(57)【要約】【課題】  長時間の高速走行に供される超高性能タイヤにおいて、高速耐久性、ロードノイズおよび操縦安定性が改良されたラジアルタイヤを提供する。【解決手段】  １枚以上のカーカスプライからなるラジアルカーカス４と、ラジアルカーカス４のクラウン部の外周側に配設された３層以上のベルト層からなるベルト５とを具え、ベルトが、互いに交錯して配置された２層の交錯ベルト層５ａ，５ｂと、２層の交錯ベルト層５ａ，５ｂの外周側にタイヤ赤道面に対し実質上平行に複数本のスチールコードが配列された少なくとも１層の周方向ベルト層５ｃとを有するラジアルタイヤである。スチールコードの断面積と周方向ベルト層５ｃにおける幅５０ｍｍ当たりのコード打込み本数との積が３．０ｍｍ2以上である。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
１枚以上のカーカスプライからなるラジアルカーカスと、該ラジアルカーカスのクラウン部の外周側に配設された３層以上のベルト層からなるベルトとを具え、前記ベルトが、互いに交錯して配置された２層の交錯ベルト層と、該２層の交錯ベルト層の外周側にタイヤ赤道面に対し実質上平行に複数本のスチールコードが配列された少なくとも１層の周方向ベルト層とを有するラジアルタイヤにおいて、
前記スチールコードの断面積と前記周方向ベルト層における幅５０ｍｍ当たりのコード打込み本数との積が３．０ｍｍ2以上であることを特徴とするラジアルタイヤ。
【請求項２】
前記周方向ベルト層のコードが、引張り強さ２７００Ｎ／ｍｍ2以上のスチール素線を撚り合わせてなる１×ｎ構造（ｎ＝１〜６）のスチールコードである請求項１記載のラジアルタイヤ。
【請求項３】
生コード時の前記スチールコードの切断時伸びが３．０〜７．０％である請求項１または２記載のラジアルタイヤ。
【請求項４】
タイヤ中から取り出した前記周方向ベルト層と前記交錯ベルト層のタイヤ周方向の張力負担として、前記周方向ベルト層の引っ張り剛性をＧA、前記交錯ベルト層の引っ張り剛性をＧBとするとき、その比（ＧA／ＧB）が２．０〜８．０の範囲内である請求項１〜３のうちいずれか一項記載のラジアルタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ラジアルタイヤに関し、詳しくは、長時間の高速走行に供される超高性能タイヤにおいて、高速耐久性、ロードノイズおよび操縦安定性が改良されたラジアルタイヤに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、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乗用車用ラジアルタイヤにおいて、ベルト層の外周側にタイヤ周方向に対するコード角度が実質的に０°となるベルトカバー層を設けることにより、ベルト層に対するタガ効果を高めることができることが知られている。その結果、タイヤ回転時の遠心力によるベルト層両端部のせり上がりが誘発するエッジセパレーション現象を防止できると同時に、タイヤの周方向剛性が高まることで、タイヤの高周波ロードノイズ特性が改善されることになる。
【０００３】
かかるベルトカバー層を設ける場合、そのコードには主としてナイロンコード等の有機繊維コードが一般に使用されるが、有機繊維コードからなるベルトカバー層はタガ効果が十分であるとは言えず、またタイヤが長時間にわたって連続的に高速回転されるような場合にはコードが高温下で継続的に遠心力を受け、有機繊維コードに特異なクリープ成長による永久歪みの発生は避けられなかった。よって、有機繊維コードを用いたベルトカバー層では、タイヤの高速耐久性や高周波ロードノイズ特性の更なる改善を図ることは困難であった。
【０００４】
このような困難を克服するために、ベルトカバー層のコードとしてスチールコードを使用したラジアルタイヤも提案されている。例えば、特許文献１にはベルトカバー層の補強コードとして破断伸びが４〜８％で複撚り構造のＨＥ（High Elongation）スチールコードを使用することが提案されている。
【０００５】
また、特許文献２には、素線径が０．２５ｍｍ以下の２本の素線を撚り合わせた単撚り構造のスチールコードをベルトカバー層の補強コードとして適用した乗用車用ラジアルタイヤが開示されている。また、特許文献２には、このスチールコードの断面積とベルトカバー層における幅５０ｍｍ当たりのコード打込み本数との積は、高速耐久性、高周波数ロードノイズ特性、乗り心地性などの観点から０．４〜１．５ｍｍ2であることが好ましいことが示されている。
【特許文献１】特開昭５６−８２６０９号公報（［特許請求の範囲等］）
【特許文献２】特開２０００−２５５２１４号公報（［特許請求の範囲］，［００１６］等）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１記載のラジアルタイヤでは、通常のベルトとベルトカバー層とにおいて張力負担が夫々２／３と１／３で応力に抵抗するように作用するため、ＨＥスチールコード以外の不伸長コードは力の分布に重大な混乱を生じることとなる。また、タイヤのタガ効果としての剛性等を十分に確保するのが困難であり、耐久性等の面で問題があった。
【０００７】
また、特許文献２記載のベルトカバー層を超高性能タイヤに適用した場合、時速２５０ｋｍ／時以上の高速走行時に遠心力により当該ベルトカバー層が破断するおそれがある。また、大舵角時においてベルト踏面では過大な入力が入るため、切れといった問題が生じ、ベルトカバー層の役割としては不十分である。
【０００８】
そこで本発明の目的は、長時間の高速走行に供される超高性能タイヤにおいて、高速耐久性、ロードノイズおよび操縦安定性が改良された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】
【０００９】
本発明者は、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、通常の交錯ベルト層の外周側にスチールコードの周方向ベルト層を配設し、そのスチールコードの断面積とコード打込み本数とを所定の関係とすることにより上記目的を達成し得ることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１０】
即ち、本発明のラジアルタイヤは、１枚以上のカーカスプライからなるラジアルカーカスと、該ラジアルカーカスのクラウン部の外周側に配設された３層以上のベルト層からなるベルトとを具え、前記ベルトが、互いに交錯して配置された２層の交錯ベルト層と、該２層の交錯ベルト層の外周側にタイヤ赤道面に対し実質上平行に複数本のスチールコードが配列された少なくとも１層の周方向ベルト層とを有するラジアルタイヤにおいて、
前記スチールコードの断面積と前記周方向ベルト層における幅５０ｍｍ当たりのコード打込み本数との積が３．０ｍｍ2以上であることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、周方向ベルト層を配設し、そのコードをスチールコードとしたことから、長時間高速走行しても当該スチールコードにクリープ成長は起こらず、よって、タイヤの高速耐久性や高周波ロードノイズ特性を改善することができる。また、上記積を３．０ｍｍ2以上としたことで、タイヤに必要な強度が付与され、この点からも高速耐久性および操縦安定性の改善が図られることになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の実施形態を図面に基づき具体的に説明する。
図１は、本発明の一実施の形態に係るラジアルタイヤを、一部を破断除去して示す断面斜視図である。図示するラジアルタイヤは、トレッド部１と、このトレッド部１の両側部に連続してタイヤ半径方向内方へ延びる一対のサイドウォール部２と、各サイドウォール部２の内周側に連続するビード部３とを備えている。  
【００１３】
トレッド部１、サイドウォール部２およびビード部３は、一方のビード部３から他方のビード部３にわたってトロイダル状に延びる一枚のカーカスプライからなるラジアルカーカス４により補強されている。また、トレッド部１は、ラジアルカーカス４のクラウン部の外周側に配設した２層の交錯ベルト層５ａ、５ｂと、これらベルト層のさらに外周側に配設した一層の周方向ベルト層５ｃとからなるベルト５により補強されている。
【００１４】
ここで、ラジアルカーカス４のカーカスプライは複数枚としてもよく、タイヤ周方向に対してほぼ直交する方向、例えば７０〜９０°の角度で延びる有機繊維コードを好適に用いることができる。
【００１５】
ラジアルカーカス４側のベルト層である交錯ベルト層５ａ、５ｂは、そのコード打込み角度をタイヤ周方向に対して、好ましくは１０°〜３０°とし、かつ、ベルト層５ａ，５ｂを互いに交錯させる。交錯ベルト層５ａ、５ｂのコードとしてはポリアミド繊維等の有機繊維コードを好適に用いることができる。
【００１６】
トレッド部１側のベルト層である周方向ベルト層５ｃは、そのコード打込み角度をタイヤ周方向に対して実質的に０°とする。即ち、周方向ベルト層５ｃのコードをタイヤ赤道面に対し実質上平行に配列させる。周方向ベルト層５ｃは、図示する例では１層だが、複数層とすることができ、本発明においては、周方向ベルト層５ｃを構成するスチールコードの断面積と周方向ベルト層５ｃにおける幅５０ｍｍ当たりのコード打込み本数との積を３．０ｍｍ2以上、好ましくは３．０〜６．０ｍｍ2とすることが肝要である。これは、周方向部材であるスチールコードの打込み数はベルト強度に比例し、その結果、タイヤに必要な強度および耐久性を持たせる上で、上記積の値が少なくとも３．０ｍｍ2は必要であることが見出されたことによる。但し、この値が６．０ｍｍ2を超えると、タイヤの重量増加を招き、転がり抵抗の悪化を招くおそれがあるため、好ましくない。
【００１７】
本発明のラジアルタイヤにおいて、周方向ベルト層５ｃを構成するスチールコードは、引張り強さ２７００Ｎ／ｍｍ2以上のスチール素線を撚り合わせてなる１×ｎ構造（ｎ＝１〜６）のスチールコードであることが好ましい。スチールコードの引張り強さが２７００Ｎ／ｍｍ2未満では、タイヤのタガ効果としての剛性を確保する上で好ましくない。また、単撚り構造とすることでコード内へのゴムの浸透性を良好に維持することができる。さらに、素線径としては、０．１５〜０．３０ｍｍの範囲内が好ましい。
【００１８】
また、周方向ベルト層５ｃを構成するスチールコードの、生コード時の切断時伸びは、好ましくは３．０〜７．０％である。この値が３．０％未満である場合には大舵角時に過大な入力によって引っ張り切れといった問題が生じ、一方、７．０％を超えると、タガ効果が十分に発揮できない可能性があるため、結果として３．０〜７．０％の範囲が所期の目的を達成する上で有効である。
【００１９】
さらに、タイヤ中から取り出した周方向ベルト層５ｃと交錯ベルト層５ａ、５ｃのタイヤ周方向の張力負担として、周方向ベルト層５ｃの引っ張り剛性をＧA、交錯ベルト層５ａ、５ｂの引っ張り剛性をＧBとするとき、その比（ＧA／ＧB）が２．０〜８．０の範囲内であることが好ましい。ベルトの引張り剛性に関しては、従来コードであるナイロンコードを用いた周方向ベルト層と交錯ベルト層の引張り剛性比（ＧA／ＧB）が０．１〜０．４程度であり、また、前記特許文献１記載のベルトにおける同比が０．５であるのに対し、本発明ではその好適範囲の下限値が２．０と大幅に高い値である。これは、この比（ＧA／ＧB）を２．０以上とすることにより周方向ベルト層５ｃのスチールコードにタイヤのタガ効果としての剛性や強度、また面内曲げ剛性といった作用を負担させ、これによりタイヤ耐久性等の諸性能の向上を図ることが可能となるためである。また、この比が２．０未満の場合、交錯ベルト層５ａ、５ｃの重量が重くなることを意味し、一方、７．０を超えると逆に周方向ベルト層５ｃの重量が大きくなり過ぎるため、好ましくない。
【００２０】
周方向ベルト層５ｃは、交錯ベルト層５ａ，５ｂのほぼ全体を覆うフルカバーの形態とすることが好ましい。かかる周方向ベルト層５ａは、例えば、１本または複数本のスチールコードを引き揃えてゴム被覆した状態でタイヤ周方向に螺旋状に巻き付けることにより容易に形成することができる。
【００２１】
本発明のラジアルタイヤはベルト構造の改良に係るものであり、その他の構造および材質は特に制限されるべきものではなく、既知の構造および材料を採用することができる。
【実施例】
【００２２】
以下、本発明を実施例、比較例および従来例に基づき以下に説明する。
下記の表１に示す一層の周方向ベルト層を有するベルト構造を持つサイズ２２５／４５ＺＲ１７の各ラジアルタイヤを製造した。２層の交錯ベルト層はいずれのタイヤも同じものとし、そのコード打込み角度をタイヤ周方向に対して、＋６２°および−６２°とし、かつ、ナイロン繊維コードとした。製造された試験タイヤについて、以下の評価試験を実施した。
【００２３】
周方向ベルト層の剛性
タイヤ中から取り出した５０ｍｍ×２００ｍｍのサンプルを２０ｍｍ／ｍｉｎの速度で引張り、０．５％歪時のＳ−Ｓ曲線の傾きを、ナイロン繊維コードを用いた同様の周方向ベルト層の同様の傾きを１００としたときの指数で表示した。数値が大なる程、周方向ベルト層の剛性が高いことを示す。
【００２４】
周方向ベルト層の剛性と交錯ベルト層の剛性の比（ＧA／ＧB）
タイヤ中のセンター部から取り出した交錯ベルト層で幅５０ｍｍ×２００ｍｍのサンプルを上記と同様の方法で引っ張り、算出された交錯ベルト層の剛性値を周方向ベルト層の剛性の値で除した値の逆数で示す。
【００２５】
高速耐久試験
各試験タイヤをリムサイズ７Ｊ×１７のリムに装着し、空気圧を３００ｋＰａにしてＪＡＴＭＡ規格のテスト法に準じステップスピード法で行った。従来例のタイヤの故障時の速度を１００として指数表示した。数値が大なるほど、結果が良好である。
【００２６】
コーナリングパワー試験
従来例のタイヤを１００として指数表示した。数値が大なるほど、結果が良好である。
【００２７】
走行時成長試験
各試験タイヤをリムサイズ７Ｊ×１７のリムに装着し、空気圧を２２０ｋＰａにして１６０ｋｍ／時にて５０００ｋｍ走行させた後の周長を測定し、新品時の周長差を見た。従来例のタイヤを１００として指数表示した。数値の小さい方が周長差が小さいことを表す。
【００２８】
ロードノイズ試験
従来品を１００とした時の指数で表す。値が小さいほど優れていることを示す。得られた結果を下記の表１に示す。
【００２９】
【表１】
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１）スチールコードの素線の引張り強さはいずれも３３７０Ｎ／ｍｍ2である。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の一実施の形態に係るラジアルタイヤを、一部を破断除去して示す断面斜視図である。
【符号の説明】
【００３１】
１  トレッド部
２  サイドウォール部
３  ビード部
４  ラジアルカーカス
５  ベルト
５ａ  交錯ベルト層
５ｂ  交錯ベルト層
５ｃ  周方向ベルト層
【図１】
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