(57)【要約】【課題】ベルト層の耐久性を維持しつつショルダー部の偏摩耗を抑制できる空気入りタイヤを提供すること。【解決手段】この空気入りタイヤ１は、カーカス層２と、カーカス層２に対してタイヤ径方向外側に配置されるベルト層３と、ベルト層３に対してタイヤ径方向外側に形成されるトレッド部Ｔとを有する。ベルト層３は、内圧によるタイヤ径の成長現象を抑止する第１ベルト材３１と、スチールワイヤ材から成ると共にスチールワイヤ材のスチールワイヤ方向がタイヤ周方向に対して３０度から４５度の範囲内の角度を成す第２ベルト材３２とを積層して成る。そして、トレッド部Ｔをタイヤ径方向から透視したときに、第２ベルト材３２は、第１ベルト材３１に重ねて配置されると共に、その端部がトレッド部Ｔの両幅からはみ出すように配置される。【選択図】        図２
2005231413.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
カーカス層と、カーカス層に対してタイヤ径方向外側に配置されるベルト層と、ベルト層に対してタイヤ径方向外側に形成されるトレッド部とを有する空気入りタイヤにおいて、
前記ベルト層は、内圧によるタイヤ径の成長現象を抑止する第１ベルト材と、スチールワイヤ材から成ると共に前記スチールワイヤ材のスチールワイヤ方向がタイヤ周方向に対して３０度から４５度の範囲内の角度を成す第２ベルト材とを積層して成り、
トレッド部をタイヤ径方向から透視したときに、前記第２ベルト材は、前記第１ベルト材に重ねて配置されると共に、その端部が前記トレッド部の両幅からはみ出すように配置されることを特徴とする空気入りタイヤ。
【請求項２】
カーカス層と、カーカス層に対してタイヤ径方向外側に配置されるベルト層と、ベルト層に対してタイヤ径方向外側に形成されるトレッド部とを有する空気入りタイヤにおいて、
前記ベルト層が、スチールワイヤ材から成る第１ベルト材および第２ベルト材を積層して成り、
前記スチールワイヤ材のスチールワイヤ方向がタイヤ周方向に対して成す角度をベルト角度θとしたときに、前記第１ベルト材のベルト角度θ１が０度から５度の範囲内にあり、前記第２ベルト材のベルト角度θ２が３０度から４５度の範囲内にあり、
トレッド部をタイヤ径方向から透視したときに、前記第２ベルト材は、その幅寸法が前記トレッド部の接地面の幅寸法よりも大きく、且つ、その端部が前記トレッド部の両幅からはみ出すように配置されることを特徴とする空気入りタイヤ。
【請求項３】
前記第２ベルト材が、前記第１ベルト材のタイヤ径方向外側に配置される請求項１または２に記載の空気入りタイヤ。
【請求項４】
前記ベルト層が、一対の前記第１ベルト材間に前記第２ベルト材を挟み込み積層して成る請求項１〜３のいずれかに１項に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、空気入りタイヤに関し、さらに詳しくは、ベルト層の耐久性を維持しつつショルダー部の偏摩耗を抑制できる空気入りタイヤに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、重荷重用の空気入りタイヤでは、特殊ベルト構造を有する扁平タイヤが多く用いられている。かかる扁平タイヤでは、使用によりショルダー部に偏摩耗（肩落ち摩耗）が発生するため、これを抑制するための技術的な改良が求められている。一般に、空気入りタイヤでは、（１）接地圧の分布を適正に保持すると共に、（２）タイヤ旋回時の横力により生ずる応力を緩和するため、トレッド部の外表面が凸状に形成されている。このため、クラウンセンター部とショルダー部とが、相互に異なるタイヤ径を有している。かかる構成では、タイヤ転動時にてトレッド部に作用する接地反力が、クラウンセンター部ではタイヤ進行方向に対して前方側（駆動側）に向かい、ショルダー部では後方側（制動側）に向かう。これにより、ショルダー部エッジにおける摩耗速度が増加して、偏摩耗が発生するという課題がある。
【０００３】
かかる課題を解決するため、従来の空気入りタイヤには、特許文献１に記載される技術が知られている。従来の空気入りタイヤでは、複数枚のプライ（ベルト材）によりベルト層が構成され、且つ、このベルト層に重なり合うように硬ゴム層が設けられている。この硬ゴム層は、１００％モジュラスがトレッドゴムの３〜１０倍であるゴム材料により構成されており、ベルト層のプライのうち最も広い幅を有するものに対して、その幅方向の両外側端部にそれぞれ重なるように配置される。従来の空気入りタイヤでは、かかる構成によりベルト層エッジにおけるトレッド部の剪断剛性を向上させて、ショルダー部の偏摩耗を抑制していた。しかしながら、従来の空気入りタイヤでは、配置された硬ゴム層の端部に亀裂が発生するという課題があった。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２７４１２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで、この発明は、上記に鑑みてされたものであって、ベルト層の耐久性を維持しつつショルダー部の偏摩耗を抑制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】
【０００６】
上記目的を達成するため、この発明にかかる空気入りタイヤは、カーカス層と、カーカス層に対してタイヤ径方向外側に配置されるベルト層と、ベルト層に対してタイヤ径方向外側に形成されるトレッド部とを有する空気入りタイヤにおいて、前記ベルト層は、内圧によるタイヤ径の成長現象を抑止する第１ベルト材と、スチールワイヤ材から成ると共に前記スチールワイヤ材のスチールワイヤ方向がタイヤ周方向に対して３０度から４５度の範囲内の角度を成す第２ベルト材とを積層して成り、トレッド部をタイヤ径方向から透視したときに、前記第２ベルト材は、前記第１ベルト材に重ねて配置されると共に、その端部が前記トレッド部の両幅からはみ出すように配置されることを特徴とする。
【０００７】
この空気入りタイヤでは、ベルト層を構成する第２ベルト材の幅寸法がトレッド部の幅寸法よりも大きく、且つ、第２ベルト材の端部がトレッド部の両幅からはみ出すように配置されるので、ショルダー部が補強されてその偏摩耗が効果的に抑制される利点がある。また、第２ベルト材は、スチールワイヤ材から成ると共にそのスチールワイヤ材のスチールワイヤ方向がタイヤ周方向に対して３０度から４５度の範囲内の角度を成すので、その端部が破断し難い。これにより、ベルト層の耐久性が維持される利点がある。なお、第１ベルト材は、いわゆるテンションメンバーベルトであり、直線状、ウェーブ状その他の形状を有するスチールワイヤ材により構成されても良いし、テープ状部材（帯状部材）により構成されても良い。また、第２ベルト材は、単一形状を有しても良いし、スプリット形状を有しても良い。
【０００８】
また、この発明にかかる空気入りタイヤは、カーカス層と、カーカス層に対してタイヤ径方向外側に配置されるベルト層と、ベルト層に対してタイヤ径方向外側に形成されるトレッド部とを有する空気入りタイヤにおいて、前記ベルト層が、スチールワイヤ材から成る第１ベルト材および第２ベルト材を積層して成り、前記スチールワイヤ材のスチールワイヤ方向がタイヤ周方向に対して成す角度をベルト角度θとしたときに、前記第１ベルト材のベルト角度θ１が０度から５度の範囲内にあり、前記第２ベルト材のベルト角度θ２が３０度から４５度の範囲内にあり、トレッド部をタイヤ径方向から透視したときに、前記第２ベルト材は、その幅寸法が前記トレッド部の接地面の幅寸法よりも大きく、且つ、その端部が前記トレッド部の両幅からはみ出すように配置されることを特徴とする。
【０００９】
この空気入りタイヤでは、ベルト層を構成する第２ベルト材の幅寸法がトレッド部の幅寸法よりも大きく、且つ、第２ベルト材の端部がトレッド部の両幅からはみ出すように配置されるので、ショルダー部が補強されてその偏摩耗が効果的に抑制される利点がある。また、第２ベルト材は、スチールワイヤ材から成ると共にそのスチールワイヤ材のスチールワイヤ方向がタイヤ周方向に対して３０度から４５度の範囲内の角度を成すので、その端部が破断し難い。これにより、ベルト層の耐久性が維持される利点がある。
【００１０】
また、この発明にかかる空気入りタイヤは、前記第２ベルト材が、前記第１ベルト材のタイヤ径方向外側に配置される。
【００１１】
この空気入りタイヤでは、第２ベルト材が、その張力により第１ベルト材をタイヤ径方向外側から押さえ込んで固定する。これにより、第１ベルト材の幅方向への変形が抑制されるので、タイヤ接地時におけるトレッド部の変形が抑制されて、ショルダー部Ｓｈの偏摩耗が相乗的に抑制される利点がある。
【００１２】
また、この発明にかかる空気入りタイヤは、前記ベルト層が、一対の前記第１ベルト材間に前記第２ベルト材を挟み込み積層して成る。
【発明の効果】
【００１３】
この発明によれば、ベルト層を構成する第２ベルト材の幅寸法がトレッド部の幅寸法よりも大きく、且つ、第２ベルト材の端部がトレッド部の両幅からはみ出すように配置されるので、ショルダー部が補強されてその偏摩耗が効果的に抑制される利点がある。また、第２ベルト材は、スチールワイヤ材から成ると共にそのスチールワイヤ材のスチールワイヤ方向がタイヤ周方向に対して３０度から４５度の範囲内の角度を成すので、その端部が破断し難い。これにより、ベルト層の耐久性が維持される利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。また、以下に示す実施例の構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、或いは実質的同一のものが含まれる。
【実施例】
【００１５】
図１および図２は、この発明の実施例にかかる空気入りタイヤを示す断面斜視図（図１）および子午線方向断面図（図２）である。この空気入りタイヤ１は、重荷重用の空気入りラジアルタイヤであり、カーカス層２と、ベルト層３とを含み構成される。この空気入りタイヤ２では、ベルト層３が後述する構造を有することより、（１）ベルト層３の耐久性が向上し、また、（２）ショルダー部Ｓｈの偏摩耗が効果的に抑制される点に特徴を有する。なお、かかるベルト層３の構造は、特に、低い扁平率（７０％以下）を有する重荷重用の空気入りタイヤに適用されることが好ましい。
【００１６】
この空気入りタイヤ１において、カーカス層２は、一対のビード部（図示省略）に対してトロイド状に架け渡されて形成され、タイヤの骨格を構成する。ベルト層３は、複数のベルト材３１、３２を積層して成る少なくとも三層構造を有し、カーカス層２のタイヤ径方向外周に配置されてカーカス層２をタイヤ周方向に覆う。そして、ベルト層３のタイヤ径方向外周には、ゴム材が配置されてトレッド部Ｔが形成される。
【００１７】
ここで、ベルト層３は、第１ベルト材３１，３１および第２ベルト材３２から成り、一対の第１ベルト材３１，３１間に第２ベルト材３２を挟み込み積層することにより構成される。具体的には、まず、一方の第１ベルト材３１がカーカス層２のタイヤ径方向外周に巻き付けられ、その外周に第２ベルト材３２が巻き付けられ、さらに、その外周に他方の第１ベルト材３１が巻き付けられることにより、ベルト層３が構成される（図１および図２参照）。
【００１８】
第１ベルト材３１，３１は、一般的なベルト材より素線径は小さく、ワイヤ自体の伸びを大きくするために撚りピッチも細かくした材料から成るスチールワイヤ材を複数配列して構成され、全体としては単一の略帯状形状を有する。この第１ベルト材３１は、かかるスチールワイヤ材から成ることにより、その周方向長さ（全長）が長手方向に７％〜８％の割合で伸張できる。また、第１ベルト材３１，３１は、そのスチールワイヤ材のスチールワイヤ方向が長手方向に対して０度〜５度の角度を成すように（略平行となるように）構成されている。これにより、第１ベルト材３１は、設置状態にて、そのスチールワイヤ材のスチールワイヤ方向とタイヤ周方向との角度（以下、ベルト角度θ１という。）が０度〜５度の範囲にあるように（スチールワイヤ材のスチールワイヤ方向がタイヤ周方向に対して略平行となるように）構成されている。また、第１ベルト材３１は、内圧によるタイヤ径の成長現象（タイヤが径方向に膨張してタイヤ接地面が略球面となる現象）をその張力により抑止する作用を有する。すなわち、第１ベルト材３１，３１は、いわゆるテンションメンバーベルトとして機能する。これにより、タイヤ接地面の平坦性が確保される。
【００１９】
一方、第２ベルト材３２は、スチールワイヤ材を複数配列して構成され、全体としては単一の略帯状形状を有する。また、第２ベルト材３２は、そのスチールワイヤ材のスチールワイヤ方向が長手方向に対して３０度〜４５度の角度を成すように構成されている。これにより、第２ベルト材３２は、設置状態にて、そのスチールワイヤ材のスチールワイヤ方向とタイヤ周方向との角度（以下、ベルト角度θ２という。）が３０度〜４５度の範囲となるように構成されている。また、第２ベルト材３２は、タイヤ軸方向にかかる幅寸法ＢＷがトレッド部Ｔの接地面の幅寸法ＴＷよりも大きく、且つ、トレッド部Ｔの幅寸法ＴＷの１．０５倍以下である。言い換えると、第２ベルト材３２は、トレッド部Ｔをタイヤ径方向から透視したときに、その幅寸法ＢＷがトレッド部Ｔの幅寸法ＴＷを含むように構成される。また、第２ベルト材３２は、トレッド部Ｔをタイヤ径方向から透視したときに、その端部がトレッド部Ｔの両幅からショルダー部Ｓｈ側にはみ出すように配置される。
【００２０】
なお、トレッド部Ｔの幅寸法ＴＷとは、空気入りタイヤ１が規定リムに装着されて規定内圧および規定荷重を負荷された状態における接地幅の寸法をいうものとする。これらの規定リム、規定内圧および規定荷重については、例えば、ＪＡＴＭＡ（日本）などが発行する規格に定められる。
【００２１】
［作用効果］
この空気入りタイヤ１では、ベルト層３が第２ベルト材３２を有し、且つ、この第２ベルト材３２の幅寸法ＢＷがトレッド部Ｔの幅寸法ＴＷよりも大きくなるように構成される。また、トレッド部Ｔをタイヤ径方向から透視したときに、第２ベルト材３２の端部がトレッド部Ｔの端部から幅方向にはみ出すように構成される。したがって、この第２ベルト材３２によって、特にトレッド部Ｔのショルダー部Ｓｈが補強されて、その剪断剛性が増加している。これにより、タイヤ転動時におけるショルダー部Ｓｈの剪断変形が低減されるので、ショルダー部Ｓｈの偏摩耗が効果的に抑制される利点がある。
【００２２】
また、この空気入りタイヤ１では、第２ベルト材３２の幅寸法ＢＷがトレッド部Ｔの幅寸法ＴＷの１．０５倍以下となるように構成されているので、上記構成（第２ベルト材３２の幅寸法ＢＷがトレッド部Ｔの幅寸法ＴＷよりも大きいこと）による弊害（第２ベルト材３２の幅寸法ＢＷが余りに大きいと、ショルダー部Ｓｈにてクラックが発生し易い）が抑制される利点がある。
【００２３】
また、上記のように、ショルダー部Ｓｈを補強する第２ベルト材３２は、そのベルト角度θ２が３０度〜４５度の範囲にあるように構成されている。したがって、タイヤ転動時にて、第２ベルト材３２には張力がほとんど作用しないので、第２ベルト材３２の端部のセパレーション（破断）が抑制される。これにより、硬ゴム層が破断し易かった従来の空気入りタイヤと比較して、ベルト層３の耐久性が向上する利点がある。
【００２４】
また、この空気入りタイヤ１では、第２ベルト材３２が、第１ベルト材３１，３１の中間に挟み込まれて配置される。そして、第２ベルト材３２は、その張力により第１ベルト材３１、３１をタイヤ径方向外側から押さえ込んで固定する。すると、第１ベルト材３１、３１は、タイヤ接地時にて幅方向に大きく収縮しようとするが、第２ベルト材３２により固定されているので、その幅方向への変形が抑制される。これにより、タイヤ接地時におけるトレッド部Ｔの変形が抑制されるので、ショルダー部Ｓｈの偏摩耗が相乗的に抑制される利点がある。
【００２５】
また、この空気入りタイヤ１では、ベルト層３がタイヤ周方向に対して所定量にて伸張できる。具体的には、第１ベルト材３１、３１が、その材質により周方向長さを長手方向に７％〜８％の割合で伸張でき、また、第２ベルト材３２が、そのベルト角度θ２（θ２＝３０度〜４５度）により、構造上、第１ベルト材３１よりも大きく長手方向に伸張できる。かかる構成では、タイヤ加硫成形時にてタイヤが膨張したときに、これに応じてベルト層３が伸張する。これにより、タイヤ加硫成形時に必要なベルト層３の柔軟性を確保できる利点がある。
【００２６】
［付加事項］
なお、この空気入りタイヤ１では、第１ベルト材３１、３１が複数のスチールワイヤ材を配列して成る単一の帯状形状を有するが、これは、タイヤ成形時におけるベルト層３の設置工程が容易である点で好ましい。しかし、これに限らず、第１ベルト材３１は、（１）一本のスチールワイヤ材がカーカス層２もしくは第２ベルト材３２に対して継ぎ目なく環状に巻き付けられることにより構成されても良いし、（２）テープ状部材（帯状部材）により構成されても良い（図示省略）。また、第１ベルト材３１は、直線状のスチールワイヤ材により構成されても良いし、ウェーブ状のスチールワイヤ材により構成されても良い。
【００２７】
また、この空気入りタイヤ１では、第２ベルト材３２が複数のスチールワイヤ材を配列して成る単一の帯状形状を有するが、これは、硬ゴム層によりショルダー部Ｓｈを補強する従来の空気入りタイヤと比較して、タイヤ成形時におけるベルト層３の設置工程が容易である点で好ましい。しかし、これに限らず、第２ベルト材３２は、スプリット状（一対の第２ベルト材３２が左右両側のショルダー部Ｓｈに対してそれぞれ配置される状態）に形成されても良い。かかる構成では、トレッド部Ｔをタイヤ径方向から透視したときに、（１）第２ベルト材３２が第１ベルト材３１に対して平面的に重ねて配置されると共に、（２）第２ベルト材３２の端部がトレッド部Ｔの両幅からショルダー部Ｓｈ側にはみ出すように配置されることが好ましい。
【００２８】
［性能試験］
図３は、この発明にかかる空気入りタイヤの性能試験の結果を示す表である。この性能試験では、第２ベルト材３２の幅寸法ＢＷおよびベルト角度θ２を変更した空気入りタイヤ１を試作し、トレッド部Ｔの耐摩耗性（図中にて「耐Ｓｈ肩落ち摩耗性」および「耐センター摩耗性」として表示）およびベルト層３の耐久性（図中にて「耐ベルトエッジセパ性」として表示）について評価を行った。
【００２９】
なお、この性能試験に用いた空気入りタイヤ１は、タイヤサイズが４３５／４５Ｒ２２．５であり、ＪＡＴＭＡの正規条件に従ってリム組みされ、規定内圧および規定荷重が負荷されている。また、図中の「耐Ｓｈ肩落ち摩耗性」および「耐センター摩耗性」は、ショルダー部Ｓｈおよびセンタークラウン部の溝の残り残量をそれぞれ測定した値である。また、図中の「耐ベルトエッジセパ性」は、第２ベルト材３２のエッジ破断（セパレーション）に関する評価であり、室内ドラム試験の走行距離を比較して評価を行った。また、これらの評価は、従来例１を基準（１００）として指数により表示されており、いずれも数値が大きいほど好ましい。
【００３０】
従来例１および従来例２の空気入りタイヤは、いずれも第１ベルト材３１のみを有し、第２ベルト材３２を有していない。また、従来例１の空気入りタイヤは、第１ベルト材３１がウェーブ状のスチールワイヤ材により構成されており、従来例２の空気入りタイヤは、第１ベルト材３１が直線状のスチールワイヤ材により構成されている。
【００３１】
発明例１および発明例２の空気入りタイヤ１は、実施例１に記載した空気入りタイヤ１である。これらの空気入りタイヤ１では、第２ベルト材３２の幅寸法ＢＷがトレッド部Ｔの幅寸法ＴＷに対してそれぞれ１．００倍および１．０５倍に構成され（図中にて「ＢＷ／ＴＷ」として表示）、また、ベルト角度θ２がそれぞれ３０度および４５度に構成されている。なお、この性能試験では、ＢＷ／ＴＷ＝１．０５では、第２ベルト材３２の幅寸法ＢＷがトレッド部Ｔの幅寸法ＴＷよりも約１０［ｍｍ］長くなっている。
【００３２】
比較例１および比較例２の空気入りタイヤは、発明例１および発明例２の空気入りタイヤ１に対してベルト角度θ２がそれぞれ２５度および５０度に変更されている。
【００３３】
試験結果に示すように、発明例１および発明例２の空気入りタイヤ１は、従来例１および従来例２の空気入りタイヤの空気入りタイヤと比較して、トレッド部Ｔの耐摩耗性およびベルト層３の耐久性において、いずれも向上していることが判る。
【００３４】
なお、発明者らの知見によれば、第２ベルト材３２のベルト角度θ２を３０度以上とすることにより、トレッド部Ｔの接地領域からタイヤ周方向に所定角度（略６０度）離れた位置にて、タイヤ転動時における第２ベルト材３２および第１ベルト材３１間の周方向変位が抑制される。また、第２ベルト材３２のベルト角度θ２を４５度以下とすることにより、タイヤ転動時にて、荷重により第２ベルト材３２に作用する剪断応力が低減される。そして、これらにより、第２ベルト材３２（特に、その両端部）の破断が効果的に抑制されて、ベルト層３の耐久性が向上すると考えられる。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
以上のように、本発明にかかる空気入りタイヤは、ベルト層の耐久性を維持しつつショルダー部の偏摩耗を抑制できる点で有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】この発明の実施例１にかかる空気入りタイヤを示す断面斜視図である。
【図２】この発明の実施例１にかかる空気入りタイヤを示す子午線方向の断面図である。
【図３】この発明にかかる空気入りタイヤの性能試験の結果を示す図表である。
【符号の説明】
【００３７】
１  空気入りタイヤ
２  カーカス層
３  ベルト層
３１  第１ベルト材
３２  第２ベルト材
ＢＷ  ベルト層の幅寸法
Ｓｈ  ショルダー部
Ｔ  トレッド部
ＴＷ  トレッド部の幅寸法
θ１、θ２  ベルト角度
【図１】
2005231413.tif 000003
【図２】
2005231413.tif 000004
【図３】
2005231413.tif 000005