JP4279018B2

JP4279018B2 - 空気入りタイヤ

Info

Publication number: JP4279018B2
Application number: JP2003071693A
Authority: JP
Inventors: 洋一岡本
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2003-03-17
Filing date: 2003-03-17
Publication date: 2009-06-17
Anticipated expiration: 2023-03-17
Also published as: JP2004276763A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、カーカスのクラウン部の外周上に、補強素子がタイヤ赤道面を挟んで互いに交差するよう積層したベルト層からなる交差ベルトを有する空気入りタイヤに関し、特にかかるタイヤの耐久性の向上を図る。
【０００２】
【従来の技術】
従来、トラックやバス等の大型車両に使用される重荷重用空気入りタイヤでは、複数層のベルト層を、補強素子が互いに交差するよう順次積層された交差ベルトを配設することで、高内圧及び重荷重に耐えられるようにしている。しかし、このような交差ベルトでは、タイヤが転動する際に、これら隣接したベルト層間にせん断力が作用し、特に応力が集中しやすいベルト層の両端部において、補強素子とこれを被覆するゴムとの間にセパレーションを生じやすいという問題があった。
【０００３】
こうした問題を解決するため、例えば特許文献１には、交差ベルトを構成する隣接ベルト層間に断面楔状のエッジゴムを配設し、ベルト端部周りの疲労亀裂損傷を抑制して、セパレーションの発生を防止した空気入りタイヤが記載されている。しかし、かかるタイヤでは、エッジゴムの配設に起因して隣接ベルト層のタイヤ径方向コード間距離が、他の位置に比べて局所的に短くなる傾向があるため、交差ベルトによるたが締め効果が、前記コード間距離が短いエッジゴムの先端位置等に集中する結果、隣接ベルト層間でセパレーションを生ずるおそれがあった。
【０００４】
【特許文献１】
特開平７−２５１６０５号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、この発明の目的は、交差ベルトを構成するベルト層のタイヤ径方向コード間距離の均一化を図ることにより、かかるベルト層間でのセパレーションを有効に防止して、ベルトの耐久性を向上させた空気入りタイヤを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、この発明は、一対のビード部間でトロイド状に延びるカーカスのクラウン部の外周上に、タイヤ赤道面に対し比較的小さい角度で傾斜して延びる補強素子をゴム被覆してなる少なくとも２層のベルト層からなるベルトを具え、このベルトを構成するベルト層のうちの２層は、補強素子がタイヤ赤道面を挟んで互いに交差するよう積層して交差ベルトを形成してなる上下ベルト層の第１及び第２ベルト層である空気入りタイヤにおいて、タイヤ幅方向断面にて、第１及び第２ベルト層の端部間に、先端に向かって厚さが漸減する楔部とこの楔部先端からタイヤ幅方向内側に延びる実質的に均一な厚さのシート部とを有するエッジゴムを配設し、第１及び第２ベルト層のタイヤ径方向コード間距離を、エッジゴムの先端位置又はその近傍位置でタイヤ赤道面位置の０．５倍以上としたことを特徴とする空気入りタイヤである。
【０００８】
さらに、シート部の厚さは、タイヤ赤道面における第１及び第２ベルト層のタイヤ径方向コード間距離の０．５〜１．０倍の範囲であることが好ましい。
【０００９】
さらにまた、第１ベルト層の端縁からエッジゴム先端までをタイヤ幅方向に沿って測定した距離が、第１ベルト層の半幅の０．３〜０．６倍の範囲であることが好ましい。
【００１０】
加えて、エッジゴムと第２ベルト層との間に実質的に均一な厚さのゴムシートを配設し、該ゴムシートのタイヤ幅方向内側端縁がエッジゴムのタイヤ幅方向内側端縁よりもタイヤ幅方向内側に位置することが好ましい。
【００１１】
加えてまた、エッジゴムと第１ベルト層との間に実質的に均一な厚さのゴムシートを配設し、該ゴムシートのタイヤ幅方向内側端縁がエッジゴムのタイヤ幅方向内側端縁よりもタイヤ幅方向内側に位置することが好ましい。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ、この発明の実施の形態を説明する。図１は、参考形態に従う代表的な空気入りタイヤ（以下、「タイヤ」という。）の要部断面図であり、図２は、図１に示すタイヤからベルト及びエッジゴムのみを抜き出したときの部分拡大図である。
【００１３】
図１に示すタイヤ１は、一対のビード部（図示せず）間でトロイド状に延びるカーカス２のクラウン部３の外周上に、タイヤ赤道面Ｅに対し比較的小さい角度、好適には１４〜３０°で傾斜して延びる補強素子をゴム被覆してなる少なくとも２層のベルト層、図１ではタイヤ径方向外側に位置する上側ベルト層である第１ベルト層４ａ、及びこのタイヤ径方向内側に位置する下側ベルト層である第２ベルト層４ｂの２層のベルト層からなるベルト５を具える。このベルト５を構成するベルト層４ａ、４ｂは、補強素子がタイヤ赤道面Ｅを挟んで互いに交差するよう積層されて交差ベルトを形成する。
【００１４】
そして、この発明の構成上の主な特徴は、タイヤ幅方向断面にて、第１及び第２ベルト層４ａ、４ｂの端部間に、先端に向かって厚さが漸減する楔状のエッジゴム６を配設し、かつ第１及び第２ベルト層４ａ、４ｂのタイヤ径方向コード間距離が、エッジゴムの先端位置又はその近傍位置でタイヤ赤道面位置の０．５倍以上である、すなわち図２の距離ｇが距離ａの０．５倍以上であることにある。
【００１５】
以下、この発明が上記構成を採用するに至った経緯を作用とともに説明する。上記の通り、交差ベルトを配設したタイヤでは、タイヤが転動する際に、隣接したベルト層間にせん断力が作用し、特に応力が集中しやすいベルト層の両端部において、補強素子とこれを被覆するゴムとの間にセパレーションを生じやすいという問題があった。これを解決するため、交差ベルトの第１及び第２ベルト層間にエッジゴムを配設することが知られているが、この場合には、エッジゴムの配設によって、ベルト端でのセパレーションは抑制されるが、第１及び第２ベルト層のタイヤ径方向コード間距離が短い位置で新たにベルト間セパレーションを生ずるおそれがあった。
【００１６】
発明者は、この原因について鋭意研究を重ね、第１及び第２ベルト層間にエッジゴムを配設すると、ベルト端でのセパレーションは抑制されるものの、これらのタイヤ径方向コード間距離が不均一で、その偏差が大きいことを見出した。すなわち、エッジゴムの先端位置又はその近傍位置でコード間距離は最小となり、タイヤ赤道面に向かって漸増しており、両位置におけるコード間距離の比は０．５未満と小さいため、タイヤに荷重が適用された際、このコード間距離が最小となっている箇所に応力が集中する結果、第１ベルト層と第２ベルト層の間でセパレーションが生じていた。そこで、発明者は、タイヤ赤道面位置でのコード間距離に対するエッジゴムの先端位置又はその近傍位置でのコード間距離の比を大きくする、すなわちコード間距離の偏差を小さくして、応力が集中する箇所を無くすることによって、セパレーションを有効に抑制することができ、この結果、タイヤの耐久性を向上できることを見出し、この発明を完成させるに至ったのである。
【００１７】
また、セパレーションをより有効に抑制する観点からは、第１及び第２ベルト層４ａ、４ｂのタイヤ径方向コード間距離が、エッジゴムの先端位置又はその近傍位置でタイヤ赤道面位置の０．６〜１．４倍であることが好ましく、コード間距離を均一にする観点からは、１．０倍であることがさらに好ましい。
【００１８】
エッジゴム６は、図３（ａ）に示すような、その先端からタイヤ幅方向内側に延びる実質的に均一な厚さのシート部７をさらに有する。前記のコード間距離がより均一に近づく結果、第１ベルト層４ａと第２ベルト層４ｂの間のセパレーションをより一層有効に抑制できるからである。
【００１９】
なお、図３（ａ）には、シート部７と楔部８とが一体となってエッジゴム６を形成している態様を示したが、図３（ｂ）に示すように、シート部７と楔部８とが別体となっていてもよい。この場合には、応力集中を防止する観点から、シート部７と楔部８との距離ｆは、０〜２ｍｍであることが好ましい。
【００２０】
また、シート部６の厚さｂは、タイヤ赤道面Ｅにおける第１ベルト層４ａ及び第２ベルト層４ｂのタイヤ径方向コード間距離ａの０．２〜１．０倍の範囲であることが好ましい。シート部の厚さｂが、タイヤ赤道面Ｅにおける第１及び第２ベルト層のタイヤ径方向コード間距離ａの０．２倍未満の場合には、コード間距離の偏差を十分に小さくすることができず、シート部７を配設した効果が十分に発揮されないからであり、１．０倍を超える場合には、ベルトの端部でのたが締め効果が不十分となり、走行時等の交差ベルトの径成長が過大となり、ベルト端でのセパレーションが生じるおそれがあるからである。シート部６の厚さｂは、生産性の観点からは、タイヤ赤道面Ｅにおける第１ベルト層４ａ及び第２ベルト層４ｂのタイヤ径方向コード間距離ａの０．４倍以上であることがさらに好ましく、耐久性の観点からは、０．８倍未満であることがさらに好ましい。
【００２１】
さらに、タイヤ幅方向に沿って測定して、第１ベルト層４ａからエッジゴム先端までをタイヤ幅方向に沿って測定した距離ｄが、第１ベルト層の半幅ｃの０．３〜０．６倍の範囲であることが好ましい。この距離ｄが第１ベルト層の半幅ｃの０．３倍未満の場合には、シート部７の長さが不十分となり、シート部７先端に応力が集中するため、シート部７を配設した効果が十分に発揮されないからであり、０．６倍を超える場合には、ベルトの端部でのたが締め効果が不十分となり、走行時等の交差ベルトの径成長が過大となり、ベルト端でのセパレーションが生じるおそれがあるからである。
【００２２】
さらにまた、セパレーションを一層有効に抑制する観点からは、第１ベルト層４ａからシート部先端までをタイヤ幅方向に沿って測定した距離ｄが、第１ベルト層の半幅ｃの０．３５〜０．５０倍の範囲であることがより好ましい。
【００２３】
加えて、図４に示すように、エッジゴム６と第２ベルト層４ｂとの間に実質的に均一な厚さのゴムシート９を配設し、このゴムシート９のタイヤ幅方向内側端縁１０がエッジゴムのタイヤ幅方向内側端縁１１よりもタイヤ幅方向内側に位置することが好ましい。前記のコード間距離がより均一に近づく結果、第１ベルト層４ａと第２ベルト層４ｂの間のセパレーションをより一層有効に抑制できるからである。
【００２４】
加えてまた、図５に示すように、エッジゴム６と第１ベルト層４ａとの間に実質的に均一な厚さのゴムシート１２を配設し、このゴムシート１２のタイヤ幅方向内側端縁１３がエッジゴム６のタイヤ幅方向内側端縁１１よりもタイヤ幅方向内側に位置することが好ましい。前記のコード間距離がより均一に近づく結果、第１ベルト層４ａと第２ベルト層４ｂの間のセパレーションをより一層有効に抑制できるからである。
【００２５】
そして、かかるタイヤを製造する場合には、成型ドラム上、又は必要に応じて予め貼り付けた第３ベルト層上に第２ベルト層を貼り付け、次いで、この第２ベルト層上に、その両端から第２ベルト層幅の１／４〜１／３までの範囲にわたってエッジゴムを貼り付けた後、第１ベルト層を、補強素子がタイヤ赤道面を挟んで第２ベルト層を構成する補強素子と交差するよう積層して交差ベルトを形成し、その後、必要に応じて第４ベルト層を貼り付けてから、トレッドゴムを貼り付けてＢＴバンドを製造する。この後、このＢＴバンドをグリーンケースにはめ合わせて、所定のシェーピングを加えた後、他のタイヤ構成部材の貼付け、加硫等の一般にタイヤ製造に必要な工程を行うことで、この発明に従うタイヤが得られる。
【００２６】
なお、上述したところは、この発明の実施形態の一例を示したにすぎず、請求の範囲において種々の変更を加えることができる。例えば、図３（ｃ）及び（ｄ）に示すように、エッジゴム６がタイヤ幅方向外側にもフラット部７を有していてもよい。また、ベルト端部でのセパレーションをさらに有効に抑制する観点から、図６（ａ）〜（ｃ）に示すように、エッジゴム６、ゴムシート９、１２でベルト層４ａ、４ｂの端縁を被覆してもよい。
【００２７】
【実施例】
次に、この発明に従う空気入りタイヤを試作し、性能評価を行ったので、以下に説明する。
【００２８】
参考例１、２、８及び９並びに実施例３〜７のタイヤは、タイヤサイズが２７５／８０Ｒ２２．５のトラック・バス用ラジアルタイヤであり、ベルトが４層のベルト層から構成されており、各ベルト層の幅が、タイヤ径方向内側から順にそれぞれ１６０ｍｍ、１８０ｍｍ、１６０ｍｍ、８０ｍｍであり、タイヤ径方向内側から数えて２番目の第２ベルト層と３番目の第１ベルト層の間にエッジゴムを配設してなり、表１に示す諸元を有する。参考例１及び２のエッジゴムはシート部を有しておらず、実施例３〜５のエッジゴムはタイヤ幅方向内側に楔部と一体のシート部を有しており、実施例６及び７のエッジゴムはタイヤ幅方向内側に楔部と別体のシート部を有しており、参考例８のエッジゴムはシート部を有していないが、エッジゴムと第１ベルト層との間に実質的に均一な厚さのゴムシートを配設しており、参考例９のエッジゴムはシート部を有していないが、エッジゴムと第２ベルト層との間に実質的に均一な厚さのゴムシートを配設している。
【００２９】
比較のため、タイヤサイズ及びベルトが参考例１、２、８及び９並びに実施例３〜７と同じであり、表１に示す諸元を有し、エッジゴムがシート部を有していないタイヤ（比較例１）、エッジゴムがタイヤ幅方向内側に楔部と別体のシート部を有するタイヤ（比較例２）、エッジゴムはシート部を有していないが、エッジゴムと第１ベルト層との間に実質的に均一な厚さのゴムシートを配設したタイヤ（比較例３）についても併せて試作した。
【００３０】
（試験方法）
前記各供試タイヤをＪＡＴＭＡで定める標準リム（８．２５）に取り付けてタイヤ車輪とし、このタイヤ車輪を空気圧７６０ｋＰａ（相対圧、うち酸素分圧３８０ｋＰａ）及び無負荷条件にて、温度７０℃に保った恒温槽内に２週間放置して、タイヤゴムの酸素劣化を促進させた後、空気圧７６０ｋＰａ（相対圧）、タイヤ負荷荷重２８００ｋＮ、走行速度６０ｋｍ／ｈの条件下でドラム試験機上を走行させ、タイヤが故障するまでの走行距離を測定し、この測定値によってタイヤの耐久性を評価した。この評価結果を表１に示す。
【００３１】
【表１】

【００３２】
表１に示す結果から、参考例１、２、８及び９並びに実施例３〜７のタイヤはいずれも、比較例１〜３のタイヤに比べて耐久性に優れていることが分かる。
【００３３】
【発明の効果】
この発明により、交差ベルトを構成する第１及び第２ベルト層のタイヤ径方向コード間距離の均一化を図って、かかるベルト層間でのセパレーションを有効に防止し、ベルトの耐久性を向上させた空気入り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】参考形態に従う代表的な空気入りタイヤの要部断面図である。
【図２】図１に示すタイヤのベルト及びエッジゴムの拡大図である。
【図３】この発明及び参考形態に従うタイヤに使用可能な種々のエッジゴムを示す。
【図４】参考形態に従う他の空気入りタイヤの幅方向右半断面図である。
【図５】参考形態に従う他の空気入りタイヤの幅方向右半断面図である。
【図６】参考形態に従う種々の空気入りタイヤの幅方向右判断面図である。
【符号の説明】
１タイヤ
２カーカス
３クラウン部
４ａ第１ベルト層
４ｂ第２ベルト層
５ベルト
６エッジゴム
７シート部
８楔部
９、１２ゴムシート
１０、１３ゴムシートのタイヤ幅方向内側端縁
１１エッジゴムのタイヤ幅方向内側端縁

Claims

一対のビード部間でトロイド状に延びるカーカスのクラウン部の外周上に、タイヤ赤道面に対し比較的小さい角度で傾斜して延びる補強素子をゴム被覆してなる少なくとも２層のベルト層からなるベルトを具え、このベルトを構成するベルト層のうちの２層は、補強素子がタイヤ赤道面を挟んで互いに交差するよう積層して交差ベルトを形成してなる上下ベルト層の第１及び第２ベルト層である空気入りタイヤにおいて、
タイヤ幅方向断面にて、第１及び第２ベルト層の端部間に、先端に向かって厚さが漸減する楔部とこの楔部先端からタイヤ幅方向内側に延びる実質的に均一な厚さのシート部とを有するエッジゴムを配設し、第１及び第２ベルト層のタイヤ径方向コード間距離を、エッジゴムの先端位置又はその近傍位置でタイヤ赤道面位置の０．５倍以上としたことを特徴とする空気入りタイヤ。
前記シート部の厚さは、タイヤ赤道面における第１及び第２ベルト層のタイヤ径方向コード間距離の０．２〜１．０倍の範囲である請求項１記載の空気入りタイヤ。
第１ベルト層の端縁からエッジゴム先端までをタイヤ幅方向に沿って測定した距離が、第１ベルト層の半幅の０．３〜０．６倍の範囲である請求項１又は２記載の空気入りタイヤ。
エッジゴムと第２ベルト層との間に実質的に均一な厚さのゴムシートを配設し、該ゴムシートのタイヤ幅方向内側端縁がエッジゴムのタイヤ幅方向内側端縁よりもタイヤ幅方向内側に位置する請求項１〜３のいずれか一項記載の空気入りタイヤ。
エッジゴムと第１ベルト層との間に実質的に均一な厚さのゴムシートを配設し、該ゴムシートのタイヤ幅方向内側端縁がエッジゴムのタイヤ幅方向内側端縁よりもタイヤ幅方向内側に位置する請求項１〜４のいずれか一項記載の空気入りタイヤ。