JPH07251605A - 空気入りラジアルタイヤ - Google Patents

空気入りラジアルタイヤ

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JPH07251605A
JPH07251605A JP6043601A JP4360194A JPH07251605A JP H07251605 A JPH07251605 A JP H07251605A JP 6043601 A JP6043601 A JP 6043601A JP 4360194 A JP4360194 A JP 4360194A JP H07251605 A JPH07251605 A JP H07251605A
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JP
Japan
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rubber
belt
tire
layers
layer
Prior art date
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Pending
Application number
JP6043601A
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English (en)
Inventor
Mitsuru Araki
充 荒木
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Bridgestone Corp
Original Assignee
Bridgestone Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】コ−ド被覆ゴム質の材料特性を低下させること
なく、スチ−ルコ−ドベルト端部の疲労亀裂損傷の進展
を遅延又は防止し耐剥離性に優れたスチ−ルラジアルタ
イヤを提供する。 【構成】少なくとも2層以上のスチ−ルベルト層からな
るベルト構造のベルト交錯層間の両端部に端部層間ゴム
を介在させ、しかも該端部層間ゴムの動的弾性率とスチ
−ルコ−ド被覆ゴムの動的弾性率との比率を一定の値の
範囲に限定すると同時にコ−ド被覆ゴムの動的弾性率の
値を一定の値の範囲内に設定する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、スチ−ルコ−ドより成
るベルト構造を具えた空気入りラジアルタイヤにおい
て、ベルト構造の耐久性に関する。
【0002】
【従来技術】タイヤの子午線方向にほぼ直角方向に複数
のコ−ドが並列されているカ−カス層と、該カ−カス層
のタイヤ径方向外側に複数のスチ−ルコ−ドを並列した
ベルト層を数層積層したベルト構造を持つラジアルタイ
ヤでは、タイヤ走行時特に隣接ベルト層のコ−ド方向が
互いに交錯する所謂交錯ベルト層の層間に過酷な局部応
力、歪みが発生しベルト幅方向の端部を発端としてスチ
−ルコ−ド周辺ゴムに疲労亀裂損傷が発生し、これが成
長した場合は最終的にベルト層間の剥離故障に至ること
がある。特にタイヤが更生タイヤとして何回も使用され
るなど長距離走行をする場合や、重荷重を負担して走行
する場合等では、この様なスチ−ルコ−ド周辺ゴムの亀
裂損傷及びベルト層間剥離故障の発生防止に十分の配慮
が必要となる。この為、従来では、スチ−ルコ−ド周辺
ゴム特にスチ−ルコ−ド被覆ゴムに着目した改良が多く
なされている。例えば、タイヤ走行時のベルト層の応力
歪みを減少する為に、被覆ゴムを高弾性率化してベルト
層の剛性を高めたり又は被覆ゴムのクリ−プ性を小さく
してベルト層の変形を抑制してタイヤ内圧充填時のタイ
ヤ形状の成長を抑制しベルト層端部の応力歪を低減させ
るもの、又、被覆ゴムの耐老化性、耐疲労性、耐亀裂成
長性などに関連する被覆ゴムの破壊限界を向上させるも
の等が試みられており、例えば特開昭50−60904
では、コ−ド被覆ゴムの耐剥離故障性を向上する為に、
被覆ゴムに混入する充填剤を最適に選択して被覆ゴムの
破断特性、耐疲労性を向上することが提案されている。
【0003】
【発明が解決しょうとする課題】しかるに、スチ−ルベ
ルトの被覆ゴムには多数の高度な特性をバランス良く保
持することが要求される為、従来の様に被覆ゴム質の改
良のみに傾注した改良案では十分な成果を得ることが困
難であった。例えば、上記の特開昭50−60904で
は、被覆ゴムの抗破壊性の向上には効果が期待出来るも
のの耐クリ−プ性についての言及がなく、現状のゴム配
合技術では一般にクリ−プ性抑制と抗破壊性の向上とは
背反的な関係にある為に被覆ゴムの特性の改良に限界が
伺われる。更にこの様な多種の被覆ゴム特性をバランス
良くする為の解決策の一つとして特開昭52−1401
03では、ベルト中央部とベルト両端部で機能分担をさ
せ、ベルト中央部ではタイヤの外径成長を抑制する様に
抗クリ−プ性の向上に傾注した被覆ゴムを用いベルト両
端部では抗破壊性の向上に傾注した被覆ゴムを用いるこ
とを提案している。しかるに、スチ−ルコ−ドベルトに
おいてはコ−ドとゴムの接着を維持するための配合上の
条件を一方で十分に配慮する必要があり上記の様に特定
性能に傾注したゴムの改良効果に限界が出てくること
と、一層のベルトの幅内の3ケ所で被覆ゴム種を変更す
る必要がある為ベルト部材製造に当たってカレンダ−工
程での作業工数や設備の複雑化をもたらすこと等の問題
があり実用化に到っていない。従って、本発明の目的は
被覆ゴム質の材料設計の自由度を制約することなくタイ
ヤ走行によるスチ−ルベルト端の疲労亀裂損傷の進展を
防止しひいてはベルト層の耐剥離性を向上することであ
る。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成する為
に、本発明のタイヤにおいては、請求項1に記載の如
く、ラジアルカ−カス層のタイヤ径方向上部に配置され
て、複数のスチ−ルコ−ドを並列し被覆ゴムで覆ったベ
ルト層を少なくとも2層以上積層にしたベルト構造にお
いて、上下に隣接するベルト層のコ−ド方向が互いに交
錯する交錯層のベルト幅方向両端部の層間にスチ−ルコ
−ド被覆ゴムとは異なる端部層間ゴムを介在させ、しか
も該端部層間ゴムの動的弾性率E`と前記スチ−ルコ−
ド被覆ゴムの動的弾性率E0`との関係が、 0.1×E0`≦E`≦0.6×E0`・・・(1) であり、かつ前記スチ−ルコ−ド被覆ゴムの動的弾性率
0`の値が、 1.0×108 dyn/cm2 ≦E0`≦4.0×108 dyn/cm2 ・・・(2) であることを特徴とする空気入りラジアルタイヤとして
いる。
【0005】尚、上記の関係を満足する端部層間ゴム及
びスチ−ルコ−ド被覆ゴムを製造するに当たって、これ
らゴムの配合組成物としては、エラストマ−として天然
ゴム又は天然ゴムと合成ジエン系ゴムとのブレンド、補
強材として通常使用されているカ−ボンブラック、その
他加硫剤等の通常一般的に使用される各種のゴム薬品か
らなるものでよく、常法によって配合製造される。
【0006】又、動的弾性率E0`及びE`の測定は、岩
本製作所製のスペクトロメ−タ−を使用して気温25
℃、加振周波数52Hz、歪振幅2%の条件において、
タイヤのベルト部から切り出したゴム片を厚さ0.3〜
1.0mmに均一にバフ仕上げして、幅4.7mm,長
さ3cm(チャック間の測定距離2cm)の大きさに打
ち抜いて測定試料として行った。
【0007】
【作用】本発明者は多くの室内ドラム耐久試験後のタイ
ヤを解剖しベルト層端部での亀裂発生及び成長の状況を
詳細に観察検討した結果によって、従来のタイヤでのタ
イヤの剥離故障に到る過程は、図2に示す如く、先ず走
行疲労によってベルト交錯層のベルトコ−ド末端に微小
亀裂が発生し、この微小亀裂が個々のコ−ドの長手方向
に沿ってベルト幅の内側に向かって成長進行し、ある一
定距離まで亀裂が進行した後隣接するコ−ド相互間でこ
のコ−ド長手方向に進行した亀裂が繋がってベルト層間
の微小剥離となり、次にこの微小剥離が交錯層のベルト
層間でタイヤ周方向又はベルト幅方向内側に広がってタ
イヤの剥離故障に到ることを見出した。そしてベルトコ
−ド末端の微小亀裂の発生からこの亀裂がコ−ドの長手
方向にある一定距離進行するまでの過程の遅速の程度が
タイヤ剥離故障発生の速さを支配しており、この一定距
離に到達した後では急激にベルト層間に剥離が広がりタ
イヤ剥離故障となることが判明した。即ち、ベルトコ−
ド末端の微小亀裂の発生からこの亀裂がコ−ドの長手方
向にある一定距離進行するまでの過程がタイヤの剥離故
障の発生速さを決めるいわば律速段階となっている。本
発明者は、この律速段階に着目して種々の考案実験の結
果、コ−ド被覆ゴムとベルトの端部層間ゴムの弾性率の
関係を調整することによって、ベルトコ−ド末端の微小
亀裂の進行方向をコ−ドの長手方向に沿わさず特に隣接
するベルト層の方向即ちベルトの端部層間ゴム内の方向
に変更することが出来、なおかつこの場合の端部層間ゴ
ム内の亀裂進行速度を前記ゴムの両弾性率の選択組み合
わせによって従来のコ−ド長手方向に沿う亀裂進行速度
対比格段に遅くすることが出来るとの知見を得た。
【0008】本発明では、上記の知見に基ずき先ずコ−
ド被覆ゴムとベルト端部層間ゴムの動的弾性率の関係を
前記(1)式に示すものとしている。E`がE0`の60
%より大きいと亀裂の進行方向をコ−ドの長手方向に沿
った方向からベルト端部層間ゴム内の方向に変更するこ
とが出来ず前記律速段階での亀裂速度を遅くすることが
出来ない。一方E`がE0`の10%より小さいと亀裂は
コ−ドに沿わずに進行はするが、ベルト端部層間ゴム自
体の抗破壊性の低下が大きくなるので端部層間ゴム内で
の亀裂の進行が極端に早くなる。尚、上記したタイヤの
剥離故障に到る過程はタイヤのサイズやタイヤ構造の違
いによって若干上下の限界値が異なってくるので、好ま
しくは、0.2×E0`≦E`≦0.5×E0`,の範囲に
設定することが望ましい。
【0009】又、上記の様に前記両ゴムの動的弾性率の
関係を限定すると同時にコ−ド被覆ゴムの動的弾性率E
0`を前記(2)式の範囲とする。E0`が1.0×108
dyn/cm2 より小さい値であると、タイヤの外径成長が増
大しベルト端部での応力歪が増加し亀裂の進行方向の如
何に関わらずベルト端部ゴムの破壊速度が早くなる。
又、E0`が4.0×108 dyn/cm2 より大きな値となる
と、タイヤが悪路を走行する場合の定歪的な入力を受け
るとゴムの伸びの限界を越えた状態となりコ−ド被覆ゴ
ムが切断破壊する懸念が増大する。
【0010】
【実施例】タイヤサイズを11R22.5,14PRと
して、図1に示す如く、ベルト層数を4、第2ベルト2
第3ベルト3を交錯層とし、交錯層間に端部層間ゴム4
を挿入したベルト構造1を持つタイヤについて、表1に
示す如く、主要配合組成の異なる各種のコ−ド被覆ゴム
5と端部層間ゴム4を組み合わせて実施例1、2、3、
4及び比較例1、2、3、4、5の9種類のタイヤを各
々所定本数試作した。又、上記各種の実施例、比較例の
タイヤのコ−ド被覆ゴム及び端部層間ゴムの動的弾性率
(E0`及びE`)は各々のゴムの主要配合の違いに従っ
て、表1に示す如き組み合わせとなっている。尚、主要
配合の設定に当たっては、上記両ゴムの動的弾性率を変
化させる為に、基本ポリマ−を天然ゴム(NR)又は天
然ゴムとブチルゴム(BR)とのブレンドとし、カ−ボ
ン(HAF又はLS−HAF)の混入量が調整されてい
る。次にこの様にして試作した各種のタイヤを10屯ト
ラックの駆動軸に装着して良路、悪路を走行する実車剥
離耐久試験を実施した。良路走行試験ではJIS規格荷
重の100%をタイヤに負荷して高速道路主体の舗装路
を10万km走行後、また悪路試験ではJIS規格荷重
の150%の荷重を負荷して砂利道主体の悪路を4万k
m走行後にタイヤを車から取り外しベルト部分を解剖し
てベルト交錯層端部の亀裂6の成長状態を確認した。表
中指数の大きい値の方がベルト交錯層端部の亀裂6の成
長が少なく剥離耐久性が良いとしている。又、比較例1
を従来の標準品としてその亀裂の成長状態を指数100
としている。
【0010】テスト結果を詳細に見ると、比較例2はコ
−ド被覆ゴムの動的弾性率E0`が低過ぎるために良路で
の耐久性が悪くなっている。逆に動的弾性率E0`が高過
ぎる比較例5では悪路での耐久性が大きく低下してい
る。比較例3、4は端部層間ゴムの動的弾性率E`が前
記コ−ド被覆ゴムの動的弾性率E0`との関係式(1)か
ら外れた例であり良路及び悪路耐久性がいずれも比較例
1の従来の標準品よりも低下している。これに対し、本
発明が提案する動的弾性率の限定範囲を満足する実施例
1、2、3、4のタイヤにあっては、良路、悪路ともに
剥離耐久性が大きく向上しているのが認められる。
【0011】又、特に実施例2、3の場合では、比較例
1の標準品と同一のコ−ド被覆ゴムを用いて端部層間ゴ
ムの動的弾性率のみを変更することによって剥離耐久性
の向上が得られている。このことは、ベルト材料として
多くの高度な特性のバランスを必要とし、又タイヤ製造
時に生産性及び製造コスト面からの制約の大きいコ−ド
被覆ゴムの変更を保留してこうした制約の比較的少ない
端部層間ゴムの変更のみで大幅な剥離耐久性の向上が容
易に得られることを示している。尚、勿論コ−ド被覆ゴ
ム自体の変更によっても剥離耐久性の向上を得ることが
出来、良路主体走行、あるいは悪路主体走行の使用条件
ごとに耐剥離性能向上を特化させてタイヤを用途別に設
計することが出来る。
【0012】
【表1】
【0013】
【発明の効果】本発明によれば、コ−ド被覆ゴムの動的
弾性率を所定の値の範囲内にしながら、ベルト交錯層端
部層間ゴムの動的弾性率とコ−ド被覆ゴムの動的弾性率
との比率を一定の範囲内になるように調整することによ
って、接着性、発熱性、加工性等の多くの特性を極めて
高度にバランスさせる材料設計が必要なコ−ド被覆ゴム
の設計の自由度を不適当に狭めることなくタイヤの耐剥
離性能を大幅に向上することが出来、又、タイヤ製造上
の観点からは、ベルト材の加工性を低下することがなく
しかも製造コストの増加をもたらさないでタイヤの耐剥
離性能を向上できる。さらに、ベルト交錯層端部層間ゴ
ムの動的弾性率とコ−ド被覆ゴムの動的弾性率とを前記
比率内で適切に選択することにより良路向け、悪路向け
など各用途向けに耐剥離性を特化した所謂用途別タイヤ
を容易に作ることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明タイヤのベルト端部での亀裂成長過程を
を示す図である。
【図2】従来タイヤのベルト端部での亀裂成長過程を示
す図である。
【符号の説明】
1 ベルト構造 2 第2ベルト 3 第3ベルト 4 端部層間ゴム 5 コ−ド被覆ゴム 6 ベルト交錯層端部の亀裂

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ラジアルカ−カス層のタイヤ径方向上部
    に配置されて、複数のスチ−ルコ−ドを並列し被覆ゴム
    で覆ったベルト層を少なくとも2層以上積層にしたベル
    ト構造において、上下に隣接するベルト層のコ−ド方向
    が互いに交錯する交錯層のベルト幅方向両端部の層間に
    スチ−ルコ−ド被覆ゴムとは異なる端部層間ゴムを介在
    させ、しかも該端部層間ゴムの動的弾性率E`と前記ス
    チ−ルコ−ド被覆ゴムの動的弾性率E0`との関係が、 0.1×E0`≦E`≦0.6×E0` であり、かつ前記スチ−ルコ−ド被覆ゴムの動的弾性率
    0`の値が、 1.0×108 dyn/cm2 ≦E0`≦4.0×108 dyn/cm2 であることを特徴とする空気入りラジアルタイヤ。
JP6043601A 1994-03-15 1994-03-15 空気入りラジアルタイヤ Pending JPH07251605A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007196866A (ja) * 2006-01-26 2007-08-09 Sumitomo Rubber Ind Ltd 重荷重用ラジアルタイヤ

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04257704A (ja) * 1991-02-09 1992-09-11 Bridgestone Corp 乗用車用空気入りラジアルタイヤ

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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20040518