JPH0885307A - 空気入りタイヤ - Google Patents

空気入りタイヤ

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JPH0885307A
JPH0885307A JP6223307A JP22330794A JPH0885307A JP H0885307 A JPH0885307 A JP H0885307A JP 6223307 A JP6223307 A JP 6223307A JP 22330794 A JP22330794 A JP 22330794A JP H0885307 A JPH0885307 A JP H0885307A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 周方向ベルト層の追加によって発生する不利
を解消し、周方向ベルト層による周方向剛性の強化を享
受し得る空気入りタイヤを提供する。 【構成】 タイヤの赤道面に沿って延びる補強素子の複
数本をゴムで被覆した周方向ベルト層およびタイヤの赤
道面に対して傾斜した向きに延びる補強素子の複数本を
ゴムで被覆した傾斜ベルト層の積層構造になるベルト
の、少なくとも互いに隣接する周方向ベルト層および傾
斜ベルト層の各被覆ゴムにおいて、周方向ベルト層の被
覆ゴムを傾斜ベルト層の被覆ゴムよりも低い弾性率とす
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、直線状、波状または
ジグザク状で実質タイヤの赤道面に沿って延びる補強素
子による周方向ベルト層でカーカスのクラウン部を補強
した空気入りタイヤに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】空気入りタイヤにおいて、タイヤの赤道
面に対して傾斜した向きに延びる補強素子による従前の
傾斜ベルト層に、周方向ベルト層を追加し、特にベルト
の周方向剛性を強化する構造については、多くの提案が
ある。例えば、特開平２−81706 号公報には、周方向ベ
ルト層を波形の補強素子で構成することによって、周方
向剛性の向上とともに、タイヤ製造時にベルト径の拡張
を殆ど妨げることなしに加硫成形を達成できる、タイヤ
について記載されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、周方向
ベルト層を追加すると、ベルトの総厚みが増加すること
に加えて、タイヤの転動時に周方向ベルト層と傾斜ベル
ト層との間で歪みが発生するため、ベルトでの発熱量が
増加する。そして、ベルトの発熱は、ベルトのコード被
覆ゴムの劣化をまねいて、ひいてはコードと被覆ゴムと
の間の、いわゆるヒートセパレーションの原因となる。
【０００４】また、タイヤに荷重が負荷されると、トレ
ッドの接地域ではトレッドおよびベルトがタイヤ径方向
内側に圧縮されるため、ベルトの補強素子の被覆ゴムは
ベルト両端側に向かって変位する。この被覆ゴムの変位
量はベルト端部域で最大を示し、特に幅方向の動きが制
限される周方向ベルト層で大きくなる傾向にある。従っ
て、周方向ベルト層の両端部に歪みが集中するため、こ
こからセパレーションが発生することになる。
【０００５】そこで、この発明の目的は、周方向ベルト
層の追加によって発生する不利、特にベルトでのセパレ
ーションを回避し、周方向ベルト層による周方向剛性の
強化を享受し得る空気入りタイヤを提供することにあ
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この発明は、１対のビー
ド間でトロイド状に延びるカーカスのクラウン部の径方
向外側にベルト及びトレッドを備える空気入りタイヤで
あって、該ベルトは、タイヤの赤道面に沿って延びる補
強素子の複数本をゴムで被覆した周方向ベルト層および
タイヤの赤道面に対して傾斜した向きに延びる補強素子
の複数本をゴムで被覆した傾斜ベルト層の積層構造にな
り、少なくとも互いに隣接する周方向ベルト層および傾
斜ベルト層の各被覆ゴムにおいて、周方向ベルト層の被
覆ゴムは傾斜ベルト層の被覆ゴムよりも低い弾性率を有
することを特徴とする空気入りタイヤである。
【０００７】ここで、ベルトの両端部近傍の、周方向ベ
ルト層および傾斜ベルト層の各補強素子間を埋める層間
ゴムにおいて、傾斜ベルト層および周方向ベルト層の各
被覆ゴムが占める比を、傾斜ベルト層に比べて周方向ベ
ルト層で大きくすることが、特にベルト端でのセパレー
ションの発生防止に有利である。
【０００８】また、この発明は、１対のビード間でトロ
イド状に延びるカーカスのクラウン部の径方向外側にベ
ルト及びトレッドを備える空気入りタイヤであって、該
ベルトは、実質上タイヤの赤道面に沿って延びる補強素
子の複数本をゴムで被覆した周方向ベルト層およびタイ
ヤの赤道面に対して傾斜した向きに延びる補強素子の複
数本をゴムで被覆した傾斜ベルト層の積層構造になり、
周方向ベルト層の幅方向端部の両側に、周方向ベルト層
の被覆ゴムよりも弾性率の高い抑えゴムをそれぞれ配置
したことを特徴とする空気入りタイヤである。
【０００９】なお、上記周方向ベルト層は、補強素子と
してコードまたはモノフィラメントを周方向に配置した
通常の構造の他にも、波形のコードまたはモノフィラメ
ントを用いたり、あるいは数本のコードまたはモノフィ
ラメントをゴムで被覆したリボンを周方向に螺旋状に巻
き回した構造を採用することができる。
【００１０】さて、図１に、この発明に従う空気入りタ
イヤの代表的なタイヤ幅方向の断面を示す。この空気入
りタイヤは、１対のビード１間でトロイド状に延びるカ
ーカス２のクラウン部の径方向外側に、少なくとも１層
の傾斜ベルト層および少なくとも１層の周方向ベルト層
からなるベルト３及びトレッド４を順に配置してなる。
【００１１】図示例において、ベルト３は、カーカス２
のタイヤ径方向外側に２層の傾斜ベルト層5a,5b を配置
した上に、２層の周方向ベルト層6a,6b を配置した、組
み合わせになる。なお、5cは、ベルト３の最外層を覆う
ベルト保護層であり、省略することも可能である。ここ
でベルト３は、図２に示すように、少なくとも互いに隣
接する周方向ベルト層6aおよび傾斜ベルト層5bの各被覆
ゴムにおいて、傾斜ベルト層5bの被覆ゴムよりも周方向
ベルト層6aの被覆ゴムが低い弾性率を有することが肝要
であり、弾性率を低くすることによって、ベルト３での
発熱量を減少する。この弾性率の規制は、特に互いに隣
接する周方向ベルト層6aおよび傾斜ベルト層5bの各被覆
ゴムを対象とすることが肝要であるが、残る周方向ベル
ト層6bおよび傾斜ベルト層5aの各被覆ゴムの弾性率を同
様に規制してもよいことは勿論である。
【００１２】さらに、図３に図２の端部近傍（Ａ部）を
拡大して示すように、周方向ベルト層6aおよび傾斜ベル
ト層5bの補強素子７および８間を埋める層間ゴム９にお
いて、周方向ベルト層6aの被覆ゴムの厚みをｔc および
傾斜ベルト層5bの被覆ゴムの厚みをｔs としたとき、被
覆ゴム厚みｔs に比べて被覆ゴム厚みｔc を大きくする
こと、すなわち、層間ゴム９に占める周方向ベルト層6a
の被覆ゴムの比を傾斜ベルト層5bの被覆ゴムより大きく
する。これによって、特に周方向ベルト層6a付近に集中
する歪みを緩和する。
【００１３】また、図４に示すように、周方向ベルト層
6aの幅方向端部の両側に、周方向ベルト層6aの被覆ゴム
よりも弾性率の高い抑えゴム10をそれぞれ配置して、周
方向ベルト層６の被覆ゴムの動きを制限することも、周
方向ベルト層6aでの歪みを抑制するのに有効である。
【００１４】この発明では、周方向ベルト層6aの被覆ゴ
ムの弾性率を低くすることに加えて、さらに層間ゴム７
での周方向ベルト層6aの被覆ゴムの比を大きくするこ
と、あるいは周方向ベルト層6aの両側に抑えゴム10をそ
れぞれ配置することのいずれか一方または両方に従う構
造とすることによって、発熱量の減少とベルト端でのセ
パレーションの抑制を両立することが可能である。
【００１５】なお、周方向ベルト層および傾斜ベルト層
の積層配置は、上記した図２〜４の例に限らず、例えば
図５〜７に示すように、カーカス上に、２層の周方向ベ
ルト層6a,6b および２層の傾斜ベルト層5b,5a を順に配
置する構成でもよい。このベルト配置においても、周方
向ベルト層6aの被覆ゴムの弾性率を低くして、さらに層
間ゴム９での周方向ベルト層6aの被覆ゴムの比を大きく
すること（図６参照）および周方向ベルト層6aの両側に
抑えゴム10をそれぞれ配置すること（図７参照）のいず
れか一方または両方に従う構造とすることが好ましい。
【００１６】
【作用】タイヤのベルトにおいて、傾斜ベルト層に周方
向ベルト層を追加した構造の問題は、発熱と周方向ベル
ト層の両端部に集中する歪みに起因したベルトを中心と
したセパレーションにあることは既に述べた通りであ
る。まず、発熱の原因は、ベルト厚の増加およびタイヤ
の転動時に周方向ベルト層と傾斜ベルト層との間で発生
する歪みにあるが、ベルト厚の増加を回避することは難
しいから、この発明ではベルト層間歪みの抑制に的を絞
った。
【００１７】ここに、周方向ベルト層と傾斜ベルト層と
の間の入力は定歪的であるから、発生する歪みエネルギ
ーは、次式
【数１】 （歪みエネルギー）＝（ゴムの弾性率）×（歪み）2 で表すことができる。この式から、歪みエネルギーを減
少するにはゴムの弾性率の低下が有効であること、従っ
てゴムの弾性率を低くすることによって歪みに起因した
発熱が抑制されることがわかる。
【００１８】しかしながら、傾斜ベルト層の被覆ゴムの
弾性率が傾斜ベルト層の剛性に与える影響が大きいた
め、傾斜ベルト層の被覆ゴムの弾性率を低下することは
難しい。これに対して、周方向ベルト層は、その剛性に
被覆ゴムの弾性率が与える影響は比較的に小さいため、
周方向ベルト層の被覆ゴムの弾性率を低下することは可
能であり、これによって発熱を抑制する。
【００１９】ここで、周方向ベルト層の被覆ゴムの弾性
率は、室温における100 ％伸長時の応力値で20〜45 kgf
／mm2 程度にすることが、発熱の抑制にとって有利であ
る。一方、傾斜ベルト層の被覆ゴムの弾性率は、同じく
室温における100 ％伸長時の応力値で55〜65 kgf／mm2
程度にすることによって、ベルト剛性は維持されるか
ら、この下限近傍に弾性率を設定することが、発熱抑制
に対して好ましい。
【００２０】また、ベルト端でのセパレーションは、ベ
ルト端、特に周方向ベルト層の端部近傍に歪みが集中す
ることが原因となるため、上記した周方向ベルト層の被
覆ゴムの弾性率を低下することは、この歪みの集中に対
して不利であるから、さらに周方向ベルト層および傾斜
ベルト層間ゴムでの周方向ベルト層の被覆ゴムの比を大
きくすることによって、周方向ベルト層側に集中する歪
みを緩和することが可能である。
【００２１】すなわち、層間ゴムにおける、弾性率を低
下した周方向ベルト層の被覆ゴムの比率を高めることに
よって、発生する歪みの緩和能力を高めて、セパレーシ
ョンに結びつくような大きな歪み集中を抑制するのであ
る。ここで、層間ゴムにおける周方向ベルト層の被覆ゴ
ムの比率は、0.5 〜0.7 程度とすることが好ましい。こ
の程度の比率とするのは、層間ゴムの総厚みを増加する
ことは発熱抑制の点で不利であるから、周方向ベルト層
の被覆ゴムの比率を高めて層間ゴム全体の歪み緩和能力
を向上し、さらに傾斜ベルト層の剛性およびタイヤの製
造に当たり傾斜ベルト層で必要とする最低限のゴム厚を
それぞれ確保することができるためである。
【００２２】次に、周方向ベルト層の両側に、周方向ベ
ルト層の被覆ゴムより弾性率の大きい抑えゴムをそれぞ
れ配置することによって、タイヤの負荷転動時の層間ゴ
ムの動きを制限して、歪みの発生を抑制してセパレーシ
ョンを回避することが可能である。ここで、抑えゴム
は、図４または７に示したように、周方向ベルト層６の
両側に、断面矩形状でタイヤ周方向に延ばして配置した
ものであり、その弾性率は、周方向ベルト層の被覆ゴム
の弾性率対比で、1.3 〜3.0 倍とすることが好ましい。
また、断面形状における幅および厚みは、それぞれ10〜
20mmおよび1.0 〜2.0mm程度にすることが、ゴム量の増
加に伴う発熱を回避する上で好ましい。
【００２３】
【実施例】図１および２に示した各ベルト層配置に周方
向ベルト層を１層追加したベルト構造に従う、サイズ11
／70Ｒ22.5のトラック・バス用空気入りラジアルタイヤ
を、表１に示す各種のベルト仕様の下に試作した。な
お、周方向ベルト層は、３＋９×0.19mm構造のコード
（0.8 mmφ）を波形（波長：36.6mm，波高：1.3 mm）に
型付けしたものを、28本／50mmで打込んでなり、傾斜ベ
ルト層は、タイヤの赤道に対して18°で傾斜した３＋９
＋15×0.23mm構造のコード（1.4 mmφ）を、23本／50mm
で打込んでなる。ここで、表１には、ベルト各層の被覆
ゴムの弾性率および厚みを、比較例を基準としたときの
比で示してあり、比較例における被覆ゴムの弾性率およ
び厚みは、周方向ベルト層で57 kgf／mm2 および0.3 m
m、そして傾斜ベルト層で57 kgf／mm2 および0.3 mmで
ある。
【００２４】これらのタイヤは、規定内圧8.0 kgf ／ｃ
m2を充填後に、100 ％荷重の下に50km／ｈでドラム走行
させて、タイヤ温度、故障発生までの走行距離および故
障状況について調査した。この調査結果を、比較タイヤ
の結果を100 としたときの指数にて、表１に併記する。
なお、タイヤ温度は、ドラム走行開始時点から10時間後
にドラムを停止し、熱電対による針型温度計を周方向ベ
ルト層端部付近まで挿入して測定した。
【００２５】
【表１】
【００２６】
【発明の効果】この発明によれば、周方向ベルト層の追
加によるタイヤ周方向剛性の強化が、発熱およびベルト
端セパレーションをまねくことなしに達成できるため、
タイヤの高性能化を促進することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に従う代表的な空気入りタイヤの幅方
向断面図である。
【図２】この発明に従うベルト構造を示す断面図であ
る。
【図３】図２のＡ部の拡大図である。
【図４】別のベルト構造を示す断面図である。
【図５】この発明に従うベルト構造を示す断面図であ
る。
【図６】図５のＡ部の拡大図である。
【図７】別のベルト構造を示す断面図である。
【符号の説明】
１ ビード ２ カーカス ３ ベルト ４ トレッド 5a 傾斜ベルト層 5b 傾斜ベルト層 ６ 周方向ベルト層 6a 周方向ベルト層 6b 周方向ベルト層 ７ 補強素子 ８ 補強素子 ９ 層間ゴム層 10 抑えゴム

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 １対のビード間でトロイド状に延びるカ
    ーカスのクラウン部の径方向外側にベルト及びトレッド
    を備える空気入りタイヤであって、該ベルトは、実質上
    タイヤの赤道面に沿って延びる補強素子の複数本をゴム
    で被覆した周方向ベルト層およびタイヤの赤道面に対し
    て傾斜した向きに延びる補強素子の複数本をゴムで被覆
    した傾斜ベルト層の積層構造になり、少なくとも互いに
    隣接する周方向ベルト層および傾斜ベルト層の各被覆ゴ
    ムにおいて、周方向ベルト層の被覆ゴムは傾斜ベルト層
    の被覆ゴムよりも低い弾性率を有することを特徴とする
    空気入りタイヤ。
  2. 【請求項２】 ベルトの両端部近傍の、周方向ベルト層
    および傾斜ベルト層の各補強素子間を埋める層間ゴムに
    おいて、傾斜ベルト層および周方向ベルト層の各被覆ゴ
    ムが占める比を、傾斜ベルト層に比べて周方向ベルト層
    で大きくした請求項１に記載のタイヤ。
  3. 【請求項３】 １対のビード間でトロイド状に延びるカ
    ーカスのクラウン部の径方向外側にベルト及びトレッド
    を備える空気入りタイヤであって、該ベルトは、実質上
    タイヤの赤道面に沿って延びる補強素子の複数本をゴム
    で被覆した周方向ベルト層およびタイヤの赤道面に対し
    て傾斜した向きに延びる補強素子の複数本をゴムで被覆
    した傾斜ベルト層の積層構造になり、周方向ベルト層の
    幅方向端部の両側に、周方向ベルト層の被覆ゴムよりも
    弾性率の高い抑えゴムをそれぞれ配置したことを特徴と
    する空気入りタイヤ。
JP22330794A 1994-09-19 1994-09-19 空気入りタイヤ Expired - Fee Related JP3556712B2 (ja)

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