JP2004322783A - 重荷重用空気入りラジアルタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】タイヤの偏平化を進めてもベルト層間のセパレーションを招くことがなく、ベルト層端部のセパレーションを抑制するようにした、特に偏平率が８０以下の偏平タイヤに好適な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におけるカーカス層２の外周にタイヤ周方向に対するコード角度が４０〜６０°のスチールコードからなる第一ベルト層１Ｂを配置し、該第一ベルト層１Ｂの外周にタイヤ周方向に対するコード角度が１０〜３０°のスチールコードからなる少なくとも二層の第二及び第三ベルト層２Ｂ、３Ｂを配置した重荷重用空気入りラジアルタイヤにおいて、第一ベルト層１Ｂと第二ベルト層２Ｂとの間に、タイヤ周方向に対するコード角度が５°以下のスチールコードからなる補強層５を挿入し、該補強層５を幅方向の中央部において第二ベルト層の幅Ｗ０の３０〜５０％の間隔Ｗ１で分断すると共に、幅方向の両端部をそれぞれ第二ベルト層２Ｂのエッジ部を覆うようにトレッド部１側に折り返す。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
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、タイヤを偏平化した場合でもベルト層の端部からの剥離を抑制して耐久性を向上させた、特に偏平率が８０以下のタイヤに好適な重荷重用空気入りラジアルタイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】
重荷重用空気入りラジアルタイヤは乗用車用タイヤに比べて大きな空気圧を充填するためベルト層端部付近でのせり上がりが大きく、これがベルト層端部のセパレーションを起こしやすい原因になっている。近年、重荷重用空気入りラジアルタイヤにおいても偏平化が進んでおり、この偏平化が進むとベルト層に対する負荷が一層増加するため、上記セパレーションが一層発生しやすくなる。
【０００３】
すなわち、一般に重荷重用空気入りラジアルタイヤはスチールコードからなるベルト層が３層以上も配置されて高剛性になっているため、図４に示すように、タイヤ内圧の充填によりベルト中央部を除くサイドウォール部Ｗ及びショルダー部Ｓが平衡プロファイル形状に近づこうと矢印方向に変形するため、トレッド中央部で変形を抑制されたベルトエッジ部Ｂは径を増大させる方向に動く。この状態でタイヤを走行させるとタイヤの接地形状が、図５に例示するように両ショルダー部Ｓの接地面積が大きくなりタイヤの進行方向に突出した形状になる。
【０００４】
したがって、ベルトエッジ部Ｂに局部的にせん断応力が発生し、これにタイヤ走行時の遠心力により生ずるせん断応力が累加されてベルトエッジ部Ｂにセパレーションが発生しやすくなるのである。
【０００５】
かかる問題の対策として、ベルト層のスチールコードをタイヤ周方向に波形又はジグザグ状に配置して、コード端部をベルト層端部に配置しないようにした重荷重用空気入りタイヤが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００６】
【特許文献１】
特開平２−８１７０７号公報（第１−６頁、図１、４−８）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記提案では成形加硫操作でベルト層を半径方向にリフトしてもスチールコードを完全にストレート状に伸ばすことが難しく、加硫後もウェーブ状になって残留するため、タイヤ走行時の遠心力によってベルト層間にタイヤ幅方向のせん断変形が発生し、ベルト層間のセパレーションを招きやすいという欠点がある。
【０００８】
本発明の目的は、かかる従来の問題点を解消し、タイヤの偏平化を進めてもベルト層間のセパレーションを招くことがなく、ベルト層端部のセパレーションを抑制するようにした、特に偏平率が８０以下の偏平タイヤに好適な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。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
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、トレッド部におけるカーカス層の外周にタイヤ周方向に対するコード角度が４０〜６０°のスチールコードからなる第一ベルト層を配置し、該第一ベルト層の外周にタイヤ周方向に対するコード角度が１０〜３０°のスチールコードからなる少なくとも二層の第二及び第三ベルト層を配置した重荷重用空気入りラジアルタイヤにおいて、前記第一ベルト層と第二ベルト層との間に、タイヤ周方向に対するコード角度が５°以下のスチールコードからなる補強層を挿入し、該補強層を幅方向の中央部において前記第二ベルト層の幅の３０〜５０％の間隔で分断すると共に、幅方向両端部を前記第二ベルト層のエッジ部を覆うようにタイヤトレッド部側に折り返したことを特徴とする。
【００１０】
このように、第一ベルト層と第二ベルト層との間に、タイヤ周方向に対するコード角度が５°以下のスチールコードからなる補強層を配置するにあたり、その補強層をタイヤ幅方向の中央部で分離して間隔を隔てるように配置し、かつ両端部でそれぞれ第二ベルト層の両端部を覆うようにしたので、ベルト層の中央部では層間のセパレーションを抑制し、かつベルト層端部ではせり上がりを抑制し、ベルト層端部におけるセパレーションを抑制することを可能にする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の構成につき添付の図面を参照しながら詳細に説明する。各図において共通する構成については同一の符号を付し重複した説明を省略する。
【００１２】
図１は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の一例を示す断面図である。１はトレッド部、２はカーカス層、１Ｂは第一ベルト層、２Ｂは第二ベルト層、３Ｂは第三ベルト層、４Ｂは第四ベルト層、５は補強層をそれぞれ示している。
【００１３】
タイヤトレッド部１におけるカーカス層２の外周には、タイヤ周方向に対するコード角度が４０〜６０°のスチールコードからなる第一ベルト層１Ｂを配置し、該第一ベルト層１Ｂの外周に、テンションメンバーとして、同じスチールコードからなる第二ベルト層２Ｂ及び第三ベルト層３Ｂを配置している。第二ベルト層２Ｂ及び第三ベルト層３Ｂのスチールコードのタイヤ周方向に対するコード角度は１０〜３０°であり、かつ層間で互いに交差するように配置されている。第三ベルト層３Ｂの外周には、各ベルト層の外部からの損傷を防護する役割を果たす第四ベルト層４Ｂを配置している。第四ベルト層４Ｂもスチールコードから構成され、タイヤ周方向に対するコード角度を１０〜３０°としている。
【００１４】
補強層５は、第一ベルト層１Ｂと第二ベルト層２Ｂとの間に配置され、かつタイヤ周方向に対して５°以下の角度で配列したスチールコードからなる。この補強層５はタイヤ幅方向の中央部において間隔Ｗ１を隔てて分断され、かつ両端部がそれぞれ第二ベルト層２Ｂの幅方向両端部を覆うようにトレッド部１側に折り返されている。このようにトレッド部１側に折り返された補強層５の端部は、図２に示すように、第二ベルト層２Ｂと第四ベルト層４Ｂとに挟持され、その端末５ａが第三ベルト層３Ｂの端末３Ｂａとの間に間隔を空けるか又は間隔なしに突き合わせて配置される。このように補強層５をトレッド部１の中央で間隔Ｗ１を開けるように分断させることにより、ベルト層の中央部における層間セパレーションを抑制することができる。また、補強層５がトレッド部端部でのせり上がりを抑制すると共に、その両端部が第二ベルト層２Ｂの端部を覆うことでエッジセパレーションを抑制することができる。
【００１５】
トレッド中央部で分断された補強層５の間隔Ｗ１は、第二ベルト層２Ｂの幅Ｗ０の３０〜５０％に設定される。間隔Ｗ１が第二ベルト層２Ｂの幅Ｗ０の３０％未満ではタイヤセンター部の座屈に伴い耐ベルト剥離性が低下し、５０％超ではタイヤ進行方向の接地長不足によりショルダー部領域の面圧集中が発生しショルダー部摩耗が進行する。
【００１６】
また、補強層５は、上述のようにスチールコードをタイヤ周方向に対して５°以下の角度で配列するようにしているので、タイヤ成形加硫時のリフトを許容するため、スチールコードとして相対伸びが７〜８％に調整されたものを使用することが好ましい。しかしながら、相対伸びが２％以下の通常のスチールコードを使用する場合には、図３（ａ）や図３（ｂ）のように、長手方向に所定間に分離することが好ましい。
【００１７】
すなわち、図３（ａ）又は（ｂ）に例示するように、補強層５をタイヤ周方向に複数に分断して配置する。図３（ａ）では補強層５を幅方向に連続させて周方向に長さＬ１に分断した場合を示し、図３（ｂ）では補強層５を幅方向に２列に分けてそれぞれを周方向に長さＬ１に分断した場合を示している。長さＬ１は特に限定されないが、好ましくはタイヤ外径Ｌ０の１．５〜４．０％の範囲にすることが好ましい。長さＬ１がタイヤ外径Ｌ０の１．５％未満ではタイヤの外径成長を抑えることが難しく、また４．０％より長いとベルト層間のセパレーション抑制作用が低下する。なお、分断した各補強層５の周方向の間隔は、成形作業を阻害しない範囲で小さくすることが好ましい。
【００１８】
また、上記第二ベルト層２Ｂは、そのコートゴムを１００％モジュラスが３．５〜６．５ＭＰａのゴムで構成すると共に、補強層５の折り返し部に覆われる部分の厚さを第二ベルト層２Ｂを構成するスチールコードの径の１．５倍以上とすることが好ましい。被覆ゴムの１００％モジュラスが３．５ＭＰａ未満では第二ベルト層２Ｂの端部の動きを抑えきれずにセパレーションが発生しやすくなり、６．５ＭＰａ超では補強層３の折り返し端末３ａでの第二ベルト層２Ｂとの間にセパレーションが発生しやすくなる。また、補強層５の折り返し部で覆われたコートゴムの厚さが第二ベルト層２Ｂを構成するスチールコードの径の１．５倍未満では第二ベルト層２Ｂの端部からセパレーションが発生しやすくなる。
【００１９】
上述した本発明の重荷重用空気入りラジアルタイヤは偏平率の如何に拘らず有効であるが、特にベルト層端部付近でのせり上がりの割合が大きい偏平率８０以下のタイヤに好ましく適用される。
【００２０】
【実験例】
タイヤサイズを４３５／４５Ｒ２２．５とし、図１に示す補強層５の有無及び形態を除く全ての仕様を共通として、補強層を挿入しない従来タイヤ（従来例）及び補強層の分断幅を表１のように異ならせた実験タイヤ（実施例１、２及び比較例１，２）を製作した。なお、補強層には相対伸びが２％のスチールコードを使用し、長手方向におけるＬ１／Ｌ０の比率を３．０％として共通にした。
【００２１】
上記５種類のタイヤをリム（２２．５Ｘ１４．００）に装着し、空気圧（９００ＫＰａ）を充填して、ベルトセパ耐久性とエッジセパ性を測定し、それぞれを従来例を１００とする指数により表１に記載した。数値が大きいほど優れていることを示している。
【００２２】
〔ベルトセパ耐久性及びエッジセパ性の評価方法〕
室内ドラム走行試験（速度：４５ｋｍ／ｈ、負荷荷重：正規荷重の１４０％）によりタイヤが破壊に至るまでの走行距離を測定すると共に、破壊したタイヤを解体してエッジセパの長さを測定した。
【００２３】
【表１】

表１より、実施例１，２は従来例に比してベルトセパ耐久性及びエッジセパ性に優れていることを確認した。
【００２４】
【発明の効果】
上述したように、本発明の重荷重用空気入りラジアルタイヤは、第一ベルト層と第二ベルト層との間に、タイヤ周方向に対するコード角度が５°以下のスチールコードからなる補強層を配置するに当り、その補強層をタイヤ幅方向の中央部で分離し間隔を隔てるように配置し、かつ両端部でそれぞれ第二ベルト層の両端部を覆うようにしたので、ベルト層の中央部では層間のセパレーションを抑制し、かつベルト層端部ではせり上がりを抑制してベルト層端部におけるセパレーションを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】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の一例を示す断面図である。
【図２】図１の要部を拡大して示す断面図である。
【図３】（ａ）及び（ｂ）は補強層の形態の一例を示す平面図である。
【図４】従来の重荷重用空気入りラジアルタイヤの変形状態を説明するためのタイヤの半断面図である。
【図５】図４のタイヤの接地形状を説明するための説明図である。
【符号の説明】
１ トレッド部
２ カーカス層
５ 補強層
１Ｂ 第一ベルト層
２Ｂ 第二一ベルト層
３Ｂ 第三ベルト層
４Ｂ 第四ベルト層

Claims (4)

1. トレッド部におけるカーカス層の外周にタイヤ周方向に対するコード角度が４０〜６０°のスチールコードからなる第一ベルト層を配置し、該第一ベルト層の外周にタイヤ周方向に対するコード角度が１０〜３０°のスチールコードからなる少なくとも二層の第二及び第三ベルト層を配置した重荷重用空気入りラジアルタイヤにおいて、
   前記第一ベルト層と第二ベルト層との間に、タイヤ周方向に対するコード角度が５°以下のスチールコードからなる補強層を挿入し、該補強層を幅方向の中央部において前記第二ベルト層の幅の３０〜５０％の間隔で分断すると共に、幅方向両端部を前記第二ベルト層のエッジ部を覆うようにタイヤトレッド部側に折り返した重荷重用空気入りラジアルタイヤ。
2. 前記補強層をタイヤ周方向にタイヤ外径の１．５〜４．０％の長さに分断した請求項１に記載の重荷重用空気入りラジアルタイヤ。
3. 前記第二ベルト層のカバーゴムを、１００％モジュラスを３．５〜６．５ＭＰａにすると共に、前記補強層の折り返し部で覆われた部分の厚みを該第二ベルト層を構成するスチールコードの径の１．５倍以上にした請求項１又は２に記載の重荷重用空気入りラジアルタイヤ。
4. 前記重荷重用空気入りラジアルタイヤの偏平率が８０以下である請求項１、２又は３に記載の重荷重用空気入りラジアルタイヤ。

Images