JP4101530B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は空気入りタイヤ、とくには、乗用車用やトラック・バス用のスタッドレスタイヤおよびオールシーズンタイヤあるいは、鉱山車両用タイヤのように、比較的深い周溝を具えるタイヤの改良に関するものであり、周溝の溝底への亀裂の発生を有効に抑制する技術を提案するものである。
【０００２】
【従来の技術】
トレッド踏面に、トレッド周方向に連続して延びる、比較的深い深さの周溝を具えるこの種の従来タイヤでは、タイヤの負荷転動に際して、ブロック、リブ等の陸部が、周溝内へ迫り出す方向に大きく変形するため、接地面内の周溝の溝底が、その溝幅を減じる方向の大きな圧縮力を繰返し受けることになる。
【０００３】
またこの一方で、トレッド踏面の周長は、トレッド中央部で最も長くトレッド側縁に向けて次第に減少することから、タイヤの負荷転動に当っては、トレッド側部域の陸部が、中央部分の陸部によって引摺られる傾向にあり、これにより、接地面内の周溝の溝底には大きな周方向剪断力もまた繰返し作用することになるので、その溝底には、比較的速い時期に亀裂が発生し易い。
【０００４】
そして、このようにして発生した溝底亀裂は、トレッド内部への進行によってベルトに達すると、ベルトセパレーションの一因となるので、溝底亀裂の発生は極力抑制することが有利であり、このことは、負荷荷重が大きい上に、悪路を走行することを余儀なくされる鉱山車両用のタイヤにあってもまた同様である。
【０００５】
そこで従来は、溝底亀裂の発生を抑制するべく、トレッド横断面内での溝底の曲率半径を大きくして、周溝の溝底への応力集中を防止することが広く一般に行われているも、かかる対策によってなお、とくに厳しい使用条件の下では、亀裂の発生を十分には抑制することはできなかった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
これがため近年は、ベルトおよびトレッドを具え、トレッド踏面に、トレッド周方向に連続して延びる周溝を設けた空気入りタイヤ、たとえばラジアルタイヤにおいて、トレッド側部域に、直線状に延びるそれぞれの糸にて構成した二軸織物からなるベルト補助層を埋設配置することが提案されている。
【０００７】
これによれば、二軸織物の縦横それぞれの糸によって、溝底圧縮力、溝底剪断力等のそれぞれの方向の力を支持させることで、溝底の変形を有効に抑制することが可能となる。
【０００８】
しかるに、縦糸および横糸のそれぞれがともに直線状に延びる通常の二軸織物にあっては、縦糸と横糸との交差部での糸の擦れによるそれらの摩滅によって糸の破断が生じ、逆に、その破断個所が溝底亀裂の早期の発生を誘発することになるという問題があった。
すなわち、縦横に直線状に延びるそれぞれの糸からなる二軸織物をベルト補助層として付加することは、溝底亀裂の発生防止には実効のない施策であった。
【０００９】
この発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、それの目的とするところは、二軸織物からなるベルト補助層の、コードの破断を有効に防止することで、それぞれのコードに、溝底変形の抑制機能を十分に発揮させて、周溝の溝底への亀裂の発生を効果的に阻止することができる空気入りタイヤを提供するにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る空気入りタイヤは、二層以上のベルト層、通常はベルト層コードが層間で相互に交差する二層以上のベルト層からなるベルトおよび、ベルトの外周側に配設したトレッドを具え、トレッド踏面に、トレッド周方向に連続して延びる周溝を設けたものであり、それぞれのトレッド側部域で、ベルトの幅方向外側部に、二軸織物からなるそれぞれのベルト補助層を配設し、そして、その二軸織物を構成するコードを、ベルト補助層の配設面内で曲線状に延在する迂曲コードとしたものである。
【００１１】
このタイヤでは、トレッド踏面の周長差がとくに大きくなって、陸部の引摺りに起因する周方向剪断力が大きくなるトレッド側部域に、ベルト補助層を配設して、その側部域に延在する周溝、とくにはその溝底を、それぞれのコードによる力の支持に基づいて保護することで、その溝底への亀裂の発生を有効に阻止することができる。
【００１２】
しかもここでは、二軸織物を構成するそれぞれのコードを迂曲コードとして、コードの見かけの長さを長くすることにより、直線状に延びるそれぞれの糸よりなる従来の二軸織物に比し、陸部の変形に伴ってコードに生じる応力振幅を小さくして、それぞれのコードの擦れの程度を有利に減じることができるので、コードの破断を防止して、ベルト補助層に、所期した通りの機能を長期間にわたって発揮させることができ、コードの破断に起因する、亀裂の誘発のおそれを十分に取り除くことができる。
【００１３】
ここで、それぞれのベルト補助層を、タイヤ赤道面に対して対称に配設した場合には、赤道面に対して左・右同様の効果を発揮させることができる。
【００１４】
また、それぞれのベルト補助層を、トレッド側縁に最も近接して位置するショルダー周溝の、トレッド幅方向の内外にわたって配設したときは、先に述べたように、トレッド踏面の周長差が最も大きくなる領域に存在する周溝、ひいては、その溝底を一層効果的に保護することができる。
【００１５】
ここにおいて好ましくは、迂曲コードを反向曲線状に延在させる。これによれば、コードのみかけの長さをより長くすることが可能となり、コードの交絡部に加わる、張力（応力）を更に減少でき、これにより、コードの擦れの程度を一層改善することができる。この場合においてより好ましくは、迂曲コードの変曲点を二以上とする。これによれば、上記効果のさらなる向上を担保することができる。
【００１６】
また好ましくは、相互に交差するそれぞれの迂曲コードの、トレッド周方向に対する平均延在角度をほぼ４５°とする。
このように構成したときは、トレッド側部域に延在して、とくに大きな周方向剪断力を受ける周溝に対し、両迂曲コードをともに有効に機能させて、溝底の剪断変形をより効果的に抑制することができる。
【００１７】
ところで、二軸織物の、相互に交差するそれぞれの迂曲コードの交差角を、トレッド幅方向の内側部と外側部とで相違させたときは、織物の切断端部における、コード間隔を内側部と外側部で変えることができ、これにより、擦れを更に効果的に抑制することができる。
【００１８】
そして、この場合にあって、迂曲コードの、トレッド周方向でみた交差角を、トレッド幅方向の内側部で外側部より大きくしたときは、トレッド幅方向の内側部に延在する周溝に対し、溝近くでのコード間隔を大きく取ることができ、これがため、二軸織物切断端が溝底亀裂を誘発するおそれをより有効に防止することができる。
【００１９】
そしてまた好ましくは、迂曲コードを、有機繊維もしくは金属繊維のモノフィラメントコードにより形成する。
すなわち、溝底部の圧縮力を、ベルト補助層としての二軸織物の迂曲コードに負担させるためには、その迂曲コードの圧縮剛性を高めることが重要であるところ、撚りコードの圧縮剛性は、ゴムのそれとほぼ同程度であるため、圧縮力の十分なる支持を期することができず、この一方で、モノフィラメントコードは、撚りコードに比し、十分大きな圧縮剛性を発揮することができる。
【００２０】
また、溝底剪断力に関しては、それによって生じる剪断応力を、コードに生じる引張応力と圧縮応力との二軸応力に分解して考えると、迂曲コードの、上述したような高い圧縮剛性は、周方向剪断力に対してもまた、溝底クラックの発生防止に有利に寄与することになる。
【００２１】
なお、迂曲コードを有機繊維のモノフィラメントコードとしたときは、タイヤの軽量化を実現することができ、また、それを金属繊維、たとえばスチールのモノフィラメントコードとしたときは、圧縮剛性の一層の増加を担保することができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下にこの発明の実施形態を、図面に示すところに基づいて説明する。
図１は、この発明の実施形態を、タイヤの半部について示す横断面図であり、図２は、トレッドの補強に寄与するそれぞれの補強部材の配設例を概念的に示す要部平面図である。
【００２３】
図１に示すところにおいて、タイヤ１は、トレッド部２と、このトレッド部２のそれぞれの側部から半径方向内方へ延びるサイドウォール部３と、各サイドウォール部３の内周側に連続させて設けたビード部４とを具えてなり、これらの各部２，３，４は、それぞれのビード部４に配設したビードコア５の周りに巻返されてタイヤの骨組構造をなす、一枚以上のカーカスプライからなるカーカス、たとえばラジアルカーカス６によって補強してなる。
【００２４】
またここでは、ラジアルカーカス６のクラウン部の外周側に二層以上のベルト層７ａ，７ｂからなるベルト７を、層間でベルト層コードを相互に交差させて配設し、このようなベルト７の外周側に隣接させて設けたトレッド８の踏面８ａに、トレッド周方向に連続して延びる、図では複数本の周溝９，１０を形成する。
【００２５】
そしてまた、トレッド８の側部域で、ベルト７の幅方向外側部分に、たとえばそれに隣接させて、二軸織物１１からなるそれぞれのベルト補助層１２を、トレッド８の側縁近傍まで配設し、二軸織物１１を構成するそれぞれのコード、好ましくはモノフィラメントコードを、ベルト補助層１２の配設面内で、たとえば図２に示すように、一定方向に湾曲して曲線状に延在するそれぞれの迂曲コード１１ａ，１１ｂとし、また好ましくは、これらの迂曲コード１１ａ，１１ｂの、トレッド円周方向に対する平均延在角度をほぼ４５°とする。
【００２６】
このようなベルト補助層１２は、図１に示すように、トレッド８の側縁に最も近接して位置するショルダー周溝１０の、トレッド幅方向の内外にわたって配設することが好ましい。
また好ましくは、ベルト補助層１２を、図３に示すように、タイヤ赤道面Ｘに対して対称に配設する。
【００２７】
なお、二軸織物１１のそれぞれの迂曲コード１１ａ，１１ｂは、図４に示すように、湾曲方向が相反する曲線の連続になる反向曲線状に延在させることが、先に述べたよに、単純に湾曲させて延在させる場合に比し、見かけ長さをより長くできる点で好ましく、このことは、変曲点が二以上の反向曲線状に延在させた場合にさらに効果的である。
【００２８】
そして、これらのいずれの場合にあっても、相互に交差するそれぞれの迂曲コードの、トレッド周方向での交差角は、図３，４に示すように、トレッド幅方向の内側部と外側部との間で相違させることが好ましく、この場合の交差角は、トレッド幅方向の内側部で外側部より大きくすることがより好ましい。
【００２９】
ここで、モノフィラメントコードとすることが好ましい迂曲コード１１ａ，１１ｂは、有機繊維で形成することも金属繊維で形成することも可能であるが、たとえば、ゴムと接着可能なナイロン、ポリエチレン、テレフタレート、芳香族ポリアミド等の有機素材は、タイヤの軽量化を図る上で有利であり、また、スチール等の金属繊維は、圧縮剛性を一層高めることができる点で、溝底亀裂の発生防止にさらに効果的である。
【００３０】
ところで、図１，２に示すところでは、ラジアルカーカス６のクラウン部の外周側で、ベルト７およびベルト補助層１２より内周側の位置に、ジクザグ状に折れ曲がってトレッド周方向に延びる波状コード１３ａからなるウエィビィ補強層１３を二層配設することとしており、このようなウエィビィ補強層１３によれば、空気圧の充填時の半径方向の成長を抑制することができ、かつ、走行にともなう走行成長をも大幅に抑制することができる。
【００３１】
【実施例】
図１，２に示すような構造を有し、内外二層のウエィビィ補強層のそれぞれの波状コードをともに、３＋９＋１５×０．１９のスチールコードとし、振幅を３ｍｍ、波長を３６ｍｍとするとともに、コード延在方向を実質上トレッド周方向、打込みを１１本／２０ｍｍとし、
内外二層のベルト層のそれぞれのベルト層コードをともに、１＋６×０．３４のスチールコードとするとともに、打込みを２４本／５０ｍｍとし、内層側ベルト層のスチールコードを、図２に示す平面視で左上がり５２°、外層側ベルト層のスコールコードを右上がり５２°で延在させた、
サイズが４３５／４５Ｒ ２２．５のトラック・バス用のラジアルタイヤにおいて、
実施例タイヤ１，２，３のそれぞれでは、二軸織物よりなるベルト補助層を配設し、それぞれの迂曲コードの、トレッド周方向に対する平均延在角度をほぼ４５°とした。
ここで、実施例タイヤ１では、迂曲コードを、直径が０．２１ｍｍのナイロンモノフィラメントコードとするとともに、両迂曲コードの打込みをともに５０本／５０ｍｍとし、それらのコードの延在態様を、図３に示すような、比較的単純な湾曲形状とした。
【００３２】
また、実施例タイヤ２は、迂曲コードの延在態様を、図４に示すような反向曲線状とした点を除いて実施例タイヤ１と同一の構造とし、実施例タイヤ３は、迂曲コードを、直径が０．２０ｍｍのスチールコードとするとともに、両迂曲コードの打込みをともに４０本／５０ｍｍとした点を除いて実施例タイヤ１と同一の構造とした。
【００３３】
この一方で、比較例タイヤ１は、ベルト補助層の配設を省いた構造とし、比較例タイヤ２は、二軸織物よりなるベルト補助層は配設するも、その織物コードを、図５に示すように直線状に延在する、直径が０．６１ｍｍ、重さが１２６０ｄ／２のナイロン撚コードとし、それぞれの撚コードの打込みを３０本／５０ｍｍとした構造を有するものとした。
そして、比較例タイヤ３は、織物コードを直径が０．２１ｍｍのナイロンモノフィラメントコードとするとともに、それぞれのコードの打込みを５０本／５０ｍｍとした点を除いて比較例タイヤ２と同一の構造とした。
【００３４】
これらのそれぞれのタイヤを、空気圧９００ｋＰａ、荷重６０ｋＮ、速度６０ｋｍ／ｈの条件下で、ショルダー周溝の溝底に亀裂が発生するまでドラム上で負荷転動させ、亀裂が生じるまでの走行距離を測定したところ表１に示す結果を得た。
【表１】

表１に示すところによれば、実施例タイヤはいずれも、比較例タイヤに比して溝底クラックの発生を効果的に抑制できることが明らかである。
【００３５】
【発明の効果】
かくしてこの発明によれば、上記実施例からも明らかなように、曲線状に延在する迂曲コードよりなる二軸織物を、ベルトの幅方向外側に配設してベルト補助層とすることで、とくには、トレッド側部域の周溝への溝底亀裂の発生を効果的に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態をタイヤの半部について示す横断面図である。
【図２】 補強部材の配設例を概念図に示す要部平面図である。
【図３】 ベルト補助層の配設態様および迂曲コードの延在形態を示す平面図である。
【図４】 迂曲コードの他の延在形態を示す平面図である。
【図５】 比較タイヤの二軸織物を示す平面図である。
【符号の説明】
１ タイヤ
２ トレッド部
３ サイドウォール部
４ ビード部
５ ビードコア
６ ラジアルカーカス
７ ベルト
７ａ，７ｂ ベルト層
８ トレッド
８ａ，８ｂ 踏面
９，１０ 周溝
１１ 二軸織物
１１ａ，１１ｂ 迂曲コード
１２ ベルト補助層
１３ ウエィビィ補強層
１３ａ 波状コード
Ｘ タイヤ赤道面

Claims (10)

1. 二層以上のベルト層からなるベルトおよび、ベルトの外周側に配設したトレッドを具え、トレッド踏面に、トレッド周方向に連続して延びる周溝を設けてなる空気入りタイヤであって、
   それぞれのトレッド側部域で、ベルトの外側部に、二軸織物よりなるそれぞれのベルト補助層を配設し、その二軸織物を構成するコードを、ベルト補助層の配設面内で曲線状に延在する迂曲コードとしてなる空気入りタイヤ。
2. それぞれのベルト補助層を、タイヤ赤道面に対して対称に配設してなる請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. それぞれのベルト補助層を、トレッド側縁に最も近接して位置するショルダー周溝の、トレッド幅方向の内外にわたって配設してなる請求項１もしくは２に記載の空気入りタイヤ。
4. 迂曲コードを、反向曲線状に延在させてなる請求項１〜３のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
5. 迂曲コードに二以上の変曲点を設けてなる請求項４に記載の空気入りタイヤ。
6. 相互に交差するそれぞれの迂曲コードの、トレッド周方向に対する平均延在角度をほぼ４５°としてなる請求項１〜５のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
7. 相互に交差するそれぞれの迂曲コードの交差角をトレッド幅方向の内側部と外側部とで相違させてなる請求項１〜６のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
8. 迂曲コードの交差角を、トレッド幅方向の内側部で外側部より大きくしてなる請求項７に記載の空気入りタイヤ。
9. 迂曲コードを有機繊維のモノフィラメントコードにより形成してなる請求項１〜８のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
10. 迂曲コードを金属繊維のモノフィラメントコードにより形成してなる請求項１〜８のいずれかに記載の空気入りタイヤ。

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