(57)【要約】【課題】バイアスタイヤにおいて周方向強化層を配設することを可能にし、かつ、負荷接地下におけるベルト耐久性を高めることができる重荷重用空気入りバイアスタイヤおよび製造方法を提供する。【解決手段】複数枚のカーカスプライをタイヤ成型ドラムに配設してカーカス１を成型するとともに、そのカーカス１の中央部の外周側に、一層以上のベルト層よりなるベルトを成型し、さらにその外周側にトレッドゴムを配設してなる生タイヤを、タイヤ成型ドラム上でトロイダルに変形させて加硫成形してなる重荷重用空気入りバイアスタイヤの製造方法であって、カーカスとベルトとの間に、コードをほぼタイヤ周方向に延在させてなる一層以上の周方向強化層２を成型するとともに、生タイヤ成型時に周方向強化層の周方向張力を、両側域４よりも中央域３において小とする。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数枚のカーカスプライをタイヤ成型ドラムに配設してカーカスを成型するとともに、そのカーカスの中央部の外周側に、一層以上のベルト層よりなるベルトを成型し、さらにその外周側にトレッドゴムを配設してなる生タイヤを、タイヤ成型ドラム上でトロイダルに変形させて加硫成形してなる重荷重用空気入りバイアスタイヤの製造方法であって、
カーカスとベルトとの間に、コードをほぼタイヤ周方向に延在させてなる一層以上の周方向強化層を成型するとともに、生タイヤ成型時に周方向強化層の周方向張力を、両側域よりも中央域において小としてなる重荷重用空気入りバイアスタイヤの製造方法。
【請求項２】
生タイヤ成型時に周方向強化層とカーカスとの間の両側域に幅方向断面形状がクサビ状である補助ゴム層を配設してなる請求項１に記載の重荷重用空気入りバイアスタイヤの製造方法。
【請求項３】
複数枚のカーカスプライをトロイダルに配設してなるカーカスのクラウン部の外周側にトレッドゴムを配設し、このトレッドゴムとカーカスとの間に、一層以上のベルト層よりなるベルトを配設してなる重荷重用空気入りバイアスタイヤであって、
ベルトの内周側に、コードをほぼタイヤ周方向に延在させてなる一層以上の周方向強化層を配設するとともに、ショルダー部の、内周側の周方向強化層とカーカスとの間に、タイヤ幅方向断面内における形状がクサビ状の補助ゴム層を配設して、請求項１もしくは２に記載の製造方法により製造される重荷重用空気入りバイアスタイヤ。
【請求項４】
適用リムに装着するとともに、規定の空気圧を充填し、最大負荷能力に対応する質量を負荷して接地させたときの、タイヤ幅方向断面内における周方向強化層の形状を接地面と実質上平行としてなる請求項３に記載の重荷重用空気入りバイアスタイヤ。
【請求項５】
カーカスコードを有機繊維コードとして、タイヤ周方向に対して２５〜４０度の角度で延在させるとともに、周方向強化層のコードをスチールコードとしてなる請求項３もしくは４に記載の重荷重用空気入りバイアスタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ベルト耐久性を高めた、主には、建設車両等に用いて好適な重荷重用空気入りバイアスタイヤおよびその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
重荷重用空気入りバイアスタイヤでは一般に、トレッド部の強化のために、カーカスのクラウン部の外周側に、ベルトが設けられている。使用されるベルトは、層間でベルト層コードが相互に交差する複数のベルト層からなる交差ベルトが主である。
【０００３】
このような重荷重用空気入りバイアスタイヤに空気圧を充填をして、荷重負荷の条件のもと接地させた場合は、それぞれのベルト層コードがタイヤ周方向に寝る方向に変形するため、各ベルト層端はペリフェリが変化しないように変形し、ベルト層はその幅方向に縮むように変形する。これに加えて、接地時にはトレッドゴムが幅方向外側に向けて変形するため、各ベルト層端とトレッドゴムとの間の剪断変形が大きくなり、セパレーション等の故障が発生しやすかった。この傾向はとくにトレッド部の溝深さが深いタイヤにおいて顕著であった。
【０００４】
この傾向を抑制するためには、各ベルト層の変形を抑制することが必要となるが、そのためには補強コードをタイヤ周方向に延在させてなる周方向強化層を設けることが効果的であることは、従来から予想されることであり、例えば特開平９−１０５０８４号公報に示されるように、ラジアルタイヤではよく用いられている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平９−１０５０８４号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、バイアスタイヤにおいては、生タイヤを成型するにあたり、その外周の拡張率は１５０％程度と非常に大きいために、生タイヤ成型時に周方向強化層を貼り付けると、周方向強化層の中央域と両側域において拡張率が大きく異なることになり、成型が困難になるという問題点があった。
【０００７】
ここで、拡張率を小さくして周方向強化層を貼り付けることも考えられるが、全くの新規設備となるため設備投資額が増大することに加え、生ケースをあらかじめある程度拡張させる必要があるため、周方向強化層を貼り付ける前の生ケースの形状保持が難しくなるという問題点があり、現実的ではなかった。
【０００８】
また、周方向強化層を適用した場合には、負荷接地下において周方向強化層の幅方向中央部と側部との間に径差が生じて、幅方向における均一な接地形状が得られないため、タイヤのベルト耐久性、耐偏摩耗性を確保することが困難になることが想定される。
【０００９】
本発明は、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、バイアスタイヤにおいて周方向強化層を配設することを可能にし、かつ、負荷接地下におけるベルト耐久性を高めることができる重荷重用空気入りバイアスタイヤおよび製造方法を提供するものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る重荷重用空気入りバイアスタイヤの製造方法は、複数枚のカーカスプライをタイヤ成型ドラムに配設してカーカスを成型するとともに、そのカーカスの中央部の外周側に、一層以上のベルト層よりなるベルトを成型し、さらにその外周側にトレッドゴムを配設してなる生タイヤを、タイヤ成型ドラム上でトロイダルに変形させて加硫成形してなる重荷重用空気入りバイアスタイヤの製造方法であって、カーカスとベルトとの間に、コードをほぼタイヤ周方向に延在させてなる一層以上の周方向強化層を成型するとともに、生タイヤ成型時に周方向強化層の周方向張力を、両側域よりも中央域において小とする。
ここで、周方向強化層の周方向張力を小とするとは、直状コードにおいては貼り付け時の張力を小さくすることであり、迂曲コードにおいてはそのピッチを短くするとともに振幅を大きくすることである。
【００１１】
これによれば、周方向強化層の周方向張力を両側域よりも中央域において小とすることにより、生タイヤをトロイダル変形させる際に、周方向強化層を配設してもなお、生タイヤの中央域の拡張を両側域よりも大きくすることができるため、周方向強化層を具えたバイアスタイヤの成型を容易なものとすることができる。
【００１２】
ここで好ましくは、生タイヤ成型時に周方向強化層とカーカスとの間の両側域に幅方向断面形状がクサビ状である補助ゴム層を配設する。
これによれば、ベルト及び周方向強化層の両側部の拡張を小とし、中央域の拡張を大とするにおいて、補助ゴム層を周方向の両側部の内周側に配設することにより、両側域と中央部との拡張率の差をなるべく小さくすることができる。
【００１３】
本発明に係る重荷重用空気入りバイアスタイヤは、複数枚のカーカスプライをトロイダルに配設してなるカーカスのクラウン部の外周側にトレッドゴムを配設し、このトレッドゴムとカーカスとの間に、一層以上のベルト層よりなるベルトを配設してなる重荷重用空気入りバイアスタイヤであって、ベルトの内周側に、コードをほぼタイヤ周方向に延在させてなる一層以上の周方向強化層を配設するとともに、ショルダー部の、内周側の周方向強化層とカーカスとの間に、タイヤ幅方向断面内における形状がクサビ状の補助ゴム層を配設して、請求項１に記載の製造方法により製造されることを特徴とする。
ここで周方向強化層は、直状コードをほぼタイヤ周方向に螺旋巻回させる、または波状もしくはジグザグ状をなす迂曲コードをタイヤ周方向に延在させることにより構成する。
【００１４】
これによれば、ベルトの幅方向の変形を抑制し、かつ周方向強化層端にはコード切断端が存在しないため、ベルト端および周方向強化層端のセパレーションの発生を防止することができるとともに、クサビ状の補助ゴム層を設けて、負荷接地下における周方向強化層およびベルトを接地面となるべく平行にすることにより、ベルト耐久性を確保しかつトレッド部の偏摩耗を抑制することができる。
【００１５】
より好ましくは、適用リムに装着するとともに、規定の空気圧を充填し、最大負荷能力に対応する質量を負荷して接地させたときの、タイヤ幅方向断面内における周方向強化層の形状を接地面と実質上平行とする。
ここで適用リムとは下記の規格に規定されたリムをいい、最大負荷能力とは、下記の規格でタイヤに負荷することが許される最大の質量をいい、規定の空気圧とは、下記の規格において、最大負荷能力に対応して規定される空気圧をいう。
そして規格とは、タイヤが生産又は使用される地域に有効な産業規格によって決められている。例えば、アメリカ合衆国では”Ｔｈｅ  Ｔｉｒｅ  ａｎｄ  Ｒｉｍ  Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ  Ｉｎｃ．のＹｅａｒ  Ｂｏｏｋ”であり、欧州では”Ｔｈｅ  Ｅｕｒｏｐｅａｎ  Ｔｉｒｅ  ａｎｄ  Ｒｉｍ  Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ  ＯｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎのＳｔａｎｄａｒｄｓ  Ｍａｎｕａｌ”であり、日本では日本自動車タイヤ協会の”ＪＡＴＭＡ  Ｙｅａｒ  Ｂｏｏｋ”である。
【００１６】
これによれば、負荷接地下における周方向強化層およびベルトを接地面と実質上平行にすることにより、耐偏摩耗性を悪化させることなくベルト耐久性を向上することができる。
【００１７】
より好ましくは、カーカスコードを有機繊維コードとして、タイヤ周方向に対して２５〜４０度の角度で延在させるとともに、周方向強化層のコードをスチールコードとしてなる。
【００１８】
これによれば、カーカスコードを有機繊維コードとすることによりタイヤの剛性を高めて車両の安定性を向上し、周方向強化層をスチールコードとすることによりタイヤの形状保持性能と耐カット性能を向上することができるため、タイヤ全体としてのトータル性能を向上することができる。また、カーカスコードをタイヤ周方向に対して２５〜４０度の角度で延在させることにより、タイヤ成形時に必要な拡張率を確保し、カット性、路面走行時において適切な衝撃吸収性能を確保することができる。
カーカスコードのタイヤ周方向に対する角度を２５度未満とすると、タイヤ成形時の拡張率を確保できなくなり、４０度より大きくすると、製品タイヤの内圧充填時の径成長が大きくなりすぎ、耐カット性能および耐久性に問題が生じる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下に、この発明の実施の形態を図面に示すところに基づいて説明する。
図１はこの発明の一実施形態を生タイヤおよび成型後のタイヤについて示す模式図である。図１（ａ）は成型前の生タイヤを、図１（ｂ）は成型後の生タイヤを表わす。図中１はカーカスを、２は周方向強化層をそれぞれ示す。ここでは、生タイヤの成型時における、カーカス及び周方向強化層の変形態様を表わすため、トレッドゴムやベルト及びぞの他の部材の図示は省略している。
図１（ａ）に示すように、周方向強化層２は中央域３と両側域４とに区別され、ほぼ周方向にのびる補強コードの張力を、中央域３においては両側域４に較べて小さくしている。なお、中央域３の幅は周方向強化層２の幅の５０〜６０％とするのが好ましい。
【００２０】
これにより、図１（ａ）に示す成型前の生タイヤから、図１（ｂ）に示す成型後の生タイヤにいたる、生タイヤの中央域３と両側域４との拡張率の差を許容することができるため、バイアスタイヤにおいて周方向強化層を設けて成型することを容易にすることができる。
【００２１】
図１（ｃ）は図１（ａ）に示した生タイヤのカーカスＣ、補助ゴム層Ｇ、周方向強化層２、ベルトＢの拡張の態様を表わす幅方向の模式断面図である。
成型前の生タイヤではカーカスＣは平坦に設けられ、その幅方向端部に断面形状がクサビ状の補助ゴム層Ｇを設け、その外周側に中央域をくぼませた形状にて周方向強化層２とベルトＢを設ける。この状態から生タイヤをトロイダル変形させて成型すると、周方向強化層２の中央域は、前述の様に大きく拡径し、両側域は補助ゴム層Ｇにより周方向強化層２の両側部は支持されながら小さく拡径するので、周方向強化層２およびベルトＢは、成型後の生タイヤにおいてほぼ平坦形状とすることができかつ、中央域と両側域との拡張率の差をなるべく小さくすることができる。
その他の工程は公知の重荷重用空気入りバイアスタイヤの製造方法と同様であるので、説明は割愛する。
【００２２】
図２は、本発明に係る重荷重用空気入りバイアスタイヤのトレッド部の補強構造を示す幅方向断面図である。
図中５はトレッド部を、６はカーカスを、７、８は周方向強化層を、９、１０はそれぞれベルト層を表わし、１１はトレッドショルダー部においてカーカス６と周方向強化層７との間に挿入される断面形状がクサビ状の補強ゴム層を表わす。
【００２３】
周方向強化層６、７は、スチール、アラミド繊維からなる非伸張性の直状コードを、ほぼタイヤ周方向に螺旋巻回して構成する。この形態の周方向強化層は一般にスパイラルとも呼ばれる。
ベルト層９、１０の補強コードはタイヤ周方向に対し２５度の角度をなすものとする。
【００２４】
図３は、従来の重荷重用空気入りバイアスタイヤのトレッド部の補強構造を示す幅方向断面図である。
図中５１はトレッド部を、５２はカーカスを、５３、５４、５５、５６はそれぞれベルト層を表わす。
ベルト層５３、５４、５５、５６の補強コードはタイヤ周方向に対し２５度の角度をなすものとする。
【００２５】
図４は、図２および図３に示した重荷重用空気入りバイアスタイヤを、適用リムに装着するとともに、規定の空気圧を充填し、最大負荷能力に対応する質量を負荷したときの、タイヤ幅方向断面内における周方向強化層の形状を表わす、トレッド部の幅方向断面図である。図４（ａ）は図２に示す本発明に係る重荷重用空気入りバイアスタイヤを表わし、図４（ｂ）は図３に示す従来の重荷重用空気入りバイアスタイヤを表わす。図４（ａ）と（ｂ）とを比較すると、図４（ｂ）に示すタイヤでは周方向強化層５３および５４の側部がタイヤ半径方向内方にわずかに変形し、図示しない接地面に対し平行を保てないのに較べ、図４（ａ）に示すタイヤでは、荷重負荷の条件下でも、周方向強化層７および８が、接地面に対して実質上平行となり、ベルト耐久性においてより有利となることが分かる。
【００２６】
図５は、本発明に係る重荷重用空気入りバイアスタイヤの他の実施形態を表わす幅方向断面図である。
図中１２はトレッド部を、１３はカーカスを、１４は周方向強化層を、１５、１６はそれぞれベルト層を表わし、１７はトレッドショルダー部においてカーカス１３と周方向強化層１４との間に挿入される断面形状がクサビ状の補強ゴム層を表わす。
周方向強化層１４は、スチール、アラミド繊維からなる非伸張性の直状コードを、ほぼタイヤ周方向に螺旋巻回して構成する。この形態の周方向強化層は一般にスパイラルとも呼ばれる。
ベルト層１５、１６の補強コードはタイヤ周方向に対し２５度の角度をなすものとする。
【００２７】
図６は、本発明に係る重荷重用空気入りバイアスタイヤの他の実施形態を表わす幅方向断面図である。
図中１８はトレッド部を、１９はカーカスを、２０は周方向強化層を、２１、２２はそれぞれベルト層を表わし、２３はトレッドショルダー部においてカーカス１９と周方向強化層２０との間に挿入される断面形状がクサビ状の補強ゴム層を表わす。
周方向強化層２０は、例えばスチール、アラミド繊維からなる非伸張性の迂曲コードが、タイヤ周方向に対し波状またはジグザグ状に、例えば三角波、方形波、正弦波状に、同一の振幅及び周期で複数本延在させて、それらの周りは被覆ゴムに覆われてなる。この形態の周方向強化層は一般にウェイビーと呼ばれる。
ベルト層２１、２２の補強コードはタイヤ周方向に対し２５度の角度をなすものとする。
【００２８】
図５および図６のように構成することによっても、図２に示すタイヤと同じく、荷重負荷の条件下でも、周方向強化層が接地面に対して実質上平行となり、ベルト耐久性を高めることができる。
【００２９】
【実施例】
本発明の一実施形態たる、重荷重用空気入りバイアスタイヤの、ベルト耐久性と耐偏摩耗性を評価する目的で、サイズがＯＲＳ  ４５／６５−４５  ３８ＰＲの図２、５、６および表１に示す実施例タイヤ１〜３と図３および表１に示す比較例タイヤ１を、ＴＲＡに定める３６．００／４．５のサイズのリムに装着して、タイヤへの充填空気圧を４２５ｋＰａとし、直径５ｍのドラムにて、３８．７５ｔ（ＴＲＡに定める最大負荷能力の１００％）からのステップロード耐久試験を２週間行い、試験後タイヤを解剖してベルト端の亀裂長さを測定し、その結果を、比較例タイヤをコントロールとして指数評価した。その結果を同じく表１に示す。数値は小さいほど亀裂長さが短いものとする。また、表１の各ベルト層に対応する数値は、各補強コードのタイヤ周方向とのなす角度とし、各ベルト層の補強用のスチールコードは全て引張強力５０００Ｎとする。
【００３０】
【表１】
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【００３１】
表１において、いずれの実施例タイヤも比較例タイヤ１に較べて、ベルト端近傍のトレッドゴムの亀裂長さが短くなり、ベルト端のセパレーションを防止できており、負荷接地下におけるベルト耐久性を高められていることがわかる。
実施例タイヤ１と実施例タイヤ２および３とを比較すると、周方向強化層を二層とした方が、ベルトの幅方向の動きを抑制する効果が高まるため、ベルト端セパレーションを防止する効果が高めることができることがわかる。
【００３２】
【発明の効果】
以上に述べたところから明らかなように、この発明によれば、生タイヤ成型時に周方向強化層の周方向張力を両側域よりも中央域において小とすることにより、生タイヤをトロイダル変形させる際の生タイヤの両側域と中央域との拡張率の差を許容し、生タイヤの半径方向への大幅な拡張率を確保することができるため、周方向強化層を具えたバイアスタイヤの成型を容易なものとすることができる。またその製法により製造された本発明のタイヤは、周方向強化層を設けることによりベルトの幅方向の変形を抑制し、かつ周方向強化層端にはコード切断端が存在しないため、ベルト端および周方向強化層端のセパレーションの発生を防止することができるとともに、補助ゴム層を設けることにより、ベルトの平坦形状を維持して耐偏摩耗性を悪化させることなく、同じくベルト耐久性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る重荷重用空気入りバイアスタイヤの製造方法を示す生タイヤの斜視図である。
【図２】本発明に係る重荷重用空気入りバイアスタイヤの一実施形態を示すトレッド部の幅方向断面図である。
【図３】従来の重荷重用空気入りバイアスタイヤを示すトレッド部の幅方向断面図である。
【図４】本発明に係る重荷重用空気入りバイアスタイヤの他の実施形態を示すトレッド部の幅方向断面図である。
【図５】本発明に係る重荷重用空気入りバイアスタイヤの他の実施形態を示すトレッド部の幅方向断面図である。
【図６】本発明に係る重荷重用空気入りバイアスタイヤの他の実施形態を示すトレッド部の幅方向断面図である。
【符号の説明】
１  カーカス
２  周方向強化層
３  中央域
４  両側域
５  トレッド部
６  カーカス
７  周方向強化層（スパイラル）
８  周方向強化層（スパイラル）
９  ベルト層
１０  ベルト層
１１  補助ゴム層
１２  トレッド部
１３  カーカス
１４  周方向強化層（スパイラル）
１５  ベルト層
１６  ベルト層
１７  補助ゴム層
１８  トレッド部
１９  カーカス
２０  周方向強化層（ウェイビー）
２１  ベルト層
２２  ベルト層
２３  補助ゴム層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2004358922.tif 000008
【図６】
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