JP4279018B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、カーカスのクラウン部の外周上に、補強素子がタイヤ赤道面を挟んで互いに交差するよう積層したベルト層からなる交差ベルトを有する空気入りタイヤに関し、特にかかるタイヤの耐久性の向上を図る。
【0002】
【従来の技術】
従来、トラックやバス等の大型車両に使用される重荷重用空気入りタイヤでは、複数層のベルト層を、補強素子が互いに交差するよう順次積層された交差ベルトを配設することで、高内圧及び重荷重に耐えられるようにしている。しかし、このような交差ベルトでは、タイヤが転動する際に、これら隣接したベルト層間にせん断力が作用し、特に応力が集中しやすいベルト層の両端部において、補強素子とこれを被覆するゴムとの間にセパレーションを生じやすいという問題があった。
【0003】
こうした問題を解決するため、例えば特許文献1には、交差ベルトを構成する隣接ベルト層間に断面楔状のエッジゴムを配設し、ベルト端部周りの疲労亀裂損傷を抑制して、セパレーションの発生を防止した空気入りタイヤが記載されている。しかし、かかるタイヤでは、エッジゴムの配設に起因して隣接ベルト層のタイヤ径方向コード間距離が、他の位置に比べて局所的に短くなる傾向があるため、交差ベルトによるたが締め効果が、前記コード間距離が短いエッジゴムの先端位置等に集中する結果、隣接ベルト層間でセパレーションを生ずるおそれがあった。
【0004】
【特許文献1】
特開平7−251605号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、この発明の目的は、交差ベルトを構成するベルト層のタイヤ径方向コード間距離の均一化を図ることにより、かかるベルト層間でのセパレーションを有効に防止して、ベルトの耐久性を向上させた空気入りタイヤを提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、この発明は、一対のビード部間でトロイド状に延びるカーカスのクラウン部の外周上に、タイヤ赤道面に対し比較的小さい角度で傾斜して延びる補強素子をゴム被覆してなる少なくとも2層のベルト層からなるベルトを具え、このベルトを構成するベルト層のうちの2層は、補強素子がタイヤ赤道面を挟んで互いに交差するよう積層して交差ベルトを形成してなる上下ベルト層の第1及び第2ベルト層である空気入りタイヤにおいて、タイヤ幅方向断面にて、第1及び第2ベルト層の端部間に、先端に向かって厚さが漸減する楔部とこの楔部先端からタイヤ幅方向内側に延びる実質的に均一な厚さのシート部とを有するエッジゴムを配設し、第1及び第2ベルト層のタイヤ径方向コード間距離を、エッジゴムの先端位置又はその近傍位置でタイヤ赤道面位置の0.5倍以上としたことを特徴とする空気入りタイヤである。
【0008】
さらに、シート部の厚さは、タイヤ赤道面における第1及び第2ベルト層のタイヤ径方向コード間距離の0.5〜1.0倍の範囲であることが好ましい。
【0009】
さらにまた、第1ベルト層の端縁からエッジゴム先端までをタイヤ幅方向に沿って測定した距離が、第1ベルト層の半幅の0.3〜0.6倍の範囲であることが好ましい。
【0010】
加えて、エッジゴムと第2ベルト層との間に実質的に均一な厚さのゴムシートを配設し、該ゴムシートのタイヤ幅方向内側端縁がエッジゴムのタイヤ幅方向内側端縁よりもタイヤ幅方向内側に位置することが好ましい。
【0011】
加えてまた、エッジゴムと第1ベルト層との間に実質的に均一な厚さのゴムシートを配設し、該ゴムシートのタイヤ幅方向内側端縁がエッジゴムのタイヤ幅方向内側端縁よりもタイヤ幅方向内側に位置することが好ましい。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ、この発明の実施の形態を説明する。図1は、参考形態に従う代表的な空気入りタイヤ(以下、「タイヤ」という。)の要部断面図であり、図2は、図1に示すタイヤからベルト及びエッジゴムのみを抜き出したときの部分拡大図である。
【0013】
図1に示すタイヤ1は、一対のビード部(図示せず)間でトロイド状に延びるカーカス2のクラウン部3の外周上に、タイヤ赤道面Eに対し比較的小さい角度、好適には14〜30°で傾斜して延びる補強素子をゴム被覆してなる少なくとも2層のベルト層、図1ではタイヤ径方向外側に位置する上側ベルト層である第1ベルト層4a、及びこのタイヤ径方向内側に位置する下側ベルト層である第2ベルト層4bの2層のベルト層からなるベルト5を具える。このベルト5を構成するベルト層4a、4bは、補強素子がタイヤ赤道面Eを挟んで互いに交差するよう積層されて交差ベルトを形成する。
【0014】
そして、この発明の構成上の主な特徴は、タイヤ幅方向断面にて、第1及び第2ベルト層4a、4bの端部間に、先端に向かって厚さが漸減する楔状のエッジゴム6を配設し、かつ第1及び第2ベルト層4a、4bのタイヤ径方向コード間距離が、エッジゴムの先端位置又はその近傍位置でタイヤ赤道面位置の0.5倍以上である、すなわち図2の距離gが距離aの0.5倍以上であることにある。
【0015】
以下、この発明が上記構成を採用するに至った経緯を作用とともに説明する。上記の通り、交差ベルトを配設したタイヤでは、タイヤが転動する際に、隣接したベルト層間にせん断力が作用し、特に応力が集中しやすいベルト層の両端部において、補強素子とこれを被覆するゴムとの間にセパレーションを生じやすいという問題があった。これを解決するため、交差ベルトの第1及び第2ベルト層間にエッジゴムを配設することが知られているが、この場合には、エッジゴムの配設によって、ベルト端でのセパレーションは抑制されるが、第1及び第2ベルト層のタイヤ径方向コード間距離が短い位置で新たにベルト間セパレーションを生ずるおそれがあった。
【0016】
発明者は、この原因について鋭意研究を重ね、第1及び第2ベルト層間にエッジゴムを配設すると、ベルト端でのセパレーションは抑制されるものの、これらのタイヤ径方向コード間距離が不均一で、その偏差が大きいことを見出した。すなわち、エッジゴムの先端位置又はその近傍位置でコード間距離は最小となり、タイヤ赤道面に向かって漸増しており、両位置におけるコード間距離の比は0.5未満と小さいため、タイヤに荷重が適用された際、このコード間距離が最小となっている箇所に応力が集中する結果、第1ベルト層と第2ベルト層の間でセパレーションが生じていた。そこで、発明者は、タイヤ赤道面位置でのコード間距離に対するエッジゴムの先端位置又はその近傍位置でのコード間距離の比を大きくする、すなわちコード間距離の偏差を小さくして、応力が集中する箇所を無くすることによって、セパレーションを有効に抑制することができ、この結果、タイヤの耐久性を向上できることを見出し、この発明を完成させるに至ったのである。
【0017】
また、セパレーションをより有効に抑制する観点からは、第1及び第2ベルト層4a、4bのタイヤ径方向コード間距離が、エッジゴムの先端位置又はその近傍位置でタイヤ赤道面位置の0.6〜1.4倍であることが好ましく、コード間距離を均一にする観点からは、1.0倍であることがさらに好ましい。
【0018】
エッジゴム6は、図3(a)に示すような、その先端からタイヤ幅方向内側に延びる実質的に均一な厚さのシート部7をさらに有する。前記のコード間距離がより均一に近づく結果、第1ベルト層4aと第2ベルト層4bの間のセパレーションをより一層有効に抑制できるからである。
【0019】
なお、図3(a)には、シート部7と楔部8とが一体となってエッジゴム6を形成している態様を示したが、図3(b)に示すように、シート部7と楔部8とが別体となっていてもよい。この場合には、応力集中を防止する観点から、シート部7と楔部8との距離fは、0〜2mmであることが好ましい。
【0020】
また、シート部6の厚さbは、タイヤ赤道面Eにおける第1ベルト層4a及び第2ベルト層4bのタイヤ径方向コード間距離aの0.2〜1.0倍の範囲であることが好ましい。シート部の厚さbが、タイヤ赤道面Eにおける第1及び第2ベルト層のタイヤ径方向コード間距離aの0.2倍未満の場合には、コード間距離の偏差を十分に小さくすることができず、シート部7を配設した効果が十分に発揮されないからであり、1.0倍を超える場合には、ベルトの端部でのたが締め効果が不十分となり、走行時等の交差ベルトの径成長が過大となり、ベルト端でのセパレーションが生じるおそれがあるからである。シート部6の厚さbは、生産性の観点からは、タイヤ赤道面Eにおける第1ベルト層4a及び第2ベルト層4bのタイヤ径方向コード間距離aの0.4倍以上であることがさらに好ましく、耐久性の観点からは、0.8倍未満であることがさらに好ましい。
【0021】
さらに、タイヤ幅方向に沿って測定して、第1ベルト層4aからエッジゴム先端までをタイヤ幅方向に沿って測定した距離dが、第1ベルト層の半幅cの0.3〜0.6倍の範囲であることが好ましい。この距離dが第1ベルト層の半幅cの0.3倍未満の場合には、シート部7の長さが不十分となり、シート部7先端に応力が集中するため、シート部7を配設した効果が十分に発揮されないからであり、0.6倍を超える場合には、ベルトの端部でのたが締め効果が不十分となり、走行時等の交差ベルトの径成長が過大となり、ベルト端でのセパレーションが生じるおそれがあるからである。
【0022】
さらにまた、セパレーションを一層有効に抑制する観点からは、第1ベルト層4aからシート部先端までをタイヤ幅方向に沿って測定した距離dが、第1ベルト層の半幅cの0.35〜0.50倍の範囲であることがより好ましい。
【0023】
加えて、図4に示すように、エッジゴム6と第2ベルト層4bとの間に実質的に均一な厚さのゴムシート9を配設し、このゴムシート9のタイヤ幅方向内側端縁10がエッジゴムのタイヤ幅方向内側端縁11よりもタイヤ幅方向内側に位置することが好ましい。前記のコード間距離がより均一に近づく結果、第1ベルト層4aと第2ベルト層4bの間のセパレーションをより一層有効に抑制できるからである。
【0024】
加えてまた、図5に示すように、エッジゴム6と第1ベルト層4aとの間に実質的に均一な厚さのゴムシート12を配設し、このゴムシート12のタイヤ幅方向内側端縁13がエッジゴム6のタイヤ幅方向内側端縁11よりもタイヤ幅方向内側に位置することが好ましい。前記のコード間距離がより均一に近づく結果、第1ベルト層4aと第2ベルト層4bの間のセパレーションをより一層有効に抑制できるからである。
【0025】
そして、かかるタイヤを製造する場合には、成型ドラム上、又は必要に応じて予め貼り付けた第3ベルト層上に第2ベルト層を貼り付け、次いで、この第2ベルト層上に、その両端から第2ベルト層幅の1/4〜1/3までの範囲にわたってエッジゴムを貼り付けた後、第1ベルト層を、補強素子がタイヤ赤道面を挟んで第2ベルト層を構成する補強素子と交差するよう積層して交差ベルトを形成し、その後、必要に応じて第4ベルト層を貼り付けてから、トレッドゴムを貼り付けてBTバンドを製造する。この後、このBTバンドをグリーンケースにはめ合わせて、所定のシェーピングを加えた後、他のタイヤ構成部材の貼付け、加硫等の一般にタイヤ製造に必要な工程を行うことで、この発明に従うタイヤが得られる。
【0026】
なお、上述したところは、この発明の実施形態の一例を示したにすぎず、請求の範囲において種々の変更を加えることができる。例えば、図3(c)及び(d)に示すように、エッジゴム6がタイヤ幅方向外側にもフラット部7を有していてもよい。また、ベルト端部でのセパレーションをさらに有効に抑制する観点から、図6(a)〜(c)に示すように、エッジゴム6、ゴムシート9、12でベルト層4a、4bの端縁を被覆してもよい。
【0027】
【実施例】
次に、この発明に従う空気入りタイヤを試作し、性能評価を行ったので、以下に説明する。
【0028】
参考例1、2、8及び9並びに実施例3〜7のタイヤは、タイヤサイズが275/80R22.5のトラック・バス用ラジアルタイヤであり、ベルトが4層のベルト層から構成されており、各ベルト層の幅が、タイヤ径方向内側から順にそれぞれ160mm、180mm、160mm、80mmであり、タイヤ径方向内側から数えて2番目の第2ベルト層と3番目の第1ベルト層の間にエッジゴムを配設してなり、表1に示す諸元を有する。参考例1及び2のエッジゴムはシート部を有しておらず、実施例3〜5のエッジゴムはタイヤ幅方向内側に楔部と一体のシート部を有しており、実施例6及び7のエッジゴムはタイヤ幅方向内側に楔部と別体のシート部を有しており、参考例8のエッジゴムはシート部を有していないが、エッジゴムと第1ベルト層との間に実質的に均一な厚さのゴムシートを配設しており、参考例9のエッジゴムはシート部を有していないが、エッジゴムと第2ベルト層との間に実質的に均一な厚さのゴムシートを配設している。
【0029】
比較のため、タイヤサイズ及びベルトが参考例1、2、8及び9並びに実施例3〜7と同じであり、表1に示す諸元を有し、エッジゴムがシート部を有していないタイヤ(比較例1)、エッジゴムがタイヤ幅方向内側に楔部と別体のシート部を有するタイヤ(比較例2)、エッジゴムはシート部を有していないが、エッジゴムと第1ベルト層との間に実質的に均一な厚さのゴムシートを配設したタイヤ(比較例3)についても併せて試作した。
【0030】
(試験方法)
前記各供試タイヤをJATMAで定める標準リム(8.25)に取り付けてタイヤ車輪とし、このタイヤ車輪を空気圧760kPa(相対圧、うち酸素分圧380kPa)及び無負荷条件にて、温度70℃に保った恒温槽内に2週間放置して、タイヤゴムの酸素劣化を促進させた後、空気圧760kPa(相対圧)、タイヤ負荷荷重2800kN、走行速度60km/hの条件下でドラム試験機上を走行させ、タイヤが故障するまでの走行距離を測定し、この測定値によってタイヤの耐久性を評価した。この評価結果を表1に示す。
【0031】
【表1】
【0032】
表1に示す結果から、参考例1、2、8及び9並びに実施例3〜7のタイヤはいずれも、比較例1〜3のタイヤに比べて耐久性に優れていることが分かる。
【0033】
【発明の効果】
この発明により、交差ベルトを構成する第1及び第2ベルト層のタイヤ径方向コード間距離の均一化を図って、かかるベルト層間でのセパレーションを有効に防止し、ベルトの耐久性を向上させた空気入りタイヤを提供することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図1】参考形態に従う代表的な空気入りタイヤの要部断面図である。
【図2】図1に示すタイヤのベルト及びエッジゴムの拡大図である。
【図3】この発明及び参考形態に従うタイヤに使用可能な種々のエッジゴムを示す。
【図4】参考形態に従う他の空気入りタイヤの幅方向右半断面図である。
【図5】参考形態に従う他の空気入りタイヤの幅方向右半断面図である。
【図6】参考形態に従う種々の空気入りタイヤの幅方向右判断面図である。
【符号の説明】
1 タイヤ
2 カーカス
3 クラウン部
4a 第1ベルト層
4b 第2ベルト層
5 ベルト
6 エッジゴム
7 シート部
8 楔部
9、12 ゴムシート
10、13 ゴムシートのタイヤ幅方向内側端縁
11 エッジゴムのタイヤ幅方向内側端縁
Claims (5)
- 一対のビード部間でトロイド状に延びるカーカスのクラウン部の外周上に、タイヤ赤道面に対し比較的小さい角度で傾斜して延びる補強素子をゴム被覆してなる少なくとも2層のベルト層からなるベルトを具え、このベルトを構成するベルト層のうちの2層は、補強素子がタイヤ赤道面を挟んで互いに交差するよう積層して交差ベルトを形成してなる上下ベルト層の第1及び第2ベルト層である空気入りタイヤにおいて、
タイヤ幅方向断面にて、第1及び第2ベルト層の端部間に、先端に向かって厚さが漸減する楔部とこの楔部先端からタイヤ幅方向内側に延びる実質的に均一な厚さのシート部とを有するエッジゴムを配設し、第1及び第2ベルト層のタイヤ径方向コード間距離を、エッジゴムの先端位置又はその近傍位置でタイヤ赤道面位置の0.5倍以上としたことを特徴とする空気入りタイヤ。 - 前記シート部の厚さは、タイヤ赤道面における第1及び第2ベルト層のタイヤ径方向コード間距離の0.2〜1.0倍の範囲である請求項1記載の空気入りタイヤ。
- 第1ベルト層の端縁からエッジゴム先端までをタイヤ幅方向に沿って測定した距離が、第1ベルト層の半幅の0.3〜0.6倍の範囲である請求項1又は2記載の空気入りタイヤ。
- エッジゴムと第2ベルト層との間に実質的に均一な厚さのゴムシートを配設し、該ゴムシートのタイヤ幅方向内側端縁がエッジゴムのタイヤ幅方向内側端縁よりもタイヤ幅方向内側に位置する請求項1〜3のいずれか一項記載の空気入りタイヤ。
- エッジゴムと第1ベルト層との間に実質的に均一な厚さのゴムシートを配設し、該ゴムシートのタイヤ幅方向内側端縁がエッジゴムのタイヤ幅方向内側端縁よりもタイヤ幅方向内側に位置する請求項1〜4のいずれか一項記載の空気入りタイヤ。
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