(57)【要約】【課題】ベルト層に使用するスチール量を減らした場合でも十分な径成長の防止効果を確保できる技術を確立して、タイヤ軽量化と高い耐久性とを両立できるタイヤを提供する。【解決手段】タイヤ赤道面に対し１０°〜３０°の角度で傾斜して延びるスチールコードのゴム引き層を、少なくとも一部の層間で、コード方向が互いに交差するよう配置してなる２層以上の交錯ベルト層４と、交錯ベルト層より５°以上大きな角度で傾斜して延びるスチールコードのゴム引き層からなる高角度ベルト層３と、を備えるタイヤである。高角度ベルト層のコーティングゴムのＪＩＳ  Ｋ６２５１に準拠して測定された引張弾性率が、交錯ベルト層のコーティングゴムのＪＩＳ  Ｋ６２５１に準拠して測定された引張弾性率より大きい。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
タイヤ赤道面に対し１０°〜３０°の角度で傾斜して延びるスチールコードのゴム引き層を、少なくとも一部の層間で、コード方向が互いに交差するよう配置してなる２層以上の交錯ベルト層と、該交錯ベルト層より５°以上大きな角度で傾斜して延びるスチールコードのゴム引き層からなる高角度ベルト層と、を備えるタイヤであって、
前記高角度ベルト層のコーティングゴムのＪＩＳ  Ｋ６２５１に準拠して測定された引張弾性率が、前記交錯ベルト層のコーティングゴムのＪＩＳ  Ｋ６２５１に準拠して測定された引張弾性率より大きいことを特徴とするタイヤ。
【請求項２】
前記高角度ベルト層に含まれる単位面積あたりのスチールコードの質量が、前記交錯ベルト層に含まれる単位面積あたりのスチールコードの質量の８０％以下である請求項１記載のタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はタイヤに関し、詳しくは、トレッド部の補強構造の改良に係るタイヤに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、タイヤ、特に、トラックやバス等の重荷重車両に使用される重荷重用タイヤは、内圧による径成長を抑制するため、および、トレッド部の保護のために、複数枚のベルト層が配置された構造を有している。
【０００３】
トレッド部の補強構造に係る従来技術としては、例えば、２層の交錯ベルト層を、コードがタイヤ赤道面に対し１０〜３０°の傾斜角度で互いに逆向きに交差するよう配置するとともに、さらに、交錯ベルト層のコード角度よりも５°以上高角度となるコード角度で、高角度ベルト層を配置する技術が知られている（特許文献１参照）。このような積層ベルト構造においては、交錯ベルト層に対しタイヤ周方向に引張りが加わった際に、高角度ベルト層のコードにより交錯ベルト層のコードの動きを抑制して、交錯ベルト層のタイヤ幅方向の収縮を抑えることで、ベルトの周方向剛性を向上し、径成長を抑制する効果を得ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平８−２４４４０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年、環境に対する負荷低減の要請が高まっており、タイヤ軽量化の観点から、タイヤの構成材料の使用量の削減についても重要な課題となってきている。よって、ベルト構造の改良においても、タイヤ軽量化の要請と両立できることが重要となる。しかしながら、上記特許文献１に記載の技術は、近年の軽量化の要請を十分満足できるものではなかった。
【０００６】
また、高角度ベルト層に使用するスチール量を交錯ベルト層よりも少なくすることでタイヤの軽量化を図ることも考えられるが、スチール量の減少によりタイヤが径成長しやすくなる。したがって、タイヤを軽量化しつつ、径成長を防止し、タイヤ耐久性を向上させる必要があった。
【０００７】
そこで本発明の目的は、ベルト層に使用するスチール量を減らした場合でも十分な径成長の防止効果を確保できる技術を確立することで、タイヤ軽量化と高い耐久性とを両立できる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】
【０００８】
高角度ベルト層は、交錯ベルト層のタイヤ幅方向の収縮（ポアソン変形）を妨げることにより、タイヤ周方向剛性を高めている。本発明者は、この点に着目して鋭意検討した結果、高角度ベルト層のコーティングゴムの剛性を高くすることにより、高角度ベルト層のスチール量を少なくした場合でも交錯ベルト層の収縮の抑制効果が得られることを見出して、本発明を完成するに至った。
【０００９】
すなわち、本発明は、タイヤ赤道面に対し１０°〜３０°の角度で傾斜して延びるスチールコードのゴム引き層を、少なくとも一部の層間で、コード方向が互いに交差するよう配置してなる２層以上の交錯ベルト層と、該交錯ベルト層より５°以上大きな角度で傾斜して延びるスチールコードのゴム引き層からなる高角度ベルト層と、を備えるタイヤであって、
前記高角度ベルト層のコーティングゴムのＪＩＳ  Ｋ６２５１に準拠して測定された引張弾性率が、前記交錯ベルト層のコーティングゴムのＪＩＳ  Ｋ６２５１に準拠して測定された引張弾性率より大きいことを特徴とするものである。
【００１０】
本発明においては、前記高角度ベルト層に含まれる単位面積あたりのスチールコードの質量が、前記交錯ベルト層に含まれる単位面積あたりのスチールコードの質量の８０％以下であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、ベルト層に使用するスチール量を減らした場合でも十分な径成長の防止効果を確保できる技術を確立することができ、タイヤ軽量化と高い耐久性とを両立できるタイヤを実現することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明のタイヤの一構成例を示す幅方向断面図である。
【図２】実施例で使用したスチールコードの構造を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。
図１は、本発明のタイヤの一構成例を示す幅方向断面図である。図示するタイヤ１０は、一対のビード部１１と、それに連なる一対のサイドウォール部１２と、両サイドウォール部１２間に跨るトレッド部１３とからなり、ビード部１１内にそれぞれ埋設された一対のビードコア１間にまたがってトロイド状に延在するカーカスプライ２を骨格とする。
【００１４】
本発明においては、カーカスプライ２のクラウン部のタイヤ半径方向外側に、高角度ベルト層３と、交錯ベルト層４とが配置されている。このうち交錯ベルト層４は、タイヤ赤道面に対し１０°〜３０°の角度で傾斜して延びるスチールコードのゴム引き層の２層以上からなり、例えば、２〜４層で設けることができ、図示する例では２層で設けられている。交錯ベルト層４は、少なくとも一部の層間で、コード方向が互いに交差するよう配置されている。一方、高角度ベルト層３は、交錯ベルト層４より５°以上大きな角度、例えば、タイヤ赤道面に対し４０°〜８０°で傾斜して延びるスチールコードのゴム引き層からなる。
【００１５】
本発明においては、高角度ベルト層３のコーティングゴムの引張弾性率が、交錯ベルト層４のコーティングゴムの引張弾性率より大きい点が重要である。高角度ベルト層３について、引張弾性率が交錯ベルト層４よりも大きいコーティングゴムを使用したことで、高角度ベルト層３に使用するスチール量を減らして軽量化を図った場合でも、ゴム弾性の増大によって、交錯ベルト層４のコードの動きを抑制する効果を補うことができ、結果として、径成長の防止効果を確保することができるものとなった。すなわち、ベルト層に対しタイヤ内圧による入力が入った際には、高角度ベルト層３のスチールコードの圧縮ないし曲げ変形により、その周囲のコーティングゴムも変形するが、このコーティングゴムの弾性率を高めて変形を抑制することで、タイヤ内圧による径成長を防止する効果を得ることができるものと考えられる。交錯ベルト層のコーティングゴムの弾性率を増大させる手段も考えられるが、この場合、交錯ベルト層のベルト端部でゴムにかかる応力が大きくなるため、ベルトエッヂセパレーションが発生しやすくなり、耐久性の低下を招いてしまう。
【００１６】
ここで、本発明におけるコーティングゴムの引張弾性率としては、ＪＩＳ  Ｋ６２５１に準拠して測定された値を用いる。具体的には、ＪＩＳ  Ｋ６２５１に準拠して測定された、コーティングゴムの２００％伸び時における引張応力を、本発明における引張弾性率とする。本発明において、高角度ベルト層３のコーティングゴムの引張弾性率は、交錯ベルト層４のコーティングゴムの引張弾性率の、１００％より大きいことが必要であり、好適には１０５〜２００％、より好適には１１０〜１５０％である。高角度ベルト層３のコーティングゴムの引張弾性率を、交錯ベルト層４のコーティングゴム対比で大きくしすぎると、高角度ベルト層３のコーティングゴムにかかる応力が大きくなって、高角度ベルト層３においてベルトエッヂセパレーションが発生しやすくなるおそれがある。なお、本発明において、高角度ベルト層３および交錯ベルト層４のコーティングゴムの引張弾性率の具体的な値については、特に制限はなく、常法に従い、タイヤサイズ等に応じて、適宜設定することができる。また、高角度ベルト層３および交錯ベルト層４に使用するコーティングゴムの具体的なゴム配合についても、特に制限はなく、各層について目的の弾性率の値が得られる範囲で、常法に従い適宜選定することができる。
【００１７】
本発明においては、高角度ベルト層３に含まれる単位面積あたりのスチールコードの質量を、交錯ベルト層４に含まれる単位面積あたりのスチールコードの質量の８０％以下、特には、７０〜７８％とすることが好ましい。高角度ベルト層３に含まれるスチール量を上記範囲程度まで減らすことで、効果的にタイヤ軽量化を図ることができる。一方、本発明においては、高角度ベルト層３に含まれるスチール量を上記範囲程度まで減らしても、上記コーティングゴム剛性との組合せにより、十分な径成長の防止効果を確保することができ、高い耐久性を有するタイヤとすることができる。なお、高角度ベルト層３に含まれるスチールコードの質量を、交錯ベルト層４対比で小さくしすぎると、交錯ベルト層の収縮を抑制する効果を十分に発揮できず、十分な耐久性が得られなくなるおそれがある。
【００１８】
本発明において、高角度ベルト層３および交錯ベルト層４に含まれる単位面積あたりのスチールコードの具体的な質量については特に制限はない。スチール量の制御は、各層について使用するスチールコードの構造（フィラメントの線径や本数等）や打込み数を適宜選定することにより、行うことができる。具体的には例えば、各層について同じコード構造のスチールコードを用いて、打込み数を変える手法や、各層について打込み数を同一として、異なるコード構造のスチールコードを用いる手法や、各層について異なるコード構造のスチールコードを用いて、打込み数についても変える手法などが挙げられる。
【００１９】
なお、図示する例では、高角度ベルト層３および交錯ベルト層４は、この順に、タイヤ半径方向内側から積層配置されているが、本発明において、高角度ベルト層３および交錯ベルト層４の配置の順序は、これには限定されない。
【００２０】
本発明のタイヤにおいては、高角度ベルト層３および交錯ベルト層４のコーティングゴム、特にはさらにスチール量について、上記条件を満足するものであればよく、これにより、本発明の所期の効果を得ることができる。本発明においては、高角度ベルト層３および交錯ベルト層４以外のタイヤ構造や各構成部材の材質等については、特に制限されず、従来公知のもののうちから適宜選定することが可能である。
【００２１】
例えば、カーカスプライ２は、スチールコードをゴム被覆してなり、少なくとも１枚で配置することが必要であるが、２枚以上で配置してもよい。カーカスプライ２のタイヤ幅方向の両端部は、通常は図示するように、ビードコア１の周りに、タイヤ内側から外側に向かい折り返して係止される。
【００２２】
また、図示するタイヤにおいて、トレッド部１３の表面には適宜トレッドパターンが形成されており、最内層にはインナーライナー（図示せず）が形成されている。さらに、タイヤ内に充填する気体としては、通常のまたは酸素分圧を変えた空気、もしくは窒素等の不活性ガスを用いることができる。本発明のタイヤは、特に、トラック、バス等の重荷重車両に適用される重荷重用空気入りタイヤとして好適である。
【実施例】
【００２３】
以下、本発明を、実施例を用いてより詳細に説明する。
タイヤサイズ１１Ｒ２２．５にて、各実施例および比較例の重荷重用タイヤを作製した。カーカスプライのクラウン部タイヤ半径方向外側には、内層側から順次、タイヤ赤道面に対し、右５０°のコード角度の１層の高角度ベルト層と、右２０°、左２０°および左２０°のコード角度の３層の交錯ベルト層を配置した。高角度ベルト層および交錯ベルト層には、いずれも３×０．２０ｍｍ＋６×０．３５ｍｍ（図２参照）のスチールコードを用い、打込み数を変えることにより、下記表中に示すように各層に含まれる単位面積当たりのスチールコードの質量を調整した。また、各層のコーティングゴムについては、下記表中に示す物性を有するものを用いた。
【００２４】
＜走行後における径成長の評価＞
得られた各供試タイヤに内圧９００ｋＰａを充填し、ドラム試験機にて速度６０ｋｍ／ｈで５０，０００ｋｍ走行させた後のタイヤの周長を測定した。各タイヤについて、ドラム走行前の内圧１００ｋＰａ充填時における周長から何％伸びたかを算出し、従来例を１００とする指数で示した。数値が小さいほど、走行後の形成長が小さく、良好である。
【００２５】
＜タイヤ耐久性の評価＞
得られた各供試タイヤに内圧６００ｋＰａを充填し、荷重２７２５Ｎを負荷して、スリップアングル５°を付与し、ドラム試験機にて速度６０ｋｍ／ｈで走行させ、ベルト端から亀裂が表面に現れるまでの走行距離を測定した。各タイヤの走行距離について、従来例の走行距離を１００とする指数で示した。数値が大きいほど、走行距離が長く、耐久性に優れている。
【００２６】
これらの結果を、下記の表中に示す。
【００２７】
【表１】
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＊１）各層のコーティングゴムについて、ＪＩＳ  Ｋ６２５１に準拠して、２００％伸び時の引張応力を求め、引張弾性率とした。
【００２８】
上記表１の結果から分かるように、高角度ベルト層のコーティングゴムの剛性を交錯ベルト層対比で高めることにより、ベルト層に使用するスチール量を減らしてタイヤ軽量化を図った場合でも、径成長を抑制して、タイヤ耐久性を確保できることが確かめられた。
【符号の説明】
【００２９】
１  ビードコア
２  カーカスプライ
３  高角度ベルト層
４  交錯ベルト層
１０  タイヤ
１１  ビード部
１２  サイドウォール部
１３  トレッド部
【図１】
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【図２】
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