JPH09193609A - 空気入りラジアルタイヤ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 空気入りラジアルタイヤにおいて、高荷重、
高充填空気圧走行時等に生じるタイヤ成長を抑制し、ベ
ルト層の耐エッジセパレーション性を高めることにあ
る。 【解決手段】 少なくとも１層のベルト層３ａにおける
スチールコードｓをタイヤ周方向Ｔに対する配向角度を
５°以下にして巻き付けた螺旋状構造にし、そのスチー
ルコードｓを複数の素線ｆを撚り合わせた単撚スチール
コードから構成すると共に、それら素線ｆをタイヤ径方
向断面が円弧状に並ぶ配列に構成し、その素線間距離の
関係と素線の占有率の関係とを所定の式で規定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高荷重、高充填空
気圧走行時等に生じるタイヤ成長を抑制するようにした
空気入りラジアルタイヤに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、車両の総重量規制の緩和により、
大型トラック等では、より荷物が積載（２０ｔから２５
ｔへと）できるようになった。しかし、道路法の規定で
は、車高や車幅制限等がある。そのため、大型トラック
では、荷台を低くして、緩和された分の荷物を積むスペ
ースを確保する傾向にある。そこで、重荷重用空気入り
タイヤにあっては、従来、偏平率が９０〜１００％であ
ったものが、６０〜８０％と偏平率の低いタイヤが求め
られている。

【０００３】しかし、その偏平率を低くしたタイヤに
は、規制緩和により従来よりも高荷重が加わると共に、
高い空気圧が充填されるため、タイヤ構造を同じにして
偏平率を単に低くしただけでは、ベルト層がタイヤ内圧
を受け持つ分担率が高くなるため、ベルト層が外側に大
きく変形（タイヤ成長が大）する。特に、トレッド部の
幅方向両端部が膨出するため、ベルト層のエッジセパレ
ーションが発生し易くなる。

【０００４】そこで、上記解決策として、従来のタイヤ
周方向に対し特定の傾斜をもって配列したベルト層の補
強コードをタイヤ周方向に沿って略０°に配列し、ベル
ト層のタガ効果を高めるようにした提案がある。補強コ
ートとしては、タイヤ成長を抑えるため、伸びの小さい
スチールコードやアラミド繊維等の高弾性繊維を用いる
ようにしている。

【０００５】上記の提案としては、例えば、加硫時にタ
イヤの膨径にその補強コードを追従させるため、膨径前
に補強コードをタイヤ周方向に沿って波状に配置し、膨
径時にその波状の補強コードを伸ばしてタイヤ周方向に
沿って配列するようにしたものがある（特開平２ー８１
７０７号公報等）。しかし、補強コードを完全にタイヤ
周方向に沿ってストレート状に伸ばすことが極めて困難
であるため、加硫後も補強コードが波形の状態で残存す
る。そのため、ベルト層間に剪断変形が発生し、ベルト
層間のセパレーションを招くという問題がある。

【０００６】また、加硫時にタイヤの膨径に追従させる
ため、短いピッチで伸びが大きくなるようにした複数撚
り構造の所謂ハイエロンゲーションワイヤーをベルト層
の補強コードに用いるものがある（USP4,169,495等）。
しかし、この複撚構造のハイエロンゲーションワイヤー
は、初期歪み域での発生応力が比較的大きいため、加硫
時の膨径に伴い該ワイヤーが内側のベルト層等の均一な
変形を妨げ、加硫後のタイヤ形状が所定の形状になら
ず、転動抵抗が増加する。また、ハイエロンゲーション
ワイヤーは、引張弾性率が小さいので、通常のベルト層
に用いるワイヤーに比べて、ワイヤー使用量が増し、重
量が重くなるという問題もある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、高荷
重、高充填空気圧走行時等に生じるタイヤ成長を抑制
し、ベルト層の耐エッジセパレーション性を高めること
が可能な空気入りラジアルタイヤを提供することにあ
る。本発明の他の目的は、タイヤ重量の増加を抑えなが
ら、転動抵抗の増加を防止することができる空気入りラ
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本発
明は、トレッド部にスチールコードを補強コードとして
有する複数のベルト層を埋設した空気入りラジアルタイ
ヤにおいて、少なくとも１層のベルト層におけるスチー
ルコードをタイヤ周方向に対する配向角度を５°以下に
して巻き付けた螺旋状構造にし、該スチールコードを複
数の素線を撚り合わせた単撚スチールコードから構成す
ると共に、それら素線を前記トレッド部におけるタイヤ
径方向断面が円弧状に並ぶ配列に構成し、前記素線数を
ｎ、素線径をｄ、前記トレッド部に埋設された状態にお
ける隣接する素線の中心間の距離の総和とそのスチール
コード外径とをそれぞれΣｌ、Ｄとするとき、 Σｌ＜１．１６ｄ（ｎ−１） １．６＜ｄｎ／（Ｄ−ｄ）＜３．０ の式を満足するようにしたことを特徴とする。

【０００９】このように少なくとも１層のベルト層のス
チールコードをタイヤ周方向に対し５°以下で巻き付け
た螺旋状構造にすることにより、ベルト層のタガ効果を
高め、タイヤ周方向剛性を大きくすることができる。そ
のため、高荷重、高充填空気圧走行時等にベルト層が外
径側に大きく変形しようとするのを抑制し、タイヤ成長
を抑えることができるので、タイヤ成長が原因で生じる
ベルト層のエッジセパレーションを改善することができ
る。

【００１０】また、上記ベルト層のスチールコードを複
数の素線を撚った単撚スチールコードから構成し、それ
ら素線の配列をタイヤ径方向断面において円弧状にし、
その素線間距離の関係と素線の占有率の関係とを上記の
ような式で規定するため、加硫時のタイヤ膨径にスチー
ルコードの伸長を追従させながら、タイヤ成長を抑える
ようにすることができる。また、初期歪み域での発生応
力が比較的低いので、加硫時の膨径に伴いスチールコー
ドが内側のベルト層が均一に変形するのを阻害すること
がなく、それによって、加硫後のタイヤ形状を良好にし
て、転動抵抗の増加を防ぐことができる。

【００１１】また更に、単撚スチールコードは、ハイエ
ロンゲーションワイヤーのように引張弾性率が小さくな
いため、ベルト重量の増加を招くことがなく、また、真
っ直ぐに伸びた状態で波状になることがないため、ベル
ト層間のセパレーションを引き起こす原因となることも
ない。しかも、タイヤの周方向剛性が高くなるので、路
面と接地するトレッド面の耐摩耗性を高めることも可能
になる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の構成について添付
の図面を参照しながら詳細に説明する。図１は本発明の
空気入りラジアルタイヤの要部の一例を示し、トレッド
部１の内周側に配設されたカーカス２の外周側には、ス
チールコードを補強コードとして有する４層のベルト層
３が積層して埋設されている。カーカス２は、その両端
部が図示せぬ左右の両ビード部に配置されたビードコア
の周りにタイヤ内側から外側へ折り返されている。

【００１３】本発明では、上記のような構成の空気入り
ラジアルタイヤにおいて、図２に示すように、４層のベ
ルト層３の内、最外側に配置されたベルト層３ａにおけ
るスチールコードｓが、タイヤ周方向Ｔに対する傾斜を
０°に近づけて巻き付けた、所謂０度ベルトの構造にし
てある。この構造は、例えば、後述する構成からなる、
単独のスチールコードｓをベルト幅方向に任意の密度で
連続して巻き付ける方法や、複数本のスチールコードｓ
よりなるストリップ材をベルト幅方向に巻き付けるこに
より構成することができる。そのコード密度やベルト幅
に応じて、スチールコードｓは、タイヤ周方向Ｔに対す
る配向角度を５°以下にして巻き付けた螺旋状構造にす
ることができる。

【００１４】最外側のベルト層３ａより内側に配置され
た残りの３層のベルト層３ｂ〜３ｄは、スチールコード
ｓ’が従来の特定の傾斜をもって配列されたベルト層に
構成され、その隣接するベルト層におけるスチールコー
ドｓ’が互いに交差するように配置されている。このス
チールコードｓ’は、従来用いられている構成のスチー
ルコードである。

【００１５】上記最外側のベルト層３ａが有するスチー
ルコードｓは、図３，４に示すように、スパイラル状に
くせつけされた複数（図では５本）の素線ｆを撚り合わ
せた単撚スチールコードから構成されている。このコー
ドの型付率は１４０〜２１０％の範囲に設定され、コー
ト内へのゴム浸透性を極めて大きくしている。なお、単
撚りの１×ｎ構造の型付率は、ｎ本の素線を同心円状に
隙間なく撚った時のコード外径を１００とした時、個々
の素線単独を取り出した際の素線のスパイラル外径と定
義されるものである。

【００１６】上記単撚スチールコードは、それら複数の
素線ｆが、加硫後のトレッド部１におけるタイヤ径方向
断面において、図３のように、点線で示す仮想円に対し
て１８０°を越えて円弧状に並ぶ略Ｃ状の配列になって
いる。また、素線数をｎ、素線径をｄ、トレッド部１に
埋設された状態における、隣接する素線ｆの中心間の距
離ｌ_1,ｌ_2,ｌ_3,ｌ₄ の総和と、スパイラル状の素線配列
となるスチールコードの外径とをそれぞれΣｌ、Ｄとす
るとき、 Σｌ＜１．１６ｄ（ｎ−１） …(1) １．６＜ｄｎ／（Ｄ−ｄ）＜３．０…(2) の式を満足するようになっている。

【００１７】このようにベルト層３ａのスチールコード
ｓをタイヤ周方向Ｔに対し５°以下で巻き付けた螺旋状
構造にすることにより、ベルト層３のタガ効果を高め、
タイヤ周方向の剛性を大きくすることができるため、高
荷重、高充填空気圧走行時等にベルト層が外径側に大き
く変形しようとするのを抑制し、タイヤ成長を抑えるこ
とができる。そのため、タイヤ成長に起因して発生する
ベルト層のエッジセパレーションの改善が可能になる。

【００１８】また、ベルト層３ａのスチールコードｓを
複数の素線ｆからなる単撚スチールコードから構成し、
それら素線ｆの配列断面を上記のように円弧状にして、
その素線間距離の関係を上記(1)の式で、素線の占有率
の関係を上記(2)の式で規定することにより、加硫時の
タイヤ膨径に追従させてスチールコードｓを伸長させな
がらタイヤ成長を抑えることができる。また、初期歪み
域での発生応力が比較的小さいため、加硫時の膨径に伴
いスチールコードｓが内側のベルト層等の均一な変形を
妨げることがなく、そのため、加硫後のタイヤ形状を良
好にして、転動抵抗の増加を防止することができる。

【００１９】その上、単撚スチールコードは、ハイエロ
ンゲーションワイヤーのように引張弾性率が小さくない
ので、ベルト重量が増加することがなく、また、打ち込
み本数を調整することにより、ベルト重量を軽減するこ
とも可能になる。また、単撚スチールコードは、真っ直
ぐに伸びて波状となることがないので、ベルト層間のセ
パレーションを招く原因となることもなく、更に、タイ
ヤの周方向剛性が高まるため、トレッド面の耐摩耗性を
改善することもできる。

【００２０】上記単撚スチールコードの素線断面配列
が、上記のように円弧状以外、例えば、図５（ａ）のよ
うに点線で示す仮想円に対して１８０°を越えないよう
な円弧状の配列や、図５（ｂ）のように上下に並ぶ配列
になると、加硫時の膨径にコードが追従することができ
ず、ベルト層が変形する。上記Σｌが、図６に示すよう
に、１．１６ｄ（ｎ−１）以上と離れた状態になると、
タイヤ周方向剛性が不十分のため、ベルト層の外側への
変形が大きくなり、タイヤ成長を効果的に抑制すること
が困難となる。Σｌの下限は、各素線ｆがくい込むこと
なく当接した状態、即ちｄ（ｎ−１）以上であればよ
い。

【００２１】上記ｄｎ／（Ｄ−ｄ）が１．６以下になる
と、上述と同様にタイヤ成長を抑制することが困難とな
り、また、３．０以上になると、膨径時にスチールコー
ドｓかベルト層に食い込み、転動抵抗が増加すると共
に、耐久性が著しく低下する。本発明では、上記実施形
態において、タイヤ周方向に対する配向角度を５°以下
にした単撚スチールコードを用いたベルト層を最外側に
１層配置した例を示したが、複数層配置することもで
き、少なくともタイヤ周方向に対して５°以下で配向し
た単撚スチールコードを有するベルト層を１層設ければ
よい。その位置は、上述した最外側のベルト層に限定さ
れるものではなく、他の位置にも配置できる。上記のよ
うにベルト層を４層配置した際に、タイヤ周方向に対す
る配向角度を５°以下にした単撚スチールコードを用い
たベルト層を複数層設ける場合には、好ましくは、外側
の２層に採用することができる。

【００２２】上記単撚スチールコードの素線数として
は、３〜８本にするのがよい。３本未満では加工が困難
であり、また、８本を越えると素線が円弧状に配列し難
くなり素線に不均一な応力がかかるため好ましくない。
各素線ｆは、全て同じ径のものであっても、異なる径の
ものであってもよく、素線径が異なる場合には、上記式
における素線径ｄは、それらの平均を用いるものであ
る。

【００２３】また、上記実施形態では、ベルト層３ａの
補強コードを上述した単撚スチールコードにより全て構
成するようにしたが、補強コードを複数のスチールコー
ドから構成する場合には、同じベルト層における全スチ
ールコードの８０％超となるように、上記構成の単撚ス
チールコードを用いることができる。また、本発明で
は、複数のベルト層を配置し、その外側にベルトカバー
層を配置する場合には、上記最外側のベルト層３ａに代
えて、そのベルトカバー層をベルト層３ａと同じように
構成してもよい。その場合、重量を軽減する観点から、
ベルトカバー層をベルト層のエッジにのみ配置したベル
トエッジカバー層から構成してもよく、それによっても
上記と同様の効果を奏することができる。

【００２４】本発明は、重荷重用空気入りタイヤ、特
に、偏平率を８０％以下と小さくした重荷重用空気入り
タイヤに好ましく用いることができるが、それに限定さ
れず、タイヤ成長を抑制するためであれば、乗用車や建
設車両用の空気入りタイヤにも好適に使用することがで
きる。

【００２５】

【実施例】タイヤサイズを２８５／６０Ｒ２２．５で共
通にし、ベルト層を表１のようにした本発明タイヤ１〜
４と比較タイヤ１〜３、及び従来タイヤとをそれぞれ作
製した。比較タイヤ１〜３は、Σｌ及びｄｎ／（Ｄ−
ｄ）を本発明の範囲外にしたものである。これら各試験
タイヤを以下に示す測定条件により、重量、タイヤ成
長、ベルト部耐久性、転動抵抗、耐摩耗性の評価試験を
行ったところ、表１に示す結果を得た。

【００２６】ベルト部耐久性 重量 各試験タイヤの重量を測定器により測定し、その結果を
従来タイヤを１００とする指数値で評価した。その値が
小さい程、タイヤ重量が軽いことを示す。 タイヤ成長 各試験タイヤをリムサイズ２２．５×９．００のリムに
装着し、インフレート（空気圧８７５kPa ）前後のタイ
ヤ外周の成長量をベルトエッジから３０乃至４０mmの位
置で測定し、その結果を従来タイヤを１００とする指数
値で評価した。この値が小さい程、タイヤ成長が小さ
い。

【００２７】ベルト部耐久性 各試験タイヤをリムサイズ２２．５×９．００のリムに
装着し、空気圧を８７５kPa にしてドラム試験機に取付
け、時速５０km、負荷荷重３１５０kgの条件下で、タイ
ヤが破壊するまでの走行距離を測定し、その結果を従来
タイヤを１００とする指数値で評価した。この値が大き
い程、ベルト層の耐エッジセパレーション性が優れてい
る。

【００２８】ベルト部耐久性 転動抵抗 各試験タイヤを上記と同様にしてドラム試験機に取付
け、負荷荷重を３１５０kgにして、時速６０kmで走行さ
せた際の転がり抵抗値を測定し、その結果を従来タイヤ
を１００とする指数値で評価した。この値が小さい程、
転動抵抗が低く優れている。

【００２９】耐摩耗性 各試験タイヤを上記と同様のリム、空気圧で、車両型式
２ーＤー４のトラックの後輪に装着し、一般の車道を走
行した際の走行距離当たりの摩耗量を測定し、その結果
を従来タイヤを１００とする指数値で評価した。この値
が大きい程、耐摩耗性が優れている。

【００３０】

【表１】

【００３１】表１から明らかなように、本発明タイヤ
は、タイヤ成長を大幅に抑制し、ベルト層の耐エッジセ
パレーション性を大幅に高めることができると共に、タ
イヤ重量や転動抵抗が増加することがなく、更に、耐摩
耗性についても改善を図ることができるのが判る。

【００３２】

【発明の効果】上述したように本発明は、トレッド部に
スチールコードを補強コードとして有する複数のベルト
層を埋設した空気入りラジアルタイヤにおいて、少なく
とも１層のベルト層におけるスチールコードをタイヤ周
方向に対する配向角度を５°以下にして巻き付けた螺旋
状構造にし、該スチールコードを複数の素線を撚り合わ
せた単撚スチールコードから構成すると共に、それら素
線のタイヤ径方向断面が円弧状に並ぶ配列にし、その素
線間距離の関係と素線の占有率の関係とを上記の式で規
定することにより、高荷重、高充填空気圧走行時等に生
じるタイヤ成長を抑制し、ベルト層の耐エッジセパレー
ション性を高めることができると共に、タイヤ重量の増
加を抑えながら、転動抵抗の増加を防止し、かつ耐摩耗
性を改善することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の空気入りラジアルタイヤの一例を示す
要部断面図である。

【図２】図１のベルト層の要部を一部切欠いた説明図で
ある。

【図３】最外側のベルト層における単撚スチールコード
のタイヤ径方向断面図である。

【図４】最外側のベルト層における単撚スチールコード
のトレッド部内における状態を示す要部説明図である。

【図５】（ａ），（ｂ）は共に、本発明の形状から外れ
た、最外側のベルト層における単撚スチールコードのタ
イヤ径方向断面図である。

【図６】Σｌが１．１６ｄ（ｎ−１）以上と大きくなっ
た場合の、最外側のベルト層における単撚スチールコー
ドのタイヤ径方向断面図である。

【符号の説明】

１ トレッド部 ２ カーカス ３ ベルト層 ３ａ 最外側のベルト
層 ｆ 素線 ｓ スチールコード
（単撚スチールコード） ｓ’ スチールコード Ｔ タイヤ周方向

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 黒沢 雅博 神奈川県平塚市追分２番１号 横浜ゴム株 式会社平塚製造所内

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 トレッド部にスチールコードを補強コー
   ドとして有する複数のベルト層を埋設した空気入りラジ
   アルタイヤにおいて、 少なくとも１層のベルト層におけるスチールコードをタ
   イヤ周方向に対する配向角度を５°以下にして巻き付け
   た螺旋状構造にし、該スチールコードを複数の素線を撚
   り合わせた単撚スチールコードから構成すると共に、そ
   れら素線を前記トレッド部におけるタイヤ径方向断面が
   円弧状に並ぶ配列に構成し、前記素線数をｎ、素線径を
   ｄ、前記トレッド部に埋設された状態における隣接する
   素線の中心間の距離の総和とそのスチールコード外径と
   をそれぞれΣｌ、Ｄとするとき、 Σｌ＜１．１６ｄ（ｎ−１） １．６＜ｄｎ／（Ｄ−ｄ）＜３．０ の式を満足するようにした空気入りラジアルタイヤ。
2. 【請求項２】 前記少なくとも１層のベルト層における
   スチールコードの型付率が１４０〜２１０％である請求
   項１記載の空気入りラジアルタイヤ。
3. 【請求項３】 前記少なくとも１層のベルト層のスチー
   ルコードが連続して巻き付けられた１本の単撚スチール
   コードからなる請求項１または２記載の空気入りラジア
   ルタイヤ。
4. 【請求項４】 前記少なくとも１層のベルト層のスチー
   ルコードが連続して巻き付けられた複数の単撚スチール
   コードからなる請求項１または２記載の空気入りラジア
   ルタイヤ。
5. 【請求項５】 前記単撚スチールコードを同じベルト層
   における全スチールコードの８０％超となるように配置
   した請求項１，２，４のいずれかに記載の空気入りラジ
   アルタイヤ。
6. 【請求項６】 前記単撚スチールコードの素線数を３〜
   ８本にした請求項１乃至５記載の空気入りラジアルタイ
   ヤ。
7. 【請求項７】 トレッド部に複数のベルト層を埋設した
   空気入りラジアルタイヤにおいて、 前記ベルト層上にスチールコードを補強コードとして有
   するベルトカバー層を設け、該ベルトカバー層における
   スチールコードをタイヤ周方向に対する配向角度を５°
   以下にして巻き付けた螺旋状構造にし、該スチールコー
   ドを複数の素線を撚り合わせた単撚スチールコードから
   構成すると共に、それら素線を前記トレッド部における
   タイヤ径方向断面が円弧状に並ぶ配列に構成し、前記素
   線数をｎ、素線径をｄ、前記トレッド部に埋設された状
   態における隣接する素線の中心間の距離の総和とそのス
   チールコード外径とをそれぞれΣｌ、Ｄとするとき、 Σｌ＜１．１６ｄ（ｎ−１） １．６＜ｄｎ／（Ｄ−ｄ）＜３．０ の式を満足するようにした空気入りラジアルタイヤ。
8. 【請求項８】 前記ベルトカバー層がベルトエッジカバ
   ー層である請求項７記載の空気入りラジアルタイヤ。