JPH0858310A - 重荷重用ラジアルタイヤ - Google Patents

重荷重用ラジアルタイヤ

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JPH0858310A
JPH0858310A JP6200847A JP20084794A JPH0858310A JP H0858310 A JPH0858310 A JP H0858310A JP 6200847 A JP6200847 A JP 6200847A JP 20084794 A JP20084794 A JP 20084794A JP H0858310 A JPH0858310 A JP H0858310A
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layers
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 トレッド部の耐カット貫通性を損なわずに耐
カットセパレーション性を向上させ得るベルトを備える
重荷重用ラジアルタイヤの提供。 【構成】 ベルトの３層以上の主コード交差層のうちカ
ーカスに最も近い層を除く一層のコード層又は４層以上
の主コード交差層のうちカーカスに最も近いコード層と
該層に隣接する層を除く一層のコード層とは、幅が交差
層最大幅の50〜60％であり、コードがタイヤ赤道面に対
し５〜15°の傾斜配列になる狭幅剛性強化層であるベル
トを有するタイヤ。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、ベルトに係わる耐久
性を向上させた重荷重用ラジアルタイヤに関し、特にベ
ルトが主体として係わり合う耐久性のうち、トレッド部
における耐カットセパレーション性と耐カット貫通性と
の両立を有利に実現した重荷重用ラジアルタイヤに関す
る。
【０００２】
【従来の技術】部分的とはいえ荒れ地や悪路又は突起状
異物が散在する路面を走行する重荷重車両の使途に供す
るタイヤは、トレッド部外側部分、すなわちトレッドゴ
ムに深いカット傷を受ける機会が多いのは止むを得ない
にしても、このカット受傷に止まらずカットセパレーシ
ョンと呼ばれる故障に至る傾向が強い。ここでいうカッ
トセパレーション故障とは、トレッド部領域のうち中央
領域のベルトに到達するような深いカット損傷を受けた
際、タイヤの走行が進むにつれカット受傷部位からベル
トの外周面に沿ってセパレーションにまで進展する故障
を指す。
【０００３】このセパレーションは、タイヤ転動時にお
けるトレッド部の踏込み部、及び蹴出し部にてベルトが
トレッド円周方向（以下周方向と略記する）に曲げられ
る変形挙動に伴い、ベルト外周面とその面に接するトレ
ッドゴムとの間に生じる剪断歪の作用に由来する。この
ようなカットセパレーションは、トレッドゴムとベルト
外周面との間に生じるため、セパレーション領域が目立
つほど拡大したり、また時にはセパレーション部分のト
レッドゴムがもぎ取られたりするとその時点でタイヤが
取外されるので、深刻な問題といえる故障である。
【０００４】そこで従来、上記剪断歪を抑制するためベ
ルトの周方向曲げ剛性をなるべく高めること、実際上は
ベルト層中のコード、この場合は主としてスチールコー
ドの周方向に対する傾斜配列角度をなるべく小さくする
ことが試みられてきた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし上述の試みはカ
ットセパレーション性改善に対しさほど顕著な改善効果
は見られなかった。それというのもコードの傾斜配列角
度を小さくするほどベルト端部で別のセパレーションが
発生し易くなる傾向を示すため、この点を合せ考慮する
とコードの傾斜配列角度を小さくしてベルトの周方向曲
げ剛性向上を図る手段には自ずと限界が生じ、その結果
所期する優れた耐カットセパレーション性発揮にまで至
らないからである。
【０００６】さらにコード傾斜配列角度を小さくしてベ
ルト全体の曲げ剛性を高めれば、岩石などの突起物にト
レッド部が乗上げた際のエンベロープ（ＥＰ）性、すな
わち突起物の包込み性が劣化するので、トレッド部のカ
ット受傷の機会が増すばかりでなくカット傷が深くな
り、これは時に致命的故障といえるトレッド部全体を貫
く、いわゆるカット貫通故障を招くことになる。
【０００７】従ってこの発明の目的は、ベルトにつき、
その端部の耐セパレーション性を十分保持した上で、優
れた耐カットセパレーション性と十分な耐カット貫通性
との両性能を合せ備えた重荷重用ラジアルタイヤを提供
することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明の重荷重用ラジアルタイヤは、一対のビー
ド部内に埋設したビードコア相互間にわたってサイドウ
ォール部及びトレッド部を補強するラジアルカーカス
と、該カーカスの外周にてトレッド部を強化するスチー
ルコード交差層からなるベルトとを有する重荷重用ラジ
アルタイヤにおいて、この発明のその一が、ベルトは隣
接層間でコードが互いに交差する３層以上の主交差層を
備え、該主交差層の最大幅はトレッド部におけるトレッ
ド幅の７０〜８５％の範囲内であり、該主交差層のうち
カーカスに最も近い層を除く残余の一層のコード層は、
その幅が主交差層最大幅の５０〜６０％範囲内であり、
かつコードがタイヤ赤道面に対し５〜１５°の範囲内で
傾斜する配列になる狭幅剛性強化層であることを特徴と
し、この発明のその二では、ベルトは隣接層間でコード
が互いに交差する４層以上の主交差層を備え、該主交差
層の最大幅はトレッド部におけるトレッド幅の７０〜８
５％の範囲内であり、該主交差層のうちカーカスに最も
近いコード層及び該コード層に隣接する層を除く残余の
一層のコード層はそれぞれ、幅が主交差層最大幅の５０
〜６０％の範囲内であり、かつコードがタイヤ赤道面に
対し５〜１５°の範囲内で傾斜する配列になる狭幅剛性
強化層であることを特徴とする。
【０００９】この発明を図１〜図３に基づき以下詳細に
説明する。図１〜図３はタイヤの左半断面のうち要部を
図解により示す断面図であり、この発明のその一は図１
及び図２に示し、この発明のその二を図３に示す。なお
各断面は左右対称である。各図において、１はサイドウ
ォール部、２はトレッド部、３はトレッドゴム、４はカ
ーカス、５はベルトである。カーカス４はラジアル配列
コードのゴム引きプライからなり、図示を省略した一対
のビード部内に埋設したビードコア相互間にわたりサイ
ドウォール部１とトレッド部２とを補強し、そしてベル
ト５は複数のスチールコード層の積層になる。
【００１０】図１（ａ）、図２（ａ）に示すベルト５は
３層の主交差層１Ｂ〜３Ｂからなり、図３（ａ）に示す
ベルト５は４層の主交差層１Ｂ〜４Ｂからなり、そして
図１（ｂ）、図２（ｂ）及び図３（ｂ）に示すベルト５
は４層の主交差層１Ｂ〜４Ｂと１層の保護層Ｂｐとから
なる。なお各図において主交差層にはカーカス４に最も
近いコード層からタイヤ半径方向外側に向かうにつれ順
次第一層〜第四層を示す１〜４の符号をＢに付して示し
た（狭幅剛性強化層は下記による）。主交差層１Ｂ〜３
Ｂ、１Ｂ〜４Ｂの各層のコードは、隣接層間すなわち１
Ｂと２Ｂ間、２Ｂと３Ｂ間、３Ｂと４Ｂ間でそれぞれ互
いに交差する向きの配列になる。トレッド部２のトレッ
ド幅はＷｔで、主交差層の最大幅はＷｂでそれぞれ示
し、ここに最大幅Ｗｂはトレッド幅Ｗｔの７０〜８５％
の範囲内とする。
【００１１】狭幅剛性強化層は各図中特に太い実線にて
あらわすとともに添字ｒをＢに付してＢｒで示す。この
発明のその一による狭幅剛性強化層は、主交差層のうち
カーカス４に最も近い層１Ｂを除く残余の一層のコード
層に適用するものとし、図１（ａ）及び図２（ｂ）に示
す例は３Ｂｒ、図１（ｂ）に示す例は４Ｂｒ、図２
（ａ）に示す例では２Ｂｒであり、この発明のその二に
よる狭幅剛性強化層は、図３に示すようにカーカス４に
最も近いコード層１Ｂｒと、該層１Ｂｒに隣接する層２
Ｂを除く残余の一層のコード層（図示例は４Ｂｒ）に適
用する。勿論この発明のその一の狭幅剛性強化層Ｂｒを
層１Ｂを除く他の何れの層にも充当することができ、ま
たこの発明のその二におけるトレッド（踏面）寄りの狭
幅剛性強化層Ｂｒは層２Ｂからトレッド寄りにある何れ
の層Ｂにも適用可能である。
【００１２】狭幅剛性強化層Ｂｒの幅を各図にてｗにて
示し、狭幅と呼ぶのにふさわしく強化層Ｂｒの幅ｗは最
大幅Ｗｂの５０〜６０％の範囲内とし、強化層Ｂｒのコ
ードはタイヤ赤道面Ｅに対し５〜１５°の範囲内で傾斜
する配列とする。なお他の各層Ｂの同様傾斜角度は１８
〜３５°とするのが望ましい。これらの傾斜角度配分に
より、剛性強化層Ｂｒのコードはタイヤの内圧充填時に
可なり大きな張力を負担するため、他の層Ｂのコードに
比しより太径、すなわちより高い引張強さをもつスチー
ルコードの適用が望ましい。
【００１３】また保護層Ｂｐを配設するのはカットに対
する主交差層の保護を目的とするものであるから、保護
層Ｂｐはいわゆるハイエロンゲーションスチールコード
のゴム引き層として主交差層の外周側に配置するのが適
切である。
【００１４】
【作用】鋭意研究の結果、まずカットセパレーション故
障は、トレッド部２の特に中央領域に受傷したカットか
ら進展することを解明した。よってこの中央領域の先に
述べた剪断歪を低減すること、つまり中央領域のベルト
５における周方向曲げ剛性を高めることによりカットセ
パレーション故障発生を有効に抑制することができるこ
とを究明した。
【００１５】次にベルト５の周方向曲げ剛性の大きさ
は、ベルト５を構成するコード層の積層効果に依存する
他、タイヤの内圧充填時にベルト５に生じる周方向張力
の大きさ度合いにより著しく左右されるという事実か
ら、トレッド部２の中央領域における曲げ剛性を高める
にはベルト５の同領域における内圧充填時の張力を高め
ればよいということを見出した。
【００１６】さらに研究を進めた結果、トレッド部２の
中央領域に生じる剪断歪の値は、ベルト５の主交差層最
大幅Ｗｂの５０〜６０％に相当する主交差層中央領域に
作用する周方向張力の値に支配されること、すなわち後
者の周方向張力値を大きくすれば前者の剪断歪の値を小
さくすることができるということを突き止めた。
【００１７】またタイヤの内圧充填時にベルト５に作用
する周方向張力分布は、図５に示すようにベルト５の幅
中央位置Ｅ′（タイヤ赤道面Ｅとほぼ同位置）にて最大
値をもつ放物線状曲線を示し、図中実線は従来タイヤの
分布線図を、破線はこの発明の一実施例タイヤの分布線
図を示す。ここで周方向張力の総和（横軸と曲線とで囲
まれた面積Ａ、Ａ′）を調べた結果、ベルト５のコード
層構造を変えても、例えばタイヤ赤道面Ｅに対するコー
ドの傾斜角度を変えても周方向張力の総和はほぼ一定で
あること（例えば面積Ａ≒Ａ′）、そしてベルト各層の
コードの上記傾斜角度を小さくしても周方向張力分布曲
線にさほど大きな変化は見られないことが判った。
【００１８】ところがトレッド幅Ｗｔの７０〜８５％の
範囲内とする主交差層１Ｂ〜３Ｂ、１Ｂ〜４Ｂの最大幅
Ｗｂのさらに５０〜６０％の範囲内とする幅ｗをもち、
かつコードがタイヤ赤道面Ｅに対し５〜１５°の範囲内
での急傾斜配列になる一層の狭幅剛性強化層Ｂｒ（図
１、図２参照）を層１Ｂを除く主交差層中に設けること
により、図５の破線で示すようにベルト５の周方向張力
を中央部にて格段に突出させた分布に変容させることが
可能となる。これは強化層Ｂｒを除く緩傾斜配列コード
層からなる主交差層Ｂの周方向張力負担に比し強化層Ｂ
ｒ部分の周方向張力負担がより顕著に高まるからであ
る。
【００１９】このようにベルト５に作用する周方向張力
を集中的にベルト５の中央部で負担させることが可能な
ため、トレッド部２中央領域の曲げ変形が大幅に抑制さ
れ、その結果トレッド部２の踏込み部及び蹴出し部にて
発生するトレッドゴム３とベルト５との間の剪断歪が顕
著に低減し、これによりたとえトレッド部２の中央領域
でベルト５に達するような深いカットを受傷したとして
も、このカット傷からのセパレーション進展を有効に阻
止し、耐カットセパレーション性を向上させることがで
きる。
【００２０】一層の狭幅剛性強化層Ｂｒは層１Ｂを除く
主交差層中に配置することを要し、それは鈍器状先端形
状をもつ突起物にトレッド部２が乗上げた際、乗上げ箇
所のカーカス４に近いコード層Ｂほど大きな張力が足し
加えられるためコードが切断するうれいがあるためであ
る。従って層Ｂｒを層１Ｂの外側に配置するにしても内
圧充填時のコード張力が高いことを勘案して、突起物に
乗上げた際の耐コード切断性を高く保持するため、層Ｂ
ｒのコード径を該層Ｂｒより内側層Ｂのコード径に比し
より太径とするのが望ましい。
【００２１】またこの発明のその二では、トレッド幅Ｗ
ｔの７０〜８５％の範囲内とする主交差層１Ｂ〜４Ｂの
最大幅Ｗｂのさらに５０〜６０％の範囲内とする幅ｗを
もち、かつコードがタイヤ赤道面Ｅに対し５〜１５°の
範囲内での急傾斜配列になる二層の狭幅剛性強化層Ｂｒ
（図３参照）を、一層のＢｒは１Ｂｒとして最内側に、
他の一層は１Ｂｒと隣接する２Ｂを除く主交差層中（図
示例は４Ｂｒ）にそれぞれ設けることにより、図５に破
線で示すベルト５中央領域の周方向張力はさらに増強さ
れるので耐カットセパレーション性はさらに一層向上す
る。
【００２２】その際二層の狭幅剛性強化層Ｂｒを互いに
隣接積層させることは、各層のコードのタイヤ赤道面Ｅ
に対する傾斜角度が小さいため、タイヤの内圧充填時及
びトレッド部２の接地時にこれら層Ｂｒ端部間に大きな
剪断歪が生じ、その結果この端部間にセパレーションが
発生し易くなるので避ける必要がある。また突起乗上げ
時の狭幅剛性強化層１Ｂｒにおけるコード張力増加は、
層１Ｂｒとその外側に図３に示す例では層４Ｂｒとを対
として設けることにより、両層１Ｂｒ、４Ｂｒそれぞれ
のコードが張力増加分を分散負担することになるので大
幅に緩和され、従って層１Ｂｒのコード切断故障のうれ
いを取除くことができる。
【００２３】これら曲げ剛性が高い狭幅剛性強化層Ｂｒ
をベルト５の中央域に配置することにより、該中央域の
両側域における剛性は従来のベルト５′（図４参照）の
剛性に比し大幅に低下するので、トレッド部２が突起物
に乗上げた際、狭幅剛性強化層Ｂｒを含むベルト５を備
えるトレッド部２は従来ベルト５′を備えるトレッド部
２に比しトレッド幅方向により容易に変形し易い挙動を
示す。このことはＥＰ性の大幅改善に外ならず、よって
耐カット性並びに耐カット貫通性が顕著に向上する。な
お主交差層の外側にハイエロンゲーションスチールコー
ド層を保護層Ｂｐとして配設すればこれら特性の性能向
上に一段と寄与する。
【００２４】ここに狭幅剛性強化層Ｂｒのコードのタイ
ヤ赤道面Ｅに対する傾斜角度が１５°を越えるとベルト
５中央領域の周方向張力向上が不十分なものとなり、ま
た５°未満ではたとえ強化層Ｂｒが隣接積層されていな
くとも強化層Ｂｒ端部にセパレーション故障が発生し易
くなるので何れも不可である。また狭幅剛性強化層Ｂｒ
の幅ｗをベルト５の主交差層最大幅Ｗｂの５０〜６０％
としたのは、先に述べたとおりカットセパレーション故
障に至らしめる剪断歪が主交差層最大幅Ｗｂの５０〜６
０％領域の周方向張力分布に対応するからである。
【００２５】またベルト５のカットに由来しない一般の
耐セパレーション性につき、このセパレーションは広幅
コード層端部に発生するので、狭幅剛性強化層Ｂｒを設
けることの不利は完全に回避され、上記耐セパレーショ
ン性は十分確保できる。
【００２６】
【実施例】
（ａ）トラック及びバス用ラジアルプライタイヤ（ＴＢ
Ｒ）；サイズが２７５／８０Ｒ２２．５であり、その要
部構成は実施例１が図１（ａ）、実施例２が図２
（ａ）、実施例３が図３（ａ）に従う。トレッド幅Ｗｔ
は２１０ｍｍであり、カーカス４は１プライのラジアル
配列スチールコードのゴム引きプライからなり、ベルト
５の各コード層に適用したスチールコードは、構造が
（３＋９＋１５）×０．２３ｍｍ、コード径は１．４ｍ
ｍである。なお構成が異なるベルト５′を備える他はス
チールコード種も含め全て実施例に合せた従来例１、比
較例１の各タイヤを準備した。これらタイヤの左半断面
要部を図４（ａ）に示す。またベルト５、５′の各層を
４Ｂ〜１Ｂとして諸元を表１に示す（表中太枠にて囲ん
だ部分が狭幅剛性強化層Ｂｒ）。表１に記載した幅／角
度はコード層幅（ｍｍ）／コード傾斜角度（度、タイヤ
赤道面Ｅに対する角度）であり、角度の前に付した符号
Ｒはコードの右上り配列を、符号Ｌはコードの左上り配
列をそれぞれ示す。また打込数は２５ｍｍ当りコード打
込本数である。
【００２７】（ｂ）建設車両用ラジアルプライタイヤ
（ＯＲＲ）；サイズが３７．００Ｒ５７であり、その要
部構成は実施例４が図１（ｂ）、実施例５が図２
（ｂ）、実施例６が図３（ｂ）に従う。トレッド幅Ｗｔ
は８４０ｍｍであり、カーカス４は１プライのラジアル
配列スチールコードのゴム引きプライからなり、ベルト
５の各コード層に適用したスチールコードは下記の通り
である。 層４Ｂ、３Ｂ：撚り構造（３＋９＋１５）×７×０．１
７５ｍｍ、コード径３．２ｍｍ。 層２Ｂ、１Ｂ：撚り構造（３＋９）×７×０．２３ｍ
ｍ、コード径２．８ｍｍ。 層Ｂｐ：撚り構造３×７×０．２３ｍｍ、コード径１．
６ｍｍ。 なお構成が異なるベルト５′を備える他はスチールコー
ド種も含め全て実施例に合せた従来例２、比較例２の各
タイヤを準備した。これらタイヤの左半断面要部を図４
（ｂ）に示す。またベルト５、５′の各層４Ｂ〜１Ｂの
諸元を表２に示す（表中太枠にて囲んだ部分が狭幅剛性
強化層Ｂｒ）。表２に記載した幅／角度及び打込数は上
記ＴＢＲタイヤの場合と同一である。
【００２８】上記の実施例１〜６、従来例１、２及び比
較例１、２の各タイヤを供試タイヤとして耐カットセパ
レーション性及び耐カット貫通性を下記する評価方法に
より試験した。 耐カットセパレーション性・・・予めトレッドの幅方向
中央部にベルト５、５′まで達するカット傷を入れたタ
イヤを、最大負荷能力（kg) に相当する荷重負荷及びそ
れに対応する空気圧（kgf/cm2)充填の下でドラム走行さ
せ、所定時間走行させた後、カット傷からのセパレーシ
ョン長さを測定する。 耐カット貫通性・・・いわゆるプランジャ試験による。
ＴＢＲタイヤ用プランジャは直径３８ｍｍ、ＯＲＲタイ
ヤ用プランジャは直径９０ｍｍの各先端が半球状をなす
スチール製丸棒を垂直に固定し、これら半球状先端に上
記空気圧充填下で各供試タイヤを押当てて垂直に降下さ
せ、プランジャがタイヤを破断するまでに要したエネル
ギ（プランジャに加わる力Ｆと破断までのストロークＳ
との積分値）を測定する。
【００２９】上記両特性を測定した結果は、ＴＢＲタイ
ヤは従来例１を、ＯＲＲタイヤは従来例２をそれぞれ１
００とする指数表示にてあらわすものとし、これら指数
値を先の表１及び表２の下段に合せ示す。値は大なるほ
ど良い。なお各表で耐カットセパレーション性は耐カッ
トセパ性と略記した。
【００３０】
【表１】
【００３１】
【表２】
【００３２】表１、表２から実施例１〜３、実施例４〜
６の各タイヤは何れもそれぞれに対応する従来例タイヤ
１、２との対比で耐カットセパレーション性並びに耐カ
ット貫通性の両特性が共に際立って優れていることがわ
かる。これに対し比較例１、２のタイヤは何れも耐カッ
ト貫通性が大幅に低下していることを示し、各実施例の
特異な効果を裏付けている。なお各表には記載していな
いが、ベルト５端部における耐セパレーション性につき
別途評価したところ、各実施例のタイヤは従来例、比較
例のタイヤに対し遜色のない優れた耐久性を示してい
る。
【００３３】
【発明の効果】この発明によれば、ベルト端部の耐セパ
レーション性を十分に保持した上で、耐カット貫通性の
劣化を伴うことなく寧ろこの性能を向上させ得て、耐カ
ットセパレーション性を高度に高めることができる長寿
命な重荷重用ラジアルタイヤを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明による一実施例の重荷重用ラジアルタ
イヤの要部を図解した断面図である。
【図２】この発明による別の実施例の重荷重用ラジアル
タイヤの要部を図解した断面図である。
【図３】この発明による他の実施例の重荷重用ラジアル
タイヤの要部を図解した断面図である。
【図４】従来の重荷重用ラジアルタイヤの要部を図解し
た断面図である。
【図５】ベルトの主交差層幅方向における周方向張力分
布図である。
【符号の説明】
１ サイドウォール部 ２ トレッド部 ３ トレッドゴム ４ カーカス ５ ベルト １Ｂｒ、２Ｂｒ、３Ｂｒ、４Ｂｒ 狭幅剛性強化層 １Ｂ、２Ｂ、３Ｂ、４Ｂ ベルトのコード層 Ｗｔ トレッド幅 Ｗｂ 主交差層の最大幅 ｗ 狭幅剛性強化層幅

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 一対のビード部内に埋設したビードコア
    相互間にわたってサイドウォール部及びトレッド部を補
    強するラジアルカーカスと、該カーカスの外周にてトレ
    ッド部を強化するスチールコード交差層からなるベルト
    とを有する重荷重用ラジアルタイヤにおいて、 ベルトは隣接層間でコードが互いに交差する３層以上の
    主交差層を備え、該主交差層の最大幅はトレッド部にお
    けるトレッド幅の７０〜８５％の範囲内であり、該主交
    差層のうちカーカスに最も近い層を除く残余の一層のコ
    ード層は、その幅が主交差層最大幅の５０〜６０％の範
    囲内であり、かつコードがタイヤ赤道面に対し５〜１５
    °の範囲内で傾斜する配列になる狭幅剛性強化層である
    ことを特徴とする重荷重用ラジアルタイヤ。
  2. 【請求項２】 一対のビード部内に埋設したビードコア
    相互間にわたってサイドウォール部及びトレッド部を補
    強するラジアルカーカスと、該カーカスの外周にてトレ
    ッド部を強化するスチールコード交差層からなるベルト
    とを有する重荷重用ラジアルタイヤにおいて、 ベルトは隣接層間でコードが互いに交差する４層以上の
    主交差層を備え、該主交差層の最大幅はトレッド部にお
    けるトレッド幅の７０〜８５％の範囲内であり、該主交
    差層のうちカーカスに最も近いコード層及び該コード層
    に隣接する層を除く残余の一層のコード層はそれぞれ、
    幅が主交差層最大幅の５０〜６０％の範囲内であり、か
    つコードがタイヤ赤道面に対し５〜１５°の範囲内で傾
    斜する配列になる狭幅剛性強化層であることを特徴とす
    る重荷重用ラジアルタイヤ。
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