JPH0579523B2 - - Google Patents

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ツ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指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ツド肩部
に過大な接地圧を生じさせないように、トレツド
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、トレツドの中央部
と両肩部での周長の差が大きくなり、負荷転動中
に肩部がすべりを生じるため引き摺られ、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。 この問題はトレツドゴムに隣接するベルトやブ
レーカーなど、カーカスのクラウン強化手段につ
いてトレツド外周に沿つ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充てん時に
タイヤの形状保持が困難となつたり旋回走行時の
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ツドに生じる偏
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） トレツ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ーの各部剛性を変える
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、金属とく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狭んで互いに交
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つて補強する場合、
一方の肩部から他方の肩部に渡つて補強コードが
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
からセパレーシヨ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つた。 （発明が解決しようとする課題） ベルト耐久性向上を、トレツドの偏摩耗の防止
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ツドの補強
に役立てた空気入りタイヤを提供することがこの
発明の的である。 （課題を解決するるための手段） 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
に揃つて並ぶ配向になる複数本のコード又はフイ
ラメントを補強素子としこれに比し弾性率のよい
低い高分子材料の被覆を施したストリツプを、上
記トロイド状カーカスのクラウン強化に与るるベ
ルトとしてそなえている空気入りタイヤにして、
ベルトが少なくとも２枚のストリツプを、各スト
リツプの補強素子のおのおのが隣接ストリツプの
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
ツ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り、スト
リツプの補強素子は、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、ベルトがストリツプを少なくとも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
デイ補強とされ得る。 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ツドゴムの内部に
埋設配置するるストリツプがとくに上記したこの
発明の構成を満たしていことが重要であり、第１
図にその要部を示した。 図中１はトレツドゴム、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
ベルトを示し、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B₁〜B₅の都合５
枚のストリツプよりなり、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、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ツプB₁
〜B₅の層内を占める複数本のコード又はフイラ
メントを補強素子とするストリツプは、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。 このようなストリツプを少なくとも２枚用いた
帯状の積層補強体よりなるベルトにあつては、各
ストリツプの補強素子のおのおのが、そのストリ
ツプに隣接する他のストリツプの層内を占めてい
る少なくとも２本の補強素子との間で交差的に重
なる、結節域を有することが重要であつて、例え
ば上、下層のそれぞれ１本の補強素子同志のみが
交差的に重なるような配列では上、下各層におけ
る補強素子対の相対間で剛性の段差が生じてしま
つて横方向には補強効果を生じないのに反して補
強全体にわたる剛性内下にあらゆる方向に強化効
果を得ることが可能である。 ここで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、補強素子と平
均軸線との角度は大きくなり、逆に振幅ａが小さ
いか又は波長λが長い程、該角度は小さくなる。
このことは、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し、このように波形
又はジググザグ形をなす補強素子の形状の如何に
よつて補強部材の剛性を変えることができるわけ
である。 そこで同一ストリツ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しに、
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
のセパレーシヨ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イ
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
がかりに、ベルトの幅方向にわたつて同一である
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ツ
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
トリツ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
ヨンを起したりする懸念が増す。 そこで、ストリツ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H46×18.0R20
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（ケブラー）コード
（3000d/3）を用いたゴム引きストリツプの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ツド１の内部に埋設
し場合について図示してある。この例でトロイド
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していないが１対のビ
ードコアのまわりに係留してある。 図中Ｂでベルト３のストリツプを示した添字は
トロイド状カーカス２により近いものからの積層
順をあらわす。なお隣接ストリツプ層間の補強素
子の交差の状態を最外層ストリツプＢ５と重なつ
ている部分の直下ストリツプＢ４についてその補
強素子を破線で示してある。 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
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1/2、波長は波の
ピーク長さをとる。 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±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、一方第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FAA規格に準拠し、 Omile/hから225mile/hまで速度を上げたのち、
荷重を取取り除く離陸シユミレーシヨンを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
のトレツド肩部のリブの摩耗量（各リブの平均摩
耗深さ）をトレツ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トレツド中央部のリブの摩耗
に近く、落ち偏摩耗が改良されたことを示す。

【表】 トラツクバス用タイヤ 第４図に、サイズ10.00 Ｒ 20の場合につい
て、この発明の具体例を図解し、この場合トレツ
ドパターンは４本周溝リブパターンであり、トロ
イド状カーカス２はスチール・コード１×12×
0.23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てある。 ベルト３はスチールコード１×５を用いたゴム
引きストリツプの４枚成層になり、ストリツプＢ
１，Ｂ２は赤道に対し、直接状スチール・コード
を45゜の角度で互いに交差する配列になるが、ス
トリツプＢ３，Ｂ４は、振幅ａ＝0.75〜1.8mm、
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
ツプＢ１，Ｂ２は、振幅ａ＝0.75〜1.8mm、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、ストリツプＢ３，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のストリツプB₁〜B₄
のコード角が赤道に対し、B₁は＋40゜、B₂が＋
18゜、B₃については−18゜、そしてB₄は−18゜でか
つストリツプB₂とB₃で赤道をはさんで交差する
る配列の従来例１及び同様にB₁は45゜、B₂が45゜、
B₃，B₄はともに0゜でかつストリツプB₁とB₂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、
規内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つ
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走行させてトレツド中央に
おけるリブの摩耗量を100としたときのトレツ肩
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のとおりであつた。

【表】 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
シヨンは生じなかつた。 乗用車用タイヤ 第５図のようにサイズ175/70 SR13にてトレ
ツドパターンはやはり４本周溝リブパターンでト
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てあるベルト
の補強素子に0.5mmφのスチールワイヤを用いて
ストリツプB₁は赤道に対し45゜の角度に配列する
一方、ストリツプB₂については振幅ａ＝0.75mm、
波長λ＝115mm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＝0.10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とストリツプB₁には、波形スチールワ
イヤを用いた実施例２のB₂のストリツプを用い、
ストリツプ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B₁のス
トリツプを用いた。すなわち、実施例２のと₁B₂
と逆にした実施例３を用意した。 これに対するる比較のためストリツプB₁〜B₂
のスチールワイヤが赤道に対しB₁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B₁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つ
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走行させてトレツド中央におけ
るリブの摩耗量を100としたときのトレツド肩部
の摩耗量を測り、耐偏摩耗性を評価した。

【表】 ２輪車用タイヤ タイヤサイズ160/60VR 18の２輪車タイヤに
あつ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ステージであつたのに対し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、プラツトフオーマー
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をセツトし、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つて並
ぶ配向の下にゴム被覆を施したストリツプで、幅
180mm、補強素子の波長は59mm、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
トレツ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H₁
にて肩部付近の挙動を示し、この拡張H₁の割合
いもトレツド両側区域のベルト剛性によつてはベ
ルト３の中央区域とは別の値を用いて成形してよ
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H₁，H₀の割合の基
準を示す。 第６図に従つ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、トレツド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
小さくなり、一方トレツ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。 従つてこの振幅はタイヤの赤道面からトレツド
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1500d/2を用いたストリツプを、その
幅が製品トレツド幅の93％となる様に配置して得
られ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層のストリツプとした従
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1″を
100とした指数をもつ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、指数大ほど
良結果を示す。

【表】 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・実車フイーリ
ング 旋回性能……操縦性ドラム試験・実車フイーリ
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枚のストリツプの波長を半ピツ
チづらして、重な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縁で最大値を占める幅方向
分布になるストリツ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ツドの剛
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ツドの断面図、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
を埋設したトレツドの断面図、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。 １…トレツド、２…トロイド状カーカス、３…
ベルト。

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つて
   並ぶ配向になる複数本のコード又はフイラメント
   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ツプを、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
   そなえている空気入りタイヤにして、 ベルトが少なくとも２枚のストリツプを、各ス
   トリツプの補強素子のおのおのが隣接ストリツプ
   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
   リツ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り、 ストリツプの補強素子は、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 ストリツプ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。