(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
トレッド部と、その両側に連なる一対のサイドウォール部及び一対のビード部とからなり、これら各部をビード部内に埋設したビードコア相互間にわたり補強するラジアル配列コードプライのカーカスと、その外周でトレッド部を強化するベルトとを備え、ベルトは３層以上のスチールコード交差層からなり、該コード交差層はトレッド部の踏面幅の７０〜８５％の範囲内の最大幅を有してベルトの主体を構成し、コード交差層のうち少なくともカーカスに最も近い１層は、コード交差層の最大幅の５０〜６５％の範囲内の幅を有すると共に踏面幅中央周線に対し５〜１５°の傾斜配列コード層になる幅狭強化層である重荷重用ラジアルタイヤにおいて、
上記幅狭強化層の幅内におけるカーカスプライのコードは、タイヤ赤道面を挟んで幅狭強化層のコードと交差する向きにて上記赤道面に対し７０〜８５°の範囲内の傾斜配列になり、
幅狭強化層の両側縁からビードコアに至る間のカーカスプライのコードは、幅狭強化層の幅内におけるカーカスプライのコードと同じ傾斜方向にてタイヤ赤道面に対し８５〜９０°の範囲内の傾斜配列になり、
タイヤ赤道面に対する傾斜角度につき、サイドウォール部におけるカーカスプライのコードが、タイヤ赤道面におけるカーカスプライのコードを上回る傾斜角度を有することを特徴とする重荷重用ラジアルタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、重荷重用ラジアルタイヤ、より詳細には建設車両を典型例とする重車両に装着され、重荷重負荷の下で荒れ地走行に供する空気入りラジアルタイヤに関し、特にタイヤの軽量化及び低コストを満たした上で、トレッド部の耐カット貫通性及び耐カットセパレーション性の双方を同時に向上させることが可能な重荷重用ラジアルタイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】
建設車両などの重車両に装着し、荒れ地走行乃至比較的鋭利なエッジをもつ異物が散在する路面走行に供する重荷重用ラジアルタイヤには、トレッド部のカット受傷機会が多いのは止むを得ないところであり、これに対して成るべく致命傷に至らないカット傷に止めるための手段を講じるのは当然であり、それでも往々にして廃品化を余儀なくされるカット貫通（Cut Through 、以下Ｃ／Ｔと略す )に至る場合が多い。
【０００３】
またＣ／Ｔにまで至らずとも、ベルトの最外側コード層に達するか又は最外側コード層に近い位置まで達するカット傷を受ける機会もかなり多い。これらのカット傷を受けた状態で走行を続けると、タイヤの荷重負荷転動下でカット傷先端に大きな応力が繰り返し作用するのでこのい先端からベルトの最外側コード層表面に沿って亀裂乃至剥離が進展し、いわゆるカットセパレーション(Cut Separa-tion、以下Ｃ／Ｓと略す）故障に至るケースも発生し、この場合も廃品化の道を辿る。いずれにしてもこの種のタイヤは他の舗装路面を走行するタイヤに比し大幅に高価であるから、Ｃ／Ｔ又はＣ／Ｓによる使用途中の廃品化を阻止するのが重要課題である。
【０００４】
そこでＣ／Ｔ又はＣ／Ｓに対する抵抗力を増すため、換言すれば耐Ｃ／Ｔ性及び耐Ｃ／Ｓ性を同時に高めるため、例えば特開平８−５８３１０号公報では、踏面幅の７０〜８５％の最大幅をもつ３層以上又は４層以上のコード交差層を主体とするベルトを備え、このベルトにつき、３層以上の場合は最内側コード層を除く残余層のうちの一層のコード層を、４層以上の場合は最内側コード層及びこれに隣接するコード層を除く残余層のうちの一層のコード層を、いずれの場合も狭幅剛性強化層として、この層は最大幅の５０〜６０％の幅とすると共に、タイヤ赤道面に対するコードの傾斜角度を５〜１５°とする重荷重用ラジアルタイヤの構成を開示している。
【０００５】
また本出願人による特許願の特願平８−１８９３４４号に係わる明細書では、上記公報の開示内容をさらに進めて、踏面幅の７０〜８５％の最大幅を有し、タイヤ赤道面に対しコードを５〜４０°の傾斜角度で配列した３層以上のコード交差層をベルトの主体とし、コード交差層のうちの２層を最大幅の５０〜６５％の幅とする狭幅層とし、この２層の狭幅層のうちの１層を最内側の第一層として残余の１層は第二層を除く第ｎ層とし、コード交差層のコード傾斜角度につき、最も小さい順から並べて順次、第一層、第ｎ層、第一層及び第ｎ層を除く層とするベルト構成を有する重荷重用ラジアルタイヤについて提案している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述した２例は、それまでのベルトを構成するコード層の層数を増すだけに止まり、その結果タイヤの製造工数及び重量の増加と、これらに伴うコスト上昇とが不可避であった手段にに対し、いずれもそれほどコード層数を増すことなく耐Ｃ／Ｔ性及び耐Ｃ／Ｓ性の同時向上に著しく有効な手段であると言える。
【０００７】
しかし現在一層の厳しさを増しつつある軽量化要求及びコスト低減要望に対し、先に述べた２例でも対応し得ない場合が生じるのは時代の趨勢であり、止むを得ないとして放置することはできないのが現実である。
【０００８】
従ってこの発明の請求項１に記載した発明は、先に述べた本出願人による後者の提案をさらに一歩進めて、ベルトのコード層数を増やすことなく、むしろコード層数を減少させて、なおかつ優れた耐Ｃ／Ｔ性及び耐Ｃ／Ｓ性の双方を同時に発揮することができる重荷重用ラジアルタイヤを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、この発明の請求項１に記載した発明は、トレッド部と、その両側に連なる一対のサイドウォール部及び一対のビード部とからなり、これら各部をビード部内に埋設したビードコア相互間にわたり補強するラジアル配列コードプライのカーカスと、その外周でトレッド部を強化するベルトとを備え、ベルトは３層以上のスチールコード交差層からなり、該コード交差層はトレッド部の踏面幅の７０〜８５％の範囲内の最大幅を有してベルトの主体を構成し、コード交差層のうち少なくともカーカスに最も近い１層は、コード交差層の最大幅の５０〜６５％の範囲内の幅を有すると共に踏面幅中央周線に対し５〜１５°の傾斜配列コード層になる幅狭強化層である重荷重用ラジアルタイヤにおいて、
上記幅狭強化層の幅内におけるカーカスプライのコードは、タイヤ赤道面を挟んで幅狭強化層のコードと交差する向きにて上記赤道面に対し７０〜８５°の範囲内の傾斜配列になり、
幅狭強化層の両側縁からビードコアに至る間のカーカスプライのコードは、幅狭強化層の幅内におけるカーカスプライのコードと同じ傾斜方向にてタイヤ赤道面に対し８５〜９０°の範囲内の傾斜配列になり、
タイヤ赤道面に対する傾斜角度につき、サイドウォール部におけるカーカスプライのコードが、タイヤ赤道面におけるカーカスプライのコードを上回る傾斜角度を有することを特徴とする。
【００１０】
ここにベルトはトレッド部に大きな剛性を付与して、タイヤの負荷転動下で接地領域のトレッド部の動きを抑制することでラジアル構造特有の特性を発揮させる役を果たさせるのが本来の機能であり、よって専らこの役を担うコード層をここではベルトの主体と呼び、その他に専らカットに対する保護層の役を果たすコード層、例えばいわゆるハイエロンゲーションコード層もベルトの範疇に含めるので、上記コード交差層をこの保護コード層と区別するためあえてベルトの主体と呼ぶものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態の一例を図１及び図２に基づき説明する。
図１及び図２は重荷重用ラジアルタイヤ（以下タイヤという）の左半要部を線図として模式的にあらわした断面図（上方の図）と、この断面図において踏面側からカーカスのプライコードを透視したコードの平面展開図（下方の図）とを合わせ示す説明図である。
【００１２】
まず図１、２のうち上方に示す図において、タイヤは、トレッド部１と、その両側に連なる一対のサイドウォール部（図示省略）及び一対のビード部（図示省略）とからなり、これら各部はビード部内に埋設したビードコア（図示省略）相互間にわたり、この例では１プライのラジアル配列コード、この例ではスチールコード２ｃのゴム被覆プライからなるカーカス２により補強し、トレッド部１はカーカス２の外周に配置した３層以上（図示例は５層）のコード層になるベルト３により強化する。なおカーカス２の内面はインナーライナ４にて掩う。
【００１３】
図示例のベルト３はその主体をなす４層のスチールコード交差層３Ｍと、その最外側に１層の保護層であるハイエロンゲーションスチールコード層ＰＢ（破線にて示す）とを有し、スチールコード層３Ｍはカーカス２に最も近い順から符号１Ｂ、２Ｂ、３Ｂ、４Ｂを付して示す。ここにコード交差層とは互いに隣接する層のコードがタイヤ赤道面Ｅを挟んで互いに交差することを指し、各図にてコードが右上がり配列をＲ、左上がり配列をＬの符号を付した。
【００１４】
ベルト３のスチールコード層３Ｍのうち第二コード層２Ｂが最大幅Ｗmax を有し、この最大幅Ｗmax はトレッド部１の踏面１ｔの幅ＴＷの７０〜８５％の範囲内とする。またスチールコード層３Ｍのうちカーカス２に最も近い第一コード層１Ｂは、最大幅Ｗmax の５０〜６５％の範囲内の幅ｗを有するものとし、かつ踏面１ｔ幅ＴＷ中央周線、すなわちタイヤ赤道面Ｅに対しコードを５〜１５°の傾斜配列してなる幅狭強化層である。この幅狭強化層１Ｂはスチールコード層３Ｍ１Ｂ〜４Ｂのうち最も狭幅にするのが望ましい。
【００１５】
次に、図１、２の上方及び下方に示す両図を参照して、幅狭強化層１Ｂの両側縁１Ｂｅ間の幅ｗ内に位置するカーカス２のプライコード２ｃは、タイヤ赤道面Ｅを挟んで幅狭強化層１Ｂのコードと交差する向きに傾斜させ、こららのコードはタイヤ赤道面Ｅに対し７０〜８５°の傾斜角度αにて配列する。この交差配列は図１で幅狭強化層１Ｂのコードが右上がり配列であるのに対しカーカス２のプライコード２ｃは左上がりに形成し、図２では幅狭強化層１Ｂのコードが左上がり配列であるのに対しカーカス２のプライコード２ｃは右上がりに形成する、ということである。
【００１６】
そして、幅狭強化層１Ｂの両側縁１Ｂｅからビードコア（図示せず）に至る間のカーカス２のプライコード２ｃは、幅ｗ内に位置するカーカス２のプライコード２ｃと同じ傾斜方向、すなわち図１は左上がり、図２では右上がりの傾斜方向の下で、タイヤ赤道面Ｅに対し８５〜９０°の範囲内の傾斜配列とする（図示例はいずれも約９０°）。
【００１７】
このとき、サイドウォール部（図示せず）におけるカーカス２のプライコード２ｃの傾斜角度はタイヤ赤道面Ｅにおけるプライ２ｃの傾斜角度αを上回ることが必要である。換言すればカーカス２のプライコード２ｃを幅狭強化層１Ｂの幅ｗ内で他の部位より傾けるということであり、しかも幅狭強化層１Ｂのコードと交差させるということである。
【００１８】
このカーカス２の傾斜は以下に述べるようにタイヤ成形時に形成する。
すなわち既知のラジアルタイヤの成型手順に従い、いわゆる第二成型時に膨径させたグリーンケースに張付けるベルトの未加硫部材（製品時にベルトのコード層Ｂ１〜Ｂ４、ＰＢとなる部材）のうちコード層Ｂ１、すなわち幅狭強化層Ｂ１となる部材の長手方向（周線）に対するコード角度を２１°以下とし、未加硫タイヤの幅狭強化層Ｂ１に相当する部材長さをＬｕ、製品タイヤでの幅狭強化層Ｂ１の周長さをＬとしたとき、
拡径率Ａ＝｛（Ｌ−Ｌｕ）／Ｌｕ｝×１００＞５．５となるように、コード角度と、部材長さＬｕと、製品タイヤでの周長さＬとを適宜設定すれば良い。
【００１９】
上記の部材の長手方向（周線）に対するコード角度を２１°以下で、かつＡ＞５．５の条件を同時に満たした未加硫タイヤを加硫成型時に金型内で拡径すれば、未加硫タイヤ内面に作用する大きな加硫圧力の下で、特に幅狭強化層Ｂ１となる最内コード層部材は大きなせん剪変形力（幅が狭くなる向きの変形力）を生じる。そのとき、大きな圧力の下で幅狭強化層Ｂ１となるコード層部材に押圧されるカーカスプライ部材、それは未加硫ゴムに被覆されたスチールコード群の層部材もまた強制的にこのせん断変形力に追随した変形を生じ、コードはせん断変形方向に傾斜する。従って製品タイヤとなったとき幅狭強化層Ｂ１のコード傾斜方向と逆の方向にカーカス２のプライコードは傾斜する。
【００２０】
コード角度が２１°を超えるとＡ＞５．５の関係を満たしてもせん断変形力はそれほど大きくはなく、よって幅狭強化層Ｂ１の両側縁から外れたカーカス２のプライコード２ｃの角度変化量は小さく抑えることができる。上述のプライコード２ｃの角度変化は溝深さが深い、すなわち拡径変化率が大きい建設車両用タイヤの場合に有利である。
【００２１】
さて、まず耐Ｃ／Ｔ性向上には、突起状異物に乗り上げたとき、この異物を包み込む能力、いわゆるエンベローピングパワ（ＥＰ）性を向上させること（端的に言えば柔らかくすること）、又はベルトを切断し難くすること（端的に言えば強くすること）が必要である。この両者を同時に達成する有効手段をすでに本出願人は先に述べた特願平８−１８９３４４号に係わる明細書にて提案している。
【００２２】
上記提案をさらに一層高度化して効果をより優位に実現するため、カーカス２のプライコードにもＥＰ性及び耐切断性双方の向上に寄与させるのがこの発明の請求項１に記載した発明であり、この点でこれまでのベルト構造や踏面形状の最適化によるＥＰ性及び耐切断性の向上手段とは基本的に技術的思想を異にするものである。
【００２３】
すなわち幅狭強化層Ｂ１の幅ｗ内に存在するカーカス２のプライコードをタイヤ子午線を含む平面（タイヤ赤道面Ｅと直交する平面）に対し僅か傾斜させることで、転動するタイヤトレッド部１が異物に乗り上げたとき、トレッド部１におけるカーカス２のプライコードには張力が作用するが、幅ｗ内のプライコードは幅方向に延びる余裕をもたせることができ、その結果ＥＰ性を顕著に向上させることができる。それまでの子午線を含む平面にカーカスを配置しているプライコードではこの作用はなく、むしろＥＰ性を劣化させるように働いていた。
【００２４】
その一方で、幅狭強化層Ｂ１の幅ｗ内に存在するカーカス２のプライコードはカーカスとしての役とベルトのコード層として役の二役を兼ねることになるのでその分、ベルト３のコード層数を減じることができる。逆に言えばベルト３のコード層を１層以上増した効果を得ることができる。
【００２５】
次に、耐Ｃ／Ｓ性向上には、トレッド部１の中央部分の円周に沿う（周方向）曲げ剛性向上が必要であるが、上記のように少なくとも幅狭強化層Ｂ１部分におけるカーカス２のプライコードはベルトのコード層としても働くので、ベルトコード層追加なしにトレッド部１の中央部分で円周に沿う曲げ剛性向上に寄与することができ、その結果耐Ｃ／Ｓ性の一層の向上に大きく寄与することができる。
【００２６】
ここに、幅狭強化層Ｂ１部分におけるカーカス２のプライコードのタイヤ赤道面Ｅに対する傾斜角度が８５°を超えると、比較的周方向に近い傾斜角度でコードを配列した幅狭強化層Ｂ１との連携により上記効果が得られているのに逆行して十分な耐Ｃ／Ｔ性及び耐Ｃ／Ｓ性の同時向上の効果を発揮できなくなる一方、７０°未満では幅狭強化層Ｂ１の両側縁Ｂ１ｅ近傍部とカーカス２のプライとの間の層間せん断歪が大きくなり過ぎてセパレーション故障が発生するうれいが生じるため、いずれも不可である。
【００２７】
また幅狭強化層Ｂ１の幅ｗをベルト３の最大幅Ｗmax の５０〜６５％としたのは、この幅の割合が最も効果を発揮するのは勿論のこと、５０％未満ではカーカス２のプライコードの傾斜範囲が狭くなり過ぎて上記効果が十分でなくなる一方、６５％を超えると幅狭強化層Ｂ１の幅ｗが広くなり過ぎてＥＰ性が悪化すると共に幅狭強化層Ｂ１の両側縁Ｂ１ｅ近傍の歪が増大しセパレーションが発生するなどの不具合が生じるためである。
【００２８】
【実施例】
建設車両用１種タイヤで、サイズが１４．００Ｒ２５  ☆☆（ツウスター）であり、構成が図１に従う実施例１のタイヤと、図２に従う実施例２のタイヤと、図１、２同様にあらわした図３に示す構成に従う他は実施例１、２に合せた従来例のタイヤとを準備した。カーカス２は１プライのラジアル配列スチールコードのゴム被覆になる。踏面幅ＴＷは３３０ｍｍとした。なおタイヤ成形時の拡径率Ａは５．８％とした。
【００２９】
図１〜図３にて、ベルト３のスチールコード交差層３ＭのＢ１〜Ｂ４のコード配列方向Ｒ、Ｌとタイヤ赤道面Ｅに対する傾斜角度（°）とを併記して示し、その右隣りに各層の幅を示した。ハイエロンゲーションスチールコード層ＰＢはいずれも幅が３３０ｍｍであり、傾斜方向及び角度はＬ６８°である。幅狭強化層Ｂ１の幅ｗ内のカーカス２のプライコードの傾斜方向及び角度αも図示の通りである（解剖により実測した値）。
【００３０】
実施例１、２及び従来例の各タイヤを供試タイヤとして、ＪＡＴＭＡ        ＹＥＡＲ  ＢＯＯＫ（１９９６年）が定める適用リム１０．００（リム幅）に組付け、これに上記ＹＥＡＲ  ＢＯＯＫが定める最大負荷能力５６００kgに対応する空気圧７．００kgf/cm2 を充てんし、
（１）耐Ｃ／Ｔ性は図４に斜視図として諸元を示す金属カッタにトレッド部１の中央部を押し当てて貫通させ、貫通に要したエネルギを算出し、その大小を比較評価し、
（２）耐Ｃ／Ｓ性はトレッド部１の中央部に予めベルト３まで達するカット傷を入れたタイヤを最大負荷能力５６００kgに相当する荷重の下でドラムに押し当て、速度１０．０km/hで走行させ、所定時間走行後にカット傷からのセパレーション長さを測定し、その長短を比較評価した。比較評価結果はいずれも従来例タイヤを１００とする指数にてあらわし、値は大なるほど良いとした。評価結果を表１に示す。
【００３１】
【表１】
0003686203.tif 000002
【００３２】
表１から、実施例１、２共に従来例と対比してベルト３のコード層数を増すことなく耐Ｃ／Ｔ性及び耐Ｃ／Ｓ性共に大幅に向上し、特に耐Ｃ／Ｓ性は著しく向上していることがわかる。なお実際の荒れ地現場で３者のタイヤを２０ton ダンプに装着して使用したところ、表１に示す結果と同様な成績を得ることができた。
【００３３】
【発明の効果】
この発明の請求項１に記載した発明によれば、少なくともベルトのコード層数を増やすことなく、耐Ｃ／Ｔ性及び耐Ｃ／Ｓ性の双方を同時に大幅に向上させることができる長寿命な重荷重用ラジアルタイヤを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態の一例タイヤの要部左半断面図である。
【図２】この発明の他の実施形態例のタイヤの要部左半断面図である。
【図３】従来例のタイヤの要部左半断面図である。
【図４】耐カット貫通性テスト用カッタの斜視図である。
【符号の説明】
１  トレッド部
１ｔ  踏面
２  カーカス
２ｃ  カーカスにプライコード
３  ベルト
３Ｍ  ベルトの主体コード交差層
４  インナーライナ
１Ｂ  幅狭強化層
１Ｂｅ  幅狭強化層両側縁
Ｅ  タイヤ赤道面
ＴＷ  踏面幅
Ｗmax   ベルト最大幅
ｗ  幅狭強化層幅
【図１】
0003686203.tif 000003
【図２】
0003686203.tif 000004
【図３】
0003686203.tif 000005
【図４】
0003686203.tif 000006