JPH0741767B2 - 重荷重用空気入りラジアルタイヤ - Google Patents

重荷重用空気入りラジアルタイヤ

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JPH0741767B2
JPH0741767B2 JP61181048A JP18104886A JPH0741767B2 JP H0741767 B2 JPH0741767 B2 JP H0741767B2 JP 61181048 A JP61181048 A JP 61181048A JP 18104886 A JP18104886 A JP 18104886A JP H0741767 B2 JPH0741767 B2 JP H0741767B2
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belt
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    • B60C9/18—Structure or arrangement of belts or breakers, crown-reinforcing or cushioning layers
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、ベルト端におけるセパレーションを効果的
に防止した重荷重用空気入りラジアルタイヤに関する。
従来の技術 一般に、重荷重用空気入りラジアルタイヤにおいては、
ラジアル方向に延びるコードによって補強されたカーカ
ス層の半径方向外側に、スチールコードによって補強さ
れ複数枚のベルトプライから構成されたベルト層を配置
している。このようなタイヤに重荷重を作用させると、
ベルトプライが引っ張られ内部に埋設されたコードが僅
かに傾いて変形するが、この変位量はコードの長手方向
両端、ベルトプライにおいては幅方向両端、に近づくほ
ど、またベルトプライの幅が広くなるほど大きくなる。
この結果、最大幅のベルトプライの幅方向両端において
は、コード端と該コード端の周囲のゴムとの間に大きな
周方向剪断歪が生じ、これによりセパレーションが発生
することがあった。
このため、従来、ベルトプライのコードのタイヤ赤道面
に対する交差角、ベルトプライのモジュラス、ベルトプ
ライの形状、ベルト層の形状等を種々に変化させて前記
コードの変位を小さく抑え、これにより最大幅ベルトプ
ライの両端におけるセパレーションを防止しようとして
いた。
発明が解決しようとする問題点 しかしながら、前述のような方法は、割合小型のタイ
ヤ、例えば乗用車用タイヤのセパレーションを有効に防
止できるが、例えばトラック、バスや大型建設車両等に
用いられる重荷重用空気入りラジアルタイヤのセパレー
ションを確実に防止することができなかった。
問題点を解決するための手段 このような問題点は、円筒状のトレッド部に、スチール
コードによって補強された少なくとも２枚の隣接するベ
ルトプライを、そのスチールコードがタイヤ赤道面に対
し逆方向に傾斜するよう配置して構成したベルト層を有
する重荷重用空気入りラジアルタイヤにおいて、前記ベ
ルトプライのうち最大幅を有するベルトプライの幅以上
の幅を有し、前記最大幅ベルトプライのモジュラスより
モジュラスが低く、かつ、スチールコードによって補強
された緩和ベルトプライを、スチールコードのタイヤ赤
道面に対する傾斜方向を最大幅ベルトプライのスチール
コードの傾斜方向と同方向となるように、かつ、最大幅
ベルトプライの半径方向外側に重なり合わせて配置する
ことにより解決することができる。
作用 この発明の重荷重用空気入りラジアルタイヤに重荷重を
作用させると、ベルト層が引っ張られ、最大幅ベルトプ
ライの幅方向両端におけるスチールコードが最も大きく
変位する。このとき、緩和ベルトプライは最大幅ベルト
プライの幅以上の幅を有し、しかも、緩和ベルトプライ
を補強するスチールコードのタイヤ赤道面に対する傾斜
方向は最大幅ベルトプライのコードの傾斜方向と同方向
であるため、緩和ベルトプライの幅方向両端におけるス
チールコードも前記最大幅ベルトプライのスチールコー
ドと同一方向に追従変位し、この結果、最大幅ベルトプ
ライのコード端周囲のゴムは前記緩和ベルトプライのコ
ード端の変位の影響を受けて最大幅ベルトプライのコー
ド端と同一方向に追従変形する。これにより、最大幅ベ
ルトプライのコード端とその周囲のゴムとの相対的な変
位が減少して、該最大幅ベルトプライの幅方向両端にお
ける周方向剪断歪が減少し、最大幅ベルトプライのベル
ト端におけるセパレーションが効果的に防止されるので
ある。なお、このとき、緩和ベルトプライのモジュラス
が最大幅ベルトプライのモジュラスより低いので、緩和
ベルトプライの幅が最大幅ベルトプライの幅以上であっ
ても、該緩和ベルトプライのベルト端における剪断歪は
あまり大きなものではなく、この結果、緩和ベルトプラ
イのベルト端に生じる周方向剪断歪によってはセパレー
ションは発生しないのである。
実施例 以下、この発明の一実施例を図面に基づいて説明する。
第１、２図において、１は大型建設車両等に用いられる
重荷重用の空気入りラジアルタイヤであり、このタイヤ
１はラジアル方向に延びるコードにより補強されたカー
カス層２と、このカーカス層２の半径方向外側の円筒状
をしたトレッド部に配置されたベルト層３とを有する。
このベルト層３は互いに重ね合わされた複数枚、この実
施例では３枚、のベルトプライ４から構成され、これら
ベルトプライ４は、一般に内層側から外層側に向かって
第１ベルトプライ4a、第２ベルトプライ4b、第３ベルト
プライ4cと呼ばれている。そして、この実施例では、第
２ベルトプライ4bの幅Wbが最大で、第３ベルトプライ4c
の幅Wcが最大で、かつ第１ベルトプライ4aの幅Waがこれ
らの中間値となっており、タイヤ赤道面６に対して左右
対称に配置されている。これら第１、２、３ベルトプラ
イ4a、4b、4cはそれぞれ互いに平行な多数本のスチール
からなるコード5a、5b、5cにより補強され、これらコー
ド5a、5b、5cはタイヤ赤道面６に対して所定の交差角A
a、Ab、Acを保って交差している。そして、前記コード5
a、5b、5cのタイヤ赤道面６に対する傾斜方向は隣接す
る層同士で逆方向となっている。例えば、この実施例で
は、コード5aは左上りに、次のコード5bは右上りに、そ
してコード5cは左上りとなっている。なお、この発明に
おいては、少なくとも２枚の隣接するベルトプライ４の
コードが逆方向に傾斜していればよく、例えばコード5a
は左上りに、コード5bも左上りに、コード5cが右上りに
なってもよい。前記ベルト層３の半径方向外側には、該
ベルト層３に重なり合う第１緩和ベルトプライ７が配置
されている。この第１緩和ベルトプライ７は、その幅Ｘ
が前記ベルトプライ４の内の最大幅である第２ベルトプ
ライ4bの幅Wb以上であり、また、そのモジュラスＹが前
記ベルトプライ４のモジュラスＭより低い。さらに、前
記第１緩和ベルトプライ７はベルトプライ４と同様にス
チールからなるコード８により補強されているが、これ
らのコード８のタイヤ赤道面６に対する傾斜方向は前記
最大幅である第２ベルトプライ4bのコード5bのタイヤ赤
道面６に対する傾斜方向と同一方向である。ここで、モ
ジュラスとは、コード打ち込み方向におけるプライのヤ
ング率をいい、一般に、単位幅とコード直径とを乗じて
求めた単位断面積中におけるコードの合計断面積が占め
る割合に、コード自身のヤング率を乗じて求められ、単
位としてはkgf/mm2である。そして、このモジュラスを
低下させるには、例えばコード径を小さくしたり、コー
ドの打ち込み間隔を広げたり、あるいはコード自身のヤ
ング率を低下させればよい。また、前記第１緩和ベルト
プライ７の幅Ｘは前記第２ベルトプライ4bの幅Wbの1.0
倍以上で1.3倍以下であることが好ましい。その理由
は、1.0倍未満であると、第３図に示すように第２ベル
トプライ4bのベルト端における剪断歪がセパレーション
を発生させる限界値Ｌを超え、セパレーションが生じる
おそれがあるからであり、一方、1.3倍を超えると、第
４図に示すように第１緩和ベルトプライ７のベルト端に
おける剪断歪がセパレーションを発生させる限界値Ｌを
超え、セパレーションが生じるおそれがあるからであ
る。ここで、第３、４図に示したグラフは、前記第１緩
和ベルトプライ７のモジュラスＹを第２ベルトプライ4b
のモジュラスＭで除した値Ｎが0.3で、コード８のタイ
ヤ赤道面６に対する交差角Ｂが前記コード5bの交差角Ab
と同一であることを条件として求めたものである。さら
に、前記第１緩和ベルトプライ７のモジュラスＹは第２
ベルトプライ4bのモジュラスＭの0.2倍から0.7倍までの
範囲内であることが好ましい。その理由は、0.2倍未満
であると第１緩和ベルトプライ７の製造が困難となるか
らであり、0.7倍を超えると第５、６図に示すように、
第１緩和ベルトプライ７のベルト端における剪断歪がセ
パレーションを発生させる限界値Ｌを超え、セパレーシ
ョンが生じるおそれがあるからである。ここで、第５、
６図のグラフは、第１緩和ベルトプライ７の幅Ｘが第２
ベルトプライ4bの幅Wbの1.1倍で、コード８の交差角Ｂ
がコード5bの交差角Abと同一であることを条件として求
めたものである。また、前記コード８の交差角Ｂは45度
以下で、かつコード5bの交差角Abから５度差し引いた値
以上であることが好ましい。その理由は、45度を超える
と、第７、９図に示すように、コード８の変位が小さく
なって第２ベルトプライ4bのベルト端における剪断歪を
殆ど低下させられないからであり、一方、交差角Abから
５度を差し引いた値未満であると、第８、10図に示すよ
うに、第１緩和ベルトプライ７のベルト端における剪断
歪がセパレーションを発生させる限界値Ｌを超え、セパ
レーションが生じるおそれがあるからである。ここで、
第７、８、９、10図のグラフは、第１緩和ベルトプライ
７の幅Ｘが第２ベルトプライ4bの幅Wbの1.1倍で、第１
緩和ベルトプライ７のモジュラスＹを第２ベルトプライ
4bのモジュラスＭで除した値が0.3であることを条件と
して求めたもので、第７、８図はコード5bの交差角Abが
30度、第９、10図はコード5bの交差角Abが15度である。
この実施例においては、また、最大幅の第２ベルトプラ
イ4bの半径方向外側に第２ベルトプライ4bより幅の狭い
第３ベルトプライ4cを配置しているが、この第３ベルト
プライ4cのベルト端におけるセパレーション防止のた
め、該第３ベルトプライ4cの半径方向外側で第１緩和ベ
ルトプライ７の半径方向内側に第２緩和ベルトプライ11
を配置している。この第２緩和ベルトプライ11は、その
幅Ｚが第３ベルトプライ4cの幅Wc以上で、かつ第２ベル
トプライ4bの幅Wb未満であり、さらに、そのモジュラス
Ｖが第３ベルトプライ4cのモジュラスＭより低く、か
つ、第２緩和ベルトプライ11を補強するスチールからな
るコード12のタイヤ赤道面６に対する傾斜方向が前記第
３ベルトプライ4cのコード5cのタイヤ赤道面６に対する
傾斜方向と同一方向である。また、この第２緩和ベルト
プライ11は、前述と同様の理由により、そのモジュラス
Ｖが第３ベルトプライ4cのモジュラスＭの0.2倍から0.7
倍までの範囲内にあり、さらに、コード12のタイヤ赤道
面６に対する交差角Ｃが45度以下で、コード5cの交差角
Acから５度を差し引いた値以上であることが好ましい。
なお、前記第２緩和ベルトプライ11（K2）は、第14図
（ｂ）に示すように、第１緩和ベルトプライK1の半径方
向外側に配置しても、該第２緩和ベルトプライK2は第１
緩和ベルトプライK1を越えて第３ベルトプライP3のベル
ト端のゴムに殆ど影響を与えられないため、セパレーシ
ョン防止効果はあまりない。
次に、この発明の一実施例の作用について説明する。
前述したようなタイヤ１に重荷重を作用させると、ベル
ト層３が引っ張られ、第１、２、３ベルトプライ4a、4
b、4cおよび第１、２緩和ベルトプライ７、11のコード5
a、5b、5cおよび８、12が第11図（ａ）（ｂ）に示すよ
うに変位し、その変位量は第２ベルトプライ4bの幅方向
両端に位置するコード5bにおいて最大となる。このと
き、第１緩和ベルトプライ７は、最大幅である第２ベル
トプライ4bの幅Wb以上の幅Ｘを有し、しかも、この第１
緩和ベルトプライ７を補強するコード８のタイヤ赤道面
６に対する傾斜方向は第２ベルトプライ4bのコード5bの
傾斜方向と同方向であるため、第１緩和ベルトプライ７
の幅方向両端（ベルト端）におけるコード８も前記第２
ベルトプライ4bのコード5bと同一方向に追従変位し、こ
の結果、第２ベルトプライ4bのコード5bの幅方向両端
（ベルト端）の周囲のゴムは前記第１緩和ベルトプライ
７のコード８の幅方向両端の変位の影響を受けて第２ベ
ルトプライ4bのコード5bの幅方向両端と同一方向に追従
変形する。これにより、第２ベルトプライ4bのコード5b
の幅方向両端とその周囲のゴムとの相対的な変位が減少
して、該第２ベルトプライ4bの幅方向両端における周方
向剪断歪が減少し、第２ベルトプライ4bのベルト端にお
けるセパレーションが効果的に防止されるのである。一
方、第３ベルトプライ4cのベルト端におけるセパレーシ
ョンも前述と同様にして第２緩和ベルトプライ11により
効果的に防止される。なお、このとき、第１緩和ベルト
プライ７のモジュラスＹが第２ベルトプライ4bのモジュ
ラスＭより低いので、第１緩和ベルトプライ７の幅Ｘが
第２ベルトプライ4bの幅Wb以上であっても、該第１緩和
ベルトプライ７のベルト端における剪断歪はあまり大き
なものではなく、この結果、第１緩和ベルトプライ７の
ベルト端に生じる周方向剪断歪によってはセパレーショ
ンは生じない。また、この実施例ではモジュラスＹが低
く、かつ最も広い幅である第１緩和ベルトプライ７を半
径方向最外側に配置しているので、トレッドゴム16がカ
ットを受けたような場合にも、該カットの進展を阻止す
ることができる。さらに、各プライ４、11の両端部近傍
のゴムにクラックが生じたような場合にも、第１緩和ベ
ルトプライ７が該部分のゴムを拘束しているため、クラ
ックの進展が抑制される。なお、第12図（ａ）（ｂ）に
従来構造のベルトプライのコード端における変位量を比
較のため示している。この図面からわかるように、最大
幅のベルトプライのベルト端には大きな周方向剪断歪が
生じている。
次に、試験例を説明する。この試験では、トラック、バ
スに用いられる大型タイヤおよび大型建設車両に用いら
れる超大型タイヤを対象とし、大型タイヤについては、
第13図（ａ）（ｂ）（ｃ）に示すようなプライ数が４枚
の比較タイヤ１、供試タイヤ１、２を、超大型タイヤに
ついては、第14図（ａ）（ｂ）（ｃ）に示すようなプラ
イ数が５枚の比較タイヤ２、供試タイヤ３、４を準備し
た。ここで、大型タイヤのサイズはTBR10.00R20であ
り、超大型タイヤのサイズはORR36.00R51である。ま
た、前記比較タイヤ１、供試タイヤ１、２における第
１、第２ベルトプライP1、P2は、そのコード交差角がそ
れぞれ右上り18度、左上り18度であり、また、モジュラ
スがそれぞれ6450である。また、比較タイヤ１における
補助ベルトプライH1はそのコード交差角が右上り65度、
モジュラスが6450であり、補助ベルトプライH2はそのコ
ード交差角が左上り18度、モジュラスが4680である。ま
た、供試タイヤ１における補助ベルトプライH1はそのコ
ード交差角が右上り65度、モジュラスが6450であり、緩
和ベルトプライK1はそのコード交差角が右上り18度、モ
ジュラスが3000である。さらに、供試タイヤ２における
第１緩和ベルトプライK1はそのコード交差角が右上り18
度、モジュラスが4000であり、第２緩和ベルトプライK2
はそのコード交差角が左上り18度、モジュラスが4000で
ある。次に、前記比較タイヤ２、供試タイヤ３、４にお
ける第１、第２、第３ベルトプライP1、P2、P3は、その
コード交差角がそれぞれ左上り40度、左上り21度、右上
り21度であり、また、モジュラスがそれぞれ7500であ
る。また、比較タイヤ２における補助ベルトプライH1は
そのコード交差角が左上り21度、モジュラスが7500であ
り、補助ベルトプライH2はそのコード交差角が右上り21
度、モジュラスが7500である。また、供試タイヤ３にお
ける第１緩和ベルトプライK1はそのコード交差角が左上
り21度、モジュラスが3500であり、第２緩和ベルトプラ
イK2はそのコード交差角が右上り21度、モジュラスが35
00である。さらに、供試タイヤ４における第１緩和ベル
トプライK1はそのコード交差角が左上り21度、モジュラ
スが3500であり、第２緩和ベルトプライK2はそのコード
交差角が右上り21度、モジュラスが3500である。なお、
各タイヤのプライの幅は各図に単位mmで示している。
上述のようなタイヤを用いて、まず、各ベルトプライの
ベルト端における周方向剪断歪を有限要素法によるシミ
ュレーション計算によって求めた。ここで、各タイヤは
100％の荷重が平押しでかけられた状態とした。この計
算結果を別表に指数で示すが、大型タイヤにあっては比
較タイヤ１の第１ベルトプライP1のベルト端における歪
39％を指数100とし、さらに、超大型タイヤにあっては
比較タイヤ２の第１ベルトプライP1のベルト端における
歪35％を指数100とした。また、前記各タイヤに対して
ドラム耐久試験を行なったが、その結果を同じく別表に
指数で示す。この耐久試験の条件は以下の通りで、大
型、超大型タイヤについて、ドラム径はそれぞれ1.7m、
5.0mであり、また、荷重はいずれもJATMA規格の150％荷
重で、それぞれ4050kg、67500kgであり、さらに、内圧
はいずれも規定内圧で、それぞれ7.25kg/cm2、7kg/cm2
であり、また、速度はそれぞれ60km/h、8km/hである。
そして、このような条件下でドラムの外周面を転動さ
せ、故障発生までの走行距離を測定したが、大型、超大
型タイヤにあってはいずれも比較タイヤ１、２がそれぞ
れ21000km、6160kmにおいて最初に故障した。別表には
前記値をそれぞれ指数100として表示している。
この別表から、供試タイヤ２、４において最大幅ベルト
プライのベルト端における周方向剪断歪が著しく減少す
るとともに、タイヤの耐久性が大幅に向上していること
がわかる。
発明の効果 以上説明したように、この発明によれば、最大幅ベルト
プライのベルト端におけるセパレーションを効果的に防
止することができる。
【図面の簡単な説明】
第１図はこの発明の一実施例を示すタイヤの子午線断面
図、第２図は前記タイヤの破断平面図、第３図は第２ベ
ルトプライのベルト端剪断歪とプライ幅比との関係を示
すグラフ、第４図は第１緩和ベルトプライのベルト端剪
断歪とプライ幅比との関係を示すグラフ、第５図は第２
ベルトプライのベルト端剪断歪とモジュラス比との関係
を示すグラフ、第６図は第１緩和ベルトプライのベルト
端剪断歪とモジュラス比との関係を示すグラフ、第７図
は交差角Abが30度のときの第２ベルトプライのベルト端
剪断歪と交差角Ｂとの関係を示すグラフ、第８図は交差
角Abが30度のときの第１緩和ベルトプライのベルト端剪
断歪と交差角Ｂとの関係を示すグラフ、第９図は交差角
Abが15度のときの第２ベルトプライのベルト端剪断歪と
交差角Ｂとの関係を示すグラフ、第10図は交差角Abが15
度のときの第１緩和ベルトプライのベルト端剪断歪と交
差角Ｂとの関係を示すグラフ、第11図（ａ）はプライ、
コードの配置状態を示す概略断面図、第11図（ｂ）は前
記コードの各幅方向位置における周方向変位量を示すグ
ラフ、、第12図（ａ）は従来タイヤのプライ、コードの
配置状態を示す概略断面図、第12図（ｂ）は前記コード
の各幅方向位置における周方向変位量を示すグラフ、第
13図（ａ）（ｂ）（ｃ）はそれぞれ比較タイヤ１、供試
タイヤ１、供試タイヤ２におけるプライの配置状態を示
す概略断面図、第14図（ａ）（ｂ）（ｃ）はそれぞれ比
較タイヤ２、供試タイヤ３、供試タイヤ４におけるプラ
イの配置状態を示す概略断面図である。 ３……ベルト層、４……ベルトプライ ５……コード、６……タイヤ赤道面 ７……緩和ベルトプライ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−179405（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−30505（ＪＰ，Ａ) 実開 昭56−124503（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭51−1883（ＪＰ，Ｂ２) 特公 昭54−11562（ＪＰ，Ｂ２) 実公 昭46−7763（ＪＰ，Ｙ１)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】円筒状のトレッド部に、スチールコードに
    よって補強された少なくとも２枚の隣接するベルトプラ
    イを、そのスチールコードがタイヤ赤道面に対し逆方向
    に傾斜するよう配置して構成したベルト層を有する重荷
    重用空気入りラジアルタイヤにおいて、前記ベルトプラ
    イのうち最大幅を有するベルトプライの幅以上の幅を有
    し、前記最大幅ベルトプライのモジュラスよりモジュラ
    スが低く、かつ、スチールコードによって補強された緩
    和ベルトプライを、スチールコードのタイヤ赤道面に対
    する傾斜方向を最大幅ベルトプライのスチールコードの
    傾斜方向と同方向となるように、かつ、最大幅ベルトプ
    ライの半径方向外側に重なり合わせて配置するようにし
    たことを特徴とする重荷重用空気入りラジアルタイヤ。
JP61181048A 1986-07-31 1986-07-31 重荷重用空気入りラジアルタイヤ Expired - Lifetime JPH0741767B2 (ja)

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AU76178/87A AU7617887A (en) 1986-07-31 1987-07-27 Pneumatic radial tyre
CA000543248A CA1315653C (en) 1986-07-31 1987-07-29 Pneumatic radial tire
US07/078,951 US4865103A (en) 1986-07-31 1987-07-29 Pneumatic radial tire
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