(57)【要約】【課題】すぐれたベルト耐久性を確保してなお、高い運動性能、なかでも、重荷重系のタイヤにとくに必要とされる高い耐ワンダリング性能を十分に発揮させることができる空気入りラジアルタイヤを提供する。【解決手段】両ビード部間にトロイダルに延びるラジアルカーカス４および、ラジアルカーカス４のクラウン域の外周側に配設した少なくとも三層のベルト層６ａ，６ｂ，６ｃからなるベルト７を具え、ベルト７の外周側に、トレッド円周方向に延びる補強素子にて形成されて、そのベルト７の全幅および両側部のそれぞれを覆うベルト保護層１０を設けてなり、それぞれのベルト層６ａ，６ｂ，６ｃのコードを、タイヤ赤道面Ｅに対して２６〜３０°の範囲の角度で、層間で相互に交差させて延在させるとともに、ベルト保護層１０の補強素子をポリケトン繊維コードとしてなる。【選択図】図１
2007125925.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トレッド部、トレッド部のそれぞれの側部に連なる一対のサイドウォール部および、各サイドウォール部の内周側に連続するビード部を具えるとともに、両ビード部間にトロイダルに延びるラジアルカーカスおよび、ラジアルカーカスのクラウン域の外周側に配設した少なくとも二層のベルト層からなるベルトを具え、ベルトの外周側に、トレッド円周方向に延びる補強素子にて形成されて、そのベルトの全幅および両側部の少なくとも一方を覆うベルト保護層を設けてなる空気入りラジアルタイヤであって、
それぞれのベルト層のコードを、タイヤ赤道面に対して２６〜３０°の範囲の角度で、層間で相互に交差させて延在させるとともに、ベルト保護層の補強素子をポリケトン繊維コードとしてなる空気入りラジアルタイヤ。
【請求項２】
ベルトを、最外層に位置する狭幅ベルト層と、この狭幅ベルト層の内周側に隣接して位置する広幅ベルト層とを具えるものとするとともに、ベルト保護層を、ベルトのそれぞれの側部を覆う一層以上のレイヤで構成し、各レイヤの配設域を、狭幅ベルト層の側縁位置から、その側縁の幅方向外側へ突出する広幅ベルト層の側部をその突出側部の中間部位置まで連続して覆う範囲としてなる請求項１に記載の空気入りラジアルタイヤ。
【請求項３】
ベルトを、中間層が最も広幅の内外三層のベルト層にて構成してなる請求項１もしくは２に記載の空気入りラジアルタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、重荷重系の空気入りラジアルタイヤ、なかでも、偏平度の高い小型トラック用タイヤとして用いて好適な空気入りラジアルタイヤに関するものであり、ベルト耐久性と運動性能とを高い次元で両立させる技術を提案するものである。
【背景技術】
【０００２】
小型トラック用タイヤのような重荷重系のラジアルタイヤでは一般に、ラジアルカーカスのクラウン域の外周側に、二層以上のスチールコードベルト層からなるベルトを配設するとともに、ベルトを、それの全幅および両側部の少なくとも一方で覆うベルト保護層を設けて、このベルト保護層でトレッド部を補強することにより、タイヤの高速回転時のトレッド部の径成長を抑制して走行安定性を向上させるとともに、ベルト、とくにはそれの側部からの剥離の発生を防いでベルト耐久性の向上を図ることが行なわれている。
【０００３】
ところで、従来のこのベルト保護層は、多くは、引き揃えた複数本のナイロン繊維コードをゴム引きしてなるリボン状ストリップをトレッド幅方向に螺旋状に巻回することにより構成してなり、これによって、実質的にトレッド円周方向に延在することとなるナイロン繊維コードは、常温下では十分な弾性率をもってトレッド部の径成長を抑制することになるも、そのナイロン繊維コードは、タイヤの負荷転動に伴うトレッド部の発熱に起因する温度上昇によって、弾性率の低下を生じることになるため、かかるベルト保護層をもってしては、タイヤの連続的な高速回転による、発熱下での遠心力の増加に対しては、径成長の抑制機能を十分に発揮させることができず、このことは、一般的な乗用車用ラジアルタイヤに比してトレッド部の発熱量の多い重荷重系のラジアルタイヤにおいてとくに重大であった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
これがため、ナイロン繊維コードをもってベルト保護層を構成するこの従来技術では、ベルト層コードとしてのスチールコードを、タイヤ赤道面に対して１８〜２６°の範囲内の小角度で延在させ、これによってそのスチールコードにも径成長抑制機能を発揮させてベルト耐久性の低下を防ぐこととしているも、このことによれば、スチールコードの延在方向がタイヤ赤道面に近づきすぎる結果として、タイヤの、轍傾斜面等に対するキャンバースラストの低下が否めず、ワンダリング現象が発生し易くなるため、操縦安定性の低下、ひいては、運動性能の低下が余儀なくされるという他の問題があった。
【０００５】
この発明は、従来技術が抱えるこのような問題点を解決することを課題とするものであり、それの目的とするところは、タイヤ重量、転がり抵抗等の増加、生タイヤの成型能率の低下等をもたらすことなしに、すぐれたベルト耐久性を確保してなお、高い運動性能、なかでも、重荷重系のタイヤにとくに必要とされる高い耐ワンダリング性能を十分に発揮させることができる空気入りラジアルタイヤを提供するにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明は、ベルトの外周側を覆うベルト保護層を具える空気入りラジアルタイヤにおいて、ベルト保護層を形成する補強素子として、温度上昇に伴って熱収縮する一方で、温度低下に伴って伸長変形する特性を有するポリケトン繊維コードを用いた場合には、トレッド部の温度のいかんにかかわらず、また、ベルト層コードの延在方向を頼ることなく、常にすぐれたベルト耐久性を発揮させることができるとの知見に基いてなされたものであり、この発明に係る空気入りラジアルタイヤは、トレッド部と、トレッド部のそれぞれの側部に連なる一対のサイドウォール部と、各サイドウォール部の内周側に連続するビード部とを具えるとともに、両ビード部間にトロイダルに延びる一枚以上のカーカスプライからなるラジアルカーカスと、ラジアルカーカスのクラウン域の外周側に配設した、層間でコードが相互に交差する少なくとも二層のベルト層からなるベルトとを具え、ベルトの外周側に、トレッド円周方向に延びる補強素子にて形成されて、そのベルトの全幅および両側部の少なくとも一方を覆うベルト保護層を設けてなるものであり、それぞれのベルト層のコード、多くはスチールコードを、タイヤ赤道面に対して２６〜３０°の範囲の角度で、層間で相互に交差させて延在させるとともに、ベルト保護層の補強素子を、ポリケトンからなるフィラメント束の複数本を撚り合わせて形成してなるポリケトン繊維コードとしたものである。
【０００７】
ここで、「トレッド円周方向に延びる」とは、補強素子が文字通り円周方向に延びる場合の他、引き揃えた複数本の補強素子にゴム引きを施して、５〜３０ｍｍの幅としたリボン状ストリップをベルトの外周側でトレッド幅方向へ螺旋状に巻回してベルト保護層を構成する場合のように、円周方向に対して±５°を限度として補強素子が傾いて延在する場合をも含むものとする。
また、「ベルトの全幅を覆う」とは、ベルト保護層が正確にベルト幅の全体を覆う場合はもちろん、ベルトの全幅に対して、それの９０〜１１０％の範囲内でベルトを覆う場合をいうものとする。
【０００８】
かかるタイヤにおいて好ましくは、ベルトを、最外層に位置する狭幅ベルト層と、この狭幅ベルト層の内周側に隣接して位置する広幅ベルト層とを具えるものとするとともに、ベルト保護層を、ベルトのそれぞれの側部を覆う一層以上のレイヤで構成し、各レイヤの配設域を、狭幅ベルト層の側縁位置から、その側縁の幅方向外側へ突出する広幅ベルトの側部をその突出側部の中間部位置まで連続して覆う範囲とする。
なおここで、ベルトは、以上に述べたいずれのタイヤにおいても、中間層が最も広幅の内外三層のベルト層にて構成することもできる。
【発明の効果】
【０００９】
この発明に係るタイヤでは、ベルト保護層の補強素子を、温度の上昇に伴って熱収縮して大きな熱収縮応力および弾性力を発揮する一方で、温度の低下に伴って伸長変形する可逆性をもったポリケトン繊維コードとすることで、タイヤの低速回転中は、ポリケトン繊維コードの伸長状態の下で、トレッド接地面積を十分に確保して、タイヤに高い操縦安定性を発揮させることができ、また、タイヤの高速回転による、トレッド部の温度および、そこに作用する遠心力の増加状況下では、ポリケトン繊維コードの収縮変形による大きな熱収縮応力の発生により、トレッド部の径成長を、ベルト保護層それ自体のすぐれたたが効果をもって、遠心力の増加に打勝って抑制することができ、走行安定性およびベルト耐久性を有効に向上させることができる。
【００１０】
しかもこのタイヤでは、ベルト保護層が高温下でもすぐれたたが効果を発揮できる結果として、ベルト層のコードの、タイヤ赤道面に対する延在角度を、従来技術より大きい、２６〜３０°の範囲の所要角度とすることができるので、タイヤの、轍乗り越し等に際する傾斜面上での転動に当って、傾斜面の上方に向く大きなキャンバースラストの発生を可能として耐ワンダリング性能を高め、操縦安定性を大きく向上させることができる。
【００１１】
かくしてこのタイヤでは、タイヤ補強材料の追加等に起因するタイヤ重量、転がり抵抗等の増加および、生タイヤの成型能率の低下等をもたらすことなく、高いベルト耐久性および運動性能を確保することができる。
【００１２】
かかるタイヤにおいて、ベルトを、最外層の狭幅ベルト層と、それの内周側に隣接する広幅ベルト層とを具えるものとし、ベルト保護層を、ベルトのそれぞれの側部を覆う一層以上のレイヤで構成したところにおいて、レイヤの配設域を、狭幅ベルト層の側縁位置から、その側縁の幅方向外側へ突出する広幅ベルト層の側部をその突出側部の中間位置まで連続して覆う範囲とした場合には、タイヤの高速回転時における、ベルト保護層によるたが締め効果を、ベルトの剥離がとくに発生し易いそれの側部に十分に及ぼして、そこにおける径成長を有利に拘束することで、それらのベルト層が円周方向に伸長されることに起因して、両ベルト層の側部でそれらの層間に発生する剪断歪を有効に抑制して、ベルト側部の剥離を防止することができ、ベルトの耐久性をより効果的に高めることができる。
【００１３】
そしてこのことは、ベルト保護層を、上述したようなレイヤに加えて、ベルトをその全幅にわたって覆うキャップをも含むものとして、トレッド部中央域の径成長をもまた十分に拘束した場合に一層有効である。
【００１４】
ところで、ベルトは、中間層が最も広幅の内外三層のベルト層にて構成することもでき、これによっても、先に述べたと同様の作用効果をもたらすことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１はこの発明の実施の形態を示す略線横断面図であり、図中1はトレッド部を、２は、トレッド部１の側部に連続して半径方向内方に延びる一対のサイドウォール部を、そして３は、各サイドウォール部２の内周側に連続させて設けたビード部をそれぞれ示す。
【００１６】
また図中４は、両ビード部３間にトロイダルに延在させて設けた少なくとも一枚、図では一枚のカーカスプライからなるラジアルカーカスを示し、上記の各部１，２，３を補強するこのラジアルカーカス４は、ここでは、それぞれの側部を、ビード部３に埋設配設した円環状のビードコア５の周りに巻き返して配置してなる。
【００１７】
このようなラジアルカーカス４の外周側には、三層のベルト層６ａ，６ｂ，６ｃからなるベルト７を配設し、ここでは、最内層のベルト層６ａおよび最外層のベルト層６ｃをともにほぼ等幅の狭幅ベルト層とするとともに、それらのベルト層６ａ，６ｃの中間に位置する中間層ベルト層６ｂを、最も広幅の広幅ベルト層とする。
【００１８】
従って、図示のこのベルト構造の下ではベルト幅Ｗは、もっとも広幅の中間層ベルト層６ｂの幅をもって特定されることになるも、ベルト層の層数それ自体は、所要に応じて適宜に増減できることはもちろんであり、また、ベルト幅の広狭の相対関係は、所要に応じて適宜に選択することができる。
【００１９】
またここでは、それぞれのベルト層６ａ，６ｂ，６ｃを形成するベルトコードの、タイヤ赤道面Ｅに対する交差角度を、図２に要部を断面とした、タイヤ半部の斜視図で示すように、２６〜３０°の範囲とするとともに、それらのそれぞれの層６ａ，６ｂ，６ｃのベルトコードを、好ましくはタイヤ赤道面Ｅに対して相互に逆方向に延在させて層間で相互に交差させる。
【００２０】
なおここで、ベルトコードの、タイヤ赤道面Ｅに対する交角を２６〜３０°の範囲とするのは、ベルト交錯層による十分な補強効果を維持しながら、タイヤに要求される、すぐれた耐ワンダリング性能、操縦安定性、乗り心地等の性能を確保するためである。
【００２１】
さらに図に示すところでは、以上に述べたようなベルト７の外周側に、トレッド円周方向に延びる補強素子により形成されて、ベルト７をその全幅にわたって覆う一層のキャップ８と、図ではこのキャップ８の外周側にあって、ベルト７のそれぞれの側部を覆う一層のレイヤ９とからなるベルト保護層１０を、たとえば、引き揃えた複数本の補強素子にゴム引きを施して５〜３０ｍｍの幅としたリボン状ストリップを、ベルト７の外周側でトレッド幅方向に螺旋状に巻回することによって配設する。
【００２２】
ところで、図１および２に示すところでは、キャップ８およびレイヤ９のそれぞれをともに一層ずつ配設することとしているも、それらの少なくとも一方を省略することまたは、それらの少なくとも一方を所要の複数層とすることもでき、また、所要の層数のレイヤ９を、キャップ８の内周側に配設することも可能である。
【００２３】
そしてまたこのタイヤでは、上述したようなベルト保護層１０の補強素子を、ポリケトンからなるフィラメント束の複数本を撚り合わせて形成してなり、温度の上昇に伴って熱収縮して大きな熱収縮応力および弾性力を発揮し、温度の低下に伴って伸長変形する可逆性をもったポリケトン繊維コードとする。
【００２４】
ここで、上記ポリケトン繊維コードの１７７℃における熱収縮応力σは、下記式（Ｉ）および（II）の条件を満たすものであることが好ましい。
なお、この熱収縮応力σは、一般的なディップ処理を施した加硫前のポリケトン繊維コードの２５ｃｍの長さ固定サンプルを５℃／分の昇温スピードで加熱して、１７７℃時にコードに発生する応力であり、また、上記ポリケトン繊維コードの２５℃における４９Ｎ荷重時の弾性率Ｅは、ＪＩＳのコード引張り試験によるＳＳカーブの４９Ｎ時の接線から算出した単位ｃＮ／ｄｔｅｘでの弾性率である。
σ≧−０．０１×Ｅ＋１．２  ・・・  （Ｉ）
σ≧０．０２  ・・・  （II）
ところで、この熱収縮応力σは０．４以上とすることが、この発明をより実効あるものとする上で好ましい。しかるに、それを１．５以上とすると、加硫時の収縮力が大きくなりすぎ、結果的にタイヤ内部のコード乱れやゴムの配置乱れを引き起こし、耐久性の悪化やユニフォミティーの悪化を招くおそれがある。
なおここにおいて、１７７℃での熱収縮応力σを基準とするのは、その温度は、タイヤの高速回転によって到達する可能性のある温度であることによるものであり、また、２５℃での弾性率Ｅを基準とするのは、その温度は、低速回転時のタイヤに対するたが効果の発揮を考慮したことによるものである。
【００２５】
ポリケトン繊維コードは、高温における熱収縮応力が大きいため、低速回転時に十分な接地面積を確保できるようにポリケトン繊維コードをタイヤ中に配設した場合であっても、高速回転時にトレッド部の温度が上昇するに従ってコードに大きな熱収縮応力が発生し、ベルト保護層１０が十分なタガ効果を発揮することから、遠心力によるトレッド部の迫り出しが有効に抑制されることになる。
従って、上記式（Ｉ）および式（II）を満足するポリケトン繊維コードを用いた場合には、タイヤの、低速回転時の操縦安定性と高速回転時の走行安定性とを十分に両立させてなお、高速回転に対するベルト耐久性を大きく向上させることが可能となる。
【００２６】
なお、一般的な繊維コードを用いた場合、低速回転時の操縦安定性と、高速回転時の走行安定性およびベルト耐久性とは二律背反の関係にあるため、両立させることができないのに対し、上記式（Ｉ）および式（II）を満たすポリケトン繊維コードを用いることではじめてそれらの両立が可能となる。
【００２７】
また、このタイヤのベルト保護層１０では、ポリケトン繊維コードの打ち込み数を４０〜７０（本／５０ｍｍ）の範囲とすることが好ましい。
すなわち、打ち込み数が４０（本／５０ｍｍ）未満では、ベルト保護層のベルト補強能が小さく、一方、７０（本／５０ｍｍ）を超えると、タイヤの重量が増加しすぎる他、常温時のベルト保護層剛性が過大となって、低速回転時の接地面積が小さくなりすぎる。
【００２８】
また、上記ポリケトン繊維コードそれ自体は、下記式（III）：
α＝Ｔ×Ｄ１／２  ・・・  （III）
［式中、Ｔは撚り数（回／１００ｍｍ）で、Ｄはコードの総繊度（ｄｔｅｘ）である。］で定義される撚り係数αが８５０〜４０００の範囲であることが好ましい。
ポリケトン繊維コードの撚り係数αが８５０未満では、熱収縮応力が十分に確保できず、４０００を超えると、弾性率が十分に確保できない（ベルト補強能が小さい）。
【００２９】
図３は、他の実施形態をタイヤの半部について示す略線横断面図である。
このタイヤは、とくに、ラジアルカーカス４を、内外二枚のカーカスプライ４ａ，４ｂにて構成して、内周側のカーカスプライ４ａの側部をビードコア５の周りに巻き返すとともに、外周側のカーカスプライ４ｂの側部を、内周側のカーカスプライ４ａの巻き返し部の外側に隣接させて終了させた、いわゆるアップ・ダウン構造を有するものとし、また、ベルト７を、内外二層のベルト層６ｄ，６ｅによって構成するとともに、内層側のベルト層６ｄの幅を、外層側ベルト層６ｅのそれより広幅とし、そしてベルト層保護層１１を、ベルト７の外周側で、それのそれぞれの側部に重ね合わせて配設した、ポリケトン繊維コードからなる各二層のレイヤ１２ａ，１２ｂによって構成したものである。
【００３０】
ここで図示のレイヤ１２ａ，１２ｂは、それの幅の約２／３を狭幅ベルト層６ｅの外周側に重ね合わせて、そして、残りの約１／３を、狭幅ベルト層６ｅの側縁からのそれの幅方向外側へ突出する広幅ベルト層６ｄの外周側に重ね合わせてそれぞれ配置することとしており、これがため、各レイヤ１２ａ，１２ｂは、少なくとも、狭幅ベルト層６ｅの側縁から、広幅ベルト層６ｄの突出側部の中間部位置までの範囲を連続して覆う配設域を有することになる。
【００３１】
ところで、ここでは二層としているレイヤ１２ａ，１２ｂの層数は、所要に応じて適宜に増減できることはもちろんである。
【００３２】
なお、この図において１３は、ビードコア５の外周側に配設されて、内周側カーカスプライ４ａの本体部分と巻き返し部との間に位置し、ビード部３の剛性増加に寄与する、高硬度ゴムからなるビードフィラを示し、また１４は、ベルト保護層１１の外周側に配置されてトレッド踏面を形成するトレッドゴムを示す。
【００３３】
この構成によれば、ポリケトン繊維コードからなるベルト保護層１１は、タイヤの高速回転に際し、とくにはベルト側部における拡径変形を有効に阻止して、それぞれのベルト層６ｄ，６ｅの側部での層間剪断歪を抑制するべく機能することから、すぐれたベルト耐久性を確保することができる。
【００３４】
またこのタイヤにおいても、ベルト層６ｄ，６ｅのベルトコードの、タイヤ赤道面Ｅに対する交角を２６〜３０°の範囲とするとともに、それらのコードを層間で相互に交差させて、好ましくは、赤道面に対して相互に逆方向に延在させていることから、前述したように、轍乗り越し等に際して、高い操縦安定性を発揮させることができる。
【００３５】
図４はさらに他の実施形態を示す図３と同様の略線横断面図であり、これは、ベルト７を、図１について述べたと同様の三層のベルト層６ａ，６ｂ，６ｃにて構成する一方で、ラジアルカーカス４を、図３について述べたと同様のアップ・ダウン構造とし、そして、ベルト保護層１１をもまた、図３について述べたと同様の、ベルト７のそれぞれの側部に積層配置した、ポリケトン繊維コードからなる各二層のレイヤ１２a,１２bによって構成したものである。
【００３６】
このように構成してなるタイヤによってもまた、ベルト保護層１１およびベルト７、なかでも、ベルトコードの延在態様との関連の下で、先に述べたと同様の作用効果をもたらすことができる。
【００３７】
しかも、図３および４に示すタイヤでは、ラジアルカーカス４をアップ・ダウン構造としていることから、カーカスプライ４ａの巻き返し端への剥離の発生をもまた有利に防止することができる。
【実施例】
【００３８】
サイズが２０５／８５Ｒ１６ＬＴのタイヤにおいて、ベルト保護層を、ポリケトン繊維コードになる、図３に示すような各二層のレイヤによって構成した実施例タイヤと、それらのレイヤをナイロン繊維コードによって形成した従来タイヤとのそれぞれを、６Ｋのリムに組付けるとともに、充填空気圧を６００ｋＰａとした状態で、操縦安定性およびベルト耐久性を試験したところ表１に示す結果を得た。
この場合、いずれのタイヤも、ベルトは、二層のベルト層からなる、図３に示すような構造を有するものとした。
【００３９】
なお、ここで、操縦安定性は、テストコースの轍路面を６０ｋｍ／ｈの速度で実車走行したときの、ドライバーのフィーリングによる１０点評価をもって評価し、ベルト耐久性は、タイヤに、１２８５ｋｇの質量を負荷して、１００ｋｍ／ｈの速度でドラム耐久試験を行って、ベルトに故障が発生するまでの距離を指数をもって評価した。指数値は大きいほどすぐれた結果を示すものとした。
【００４０】
【表１】
2007125925.tif 000003
【００４１】
表１によれば、実施例タイヤは、操縦安定性およびベルト耐久性を両立させ得ることが明らかであり、従来タイヤ１に対しては操縦安定性の点で、そして、ベルトコード角度を変更した従来タイヤ２に対してはベルト耐久性の点でともにすぐれた結果をもたらし得ることが解かる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】この発明の実施の形態を示す略線横断面図である。
【図２】ベルト層コードの延在方向を示す、タイヤの半部についての要部断面斜視図である。
【図３】他の実施形態をタイヤの半部について示す略線横断面図である。
【図４】さらに他の実施形態をタイヤの半部について示す略線横断面図である。
【符号の説明】
【００４３】
１  トレッド部
２  サイドウォール部
３  ビード部
４  ラジアルカーカス
４ａ，４ｂ  カーカスプライ
５  ビードコア
６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ，６ｅ  ベルト層
７  ベルト
８  キャップ
９，１２ａ，１２ｂ  レイヤ
１０，１１  ベルト保護層
１３  ビードフィラ
１４  トレッドゴム
【図１】
2007125925.tif 000004
【図２】
2007125925.tif 000005
【図３】
2007125925.tif 000006
【図４】
2007125925.tif 000007