JPH0281707A - 空気入りタイヤ - 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】 （産業上の利用分野） 空気入りタイヤ、とくにそのカーカスのクラウン強化に
関してトレッドの肩部にて発生しがちな偏摩耗の有効な
抑制の下にクラウン強化に与かるベルトの耐久性向上を
目脂した開発成果について以下に述べる。

空気入りタイヤは一般に自動車の旋回走行時の操縦安定
性を確保しかつ接地面内でトレッド肩部に過大な接地圧
を生じさせないように、トレッドの中央部よりも両肩部
での外径が小さくなるようにいわゆるクラウンアールが
つけられている。ところがその結果として当然に、トレ
ッドの中央部と両肩部での周長の差が大きくなり、負荷
転勤中に肩部がすべりを生しるため引き摺られ、両肩部
は中央部よりも先に摩耗して段差を生じる。すなわち肩
落ちと呼ばれる偏摩耗である。

この問題はトレッドゴムに隣接するベルトやブレーカ−
など、カーカスのクラウン強化手段についてトレッド外
周に沿って伸び易いものとすれば軽減され得るがその場
合タイヤの内圧光てん時にタイヤの形状保持が困難とな
ったり旋回走行時の横力が不足するなどタイヤの基本性
能が満たされない。

ここに、空気入りタイヤのトレッドに生じる偏摩耗の適
切な防止が必要とされるわけである。

（従来の技術） トレッドの中央部と両肩部に対応して補強部材すなわち
ベルトやブレーカの各部用性を変えることが試みられた
。

ここで、従来一般に広く使われている有機繊維ヤーンや
、金属と（にスチールのワイヤを撚り合わせて成る補強
コードを互いに平行配列にて引揃え、ゴム被覆を施した
ゴム引きコード布を斜めに裁断して、補強コードが赤道
面を挟んで互いに交差する向きに重ね合わせた複数層の
斜交部材よりなるいわゆる交差ベルトによって補強する
場合、一方の肩部から他方の肩部に渡って補強コードが
連続的に位置するためベルトの中央と両側における剛性
を変えるには、補強層を分割してそれぞれのコード角度
を変えるか又はベルトの中央部に追加補強層をつけ加え
るか等の方法がとられた。

しかしこれらの方法では、製造上、補強層の分割・追加
に要する手間がかさむ上に部材数が増して生産性が落ち
ることや、分割・追加の位置における剛性段差がもたら
される不利に加えコード末端の応力集中源が増すことに
起因して、該位置かラセハレーション故障が生じ易いな
ど、ベルト又はブレーカの耐久性の面での難点があった
。

（発明が解決しようとする課題） ベルト耐久性向上を、トレッドの偏摩耗の防止にあわせ
て、抜本的に解決し、部材の増加なしに必要でかつ十分
な剛性分布を持つ、全く新規なカーカスのクラウン強化
手段によりトレッドの補強に役立てた空気入リタイヤを
提供することがこの発明の目的である。

（課題を解決するための手段） この発明は少なくとも一対のビードコアにより係留され
るトロイド状カーカスを有し、このトロイド状カーカス
のまわりで、波形又はジグザグ形に揃って並ぶ配向にな
る複数本のコード又はフィラメントを補強素子としこれ
に比し弾性率のより低い高分子材料の被覆を施したスト
リップを、上記トロイド状カーカスのクラウン強化に与
るベルトとして少なくとも１枚そなえている空気入リタ
イヤにして、上記ストリップの補強素子が、その波形又
はジグザグ形の波長（λ）に対する振幅（ａ）の比（ａ
）／　（λ）につき、ベルトの側縁にて最大値を占める
幅方向分布に成ること、からなる空気入りタイヤである
。

ここで波長に対する振幅の比（ａ）　／　（λ）の幅方
向分布がベルトの側縁に向けて漸増するものであること
、ベルトがストリップを少なくとも１枚有し、その補強
素子の配向の向きが、タイヤの赤道面と実質的に平行で
あることベルトが少なくとも２枚のストリップを、各ス
トリップの補強素子のおのおのが隣接ストリップの層内
を占める少なくとも２本の補強素子との間で交差的に重
なる結節域を形成してしかも全ストリップの補強素子の
配向の向きが同一方向に揃う成層構造とした、帯状の積
層補強体よりなるものとしたことが、さらに好適である
。

何れの場合もトロイド状カーカスを係留するビードコア
は、一般乗用車、ワゴン車、軽トラツクさらには二輪車
用の如きタイヤでは通常一対であるが大型タイヤの場合
複数対とされ、この発明は上記のような使途上の制限な
く適用し得るので、ビードコアを少なくとも一対用いる
空気入りタイヤを対象とし、ここにトロイド状カーカス
のプライもまた、タイヤの用途種別に応じて種々な有機
繊維コード又は金属とくにスチールワイヤのコードなど
を、適切に選択して、使用目的に適合するボディ補強と
され得る。

このトロイド状カーカスのクラウン強化手段すなわち一
般にベルトとしてトレッドゴムの内部に埋設配置するス
トリップがとくに上記したこの発明の構成を満たしてい
ることが重要であり、第１図にその要部を示した。

図中１はトレッドゴム、２がトロイド状カーカス、３は
カーカス２のクラウン強化手段としてのヘルドを示し、
このベルト３はカーカス２の側からの順序番号を添えて
区別したＢ、〜Ｂ、の都合５枚のストリップよりなり、
それぞれ慣例どおり、補強素子に比し弾性率がより低い
高分子材料、通常はゴムよりなる被覆が施されている。

（作　用） 波形又はジグザグ形をなして各ストリップＢ１〜Ｂ、の
層内を占める複数本のコード又はフィラメントを補強素
子とするストリップは、その補強素子の形状を変化させ
ると、補強素子の平均軸線（すなわちたとえば波形の互
いに隣り合う極大、極小の各頂点間における距離を２等
分して配向の向きに沿う補強素子の中心線）と補強素子
が交差する位置での、補強素子と平均軸線との角度が変
化する。

波形又はジグザグ形の補強素子の振幅ａが大きいか又は
波長λが短かい程該角度は太き（なり、逆に振幅ａが小
さいか又は波長λが長い程角度は小さくなって、従来広
く使われている斜めに裁断したコードゴム引き布をコー
ドが互いに交差する向きに重ね合わせた複数層の斜交部
材によるベルトにおけるコード角度と同様に、前記平均
軸線となす補強素子の角度が大きい程、平均軸線の方向
の剛性は低下するようになる。つまり波長λに対する振
幅ａの比ａ／λが大きい程平均軸線方向の剛性は低下す
る。

このように波形又はジグザグ形をなす補強素子の形状の
如何によって補強部材の剛性を変えることができるわけ
である。

そこで同一ストリップ内で補強素子の形状を変えること
で、部材の追加なしに剛性分布を変えることができ、こ
のことは従来の斜め裁断のコードゴム引き布を分割して
角度を変えるような方法に比べて、補強コードの端末部
を増すことなく、剛性を変化させることが可能な点で有
用であり、さらに補強素子の形状変化を連続的に行なう
ことで剛性を連続的に変化させることができるので、剛
性段差も緩和され、従来の斜め裁断したコードゴム引き
布の分割配置の際に問題となる分割位置でのセパレーシ
ョン等の問題も完全に解決され、必要な性能に応じて適
切な剛性分布を得ることができるわけである。

ここで、波形又はジグザグ形のコード又はフィラメント
を交差ベルトのごとく、配向の向きが２層間で互いに交
差する向きに積層した場合、ａ／λ比がかりに、ベルト
の幅方向にわたって同一であるとすれば、例えば振幅ａ
を大きくして剛性及び弾性率が小さくなるようにしよう
とするとストリップひいてはベルトのエンベロープ性が
向上して旋回走行時のコード折れの心配は軽減するもの
のストリップの剛性が下りすぎて旋回走行時の操縦性能
が十分に得られ難く、一方逆にａ／λ比を小さくすると
、コードが折れたりコード端のセパレーションを起した
りする懸念が増す。

そこで、ストリップの補強素子の波状又はジグザグ形の
ａ／λについて、ベルトの側縁にて最大値を占める幅方
向分布、とくにベルトの側縁に向けて漸増するものとす
ることで剛性と、エンベロープ性との双方をコントロー
ルすることができ必要な操縦性能を確保したまま、ベル
ト耐久性の向上を、偏摩耗の抑制にあわせ実現できる。

（実施例） 航空機用タイヤ 第１図（ａ）　、　（ｂ）は、タイヤサイズＨ４６ｘｌ
Ｂ、ＯＲ２０の場合についてこの発明の具体例を図解し
、この場合補強素子にアラミド（ケプラー）コード（３
０００ｄ／３）を用いたゴム引きストリップの５枚成層
になるベルト３をトロイド状カーカス２のクラウン、強
化に利用してトレッド１の内部に埋設した場合について
図示しである。この例でトロイド状カーカス２はＮｙｌ
ｏｎコード（１８９０ｄ／３）を用いたラジアル構造に
なり図示していないが１対のビードコアのまわりに係留
しである。

図中Ｂでベルト３のストリップを示し添字はトロイド状
カーカス２により近いものからの積層順をあられす。な
お隣接ストリップ層間の補強素子の交差の状態を最外層
ストリップＢ５と重なっている部分の直下ストリップＢ
４についてその補強素子を破線で示しである。

補強素子はこの例で波形とし、ベルト３の幅中央で振幅
−２ｍｍ、波長＝　２５ｍｍすなわち振幅と波長の比が
ａ／λ＝０．０８、一方ベルト３の両肩部の端でａ／λ
−０，１６となるようにベルトの幅中央から両側にかけ
て連続的に比を大きくなるようにした。

ここで振幅ａはピークツウピークの１７２、波長は波の
ピッチ長さをとる。

これに対し第２図及び第３図には同一材質で真直なアラ
ミド（ケブラー）コード（３０００ｄ／３）を補強素子
に用いた従来例を示す。

第２図の比較例１では補強素子をタイヤの赤道に対して
士各２０°の角度にて隣接層間で互いに交差的に重なる
ように配置し、一方策３図の比較例２では補強素子をタ
イヤの赤道に沿う配置としたものである。

表１にて、実施例１および比較例１．　２についてＦＡ
Ａ　　規格に準拠し、 ０ｍ１ｌｅ／ｈから２２５　ｍ１ｌｅ／ｈまで速度を上
げたのち、荷重を取り除く離陸シュミレーションを５０
回まで繰り返し、完走した場合にはタイヤを解剖してベ
ルト部の亀裂状態を比べた。

結果をベルト耐久性について示している。

偏摩耗に関しては、ドラムでの促進摩耗試験後のトレッ
ド肩部のリブの摩耗量（各リブの平均摩耗深さ）をトレ
ッド中央におけるリブの摩耗量を１００としたときの指
数で示し、値が１００に近いほど肩部のリブの摩耗量が
ドレッド中央部のリブの摩耗に近く、肩落ち偏摩耗が改
良されたことを示す。

表１ トラックバス用タイヤ 第４図に、サイズ１０．００　Ｒ２０の場合について、
この発明の具体例を図解し、この場合トレッドパターン
は４本圃溝リプパターンであり、トロイド状カーカス２
はスチール・コードＩ　Ｘ１２ｘＯ，２３を用いたラジ
アル構造になり図示を省略したが、１対のビードコアに
係留しである。

ベルト３はスチールコード１×５を用いたゴム引きスト
リップの４枚成層になり、ストリップＢ１、Ｂ２は赤道
に対し、直線状スチール・コードを４５°の角度で互い
に交差する配列になるが、ストリップＢ３、Ｂ４は、振
幅ａ　＝０．７５〜１．８　ｒｍ、波長λ＝１５ｍｍに
てベルト３の中央でのａ／λ＝０．０５がベルト３の両
側でａ／λ−０，１２となるようにベルト中央から端縁
に向けて漸増させた。

また、スチール・コード１×５を用い、ストリ・ンプ８
１．　Ｂ２は、振幅ａ　＝０．７５〜１．８　ｍｍ、波
長λ＝１５ｍｍにて、ベルト３の中央でのａ／λ＝０．
０５、両側でａ／λ＝０．１２となるようにベルト中央
から端縁に向けて漸増させ、ストリップ８３．　Ｂ４は
、赤道に対し４５°の角度で互いに交差する配列である
実施例２を用意した。

これに対する比較のためストリップ８１〜Ｂ４のコード
角が赤道に対し　Ｂ１は＋４０’、Ｂ２が＋１８　”　
、Ｂ３については一１８″、そして　Ｂ４は−１８’で
かつストリップＢ２とＢ、で　赤道をはさんで交差する
配列の従来例１及び同様にＢ、は４５°、Ｂ２が４５°
、Ｂｆｆ＋Ｂ４はともに００でかつストリップＢ、と８
２が交差する配列の従来例２とを用意した。

速度８０ｋｍ／ｈで正規荷重の２倍荷重を負荷し、正規
内圧の下にドラム走行を行い、故障に至るまでの走行距
離を比較するベルト耐久性試験を行った。

また、走行速度６０ｋｍ／ｈで荷重２４２５を負荷し正
規内圧の下で、１５万ｋｍ走行させてトレッド中央にお
けるリプの摩耗量を１００としたときのトレッド肩部の
摩耗量を測り耐偏摩耗性を評価した。

上記試験結果は表２のとおりであった。

表２ なお、この実施例及び従来例２のベルトでは補強素子の
のコード角度大のためベルト端セパレーションは生じな
かった。

乗用車用タイヤ 第５図のようにサイズ１７５／７０５Ｒ１３にてトレッ
ドパターンはやはり４本則溝リプパターンでトロイド状
カーカス２はＮｙｌｏｎコード（１８９０ｄ／３）を用
いたラジアル構造になり、図示を省いたところにおいて
１対のビードコアに係留しであるベルトの補強素子に０
．５ｍｍφのスチールワイヤを用いてストリップＢ１は
赤道に対し４５°の角度に配列する一方、ストリップＢ
２については振幅ａ＝０．７５ｍｍ、波長λ＝１５（財
）にて、ベルト３の中央でのａ／λ＝０．０５がベルト
３の両側でａ／λ＝ｏ、ｉｏとなるようにベルト中央か
ら端縁に向けて漸増するものとする実施例２とストリッ
プＢ、には、波形スチールワイヤを用いた実施例２の８
２のストリップを用い、ストリップＢ２に赤道に４５°
で傾斜させた通常直線状のスチールワイヤを用いた実施
例２のＢ。

のストリップを用いた。すなわち、実施例２のと。

Ｂ２と逆にした実施例３を用意した。

これに対する比較のためストリップＢ１〜Ｂ２のスチー
ルワイヤが赤道に対しＢ、は１９°、Ｂ２は１９°にて
赤道をはさんで交差する。配列の従来例１及び同様にＢ
１は４５°で、Ｂ２を０°とした従来例２′とを用意し
た。

速度８０ｋｍ／ｈにて正規荷重の２倍荷重を負荷し、正
規内圧の下にドラム走行を行い、故障に至るまでの走行
距離を比較するベルト耐久性試験を行った。

また速度８０ｋｍ／ｈで荷重３９０ｋｇを負荷し、正規
内圧の下で、１０万ｋｍ走行させてトレッド中央におけ
るリブの摩耗量を１００としたときのトレッド肩部の摩
耗量を測り、耐偏摩耗性を評価した。

表３ ２輪車用タイヤ タイヤサイズ１６０／６０νＲ１８の２輪車タイヤにあ
ってもトロイド状カーカス、ビード構造などは従来のラ
ジアル構造と同一としたほか、この発明による補強素子
配列のベルトを有するタイヤを次のように製造した。

この場合において従来のラジアルタイヤの製法が２ステ
ージであったのに対し１ステージ成形が可能となること
から、大幅な成形能率の向上につながり、有用である。

さて第６図にはグリーンタイヤ成形の際の断面図を略式
で図示するように、プラットフォーマ−１１の上にカー
カスに充てるプライ層１２を１層巻きつけこれにビード
コア１３をセットし、プライ層２をビードコア１３のま
わりに折返し、中央区域にベルト３を１層配置する。ベ
ルト３はすでに述べたとおり波形を呈する補強素子が揃
って並ぶ配向の下にゴム被覆を施したストリップで、幅
１８０ｍｍ、補強素子の波長は５９ｍｌ１１、振幅は８
　、２５ｍｍとしたがこの波長と振幅は第７図に示した
加硫時のトレッド中心付近における拡張Ｈ（その割合は
ほぼ３０％）との関係で決まる。なお同図の拡張Ｈ，に
て肩部付近の挙動を示し、この拡張Ｈ１の割合いもトレ
ッド両側区域のベルト剛性によってはベルト３の中央区
域とは別の値を用い成形してよい。この実施例では成形
の当初、ベルト３の補強素子は、すべて連続し、かつ波
長と振幅は同一である。

第７図のようにｌにて拡張Ｈ＋、Ｈｏの割合の基準を示
す。

第６図に従って造成したグリーンタイヤを第７図のよう
に加硫する際にベルト３の補強素子は第８図に示す如き
形状の変化を来す。

すなわち補強素子は、トレッド１の中央付近では実質上
円周に沿うまでに至る間で振幅が著しく小さ（なり、一
方トレッドの肩部付近においては振幅が５ｍｍ程度まで
の減少にとどまる。

従ってこの振幅はタイヤの赤道面からトレッド端に向う
距離が増大するにつれて漸増している。

さて上に述べたところに従い、補強素子としてアラミド
の１５００　ｄ／２を用いたストリップを、その幅が製
品トレッド幅の９３％となる様に配置して得られた実施
例のタイヤについて、ベルト構造が異なるだけで、他は
この発明と諸元が同一であり、そのベルト構造につきタ
イヤの赤道面に対して１５°でかつ互いに交差する２層
のストリップとした従来タイヤ１＃とベルト３の各区域
を通じて補強素子をタイヤの赤道にほぼ沿うように螺旋
状に巻回した従来タイヤ２＃とともに用意し、従来タイ
ヤｌ＃を１００・とした指数をもって比較したタイヤ性
能は表４のとおりである。この表において、指数大はど
良結果を示す。

表４ 表４での評価方法は次のとおりである。

■直進性−・−・・操縦性ドラム試験・実車フィーリン
グ ■旋回性能・・−操縦性ドラム試験・実車フィーリング ■高速性・・−・・−・高速ドラムテスト■耐久性−・
−・−耐久ドラムテスト ■生産性−・・・−製造時間 この実施例では、ベルト３を１層とした場合を示したし
たが、２枚のストリップの波長を半ピツチづらして、重
ねることも可能である。

（発明の効果） この発明のタイヤはトロイド状カーカスのクラウン強化
に寄与するベルトとして波形又はジグザグ形の補強素子
についてその波長に対する振幅の比の値がベルトの側縁
で最大値を占める幅方向分布になるストリップを備える
ことにより、ベルト部材の分割追加の如き故障の核とな
り易い補強素子の切断端末部を増すことなしにトレッド
の剛性分布を適正化して、ベルト耐久性、耐偏摩耗性等
種々の要求特性の改良に著しく寄与する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例を示すベルトの展開図とこれ
を埋設したトレッドの断面図、第２図、第３図はそれぞ
れ従来のベルトの展開図であり、 第４図は別の実施例を示すベルトの展開図とこれを埋設
したトレッドの断面図、 第５図はさらに別の実施例について同様な展開図と断面
図、 第６図は他の実施例についてタイヤの成形要領を示す断
面図、 第７図はその加硫状態の断面図、 第８図がベルトの展開図である。 ■・・・トレッド ２・・・トロイド状カーカス ３・・・ベルト 第５図 （ａ　＞ （ｂ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、少なくとも一対のビードコアにより係留されるトロ
   イド状カーカスを有し、このトロイド状カーカスのまわ
   りで、波形又はジグザグ形に揃って並ぶ配向になる複数
   本のコード又はフィラメントを補強素子としこれに比し
   弾性率のより低い高分子材料の被覆を施したストリップ
   を、上記トロイド状カーカスのクラウン強化に与るベル
   トとして少なくとも１枚そなえている空気入りタイヤに
   して、 上記ストリップの補強素子が、その波形又はジグザグ形
   の波長（λ）に対する振幅（ａ）の比（ａ）／（λ）に
   つき、ベルトの側縁にて最大値を占める幅方向分布に成
   ること、 を特徴とする、空気入りタイヤ。 ２、波長に対する振幅の比（ａ）／（λ）の幅方向分布
   がベルトの側縁に向けて漸増するものであることを特徴
   とする請求項１に記載した空気入りタイヤ。 ３、ベルトがストリップを少なくとも１枚有し、その補
   強素子の配向の向きが、タイヤの赤道面と実質的に平行
   であることを特徴とする請求項１又は２に記載した空気
   入りタイヤ。 ４、ベルトが少なくとも２枚のストリップを、各ストリ
   ップの補強素子のおのおのが隣接ストリップの層内を占
   める少なくとも２本の補強素子との間で交差的に重なる
   結節域を形成してしかも全ストリップの補強素子の配向
   の向きが同一方向に揃う成層構造とした、帯状の積層補
   強体よりなるものとしたこと を特徴とする請求項１又は２記載の空気入りタイヤ。