JP5066914B2 - 重荷重用空気入りラジアルタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、クラウン部に周方向補強層を備えた重荷重用空気入りラジアルタイヤに関し、更に詳しくは、ユニフォミティーと耐加硫故障性能とを両立することを可能にした重荷重用空気入りラジアルタイヤに関する。

近年、トラックやバスに使用されるワイドベースの重荷重用空気入りラジアルタイヤにおいて、クラウン部に埋設されたクロスベルト層（補強コードが層間で互いに交差するベルト層）に掛かる歪みを低減する目的で、円形断面形状を有し、かつベルト層の幅方向を振幅方向とするジグザグ形状のスチールコードを、ベルト層に沿ってタイヤ周方向に対して実質的に０°で巻回することでクラウン部に周方向補強層を設けることが提案されている（例えば、特許文献１〜３参照）。

このような周方向補強層を構成するスチールコードは、加硫前はジグザグ形状に基づいて初期弾性率が比較的に低い状態にあるが、加硫工程でのタイヤのリフト変形により伸張され、更にコード内部にゴムが浸透することによって初期弾性率が増加するため、加硫後においてはクラウン部の膨張を抑えてクロスベルト層に掛かる歪みを低減するように機能する。

しかしながら、周方向補強層を構成するスチールコードにジグザグ形状の癖付けを施した場合、スチールコードの巻き付け精度が悪くなるため、エア溜まりによる加硫故障を生じ易いという問題がある。一方、巻き付け精度を向上するためにスチールコードに付与するジグザグ形状の振幅を小さくすると、加硫前のコードの初期弾性率が増加するため、加硫工程でのタイヤのリフト変形にスチールコードの変形が追従できなくなり、タイヤのユニフォミティーが悪化するという問題がある。
特開平５−３３８４０６号公報 特開平６−３２１０８号公報 特開平６−１８３２０７号公報

本発明の目的は、クラウン部に周方向補強層を設けた場合であっても、ユニフォミティーと耐加硫故障性能とを両立することを可能にした重荷重用空気入りラジアルタイヤを提供することにある。

上記目的を達成するための本発明の重荷重用空気入りラジアルタイヤは、クラウン部におけるカーカス層の外周側に複数層のベルト層を設けた重荷重用空気入りラジアルタイヤにおいて、Ｎ本（Ｎ＝３〜８）の素線を撚り合わせた１×Ｎ撚り構造を有すると共に、前記ベルト層の幅方向を長径とする扁平断面形状を有し、かつ前記長径に対する振幅の比が１．５〜３．０で波長が２０ｍｍ〜５０ｍｍとなるように前記長径の方向に波打つジグザグ形状の癖付けを施したスチールコードを、前記ベルト層に沿ってタイヤ周方向に対して実質的に０°で巻回することで前記クラウン部に周方向補強層を設けたことを特徴とするものである。

本発明によれば、周方向補強層を構成するジグザグ形状のスチールコードの振幅及び波長を小さくしているので、スチールコードの巻き付け精度が向上し、エア溜まりによる加硫故障が生じ難くなる。その一方で、周方向補強層を構成するスチールコードは、１×Ｎ撚り構造を有すると共に、ベルト層の幅方向を長径とする扁平断面形状を有しているので、ジグザグ度合いを小さくした場合であっても、その撚り構造に基づいて加硫前の初期弾性率を小さく維持することができ、その結果、加硫工程でのタイヤのリフト変形にスチールコードの変形が追従することができる。従って、クラウン部に周方向補強層を設けた場合であっても、ユニフォミティーと耐加硫故障性能とを両立することが可能になる。

周方向補強層は、ベルト層とカーカス層との間に配置するか、ベルト層の外周側に配置することが好ましい。このような構造を採用した場合、クロスベルト層の間に周方向補強層を配置する場合よりもタイヤを成形し易い。

周方向補強層に用いるスチールコードの短径と長径との比は０．６０〜１．００未満とすることが好ましい。これにより、スチールコードにジグザグ形状の癖付けを施す際の加工性を良好に維持しながら、加硫前のスチールコードの初期弾性率を小さくすることができる。

周方向補強層に用いるスチールコードの素線本数Ｎは５〜６とすることが好ましい。更には、周方向補強層に用いるスチールコードの撚りピッチは５ｍｍ〜１５ｍｍとすることが好ましい。このような素線本数や撚りピッチを選択した場合、上記構造を有するスチールコードを効率良く製造することができる。

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は本発明の実施形態からなる重荷重用空気入りラジアルタイヤを示し、１はクラウン部、２はサイドウォール部、３はビード部である。左右一対のビード部３，３間にはカーカス層４が装架され、そのカーカス層４の端部がビードコア５の廻りにタイヤ内側から外側に折り返されている。ビード部３にはビードコア５を包み込むように補強層６が埋設されている。

クラウン部１におけるカーカス層２の外周側にはタイヤ周方向に対して傾斜する複数本の補強コードを含む複数層のベルト層７ａ，７ｂが埋設されている。これらベルト層７ａ，７ｂはタイヤ周方向に対するコード角度が１５°〜６０°であり、補強コードが互いに交差するように配置されている。ベルト層の数は特に限定されるものではなく、必要に応じて増やすことができる。ベルト層７ａ，７ｂとカーカス層４との間には周方向補強層８が配置されている。

周方向補強層８は、図１ではベルト層７ａ，７ｂとカーカス層４との間に配置されているが、図２のようにベルト層７ａ，７ｂの外周側に配置しても良く、或いは、ベルト層７ａ，７ｂの層間に配置しても良い。しかしながら、クロスベルト層７ａ，７ｂの間に周方向補強層８を配置すると成形時にクロスベルト層７ａ，７ｂを精度良く貼り難く、タイヤの成形が難しくなるため、周方向補強層８はベルト層７ａ，７ｂとカーカス層４との間やベルト層７ａ，７ｂの外周側に配置すると良い。

図３は周方向補強層を示す平面図である。図３に示すように、周方向補強層８は必要に応じてゴム被覆された１本又は複数本のスチールコードＣをタイヤ周方向に対して実質的に０°で連続的に巻回することで形成されている。周方向補強層８のコード巻き付け角度はタイヤ周方向に対して例えば５°以下にすれば良い。また、周方向補強層８は多層に巻回しても良い。このような周方向補強層８は、特に偏平率６０％以下の重荷重用ラジアルタイヤにおいて高内圧によるクラウン部１の膨らみを抑える目的で設置されている。

図４は周方向補強層を構成するスチールコードの平面図であり、図５はその横断面図である。図４及び図５に示すように、スチールコードＣは、Ｎ本（Ｎ＝３〜８）の素線ｆを撚り合わせた１×Ｎ撚り構造を有すると共に、ベルト層の幅方向を長径とする扁平断面形状を有している。このスチールコードＣにはジグザグ形状の癖付けが施されている。スチールコードＣにおいて、長径Ｄｌに対する振幅Ｗの比は１．５≦Ｗ／Ｄｌ≦３．０の関係を満足し、波長Ｌは２０ｍｍ≦Ｌ≦５０ｍｍの関係を満足している。

上記空気入りラジアルタイヤによれば、周方向補強層８を構成するジグザグ形状のスチールコードＣの振幅Ｗ及び波長Ｌを小さくしているので、スチールコードＣの巻き付け精度が向上し、エア溜まりによる加硫故障が生じ難くなる。一方、周方向補強層８を構成するスチールコードＣは、１×Ｎ撚り構造を有すると共に、ベルト層の幅方向を長径とする扁平断面形状を有しているので、ジグザグ度合いを小さくした場合であっても、その撚り構造に基づいて加硫前の初期弾性率を小さく維持することができ、その結果、加硫工程でのタイヤのリフト変形にスチールコードＣの変形が追従することができる。つまり、スチールコードＣは素線間に隙間が存在するため、その素線間の隙間を縮めることでタイヤのリフト変形に伴うクラウン部１の周長変化に対応することができる。従って、クラウン部１に周方向補強層８を設けた場合であっても、ユニフォミティーと耐加硫故障性能とを両立することが可能になる。

ここで、スチールコードＣの長径Ｄｌに対する振幅Ｗの比が１．５未満であると加硫前のスチールコードＣの初期弾性率が増加してユニフォミティーが低下し、逆に３．０を超えると周方向補強層８への空気巻込量が増加して加硫故障を生じ易くなる。また、スチールコードＣの波長Ｌが２０ｍｍ未満であると周方向補強層８への空気巻込量が増加して加硫故障を生じ易くなり、逆に５０ｍｍを超えると加硫前のスチールコードＣの初期弾性率が増加してユニフォミティーが低下する。

周方向補強層８に用いるスチールコードＣの短径Ｄｓと長径Ｄｌとの比は０．６０≦Ｄｓ／Ｄｌ＜１．００の関係を満足している。これにより、スチールコードＣにジグザグ形状の癖付けを施す際の加工性を良好に維持しながら、加硫前のスチールコードＣの初期弾性率を小さくすることができる。短径Ｄｓと長径Ｄｌとの比が０．６０未満であるとスチールコードＣへのジグザグ加工が困難になり、その製造効率が低下する。

周方向補強層８に用いるスチールコードＣの素線本数Ｎは３〜８の範囲で選択することが可能であるが、より好ましくは５〜６とする。スチールコードＣの素線が４本以下であるとコード形状が不安定になり、その製造効率が低下する。スチールコードＣの素線が７本以上であると各素線の制御が困難になり、その製造効率が低下する。

周方向補強層８に用いるスチールコードＣの撚りピッチは５ｍｍ〜１５ｍｍとすると良い。スチールコードＣの撚りピッチが５ｍｍ以下であると単位時間当たりの製造効率が低下する。スチールコードＣの撚りピッチが１５ｍｍ以上であるとジグザグ加工が困難になり、その製造効率が低下する。

タイヤサイズ４３５／４５Ｒ２２．５（リムサイズ２２．５×１４．００）で、クラウン部におけるカーカス層の外周側にベルト層を設けた重荷重用空気入りラジアルタイヤにおいて、クラウン部におけるベルト層とカーカス層との間にスチールコードをタイヤ周方向に対して実質的に０°で巻回することで周方向補強層を設け、そのスチールコードの撚り構造、撚りピッチ、長径Ｄｌ、短径Ｄｓ、振幅Ｗ、波長Ｌを表１のように種々異ならせた従来例１、実施例１〜７及び比較例１〜４の空気入りタイヤを製作した。

なお、ベルト層には３×０．３２＋８×０．３５ＨＴのスチールコードを使用し、コード打ち込み密度を２０本／５０ｍｍとし、タイヤ周方向に対するコード角度を２０°とした。内側のベルト層の幅は２５０ｍｍとし、外側のベルト層の幅は２００ｍｍとした。一方、周方向補強層の幅は３００ｍｍとし、コード打ち込み密度については全ての試験タイヤのスチールコード重量が同じになるように調整した。

これら試験タイヤについて、下記の方法により、耐加硫故障性能とユニフォミティーを評価し、その結果を表１に併せて示した。

耐加硫故障性能：
試験タイヤを真空チャンバー（５ｋＰａ）に入れ、クラウン部全周をレントゲン撮影し、下記の３段階の評価点に基づいて各１０本の試験タイヤを評価し、その評価点の合計値を求めた。評価結果は、従来例１を１００とする指数にて示した。この指数値が大きいほど耐加硫故障性能が良好であることを意味する。
１点：５ｍｍ以上の空隙がある。
２点：１〜５ｍｍ未満の空隙がある。
３点：空隙が１ｍｍ未満である。

ユニフォミティー：
試験内圧９００ｋＰａ、負荷５０ｋＮ、タイヤ回転数６０ｒｐｍの条件にて、各１０本の試験タイヤについてタイヤ半径方向の力の変動の大きさ（Ｎ：ラジアルフォースバリエーション）を計測し、その計測値の合計値を求めた。評価結果は、計測値の合計値の逆数を用い、従来例１を１００とする指数にて示した。この指数値が大きいほどユニフォミティーが良好であることを意味する。

この表１から明らかなように、実施例１〜７のタイヤは従来例１に比べてユニフォミティーを良好に維持しながら耐加硫故障性能を改善することができた。但し、実施例３〜７ではコードの製造効率が低下した。一方、比較例１，２のタイヤは耐加硫故障性能の改善効果が得られるものの従来例１よりもユニフォミティーが悪化していた。比較例３，４のタイヤはユニフォミティーが良好であるものの従来例１よりも耐加硫故障性能が悪化していた。

本発明の実施形態からなる重荷重用空気入りラジアルタイヤを示す子午線半断面図である。 本発明の他の実施形態からなる重荷重用空気入りラジアルタイヤを示す子午線半断面図である。 周方向補強層を示す平面図である。 周方向補強層を構成するスチールコードの平面図である。 周方向補強層を構成するスチールコードの横断面図である。

符号の説明

１ クラウン部
２ サイドウォール部
３ ビード部
４ カーカス層
５ ビードコア
６ 補強層
７ａ，７ｂ ベルト層
８ 周方向補強層
Ｃ スチールコード
ｆ 素線

Claims (6)

1. クラウン部におけるカーカス層の外周側にベルト層を設けた重荷重用空気入りラジアルタイヤにおいて、Ｎ本（Ｎ＝３〜８）の素線を撚り合わせた１×Ｎ撚り構造を有すると共に、前記ベルト層の幅方向を長径とする扁平断面形状を有し、かつ前記長径に対する振幅の比が１．５〜３．０で波長が２０ｍｍ〜５０ｍｍとなるように前記長径の方向に波打つジグザグ形状の癖付けを施したスチールコードを、前記ベルト層に沿ってタイヤ周方向に対して実質的に０°で巻回することで前記クラウン部に周方向補強層を設けた重荷重用空気入りラジアルタイヤ。
2. 前記周方向補強層を前記ベルト層と前記カーカス層との間に配置した請求項１に記載の重荷重用空気入りラジアルタイヤ。
3. 前記周方向補強層を前記ベルト層の外周側に配置した請求項１に記載の重荷重用空気入りラジアルタイヤ。
4. 前記周方向補強層に用いるスチールコードの短径と長径との比を０．６０〜１．００未満とした請求項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。
5. 前記周方向補強層に用いるスチールコードの素線本数Ｎを５〜６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。
6. 前記周方向補強層に用いるスチールコードの撚りピッチを５ｍｍ〜１５ｍｍとした請求項１〜５のいずれかに記載の重荷重用空気入りラジアルタイヤ。

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