JPH05278412A - 空気入りラジアルタイヤ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 空気入りラジアルタイヤにおけるトレッド補
強を司るベルトの改良によって、耐久性の向上を図る。 【構成】 タイヤの赤道面に対し斜めの並行配列をなす
補強素子のゴム引き層としてタイヤのトレッド補強に供
したベルト層をそなえる空気入りラジアルタイヤであっ
て、該ベルト層の少なくとも１層は、その層内を占める
個々に独立した上記補強素子を数本以内の束毎に区分
し、その束とこれに隣接する補強素子との分散間隔を広
げた補強素子の配列になり、各束内の少なくとも１本の
補強素子をタイヤ径方向にずらし、各束が埋設されてい
る当該ベルト層の輪郭に平行な線のうち、各束のタイヤ
径方向における最外側で接する線と最内側で接する線と
の距離で定義される束厚を、補強素子径の１倍をこえか
つ２倍未満とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、空気入りラジアルタ
イヤ、特にそのトレッド補強を司るベルトの改良によっ
て、耐久性の向上を図ったラジアルタイヤに関する。

【０００２】

【従来の技術】ラジアルタイヤのベルトは、タイヤの赤
道面に対して斜めの並行配列をなすスチールコード又は
スチールフィラメントによる補強素子が通常等間隔に埋
設されたゴム引き層として一般に用いられる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】補強素子の並行配列が
等間隔とされて来た従来のベルトにあっては、ベルト層
の幅端にて各補強素子の端末に面するゴムがタイヤの接
地変形の度毎につつかれるため、微細な亀裂を生じる。
すなわちベルト層の幅端における各補強素子の端面には
めっき層がなく、この端面とゴムとは接着されていない
ため、タイヤ転動時の接地変形によって補強素子の端末
がそれに面するゴムをつつくことになり、ここにゴムが
剥離し続いて微細な亀裂へ成長するのである。そして亀
裂は、やがて補強素子の隣接相互間にまたがって成長
し、その後ベルトの積層相互間にもつながって拡大す
る。この亀裂の拡大は、タイヤの荷重負荷転動中にベル
ト層間で発生する剪断歪みに助けられて急速に進み、い
わゆるベルトセパレーションに至る亀裂進展速度は格段
に速くなり、これがラジアルタイヤの耐久性を決定づけ
る。

【０００４】ここに上記した補強素子の隣接相互間にま
たがる過程でのクラックの成長を抑えることが重要で、
そのためには補強素子の隣接相互間の間隔の広い方がも
ちろん有利である反面、タイヤの軽量化の強い要請に加
えて必要とされるコードの簡素化のため、補強素子の線
径を細くすることが望まれるのでその結果、同等のタイ
ヤ強度を保持するために、当然乍ら補強素子の打ち込み
を多くする外はなく、補強素子の間隔は却って狭くなり
亀裂の成長抑制とは相容れないところである。

【０００５】また省資源の立場から、タイヤを幾度か更
生して用いること、またトレッドコンパウンドの改良が
進んだことから、タイヤのトータルライフが著しく伸び
ているが、この長寿命化にベルト耐久寿命が追いつかな
い点、ベルト耐久性の向上は急務である。そこでベルト
層の幅端にてゴム中に補強素子の末端に面して発生する
微細な亀裂の、その後の成長進展に由来する、ベルト耐
久性の劣化に対して有効適切な解決を与えることが、こ
の種の補強部材に課される問題であり、この課題に対し
て有利に適合し得るように改良したベルト層をそなえる
ラジアルタイヤを与えることが、この発明の目的であ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の目的は、次の第１
及び２発明により的確に成就される。すなわち第１発明
は、タイヤの赤道面に対し斜めの並行配列をなす補強素
子のゴム引き層としてタイヤのトレッド補強に供したベ
ルト層をそなえる空気入りラジアルタイヤであって、該
ベルト層の少なくとも１層は、その層内を占める個々に
独立した上記補強素子を数本以内の束毎に区分し、その
束とこれに隣接する補強素子との分散間隔を広げた補強
素子の配列になり、各束内の少なくとも１本の補強素子
をタイヤ径方向にずらし、各束が埋設されている当該ベ
ルト層の輪郭に平行な線のうち、各束のタイヤ径方向に
おける最外側で接する線と最内側で接する線との距離で
定義される束厚を、補強素子径の１倍をこえかつ２倍未
満としたことを特徴とする空気入りラジアルタイヤであ
る。なお補強素子にはスチールコード、スチールモノフ
ィラメント、有機繊維のコードまたはモノフィラメント
のいずれも使用できる。

【０００７】ここに束が同一本数の補強素子よりなるこ
と、そして束が異なる本数の補強素子よりなること、束
内にて隣り合う少なくとも一部の補強素子が、互いに接
触する配列になること、そして束内にて隣り合う補強素
子の離間間隔が束の分散間隔よりも狭い配列になること
の各場合が含まれる。

【０００８】また第２発明は、タイヤの赤道面に対し斜
めの並行配列をなすコードのゴム引き層としてタイヤの
トレッド補強に供したベルト層をそなえる空気入りラジ
アルタイヤであって、該ベルト層の少なくとも１層はラ
ップフィラメントのないコード（以下ノンラップコード
と示す）で構成しかつ、その層内を占める個々に独立し
た上記コードを数本以内の束毎に区分し、その束とこれ
に隣接するコードとの分散間隔を広げたコードの配列に
なることを特徴とする空気入りラジアルタイヤである。

【０００９】ここでベルトによるタイヤ補強に必要とさ
れる補強素子の総本数の如何によって束の区分上の剰余
を生じることがあり得るので、束の区分からはみ出した
補強素子については、タイヤの全周にわたってほぼ均整
になるような分散配置とするを可とする。

【００１０】この発明で用いるベルトとして、コードま
たはモノフィラメントによる補強素子のゴム引き層を用
意するため、特に櫛歯形ロールを改良したカレンダがけ
ロールによってベルトトリートをまずつくる。この櫛歯
形ロールはこれによって補強素子を数本毎、例えば２本
宛の束の区分毎の並置配列をもってカレンダがけロール
によりゴムシートと合体するように役立てる。

【００１１】櫛歯形ロールは、補強素子の上記配列のた
めの複数の周溝を有し、この周溝は区分束の隣接相互間
をへだてるためのカラー状櫛歯によって区画し、周溝
は、互いに拘束なく接触する個々に独立した２本の補強
素子の区分束と対応した溝幅を有する。またカレンダー
ロール通過に際して補強素子がゴムにより押しつぶされ
てベルト幅方向に並列させないために、補強素子に所定
の張力を付与してカレンダがけするとよい。さらに束内
の補強素子をタイヤ径方向にずらすために、櫛歯形ロー
ルの溝深さを適宜調節して束厚を調整する。

【００１２】このようにしてつくられるベルトトリート
は、これをベルト補強に用いるとき、補強素子のタイヤ
の赤道面に対する必要な傾斜に応じてトリート幅を斜め
裁ちし、ついでトリートの幅端の耳同士を再接合したゴ
ムストリップとし、ライナーとともに原反コイルに巻き
とって、タイヤの造成工程に供される。

【００１３】

【作用】既に述べたように、ラジアルタイヤのベルトの
幅端におけるゴム破壊の過程は補強素子の端末に生じた
微細な亀裂が補強素子の表面に沿って進む初期段階はと
もかくとして、従来の技術に従い等間隔で補強素子が並
行配列された場合にいち早く補強素子の隣接相互間にま
たがって成長し始めるや即座にベルトの積層相互間につ
ながって急拡大し、ベルトセパレーションに進展する不
利があった。これに対しこの発明にあっては、束と束又
は束に属しない補強素子が混在するときはその補強素子
と束との分散間隔が、従前の等間隔配列の場合に比しは
るかに広がるため、この分散間隔を隔てて隣接する補強
素子間での亀裂成長に到らずに、従ってその後にベルト
セパレーションに急進展するようなベルトの積層相互間
への亀裂拡大は有効に抑制される。

【００１４】さらに第１発明においては束内の補強素子
をタイヤ径方向にずらすことによって、束内の補強素子
間で進展する初期段階の亀裂の進展速度を遅らせること
ができる。すなわち初期段階の亀裂は補強素子の表面に
沿って進むため、その進展経路は束内の補強素子がタイ
ヤ径方向にずれることで入り組んだ複雑な道筋を辿る結
果、束を一周する進展経路の表面積は大きくなり、亀裂
の進展速度は格段に遅くなるのである。この作用は、束
厚が補強素子径の１倍をこえれば発揮される。

【００１５】しかしながら束内の補強素子をタイヤ径方
向に過度にずらすと、特にベルト層が複数枚にわたる場
合は、ベルト層の厚みを増さないという条件下では、上
下ベルト層間での補強素子間間隔が小さくなって、該間
隔を埋めるゴムに、タイヤ転動中に発生する歪みが集中
し、束又は補強素子まわりの亀裂がつながって、これを
核としてベルトセパレーションに進展する場合があるた
め、束厚は補強素子径の２倍未満とする必要がある。

【００１６】なお束の分散間隔はトレッド周方向で一定
である必要はなく、ベルトの基本性能を阻害しない限
り、その間隔が周方向で変化してもよい。

【００１７】ここでゴム引き層間の補強素子の総本数の
うちごく一部の補強素子のみを束として、タイヤの全周
に渡ってほぼ均整になる様な分散配置としても、束とこ
れに隣接する補強素子との間隔が従来の技術に従い等間
隔配列とした場合の補強素子の間隔に比べて広がること
から、ベルトセパレーションに急進展するベルトの積層
相互間への亀裂の拡大は抑制される。しかしながらその
効果は著しいものとは言えない場合もあるから束の区分
に関しては全周の少なくとも半数以上の補強素子を対象
とし、その効果を著しいものとする。

【００１８】さらに束内の補強素子本数を数本以内とす
るのは、この本数が多い程分散間隔は広くできて有利で
はあるが、束内の補強素子端末の未接着部分が連なって
大きくなり、束内に起きる亀裂進展の不利を伴うことか
らせいぜい数本の束にすることが必要である。

【００１９】次に第２発明においては、ノンラップコー
ドを上記した束毎の分散配列に適用し、亀裂の進展を回
避する。ここでノンラップコードを用いるのは、以下の
理由による。スチールコードまたは有機繊維コードを束
にして配列する場合、該コードにラップフィラメントが
巻付けられていると、走行距離の増加に伴う束内での亀
裂の進展によって束の移動が容易になった段階におい
て、隣接するコード間に位置するラップフィラメントを
起点とした亀裂が発生し、これが隣接するコード間でつ
ながり最終的にはベルト層間でのセパレーションとなっ
て、コードを束にして配列する利点が失われる。

【００２０】すなわち在来の、コードを等間隔に打込ん
だ場合はラップフィラメントの有無は問題とならなかっ
たが、コードを束にして配列する場合は束はあたかも１
本のコードとして機能するものの、この束のまわりに亀
裂が進展すると束の動きが大きくなって、束内のコード
間間隔が狭いところで、特にラップフィラメントと接触
するゴムに歪みが集中し、ここを起点又は核として亀裂
が拡がることが問題となる。そこでノンラップコードを
用いることで、上記亀裂拡大の原因を除去し、コードの
束配列による上述の効果を維持するのである。

【００２１】

【実施例】

実施例１の１ 図１に断面を示したサイズ185/70 R14の乗用車用ラジア
ルタイヤ１のトレッド補強用ベルト２として、在来例に
おける補強素子の等間隔配列による場合と、この発明に
関して上記したベルトトリートを用いた場合における補
強素子の種々の配列を、対比して図２〜７にてトレッド
補強用ベルト２の補強素子の軸方向に直交する断面で図
解し、３は補強素子、４はその束である。

【００２２】トレッド補強用ベルト２は、図２〜４及び
図６の各上段(a) に示した在来例で、ゴム引き層中にお
ける補強素子３の配列がいずれも等間隔であるのに対
し、同じく各下段(b) でこの発明の異なる事例を示すよ
うに、補強素子３の数本毎の区分束４として、従来の補
強素子の等間隔配置に比しより広い離間間隔に配列され
ている。さらにこの発明の事例では、各束４を構成する
補強素子３をタイヤの径方向にずらして、束厚Ｌが補強
素子３の径よりも大きくなる配置とした。なお図２はト
レッド補強用ベルト２の１層に図示の分散配列になるベ
ルトを適用した例で、また図３は２層のベルトに図示の
分散配列になるベルトを適用した例である。図６(b) の
場合は束厚Ｌが補強素子径の２倍以上の例を示してい
る。

【００２３】上記したところに従い種々の補強素子を用
いて試作した次の表１に示す各供試タイヤを内圧1.9 kg
f/cm² 、荷重455 kgの条件下で、ドラム試験機にかけ速
度80km/hで６万km走行させたのちに解剖して、ベルト２
の幅端近くに生じた亀裂長さを測定した結果を表１に併
記する。

【００２４】

【表１】

【００２５】なおベルト２はこの例で２枚積層になり、
各層の補強素子はタイヤ赤道面に対して24°で互いに交
差しており、トレッド側の層の方が、カーカス側の層よ
りやや巾が狭くなっている。

【００２６】実施例１の２ 図15に断面を示したサイズ10.00 R20 のトラック・バス
用ラジアルタイヤのトレッド補強用ベルト２として種々
の補強素子を用いて試作した、次の表２に示す各供試タ
イヤを、内圧7.00kgf/cm² 、荷重2600kgの条件下で、ド
ラム試験機にかけ速度60km/hで10万km走行させたのちに
解剖して、ベルト２の幅端近くに生じた亀裂長さを測定
した結果を表２に併記する。

【００２７】

【表２】

【００２８】なおベルト２はこの例で４枚積層になり、
各層の補強素子はトレッド側から各々左18°、左18°、
右18°、及び右50°とタイヤ赤道面に対して傾斜してい
る。そして上記したベルト幅端近くに生じた亀裂は、ト
レッド側から２枚目の層と上下の層間にのみ発生してお
り、従ってその測定結果もトレッド側の層のみについて
である。この事実に基づけば、この発明のゴム引き層を
トレッド側のベルトにのみ適用することももちろん可と
するものである。図７(b) においては束厚Ｌが補強素子
径の２倍以上の例を示した。また、図８(a) に示した在
来例に対して、全周の半数未満を束に区分した場合の例
を図８(c) に、全周の半数以上を束に区分した例を図８
(b) に示した。なお、ベルトの積層の仕方は実施例１の
１及び２に限定されるものでなく、例えば図９〜14に示
されるような積層でもよい。

【００２９】実施例２の１ 図１に断面を示したサイズ185/70 R14の乗用車用ラジア
ルタイヤ１のトレッド補強用ベルト２として、在来例に
おけるスチールコードの等間隔配列による場合と、この
発明に関して上記したノンラップコード５で構成したベ
ルトトリートを用いた場合におけるスチールコードの種
々の配列を、対比して図16〜18にてトレッド補強用ベル
ト２の補強素子軸方向に直交する断面で図解した。

【００３０】トレッド補強用ベルト２は、図16〜18の各
上段(a) に示した在来例で、ゴム引き層中におけるスチ
ールコード３の配列がいずれも等間隔であるのに対し、
同じく各下段(b) でこの発明の異なる事例を示すよう
に、ノンラップコード５の数本毎の区分束４として、従
来のスチールコードの等間隔配置に比しより広い離間間
隔に配列されている。なお図17及び18の各上段(a) に示
した在来例に対し、全周の半数未満を束に区分した例を
図17(b) に、全周の半数以上を束に区分した例を図18
(b) に示した。

【００３１】上記したところに従い種々のスチールコー
ドを用いて試作した次の表３に示す各供試タイヤを内圧
1.9 kgf/cm² 、荷重455 kgの条件下で、ドラム試験機に
かけ速度80km/hで６万km走行させたのちに解剖して、ベ
ルト２の幅端近くに生じた亀裂長さを測定した結果を表
３に併記する。

【００３２】

【表３】

【００３３】なおベルト２はこの例で２枚積層になり、
各層のスチールコードはタイヤ赤道面に対して24°で互
いに交差しており、トレッド側の層の方が、カーカス側
の層よりやや巾が狭くなっている。そして上記したベル
ト幅端近くに生じたき裂は、トレッド側の層にのみ発生
しており、従ってその測定結果もトレッド側の層のみに
ついてである。この事実に基づけば、この発明のゴム引
き層をトレッド側のベルトにのみ適用することももちろ
ん可とするものである。

【００３４】実施例２の２ 図15に断面を示したサイズ10.00 R20 のトラック・バス
用ラジアルタイヤのトレッド補強用ベルト２として、図
19〜22に示す、種々のスチールコードを用いて試作し
た、次の表４に示す各供試タイヤを、内圧7.00kgf/c
m² 、荷重2400kgの条件下で、ドラム試験機にかけ速度6
0km/hで10万km走行させたのちに解剖して、ベルト２の
幅端近くに生じた亀裂長さを測定した結果を表４に併記
する。なお図21及び22の各上段(a) に示した在来例に対
し、全周の半数未満を束に区分した例を図21(b) に、全
周の半数以上を束に区分した例を図22(b) に示した。

【００３５】

【表４】

【００３６】なおベルト２はこの例で４枚積層になり、
各層のスチールコードはトレッド側から各々左18°、左
18°、右18°及び右50°とタイヤ赤道面に対して傾斜し
ている。そして上記したベルト幅端近くに生じた亀裂
は、トレッド側から２枚目の層にのみ発生しており、従
ってその測定結果もトレッド側の層のみについてであ
る。この事実に基づけば、この発明のゴム引き層をトレ
ッド側のベルトにのみ適用することももちろん可とする
ものである。

【００３７】

【発明の効果】この発明により、空気入りラジアルタイ
ヤのトレッド補強の弱点とされて来たベルトの幅端での
セパレーションの原因である、ベルトの補強素子に用い
た補強素子の末端付近における亀裂の成長進展を有効に
阻むことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】乗用車用の供試タイヤの断面図である。

【図２】補強素子の配列を示す模式図である。

【図３】補強素子の配列を示す模式図である。

【図４】補強素子の配列を示す模式図である。

【図５】補強素子の配列を示す模式図である。

【図６】補強素子の配列を示す模式図である。

【図７】補強素子の配列を示す模式図である。

【図８】補強素子の配列を示す模式図である。

【図９】補強素子の配列を示す模式図である。

【図１０】補強素子の配列を示す模式図である。

【図１１】補強素子の配列を示す模式図である。

【図１２】補強素子の配列を示す模式図である。

【図１３】補強素子の配列を示す模式図である。

【図１４】補強素子の配列を示す模式図である。

【図１５】トラック・バス用の供試タイヤの断面図であ
る。

【図１６】補強素子の配列を示す模式図である。

【図１７】補強素子の配列を示す模式図である。

【図１８】補強素子の配列を示す模式図である。

【図１９】補強素子の配列を示す模式図である。

【図２０】補強素子の配列を示す模式図である。

【図２１】補強素子の配列を示す模式図である。

【図２２】補強素子の配列を示す模式図である。

【符号の説明】

１ タイヤ ２ トレッド補強用ベルト ３ 補強素子 ４ 束 ５ ノンラップコード

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 タイヤの赤道面に対し斜めの並行配列を
   なす補強素子のゴム引き層としてタイヤのトレッド補強
   に供したベルト層をそなえる空気入りラジアルタイヤで
   あって、該ベルト層の少なくとも１層は、その層内を占
   める個々に独立した上記補強素子を数本以内の束毎に区
   分し、その束とこれに隣接する補強素子との分散間隔を
   広げた補強素子の配列になり、各束内の少なくとも１本
   の補強素子をタイヤ径方向にずらし、各束が埋設されて
   いる当該ベルト層の輪郭に平行な線のうち、各束のタイ
   ヤ径方向における最外側で接する線と最内側で接する線
   との距離で定義される束厚を、補強素子径の１倍をこえ
   かつ２倍未満としたことを特徴とする空気入りラジアル
   タイヤ。
2. 【請求項２】 束が同一本数の補強素子よりなる請求項
   １に記載のラジアルタイヤ。
3. 【請求項３】 束が異なる本数の補強素子よりなる請求
   項１に記載のラジアルタイヤ。
4. 【請求項４】 束内にて隣り合う少なくとも一部の補強
   素子が、互いに接触する配列になる請求項１，２または
   ３に記載のラジアルタイヤ。
5. 【請求項５】 束内にて隣り合う補強素子の離間間隔が
   束の分散間隔よりも狭い配列になる請求項４に記載のラ
   ジアルタイヤ。
6. 【請求項６】 タイヤの赤道面に対し斜めの並行配列を
   なすコードのゴム引き層としてタイヤのトレッド補強に
   供したベルト層をそなえる空気入りラジアルタイヤであ
   って、該ベルト層の少なくとも１層はラップフィラメン
   トのないコードで構成しかつ、その層内を占める個々に
   独立した上記コードを数本以内の束毎に区分し、その束
   とこれに隣接するコードとの分散間隔を広げたコードの
   配列になることを特徴とする空気入りラジアルタイヤ。
7. 【請求項７】 束が同一本数の補強素子よりなる請求項
   ６に記載のラジアルタイヤ。
8. 【請求項８】 束が異なる本数の補強素子よりなる請求
   項６に記載のラジアルタイヤ。
9. 【請求項９】 束内にて隣り合う少なくとも一部の補強
   素子が、互いに接触する配列になる請求項６，７または
   ８に記載のラジアルタイヤ。
10. 【請求項１０】 束内にて隣り合う補強素子の離間間隔
    が束の分散間隔よりも狭い配列になる請求項９に記載の
    ラジアルタイヤ。