JPH011604A - 重荷重用空気入りラジアルタイヤ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、空気入りラジアルタイヤのベルト構造に関す
るものであり、さらに詳しくは、第１番ベルトのスプリ
ット構造化により悪路耐久性を良好に維持しつつ、スプ
リット構造の欠点であった寸法安定性不足による高速路
条件でのベルト耐久性不足および重荷重条件下での操縦
性・安定性の低下を改良した重荷重用空気入りラジアル
タイヤに関する。

〔従来技術〕

従来、トラック・バス用あるいは小型トラック用等の重
荷重用空気入りラジアルタイヤは、例えば第５図および
第６図のそれぞれタイヤの子午線方向半断面図に示した
ように、タイヤ１のトレッド２とカーカス層３との間に
は、このカーカス層３に隣接して配置されたタイヤ周方
向に対するコード角度が４０゜〜７５６であるベルト強
化層４１（第１番目のベルト層）およびこのベルト強化
層４１の上面に積層されたタイヤ周方向に対するコード
角度が１０゜〜３０″でそれぞれのコードが互いに交差
する少なくとも２層のベルト耐張力層４ｂ、４ｃ（第２
番目および第３番目のベルト層）からなるベルト層４を
積層配置することによって構成されている。そして、こ
の場合のカーカス層３は、１層又は２層以上からなり、
そのカーカスコードはタイヤ周方向に対し略９０°　（
実質的にラジアル方向）をなしている。

しかし、第５図に示すラジアルタイヤでは、第１番目の
ベルト層であるベルト強化Ｊ’ｆｆｌ　４．をクラウン
部のほぼ全域に配置することでタイヤ充填空気圧に対す
る補強をなし、これにより寸法安定性を確保しており、
また、タイヤ径方向（タイヤ幅方向）の断面曲げ剛性を
トレッド接地領域全体において高めることで耐偏摩耗性
および操縦性・安定性に優れた効果を発揮しているが、
反面、このタイヤは石や突起などの凹凸のある路面の変
化にトレッド表面が追随し難く、これらの凹凸に基づく
応力集中によりクラウン中央域のトレッドが損傷を受は
易くかつタイヤ内部でのベルト層のコード切れを起し易
いなどの欠点があった。

そこで、これらの欠点を改良するために、ベルト強化層
４．をクラウン中央域から除いて両ショルダー部に２分
して配置するいわゆるスプリット構造とすることにより
応力集中を受は易いクラウン中央域の径方向断面曲げ剛
性を下げて柔軟性をもたせ、応力緩和を図る第６図に示
す構造のタイヤが悪路用を主体に採用されている。

しかし、この構造のタイヤでは、走行寿命の短い悪路用
では問題となり難いが、−船路、高速用等の走行寿命の
長い場合にはクラウン中央域のベルト補強作用の低下に
よりクラウン部の形状の不安定化（特にクラウン中央部
の外周成長の増加）を誘発し、第２番目および第３番目
のベルト層であるベルト耐張力層４ｂ、　４層間の歪が
徐々に増加し、最後にはベルト層端末部でのセパレーシ
ョン故障に結び付き易いという別の問題点が残されてい
た。

そこで、第１番目のベルト層をスプリント化し、スプリ
ント化によって形成された空隙部にタイヤ周方向に対し
てＯ゜〜１０°の低い角度で非伸長性繊維コード層を配
置して寸法安定性を確保し、それによって高速路使用条
件でのベルト耐久性を確保する技術を本発明者らは、先
に提案した（特願昭６１−１６５５１４号公報）。しか
しながら、本発明者らの提案になる上記技術により製造
されたタイヤの場合、一般の負荷荷重条件下では問題は
ないものの、極めて負荷荷重の高い使用条件下では、−
次更正、二次更正と繰り返し使用せんとすると、ベルト
層端末部におけるセパレーション故障に対する性能が十
分なレベルに達していないことを見出し、鋭意検討を進
めて本発明に到達したものである。

〔発明の目的〕

本発明は、上述した事情に鑑みて為されたものであって
、悪路でのクラウン部耐久性を確保しつつ、極めて高い
負荷条件下での寸法安定性を大幅に改善することにより
、路面の突起物によるトレッドクラウン部の損傷、ベル
トコード切れを防止し、重荷重条件下での長期使用に対
するベルト耐久性を確保した重荷重用空気入りラジアル
タイヤを提供するにある。

〔発明の構成〕

すなわち、本発明は、カーカス層とトレッドとの間に金
属コードからなる少なくとも３層のベルト層を配置した
ラジアルタイヤにおいて、次の要件（１）　、（２）　
、（３）および（４）を満足する空気入りラジアルタイ
ヤを要旨とするものである。

（１）カーカス層からトレッド方向に数えて第１番目の
ベル！−層をクラウン中央域では互いに離間させて両シ
ョルダー部にそれぞれ配直し、さらに、第１番目のベル
ト層のタイヤ周方向に対するコード角度を４０゜〜７５
°としたこと、（２）カーカス層からトレッド方向に数
えて第２番目のベルト層と第３番目のベルト層とのコー
ドをそれぞれタイヤ周方向に対して互いに交差させ、各
ベルト層のタイヤ周方向に対するコード配置角度を１０
６以上、３０’以下としたこと、（３）クラウン中央域
におけるカーカス層と第２番目のベルト層との間の、第
１番目のベルト層の離間により生じた空隙部に、 ａ、互いに交差する２層の非伸長性繊維コードを配置し
、 ｂ、この非伸長性繊維コードの配置角度を第２番目と第
３番目のベルト層の最小配置角度以下の絶対角度で、か
つ０″以外の角度としたこと、および （４）非伸長性繊維コードとして、初期引張におけるコ
ード方向の単位幅当りコード総数の引張弾性率の和が少
なくとも１．３　Ｘ　１０”　Ｋｇｆ／ｃｍであるコー
ドを使用すること。

以下、図面を参照して本発明の構成につき詳しく説明す
る。

第１図は本発明のラジアルタイヤの一例を示すタイヤク
ラウン部の断面図および第２図はそのベルト部展開平面
図であり、第３図（イ）はクラウン中央域Ｔで離間して
配置された第１番目のベルト層４３によって形成された
空隙部を充填する非伸長性繊維コード層の別の実施態様
を示す斜視一部切開平面図で、第３図（ロ）はその断面
図である。また、第４図に本発明のタイヤの他の態様で
あるタイヤ子午線方向半断面図を示す。

第１図および第２図において、タイヤのクラウン１では
カーカス１！ｙ３とトレッド２との間に金属コードから
なるベルト層４が配置されている。このベルトＪ！５４
は、少なくとも３層からなるもので、カーカス層３から
トレッド２の方向に数えて第１番目のベルト層４つ、第
２番目のベルト層４６、第３番目のベルトＪＷ４ｃから
なる。なお、カーカス層３は、１層以上配置されていれ
ばよい。なお、６はへルトエソジクソションである。

このような構造を有する本発明のタイヤ１は、前述した
要件（１）　、（２）　、（３）および（４）を同時に
満足することに特徴がある。

本発明のタイヤにおいて、前記第１番目のベルト層４３
をクラウン中央域Ｔで互いに離間させること、すなわち
スプリット構造とすることで路面の石や突起等の凹凸に
よる応力集中を特に受は易いクラウン中央域Ｔのタイヤ
径方向断面曲げ剛性を下げ、応力緩和効果を確保すると
同時に、第１番目のベルト層４１が互いに離間して空隙
となった、クラウン中央域Ｔにおけるカーカス層３と第
２番口のベルト層４．との間に非伸長性繊維コード層５
を介在させて周方向補強効果を高め、この効果によって
、従来のスプリット構造の欠点であった、クラウン中央
域Ｔのベルト層補強作用の機能低下、それによるトレッ
ド部の寸法安定性の低下を防止することができるのであ
る。

しかしながら、上記スプリット構造化した両ショルダー
部に設ける第１番目のベルト層のコード角度は、４０〜
７５″の範囲内であることが必要である。すなわち、こ
の第１番目のベルト層のコード角度が４０″未満では、
タイヤ断面方向の曲げ剛性を高める効果がなく、タイヤ
ショルダー部野肩落ち摩耗が発生し易くなるし、一方、
７５°を越えると、タイヤ断面方向の曲げ剛性が高くな
り過ぎて、悪路での耐ベルトエソジセバレーション性が
低下するため好ましくない。

また、タイヤの周方向に対して互いに交差する第２番目
と第３番目のヘルド層のタイヤ周方向に対するコード配
置角度は、１０〜３０’の範囲内であることが必要であ
る。すなわち、この第２番目のベルト層と第３番目のベ
ルト層のタイヤ周方向に対するコード配置角度が１０°
未満では、バイアス積層としての効果がなく、操縦安定
性が悪化するし、３０°を越えると、ベルトの耐張力層
としての役割を十分に果たせな（なるため好ましくない
。

そして、より一層の寸法安定性を確保するためには、該
非伸長性繊維コード層５は、少なくとも２層からなり、
第２番目、第３番目のベル１−層の最小配置角度より小
さい角度で、かつＯｏでない絶対角度で互いに交差させ
ることが必要である。特にタイヤの成形時において、こ
の少なくとも２層の非伸長性繊維コード層を絶対角度Ｏ
°で積層するときは、非伸長性コードである該非伸長性
繊維コードは、成形から加硫に至る工程で、コードが伸
びることができないため、グリーンタイヤにリフトが掛
けられなくなり、成形から加硫に至る工程でグリーンタ
イヤにリフトを掛ける必要のない場合（たとえば、フル
タイプのセクショナルモールドによる加硫方式や溝なし
または浅溝トレッドタイヤの加硫方式を採用する場合）
を除いて、実際上、タイヤの製造ができない。したがっ
て、金型が比較的安価な２つ割モールド等による加硫方
式や需要の多い深溝トレッドを有するタイヤの加硫方式
にあっては、成形タイヤの前記２層のヘルド層はＯ０以
外で交差させておくことにより、加硫時におけるベルト
のパンタグラフ効果によりリフトに追随し得ることを可
能とし、このようにして得られたタイヤは、加硫後のタ
イヤとしても両ベルト層は実質的に周方向に対してＯ。

以外の角度で交差し、コード間の剪断力によりタイヤの
寸法安定性の保持に寄与しているのである。

この非伸長性繊維コードのより効果的な配置角度は、ベ
ルト耐張力層（第２番目および第３番目のベルト層）の
最小配置角度以下の絶対角度以下であり、このような角
度にすることによって、第２番目および第３番目のベル
ト層の内圧による応力分担を低下させることができるの
である。

そして、さらに好ましくは、隣接する各非伸長性繊維コ
ード層のコード間隔を０　、６ｍｍ以下とし、非伸長性
繊維コード層のコーティングゴムの１００χモジユラス
を４０ＫＰｆ／ｃｍ２以上にすることである。

これに対して、金属コードの場合は、その２層の積層交
差配置を比較的周方向に対して低い角度にしたとしても
、サンドインチ効果によって曲げ剛性が高まり、第１番
目のベルト層をスプリット構造化したことによる悪路で
の応力緩和効果を期待することができない。

本発明に使用する非伸長性繊維としては、例えば、ナイ
ロン、ポリエステル系繊維、芳香族ポリアミド繊維、ボ
リアリレート系繊維などの有機繊維のほか、炭素繊維、
炭化ケイ素繊維、アルミナ繊維、ガラス繊維などの無機
系繊維があるが、好ましくは芳香族ポリアミド繊維（ア
ラミド繊維）がよい。

第４番目のベルト層４ｄは、必要に応じて保護層として
配置されるもので、スチールコード、芳香族ポリアミド
繊維（商品名　ケプラー”）コード等からなる。そのコ
ード角度は、タイヤ周方向に対し１０″〜３０″である
。

以下に実験例を示す。

実験例１ タイヤサイズが１０．００　Ｒ２０１４ＰＩ？　リブパ
ターンで、第１図に示すベルト部構造および表１に示す
ベルト部構成（第１．２および３ベルト層のスチールコ
ード構造、コード打込み本数〔（木／ｃｍ）、配置方向
、角度（０）および幅（ｍｍ　）　）を有し、表２に示
す試作タイヤＡ、Ｂ。

ＣおよびＤを作製し、ベルト部耐久性（寸法安定性）、
操縦性・安定性を評価した。

なお、評価方法は、次の通りである。

走行条件Ｉ　（高速汎用使用条件試験）空気圧７．２Ｋ
ｇｆ／ｃｍ”　、荷重２，０００　Ｋｇ　／タイヤ、速
度８１Ｋｍ／ｈｒで、１０時間走行した後、タイヤの外
周成長を測定し、この段階で通常の使用条件における耐
久性を寸法安定性から判定した。

走行条件Ｕ　＜重荷重使用条件試験） 空気圧９．ＯＫｇｆ／ｃｍ２、荷重ｅ、ｏｏｏ±１，５
００　Ｋｇの変動荷重（１，２サイクル／分）で、４０
時時間待した後、タイヤの外周成長を測定し、この段階
で重荷重条件下における耐久性を寸法安定性から判定し
た。

（以下、余白） 表１ 第１番目ベルト層の離間間隔（Ｗ）　−６０ｍｍトレッ
ドの接地幅＝２０２ｍｍ。

表２　（スプリット構造による空隙部の構成）「）゛ケ
ブラー” 第７図は、上記評価法における繊維コード層のコード方
向単位幅当たりのコード総数の弾性率とタイヤ外周成長
との関係を示す図で、破線は走行条件Ｉ終了時点、実線
は走行条件１１Ｐ−了時点を示す。また、−点鎖線は、
これまでの知見に基づくタイヤ外周成長の限界を示し、
各々の使用条件下において１０ｍｍ以下の成長であれば
、経験・でき知見から寸法安定性がベルト耐久性の上で
十分な水率（レベル）にあることを意味する。

図から、通常の使用条件下ではタイヤＢでも満足できる
レベル（−点鎖線）にあるが、重荷重条件下では単位幅
当たりコード総数の弾性率が１３，０００　ＫＢ７ｃｍ
以上必要であることが判る。

実験例２ 実験例１のタイヤＣ（ケブラー”１，５００　Ｄ／２本
、６．０木／ｃｍ　Ｘ　２層、１０″、１７．３　Ｘ１
０３Ｋｇ／ｃｍ）において、角度（α）を　２０°、１
５６．１０°および５６にそれぞれ変更したものについ
て評価した。

実験例１と同様に、本走行後の外周成長を測定し、重荷
重条件下における耐久性を寸法安定性から判定した。結
果を第８図に示した。

図から、非伸長性繊維コード層は、第２番目および第３
番口のベルト層の最小配置角度（１５°）よりも低い角
度で配置する必要があり、好ましくは第２番目および第
３番目のベルト層の最小配置角度の２７３　　以下の角
度で配置するのがよいことが判る。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、ベルト部耐久性を
良好に維持しつつ、寸法安定性を大幅に改善することが
可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のラジアルタイヤの一例を示すタイヤク
ラウン部の断面図、第２図はそのベルト部の展開平面図
、第３図（イ）は第１番目のベルト層によって形成され
た空隙部を充填する非伸長性繊維コード層の斜視一部切
開平面図、第３図（ロ）はその断面図、第４図は本発明
のタイヤの他の態様を示す子午線方向半断面図、第５図
および第６図はそれぞれ、従来のタイヤの子午線方向半
断面図、第７図は、上記評価法における非伸長性繊維コ
ード層のコード方向慎位幅当たりのコード総数の弾性率
とタイヤ外周成長との関係を示す図、第８図は非伸長性
繊維コード層のコード配置角度とタイヤ外周成長との関
係を示す図である。 ■・・・タイヤ、２・・・トレッド、３・・・カーカス
層、４・・・ベルト層、４．、・・・第１番目のベル１
−層、４１・・・第２番目のベルト層、４ｃ・・・第３
番目のヘルド層、４ｄ・・・第４番目のベルト層、５・
・・非伸長性繊維コード層、６・・・ベルトエソジクソ
ション、ｓ、　ｓ’　・・・ショルダー部、Ｔ・・・ク
ラウン中央域。 代理人　　　弁理士　　小川　信−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 カーカス層とトレッドとの間に金属コードからなる少な
   くとも３層のベルト層を配置したラジアルタイヤにおい
   て、次の要件（１）、（２）、（３）および（４）を満
   足する重荷重用空気入りラジアルタイヤ。 （１）カーカス層からトレッド方向に数えて第１番目の
   ベルト層をクラウン中央域では互いに離間させて両ショ
   ルダー部にそれぞれ配置し、さらに、第１番目のベルト
   層のタイヤ周方向に対するコード角度を４０゜〜７５゜
   としたこと、（２）カーカス層からトレッド方向に数え
   て第２番目のベルト層と第３番目のベルト層とのコード
   をそれぞれタイヤ周方向に対して互いに交差させ、各ベ
   ルト層のタイヤ周方向に対するコード配置角度を１０゜
   以上、３０゜以下としたこと、（３）クラウン中央域に
   おけるカーカス層と第２番目のベルト層との間の、第１
   番目のベルト層の離間により生じた空隙部に、 ａ、互いに交差する２層の非伸長性繊維コードを配置し
   、 ｂ、この非伸長性繊維コードの配置角度を第２番目と第
   ３番目のベルト層の最小配置角度以下の絶対角度で、か
   つ０゜以外の角度としたこと、および （４）非伸長性繊維コードとして、初期引張におけるコ
   ード方向の単位幅当りコード総数の引張弾性率の和が少
   なくとも１．３×１０＾３Ｋｇｆ／ｃｍであるコードを
   使用すること。