JPS5945204A - 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】 本発明は空気タイヤ、更に具体的にはラジアルタイヤの
頂部に配設される補強構造に関する。

従来、タイヤの円周方向中央を通る中心面に対して半径
方向に配設されたニーＰを有するラジアル型タイヤ、即
ち補強カーカス構造を有するタイヤは知られているが、
このようなラジアル型メイ、ヤでは、タイヤの頂部区域
を補強する必要がある。従来公知のタイヤにおいて（正
、これは、通常複数の並列ニーＰからなる補強層構造を
設けることにより達成されている。この補強層構造は非
常に可撓性に富み、内圧が無ければ大きな荷重を支持す
ることができない。

従来、米国特許第′４．１１１．２４９号明細書に示さ
れるように、タイヤの頂部地域に剛性を有する環帯を配
設することが提案されてきた。しかし、このような補強
構造は設計の自由度を成る程度制限することになる。

そこで、本発明の目的はラジアルタイヤ゛の頂部区域に
配設しても大きな設計の自由度を力えるような補強構造
を市する空気タイヤを提供することである。本発明タイ
ヤは、タイヤ内の応力を再分配ずろとともに道路の凹凸
を考慮することにより、コーナリング、牽引性および操
縦性等の他の所望の性能特性を糺持しながらより効果的
に作動するよう段重することができる。

また本発明は膨張状態、膨張不足状態および非膨張状態
においてタイヤの面１久性を維持しながら所期の性能特
性が得ら」ｔろタイヤ構造を提供する。

次に図面によ・り本発明の実施例について説明すると、
先ず第１図には、本発明に従って作成された空気タイヤ
１０が示されており、このタイヤ１０は接地トレッド８
部１２と、そのトレッド部１２０両側端部かも半径方向
内方に延びてビード部１６で終端する一対の１１′１１
１壁部１４とから成る。各ビー１部１６は環状の略非伸
縮性のビードコアＪ８を有する。それら〈−ドコア」８
の一方から一方の側壁１４、トレッド部］２および他方
の側壁１４を通って他方のビードコア１８までカーカス
補強層構造２０が延びており、そのカーカス補強層構造
２Ｑの両側端部はその各ビードコア１８の回りに巻かれ
ている。カーカス補強層構造２０は少な（とも一層の並
列なコードよりなる。特に図示の実施例では、カーカス
補強層構造２０は二重の層からなり、またタイヤ］０は
乗用車用タイヤでラジアル型構造となっている。本発明
の目的な達成するため、そのラジアル型構造では、その
コードがタイヤの円周方向中央を通る中心面に対して７
５度から９０度の範囲の角度になるように配設される。

接地トレッド部１２においてカーカス補強層構造２００
半径方向外側には、少なくとも２条の別々の薄い帯より
なるトレッド補張構造２２が配設されており、特に図示
の実施例では、そのトレッド補強構造２２は一条の中央
帯２４と二条の側帯２６とよりなる。各相２４．２６は
エビキン樹脂マトリックス中に埋設されて半剛体の帯状
構造を形成する繊維補強材よりなる。

本発明帯は、タイヤが膨張状態にあるとき、成る程度荷
重を支持しうるに光分な剛性を有するが、またタイヤの
接地時には平坦に１よるに充分な可撓性をも有してい乙
。帯は、−条の繊維補強材をエポキシ樹脂混合物に通し
てから所望の直径および形状を有する円筒状の成形マン
ドレルの回りに巻いて形成される。特に図示の実施例で
は、繊維強化材はげッッ・ζ−グ・プレート・グラス・
カンノやニーから購入したところの以下の特性を有、す
るファイバグラス製撚糸からなる。

ストランドの型：ＥＣＫ３７ 繊維直径：　Ｋ　（Ｘ　　Ｏ，０００５２ｉｎ　呼び寸
法）繊維／ストランド：呼Ｉび寸法　４００ストランド
重量：　（ｇｒａｍ　／　ｙａｒ’ｄ　／　ｅｎｄ　）
０．１　１　３−０．１　３２ ０−ビング（８ストランド）　：　４６２ｙｄＳ　／　
］　ｂ接着剤の種類ニジラン（５ｉｌａｎｅ　）接着剤
の・ぞ−セント（ガラスの重量による）二　０５５±０
．１５ 使用ずろエポキシ樹脂は以下の重量部からなる。

９０イーボン（ＥＰＯＮ）　８２８、シェルコーポレー
ションより購入（エポキシ樹脂） ８０イ・イデイク（Ｎｉ’ｄｊｃ　）無水メチル（硬化
剤） ５ケルボキシ（Ｋｅｌｐｏｘｙ　）　Ｇ２７２−１００
　、スぺ１　ベンノル　ツメチルアミン、　ジャーマン
−・ウィリアムスから購入（触媒） 以上において繊維補強材およびエポキシ樹脂７おリノク
スについて詳細に記載したが、当該技術分野では良く知
られ−Ｃいるように、その他種々の繊維補強材と樹脂混
合物を使用することもできろ。

繊維補強材、すなわち本発明で使用ずろロービングは成
形マンドレルの円周方向中央を通る中心面に対して０度
〜４５度の角度で、好ましくは３〜２０度の角度で該成
形マンドレルの回りに巻かれる。特に図示の実施例では
、繊維補強材は５度の角度に配向されている。また本発
明で゛は、各相２４　、２６が同一の構成の同一の物質
から作成されるものとして記載し７て℃・ろが、本発明
はそのように限定されるものではなく、補強構造２２の
帯は所望の性能をもたらすよう異種の物質をどのような
望ましい方法で混合して作成してもよい。

更に、本発明の帯を作成ずろ特定の方法について記載し
たが、本発明はそのようなものに限定されるものではな
く、帯は当業者に知られているどのような望ましく・方
法で作成してもよい。

本発明のトレンド補強構造２２は従来の通常の補強構造
には見られな（・剛性を与える。タイヤの膨張時にタイ
ヤに充分な拘束力？与えるとともに膨張不足時および非
膨張時に所期の荷重支持特性を与えるため、トレッド補
強構造２２はトレッド部を略横切るように延びる。帯２
４゜２６の線支持帯幅ＴＢＷはタイヤのトレンド幅■の
少なくとも約８０・ξ−セント（８０％）、好ましくは
少なくとも９０・ξ−セント（９０％）にしなけれはな
らない。特に図示の実施例では、線支持帯幅ＴＢＷは約
９５・ξ−セント（９５％）である。本発明の目的のた
めのトレッド幅ＴＷとは、タイヤが所定膨張圧Ｐに膨張
されるとともにタイヤの円周方向中央を通る中心面に垂
直に測った定格荷重を受けた状態で、タイヤの接地部よ
りとった、トレン１部を横切る最大距離で′ある。

各相２６の軸方向外側端部２８は、最も近接する各トレ
ッド側縁部３０からトレッド幅ＴＷの約１０パーセン）
（１０％’）を超えない距離Ｘだげ離れており、その距
離Ｘはトレッド幅猫の５・♀−セン）　（５％）を超え
ないようにするのが好ましい。本発明の目的のためのタ
イヤのトレンド側縁部３０とは、タイヤの使用を意図す
る面（路面）に接触ずろ、軸方向最外側点である。

帯２４．２６は、最も厚い帯の呼び厚さＴＨを超えな（
・距離Ｔたけ互に軸方向に離隔させるのが好ましい。そ
の距離Ｔは約１．２　’７　ｏｎ、　（約Ｏ５インチ）
を超えないのが好ましく、そして０２５４ｍ（１／１．
（１インチ）を超えブ工いの力弓ｒよしい。

各相２４．２６は約０６３５儂（１７４インチ）の厚さ
ＴＨを有ずろが、厚さＴＨば、もちろん、帯のために選
択された材料、繊維強化相の配向角度、および各相に望
まれる剛性により変化する。一般に、乗用重用タイヤで
は、厚さＴ　Ｈは、ファイバーグラス・エポキン帯で、
約０５０８ｃｍ（０２インチ）から約０．８６２ｃｍ、
　（０，３インチ）の範囲である。

図示の実施例においては、・計２４．２６は略等しい幅
を有する。ずなわち、帯２４および２６の幅ＡおよびＢ
はそれぞれ総支描帯幅ＴＢＷの約３分の１に等しい。本
発明の目的のため、線支持帯幅ＴＢＷは、多くの場合、
各相の中−の総和であるが、必ずしもそうで”なくとも
よ（・。第４図には本発明の変形例が示されており、こ
れでは、帯４２４，４２６はそれらの幅の少なくとも一
部が互に重なり合っていう０その場合、線支持帯幅Ｔ’
ＢＷは各個々の帯の幅の総和から帯同志の重なり合い量
を差引いたイ）のである。

例えば、第４図において、総支持層幅ＴＢＷは・計２４
　、２６の総和からそれらの重なり部を差引いたもので
、ずなわち、ＴＢＷ＝Ｗ、トラ２トＷ３−Ｉ、、　−Ｌ
　２であり、Ｗｌ、Ｗ２およびＷ３は帯の幅、またり。

およびＬ２は重なり部の長さである。換言ずれば、第４
図のＴＢＷはトレッド補強部４２２の一側縁４２８から
他側縁４２８まで延びる最大軸方向幅である。帯はそれ
らの幅の５０・ξ−セント（５０％）以上型なり合って
はならず、それらの幅の２５・ξ−セント（２ｓ％）以
下となるのが好ましい。

第１図の実施例では、略等しい幅の３条の帯が示されて
（・ろが、本発明はそのように限定されるものではなく
、例えば、中央帯２４は総支持帯幅ＴＢＷの２０７ξ−
セント（２０％）カ）も６０・ゼーセント（６０％）の
範囲の幅Ａを有していてもよく、また各側帯２６は総支
持帝幅ＴＢＷ　の２０ノξ−セント（２０係）から４０
ノξ−セント（４０％）までの範囲の幅Ｂを有して℃・
てもよ・い。・層幅は少なくとも・１′ｉ″ｉ厚に等し
く、少なくとも帯厚の２倍以上あるのが好ましい。

第２図には本発明の変Ｊ１ぞ例が小されており、それぞ
れ略等し℃・幅の５条の缶か設けらｈて℃・ろ。乗用車
用タイヤＫ　Ｔｌｉる本発明の好ましし・実施態様では
、互に軸方向に離隔した少なくとも３条の別々の帯、好
ましくは７条を超えない数の帯を設けるのが好ましい。

乗用土用のタイヤの接地トレッド部に生じた応力・は普
通３つの異なる区域、ずなわち１個の中央区域および２
個の肩部区域に分割される。軸方向に−７７、に離隔し
た３条から７条の別々の帯を１史用することにより、ト
レツ１２部の異なる区域を物性のそれぞれ異なる帯によ
り補強することかできろ。例えば、もし望まし℃・なら
ば、トレッド中央部の帯をトレッド部肩部の帯よりも厚
（ずろとともに異なる構造にすることにより、すなわち
剛性のより大ぎな物性を有する異なる物ｖ与かり作成す
ることによって、トレッド部中央部の支持ηを犬きくす
るとともにトレッド部肩部の帯の応力を成る程度軽減ず
ろこともできる。一般に、トレッド部肩部区域の帯は中
央部区域の帯に比較してより大きな横方向の曲げ応力を
受けるので、本発明による補強帯構造は、これを考慮に
入れてより耐久性に優れたタイヤを提供するように構成
される。このようにして、タイヤの他の望ましい物理的
性能特性を損なうことなく、効果的な袖Ｆｇ、構造を提
供することができろ。

第１図に示した実施例では、帯２４．２６の半径方向外
周面３２は略同−の直径を有するが、タイヤの他の帯の
応力を軽減したり、あるいは牽引性（トラッキング）や
操縦性等の性能特性を改良するために、帯２ｄ　、２６
の外周面３２が互に異なる直径を有するようにしてもよ
い。

第３図には、中央帯３２４の半径方向外周面３３２を側
帯３２６の半径方向外周面３３２よりも大きくした実施
例が示されている。中央帯３２４は所定の外周径Ｄ１を
有し、また各側帯３２６も所定の外周径Ｄ２を有する。

帯が第３図に示すように重なり合わない場合には、乗用
土用タイヤに対しては、直径Ｄ２をＤｌよりも約１、２
７　ＣＴＬ（１／２インチ）以上大きくならないように
するのが望ましも・、。

本発明者等は、タイヤが膨張、膨張不足および非膨張状
態で効率良く作動するためには、トレッド補強構造２２
の最大強度Ｓをその弾性係数Ｅの３分の２乗で除したも
のが３に等し℃・かそれよりも大きくしなりれはならず
（すなわち、３５　Ｓ　／　Ｅ　９Ａ）　、特に３．０
から７０までの間の値になるようにするのか好まし℃・
ことを発見した。トレッド補強構造２２の弾性係数Ｅお
よび最大強度ＳはＡＳＴＭ手続Ｄ７９０−７］　により
決められる。

また本発明者らは、主として・ξンク時走行可能（すな
わち、タイヤの内圧が無くても制限時間内、制限速度で
走行可能なこと）に設言」された空気タイヤでは、帯の
剛性がタイヤの剛性と特定の関係になげればならず、こ
の１易舒、帯の剛性をタイヤの剛性の４パーセン１−（
４％）から１０・ξ−セント（１０ｏり）まで゛の範囲
にするのが望ましく、特に５・ξ−セント（５％）カラ
７・ξ−セン）（７％）までの範囲にずろのが好ましく
・ことを発見した。特に第１図に示した実施例では、帯
は主としてパンク時走行可能に設計されており、タイヤ
の剛性の約５７・ξ−セントの剛性を有している。第６
および７図にＧ′１５、帯の剛性の測定力法が線図によ
り示されており、すなわち、本発明に従って作製された
４斗の２つの側面図が示されて℃・る。第６図は無負荷
状態の環帯を示し、また第７図は負荷状態の環帯な示し
ている。これらの図から、無負荷時の環帯は直径りを有
し、負荷時の環帯は力（すなわち負荷）Ｆが加えられて
いるとき直径Ｄ１を有することが理解されるであろう。

帯の剛性ＫＢは２．５　＋３　ｃｎｒ　（１インチ）の
撓みを生じたときの荷重すなわち測定した荷重を撓み量
によって除したものＣＫＢ　＝Ｆ／（Ｄ−Ｄｌ）　〕に
等しい。特に図示の実施例では、帯は約１１．６０８ｋ
ｇ／ぼ（６５７＋ｂ　／　ｉｎ、　）の剛性を有する。

本発明の目的のためタイヤの剛性ＫＴは、本発明の補強
帯すなわち環帯の代わりに、従来より使用されてきた典
型的な補強スチールベルトコート゛積層士／な造を設け
た点を除いて、帯刊タイヤと同様の構造のタイヤにより
決められろもので、定格荷重りをそれによって生じたタ
イヤの所定膨史圧ｐ時の撓み量によって除したものＣＫ
Ｔ■、／（Ｒ２−Ｒ，’）〕に等しい。本発明の目的の
ため、タイヤの剛性ＫＴは車輪に取利けもれ、車輪の中
心軸線で荷重されろよう設計されたタイヤから測定され
るもので、Ｒ２は無負荷時のタイヤの半径、Ｒ１は定格
負荷時のタイヤの半径であり、従ってＲ２−Ｒ１は。車
輪の中心軸の垂直変位量に等しい。本発明者等は乗用車
用タイヤサイズＦＲ７０−１，１が、２つの補強用ベル
トコード重積層をトレッド゛補強材に用いた点を除いて
、本発明タイヤと同一であるとき、タイヤの剛性ＫＴか
約１８２．９　ｋｇ／　ｃｍ　（１０２４ｌｂ／ｉｎ、
　）に等しいことを発見した。各重積層の各コードは、
０．２５　ｍｍの直径をも°つスチールフィラメントを
より合せた４本のストランドから−なる。各層のコー１
はタイヤの円周方向中央を通る中心面に対して約２３度
の角度で配向され、一方の層のコーＰは他方の層のコー
ドに対して前記中心面を挟んで反対側に配置された。各
層のコーＰエンドは２．５４　ｃｎｌ（１インチ）当り
約２０エンドて゛あった。

本発明はその精神および範囲から逸脱することなく様々
に変更しう７るもので、例えば、限定的な意味ではなく
、補強構造の帯に使用されろ繊維補強材は前記したもの
と異なる物質から作成してもよいし、あるいは種々の異
なる構造にしてもよし・。また使用するエポキシ樹脂マ
トリックスも同様である。

更に、本発明帯は当業者に公知の閉鎖玉縁型タイヤ構造
にも使用でき、また補強帯は互に隣接する胴体積層間に
配設してよいし、ある℃・はもし望ましければ、胴体積
層構造の半匝方向内側処配設してもよ（・。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明により作製された補強構造を示すタイヤ
の千部断面図、 第２図は本発明の変形例を示す第１図と同様の断面図、 第３図は本−発明の他の変形例を示１−タイヤの断面図
、 第４図は本発明の丈に他の変形例を示すタイヤの断面図
、 第５図は本発明の更に他の変形例を示すタイヤの断面図
、 第６および７図は、本発明タイヤにＺ；１シて、タイヤ
の剛性および帯の剛性を決める方法を示す説明図である
。 １４・・側壁部、　　　　１６・・・ビード部１８・・
・ビードコア　　　２０・・・カーカス補強層構造２２
・・・トレッド補強構造 ２４・・・中央帯　　　　２６・・側帯２８・・・軸方
向外側縁部 ３０・・・トレッド側縁部 ％許出１ｉ人　ザ　グンドイアー　タイヤ　アンド″゛
−”″“−一５２

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）　　一対の軸方向に対向するトレッド側縁部を有
   ずろ接地トレッド部と、前記トレッド側縁部から半径方
   向内方に延びて、内部に非伸縮性の補強部材を有するビ
   ー１部で終端する一対の側壁部と、前記ピーｌ：′部の
   一方から前記側壁部およびトレッド部を通って前記ビー
   ト８部の他方まで延びろ少なくとも１つの織物補強層構
   造とを有するラジアルタイヤにおＣ・て、−の環状補強
   構造が前記タイヤの周囲まわりにのびる一前記トレッド
   部に配設され、該環状補強構造は実質的に前記トレンド
   の１〕方向に配置された複数のほぼ環状の帯からなり、
   そして、前記各相は少くとも前記各相の半径方向の厚さ
   に等しい巾を有することを特徴とする、ラジアルタイヤ
   。 （２）　　前記帯全体の総横幅がタイヤのトレッド幅の
   小なくとも８０・ξ−セント（８０％）となるようにし
   たことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記４虚のラ
   ジアルタイヤ。 （３）前記帯全体の総横幅かタイヤのトレッド幅の少な
   くとも９５・ｇ−セント（９５係）となるようにしたこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載のラジアル
   タイヤ− （４）　　前記環状補強材の軸方向外側の帯は、最も近
   接する各トレッド側縁部かもタイヤのトレッド幅の約１
   ０ノ？−七ンｌ−（１０％）を超えない距離だけ離して
   配設されてい、ろことを特徴とする特許請求の範囲第１
   項に記載のラジアルタイヤ。 （５）　　前記各相はそれらのうち最も厚いものの呼び
   厚さを超えない距離だけ互に軸方向に離隔していること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項に記載のラジアルタ
   イヤ。 （６）　　前記各相は約１．２７　ｃｍ　（＋／２イン
   チ）を超えない距離だけ互に軸方向に離隔されているこ
   とを特徴とする特許請求・の範囲第１項に計１載のラジ
   アルタイヤ。 （７）　　前記環状補強構造は、−の中央帯と、その中
   央帯の両ｆｒｉｌｌにそれぞれ配設された２個の側帯と
   からなることを特徴とする特許請求の範囲第１項に貰己
   載のラジアルタイヤ。 （８）　　前記中央帯は、前記各側帯から０．２５４．
   ｃｍ　（］７１１０インチを超えない距離だけ離隔して
   いることを特徴とする特許請求の範囲第７項に記載のラ
   ジアルタイヤ。 （ｓ＋ｌ　　１ｑｉｉ記中火帯は前記者全体の総横幅の
   ２０パーセンｌ−（２０％）から６０パーセント（６０
   係）の範囲の横幅を有し、前記各側帯は前記帯全体の総
   横幅の２０・ξ−セント（２０係）から４０・ξ−七ン
   ト（４０％）の範囲の横幅を有することを特徴とする特
   許請求の範囲第７項に記載のラジアルタイヤ。 （１（ＩＩ　　前記の中央帯および１μ１１帯の各々は
   それらの帯全体の横幅の約３分の］の横幅を有ずろこと
   を特徴とする特許請求の範囲第７項に記載のラジアルタ
   イヤ。 ｉｆ　ｌ）　　前記各相は半径方向外周面をイｆし、そ
   、！１ら各半径方向外周面の直径は最も１［ア（・帯の
   呼び厚さの２倍を超えない人δさを、ｌｌ］７ｔ　’４
   ）ことを特徴とする特許請求の範囲第１頂によ７：、）
   ラジアルタイヤ。 ０２）　　前記各相は半径方向外周面をイＪし、各半径
   方向外周面は所定の直径をイイし、前記各相の直径間の
   差が最も幅広の帯の呼び厚さ１．２７ｃｍ、　（＋／２
   インチ）を超えな（・ことを特徴とする特許請求の範囲
   第１項に記載のラジアルタイヤ。 ０３）　　前記側帯の半径方向外周面の対径は前記中央
   帯の半径方向外周面の直径と等１ｊ・か、あるいはそれ
   よりも小さいことを特徴とする特許ル青求の範囲第７項
   に記載のラジアルタイヤ。 ０４）　　前記側帯および中央イ４１″の半径方向外周
   面の直径の差が２分の」インチ（Ｊ２７α）を超えない
   ことを特徴とする特ａ′１品求の範囲第１３項に記載の
   ラジアルタイヤ。 （Ｉ■　前記各相は樹脂マトリックス中に埋設された多
   数の繊維よりなる複合材料から作成されろことを特徴と
   する特許請求の範囲第１項に記載のラジアルタイヤ。 （１ら）　ｉ訂言己繊Ｘイ１」まファイ・ぐグラス、ア
   ラミド（ａｒａ＋ｎ１ｄ）　、炭素１６丁ひワイヤの中
   のｊつから作成さＡｔ、また前記樹脂マ（・リソクスは
   工４？キシ系であることを特徴とする特許請求の範囲第
   １５項に記載のラジアルタイヤ。 （１１前記繊維はタイヤの円周方向中央を通る中心面に
   対して０度から４５度までの範囲の角度で配向されて（
   ・ろことを特徴とする特許請求の範囲第１５項に記載の
   ラジアルタイヤ。 （ＩＲＩ　　前記繊維はタイヤの円周方向中央を通る中
   −ＬＬ−面に対して５度から２０度までの範囲の角度で
   配向されていることを特徴とする特許請求の範囲第１５
   項に記載のラジアルタイヤ、ｔｌ！＋＋　　前記環状補
   強構造の最大強度をそれの弾性係数の；３分の２乗で除
   したものが３に等しく・か、あろ℃・はそれよりも大き
   いことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載のう、
   ゛アルタイヤ。 （２０）　　前記環状補強材の最大強度をそＡしの′弾
   性係数の３分の２乗で除したものか：つ０に等しく・か
   、あるいはそれよりも人きく、１４つ７０に等しいか、
   あるいはそれよりも小さし・ことを特徴とする特許請求
   の範囲第１項に記載のラジアルタイヤ。 （２１）　　前記環状補強材の剛性はタイヤの剛性の絢
   ４・ξ−セント（４乏）から１０ノξ−セント（１０％
   ）までの範囲であることを特徴とする特許請求の範囲第
   】項に記載のラジアルタイヤ。 （２２１前記環状補強材の剛性はタイヤの剛性の約５）
   ξ−セ：／ト（５％）から７７ξ−セント（７チ）まで
   の範囲て゛あることを特徴とする特、　　許請求の＋ａ
   α囲第１項に記載のラジアルタイヤ、。 Ｃ１３）　　タイヤの剛性に対ずろ前記環状補強拐の剛
   １生比か５７パーセント（５７％）て゛あ４）ことを特
   徴とする特許請求の範囲８Ａ１項に記載のラジアルタイ
   ヤ。