JP5973694B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

Description

この発明は、トレッド周方向に、直線状、ジグザグ状等の形態で延在する、撚コード、束フィラメント、モノフィラメントその他の補強素子からなるベルト強化層と、ベルト強化層の外周側に重ね合わせて配置したベルトとをトレッド部に具える、トラック、バス等の重荷重車両用タイヤ、産業車両用タイヤ、建設車両用タイヤ等として用いて好適な空気入りタイヤに関するものであり、とくには、ベルト強化層の側縁もしくはその近傍部分の、ベルトとの間での層間セパレーションの発生を防止する技術を提案するものである。

トレッド周方向に延びる補強素子からなるベルト強化層と、ベルト強化層の外周側に重ね合わせて配置した、二層以上の、コードが相互に交差するベルト層からなるベルトとを具える従来のこの種のタイヤとしては、特許文献１および２に記載されたものがある。

特開平２−２０８１０１号公報 国際公開２００８／１０２６６７号パンフレット

ところで、特許文献１および２に記載されているそれぞれのベルト強化層を、一本もしくは複数本の補強素子をゴム被覆してなるリボン状のストリップの螺旋状の巻回構造体によって形成する場合に、たとえば、幅が３〜２０ｍｍのリボン状のストリップを、所要の幅のベルト強化層の一方の側縁となる位置から、他方の側縁となる位置に向けて螺旋状に巻回したときは、ストリップの巻回始端と巻回終端とのそれぞれに、補強素子の切断端が存在することになって、それらの巻回始端および巻回終端のそれぞれと対応する位置が、ベルト強化層とベルトとのセパレーションの発生核となり易い問題があった他、リボン状のストリップの同様の巻回態様の下で、所要の強度を確保するべく、ベルト強化層を二層にわたって配設するときは、所定の幅のストリップを螺旋状に巻回することに起因する必然的な帰結として、ストリップの巻回始端と巻回終端とのそれぞれに、形成されるベルト強化層が一層となる部分が存在することになるという問題があり、この問題を解決するべく、ストリップの螺旋巻回始端と螺旋巻回終端のそれぞれで、ストリップの二層重ねを確実なものとすると、今度は、巻回始端と巻回終端とのそれぞれに、ストリップが三層に重なる部分が発生し、この三層重なり部分の外周側に、二層以上の、コードが相互に交差するベルト層からなるベルトの、ベルトコード交差域を積層配置したときは、ストリップの三層重なり部分で、ベルト強化層とベルトとの間の、被覆ゴム層等の層間ゴムの厚みが、生タイヤの加硫成形時の層間ゴムの流動等に起因して薄くなるため、ベルト強化層とベルトとの周方向剪断変形等によってそれらの間にセパレーションが発生し易くなるという他の問題があった。

そしてこの問題は、３〜２０ｍｍ幅のリボン状のストリップの巻回態様を変更して、たとえば、ストリップの巻回始端をトレッド中央部に位置させ、ストリップをそのトレッド中央部から、所要幅のベルト強化層の一方の側縁となる位置まで螺旋状に巻回して、その側縁位置でストリップを二層に積層巻回した後、所要の幅のベルト強化層の他方の側縁となる位置までストリップを螺旋状に巻回し、そして、他方の側縁位置でストリップを二層に積層巻回し、しかる後、そのストリップを、巻回始端の手前位置まで螺旋状に巻回することによって二層のベルト強化層を形成する場合にもまた同様であり、これによっても、形成されたベルト強化層の各側縁部分に、ストリップが三層に重なる領域が発生することになるため、その領域から、上述したようなセパレーションが発生し易いという問題があった。

この発明は、従来技術が抱えるこのような問題点を解決することを課題とするものであり、それの目的とするところは、二層もしくはそれ以上の層数のベルト強化層を、リボン状のストップの螺旋巻回構造体をもって形成するに当り、所要の幅のベルト強化層のそれぞれの側縁部分に、巻回積層数の増加域が発生することは余儀ないものとし、このような層数増加域が発生してなお、ベルト強化層と、二層以上の、コードが相互に交差するベルト層からなるベルトとの間への層間セパレーショの発生を効果的に防止できる空気入りラジアルタイヤを提供するにある。

この発明の空気入りラジアルタイヤは、ビードコアの周りに側部部分を巻き返したトロイド状のカーカスのクラウン域の外側で、トレッドゴムの内側に、トレッド周方向に、直線状、ジグザグ状等の形態で延在する、金属材料もしくは有機材料の撚コード、束フィラメント、モノフィラメントその他を素材とする補強素子からなる二層のベルト強化層と、ベルト層コードが、たとえば、タイヤ赤道面に対して相互に逆方向に延在して相互に交差する二層以上のベルト層からなるベルトとを、タイヤ半径方向の内側から外側に向けて順次に配設してなるものであって、ベルト強化層を、一本もしくは複数本の補強素子にゴム被覆を施してなるストリップを当該ベルト強化層の少なくとも一部でタイヤ幅方向に隣接するストリップ間でタイヤ半径方向に重複しないように螺旋状に巻き回された状態で構成された螺旋巻回構造体により形成し、当該ベルト強化層のそれぞれの側部に三層構造になる領域を少なくとも一部形成し、そのベルト強化層のストリップの幅をＡとしたとき、
ベルトの、ベルト層コードの最大交差幅＜（ベルト強化層−２Ａ）
とするとともに、ベルト層コードの最大交差幅の幅中央位置を、タイヤ半径方向で、ベルト強化層の幅中央位置に対応させて位置させてなるものである。

従ってここでは、ベルトコードが相互に交差しない、一層以上のベルト層は、ベルト強化層と同一の幅もしくは、それを越える幅とすることも可能である。
またここで、補強素子を、ジグザグ状等の迂曲した延在形態としたときは、リム組みしたタイヤに、規格で規定される空気圧を充填した状態で、迂曲形態を消失させることが、補強素子からなるベルト強化層に、径成長抑制機能を十分に発揮させる上で好ましい。

この発明は、リボン状のストリップを螺旋状に巻回してなるベルト強化層では、たとえば、ベルト強化層を、先に述べたような二層の積層構造になるものとするに当って、ベルト強化層のそれぞれの側部に、三層構造になる一部領域が発生しても、その領域の幅は、螺旋状に巻回されるストリップの幅を越えることがない点に着目してなされたものであり、この発明の空気入りタイヤでは、リボン状のストリップの螺旋状巻回構造体になるベルト強化層に対するベルトの積層態様を、
ベルト強化層のストリップの幅をＡとし、
ベルトの、ベルト層コードの最大交差幅＜（ベルト強化幅−２Ａ）
とすることに加えて、ベルト層コードの最大交差幅の幅中央位置を、タイヤ半径方向で、ベルト強化層の幅中央位置に対応させて位置させることで、ベルトの、ベルト層コードの交差域を、ベルト強化層の各側縁から、ベルト強化層ストリップの幅Ａよりも大きく離隔させて位置させているので、ベルトの、ベルト層コード交差域が、ベルト強化層の、三層構造になる一部領域の外周側に位置するのを十分に防止することができる。

従って、ベルト強化層の、たとえば三層構造になる一部領域上に、たとえベルトが配設されることがあっても、生タイヤの加硫成形時の加熱、加圧に当って、ベルト強化層の、三層構造領域の外周側の、たとえば一層のベルト層を、ベルト強化層から遠去かる向きに、半径方向外方へ容易に逃げ変形させることができ、これにより、ベルト強化層とベルトとの間の、コード被覆ゴム層等の層間ゴムの流動等を有効に抑制して、層間ゴム厚みの減少を効果的に防止することができる。

そしてこの結果として、製品タイヤにおいて、ベルト強化層とベルトとの間に周方向の相対的な剪断変形等が生じても、十分な層間ゴム厚みの下で、相対変形を有効に吸収することができるので、ベルト強化層とベルトとの間へのセパレーションの発生を効果的に防止することができる。

この一方で、二層以上のベルト層の、ベルト層コードの交差域を、ベルト強化層の各側縁位置から、ベルト強化層のストリップ幅Ａを越える領域内に存在させることで、ベルト層のコード交差域にそれ本来の機能を十分に発揮させることができる。

この発明の要部を示すトレッド幅方向断面図および、ベルト強化層と、ベルトとの相対関係を示す展開平面図である。 二層のベルト強化層の、リボン状のストリップの螺旋巻回構造体による形成例を示すトレッド幅方向断面図である。 一方のショルダー側部分のストリップ巻回態様を模式的に示すトレッド幅方向の拡大断面図である。

図１に示す実施形態において、図中１はトレッド部を、図中２は、図示しないビードコアの周りにそれぞれの側部部分を巻き返してなる一枚以上のカーカスプライからなるトロイド状のカーカス、たとえば、ラジアル構造とすることができるカーカスを、３は、カーカス２のクラウン域の外周側に配設されて、トレッド接地面を形成するトレッドゴムをそれぞれ示す。

ここでは、カーカス２のクラウン域の半径方向外側で、トレッドゴム３の内側に、トレッド周方向に延びる補強素子からなる少なくとも一層、図では二層のベルト強化層４と、ベルト層コードが相互に交差して延びる二層以上、図では二層のベルト層５，６とからなるベルト７とを、半径方向の内側から外側に向けて順次に配設し、前記ベルト強化層４を、一本もしくは複数本の補強素子４ａをゴム被覆してなる、たとえば３〜２０ｍｍ幅のストリップの螺旋巻回構造体により形成する。

図２に例示するストリップ８の巻回例は、トレッド部１の中央部を巻回始端として、ストリップ８を、一方のショルダー側へ螺旋状に巻回して、そのストリップ８が、ベルト強化層４の所定の一側縁位置に達したときに、他方のショルダー側へ向けて螺旋状に巻回し、この巻回が、ベルト強化層４の所定の他側縁位置に達した後、ストリップ８を、トレッド部１の中央部の巻回始端の手前側の位置まで、再び逆方向に螺旋巻回するものであり、このことによれば、ストリップ８の巻回始端および巻回終端のそれぞれを、形成されるベルト強化層４の側縁に位置させることなく、二層のベルト強化層４を形成することができる。

しかるにこの場合は、ストリップ８の螺旋巻回の進行方向が変更される、一方のショルダー側部分および、他方のショルダー側部分のそれぞれに、図３に一方のショルダー側部分を例にとって、ストリップの巻回態様をトレッド幅方向の拡大断面図で模式的に示すように、最外層に巻回されるストリップが、既に二層に積層されたストリップ上にさらに重なり合う一部領域が発生することになるので、このような三層重なり領域で、ベルト強化層４とベルト７との間に、所要の層間ゴム厚みを確保するためには、生タイヤの加硫成形に当っての、補強素子４ａの被覆ゴム４ｂその他のゴムの、ベルト７による押し退け流動を防ぐことが必要になる。

この一方で、最内層に巻回されるストリップは螺旋状の延在形態をとることから、その外周側に、二層目のストリップを巻回しても、この二層目のストリップの内周側、すなわち下層側に最内層の一層目のストリップが存在しない領域が発生することになるも、この領域は、最内層のストリップの螺旋状の延在方向を、トレッド周方向に十分近づけることで、ベルト強化層４の所要の強度にほとんど影響がない程度まで小さくできるので、ここでは問題にしない。

ところで、ストリップが三層に重なり合う領域での、補強素子被覆ゴム４ｂその他の所要の層間ゴム厚みの確保のためには、生タイヤの加硫成形等の加熱加圧に当って、その三層重なり域の被覆ゴム４ｂ等を流動させないことが肝要であり、これがためここでは、ストリップ８の三層の重なり域は、ベルト強化層４の各側縁位置からストリップ幅Ａを越えることがない点に着目し、ベルトの、ベルト層コードの最大交差幅の幅中央位置と、ベルト強化層４の幅中央位置とをタイヤ半径方向に対応させて位置させることを前提に、ベルト層コードが交差するのそれぞれのベルト層５，６の側縁の、ベルト強化層４のそれぞれの側縁位置から、前記ストリップ８の三層の重なり域の外周側への積層を完全に防止し、もしくは、図１に例示するように、いずれか一層のベルト層だけを、その三層重なり域の外周側に積層するものとし、または、ベルト層コードが相互に交差しない二層以上のベルト層だけを積層するものとする。

これらのいずれの場合にあっても、生タイヤの加硫成形に当って、ストリップ８の三層の重なり域の被覆ゴム４ｂその他のゴムが、ベルト７によって押し退け流動させられるのを十分に防止して、その三層重なり域に、所要した通りの層間ゴム厚みを確実に確保することができる。
ここで、一層もしくは複数層の、ベルト層コードが相互に交差しないベルト層を、ストリップ８の三層重なり域に積層配置したときは、生タイヤの加硫成形に際し、そのベルト層は、ベルト層コードが交差する方向に延びる他のベルト層の影響を受けることなく、ベルト層それ自体が、三層重なり域から逃げる向きに変形することになる。

なお図に示すところでは、ベルト層５，６のそれぞれのベルト層コード５ａ，６ａを、タイヤ赤道線に対して対称に延在させることとしているも、ベルト層コード５ａ，６ａの交差態様としては、タイヤ赤道線に対して同方向に傾斜して交差するものその他を、所要に応じて適宜に選択することができる。

かくして、この空気入りラジアルタイヤによれば、ベルト強化層４と、ベルト７との間に、トレッド周方向等の相対的な剪断変形が生じても、ストリップが三層に重なる領域に、所要の層間ゴム厚みを確保することで、その剪断変形等を、層間ゴムによって有効に吸収することができるので、ベルト強化層４とベルト７との間のセパレーションを十分に防止することができる。

サイズが４３５／４５Ｒ２２．５の、表１に示す寸法諸元を有する、従来例タイヤ、比較例タイヤおよび実施例タイヤのそれぞれにつき、ベルト強化層とベルトとの間の層間剪断歪、ベルト強化層のタイヤ幅方向最外位置での発熱温度、および、タイヤに、ベルト強化層とベルトとの間の層間セパレーション故障が発生するまでの耐久性のそれぞれを求めたところ、表１に指数で示す結果を得た。
なお、表１中、剪断歪および発熱温度は、指数値が小さいほどすぐれた結果を示すものとし、耐久性は、指数値が大きいほどすぐれた結果を示すものとした。

ここで、剪断歪は、正規荷重（５０ｋＮ）を静的に負荷したときの、ベルト強化層とベルトとの間の剪断歪を測定して指数評価することにより求め、
発熱温度は、正規荷重（５０ｋＮ）を負荷し、ドラム回転速度：６０ｋｍ／ｈでタイヤを回転させたときの、ベルト強化層のタイヤ幅方向最外側位置におけるタイヤ内部温度を測定して指数評価することにより求め、
また、耐久性試験は、ドラム回転速度が６５ｋｍ／ｈのもとで、タイヤ正規荷重（５０ｋＮ）を付加した条件でドラム試験を実施し、タイヤに、ベルト強化層とベルトとの間のセパレーション故障が発生するまでの走行距離を指数評価することにより求めた。

表１によれば、実施例タイヤはいずれも、従来タイヤに比し、剪断歪、発熱温度および耐久性のそれぞれを、揃って向上させ得ることが解かる。
なお比較例タイヤは、ベルト強化層とコード交差ベルト層との間の層間厚みを厚くしたことにより、それらの間の層間剪断歪を低減できるも、層間厚みを厚くしたが故に、発熱量が増加して、層間ゴム等の熱劣化のおそれが高まることになる。

１ トレッド部
２ カーカス
３ トレッドゴム
４ ベルト強化層
４ａ 補強素子
４ｂ 被覆ゴム
５，６ ベルト層
７ ベルト
８ ストリップ

Claims (1)

1. ビードコアの周りに側部部分を巻き返したトロイド状のカーカスのクラウン域の外側で、トレッドゴムの内側に、トレッド周方向に延びる補強素子からなる二層のベルト強化層と、ベルト層コードが相互に交差して延びる二層以上のベルト層からなるベルトとを、タイヤ半径方向の内側から外側に向けて順次に配設してなる空気入りタイヤにおいて、
   ベルト強化層を、一本もしくは複数本の補強素子をゴム被覆してなるストリップを当該ベルト強化層の少なくとも一部でタイヤ幅方向に隣接するストリップ間でタイヤ半径方向に重複しないように螺旋状に巻き回された状態で構成された螺旋巻回構造体により形成し、当該ベルト強化層のそれぞれの側部に三層構造になる領域を少なくとも一部形成し、ベルト強化層のストリップの幅をＡとしたとき、
   ベルトの、ベルト層コードの最大交差幅＜（ベルト強化層幅−２Ａ）
   とするとともに、ベルト層コードの最大交差幅の幅中央位置を、タイヤ半径方向で、ベルト強化層の幅中央位置に対応させて位置させてなる空気入りラジアルタイヤ。

Images