JP3595414B2

JP3595414B2 - 重荷重用空気入りラジアル・タイヤ

Info

Publication number: JP3595414B2
Application number: JP18934496A
Authority: JP
Inventors: 広中田; 靖彦小林
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 1996-01-26
Filing date: 1996-07-18
Publication date: 2004-12-02
Anticipated expiration: 2016-07-18
Also published as: JPH09263107A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は重荷重用空気入りタイヤに関するものであり、特に、主として荒れ地走行用の重荷重用空気入りラジアル・タイヤに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、建設車両用空気入りタイヤなどに代表される重荷重用空気入りタイヤは、岩石や砕石などが散在する悪路や荒れ地で使用されることがあり、その場合カット・セパレーション故障が発生しやすい。ここに、カット・セパレーション故障とは、タイヤが岩石や砕石などの突起物を踏んだときに、ベルトに到達するような深いカット損傷をトレッド・ゴムが受け、やがてこのカット受傷部からベルトの外周面に沿って発生するセパレーション故障を指す。
このようなセパレーション故障を防止するために、従来の重荷重用空気入りラジアル・タイヤでは、ベルト層中のコードの周方向に対する配列角度を小さくして、ベルトの周方向曲げ剛性を高める設計手法が採用されていた。
しかしながら、周方向に対するコードの配列角度を小さくしてベルトの周方向曲げ剛性を高めると、タイヤが岩石や砕石などの突起物を踏んだときに突起物を包み込むエンベロップ・パワー特性が低下して、タイヤの耐カット貫通特性が低下する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本出願人は、耐カット・セパレーション特性と耐カット貫通特性に優れたタイヤを提供するために、周方向に対するコードの配列角度を小さくしたベルト層の断面幅を主交差ベルト層の最大幅の５０乃至６０％程度に狭くすることを、特願平６−２００８４７で提案した。
このタイヤ設計手法によって、耐カット・セパレーション特性と比較的鈍い突起物を踏んだときの耐カット貫通特性は高レベルで両立されるが、鋭い突起物を踏んだときの耐カット貫通特性が不十分であることが判明した。
【０００４】
本発明の目的は、上述したような従来タイヤの欠点を除去し、耐カット・セパレーション特性と比較的鈍い突起物を踏んだときの耐カット貫通特性および鋭い突起物を踏んだときの耐カット貫通特性に優れた、主として荒れ地走行用の重荷重用空気入りラジアル・タイヤを提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明によるタイヤは、左右一対のビード部に設けられたビード・コアーと、一方のビード部から他方のビード部に延び、該ビード・コアーに巻回されてビード部に係留された、ラジアル・コード層よりなるカーカス・プライと、該カーカス・プライのクラウン部ラジアル方向外側に配置されたベルトとトレッドとを備えた空気入りタイヤにおいて、
（１）該ベルトは、実質的に非伸長性の複数本のコードを被覆ゴム中に埋設して成る少なくとも３層のゴム被覆コード層を、隣接する層間でコードが互いに交差するように、タイヤの赤道線におけるコード角度が周方向に対し５乃至４０度で積層して成る主交差ベルト層を含み、
（２）該主交差ベルト層の最大断面幅は該トレッドの断面幅の７０乃至８５％であり、
（３）該主交差ベルト層を形成する少なくとも３層のベルト層のうち２層は、該主交差ベルト層の最大幅の５０乃至６５％の断面幅を有する狭幅ベルト層であって、該２層の狭幅ベルト層のコード角度が周方向に対し５乃至１５度であり、
（４）該２層の狭幅ベルト層のうち一方は該主交差ベルト層のラジアル方向最内側に位置する第１ベルト層を形成し、他方は該第１ベルト層と該第１ベルト層に隣接しラジアル方向外側に位置する第２ベルト層とを除く任意の第ｎベルト層を形成し、
（５）該第１ベルト層のコード角度θ１が該第ｎベルト層のコード角度θｎより小さく、かつ、該第ｎベルト層のコード角度θｎが該第１および該第ｎベルト層以外の該主交差ベルト層のコード角度より小さく、
（６）該第１ベルト層の断面幅Ｗ１と該第ｎベルト層の断面幅Ｗｎが、該第１および該第ｎベルト層以外の該主交差ベルト層の断面幅より小さい
ことを特徴とする主として荒れ地走行に供される重荷重用空気入りラジアル・タイヤである。
【０００６】
本明細書において、「主交差ベルト層」とは、実質的に非伸長性の複数本のコードを被覆ゴム中に埋設して成る複数のゴム被覆コード層を、隣接する層のコードが互いに交差するように、タイヤの赤道線におけるコード角度が周方向に対し５乃至４０度で積層して成るベルト層を意味する。
本発明による重荷重用空気入りラジアル・タイヤのベルトは、上記の主交差ベルト層だけで構成してもよいが、必要に応じてそのラジアル方向外側に主交差ベルト層を保護するための保護ベルト層を積層してもよい。主交差ベルト層の機能はタイヤの充填内圧によって生じる周方向張力を負担し、タイヤの断面を所望の形状に維持することであり、そのために実質的に非伸長性の複数本のコードを被覆ゴム中に埋設して成る複数のゴム被覆コード層を、隣接する層のコードが互いに交差するように、タイヤの赤道線におけるコード角度が周方向に対し５乃至４０度で積層してある。
【０００７】
従来のタイヤでは、岩石や砕石などの突起物を踏んだときにタイヤに局部的に加わる入力によってベルト外層部の張力が高くなって、鋭い突起物を踏んだときの耐カット貫通特性が低下する。
しかし、本発明のタイヤでは、上記のように、主交差ベルト層を形成する複数層のベルト層のうち２層は、主交差ベルト層の最大幅の５０乃至６５％の断面幅を有する狭幅ベルト層であって、この２層の狭幅ベルト層のコード角度が周方向に対し５乃至１５度であり、２層の狭幅ベルト層のうち一方は主交差ベルト層のラジアル方向最内側に位置する第１ベルト層を形成し、この第１ベルト層のコード角度がその他の主交差ベルト層のコード角度より小さいので、ベルト外層部の張力が相対的に低下し、鋭い突起物を踏んだときの耐カット貫通特性が改良される。
内圧による張力負担の度合いはラジアル方向最内側のベルト層が最も大きいので、本発明のタイヤでは、上記のように、第１ベルト層のコード角度がその他の主交差ベルト層のコード角度より小さくなっている。
【０００８】
本発明のタイヤでは、上記のように、２層の狭幅ベルト層は、主交差ベルト層の最大幅の５０乃至６５％の断面幅を有する狭幅ベルト層であって、２層の狭幅ベルト層以外の該主交差ベルト層の断面幅より小さいので、突起物を踏んだときにベルトが幅方向には曲がりやすく、周方向には曲がりにくいので、突起物を包み込むエンベロップ・パワー特性を確保しながらベルト張力の増加をまねくことがない。狭幅ベルト層の幅が主交差ベルト層の最大幅の５０％より小さいと張力負担能力が不足し、鋭い突起物を踏んだときの耐カット貫通特性が低下する。一方、狭幅ベルト層の幅が主交差ベルト層の最大幅の６５％より大きくなると、鋭い突起物であっても鈍い突起物であっても、突起物を包み込むエンベロップ・パワー特性が低下する。
また、本発明のタイヤでは、上記のように、第１ベルト層のコード角度は第１ベルト層に隣接しラジアル方向外側に位置する第２ベルト層のコード角度より小さくなっているが、これは、第２ベルト層のコード角度を第１ベルト層のコード角度と同程度に小さな角度にすると第１ベルト層と第２ベルト層との層間せん断歪みが大きくなってベルト耐久性が低下するので、これを避けるるためである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明に従う実施例のタイヤについて図面を参照して説明すると、図１乃至図３は本発明に従う実施例のトラック用空気入りラジアル・タイヤのベルト層の配置を示す左半分の断面略図で、タイヤ・サイズは２７５／８０Ｒ２２．５であって、図４乃至図６は本発明に従う実施例の建設車両用空気入りラジアル・タイヤのベルト層の配置を示す左半分の断面略図で、タイヤ・サイズは３７．００Ｒ５７である。
図１に示す本発明に従う実施例１のタイヤは、左右一対のビード部に設けられたビード・コアー（図示省略）と、一方のビード部から他方のビード部に延び、ビード・コアーに巻回されてビード部に係留された、ラジアル・コード層よりなるカーカス・プライ（図示省略）と、カーカス・プライのクラウン部ラジアル方向外側に配置されたベルトＢとトレッドＴとを備えたトラック用空気入りラジアル・タイヤである。
ベルトＢは、実質的に非伸長性の複数本のスチール・コードを被覆ゴム中に埋設して成る３層のゴム被覆コード層１Ｂ、２Ｂおよび３Ｂを積層して成る主交差ベルト層だけで形成されている。
主交差ベルト層の最大断面幅Ｗｂは１７０ｍｍであって、トレッドＴの断面幅Ｗｔ（２１０ｍｍ）の８１％である。
主交差ベルト層を形成する３層のベルト層１Ｂ、２Ｂおよび３Ｂの断面幅は、それぞれ、１００ｍｍ、１７０ｍｍおよび１００ｍｍであるから、３層のうちベルト層１Ｂとベルト層３Ｂの２層は、主交差ベルト層の最大幅Ｗｂ＝１７０ｍｍの５９％の断面幅を有する狭幅ベルト層であって、この２層の狭幅ベルト層１Ｂおよび３Ｂのうち一方のベルト層１Ｂは主交差ベルト層のラジアル方向最内側に位置する第１ベルト層を形成し、他方のベルト層３Ｂは第３ベルト層を形成している。
第１ベルト層１Ｂのコード角度θ１が周方向に対し右１０度で、第２ベルト層２Ｂのコード角度θ２が周方向に対し左２０度で、第３ベルト層３Ｂのコード角度θ３が周方向に対し右１５度である。ここに、右および左はそれぞれ右上がりおよび左上がり方向に配列されていることを示す。したがって、第１ベルト層１Ｂのコード角度θ１が第３ベルト層３Ｂのコード角度θ３より小さく、かつ、この第３ベルト層３Ｂのコード角度θ３が第１と第３ベルト層１Ｂと３Ｂを除く主交差ベルト層のコード角度（すなわち第２ベルト層２Ｂのコード角度θ２）より小さくな関係となっている。
【００１０】
実施例２のタイヤは、
ベルトＢが実質的に非伸長性の複数本のスチール・コードを被覆ゴム中に埋設して成る４層のゴム被覆コード層１Ｂ、２Ｂ、３Ｂおよび４Ｂを積層して成る主交差ベルト層形成されていて、
主交差ベルト層の最大断面幅Ｗｂは１７５ｍｍであって、トレッドＴの断面幅Ｗｔ（２１０ｍｍ）の８３％で、
ベルト層１Ｂ、２Ｂおよび４Ｂの断面幅は、それぞれ、９０ｍｍ、１７５ｍｍおよび１４０ｍｍで、
４層のうちベルト層１Ｂとベルト層３Ｂの２層は、それぞれ、主交差ベルト層の最大幅Ｗｂ＝１７５ｍｍの５１％および５７％の断面幅を有する狭幅ベルト層であり、
第１ベルト層１Ｂのコード角度θ１が周方向に対し右５度で、第３ベルト層３Ｂのコード角度θ３が周方向に対し左１５度で、第４ベルト層４Ｂのコード角度θ４が周方向に対し右２５度である
こと以外は実施例１のタイヤとほぼ同じである。
【００１１】
実施例３のタイヤは、
ベルト層１Ｂ、３Ｂおよび４Ｂの断面幅は、それぞれ、１０５ｍｍ、１４０ｍｍおよび９０ｍｍで、
４層のうちベルト層１Ｂとベルト層４Ｂの２層は、それぞれ、主交差ベルト層の最大幅Ｗｂ＝１７５ｍｍの６０％および５１％の断面幅を有する狭幅ベルト層であり、
第１ベルト層１Ｂのコード角度θ１が周方向に対し左５度で、第２ベルト層２Ｂのコード角度θ２が周方向に対し右２５度で、第３ベルト層３Ｂのコード角度θ３が周方向に対し左２０度で、第４ベルト層４Ｂのコード角度θ４が周方向に対し右１５度である
こと以外は実施例２のタイヤとほぼ同じである。
【００１２】
従来例１のタイヤは、
ベルト層１Ｂ、２Ｂおよび３Ｂの断面幅は、それぞれ、１７５ｍｍ、１５５ｍｍおよび１２５ｍｍで、それぞれ、主交差ベルト層の最大幅Ｗｂ＝１７５ｍｍの１００％、８９％および７１％であるから主交差ベルト層の最大幅Ｗｂ＝１７５ｍｍの５０乃至６５％断面幅を有する狭幅ベルト層を備えておらず、
第１ベルト層１Ｂのコード角度θ１が周方向に対し右２５度で、第２ベルト層２Ｂのコード角度θ２が周方向に対し左２０度で、第３ベルト層３Ｂのコード角度θ３が周方向に対し右２１度である
こと以外は実施例１のタイヤと同じである。
比較例１のタイヤは、
ベルト層３Ｂの断面幅は１００ｍｍで、主交差ベルト層の最大幅Ｗｂ＝１７５ｍｍの５７％であり、
第３ベルト層３Ｂのコード角度θ３が周方向に対し右１２度である
こと以外は従来例１のタイヤと同じである。
【００１３】
図４に示す本発明に従う実施例４のタイヤは、左右一対のビード部に設けられたビード・コアー（図示省略）と、一方のビード部から他方のビード部に延び、ビード・コアーに巻回されてビード部に係留された、ラジアル・コード層よりなるカーカス・プライ（図示省略）と、カーカス・プライのクラウン部ラジアル方向外側に配置されたベルトＢとトレッドＴとを備えた建設車両用空気入りラジアル・タイヤで、タイヤ・サイズは３７．００Ｒ５７である。
ベルトＢは、実質的に非伸長性の複数本のスチール・コードを被覆ゴム中に埋設して成る４層のゴム被覆コード層１Ｂ、２Ｂ、３Ｂおよび４Ｂを積層して成る主交差ベルト層と高伸長性の複数本のスチール・コードを被覆ゴム中に埋設して成る１層のゴム被覆コード層５Ｂより成る保護ベルト層とで形成されている。主交差ベルト層は、タイヤの充填内圧によって生じる周方向張力を主として負担する機能を備えた層であり、保護ベルト層は主交差ベルト層を外傷から保護する機能を備えた層である。
主交差ベルト層の最大断面幅Ｗｂは６２０ｍｍであって、トレッドＴの断面幅Ｗｔ（８４０ｍｍ）の７４％である。
主交差ベルト層を形成する４層のベルト層１Ｂ、２Ｂ、３Ｂおよび４Ｂの断面幅は、それぞれ、３９０ｍｍ、６２０ｍｍ、５５０ｍｍおよび３６０ｍｍであるから、４層のうちベルト層１Ｂとベルト層４Ｂの２層は、主交差ベルト層の最大幅Ｗｂ＝６２０ｍｍの６３％と５８％の断面幅を有する狭幅ベルト層であって、この２層の狭幅ベルト層１Ｂおよび４Ｂのうち一方のベルト層１Ｂは主交差ベルト層のラジアル方向最内側に位置する第１ベルト層を形成し、他方のベルト層４Ｂは第４ベルト層を形成している。
第１ベルト層１Ｂのコード角度θ１が周方向に対し右１０度で、第２ベルト層２Ｂのコード角度θ２が周方向に対し左２３度で、第３ベルト層３Ｂのコード角度θ３が周方向に対し右２０度で、第４ベルト層４Ｂのコード角度θ４が周方向に対し左１５度である。ここに、右および左はそれぞれ右上がりおよび左上がり方向に配列されていることを示す。したがって、第１ベルト層１Ｂのコード角度θ１が第４ベルト層４Ｂのコード角度θ４より小さく、かつ、この第４ベルト層４Ｂのコード角度θ４が第１と第４ベルト層１Ｂと４Ｂを除く主交差ベルト層のコード角度（すなわち第２ベルト層２Ｂのコード角度θ２および第３ベルト層３Ｂのコード角度θ３）より小さくな関係となっている。
保護ベルト層を形成する層５Ｂのコード角度θ５は左２２度で、断面幅は７２０ｍｍである。
【００１４】
実施例５のタイヤは、
ベルト層３Ｂおよび４Ｂの断面幅は、３６０ｍｍおよび５５０ｍｍで、
４層のうちベルト層１Ｂとベルト層３Ｂの２層は、主交差ベルト層の最大幅Ｗｂ＝６２０ｍｍの５８％の断面幅を有する狭幅ベルト層であり、
第３ベルト層３Ｂのコード角度θ３が周方向に対し右１５度で、第４ベルト層４Ｂのコード角度θ４が周方向に対し左２０度である
こと以外は実施例４のタイヤとほぼ同じである。
【００１５】
実施例６のタイヤは、
ベルト層１Ｂ、３Ｂおよび４Ｂの断面幅は、それぞれ、３２０ｍｍ、３３０ｍｍおよび５００ｍｍで、
４層のうちベルト層１Ｂとベルト層３Ｂの２層は、それぞれ、主交差ベルト層の最大幅Ｗｂ＝６２０ｍｍの５２％および５３％の断面幅を有する狭幅ベルト層であり、
第１ベルト層１Ｂのコード角度θ１が周方向に対し右５度で、第３ベルト層３Ｂのコード角度θ３が周方向に対し左１５度で、第４ベルト層４Ｂのコード角度θ４が周方向に対し右２０度である
こと以外は実施例５のタイヤとほぼ同じである。
【００１６】
従来例２のタイヤは、
ベルト層１Ｂ、２Ｂ、３Ｂおよび４Ｂの断面幅は、それぞれ、５６０ｍｍ、６２０ｍｍ、５５０ｍｍおよび４８０ｍｍで、それぞれ、主交差ベルト層の最大幅Ｗｂ＝６２０ｍｍの９０％、１００％、８９％および７７％であるから主交差ベルト層の最大幅Ｗｂ＝６２０ｍｍの５０乃至６５％断面幅を有する狭幅ベルト層を備えておらず、
第１ベルト層１Ｂのコード角度θ１が周方向に対し右２２度で、第２ベルト層２Ｂのコード角度θ２が周方向に対し左２２度で、第３ベルト層３Ｂのコード角度θ３が周方向に対し右２２度、第４ベルト層４Ｂのコード角度θ４が周方向に対し左２２度である
こと以外は実施例４のタイヤと同じである。
比較例２のタイヤは、
ベルト層４Ｂの断面幅は３４０ｍｍで、主交差ベルト層の最大幅Ｗｂ＝６２０ｍｍの５５％であり、
第４ベルト層４Ｂのコード角度θ４が周方向に対し左１１度である
こと以外は従来例２のタイヤと同じである。
【００１７】
上記実施例１乃至３のタイヤと従来例１のタイヤおよび比較例１のトラック用タイヤと、上記実施例４乃至６のタイヤと従来例２のタイヤおよび比較例２の建設車両タイヤとを比較試験するために、耐カット・セパレーション特性と比較的鈍い突起物を踏んだときの耐カット貫通特性および鋭い突起物を踏んだときの耐カット貫通特性の試験を行った。
カット・セパレーション特性は、それぞれの供試タイヤのトレッド中央部にベルトまで到達するカットを入れて、室内ドラム試験機によって正規内圧と正規荷重の条件下で一定時間走行後のセパレーションの長さを測定し比較するものである。
鈍い突起物を踏んだときの耐カット貫通特性は、それぞれの供試タイヤを正規リムに正規内圧でリム組し、トレッド幅の約１５％の直径を有する先端が半球状の突起を押し付けてタイヤを破壊してタイヤの強度を調べるプランジャー試験であり、破壊時の荷重と突起がタイヤに食い込んだ深さから破壊エネルギーを算出し評価するものである。
鋭い突起物を踏んだときの耐カット貫通特性は、それぞれの供試タイヤを正規リムに正規内圧でリム組し、トレッド幅の約１５％の幅を有する正３角柱形状のカッターによるタイヤのトレッドの耐カット特性を調べる試験でり、破断までのエネルギーで評価するものである。
試験結果を、従来例のタイヤの結果を１００として指数表示で表１（トラック用タイヤ）および表２（建設車両タイヤ）に示す。数字が大きいほどよい結果であることを示す。
【００１８】
【表１】

【００１９】
【表２】

【００２０】
【発明の効果】
表１および表２に示す結果から、本発明によって、耐カット・セパレーション特性と比較的鈍い突起物を踏んだときの耐カット貫通特性および鋭い突起物を踏んだときの耐カット貫通特性に優れた、主として荒れ地走行用の重荷重用空気入りラジアル・タイヤを提供することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のタイヤのベルト層の配置を示す左半分の断面略図である。
【図２】本発明のタイヤのベルト層の配置を示す左半分の断面略図である。
【図３】本発明のタイヤのベルト層の配置を示す左半分の断面略図である。
【図４】本発明のタイヤのベルト層の配置を示す左半分の断面略図である。
【図５】本発明のタイヤのベルト層の配置を示す左半分の断面略図である。
【図６】本発明のタイヤのベルト層の配置を示す左半分の断面略図である。
【符号の説明】
１Ｂ第１ベルト層（主交差ベルト層）
２Ｂ第２ベルト層（主交差ベルト層）
３Ｂ第３ベルト層（主交差ベルト層）
４Ｂ第４ベルト層（主交差ベルト層）
５Ｂ第５ベルト層（保護ベルト層）
Ｂベルト層
Ｔトレッド
Ｗｂ主交差ベルト層の断面幅
Ｗｔトレッド幅

Claims

左右一対のビード部に設けられたビード・コアーと、一方のビード部から他方のビード部に延び、該ビード・コアーに巻回されてビード部に係留された、ラジアル・コード層よりなるカーカス・プライと、該カーカス・プライのクラウン部ラジアル方向外側に配置されたベルトとトレッドとを備えた空気入りタイヤにおいて、
（１）該ベルトは、実質的に非伸長性の複数本のコードを被覆ゴム中に埋設して成る少なくとも３層のゴム被覆コード層を、隣接する層間でコードが互いに交差するように、タイヤの赤道線におけるコード角度が周方向に対し５乃至４０度で積層して成る主交差ベルト層を含み、
（２）該主交差ベルト層の最大断面幅は該トレッドの断面幅の７０乃至８５％であり、
（３）該主交差ベルト層を形成する少なくとも３層のベルト層のうち２層は、該主交差ベルト層の最大幅の５０乃至６５％の断面幅を有する狭幅ベルト層であって、該２層の狭幅ベルト層のコード角度が周方向に対し５乃至１５度であり、
（４）該２層の狭幅ベルト層のうち一方は該主交差ベルト層のラジアル方向最内側に位置する第１ベルト層を形成し、他方は該第１ベルト層と該第１ベルト層に隣接しラジアル方向外側に位置する第２ベルト層とを除く任意の第ｎベルト層を形成し、
（５）該第１ベルト層のコード角度θ１が該第ｎベルト層のコード角度θｎより小さく、かつ、該第ｎベルト層のコード角度θｎが該第１および該第ｎベルト層以外の該主交差ベルト層のコード角度より小さく、
（６）該第１ベルト層の断面幅Ｗ１と該第ｎベルト層の断面幅Ｗｎが、該第１および該第ｎベルト層以外の該主交差ベルト層の断面幅より小さい
ことを特徴とする主として荒れ地走行に供される重荷重用空気入りラジアル・タイヤ。