(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
トレッド部を強化する３層以上のゴム被覆スチールコード交差層のベルトを備える重荷重用空気入りラジアルタイヤにおいて、
ベルトの外側２層のスチールコード交差層の少なくとも最外側層は、該層自体がトレッド部の周方向に沿い、タイヤ半径方向外側に向け張出す凸部と、該凸部よりタイヤ半径方向内側に窪む凹部との繰り返し形状を有することを特徴とする重荷重用空気入りラジアルタイヤ。
【請求項２】
ベルトの層の凸部は、断面が台形状のプラットフォーム形状を有する請求項１に記載したタイヤ。
【請求項３】
ベルトの層の凸部は、山形断面形状を有する請求項１に記載したタイヤ。
【請求項４】
ベルトの層の凹部底面は、その直下の隣接層と接合し、ベルトの層の凸部は、その直下の層との間にゴム層を有する請求項１〜３のいずれか一項に記載したタイヤ。
【請求項５】
ベルトの同じ層における各凹部と各凸部とは、タイヤ赤道面に対し同じ方向に傾斜する配列に成る請求項１〜４のいずれか一項に記載したタイヤ。
【請求項６】
各凹部と各凸部とは、これら凹部と凸部とを有する層のスチールコードの配列方向に沿う形状を有する請求項１〜５のいずれか一項に記載したタイヤ。
【請求項７】
各凹部と各凸部とは、タイヤ赤道面に対し直交する配列に成る請求項１〜４のいずれか一項に記載したタイヤ。
【請求項８】
同じ層で互いに隣り合う凹部と凸部との高低差量は、該層のスチールコードの直径の５０％以上である請求項１〜７のいずれか一項に記載したタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、重荷重用空気入りラジアルタイヤ、なかでも建設車両用空気入りラジアルタイヤに関し、特に、耐カットセパレーション性に優れる重荷重用空気入りラジアルタイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】
主として荒れ地を走行する車両、特に建設車両の使途に供する重荷重用空気入りラジアルタイヤは、使用中、トレッド部が常にカット受傷の機会に曝されるが故に、優れた耐カット性を有することが求められる。この要求に応えるため、これまで、数多くの耐カット性向上手段が提案されている。
【０００３】
耐カット性向上手段は、大別して、優れた耐カット性の材料を用いる手段、カット傷の深さを成るべく浅くするなどのタイヤ断面形状を採用する手段及びカットエネルギを成るべく多く吸収するベルト構造を採用する手段に分けることができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記の各手段はいずれも、カット傷によるベルト損傷度合いを緩和するためのものであり、いずれにしてもベルトに達するカット傷を皆無にすることはできない。ベルトに到達したカット傷は、ベルトに作用する力の方向のうち、ベルトの層の周方向の接線方向分力が大きい場合、カット傷終端部から亀裂が層の周方向に成長する。
【０００５】
このケースは、特に、駆動輪の空気入りラジアルタイヤに当て嵌まる。すなわち、タイヤに作用する駆動力により、カット傷から亀裂がトレッド部周方向に成長し、遂にはトレッドゴムとベルト最外層との間のセパレーション故障に至る。ときには、異物がベルトの最外層を切断し、最外層とその内側層との間のセパレーション故障を引き起こす。
【０００６】
従って、この発明の請求項１〜８に記載した発明は、少なくともベルトの最外層に至るカット傷を受けた場合でも、カット傷終端部からの亀裂成長速度を大幅に抑制して、セパレーション故障の発生を有利に回避することが可能な、耐カットセパレーション性に優れた重荷重用空気入りラジアルタイヤを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、この発明の請求項１に記載した発明は、トレッド部を強化する３層以上のゴム被覆スチールコード交差層のベルトを備える重荷重用空気入りラジアルタイヤにおいて、
ベルトの外側２層のスチールコード交差層の少なくとも最外側層は、該層自体がトレッド部の周方向に沿い、タイヤ半径方向外側に向け張出す凸部と、該凸部よりタイヤ半径方向内側に窪む凹部との繰り返し形状を有することを特徴とする重荷重用空気入りラジアルタイヤである。
【０００８】
ここにベルトのコード交差層とは、２層の隣接層における各層のコードが、タイヤ赤道面を挟み互いに交差するコード配列形態を有する層の構成を指す。また、凸部と凹部とは、ベルトの層の全幅にわたるものとする。
【０００９】
請求項１に記載した発明に関し、請求項２に記載した発明のように、ベルトの層の凸部は、断面が台形状のプラットフォーム形状を有する。又は、請求項３に記載した発明のように、ベルトの層の凸部は、山形断面形状を有する。
【００１０】
請求項１〜３に記載した発明に関し、請求項４に記載した発明のように、ベルトの層の凹部底面は、その直下の隣接層と接合し、ベルトの層の凸部は、その直下の層との間にゴム層を有する。
【００１１】
請求項１〜４に記載した発明に関し、請求項５に記載した発明のように、ベルトの同じ層における各凹部と各凸部とは、タイヤ赤道面に対し同じ方向に傾斜する配列に成る。
【００１２】
請求項１〜５に記載した発明に関し、請求項６に記載した発明のように、各凹部と各凸部とは、これら凹部と凸部とを有する層のスチールコードの配列方向に沿う形状を有する。
【００１３】
また、請求項５、６に記載した発明とは別に、請求項１〜４に記載した発明に関し、請求項７に記載した発明のように、各凹部と各凸部とは、タイヤ赤道面に対し直交する配列に成る。
【００１４】
請求項１〜７に記載した発明に関し、実際上は、請求項８に記載した発明のように、同じ層で互いに隣り合う凹部と凸部との高低差量は、該層のスチールコードの直径の５０％以上である。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図１〜図４に基づき説明する。
図１は、この発明による重荷重用空気入りラジアルタイヤの左半要部断面図であり、
図２は、図１とは別のこの発明による重荷重用空気入りラジアルタイヤの左半要部断面図であり、
図３は、図１に示すタイヤから取り出したベルト最外層の一部斜視図であり、
図４は、図２に示すタイヤから取り出したベルト最外層の一部斜視図である。
【００１６】
図１及び図２において、重荷重用空気入りラジアルタイヤ（以下タイヤという）は、トレッド部１と、その両側に連なる一対のサイドウォール部（図示省略）及び一対のビード部（図示省略）とを有する。また、タイヤは、各ビード部内に埋設したビードコア（図示省略）相互間にわたり各部を補強する１プライ以上、図示例は１プライのカーカス２と、カーカス２の外周でトレッド部１を強化するベルト３とを備える。ベルト３のタイヤ半径方向外方はトレッドゴム４である。トレッドゴム４に形成する溝の図示は省略した。
【００１７】
ベルト３は、３層のゴム被覆スチールコード層３−１、３−２、３−３を有する。ベルト３において、隣接２層３−１、３−２の各層のスチールコード及び隣接２層３−２、３−３の各層のスチールコードは、それぞれタイヤ赤道面Ｅを挟んで交差するスチールコード交差層を形成する。例えば、タイヤを正面から見て、層３−１のスチールコードが右上がり配列、層３−２のスチールコードが左上がり配列、そして層３−３のスチールコードが右上がりの配列ということである。
【００１８】
ここで、図３及び図４を合わせ参照し、ベルト３の外側２層３−２、３−３の少なくとも最外層３−３は、この層３−３自体が、トレッド部１の周方向に沿い、タイヤ半径方向外側に向け張出す凸部３−３Ｒと、凸部３−３Ｒよりタイヤ半径方向内側に窪む凹部３−３Ｄとの繰り返し形状を有するもとする。
【００１９】
図示例の凸部３−３Ｒは、断面が台形状のプラットフォーム形状を有する。この他に、図示は省略したが、凸部３−３Ｒが山形断面形状を有する場合も含む。なお、凸部３−３Ｒと凹部３−３Ｄとは、ベルト３の層、図示例では最外層３−３の全幅にわたるものとする。
【００２０】
凸部３−３Ｒと凹部３−３Ｄとの繰り返し形状にて、図１に示すように、凹部３−３Ｄの底面は、その直下の層３−２と接合し、凸部３−３Ｒは、その直下の層３−２との間に断面が台形状の帯状ゴム層５を介在させるものとする。凸部３−３Ｒが山形断面形状を有する場合は、これに合わせ断面が山形の帯状ゴム層５を介在させる。
【００２１】
ゴム層５を適正に介在させて凸部３−３Ｒを形成させるため、未加硫タイヤ成型時に、凸部３−３Ｒに見合う凸状の形付けを施したベルト層３−３用未加硫部材を用い、形付けした凸状部の下方空間にゴム層５となる未加硫帯状ゴム部材乃至未加硫紐状ゴム部材をセットする。この未加硫タイヤに加硫成型を施し、ベルト３の層３−３を得る。
【００２２】
図３に示す層３−３の例は、凸部３−３Ｒと凹部３−３Ｄとが、タイヤ赤道面Ｅに対し同じ方向に傾斜する。この傾斜は、層３−３のスチールコードの配列方向、例えば、右上がり傾斜配列方向に沿わせる。また、凸部３−３Ｒと凹部３−３Ｄとの傾斜角度も層３−３のスチールコードの傾斜角度に合わせる。このとき、後述する製造方法により、凸部３−３Ｒと凹部３−３Ｄとを容易に、かつ高精度で形成することができる。
【００２３】
図４に示す層３−３の例は、凸部３−３Ｒと凹部３−３Ｄとが、タイヤ赤道面Ｅに対し直交する方向に向く例である。このときのタイヤ左半断面を図２に示す。図２は、層３−３の凸部３−３Ｒにおける断面図である。
【００２４】
さて、図５は、この発明によるタイヤ赤道面Ｅと平行な平面によるタイヤの一部断面図であり、トレッドゴム４がベルト３の最外層３−３近傍に達するカット傷Ｋを受けたときのありさまを示す。図６は、図５と同様なありさまを示す従来タイヤの一部断面図である。
【００２５】
図５、６において、トレッド部１、１１に矢印Ｆ方向の回転駆動力が作用すると、剛性が低いトレッドゴム４、１４と剛性が高い最外層３−３、１３−３との間に、矢印Ｆ方向と同じ方向に大きなせん断ひずみが生じる。その結果、カット傷Ｋの終端部から破線で示すクラックＣが矢印方向に向け進展成長する。
【００２６】
従来タイヤの場合は、クラックＣの進展成長方向に障害が存在しないため、短時間でクラックＣは大きく成長する。これに対し、凹部３−３Ｄから成長するクラックＣは、凹部３−３Ｄと凸部３−３Ｒとの遷移部がせん断ひずみの作用方向に対し著しく傾斜しているため成長の障害となり、その結果、遷移部で一旦成長がほぼ止まる。クラックＣが、凸部３−３Ｒから凹部３−３Ｄに向かうときも同じである。よって、クラックＣの成長速度が著しく遅くなり、耐カットセパレーション性が大幅に向上する。
【００２７】
凸部３−３Ｒと凹部３−３Ｄとの間の高低差δの量は、成るべく大きいのが有効であり、これら凹凸部を形成する層、この場合は最外層３−３のスチールコードの直径の５０％以上とする。５０％未満では効果が小さく、実用性に欠ける。凸部３−３Ｒと凹部３−３Ｄとの繰り返し数Ｎは成るべく大きい値がよく、実用上、繰り返し数Ｎは、最外層３−３の周長さ２００ｍｍ当り１〜１０の範囲内が適合する。また凸部３−３Ｒの周方向長さと凹部３−３Ｄの周方向長さはほぼ等しいのが良い。
【００２８】
【実施例】
建設車両用の１種のラジアルプライタイヤで、サイズが３７．００Ｒ５７であり、ベルト３は６層のゴム被覆スチールコード層からなる。ベルト３の外側３層を図１に示す層３−１〜３−３に見立て、最外層に図１及び図３に示す凸部３−３Ｒと凹部３−３Ｄとを形成し、これら凸部３−３Ｒと凹部３−３Ｄとの傾斜角度を、最外層３−３のスチールコード配列傾斜角度に合わせた。高低差δの量は最外層３−３のスチールコードの直径の１００％とし、凸部３−３Ｒと凹部３−３Ｄとの繰り返し数Ｎは、最外層３−３の周長さ２００ｍｍ当り２とした。
【００２９】
最外層３−３の他は全て実施例タイヤに合わせた従来例タイヤを準備し、これらを供試タイヤとして以下に述べる試験を実施した。
すなわち、トレッド部周上２か所の位置Ａ、Ｂに、予め、幅が１０ｃｍ、深さが最外層３−３切断位置、方向がタイヤ回転軸線方向のカット傷を与え、標準リムに組付け、最高空気圧を充てんし、試験車両に装着し、建設現場を３０００時間走行させ、その後、タイヤを解剖に付し、位置Ａ、Ｂのクラック進展長さ、すなわちセパレーション進展長さを測定した。
【００３０】
セパレーション進展長さ測定の結果：
（１）従来例タイヤ：位置Ａの長さ１５０ｃｍ、位置Ｂの長さ２１５ｃｍ。
（２）実施例タイヤ：位置Ａの長さ３０ｃｍ、位置Ｂの長さ３５ｃｍ。
以上の結果から、凸部３−３Ｒと凹部３−３Ｄとの繰り返し高低差部をもつ最外層の耐カットセパレーション性が優れていることが分かる。
【００３１】
【発明の効果】
この発明の請求項１〜８に記載した発明によれば、ベルトの外側１〜２層が繰り返し高低差部を有するのみで、耐カットセパレーション性が大幅に向上する重荷重用空気入りラジアルタイヤを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明のタイヤの左半要部断面図である。
【図２】  この発明の別のタイヤの左半要部断面である。
【図３】  図１に示すタイヤのベルト最外層の一部斜視図である。
【図４】  図２に示すタイヤのベルト最外層の一部斜視図である。
【図５】  この発明のタイヤのカットセパレーション進展の説明図である。
【図６】  従来タイヤのカットセパレーション進展の説明図である。
【符号の説明】
１  トレッド部
２  カーカス
３  ベルト
３−２  ベルトの最外層の隣接層
３−３  ベルトの最外層
３−３Ｒ  凸部
３−３Ｄ  凹部
４  トレッドゴム
５  ゴム層
Ｅ  タイヤ赤道面
δ  高低差
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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