JPH07112761B2 - 重荷重用空気入りラジアルタイヤ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、空気入りラジアルタイヤのベルト構造に関す
るものであり、詳しくは、１番ベルトのスプリット構造
により悪路耐久性を良好に維持しつつ、スプリット構造
の欠点であった寸法安定性不足による高速路条件下での
ベルト耐久性不足および重荷重条件下での操縦性・安定
性の低下を改良した重荷重用空気入りラジアルタイヤに
関する。

〔従来技術〕 従来、トラック・バス用あるいは小型トラック用等の重
荷重用空気入りラジアルタイヤは、例えば第３図および
第４図に示すように、タイヤ１のトレッド２とカーカス
層３との間に、このカーカス層３に隣接して配置された
タイヤ周方向に対するコード角度が40゜〜75゜であるベ
ルト強化層4₁（第１番目のベルト層）とこのベルト強化
層4₁の上面に積層されたタイヤ周方向に対するコード角
度が10゜〜30゜でそれぞれのコードが互いに交差する少
なくとも２層のベルト耐張力層4₂,4₃（第２番目および
第３番目のベルト層）からなるベルト層４を積層配置す
ることによって構成される。そして、この場合のカーカ
ス層３は、１層又は２層以上からなり、そのカーカスコ
ードはタイヤ周方向に対し略90゜（実質的にラジアル方
向）をなしている。

しかし、第３図に示すラジアルタイヤでは、第１番目の
ベルト層であるベルト強化層4₁をクラウン部のほぼ全域
に配置することでタイヤ充填空気圧に対する補強をな
し、これにより寸法安定性を確保しており、また、タイ
ヤ径方向（タイヤ幅方向）の断面曲げ剛性をトレッド接
地領域全体において高めることで耐偏摩耗性および操縦
性・安定性に優れた効果を発揮しているが、反面、この
タイヤは石や突起などの凹凸のある路面の変化にトレッ
ド表面が追随しにくく、これらの凹凸に基づく応力集中
によりクラウン中央域のトレッドが損傷を受け易くかつ
タイヤ内部でのベルト層のコード切れを起し易いなどの
欠点があった。

そこで、これらの欠点を改良するために、ベルト強化層
4₁をクラウン中央域から除いて両シヨルダー部に２分し
て配置するいわゆるスプリット構造とすることにより応
力集中を受け易いクラウン中央域の径方向断面曲げ剛性
を下げて柔軟性をもたせ、応力緩和をはかる第４図に示
す構造のタイヤが悪路用を主体に採用されている。

しかし、この構造のタイヤでは、走行寿命の短い悪路用
では問題となりにくいが、一般路、高速用等の走行寿命
の長い場合にはクラウン中央域のベルト補強作用の低下
によりクラウン部の形状の不安定化（特にクラウン中央
部の外周成長の増加）を誘発し、第２番目および第３番
目のベルト層であるベルト耐張力層4₂,4₃間の歪が徐々
に増加し、最後にはベルト層端末部でのセパレーシヨン
故障に結び付き易いという別の問題点が残されていた。

そこで、特願昭61−165514号にみられるように、第１番
目のベルト層をスプリット化した空隙部にタイヤ周方向
に対し０゜〜10゜の低い角度で有機繊維コード層を配置
し、寸法安定性を確保することで高速路使用条件でのベ
ルト耐久性を確保する技術が提案されている。しかし、
この技術をもって製造されたタイヤの場合、一般の負荷
荷重条件下では問題がないものの、極めて負荷荷重が高
い使用条件下において、第１番目のベルト層をクラウン
部のほぼ全域に配置した従来タイヤに比して、操縦性・
安定性が低下するという問題があった。

〔発明の目的〕

本発明は、上述した事情にかんがみなされたものであっ
て、悪路でのクラウン部耐久性を確保しつつ寸法安定性
を大幅に改善することにより、高速路使用条件でのベル
ト耐久性と重荷重条件下での操縦性・安定性を確保した
重荷重用空気入りラジアルタイヤを提供することを目的
とする。

〔発明の構成〕

このため、本発明は、カーカス層とトレッドとの間に金
属コードからなる少なくとも３層のベルト層を配置した
ラジアルタイヤにおいて、（１）カーカス層からトレッ
ド方向に数えて第１番目のベルト層をクラウン中央域で
は互いに離間させて両シヨルダー部にそれぞれ配置し、
さらに、第１番目のベルト層のタイヤ周方向に対するコ
ード角度を40゜〜75゜とし、（２）クラウン中央域にお
けるカーカス層と第２番目のベルト層との間の、第１番
目のベルト層の離間により生じた空隙部に、タイヤ周方
向に対するコード角度が０゜〜10゜の１層の有機繊維コ
ード層を配置し、この有機繊維コード層のコードの総強
力を単位幅当り240kg/cm以上とし、（３）カーカス層か
らトレッド方向に数えて第２番目のベルト層と第３番目
のベルト層とのコードをそれぞれタイヤ周方向に対して
互いに交差させ、第２番目のベルト層のタイヤ周方向に
対するコード配置角度を24゜以上30゜以下とし、第３番
目のベルト層のタイヤ周方向に対するコード配置角度を
16゜以下10゜以上としたことを特徴とする重荷重用空気
入りラジアルタイヤを要旨とするものである。

以下、図を参照して本発明の構成につき詳しく説明す
る。

第１図は、本発明のラジアルタイヤの要部の一例を示す
子午線方向半断面説明図である。また、第２図は、要部
の拡大断面説明図である。

第１図および第２図において、タイヤ１ではカーカス層
３とトレッド２との間に金属コードからなるベルト層４
が配置されている。このベルト層４は、少なくとも３層
からなるもので、カーカス層３からトレッド２の方向に
数えて第１番目のベルト層4a、第２番目のベルト層4b、
第３番目のベルト層4c、および第４番目のベルト層4dか
らなる。なお、カーカス層３は、１層以上配置されてい
ればよい。

本発明では、このタイヤにおいて下記の要件を規定した
のである。

（１） 第１番目のベルト層4aをクラウン中央域Ｔでは
互いに離間させて両シヨルダー部S,Sにそれぞれ配置
し、さらに、第１番目のベルト層4aのタイヤ周方向に対
するコード角度を40゜〜75゜としたこと。

第１番目のベルト層4aをクラウン中央域Ｔで互いに離間
させる間隔Ｗは、トレッド接地幅の25〜45％の範囲とす
ることが好ましい。25％未満では、応力集中を受け易い
クラウン中央域Ｔの径方向断面曲げ剛性を下げて柔軟性
をもたせ、応力緩和をはかり得ないからであり、一方、
45％を超えるとシヨルダー部Ｓに対する第１番目のベル
ト層4aの補強効果が低下してシヨルダー部Ｓに偏摩耗が
発生し易くなるからである。

（２） クラウン中央域Ｔにおけるカーカス層３と第２
番目のベルト層4bとの間の、第１番目のベルト層の離間
により生じた空隙部に、タイヤ周方向に対するコード角
度が０゜〜10゜の１層の有機繊維コード層５を配置し、
この有機繊維コード層５のコードの総強力をを単位幅当
り240kg/cm以上としたこと。

上述したように、第１番目のベルト層4aをクラウン中央
域Ｔで互いに離間させること、すなわちスプリット構造
とすることで路面の石や突起等の凹凸による応力集中を
特に受け易いクラウン中央域Ｔのタイヤ径方向断面曲げ
剛性を下げ、応力緩和効果を確保すると同時に、従来の
スプリット構造の欠点であったクラウン中央域のベルト
層補強作用の機能低下によるトレッド部の寸法安定性の
低下を防止するために、第１番目のベルト総4aが互いに
離間して空隙となった、クラウン中央域Ｔにおけるカー
カス層３と第２番目のベルト層4bとの間に有機繊維コー
ド層５を介在させて周方向補強効果を高めたのである。

有機繊維コード層５は、１層から構成される。これは２
層としたとき、その層間に走行時に剪断力が働き、転が
り抵抗の増加の一因となるためである。

この有機繊維コード層５は、例えば、ナイロンコード、
ポリエステルコード、芳香族ポリアミド繊維コード等の
コードからなるものである。

有機繊維コード層５のタイヤ周方向に対するコード角度
は、寸法安定性を確保する上から低い角度であることが
よく、10゜以下、好ましくは５゜以下がよい。

また、有機繊維コード層５のコードの総強力は、単位幅
当り240kg/cm以上、好ましくは300kg/cm以上である。こ
こで、総強力とは、単位幅当りのコード打込本数とコー
ド強力の積をいい、下記式で表わされる。

Ｆ＝Σni fi F;総強力、na;有機繊維コードの単位幅当りのコード打
込本数（1/cm）、fi;有機繊維コードの破断強力（k
g）。

（３） 第２番目のベルト層4bと第３番目のベルト層4c
とのコードをそれぞれタイヤ周方向に対して互いに交差
させ、第２番目のベルト層4bのタイヤ周方向に対するコ
ード配置角度を24゜以上30゜以下とし（24゜〜30゜）、
第３番目のベルト層4cのタイヤ周方向に対するコード配
置角度を16゜以下10゜以上（16゜〜10゜）としたこと。

第１番目のベルト層をスプリット構造化した場合の従来
のもう一つの欠点であった重荷重条件下での操縦性・安
定性の低下は、特にステアリングの効き、応答性を低下
となって表われ、スプリット構造化しない従来タイヤに
比してオーバーステア傾向の車両運動特性を示す。

従来、第２番目と第３番目のベルト層については10゜〜
30゜の範囲でプライ間のコードを互いに交差させ、か
つ、コード配置角度は方向が異なるが同一角度であった
（ただし、製造過程での諸条件により２゜〜４゜程度の
角度差が表われる場合もある）。特に、本発明の対象と
なる重荷重用空気入りラジアルタイヤの分野では、耐久
性の重視から第２番目と第３番目のベルト層のコード配
置角度を18゜〜20゜以下とするのが通例である。ここ
で、18゜以下のコード配置角度で第２番目と第３番目の
ベルト層を配置し、第１番のベルト層をスプリット構造
化した場合には、前述したステアリングの効き、応答性
が特に低下する。逆に、第２番目と第３番目のベルト層
のコード配置角度を22゜〜24゜とした場合、第１番目の
ベルト層がクラウン部のほぼ全域に配置された従来タイ
ヤと同じレベルの操縦性・安定性の確保が可能となる
が、有機繊維コード層のタヤ寸法保持効果により通常の
高速使用条件下では耐久性が十分なものの、極めて高い
負荷条件下では上記の18゜以下のコード配置角度のタイ
ヤに比して耐久性が低下するという問題がある。

そこで、本発明では、これらの欠点を改良するために、
第２番目のベルト層のコード配置角度を22゜以上、好ま
しくは24゜以上とし、断面方向の曲げ剛性を上げること
で荷重変化によるコーナリングパワーの変化をリニアー
にし、かつ、第３番目のベルト層のコード配置角度を18
゜以下、好ましくは16゜以下とすることにより周方向補
強効果を高め、寸法安定性を確保し、耐久性を維持する
ようにしたのである。すなわち、トレッド接地面側のベ
ルト層のコード配置角度が低いとコーナリングパワーの
値そのものが高くなるので、ステアリングの効き、応答
性の改良効果が特に重荷重条件下で顕著となる。なお、
第２番目のベルト層のコード配置角度を18゜以下、第３
番目のベルト層のコード配置角度を22゜以上と逆の配置
とした場合には、コーナリングパワーの値が低下し、上
記の効果が生じない。

第４番目のベルト層4dは、必要に応じて保護層として配
置されるもので、スチールコード、芳香族ポリアミド繊
維コード（商品名ケブラー）等のコードからなる。その
コード角度は、第３番目のベルト層のコード角度にほぼ
等しいのが好ましい。また、そのコードの配置の方向
は、第３番目のベルト層と平行又は交差のいずれでもよ
い。

以下に実験例を示す。

実験例１ 下記の試作タイヤを作製し、ベルト部耐久性（寸法安定
性）、操縦性・安定性を評価した。

試作タイヤ タイヤＡ〜Ｈ。タイヤサイズ10.00 R 20 14 PR リブパ
ターン。第１図に示すベルト部構造。有機繊維コード
層;1890 D/2のナイロン、打込数9.2本/cm、コード配置
角度はタイヤ周方向に対し０゜。Ｆ＝275kg/cm。トレッ
ド接地幅185mm。第１番目のベルト層4aの相互離間間隔6
0mm。ベルト層の仕様は下記表１による。タイヤＨは第
１番目のベルト層4aが従来のフルタイプで幅が160mm、
その他の構成は上記に同じ。

ベルト部耐久性の評価： 空気圧7.2kg/cm²、荷重2000kg、速度81km/hにて10時間
走行後のタイヤ外周成長を測定し、成長の大小により寸
法安定性による耐久性を判定することによった。判定基
準はこれまでの知見から、10mm以下の成長であれば寸法
安定性がベルト部耐久性上、十分なレベルにあると判断
される。この結果を表２に示す。

操縦性・安定性の評価： テストコースによる実車評価（フィーリングテスト）。
車両;2・Ｄの２軸車。リム;700T×20。空気圧;7.2kg/cm
²。荷重；前輪5.2ton/軸、後輪9.0ton/軸。評価点は１
〜100点とし、70点以上を合格とする。この結果を表２
に示す。

表２から、第２番目のベルト層と第３番目のベルト層の
それぞれのコード配置角度が本発明の範囲内にあるタイ
ヤD,Eがベルト部耐久性および操縦性・安定性において
優れているのが判る。

実験例２ 第2,3番ベルト層のコード配置角度を逆転させた以外は
上記の実験例１におけるタイヤＥと同一構成のタイヤＩ
を作製した（第２番目のベルト層のコード配置角度;14
゜、第３番目のベルト層のコード配置角度;24゜）。こ
れらのタイヤＥおよびＩについて、コーナリングパワー
（CP）、操縦性・安定性を評価した。この結果を下記の
表３および表４にそれぞれ示す。

表３ タイヤＥ タイヤＩ CP 245kg/deg 227kg/deg （ただし、A.P 7.2kg/cm²、荷重2700kg、リム700T×2
0） 表３および表４から、第３番目のベルト層のコード配置
角度が低いことが必要であることが判る。これは、トレ
ッド接地面側のベルト層にコーナリングパワーが大きく
作用し、コーナリングパワーが低いと特に大舵角時のリ
ニアーなステアリング特性が失われてしまうためであ
る。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、ベルト部耐久性を
良好に維持しつつ、操縦性・安定性を大幅に改善するこ
とが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のラジアルタイヤの要部の一例を示す子
午線方向半断面説明図、第２図はその要部の拡大説明図
である。 第３図および第４図はそれぞれ従来のラジアルタイヤの
要部の一例を示す子午線方向半断面説明図である。 １……タイヤ、２……トレッド、３……カーカス層、４
……ベルト層、4₁……ベルト強化層、4₂,4₃,4₄……ベル
ト耐張力層、4a……第１番目のベルト層、4b……第２番
目のベルト層、4c……第３番目のベルト層、4d……第４
番目のベルト層、５……有機繊維コード層、Ｓ……シヨ
ルダー部、Ｔ……クラウン中央域。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】カーカス層とトレッドとの間に金属コード
   からなる少なくとも３層のベルト層を配置したラジアル
   タイヤにおいて、（１）カーカス層からトレッド方向に
   数えて第１番目のベルト層をクラウン中央域では互いに
   離間させて両シヨルダー部にそれぞれ配置し、さらに、
   第１番目のベルト層のタイヤ周方向に対するコード角度
   を40゜〜75゜とし、（２）クラウン中央域におけるカー
   カス層と第２番目のベルト層との間の、第１番目のベル
   ト層の離間により生じた空隙部に、タイヤ周方向に対す
   るコード角度が０゜〜10゜の１層の有機繊維コード層を
   配置し、この有機繊維コード層のコードの総強力を単位
   幅当り240kg/cm以上とし、（３）カーカス層からトレッ
   ド方向に数えて第２番目のベルト層と第３番目のベルト
   層とのコードをそれぞれタイヤ周方向に対して互いに交
   差させ、第２番目のベルト層のタイヤ周方向に対するコ
   ード配置角度を24゜以上30゜以下とし、第３番目のベル
   ト層のタイヤ周方向に対するコード配置角度を16゜以下
   10゜以上としたことを特徴とする重荷重用空気入りラジ
   アルタイヤ。