(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
１対のビードコア間にわたりトロイド状をなして跨がるカーカスと、このカーカスのクラウン部を取囲む多数本のコードまたはフィラメントによる補強素子のゴム引き層からなるベルトとをそなえる空気入りタイヤであって、該ベルトは、互いに平行配列をなす補強素子をタイヤの赤道面に対し傾けて配置した傾斜ベルト層、および互いに平行配列をなす補強素子をタイヤの赤道に実質的に沿う向きに配置した、少なくとも２層の周方向ベルト層を積層してなり、隣接する周方向ベルト層について、タイヤ径方向内側の層での補強素子の径Ｄ1 およびタイヤ径方向外側の層での補強素子の径Ｄ2 と、該隣接する周方向ベルト層間での補強素子の中心間隔Ｌとが、
0.8 ≦（Ｄ1 ＋Ｄ2 ）／Ｌ≦1.2
の関係を満足することを特徴とする、空気入りタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、空気入りタイヤに関し、特にそのベルト構造の改良に係わる。
【０００２】
【従来の技術】
空気入りタイヤは、コードをタイヤの赤道面に対し小さな傾斜角度で配列してなるベルト層で補強するのが通例であるが、高速走行時にベルト両端上のトレッド端がせり出して接地性が悪化し、またベルト端でセパレーションが発生する問題があり、特にへん平率の低い重荷重用タイヤにおいて、顕著である。
【０００３】
そこで、カーカスのトロイダル形状を維持し、比較的平らな踏面を確保するために、タイヤの赤道に実質的に沿う向きに配列したコードを用いた、少なくとも２層のベルトを配置し、いわゆるたがじめ作用を与える手法が実施されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このベルト構造の適用においては、ベルト層間での発熱に起因した、トレッドとベルトとのセパレーションが新たな問題となっている。
【０００５】
この発明は、ベルトに求められる性能を有利に満足し得るように改善したベルト構成になる、空気入りタイヤを提供することが目的である。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明は、１対のビードコア間にわたりトロイド状をなして跨がるカーカスと、このカーカスのクラウン部を取囲む多数本のコードまたはフィラメントによる補強素子のゴム引き層からなるベルトとをそなえる空気入りタイヤであって、該ベルトは、互いに平行配列をなす補強素子をタイヤの赤道面に対し傾けて配置した傾斜ベルト層、および互いに平行配列をなす補強素子をタイヤの赤道に実質的に沿う向きに配置した、少なくとも２層の周方向ベルト層を積層してなり、隣接する周方向ベルト層について、タイヤ径方向内側の層での補強素子の径Ｄ1 およびタイヤ径方向外側の層での補強素子の径Ｄ2 と、該隣接する周方向ベルト層間での補強素子の中心間隔Ｌとが、
0.8 ≦（Ｄ1 ＋Ｄ2 ）／Ｌ≦1.2
の関係を満足することを特徴とする、空気入りタイヤである。
【０００７】
ここで、周方向ベルト層に用いる補強素子としては、直線状のもののほか、ベルトの幅方向に変化する波形またはジグザグ状でタイヤの赤道に実質的に沿う向きに延びるものが、有利に適合する。また補強素子の材質は、剛性の高いスチール製を用いることが好ましい。
【０００８】
尚、上記周方向ベルト層を形成する方法としては、所定のベルト層幅より狭幅のストリップを軸方向にずらしながら巻きつける方法、所定のベルト層幅と同幅のストリップを少なくとも１回巻きつける方法等がある。前者の場合、補強素子がタイヤ赤道面に対して小さい角度で傾斜することになるが、タイヤ内において実質上同機能を果たす上、形成方法としては容易となる利点がある。
【０００９】
さて図１にこの発明に従うタイヤ１の具体例を図解し、２は周方向ベルト層、３は傾斜ベルト層であり、４はカーカス、５はビードコア、６はビード部補強層である。
【００１０】
周方向ベルト層２は、タイヤ１の赤道に沿う向きの配向とした補強素子を互いに平行配列としたゴム引き層の、この例で２層構造になる。
ここで、周方向ベルト層２は少なくとも２層は必要で、図２に示すように、その隣接するタイヤ径方向内側の内層2aでの補強素子７の径Ｄ1 およびタイヤ径方向外側の外層2bでの補強素子８の径Ｄ2 と、これら２層間での補強素子の中心間隔Ｌとが、
0.8 ≦（Ｄ1 ＋Ｄ2 ）／Ｌ≦1.2
の関係を満足することが、肝要である。
ちなみに、従来の周方向ベルトではベルト層間ゲージに注意が払われず、また傾斜ベルト層の場合であると周方向剛性を上げる為に、上記比が1.2 をこえることが多かった。
【００１１】
一方、傾斜ベルト層３は、タイヤ１の赤道面に対し、好ましくは10〜30゜の傾斜角度で配向した補強素子を互いに平行配列としたゴム引き層の、この例で３層構造になる。なお、傾斜ベルト層３を複層とする場合は、隣接層において、少なくとも２層をその補強素子が互いに交差する配置にて積層する。
【００１２】
図１には、カーカス４からタイヤ径方向の外側へ順に、周方向ベルト層２および傾斜ベルト層３を配置した、ベルト構成を示したが、図３に示すように、周方向ベルト層２を、傾斜ベルト層３の間に積層配置することも可能である。
【００１３】
【作用】
周方向ベルト層の付加による発熱を最少にするために、周方向ベルト層の負荷転動時における変形に着目した。
複数層の周方向ベルト層は、タイヤ負荷転動に伴って接地域に入ると、トレッド周線に沿って円弧をなすベルト部分が、トレッド接地面と同様に平坦に変形する。すなわち、図４(a) に周方向ベルト層における、内層2aおよび外層2bの部分を模式で示す、接地前には円弧状の内層2aおよび2bは、接地域に入ると、同図(b) に示すように、平坦に変形する。
【００１４】
ここで、周方向ベルト層は、その補強素子がタイヤの赤道に沿って配置されているため、極めて周方向に延びにくく、ほぼ伸長しないと考えられる。従って、内層2aおよび外層2bの長さが、図４(b) の変形後も同図(a) と同じであるとすると、内層2aおよび外層2b間に周方向の剪断歪みが発生する。
【００１５】
この歪みγは、周方向ベルト層が伸長しないと仮定すると、内層2aをなす補強素子径Ｄ1 および外層2bをなす補強素子径Ｄ2 と、これら２層間での補強素子の中心間隔ｌとに関し、次式(1) で表すことができる。
【数１】
0003650134.tif 000002
【００１６】
そして上記歪みγによって生じる歪エネルギーＥm は、
【数２】
0003650134.tif 000003
【００１７】
上記式(2) から、任意の円周角θにおいて歪エネルギーＥm を最小とする中心間隔Ｌは、
Ｌ＝Ｄ1 ＋Ｄ2 
となり、すなわち
（Ｄ1 ＋Ｄ2 ）／Ｌ＝１
とすることによって、隣接する周方向ベルト層間での負荷転動時における歪エネルギーが小さくなって動きの大きいトレッドゴムとの剛性段差と相まってベルトとトレッドとの間での温度上昇が抑制される。
【００１８】
そこで、図１に示したベルト構成のタイヤＡ、図３に示したベルト構成で周方向ベルト層に用いる補強素子の波形状を変化させたタイヤＢおよびＣにおける、比（Ｄ1 ＋Ｄ2 ）／Ｌを種々に変化したときのタイヤの耐久性について、調べた結果を図５に示す。なお、タイヤの耐久性は、ドラム走行試験にてベルト層間またはベルトとトレッドとの間にセパレーションが発生するまでの走行距離を測定し、タイヤＡにおいては上記比が0.5 およびタイヤＢ，Ｃにおいては上記比が0.7 のタイヤでの走行距離を100 として、その他を指数で示したものである。
同図に示す結果から、タイヤの耐久性は、（Ｄ1 ＋Ｄ2 ）／Ｌを0.8 〜1.2 の範囲にすることで、顕著に向上することがわかる。
【００１９】
【実施例および比較例】
実施例１と比較例１
図１に示す構造に従う、タイヤサイズ425/55 R 22.5 のタイヤを、その周方向ベルト層における（Ｄ1 ＋Ｄ2 ）／Ｌを表１に示すように変えて試作した。周方向ベルト層は、その内層2aに径Ｄ1 ：0.79mmおよび外層2bに径Ｄ2 ：0.64mmの直線状スチールコードをコード角度：０°および打込み数：30.5本／50mmで配置してなり、傾斜ベルト層は、1.41mm径のスチールコードをカーカス側から順にコード角度：右23°、左23°、左23°および打込み数：22.8本／50mmで配置してなる。
【００２０】
かくして得られた供試タイヤを、サイズ13.00 ×22.5のリムに装着後、内圧：8.2kgf/cm2を充填し、ドラム走行試験に供し、ベルト層にセパレーションが発生するまでの走行距離を測定するとともに、2000km走行後のベルト上温度を、図１に示す３点Ｐ1 〜Ｐ3 で測定した。これらの測定結果を、表１に併記する。
【００２１】
【表１】
0003650134.tif 000004
【００２２】
実施例２および比較例２
図３に示す構造に従う、タイヤサイズ 11/70 R 22.5 のタイヤを、その周方向ベルト層における（Ｄ1 ＋Ｄ2 ）／Ｌを表２に示すように変えて試作した。周方向ベルト層は、その内層2aに径Ｄ1 ：0.79mmおよび外層2bに径Ｄ2 ：0.79mmの波形スチールコードをコード角度：０°および打込み数：30.5本／50mmで配置してなる。なお、スチールコードの波形は、その振幅の1/2 をａおよび波長をλとしたときに、ａ／λが0.04となる形状とした。一方、傾斜ベルト層は、1.14mm径のスチールコードをカーカス側から順にコード角度：右18°、左18°、左18°および打込み数：27.5本／50mmで配置してなる。
【００２３】
かくして得られた供試タイヤを、サイズ8.25×22.5のリムに装着後、内圧：8.0kgf/cm2を充填し、ドラム走行試験に供し、ベルト層間またはベルトとトレッドとの間にセパレーションが発生するまでの走行距離を測定するとともに、2000km走行後のベルト上温度を、図３に示す３点Ｐ1 〜Ｐ3 で測定した。これらの測定結果を、表２に併記する。
【００２４】
【表２】
0003650134.tif 000005
【００２５】
実施例３
周方向ベルト層に用いる波形スチールコードのａ／λを0.10とした他は、実施例２と同様の構造およびサイズのタイヤを試作し、同様にドラム走行試験に供した。各測定結果を、表３に併記する。
【００２６】
【表３】
0003650134.tif 000006
【００２７】
【発明の効果】
この発明によれば、周方向ベルトの適用によって従来問題とされた、ベルト層間での発熱に起因した、トレッドとベルトとのセパレーションを回避し、ベルトによるたがじめ作用を強化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に従うタイヤの断面図である。
【図２】周方向ベルト層の断面図である。
【図３】タイヤの断面図である。
【図４】タイヤ接地前および接地時の周方向ベルト層の形状を示す模式図である。
【図５】（Ｄ1 ＋Ｄ2 ）／Ｌとタイヤ耐久性との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１  タイヤ
２  周方向ベルト層
2a  内層
2b  外層
３  傾斜ベルト層
４  カーカス
５  ビードコア
６  ビード部補強層
７  補強素子
８  補強素子
【図１】
0003650134.tif 000007
【図２】
0003650134.tif 000008
【図３】
0003650134.tif 000009
【図４】
0003650134.tif 000010
【図５】
0003650134.tif 000011