JPH06286404A

JPH06286404A - 空気入りラジアルタイヤ

Info

Publication number: JPH06286404A
Application number: JP5071829A
Authority: JP
Inventors: Kuninobu Kadota; 邦信門田; Hiroyuki Koseki; 弘行小関
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 1993-03-30
Filing date: 1993-03-30
Publication date: 1994-10-11

Abstract

(57)【要約】【目的】トレッド踏面のほぼ中央部分に深くかつ広幅
の環状凹部を有する、排水性能の優れた空気入りラジア
ルタイヤに関し、特にこの種タイヤの重荷重用タイヤへ
の適合をはかる。【構成】タイヤのカーカス１クラウン部の径を部分的
に縮小するフープ材３を周方向に巻付け、該カーカスの
タイヤ径方向外側にベルト層4a,4b 、次いでトレッド５
を配置し、該トレッドの踏面の上記フープ材に対応する
部分をタイヤ径方向内側に窪ませて成る環状凹部６をト
レッド周線に沿って設け、タイヤの回転軸を通る断面に
おいて、上記フープ材３の締付けによって２つの山1a,1
b に区画されたカーカスの輪郭線を、各山1a,1b をクラ
ウン部とし、このクラウン部および既存のサイドウォー
ルを含む単一タイヤをそれぞれ想定したとき、環状凹部
を挟んで隣接する各想定タイヤのカーカス輪郭線が、環
状凹部のタイヤ径方向内側で相互に交差または接する形
状とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、トレッド踏面のほぼ
中央部分に深くかつ広幅の環状凹部を有する、排水性能
の優れた空気入りラジアルタイヤに関し、特にこの種タ
イヤの重荷重用タイヤへの適合をはかるものである。

【０００２】

【従来の技術】この環状凹部は、トレッド踏面のほぼ中
央領域をラジアル方向に凹ませて、幅広でかつ深い溝と
したもので、かかる環状凹部を有する空気入りタイヤ
は、その環状凹部の作用下で、タイヤの排水性能を高め
ることができる。

【０００３】ところが、かかる従来技術にあっては、ト
レッド踏面の中央領域に環状凹部を設けた形状、いわゆ
るツイントレッド形状を維持するために、該凹部のタイ
ヤ径方向内側にカーカスの径を部分的に縮小し、いわゆ
るたが締めを部分的に施す必要があり、カーカスの周方
向に巻き回すフープ材を配置することが、有利である。

【０００４】このフープ材を配置したタイヤに関し、特
開昭４−232101号公報には、フープ材の曲げ剛性を小さ
くすることによって、トレッド踏面内で環状凹部がタイ
ヤ径方向内側に撓むようにし、フープ材付近でのセパレ
ーションの発生を防止することが開示されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この種
のタイヤを高内圧かつ重荷重の下で使用される、例えば
トラック・バス用タイヤなどの重荷重用タイヤに適用す
る場合は、そのツイントレッド形状を維持するために、
フープ材のカーカスに及ぼすたが力を強めて、換言する
と、フープ材の周方向引張り剛性を高くして、高内圧か
つ重荷重に対抗させる必要がある。従って、重荷重用タ
イヤ等においては、上記公報による提案に従って、フー
プ材の曲げ剛性を小さくすることが難しく、すなわちフ
ープ材のような周方向に延びる環状物の周方向引張り剛
性を高くすることは、その曲げ剛性をも高めることにな
り、フープ材とその近傍のゴムとの曲げ剛性の差が大き
くなるため、フープ材近傍に発生するセパレーションの
問題は、依然として解決されないことになる。

【０００６】そこで、この発明は、環状凹部のタイヤ径
方向内側にフープ材を設けたタイヤにおける、フープ材
近傍に発生するセパレーションを回避し得る、新たなカ
ーカス形状について、提案することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明は、１対のビー
ドコア間にわたりトロイド状をなして跨がるカーカス
に、そのクラウン部の径を部分的に縮小するフープ材を
周方向に巻付け、該カーカスのタイヤ径方向外側にベル
ト層、次いでトレッドを配置し、該トレッドの踏面の上
記フープ材に対応する部分をタイヤ径方向内側に窪ませ
て成る環状凹部をトレッド周線に沿って設けた、空気入
りラジアルタイヤであって、タイヤの回転軸を通る断面
において、上記フープ材の締付けによって２つの山に区
画されたカーカスの輪郭線は、各山をクラウン部とし、
このクラウン部および既存のサイドウォールを含む単一
タイヤをそれぞれ想定したとき、環状凹部を挟んで隣接
する各想定タイヤのカーカス輪郭線が、環状凹部のタイ
ヤ径方向内側で相互に交差または接する形状に成ること
を特徴とする空気入りラジアルタイヤである。

【０００８】さて図１にこの発明に従う空気入りラジア
ルタイヤの具体例を図解し、１はビードコア2aおよび2b
間に跨がって延びる、この例で１枚のカーカスプライか
らなるカーカスを示し、このカーカス１のクラウン部の
幅方向中央の径を縮小するフープ材３を周方向に巻付
け、カーカス１のクラウン部を２つの山1aおよび1bに区
画してある。さらに、カーカス１の山1aおよび1b上に
は、それぞれ４枚のベルトプライからなるベルト層4aお
よび4bを配置し、これらの外側にトレッド５を設ける。
このトレッド５には、その踏面の幅方向中央部をタイヤ
径方向内側に窪ませて成る環状凹部６を設け、また必要
に応じて周溝７などを設ける。なお、符号8aおよび8b
は、ビード部補強層である。

【０００９】ここで、上記の構造になるタイヤの回転軸
を通る断面において、カーカス１の輪郭線を、カーカス
１の山1aおよび1bをそれぞれクラウン部とし、このクラ
ウン部および既存のサイドウォールを含む単一タイヤＴ
₁およびＴ₂をそれぞれ想定したとき、環状凹部６を挟
んで隣接する各想定タイヤＴ₁およびＴ₂のカーカス輪
郭線が、環状凹部６のタイヤ径方向内側で相互に交差ま
たは接して、交点Ｐ₁およびＰ₂または接点を有する、
形状に規制することが肝要である。

【００１０】さらに、この発明に従うカーカス１の輪郭
線形状をより具体的に示す。まず、カーカス１の輪郭線
形状を決定するのに想定する想定タイヤについて、カー
カス１の片側の山1aをクラウン部とする想定タイヤＴ₁
を例に説明する。すなわち、フープ材３によって縮径さ
れたカーカス１の中央部分の変曲点Ａからサイドウォー
ル側に引いたタイヤ回転軸と平行な直線Ｌ₁とカーカス
１との交点をＢとし、直線Ｌ₁上の線分ＡＢの中点を通
りタイヤ回転軸と垂直をなす直線Ｌ₂を定める。一方、
カーカス１が最大幅となる点Ｃを通りタイヤ回転軸と垂
直をなす直線Ｌ₃を定め、この直線Ｌ₃と直線Ｌ₂との
最短距離ｗを求める。次いで、直線Ｌ₂から直線Ｌ₃と
は逆側に距離ｗ離れた位置に、タイヤ回転軸と垂直をな
す直線Ｌ₄を引く。さらに、上記の変曲点Ａを起点とし
て、上記点Ｂから既存のカーカス１のサイドウォール部
にわたる形状と線対称をなす形状で延びて直線Ｌ₄を接
線とする、仮想カーカスラインCL1 を想定する。そし
て、この仮想カーカスラインCL1 から山1aを介して既存
のカーカス１のサイドウォール部へ至るラインを、想定
タイヤＴ₁のカーカス輪郭線と定義した。

【００１１】同様に、想定タイヤＴ₂についてもカーカ
ス輪郭線を求めることができ（図１に示した項目と同義
のものに「′」を付して示す）、求めた仮想カーカスラ
インCL2 と想定タイヤＴ₁の仮想カーカスラインCL1 と
が、環状凹部６のタイヤ径方向内側で相互に交差または
接する形状に、カーカス１の輪郭線を規制する。

【００１２】

【作用】上記した規制に従う輪郭線のカーカスを設ける
ことによって、従来はフープ材が負担していた、フープ
材およびその近傍に加わる周方向の引張り応力を、その
両側のベルト層で負担することが可能になり、実質的に
はフープ材およびその近傍に加わる周方向の引張り応力
を緩和することになる。なぜなら、仮想カーカスライン
をよりへん平な形状に保つためには、各カーカスライン
のクラウン部の拘束力を強めることが必要であり、これ
によって両側のベルト層の引張り応力負担は増加する。
すると、クラウン部のフープ材近傍のカーカスラインに
おける、変曲点での接線の傾きは、よりタイヤ回転軸
（水平線）に近づき、従ってカーカスに働く張力のタイ
ヤ径方向成分は減少し、フープ材をタイヤ径方向外側に
拡大しようとする力は減少するため、フープ材に加わる
周方向の引張り応力は低減される。従って、フープ材の
周方向剛性をそれほど高くしなくても、この種タイヤを
重荷重用に供することができ、フープ材の周方向剛性の
上昇に伴って発生する、フープ材付近のセパレーション
を回避し得る。

【００１３】ここで、想定タイヤＴ₁の仮想カーカスラ
インCL1 と想定タイヤＴ₂の仮想カーカスラインCL2 と
を交差させるに当たり、両者のオーバーラップ量、具体
的には図１に示した直線Ｌ₄およびＬ₄′間距離は、カ
ーカス１の最大幅（直線Ｌ₃およびＬ₃′間距離）の1/4
以下とすることが望ましい。なぜなら、オーバーラッ
プ量がカーカス１の最大幅の1/4 をこえると、カーカス
の各山のクラウン部での曲率が小さくなり過ぎて、縮径
されたカーカス中央部分の各山の頂点からの縮径量が小
さくなり、フープ材の外側の環状凹部に、排水のための
十分な深さを付与することが不可能になり、特にトレッ
ド踏面の磨耗末期でのウェット特性が著しく劣化する、
おそれがある。

【００１４】次に、フープ材は、高内圧の環境下で環状
凹部の底を迫り出させないように、カーカスの凹部を維
持するために、弾性率の高い、例えばスチールコード
や、ケブラー等に代表される比較的高弾性率の有機繊維
コードを、周方向にスパイラル状に巻き付けるか、また
は周方向に小さな角度で傾斜する配置のコードを互いに
交差する向きで重ねたバイアス積層の補強材とすること
が好ましい。さらに、環状凹部に必要な深さを確保する
には、フープ材の占める面積が小さいことが望ましく、
従ってフープ材には高強度のコードが推奨される。

【００１５】また、ベルト層は、通常のタイヤのよう
に、トレッドの全幅にわたって連続させずに、環状凹部
を境に分割配置することが好ましい。すなわち、トラッ
ク・バス用タイヤなどの高内圧で使用されるタイヤで
は、乗用車用タイヤに比べて、ベルト層の層数が多くか
つタイヤ外径も大きいため、カーカスクラウン部の最大
径と最小径との差は極めて大きい。従って、ベルト層を
トレッドの全幅にわたって連続させると、ベルト層は大
きく起伏した状態で配置され、タイヤ製造時にあって
は、環状凹部近傍で補強コードの配置乱れが生じ易くな
り、この部分がタイヤの長期使用における、セパレーシ
ョンの核となる、おそれがある。なお、多層のベルトを
配置する場合に、そのうちの１層を路面から受ける外傷
に対する保護層として、トレッドの全幅にわたって連続
させることは可能である。

【００１６】

【実施例】図１に示した構造に従う、サイズ385/65 R2
2.5の空気入りラジアルタイヤを試作した。規定リムに
組込み内圧：0.5kgf/cm²を充填した状態における、カー
カス１の輪郭線は、線分ＡＢ：155 mmおよびｗ：97mm
で、想定タイヤ間のオーバーラップ量は24mm（カーカス
最大幅：363 mm）とした。フープ材は、スチールコード
（３×0.20mm＋６×0.36mm構造）を26本／50mmで打込ん
だ、幅：5.8 mmのリボン状のゴム引き布を、周方向にス
パイラル状に６層に巻き付けて設けた。また、環状凹部
６は、開口幅：43mmおよび深さ：27mmで、トレッド踏面
の幅方向中心に設けた。

【００１７】また比較として、図２に示す構造に従う同
サイズのタイヤについても試作した。この比較タイヤ
は、図２に図１と同様に定義される、仮想カーカスライ
ンを示すように、仮想カーカスラインがオーバーラップ
しないカーカス形状になり、上記発明タイヤと同形状の
環状凹部を維持するのに、フープ材は上記と同様のリボ
ン状のゴム引き布を９層に巻き付ける必要があった。な
お、線分ＡＢ：152 mmおよびｗ：87mmであった。

【００１８】かくして得られた供試タイヤに、内圧：9.
0kgf/cm²を充填した後、荷重：5400kgを負荷しながらド
ラム試験に供し、速度60km/hで走行させて、フープ材付
近にセパレーションが発生するまでの走行距離を測定し
た。ここで、内圧：9.0kgf/cm²を充填後のオーバーラッ
プ量は、内圧：0.5kgf/cm²充填状態と同等であり、環状
凹部は高内圧充填後も所定形状に維持された。発明タイ
ヤにセパレーションが発生するまでの走行距離は、比較
タイヤでの走行距離を100 としたときの指数で、160 で
あり、セパレーションの発生が厳しく抑制されたことが
確認された。

【００１９】なお、上記の実施例においては、タイヤの
使用前の低内圧状態と使用中の高内圧状態とで、カーカ
ス形状は同等であったが、これが変化する場合は、少な
くとも使用中の高内圧状態でのカーカス形状が、この発
明に従うことが肝要である。また、この発明ではカーカ
スのクラウン部が２つの山に区画されるタイヤを対象と
しているが、技術的または性能的にクラウン部が３つ以
上の山に区画されるタイヤの製造が可能であるならば、
その場合もこの発明のカーカス輪郭線は有意義である。

【００２０】

【発明の効果】この発明によれば、排水性能の優れた環
状凹部を有する空気入りタイヤの重荷重用タイヤへの適
用を阻んでいた、環状凹部のタイヤ径方向内側でのセパ
レーションを有利に回避でき、従って重荷重用タイヤの
排水性能を格段に向上し得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に従うタイヤのトレッド幅方向断面図
である。

【図２】比較タイヤのトレッド幅方向断面図である。

【符号の説明】

１カーカス 1a,1b 山 2a,2b ビードコア３フープ材 4a,4b ベルト層５トレッド６環状凹部７周溝 8a,8b ビード部補強層

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】１対のビードコア間にわたりトロイド状を
なして跨がるカーカスに、そのクラウン部の径を部分的
に縮小するフープ材を周方向に巻付け、該カーカスのタ
イヤ径方向外側にベルト層、次いでトレッドを配置し、
該トレッドの踏面の上記フープ材に対応する部分をタイ
ヤ径方向内側に窪ませて成る環状凹部をトレッド周線に
沿って設けた、空気入りラジアルタイヤであって、タイヤの回転軸を通る断面において、上記フープ材の締
付けによって２つの山に区画されたカーカスの輪郭線
は、各山をクラウン部とし、このクラウン部および既存
のサイドウォールを含む単一タイヤをそれぞれ想定した
とき、環状凹部を挟んで隣接する各想定タイヤのカーカ
ス輪郭線が、環状凹部のタイヤ径方向内側で相互に交差
または接する形状に成ることを特徴とする空気入りラジ
アルタイヤ。