JPH0971105A - 空気入りラジアルタイヤ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 傾斜ベルト層と周回ベルト層との積層構造に
なる空気入りタイヤのトレッド補強に関してトレッドゴ
ム層にその溝部の底の近傍で発生しタイヤの幅方向に進
展し勝ちなゴム亀裂を適切に抑制し、トレッドゴムのは
く離（チャンクアウト）防止性能を高めようとするもの
である。 【解決手段】 周回ベルト層に隣接するゴム層又は周回
ベルト層の被覆ゴムがトレッドゴム層と接する境界が、
トレッドゴム層の溝部の近傍において凸凹形状を呈する
界面よりなるものとしたこと。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、空気入りラジア
ルタイヤにおけるベルト構造の耐久性増強なかでも、ト
レッドゴム層の溝部の底に対応するベルト構造に沿って
タイヤの幅方向に生起し勝ちなゴム亀裂の進展に起因す
るトレッドゴム層のはく離防止性能に優れる空気入りラ
ジアルタイヤ、とくに乗用車ないしは小型トラック用の
空気入りラジアルタイヤに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】空気入りラジアルタイヤ、とりわけ広く
多用されている乗用車用空気入りラジアルタイヤに適用
されて来たトレッド部の補強のためのベルトは、普通２
〜３層のコード交差層からなる。

【０００３】このコード交差層はトレッド部の中央円周
を含む平面、換言すればタイヤ赤道面を挟んで、各層の
コード、それも多くの場合にスチールコードが互いに交
差する向きの配列になるのが一般である。

【０００４】しかし、上記コード交差層からなるベルト
では所望する諸性能、例えば軽量性、耐摩耗性並びに耐
久性が充分には得られ難いことから、ベルトを内側の１
層のゴム被覆コードからなる傾斜ベルト層とその外側の
ゴム被覆平行コードからなる、いわゆるキャップ層との
異種コード層の積層体により構成することが、下記文献
（１）〜（３）にて提案されている。

【０００５】ここでキャップ層についてはそのコードが
タイヤ赤道面に対し実質上平行な複数コードの巻付け配
列になり、しばしば周回ベルト層とも呼ばれ、この周回
ベルト層を構成する複数コードの巻付け配列につき上記
のように実質上平行というのは、周回ベルト層が傾斜ベ
ルト層上に位置してその外周を取巻く複数コードの巻付
け配列の様相が、つる巻きらせん構造すなわち通常はゴ
ム被覆コード又はゴム被覆により隔てて並べた複数のコ
ード若しくはゴム被覆により隔てて重ねた少数のコード
の引揃え束を、コード又は束の幅に対応するリードで巻
付けて成る場合とそのほか、周回ベルト層と対応する幅
にて準備される横並べコードのゴム被覆帯を、端部突合
わせ又は重ね合わせ巻回接合してなる場合とに分かれる
ところ、つる巻きらせん構造の場合はらせんリードによ
り僅少な傾斜角度がつくことを意味し、また後者の巻回
接合の場合でも製造上不可避な僅少誤差を考慮に入れた
ことを意味する。

【０００６】文献（１） 電車やモノレール車両などに用いる大型の重荷重用空気
入りラジアルタイヤに適用された上記２層よりなる異種
コード層の側端部における耐セパレーション性向上を目
的として特開昭６１−９３１４号公報には、タイヤ赤道
面に対して極く平行に近い僅少なリード角でスパイラル
状に配列したコードよりなる主ベルト層のコード弾性率
を、３０００Kgf ／mm² 以上にすること、そして特開昭
６２−１５２９０４号公報では、同様な主ベルト層のコ
ードを芳香族ポリアミドのような有機繊維それもコード
弾性率を２０００Kgf ／mm² 以上にすることを開示して
いる。

【０００７】文献（２） 特開平４−１６３２１２号公報は乗用車用空気入りラジ
アルタイヤの高速耐久性とユニフォーミティの向上及び
軽量化を目指して、傾斜ベルト層は１層のスチールコー
ド層とし、その外側のキャップ層は中央部で１層、両側
部では２層となる芳香族ポリアミドコードのらせん状巻
回つまりつる巻きらせん構造とすることを開示してい
る。

【０００８】文献（３） また米国特許第３９７３６１２号明細書では、乗用車空
気入りラジアルタイヤの乗り心地性及び耐摩耗性の両性
能向上を図るため１層の傾斜コード層をフォールドし傾
斜角度を１０〜３０°の範囲に収め、１層のキャップ層
を傾斜角度が０°のテキスタイルコードにより構成する
ことを開示している。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】文献（１）〜（３）に
関し各特徴を要約したベルト構成になる空気入りラジア
ルタイヤは、何れも次に述べる点で必要な考慮が払われ
ていない。

【００１０】文献（１）〜（３）に開示された空気入り
タイヤは、２層のコード交差層からなるベルトを用いた
従来タイヤに比べて、ベルトの幅方向曲げ剛性がより低
く、それは僅少なリード角でスパイラル状に配列された
コードよりなる主ベルト層（周回ベルト層）が幅方向剛
性に寄与せず、残りの傾斜ベルト層も１層のみであるた
め、荷重負荷の下での転動時に、トレッドゴム層の溝部
周辺での曲げ変形が、従来タイヤとの対比でより大きく
なる。そこで走行中に小石それも鋭利なエッジをもつ砕
片がトレッドゴム層の溝部に挟み込まれる“石咬み”に
よって溝部の底で不時に生起するゴム亀裂が曲げ変形の
大きいことによって、ゴム亀裂の著しい幅方向進展をも
たらすからである。

【００１１】溝部の底の近傍に発生する亀裂の幅方向進
展は、トレッドゴム層（単一層）中での亀裂成長に比し
異なったゴム材料同志の界面（すなわちトレッドゴム層
と、周回ベルト層のコードに隣接するゴム層との界面）
でより著しくなり易い。

【００１２】このように溝部の底の近傍で起るゴム亀裂
は溝部の隣接相互間にわたる幅方向進展によりトレッド
ゴムが溝部間にわたってはく離を来す、いわゆるトレッ
ドチャンクを生じるので、とくに高速走行時には甚しく
危険な状況を招来する懸念があった。

【００１３】従ってこの発明の目的は、上述のような傾
斜ベルト層と周回ベルト層との積層構造のトレッド補強
に関して、トレッドゴム層にその溝部の底の近傍で発生
し幅方向進展を来すうれいのあるゴム亀裂を適切に抑制
するように改良しベルト構造の耐久性能を増強した空気
入りラジアルタイヤを提供しようとするところにある。

【００１４】またとくに周回ベルト層のコードがスチー
ルワイヤからなるとき、そのコード切れ損傷が適切に防
止され得るベルト構造の耐久性能増強をも目指すもので
ある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】この発明は、少なくとも
一対のビードコア間にまたがってトロイド状をなすカー
カスのクラウン部外周で、タイヤ赤道面に対し傾斜して
延びる多数本のコード又はフィラメントを配列した一層
の傾斜ベルト層及び、この傾斜ベルト層上に位置してタ
イヤ赤道面に対し実質上平行な複数コードの巻付け配列
になる少なくとも一層の周回ベルト層を、トレッドゴム
層との間に具備し、周回ベルト層は、コード弾性率が２
０００Kgf ／mm² 以上のコードを、５０mm当り１５本以
上の打込みとした空気入りラジアルタイヤにおいて、ト
レッドゴム層に対し、周回ベルト層に隣接するゴム層又
は周回ベルト層の被覆ゴムの接する境界が、トレッドゴ
ム層の少なくとも溝部の近傍において凸凹形状を呈する
界面よりなることを特徴とするベルト構造の耐久性能を
増強した空気入りラジアルタイヤである。

【００１６】ここに凸凹形状が、１０mm当り３個以上１
５個以下の山部又は／及び谷部を有すること、また周回
ベルト層に隣接するゴム層の凸凹形状が、トレッドゴム
層の溝部の底に比し、トレッドゴム層の陸部に面する部
分でより厚いゴムゲージの部分を含むこと、さらに、周
回ベルト層のコードがスチールワイヤからなり、その被
覆ゴムの体積弾性率が２００Kgf ／mm² 以上５００Kgf
／mm² 以下であること、また周回ベルト層のコードが有
機繊維からなり、その被覆ゴムの体積弾性率が２００Kg
f ／mm² 以上５００Kgf ／mm² 以下であること、さらに
周回ベルト層のコードが、Ｎで正の整数を表すものとし
て＜１×Ｎ＞又は＜１＋Ｎ＞のコード撚り構造を有する
こと、そして傾斜ベルト層のコード又はフィラメントが
スチールワイヤからなること、そして傾斜ベルト層のコ
ード又はフィラメントのタイヤ赤道面に対する傾斜角度
が１５〜４５°の範囲であることも包含される。

【００１７】

【発明の実施の形態】図１（ａ），（ｂ）にこの発明に
従う空気入りラジアルタイヤを、乗用車用と小型トラッ
ク用とにそれぞれ適用した事例につき、タイヤ赤道面と
直交する、子午線に沿う一般的な断面であらわした。

【００１８】図中１はタイヤの全体を、２，３は図示例
ではとくに一対の場合を例示したビードコアを、さらに
４にてビードコア２，３間にまたがってトロイド状をな
すカーカスを、そして５によりタイヤ赤道面をそれぞれ
あらわす。

【００１９】カーカス４は慣例に従ってポリエチレンテ
レフタレート（ＰＥＴ）コードをタイヤ赤道面に対し７
０〜９０°の角度で配置することが好ましく、そのクラ
ウン部外周には、図上で実線で簡略図示したように、タ
イヤ赤道面５に対し通常１５〜４５°の傾斜角度で互い
に平行して延びる多数本の通常はスチールからなるコー
ド又はフィラメントを配列した一層の傾斜ベルト層６
と、やはり簡略に破線で示したが上記の傾斜ベルト層６
上に位置してタイヤ赤道面に対し実質上平行な複数コー
ドの巻付け配列になる、図１（ａ）では１層、同（ｂ）
では強度上２層とした周回ベルト層７とを、トレッドゴ
ム層８との間に具備し、９はトレッドゴム層に設けられ
る溝部である。

【００２０】周回ベルト層７は、コード弾性率が２００
０Kgf ／mm² 以上の、スチールワイヤからなるコード又
は有機繊維からなるコードを５０mm当り１５以上の打込
み数で用い、その巻付け配列の具体例についてはすでに
述べた種々の様相を適宜に活用することができる。

【００２１】溝部９を含めたトレッドゴム層８の拡大断
面を図２の（ａ）〜（ｄ）にて、トレッドゴム層８が、
周方向ベルト層７との間のベースゴム層１０との複合に
なる場合について示したがこのベースゴム層１０とトレ
ッドゴム層８との界面１１〜１４、またベースゴム層を
欠くときは周方向ベルト層７のコード被覆ゴム（図示を
省略）とトレッドゴム層８との同様な界面１１〜１４
を、同図（ａ）における１１のように平滑なままとする
のではなく、同図（ｂ）に示した波形（１２）、また同
図（ｃ）のような段差（１３）さらには同図（ｄ）に示
す波形・段差併用（１４）の如き凸凹形状とする。

【００２２】凸凹形状は波形の場合１０mm当り３個以上
１５個以下、高さ０．３〜０．８mm程度の山部又は／及
び谷部を有するものとし、段差については周回ベルト層
７に隣接するベースゴム層１０がトレッドゴム層８の溝
部９の底に比し、トレッドゴム層８の陸部に面してより
厚いゴムゲージの部分を含んでこれらの段差が１mm程度
せいぜい２〜３mmに及ぶのがのぞましい。

【００２３】一層の傾斜ベルト層６上へ周回ベルト層７
を巻付けただけのトレッドゴム補強の場合に起る問題点
は前述のとおりで、 ・ 特に異なったゴム材料どうしの界面、すなわち、ト
レッドゴム層と周回ベルト層に隣接したゴム層の界面で
トレッドゴム層８の溝部の底に発生した亀裂が進展し易
いので、この界面の亀裂の進展を抑制することがこの発
明のポイントとなる。 ・ 界面を進展する亀裂を阻止抑制するには、下記に示
す方策が有効である。 （ａ）界面のみかけ上の長さを長くし、溝部相互間にわ
たる亀裂進展の距離をかせぐ。亀裂の進展速度はゴムの
物性で決定される一定値なので、最終的にトレッドチャ
ンクまでの寿命が伸びるからである。 （ｂ）界面のみかけ上の長さを長くするには界面（境
界）を凸凹形状にすればよい。 （ｃ）特に溝部の底の近くに凸凹を設けるのが良い。 （ｄ）一方、溝部の底に発生した亀裂が幅方向に向って
成長するのを最初に防御するため異種ゴム界面をタイヤ
半径方向に立てる段差を形成する、つまりトレッドゴム
層の溝部の底に比しトレッドゴム層の陸部に面する部分
でより厚いゴムゲージの部分を設け界面に添って亀裂が
進展しにくくなるようにする。このようにしても溝部相
互間の界面の長さが長くなるので、亀裂の進展距離をか
せぐことができる。つまり溝部相互間でトレッドゴム層
のはく離（トレッドチャンク）を生じるまでの寿命が伸
びる。 （ｅ）さらに界面のみかけ上の長さを長くするには界面
（境界）に細かな凸凹を付加しても良い。

【００２４】トレッドゴム層におけるチャンクアウト発
生で最も危険なのは、荷重を受けもつ割合が高いクラウ
ンセンター部領域のチャンクアウトであり、したがって
クラウンセンター部への亀裂進展の抑制という面で溝部
のセンター側の方に上述のような波形又は段差のような
凸凹を設けるのが好ましい。

【００２５】図２（ｂ）に示した波形の凸凹形状は、１
０mm当り少なくとも３個程度の山部又は谷部であること
を要し、より多い分布では亀裂の進展を充分に抑制し易
くまた１５個をこえて細密にすぎると、平滑表面に近づ
きやはり効果がない。段差形式とするときその高さは１
mm前後が必要である。

【００２６】周回ベルト層のコードはスチールワイヤ又
は有機繊維からなるものとすることができ、スチールワ
イヤの場合は、Ｎで正の整数をあらわすものとして＜１
×Ｎ＞又は＜１＋Ｎ＞のコード撚り構造を有するものが
好ましい。

【００２７】周回ベルト層のコードがスチールワイヤよ
りなるときそのコード被覆ゴムの体積弾性率が２００Kg
f ／mm² 以上、５００Kgf ／mm² 以下とするを要し、よ
り低い体積弾性率ではコードが動き易く、コードの局所
的なバックリングによるコード切れを生じるうれいがあ
る一方、より高すぎるときは、ゴムの粘度が上りすぎ押
し出し工程での不都合を来す。

【００２８】なおこのバックリングについては、図３に
空気入りラジアルタイヤ１の荷重負荷時に、タイヤに作
用する力の関係を図解したように、トレッドゴム層８と
ベルト１５とは、タイヤ内圧Ｐ１と接地圧Ｐ２とでタイ
ヤの半径方向の圧縮力を受け、また、サイド部１６の矢
印１７で示す倒れ込みによってタイヤの幅方向の圧縮力
１８を受け、さらに、タイヤの接線方向の圧縮力も受け
る、全圧縮状態においてゴムの体積弾性率が十分にない
と、スチールコードを構成しているフィラメントの動き
が大きくなりコードの局所的なバックリングを起こし
て、コード切れが発生しやすくなるのである。

【００２９】上記被覆ゴムの体積弾性率は、図４（ａ）
に示すように内径ｄが１４mm、高さｈが２８mmの円筒形
空洞をもつ鋼製のジグ１９の空洞内にゴム試験片をすき
間なく充てんし、このジグ１９を図４（ｂ）に示すよう
に引張・圧縮試験器２０にセットした上でゴム試験片の
上下面に０．６mm／min の速度で荷重Ｗを負荷し、この
ときの変位量をレーザ２１で測定し、この荷重と変位と
の関係から算出することとする。

【００３０】

【実施例】この発明を乗用車と小型トラック用とについ
てそれぞれ、１９５／６５ Ｒ１４（図１ａ参照）、１
９５／８５ Ｒ１６ １２ＰＲ（図１ｂ参照）の各サイ
ズの空気入りラジアルタイヤとして適用した。

【００３１】何れの場合もカーカス４はポリエチレンテ
レフタレート（ＰＥＴ）コード（１５００ｄ／２）をタ
イヤ赤道面に対し９０°に５１．７本／５０mmの打込み
にて、乗用車用タイヤは１プライ、小型トラックにあっ
ては２プライを配列した。

【００３２】傾斜ベルト層６はコード構造がそれぞれ１
×５×０．２３mm、１＋６×０．２８ｍである複数本の
スチールコードをタイヤ赤道面に対し３０°の角度に３
７本／５０mm（１×５構造）、２４本／５０mm（１＋６
構造）の打込みにて配列した一層とした。

【００３３】周回ベルト層７は、同様なスチールコード
を乗用車用タイヤは１＋６×０．２４mm、小型トラック
用タイヤは１＋６×０．２８mmにて、何れも３０本／５
０mmの打込みとなるつる巻きらせん構造で配列し、ここ
に前者の乗用車タイヤの周回ベルト層７の幅を１４０m
m、後者の小型トラック用タイヤについては周回ベルト
層７を、幅が１００mmと３０mmとの２層にて狭幅のもの
はトレッド中央に位置させた。

【００３４】何れの場合も図２に示したところに従いト
レッドゴム層８とベースゴム層１０との界面に凸凹形状
と段差との何れか一方又は双方を設け、また周回ベルト
層７の被覆ゴムとして体積弾性率を異ならせて、次にの
べるトレッドゴムカットドラム試験、耐久性試験に供し
た。

【００３５】（１）トレッドゴムカットドラム試験 溝部９の底にカッターで深さ約２mm、長さ約５mmのカッ
トを入れた供試タイヤを、JATMA に定められる最大内圧
及びその内圧にてJATMA に定められている荷重を負荷
し、直径１．７ｍのドラム試験機にて時速６０Km／ｈで
２０，０００Kmの距離を走行させ、カットが溝部９の相
互間にわたってトレッドチャンクアウトに至るかどうか
を調べた。

【００３６】（２）耐久性試験 タイヤ内圧１．０Kgf ／cm² でJATMA に定められている
最大負荷をかけ、８°のスリップアングルで１６時間走
行させ、その後、このタイヤを分解して周方向ベルト層
において、コード切れが発生しているか否かを調査し、
耐久性を評価した。試験の結果はまとめて次表に示す
が、従来タイヤ１はコード構造が１×５×０．２３mmで
ある複数本のスチールコードをタイヤ赤道面５に対し±
２２°の角度で交差配列になるように積層配置にした２
層の傾斜ベルト層によって形成した乗用車用タイヤ、ま
た従来タイヤ２は３層の傾斜ベルト層によってベルトを
構成し、すなわち、コード構造が１×５×０．２３mmで
ある複数本のスチールコードをタイヤ赤道面５に対し５
２°の角度で配列した幅が１００mmである第１層と、コ
ード構造が１＋６×０．２８mmである複数本のスチール
コードをタイヤ赤道面５に対し＋３０°の角度で配列し
た幅が１２５mmである第２層と、コード構造が１＋６×
０．２８mmであるスチールコードをタイヤ赤道面５に対
し−３０°の角度で配列した幅が１００mmである第３層
とを順次積層してなる、小型トラック用タイヤである。

【００３７】

【表１】

【００３８】

【表２】

【００３９】

【発明の効果】この発明によればトレッド・ベース間の
ゴム界面に凸凹及び又は段差を設けることによりトレッ
ドゴム層の溝部の底におけるカットが起因となるトレッ
ドはく離（チャンクアウト）を有効に防止できる。なお
加えて周方向ベルト層における被覆ゴムの体積弾性率を
２００Kgf ／mm² 以上にすることによって、周回ベルト
層におけるコード切れを生じにくくすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に従う代表的な乗用車用空気入りタイ
ヤ及び小型トラック用空気入りタイヤの断面図である。

【図２】この発明の実施形態の説明図である。

【図３】タイヤに荷重を負荷したときトレッドとベルト
に作用する力の説明図である。

【図４】ゴムの体積弾性率を測定する方法の説明図であ
る。

【符号の説明】

１ 空気入りタイヤ ２，３ ビードコア ４ カーカス ５ タイヤ赤道面 ６ 傾斜ベルト層 ７ 周回ベルト層 ８ トレッドゴム層 ９ 溝部 10 ベースゴム層 11，12，13，14 界面 15 ベルト 16 サイド部 18 圧縮力

Claims (8)

【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間にまたが
   ってトロイド状をなすカーカスのクラウン部外周で、タ
   イヤ赤道面に対し傾斜して延びる多数本のコード又はフ
   ィラメントを配列した一層の傾斜ベルト層及び、この傾
   斜ベルト層上に位置してタイヤ赤道面に対し実質上平行
   な複数コードの巻付け配列になる少なくとも一層の周回
   ベルト層を、トレッドゴム層との間に具備し、周回ベル
   ト層は、コード弾性率が２０００Kgf ／mm² 以上のコー
   ドを、５０mm当たり１５本以上の打込みとした空気入り
   ラジアルタイヤにおいて、 トレッドゴム層に対し、周回ベルト層に隣接するゴム層
   又は周回ベルト層の被覆ゴムの接する境界が、トレッド
   ゴム層の少なくとも溝部の近傍において凸凹形状を呈す
   る界面よりなることを特徴とするベルト構造の耐久性能
   を増強した空気入りラジアルタイヤ。
2. 【請求項２】 凸凹形状が、１０mm当り３個以上１５個
   以下の山部又は／及び谷部を有する、請求項１に記載し
   た空気入りラジアルタイヤ。
3. 【請求項３】 周回ベルト層に隣接するゴム層の凸凹形
   状が、トレッドゴム層の溝部の底に比し、トレッドゴム
   層の陸部に面する部分でより厚いゴムゲージの部分を含
   む請求項１又は２に記載した空気入りラジアルタイヤ。
4. 【請求項４】 周回ベルト層のコードがスチールワイヤ
   からなり、その被覆ゴムの体積弾性率が２００Kgf ／mm
   ² 以上５００Kgf ／mm² 以下である請求項１，２又は３
   に記載した空気入りラジアルタイヤ。
5. 【請求項５】 周回ベルト層のコードが有機繊維からな
   りその被覆ゴムの体積弾性率が２００Kgf ／mm² 以上５
   ００Kgf ／mm² 以下である請求項１，２又は３に記載し
   た空気入りラジアルタイヤ。
6. 【請求項６】 周回ベルト層のコードが、Ｎで正の整数
   を表すものとして＜１×Ｎ＞又は＜１＋Ｎ＞のコード撚
   り構造を有する請求項１ないし３又は５の何れか１項に
   記載した空気入りラジアルタイヤ。
7. 【請求項７】 傾斜ベルト層のコード又はフィラメント
   がスチールワイヤからなる請求項１ないし６のいずれか
   １項に記載した空気入りラジアルタイヤ。
8. 【請求項８】 傾斜ベルト層のコード又はフィラメント
   のタイヤ赤道面に対する傾斜角度が１５〜４５°の範囲
   である請求項１〜７のいずれか１項に記載した空気入り
   ラジアルタイヤ。