(57)【要約】【課題】交差層対のタガ効果を損なうことなく、交差層対を構成する第１層と第２層との間のゴムの剪断歪みを抑制しすることのできる重荷重車両用タイヤを提供する。【解決手段】ベルトを構成する各ベルトプライを、タイヤ半径方向内側から順に、第1層６、第２層７、および、第3層８と呼ぶとき、タイヤ赤道面に対するコード６ａ、７ａ、８ａの傾斜方向を、第１層６と第２層７とでは反対向きに、第２層７と第３層８とでは同じ向きにするとともに、これらの層のコード６ａ、７ａ、８ａの、タイヤ赤道面Ｅに対する傾斜角度を、第1層は15〜25°、第２層は20〜30°、第３層は65〜75°となるよう構成する。【選択図】図２
2007283867.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対のビードコア間にトロイダル状に延在するカーカスの半径方向外側にベルトを配設し、このベルトを、多数のコードよりなる３層のベルトプライで構成した重荷重車両用空気入りタイヤにおいて、
それらのベルトプライを、タイヤ半径方向内側から順に、第１層、第２層、および、第3層と呼ぶとき、タイヤ赤道面に対するコードの傾斜方向を、第１層と第２層とでは反対向きに、第２層と第３層とでは同じ向きにするとともに、これらの層におけるコードの、タイヤ赤道面に対する傾斜角度を、第1層は15〜25°、第２層は20〜30°、第３層は65〜75°となるよう構成してなる重荷重車両用タイヤ。
【請求項２】
第２層と第３層とのコードにおける、タイヤ赤道面に対する傾斜角度の差を、42〜48°としてなる請求項１に記載の重荷重車両用タイヤ。
【請求項３】
前記第１層の幅を、第２層および第3層の幅のいずれよりも広くしてなる請求項１もしくは２に記載の重荷重車両用タイヤ。
【請求項４】
前記第２層のコード配列面と第３層のコード配列面との距離を、これら配列面上のどの位置をとっても同一となるよう構成してなる請求項１〜３のいずれかに記載の重荷重車両用タイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、重荷重車両用タイヤに関し、特に、ベルトプライ層間における剪断歪みを低減させることのできるものに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、多数のコードを配列した３層のベルトプライよりなるベルトを有し、これらのベルトプライのうち、タイヤ半径方向内側寄りの２層のコードを、タイヤ赤道面に対して相互に反対向きに傾斜させ、それらのコードのタイヤ赤道面に対する傾斜角度を、比較的小さな角度、例えば、10〜25°に設定して、いわゆる交差層を形成するとともに、第３層のコードの、タイヤ赤道面に対する傾斜方向を第２層のコードと同じ側に傾斜させた重荷重車両用タイヤが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
このようなタイヤは、タイヤ半径方向内側寄りの２層のベルトプライがいわゆる交差層対を形成しているので、高速走行時の遠心力や高い内圧に対するカーカスの径成長を抑制するとともに、岩石等のタイヤ外側からの衝撃に対しては、第３層が分担し、内側の第１層、第２層の耐久性を損なわないという特長を有している。
【特許文献１】特開２０００−８５３１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、このようなタイヤにあっては、交差層対のタガ効果を十分に発現してカーカスの径成長を効果的に抑制するため、第１層と第２層とが相互に拘束し合うよう構成されており、このため、第１層と第２層との間の層間ゴムに大きな面内の剪断歪みが発生し、ここからセパレーションを発生させる可能性があり、改良が求められていた。
【０００５】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、交差層対のタガ効果を損なうことなく、交差層対を構成する第１層と第２層との間のゴムの剪断歪みを抑制しすることのできる重荷重車両用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】
＜１＞は、一対のビードコア間にトロイダル状に延在するカーカスの半径方向外側にベルトを配設し、このベルトを、多数のコードよりなる３層のベルトプライで構成した重荷重車両用空気入りタイヤにおいて、
それらのベルトプライを、タイヤ半径方向内側から順に、第１層、第２層、および、第3層と呼ぶとき、タイヤ赤道面に対するコードの傾斜方向を、第１層と第２層とでは反対向きに、第２層と第３層とでは同じ向きにするとともに、これらの層のコードの、タイヤ赤道面に対する傾斜角度を、第１層は15〜25°、第２層は20〜30°、第３層は65〜75°となるよう構成してなる重荷重車両用タイヤである。
【０００７】
＜２＞は、＜１＞において、第２層と第３層とのコードにおける、タイヤ赤道面に対する傾斜角度の差を、42〜48°としてなる重荷重車両用タイヤである。
【０００８】
＜３＞は、＜１＞もしくは＜２＞において、において、前記第１層の幅を、第２層および第3層の幅のいずれよりも広くしてなる重荷重車両用タイヤである。
【０００９】
＜４＞は、＜１＞〜＜３＞のいずれかにおいて、前記第２層のコード配列面と第３層のコード配列面との距離を、これら配列面上のどの位置をとっても同一となるよう構成してなる重荷重車両用タイヤである。
【００１０】
ここで、コード配列面とは、各層に配列されたコードの中心線をすべて含む面を指し、したがって、「第２層のコード配列面と第３層のコード配列面との距離」とは、これらの層間距離を指す。
【発明の効果】
【００１１】
＜１＞によれば、それぞれのベルトプライ層のコードの、タイヤ赤道面に対する傾斜角度を、第1層は15〜25°、第２層は20〜30°、第３層は65〜75°となるよう構成したので、詳細を後述するように、従来、もっとも大きかった、第１層と第２層との間の層間ゴムにおける剪断歪みの一部を、第２層と第３層との間のゴムに、従来よりも高い剪断歪みを分担させることにより、第１層と第２層との間のゴムの剪断応力を低減することができ、従来ここから発生する可能性のあった層間セパレーションを防止することができる。
【００１２】
＜２＞によれば、詳細を後述するように、第１層と第２層との間の層間ゴムが負担していた剪断歪みの、第２層、第３層間のゴムへの肩代わりを一層効果的に行わせることができる。
【００１３】
＜３＞によれば、ベルトプライの第１層の幅を、第２層および第３層の幅のいずれよりも広くしたので、ベルトの幅方向端部において、剛性が幅方向内側から外側に向かって滑らかに低下させることができ、もしベルトの幅方向端部における剛性段差を大きくした場合には発生する可能性のある、段差部分での早期摩耗に起因する耐久性の低下を防止することができる。
【００１４】
＜４＞によれば、前記第２層のコード配列面と第３層のコード配列面との距離を、これらの配列面上の位置に拘わらず同一であるとしたので、コード配列面上のどこかに応力が集中してセパレーションの核となるのを防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明の実施形態について、図１は、本発明に係る重荷重車両用タイヤの構造を示す斜視図であり、図２は、ベルトを平面に展開してタイヤ半径方向外側から見た平面図であり、タイヤ１は、カーカス３の半径方向外側の、トレッド４の半径方向内側にベルト５を配置した構造になり、ベルト５は、多数のコードがそれぞれ周方向に配列されてなる3層のベルトプライで構成されている。これらのベルトプライをタイヤ半径方向内側から順に、第1層６、第２層７、および第3層８と呼ぶこととしたとき、第1層６のコード６ａと、第2層のコード７ａとは、タイヤ赤道面Ｅに対して反対向きに傾斜しており、また、第２層のコード７ａと第3層のコード８ａとは、赤道面Ｅに対して同じ向きに傾斜している。なお、図中、２はインナーライナである。
【００１６】
さらに、本発明のタイヤ１の特徴は、第１層６のコード６ａの、タイヤ赤道面Ｅに対する傾斜角度αが15〜25°であり、第２層７のコード７ａの同様の傾斜角度βが20〜30°であり、そして、第３層８コード８ａの同様の傾斜角度γが65〜75°であるという点である。
【００１７】
なお、本明細書における以下の説明において、第１層６、第２層７、第3層８の各ベルトプライにおけるコード６ａ、７ａ、８ａの、タイヤ赤道面Ｅに対する傾斜角度α、β、γを、簡単のため、それぞれ、単に、第1層６、第２層７、第3層８の（タイヤ赤道面Ｅに対する）傾斜角度α、β、γという場合もある。
【００１８】
以上のように、第１層６と第２層７とは、コードの赤道面Ｅに対する傾斜角度が比較的小さくかつタイヤ赤道面Ｅに対してコードの向きを逆方向に傾斜させた一対の交差層対９を構成し、この構造により、特に高速走行時のカーカスの径成長を抑制し、タイヤ１の直進安定性ならびに操縦安定性を確保することができる。
【００１９】
また、第２層７のコード７ａと第３層コード８ａとを、タイヤ赤道面Ｅに対して同じ向きに傾斜させたので、第２層７と第３層８の間の歪みを低減することができ、第２層７と第３層８の間でのセパレーションの発生を抑制することができる。
【００２０】
さらに、それぞれのコードの傾斜角度を上記のように設定することによって、もともと大きい、第１層６と第２層７との間の間ゴムの剪断歪みを、一部、第２層と第３層との間の間ゴムに分担させることができ、第１層６と第２層７との間の剪断歪みを抑制してセパレーションを防止することができる。このことについて、以下に詳細を説明する。
【００２１】
拘束されない状態のベルトプライに周方向の力を作用させたとき、このベルトプライはタイヤ周方向に変形するだけではなくタイヤ幅方向にも変形する。すなわち、ベルトプライが、幅方向に広がるときには周方向に短くなり、幅方向に狭まるときには周方向に長くなる。逆に、ベルトプライが周方向に長くなる変形をするときには、その幅は狭くなり、周方向に短くなるときには、その幅は広がる。そして、幅の変形量はコードのタイヤ赤道面に対する傾斜角度の関数として理論的に求めることができる。
【００２２】
図３は、拘束されない状態のベルトプライに周方向の力を作用させ、単位周方向伸びを付与したときの、ベルトプライの幅の変化量Δωを縦軸に、タイヤ赤道面に対するコードの傾斜角度θを横軸にとってそれらの関係を表したグラフであり、このグラフにおいて、縦軸の0（ゼロ）は幅の変化がないことを示し、−（マイナス）は幅が狭くなる領域であり、＋（プラス）はンベルトプライの幅が広がる領域であることを示す。
【００２３】
図３に示すように、コードの方向が、タイヤ赤道面Ｅと平行なとき（θ=0）には、ベルトプライを周方向に伸ばしてもその幅は変化しないが、コードの傾斜角度θを増加させてゆくと、ベルトプライの幅は狭まる方向に変化し始め、その変化量は、傾斜角度θの増加とともに増大してゆき、θが約25°に達したとき、狭まる方向の変化量は最大値をとる。さらに傾斜角度θを増加させると、幅の縮小量は徐々に減少してゆき、傾斜角度θが約47°となったとき、その変化量は正負反転し、幅が増加する方向に転ずる。傾斜角度θをさらに増加させると、幅が広がる方向の変化量も増加し、θが約70°となったとき、その変化量は最大となる。その後、傾斜角度θの増加とともにその変化量は減少し、傾斜角度θが90°となったときゼロとなる。
【００２４】
本発明は、従来考慮されなかったこのような知見を用いてなされたものであり、本発明において、交差層対９の片側を担う第２層７では、カーカスの径方向の成長を抑制するため、タイヤ赤道面に対するコードの傾斜角度は小さく設定されなければならないという条件があるので、第２層７の傾斜角度βを、この条件を満たす範囲の中から、20°付近を選んで設定し、一方、交差層対を構成しない第3層８の傾斜角度γを70°付近に設定すれば、カーカス３がベルト５を周方向に伸ばそうとしたとき、第3層８はタイヤ幅方向に広がろうとし、すなわち、タイヤ周方向には短くなろうとし、このことによって、第２層７が周方向に伸張する変形を抑制することができる。
【００２５】
従来のタイヤにおいては、第3層８の傾斜角度γは、最大でも60°程度であり、この傾斜角度では、図３のグラフから分かるように、第３層８による、第２層７に対する周方向伸張を抑制する力は小さく、その分、第２層７の周方向伸張に対しては、第１層６による抑制力が支配的に作用することになり、このため、第１層６と第２層７との間の間ゴムにおける剪断歪みが大きくなってしまい、セパレーションの発生が危惧されていたわけである。これに対し、本発明では、上記のように、第２層７の傾斜角度βを、20°〜30°として°付近に設定し、第3層８の傾斜角度γを65°〜75°として、70°付近に設定したため、第3層８は、第２層７の周方向伸張を効果的に抑制できるようになり、その分、第１層６と第２層７との間の剪断応力を軽減することができ、そこでのセパレーションの発生を防止することができる。
【００２６】
ここで、第２層７の傾斜角度βを、20°〜30°の領域外とした場合、もしくは、第３層８の傾斜角度γを、65°〜75°の領域外とした場合のいずれにおいても、ベルトプライの幅方向変化が最大となる領域から外れ、上記に述べたような、相互に周方向の変化を抑制し合う作用、すなわち、第３層８から見れば、第２層７の周方向伸張を抑制する作用が不十分なものとなってしまう。
【００２７】
また、第１層６の傾斜角度αについても、これを15°〜25°とする必要があり、この傾斜角度αを、25°を超えるものとした場合には、第１層６の周方向伸張が大きくなり、この場合も第1層６と第２層７との間に大きな剪断応力生じる。一方、傾斜角度αを15°未満とした場合には、第1層６のベルトプライの幅方向端部での歪みが大きくなりすぎる。
【００２８】
また、第２層７の傾斜角度βと、第３層８の傾斜角度γとの差を、42°〜48°とするのが好ましく、ベルトの周方向に伸張する際の、ベルトプライの幅方向変化を、図３に示すグラフの最大値領域内に一層確実に保持することができ、このことによって、第３層８の、第２層７の周方向伸張抑制効果を一層高め、第１層６と第２層７との間の剪断歪みを、より効果的に低減することができる。
【００２９】
ここで、第１層６のベルトの幅ａを、第２層７の幅ｂ、および第3層の幅ｃのいずれよりも広くするのが好ましい。また、第３層７と第２層８との層間距離は、どの位置をとっても一定とするのが好ましい。
【実施例】
【００３０】
本発明のタイヤを試作してこれを実施例とし、実施例のタイヤについて、交差層対の層間に作用する周方向剪断歪みを測定した。また、実施例とは異なるベルト構造を有する従来例および比較例のタイヤについても、これらを試作し同様に交差層対の層間の周方向剪断歪みを測定し比較した。剪断歪みの大きさについては、結果を、従来例を１００とする指数で表１に示した。この数値が大きいほど剪断歪みが大きく、したがって、剪断応力も高く、セパレーションの可能性が高いことを意味している。
なお、交差層対は、従来例と実施例とについては、第１層と第２層が、比較例については、第２層と第３層とが対応する。
【００３１】
表１には、測定結果の他、それぞれのタイヤのベルト構造について、ベルトを構成する各ベルトプライのコードの、タイヤ赤道面に対する角度および幅を示した。ベルトプライは、タイヤ半径方向内側を第１層として、外側に順次、第2層、第3層、第4層と呼ぶものとした。また、表中の、傾斜角度の値（例えば、R16、L50など）において、「R」は、タイヤ半径方向外側から見て右上がりに傾斜しており、また、「L」は同様に見て左上がりに傾斜していることを表し、そのあとの数値は、タイヤ赤道面に対する傾斜角度を表す。
【００３２】
また、これらのタイヤのサイズはすべて、275/80R22.5であり、各ベルトプライのコード材料はスチール、コードの構造は、1+4構造とし、また、打ち込み数は、24本/50mmとした。
【００３３】
剪断歪みは、900kPaの内圧を充填し、負荷荷重はゼロの状態で測定した。測定方法は、ベルト端部に切り欠きを設け、切り欠きの変化量を測定して求めた。
【００３４】
【表１】
2007283867.tif 000003
【００３５】
表１から明らかなように、実施例のタイヤは他の例のタイヤに対比して、交差層対を構成する２層の相互間の剪断歪みを小さくなっていることが判る。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本発明は、特に、重荷重車両用タイヤに好適に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明に係る実施形態のタイヤのベルト構造を示す斜視図である。
【図２】本発明に係る実施形態のタイヤのベルト構造を示す平面図である。
【図３】ベルトプライに周方向力を付与した時の幅の変化とコードの傾斜角度との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００３８】
１    タイヤ
５    ベルト
３    カーカス
４    トレッド
５    ベルト
６    第１層
６ａ    第１層のコード
７    第２層
７ａ    第２層のコード
８    第３層
８ａ    第３層のコード
９    交差層対
【図１】
2007283867.tif 000004
【図２】
2007283867.tif 000005
【図３】
2007283867.tif 000006