JP3814356B2 - 空気入りラジアルタイヤ - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、ベルト周方向剛性を高めタイヤ耐久性を向上させた空気入りラジアルタイヤ、特に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】
近年、例えばトラックやバス用のタイヤでは、車両の積載量増大を低床化により達成するため、タイヤの扁平化が進められている。このように扁平化が進むと特にトレッド部にベルト層を配置した空気入りラジアルタイヤでは、ベルト層に対する負荷が増大し、高速走行時にベルト層端部のせり上がり現象によるベルト層端部のエッジセパレーションやタイヤ外周の成長等が発生し易くなって、タイヤの耐久性が著しく低下する。
【0003】
そこで、上記解決策として、例えば従来のタイヤではベルト層の補強コードをタイヤ周方向に対して特定の傾斜をもって配列しているのに対して、ベルト層の補強コードをタイヤ周方向に沿って略0°に配列し、ベルト層のタガ効果を高めるようにした提案がある。
この場合、コード材質としては、引張弾性率の大きな材料ほど効果的であるが、高弾性コードの場合は、コードがタイヤ周方向に対して実質的に0°であるため加硫時に伸びにくく、リフトに追随するのが困難であるという問題があった。
【0004】
このような問題を解決するために、上述のようにタイヤ周方向に巻き付ける補強コードとして幅方向に波うった波状コードを使用することが提案されている(例えば、特公平5-79623 号公報) 。しかし、波状コードからなるベルト層は、タイヤ周方向への伸びが大きいため、ベルト層間又はベルト層とトレッドとの間に剪断歪みが発生し、この剪断歪みに起因してこれらの間にセパレーションが生じてタイヤ耐久性が低下するという問題があった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、高弾性コードをタイヤ周方向に巻き付ける場合であっても、加硫時のリフトに追随できるようにし、いっそうのタイヤ耐久性の向上を可能にた空気入りラジアルタイヤを提供することである。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明は、トレッドにおけるカーカス層の外側に少なくとも3枚のベルト層を有する空気入りラジアルタイヤにおいて、前記ベルト層のうち少なくとも1層をタイヤ周方向に対するコード角度が実質的に0°のベルト補強層にすると共に、該ベルト補強層を、1本もしくは複数本の補強コードを互いに平行に引き揃えてゴムに埋設して集束したストリップをカーカス層又はベルト層の外周に側部間に間隙を設けながらベルト層幅に相当する幅に亘って巻回して形成し、かつ巻回の1周を超え2周未満毎に該ストリップを幅方向に切断して切断部を設け、これらの切断部をタイヤ1周に亘って分散させたことを特徴とする。
【0007】
このように巻回の1周を超え2周未満毎にストリップを幅方向に切断して切断部を設け、これらの切断部をタイヤ1周に亘って分散させたために、たとえ高弾性コードを使用した場合であっても、加硫時にはストリップの切断部端末にタイヤ周方向の位置ずれが生じてベルト補強層に必要な伸びが生じるので、加硫時のリフトに追随することが可能となる。
【0008】
また、加硫後においては、ストリップのコートゴムによりコードの切断端が強固に固定されると共に、コードがタイヤ周方向に実質的に平行であるため(すなわち、コードがタイヤ周方向に実質的に真っ直ぐであるため)波状コードのようにタイヤ周方向へ伸び易くないので、ベルト補強層に0°ベルト層本来の高い周方向補強効果が生じると同時にセパレーションが起こることがないから、タイヤ耐久性を高めることができる。
【0009】
【発明の実施の形態】
図1は本発明を重荷重用に適用した場合の空気入りラジアルタイヤの一例の子午線方向断面図である。
図1において、Tはトレッド、Sはサイド部、Dはビード部、Cはカーカス層である。カーカス層Cはタイヤ周方向に対して略90°に配列したスチールコードで補強され、トレッドTから左右のサイド部Sへ延長すると共に、両端部を左右のビードコアWの回りにタイヤ内側から外側へ折り返されるように構成されている。カーカス層Cを構成するコードとしては、スチールコードのほかに、例えば、ポリエステル繊維コード、ナイロン繊維コード、芳香族ポリアミド繊維コード、ポリビニルアルコール繊維コードなどの有機繊維コードを使用することができる。
【0010】
カーカス層CのトレッドTにおける外周面には、3枚のベルト層1B,2B,および3Bが、それぞれカーカス層CからトレッドT方向に積み重ねられて、タイヤ一周に亘って配置されている。これらベルト層1B,2B,3Bは、それぞれスチールコード、芳香族ポリアミド繊維コードなどの高弾性コードから構成されている。
【0011】
なお、図示の例では、ベルト層の枚数を3枚としたが、要求性能に応じて4枚以上であってもよい。通常は3〜4枚である。
ここで、カーカス層CからトレッドT方向に数えて第3番目の3番ベルト層3Bを、タイヤ周方向に対するコード角度が実質的に0°のベルト補強層とする。このベルト補強層以外のベルト層、すなわち第1番目の1番ベルト層1Bおよび第2番目の2番ベルト層2Bは、それぞれ、タイヤ周方向に対するコード角度が15〜35°であって、プライ間でコードが互いに交差する従来からのベルト構造になっている。
【0012】
上記ベルト補強層、すなわち3番ベルト層3Bは、図2に示されるように、1本もしくは複数本の補強コードを互いに平行に引き揃えてゴムに埋設して集束したストリップ4を2番ベルト層2Bの外周に側部間に間隙dを設けながらベルト層幅に相当する幅に亘って巻回して形成される(図2では、ストリップ4を2番ベルト層2Bの外周に巻回しているが、カーカス層C又は1番ベルト層1Bの外周に巻回してベルト補強層を形成してもよい)。
【0013】
上記補強コードとしては、スチールコード、有機繊維コードなどのいずれでもよいがタイヤ耐久性のさらなる向上のためにスチールコードを用いるのが好ましい。また、この補強コードは、実質的に真っ直ぐなものである。実質的に真っ直ぐでない場合、すなわち、幅方向に波うった波状コードである場合、コードがタイヤ周方向への大きな伸び特性を有することに起因して、タイヤへの内圧充填およびタイヤの負荷転動に当たり、波状コードからなるベルト層とトレッドとの間のタイヤ幅方向剪断歪みが大きくなるため、これらの間に剪断歪みに起因するセパレーションが発生して耐久性が低下してしまう。
【0014】
この補強コードを埋設するゴム(コートゴム)は、ムーニー粘度(ML1+4 、100 ℃)が35〜80であるのがよい。80超ではタイヤ加硫時のストリップの移動が困難になり、正常な拡張変形ができにくくなる。35未満では加工性が低下し、生産が困難となる。
ストリップ4の幅は、20mm以下、好ましくは15〜20mmであるのがよい。タイヤ加硫時のリフトによるベルト部の伸び量は、タイヤ断面におけるベルト各部で異なる。すなわち、タイヤ幅方向の位置により伸びが異なる。このため、幅が20mmを超えるストリップでは、各部位における伸び量の違いに追随できず、タイヤ内面に凹凸が生じるからである。
【0015】
ストリップ4の側部間の間隙dは、2mm以上、好ましくは3mm〜6mmがよい。間隙dが2mm未満では、隣り合うストリップ4が相互に干渉し易くなるので、個々のストリップ4の自由な移動が阻害され、タイヤが正常に拡張変形ができず、タイヤ内面に凹凸が生じるからである。
上記のようにストリップ4をベルト層幅に相当する幅に亘って巻回して形成されるベルト補強層、すなわち3番ベルト層3Bでは、巻回の1周を超え2周未満毎にストリップ4を幅方向に切断して切断部を設け、これらの切断部をタイヤ1周に亘って分散させている。ストリップの巻回が1周以下の場合にはベルト周方向の補強効果が十分に発生しない。2周以上ストリップ4が連続している場合、タイヤ加硫時の拡張変形に呼応したストリップ4の移動が阻害され、タイヤが正常に拡張変形ができず、タイヤ内面に凹凸が生じてしまう。
【0016】
ストリップ4の切断面同士の接合については、図3の参考例に示すように一方の切断部aと他方の切断部bとを重ね合わせるのではなく、図4に示すように一方の切断部aと他方の切断部bとを並列させるようにする。
【0017】
【実施例】
タイヤサイズ285/60R22.5 を共通にすると共に図1に示すベルト構造を有する下記の本発明タイヤ1、従来タイヤ1、および比較タイヤ1につき、加硫時のリフト追随性およびタイヤ耐久性を下記により評価した。この結果を表1に示す。
(a) 本発明タイヤ1
1番ベルト層1B;スチールコードからなる。エンド数26本/5cm、コード角度20°(タイヤ周方向に対し)。
【0018】
2番ベルト層2B;スチールコードからなる。エンド数26本/5cm、コード角度20°(タイヤ周方向に対し)。1番ベルト層1Bと2番ベルト層2Bとはプライ間でコードが互いに交差。
3番ベルト層3B(タイヤ周方向に対するコード角度が実質的に0°のベルト補強層);10本のスチールコードを互いに平行に引き揃えてゴムに埋設して集束した幅15mmのストリップを2番ベルト層2Bの外周に側部間に間隙d=4mmを設けながらベルト層幅に相当する幅に亘って巻回して形成し、かつ巻回のほぼ1周毎に該ストリップを幅方向に切断して切断部を設け、これらの切断部をタイヤ1周に亘って分散。ストリップの切断部同士の接合については、図4に示すように一方の切断部aと他方の切断部bとを並列させることによる接合。
【0019】
(b) 従来タイヤ1
タイヤサイズおよびベルト層の構造を除いては本発明タイヤ1と共通にし、1番ベルト層1Bをスチールコードからなるエンド数19本/5cm、コード角度60°(タイヤ周方向に対し)で配し、2Bと3Bに本発明タイヤ1の1Bと2Bに相当するクロスベルトを配した従来構造のタイヤ。
【0020】
(c) 比較タイヤ1
3番ベルト層3Bを、振幅2.3mm、波長37mmのほぼ正弦波形形状の波状スチールコードにて、ストリップ幅15mm、ストリップ間隔(間隙d)5mmのストリップを2番ベルト層2Bの外周に螺旋状に連続的に巻回することにより形成したことを除いて本発明タイヤ1と同じ。
加硫時のリフト追随性:
加硫後のタイヤについて目視および触感により、タイヤ内面の凹凸の有無を観察した。凹凸なしの場合が加硫時のリフトに追随可能である。
【0021】
タイヤ耐久性:
ドラム試験機の径が1707mmのドラムに取付け、JIS D4230の試験条件に従い走行し、ベルトエッジセパレーションの耐久性評価を実施した。結果は、ベルトエッジセパレーション発生までの走行距離を従来タイヤ1を100とした指数で表示。数値の大きい方が優れている。
【0022】
【0023】
表1から明らかなように、本発明タイヤ1は加硫時のリフト追随性およびタイヤ耐久性の両方に優れていることが判る。なお、比較タイヤ1は、加硫時のリフト追随性がわるく、タイヤとして正常に加硫できなかったため、タイヤ耐久性試験には供さなかった。
【0024】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、トレッドにおけるカーカス層の外側に少なくとも3枚のベルト層を有する空気入りラジアルタイヤにおいて、前記ベルト層のうち少なくとも1層をタイヤ周方向に対するコード角度が実質的に0°のベルト補強層にすると共に、該ベルト補強層を、1本もしくは複数本の補強コードを互いに平行に引き揃えてゴムに埋設して集束したストリップをカーカス層又はベルト層の外周に側部間に間隙を設けながらベルト層幅に相当する幅に亘って巻回して形成し、かつ巻回のほぼ1周以上2周未満毎に該ストリップを幅方向に切断して切断部を設け、これらの切断部をタイヤ1周に亘って分散させたために、加硫時のリフトに追随できるようにしながらタイヤ耐久性を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を重荷重用に適用した場合の空気入りラジアルタイヤの一例の子午線方向断面図である。
【図2】本発明の空気入りラジアルタイヤのベルト構造の一例を示す平面視説明図である。
【図3】 本発明に対する参考例として、ベルト補強層を構成するストリップの切断部同士の接合例を示す平面視説明図である。
【図4】本発明においてベルト補強層を構成するストリップの切断部同士の接合例を示す平面視説明図である。
【符号の説明】
T トレッド S サイド部 D ビード部 C カーカス層
W ビードコア 1B 1番ベルト層 2B 2番ベルト層
3B 3番ベルト層 4 ストリップ
Claims (5)
- トレッドにおけるカーカス層の外側に少なくとも3枚のベルト層を有する空気入りラジアルタイヤにおいて、前記ベルト層のうち少なくとも1層をタイヤ周方向に対するコード角度が実質的に0°のベルト補強層にすると共に、該ベルト補強層を、1本もしくは複数本のスチールコードからなる補強コードを互いに平行に引き揃えてゴムに埋設して集束したストリップをカーカス層又はベルト層の外周に側部間に間隙を設けながらベルト層幅に相当する幅に亘って巻回して形成し、かつ巻回の1周を超え2周未満毎に該ストリップを幅方向に切断して切断部を設け、その長手方向両端の切断部同士の接合を互いに重ねることなく幅方向に並列させて接合し、かつこれらの切断部をタイヤ1周に亘って分散させた空気入りラジアルタイヤ。
- 前記補強コードが実質的に真っ直ぐである請求項1記載の空気入りラジアルタイヤ。
- 前記ゴムのムーニー粘度(ML1+4 、100 ℃)が35〜80である請求項1又は2記載の空気入りラジアルタイヤ。
- 前記ストリップの幅が20mm以下である請求項1乃至3のいずれか1項記載の空気入りラジアルタイヤ。
- 前記間隙が2mm以上である請求項1乃至4のいずれか1項記載の空気入りラジアルタイヤ。
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