JP4102076B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、タイヤ強度を損ねることなく乗り心地を向上しうる空気入りタイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、小型トラック用タイヤや重荷重用タイヤにあっては、図６に示すように、ラジアル構造のカーカスａと、このカーカスａのタイヤ半径方向外側に順次配された例えば第１ないし第４のベルトプライｂ１、ｂ２、ｂ３及びｂ４からなるベルト層ｂとを有した構造が一般に採用されている。また図７には、前記ベルト層ｂの展開図を示しており、前記第１ないし第４のベルトプライには、一般にスチールからなるベルトコードｃをタイヤ赤道Ｃに対して、概ね次のような角度で配列している。
４７゜＜θ１＜７０゜
１５゜＜θ２＜２１゜
１５゜＜θ３＜２１゜
１５゜＜θ４＜２１゜
【０００３】
また従来では、タイヤ半径方向内側から２枚のベルトプライ、即ち第１のベルトプライｂ１と第２のベルトプライｂ２とは、ベルトコードｃが互いに同じ向きに傾けられており、他方、第３のベルトプライｂ３のベルトコードｃは、第２のベルトプライｂ２のベルトコードとは交差する向きに傾く。さらに第４のベルトプライｂ４のベルトコードｃは、第３のベルトプライｂ３のベルトコードｃと同じ向きに傾けられている。
【０００４】
さらにこの種の従来のタイヤでは、第１ないし第４のベルトプライの巾ＢＷ１、ＢＷ２、ＢＷ３及びＢＷ４は、概ね次のような関係を満たしている。
ＢＷ２＞ＢＷ３＞ＢＷ１＞ＢＷ４
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
一般に、この種の３枚以上のベルトプライからなるベルト層を具えたタイヤでは、路面の突起を包み込んでその衝撃を緩和するエンベロープ効果に劣り、乗り心地が悪いという問題がある。エンベロープ効果を高めるためには、ベルトコードに線径の小さなスチールコードを用いることが効果的であるが、このような改善策ではタイヤの強度が低下するという問題がある。
【０００６】
本発明は、以上のような問題点に鑑み案出なされたもので、ベルト層を構成するベルトプライの巾、ベルトコード角度、さらにはベルトプライ間のコード間距離などを一定範囲に限定することを基本として、乗り心地を向上しつつタイヤ強度の低下を防止しうる空気入りタイヤ、とりわけ重荷重用の空気入りタイヤを提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明のうち請求項１記載の発明は、トレッド部からサイドウォール部を経てビード部のビードコアに至るカーカスと、このカーカスのタイヤ半径方向外側かつトレッド部の内部に配されたベルト層とを具えた空気入りタイヤであって、前記ベルト層は、前記カーカスに隣接して配されたタイヤ半径方向の最内側の第１のベルトプライと、その外側に配された第２のベルトプライと、この第２のベルトプライの外側に配された第３のベルトプライとを少なくとも含むとともに、タイヤ半径方向で隣接する前記各ベルトプライは、ベルトコードが互いに交差する向きに配されるとともに、前記第１、第２及び３のベルトプライのタイヤ赤道に対するベルトコードの傾斜角度θ１、θ２及びθ３、該第１、第２及び３のベルトプライのそれぞれのタイヤ軸方向の巾ＢＷ１、ＢＷ２及びＢＷ３、トレッド接地巾ＴＷ、前記第１のベルトプライと前記第２のベルトプライとの間のベルトコード間距離ｄ１２、及び前記第２のベルトプライと前記第３のベルトプライとの間のベルトコード間距離２３が下式を満足することを特徴としている。
１５゜＜θ１＜２１゜
１５゜＜θ２＜２１゜
４７゜＜θ３＜５３゜
０．８０＜ＢＷ２／ＴＷ＜０．９５
ＢＷ１＞ＢＷ２＞ＢＷ３
０．１５mm＜ｄ12＜０．４０mm
０．３５mm＜ｄ23＜０．８５mm
【０００８】
ここで、「トレッド接地巾」とはタイヤを正規リムにリム組しかつ正規内圧を充填するととともに正規荷重を付加して平面に接地させたときのトレッド接地端間のタイヤ軸方向の距離とする。また「正規リム」とは、タイヤが基づいている規格を含む規格体系において、当該規格がタイヤ毎に定めるリムであり、例えばＪＡＴＭＡであれば標準リム、ＴＲＡであれば "Design Rim" 、或いはＥＴＲＴＯであれば "Measuring Rim"とする。また、「正規内圧」とは、タイヤが基づいている規格を含む規格体系において、各規格がタイヤ毎に定めている空気圧であり、ＪＡＴＭＡであれば最高空気圧、ＴＲＡであれば表 "TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES" に記載の最大値、ＥＴＲＴＯであれば "INFLATION PRESSURE" とするが、タイヤが乗用車用である場合には１８０ＫＰａとする。さらに「正規荷重」とは、タイヤが基づいている規格を含む規格体系において、各規格がタイヤ毎に定めている荷重であり、ＪＡＴＭＡであれば最大負荷能力、ＴＲＡであれば表 "TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES" に記載の最大値、ＥＴＲＴＯであれば "LOAD CAPACITY"とする。
【０００９】
また請求項２記載の発明は、前記ベルト層は、前記第３のベルトプライの外側に配される第４のベルトプライを含むとともに、該第４のベルトプライのタイヤ赤道に対するベルトコードの傾斜角度θ４、該第４のベルトプライのタイヤ軸方向の巾ＢＷ４、及び該第４のベルトプライと前記第３のベルトプライとの間のベルトコード間距離ｄ34が下式を満足することを特徴とする請求項１記載の空気入りタイヤである。
１５゜＜θ４＜２１゜
ＢＷ３＞ＢＷ４
０．１５mm＜ｄ34＜０．４０mm
【００１０】
また請求項３記載の発明は、下式を満足することを特徴とする請求項２記載の空気入りタイヤである。
ｄ12＜ｄ23
ｄ34＜ｄ23
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の一形態を図面に基づき説明する。
図１は、本発明の実施形態としてトラック、バスなどに使用されるチューブレスタイプの重荷重用の空気入りタイヤの断面図、図２はそのトレッド部の拡大断面図、図３はそのベルト層を展開した展開略図を示している。
【００１２】
図において、空気入りタイヤ（以下、単に「タイヤ」ということがある。）１は、トレッド部２からサイドウォール部３を経てビード部４のビードコア５の回りでタイヤ軸方向内側から外側へ折り返されたカーカスプライ６Ａからなるカーカス６と、このカーカス６のタイヤ半径方向外側かつトレッド部２の内方に配されたベルト層７とを具えている。
【００１３】
前記カーカスプライ６Ａは、カーカスコードをタイヤ赤道Ｃに対して例えば７５〜９０°の角度範囲で配列したラジアル構造をなしている。カーカスコードとしては、好ましくは、スチールコードであるが、必要に応じてナイロン、レーヨン、ポリエステル、芳香族ポリアミド等の有機繊維コードをも使用できる。本例のカーカス６は、スチールコードをタイヤ赤道Ｃに対して略９０°の角度で傾けた１枚ののカーカスプライ６Ａにより構成されている。なおカーカス６の内面には、タイヤ内腔面をなすインナーライナゴムが設けられタイヤ内腔を気密に保持する。
【００１４】
前記ベルト層７は、本例では前記カーカス６に隣接して配されたタイヤ半径方向の最内側の第１のベルトプライ７Ａと、その外側に配された第２のベルトプライ７Ｂと、この第２のベルトプライ７Ｂの外側に配された第３のベルトプライ７Ｃと、この第３のベルトプライ７Ｃの外側に配された第４のベルトプライ７Ｄとの４枚で構成されたものを例示している。各ベルトプライ７Ａないし７Ｄには、図４にその断面を拡大して示すように、本例ではいずれも同一線径のスチールコードからなるベルトコード１０が採用されるとともに、該ベルトコード１０をトッピングゴム１１で被覆したシート状のプライからなる。
【００１５】
また図３に示すように、第１のベルトプライ７Ａと第３のベルトプライ７Ｃとは、ベルトコード１０が本例では左上がりに傾き、第２のベルトプライ７Ｂと第４のベルトプライ７Ｄとは、ベルトコード１０が本例では右上がりで傾斜している。これにより、タイヤ半径方向で隣接する各ベルトプライ７Ａないし７Ｄは、ベルトコードが互いに交差する向きに順次重ね合わされて配されている。
【００１６】
図７に示した従来のベルト層ｂのベルトコードは、図においてタイヤ半径方向内側から右上がり、右上がり、左上がり、左上がりで傾斜している。このように、同方向に傾くベルトプライが重ねられたベルト層では、柔軟に局部的な変形をなし得ず突起吸収効果が得られ難い。しかもハンドルを切っていないにも拘わらずタイヤに横力（ラテラルフォース）が発生するいわゆるプライステアが生じ操縦安定性を悪化させ易い。
【００１７】
これに対して、本発明のタイヤ１では、ベルト層７が、前述の如くタイヤ半径方向で隣接する４枚の各ベルトプライ７Ａないし７Ｄを、ベルトコード１０が互いに交差する向きに重ね合わせている。このようなベルト層７は、路面上の突起を乗り越える際に、各ベルトコード１０が突起を包み込むようにしてパンタグラフ状に柔軟に変形することができ、ひいては高周波振動の吸収効果を高め、乗り心地を向上することができる。また、ベルトコード１０の交差部分を多数、本例では３カ所設けることによって、突起吸収緩和能力を確保しつつベルト層７の全体の強度（プランジャー強度）を高めることができる。しかもこのようなベルト層７は、上述のようなプライステアを減じハンドル取られを防ぐなど操縦安定性をも改善することができる。
【００１８】
また本発明のタイヤ１は、第１、第２、３及び第４のベルトプライ７Ａ、７Ｂ、７Ｃ及び７Ｄのタイヤ赤道Ｃに対するベルトコード１０の傾斜角度θ１、θ２、θ３及びθ４と、第１、第２、第３及び第４のベルトプライ７Ａ、７Ｂ、７Ｃ及び７Ｄのそれぞれのタイヤ軸方向の巾ＢＷ１、ＢＷ２、ＢＷ３及びＢＷ４とが下式を満足する。なお、前記角度θ１ないし４は、タイヤ赤道Ｃの位置で測定するものとし、符号ＴＷはトレッド接地幅である。またベルトプライの巾は、正規リムに装着して正規内圧を充填した無負荷状態のものとする。
１５゜＜θ１＜２１゜
１５゜＜θ２＜２１゜
４７゜＜θ３＜５３゜
１５゜＜θ４＜２１゜
０．８０＜ＢＷ２／ＴＷ＜０．９５
ＢＷ１＞ＢＷ２＞ＢＷ３＞ＢＷ４
【００１９】
本発明のタイヤ１は、前記カーカス６に隣接して配されたタイヤ半径方向最内側の第１のベルトプライ７Ａのベルトコード１０が、図７に示した従来のもに比して著しく小さい角度θ１で傾けて配列され、しかも最も広い巾ＢＷ１で形成される。発明者らの種々の実験の結果、カーカス６を直に締め付ける第１のベルトプライ７Ａのコード角度θ１とプライの巾ＢＷ１とをこのように限定すると、ベルト層７によるトレッド補強効果を高め、タイヤ強度を向上させる。同様に第２のベルトプライ７Ｂと、第４のベルトプライ７Ｄとにおいても、ベルトコード１０の角度θ２、θ４を１５゜よりも大かつ２１゜よりも小に限定すると、タガ効果をさらに高めトレッド部２の膨張を抑制することができる。
【００２０】
またベルト層７は、第３のベルトプライ７Ｂのベルトコード１０が、第１、第２及び第４のベルトプライ７Ａ、７Ｂ及び７Ｄのベルトコード１０に比してより大きな角度θ２、具体的には４７゜よりも大かつ５３゜よりも小に設定される。このような角度の大きいベルトコード１０を具える第３のベルトプライ７Ｃは、タイヤ強度を損ねることなしにベルト層７への突起包み込み能力を高めるのに役立つ。即ち、該第３のベルトプライ７Ｂの前記角度θ２が４７゜以下の場合、突起包み込み能力が低下し易く、逆に５３゜以上になると、ベルト層７の剛性を低下させ易く耐久性の悪化を招き易くなる。
【００２１】
またベルト層７は、タイヤ半径方向の最内側の第１のベルトプライ７Ａの巾ＢＷ１が最も大で形成され、その外側に配されるベルトプライについては、巾を順次減少させている。このようなベルト層７は、例えば図５（Ａ）、（Ｂ）に示すように、タイヤを更生する際に好適となる。この種のタイヤは、トレッドゴムＧが摩耗した際には更生して再利用することが行われている。更生に際しては、ベルト層７のタイヤ半径方向外側のトレッドゴムＧを切除し、新たなトレッドゴムを貼り付けする。
【００２２】
このとき、本実施形態のタイヤ１では、図５（Ａ）のように、各ベルトプライの外端部７Ａｅ、７Ｂｅ、７Ｃｅ及び７Ｄｅをいずれも目視によって確認することができる。この各外端部では、比較的ルースなどの損傷が生じていることが多いが、本実施形態では、更生が可能であるか否かの判断が目視にて容易に行える。これに対して、図５（Ｂ）に示すように、従来のタイヤではタイヤ半径方向最内側のベルトプライｂ１の外端部ｂ１ｅが、その外側のベルトプライｂ２によって覆われてしまうため、前記ベルトプライｂ１の外端部ｂ１ｅの状態を確認できない。従って、Ｘ線やＣＴスキャンなどを用いて前記外端部ｂ１ｅを検査しないと十分な検討ができず、更生作業を複雑化する。また測定器を用いた検査も目視に比べると十分ではなく、更生後にタイヤが早期に破壊してしまうといった事態を招くおそれもある。
【００２３】
またベルト層７は、第２のベルトプライ７Ｂのタイヤ軸方向の巾ＢＷ２が、トレッド接地巾ＴＷの０．８０倍よりも大かつ０．９５倍よりも小に設定される。前記第２のベルトプライ７Ｂの巾ＢＷ２が、トレッド接地巾ＴＷの０．８０倍以下であると、第１のベルトプライ７Ａの両端部での歪が大きくなり、そのベルトコードとトッピングゴムとの界面で剥離が生じ易いという傾向があり、逆に０．９５倍以上になると、ベルト層７の巾が大となり、トレッドゴムとサイドウォールゴムとの接着部ｆが小となり、トレッドゴムが剥離し易くなるため好ましくない。
【００２４】
また第１のベルトプライ７Ａは、この第２のベルトプライよりも巾広で形成される。第１、第２のベルトプライ７Ａ、７Ｂの巾の差（ＢＷ１−ＢＷ２）は、例えば５〜１５mm、より好ましくは８〜１０mmとするのが望ましい。この差（ＢＷ１−ＢＷ２）が１５mmよりも大になると、第１のベルトプライ７Ａの外端部７Ａｅがバットレス面などに近接して損傷を招きやすくなり、逆に５mm未満になると、第１のベルトプライ７Ａと第２のベルトプライ７Ｂとの外端部７Ａｅ、７Ｂｅが近接してその部分に歪が集中しやすくなるため好ましくない。また同様の観点より、第２のベルトプライ７Ｂと第３のベルトプライ７Ｃとの巾の差（ＢＷ２−ＢＷ３）は、例えば２〜１０mm、より好ましくは５〜８mmとするのが望ましい。なお第４のベルトプライ７Ｄは、その巾ＢＷ４が比較的小巾で形成される。これは、乗り心地の悪化を防止するためである。好適には、前記巾ＢＷ４を例えばトレッド接地巾ＴＷの０．３〜０．５倍、より好ましくは０．３５〜０．４０倍とするのが望ましい。
【００２５】
また図４に示すように、第１のベルトプライ７Ａと第２のベルトプライ７Ｂとの間のタイヤ半径方向のベルトコード間距離ｄ１２、第２のベルトプライ７Ｂと第３のベルトプライ７Ｃとの間のベルトコード間距離ｄ２３、及び第３のベルトプライ７Ｃと第４のベルトプライ７Ｄとの間のベルトコード間距離ｄ３４が下式を満たすように設定される。なお該コード間距離は、タイヤ赤道Ｃを中心とするトレッド接地巾ＴＷの５０％の領域で満たすものとする。
０．１５mm＜ｄ12＜０．４０mm
０．３５mm＜ｄ23＜０．８５mm
０．１５mm＜ｄ34＜０．４０mm
【００２６】
前記ベルトコード間距離ｄ１２及びｄ３４が、０．１５mm以下の場合、ベルトコード１０、１０間のゴム厚さが小となるため、ベルトプライ間に生じるせん断力を効果的に緩和しえない。従って、プライ間ルースが生じやすくなる。逆に０．４０mm以上になると、コード間のゴム厚さが大となり、タイヤ強度の低下を招きやすくなる他、操縦安定性が悪化するなど好ましくない。このような観点より、特に好ましくは、コード間距離ｄ１２及びｄ３４を、０．２mm以上かつ０．３mm以下とするのが望ましい。
【００２７】
また第２のベルトプライ７Ｂと第３のベルトプライ７Ｃとの間のベルトコード間距離ｄ２３は、０．３５mmよりも大かつ０．８５mmよりも小で定められるが、より好適には前記コード間距離ｄ１２及びｄ３４よりも大に設定する。本実施形態では、第２のベルトプライ７Ｂと、第３のベルトプライ７Ｃとの間には、小厚さのインスレーションゴム１３を介在させることによって、コード間距離ｄ２３を大きく設定したものを示す。ただし、これに限定されることなく、例えばトッピングゴム１１の厚さを違えること等により調節することもできる。
【００２８】
第２のベルトプライ７Ｂと第３のベルトプライ７Ｃとのベルトコードの角度差（θ３−θ２）は、第１のベルトプライ７Ａと第２のベルトプライ７Ｂとのベルトコードの角度差（θ２−θ１）よりも大となるため、該プライ７Ｂ、７Ｃ間に歪が集中し易い。そこで、本実施形態のように、ベルトコード間距離ｄ２３を大とすることによって、前記歪を効果的に緩和しうる。
【００２９】
また本実施形態のタイヤでは、第１、第２、第３及び第４のベルトプライ７Ａ〜７Ｄのエンズ（プライ巾５cm当たりのベルトコード１０の打ち込み本数）ｅ１、ｅ２、ｅ３及びｅ４は、例えば１５〜３０（本／５cm）、より好ましくは２０〜３０（本／５cm）に設定することが望ましい。該エンズが１５（本／５cm）未満になると、タイヤ強度の低下が生じやすく、逆に３０（本／５cm）を超えると乗り心地が悪化するためである。特に好ましくは、第３のベルトプライ７Ｃのエンズｅ３を最も小さく設定する。これにより、軽量化と突起包み込み性能とをバランス良く向上しうる。
【００３０】
【実施例】
タイヤサイズが１１Ｒ２２．５の重荷重用ラジアルタイヤを表１の仕様に基づき試作し、乗り心地、タイヤ強度及び操縦安定性についてテストを行った。
テスト方法は次の通りである。
【００３１】
＜乗り心地・操縦安定性＞
供試タイヤをリム（７．５０×２２．５）にリム組みし、内圧８００ｋＰａを充填するとともに、２−Ｄトラックの全輪に装着してドライバーの官能による評点で評価を行った。標準的レベルを６点とし、やや向上したものを６．５点、明らかな向上が見られるものは７点とした。
【００３２】
＜タイヤ強度＞
試供タイヤをリム（８．２５×２２．５）にリム組みし、内圧７００ｋＰａを充填した条件の下で、ＪＩＳ Ｄ４２３０に準じたプランジャー破壊試験を行った（プランジャー径３８mm、押し込み速度５０．０m/s ）。その時の破壊エネルギーを、従来例を１００とした指数で比較した。数値が大きいほど良好である。
テストの結果を表１に示す。
【００３３】
【表１】
【００３４】
テストの結果、実施例のタイヤは、従来例に比べてタイヤ強度を低下させることなく乗り心地を向上していることが確認できる。また従来例から、タイヤ半径方向に重なる各ベルトプライにおいて、ベルトコードを互いに交差する向きに改善した比較例１では、やや乗り心地と耐久性とが向上しているがいまだ十分ではない。また最も幅広のベルトプライを第３のベルトプライに用いた比較例２では、タイヤ強度の低下がさら低下していることが分かる。
【００３５】
【発明の効果】
上述したように、本発明では、ベルト層を構成するベルトプライの巾、ベルトコード角度、さらにはベルトプライ間のコード間距離などを一定範囲に限定することにより、タイヤ強度を低下させることなく乗り心地を向上しうる空気入りタイヤを提供しうる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態を示す空気入りタイヤの断面図である。
【図２】そのトレッド部の拡大断面図である。
【図３】ベルト層の展開略図である。
【図４】ベルト層の拡大断面図である。
【図５】（Ａ）は本実施形態のタイヤの更生時の断面図、（Ｂ）は従来のタイヤの更生時の断面図である。
【図６】従来の空気入りタイヤを示すトレッド部の拡大図である。
【図７】そのベルト層の展開略図である。
【符号の説明】
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 カーカス
６Ａ カーカスプライ
７ ベルト層
７Ａ 第１のベルトプライ
７Ｂ 第２のベルトプライ
７Ｃ 第３のベルトプライ
７Ｄ 第４のベルトプライ
Ｃ タイヤ赤道
【発明の属する技術分野】
本発明は、タイヤ強度を損ねることなく乗り心地を向上しうる空気入りタイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、小型トラック用タイヤや重荷重用タイヤにあっては、図６に示すように、ラジアル構造のカーカスａと、このカーカスａのタイヤ半径方向外側に順次配された例えば第１ないし第４のベルトプライｂ１、ｂ２、ｂ３及びｂ４からなるベルト層ｂとを有した構造が一般に採用されている。また図７には、前記ベルト層ｂの展開図を示しており、前記第１ないし第４のベルトプライには、一般にスチールからなるベルトコードｃをタイヤ赤道Ｃに対して、概ね次のような角度で配列している。
４７゜＜θ１＜７０゜
１５゜＜θ２＜２１゜
１５゜＜θ３＜２１゜
１５゜＜θ４＜２１゜
【０００３】
また従来では、タイヤ半径方向内側から２枚のベルトプライ、即ち第１のベルトプライｂ１と第２のベルトプライｂ２とは、ベルトコードｃが互いに同じ向きに傾けられており、他方、第３のベルトプライｂ３のベルトコードｃは、第２のベルトプライｂ２のベルトコードとは交差する向きに傾く。さらに第４のベルトプライｂ４のベルトコードｃは、第３のベルトプライｂ３のベルトコードｃと同じ向きに傾けられている。
【０００４】
さらにこの種の従来のタイヤでは、第１ないし第４のベルトプライの巾ＢＷ１、ＢＷ２、ＢＷ３及びＢＷ４は、概ね次のような関係を満たしている。
ＢＷ２＞ＢＷ３＞ＢＷ１＞ＢＷ４
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
一般に、この種の３枚以上のベルトプライからなるベルト層を具えたタイヤでは、路面の突起を包み込んでその衝撃を緩和するエンベロープ効果に劣り、乗り心地が悪いという問題がある。エンベロープ効果を高めるためには、ベルトコードに線径の小さなスチールコードを用いることが効果的であるが、このような改善策ではタイヤの強度が低下するという問題がある。
【０００６】
本発明は、以上のような問題点に鑑み案出なされたもので、ベルト層を構成するベルトプライの巾、ベルトコード角度、さらにはベルトプライ間のコード間距離などを一定範囲に限定することを基本として、乗り心地を向上しつつタイヤ強度の低下を防止しうる空気入りタイヤ、とりわけ重荷重用の空気入りタイヤを提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明のうち請求項１記載の発明は、トレッド部からサイドウォール部を経てビード部のビードコアに至るカーカスと、このカーカスのタイヤ半径方向外側かつトレッド部の内部に配されたベルト層とを具えた空気入りタイヤであって、前記ベルト層は、前記カーカスに隣接して配されたタイヤ半径方向の最内側の第１のベルトプライと、その外側に配された第２のベルトプライと、この第２のベルトプライの外側に配された第３のベルトプライとを少なくとも含むとともに、タイヤ半径方向で隣接する前記各ベルトプライは、ベルトコードが互いに交差する向きに配されるとともに、前記第１、第２及び３のベルトプライのタイヤ赤道に対するベルトコードの傾斜角度θ１、θ２及びθ３、該第１、第２及び３のベルトプライのそれぞれのタイヤ軸方向の巾ＢＷ１、ＢＷ２及びＢＷ３、トレッド接地巾ＴＷ、前記第１のベルトプライと前記第２のベルトプライとの間のベルトコード間距離ｄ１２、及び前記第２のベルトプライと前記第３のベルトプライとの間のベルトコード間距離２３が下式を満足することを特徴としている。
１５゜＜θ１＜２１゜
１５゜＜θ２＜２１゜
４７゜＜θ３＜５３゜
０．８０＜ＢＷ２／ＴＷ＜０．９５
ＢＷ１＞ＢＷ２＞ＢＷ３
０．１５mm＜ｄ12＜０．４０mm
０．３５mm＜ｄ23＜０．８５mm
【０００８】
ここで、「トレッド接地巾」とはタイヤを正規リムにリム組しかつ正規内圧を充填するととともに正規荷重を付加して平面に接地させたときのトレッド接地端間のタイヤ軸方向の距離とする。また「正規リム」とは、タイヤが基づいている規格を含む規格体系において、当該規格がタイヤ毎に定めるリムであり、例えばＪＡＴＭＡであれば標準リム、ＴＲＡであれば "Design Rim" 、或いはＥＴＲＴＯであれば "Measuring Rim"とする。また、「正規内圧」とは、タイヤが基づいている規格を含む規格体系において、各規格がタイヤ毎に定めている空気圧であり、ＪＡＴＭＡであれば最高空気圧、ＴＲＡであれば表 "TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES" に記載の最大値、ＥＴＲＴＯであれば "INFLATION PRESSURE" とするが、タイヤが乗用車用である場合には１８０ＫＰａとする。さらに「正規荷重」とは、タイヤが基づいている規格を含む規格体系において、各規格がタイヤ毎に定めている荷重であり、ＪＡＴＭＡであれば最大負荷能力、ＴＲＡであれば表 "TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES" に記載の最大値、ＥＴＲＴＯであれば "LOAD CAPACITY"とする。
【０００９】
また請求項２記載の発明は、前記ベルト層は、前記第３のベルトプライの外側に配される第４のベルトプライを含むとともに、該第４のベルトプライのタイヤ赤道に対するベルトコードの傾斜角度θ４、該第４のベルトプライのタイヤ軸方向の巾ＢＷ４、及び該第４のベルトプライと前記第３のベルトプライとの間のベルトコード間距離ｄ34が下式を満足することを特徴とする請求項１記載の空気入りタイヤである。
１５゜＜θ４＜２１゜
ＢＷ３＞ＢＷ４
０．１５mm＜ｄ34＜０．４０mm
【００１０】
また請求項３記載の発明は、下式を満足することを特徴とする請求項２記載の空気入りタイヤである。
ｄ12＜ｄ23
ｄ34＜ｄ23
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の一形態を図面に基づき説明する。
図１は、本発明の実施形態としてトラック、バスなどに使用されるチューブレスタイプの重荷重用の空気入りタイヤの断面図、図２はそのトレッド部の拡大断面図、図３はそのベルト層を展開した展開略図を示している。
【００１２】
図において、空気入りタイヤ（以下、単に「タイヤ」ということがある。）１は、トレッド部２からサイドウォール部３を経てビード部４のビードコア５の回りでタイヤ軸方向内側から外側へ折り返されたカーカスプライ６Ａからなるカーカス６と、このカーカス６のタイヤ半径方向外側かつトレッド部２の内方に配されたベルト層７とを具えている。
【００１３】
前記カーカスプライ６Ａは、カーカスコードをタイヤ赤道Ｃに対して例えば７５〜９０°の角度範囲で配列したラジアル構造をなしている。カーカスコードとしては、好ましくは、スチールコードであるが、必要に応じてナイロン、レーヨン、ポリエステル、芳香族ポリアミド等の有機繊維コードをも使用できる。本例のカーカス６は、スチールコードをタイヤ赤道Ｃに対して略９０°の角度で傾けた１枚ののカーカスプライ６Ａにより構成されている。なおカーカス６の内面には、タイヤ内腔面をなすインナーライナゴムが設けられタイヤ内腔を気密に保持する。
【００１４】
前記ベルト層７は、本例では前記カーカス６に隣接して配されたタイヤ半径方向の最内側の第１のベルトプライ７Ａと、その外側に配された第２のベルトプライ７Ｂと、この第２のベルトプライ７Ｂの外側に配された第３のベルトプライ７Ｃと、この第３のベルトプライ７Ｃの外側に配された第４のベルトプライ７Ｄとの４枚で構成されたものを例示している。各ベルトプライ７Ａないし７Ｄには、図４にその断面を拡大して示すように、本例ではいずれも同一線径のスチールコードからなるベルトコード１０が採用されるとともに、該ベルトコード１０をトッピングゴム１１で被覆したシート状のプライからなる。
【００１５】
また図３に示すように、第１のベルトプライ７Ａと第３のベルトプライ７Ｃとは、ベルトコード１０が本例では左上がりに傾き、第２のベルトプライ７Ｂと第４のベルトプライ７Ｄとは、ベルトコード１０が本例では右上がりで傾斜している。これにより、タイヤ半径方向で隣接する各ベルトプライ７Ａないし７Ｄは、ベルトコードが互いに交差する向きに順次重ね合わされて配されている。
【００１６】
図７に示した従来のベルト層ｂのベルトコードは、図においてタイヤ半径方向内側から右上がり、右上がり、左上がり、左上がりで傾斜している。このように、同方向に傾くベルトプライが重ねられたベルト層では、柔軟に局部的な変形をなし得ず突起吸収効果が得られ難い。しかもハンドルを切っていないにも拘わらずタイヤに横力（ラテラルフォース）が発生するいわゆるプライステアが生じ操縦安定性を悪化させ易い。
【００１７】
これに対して、本発明のタイヤ１では、ベルト層７が、前述の如くタイヤ半径方向で隣接する４枚の各ベルトプライ７Ａないし７Ｄを、ベルトコード１０が互いに交差する向きに重ね合わせている。このようなベルト層７は、路面上の突起を乗り越える際に、各ベルトコード１０が突起を包み込むようにしてパンタグラフ状に柔軟に変形することができ、ひいては高周波振動の吸収効果を高め、乗り心地を向上することができる。また、ベルトコード１０の交差部分を多数、本例では３カ所設けることによって、突起吸収緩和能力を確保しつつベルト層７の全体の強度（プランジャー強度）を高めることができる。しかもこのようなベルト層７は、上述のようなプライステアを減じハンドル取られを防ぐなど操縦安定性をも改善することができる。
【００１８】
また本発明のタイヤ１は、第１、第２、３及び第４のベルトプライ７Ａ、７Ｂ、７Ｃ及び７Ｄのタイヤ赤道Ｃに対するベルトコード１０の傾斜角度θ１、θ２、θ３及びθ４と、第１、第２、第３及び第４のベルトプライ７Ａ、７Ｂ、７Ｃ及び７Ｄのそれぞれのタイヤ軸方向の巾ＢＷ１、ＢＷ２、ＢＷ３及びＢＷ４とが下式を満足する。なお、前記角度θ１ないし４は、タイヤ赤道Ｃの位置で測定するものとし、符号ＴＷはトレッド接地幅である。またベルトプライの巾は、正規リムに装着して正規内圧を充填した無負荷状態のものとする。
１５゜＜θ１＜２１゜
１５゜＜θ２＜２１゜
４７゜＜θ３＜５３゜
１５゜＜θ４＜２１゜
０．８０＜ＢＷ２／ＴＷ＜０．９５
ＢＷ１＞ＢＷ２＞ＢＷ３＞ＢＷ４
【００１９】
本発明のタイヤ１は、前記カーカス６に隣接して配されたタイヤ半径方向最内側の第１のベルトプライ７Ａのベルトコード１０が、図７に示した従来のもに比して著しく小さい角度θ１で傾けて配列され、しかも最も広い巾ＢＷ１で形成される。発明者らの種々の実験の結果、カーカス６を直に締め付ける第１のベルトプライ７Ａのコード角度θ１とプライの巾ＢＷ１とをこのように限定すると、ベルト層７によるトレッド補強効果を高め、タイヤ強度を向上させる。同様に第２のベルトプライ７Ｂと、第４のベルトプライ７Ｄとにおいても、ベルトコード１０の角度θ２、θ４を１５゜よりも大かつ２１゜よりも小に限定すると、タガ効果をさらに高めトレッド部２の膨張を抑制することができる。
【００２０】
またベルト層７は、第３のベルトプライ７Ｂのベルトコード１０が、第１、第２及び第４のベルトプライ７Ａ、７Ｂ及び７Ｄのベルトコード１０に比してより大きな角度θ２、具体的には４７゜よりも大かつ５３゜よりも小に設定される。このような角度の大きいベルトコード１０を具える第３のベルトプライ７Ｃは、タイヤ強度を損ねることなしにベルト層７への突起包み込み能力を高めるのに役立つ。即ち、該第３のベルトプライ７Ｂの前記角度θ２が４７゜以下の場合、突起包み込み能力が低下し易く、逆に５３゜以上になると、ベルト層７の剛性を低下させ易く耐久性の悪化を招き易くなる。
【００２１】
またベルト層７は、タイヤ半径方向の最内側の第１のベルトプライ７Ａの巾ＢＷ１が最も大で形成され、その外側に配されるベルトプライについては、巾を順次減少させている。このようなベルト層７は、例えば図５（Ａ）、（Ｂ）に示すように、タイヤを更生する際に好適となる。この種のタイヤは、トレッドゴムＧが摩耗した際には更生して再利用することが行われている。更生に際しては、ベルト層７のタイヤ半径方向外側のトレッドゴムＧを切除し、新たなトレッドゴムを貼り付けする。
【００２２】
このとき、本実施形態のタイヤ１では、図５（Ａ）のように、各ベルトプライの外端部７Ａｅ、７Ｂｅ、７Ｃｅ及び７Ｄｅをいずれも目視によって確認することができる。この各外端部では、比較的ルースなどの損傷が生じていることが多いが、本実施形態では、更生が可能であるか否かの判断が目視にて容易に行える。これに対して、図５（Ｂ）に示すように、従来のタイヤではタイヤ半径方向最内側のベルトプライｂ１の外端部ｂ１ｅが、その外側のベルトプライｂ２によって覆われてしまうため、前記ベルトプライｂ１の外端部ｂ１ｅの状態を確認できない。従って、Ｘ線やＣＴスキャンなどを用いて前記外端部ｂ１ｅを検査しないと十分な検討ができず、更生作業を複雑化する。また測定器を用いた検査も目視に比べると十分ではなく、更生後にタイヤが早期に破壊してしまうといった事態を招くおそれもある。
【００２３】
またベルト層７は、第２のベルトプライ７Ｂのタイヤ軸方向の巾ＢＷ２が、トレッド接地巾ＴＷの０．８０倍よりも大かつ０．９５倍よりも小に設定される。前記第２のベルトプライ７Ｂの巾ＢＷ２が、トレッド接地巾ＴＷの０．８０倍以下であると、第１のベルトプライ７Ａの両端部での歪が大きくなり、そのベルトコードとトッピングゴムとの界面で剥離が生じ易いという傾向があり、逆に０．９５倍以上になると、ベルト層７の巾が大となり、トレッドゴムとサイドウォールゴムとの接着部ｆが小となり、トレッドゴムが剥離し易くなるため好ましくない。
【００２４】
また第１のベルトプライ７Ａは、この第２のベルトプライよりも巾広で形成される。第１、第２のベルトプライ７Ａ、７Ｂの巾の差（ＢＷ１−ＢＷ２）は、例えば５〜１５mm、より好ましくは８〜１０mmとするのが望ましい。この差（ＢＷ１−ＢＷ２）が１５mmよりも大になると、第１のベルトプライ７Ａの外端部７Ａｅがバットレス面などに近接して損傷を招きやすくなり、逆に５mm未満になると、第１のベルトプライ７Ａと第２のベルトプライ７Ｂとの外端部７Ａｅ、７Ｂｅが近接してその部分に歪が集中しやすくなるため好ましくない。また同様の観点より、第２のベルトプライ７Ｂと第３のベルトプライ７Ｃとの巾の差（ＢＷ２−ＢＷ３）は、例えば２〜１０mm、より好ましくは５〜８mmとするのが望ましい。なお第４のベルトプライ７Ｄは、その巾ＢＷ４が比較的小巾で形成される。これは、乗り心地の悪化を防止するためである。好適には、前記巾ＢＷ４を例えばトレッド接地巾ＴＷの０．３〜０．５倍、より好ましくは０．３５〜０．４０倍とするのが望ましい。
【００２５】
また図４に示すように、第１のベルトプライ７Ａと第２のベルトプライ７Ｂとの間のタイヤ半径方向のベルトコード間距離ｄ１２、第２のベルトプライ７Ｂと第３のベルトプライ７Ｃとの間のベルトコード間距離ｄ２３、及び第３のベルトプライ７Ｃと第４のベルトプライ７Ｄとの間のベルトコード間距離ｄ３４が下式を満たすように設定される。なお該コード間距離は、タイヤ赤道Ｃを中心とするトレッド接地巾ＴＷの５０％の領域で満たすものとする。
０．１５mm＜ｄ12＜０．４０mm
０．３５mm＜ｄ23＜０．８５mm
０．１５mm＜ｄ34＜０．４０mm
【００２６】
前記ベルトコード間距離ｄ１２及びｄ３４が、０．１５mm以下の場合、ベルトコード１０、１０間のゴム厚さが小となるため、ベルトプライ間に生じるせん断力を効果的に緩和しえない。従って、プライ間ルースが生じやすくなる。逆に０．４０mm以上になると、コード間のゴム厚さが大となり、タイヤ強度の低下を招きやすくなる他、操縦安定性が悪化するなど好ましくない。このような観点より、特に好ましくは、コード間距離ｄ１２及びｄ３４を、０．２mm以上かつ０．３mm以下とするのが望ましい。
【００２７】
また第２のベルトプライ７Ｂと第３のベルトプライ７Ｃとの間のベルトコード間距離ｄ２３は、０．３５mmよりも大かつ０．８５mmよりも小で定められるが、より好適には前記コード間距離ｄ１２及びｄ３４よりも大に設定する。本実施形態では、第２のベルトプライ７Ｂと、第３のベルトプライ７Ｃとの間には、小厚さのインスレーションゴム１３を介在させることによって、コード間距離ｄ２３を大きく設定したものを示す。ただし、これに限定されることなく、例えばトッピングゴム１１の厚さを違えること等により調節することもできる。
【００２８】
第２のベルトプライ７Ｂと第３のベルトプライ７Ｃとのベルトコードの角度差（θ３−θ２）は、第１のベルトプライ７Ａと第２のベルトプライ７Ｂとのベルトコードの角度差（θ２−θ１）よりも大となるため、該プライ７Ｂ、７Ｃ間に歪が集中し易い。そこで、本実施形態のように、ベルトコード間距離ｄ２３を大とすることによって、前記歪を効果的に緩和しうる。
【００２９】
また本実施形態のタイヤでは、第１、第２、第３及び第４のベルトプライ７Ａ〜７Ｄのエンズ（プライ巾５cm当たりのベルトコード１０の打ち込み本数）ｅ１、ｅ２、ｅ３及びｅ４は、例えば１５〜３０（本／５cm）、より好ましくは２０〜３０（本／５cm）に設定することが望ましい。該エンズが１５（本／５cm）未満になると、タイヤ強度の低下が生じやすく、逆に３０（本／５cm）を超えると乗り心地が悪化するためである。特に好ましくは、第３のベルトプライ７Ｃのエンズｅ３を最も小さく設定する。これにより、軽量化と突起包み込み性能とをバランス良く向上しうる。
【００３０】
【実施例】
タイヤサイズが１１Ｒ２２．５の重荷重用ラジアルタイヤを表１の仕様に基づき試作し、乗り心地、タイヤ強度及び操縦安定性についてテストを行った。
テスト方法は次の通りである。
【００３１】
＜乗り心地・操縦安定性＞
供試タイヤをリム（７．５０×２２．５）にリム組みし、内圧８００ｋＰａを充填するとともに、２−Ｄトラックの全輪に装着してドライバーの官能による評点で評価を行った。標準的レベルを６点とし、やや向上したものを６．５点、明らかな向上が見られるものは７点とした。
【００３２】
＜タイヤ強度＞
試供タイヤをリム（８．２５×２２．５）にリム組みし、内圧７００ｋＰａを充填した条件の下で、ＪＩＳ Ｄ４２３０に準じたプランジャー破壊試験を行った（プランジャー径３８mm、押し込み速度５０．０m/s ）。その時の破壊エネルギーを、従来例を１００とした指数で比較した。数値が大きいほど良好である。
テストの結果を表１に示す。
【００３３】
【表１】
テストの結果、実施例のタイヤは、従来例に比べてタイヤ強度を低下させることなく乗り心地を向上していることが確認できる。また従来例から、タイヤ半径方向に重なる各ベルトプライにおいて、ベルトコードを互いに交差する向きに改善した比較例１では、やや乗り心地と耐久性とが向上しているがいまだ十分ではない。また最も幅広のベルトプライを第３のベルトプライに用いた比較例２では、タイヤ強度の低下がさら低下していることが分かる。
【００３５】
【発明の効果】
上述したように、本発明では、ベルト層を構成するベルトプライの巾、ベルトコード角度、さらにはベルトプライ間のコード間距離などを一定範囲に限定することにより、タイヤ強度を低下させることなく乗り心地を向上しうる空気入りタイヤを提供しうる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態を示す空気入りタイヤの断面図である。
【図２】そのトレッド部の拡大断面図である。
【図３】ベルト層の展開略図である。
【図４】ベルト層の拡大断面図である。
【図５】（Ａ）は本実施形態のタイヤの更生時の断面図、（Ｂ）は従来のタイヤの更生時の断面図である。
【図６】従来の空気入りタイヤを示すトレッド部の拡大図である。
【図７】そのベルト層の展開略図である。
【符号の説明】
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 カーカス
６Ａ カーカスプライ
７ ベルト層
７Ａ 第１のベルトプライ
７Ｂ 第２のベルトプライ
７Ｃ 第３のベルトプライ
７Ｄ 第４のベルトプライ
Ｃ タイヤ赤道
Claims (3)
- トレッド部からサイドウォール部を経てビード部のビードコアに至るカーカスと、このカーカスのタイヤ半径方向外側かつトレッド部の内部に配されたベルト層とを具えた空気入りタイヤであって、
前記ベルト層は、前記カーカスに隣接して配されたタイヤ半径方向の最内側の第１のベルトプライと、その外側に配された第２のベルトプライと、この第２のベルトプライの外側に配された第３のベルトプライとを少なくとも含むとともに、
タイヤ半径方向で隣接する前記各ベルトプライは、ベルトコードが互いに交差する向きに配されるとともに、
前記第１、第２及び３のベルトプライのタイヤ赤道に対するベルトコードの傾斜角度θ１、θ２及びθ３、
該第１、第２及び３のベルトプライのそれぞれのタイヤ軸方向の巾ＢＷ１、ＢＷ２及びＢＷ３、
トレッド接地幅ＴＷ、
前記第１のベルトプライと前記第２のベルトプライとの間のベルトコード間距離ｄ１２、及び
前記第２のベルトプライと前記第３のベルトプライとの間のベルトコード間距離２３が下式を満足することを特徴とする空気入りタイヤ。
１５゜＜θ１＜２１゜
１５゜＜θ２＜２１゜
４７゜＜θ３＜５３゜
０．８０＜ＢＷ２／ＴＷ＜０．９５
ＢＷ１＞ＢＷ２＞ＢＷ３
０．１５mm＜ｄ12＜０．４０mm
０．３５mm＜ｄ23＜０．８５mm - 前記ベルト層は、前記第３のベルトプライの外側に配される第４のベルトプライを含むとともに、
該第４のベルトプライのタイヤ赤道に対するベルトコードの傾斜角度θ４、該第４のベルトプライのタイヤ軸方向の巾ＢＷ４、及び該第４のベルトプライと前記第３のベルトプライとの間のベルトコード間距離ｄ３４が下式を満足することを特徴とする請求項１記載の空気入りタイヤ。
１５゜＜θ４＜２１゜
ＢＷ３＞ＢＷ４
０．１５mm＜ｄ34＜０．４０mm - 下式を満足することを特徴とする請求項２記載の空気入りタイヤ。
ｄ12＜ｄ23
ｄ34＜ｄ23
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