(57)【要約】【課題】  タイヤの耐久性と耐偏摩耗性を一段と向上するようにした重荷重用偏平空気入りラジアルタイヤを提供する。【解決手段】  カース層４の外周に複数プライのスチールコードベルト層６を配置した重荷重用偏平空気入りラジアルタイヤにおいて、前記スチールコードベルト層６を、前記カーカス層４の直上に配置すると共に、タイヤ周方向に対するコード角度が実質的０度である少なくとも１プライの０度ベルト層７と、該０度ベルト層７の外周側に配置すると共に、タイヤ周方向に対するコード角度が４５〜６５度の範囲の実質的平衡角度からなる少なくとも２プライのバイアスベルト層８とから構成した。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
カース層の外周に複数プライのスチールコードベルト層を配置した重荷重用偏平空気入りラジアルタイヤにおいて、前記スチールコードベルト層を、前記カーカス層の直上に配置すると共に、タイヤ周方向に対するコード角度が実質的０度である少なくとも１プライの０度ベルト層と、該０度ベルト層の外周側に配置すると共に、タイヤ周方向に対するコード角度が４５〜６５度の範囲の実質的平衡角度からなる少なくとも２プライのバイアスベルト層とから構成した重荷重用偏平空気入りラジアルタイヤ。  
【請求項２】
前記バイアスベルト層の外周側に、さらにタイヤ周方向に対するコード角度が１５〜３０度のスチールコードからなる保護ベルト層を配置した請求項１に記載の重荷重用偏平空気入りラジアルタイヤ。
【請求項３】
前記０度ベルト層の幅をタイヤ総幅の７５〜８５％にし、前記バイアスベルト層の幅を前記０度ベルト層よりも狭くすると共に、タイヤ総幅の６０〜８０％にした請求項１又は２に記載の重荷重用偏平空気入りラジアルタイヤ。
【請求項４】
前記保護ベルト層の幅を前記バイアスベルト層よりも狭くすると共に、タイヤ総幅の２５〜７０％にした請求項３に記載の重荷重用偏平空気入りラジアルタイヤ。
【請求項５】
前記０度ベルト層とバイアスベルト層とを２プライづつ配置し、前記保護ベルト層を１プライ配置した請求項１〜４のいずれかに記載の重荷重用偏平空気入りラジアルタイヤ。
【請求項６】
タイヤの偏平率が６０％以下である請求項１〜５のいずれかに記載の重荷重用偏平空気入りラジアルタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は重荷重用偏平空気入りラジアルタイヤに関し、さらに詳しくは、タイヤの耐久性と耐偏摩耗性を一段と向上するようにした重荷重用偏平空気入りラジアルタイヤに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、乗用車用空気入りラジアルタイヤのみならず重荷重用空気入りラジアルタイヤでも偏平化がすすみ、偏平率６０％以下の超偏平タイヤが増えつつある。日本市場では、特に低床式のバスに端を発して広がりを見せつつある。このような超偏平化したラジアルタイヤでは、トレッドが広幅であるため、その広幅のトレッドを路面に対して如何に均一に接地させるようにするかが重要な課題になっている。つまり、接地性が不均一であると、タイヤの耐久性や耐偏摩耗性が悪化するという問題があるからである。
【０００３】
重荷重用空気入りラジアルタイヤの接地形状は、トレッドに埋設したベルト層の構成如何によって左右される。従来の一般的なラジアルタイヤでは、ベルト層におけるスチールコードのタイヤ周方向に対するコード角度を１５〜６０度程度のバイアスにし、かつ層間でコード方向を交差させるように配置している。しかし、このようなバイアス構造のベルト層の構成を偏平ラジアルタイヤにそのまま使用すると、偏平ラジアルタイヤではベルト層の幅が広いため、ベルト層エッジ部で周方向剛性が低下し、図３に実線Ａで示す接地形状のように、ショルダーエッジ部が極端に膨らんだ形状になる。さらに、ベルト層エッジ部での層間剪断力が大きくなるため、そのエッジ部に剥離故障が発生する。したがって、タイヤが偏摩耗を引き起こしたり、耐久性を低下させたりする原因になっている。
【０００４】
従来、上記のような偏平ラジアルタイヤに起こる問題の対策として、バイアスベルト層の中にスチールコードをタイヤ周方向に対して実質的０度に配列した所謂０度ベルト層を挿入することにより、周方向剛性を増大させるようにした提案がなされている（特許文献１等）。例えば、特許文献１では、スチールコードをタイヤ周方向に対して１０〜４５度のコード角度にした２つのバイアスベルト層の間に、このバイアスベルト層よりも幅の狭い０度ベルト層を挿入すると共に、バイアスベルト層の端部同士間に薄いゴム層を介在させて結合するようにしている。
【０００５】
このようにバイアスベルト層に０度ベルト層を挿入したことにより、バイアスベルト層だけを配置した従来タイヤに比べると、タイヤの耐久性や耐偏摩耗性を向上する効果が一応は認められる。しかしながら、得られる耐久性や耐偏摩耗性の効果は、必ずしも満足しうるレベルには達しておらず、現状では、更なる改善が求められている。
【特許文献１】特開２００１−５２２７４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、タイヤの耐久性と耐偏摩耗性を一段と向上するようにした重荷重用偏平空気入りラジアルタイヤを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の重荷重用偏平空気入りラジアルタイヤは、カース層の外周に複数プライのスチールコードベルト層を配置した重荷重用偏平空気入りラジアルタイヤにおいて、前記スチールコードベルト層を、前記カーカス層の直上に配置すると共に、タイヤ周方向に対するコード角度が実質的０度である少なくとも１プライの０度ベルト層と、該０度ベルト層の外周側に配置すると共に、タイヤ周方向に対するコード角度が４５〜６５度の範囲の実質的平衡角度からなる少なくとも２プライのバイアスベルト層とから構成したことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、カーカス層の直上にコード角度が実質的に０度の０度ベルト層を配置し、その上にコード角度が実質的平衡角度のバイアスベルト層を配置するようにスチールコードベルト層を構成したので、０度ベルト層はタイヤ周方向に高い剛性を付与することによってトレッド全体の剛性を均等化し、さらにバイアスベルト層は、そのコード角度をコード補強された複合材料における力学上の平衡角度（＝５４．７度）又はその近傍とすることにより、平衡角度の理論からタイヤ周方向張力に対して実質的に変形が起こらないようにしたので、０度ベルト層との層間及び隣接するバイアスベルト層との層間で剪断変形を起こり難くする。したがって、上記０度ベルト層とバイアスベルト層との相乗作用により、タイヤの耐久性及び耐偏摩耗性を一層向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
図１は本発明の重荷重用偏平空気入りラジアルタイヤの子午線断面を例示した図、図２は同タイヤのスチールコードベルト層を半径方向の外側から見た部分展開図である。
図１及び図２において、１はトレッド部、２はサイドウォール部、３はビード部、４はカーカス層である。カーカス層４は、多数本のスチールコード４ａがタイヤ周方向に対して９０度に配列するように構成され、中央のトレッド部１からそれぞれ左右両側のサイドウォール部２，２を経てビード部３，３に至り、その両端部をビードコア５，５の周りにタイヤ内側から外側へ折り返すようになっている。
【００１０】
トレッド部１には、カーカス層４の外周側に複数プライからなるスチールベルト層６が配置されている。実施形態におけるスチールベルト層６は、カーカス層４の直上から外側へ順に、２プライからなる０度ベルト層７、２プライからなるバイアスベルト層８及び１プライの保護ベルト層９が積層されるように構成されている。このようにスチールベルト層６を構成するベルト層のうち、０度ベルト層７の幅Ｗｏが最も幅広で、タイヤ総幅Ｗの７５〜８５％である。この０度ベルト層７に次いでバイアスベルト層８の幅が大きく、その幅Ｗｂがタイヤ総幅Ｗの６０〜８０％になっている。保護ベルト層９が最も幅狭で、その幅Ｗｐがタイヤ総幅Ｗの２５〜７０％になっている。
【００１１】
最内層の０度ベルト層７は、カーカス層４の直上にスチールコード７ａをタイヤ周方向に対して実質的に０度のコード角度で平行に巻き付けて形成されている。０度ベルト層７の形成は、１本又は２〜１０本のスチールコード７ａからなるゴム引きテープを、タイヤ周方向に対して連続的かつ螺旋状に巻き付けて形成されている。このようにスチールコード７ａをタイヤ周方向に対し略０度の角度に配列した０度ベルト層７は、タイヤ周方向に高い剛性を付与してトレッド剛性を全体的に均等化するため、接地形状を図３に破線Ｂで示すようにスクェア状にする。
【００１２】
０度ベルト層７は少なくとも１プライを設ければよいが、好ましくは図示の例のように２プライ又はそれ以上を設けるのがよい。０度ベルト層７を２プライ以上設けることにより、スチールコード７ａの張力を全域に均等化し、接地形状の均一化を一層有利にすることができる。０度ベルト層７のプライ数の上限は特に制限されないが、重量を抑制する観点から１または２プライまでにするのがよい。
【００１３】
なお、０度ベルト層７においてコード角度がタイヤ周方向に対して実質的に０度とは、スチールコード７ａのコード角度が完全０度である場合のほか、０度±３度の範囲までを含むことを意味する。
【００１４】
また、０度ベルト層７に使用するスチールコードには、バイアスベルト層８や保護ベルト層９に使用するスチールコードとは特性の異なるものが使用される。バイアスベルト層８や保護ベルト層９には、応力−歪み関係が線形の特性を有するのスチールコードを使用するが、０度ベルト層７には、非線形の特性を有するスチールコードを使用する。非線形の特性とは、応力−歪み関係の低応力域では伸度３％程度までの歪み変化（伸び）が大きく、中・高応力域で歪み変化（伸び）が小さくなるような特性のものをいう。このように非線形の特性を有するスチールコードを０度ベルト層に使用することにより、加硫時のリフトを円滑にし、ユニフォミティーに優れたタイヤを得ることができる。
【００１５】
０度ベルト層７の外周側に配置されるバイアスベルト層８は、スチールコード８ａがタイヤ周方向に対して４５〜６５度のコード角度αで平行に配列するように形成されている。このバイアスベルト層８としては、少なくとも２プライを配置し、好ましくはスチールコード８ａが、隣接する層間で互いに反対側に交差する関係に配置するのがよい。プライ数の上限は特に限定されないが、好ましくは２プライまたは４プライとし、特に２プライとするのがよい。
【００１６】
バイアスベルト層８のコード角度αを４５〜６５度の範囲にすることは、スチールコード８ａのコード角度αが平衡角度又はその近傍であることを意味する。コード補強された複合材料に関する力学の理論によれば、コード補強されたゴム・プラスチック複合材料に引張り荷重を与えると、補強コードが引張り荷重の方向に対して５４．７度の角度であるとき、複合材料は引張り荷重に対して伸びも縮みもしない非変形状態を維持する。この非変形状態になるときのコード角度（５４．７度）を平衡角度といっている。
【００１７】
したがって、上記バイアスベルト層８は、タイヤ周方向の張力に対して殆ど変形を起こさないため、隣接する０度ベルト層７との間やバイアスベルト層８同士間において剪断変形を起こすことがない。そのため、０度ベルト層７のタイヤ周方向の剛性向上効果と相まって、接地形状を図３において破線Ｂで示すようなスクェアにし、タイヤの耐久性向上や耐偏摩耗性の向上に大いに寄与することができる。
【００１８】
バイアスベルト層８の外側に配置された保護ベルト層９は、スチールコード９ａのタイヤ周方向に対するコード角度βを１５〜３０度にしたベルト層である。このバイアスベルト層８は、スチールコードベルト層６の面内曲げ剛性の向上に寄与するため、タイヤの偏摩耗防止効果を一層向上することに寄与する。コード角度βが１５度未満では、層間剪断応力が増大するためエッジ部の剥離を生ずるようになり、また３０度を超えると、面内剛性向上の効果が低下する。
【００１９】
本発明におけるスチールコードベルト層６は、上述したように０度ベルト層７の幅Ｗｏを、タイヤ総幅Ｗの７５〜８５％の範囲にすることが好ましい。また、バイアスベルト層８の幅Ｗｂは、０度ベルト層７の幅Ｗｏよりも小さく、かつタイヤ総幅Ｗの６０〜８０％の範囲にすることが好ましい。さらに、保護ベルト層９の幅Ｗｐは、バイアスベルト層８の幅Ｗｂよりも小さく、かつタイヤ総幅Ｗの２５〜７０％の範囲にすることが好ましい。このような範囲に設定することにより、タイヤの耐久性及び耐偏摩耗性を一層優れたものにすることができる
本発明は重荷重用偏平空気入りラジアルタイヤに適用されるが、特に偏平率が６０％以下のタイヤに適用する場合に特に優れた効果を発揮することができる。
【実施例】
【００２０】
タイヤサイズが４３５／４５Ｒ２２．５で、かつスチールコードベルト層を設けた偏平重荷重用空気入りラジアルタイヤを製造するに際し、スチールコードベルト層を構成するベルト層を下記のように異ならせた５種類の空気入りラジアルタイヤを製造した（なお、ベルト層はカーカス層側を第１層とし、トレッド側に向って順に第２層、第３層、・・・・とする）。
【００２１】
（実施例１）
第１層（０度ベルト層）；
ベルト幅；    タイヤ総幅Ｗの７５％
コード角度；  ０度
コード構造；  ３×（１＋５）×０．２５mm、２５エンド／50mm
第２層（０度ベルト層）；
ベルト幅；    タイヤ総幅Ｗの７５％
コード角度；  ０度
コード構造；  ３×（１＋５）×０．２５mm、２５エンド／50mm
第３層（バイアスベルト層）；
ベルト幅；    タイヤ総幅Ｗの５３％
コード角度；  ５０度（左傾斜）
コード構造；  ３＋９×０．２２mm、２１エンド／50mm
第４層（バイアスベルト層）；
ベルト幅；    タイヤ総幅Ｗの４８％
コード角度；  ５０度（右傾斜）
コード構造；  ３＋９×０．２２mm、２１エンド／50mm
【００２２】
（実施例２）
第１層（０度ベルト層）；
ベルト幅；    タイヤ総幅Ｗの７５％
コード角度；  ０度
コード構造；  ３×（１＋５）×０．２５mm、２５エンド／50mm
第２層（０度ベルト層）；
ベルト幅；    タイヤ総幅Ｗの７５％
コード角度；  ０度
コード構造；  ３×（１＋５）×０．２５mm、２５エンド／50mm
第３層（バイアスベルト層）；
ベルト幅；    タイヤ総幅Ｗの５３％
コード角度；  ５０度（左傾斜）
コード構造；  ３＋９×０．２２mm、２１エンド／50mm
第４層（バイアスベルト層）；
ベルト幅；    タイヤ総幅Ｗの４８％
コード角度；  ５０度（右傾斜）
コード構造；  ３＋９×０．２２mm、２１エンド／50mm
第５層（バイアスベルト層）；
ベルト幅；    タイヤ総幅Ｗの２９％
コード角度；  ２０度（右傾斜）
コード構造；  ３×０．２０mm＋６×０．３５mm、１５エンド／50mm
【００２３】
（実施例３）
第１層（０度ベルト層）；
ベルト幅；    タイヤ総幅Ｗの７５％
コード角度；  ０度
コード構造；  ３×（１＋５）×０．２５mm、２５エンド／50mm
第２層（０度ベルト層）；
ベルト幅；    タイヤ総幅Ｗの２５％のベルト層２枚をタイヤ総幅Ｗの２７％                      の間隔をあけて配置
コード角度；  ０度
コード構造；  ３×（１＋５）×０．２５mm、２５エンド／50mm
第３層（バイアスベルト層）；
ベルト幅；    タイヤ総幅Ｗの５３％
コード角度；  ５０度（左傾斜）
コード構造；  ３＋９×０．２２mm、２１エンド／50mm
第４層（バイアスベルト層）；
ベルト幅；    タイヤ総幅Ｗの４８％
コード角度；  ５０度（右傾斜）
コード構造；  ３＋９×０．２２mm、２１エンド／50mm
【００２４】
（比較例１）
第１層（バイアスベルト層）：
ベルト幅；    タイヤ総幅Ｗの６８％
コード角度；  ５０度（左傾斜）
コード構造；  ３＋９×０．３２mm、２１エンド／50mm
第２層（バイアスベルト層）：
ベルト幅；    タイヤ総幅Ｗの７５％
コード角度；  ２０度（右傾斜）
コード構造；  ３＋９×０．３２mm、２１エンド／50mm
第３層（バイアスベルト層）：
ベルト幅；    タイヤ総幅Ｗの７１％
コード角度；  ２０度（左傾斜）
コード構造；  ３＋９×０．３２mm、２１エンド／50mm
第４層（バイアスベルト層）：
ベルト幅；    タイヤ総幅Ｗの５２％
コード角度；  ２０度（右傾斜）
コード構造；  ３×０．２０mm＋６×０．３５mm、１５エンド／50mm
【００２５】
（比較例２）
第１層（バイアスベルト層）：
ベルト幅；    タイヤ総幅Ｗの７５％
コード角度；  ２０度（左傾斜）
コード構造；  ３＋９×０．３２mm、２１エンド／50mm
第２層（０度ベルト層）：
ベルト幅；    タイヤ総幅Ｗの６４％
コード角度；  ０度
コード構造；  ３×（１＋５）×０．２４mm、２１エンド／50mm
第３層（バイアスベルト層）：
ベルト幅；    タイヤ総幅Ｗの７１％
コード角度；  ２０度（右傾斜）
コード構造；  ３＋９×０．３２mm、２１エンド／50mm
第４層（バイアスベルト層）：
ベルト幅；    タイヤ総幅Ｗの５２％
コード角度；  ２０度（左傾斜）
コード構造；  ３＋９×０．３２mm、２１エンド／50mm
【００２６】
上記５種類のタイヤについて下記の試験条件による「室内耐久性」及び「耐偏摩耗性」を測定したところ、表１に記載する結果が得られた。実施例１〜３のタイヤは、いずれも比較例１、２のタイヤに比べて耐久性及び耐偏摩耗性が改善されていた。
【００２７】
［室内耐久性］
試験タイヤに９００ｋＰａの空気圧を充填し、ドラム径１７０７ｍｍのドラム試験機を使用し、ＪＩＳ  Ｄ  ４２３０に規定の耐久性試験を終了後、１０時間毎に１０％ずつ荷重を増やしながら、タイヤが破壊するまでの走行距離を測定した。
【００２８】
評価は、比較例１のタイヤの走行距離を１００とする指数で示した。指数値が大きいほど室内耐久性が優れていることを意味する。
【００２９】
［耐偏摩耗性］
試験タイヤを実車に装着し、５０００ｋｍを走行した時点で、トレッドセンター部と両端部との摩耗量の差を測定した。
【００３０】
評価は測定値の逆数で行い、比較例１のタイヤの逆数を１００とする指数で示した。指数値が大きいほど耐偏摩耗性が優れていることを意味する。
【００３１】
【表１】
2007045334.tif 000003
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の実施形態からなる重荷重用偏平空気入りラジアルタイヤを示す子午線断面図である。
【図２】図１のタイヤのスチールコードベルト層を半径方向の外側から見た部分展開図である。
【図３】重荷重用偏平空気入りラジアルタイヤの接地形状を示す平面図である。
【符号の説明】
【００３３】
１  トレッド
４  カーカス層
６  スチールベルト層
７  ０度ベルト層７
８  バイアスベルト層
９  保護ベルト層９
４ａ、７ａ、８ａ、９ａ  スチールコード
【図１】
2007045334.tif 000004
【図２】
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【図３】
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