JP2001138710A

JP2001138710A - 重荷重用空気入りラジアルタイヤ

Info

Publication number: JP2001138710A
Application number: JP2000249648A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Iida; 広之飯田
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 1999-08-27
Filing date: 2000-08-21
Publication date: 2001-05-22
Also published as: US6474384B1; ES2218072T3; EP1078778A3; EP1078778B1; EP1078778A2

Abstract

(57)【要約】【課題】プライ間セパレーションを効果的に抑制す
ることでベルト耐久性を向上させる。【解決手段】主交差ベルト21の半径方向外側に隣接
ベルトプライ20ｄが配置されているタイヤ11によって岩
石等の突起物を踏むと、主交差ベルト21と隣接ベルトプ
ライ20ｄとの間に大きな剪断歪が発生してセパレーショ
ンが生じることがあるが、該隣接ベルトプライ20ｄのタ
イヤ赤道面Ｓに対するコード交差角Ｒを、主交差ベルト
21を構成する幅広ベルトプライ20ｃ内のコード交差角Ｈ
より大とすることで、該隣接ベルトプライ20ｄ内のコー
ドの傾斜角変化を抑える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、ベルト耐久性を
向上させた重荷重用空気入りラジアルタイヤに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の重荷重用空気入りラジアルタイヤ
としては、例えば、ほぼラジアル方向に延びるコードが
埋設され略トロイダル状に延びるカーカス層と、カーカ
ス層の半径方向外側に配置されたベルト層と、該ベルト
層の半径方向外側に配置されたトレッドとを備え、前記
ベルト層を、隣接する２層において内部に埋設されてい
るコードがタイヤ赤道面に対して逆方向に傾斜している
４層以上のベルトプライから構成したものが知られてい
る。

【０００３】ここで、このようなタイヤは重荷重を受け
ながら走行するため、ベルト層が接地域に到達する毎に
平坦となるよう変形されて周方向の大きな曲げを受ける
が、このとき、隣接する２層のベルトプライ内には逆方
向に傾斜したコードが埋設されているので、これら両ベ
ルトプライ内のコードのパンタグラフ変形によって両ベ
ルトプライ間には剪断歪が発生する。

【０００４】そして、このような剪断歪はベルトプライ
の幅が広いほど大となり、また、プライ端に接近するほ
ど大となるため、最も幅が広い最広幅ベルトプライと、
該最広幅ベルトプライに隣接する２層のベルトプライの
うち、幅広である幅広ベルトプライ、即ち主交差ベルト
のプライ端間に最も大きな剪断歪が発生し、これによ
り、これら最広幅および幅広ベルトプライのプライ端間
に亀裂が最初に生じ、この亀裂がプライ間セパレーショ
ンへと進展していくのである。

【０００５】そして、このようなプライ間セパレーショ
ンを抑制するには、主交差ベルトを含む全ベルトプライ
のタイヤ赤道面に対するコード傾斜角を大とし、これに
より、前述のプライ間剪断歪を低減することが有効であ
るとされている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うに全ベルトプライのコード傾斜角をある程度大として
も、充分にプライ間セパレーションを抑制することがで
きなかった。

【０００７】

【課題を解決するための手段】このため、本発明者は重
荷重用空気入りラジアルタイヤにおけるプライ間セパレ
ーションを詳しく調査、研究し、このような重荷重用空
気入りラジアルタイヤが岩石や砕石が散在する荒れ地、
悪路等を走行するとともに、主交差ベルトを含む３層以
上のベルトプライの半径方向外側にこれに隣接して隣接
ベルトプライが配置されている場合には、該主交差ベル
トと隣接ベルトプライとの端部にプライ間セパレーショ
ンが発生すること、そして、このようなプライ間セパレ
ーションもベルト耐久性に大きな影響を与えていること
を知見した。

【０００８】そこで、発明者はこのようなプライ間セパ
レーションの発生メカニズムについてさらに鋭意研究を
重ね、タイヤが岩石や砕石等の突起物を踏んだとき、ト
レッドはこの突起物を包み込むよう変形するが、このと
き、トレッドに近接している隣接ベルトプライが前記変
形の影響を最も大きく受ける一方で、該隣接ベルトプラ
イより半径方向内側に配置されている３層以上のベルト
プライ（主交差ベルトを含む）は曲げ剛性が高いため、
主交差ベルトの半径方向外側に配置されている隣接ベル
トプライのみに変形が集中し、この結果、該主交差ベル
トと隣接ベルトプライとの間に大きな剪断歪が発生して
プライ間セパレーションに至るということを見い出し
た。

【０００９】この発明は、このような知見に基づきなさ
れたもので、隣接ベルトプライ内に埋設されているコー
ドのタイヤ赤道面に対する交差角Ｒを、最広幅または幅
広ベルトプライのうち、半径方向外側に配置されている
ベルトプライ内に埋設されているコードのタイヤ赤道面
に対する交差角Ｈより大としたものである。

【００１０】前述のように交差角Ｒを交差角Ｈより大と
すれば、突起物を踏んだときにおける隣接ベルトプライ
内のコードの傾斜角変化が小さくなり、これにより、隣
接ベルトプライと主交差ベルトとの間に生じる剪断歪が
低減し、プライ間セパレーションが効果的に抑制される
のである。

【００１１】また、請求項２に記載のように構成すれ
ば、前述の剪断歪が確実に低減され、プライ間セパレー
ションが強力に抑制される。また、請求項３に記載のよ
うに構成すれば、たが効果を確実としながらプライ間セ
パレーションをさらに強力に抑制することができる。

【００１２】さらに、請求項４に記載のように構成すれ
ば、タイヤ外表面からベルト層への外傷を抑制すること
ができる。また、請求項５に記載のように構成すれば、
径成長と走行径成長を効果的に低減することができる。

【００１３】さらに、請求項６に記載のように構成すれ
ば、プライ端からのセパレーションを抑制することがで
きる。また、請求項７に記載のように構成すれば、プラ
イ端におけるセパレーションを効果的に抑制しながら、
充分なたが効果を果たすことができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、この発明の一実施形態を図
面に基づいて説明する。図１において、11はトラック・
バスあるいは建設車両等に装着される重荷重用空気入り
ラジアルタイヤであり、このタイヤ11は図示していない
一対のビードコア間を略トロイダル状に延びるカーカス
層12を有し、このカーカス層12の両端部は前記ビードコ
アの回りに軸方向内側から軸方向外側に向かって折り返
されている。前記カーカス層12は少なくとも１枚のカー
カスプライ13から構成され、このカーカスプライ13の内
部にはほぼラジアル方向に延びる（タイヤ赤道面Ｓに対
して80度〜90度の角度で傾斜している）非伸張性の、例
えばスチールから構成されたコードが多数本埋設されて
いる。

【００１５】16はカーカス層12の半径方向外側に配置さ
れたベルト層であり、このベルト層16の半径方向外側に
は周方向に延びる主溝や略軸方向に延びる横溝等の広幅
溝17が外表面に形成されたトレッド18が配置されてい
る。

【００１６】前記ベルト層16は４層以上（ここでは４
層）のベルトプライ20を積層することで構成され、各ベ
ルトプライ20の内部には非伸張性の、例えばスチールか
ら構成された多数本の互いに平行なコードが埋設されて
いる。また、これらベルトプライ20に埋設されているコ
ードはタイヤ赤道面Ｓに対して 5〜40度の角度で傾斜す
るとともに、隣接する２層のベルトプライ20において逆
方向に傾斜し互いに交差している。

【００１７】前記ベルトプライ20のうち、最も幅が広い
ベルトプライは最広幅ベルトプライ20ｂであり、半径方
向最内側から２層目に配置されている。また、この最広
幅ベルトプライ20ｂに隣接する２層のベルトプライ20
（20ａ、20ｃ）のうち、幅広であるベルトプライは幅広
ベルトプライ20ｃであり、この実施形態においては、半
径方向最内側から３層目に、即ち、最広幅ベルトプライ
20ｂの半径方向外側にこれに隣接して配置されている。
そして、これら最広幅ベルトプライ20ｂと幅広ベルトプ
ライ20ｃとは主交差ベルト21を構成しているが、この主
交差ベルト21はたが効果により内圧充填時および転動時
における周方向張力を負担して、タイヤ11のタイヤ半径
の径成長および走行径成長を規制している。

【００１８】そして、この主交差ベルト21の最大幅、即
ち、最広幅ベルトプライ20ｂの幅Ｑはトレッド幅Ｔの0.
60〜0.85倍の範囲内とすることが好ましい。その理由
は、前記幅Ｑがトレッド幅Ｔの0.60倍未満であると、主
交差ベルト21のたが効果が低下して、タイヤ11の径成長
および走行径成長を充分に規制することができなくなっ
てしまうからであり、一方、前記幅Ｑがトレッド幅Ｔの
0.85倍を超えると、最広幅ベルトプライ20ｂおよび幅広
ベルトプライ20ｃのプライ端間に発生する剪断歪が大き
くなってプライ間セパレーションが生じるおそれがある
からである。

【００１９】前記主交差ベルト21とトレッド18との間、
即ち主交差ベルト21の半径方向外側には該主交差ベルト
21に隣接する１層の隣接ベルトプライ20ｄが配置されて
おり、この結果、この隣接ベルトプライ20ｄは半径方向
最外側に配置されていることになる。ここで、この隣接
ベルトプライ20ｄ内に埋設されているコードのタイヤ赤
道面Ｓに対する交差角Ｒを、前記最広幅ベルトプライ20
ｂまたは幅広ベルトプライ20ｃのうち、半径方向外側に
配置されているベルトプライ、ここでは幅広ベルトプラ
イ20ｃ内に埋設されているコードのタイヤ赤道面Ｓに対
する交差角Ｈより大としている。

【００２０】そして、前述のようなタイヤ11が荒れ地、
悪路等を走行して岩石、砕石等の突起物を踏むと、トレ
ッド18はこの突起部を包み込むよう変形するが、このと
き、トレッド18に近接している隣接ベルトプライ20ｄが
前記変形の影響を最も大きく受ける一方で、該隣接ベル
トプライ20ｄより半径方向内側に配置されている３層の
ベルトプライ20ａ、ｂ、ｃは曲げ剛性が高いため、隣接
ベルトプライ20ｄのみに変形が集中する。しかしなが
ら、この隣接ベルトプライ20ｄ内のコードは前述のよう
にタイヤ赤道面Ｓに対する交差角Ｒが幅広ベルトプライ
20ｃ内のコードの交差角Ｈより大であるため、前述のよ
うに隣接ベルトプライ20ｄのみに変形が集中しても、該
隣接ベルトプライ20ｄ内のコードの傾斜角変化は小さな
値に抑えられ、これにより、隣接ベルトプライ20ｄと主
交差ベルト21との間に生じる剪断歪が低減し、プライ間
セパレーションが効果的に抑制されるのである。

【００２１】ここで、前記交差角Ｒは交差角Ｈより 3〜
35度だけ大であることが好ましい。その理由は、交差角
Ｒと交差角Ｈとの差が 3度未満であると、前述した剪断
歪の低減効果が弱く、プライ間セパレーションを強力に
抑制することができないからであり、一方、交差角Ｒと
交差角Ｈとの差が35度を超えると、ベルト層16のたが効
果が低下して、タイヤ11の径成長および走行径成長を充
分に規制することができなくなってしまうからである。

【００２２】また、前記交差角Ｒは具体的には20〜40度
の範囲内であることが好ましい。その理由は、前記交差
角Ｒが20度未満であると、主交差ベルト21との間の剪断
歪を充分に低減することができないからであり、一方、
40度を超えると、ベルト層16のたが効果が低下して、タ
イヤ11の径成長および走行径成長を充分に規制すること
ができなくなってしまうからである。また、前記、交差
角Ｈは具体的には 5〜35度の範囲内であることが好まし
い。その理由は、前記交差角Ｈが 5度未満であると、バ
ックリングが生じて幅広ベルトプライ20ｃの製造が困難
となってしまうからであり、一方、35度を超えると、ベ
ルト層16のたが効果が低下して、タイヤ11の径成長およ
び走行径成長を充分に規制することができなくなってし
まうからである。

【００２３】前記主交差ベルト21とカーカス層12との
間、即ち主交差ベルト21の半径方向内側には該主交差ベ
ルト21に隣接する１層の最内側ベルトプライ20ａが配置
されており、この結果、この最内側ベルトプライ20ａは
半径方向最内側に配置されていることになる。ここで、
この最内側ベルトプライ20ａはトレッド18下ら遠く離れ
ているため、前述のような突起物による局部的な変形を
殆ど受けることはない。このため、内部に埋設されてい
るコードのタイヤ赤道面Ｓに対する交差角Ｎを、他のベ
ルトプライ20ｂ、ｃ、ｄより低角度、ここでは15度以下
とし、これにより、たが効果を強力に発揮させるように
することが好ましい。但し、前記交差角Ｎが 5度未満で
あると、前述と同様にバックリングが生じて最内側ベル
トプライ20ａの製造が困難となってしまうため、前記交
差角Ｎは 5〜15度の範囲が好ましい。

【００２４】また、前記最内側ベルトプライ20ａの幅Ｍ
は主交差ベルト21の最大幅、即ち最広幅ベルトプライ20
ｂの幅Ｑの0.33〜0.70倍の範囲内とすることが好まし
く、0.40〜0.55倍の範囲内がさらに好ましい。その理由
は、幅Ｍが幅Ｑの0.33倍未満であると、ベルト層16のた
が効果が低下して、タイヤ11の径成長および走行径成長
を充分に規制することができなくなってしまうからであ
り、一方、幅Ｍが幅Ｑの0.70倍を超えると、最大幅ベル
トプライ20ｂと最内側ベルトプライ20ａとの間に大きな
剪断歪が生じてしまうからである。

【００２５】25はベルト層16とトレッド18との間に配置
された緩和ベルト層であり、この緩和ベルト層25はベル
ト層16を全幅に亘って覆い、タイヤ外表面からベルト層
16への外傷を抑制している。この緩和ベルト層25の内部
には各ベルトプライ20内のコードより破断時の伸びが大
である、例えば5〜8％である多数本の高伸張性コードが
埋設され、これらコードは互いに平行でタイヤ赤道面Ｓ
に対し所定の角度で傾斜している。

【００２６】なお、前述の実施形態においては、４層の
ベルトプライ20によってベルト層16を構成したが、この
発明においては５層以上のベルトプライによって構成す
るようにしてもよい。また、各ベルトプライの幅が図２
に示すようなものであるとき、半径方向最内側から３、
４層目のベルトプライを入れ替えて３層目のベルトプラ
イを４層目のベルトプライより幅狭としてもよい。

【００２７】

【実施例】次に、第１試験例について説明する。この試
験に当たっては、半径方向最内側に配置され、幅が 230
mmである最内側ベルトプライ（表１には１Ｂと表示）
と、半径方向最内側から２層目に配置され、幅が 280mm
である最広幅ベルトプライ（表１には２Ｂと表示）と、
半径方向最内側から３層目に配置され、幅が 240mmであ
る幅広ベルトプライ（表１には３Ｂと表示）と、半径方
向最外側に配置され、幅が 150mmである隣接ベルトプラ
イ（表１には４Ｂと表示）とから構成されたベルト層、
および該ベルト層とトレッドとの間に幅が 310mmの緩和
ベルト層を備えた比較タイヤ１〜４および実施タイヤ１
〜４を準備した。ここで、各タイヤのベルトプライ内の
コード傾斜角を以下の表１に示すが、この表１において
Ｌは左上がり、Ｒは右上がりを意味する。また、これら
各タイヤのサイズはいずれも14.00 Ｒ24であった。

【００２８】

【表１】

【００２９】次に、このような各タイヤの幅広、隣接ベ
ルトプライ（３、４Ｂ）のプライ端が露出するようトレ
ッドの一部を切り欠いた後、1999年度版ＪＡＴＭＡＹ
ＥＡＲＢＯＯＫに記載されている標準リム（リム幅10
インチ）に装着した。次に、各タイヤに700kPaの内圧を
充填するとともに、 54.92ｋＮの荷重を負荷させた後、
前記両ベルトプライ端の変形状態をカメラ、ビデオ等で
撮影し、これらベルトプライ端間における歪を検出し
た。その結果を比較タイヤ１における値を指数 100とし
て前記表１に示すが、ここで、指数 100は48％であっ
た。

【００３０】次に、第２試験例について説明する。この
試験に当たっては、図２に示すような、半径方向最内側
に配置され、幅が 390mmである最内側ベルトプライ（表
２には１Ｂと表示）と、半径方向最内側から２層目に配
置され、幅が 710mmである最広幅ベルトプライ（表２に
は２Ｂと表示）と、半径方向最内側から３層目に配置さ
れ、幅が 610mmである幅広ベルトプライ（表２には３Ｂ
と表示）と、半径方向最外側に配置され、幅が 440mmで
ある隣接ベルトプライ（表２には４Ｂと表示）とから構
成されたベルト層、および該ベルト層とトレッドとの間
に幅が 840mmの内側緩和ベルト層と、幅が 660mmである
外側緩和ベルト層とを備えた比較タイヤ５〜８および実
施タイヤ５〜８を準備した。ここで、各タイヤのベルト
プライ内のコード傾斜角を以下の表２に示す。また、こ
れら各タイヤのサイズはいずれも40.00 Ｒ57であった。

【００３１】

【表２】

【００３２】次に、このような各タイヤを1999年度版Ｔ
ｈｅＴｉｒｅａｎｄＲｉｍＡｓｓｏｃｉａｔｉｏ
ｎＩｎｃ．ＹＥＡＲＢＯＯＫに記載されているデ
ザインリム（リム幅29インチ）に装着するとともに、70
0kPaの内圧を充填した後、1.0ＭＮ（ 0.59ＭＮの170
％）の荷重を負荷させながらドラム上を10km/hでベルト
故障が発生するまで走行させ、故障発生までの走行時間
を計測した。その結果を前記表２に比較タイヤ５の値を
指数 100として示すが、ここで指数 100は 220時間であ
った。また、前述の各タイヤを前述と同一条件で 160時
間走行させた後、これらタイヤをタイヤ半径方向に切断
して幅広ベルトプライ（３Ｂ）と隣接ベルトプライ（４
Ｂ）との間の亀裂幅および最広幅ベルトプライ（２Ｂ）
と幅広ベルトプライ（３Ｂ）との間の亀裂幅を測定し
た。その結果を表２に比較タイヤ５の３、４Ｂ間亀裂幅
を指数 100として示すが、ここで、指数 100は50mmであ
った。

【００３３】次に、第３試験例について説明する。この
試験に当たっては、半径方向最内側に配置され、幅が以
下の表３に記載されているように種々に変化する最内側
ベルトプライ（表３には１Ｂと表示）と、半径方向最内
側から２層目に配置され、幅が 710mmである最広幅ベル
トプライ（表３には２Ｂと表示）と、半径方向最内側か
ら３層目に配置され、幅が 610mmである幅広ベルトプラ
イ（表３には３Ｂと表示）と、半径方向最外側に配置さ
れ、幅が 440mmである隣接ベルトプライ（表３には４Ｂ
と表示）とから構成されたベルト層、および該ベルト層
とトレッドとの間に幅が 840mmの内側緩和ベルト層と、
幅が 660mmである外側緩和ベルト層とを備えた実施タイ
ヤ５および９〜１５を準備した。ここで、各タイヤのベ
ルトプライ内のコード傾斜角を以下の表３に示す。ま
た、これら各タイヤのサイズは前記第２試験例と同様の
40.00 Ｒ57であった。

【００３４】

【表３】

【００３５】次に、このような各タイヤを前記第２試験
例と同一の条件下でベルト故障が発生するまで走行さ
せ、故障発生までの走行時間を計測した。その結果を前
記表３に第２試験例における比較タイヤ５の値を指数 1
00として示している。また、前述の各タイヤを同一条件
下で 160時間走行させた後、これらタイヤをタイヤ半径
方向に切断して幅広ベルトプライ（３Ｂ）と隣接ベルト
プライ（４Ｂ）との間の亀裂幅、最広幅ベルトプライ
（２Ｂ）と幅広ベルトプライ（３Ｂ）との間の亀裂幅、
最内側ベルトプライ（１Ｂ）と最広幅ベルトプライ（２
Ｂ）との間の亀裂幅をそれぞれ測定した。その結果を表
３に第２試験例における比較タイヤ５の３、４Ｂ間亀裂
幅を指数 100として示している。また、前記各タイヤに
前述の内圧を充填した後、無負荷状態においてタイヤ赤
道面上でのタイヤ半径の径成長を計測した。その結果を
前記表３に実施タイヤ５の値を指数 100として示すが、
この数値は小さいほどタイヤ半径の成長量が小さく良好
である。ここで、指数 100は 7.1mmであった。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、プライ間セパレーションを効果的に抑制することで
ベルト耐久性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施形態を示すベルト層近傍の子
午線断面である。

【図２】試験に用いたタイヤの図１と同様の子午線断面
図である。

【符号の説明】

11…重荷重用空気入りラジアルタイヤ 12…カーカス層 16…ベルト層 18…トレッド 20…ベルトプライ 20ａ…最内側ベルトプライ 20ｂ…最広幅ベルトプラ
イ 20ｃ…幅広ベルトプライ 20ｄ…隣接ベルトプライ 21…主交差ベルトＳ…タイヤ赤道面

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ほぼラジアル方向に延びるコードが埋設さ
れ略トロイダル状に延びるカーカス層と、カーカス層の
半径方向外側に配置されたベルト層と、該ベルト層の半
径方向外側に配置されたトレッドとを備え、前記ベルト
層は、隣接する２層において内部に埋設されているコー
ドがタイヤ赤道面に対して逆方向に傾斜している４層以
上のベルトプライから構成された重荷重用空気入りラジ
アルタイヤにおいて、最も幅が広い最広幅ベルトプライ
と、該最広幅ベルトプライに隣接する２層のベルトプラ
イのうち、幅広である幅広ベルトプライとにより主交差
ベルトを構成したとき、該主交差ベルトの半径方向外側
にこれに隣接して配置された隣接ベルトプライ内に埋設
されているコードのタイヤ赤道面に対する交差角Ｒを、
最広幅または幅広ベルトプライのうち、半径方向外側に
配置されているベルトプライ内に埋設されているコード
のタイヤ赤道面に対する交差角Ｈより大としたことを特
徴とする重荷重用空気入りラジアルタイヤ。
【請求項２】前記交差角Ｒを交差角Ｈより3〜35度だけ
大とした請求項１記載の重荷重用空気入りラジアルタイ
ヤ。
【請求項３】前記交差角Ｒを20〜40度の範囲内とし、交
差角Ｈを 5〜35度の範囲内とした請求項１または２記載
の重荷重用空気入りラジアルタイヤ。
【請求項４】前記ベルト層に埋設されているコードより
破断時の伸びが大であるコードが埋設された緩和ベルト
層をベルト層とトレッドとの間に配置した請求項１〜３
のいずれかに記載の重荷重用空気入りラジアルタイヤ。
【請求項５】半径方向最内側に配置された最内側ベルト
プライ内に埋設されているコードのタイヤ赤道面に対す
る交差角Ｎを 5〜15度の範囲内とした請求項１〜４のい
ずれかに記載の重荷重用空気入りラジアルタイヤ。
【請求項６】前記最内側ベルトプライの幅Ｍを主交差ベ
ルトの最大幅の0.33〜0.70倍の範囲内とした請求項５記
載の重荷重用空気入りラジアルタイヤ。
【請求項７】前記最広幅ベルトプライの幅Ｑはトレッド
幅Ｔの0.60〜0.85倍の範囲内である請求項１記載の重荷
重用空気入りラジアルタイヤ。