(57)【要約】【課題】タイヤサイド部への表面凹凸の発生を抑制してなお、補強層の、タイヤ幅方向の中央部分に十分な耐張力を付与する。【解決手段】両ビードコア４間にトロイダルに延びるカーカス５のクラウン域の外周側に、波状にくねって円周方向に延びる迂曲コード８を主体とした補強層９、１０を配設し、この補強層９、１０を、並列配置した複数本の迂曲コード８にゴム被覆を施してなる、リボン状ストリップ１１、１２の巻回構造体によって構成するとともに、リボン状ストリップ１１、１２内のそれぞれの迂曲コードを、複数本を単位として相互に１８０℃の位相差をつけて配設してなるタイヤにおいて、補強層９、１０の、幅中央域での総強力を、両側部域でのそれより大きくしてなる。【選択図】図１
2006160121.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
両ビードコアの間にトロイダルに延びるカーカスのクラウン域の外周側に、波状にくねって円周方向に延びる迂曲コードを主体とした補強層を配設し、この補強層を、並列配置した複数本の迂曲コードにゴム被覆を施してなるリボン状ストリップの巻回構造体によって構成するとともに、リボン状ストリップ内のそれぞれの迂曲コードを、一本もしくは複数本を単位として相互に位相差をつけて配設してなるタイヤにおいて、
一層以上の補強層の、幅中央域での総強力を、両側部域でのそれより大きくしてなる空気入りタイヤ。
【請求項２】
一層以上の補強層への迂曲コードの打込みを、幅中央域で１６〜３６本／２０ｍｍ、両側部域で８〜１２本／２０ｍｍとしてなる請求項１に記載の空気入りタイヤ。
【請求項３】
補強層の、幅中央域での層数を、両側部域のそれより多くしてなる請求項１もしくは２に記載の空気入りタイヤ。
【請求項４】
補強層の、幅中央域での層数を三層以上としてなる請求項３に記載の空気入りタイヤ。
【請求項５】
リボン状ストリップを螺旋状に巻回して構成した、少なくとも二層の補強層の、巻回始端および終端のそれぞれを、補強層の最外側縁より幅方向内側に位置させてなる請求項１〜４のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
【請求項６】
複数本のリボン状ストリップのそれぞれの、タイヤ幅方向の一定個所での、一回もしくは複数回にわたる巻回により補強層を構成してなる請求項１〜４に記載のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は高内圧を充填して高荷重下で使用される大型車両用タイヤとして用いて好適な空気入りタイヤに関するものであり、とくには、ベルト層のセパレーションを防止するとともに、トレッドショルダー部の発熱耐久性を向上させることを目的として、カーカスとベルト層との間に、タイヤ幅方向に波状にくねって円周方向に延びる迂曲コードを主体とする一層以上の補強層を配設したタイヤにおいて、タイヤへの内圧の充填、タイヤの高速回転等によって迂曲コードが伸長変形することに起因してタイヤのサイド部に発生する凹凸変形を、補強層の耐張力の不足なしに有利に抑制してタイヤの見栄えの低下を防止する技術を提案するものである。
【背景技術】
【０００２】
補強層を設けたタイヤの、サイド部への凹凸波打ち現象の発生を抑制するための従来技術としては、たとえば、出願人の先の提案に係る特開平４−３２８００３号広報に開示されたものがある。
【０００３】
このタイヤは、カーカス層とベルト層との間に配置されて、内部に、全体としてタイヤ赤道面に平行に延びるとともに波状に屈曲している実質上同一波長の補強素子が多数本埋設された補強層を具え、前記補強層に埋設されている補強素子のうち複数本の補強素子の位相を他の補強素子の位相に対して異ならせたことを特徴とするものであり、これによれば、タイヤに内圧を充填したりタイヤを高速走行させたりした場合に、各補強素子が伸長変形して、半波長毎に逆転する方向の力を発生することになるも、複数本の補強素子が他の補強素子に対して位相が異なっていることにより、該複数本の補強素子が発生する力は、他の補強素子が発生する力と方向あるいは大きさが異なることになるので、カーカス層に影響を与えることになるそれらの力が周方向に分散あるいは相互に相殺されて、カーカス層の波打量が低減され、サイドウォール部の外表面における凹凸が抑制されるとする。
【特許文献１】特開平４−３２８００３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかるに、この従来技術では、補強層に埋設されている補強素子のうちの複数本の位相を、他の補強素子の位相に対して、たとえば半波長（１８０°）異ならせていることから、予め定めた所定幅の補強層内に並列に埋設される補強素子の本数が、補強層内に、補強素子を位相差なしに、たとえば、９〜１３本／２０ｍｍ程度の打込み密度で埋設する場合に比して、必然的に５％〜２０％程度少なくなり、このことが、補強層全体の耐張力の不足を惹起することになるという問題があった。
【０００５】
すなわち、とくには偏平率が６０％以下の高偏平タイヤにあっては、補強素子の本数の少ない補強層を、たとえば、均等に二層配設した場合は、とりわけ、タイヤの幅方向中央部の補強効果が相対的に不足して、内圧充填時の半径方向への成長を有効に抑制することができないという問題があった。
【０００６】
この発明は、従来技術が抱えるこのような問題点を解決することを課題とするものであり、それの目的とするところは、タイヤのサイド部に発生する表面凹凸を有効に抑制してなお、補強層、なかでもタイヤ幅方向の中央部分に所期した通りの耐張力を付与した空気入りタイヤを提供するにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明の空気入りタイヤは、両ビードコア間にトロイダルに延びるカーカスのクラウン域の外周側に、波状にくねって円周方向に延びる迂曲コードを主体とした補強層を配設し、この補強層を、並列配置した複数本の迂曲コードにゴム被覆を施してなる、たとえば１０〜３０ｍｍの幅のリボン状ストリップの巻回構造体によって構成するとともに、リボン状ストリップ内のそれぞれの迂曲コードを一本もしくは複数本を単位として相互に、たとえば９０〜２７０°の範囲内の位相差をつけて配設してなるタイヤにおいて、一層以上の補強層の、幅中央域での総強力を、両側部域でのそれより大きくしてなるものである。
【０００８】
すなわちここでは、一層以上の補強層の側部域の総強力は、迂曲コードに位相差をつけることに起因して、位相差なしの場合に比して必然的に低い値となる。
【０００９】
ここで、「波状にくねる」とは、正弦波状、矩形波状、三角波状等の他、それらに近似した形態で規則的に湾曲ないしは折れ曲がって連続して延びる各種の延在態様のいずれかをいうものとし、「リボン状ストリップの巻回構造体」とは、リボン状ストリップをタイヤの幅方向に、隙間なしにもしくは隙間をおいて、または、幅方向の一部でオーバラップさせて螺旋状に巻回してなるものの他、複数本のリボン状ストリップのそれぞれを、タイヤ幅方向の一定個所で、一回もしくは複数回にわたって円周方向に巻回してなるものをいうものとする。
【００１０】
また、「補強層の幅中央域」とは、最大幅の補強層の幅中心を中央として、その幅の２５〜８７％の範囲をいうものとし、「補強層の総強力」とは、一層以上の補強層の５０ｍｍ幅当りの、円周方向の引張り破断荷重、具体的には、迂曲コードの破断強度と、５０ｍｍ幅当りのコード折込み本数との積をいうものとする。
【００１１】
ここで、補強層の、上述したような総強力の違いは、一層以上の補強層への迂曲コードの打込みを、それの幅中央域で１６〜３６本／２０ｍｍ、両側部域で８〜１２本／２０ｍｍとすることによって容易に実現できるとともに、その違いを所期した通りのものとすることができる。
【００１２】
なおこの場合、所定幅のリボン状ストリップ内に並列に配置することができる、相互に位相差をつけた迂曲コードの本数に自ずと限界があることよりすれば、上記の打込みの差は、補強層の、幅中央域での層数を、両側部域のそれより多くすること、より好ましくは三層以上とすることによってもたらすことが好適である。
【００１３】
ところで、補強層を、リボン状ストリップの螺旋状の巻回によって構成する場合は、少なくとも二層の補強層の巻回始端および終端のそれぞれを、補強層の最外側縁より幅方向の内側に位置させることが好ましい。
【００１４】
この一方で、所要の層数の補強層は、一巻回分の長さおよび複数巻回分の長さの少なくとも一方の長さを有する複数本のリボン状ストリップのそれぞれの、タイヤ幅方向の一定個所での、一回もしくは複数回にわたる円周方向の巻回によって構成することもできる。
【発明の効果】
【００１５】
この発明の空気入りタイヤでは、たとえば１０〜３０ｍｍの幅とすることができるリボン状ストリップ内に、複数本の迂曲コードを、一本もしくは複数本を単位として、相互に位相差をつけて配設するとともに、そのリボン状ストリップを、カーカスのクラウン域の周りに、たとえば、複数回にわたって螺旋巻回してなる巻回構造体で補強層を構成しているので、タイヤへの内圧の充填等によってそれの径が増加することに起因する補強層、ひいては、迂曲コードの伸長変形によって、タイヤの子午線方向の力が発生しても、その力は、迂曲コードを位相差をつけて配設したリボン状ストリップの幅内で十分に分散ないしは吸収されることになり、通常は、ストリップ幅を越えて影響を及ぼし合うことはない。
【００１６】
従って、ベルト層の構成その他を原因として、たとえ、タイヤの拡径率がそれの幅方向で変化することがあっても、迂曲コードの伸長変形に基いて発生する子午線方向の力の相殺等を、狭幅のリボン状ストリップの幅内で完結させることで、そのリボン状ストリップが、隣接するストリップ部分、ひいては、カーカスに子午線方向の力を及ぼすのを十分に防止することができる。
【００１７】
一方ここでは、迂曲コードを、リボン状ストリップ内に位相差をつけて配設することによって、補強層内のコード本数が減少することに起因する、その補強層の耐張力の不足に対しては、それの幅中央域での総強力を、両側部域でのそれより大きくして対処することで、とくには、高偏平タイヤの、タイヤ幅方向中央部分に所要の補強効果を付与することができ、結果として、径方向の成長を抑えることができ、耐久性にすぐれ、偏摩耗し難いタイヤとすることができる。
【００１８】
なおここで、補強層の幅中央域、すなわち、最大幅補強層の幅の２５〜８７％の範囲内の領域での迂曲コードの打込みを１６〜３６本／２０ｍｍ、その幅中央域を外れた、それぞれの側部域での迂曲コードの打込みを８〜１２本／２０ｍｍとしたときは、それぞれの領域の総強力を、容易かつ確実に所期したとおりのものとすることができ、そして、それらの総強力の差をもまた、容易に所要のものとすることができる。
【００１９】
そして、それぞれの領域における所要の打込み、ひいては、それらの領域での所要の総強力の実現は、補強層の、幅中央領域での層数を、両側部域のそれより多くすることにより、迂曲コードのフレッティング等のおそれなしに、容易にかつ十分適正に行うことができ、なかでも、幅中央域での総強力を所期した通りのものとするためには、そこでの補強層の層数を三層以上とすることが好適である。
【００２０】
ところで、少なくとも二層の補強層を構成するためには、リボン状ストリップをタイヤ幅方向に、隙間なしにもしくは隙間をおいて、または幅の一部をオーバラップさせながら螺旋状に往復巻回することが、補強層の構成作業能率を高める上で好ましく、リボン状ストリップのこのような巻回に当っては、それの巻回始端および終端のそれぞれを、補強層の最外側縁よりそれの幅方向内側に位置させることが、それらの始端および終端を、補強層の側縁に臨ませる場合に比して、補強層の側部域の耐張力を有利に高めることができる。
【００２１】
また、補強層は、それの構成幅に応じた複数本のリボン状ストリップのそれぞれを、タイヤ幅方向の一定個所で、一回もしくは複数回にわたって円周方向に巻回することによっても構成することができ、これによれば、予め長さを定めたそれぞれのストリップを、時間差をつけて、または同時に円周巻回するだけで、所要の部分に所要の層数の補強層を簡易に形成することができる。
【００２２】
そして、これらのいずれによっても、位相差をつけた迂曲コードの作用下で、タイヤのサイド部への凹凸変形等の発生を有効に抑制することができ、また、補強層の、選択された総強力の下で、それの、タイヤ幅の全体にわたる耐張力を常に所要のものとして、タイヤの、幅方向中央部分等での強度不足のおそれを十分に取り除くことができる。
【００２３】
なお、以上のような空気入りタイヤにおいて、リボン状ストリップ内の迂曲コードの位相差は、９０°〜２７０°とすることが好ましい。この角度範囲内では、それぞれの迂曲コードが発生する子午線方向の力の相互を有効に相殺させることが可能であり、このことは、位相差を１８０°とした場合にとくに効果的である。
【００２４】
これに対し、位相差を９０°未満としたときは、迂曲コード同士の迂曲振幅の頂点が近くなり、合成振幅が大きくなるので、子午線方向の力の十分な相殺を期し難くなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
図１は、この発明係るタイヤの半部を、部分を断面として示す斜視図であり、図中１はトレッド部を示し、２は、トレッド部１の各側部に連続して半径方向内方に延びるサイドウォール部を、そして３は、サイドウォール部２の内周側に連続するビードをそれぞれ示す。
【００２６】
ここではビード部３に配設したそれぞれのビードコア４間に、一枚以上のカーカスプライからなるカーカス５、たとえばラジアルカーカスをトロイダルに延在させるとともに、このカーカス５のそれぞれの側部部分を、ビードコア４の周りで、半径方向の内側から外側に巻き返して配設し、このようなカーカス５のクラウン域の外周側に、タイヤ赤道面に対して傾斜して直線状に延びるベルトコードを主体とし、それらのコードをゴム被覆してなるたとえば二層のベルト層６、７を、それらの相互間で、ベルトコードをタイヤ赤道面に対して相互に逆向きに、たとえば対称に延在させて配設する。
【００２７】
またここでは、このようなベルト層６、７とカーカス５との間で、カーカス５のクラウン域の外周側に、タイヤ幅方向に波状にくねって円周方向に連続して延びる、波長および振幅を一定とした複数本の迂曲コード８を主体としてなる一層以上、図では二層の補強層９、１０を配設する。
【００２８】
ここにおけるこれらの補強層９、１０はいずれも、並列配置した複数本、たとえば十本の迂曲コード８にゴム被覆を施してなる、一例として２０ｍｍ幅のリボン状ストリップ１１、１２を、タイヤの幅方向に隙間なしにもしくは隙間をおいて、または、幅方向の一部でオーバラップさせて、螺旋状等に巻回してなる巻回構造体によって構成するとともに、それらのリボン状ストリップ１１、１２内のたとえば八本の迂曲コード８のそれぞれを、四本を単位として相互に９０°〜２７０°、図では１８０°の位相差をつけて配設してなる。かくして、このストリップ構造によれば、八本の迂曲コード８のそれぞれは、ストリップ１１、１２の幅方向の中心線に対して四本ずつが相互に対象に延在することになる。
【００２９】
それぞれの補強層９、１０をこのように構成した場合は、たとえば、タイヤへの内圧の充填に基づくタイヤの拡径変形によって、その補強層９、１０、直接的にはリボン状ストリップ１１、１２内のそれぞれの迂曲コード８が、図２に例示するように、ともに等量ずつ伸長変形すると、その伸長変形に伴って、それぞれの迂曲コード８の山部分および谷部分のそれぞれに発生する、タイヤの子午線方向のそれぞれの力は、ストリップ中心線を隔てて位置する四本ずつのコード８によって発生されるそれぞれの力によって丁度相殺されることになるので、迂曲コード８、ひいては、補強層９、１０の伸長変形に起因して生じる力は、リボン状ゴムストリップ１１、１２の幅内にて消去されることになる。
【００３０】
図３（ａ）は、迂曲コードを含むリボン状ストリップの他の構成例を、迂曲コードの透視下で示す部分平面図であり、これは、リボン状ストリップ１１、１２内のそれぞれの迂曲コード８を、隣接するコードの相互間で１８０度、すなわち１／２波長の位相差をつけて配設するとともに、それぞれの迂曲コード８の延在形態を、ストリップ中心線に対して対称としたものである。
【００３１】
このストリップ構造にあっても、全ての迂曲コード８が、図３（ｂ）に示すように、ともに等量ずつ伸長された場合には、それぞれのコード８が発生する子午線方向の力は、相互に隣接するコード８によって発生される力によって十分に相殺されることになるので、それらの力はリボン状ストリップ１１、１２内で消去されることになる。
【００３２】
図４は、迂曲コードを含むリボン状ストリップのさらに他の構成例を示す要部平面図であり、図４（ａ）に示すところは、たとえば八本の迂曲コード８のうちの四本を単位として、相互に９０度もしくは２７０度、いいかえれば１／４波長の位相差をつけてコード８を配設したものである。
【００３３】
また、図４（ｂ）に示す構造は、迂曲コード８の一本を単位として、隣接するコード８の相互間で、９０度または２７０度の位相差をつけて八本のコード８を配設したものである。
【００３４】
これらのいずれのストリップ構造によっても、迂曲コード８の伸長変形に際して発生する、図に矢印で示すような子午線方向の力は、そのコードに対して位相差をもつ他のコード８によって発生される力をもって相殺されることになるので、先に述べたリボン状ストリップの場合と同様に、ストリップ内での力の消去を十分に実現することができる。
【００３５】
加えて、図１に示すタイヤでは、内層側の広幅の補強層９上に、狭幅の補強層１０を配設して、この狭幅補強層１０の配設域を、広幅補強層９の幅中心線に対して対称に、それの幅Ｗの２５〜８７％の範囲内の所要域とすることで、二層の補強層９、１０の幅中央域での総強力を、両側部域でのそれより大きくし、より好ましくは、幅中央域での迂曲コード８の打込みを、１６〜２４本／２０ｍｍとし、それぞれの側部域での打込みを８〜１２本／２０ｍｍとする。
【００３６】
これによれば、迂曲コード８に位相差をつけてリボン状ストリップ１１、１２内に配設することに起因する、コード本数の必然的な減少に対し、タイヤの幅方向中央域の耐張力の低下を、狭幅の補強層１０によって十分に補って、その中央域に所要に応じた耐張力を付与することができる。
【００３７】
ところで、所要のウェイビィ補強構造をもたらすに当っては、たとえば、幅中央域の層数を三層以上、側部域の層数を二層とすることも可能であり、このような構造を、一本のリボン状ストリップの、タイヤ幅方向への螺旋状巻回によって構成する場合には、たとえば、図５に幅方向の略線断面図で示すように、リボン状ストリップ２１の巻回始端Ｓをタイヤ幅方向の中間部に位置させて、そのストリップ２１を、そこからタイヤの一方の側部域に向けて、赤直面ｅを越えて螺旋状に往動巻回し、その螺旋巻回位置が所定の側部位置に達した後は、螺旋巻回の進行方向をタイヤの他方の側部側として、巻回始端Ｓを越えて復動巻回し、そして、この巻回が所定の側部位置に達した後はさらに往動巻回を行って、巻回終端Ｅを、先の往動巻回と復動巻回との折返し点より手前側に位置させることによって、所期した通りの総強力等を有するウェイビィ補強構造を実現することができる。
【００３８】
しかもここでは、一本のリボン状ゴムストリップ２１をこのように巻回する場合には、それの巻回始端Ｓおよび巻回終端Ｅのそれぞれをともに、補強層の最外側縁より幅方向内側に位置させることもできる。
【００３９】
ちなみに、図５に示すところにおいて、補強層の最大幅Ｗを赤道面ｅに対して、＋側および−側のそれぞれに１５０ｍｍとした場合には、たとえば、巻回始端Ｓは、＋側に４０〜１３０ｍｍの範囲内に位置させることができ、また、巻回終端Ｅは、−側に２０〜１３０ｍｍの範囲内に位置させることができる。
【００４０】
なお、以上のようなウェイビィ補強構造は、予め長さを選択した複数本のリボン状ストリップのそれぞれを円周方向に巻回することによって構成することもできる。
【００４１】
図６はその一例を示す幅方向の略線断面斜視図であり、ここでは、タイヤの幅方向の所定の位置に、たとえば八本のリボン状ストリップ３１〜３８のそれぞれを配置するとともに、ストリップ３１、３２および３７、３８のそれぞれを、円周方向の二巻回分の長さとし、ストリップ３４〜３６のそれぞれを三巻回分の長さとしたところにおいて、それらのリボン状ストリップ３１〜３８のそれぞれを、同時にまたは時間差をつけて円周方向に二回もしくは三回にわたって巻回積層することによって、所要の補強構造としたものであり、これによってもまた、所期した通りの総強力等を簡易に、また確実に実現することができる。
【実施例】
【００４２】
４３５／５０  Ｒ１９．５  Ｒ１６６ＡＺの規格タイヤの補強層を以下のように構成した場合の、実施例タイヤと従来タイヤとのそれぞれに、規格に定められる規定の空気圧（９００ｋＰａ）を充填した場合の、トレッド中央域での径成長率およびトレッド側部域での径成長率をそれぞれを測定するとともに、タイヤサイド部の表面凹凸量を測定したところ、表１に示す結果を得た。
【００４３】
＜実施例タイヤの補強層構造＞
図１に示す基本構造の下で、迂曲コードを図２に示す態様で配置した２０ｍｍ幅のリボン状ストリップを、隣接するストリップ部分と、２ｍｍの幅にわたってオーバラップさせながら、図５に示すように螺旋巻回することにより、補強層の最大幅を３００ｍｍとし、幅中央域の２２０ｍｍで三層構造、それぞれの側部域の４０ｍｍの範囲で二層構造とし、コード総量を、後述する従来タイヤの１２０％とした。
【００４４】
＜従来タイヤの補強層構造＞
迂曲コードの全てを同位相で並列配置した２０ｍｍ幅のリボン状ストリップを、上述の場合と同様に、２ｍｍのオーバラップ幅の下で螺旋巻回して、３００ｍｍ幅の二層の補強層を構成した。
【００４５】
＜比較例タイヤの補強構造＞
２０ｍｍ幅のリボン状ストリップ内のそれぞれの迂曲コードを、コードの一本を単位として半波長の位相差をつけた状態で配設するとともに、そのリボン状ストリップを従来タイヤの場合と同様に螺旋巻回して、３００ｍｍ幅の二層の補強層を構成した。
この場合、迂曲コードの総打込み本数は従来タイヤの８０％となった。
【表１】
2006160121.tif 000003
【００４６】
表１に示すところによれば、実施例タイヤでは、タイヤサイド部に発生する表面凹凸量を効果的に低減させてなお、三層構造になる、補強層の幅中央域での径成長率を有効に抑制できることが解かる。
なお、比較例タイヤでは、補強層による補強効果が、従来タイヤに比して、補強層幅の全体にわたって低下する結果として、中央域での径成長率が相当大きくなり、これに伴って、側部域での径成長率もまた大きくなることが解かる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】この発明に係るタイヤの半部を示す部分断面斜視図である。
【図２】迂曲コードの伸長変形に伴う力の相殺例を示す図である。
【図３】リボン状ストリップの他の構成例を示す部分平面図である。
【図４】リボン状ストリップさらに他の構成例を示す部分平面図である。
【図５】ウェイビィ補強構造の構成例を示す幅方向の略線断面図である。
【図６】ウェイビィ補強構造の他の構成例を示す幅方向の略線断面斜視図である。
【符号の説明】
【００４８】
１  トレッド部
２  サイドウォール部
３  ビード部
４  ビードコア部
５  カーカス
６、７  ベルト層
８  迂曲コード
９、１０  補強層
１１、１２、２１、３１〜３８  リボン状ストリップ
Ｓ  巻回始端
Ｅ  巻回終端
ｅ  赤道面
【図１】
2006160121.tif 000004
【図２】
2006160121.tif 000005
【図３】
2006160121.tif 000006
【図４】
2006160121.tif 000007
【図５】
2006160121.tif 000008
【図６】
2006160121.tif 000009