(57)【要約】【課題】タイヤの軽量化を達成するとともに、トレッド部の突起入力に対する破壊耐久性を改良した空気入りタイヤを提供する。【解決手段】１対のビードコア間でトロイド状に延びるカーカスを骨格とし、このカーカスの径方向外側に、少なくとも２層のベルトおよびトレッドを具えるタイヤにおいて、前記カーカスは、前記１対のビードコア間でトロイド状に延びるカーカス本体部から、前記ビードコアの周りにタイヤ幅方向内側から外側に向かって折り返されて、前記ベルトと前記カーカス本体部との間まで延びるカーカス折返し部を有し、前記カーカス折返し部の端末相互間であって、前記ベルトと前記カーカス本体部との間に、補助カーカス層を配置する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
１対のビードコア間でトロイド状に延びるカーカスを骨格とし、このカーカスの径方向外側に、少なくとも２層のベルトおよびトレッドを具えるタイヤにおいて、
前記カーカスは、前記１対のビードコア間でトロイド状に延びるカーカス本体部から、前記ビードコアの周りにタイヤ幅方向内側から外側に向かって折り返されて、前記ベルトと前記カーカス本体部との間まで延びるカーカス折返し部を有し、
前記カーカス折返し部の端末相互間であって、前記ベルトと前記カーカス本体部との間に、補助カーカス層を配置する、
ことを特徴とする空気入りタイヤ。
【請求項２】
前記補助カーカス層を、タイヤ赤道面を含む領域に設けることを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トレッド部の突起入力に対する破壊耐久性を改良した空気入りタイヤ、特には重荷重用タイヤに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境問題に配慮するために車両の燃費の向上を目的とした研究が種々行われるようになってきたことに伴って、タイヤについても軽量化するための検討が行われている。その結果として開発されたのが、カーカスが、折返し端をカーカスとベルト間に配置する、いわゆるエンベロープ構造を有する空気入りタイヤである（特許文献１参照）。
カーカスがエンベロープ構造を有することによって、カーカスを構成するプライの枚数の低減が図れるとともに、プライ枚数の低減によって不足しがちなタイヤ剛性を補強することができる。特に、扁平タイヤにおいて、カーカスの折返し端がタイヤのサイドウォール部に存在すると、当該折返し端がゴムから剥離（いわゆるセパレーション）するため、これを避けるためにエンベロープ構造とする必要性が高い。
【０００３】
また、空気入りタイヤは、走行時に路面の凹凸を乗り越す際の衝撃に耐えうる構造でなければならず、そのために、トレッド部を強化する必要がある。特に、重量の重い車両に装着されることが想定されるレインフォース（ＲＥＩＮＦＯＲＣＥ）、ＸＬ（ＥＸＴＲＡ  ＬＯＡＤ）対応タイヤについては、高い耐久性、特に高い耐突起性（突起破壊耐久性）が求められる。具体的には、ＸＬ対応タイヤでは、耐突起性を表す指標であるプランジャーエネルギー（後述する）は通常の２倍が要求される。
トレッド部を強化して、トレッド部の突起入力に対する破壊耐久性を向上するための従来技術として、カーカス、ベルト、キャップなどのトリート部材の強力を向上させることが挙げられる。具体的に、トリート部材の強力を向上させるためには、トリート部材のコード強力の増加、コードの打ち込み数（密度）の増加、トリートの枚数の増加といった手法がとられてきた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−１００６１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、トリート部材の強力を向上させるための上記の方法はいずれも、タイヤ重量の増加を招くため、上述した環境問題に対しては不利である。また、上記の方法を用いると、タイヤの基本性能に与える影響も大きくなるという憂いがある。
そこで、本発明の目的は、タイヤの軽量化を達成するとともに、トレッド部の突起入力に対する破壊耐久性を改良した空気入りタイヤを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の要旨は、以下のとおりである。
（１）１対のビードコア間でトロイド状に延びるカーカスを骨格とし、このカーカスの径方向外側に、少なくとも２層のベルトおよびトレッドを具えるタイヤにおいて、
前記カーカスは、前記１対のビードコア間でトロイド状に延びるカーカス本体部から、前記ビードコアの周りにタイヤ幅方向内側から外側に向かって折り返されて、前記ベルトと前記カーカス本体部との間まで延びるカーカス折返し部を有し、
前記カーカス折返し部の端末相互間であって、前記ベルトと前記カーカス本体部との間に、補助カーカス層を配置する、
ことを特徴とする空気入りタイヤ。
【０００７】
（２）前記補助カーカス層を、タイヤ赤道面を含む領域に設けることを特徴とする上記（１）に記載の空気入りタイヤ。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、タイヤの軽量化を達成するとともに、トレッド部の突起入力に対する破壊耐久性を改良した空気入りタイヤを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の空気入りタイヤの幅方向断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照しながら本発明を詳細に説明する。
図１に本発明の空気入りタイヤの幅方向断面図を示す。本発明のタイヤ１は、１対のビードコア２間でトロイド状に延びる１層のカーカス３を骨格とし、このカーカス３の径方向外側に、複数本のコードをゴムで被覆したベルト層の少なくとも２層、図示例で第１ベルト層４ａ、第２ベルト層４ｂの２層からなるベルト４を具え、このベルト４の径方向外側にトレッド５を配置してなる。
【００１１】
第１ベルト層４ａおよび第２ベルト層４ｂは、タイヤ赤道面ＣＬに対して斜めに、かつ層間で互いに交差する向きに延びるコードの多数本をゴムで被覆した傾斜ベルト層である。
なお、図示例では、ベルト４の径方向外側に、タイヤ赤道面ＣＬに沿って延びるコードの多数本をゴムで被覆してなる、ベルト４の幅方向全体を覆う第１ベルト補強層６ａと、ベルト端を補強するベルト補強層６ｂとをさらに具えているが、これらのベルト補強層６ａ、６ｂは省略することも可能である。
【００１２】
カーカス３は、１対のビードコア２間でトロイド状に延びるカーカス本体部３ａから、ビードコア２の周りにタイヤ幅方向内側から外側に向かって折り返されて、ベルト４とカーカス本体部との間まで延びるカーカス折返し部３ｂを有する、いわゆるエンベロープ構造である。このとき、カーカス３の折返し端３Ｅはベルト４とカーカス本体部３ａとの間に位置し、ベルト４とカーカス本体部３ａとによって挟持されている。
エンベロープ構造のカーカスは、２プライ構造のカーカスと比較して軽量であり、１プライ・ローターンアップ構造（カーカスの折返し端がビード部に位置する）および１プライ・ハイターンアップ構造（カーカスの折返し端がサイドウォール部に位置する）と比較してカーカス強力が高いという有利な効果がある。また、カーカスの折返し端がタイヤのサイドウォール部に存在しないので、端末のゴム剥離（セパレーション）も回避できる。
【００１３】
ここで、トレッドセンター部であって、ベルト４とカーカス本体部３ａとの間に、補助カーカス層７を配置することが肝要である。以下にこの理由を説明する。
【００１４】
さて、空気入りタイヤが凹凸路面における突起を乗り越す際の破壊エネルギーを測定する試験として、プランジャーエネルギー試験があり、本発明者らはプランジャーエネルギー試験によって、トレッド部の突起入力に対する破壊耐久性を検討した。
プランジャーエネルギー試験は、ＪＩＳ  Ｄ４２３０に準拠したものであり、タイヤ赤道面に沿ってプランジャーを押し付けていったときのプランジャーを押し付ける荷重と変位とを掛け合わせた値である、プランジャーエネルギー（ＰＥ）を測定する試験である。通常、プランジャーを押し付けていくと、まず、強力が劣るカーカスコードが破断し、その後、ベルトのコードが破断する結果、プランジャーがトレッド面を突き破り、空気入りタイヤの破壊に至る。
【００１５】
本発明者らは、有限要素法（ＦＥＭ）を用いて、プランジャー試験時の各トリート部材の張力負担を計算し、ベルト、カーカス、キャップ（ベルト補強層）の順に張力負担が大きいことを知見した。従って、カーカスを強化することによって、ベルトへの負荷が減り、プランジャーエネルギーを上昇させることが可能となると考えた。しかし、カーカスを強化するためにカーカスを２層から構成（２プライ化）すると、タイヤ重量が大幅に増加するため、突起入力が大きいトレッドセンター部にのみカーカスを補強するのが有効であることに想到した。
【００１６】
このように、本発明では、ベルト４とカーカス本体部３ａとの間であって、タイヤ赤道面ＣＬを含むセンター領域にのみ、補助カーカス層７を配置することにより、タイヤ重量の増加を最小限に抑えながら、センター領域の強力を増加させて、プランジャーエネルギーの値を上昇させることを可能とした。
なお、補助カーカス層７のコードは、カーカス３のコードと同様に、タイヤ赤道面ＣＬ方向に直交する方向（傾斜角度９０°±１０°を含む）に延在する。また、補助カーカス層７のコードのコード種と打ち込み数も、カーカス３に準拠するものである。
【００１７】
補助カーカス層７は、タイヤ赤道面ＣＬを含む領域であって、カーカス折返し部３ｂの折返し端３Ｅ同士の間に、折返し端３Ｅに接触しないように設けることが好適である。
なぜなら、補助カーカス層７のプライ端と折返し端３Ｅとが接触すると、セパレーションを誘発するおそれがあるためである。
【００１８】
また、補助カーカス層７の幅Ｗは、タイヤ赤道面ＣＬを中心に、４０ｍｍ〜８０ｍｍとすることが好適である。すなわち、補助カーカス層７の幅Ｗが４０ｍｍ未満であると、補助カーカス層７がプランジャーの入力を負担する効果が十分ではないおそれがあり、一方、幅Ｗが８０ｍｍ超であると、補助カーカス層７のプライ端と折返し端３Ｅとが近接することとなり、セパレーションを誘発するおそれがあるためである。
なお、折返し端３Ｅは、ベルト４の端部よりタイヤ幅方向内側に位置するが、折返し端３Ｅが、補助カーカス層７のプライ端と近接しない範囲にすることが好ましい。なぜなら、近接すると、セパレーションを誘発するおそれがあるためである。
【００１９】
補助カーカス層７の幅Ｗは、タイヤサイズやトレッドパターンに合わせて設定する必要があり、図１に示すように、トレッド５に４本の周方向溝８を設けている場合、これらの周方向溝８と補助カーカス層７の端部とが、タイヤ径方向に重ならないことが好適である。
【実施例】
【００２０】
本発明の空気入りタイヤおよび比較例の空気入りタイヤを、後述する仕様のもとに試作し、プランジャーエネルギー（ＰＥ）試験に供した。
【００２１】
発明例タイヤは、図１に示すように、１層のエンベロープ構造のカーカスを有し、補助カーカス層を設けている。
比較例タイヤ１は、発明例タイヤから補助カーカス層を除いた点以外は、発明例タイヤと同一である。
比較例タイヤ２は、２プライ構造を有する。
比較例タイヤ３は、ベルトコード種がＳＯ１９１の点以外は、比較例タイヤ１と同一である。
【００２２】
各供試タイヤは、カーカスが２０５２、ベルトがＳＯ１０３（比較例タイヤ３のみＳＯ１９１、キャップ（ベルト補強層）が７０４４である。
また、補助カーカス層の仕様はカーカスの仕様と同一である。
さらに、１Ｐ−Ｅとはカーカスが１層のエンベロープ構造であること、２Ｐとはカーカスが２プライ構造であること、を意味する。
表１のタイヤ重量は、比較例タイヤ１を基準として、比較例タイヤ１からの増加量および増加率を示している。
【００２３】
各供試タイヤ（タイヤサイズ２１５／４５Ｒ１７）をリムに組み付けてタイヤ車輪とし、正規内圧を与えた後、プランジャーエネルギー試験（ＪＩＳ  Ｄ４２３０準拠）を行った。その結果を表１に示す。
なお、「正規内圧」とは、社団法人日本自動車タイヤ協会が２００７年度に発行したＪＡＴＭＡ  ＹＥＡＲ  ＢＯＯＫにおいて定められた、適用サイズ・プライレーティングにおける最大負荷能力に対応する空気圧を指す。
【００２４】
【表１】
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【００２５】
表１より、本発明タイヤでは、比較例タイヤ１と比較して、わずかなタイヤ重量の増加で、プランジャーエネルギーが大きく増加していることが分かる。
なお、比較例タイヤ１と比較例タイヤ３とにより、ベルトコード種を変更すると、タイヤ重量は１６０ｇ増加するが、プランジャーエネルギーは６９０Ｊとほとんど増加しないことが分かる。
本発明によれば、エンベロープ構造のカーカスを用いることによりタイヤの軽量化を達成するとともに、補助カーカス層を設けることによりトレッド部の突起入力に対する破壊耐久性を改良した空気入りタイヤを提供することが可能となった。
【符号の説明】
【００２６】
１    空気入りタイヤ
２    ビードコア
３    カーカス
４    ベルト
４ａ  第１ベルト層
４ｂ  第２ベルト層
５    トレッド
６ａ  第１ベルト補強層
６ｂ  第２ベルト補強層
７    補助カーカス層
８    周方向溝
１０  プランジャー
【図１】
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