JPH06191211A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 波形補強素子を用いたベルトの耐セパレーシ
ョン性を向上させる空気入りタイヤを提案することであ
る。 【構成】 トロイド状カーカスの外周に、多数本のコー
ドまた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の多数
枚を、その少なくとも一枚がその補強素子を波形にくせ
ずけしてトロイド状カーカスの円周に沿う配列とする波
形ストリップとして備える空気入りタイヤにおいて、波
形ストリップの少なくとも一部の補強素子が、そのタイ
ヤ赤道面への投影が波形をなす配置になる。

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タイヤ、特に
トロイド状カーカスの外周でその強化に与るベルトまた
はブレーカとして、このトロイド状カーカスの円周に沿
って配列した多数本の波形をなすコードまたはフィラメ
ントを補強素子とする波形ストリップを備えることによ
り優れた高速耐久性、耐偏摩耗性および耐摩耗性を発揮
するタイヤに起りがちなクラウン部の耐セパレーション
性の低下を十分に抑制し、もって上記諸性能をいかんな
く発揮する空気入りタイヤに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】上記波形ストリップについては、例えば
特開平２−８１７０８号公報によれば、このストリップ
は波形のコードまたはフィラメントを補強素子としこれ
に比し弾性率がより低い高分子材料、通常はゴムよりな
る被覆が施されたストリップとし、これと慣例に従う直
状のコードまたはフィラメントからなるベルト層とを併
せ用いることが特に重荷重用空気入りラジアルタイヤの
高速耐久性の向上並びにトレッドの接地性の改善につい
て有効であるとしている。

【０００３】しかし上記の波形補強素子を横並びとする
波形ストリップを、特にその有効な特性を更に高度に発
揮させることを狙いとして一枚またはそれ以上ベルトま
たはブレーカに用いると、どうしてもこのストリップと
他のベルト層やブレーカまたはバイアスカーカスとの
間、またトレッドゴム層との間にセパレーションが発生
しがちであることがわかった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このセパレーション問
題を解明したところ以下のことが判明した。すなわち上
記の波形ストリップの波形補強素子は、標準空気圧を充
填した際にタイヤ外径が成長して大きい張力が作用する
ため振幅が小さくなり、さらに、負荷転動によりコード
の各部が接地域と非接地域との間でその振幅変化を繰り
返すことになる。つまり横並びとした波形のコードまた
はフィラメントは内圧充填時の伸長変形、さらには、負
荷転動による振幅変化を長期間にわたり繰り返すのであ
る。

【０００５】もとより上記のような変形が生じない他の
ベルト層やブレーカとともにカーカスの強化のために波
形ストリップを用いるのがより効果的であるから、この
ストリップとこれに接する上記部材またはトレッドゴム
層との間には上記振幅変化により大きな剪断ひずみが発
生し、この剪断ひずみにより初期の小さなセパレーショ
ンが発生し、これが走行につれて大きなセパレーション
に発展しがちであることを解明した。

【０００６】したがってこの発明の目的は、トロイド状
カーカスの円周に沿って多数本のコードまたはフィラメ
ントを横並びに配列した波形ストリップを、このカーカ
スの外周でその強化に与るベルトまたはブレーカとして
備えるタイヤのセパレーション耐久性を一層向上させた
空気入りタイヤを提案することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
この発明の空気入りタイヤは、少なくとも一対のビード
コアにより係留されたトロイド状カーカスを有し、この
トロイド状カーカスの外周に、多数本のコードまたはフ
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の多数枚を、その
少なくとも一枚がその補強素子を波形にくせずけして上
記トロイド状カーカスの円周に沿う配列とする波形スト
リップとして備える空気入りタイヤにおいて、上記波形
ストリップの少なくとも一部の補強素子が、そのタイヤ
赤道面への投影が波形をなす配置になることを特徴とす
るものである。

【０００８】この発明の空気入りタイヤを実施するにあ
たり、上記波形ストリップにおける上記一部の補強素子
をこのストリップの両側にもつことことが望ましい。

【０００９】また上記波形ストリップにおける補強素子
が、そのタイヤ赤道面への投影が補強素子における波形
と同形となる配置になることが望ましい。

【００１０】さらにまたタイヤ赤道面の法線に沿う配列
とする多数本の直状コードまたはフィラメントからなる
ストリップを、上記波形ストリップと隣接して少なくと
も一枚配置することが望ましい。

【００１１】以下、この発明を図面に基づいて一層具体
的に説明する。図１にこの発明の空気入りタイヤ１のタ
イヤ赤道面Ｅから左半分の断面を示す。図において２は
１プライ以上（図示の例は１プライ）のカーカス、３は
少なくとも一対のビードコア（図示の例は一対で片側の
み示す）、４はベルトまたはブレーカ（図示の例はベル
ト）、５はトレッドゴム層、６はサイドウォールであ
る。なおベルト４またはブレーカ４の部分は模式により
示した。

【００１２】カーカス２はビードコア３に係留されてト
ロイド状をなす。トロイド状カーカス２の外周には、こ
れを強化するベルト４またはブレーカ４を配置し、その
さらに外周にはトレッドゴム層５を設け、この両側端か
ら一対のサイドウォール６が内方に延びているのは慣例
に従う。

【００１３】カーカス２は有機繊維コードまたはスチー
ルコード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、通常はゴム被覆を施した１プライ以上からな
るラジアルカーカス（図１の例）とするが、また有機繊
維コードを用いた２プライ以上のバイアスカーカスとし
てもよい。バイアスカーカスの場合は強化層にブレーカ
を用い、カーカスプライ数が多数枚に及ぶ場合はビード
コアを２対以上設ける。

【００１４】以下主に空気入りタイヤ１がラジアルタイ
ヤである場合につき説明する。図１において、模式にて
示す４ａ−１、４ａ−２はトロイド状カーカス２のクラ
ウン円周に沿う配列、すなわちタイヤ赤道面Ｅにほぼ沿
う配列になる波形をなす多数本のコードまたはフィラメ
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、通常はゴムの被覆を施した波形ストリップであ
り、この波形ストリップは少なくとも一枚（図示の例は
二枚の積層）を用いる。

【００１５】波形補強素子は図１において符号Ｒｈ及び
Ｒｉを付して示したが、これらは繊維コードであっても
よいがスチールコードが適合し、またフィラメントの場
合は同じく金属ワイヤ、なかでもスチールワイヤとする
のが良い。

【００１６】波形ストリップ４ａ−１、４ａ−２の少な
くとも一部の波形補強素子をそのストリップ内におい
て、補強素子の中心を波が進む向きに連ねる線を含む仮
想面がこのストリップの上面または下面に対して傾斜す
る配置とするものである。すなわち、この傾斜配置とす
る波形補強素子が図示のＲｉであり、この補強素子Ｒｉ
をタイヤ赤道面Ｅに投影した場合、その投影が波形をな
すものである。なお図示のＲｈは従来の横並びとする波
形補強素子である。

【００１７】上記傾斜配置とした波形補強素子Ｒｉのス
トリップ内における配置のありさまを図２の（ａ）、
（ｂ）および（ｃ）に基づいてさらに説明する。図２の
（ａ）は、図１に示した波形ストリップ４ａ−１（また
は４ａ−２）の上記素子Ｒｉを埋設した部分での素子Ｒ
ｉ−１およびＲｉ−２を見透して斜視展開したありさま
を示す。Ａ−Ａ線はこのストリップの図１の断面におけ
る上面または下面と平行な線である。

【００１８】図２の（ｂ）および（ｃ）では、図２の
（ａ）の素子Ｒｉ−１、Ｒｉ−２をタイヤ赤道面Ｅに沿
う向きで見透したありさま、または上記仮想面をこれと
同じ向きで見通したと同様なありさまを示した。なお図
のＲｉ−１、Ｒｉ−２の上端から下端までは波のピーク
ツーピークをあらわす。

【００１９】図２の（ｂ）に示す波形補強素子Ｒｉ−１
はＡ−Ａ線に対しθの角度をもって傾斜し、この場合は
θが９０°より小さく、図２の（ｃ）に示す素子Ｒｉ−
２のθは約９０°である。なお図２の（ａ）ではθが異
なる波形補強素子を示したが同一ストリップ内でθを合
わせてよいのは勿論である。

【００２０】上記傾斜配置とする波形補強素子Ｒｉは図
示するように波形ストリップ４ａ−１、４ａ−２の両側
に埋設するのが望ましく、その幅は波形ストリップの１
／２幅の３０％以上とするのが好ましい。

【００２１】波形補強素子Ｒｉが、そのタイヤ赤道面Ｅ
への投影が波形補強素子における波形と同形となる配
置、言い換えれば上記θが約９０°である配置とするの
が望ましい。

【００２２】図示の４ｂ−１および４ｂ−２は多数本の
直状コードまたは直状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、通常はゴムの被
覆を施したストリップであり、これらのストリップ４ｂ
−１、４ｂ−２のうち少なくとも一枚を波形ストリップ
４ａ−１または４ａ−２に隣接して配置するのが望まし
い。図示の例はストリップ４ｂ−１と４ｂ−２との積層
を波形ストリップ４ａ−１に隣接してこれとカーカス２
との間に配置したものである。

【００２３】ストリップ４ｂ−１、４ｂ−２の補強素子
は波形ストリップと同様材料になり、タイヤ赤道面Ｅに
対し３０〜８０°の傾斜角度をもつのが好ましく、スト
リップ４ｂ−１、４ｂ−２それぞれの補強素子はタイヤ
赤道面Ｅに対し互いに異なる向きに傾斜して交差するの
が好ましい。

【００２４】かくして上記空気入りタイヤの例における
ベルト４は波形ストリップ４ａ−１、４ａ−２並びにス
トリップ４ｂ−１、４ｂ−２からなる。

【００２５】他のベルト４の例を全幅につき図３の
（ａ）〜（ｅ）に模式による断面で示す。 図３の
（ａ）は図１に示した波形ストリップ４ａ−１、４ａ−
２をその全幅にわたり傾斜配置の波形補強素子Ｒｉにて
統一した例であり、（ｂ）はこれらの波形ストリップ４
ａ−１、４ａ−２をストリップ４ｂ−１、４ｂ−２によ
りサンドイッチした例である。

【００２６】図３の（ｃ）、（ｄ）は波形ストリップの
幅方向中央部を中抜きとした構造になり、（ｃ）は
（ａ）の中抜き、（ｄ）は（ｂ）の中抜きである。中抜
きとした隙間には図示するようにゴムストリップＧｓを
配置するのが好ましい。

【００２７】また図３の（ｅ）は、ストリップ４ｂ−
１、４ｂ−２の両側端部を掩うように比較的幅狭の波形
ストリップを従来のレイヤに代わって配置した例であ
る。

【００２８】上記したベルト４をブレーカとしてトロイ
ド状バイアスカーカスのクラウン強化に用いることがで
きるのはもちろんである。その際上記のストリップの枚
数を減らしてもよい。

【００２９】

【作用】まず従来のタイヤにおける波形補強素子Ｒｈを
横並びとした波形ストリップが引き起すゴムの剪断ひず
みにつき、図４の（ａ）、（ｂ）に基づいて一層具体的
に説明する。図４の（ａ）は波形補強素子Ｒｈの一本に
つきそれを展開して模式で示すものであり、（ｂ）には
（ａ）のＸ−Ｘ線に沿う断面を波形ストリップに隣接す
るストリップ４ｂ−２とともに模式により示した。

【００３０】図４の（ａ）において破線のＡはタイヤの
インフレート前の補強素子、実線のＢはインフレート時
の補強素子、一点鎖線のＣは補強素子の波形をトレッド
幅方向に二分する線、両端矢印は負荷転動によるこの補
強素子の変位量のありさまをそれぞれあらわしている。
なおＥはタイヤ赤道面である。

【００３１】タイヤの負荷転動時におけるトレッドは接
地域への踏み込み直前にその半径を増加するよう膨張変
形するので、これに伴い補強素子Ｂは両端矢印のうち一
点鎖線Ｃ寄りの矢印の先端まで変形する。さらに接地域
に入ったこの補強素子Ｂはトレッド円周に沿う向きの収
縮力の作用を受け一点鎖線Ｃからより遠く離れた矢印の
先端まで変形する。

【００３２】この補強素子Ｂにおける変形のありさまは
図３の（ｂ）に示す断面でみれば、まずインフレート時
におけるＢの位置からＢａの位置に変位し、次にＢａの
位置からＢｂの位置に変位し、接地から離れるとＢｂか
らもとのＢの位置に戻ることをあらわす。

【００３３】上記の補強素子のＢ→Ｂａ→Ｂｂ→Ｂの一
連の変位に伴い、補強素子Ａの直下のストリップ４ｂ−
２との間に介在するゴム部分は図に示すような剪断変形
の形態の下で大きな剪断ひずみ振幅を受けることにな
る。その結果このゴム部分は比較的早期に疲労して物性
が劣化し、隣接するストリップ４ｂ−２との間にセパレ
ーションが発生しがちになるのである。このことはトレ
ッドゴム層５との間でも同様である。

【００３４】ところが図５にインフレート時における波
形ストリップ４ａ−１または４ａ−２の傾斜配置になる
補強素子Ｒｉを、このストリップと隣接するストリップ
４ｂ−２とともにタイヤ赤道面Ｅに沿う平面による断面
で模式により示すように（この図の例では前記θが約９
０°）、素子Ｒｉにおける各点は非接地域から接地域に
至る間に両端矢印にて示すタイヤ半径方向Ｚ−Ｚに沿う
向きの変位を行う。

【００３５】この補強素子Ｒｉの変位に伴いこの素子Ｒ
ｉ直下におけるゴム部分には圧縮変形および引張り変形
が交互に生じるが、これらの変形がもたらす、波形スト
リップ４ａ−１または４ａ−２とストリップ４ｂ−２と
の間の剪断ひずみは従来の横並びとした波形補強素子Ｒ
ｈが及ぼす上述の剪断ひずみに比し著しく小さいものと
なる。

【００３６】以上は補強素子Ｒｉの傾斜角度θが約９０
°の場合について述べたが、このθが９０°より小さな
値の場合であっても、横並びとした補強素子Ｒｈに比し
剪断ひずみが緩和できるのは勿論である。さらにトレッ
ドゴム層５との間においても同様な緩和効果を発揮す
る。

【００３７】よって波形ストリップ４ａ−１、４ａ−２
とストリップ４ｂ−１、４ｂ−２との間の層間剪断ひず
みおよび／またはトレッドゴム層５との間の剪断ひずみ
は大幅に抑制される結果、従来の波形ストリップに不利
となっていたベルト４のセパレーション耐久性を顕著に
高めることができる。

【００３８】なお、特に動きが大きくひずみが大きくな
るベルト端部近傍に前記の波形補強素子Ｒｉを配置する
こと（図１および図３の（ｃ）〜（ｅ））が効果的であ
り、さらに、波形ストリップ全幅にわたって波形補強素
子Ｒｉとすること（図３の（ａ）および（ｂ））が特に
好ましい。

【００３９】

【実施例】トラック・バス用のサイズが２９５／６０Ｒ
２２．５の空気入りラジアルタイヤとし、その構成は図
１に準じた。トロイド状カーカス２は多数本のスチール
コードをラジアル配列としてゴム被覆した１プライから
なる。

【００４０】ベルト４の構成については、実施例１は図
１、実施例２は図３の（ａ）、実施例３および４は図３
の（ｂ）とした。いずれの補強素子もスチールコードと
し、波形補強素子のそれは１×３＋９の撚り構造であり
その振幅を１．２２ｍｍ、波長を３１．６ｍｍとした。
また他のストリップにおけるコードには直状の３＋６の
撚り構造を用いた。

【００４１】いずれのストリップもコードのゴム被覆に
なる。さらに波形スチールコードＲｉの前記傾斜角度θ
は約９０°とし、実施例１においてコードＲｉの配列幅
は波形ストリップ４ａ−１、４ａ−２それぞれにつき、
１／２幅の５０％とした。なお実施例１の残余のコード
Ｒｈは横並び配列としている。

【００４２】実施例１〜３におけるストリップ４ｂ−
１、４ｂ−２のスチールコードはタイヤ赤道面Ｅに対し
２０°の傾斜角度として交差させ、実施例４については
このコードをタイヤ赤道面Ｅの法線に沿う配列とした。

【００４３】実施例１における波形ストリップ４ａ−
１、４ａ−２のスチールコードをすべて横並びのコード
Ｒｈとし、それ以外はすべて実施例１に合わせた比較例
のタイヤを準備し、これと実施例１〜４とを供試タイヤ
としてドラム耐久テストを実施し、ベルトセパレーショ
ンによる故障発生までの走行距離を比較した。

【００４４】そのテスト結果は、比較例を１００とする
指数であらわすと実施例１は１１５、実施例２が１２
０、実施例３で１３０、実施例４では１３３の値が得ら
れた。

【００４５】

【発明の効果】この発明によれば、ベルトのセパレーシ
ョンのうれいなく優れた高速耐久性、耐偏摩耗性および
耐摩耗性を最終寿命まで十分に発揮する空気入りタイヤ
を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の空気入りタイヤの左半分の断面を示
す。

【図２】波形補強素子の配置を説明する図である。

【図３】この発明の別のベルト構成における断面を模式
で示す。

【図４】従来の波形補強素子の挙動を示す。

【図５】この発明の波形補強素子の挙動を示す。

【符号の説明】

２ トロイド状カーカス ３ ビードコア ４ ベルト ４ａ−１ 波形ストリップ ４ｂ−１ ストリップ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも一対のビードコアにより係留
   されたトロイド状カーカスを有し、このトロイド状カー
   カスの外周に、多数本のコードまた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の多数枚を、その少なくとも一枚
   がその補強素子を波形にくせずけして上記トロイド状カ
   ーカスの円周に沿う配列とする波形ストリップとして備
   える空気入りタイヤにおいて、 上記波形ストリップの
   少なくとも一部の補強素子が、そのタイヤ赤道面への投
   影が波形をなす配置になることを特徴とする空気入りタ
   イヤ。
2. 【請求項２】 上記波形ストリップにおける上記一部の
   補強素子をこのストリップの両側にもつことを特徴とす
   る請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 【請求項３】 上記波形ストリップにおける補強素子
   が、そのタイヤ赤道面への投影が補強素子における波形
   と同形となる配置になることを特徴とする請求項１また
   は２のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
4. 【請求項４】 タイヤ赤道面の法線に沿う配列とする多
   数本の直状コードまたはフィラメントからなるストリッ
   プを、上記波形ストリップと隣接して少なくとも一枚配
   置してなることを特徴とする請求項１から３までのいず
   れか１項に記載の空気入りタイヤ。