(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
トレッド面を形成するトレッドと、それぞれがこのトレッドの端から半径方向略内向きに延びる一対のサイドウォールと、それぞれがこのサイドウォールよりも軸方向内側に位置する一対のビードと、このトレッド及びサイドウォールの内側に沿って一方のビードと他方のビードとの間に架け渡されたカーカスと、トレッドとカーカスとの間に積層されたベルトと、トレッドとベルトとの間に積層されたゴム補強層とを備えており、
このトレッドがキャップ層とベース層とを備えており、
引張強さをTBとし切断時伸びをEBとしたときに下記の式で求められるEtを破壊エネルギーとするときに、
このキャップ層が劣化後の破壊エネルギーが2000MPa・%以上であり、
このゴム補強層が劣化後の破壊エネルギーが1500MPa・%以上であり、
このベルトが第一層、第二層、第三層及び第四層を備え、この第一層、第二層、第三層及び第四層のそれぞれが並列された多数のコードとトッピングゴムとからなり、
このトレッド面に周方向に延びる主溝が形成されており、この主溝の溝底でゴム補強層の厚さが、キャップ層の厚さより薄く、ベース層の厚さより薄く、
この溝底からベルトまでの溝下の厚さTgが5mm以下であり、このゴム補強層の厚さTpが1.5mm以下である、重荷重用空気入りタイヤ。
Et = TB・EB/2
【発明を実施するための形態】
【0015】
以下、適宜図面が参照されつつ、好ましい実施形態に基づいて本発明が詳細に説明される。
【0016】
図1には、空気入りタイヤ2が示されている。
図1において、上下方向がタイヤ2の半径方向であり、左右方向がタイヤ2の軸方向であり、紙面との垂直方向がタイヤ2の周方向である。図中、一点鎖線CLはタイヤ2の赤道面を表す。直線BLは、ビードベースラインを表す。このタイヤ2の形状は、トレッドパターンを除き、赤道面CLに対して対称である。このタイヤ2は、トラック、バス等に装着される。このタイヤ2は、重荷重用空気入りタイヤである。このタイヤ2は、チューブレスタイプである。
【0017】
このタイヤ2は、トレッド4、サイドウォール6、クリンチ8、ビード10、カーカス12、ベルト14、ビードフィラ16、カバーゴム18、インナーライナー20、インスレーション22、クッション層24及びチェーファー26を備えている。このタイヤ2は、更に、ゴム補強層28を備えている。
【0018】
トレッド4は、半径方向外向きに凸な形状を呈している。トレッド4は、架橋ゴムからなる。トレッド4は、路面と接触するトレッド面30を形成する。
【0019】
トレッド4は、ベース層32とキャップ層34とを備えている。キャップ層34は、ベース層32の半径方向外側に位置している。キャップ層34は、ベース層32に積層されている。通常、ベース層32は、接着性に優れた架橋ゴムからなる。ベース層32の典型的な基材ゴムは、天然ゴムである。通常、キャップ層34は、耐摩耗性、耐熱性及びグリップ性に優れた架橋ゴムからなる。
【0020】
サイドウォール6は、トレッド4の端から半径方向略内向きに延びている。このサイドウォール6の半径方向外側端は、トレッド4と接合されている。このサイドウォール6の半径方向内側端は、クリンチ8と接合されている。このサイドウォール6は、耐カット性及び耐候性に優れた架橋ゴムからなる。このサイドウォール6は、カーカス12の損傷を防止する。
【0021】
クリンチ8は、サイドウォール6の半径方向略内側に位置している。クリンチ8は、軸方向において、ビード10及びカーカス12よりも外側に位置している。図示されないが、このタイヤ2がリムに組み込まれると、クリンチ8はリム(図示されず)のフランジと当接する。クリンチ8は、耐摩耗性に優れた架橋ゴムからなる。
【0022】
ビード10は、サイドウォール6の半径方向内側に位置している。ビード10は、コア36と、このコア36から半径方向外向きに延びるエイペックス38とを備えている。このエイペックス38は、コア36から半径方向外向きに延びる硬質エイペックス40と、この硬質エイペックス40から半径方向外向きに延びる軟質エイペックス42とを備えている。コア36はリング状であり、巻回された非伸縮性ワイヤーを含む。ワイヤーの典型的な材質は、スチールである。硬質エイペックス40は、半径方向外向きに先細りである。硬質エイペックス40は、高硬度な架橋ゴムからなる。軟質エイペックス42は、硬質エイペックス40に比べて軟質な架橋ゴムからなる。
【0023】
カーカス12は、カーカスプライ44からなる。カーカスプライ44は、両側のビード10の間に架け渡されており、トレッド4及びサイドウォール6の内側に沿っている。カーカスプライ44は、コア36の周りを、軸方向内側から外側に向かって折り返されている。この折り返しにより、カーカスプライ44には、主部44aと折り返し部44bとが形成されている。この主部44aは両側のビード10の間に位置している。折り返し部44bは、ビード10の軸方向外側に位置している。この折り返し部44bの外端44eは、エイペックス38の軸方向外側に位置している。このタイヤ2では、外端44eは、軟質エイペックス42の軸方向外側に位置している。外端44eにおける応力集中は、軟質エイペックス42より緩和される。
【0024】
図示されていないが、カーカスプライ44は、並列された多数のコードとトッピングゴムとからなる。各コードが赤道面CLに対してなす角度の絶対値は、45°から90°、さらには75°から90°である。換言すれば、このカーカス12はラジアル構造を有する。コードは、例えばスチールからなる。カーカス12が、2枚以上のカーカスプライ44から形成されてもよい。
【0025】
ベルト14は、軸方向に延在している。ベルト14は、半径方向においてトレッド4の内側に位置している。このベルト14は、カーカス12の半径方向外側に位置している。ベルト14は、カーカス12を補強する。このタイヤ2では、ベルト14は、第一層46a、第二層46b、第三層46c及び第四層46dからなる。このタイヤ2では、ベルト14を構成する第一層46a、第二層46b、第三層46c及び第四層46dのうち、第二層46bが軸方向において最も大きな幅を有している。このタイヤ2では、この第二層46bの端46eがベルト14の端である。
【0026】
図示されていないが、第一層46a、第二層46b、第三層46c及び第四層46dのそれぞれは、並列された多数のコードとトッピングゴムとからなる。各コードは、スチールからなる。このコードは、赤道面CLに対して傾斜している。このコードが赤道面CLに対してなす角度の絶対値は、15°から70°である。
【0027】
図示されないが、タイヤ2は、バンドを備えてもよい。バンドは、このベルト14の半径方向外側を覆う。バンドは、コードとトッピングゴムとからなる。このコードによりベルト14が拘束されるので、ベルト14のリフティングが抑制される。
【0028】
ビードフィラ16は、コア36の周りを巻かれている。ビードフィラ16は、カーカスプライ44と積層されている。ビードフィラ16はコア36の周りを巻かれることにより、内片部16aと外片部16bとが形成されている。ビードフィラ16は、ビード10の変形を抑制する。ビードフィラ16は、タイヤ2の耐久性の向上に寄与しうる。このビードフィラ16は、並列された多数のコードとトッピングゴムとからなる。ビードフィラ16は、例えば、スチールフィラーからなる。各コードは、スチールからなる。
【0029】
カバーゴム18は、軟質エイペックス42よりも軸方向外側に位置している。図示されているように、カバーゴム18は、折り返し部44bの外端44eを覆う。カバーゴム18は、この折り返し部44bの外端44eへの応力集中を緩和しうる。
【0030】
インナーライナー20は、タイヤ2の内面を構成している。インナーライナー20は、架橋ゴムからなる。インナーライナー20には、空気遮蔽性に優れたゴムが用いられている。インナーライナー20の典型的な基材ゴムは、ブチルゴム又はハロゲン化ブチルゴムである。インナーライナー20は、タイヤ2の内圧を保持する。
【0031】
インスレーション22は、インナーライナー20の外側に位置している。インスレーション22は、カーカス12の内側に位置している。インスレーション22は、カーカス12とインナーライナー20とに挟まれている。インスレーション22は、接着性に優れた架橋ゴムからなる。インスレーション22は、カーカス12と堅固に接合し、インナーライナー20とも堅固に接合する。インスレーション22により、インナーライナー20とカーカス12との剥離が抑制される。
【0032】
クッション層24は、ベルト14の端46eの近傍において、カーカス12と積層されている。クッション層24は、軟質な架橋ゴムからなる。クッション層24は、ベルト14の端46eの応力を吸収する。このクッション層24により、ベルト14のリフティングが抑制される。
【0033】
チェーファー26は、ビード10の近傍に位置している。タイヤ2がリムに組み込まれると、このチェーファー26がリムと当接する。この当接により、ビード10の近傍が保護される。この実施形態では、チェーファー26は、クリンチ8と一体である。従って、チェーファー26の材質はクリンチ8の材質と同じである。チェーファー26が、布とこの布に含浸したゴムとからなってもよい。
【0034】
ゴム補強層28は、トレッド4の半径方向内側に位置している。ゴム補強層28は、ベルト14の半径方向外側に位置している。ゴム補強層28は、半径方向においてトレッド4とベルト14との間に位置している。ゴム補強層28は、ベルト14の外面を覆っている。このタイヤ2では、ゴム補強層28は、トレッド面30のエッジEtより、軸方向外側まで延びている。このゴム補強層28の軸方向端部は、クッション層24の半径方向外側に積層されている。このゴム補強層28は、架橋ゴムからなっている。
【0035】
このトレッド面30には、周方向の延びる主溝48及び主溝50が形成されている。この主溝48と主溝50とは、それぞれ、トレッド面30を周方向に一周している。主溝48は、主溝50より、軸方向内側に形成されている。
【0036】
図2に示されるように、主溝48は、溝底52からトレッド面30に至る壁面54と壁面56とを備えている。この壁面54と壁面56とは互いに対向して周方向に延びている。主溝50は、溝底58からトレッド面30に至る壁面60と壁面62とを備えている。この壁面60と壁面62とは互いに対向して周方向に延びている。
【0037】
図2の両矢印α1は、主溝48の壁面54の傾斜角度と壁面56の傾斜角度とを示している。両矢印α2は、主溝50の壁面60の傾斜角度と壁面62の傾斜角度とを示している。この傾斜角度α1及び傾斜角度α2は、トレッド面30に垂直な法線に対する傾斜角度として測定される。この傾斜角度α1及び傾斜角度α2は、トレッド面30の主溝48及び主溝50の開口で測定される。このタイヤ2では、この傾斜角度α1や傾斜角度α2の総称として、傾斜角度αと称する。
【0038】
両矢印Tpは、ゴム補強層28の厚さを示している。両矢印Tgは、主溝48の溝底52からベルト14までの溝下厚さを示している。この厚さTgは、溝底52からベルト14の外面までの厚さとして測定される。この厚さTgは、溝底52と溝底58とで測定される溝下厚さが異なる場合には、最も小さくなる位置で測定される。このタイヤ2では、厚さTgは、溝底52で測定される。この厚さTp及び厚さTgは、半径方向の直線距離として測定される。
【0039】
このタイヤ2では、使用によりトレッド4のキャップ層34が摩耗する。使用により、キャップ層34が劣化する。キャップ層34が劣化したタイヤ2では、キャップ層34に疵が発生し易い。この疵が成長して、ベルト14に達する恐れがある。特に、キャップ層34が摩耗して薄くなったタイヤ2では、疵がベルト14に達し易い。
【0040】
破壊エネルギーが大きいキャップ層34は、疵の発生を抑制しうる。特に、劣化後の破壊エネルギーが大きいキャップ層34は、疵の発生を抑制する。この観点から、キャップ層34の劣化後の破壊エネルギーは、2000MPa・%以上であり、好ましくは3000MPa・%以上である。キャップ層34の劣化後の破壊エネルギーは、好ましくは5000MPa・%以下であり、更に好ましくは4000MPa・%以下である。この破壊エネルギーの求め方は後述される。
【0041】
更に、このタイヤ2では、ゴム補強層28を備えている。この補強28が、疵がベルト14に達することを抑制している。ゴム補強層28は、ベルト14を保護する。劣化後の破壊エネルギーが大きいゴム補強層28を備えることで、ベルト14に疵が達することを抑制しうる。この観点から、このゴム補強層28の劣化後の破壊エネルギーは、1000MPa・%以上であり、好ましくは1500MPa・%以上であり、更に好ましくは2000MPa・%以上であり、特に好ましくは3000MPa・%以下である。ゴム補強層28の劣化後の破壊エネルギーは、好ましくは5000MPa・%以下であり、更に好ましくは4000MPa・%以下である。
【0042】
このタイヤ2では、溝底52の内側で、ベース層32の外面が半径方向内向きに凹んでいる。ゴム補強層28を備えるので、溝底52において、ベース層32は従来より更に薄くされうる。更に、キャップ層34の破壊エネルギーが大きいので、キャップ層34の厚さも従来より薄くされうる。これにより、厚さTgは従来より薄くされても、溝底52において、疵の発生及び成長が抑制される。このゴム補強層28は、ベース層32の外面が半径方向内向きに凹んでいるタイヤ2の補強に、特に適している。
【0043】
このゴム補強層28の厚さTpが大きいタイヤ2では、ベルト14に疵が発生し難い。この観点から、厚さTpは、好ましくは0.5mm以上であり、更に好ましくは0.7mm以上である。一方で、この厚さTpが小さいタイヤ2では、転がり抵抗が小さい。この観点から、この厚さTpは、好ましくは2.0mm以下であり、更に好ましくは1.5mm以下である。
【0044】
ゴム補強層28の損失正接tanδが小さいタイヤ2では、転がり抵抗が小さい。この観点から、損失正接tanδは、好ましくは0.16以下であり、更に好ましくは0.15以下であり、特に好ましくは0.14以下である。この損失正接tanδは、好ましくは0.03以上である。
【0045】
ゴム補強層28の複素弾性率E
* が大きいタイヤ2では、踏み石などで発生する外力がベルト14に伝わり難い。硬いゴム補強層28により、ベルト14が保護される。この観点から、複素弾性率E
* は、好ましくは3MPa以上であり、更に好ましくは4MPa以上である。一方で、複素弾性率E
* が小さいタイヤ2では、ゴム補強層28の剥離が抑制される。軟らかいゴム補強層28は、クラックの発生が抑制される。この観点から、複素弾性率E
* は、好ましくは15MPa以下であり、更に好ましくは12MPa以下である。
【0046】
主溝48の壁面54及び壁面56の傾斜角度α1が小さいタイヤ2は、主溝48に石等の異物を噛み込み易い。このタイヤ2は、ベルト14に疵が発生し易い。この観点から、この傾斜角度α1は好ましくは5°以上であり、更に好ましくは6°以上である。
【0047】
一方で、傾斜角度α1が大きいタイヤ2では、路面に接地するトレッド面30の面積が小さくなる。このタイヤ2では、キャップ層34の耐摩耗性に劣る。この観点から、傾斜角度α1は、好ましくは20°以下であり、更に好ましくは18°以下である。
【0048】
主溝48の壁面54及び壁面56の傾斜角度α1と同様に、主溝50の壁面60及び壁面62の傾斜角度α2は、好ましくは5°以上であり、更に好ましくは6°以上である。傾斜角度α1と同様に、傾斜角度α2は、好ましくは20°以下であり、更に好ましくは18°以下である。
【0049】
この溝底52からベルト14までの溝下の厚さTgが大きいタイヤ2では、ベルト14に疵が発生し難い。この観点から、厚さTgは、好ましくは3.0mm以上であり、更に好ましくは3.5mm以上である。厚さTgが小さいタイヤ2では、転がり抵抗が小さい。この観点から、この厚さTgは、好ましくは5.0mm以下であり、更に好ましくは4.5mm以下である。
【0050】
本発明において、劣化後の破壊エネルギーは、「JIS K6251」の「加硫ゴム及び熱可塑性ゴム−引張特性の求め方」の規定に準拠して、求められている。この劣化後は、タイヤ2が80℃で一週間熱劣化させられた後である。この劣化後のタイヤ2から切り出された試験片が得られる。23℃の室内で、この試験片の、引張強さ(TB)と切断時伸び(EB)とが測定される。本発明において、破壊エネルギーEtは、引張強さ(TB)と切断時伸び(EB)とから、以下の数式で求められる。
Et = (TB)・(EB)/2
【0051】
本発明の損失正接tanδ及び複素弾性率E
* は、「JIS K 6394」の規定に準拠して測定される。損失正接tanδ及び複素弾性率E
* が測定される架橋ゴムの組成物から130mm×130mm×2mmのゴムスラブシートが作製される。このゴムスラブシートから40mm×4mm×2mm測定試験片が切り出される。この損失正接tanδ及び複素弾性率E
* は、この測定試験片を用いて、以下の条件下で測定される。
測定装置 :粘弾性スペクトロメーター「VES・F−3型」(岩本製作所社製)
初期歪み :10%
動歪み :2%
周波数 :10Hz
変形モード:引張
測定温度 :70℃
【0052】
本発明では、タイヤ2の各部材の寸法及び角度は、
図1に示されるように、タイヤ2から切り出された断面で測定される。本明細書において正規リムとは、タイヤ2が依拠する規格において定められたリムを意味する。JATMA規格における「標準リム」、TRA規格における「Design Rim」、及びETRTO規格における「Measuring Rim」は、正規リムである。本明細書において正規内圧とは、タイヤ2が依拠する規格において定められた内圧を意味する。JATMA規格における「最高空気圧」、TRA規格における「TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES」に掲載された「最大値」、及びETRTO規格における「INFLATION PRESSURE」は、正規内圧である。
【実施例】
【0053】
以下、実施例によって本発明の効果が明らかにされるが、この実施例の記載に基づいて本発明が限定的に解釈されるべきではない。
【0054】
[実施例1]
図1に示された基本構成を備えた実施例1の空気入りタイヤを得た。このタイヤサイズは、「11R22.5」であった。このタイヤの、キャップ層の破壊エネルギーと、ゴム補強層の破壊エネルギー、損失正接tanδ、複素弾性率E
* 及び厚さTpと、主溝の壁面の傾斜角度α(α1及びα2)及び溝下厚さTgとは、下記の表1に示された通りであった。この表1の破壊エネルギーは、本発明の劣化後の破壊エネルギーを意味する。なお、下記の表2から6の各項目は、この表1と同様にされている。
【0055】
[比較例1]
市販タイヤに使用されているゴム層が準備された。このゴム層は、トレッドとベルトとを接着するために、両者の間に積層されている。このゴム層の破壊エネルギーは表1に示される通りであった。補強ゴム層に代えて、このゴム層を備えて、溝下厚さTgは、5.5mmにされた。その他の構成は実施例1と同様にして、タイヤを得た。
【0056】
[比較例2]
比較例1と同様のゴム層を備えた他は実施例1と同様にして、タイヤを得た。
【0057】
[実施例2及び比較例3]
トレッドのキャップ層の劣化後の破壊エネルギーを下記の表1に示される通りとした他は実施例1と同様にして、タイヤを得た。
【0058】
[実施例3]
ゴム補強層の劣化後の破壊エネルギーを下記の表1に示される通りとした他は実施例1と同様にして、タイヤを得た。
【0059】
[実施例4]
ゴム補強層の劣化後の破壊エネルギーを下記の表2に示される通りとした他は実施例1と同様にして、タイヤを得た。
【0060】
[実施例5−8]
ゴム補強層の損失正接tanδが下記の表2に示される通りとした他は実施例4と同様にして、タイヤを得た。
【0061】
[実施例9−14]
ゴム補強層の複素弾性率E
* が下記の表3に示される通りとした他は実施例4と同様にして、タイヤを得た。
【0062】
[実施例15−20]
主溝の壁面の傾斜角度α
が下記の表4に示される通りとした他は実施例4と同様にして、タイヤを得た。このタイヤでは軸方向内側の主溝の傾斜角度α1が測定された。
【0063】
[実施例21−25]
主溝の溝下厚さTg
が下記の表5に示される通りとした他は実施例4と同様にして、タイヤを得た。
【0064】
[実施例26−31]
ゴム補強層の厚さTp
が下記の表6に示される通りとした他は実施例4と同様にして、タイヤを得た。
【0065】
[転がり抵抗]
転がり抵抗試験機を用い、下記の測定条件で転がり抵抗を測定した。
使用リム:7.5×22.5
内圧:800kPa
荷重:29.42kN
速度:80km/h
この結果が、比較例1のタイヤを100とした指数として、下記の表1から6に示されている。この指数の数値が大きいほど好ましい。
【0066】
[耐摩耗性]
タイヤを正規リム「7.5×22.5」に組み込んだ。このタイヤの内圧がJATMA規格内圧になるように空気が充填された。このタイヤをドラム式走行試験機に装着し、JATMA規格荷重の縦荷重をタイヤに負荷した。このタイヤを、ドラムの上を走行させた。キャップ層がフル摩耗するまでの走行距離が測定された。この結果が、比較例1のタイヤを100とした指数として、下記の表1から6に示されている。この指数の数値が大きいほど、好ましい。
【0067】
[ベルト疵]
タイヤを正規リム「7.5×22.5」に組み込んだ。このタイヤの内圧がJATMA規格内圧になるように空気が充填された。ドラムに突起が形成されていたドラム式走行試験機が準備された。このタイヤをこのドラム式走行試験機に装着し、JATMA規格荷重の縦荷重をタイヤに負荷した。このタイヤを、このドラムの上を600時間走行させた。走行後のタイヤのベルトの疵の数と大きさを検査した。このベルトの疵の数と大きさとの検査結果を、比較例1のタイヤを100とした指数として、下記の表1から6に示されている。この指数の数値が大きいほど、好ましい。
【0068】
[ベルト剥離]
前述のベルト疵の検査と合わせて、ベルトとトレッドとの剥離の有無が検査された。走行後のタイヤのベルトの剥離の大きさを検査した。このベルトの剥離の検査結果を、比較例1のタイヤを100とした指数として、下記の表1から6に示されている。この指数の数値が大きいほど、好ましい。
【0069】
【表1】
【0070】
【表2】
【0071】
【表3】
【0072】
【表4】
【0073】
【表5】
【0074】
【表6】
【0075】
表1から6に示されるように、実施例のタイヤでは、転がり抵抗が小さくされ、かつ、ベルトの損傷が抑制されている。このタイヤは、更正タイヤに適している。この評価結果から、本発明の優位性は明らかである。