(57)【要約】【課題】タイヤ軽量化を図りつつ、周方向剛性と耐久性に優れた空気入りタイヤを提供する。【解決手段】タイヤ赤道面に対するコードの傾斜方向を、第一層６と第二層７とでは反対向きに、第二層７と第三層８とでは同じ向きにするとともに、これらの層におけるコードの、タイヤ赤道面に対する傾斜角度を、第一層αおよび第二層βは１０〜２５度、第三層γは４５〜９０度となるよう構成してなり、第一層６および第二層７が、複数本のフィラメント１３を撚合わせてなる複数本のスチールコード１１を、束状に並列配置して形成され、第一層６および第二層７のスチールコード束１２の短径（高さ）Ａ（ｍｍ）と、束幅Ｂ（ｍｍ）とが下記式（１）、Ｂ／Ａ≧２．０          （１）および、Ｓ＝Ｂ／（Ｂ＋Ｄ）の値が、下記式（２）、０．６０≦Ｓ≦０．８０          （２）で示される関係を満足する重荷重用空気入りタイヤである。【選択図】図３
2010184552.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
左右一対のビードコア間に跨ってトロイド状に延在する少なくとも一枚のカーカスを骨格とし、該カーカスのタイヤ半径方向外側に、三層のベルト層を有する重荷重用空気入りタイヤであって、
前記三層のベルト層が、タイヤ半径方向内側から順に、第一層、第二層および第三層から構成され、
タイヤ赤道面に対するコードの傾斜方向を、前記第一層と前記第二層とでは反対向きに、前記第二層と前記第三層とでは同じ向きにするとともに、これらの層におけるコードの、タイヤ赤道面に対する傾斜角度を、前記第一層および前記第二層は１０〜２５度、前記第三層は４５〜９０度となるよう構成してなり、
前記第一層および前記第二層が、複数本のフィラメントを撚合わせてなる複数本のスチールコードを、束状に並列配置して形成され、
前記第一層および前記第二層のスチールコード束の短径（高さ）Ａ（ｍｍ）と、束幅Ｂ（ｍｍ）とが下記式（１）、
Ｂ／Ａ≧２．０          （１）
で示される関係を満足し、かつ、前記スチールコード束の束幅Ｂ（ｍｍ）と、スチールコード束間の間隔Ｄ（ｍｍ）とにより定義されるＳ＝Ｂ／（Ｂ＋Ｄ）の値が、下記式（２）、
０．６０≦Ｓ≦０．８０          （２）
で示される関係を満足することを特徴とする重荷重用空気入りタイヤ。
【請求項２】
前記第一層および前記第二層におけるスチールコードのフィラメント径Ｆ（ｍｍ）が、下記式（３）、
０．２０≦Ｆ≦０．４５          （３）
で示される関係を満足する請求項１記載の重荷重用空気入りタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トラックやバス等に使用される重荷重用空気入りタイヤ（以下、単に「タイヤ」とも称する）に関し、詳しくは、周方向剛性と耐久性に優れた重荷重用空気入りタイヤに関する。
【背景技術】
【０００２】
重荷重用空気入りタイヤのスチールベルトには、通常、スチールコードが等間隔に配置されて埋設されている。かかるベルトに適用されるスチールコードの改良に関しては、例えば、特許文献１に、ベルト層のスチールコードを、複数のスチール素線を撚り合わせたストランドをＮ本実質的に無撚りで引き揃えて扁平な外郭形状を有する集束コードとして形成した空気入りラジアルタイヤが開示されている。
【０００３】
また、例えば、特許文献２には、ベルト層の補強素子を数本以内の束毎に区分して、その束とこれに隣接する補強素子との分散間隔を広げて並置配列させるとともに、補強素子に直交する方向における束の幅ｄ、および、その束とこれに隣接する補強素子との間隔ｌの比ｄ／ｌを所定範囲に規定した空気入りラジアルタイヤが開示されている。
【０００４】
さらに、従来より、スチールコードを配置した三層のベルト層を有し、これらのベルト層のうち、タイヤ半径方向内側の２つの層（内側から第一層、第二層と称す）のコードをタイヤ赤道面に対して互いに反対向きに傾斜させ、タイヤ赤道面に対し比較的小さな角度となるよう配置するとともに、タイヤ半径方向で最も外側の層(第三層と呼ぶ)のコードを第二層のコードと同じ向きに傾斜させ、タイヤ赤道面に対し比較的大きな角度となるよう配置した空気入りタイヤが知られている。
【０００５】
例えば、特許文献３には、交差層対のタガ効果を損なうことなく、交差層対を構成する第一層と第二層との間のゴムの剪断歪みを抑制することのできる重荷重用車両用タイヤが、開示されている。また、特許文献４には、軽量化のため、ベルトを三層のコード層で構成したタイヤであって、最外コード層に高伸張性コードを配置した重荷重用空気入りラジアルタイヤが、開示されている。
【０００６】
かかるタイヤにおいては、第一層と第二層が交錯層を形成して強い周方向剛性を発揮し、高い内圧に対する径成長を抑制するとともに、第三層が、路上の岩石や異物等を踏み越したときに生じるタイヤ外側からの衝撃を受け止め、交錯層の故障を防ぐという特長を有している。また、一般に、トラックやバス等に使用される重荷重用空気入りタイヤにおいては、４層のベルト層が使用されているため、上記の三層のベルト層を有するタイヤは軽量であり、タイヤの質量の点で有利である。さらに、スチールコード自体には、タイヤ周方向に引張り力が働いている、すなわち、縮まる力が大きく、カットを受けると広がり易いが、第三層を赤道面に対して大きな角度（ローアングル）で構成することで、耐カット性を有するとともに、周方向に引張り力がかかったときの幅方向の縮みを防止できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−２１７１５８号公報（特許請求の範囲等）
【特許文献２】特開平５−２１３００７号公報（特許請求の範囲等）
【特許文献３】特開２００７−２８３８６７号公報（特許請求の範囲等）
【特許文献４】特開２０００−８５３１３号公報（特許請求の範囲等）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
近年、環境性能のニーズの高まりから、省資源・低燃費につながるタイヤの軽量化が求められており、これは、上記三層のベルト層を有する重荷重用タイヤにおいても例外ではない。このタイヤ軽量化の要請に対し、従来のベルト軽量化手法として、細線径コードを用いたベルトの薄ゲージ化が知られている。しかし、この場合、タイヤ強度を保つために打込み数を増す必要があることから、コード間隔が密になって、ベルト端からの亀裂発生に関する、いわゆるベルトエンドセパレーション（ＢＥＳ）性が悪化してしまうという問題があった。
【０００９】
これに対し、コード間隔が密となることを避ける技術として、特許文献２に開示されているような束コードを用いる方法が提案されている。特許文献２に係る技術は、ベルトの改良により耐久性確保を図ることを主目的とするものであるが、一方で、高圧高荷重で使用される重荷重用空気入りタイヤにおいては、径成長を抑制するための周方向剛性の必要性が増してくる。軽量化と引き換えに周方向剛性が低下してしまうことは、重荷重用空気入りタイヤの性能において致命的な欠点となる。
【００１０】
また、上記三層のベルト層を有する重荷重用タイヤにおいても、軽量化を目的として、ベルト層におけるスチールコードの使用量を低減した場合、隣接するコード同士の間隔が大きくなり、その間に存在するゴムが自由に変形するため、交錯ベルト層としての周方向剛性が低下するおそれがある。さらに、一方で、ベルト層におけるゴムの使用量を低減した場合、交差する二層の厚さ方向の距離が短くなり、ベルト層間に生じる層間歪みが大きくなることによって、もしくは、ベルトの平面内において隣接するコード同士の間隔が小さくなり、ベルト端部のコード先端に生じたゴムの亀裂が互いにつながりやすくなることによって、ベルト層の剥離故障、いわゆるベルト間セパレーションに至るおそれがある。そのため、三層のベルト層を有する重荷重用タイヤでは、より軽量で、周方向剛性とベルト間セパレーションに関する耐久性により優れた空気入りタイヤが求められている。
【００１１】
そこで本発明の目的は、上記従来技術における問題を解消して、タイヤ軽量化を図りつつ、周方向剛性と耐久性に優れた空気入りタイヤを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明においては、スチールコードを束状に配置した場合の剛性発揮のメカニズムにつき検討し、これを明らかにすることで、スチールコード束の束幅Ｂと束間隔Ｄとにより定義されるＳ（Ｓ＝Ｂ／（Ｂ＋Ｄ））の値の最適な範囲を見出した。
【００１３】
すなわち、そもそもスチールベルトは、通常、２層で交差して配置されることにより、強い周方向剛性を発揮する。効率良く周方向剛性を発揮させるためには、ベルト層内におけるゴムの変形、および２層間のゴムの変形を拘束することが重要であり、その拘束効果は、ベルト内に占めるスチールの割合（Ｓ＝Ｂ／（Ｂ＋Ｄ））で決まる。したがって、スチールコード束の配置を、このＳの値が最適な領域内となるように設計することで、上記問題を解決できるものと考えられる。かかる観点から、本発明者はさらに検討した結果、下記構成とすることにより、軽量化と、耐久性および周方向剛性との両立を実現できることを見出して、本発明を完成するに至った。
【００１４】
すなわち、本発明の重荷重用空気入りタイヤは、左右一対のビードコア間に跨ってトロイド状に延在する少なくとも一枚のカーカスを骨格とし、該カーカスのタイヤ半径方向外側に、三層のベルト層を有する重荷重用空気入りタイヤであって、
前記三層のベルト層が、タイヤ半径方向内側から順に、第一層、第二層および第三層から構成され、
タイヤ赤道面に対するコードの傾斜方向を、前記第一層と前記第二層とでは反対向きに、前記第二層と前記第三層とでは同じ向きにするとともに、これらの層におけるコードの、タイヤ赤道面に対する傾斜角度を、前記第一層および前記第二層は１０〜２５度、前記第三層は４５〜９０度となるよう構成してなり、
前記第一層および前記第二層が、複数本のフィラメントを撚合わせてなる複数本のスチールコードを、束状に並列配置して形成され、
前記第一層および前記第二層のスチールコード束の短径（高さ）Ａ（ｍｍ）と、束幅Ｂ（ｍｍ）とが下記式（１）、
Ｂ／Ａ≧２．０          （１）
で示される関係を満足し、かつ、前記スチールコード束の束幅Ｂ（ｍｍ）と、スチールコード束間の間隔Ｄ（ｍｍ）とにより定義されるＳ＝Ｂ／（Ｂ＋Ｄ）の値が、下記式（２）、
０．６０≦Ｓ≦０．８０          （２）
で示される関係を満足することを特徴とするものである。
【００１５】
また、本発明の重荷重用空気入りタイヤは、前記第一層および前記第二層におけるスチールコードのフィラメント径Ｆ（ｍｍ）が、下記式（３）、
０．２０≦Ｆ≦０．４５          （３）
で示される関係を満足することが好ましい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、上記構成としたことで、タイヤの軽量化を図りつつ、耐久性と、所望の周方向剛性とを両立させた重荷重用空気入りタイヤを実現することが可能となった。特に、上記式（３）についても満足するスチールコード束とすれば、より軽量化効果を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の重荷重車両用タイヤの構造の一例を示す斜視図である。
【図２】ベルトを平面に展開してタイヤ半径方向外側から見た平面図である。
【図３】（ａ）は、本発明に係る第一層内のスチールコードの配列状態を示す概略断面図であり、（ｂ）は、その１本のスチールコードを取り出して示す断面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の好適実施形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。
図１は、本発明の重荷重車両用タイヤの構造の一例を示す斜視図であり、図２は、ベルトを平面に展開してタイヤ半径方向外側から見た平面図である。本発明のタイヤ１は、左右一対のビードコア間に跨ってトロイド状に延在する少なくとも一枚のカーカス２を骨格とし、カーカス２の半径方向外側で、トレッド４の半径方向内側にベルト５を配置した構造になり、ベルト５は、多数のスチールコード（以下、「コード」とも称す）がそれぞれ周方向に配列されてなる三層のベルト層（ベルトプライ）で構成されている。これらのベルトプライはタイヤ半径方向内側から順に、第一層６、第二層７、および第三層８から構成され、第一層６のコード６ａと、第二層７のコード７ａとは、タイヤ赤道面Ｅに対して反対向きに傾斜しており、また、第二層７のコード７ａと第三層８のコード８ａとは、赤道面Ｅに対して同じ向きに傾斜している。なお、図中、３はインナーライナーである。
【００１９】
また、本発明のタイヤ１は、タイヤ赤道面Ｅに対するコードの傾斜方向を、第一層６と第二層７とでは反対向きに、第二層７と第三層８とでは同じ向きにするとともに、第一層６のコード６ａのタイヤ赤道面Ｅに対する傾斜角度α（以下、「傾斜角度α」とも称す）、および第二層７のコード７ａのタイヤ赤道面Ｅに対する傾斜角度β（以下、「傾斜角度β」とも称す）が１０〜２５度であり、第三層８のコード８ａのタイヤ赤道面Ｅに対する傾斜角度γ（以下、「傾斜角度γ」とも称す）が４５〜９０度であることが肝要である。第一層６と第二層７において、タイヤ赤道面Ｅに対してコード６ａ、７ａが１０〜２５度の角度をもつように傾斜させることで、所望する周方向剛性を確保することができる。傾斜角度αおよびβが１０度未満であると、ベルト５の製造時に困難が伴い、一方、傾斜角度αおよびβが２５度を超えると、周方向剛性が大きく低下してしまう。また、傾斜角度γが４５度未満であると、第三層８も内圧によって発生する張力を負担するようになるため、岩石等を踏み越したときに破断しやすくなってしまい、一方、傾斜角度γが９０度を超えると、本発明の所望の効果が得られない。
【００２０】
図３（ａ）に、本発明に係る第一層内のスチールコードの配列状態を示す概略断面図を、図３（ｂ）に、その１本のスチールコードを取り出して示す断面図を、それぞれ示す。図示するように、本発明に係る第一層６は、複数本のフィラメント１３を撚合せてなる複数本のスチールコード１１が束状に並列配置されて形成されたものである。また、第二層７も同様の構成である。
【００２１】
本発明のタイヤにおいては、スチールコード束１２の、高さ、すなわち、スチールコードの短径Ａ（ｍｍ）と、束幅Ｂ（ｍｍ）とが下記式（１）、
Ｂ／Ａ≧２．０          （１）
で示される関係を満足するとともに、スチールコード束１２の束幅Ｂ（ｍｍ）と、スチールコード束１２間の間隔Ｄ（ｍｍ）とにより定義されるＳ＝Ｂ／（Ｂ＋Ｄ）の値が下記式（２）、
０．６０≦Ｓ≦０．８０          （２）
で示される関係を満足することが重要である。
【００２２】
スチールコード束１２が、上記式（１）を満足するものとすることで軽量化を確保することができ、かつ、上記式（２）を満足するものとすることで周方向剛性と耐久性とを両立することができる。Ｓが０．６０未満であると、スチールコード束２間隔が開くと同時に層間ゴムの拘束が弱まることから、ベルトに必要とされる周方向剛性が不足してしまう。一方、Ｓが０．８０より大きいと、束幅に対して束間隔が狭すぎるため、亀裂進展によるベルト間ＢＥＳ性が悪化してしまう。
【００２３】
また、本発明において、第一層６と第二層７におけるスチールコード１１のフィラメント１３の径Ｆ（ｍｍ）が、下記式（３）、
０．２０≦Ｆ≦０．４５          （３）
で示される関係を満足することが好ましい。フィラメント１３の径Ｆがこの範囲を超えると製造に伴う伸線加工費が大幅に悪化するおそれがあり、好ましくない。
【００２４】
本発明のタイヤにおいては、上記条件を満足するものであればよく、これにより本発明の所期の効果を得ることができる。例えば、本発明に用いるスチールコードは、図示する例では扁平コードであるが、これには限られず、通常の円形断面コードであってもよい。かかる束状のコード配置の以外のタイヤ構造の詳細については特に制限されず、常法に従い適宜構成することが可能である。
【実施例】
【００２５】
以下、本発明を、実施例を用いてより詳細に説明する。
三層もしくは四層からなるベルトの各層に、下記表１〜４中に示す条件に従う束状のコード配置を適用して、タイヤサイズ１１Ｒ２２．５の重荷重用空気入りタイヤを作製した。表１〜３中には、それぞれのタイヤのベルト構造について、ベルトを構成する各ベルトプライのコードの、タイヤ赤道面に対する角度を示した。ベルトプライは、タイヤ半径方向内側を第一層として、外側に順次、第二層、第三層、第四層とした。また、表中の、傾斜角度の値（例えば、Ｒ１８、Ｌ５２など）において、「Ｒ」は、タイヤ半径方向外側から見て右上がりに傾斜しており、また、「Ｌ」は同様に見て左上がりに傾斜していることを表し、そのあとの数値は、タイヤ赤道面に対する傾斜角度を表す。
【００２６】
＜ベルト質量＞
上記得られたタイヤを解剖し、ベルト（三層もしくは四層からなるベルト）を切り出し、幅５０ｍｍ、長さ３００ｍｍにおける質量を実測した。従来例と比較し、５％以上軽い場合を○、それより重い場合を×と記した。
【００２７】
＜周方向剛性＞
上記得られたタイヤをサイズ８．２５のリムに取り付け、内圧を５０ｋＰａから７５０ｋＰａまで充填したときのタイヤ外周長の成長量を測定した。従来例と比較し、成長量が１０％未満の場合を○、１０％以上大きい場合を×と記した。
【００２８】
＜ＢＥＳ性＞
上記リムに組んだタイヤを、ドラム耐久試験機に取り付け、内圧７５０ｋＰａ、荷重２７５０ｋｇｆ、横力０．３Ｇとした条件にて耐久試験を実施した。１，０００キロメートル走行後に、タイヤを解剖して、ベルト端部に生じたセパレーション長さを測定した。従来例と比較し、セパレーション長さが優れているもしくは同程度の場合を○、劣っている場合を×と記した。
【００２９】
＜ベルトカット性試験＞
上記得られたタイヤのクラウンセンター部に近いリブ溝に鉄製の球体をはめ込み、いわゆる“石噛み状態”にして、内圧７５０ｋＰａ、荷重２７５０ｋｇｆの条件にてドラム試験機上を１０，０００キロメートル走行させた。走行後にタイヤを解剖し、従来例と比較し、石噛みした部位におけるコードの破断のない場合を○、破断のある場合を×と評価した。
【００３０】
上記評価結果に基づいて、総合評価を行い、従来例と比較し、優れている場合を◎、劣っている場合を×と記した。これらの結果を、下記表１〜４中に併せて示す。
【００３１】
【表１】
2010184552.tif 000003
【００３２】
【表２】
2010184552.tif 000004
【００３３】
【表３】
2010184552.tif 000005
【００３４】
【表４】
2010184552.tif 000006
【００３５】
上記表１〜４中に示すように、実施例１〜４は、周方向剛性、ベルト間セパレーション（ＢＥＳ性）およびベルトカット性において、従来例と同等以上の性能を発揮しながら、軽量化が可能となった。一方、比較例１〜１０は、Ｓの設計が好適範囲から外れていることによる周方向剛性の低下やベルト間セパレーションの発生が生じている、あるいはベルト角度の設計が好適範囲にないために、コードの破断が生じており、ベルト軽量化との両立が達成されなかった。また、比較例１１は、Ｂ／Ａが２．０より小さいため、軽量化を確保することができなかった。
【符号の説明】
【００３６】
１  タイヤ
２  カーカス
３  インナーライナー
４  トレッド
５  ベルト
６  第一層
６ａ  第一層のコード
７  第二層
７ａ  第二層のコード
８  第三層
８ａ  第三層のコード
９  交差層対
１１  スチールコード
１２  スチールコード束
１３  フィラメント
Ｅ  タイヤ赤道面
【図１】
2010184552.tif 000007
【図２】
2010184552.tif 000008
【図３】
2010184552.tif 000009