎの値が1.30である実施タイヤ２と、Ｍ／Ｎの値が1.39である比較タイヤ２と、外側細溝を有していない基準タイヤとを準備した。ここで、前述の各タイヤはサイズが195/80Ｒ15であり、その内部構造およびトレッドパターンは図１〜３に示す通りである。

次に、このような各タイヤをサイズが15×6Jであるリムに装着するとともに 450ｋPaの内圧を充填した後、9.54ｋＮの負荷を作用させながらドラムに押付け、時速60ｋｍで５万ｋｍ走行させた。そして、前述の走行終了時における外側細溝の溝底に発生した亀裂の長さをタイヤ１周分測定するとともに、その和を算出して逆数を求め、実施タイヤ１を 100として以下の表１に耐亀裂性を指数表示した。また、前述の走行終了時における外側陸部の摩耗量を測定して逆数を求め、基準タイヤを 100として以下の表１に耐摩耗性を指数表示した。ここで、前述の耐亀裂性、耐摩耗性は数値が大であるほど良好である。そして、この表１から明らかなように、Ｍ／Ｎの値を0.70〜1.30の範囲内とすれば、外側細溝の溝底における亀裂発生を抑制しながら、外側陸部での摩耗を効果的に抑制することができる。

この発明は、外側陸部にタイヤ赤道Ｓに沿って延びる外側細溝を形成した空気入りタイヤの産業分野に適用できる。

11…空気入りタイヤ 13…ビードコア
16…カーカス層 16ａ…折返し部
21…ベルト層 24…トレッド
24ａ…トレッドセンター部 24ｂ…トレッド端部
30…外側陸部 33…外側細溝
33ｂ…溝底 34…拡大部
37…補強コード 38…補強層
38ａ…半径方向外側面 42、43…傾斜サイプ

Claims

幅方向両側部が対をなすビードコアの回りに折り返されトロイド状に延びるカーカス層と、前記カーカス層の半径方向外側に配置されたベルト層と、カーカス層およびベルト層の半径方向外側に配置されたトレッドとを備え、前記トレッドのトレッド端部にタイヤ赤道Ｓに沿って連続して延びる外側陸部を形成するとともに、該外側陸部にタイヤ赤道Ｓに沿って連続して延びる外側細溝を形成した空気入りタイヤにおいて、前記外側細溝の溝底側に該外側細溝の開口幅Ｌより広幅である拡大部を設ける一方、前記ベルト層とトレッドとの間に、前記外側細溝と半径方向に重なり合うとともに、内部にタイヤ赤道Ｓに沿って延びる補強コードが埋設された補強層を配置したことを特徴とする空気入りタイヤ。
前記カーカス層の折返し部をタイヤ最大幅位置Ｗを越えて外側細溝の半径方向内側まで延在させた請求項１記載の空気入りタイヤ。
前記外側細溝の溝底から前記補強層の半径方向外側面までの距離をＮ、外側細溝の拡大部における最大幅をＭとしたとき、Ｎ／Ｍの値を0.70〜1.30の範囲内とした請求項１または２記載の空気入りタイヤ。
前記補強層によりベルト層のほぼ全領域を覆うとともに、該補強層に埋設されている補強コードの密度を幅方向両端部より幅方向中央部において小とした請求項１〜３のいずれか一項に記載の空気入りタイヤ。
前記トレッドにタイヤ赤道Ｓに対して傾斜した複数の傾斜サイプを形成するとともに、トレッド端部に位置する傾斜サイプの密度をトレッドセンター部に位置する傾斜サイプの密度より大とした請求項１〜４のいずれか一項に記載の空気入りタイヤ。
前記トレッドに損失正接δが0.18以下のゴムを用いた請求項１〜５のいずれか一項に記載の空気入りタイヤ。