(57)【要約】      （修正有）【課題】重量が過度に増加すること、過度な発熱が生じること、及び耐久性が低下することが防止され、接地中央部の接地長さをさらに増大させ、ベルト層終端の耐久性をさらに向上させる重荷重用広幅タイヤを提供する。【解決手段】路面に接地するトレッド(１１０)と、タイヤの骨格をなすカーカス(１２０)と、トレッドとカーカスの間に配置されるベルト層(１３０)、とを含み、ベルト層は、カーカスからトレッド側に順次積層される第１ベルト(１３１)乃至第４ベルト(１３４)からなり、第１ベルトは増幅ベルト(１３１ｂ)を含み、第２ベルトは広幅螺旋形コイルベルト(１３２)からなる、４層ベルト構造。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
路面に接地するトレッドと、
タイヤの骨格をなすカーカスと、
前記トレッドと前記カーカスの間に配置されるベルト層、とを含み、
前記ベルト層は、前記カーカスから前記トレッド側に順次積層される第１ベルトと第２ベルトと第３ベルトと第４ベルトからなり、
前記第１ベルトは増幅ベルトを含み、
前記第２ベルトは広幅螺旋形コイルベルトであることを特徴とする重荷重用広幅タイヤ。
【請求項２】
Ｓ１を、前記第３ベルトの終端と前記広幅螺旋形コイルベルト（第２ベルト）終端の端差とし、Ｓ２を、前記広幅螺旋形コイルベルト（第２ベルト）終端と前記増幅ベルト終端の端差とし、ＥＢｗを、前記増幅ベルトの幅とするとき、
７．５ｍｍ＜Ｓ１＜１５ｍｍであり、２０ｍｍ＜Ｓ２であり、２０ｍｍ＜ＥＢｗであることを満足することを特徴とする、請求項１に記載の重荷重用広幅タイヤ。
【請求項３】
前記第１ベルトの第１主ベルトの終端部の傾斜角度は５０度±５度の範囲であり、
前記広幅螺旋形コイルベルト（第２ベルト）の終端部の傾斜角度は０度であり、
前記第３ベルトの終端部及び前記第４ベルトの終端部、それぞれの傾斜角度は１８度±５度の範囲であることを特徴とする、請求項２に記載の重荷重用広幅タイヤ。
【請求項４】
前記増幅ベルトの傾斜角度は、前記第１ベルトの第１主ベルトの終端部の傾斜角度と相違することを特徴とする、請求項２に記載の重荷重用広幅タイヤ。
【請求項５】
前記増幅ベルトの傾斜角度は１０度±５度の範囲であることを特徴とする、請求項４に記載の重荷重用広幅タイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、重荷重用広幅タイヤに関し、より詳細には、接地中央部の接地長さを増大させ、ベルト層終端の耐久性を向上させる重荷重用広幅タイヤに関する。
【背景技術】
【０００２】
重荷重用タイヤは、複輪で使用されるタイヤを単輪で代替する広幅タイヤ（ＵＳＳ：Ｕｌｔｒａ  Ｓｕｐｅｒ  Ｓｉｎｇｌｅ）が使用されている。タイヤの広幅化により、接地形状（ｆｏｏｔｐｒｉｎｔ  ｓｈａｐｅ）が不安定となり、タイヤの性能が低下するという問題がある。すなわち、重荷重用タイヤは、図１に示すように、トレッド接地の中央部（Ｃ）が凹むことやショルダー側の接地長（ＳＦＬ）が増加することにより、操縦安定性やベルト耐久性の低下及び異常摩耗が発生するという問題があった。特に、接地中央部の剛性低下による浮き上がり現象が生じ、トレッド部の空気分担率の増加に伴うベルト事故が主な問題として発生した。
【０００３】
上記の問題を解決するために、トレッド中央部の接地長は増加させ、ショルダー側の接地長を減少させる技術が開発された。すなわち、韓国公開特許公報第１０-２０１１-００４９４２２号に開示されるような、トレッドの中央部にラバーシート（ｒｕｂｂｅｒ  ｓｈｅｅｔ）を挿入する技術、トレッドの中央部のゴムの厚さを増加させる技術、タイヤのトレッド部分に無限コイル（ｉｎｆｉｎｉｔｅ  ｃｏｉｌ）を挿入する技術及びトレッド中央部分に波形ベルト（ｗａｖｅｄ  ｂｅｌｔ）を挿入する技術が提案されている。
【０００４】
また、図２に示すように、従来の螺旋形コイルベルト１３がカーカス（Ｃ）上に第３層として含まれた５層ベルト（４ベルト＋Ｓベルト）１０構造が開示されている。螺旋形コイルベルト１３は、図３ａに示すように、ベルトドラム１３ａに１本のワイヤ１３ｂが連続的に巻かれている構造のベルトであって、図３ｂに示すような、シート状に加工され、ワイヤが切断された構造を有するシート型ベルト２３と区別される。
【０００５】
だが、トレッドの中央部にラバーシートを挿入する技術は、タイヤの重量を過度に増加させ、過度な発熱を生じさせ、タイヤの耐久性を低下させ、効果があまり得られないという問題がある。そして、トレッドの中央部のゴムの厚さを増加させる技術は、タイヤの重量を増加させ、効果があまり得られないという問題がある。
【０００６】
また、タイヤのトレッド部分に螺旋形コイルを挿入する技術は、効果があまり得られないという問題がある。図２の螺旋形コイルベルトが備えられた構造においては、ベルトの耐久と接地形状を向上させたものの、空気圧分担率が増加することによって、ベルト部の耐久性が低下するという問題がある。図２の螺旋形コイルベルトが備えられた構造は、５層ベルト構造だが、実際にはベルト終端の場合、４層ベルト構造と差がないので、危険度はむしろ高まるという問題が発生した。
【０００７】
さらに、タイヤのベルト層に波形ベルトを付け加える技術は、運行中に波形ベルトが不要な動きをしてタイヤの耐久性を低下させるという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】韓国公開特許公報第１０-２０１１-００４９４２２号（公開日：２０１１.０５．１２．）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上記の問題を解決するためになされたもので、本発明の目的は、４層ベルト構造としながら、螺旋形コイルの積層順序を変更し、幅を増大させた広幅螺旋形コイルベルト及び増幅ベルトを通じて、接地中央部の接地長さをさらに増大させ、ベルト層終端の耐久性をさらに向上させる重荷重用広幅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】
【００１０】
上記課題を達成するための本発明に係る重荷重用広幅タイヤは、路面に接地するトレッドと、タイヤの骨格をなすカーカスと、トレッドとカーカスの間に配置されるベルト層、とを含み、ベルト層は、カーカスからトレッド側に順次積層される第１ベルト乃至第４ベルトからなり、第１ベルトは増幅ベルトを含み、第２ベルトは広幅螺旋形コイルベルトであることを特徴とする。
【００１１】
Ｓ１を、第３ベルトの終端と広幅螺旋形コイルベルト（第２ベルト）終端の端差とし、Ｓ２を、広幅螺旋形コイルベルト（第２ベルト）終端と増幅ベルト終端の端差とし、ＥＢｗを、増幅ベルトの幅とするとき、７．５ｍｍ＜Ｓ１＜１５ｍｍであり、２０ｍｍ＜Ｓ２であり、２０ｍｍ＜ＥＢｗであることを満足する。
【００１２】
第１ベルトの第１主ベルトの終端部の傾斜角度は５０度±５度の範囲であり、広幅螺旋形コイルベルト（第２ベルト）の終端部の傾斜角度は０度であり、第３ベルトの終端部及び第４ベルトの終端部、それぞれの傾斜角度は１８度±５度の範囲である。
【００１３】
増幅ベルトの傾斜角度は、第１ベルトの第１主ベルトの終端部の傾斜角度と相違する。増幅ベルトの傾斜角度は１０度±５度の範囲である。
【発明の効果】
【００１４】
上記の本発明に係る重荷重用広幅タイヤによれば、４層ベルト構造としながら、螺旋形コイルの積層順序を変更し、幅を増大させた広幅螺旋形コイルベルト及び増幅ベルトを通じて、重量が過度に増加すること、過度な発熱が生じること、及び耐久性が低下すること、が防止され、接地中央部の接地長さをさらに増大させ、ベルト層終端の耐久性をさらに向上させる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】従来の重荷重用タイヤの広幅化による接地形状と屈曲形状を示す図面である。
【図２】従来の螺旋形コイルベルトが第３層として含まれた５層ベルト（４ベルト＋Ｓベルト）構造のタイヤを概略的に示す図面である。
【図３】図３ａは、図２の螺旋形コイルベルトを示す模式図であり、図３ｂは従来のシート型ベルトを示す模式図である。
【図４】本発明の実施例による広幅螺旋形コイルベルトと増幅ベルトが備えられたベルト構造のタイヤを概略的に示す図面である。
【図５】図４のベルト積層構造を説明するためのトレッドの一側を断面で示す図面である。
【図６】図５の広幅螺旋形コイルベルトを説明するための説明図である。
【図７】図２のベルト構造（従来）とその螺旋形コイルベルトの位置を変更した変形ベルト構造に対し、せん断変形率の分布を比較して示す比較表である。
【図８】図２のベルト構造（従来）と図４のベルト構造（本発明）のベルト層間のせん断変形率の分布を比較して示す比較表である。
【図９】図２のベルト構造（従来）と図４のベルト構造（本発明）の接地形状を比較して示す比較表である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の好ましい実施例を添付図面を参照して詳細に説明する。ただし、これは、本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者が本発明を容易に実施できる程度に詳細に説明するためであり、これにより本発明の技術的思想及び範疇が限定されることを意味しない。
【００１７】
図４は、本発明の実施例による広幅螺旋形コイルベルトと増幅ベルトが備えられたベルト構造のタイヤを概略的に示す図面であり、図５は、図４のベルト積層構造を説明するためのトレッドの一側を断面で示す図面である。
【００１８】
図４及び図５を参照すると、本発明の実施例に係る重荷重用広幅タイヤ１００は、路面に接地するトレッド１１０と、タイヤの骨格をなすカーカス１２０と、トレッド１１０とカーカス１２０の間に配置されるベルト層１３０、とを含む。
【００１９】
トレッド１１０は、地面（路面）に接地する部分で、ゴム材質で形成される。
【００２０】
カーカス１２０は、強度の高い合成繊維で形成された数枚のコード紙が重なって形成されたもので、タイヤの骨格を形成する。
【００２１】
ベルト層１３０は、トレッド１１０とカーカス１２０の間に配置され、カーカス１２０からトレッド１１０側に、第１ベルト１３１、第２ベルト１３２、第３ベルト１３３及び第４ベルト１３４の順で配置されて構成される。第１ベルト１３１は、第１主ベルト１３１ａと増幅ベルト１３１ｂ（Ｅｘｔｅｎｄｅｄ  Ｂｅｌｔ）からなり、第２ベルト１３２は、広幅螺旋形コイルベルト（ＷＳＣ、Ｗｉｄｅ  Ｓｐｉｒａｌ−Ｃｏｉｌ  Ｂｅｌｔ）からなる。
【００２２】
増幅ベルト１３１ｂは、第１主ベルト１３１ａと同一あるいは類似した素材で、第１主ベルト１３１ａから幅の長さだけが延長されたベルトである。広幅螺旋形コイルベルト（ＷＳＣ）は、図６に示すように、ベルトが螺旋形コイルで作製される場合（図３のａ参照）、下層のベルト層（＃１  Ｂｅｌｔ）が、上層の螺旋形コイルを支持しなければならないため端差が必要となる。このように、下層のベルト層（＃１  Ｂｅｌｔ）よりも幅が広くなっているものが広幅螺旋形コイルベルト（ＷＳＣ）であり、下層のベルト層で上層の螺旋形コイルを支持するために幅が増加した部分を増幅ベルト（Ｅｘｔｅｎｄ  Ｂｅｌｔ）という。
【００２３】
図５で、Ｓ１を、第３ベルト１３３の終端と広幅螺旋形コイルベルト（第２ベルト）１３２終端の端差とし、Ｓ２を、広幅螺旋形コイルベルト（第２ベルト）１３２終端と増幅ベルト１３１ｂ終端の端差とし、ＥＢｗを、増幅ベルト１３１ｂの幅とする。その寸法範囲は７．５ｍｍ＜Ｓ１＜１５ｍｍであり、２０ｍｍ＜Ｓ２であり、２０ｍｍ＜ＥＢｗであることを満足する範囲とする。ＴＷ／２は、トレッドの半幅（Ｈａｌｆ  Ｔｒｅａｄ  Ｗｉｄｔｈ）である。
【００２４】
第１ベルト１３１の第１主ベルト１３１ａの終端部の傾斜角度は５０度±５度の範囲であり、広幅螺旋形コイルベルト（第２ベルト）１３２の終端部の傾斜角度は０度であり、第３ベルト１３３の終端部及び第４ベルト１３４の終端部、それぞれの傾斜角度は１８度±５度の範囲である。
【００２５】
増幅ベルト１３１ｂの傾斜角度は、第１ベルト１３１の第１主ベルト１３１ａの終端部の傾斜角度と相違し、増幅ベルト１３１ｂの傾斜角度は１０度±５度の範囲である。
【００２６】
図７は、図２のベルト構造（従来）とその螺旋形コイルベルトの位置を変更した変形ベルト構造に対し、電算解析によりせん断変形率の分布を比較して示す比較表である。図７では、内圧時と荷重時にベルト層終端に発生するせん断変形率を示している。
【００２７】
変形１は、螺旋形コイルベルト１３がカーカス（Ｃ）上に第１層として含まれた５層ベルト（４ベルト＋Ｓベルト）構造であり、変形２は、螺旋形コイルベルト１３がカーカス（Ｃ）上に第２層として含まれた５層ベルト（４ベルト＋Ｓベルト）構造であり、変形３は、螺旋形コイルベルト１３がカーカス（Ｃ）上に第４層として含まれた５層ベルト（４ベルト＋Ｓベルト）構造であり、変形４は、螺旋形コイルベルト１３がカーカス（Ｃ）上に第５層として含まれた５層ベルト（４ベルト＋Ｓベルト）構造である。図に示されている通り、ベルト層終端に発生するせん断変形率（ＩＳＳ：Ｉｎｔｅｒｌａｍｉｎａｒ  Ｓｈｅａｒ  Ｓｔｒａｉｎ）は、積層順序による変化が大きくないことがわかる。
【００２８】
図８は、図２のベルト構造（従来）と図４のベルト構造（本発明）のベルト層間のせん断変形率の分布を電算解析により比較して示す比較表であり、図９は、図２のベルト構造（従来）と図４のベルト構造（本発明）の接地形状を電算解析により比較して示す比較表である。図８及び図９において、本発明の例のＳ１は１０ｍｍ、Ｓ２は１０ｍｍ、ＥＢｗは１０ｍｍとし、第１ベルト１３１の第１主ベルト１３１ａの終端部の傾斜角度は、５０度とし、広幅螺旋形コイルベルト（第２ベルト）１３２の終端部の傾斜角度は０度とし、第３ベルト１３３の終端部及び第４ベルト１３４の終端部、それぞれの傾斜角度は１８度とし、増幅ベルト１３１ｂの傾斜角度は１０度とするベルト構造で実験した結果である（図５参照）。
【００２９】
図８に示すように、本発明の実施例（図４）の構造では、従来例（図２）の構造に比べ、ベルト終端に発生するせん断変形率が７７%程度減少することが分かる。このように、図７に示すように、従来のベルト終端に発生していたせん断変形率が、本発明の実施例ではほとんど発生しないことが分かる。
【００３０】
また、図９に示すように、従来例に比べ、本発明の実施例においては、ショルダー側の接地長が減少することが分かる。一方、実際、広幅タイヤを作製して実験を行う場合は、電算解析に比べ接地長が大きく増加する現象が発生する本発明の構造を適用する場合、ショルダー側の接地長を最小化することができる。
【００３１】
本発明は、図面に示された実施例を参考にして説明されたが、これは例示的なものに過ぎず、本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者なら、ここから多様な変形及び均等な他の実施例が可能であることを理解できるだろう。従って、本発明の真の技術的保護範囲は、添付された特許請求の範囲の技術的思想によって定められる。
【符号の説明】
【００３２】
１００： 重荷重用広幅タイヤ  １１０： トレッド
１２０： カーカス                 １３０： ベルト層
１３１： 第１ベルト         １３１ａ： 第１主ベルト
１３１ｂ： 増幅ベルト       １３２： 広幅螺旋形コイルベルト（第２ベルト）
１３３： 第３ベルト         １３４： 第４ベルト
Ｓ１： 第３ベルトの終端と広幅螺旋形コイルベル終端の端差
Ｓ２： 広幅螺旋形コイルベルト終端と増幅ベルト終端の端差
ＥＢｗ： 増幅ベルトの幅             ＴＷ／２： トレッドの半幅
【図１】
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【図２】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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