(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部にほぼラジアル方向に延びる多数本のコードが埋設されている略トロイダル状のカーカス層と、該カーカス層の半径方向外側に配置され２枚以上のベルトプライから構成されているベルト層と、該ベルト層の半径方向外側に配置されたトレッドとを備え、前記ベルト層は、内部にタイヤ赤道面Ｓに対して傾斜した多数本のコードが埋設されている最大幅ベルトプライと、該最大幅ベルトプライの半径方向外側に配置され、内部に最大幅ベルトプライ内のコードと逆方向に傾斜した多数本のコードが埋設されている狭幅ベルトプライとを有し、かつ、前記狭幅ベルトプライの幅方向外側端より幅方向外側に位置する最大幅ベルトプライの幅方向外側端部に重なり合い、内部に最大幅ベルトプライ内のコードと逆方向に傾斜している多数本のコードが埋設された補助層を設け、さらに、前記補助層内のコードを非伸張性コードから構成するとともに、該補助層を最大幅ベルトプライの半径方向内側に密着配置した空気入りラジアルタイヤにおいて、前記補助層を幅方向内側に向かってタイヤ赤道面上で一体化するまで延長させるとともに、内部に埋設されているコードのタイヤ赤道面に対する傾斜角Ｂを34度以上とし、さらに、該補助層の幅方向外側端を最大幅ベルトプライの幅方向外側端より幅方向内側に位置させたことを特徴とする空気入りラジアルタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ベルト端セパレーションを抑制することができる空気入りラジアルタイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、トラック、バス等の特に重荷重で使用され、トレッド摩耗後に再びトレッドを更生して複数回使用される空気入りラジアルタイヤにおいては、長期間の使用によりベルト層の幅方向外側端に亀裂が発生し、この亀裂が時間と共にベルトプライ間を幅方向内側にあるいは半径方向外側にセパレーションとなって進展しタイヤが使用できなくなる問題が生じていた。ここで、前述のような亀裂は、以下のような理由によって発生すると考えられている。即ち、空気入りラジアルタイヤのトレッド端部は、クラウンアールの影響を受けて平坦な路面に接地する毎に周方向の引っ張り変形を受けるが、このような引っ張り変形を受けるトレッド端部には、タイヤ赤道面に対して逆方向に傾斜したコードが埋設されている複数のベルトプライの幅方向外側端部が位置しているため、該位置において交差しているコードは接地域に到達する毎に前述の引っ張り変形を受けて繰り返しひし形が潰れる方向に変形する。また、このような変形は、悪路を走行して石等の突起物にタイヤのトレッド端部が乗り上げ、該部位のゴムが大きく変形する場合にも発生する。そして、前述のようにコードが変形すると、ベルトプライの幅が狭くなってその幅方向外側端が繰り返し幅方向内側に向かって若干量変位するが、該ベルトプライの幅方向外側端より幅方向外側のゴムは該位置に取り残されたままであるため、この境界、即ちベルトプライの幅方向外側端に幅方向の引っ張り歪が発生するのである。ここで、前記ベルトプライに埋設されているコードの端末は、ベルトプライの幅方向外側端において露出しているにも拘らず、ゴム接着性を高めるための真鍮等のメッキが施されていない切断面であるため、前述の引っ張り歪の影響を受けてコードの端末がその周囲のゴムから繰り返し引き離され、この結果、該ベルトプライの幅方向外側端に露出しているコード端末近傍のゴムに微小の亀裂が発生するのである。ここで、前述の変位は、最大幅ベルトプライの半径方向外側に配置され、内部に最大幅ベルトプライ内のコードと逆方向に傾斜したコードが埋設されている狭幅ベルトプライの幅方向外側端において最大となるため、該狭幅ベルトプライの幅方向外側端に最初に前記微小亀裂が発生し、この微小亀裂が走行時にベルトプライ間に繰り返し発生する剪断歪等によって時間の経過と共に周囲に進展してセパレーションになると考えられている。
【０００３】
このような問題を解決するため、従来においては、ベルトプライ間に生じる剪断歪を抑制することで亀裂の進展を抑制しようと、最大幅ベルトプライの幅方向外側端部と狭幅ベルトプライの幅方向外側端部との間に低硬度で厚肉のクッションゴムを配置したり、あるいは、内圧充填や走行に伴うベルトプライの径成長を抑制することで亀裂の進展を抑制しようと、実質上周方向に延びているコードが埋設された補強層をベルトプライに重ね合わせて配置したりすることが提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このようなものはいずれもある程度の効果を期待することができるものの、充分にセパレーションの発生を抑制することができないという問題点がある。
【０００５】
この発明は、ベルト端セパレーションを効果的に抑制することができる空気入りラジアルタイヤを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
このような目的は、内部にほぼラジアル方向に延びる多数本のコードが埋設されている略トロイダル状のカーカス層と、該カーカス層の半径方向外側に配置され２枚以上のベルトプライから構成されているベルト層と、該ベルト層の半径方向外側に配置されたトレッドとを備え、前記ベルト層は、内部にタイヤ赤道面Ｓに対して傾斜した多数本のコードが埋設されている最大幅ベルトプライと、該最大幅ベルトプライの半径方向外側に配置され、内部に最大幅ベルトプライ内のコードと逆方向に傾斜した多数本のコードが埋設されている狭幅ベルトプライとを有し、かつ、前記狭幅ベルトプライの幅方向外側端より幅方向外側に位置する最大幅ベルトプライの幅方向外側端部に重なり合い、内部に最大幅ベルトプライ内のコードと逆方向に傾斜している多数本のコードが埋設された補助層を設け、さらに、前記補助層内のコードを非伸張性コードから構成するとともに、該補助層を最大幅ベルトプライの半径方向内側に密着配置した空気入りラジアルタイヤにおいて、前記補助層を幅方向内側に向かってタイヤ赤道面上で一体化するまで延長させるとともに、内部に埋設されているコードのタイヤ赤道面に対する傾斜角Ｂを34度以上とし、さらに、該補助層の幅方向外側端を最大幅ベルトプライの幅方向外側端より幅方向内側に位置させることにより達成することができる。
【０００７】
空気入りラジアルタイヤが走行して最大幅ベルトプライ、狭幅ベルトプライの幅方向外側端部に埋設されているコードが接地域に到達すると、これらコードから構成されたひし形は、クラウンアールの影響を受けて潰れるよう変形し、これにより、狭幅ベルトプライの幅方向外側端が幅方向内側に向かって最も大きく変位する。このとき、狭幅ベルトプライの幅方向外側端より幅方向外側に位置する最大幅ベルトプライの幅方向外側端部に重なり合う補助層を設けるとともに、該補助層の内部に最大幅ベルトプライ内のコードと逆方向に傾斜している多数本のコードを埋設するようにすれば、これら補助層に埋設されているコードと最大幅ベルトプライの幅方向外側端部に埋設されているコードとから構成されたひし形も前述と同様に周方向の引っ張り変形により潰れるよう変形するため、これら補助層、最大幅ベルトプライの幅方向外側端部およびこれらの周囲のゴムが（このゴムには狭幅ベルトプライの幅方向外側端より幅方向外側に位置するゴムが含まれる）共に幅方向内側に向かって変位する。この結果、狭幅ベルトプライの幅方向外側端と該幅方向外側端より幅方向外側に位置するゴムとの境界に生じていた幅方向の引っ張り歪が低減され（場合によっては圧縮歪となり）、該狭幅ベルトプライのコード端末近傍に位置するゴムにおける亀裂の発生および進展が効果的に抑制される。このようなことからベルト端セパレーションが効果的に抑制されるのである。
【０００８】
また、補助層の幅方向外側端におけるセパレーションを阻止しながら狭幅ベルトプライのベルト端セパレーションを確実に抑制することができるとともに、製造を簡単としながらベルト層のたが効果を高めることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、空気入りラジアルタイヤを図面に基づいて説明する。
図１、２において、11はトラック、バス等に装着される重荷重用の空気入りラジアルタイヤであり、このタイヤ11は一対のビード部13と、これらビード部13から略半径方向外側に向かってそれぞれ延びるサイドウォール部14と、これらサイドウォール部14の半径方向外端同士を連結する略円筒状のトレッド部15とを備えている。そして、このタイヤ11は前記ビード部13にそれぞれ埋設されたビードコア17間をトロイダル状に延びてサイドウォール部14、トレッド部15を補強するカーカス層18を有し、このカーカス層18の両端部はスティフナー19が付着されたビードコア17の回りに軸方向内側から軸方向外側に向かって折り返されている。前記カーカス層18は少なくとも１枚、ここでは１枚のカーカスプライ20から構成され、このカーカスプライ20の内部にはほぼラジアル方向（子午線方向）に延びる（タイヤ赤道面Ｓに対して80度〜90度の角度で傾斜している）非伸張性の、例えばスチールから構成されたコード21が多数本埋設されている。24はカーカス層18の半径方向外側に配置されたベルト層であり、このベルト層24は２枚以上（ここでは３枚）のベルトプライを積層することで構成されている。前記ベルトプライのうち、最も幅の広い最大幅ベルトプライ25は半径方向最内側に配置され、また、この最大幅ベルトプライ25の半径方向外側には該最大幅ベルトプライ25より若干幅が狭い狭幅ベルトプライ26が該最大幅ベルトプライ25に隣接した状態で配置され、さらに、この狭幅ベルトプライ26の半径方向外側には狭幅ベルトプライ26よりかなり幅が狭い最小幅ベルトプライ27が該狭幅ベルトプライ26に隣接した状態で配置されている。そして、これら３枚のベルトプライ25、26、27の内部には非伸張性の、例えばスチールから構成された多数本の互いに平行なコード28、29、30がそれぞれ埋設されている。ここで、前記ベルトプライに埋設されているコードはタイヤ赤道面Ｓに対して10度から25度の範囲内で傾斜するとともに、少なくとも２枚のベルトプライにおいて交差し、このタイヤにおいては、最大幅ベルトプライ25のコード28を右上がりの18度、幅狭ベルトプライ26のコード29を左上がり18度、最小幅ベルトプライ27のコード30を右上がり18度とし、隣接するいずれのベルトプライにおいても傾斜方向を逆方向としている。また、前記最大幅ベルトプライ25の幅方向両端部と狭幅ベルトプライ26の幅方向両端部との間には、これら両ベルトプライ25、26間の歪集中を緩和するために、狭幅ベルトプライ26の幅方向外側端26ａにおいて最大肉厚となった断面略三角形のクッションゴム31が介装されている。32は前記ベルト層24の半径方向外側に配置されたトレッドであり、このトレッド32の外表面には周方向に延びる複数本の主溝33と、これら主溝33に交差する複数本の横溝（図示していない）とが形成されている。
【００１０】
35は一対の補助層であり、これらの補助層35は、最大幅ベルトプライ25の幅方向外側端部25ａ、即ち最大幅ベルトプライ25のうち、狭幅ベルトプライ26の幅方向外側端26ａより幅方向外側に位置する部位に重なり合うよう配置されている。各補助層35の内部にはタイヤ赤道面Ｓに対して傾斜している互いに平行なコード36が多数本埋設され、これらのコード36の傾斜方向は前記最大幅ベルトプライ25内のコード28と逆方向である。このように内部に最大幅ベルトプライ25内のコード28と逆方向に傾斜しているコード36が多数本埋設された補助層35を最大幅ベルトプライ25の幅方向外側端部25ａに重なり合うよう配置すると、タイヤ11が走行して接地域に到達したとき、これら補助層35に埋設されているコード36と最大幅ベルトプライ25の幅方向外側端部25ａに埋設されているコード28とから構成されたひし形が周方向の引っ張り変形により潰れるよう変形するが、このとき、補助層35、最大幅ベルトプライ25の幅方向外側端部25ａおよびこれらの周囲のゴムが（このゴムには狭幅ベルトプライ26の幅方向外側端26ａより幅方向外側に位置するゴムが含まれる）共に幅方向内側に向かって変位するため、狭幅ベルトプライ26の幅方向外側端26ａと該幅方向外側端26ａより幅方向外側に位置するゴムとの境界に生じていた幅方向の引っ張り歪が低減され（場合によっては圧縮歪となり）、該狭幅ベルトプライ26のコード29の端末近傍に位置するゴムにおける亀裂の発生および進展が効果的に抑制される。このようなことから狭幅ベルトプライ26のプライ端におけるセパレーションが効果的に抑制されるのである。また、長時間の走行やタイヤ温度の上昇によりタイヤ11の外径に成長が生じた場合には、狭幅ベルトプライ26の幅方向外側端26ａに、前述した転動時の繰り返し歪に加えて前記タイヤの径成長に基づく歪も加算されるが、このタイヤの場合には、こうした径成長は幅方向外側端部25ａの周囲のゴムに対して幅方向内側への変位量の増大として作用するため、プライ端セパレーションをさらに効果的に抑制することができる。
【００１１】
ここで、前記補助層35内のコード36を非伸張性の、例えばスチールあるいはアラミド繊維から構成すれば、幅方向外側端部25ａに埋設されているコード28への影響力が大きくなるため、セパレーションの抑制を確実なものとすることできるが、このような非伸張性のコード36が埋設された補助層35を幅方向外側端部25ａの半径方向外側に配置すると、該補助層35の幅方向外側端35ａに大きな応力集中が発生し、狭幅ベルトプライ26の幅方向外側端26ａに先だってセパレーションが生じるおそれがある。このようなことから補助層35内のコード36が非伸張性コードから構成されている場合には、このタイヤのように補助層35を最大幅ベルトプライ25の幅方向外側端部25ａの、カーカス層18による幅方向変形抑制効果の影響がより大きい半径方向内側に密着配置することが好ましい。また、前述のように補助層35内のコード36が非伸張性コードから構成されているときに該補助層35の幅を広くすると、幅方向外側端部25ａに埋設されているコード28への影響力を大きくすることができるため、セパレーションの抑制を確実なものとすることできるが、これら補助層35の幅をその幅方向外側端35ａが最大幅ベルトプライ25の幅方向外側端25ｂより幅方向外側に位置するまで広げると、補助層35の幅方向外側端35ａに大きな引っ張り歪みが発生し、狭幅ベルトプライ26の幅方向外側端26ａに先だって補助層35の幅方向外側端35ａにセパレーションが生じるおそれがある。このようなことから補助層35の幅方向外側端35ａは、このタイヤのように最大幅ベルトプライ25の幅方向外側端25ｂより幅方向内側に位置させることが好ましい。さらに、このタイヤにおいては、補助層35をその幅方向内側端35ｂが狭幅ベルトプライ26の幅方向外側端26ａ近傍で終了するような幅狭としているが、この場合には該補助層35内に埋設されているコード36のタイヤ赤道面Ｓに対する傾斜角Ａを 4度から60度の範囲とすることが好ましく、このタイヤでは10度としている。そして、この傾斜角Ａは50度以下とすることがさらに好ましい。ここで、前記傾斜角Ａを前述の範囲内とした理由は、該傾斜角Ａが 4度未満であると、コード36が周方向に延びているのとほぼ同じとなって、図３に示すように狭幅ベルトプライ26の幅方向外側端26ａにおける幅方向引っ張り歪を殆ど低減させることができなくなるからであり、一方、60度を超えると、コード36が幅方向に延びているのとほぼ同じとなって、図３に示すように狭幅ベルトプライ26の幅方向外側端26ａにおける幅方向引っ張り歪を殆ど低減させることができなくなるからである。そして、前記傾斜角Ａは、前述の範囲内であるときには、小さいほど幅方向引っ張り歪を低減させることができる。ここで、前述の図３に示すデータは、以下に示すような条件下で計算により求めたものである。即ち、3x0.2mm+6x0.38mmのスチールコードを 5cm当り25本の密度で埋設するとともに、これらスチールコードを前述の角度で傾斜させた図１、２に示すような最大幅、狭幅、最小幅ベルトプライと、3x0.2mm+6x0.38mmのスチールコードを 5cm当り25本の密度で埋設した図１、２に示すような補助層とを有するサイズが11Ｒ22.5のトラック・バス用ラジアルタイヤに、日本自動車タイヤ協会の空気圧ー負荷能力対応表に太字で示された負荷のうち、前記タイヤのサイズに対応する荷重���負荷を作用させたときのものである。ここで、最大幅、狭幅、最小幅ベルトプライおよび補助層の幅はそれぞれ 180mm、 150mm、80mm、20mmであり、また、補助層の幅方向外側端は最大幅ベルトプライの幅方向外側端から 7mmだけ幅方向内側に離れている。なお、図３において軸方向引っ張り歪は、補助層が設けられていない場合に該狭幅ベルトプライの軸方向外側端に生じる歪を１とした指数表示にて示している。
【００１２】
次に、この発明の第１実施形態を図４、５を参照しながら説明する。この実施形態においては、製造を簡単としながらベルト層24のたが効果を高めるために、前述したような補助層を幅方向内側に向かって両側から延長させてタイヤ赤道面Ｓ上で一体化し、補助層38を幅方向に連続した１枚のプライから構成している。この場合には補助層38の内部に埋設されたスチールコードからなる非伸張性コード39のタイヤ赤道面Ｓに対する傾斜角Ｂは、34度以上とすることが好ましく、この実施形態では左上がりの52度としている。その理由は、前記傾斜角Ｂが34度未満であると、幅方向外側端部25ａに挟まれた幅方向中央部25ｃの幅方向収縮量が補助層38の影響を受けて増大するため、結果として、図６に示すように狭幅ベルトプライ26の幅方向外側端26ａにおける幅方向引っ張り歪を効果的に抑制することができなくなるからである。そして、前述のような補助層38を最大幅ベルトプライ25の半径方向内側に配置すると、補助層38内のコード39のうち、最大幅ベルトプライ25の幅方向外側端部25ａと重なり合っている部位のコード39が、前述と同様に幅方向外側端部25ａの周囲のゴムを幅方向内側に変位させることに加え、最大幅ベルトプライ25の幅方向中央部25ｃに重なり合っている部位のコード39が、ほぼ幅方向に延びて突っ張りのように機能するため、前記幅方向中央部25ｃの幅が狭くなるのを抑制し、狭幅ベルトプライ26の幅方向外側端26ａにおける軸方向引っ張り歪を効果的に抑制するのである。ここで、前記傾斜角Ｂが70度を超えると、前者の効果は殆ど期待できなくなるが、後者の効果が大きくなるので、結果的に前記傾斜角Ｂが90度近くまで、狭幅ベルトプライ26の幅方向外側端26ａにおける軸方向引っ張り歪を効果的に抑制することができる。ここで、図６に示すデータの条件は、補助層の幅が 165mmとなった以外は前記図３のデータの条件と同一である。
【００１３】
次に、別の空気入りラジアルタイヤを図７、８を参照しながら説明する。このタイヤにおいては、補助層44内のコード45をスチールコード等の非伸張性コードではなく剛性の小さな有機繊維コードから構成しているが、このような有機繊維コードでは幅方向外側端部25ａにおけるコード28に対する影響力が小さいため、最大幅ベルトプライ25の半径方向内側に配置した場合には、幅方向外側端部25ａの半径方向外側に位置するゴムを充分に半径方向内側に変位させることができない。このため、コード45を有機繊維コードから構成する場合には、幅方向外側端部25ａの半径方向外側に配置することで、幅方向外側端部25ａの半径方向外側に位置するゴムを該幅方向外側端部25ａと補助層44とで両側から挟持し、前記ゴムに対する影響力を高めて半径方向内側への変位を確実なものとする必要がある。ここで、幅方向外側端部25ａの半径方向外側には前述のように比較的厚肉のクッションゴム31が配置されているため、補助層44は幅方向外側端部25ａから半径方向外側にある程度離れて配置されることとなり、幅方向外側端部25ａと補助層44とによるクッションゴム31の半径方向内側への変位が小さくなる。このため、このタイヤでは前記補助層44の幅方向外側端44ａを最大幅ベルト25の幅方向外側端25ｂより幅方向外側に位置させるとともに、その幅方向内側端44ｂを狭幅ベルトプライ26の半径方向外側でその幅方向外側端26ａより幅方向内側に位置させることで、最大幅ベルトプライ25、狭幅ベルトプライ26の幅方向外側端25ｂ、26ａの双方を補助層44で覆い、クッションゴム31をより大きく半径方向内側に変位させるようにしている。また、前記補助層44内に埋設されているコード45のタイヤ赤道面Ｓに対する傾斜角Ｃは 7度以上とすることが好ましく、このタイヤでは20度としている。ここで、前記傾斜角Ｃを 7度以上とする理由は、前記傾斜角Ｃが 7度未満であると、コード45が周方向に延びているのとほぼ同じとなり、この結果、図９に示すように狭幅ベルトプライ26の幅方向外側端26ａにおける幅方向引っ張り歪を効果的に抑制することができなくなるからである。ここで、図９に示すデータの条件は、６ナイロン（1260 d/2）からなる有機繊維コードを５cm当り30本の密度で埋設するとともに、これら有機繊維コードをタイヤ赤道面Ｓに対して20度の傾斜角Ｃで傾斜させた補助層を、図７、８に示すように最大幅ベルトプライ、狭幅ベルトプライの半径方向外側に配置した点および該補助層の幅方向外側端を最大幅ベルトの幅方向外側端から15mmだけ幅方向外側に、また、その幅方向内側端を狭幅ベルトプライの幅方向外側端から30mmだけ幅方向内側に位置させた点以外は前記図３のデータの条件と同一である。なお、このタイヤにおいては、前記補助層44の半径方向内端を最小幅ベルトプライ27の幅方向外側端近傍まで延長させ、狭幅ベルトプライ26の幅方向外側端部を半径方向外側から覆うようにしている。
【００１４】
なお、この発明においては、前記第１実施形態で説明したタイヤに補強層44を付加するようにしてもよく、このようにすれば、さらに確実にベルト端セパレーションを抑制することができる。
【００１５】
【実施例】
次に、試験例について説明する。この試験にあっては、前記図３のデータを求めたときに使用したタイヤから補助層を省略した従来タイヤと、図３のデータを求めたときに使用した供試タイヤ１と、図６のデータを求めたときに使用した供試タイヤ２と、図９のデータを求めたときに使用した供試タイヤ３と、供試タイヤ１に供試タイヤ３の補助層を加えた供試タイヤ４と、供試タイヤ２に供試タイヤ３の補助層を加えた供試タイヤ５とを準備した。次に、このような各タイヤをトラックに装着し、未舗装の悪路を含む一般路を７万km走行した後、タイヤを解剖して幅狭ベルトプライの幅方向外側端に生じている亀裂の長さを測定した。その結果は、従来タイヤを指数 100とすると、供試タイヤ１、２、３、４、５ではそれぞれ50、30、55、28、33であり、いずれもベルト端セパレーションが効果的に抑制されていた。
【００１６】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、ベルト端セパレーションを効果的に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】    空気入りラジアルタイヤの一例を示す子午線断面図である。
【図２】    一部が破断された平面図である。
【図３】    幅方向引っ張り歪と傾斜角Ａとの関係を示すグラフである。
【図４】    この発明の第１実施形態を示す子午線断面図である。
【図５】    一部が破断された平面図である。
【図６】    幅方向引っ張り歪と傾斜角Ｂとの関係を示すグラフである。
【図７】    空気入りラジアルタイヤの別の例を示す子午線断面図である。
【図８】    一部が破断された平面図である。
【図９】    幅方向引っ張り歪と傾斜角Ｃとの関係を示すグラフである。
【符号の説明】
11…空気入りラジアルタイヤ   18…カーカス層
21…コード                   24…ベルト層
25…最大幅ベルトプライ       25ａ…幅方向外側端部
25ｂ…幅方向外側端           26…狭幅ベルトプライ
26ａ…幅方向外側端           28…コード
29…コード                   32…トレッド
35…補助層                   35ａ…幅方向外側端
35ｂ…幅方向内側端           36…コード
38…補助層                   39…コード
44…補助層                   44ａ…幅方向外側端
44ｂ…幅方向内側端           45…コード
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図６】
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【図４】
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【図５】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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