(57)【要約】【課題】  乗心地性の悪化やタイヤ重量の大幅な増加を伴うことなく、有機繊維コードからなるベルト補助層を設けた場合に比べて高速耐久性を向上することを可能にした空気入りラジアルタイヤを提供する。【解決手段】  一対のビード部３，３間にカーカス層４を装架し、トレッド部１におけるカーカス層４の外周側にベルト層６ａ〜６ｄを埋設した空気入りラジアルタイヤにおいて、ベルト層６ａ〜６ｄの外周側に、複数のループ部が順次部分的に重なるようにストリップ状に加工されたスチールコイル１０をタイヤ周方向に螺旋状に巻回してなるベルト補助層７を、少なくともベルト層６ａ〜６ｄの両側エッジ部を覆うように配置する。【選択図】  図１
2006035954.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対のビード部間にカーカス層を装架し、トレッド部におけるカーカス層の外周側にベルト層を埋設した空気入りラジアルタイヤにおいて、前記ベルト層の外周側に、複数のループ部が順次部分的に重なるようにストリップ状に加工されたスチールコイルをタイヤ周方向に螺旋状に巻回してなるベルト補助層を、少なくともベルト層の両側エッジ部を覆うように配置した空気入りラジアルタイヤ。
【請求項２】
前記スチールコイルの幅が１０．０ｍｍ〜３０．０ｍｍである請求項１に記載の空気入りラジアルタイヤ。
【請求項３】
前記スチールコイルが単一の素線から構成される請求項１又は請求項２に記載の空気入りラジアルタイヤ。
【請求項４】
前記スチールコイルの素線径が０．１ｍｍ〜１．０ｍｍである請求項１〜３のいずれかに記載の空気入りラジアルタイヤ。
【請求項５】
前記スチールコイルのループ部のラップ数が２〜５である請求項１〜４のいずれかに記載の空気入りラジアルタイヤ。
【請求項６】
前記スチールコイルのループ部のタイヤ周方向の径に対するタイヤ軸方向の径の偏平比が１／３〜３である請求項１〜５のいずれかに記載の空気入りラジアルタイヤ。
【請求項７】
タイヤ偏平率が５０％以下である請求項１〜６のいずれかに記載の空気入りラジアルタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トレッド部におけるカーカス層の外周側にベルト層を埋設した空気入りラジアルタイヤに関し、更に詳しくは、乗心地性の悪化やタイヤ重量の大幅な増加を伴うことなく、有機繊維コードからなるベルト補助層を設けた場合に比べて高速耐久性を向上することを可能にした空気入りラジアルタイヤに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、長距離輸送やタイトなスケジュールでの輸送要請などの増加と車両の高性能化とが相まって、高速道路での高速・長時間走行が多く見られるようになっている。また、輸送効率の向上のために、過酷な積載条件での走行も少なくないのが現状である。このような走行条件においては、タイヤの高速耐久性を向上することに加えて、ドライバーの疲労を軽減して事故を予防したり、積み荷の破損などを回避するために、乗心地性を向上することが要求されている。これに対して、ベルト層の外周側に有機繊維コードをタイヤ周方向に螺旋状に巻回してなるベルト補助層を配置し、高速走行性能を改善することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
このようなベルト補助層を付加した場合、高速走行時の遠心力に起因するベルト層のエッジ部のせり上がりを抑え、高速耐久性を改善することができる。しかしながら、有機繊維コードはタイヤの発熱の影響を受け易いばかりか、トレッド部にカット傷ができて水分が浸入すると、その水分を保持してしまうため、これに隣接するスチールベルト層に錆を誘発し、耐久性を損ねてしまう恐れがある。また、小型トラック用タイヤやトラック・バス用タイヤにおいては、有機繊維コードでは強度が不十分であり、更なる補強を検討せざるを得ない状況にある。
【０００４】
なお、上記有機繊維コードからなるベルト補助層に替えて、スチールコードをタイヤ周方向に螺旋状に巻回してなるベルト補助層を設けることが考えられる。しかしながら、この場合、乗心地性を悪化させるだけでなくタイヤ重量を大幅に増大させるという不都合がある。
【特許文献１】特開２００２−１２７６１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、乗心地性の悪化やタイヤ重量の大幅な増加を伴うことなく、有機繊維コードからなるベルト補助層を設けた場合に比べて高速耐久性を向上することを可能にした空気入りラジアル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】
上記目的を達成するための本発明の空気入りラジアルタイヤは、一対のビード部間にカーカス層を装架し、トレッド部におけるカーカス層の外周側にベルト層を埋設した空気入りラジアルタイヤにおいて、前記ベルト層の外周側に、複数のループ部が順次部分的に重なるようにストリップ状に加工されたスチールコイルをタイヤ周方向に螺旋状に巻回してなるベルト補助層を、少なくともベルト層の両側エッジ部を覆うように配置したことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明では、ベルト層の外周側に、複数のループ部が順次部分的に重なるようにストリップ状に加工されたスチールコイルをタイヤ周方向に螺旋状に巻回してなるベルト補助層を、少なくともベルト層の両側エッジ部を覆うように配置することにより、高速走行時の遠心力に起因するベルト層のエッジ部のせり上がりを効果的に抑え、有機繊維コードからなるベルト補助層を設けた場合に比べて高速耐久性を向上することができる。
【０００８】
上記スチールコイルからなるベルト補助層は、有機繊維コードからなるベルト補助層とは異なって、タイヤの発熱の影響を受け難いという利点を有するばかりでなく、自らが水分を保持してスチールベルト層に錆を誘発することもない。しかも、上記スチールコイルからなるベルト補助層は、スチールコードをタイヤ周方向に螺旋状に巻回してなるベルト補助層とは異なって、乗心地性の悪化やタイヤ重量の大幅な増加を招くことはない。
【０００９】
本発明において、ベルト補助層を構成するスチールコイルは、その機能を最大限に発揮するために、以下の条件を満足することが好ましい。即ち、ストリップ状のスチールコイルの幅は１０．０ｍｍ〜３０．０ｍｍであることが好ましい。スチールコイルは単一の素線から構成されることが好ましい。スチールコイルの素線径は０．１ｍｍ〜１．０ｍｍであることが好ましい。スチールコイルのループ部のラップ数は２〜５であることが好ましい。更に、スチールコイルのループ部のタイヤ周方向の径に対するタイヤ軸方向の径の偏平比は１／３〜３であることが好ましい。
【００１０】
本発明は、乗用車用空気入りラジアルタイヤ（ＰＣ）、小型トラック用空気入りラジアルタイヤ（ＬＴ）、トラック・バス用空気入りラジアルタイヤ（ＴＢ）、建設車両用空気入りラジアルタイヤ（ＯＲ）等の各種空気入りラジアルタイヤに適用可能であるが、特にタイヤ偏平率が５０％以下である空気入りラジアルタイヤに適用した場合に顕著な作用効果を奏するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の構成について添付の図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１２】
図１は本発明の実施形態からなるトラック・バス用空気入りラジアルタイヤを示し、図２はそのベルト層及びベルト補助層を抽出して示すものである。図１において、ＣＬはタイヤセンターライン、１はトレッド部、２はサイドウォール部、３はビード部である。一対のビード部３，３間にはカーカス層４が装架されている。カーカス層４は、タイヤ径方向に配列する複数本のカーカスコードから構成されている。カーカスコードとしては、有機繊維コード又はスチールコードが使用される。各ビード部３にはビードコア５が埋設され、カーカス層４のタイヤ幅方向の端部がビードコア５の廻りにタイヤ内側から外側に折り返されている。更に、ビード部３にはビードコア５及びカーカス層４を包み込むようにスチール補強層３ａが埋設されている。
【００１３】
一方、トレッド部１におけるカーカス層４の外周側には、複数層のベルト層６ａ〜６ｄがタイヤ全周にわたって埋設されている。これらベルト層６ａ〜６ｄはタイヤ周方向に対して１５〜７０°の角度で傾斜する複数本のベルトコードを含み、そのベルトコードが少なくとも一対の層間で互いに交差するように配置されている。本実施形態では、カーカス層側から数えて２番目のベルト層６ｂと３番目のベルト層６ｃとの層間でベルトコードが互いに交差している。ベルトコードとしては、スチールコードが好ましく使用される。
【００１４】
上記空気入りラジアルタイヤにおいて、図１及び図２に示すように、ベルト層６ａ〜６ｄの外周側には、ストリップ状に加工されたスチールコイル１０をタイヤ周方向に螺旋状に巻回してなるベルト補助層７が配置されている。
【００１５】
ベルト補助層７は、少なくともベルト層の両側エッジ部（タイヤ幅方向の両端部）を覆うことが必要であるが、ベルト層の全域を覆うものであっても良く、或いは、ベルト層の両側エッジ部だけを覆うものであっても良い。ベルト補助層７の両外側エッジ間の幅は、最上層のベルト層の幅の１１０％以上かつ最大幅ベルト層の幅の１１０％以下であることが望ましい。なお、４番目のベルト層６ｄのようにベルト幅が狭い一部のベルト層については、ベルト補助層７による被覆対象から除外しても良い。また、ベルト補助層７において、隣り合うストリップ状のスチールコイル１０は、そのストリップ幅の２０％以下の間隔で離間させるか、そのストリップ幅の２０％以下の重なり代で重ね合わせることが可能であるが、特にストリップ幅の０〜１０％の間隔で配置することが好ましい。このようなベルト補助層７は、ラジアルタイヤの最低限の機能を既に保有しているタイヤ構造に対して、タイヤ性能の更なる改善効果を付与するものである。
【００１６】
図３（ａ）〜（ｂ）はベルト補助層を構成するスチールコイルを示すものである。図３（ａ）〜（ｂ）に示すように、スチールコイル１０は、複数のループ部１１を有し、これらループ部１１が順次部分的に重なるようにストリップ状に加工されている。隣り合うループ部１１，１１の相互間には例えば直線形状の癖付け部１２が形成されている。
【００１７】
上記スチールコイル１０の成形方法は、特に限定されるものではないが、以下の方法を例示することができる。即ち、スチール線材を円筒コイル状に成形した後、端末のループ部をコイル軸方向と直交する方向にずらした状態で、端末のループ部とそれに繋がるループ部との間の部分を癖付けする。そして、この癖付け加工を繰り返し行うことにより、隣り合うループ部１１，１１の相互間に癖付け部１２を備えたストリップ状のスチールコイル１０が得られる。
【００１８】
上述のように複数のループ部１１が順次部分的に重なるようにストリップ状に加工されたスチールコイル１０をタイヤ周方向に螺旋状に巻回してなるベルト補助層７を、ベルト層６ａ〜６ｄの外周側に少なくともベルト層６ａ〜６ｄの両側エッジ部を覆うように配置した場合、高速走行時におけるベルト層６ａ〜６ｄのエッジ部のせり上がりを効果的に抑え、有機繊維コードからなるベルト補助層を設けた場合に比べて高速耐久性を大幅に向上することができる。
【００１９】
このようなスチールコイル１０からなるベルト補助層７は、有機繊維コードからなるベルト補助層とは異なって、タイヤの発熱の影響を受け難いという利点を有するばかりでなく、自らが水分を保持してスチールベルト層に錆を誘発することもない。しかも、スチールコイル１０からなるベルト補助層７は、スチールコードをタイヤ周方向に螺旋状に巻回してなるベルト補助層とは異なって、乗心地性の悪化やタイヤ重量の大幅な増加を招くことはない。つまり、ベルト補助層にスチール素材を用いた場合の不都合を回避しながら、有機繊維コードを用いた場合よりも優れたタイヤ性能を得ることができる。
【００２０】
スチールコイル１０の幅Ｗは、１０．０ｍｍ〜３０．０ｍｍの範囲に設定されている。この幅Ｗが１０．０ｍｍ未満であるとスチールコイル１０の巻回数が過大になるためタイヤの生産性が低下し、逆に３０．０ｍｍを超えると補強層としての機能が低下する。
【００２１】
スチールコイル１０は単一の素線（スチールワイヤ）又は複数本の素線を撚り合わせたスチールコード等のスチール線材から構成することが可能であるが、単一の素線から構成することが望ましい。ここで、スチールコイル１０の素線径ｄは、０．１ｍｍ〜１．０ｍｍの範囲から選択される。この素線径ｄが０．１ｍｍ未満であると強度不足により高速耐久性が低下し、逆に１．０ｍｍを超えるとスチールコイル１０とコートゴムとの間にセパレーションを生じ易くなる。スチールコイル１０の素線径のより好ましい範囲は、０．１７５ｍｍ〜０．７ｍｍである。
【００２２】
スチールコイル１０のループ部１１のラップ数Ｎは、２〜５の範囲に設定されている。このラップ数Ｎが２未満であるとタガ効果が不足して高速耐久性が低下し、逆に５を超えると慣性重量が大きくなることに起因して高速耐久性が低下する。ここで、スチールコイル１０のループ部１１のラップ数Ｎとは、隣り合うループ部１１，１１のタイヤ周方向のずれ量をδとしたとき、ループ部１１のタイヤ周方向の径Ｄ１に対するずれ量δの比（δ／Ｄ１）の逆数である。つまり、隣り合うループ部１１，１１のタイヤ周方向のずれ量δがループ部１１のタイヤ周方向の径Ｄ１の１／２である場合、そのラップ数Ｎは２である。従って、図３（ａ）〜（ｂ）に示すスチールコイル１０ではラップ数Ｎが３である。
【００２３】
スチールコイル１０のループ部１１のタイヤ周方向の径Ｄ１に対するタイヤ軸方向の径Ｄ２の偏平比（Ｄ２／Ｄ１）は、１／３〜３の範囲に設定されている。偏平比（Ｄ２／Ｄ１）が小さくなるとループ部同士の重なりが大きくなって補強効果が増大するが、その比が１／３未満になるとスチールコイル１０が折れ曲がり易くなる。一方、偏平比（Ｄ２／Ｄ１）が大きくなるとスチールコイル１０の柔軟性が増大するが、その比が３を超えると補強効果が低下する。偏平比（Ｄ２／Ｄ１）のより好ましい範囲は１／２〜２である。
【実施例】
【００２４】
タイヤサイズ４３５／４５Ｒ２２．５で、４層のスチールベルト層を備えたトラック・バス用空気入りラジアルタイヤにおいて、ベルト層の外周側にベルト補助層を配置し、そのベルト補助層の構成だけを種々異ならせた比較例１〜３及び実施例１〜２のタイヤをそれぞれ製作した。
【００２５】
比較例１は、２１００ｄtex/２のナイロンコードをタイヤ周方向に螺旋状に巻回してなる２層のベルト補助層を、ベルト層の両側エッジ部だけを覆うように配置し、そのコード密度を５０本／５０ｍｍとしたものである。比較例２は、直径０．４ｍｍのスチール素線をタイヤ周方向に螺旋状に巻回してなる１層のベルト補助層を、ベルト層の両側エッジ部だけを覆うように配置し、その素線密度を４０本／５０ｍｍとしたものである。比較例３は、ストリップ状に加工された直径０．４ｍｍのスチール素線からなるスチールコイルをタイヤ周方向に螺旋状に巻回してなる１層のベルト補助層を、ベルト層の両側エッジ部だけを覆うように配置し、スチールコイルの幅Ｗ（Ｗ＝Ｄ１）を１４．０ｍｍとし、ラップ数Ｎを１としたものである。なお、Ｎ＝１は隣り合うループ部が重なり合っていない状態である。
【００２６】
実施例１は、ストリップ状に加工された直径０．４ｍｍのスチール素線からなるスチールコイルをタイヤ周方向に螺旋状に巻回してなる１層のベルト補助層を、ベルト層の両側エッジ部だけを覆うように配置し、スチールコイルの幅Ｗ（Ｗ＝Ｄ１）を１４．０ｍｍとし、ラップ数Ｎを２としたものである。また、実施例２は、ストリップ状に加工された直径０．４ｍｍのスチール素線からなるスチールコイルをタイヤ周方向に螺旋状に巻回してなる２層ベルト補助層を、ベルト層の両側エッジ部だけを覆うように配置し、スチールコイルの幅Ｗ（Ｗ＝Ｄ１）を１０．０ｍｍとし、ラップ数Ｎを２としたものである。
【００２７】
これら試験タイヤについて、下記の試験方法により、高速耐久性、乗心地性、ベルト補助層の重量を評価し、その結果を表１に示した。
【００２８】
高速耐久性：
ドラム径１７０７ｍｍのドラム試験機を用い、高速耐久試験としてＪＩＳ  Ｄ−４２３０に規定される耐久試験を実施した後、引き続き１２時間毎に速度を８ｋｍ／ｈずつ増加させてタイヤが破壊するまでの走行距離を測定した。評価結果は、比較例１を１００とする指数にて示した。この指数値が大きいほど高速耐久性が優れていることを意味する。
【００２９】
乗心地性：
実車乗心地性の代用特性として、ドラム表面に半径１０ｍｍの突起を設けたドラム径２５００ｍｍのドラム試験機を用い、空気圧９００ｋＰａ、規格最大荷重の条件で、速度４０ｋｍ／ｈで走行したときの反力をロードセルで検出した。評価結果は、比較例１を１００とする指数にて示した。この指数値が小さいほど乗心地性が優れていることを意味する。
【００３０】
ベルト補助層の重量：                                                            ベルト補助層の重量を計測し、従来例を１００とする指数にて示した。この指数値が小さいほど軽量であることを意味する。
【００３１】
【表１】
2006035954.tif 000003
【００３２】
表１から判るように、実施例１〜２のタイヤは、乗心地性の悪化やタイヤ重量の大幅な増加を伴うことなく、比較例１よりも高速耐久性を改善することができた。一方、比較例２のタイヤは、高速耐久性に優れているものの、乗心地性の悪化やタイヤ重量の増加が顕著であった。比較例３のタイヤは、乗心地性やタイヤ重量について問題がないものの、高速耐久性の改善効果が得られなかった。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の実施形態からなるトラック・バス用空気入りラジアルタイヤを示す子午線半断面図である。
【図２】図１の空気入りラジアルタイヤにおけるベルト層及びベルト補助層を抽出して示す平面図である。
【図３】ベルト補助層を構成するスチールコイルを示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。
【符号の説明】
【００３４】
１  トレッド部
２  サイドウォール部
３  ビード部
３ａ  スチール補強層
４  カーカス層
５  ビードコア
６ａ〜６ｄ  ベルト層
７  ベルト補助層
１０  スチールコイル
１１  ループ部
１２  癖付け部
【図１】
2006035954.tif 000004
【図２】
2006035954.tif 000005
【図３】
2006035954.tif 000006