(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
対をなすビードコア間をトロイダル状に延びるカーカス層と、カーカス層の半径方向外側に配置され、内部にタイヤ赤道Ｓに対して傾斜している多数本の補強コードが埋設された少なくとも１枚のベルトプライからなるベルト層と、前記カーカス層とベルト層との間に配置され、内部に波状またはジグザグ状に屈曲しながら実質上周方向に延びる補強素子が埋設された少なくとも１枚の強化プライからなるベルト強化層と、前記ベルト層の半径方向外側に配置されたトレッドとを備えた空気入りタイヤにおいて、波状またはジグザグ状に屈曲している補強素子の全振幅を 1.2mm〜 1.8mmの範囲内とするとともに、前記補強素子の屈曲の繰り返し回数を１ｍ当り40〜60回の範囲内としたことを特徴とする空気入りタイヤ。
【請求項２】
前記強化プライが正弦波状に屈曲している複数本の補強素子をゴム被覆したリボン状ストリップを螺旋状に巻回することで構成されているとき、これら補強素子を複数の束に区分するとともに、隣接する束同士の位相差を９０度以上とした請求項１記載の空気入りタイヤ。
【請求項３】
前記強化プライが正弦波状に屈曲している複数本の補強素子をゴム被覆したリボン状ストリップを螺旋状に巻回することで構成されているとき、これら補強素子のうち、隣接する補強素子同士の位相差を９０度以上とした請求項１記載の空気入りタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、内部に波状またはジグザグ状に屈曲しながら実質上周方向に延びる補強素子が埋設されたベルト強化層をカーカス層の半径方向外側に配置した空気入りタイヤに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の空気入りタイヤとしては、例えば以下の特許文献１に記載されているようなものが知られている。
【特許文献１】特開平１１−１２３９０８号公報
【０００３】
このものは、対をなすビードコア間をトロイダル状に延びるカーカス層と、カーカス層の半径方向外側に配置され、内部にタイヤ赤道Ｓに対して傾斜している多数本の補強コードが埋設された２枚のベルトプライからなるベルト層と、前記カーカス層とベルト層との間に配置され、内部に同一位相で波状またはジグザグ状に屈曲しながら実質上周方向に延びる補強素子が埋設された２枚の強化プライからなるベルト強化層と、前記ベルト層の半径方向外側に配置されたトレッドとを備え、波状またはジグザグ状に屈曲している補強素子の全振幅を 5.0mmとしたものである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、従来の空気入りタイヤには、波状またはジグザグ状に屈曲している補強素子の全振幅として、前述した 5.0mmのものを含め、 3.0mm〜 5.0mmの範囲のものが多用されているが、このような従来の空気入りタイヤは、正規内圧の充填時あるいは高速走行時に、トレッド部が半径方向外側に向かって膨出して径成長するため、波状またはジグザグ状に屈曲した補強素子が長手方向（周方向）に引き伸ばされて全振幅が減少するような変形をしてしまう。
【０００５】
そして、このように同一位相の補強素子が引き伸ばされるよう変形すると、半径方向内側に配置されているカーカス層に補強素子から半波長毎に逆転する子午線方向（幅方向）の力が付与され、この結果、該カーカス層が子午線方向に交互に変位し、カーカス層に多数の波打ち（凹凸）が生じてしまうのである。このようにカーカス層に波打ちが発生すると、サイドウォール部はこの影響を受けてトレッド端とタイヤ最大幅位置との間のサイドウォール部外表面に周方向の凹凸が発生してしまい、空気入りタイヤの外観を著しく低下させてしまうという課題があった。
【０００６】
この発明は、サイドウォール部外表面に発生する凹凸を効果的に抑制することができる空気入りタイヤを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
このような目的は、対をなすビードコア間をトロイダル状に延びるカーカス層と、カーカス層の半径方向外側に配置され、内部にタイヤ赤道Ｓに対して傾斜している多数本の補強コードが埋設された少なくとも１枚のベルトプライからなるベルト層と、前記カーカス層とベルト層との間に配置され、内部に波状またはジグザグ状に屈曲しながら実質上周方向に延びる補強素子が埋設された少なくとも１枚の強化プライからなるベルト強化層と、前記ベルト層の半径方向外側に配置されたトレッドとを備えた空気入りタイヤにおいて、波状またはジグザグ状に屈曲している補強素子の全振幅を 1.2mm〜 1.8mmの範囲内とするとともに、前記補強素子の屈曲の繰り返し回数を１ｍ当り40〜60回の範囲内とすることにより、達成することができる。
【発明の効果】
【０００８】
この発明においては、ベルト強化層内に埋設されている補強素子の全振幅（屈曲の最大値と最小値との間の幅）を 1.8mm以下としたので、サイドウォール部外表面に発生する周方向の凹凸を効果的に抑制することができる。その理由は、前述のように補強素子の全振幅が 1.8mm以下であると、空気入りタイヤに正規内圧を充填する途中で該補強素子が直線状になるまで引き伸ばされ、この結果、カーカス層の交互の変位量が減少するが、 1.8mmを超えると、正規内圧まで内圧充填されてもなお補強素子に屈曲が残存し、この結果、カーカス層の交互の変位量を殆ど減少することができないからであると考えられる。
【０００９】
但し、前記補強素子の全振幅が 1.2mm未満であると、空気入りタイヤに正規内圧が充填されたとき、直線状に引き伸ばされた補強素子に大きな引張力が作用するため、荷重下で長時間走行すると、補強素子に破断（フィラメント切れ）が生じてしまう。このようなことから補強素子の全振幅は 1.2mm〜 1.8mmの範囲内でなければならない。
【００１０】
また、波状またはジグザグ状に延びる補強素子の屈曲の繰り返し回数が１ｍ当り40回未満であると、補強素子の全長（屈曲に沿った長さ）が短いため、空気入りタイヤに正規内圧が充填されたとき、補強素子が直線状に引き伸ばされて引張力が作用し、この結果、荷重下で長時間走行すると、補強素子に破断（フィラメント切れ）が生じるおそれがある。一方、60回を超えると、補強素子の全長が長いため、補強素子が内圧充填により正規内圧近くまで引き伸ばされ、これにより、カーカス層の交互の変位量をある程度しか減少することができないときがあるが、補強素子の屈曲の繰り返し回数を１ｍ当り40〜60回の範囲内とすれば、補強素子の破断を効果的に抑制しながら、サイドウォール部外表面に発生する周方向の凹凸を効果的に抑制することができる。
【００１１】
さらに、請求項２、３に記載のように構成すれば、サイドウォール部外表面に発生する凹凸をさらに強力に抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、この発明の実施形態１を図面に基づいて説明する。
図１、２において、11は偏平な重荷重用空気入りラジアルタイヤであり、この空気入りタイヤ11は一対のビード部12を有し、これらビード部12には対をなす（ここでは一対であるが、複数対のこともある）ビードコア13が埋設されている。また、前記空気入りタイヤ11は、これらビード部12から略半径方向外側に向かってそれぞれ延びるサイドウォール部14と、両サイドウォール部14の半径方向外端同士を連結する略円筒状のトレッド部15とをさらに備えている。
【００１３】
そして、この空気入りタイヤ11は前記ビードコア13間をトロイダル状に延びてサイドウォール部14、トレッド部15を補強するカーカス層18を有し、このカーカス層18の両端部は前記ビードコア13の回りを内側から外側に向かって折り返されている。前記カーカス層18は少なくとも１枚、ここでは１枚のカーカスプライ19から構成され、このカーカスプライ19の内部には実質上ラジアル方向（子午線方向）に延びる非伸張性の補強コード20、例えばスチールコードが多数本埋設されている。また、ビード部12におけるカーカス層18の周囲には、例えばスチールコードにより補強されたチェーファー21が配置されている。
【００１４】
24はカーカス層18の半径方向外側に配置され、トレッド幅と同等あるいはトレッド幅より若干狭い程度の幅であるベルト層であり、このベルト層24は少なくとも１枚（ここでは２枚）のベルトプライ25から構成され、該ベルトプライ25の内部には、例えばスチール、芳香族ポリアミドからなる非伸張性の補強コード26が多数本埋設されている。そして、各ベルトプライ25に埋設されている補強コード26は、タイヤ赤道Ｓに対して例えば、40〜70度の所定角度Ａで傾斜しているとともに、少なくとも２枚のベルトプライ25においてタイヤ赤道Ｓに対し逆方向に傾斜して互いに交差している。
【００１５】
28は前記カーカス層18、ベルト層24の半径方向外側に配置されたゴムからなるトレッドであり、このトレッド28の外表面（踏面）には、排水性能を向上させるため、幅広で周方向に連続して延びる複数本、ここでは５本の主溝29が形成されている。また、前記トレッド28の外表面には幅方向や斜め方向に延びる多数本の横溝が形成されることもある。
【００１６】
31は前記カーカス層18の半径方向外側、詳しくは、カーカス層18とベルト層24との間に該ベルト層24に重なり合うよう配置されたベルト強化層であり、このベルト強化層31は少なくとも１枚、ここでは積層された２枚の強化プライ32から構成されている。各強化プライ32の内部には、強化プライ32の表裏面に平行な平面内において波状またはジグザグ状に、例えば方形波、三角波、正弦波状に同一全振幅Ｚで屈曲した補強素子34が同一位相でそれぞれ埋設されており、これら補強素子34は実質上周方向に延びている。
【００１７】
ここで、補強素子34が同一位相であるとは、隣接する補強素子34の山の頂上、谷底が幅方向に延びる同一直線上に位置することである。そして、これら補強素子34はスチール、芳香族ポリアミドの非伸張性材料、ここではスチールのコード（撚り線）またはモノフィラメントから構成されている。このようにベルト強化層31内において実質上周方向に延びる補強素子34を非伸張性材料であるスチールから構成すれば、ベルト強化層31のたが効果を効果的に上昇させることができるとともに、ベルト強化層31を安価に製作することができる。
【００１８】
そして、図３に示すように前述の強化プライ32は、例えば、前記補強素子34を１本または複数本並べてゴム被覆した一定幅のリボン状ストリップ35をカーカス層18の外側に螺旋状に多数回巻回することで構成することができる。このようにして各強化プライ32を成形するようにすれば、波状またはジグザグ状をした補強素子34が埋設された強化プライ32（ベルト強化層31）を高精度で、かつ容易に製造することができる。
【００１９】
そして、このような空気入りタイヤ11に正規内圧を充填、あるいは、内圧充填後高速走行を行うと、トレッド部15が径成長して補強素子34が引き伸ばされるが、このとき、ベルト強化層31の半径方向内側に配置されているカーカス層18に補強素子34から半波長毎に逆転する子午線方向（幅方向）の力が付与され、カーカス層18に多数の波打ち（凹凸）が生じてしまう。このため、この実施形態においては、前述の補強素子34の全振幅Ｚ（屈曲の最大値と最小値との間の幅）を 1.8mm以下としたのである。
【００２０】
その理由は、補強素子34の全振幅Ｚが 1.8mmを超えると、正規内圧まで内圧充填されてもなお補強素子34に屈曲が残存し、この結果、カーカス層18の交互の変位量を殆ど減少することができないが、前述のように全振幅Ｚを 1.8mm以下とすると、空気入りタイヤ11に正規内圧を充填する途中で該補強素子34が直線状になるまで引き伸ばされるので、カーカス層18の交互の変位量が減少し、これにより、サイドウォール部14外表面に発生する周方向の凹凸を効果的に抑制することができるからである。
【００２１】
但し、前記補強素子34の全振幅Ｚが 1.2mm未満であると、空気入りタイヤ11に正規内圧が充填されたとき、直線状に引き伸ばされた補強素子34に大きな引張力が作用するため、荷重下で長時間走行すると、補強素子34に破断（フィラメント切れ）が生じてしまう。このようなことから前記補強素子34の全振幅Ｚは 1.2mm以上としなければならない。即ち、この実施形態のようにベルト強化層31内に埋設されている補強素子34の全振幅Ｚを 1.2mm〜 1.8mmの範囲内とすれば、補強素子34の破断を抑制しながら、サイドウォール部14の外表面に発生する周方向の凹凸を効果的に抑制することができ、空気入りタイヤ11の外観の低下（外観不良）を防止することができる。
【００２２】
また、前記波状またはジグザグ状に延びる補強素子34の屈曲の繰り返し回数Ｎ（振動回数）は周方向の１ｍ当り40〜60回の範囲内とする。その理由は、補強素子34の屈曲の繰り返し回数Ｎが１ｍ当り40回未満であると、補強素子34の全長（屈曲に沿った長さ）が短いため、空気入りタイヤ11に正規内圧が充填されたとき、補強素子34が直線状に引き伸ばされて引張力が作用し、この結果、荷重下で長時間走行すると、補強素子34に破断（フィラメント切れ）が生じるおそれがある一方、60回を超えると、補強素子34の全長が長いため、補強素子34が内圧充填により正規内圧近くまで引き伸ばされ、これにより、カーカス層18の交互の変位量をある程度しか減少することができないときがあるからである。
【００２３】
しかしながら、補強素子34の屈曲の繰り返し回数Ｎを前述の値の範囲内とすれば、補強素子34の破断を効果的に抑制することで、ベルト強化層31の耐久性を向上させながら、サイドウォール部14外表面に発生する周方向の凹凸を効果的に抑制することができる。ここで、正規内圧とは、下記規格に記載されている適用サイズ・プライレーティングにおける最大荷重（最大負荷能力）に対応する空気圧のことである。
【００２４】
そして、規格とは、タイヤが生産または使用される地域に有効な産業規格によって決められており、例えば、アメリカ合衆国では「The Tire and Rim Association Inc．のYear Book」が、欧州では「The European Tire and Rim Technical Organization の Standards Manual」が、日本では「日本自動車タイヤ協会のJATMA Year Book」が相当する。なお、前述した補強素子34の全振幅Ｚおよび屈曲の繰り返し回数Ｎは、空気入りタイヤ11をリムに装着する前にトレッド28、ベルト層24を剥がして測定している。
【００２５】
図４は、この発明の実施形態２を示す図である。この実施形態においては、前記リボン状ストリップ35内に正弦波状に屈曲している複数本の補強素子34を埋設する一方、これら補強素子34を複数の束（ここでは２つの束Ｔ１、Ｔ２）に区分するとともに、隣接する束Ｔ１、Ｔ２における補強素子34同士の位相差を９０度以上、ここでは１８０度としている。この結果、補強素子34が引き伸ばされるよう変形したとき、該補強素子34から発生する半波長毎に逆転する子午線方向（幅方向）の力が、リボン状ストリップ35内の束Ｔ１、Ｔ２の相互間でかなり大幅に相殺されることになり、この結果、サイドウォール部14外表面に発生する凹凸をさらに強力に抑制することができる。
【００２６】
図５は、この発明の実施形態３を示す図である。この実施形態においては、前記リボン状ストリップ35内に正弦波状に屈曲している複数本の補強素子34を埋設する一方、これら補強素子34のうち、隣接する補強素子34同士の位相差を９０度以上（ここでは１８０度）としている。この結果、補強素子34が引き伸ばされるよう変形したとき、該補強素子34から発生する半波長毎に逆転する子午線方向（幅方向）の力がリボン状ストリップ35内の隣接する補強素子34の相互間で相殺されることになるので、前記束Ｔ１、Ｔ２間での力の相殺に比較して、きめ細かい力の相殺を行うことができ、この結果、サイドウォール部14外表面に発生する凹凸をさらに強力に抑制することができる。そして、このような空気入りタイヤ11はトラック・バス用空気入りタイヤとして好適に用いられる。
【実施例１】
【００２７】
次に、第１試験例について説明する。この試験に当たっては、全振幅Ｚが 3.0mm、繰り返し回数Ｎが30回である補強素子が埋設されたベルト強化層を有する図１、２に示すような構造の従来タイヤ１と、全振幅Ｚが 1.2mm〜 1.8mmの範囲内で、繰り返し回数Ｎが40回〜60回の範囲内である補強素子が埋設されたベルト強化層を有する図１、２に示すような構造の実施タイヤ１〜９と、全振幅Ｚが 1.2mm〜 1.8mmの範囲外で、繰り返し回数Ｎが30回〜70回の範囲内である補強素子が埋設されたベルト強化層を有する図１、２に示すような構造の比較タイヤ１〜７とを準備した。
【００２８】
ここで、各タイヤのサイズはいずれも435/50Ｒ19.5であり、また、いずれのタイヤにおいてもベルト強化層の幅は 300mm、ベルト強化層に埋設されスチールからなる補強素子の直径は 1.8mm、ベルト層を構成する内側、外側ベルトプライの幅はそれぞれ 360mm、 120mm、前記内側、外側ベルトプライに埋設されたスチールからなる補強コードの直径は 1.5mm、前記補強コードのタイヤ赤道Ｓに対する傾斜角はそれぞれ右上がり39度、左上がり39度であった。さらに、各タイヤにおける残りの諸元、即ち、ベルト強化層に埋設されている波状に屈曲した補強素子の全振幅Ｚ（mm）を振幅Ｚとして、１ｍ当たりの屈曲の繰り返し回数（回）を回数Ｎとして、以下の表１に示す。
【００２９】
【表１】
0004749128.tif 000002
【００３０】
次に、前述の各タイヤをサイズが 14.00×19.5であるリムに装着し 900ｋPaの正規内圧を充填させた無負荷状態で、各タイヤを回転軸回りに回転させながらレーザー光をトレッド端とタイヤ最大幅位置との間のサイドウォール部に照射し、反射光を基に各タイヤのサイドウォール部外表面における凹凸を測定した。その結果を従来タイヤ１を指数 100として指数で表示している。また、前述の各タイヤに29.1ｋＮ（最大荷重の 110％）の荷重を付与しながら時速57ｋｍでドラム上を１万km走行させた後、各タイヤをＸ線で検査して補強素子（フィラメント）の破断個数を測定し、その結果を従来タイヤ１を指数 100として表１に指数表示した。
【００３１】
この表１において、サイド凹凸とは前者の指数値であり、素子破断とは後者の指数値である。また、サイド凹凸の数値が大きいほどサイドウォール部外表面における凹凸が減少していることを示しており、一方、素子破断の数値が大きいほどスチールコードの破断個数が減少しており、耐久性が良好であることを示している。この表１から明らかなように、いずれの実施タイヤもサイドウォール部外表面における凹凸が従来タイヤ１、比較タイヤ３、４、６に比較して格段に減少している。
【００３２】
また、いずれの実施タイヤも補強素子の破断個数が従来タイヤ１に比較して殆ど低下していないが、比較タイヤ１、２、５、７においては大幅に減少している。なお、実施タイヤ１〜９においては補強素子の破断の指数が98、99であるが、この程度の差は実際の使用に際しては何らの問題もない。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
この発明は、内部に波状またはジグザグ状に屈曲しながら周方向に延びる補強素子が埋設されたベルト強化層を有する空気入りタイヤの産業分野に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】この発明の実施形態１を示すタイヤの子午線断面図である。
【図２】その一部破断平面図である。
【図３】リボン状ストリップ近傍の一部破断平面図である。
【図４】この発明の実施形態２を示す図３と同様の一部破断平面図である。
【図５】この発明の実施形態３を示す図３と同様の一部破断平面図である。
【符号の説明】
【００３５】
11…空気入りタイヤ         13…ビードコア
18…カーカス層             24…ベルト層
25…ベルトプライ           26…補強コード
28…トレッド               31…ベルト強化層
32…強化プライ             34…補強素子
35…リボン状ストリップ     Ｓ…タイヤ赤道
Ｔ１、Ｔ２…束             Ｚ…全振幅
【図１】
0004749128.tif 000003
【図２】
0004749128.tif 000004
【図３】
0004749128.tif 000005
【図４】
0004749128.tif 000006
【図５】
0004749128.tif 000007