JP4514111B2

JP4514111B2 - 空気入りタイヤ

Info

Publication number: JP4514111B2
Application number: JP2004175757A
Authority: JP
Inventors: 好秀河野
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2004-06-14
Filing date: 2004-06-14
Publication date: 2010-07-28
Anticipated expiration: 2024-06-14
Also published as: JP2005350023A

Description

本発明は、トラック及びバス用タイヤ、或いは鉱山車両用タイヤのような重荷重用の空気入りタイヤに関し、特に補強素子を有する周方向ベルトの耐久性を向上させた空気入りタイヤに関する。

傾斜ベルト層を備えた重荷重用の空気入りタイヤにおいては、充填される内圧、タイヤにかかる重荷重、及び特に高速回転の遠心力による作用で、そのベルトにタイヤ周方向の大きな張力がかかり、ベルト径が拡大する。傾斜ベルトのスチールコードは赤道面に対して１５〜２５°程度の鋭角で交差しているため、ベルト径の拡大により、タイヤ幅方向の両端部において傾斜ベルト層間及び最外層の傾斜ベルト層とトレッド部との間に大きな剪断歪みが生じ、故障に至ることがある。

そこで、トレッド部と傾斜ベルト層の間に、実質的にタイヤ周方向に延在する波状スチールコード又はスチールフィラメントからなる補強素子を備えた周方向ベルトを設けた重荷重用空気入りタイヤが提案されている。このタイヤによれば、内圧充填時及び負荷転動時における傾斜ベルト層のベルト径の拡大を抑制して、傾斜ベルト層の耐久性を高めることができるとされる（特許文献１参照）。

特開平２−８１７０６号公報

しかしながら、この重荷重用空気入りラジアルタイヤでは、周方向ベルトが、内圧充填時に発生する張力を殆ど負担し、荷重負荷転動時には、周方向ベルトの幅方向の端部の補強素子に最も大きな張力が加わるため、その補強素子が破断してしまうことがある。
また、傾斜ベルト層が、タイヤ周方向に比較的大きな伸長性を有することに起因して、荷重負荷転動時には、周方向ベルトと傾斜ベルト層との間のタイヤ周方向剪断歪みが、タイヤ幅方向端部で最も大きくなるため、その部分で周方向ベルトと傾斜ベルト層にセパレーションが発生し、タイヤの耐久性が低下することがある。

本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、その目的は、周方向ベルトの補強素子が荷重負荷転動時に破断されるのを防止することである。

請求項１に係る発明は、カーカスと、前記カーカスのタイヤ半径方向外側に配置された傾斜ベルト層と、波状のスチールコード又はスチールフィラメントからなる補強素子を有するリボン材を赤道面に実質的に平行に巻いて形成した周方向ベルトと、前記周方向ベルトの端部のタイヤ幅方向外側に配置され、かつ補強素子を有するリボン材が赤道面に実質的に平行に巻かれて形成された補強ベルトとを備え、前記補強ベルトを構成するリボン材の破断伸びは、前記周方向ベルトを構成するリボン材の破断伸びよりも０．５％以上大きく、かつ３．５％以上であることを特徴とする空気入りタイヤである。
請求項２に係る発明は、請求項１記載の空気入りタイヤにおいて、前記補強ベルトは、１枚の傾斜ベルトのみと重なり合う位置に配置されていることを特徴とする空気入りタイヤである。
請求項３に係る発明は、請求項１記載の空気入りタイヤにおいて、最も幅の広い傾斜ベルトの半径方向外側に前記補強ベルトが配置され、前記半径方向の内側に前記周方向ベルトが配置されていることを特徴とする空気入りタイヤである。
請求項４に係る発明は、請求項１記載の空気入りタイヤにおいて、前記補強ベルトの補強素子は有機繊維からなることを特徴とする空気入りタイヤである。

本発明によれば、荷重負荷転動時に最も大きな張力がかかる周方向ベルトの端部の補強素子の張力を補強ベルトで分担することで低減するため、周方向ベルトの端部の周方向の伸びが抑えられる。このため、その補強素子の破断が防止できる。

本発明の実施形態の空気入りタイヤについて、図面を参照して説明する。
〔第１の実施形態〕
図１は本発明に係る空気入りタイヤの第１の実施形態の幅方向の要部断面図（図１（ａ））及び平面図（図１（ｂ））である。この空気入りタイヤは、図示されていない左右一対のビードコア間でトロイド状に延びるカーカス１と、カーカス１のクラウン部とトレッド部２との間に配置され、それぞれ赤道面に対して傾斜した方向に延在するスチールコード又はスチールフィラメントを有する２層の傾斜ベルト３，４と、カーカス１と傾斜ベルト３との間に配置され、補強素子５を有するリボン材６を赤道面に実質的に平行に２回巻いて形成した周方向ベルト７と、傾斜ベルト３の端部とトレッド部２との間に配置され、補強素子８を有するリボン材９を赤道面に実質的に平行に２回巻いて形成した補助周方向ベルト（補強ベルト）１０とを備えている。なお、周方向ベルト７を構成するリボン材６の巻き数は１回でもよいし、３回以上でもよい。また、周方向ベルト７を２枚以上設けてもよい。

周方向ベルト７を構成するリボン材６の補強素子５は、実質的にタイヤ周方向に延在する波状のスチールコード又はスチールフィラメントからなる。補助周方向ベルト１０を構成するリボン材９の補強素子８は、実質的にタイヤ周方向に延在するケブラー（登録商標）、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）等のような有機繊維コードからなる。

ここで、補助周方向ベルト１０を構成するリボン材９の破断伸びは、周方向ベルト７を構成するリボン材６の破断伸びよりも０．５％以上大きくすることが好ましい。その理由は、補助周方向ベルト１０の幅方向外側の端部は周方向ベルト７の幅方向外側の端部よりもさらに幅方向外側に位置することにより、所謂クラウン径差に起因するリボン材９の周方向伸び量が周方向ベルト７のリボン材６の伸び量より大きくなるため、その分破断伸びが大きくないと、補助周方向ベルト１０を構成するリボン材９の補強素子８が特に周方向伸び量の大きい外側の端部で破断してしまうからである。従って、補助周方向ベルトの１０の補強素子８として、破断伸びを比較的大きくしやすい前述した有機繊維コードを用いることが好ましい。なお、補助周方向ベルトの１０の補強素子８としては有機繊維コードに限らず、スチールコード又はフィラメントを用いることも可能であるが、その場合、補強素子８の形状を周方向コード７を構成するリボン材６の補強素子５と同様の波状にするとともに、その波の振幅を補強素子５の波の振幅よりも大きくすることで、破断伸びを大きくすることが必要である。

以上の構成を有する空気入りタイヤによれば、補助周方向ベルト１０を設けたことで、荷重負荷転動時に最も大きな張力がかかる周方向ベルト７の幅方向外側の端部では、補助周方向ベルト１０により張力が分担されるので、長距離走行後においても周方向ベルト７を構成するリボン材６の補強素子５の切れを防止できる。また、補助周方向ベルト１０を設けたことで、周方向ベルト７のタイヤ幅方向外側端部と傾斜ベルト３との間のタイヤ周方向の伸びの差が抑えられる。従って、周方向ベルト７と傾斜ベルト３のセパレーションが防止されるため、空気入りタイヤの耐久性が向上する。

〔第２の実施形態〕
図２は本発明に係る空気入りタイヤの第２の実施形態の幅方向の要部断面図（図２（ａ））及び平面図（図２（ｂ））である。この図において、図１と同一の部分には図１で使用した符号を付した。

本実施形態と第１の実施形態との相違は、補助周方向ベルトの幅及びリボン材の巻き数である。本実施形態では、傾斜ベルト３の端部とトレッド部２との間には、補強素子８を有するリボン材９を赤道面に実質的に平行に１回巻いて形成した補助周方向ベルト１２が配置されている。補助周方向ベルト１２のタイヤ幅方向外側の端は、第１の実施形態と同様、傾斜ベルト３のタイヤ幅方向外側の端部に配置されているが、補助周方向ベルト１２のタイヤ幅方向内側の端は周方向ベルト７のタイヤ幅方向外側の端部と重なり合う位置迄広げられている。このため、第１の実施形態と比較すると、リボン材９の巻き数を半分にしたものの幅を広げたことで同等の補強性能が得られる。

〔実施例〕
本実施形態に係る空気入りタイヤの効果を確認するため、以下に説明する４つの実施例、２つの比較例、及び１つの従来例を作成し、走行ドラム条件：空気圧９００kpa、速度６０km/h、荷重５６kNにおいて、５万km走行させた後、タイヤの全周を解剖し、周方向ベルト７の補強素子５の切れ本数をチェックした。

（実施例１）
タイヤ：トラック・バス用扁平ラジアルタイヤ（４３５／４５Ｒ２２．５、荷重５６kN）。構造は図１。
周方向ベルト７（第１層）：（幅２０mmのリボン材で幅３００mmに巻く）、波状フィラメントφ０．６mm、振幅３mm、波長３６mm、打ち込み２７本／２０mm、ほぼ０゜、リボン材の破断伸び３％。
周方向ベルト７（第２層）：（幅２０mmのリボン材で幅３００mmに巻く）、波状フィラメントφ０．６mm、振幅3mm 、波長３６mm、打ち込み２７本／２０mm、ほぼ０゜、リボン材の破断伸び３％。
傾斜ベルト３：幅３６０mm、右上がり５２゜、スチールコード１＋６×０．３４、２４本／５０mm
傾斜ベルト４：幅２３０mm、左上がり５２゜、スチールコード１＋６×０．３４、２４本／５０mm
補助周方向ベルト１０：補強素子８はケブラー（登録商標）で１６５０dex/3 の撚り構造。打ち込み８本／１２mm。リボン材９の破断伸び３．５％。この１２mm幅のリボン材９を傾斜ベルト３の端部で２回巻き。
試験結果：全周で切れ箇所なし

（実施例２）
構造は図１。補助周方向ベルト１０の補強素子８はＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）で１６５０dex/2 の撚り構造。打ち込み１２本／１２mm。リボン材９の破断伸び４．５％。この１２mm幅のリボン材９を傾斜ベルト３の端部で２回巻き。その他の諸元は実施例１と同じ。
試験結果：全周で切れ箇所なし

（実施例３）
構造は図２。補助周方向ベルト１２の補強素子８はケブラー（登録商標）で１６５０dex/3 の撚り構造。打ち込み８本／１２mm。リボン材９の破断伸び３．５％。この１２mm幅のリボン材９を傾斜ベルト３の端から幅方向内側へ約４０mmの幅となるようにスパイラル巻き。その他の諸元は実施例１と同じ。
試験結果：全周で切れ箇所なし

（実施例４）
構造は図１。補助周方向ベルト１２の補強素子８の材質、打ち込み及び波長は周方向ベルト７の補強素子５のものと基本的には同じであるが、リボン材９の破断伸びを３．５％にするために振幅を３．８mmに増加させた。その他の諸元は実施例１と同じ。
試験結果：全周で切れ箇所なし

（比較例１）
構造は図１。傾斜ベルト３，４及び周方向ベルト７の諸元は実施例１と同じ。補助周方向ベルト１０の補強素子８の材質、打ち込み及び波長は周方向ベルト７の補強素子５と同じ。
試験結果：周上の３３箇所で切れ発生。

（比較例２）
構造は図１。傾斜ベルト３，４及び周方向ベルト７の諸元は比較例１と同じ。補助周方向ベルト１０の補強素子８の材質、打ち込み及び波長は周方向ベルト７の補強素子５のものと基本的に同じであるが、リボン材９の破断伸びを３．３％にするために振幅を３．５mmに増加させた。
試験結果：周上の５箇所で切れ発生。

（従来例）
実施例１から補助周方向ベルト１０を除いたもの。
試験結果：周上の２５箇所で切れ発生。

以上の試験結果より、本発明の各実施例によれば、長距離走行後にも周方向ベルト７の補強素子５の切れは全く発見されず、耐久性が向上していることが確認できた。

なお、以上の実施形態では、周方向ベルト７を傾斜ベルト３のタイヤ半径方向内側に配置したが、周方向ベルト７を傾斜ベルト３のタイヤ半径方向外側に配置してもよい。また、補助周方向ベルト１０，１２については、傾斜ベルトが１枚だけ存在する領域、つまり最も幅の広い傾斜ベルトの幅方向の端部、と重なり合うように配置することが好ましい。その理由は、傾斜ベルトの幅方向端部を補助周方向ベルトで覆うことにより、傾斜ベルトの幅方向端部からのセパレーション発生も抑制できるからである。

本発明に係る空気入りタイヤの第１の実施形態の幅方向の要部断面図及び平面図である。本発明に係る空気入りタイヤの第２の実施形態の幅方向の要部断面図及び平面図である。

符号の説明

１・・・カーカス、２・・・トレッド部、３，４・・・傾斜ベルト、５，８，・・・補強素子、６，９・・・リボン材、７・・・周方向ベルト、１０，１２・・・補助周方向ベルト。

Claims

カーカスと、
前記カーカスのタイヤ半径方向外側に配置された傾斜ベルト層と、
波状のスチールコード又はスチールフィラメントからなる補強素子を有するリボン材を赤道面に実質的に平行に巻いて形成した周方向ベルトと、
前記周方向ベルトの端部のタイヤ幅方向外側に配置され、かつ補強素子を有するリボン材が赤道面に実質的に平行に巻かれて形成された補強ベルトと
を備え、
前記補強ベルトを構成するリボン材の破断伸びは、前記周方向ベルトを構成するリボン材の破断伸びよりも０．５％以上大きく、かつ３．５％以上である
ことを特徴とする空気入りタイヤ。
前記補強ベルトは、１枚の傾斜ベルトのみと重なり合う位置に配置されていることを特徴とする請求項１記載の空気入りタイヤ。
最も幅の広い傾斜ベルトの半径方向外側に前記補強ベルトが配置され、前記半径方向の内側に前記周方向ベルトが配置されていることを特徴とする請求項１記載の空気入りタイヤ。
前記補強ベルトの補強素子は有機繊維からなることを特徴とする請求項１記載の空気入りタイヤ。