JP3373614B2

JP3373614B2 - 空気入りタイヤ

Info

Publication number: JP3373614B2
Application number: JP24508993A
Authority: JP
Inventors: 俊哉宮園; 洋一岡本
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 1993-09-30
Filing date: 1993-09-30
Publication date: 2003-02-04
Anticipated expiration: 2018-02-04
Also published as: JPH0796713A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、空気入りタイヤ、と
くにそのトレッド補強を司るベルトまたはビード部補強
を司るカーカスプライの折返し部など、タイヤの骨格や
その補強を担う構成材の改良によって、耐久性の向上を
図った空気入りタイヤに関するものである。

【０００２】周知のように、タイヤの構成材のうち、ま
ずベルトはトレッドの補強を司り、とくにラジアルタイ
ヤの場合は周方向の剛性を高める役目を担い、またカー
カスはタイヤの骨格をなすとともに、その折返し部はビ
ード部の補強にも寄与するものである。

【０００３】

【従来の技術】上記タイヤのベルトは、タイヤの赤道面
に対して斜めの並行配列をなすコードによる補強素子
を、またカーカスプライは、タイヤのクラウン部におい
てタイヤの赤道面に対して斜め又は直角の並行配列をな
すスチールコードによる補強素子を、それぞれ等間隔に
埋設されたゴム引き層として用いるのが通例である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】補強素子の並行配列が
等間隔とされて来た従来の構成材にあっては、その端部
にて、すなわちベルトにおいてはその幅端において、各
補強素子の端末に面するゴムがタイヤの接地変形の度毎
につつかれるため、はじめに微細なクラックを生じ、や
がて補強素子の隣接相互間にまたがって成長し、その後
はベルトの積層相互間にもつながって急速に拡大し、い
わゆるベルトセパレーションに至る。この亀裂進展速度
は格段に速いため、これがとくにラジアルタイヤの耐久
性を決定づける。

【０００５】また、カーカスにおいてはその折返し部の
終端において、各補強素子の端末に面するゴムがタイヤ
の接地変形の度毎につつかれるため、はじめに微細なク
ラックを生じ、やがて補強素子の隣接相互間にまたがっ
て成長し、その後はサイドウォール部やスティフナーへ
向かって進展して急速に拡大し、これがタイヤビード部
の耐久性を決定づける一要因となる。

【０００６】ここに、上記したクラックの成長を抑える
ことが重要で、そのためには補強素子の隣接相互間の間
隔の広い方がもちろん有利である反面、タイヤの軽量化
の強い要請に加えて必要とされるコードの簡素化のた
め、補強素子の線径を細くすることが望まれる。その結
果、同等のタイヤ強度を保持するために、当然乍ら補強
素子の打ち込みを多くする外はなく、補強素子の間隔は
却って狭くなりクラックの成長抑制とは相容れないとこ
ろである。

【０００７】そこで、出願人は、特開平４−95505 号公
報にて、ゴム引き層の補強素子を数本以内の束に区分し
て、その束とこれと隣接する補強素子との分散間隔を広
くすることによって、補強素子の末端に面して発生する
微細なクラックの、その後の成長進展を抑制するタイヤ
構造について開示した。さらに、同様の技術を、特に簡
素化したスチールコードなどにも適用するために、上記
の各束内の補強素子を少なくとも２段に重ねる配置につ
いて、特願平４−77312 号明細書で提案した。

【０００８】しかしながら、束内の補強素子の本数を増
やすと、特に２段以上に重ねた補強素子が４列以上にな
ると、補強素子間に閉空間が区画されて、当然、この空
間へゴムが進入しないため空間として残り、ここにタイ
ヤの外傷からの水分が侵入する。すると、ベルトでは、
侵入した水分がコード端まで到達し、コード端のセパレ
ーションをまねき、またカーカスプライでは、閉空間を
伝わって広い範囲でコードの腐食を誘発し、コードから
ゴムが剥離して、この剥離部がコードの軸方向に連続
し、最終的にはタイヤのサイド部が膨れて走行不能に陥
る。

【０００９】従って、この発明の目的は、タイヤの構成
材における補強素子を束に区分して耐久性を向上するに
当たり、束内の補強素子を２段以上４列以上で配置する
場合の上記問題を解消し得る、改良した構成材をそなえ
る空気入りタイヤを与えることにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この発明は、互いに並行
配列をなす所定本数の補強素子によるゴム引き層を構成
材とし、該ゴム引き層内に配置した補強素子の30％以上
を少なくとも８本毎の束に区分して、その束とこれに隣
接する補強素子との分散間隔を、上記所定本数の補強素
子をゴム引き層内で等間隔に配列した場合に比べて広く
した空気入りタイヤにおいて、上記束は、ゴム引き層の
厚み方向に重ねた少なくとも２段の補強素子を少なくと
も４列で配置して成り、各束内において隣り合う２段２
列を構成する４本の補強素子間に、束の外側と連通する
少なくとも１の非接触域を有することを特徴とする空気
入りタイヤである。

【００１１】上記構成材には、タイヤのトレッド補強に
供したベルトまたは一対のビードコアのまわりでタイヤ
の内方から外方へ巻返した少なくとも１層のカーカスプ
ライが、とりわけ有利に適合する。これらの他にも、例
えば一対のビードコアのまわりでタイヤの内方から外方
へ折返したカーカスプライの折返し部に沿って延ばした
少なくとも１層のビード部補強層、そしてベルトの一部
または全幅を覆うベルト補強層などの構成材があり、こ
れらも構成材に含まれることは勿論である。ここで、補
強素子としては、スチールのコードまたはモノフィラメ
ントが有利に適合する。

【００１２】また、束が同一本数の補強素子よりなるこ
と、束が異なる本数の補強素子よりなること、そして束
内にて隣り合う補強素子の離間すき間が束の分散間隔よ
りも狭い配列になることの各場合が含まれる。

【００１３】なお、構成材によるタイヤの骨格形成や補
強に必要とされる補強素子の総本数の如何によって束の
区分上の剰余を生じることがあり得るので、束の区分か
らはみ出した補強素子については、タイヤの全周にわた
ってほぼ均整になるような分散配置とするを可とする。

【００１４】

【作用】構成材の端部におけるゴム破壊の過程はすでに
述べたように、補強素子の端末によってこれに面するゴ
ム中に、タイヤの変形の反覆の度毎にくり返されるつつ
きが微細なクラックを生じさせ、これが補強素子の表面
に沿って進む初期段階はともかくとして、従来の技術に
従い等間隔で補強素子が並行配列された場合にいち早く
補強素子の隣接相互間にまたがって成長し始めるや忽ち
にして、構成材の積層相互間につながるか、または構成
材を中心としてタイヤの外側あるいは内側に向かって急
拡大し、各種のセパレーションやクラック等に進展する
不利があった。

【００１５】これに対し、図１に断面を示すタイヤ１の
ベルト２に適用した、図２に示すトリートでは、すなわ
ち補強素子３を２段４列で束４としたものにあっては、
束４と束４または束に属しない補強素子が混在すると
き、その補強素子３と束４との分散間隔ｓが等間隔配列
の場合に比しはるかに広がるため、この分散間隔ｓを隔
てて隣接する補強素子間で初期段階以降におけるクラッ
クの成長が分散間隔に応じて遅れることとなるので、そ
の後のセパレーションやクラックの急速な拡大は有効に
抑制される。なお、補強素子の剛性が高いと、上記した
補強素子端末のつつきによる、微細なクラックが早期に
発生し易いため、特に剛性の高いスチールコードを用い
る場合に、この発明の構成材による層間セパレーション
の拡大抑制効果は、とりわけ大きくなる。

【００１６】ここで、ゴム引き層間の補強素子の総本数
のうちごく一部の補強素子のみを束として、タイヤの全
周に渡ってほぼ均整になる様な分散配置としても、束と
これに隣接する補強素子との間隔が従来の技術に従い等
間隔配列とした場合の補強素子の間隔に比べて広がるこ
とから、セパレーションやクラックの急速な拡大は抑制
される。しかしながら、その効果は著しいものとは言え
ない場合もあるから、束の区分に関しては全周の少なく
とも30％の補強素子を対象とする。こうすることで効果
も著しいものとなる。

【００１７】また、この発明においては、簡素化したス
チールコードなどに適した補強素子の配置を与えるた
め、補強素子を２段以上で重ねるが、２段以上で重ねた
補強素子が４列以上になると、図２に示すように、閉空
間５が形成されることが問題となる。すなわち、２段に
重ねた補強素子の３列からなる束では、タイヤ加硫時に
ブラダーから圧力が加わって、ゴム引き層の幅方向にゴ
ムが流動し、これに連れて束内の端部に位置する補強素
子も移動するため、補強素子間に閉空間が区画されるこ
とはほとんどなかった。これに対して、２段に重ねた補
強素子が４列以上になると、束内の端部に位置する補強
素子が移動しても、残る補強素子の本数が多いため、閉
空間が容易に発生するのである。この閉空間に侵入する
水分が、ゴムとコードとのセパレーションを誘発するこ
とは、すでに述べたところである。

【００１８】そこで、この発明では、図３に示すよう
に、束４内で２段２列を構成する４本の補強素子３間
に、束４の外側と連通する少なくとも１の非接触域を設
けて、図２に示した閉空間５の発生を回避した、換言す
ると、補強素子３間にゴムを充填し、水分による悪影響
を排除した。なお、上記の図２および３は、ベルト２の
幅端から数mm隔てた位置での補強素子軸方向に直交する
断面で図解した。

【００１９】この発明では、構成材に供する補強素子の
ゴム引き層を用意するため、例えば図４に示すように、
スプール６から巻出したスチールコードまたはフィラメ
ントなどの補強素子３を、櫛歯形ロールを改良したカレ
ンダがけロール７によって、トリート材８をまずつく
る。この櫛歯形ロール７は、これによって少なくとも８
本毎の補強素子を２段４列以上で整列させた束の区分毎
に、カレンダがけロールによりゴムシートと合体するよ
うに役立てる。

【００２０】櫛歯形ロール７は、例えば図５に示すよう
に、補強素子３の上記並置配列のための複数の周溝９を
有し、この周溝９は区分束の隣接相互間をへだてるため
のカラー状櫛歯10によって区画し、各周溝９は、補強素
子３の各列間に隙間を設けるための仕切り壁11を有す
る。このようにしてつくられるトリート材は、補強素子
３の各列間にゴムが充填した所望のものとなる。そし
て、このトリート材をタイヤの補強などに用いるとき、
補強素子をタイヤの赤道面に対して傾斜させる場合は、
その必要な傾斜に応じてトリート幅を斜め裁ちし、次い
でトリートの幅端の耳同士を再接合したゴムストリップ
とし、ライナーとともに原反コイルに巻きとって、タイ
ヤの造成工程に供される。

【００２１】また、束内の補強素子３間にゴムを侵入さ
せるには、図５に示した手法の他にも、例えば図６に示
すように、櫛歯形ロール７の周溝９内で補強素子３を整
列させる際に、補強素子３間にシート状ゴム12や棒状ゴ
ム13を介在させてゴムシートと合体させたり、図７(a)
に示すインシュレーション14にて、閉空間を区画し易い
補強素子３に予めゴム15を被覆して、同図(b) に示すよ
うに、櫛歯形ロール７の周溝９内に単に送り込むことも
可能である。

【００２２】

【実施例】

実施例１図１に断面を示したサイズ185/70 R14の乗用車用ラジア
ルタイヤ１のトレッド補強用ベルト２として、図２に示
した、補強素子間に閉空間を有するベルトトリートと、
図３に示した、補強素子間に閉空間のないベルトトリー
トとを適用した。いずれのベルトトリートとも、補強素
子として 0.2mm径のスチールモノフィラメント８本を２
段４列で配置した束を1.18mm間隔で配置し、打込み数は
24.0本／50mmとした。

【００２３】なお、ベルト２はこの例で２枚積層にな
り、各層の補強素子はタイヤ赤道面に対して20°で互い
に交差しており、トレッド側の層の方が、カーカス側の
層よりやや幅が狭くなっている。

【００２４】上記した各ベルトトリートを設置した各供
試タイヤ１に内圧2.0kgf/cm²で空気を充填後に乗用車に
装着し、50000 km走行させたのち、トレッド踏面のカッ
トを受けた部分からコード方向にその端部までの間での
ゴムの亀裂状態を観察した。

【００２５】その結果、図２のトリートを適用したタイ
ヤでは、カットを受けた４か所全て錆の粉末が認めら
れ、コード端部が磨滅しかつ隣接する束へもセパレーシ
ョンが広がり、このセパレーションの最大長さはコード
の軸方向に20mmおよび配列方向に40mmであった。

【００２６】これに対して、図３のトリートを適用した
タイヤでは、５か所でカットを受けたが、どのカット部
分でもセパレーションの発生はなく、コードに沿った亀
裂の長さも３mm足らずであった。

【００２７】実施例２図８に断面を示したサイズ10.00 R20 のトラック・バス
用ラジアルタイヤ16のトレッド補強用ベルト17に、表１
に従う仕様で図９〜12に示す構造のベルトトリートを適
用し、供試タイヤに内圧7.25kgf/cm²で空気を充填後に
実車に装着し、100000km走行させたのち、トレッド踏面
のカットを受けた部分からコード方向にその端部までの
間でのゴムの亀裂状態を観察した。その結果を表１に併
記する。なお、ベルト17はこの例で４枚積層になり、各
層の補強素子はトレッド側から各々左18°、左18°、右
18°、右52°とタイヤ赤道面に対し傾斜している。

【００２８】

【表１】

【００２９】実施例３図13に断面を示したサイズ11R 22.5のトラック・バス用
ラジアルタイヤ18のカーカスプライ19として、図14に示
した、補強素子間に閉空間を有するプライトリートと、
図15に示した、補強素子間に閉空間のないプライトリー
トとを適用した。いずれのトリートとも、補強素子とし
て0.19mm径の１×３構造のスチールコード８本を２段４
列で配置した束を1.19mmの間隔で配置し、打込み数は1
7.2本／50mmとした。

【００３０】上記した各ベルトトリートを設置した各供
試タイヤに内圧7.0kgf/cm²で空気を充填後に実車に装着
し、100000km走行させたのち、タイヤサイド部のカット
を受けた部分からコード方向にその端部までの間でのゴ
ムの亀裂状態を観察した。

【００３１】その結果、図14のトリートを適用したタイ
ヤでは、カットを受けた２か所全てに錆の粉末が認めら
れ、コード軸方向にカット部を中心に25mmおよび30mmに
わたり腐食が発生していた。これに対して、図15のトリ
ートを適用したタイヤでは、２か所でカットを受けた
が、腐食の発生はカット付近の約１mmほどの領域であっ
た。

【００３２】

【発明の効果】この発明により、空気入りタイヤの弱点
とされて来た各種構成材の端部でのセパレーションの原
因である、構成材の補強素子末端付近におけるクラック
の成長進展を有効に阻むことができ、さらに束内の補強
素子間に閉空間が発生しないため、この閉空間に侵入す
る水分に起因した、ゴムと補強素子とのセパレーション
をも回避でき、耐久性の極めて高いタイヤを提供し得
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】乗用車用の供試タイヤの断面図である。

【図２】補強素子の配列を示す模式図である。

【図３】補強素子の配列を示す模式図である。

【図４】トリート材の製造を説明する模式図である。

【図５】櫛歯形ロールでの補強素子の配置を説明する模
式図である。

【図６】櫛歯形ロールでの補強素子の配置を説明する模
式図である。

【図７】(a) は補強素子をゴム被覆する要領を示す模式
図および(b) は櫛歯形ロールでの補強素子の配置を説明
する模式図である。

【図８】トラック・バス用の供試タイヤの断面図であ
る。

【図９】補強素子の配列を示す模式図である。

【図１０】補強素子の配列を示す模式図である。

【図１１】補強素子の配列を示す模式図である。

【図１２】補強素子の配列を示す模式図である。

【図１３】トラック・バス用の供試タイヤの断面図であ
る。

【図１４】補強素子の配列を示す模式図である。

【図１５】補強素子の配列を示す模式図である。

【符号の説明】

１タイヤ２トレッド補強用ベルト３補強素子４束５閉空間６スプール７櫛歯形ロール８トリート材９周溝 10 カラー状櫛歯 11 仕切り壁 12 シート状ゴム 13 棒状ゴム 14 インシュレーション 15 ゴム 16 タイヤ 17 ベルト 18 タイヤ 19 カーカスプライ

フロントページの続き (56)参考文献特開平４−95506（ＪＰ，Ａ) 特開平７−96714（ＪＰ，Ａ) 特開平４−95505（ＪＰ，Ａ) 特開平４−95507（ＪＰ，Ａ) 特開平５−278411（ＪＰ，Ａ) 特開平５−278412（ＪＰ，Ａ) 実開平１−24603（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B60C 9/00 - 9/20 B60C 15/00

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】互いに並行配列をなす所定本数の補強素
子によるゴム引き層を構成材とし、該ゴム引き層内に配
置した補強素子の30％以上を少なくとも８本毎の束に区
分して、その束とこれに隣接する補強素子との分散間隔
を、上記所定本数の補強素子をゴム引き層内で等間隔に
配列した場合に比べて広くした空気入りタイヤにおい
て、上記束は、ゴム引き層の厚み方向に重ねた少なくと
も２段の補強素子を少なくとも４列で配置して成り、各
束内において隣り合う２段２列を構成する４本の補強素
子間に、束の外側と連通する少なくとも１の非接触域を
有することを特徴とする空気入りタイヤ。
【請求項２】構成材が、タイヤのトレッド補強に供し
たベルトである、請求項１に記載のタイヤ。
【請求項３】構成材が、一対のビードコアのまわりで
タイヤの内方から外方へ巻返した、少なくとも１層のカ
ーカスプライである、請求項１に記載のタイヤ。
【請求項４】補強素子がスチール製である請求項１に
記載のタイヤ。