(57)【要約】【課題】耐ベルト端セパレーション性および生産性を損なうことなく、これまで以上に軽量化を実現し得る重荷重用空気入りタイヤを提供する。【解決手段】一対のビード部と、両ビード部のタイヤ半径方向外側に連なる一対のサイドウォール部と、両サイドウォール部間にわたり連なるトレッド部とを有し、一対のビード部間にトロイド状に延在して、これら各部を補強するカーカスと、カーカスのクラウン部のタイヤ半径方向外側に配置した少なくとも１枚のベルト層５からなるベルトとを備えた重荷重用空気入りタイヤである。ベルト層のうち少なくとも一層がフィラメント束７を並行配列させたゴム引き層であって、フィラメント束７はフィラメント径が０．４０〜０．５０ｍｍの複数本の無撚りスチールフィラメントを２段以上積み重ねてなり、かつ、上段のスチールフィラメントが下段のスチールフィラメントの間に配置されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対のビード部と、両ビード部のタイヤ半径方向外側に連なる一対のサイドウォール部と、両サイドウォール部間にわたり連なるトレッド部とを有し、前記一対のビード部間にトロイド状に延在して、これら各部を補強する少なくとも１枚のカーカスプライからなるカーカスと、該カーカスのクラウン部のタイヤ半径方向外側に配置した少なくとも１枚のベルト層からなるベルトとを備えた重荷重用空気入りタイヤにおいて、
前記ベルト層のうち少なくとも一層がフィラメント束を並行配列させたゴム引き層であって、前記フィラメント束はフィラメント径が０．４０〜０．５０ｍｍの複数本の無撚りスチールフィラメントを２段以上積み重ねてなり、かつ、上段のスチールフィラメントが下段のスチールフィラメントの間に配置されていることを特徴とする重荷重用空気入りタイヤ。
【請求項２】
前記フィラメント束が２段である請求項１記載の重荷重用空気入りタイヤ。
【請求項３】
前記上段のスチールフィラメントの本数が前記下段のスチールフィラメントの本数よりも１本少ない請求項１または２記載の重荷重用空気入りタイヤ。
【請求項４】
前記フィラメント束のスチールフィラメントの本数が３〜７本である請求項１〜３のうちいずれか一項記載の重荷重用空気入りタイヤ。
【請求項５】
前記フィラメント束を１単位とする、前記ベルト層への打ち込み数が１８〜３０束／５０ｍｍである請求項１〜４のうちいずれか一項記載の重荷重用空気入りタイヤ。
【請求項６】
前記フィラメント束同士の間隙が０．６〜１．１ｍｍである請求項１〜５のうちいずれか一項記載の重荷重用空気入りタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、重荷重用空気入りタイヤ（以下単に「タイヤ」とも称する）に関し、詳しくは、耐ベルト端セパレーション性および生産性を損なうことなく、これまで以上に軽量化を実現し得る重荷重用空気入りタイヤに関する。
【背景技術】
【０００２】
ゴム物品の典型例であるタイヤの補強材コードとしては、その骨格をなすカーカスコードと、タイヤの赤道面に対して小さい傾斜角度、例えば、１５〜３５°で延び、かつ隣接相互で平行に配列した複数本のコードをゴムで被覆したプライの複数枚をプライ間でコードが互いに交差する配置で重ね合わせてなるベルトコードと、がよく知られている。
【０００３】
また、トラックおよびバス用など高内圧で使用される重荷重用ラジアルタイヤにおいては、剛性を確保するため、スチールコードを補強素子として、これら補強素子をゴムで被覆したプライの複数枚を用いることが一般に行われている。
【０００４】
補強素子の並行配列が等間隔とされてきた従来の構成材にあっては、その端部にて、すなわちベルトにおいてはその幅端において、各補強素子の端末に面するゴムがタイヤの接地変形の度毎につつかれるため、はじめに微細なクラックを生じ、やがてそのクラックが補強素子の隣接相互間にまたがって成長し、その後はベルトの積層相互間にもつながって急速に拡大し、いわゆるベルト端セパレーション（ＢＥＳ）に至る原因となる。
【０００５】
かかるＢＥＳの問題を解決するために、これまで種々のベルト構造が提案されてきた。例えば、特許文献１には、互いに並行配列をなす所定本数の補強素子によるゴム引き層を構成材とし、該ゴム引き層内に配置した補強素子の３０％以上を少なくとも６本毎の束に区分して、その束とこれに隣接する補強素子との分散間隔を、上記所定本数の補強素子をゴム引き層内で等間隔に配列した場合に比べて広くした空気入りタイヤにおいて、上記束は、ゴム引き層の厚み方向に重ねた少なくとも２段の補強素子を少なくとも３列で配列して成り、隣接する２段を構成する補強素子は、一方の段で隣接する補強素子間に他方の段の各補強素子が段相互で位置する配列になる空気入りタイヤが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平７−９６７１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
近年の環境問題への関心の高まりから、タイヤ軽量化の要求が高まっている。トラックやバス等の車両に使用される空気入りタイヤでは、高内圧かつ高荷重で使用されていることを前提とした強度設計がなされており、乗用車用タイヤに比較し、スチールやゴムの使用量が多い。重荷重用空気入りタイヤでは、ベルト部を軽量化することはタイヤ軽量化に大きくつながることになる。
【０００８】
ベルト部を軽量化するためには、スチールコードを細くし、ベルトトリートを薄くする必要がある。しかし、ベルト部に必要な強度を確保するためには、スチールコードを細くしながら多数本を密に打ち込まなければならず、隣接するコード間の距離が小さくなってしまう。その結果、スチールコード端部から発生した亀裂が互いにつながりやすくなり、最終的には、ＢＥＳにつながる恐れがある。かかる場合において、上記特許文献１記載の手法を用いても、ＢＥＳ抑制に対する効果としては十分ではなく、さらなる改良が求められていた。
【０００９】
また、一般的な撚りコードで使用される径のスチールフィラメントを束とする場合、スチールフィラメント総本数が膨大なものとなるため、生産性の改良が必要であった。例えば、Ｎ本のスチールフィラメントを撚り合わせたスチールコードを無撚りのＮ本のスチールフィラメントの束として使用する場合、生産時に扱う素線の本数がＮ倍となるため、ベルトトリートの圧延工程にて作業性が大幅に悪化してしまうという問題も有している。
【００１０】
そこで、本発明の目的は、耐ベルト端セパレーション性および生産性を損なうことなく、これまで以上に軽量化を実現し得る重荷重用空気入り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】
【００１１】
本発明者は、上記課題を解消するために鋭意検討した結果、下記構成とすることにより、上記課題を解消することができることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１２】
すなわち、本発明の重荷重用空気入りタイヤは、一対のビード部と、両ビード部のタイヤ半径方向外側に連なる一対のサイドウォール部と、両サイドウォール部間にわたり連なるトレッド部とを有し、前記一対のビード部間にトロイド状に延在して、これら各部を補強する少なくとも１枚のカーカスプライからなるカーカスと、該カーカスのクラウン部のタイヤ半径方向外側に配置した少なくとも１枚のベルト層からなるベルトとを備えた重荷重用空気入りタイヤにおいて、
前記ベルト層のうち少なくとも一層がフィラメント束を並行配列させたゴム引き層であって、前記フィラメント束はフィラメント径が０．４０〜０．５０ｍｍの複数本の無撚りスチールフィラメントを２段以上積み重ねてなり、かつ、上段のスチールフィラメントが下段のスチールフィラメントの間に配置されていることを特徴とするものである。このような構成とすることにより、耐ベルト端セパレーション性および生産性を損なうことなく、これまで以上に重荷重用空気入りタイヤの軽量化を実現することができる。
【００１３】
本発明においては、前記フィラメント束は２段であることが好ましい。これにより、本発明の効果を良好に得ることができる。また、前記上段のスチールフィラメントの本数は前記下段のスチールフィラメントの本数よりも１本少ないことが好ましい。これにより、上段のスチールフィラメントが下に落ち込むことによる束形状の乱れを防止することができる。さらに、前記フィラメント束のスチールフィラメントの本数は３〜７本であることが好ましい。これにより、耐ＢＥＳ性の悪化を良好に抑制することができる。また、本発明においては、前記フィラメント束を１単位とする、前記ベルト層への打ち込み数は１８〜３０束／５０ｍｍであることが好ましい。さらに、前記フィラメント束同士の間隙は０．６〜１．１ｍｍであることが好ましい。これにより、ベルトの補強効果を良好に得ることができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、耐ベルト端セパレーション性および生産性を損なうことなく、これまで以上に軽量化を実現し得る重荷重用空気入りタイヤを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施の形態に係る重荷重用空気入りタイヤの一実施態様の右半分の断面図である。
【図２】本発明に係るベルトの拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に、図を参照しながら本発明を詳細に説明する。
図１は、本発明の重荷重用空気入りタイヤの一実施態様の右半分の断面図である。図１に示す重荷重用空気入りタイヤは、一対のビード部１と、両ビード部のタイヤ半径方向外側に連なる一対のサイドウォール部２と、両サイドウォール部２に連なるトレッド部３とを有し、上記一対のビード部１間にトロイド状に延在してこれら各部１，２，３を補強する少なくとも１枚（図示する例では２枚）のカーカスプライからなるカーカス４と、該カーカス４のクラウン部のタイヤ半径方向外側に配置された少なくとも１枚（図示例では４枚）のベルト層からなるベルト５とを備える。
【００１７】
図示例のカーカス４は、２枚の折り返しカーカスプライから構成され、折り返しカーカスプライは、ビード部１内にそれぞれ埋設した一対のビードコア６間にトロイド状に延在する本体部と、各ビードコア６の周りでタイヤ幅方向の内側から外側に向けて半径方向外方に巻上げた折り返し部とからなるが、本発明の重荷重用空気入りタイヤにおいて、カーカス４のプライ数および構造は、これに限られるものではない。
【００１８】
本発明においては、図２に示すように、ベルト５を構成するベルト層のうち少なくとも一層がフィラメント束７を並行配列させたゴム引き層であって、フィラメント束７はフィラメント径が０．４０〜０．５０ｍｍの複数本の無撚りスチールフィラメントを２段以上（図示例では２段）積み重ねてなり、かつ、上段のスチールフィラメントが下段のスチールフィラメントの間に配置されてなることが肝要である。上段のスチールフィラメントが下段のスチールフィラメントの間に積み重ねられることにより、フィラメント束７の厚みが薄くなり、ベルト５の軽量化が可能となる。なお、ベルト５を構成するベルト層すべてを上記構成としてもよい。また、スチールフィラメントを積み重ねた形状の安定性が増すため、上段のスチールフィラメントが下段に落ち込むことがなくなり、フィラメント束７の形状の乱れを防止することができ、ＢＥＳを抑制することができる。なお、本発明においては、フィラメント束７を３段以上として用いることも可能だが、フィラメント束７内部へのゴム浸透性、作業性を考えると実質的には２段での使用が好ましい。
【００１９】
また、スチールフィラメントの径が０．４０ｍｍ未満であると、ベルト強度を確保するために多数本のスチールフィラメントを打ち込む必要性が生じ、ベルトトリートの圧延工程での作業性、生産性が悪化してしまう。一方、スチールフィラメントの径が０．５０ｍｍよりも大きいと、スチールフィラメントの曲げ剛性が大きくなるため、打ち込みの乱れが生じるとともに、フィラメント束７の厚みが増し、ベルト軽量化の効果を十分に得ることができない。
【００２０】
本発明においては、上段のスチールフィラメントの本数は下段のスチールフィラメントの本数よりも１本少ないことが好ましい。上段のスチールフィラメント本数を下段のスチールフィラメント本数よりも１本少なくすることで、上記効果を良好に得ることができる。しかしながら、上段のスチールフィラメント本数が、下段のスチールフィラメント本数よりも２本以上少なくなると、スチールフィラメント本数が減り、ベルト強度が低下する懸念があるため、好ましくない。
【００２１】
さらに、本発明においては、フィラメント束７を構成するスチールフィラメントの本数は３〜７本であることが好ましい。フィラメント束７の本数が３本未満になると、総強力を保ちながらコード間隔を確保することができず、ＢＥＳ性が悪化する場合がある。一方、フィラメント束７の本数が７本より多いと、コードに沿った亀裂が発生し、やはりＢＥＳ性が悪化してしまう場合がある。
【００２２】
フィラメント束７は、ベルトとして良好な補強効果を得る上で、フィラメント束７を１単位とする、ベルト層への打ち込み数は１８〜３０束／５０ｍｍであることが望ましい。また、同様の理由から、図２に示す並行配列させたフィラメント束７同士の間隙Ｗは、好ましくは０．６〜１．１ｍｍである。さらに、上段と下段のフィラメント束７同士の中心間ゲージＧＣは、好ましくは１．１〜１．８ｍｍである。さらにまた、上段と下段のフィラメント束７同士の層間ゲージＧＬは、好ましくは０．３〜０．８ｍｍである。なお、スチールフィラメントは直線に限定されず、型付けが施された波型等であってもよい。
【００２３】
本発明に係るベルト５は、タイヤ赤道面に対して、好ましくは、１５〜３５°の角度で傾斜して延びるフィラメント束７のゴム引き層からなる。少なくとも１枚のベルト層からなるベルト５は、スチールベルト層を構成するフィラメント束７が互いにタイヤ赤道面を挟んで交差するように積層されて構成されている。
【００２４】
なお、図１に示す重荷重用空気入りタイヤにおいては、図示はしないが、ベルト５のタイヤ半径方向内側及び外側の少なくとも一方に１層以上のベルト補強層を設けてもよい。
【００２５】
本発明の重荷重用空気入りタイヤは、上述のように、軽量で、かつ、耐久性に優れるため、ライトトラック用タイヤ及びトラック・バス用タイヤとして特に好適である。なお、本発明の重荷重用空気入りタイヤにおいて、タイヤ内に充填する気体としては、通常の或いは酸素分圧を変えた空気、又は窒素等の不活性ガスを用いることができる。
【実施例】
【００２６】
以下、本発明を実施例に基づき説明する。
（実施例１〜３）
表１に示すスペックのトリートを圧延工程にてカレンダー処理し、ベルトトリートを作製した。この際、ベルトトリートの強度が一定になるよう、フィラメント径およびフィラメント本数に応じて適宜打ち込み本数を調整した（比較例において同様）。また、上段の無撚りスチールフィラメントは下段の無撚りスチールフィラメントの間に配置した。得られたベルトトリートを用いて１１Ｒ２２．５のタイヤを試作した。タイヤは４層のベルト構造であり、２層目と３層目のベルト層に上記ベルトトリートを使用した。なお、タイヤ赤道面に対するベルト角度はそれぞれ±１８°とした。得られた試作タイヤにつき、トリート重量、トリート性状およびタイヤの生産性につき、下記手順に従い評価した。結果を表１に併記する。
【００２７】
（従来例）
スチールフィラメントを７本撚り合わせたコードを用いて、ベルトトリートを作製した。それ以外は実施例１〜３と同様な手順でタイヤを試作し、得られた試作タイヤにつき、トリート重量、トリート性状およびタイヤの生産性を評価した。結果を表１に併記する。
【００２８】
（比較例１〜４）
比較例１は、上段と下段の無撚りスチールフィラメントを各３本とし、下段スチールフィラメントの上に積み重ねて上段スチールフィラメントを配置した。比較例４は、無撚りスチールフィラメント７本を並列に配置し、３段積み重ねてスチールフィラメントを配置した。それ以外は実施例１〜３と同様に、表１に記載のスペックのベルトトリートを作製し、試作タイヤを作製した。得られた試作タイヤにつき、実施例１〜３と同様の評価をおこなった。結果を表１に併記する。
【００２９】
＜トリート重量＞
各試作タイヤを解剖し、２層目と３層目のベルト層を１００ｍｍ×５００ｍｍで切り出して重量を測定した。得られた値を、従来例を１００とした指数にて表示した。また、その重量を従来例の重量と比較し、従来例よりも軽い場合を○、１０％以上軽い場合を◎、重い場合を×とした。
【００３０】
＜トリート性状＞
各試作タイヤを解剖し、カットサンプルを作製した。カットサンプルにて２−３層目のベルトの幅方向断面においてスチールフィラメントの段積みおよび束形状を観察した。スチールフィラメントの段積み、束形状の乱れ（フィラメントの落ち込み）が１％未満である場合を○、１％以上あった場合を×とした。トリート性状が○であれば、耐ＢＥＳ性は良好であることを意味する。
【００３１】
＜生産性＞
各試作タイヤに用いるベルトトリートの圧延工程で、カレンダー加工に要した作業時間が、従来例対比５倍以上に大幅に悪化した場合を×、それ以外を○とした。
【００３２】
＜総合＞
トリート重量、トリート性状および生産性の全てが○の場合を○とし、それ以外の場合を×とした。結果を表１に併記する。
【００３３】
【表１】
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【００３４】
本発明に係るベルトトリートはいずれも、トリート重量、トリート性状および生産性の全てにおいて優れていることがわかる。一方、比較例に係るベルトトリートはトリート重量、トリート性状および生産性の全てを満足することができなかった。
【符号の説明】
【００３５】
１  ビード部
２  サイドウォール部
３  トレッド部
４  カーカス
５  ベルト
６  ビードコア
７  フィラメント束
【図１】
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【図２】
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