(57)【要約】    【課題】  軽量化及びコストダウンを図りつつ、必要な耐ショックバースト性能及び操縦安定性を発揮できる。    【解決手段】  ＪＩＳ規格の最大負荷能力を２５００ｋｇ以上としたトラック及びバス用タイヤであって、ベルト層は、スチール製のベルトコードをタイヤ周方向に対して１６〜２２°の角度で配列した２枚のベルトプライからなる。内のベルトプライ７Ａのプライ強度Ｓ１を４８〜６３、かつ外のベルトプライ７Ｂプライ強度Ｓ２を、前記プライ強度Ｓ１の０．９５倍以上とした。プライ強度は、ベルトコードの１本当りの切断荷重Ｅ（単位ｋＮ）と、ベルトプライの巾５ｃｍ当たりのベルトコードの打込み数Ｎ（単位本）との積Ｅ×Ｎを意味する。【選択図】  図２
2005280612.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トレッド部からサイドウォール部をへてビード部のビードコアに至るカーカスと、トレッド部の内方かつ前記カーカスの外側に配されるベルト層とを具え、しかもＪＩＳ規格の最大負荷能力を２５００ｋｇ以上としたトラック及びバス用タイヤであって、
前記ベルト層は、スチール製のベルトコードがタイヤ周方向に対して１６〜２２°の角度で配列され、かつ半径方向内外で重置する内、外のベルトプライからなるとともに、
前記内のベルトプライは、そのベルトコードの１本当りの切断荷重Ｅ１（単位ｋＮ）と、ベルトプライの巾５ｃｍ当たりのベルトコードの打込み数Ｎ１（単位本）との積Ｅ１×Ｎ１であるプライ強度Ｓ１を４８〜６３、かつ外のベルトプライは、そのベルトコードの１本当りの切断荷重Ｅ２（単位ｋＮ）と、ベルトプライの巾５ｃｍ当たりのベルトコードの打込み数Ｎ２（単位本）との積Ｅ２×Ｎ２であるプライ強度Ｓ２を、内のベルトプライの前記プライ強度Ｓ１の０．９５倍以上としたことを特徴とするトラック及びバス用タイヤ。
【請求項２】
前記内のベルトプライは、外のベルトプライよりも巾広であり、かつ内のベルトプライの外端と外のベルトプライの外端との間のタイヤ軸方向の距離Ｌを３．０〜１２．０ｍｍとしたことを特徴とする請求項１記載のトラック及びバス用タイヤ。
【請求項３】
タイヤ赤道において、前記内のベルトプライのベルトコードと、前記カーカスのうちで最も外側に配されるカーカスプライのカーカスコードとの間の、タイヤ半径方向のコード間ゲージ厚さｔは１．０〜２．０ｍｍであることを特徴とする請求項１又は２記載のトラック及びバス用タイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ベルト層を２枚のベルトプライで形成しながらも、必要なタイヤ強度及び操縦安定性を確保しうるトラック及びバス用タイヤに関する。
【背景技術】
【０００２】
トラック及びバス用タイヤでは、高内圧かつ高荷重を支承するために、ベルト層の剛性および強度を充分に高める必要がある。そのためにベルト層ａには、従来、図４に示すように、３枚以上、通常４枚のスチールコードプライａ１〜ａ４を用いるとともに、カーカス側の第１プライａ１のタイヤ周方向に対するコード角度を４０〜７０度と比較的大きく、又第２〜第４プライａ２〜ａ４のコード角度を１０〜３０度の範囲で略同一、しかも第２プライａ２のコードを第３、第４プライａ３、ａ４のコードと交差する向きに配列し、強固なトラス構造を形成している。
【０００３】
他方、近年の省エネルギーの促進のために、この種のタイヤにおいても軽量化の要求が高まりつつあり、特にタイヤ重量の中でも大きなウエートを占める前記ベルト層ａにおける軽量化が強く望まれている。しかし、ベルト層ａには大きな荷重が作用するため、ベルトプライの枚数を単純に減らすだけでは、タイヤが岩石等の異物を踏んだときにベルトコードが破断してタイヤ破壊に至る所謂ショックバーストが生じやすくなるという問題がある。このショックバーストは、特に摩耗末期に生じやすく、又第２プライａ２のベルトコードから破断が始まることが知られている。
【０００４】
なお耐ショックバースト性能を高めるために、例えば特許文献１には、第１〜第３プライａ１〜ａ３のプライ強度をＳ１〜Ｓ３としたとき、３．４≦（Ｓ２＋Ｓ３）／Ｓ１≦１０．０  とすることが、又特許文献２には、０．８≦Ｓ１／（Ｓ２＋Ｓ３）≦１．５  とすることが提案されるいる。プライ強度とは、ベルトコードの１本当りの切断荷重Ｅ１（単位ｋＮ）と、ベルトプライの巾５ｃｍ当たりのベルトコードの打込み数Ｎ１（単位本）との積Ｅ１×Ｎ１を意味する。
【０００５】
しかしショックバーストは、例えばＪＩＳ  Ｄ４２３０の５．１項「タイヤ強度（破壊エネルギー）試験」に準拠して測定した破壊エネルギーが基準値以上でも発生する場合があるなど、ベルト構成との相関が充分には把握されてはおらず、ベルト層を２枚プライ構造としたトラック及びバス用タイヤの実用化の大きな妨げとなっていた。
【０００６】
このような状況に鑑み、本発明者が研究した結果、本出願人が特許文献３で提案したタイヤの耐衝撃試験方法、特にトレッド部を、縦主溝の残り深さが５ｍｍとなるまでピーリングして摩耗末期に近似させた状態のタイヤに、１２００ｋＰａの高内圧を充填し、先端を半径１９ｍｍの球面状とした例えば質量２３０ｋｇの重錘をトレッド部に落下させる衝撃試験を実施したとき、摩耗末期において市場で発生するショックバーストと極めて近い破壊形態を示すことが判明した。そしてこの衝撃試験を用いてさらに研究を行った結果、４枚プライ構造のベルト層では、第２プライａ２のプライ強度を大きくすることで耐ショックバースト性能を高めうるが、２枚プライ構造の場合には、第１プライａ１のプライ強度を大きくすることが重要であり、又構成によっては４枚プライ構造の場合と同程度の耐ショックバースト性能及び操縦安定性を確保しうることを究明し得た。
【０００７】
【特許文献１】特開０８−２４４４０７号公報
【特許文献２】特開１０−１７５４０５号公報
【特許文献１】特開２００３−１０６９６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
そこで本発明は、ベルト層を２枚プライ構造として軽量化及びコストダウンを図りながらも、必要なタイヤ強度及び操縦安定性を確保でき実用化を可能としたトラック及びバス用タイヤを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記目的を達成するために、本願請求項１の発明は、トレッド部からサイドウォール部をへてビード部のビードコアに至るカーカスと、トレッド部の内方かつ前記カーカスの外側に配されるベルト層とを具え、しかもＪＩＳ規格の最大負荷能力を２５００ｋｇ以上としたトラック及びバス用タイヤであって、
前記ベルト層は、スチール製のベルトコードがタイヤ周方向に対して１６〜２２°の角度で配列され、かつ半径方向内外で重置する内、外のベルトプライからなるとともに、
前記内のベルトプライは、そのベルトコードの１本当りの切断荷重Ｅ１（単位ｋＮ）と、ベルトプライの巾５ｃｍ当たりのベルトコードの打込み数Ｎ１（単位本）との積Ｅ１×Ｎ１であるプライ強度Ｓ１を４８〜６３、かつ外のベルトプライは、そのベルトコードの１本当りの切断荷重Ｅ２（単位ｋＮ）と、ベルトプライの巾５ｃｍ当たりのベルトコードの打込み数Ｎ２（単位本）との積Ｅ２×Ｎ２であるプライ強度Ｓ２を、内のベルトプライの前記プライ強度Ｓ１の０．９５倍以上としたことを特徴としている。
【００１０】
又請求項２の発明では、前記内のベルトプライは、外のベルトプライよりも巾広であり、かつ内のベルトプライの外端と外のベルトプライの外端との間のタイヤ軸方向の距離Ｌを３．０〜１２．０ｍｍとしたことを特徴としている。
【００１１】
又請求項３の発明では、タイヤ赤道において、前記内のベルトプライのベルトコードと、前記カーカスのうちで最も外側に配されるカーカスプライのカーカスコードとの間の、タイヤ半径方向のコード間ゲージ厚さｔは１．０〜２．０ｍｍであることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１２】
本発明は叙上の如く構成しているため、ベルト層を２枚プライ構造として軽量化及びコストダウンを図りつつ、必要なタイヤ強度及び操縦安定性を確保でき、タイヤの実用化を達成しうる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の一形態を、図示例とともに説明する。
図１において、本実施形態のトラック及びバス用タイヤ１（以下タイヤ１という）は、ＪＩＳ規格で規定する最大負荷能力が２５００ｋｇ以上のタイヤであって、トレッド部２からサイドウォール部３をへてビード部４のビードコア５に至るカーカス６と、トレッド部２の内方かつ前記カーカス６の外側に配されるベルト層７とを具備して構成される。
【００１４】
前記カーカス６は、カーカスコードをタイヤ周方向に対して例えば７０〜９０°の角度で配列した１枚以上、本例では９０°で配列した１枚のカーカスプライ６Ａから形成される。カーカスコードとして、本例ではスチールコードを用いた好ましいものを例示しているが、要求により芳香族ポリアミド、ナイロン、レーヨン、ポリエステルなどの有機繊維コードも使用しうる。又カーカスプライ６Ａは、前記ビードコア５、５間に架け渡されるプライ本体部６ａの両端に、ビードコア５の廻りでタイヤ軸方向内側から外側に折り返されるプライ折返し部６ｂを一連に具える。
【００１５】
なおビード部４には、前記プライ本体部６ａとプライ折返し部６ｂとの間を通り、前記ビードコア５から半径方向外方にのびる硬質のエーペックスゴムゴム８が配置され、ビード部４からサイドウォール部３にかけて補強している。図中の符号１０は、ビード外皮をなすリムずれ防止用のクリンチゴムであって、リムと接触しうるビード底面及び外側面に配される。又符号１１は、クリンチゴム１０とカーカスプライ６Ａとの間に配されるスチールコードを用いた補強コード層であって、前記プライ折返し部６ｂの外側面に沿ってのびる立ち上げ部１１Ａの下端に、ビード底面に沿う巻き下ろし部１１Ｂを延設したＬ字状に形成されている。
【００１６】
次に、前記ベルト層７は、スチール製のベルトコード（スチールコード）をタイヤ周方向に対して１６〜２２°の角度で傾斜配列した２枚のベルトプライ７Ａ，７Ｂからなり、各ベルトプライ７Ａ，７Ｂは、プライ間相互でベルトコードが交差するようにコードの傾斜方向を違えて半径方向内外に重置される。これによって、ベルト剛性を高め、操縦安定性に必要なコーナリングフォースを充分に確保している。
【００１７】
ここで、前記内のベルトプライ７Ａは、図２に示すように、外のベルトプライ７Ｂよりも巾広であり、この巾広のプライ巾ＷＢをトレッド巾ＴＷの０．８〜０．９５とすることにより、トレッド部２の略全巾をタガ効果を有して補強する。このとき、内のベルトプライ７Ａ外端と外のベルトプライ７Ｂ外端との間のタイヤ軸方向の距離Ｌは、３．０〜１２．０ｍｍの範囲に設定される。これは、２枚プライ構造では、４枚プライ構造の場合に比して、ベルト端に応力が集中しやすいからであり、前記距離Ｌを３．０ｍｍ以上、好ましくは８．０ｍｍ以上確保することで、応力集中を緩和しベルト端でのコードルースを抑制している。なお距離Ｌが１２．０ｍｍを越えると、ベルト層７の補強効果が充分に発揮されなくなる。本例では、前記コードルースをさらに抑えるために、各ベルトプライ７Ａ、７Ｂの外端に、ゴム硬度（デュロメータＡ硬さ）が７０〜８０°かつ厚さ３．０〜５．０ｍｍの硬質のゴムからなり、前記外端をＵ字に囲んで被覆保護する保護ゴム層１２を形成している。
【００１８】
又ベルトコード角度を１６〜２２°としたことで、カーカスコード角度との角度差が大きくなり、半径方向内外で隣接する内のベルトプライ７Ａとカーカスプライ６Ａとの間の剪断歪みの増加を招く。そして、最大負荷能力が２５００ｋｇ以上と負荷荷重の大きいタイヤでは、前記剪断歪みが過大となってプライ７Ａ、６Ａ間で層間剥離がしやすくなる。そのため本例では、図３に概念的に示すように、前記内のベルトプライ７Ａのベルトコードとカーカスプライ６Ａのカーカスコードとの間の、タイヤ赤道Ｃにおけるタイヤ半径方向のコード間ゲージ厚さｔを１．０〜２．０ｍｍと従来に比して大に設定し、剪断応力を緩和することで層間剥離を抑制している。なお図３には、コード間ゲージ厚さｔを明確にするために、ベルトコードをカーカスコードと同向きにして示している。
【００１９】
又本実施形態では、ベルト層７を２枚プライ構造としながらも、耐ショックバースト性能を従来以上に高く確保するため、前記内のベルトプライ７Ａのプライ強度Ｓ１を４８〜６３の範囲とするとともに、外のベルトプライ７Ｂのプライ強度Ｓ２を、前記プライ強度Ｓ１の０．９５倍以上に設定している。
【００２０】
ここで、前記プライ強度Ｓ１は、内のベルトプライ７Ａのベルトコードの１本当りの切断荷重Ｅ１（単位ｋＮ）と、該ベルトプライ７Ａのコードと直交する向きの巾５ｃｍ当たりのベルトコードの打込み数Ｎ１（単位本）との積Ｅ１×Ｎ１を意味する。又プライ強度Ｓ２は、外のベルトプライ７Ｂのベルトコードの１本当りの切断荷重Ｅ２（単位ｋＮ）と、該ベルトプライ７Ｂのコードと直交する向きの巾５ｃｍ当たりのベルトコードの打込み数Ｎ２（単位本）との積Ｅ２×Ｎ２を意味する。なお切断荷重Ｅ１、Ｅ２は、ＪＩＳ  Ｇ３５１０の「スチールタイヤコード試験方法」における切断荷重及び切断時全伸び（６．４項）の引張り試験に準拠して測定した切断荷重である。
【００２１】
このように、各プライ強度Ｓ１、Ｓ２を設定することにより、２枚プライ構造としながらも、以下に説明する衝撃試験における衝撃破壊エネルギーを１０００Ｊ以上に確保でき、従来的なタイヤ以上に耐ショックバースト性能を高く確保することができる。
【００２２】
前記衝撃試験は、前述した如く、まず前記トレッド部２に配されるタイヤ周方向の縦主溝Ｇの溝深さが５ｍｍとなるまで、トレッド部２をピーリングし、摩耗末期に近似させた状態とし、しかる後１２００ｋＰａの高内圧を充填する。そしてこのタイヤのトレッド部２に、先端を半径１９ｍｍの球面状とした例えば質量２３０ｋｇの重錘を落下させ、タイヤが破壊したときの重錘の落下エネルギー（重力加速度×落下高さ×重錘の質量）を衝撃破壊エネルギーとする。この衝撃試験では、市場において摩耗末期に発生するショックバーストと極めて近い破壊形態を再現すことができ、前記衝撃破壊エネルギーを１０００Ｊ以上確保することにより、従来的なタイヤ以上の耐ショックバースト性能を発揮することができる。なお、従来的なトラック及びバス用タイヤの衝撃破壊エネルギーは８００Ｊ程度である。
【００２３】
なお、前記プライ強度Ｓ１が４８未満の場合、及びプライ強度の比Ｓ２／Ｓ１が０．９５未満の場合には、充分な衝撃破壊エネルギーが得られず、必要な耐ショックバースト性能を発揮することができない。逆に、前記プライ強度Ｓ１が６３より大、及びプライ強度の比Ｓ２／Ｓ１が１．２５より大では、過剰品質となり、かつ軽量化及びコストダウンが充分に活かされなくなる。
【００２４】
ここで、前記範囲のプライ強度Ｓ１、Ｓ２をうる場合、ベルトプライ７Ａ、７Ｂでベルトコードの構成を違えても良いが、コストや生産性の観点から同一コードを用いるのが好ましく、さらには打込み数Ｎ１、Ｎ２も同一、即ちプライ強度Ｓ１とＳ２とを等しくするのがコストや生産性の点で好ましい。しかし、２プライ構造の場合、内のベルトプライ７Ａの方が、衝撃破壊エネルギーに対する寄与が大きく、従って、Ｓ１＞Ｓ２とすることが、同じベルト重量でより高い衝撃破壊エネルギーを確保しうるため、耐ショックバースト性能或いは軽量化の観点からは好ましい。
【００２５】
以上、本発明の特に好ましい実施形態について詳述したが、本発明は図示の実施形態に限定されることなく、種々の態様に変形して実施しうる。
【実施例】
【００２６】
図１の構造をなしかつ表１の仕様に基づくトラック及びバス用タイヤ（１１Ｒ２２．５）を試作するとともに、各試供タイヤの衝撃破壊エネルギー、コーナリングフォースを測定し、４枚プライ構造のベルト層を有する従来タイヤと比較した。各タイヤは、表１に記載以外は同仕様であって、１枚のスチールカーカスプライからなるカーカスと、表１に記載のベルト層とを具え、４リブパターン（縦主溝の深さ１６ｍｍ）を施した同一の金型にて加硫成形することにより作成している。金型内におけるトレッド巾ＴＷは１１５ｍｍ、トレッドラジアスは７００ｍｍである。
【００２７】
（１）衝撃破壊エネルギー：
前述の衝撃試験（〔００２２〕にて説明）を実施し、タイヤが破壊したときの衝撃破壊エネルギーを、（重力加速度）×（落下高さ）×（重錘の質量）により求めた。
衝撃破壊エネルギーが大なほど、耐ショックバースト性能に優れる。
【００２８】
（２）コーナリングフォース：
室内試験器を用い、リム（７．５０×２２．５）、内圧（７００ｋＰａ）、縦荷重（２６．７２ｋＮ）の条件にて、スリップ角５゜におけるコーナリングフォースを測定した。値が大なほど操縦安定性に優れている。
【００２９】
【表１】
2005280612.tif 000003
【００３０】
表の如く実施例のタイヤは、２枚プライ構造のベルト層としながらも、４枚プライ構造のものと同程度、もしくはそれ以上の衝撃破壊エネルギー、コーナリングフォースを確保でき、軽量化及びコストダウンを図りつつ、必要な耐ショックバースト性能及び操縦安定性を発揮しうるのが確認できる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明のトラック及びバス用タイヤの一実施例を示す断面図である。
【図２】そのトレッド部を拡大して示す断面図である。
【図３】ベルトコードとカーカスコードとの間のコード間ゲージ厚さを概念的に説明する線図である。
【図４】従来タイヤのベルト層を説明するトレッド部の略断面図である。
【符号の説明】
【００３２】
２      トレッド部
３      サイドウォール部
４      ビード部
５      ビードコア
６      カーカス
７      ベルト層
７Ａ、７Ｂ      内、外のベルトプライ
【図１】
2005280612.tif 000004
【図２】
2005280612.tif 000005
【図３】
2005280612.tif 000006
【図４】
2005280612.tif 000007