(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも３層のベルト層を有する重荷重用空気入りラジアルタイヤにおいて、カーカス層に隣接する第１番ベルト層は、タイヤ幅方向の中央部ではベルト端部に比して張力のない状態で蛇行し、両端部ではタイヤ周方向に対して４０°〜７５°の角度で直線状をなすスチールコードで補強されていることを特徴とする重荷重用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】
本発明は重荷重用空気入りラジアルタイヤにおいて、特にそのタイヤ踏面部中央部に適度の柔軟性を持たせることによりクラウン部の耐カット性及びタイヤ打撃音の低減をはかることができる重荷重用空気入りラジアルタイヤに関する。
【０００２】
なお、本明細書内でタイヤベルト層の角度は図５中のαによって定義され、タイヤ赤道線ｅと交差する角度のうち鋭角乃至直角のものをいう。従って、最低で９０°、最高で０°の値をとり、いかなる場合もこの範囲内に含まれることとなる。
【０００３】
【従来の技術】
従来、重荷重用のラジアルタイヤにおいては３層以上のベルト構成を有し、カーカス層に隣接する第１番ベルト層は４０〜７５°と他のベルト層に比較して相対的な低角度（以下、単に「低角度」と記した場合は、他のベルト層と比較して相対的に低い角度であることを意味する。）で配置され、その上に１０〜３０°で配置される第１番ベルトと比較して相対的な高角度（以下、単に「高角度」と記した場合は、第１番ベルト層と比較して相対的に高い角度であることを意味する。）で交差する第２番及び第３番ベルト層を有する構造をもつ。またさらに、第４番ベルト層を有する場合もあり、これは高伸長コードを用ることが多く、プロテクターベルトとして、トレッドのカット損傷が下部ベルト層にまで達するのを防ぐ役割を有する。
【０００４】
これに対して、第１〜第３番ベルト層まではラジアルカーカスを拘束するタガとしての効果を有し、特に高角度で交差して配置されている第２及び第３番ベルト層がこの役割を担う。一方、第１番ベルト層はクラウン中央部の応力集中を緩和する役割を担うものの、低い角度で配置されていることがほとんどであるため、その役割は少ない。一方、第１番ベルト層をタイヤクラウン部に設けることは、クラウン部が応力集中を受けやすく、中央部の曲げ剛性があがるため柔軟性が失われ、路面の衝撃が伝わりやすいという問題を有する場合がある。
【０００５】
この問題に対して、第１番ベルト層の補強作用の重要度の低さ及びタイヤクラウン中央部の柔軟性の確保を鑑みて、第１番ベルト層を図４のようにスプリットベルト構造とし、これらの欠点を補う技術が公知となっている。この技術は第１番ベルト層を左右に分割したスプリット構造とすることによりタイヤクラウン部への応力集中を緩和し、中央部の曲げ剛性を下げてベルト層全体に柔軟性を持たせるものであり、衝撃緩和を目的とした設計である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の構造を採用した場合、ベルト中央部のベルト補強作用は低下するため、ベルト端歪増加によるタイヤの故障が発生しやすいという欠点を有している。また、上記スプリット構造をとらずに第３番及び第４番ベルト層の間にゴムクッションを入れ、路面からの衝撃を吸収する技術も開示されているが、生産工程数の増加など実用性に問題を有する。
【０００７】
上記のように、重荷重用空気入りラジアルタイヤにおいて、タイヤ中央部の十分な柔軟性を確保するとともに、ベルトでの十分な補強を確保し、ベルト端歪によるタイヤ故障の問題を解消したものは見出されていなかったのが現状である。
【０００８】
本発明の課題は、クラウン中央部の十分な柔軟性を確保するとともに、ベルトでの十分な補強を確保し、ベルト端歪によるタイヤ故障の問題を解消した重荷重用空気入りラジアルタイヤを提供する点にある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明者は上記課題を達成するために鋭意検討した結果、少なくとも３層のベルト層を有する重荷重用空気入りラジアルタイヤにおいて、カーカス層に隣接する第１番ベルト層は、タイヤ幅方向の中央部では非伸張状態で蛇行し両端部では直線状をなすスチールコードで補強されていることを特徴とする重荷重用空気入りラジアルタイヤを開発した。
【００１０】
具体的には、例えば、第１番ベルト層をタイヤ幅方向に収縮させ、ベルト中央部におけるコードに緩やかな蛇行を持たせる構造を持つ重荷重用空気入りラジアルタイヤを採用した。
【００１１】
従って、本発明のタイヤは、クラウン中央部において適度な柔軟性を発揮する一方、クラウン中央部において第１番ベルト層のスチールコードが存在しているためベルト補強作用を低下させることもない。すなわち、第１番ベルト層の中央部のコードに緩やかな蛇行を与え、断面曲げ剛性を下げるとともに、ベルトの両端部においてはコードが従来の第１番ベルト層のように直線状に維持されているため、第１番ベルト層の本来の目的であるカーカス−ベルト層間の応力の緩和機能をそのまま維持させることができる。
【００１２】
従って、第１番ベルト層を補強するスチールコードは、第１番ベルト層の両端部ではタイヤ周方向に対して４０°〜７５°の低い角度で直線状をなすことが好ましい。
【００１３】
なお、本発明でいうベルトコードの「蛇行」とは、文字通りコードが蛇行している状態を示すものであるが、コードの角度が漸次変化しながら全体として略蛇行状態で存在する直線の連続も含むものである。要するに、ベルト端部に比して緩い張力又は張力のない状態でスチールコードが配置されていることを示す。従って、ベルト端部とベルト中央部でのタイヤコードの張力に分布があることを示している。また、本発明でいうベルトコードの「直線状」とは、文字通りの直線の場合のほか、直線とほぼ同義と解釈される場合も含まれる。
【００１４】
本発明のタイヤの製造方法としては、特に限定されないが、以下の製造方法が好適に実施できる。すなわち、グリーンタイヤをモールド内で加硫成形する重荷重用空気入りタイヤの製造方法において、上記加硫成形時に、モールド内で引き延ばされるグリーンタイヤの周長の拡張に伴うベルト幅の収縮によって、第１番ベルト層の両端部では直線状をなし中央部では非伸張状態で蛇行するスチールコードを備えた第１番ベルト層を形成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の製造方法である。
【００１５】
上記製造方法において、グリーンタイヤの周長の拡張率は４％以上１０％以下に設定することが好ましい。グリーンタイヤの周長の拡張率が４％未満の場合は従来のタイヤの製法例で用いられている３．５％の拡張率に近づくためベルト幅の収縮作用が乏しくなり、ベルト中央部において所望とする剛性の低下を確保することが困難となる。グリーンタイヤの周長の拡張率が１０％を越える場合は、ベルト中央部において剛性が低下し過ぎ、いわゆる第２番ベルト層及び第３ベルト層等のワーキングベルトがゆがみ、ベルト補強作用が低下していく。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図１は本発明にかかる重荷重用空気入りラジアルタイヤの一実施形態に係るカーカス−ベルト構造を示す概略図である。図１において１は第１番ベルト層、２は第２番ベルト層、３は第３番ベルト層、４はカーカス層、１１は第１番ベルト層のコード、２１は第２番ベルト層の補強コード、３１は第３番ベルト層の補強コード、４１はプライコードをそれぞれ示している。
【００１７】
本実施形態ではベルトを３層設け、第１番ベルト層１がタイヤ円周方向に対して４０〜７５°の低角度で打ち込まれ、第２番ベルト層及び第３番ベルト層がそれぞれ交差するようにタイヤ円周方向に対して１０〜３０°の高角度で打ち込まれている。第２番ベルト層２及び第３番ベルト層３はそれぞれ、カーカス層４のタイヤ周方向への変形を防止する役割を担う。一方、第１番ベルト層１も交差する２番３番ベルト層を補強する役割を果たすものの、低い角度で打ち込まれているため周方向に対する変形防止の役割よりもカーカス層対ベルト層間の応力の緩和を目的とするところである。なお、第４番ベルト層を設けたラジアルタイヤであっても、以下と同様である。
【００１８】
また、各ベルト層にはそれぞれ、スチールコードが打ち込まれており、第２番ベルト層のコード２１及び第３番ベルト層のコード３１が直線状に配置されているのに対して、第１番ベルト層のコード１１はベルト端部からベルト中央部にいたるまでの間、特にベルト中央部において蛇行し、両端部においては直線状をなして配置されている。
【００１９】
なお、第１番ベルト層のコード１１が緩やかに蛇行しているのは、タイヤ製造時において第１番ベルト層がタイヤ幅方向に収縮されたためであり、この結果、第１番ベルト層のコード１１は中央部において非伸長状態となり、両端部から中央部においては張力の分布を有することとなる。
【００２０】
本実施形態のタイヤは例えばグリーンタイヤが加硫モールド内で引き延ばされる拡張率とベルト幅収縮作用を用いて製造される。図２（ａ）は図１において加硫工程前後における第２番ベルト層及びベルトコードの状態を示す概略図である。図２（ｂ）は図１において加硫工程前後における第１番ベルト層及びベルトコードの状態を示した概略図である。図中の１ａは加硫工程後の第１番ベルト層、２ａは加硫工程後の第２番ベルト層、１１ａは加硫工程後の第１番ベルト層のコード、２１ａは加硫工程後の第２番ベルト層のコードを示している。
【００２１】
図２において、加硫前の第２番ベルト層２ａはモールド内で周長拡大長さ方向に引き延ばされ、かつ幅方向に収縮される結果、第２番ベルト層のコード２１はパンタグラフ現象により角度変化し、加硫後のコード２１ａは加硫前よりも高い角度をとる。なお、図示されていないが第３番ベルト層も同様に加硫時において周長拡大及び幅方向収縮を生ずる。一方、第１番ベルト層１ａは加硫前においてコード１１が低い角度で打ち込まれているため周長拡大及び幅方向収縮の際にパンタグラフ現象はおこりにくく、ワーキングベルト（本実施形態では第２番ベルト層及び３番ベルト層を意味する。）の幅方向圧縮の力によってコード１１が幅方向に圧縮され、加硫後においては中央部に緩やかな蛇行を有するコード１１ａとなる。ここで、第１番ベルト層１ａの中央部のみが蛇行となる理由としては、タイヤ周長拡大の変化量がタイヤセンター部で大きく、両端部では少ないという現象に基づいていると考えられる。従って、蛇行を有する巾はタイヤ製造時の設定によって制御することができる。
なお、本発明でいう、第１番ベルト層の蛇行を生ずる範囲である中央部とは、最大ベルト幅の大きさに応じて変動するが、要するにクラウン中央部の柔軟性を達成できるに最適な領域が中央部として定義付けられる。具体的な目安としては、図１のＣに示す範囲であるベルト最大幅の約半分までの領域を例示することができるが、格別限定されるものではない。
【００２２】
従って、本発明の重荷重用空気入りラジアルタイヤの製造においては、加硫時に周長拡大の割合が大きいほど第１番ベルト層の蛇行が顕著となりやすく、通常、加硫時のモールド内での拡張率を４％以上１０％以下にすることによって達成される。既述の通り、４％未満では周長拡大が不十分であり、第１番ベルト層に蛇行を生ずるほどの幅方向の収縮は望めない。
【００２３】
本発明の重荷重用空気入りラジアルタイヤは上記のように、例えばタイヤ加硫時の拡張率を調節することにより容易に製造することができる。
【００２４】
また、上記の方法を採用する場合は、ワーキングベルトの角度変化が大きくなるため、グリーン時におけるワーキングベルトの打ち込み角度を若干小さく設定することが好ましい。
【００２５】
本発明の重荷重用空気入りラジアルタイヤはカーカス層に隣接する第１番ベルト層は、その中央部では非伸張状態で蛇行し両端部では直線状をなすスチールコードで補強されているため、クラウン部の応力集中を防止することができ、タイヤクラウン部の柔軟性が確保されている。従って、対カット性及びタイヤ打撃音の低減をはかることができる。
【００２６】
【実施例】
以下、本発明を実施例に基づいて説明する。但し本発明は実施例にのみ限定されるものではない。
【００２７】
４層のベルト層を有し、それぞれグリーンタイヤ時において第１番ベルト層の打ち込み角度が６０°、第２番ベルト層の打ち込み角度が２１°、第３番ベルト層の打ち込み角度が第２番ベルト層と交差する方向で同角度、第４番ベルト層の打ち込み角度が２１°のベルト構造を有し、それぞれベルトにはスチールコードを用いた図３に示すトレッドパターンを有するタイヤサイズ１１Ｒ２２．５  １４ＰＲの重荷重用の空気入りラジアルタイヤを試作した。ここで、加硫時のモールドにおける拡張率を実施例では５．０％、比較例では３．５％とした。
【００２８】
上記のようにして試作したタイヤを解体し、ベルト層及びコードの構造を調査することによって確認した。実施例のものは中央部が非伸長状態で蛇行している一方、両端部は直線状を維持していた。また、比較例のタイヤは第１番ベルト層はタイヤ幅方向への収縮が不十分であるためベルトコードの蛇行は見られず、両端部、中央部にいたる任意の点においてコードはほぼ直線状を維持していた。
【００２９】
（耐カット性評価）
実施例及び比較例のタイヤのクラウン中央部において直径３８ｍｍのプランジャーを押し当てたときの抗力によりタイヤクラウン部の柔軟性を評価した。評価は比較例のタイヤが示す抗力計の値を１００とし、指数評価により表した。値が低い方が耐カット性に優れており好結果であることを示す。結果は表１に記載した。
【００３０】
（耐久力評価）
高速ドラムを用いてタイヤ単体でタイヤの耐久性すなわちベルトの耐熱・歪み評価を行った。評価方法は高速ドラムを用いて速度５６ｋｍ／ｈからスタートして、１２時間ごとに８ｋｍ／ｈの増速を故障するまで続ける手順で行い、比較例のタイヤが故障するまでに要した時間を１００としたときの指数評価で行った。評価は値が高い方が耐久性に優れており好結果であることを示し、結果を表１に示した。
【００３１】
（タイヤ打撃音評価）
上記実施例及び比較例のタイヤを用いて、タイヤの打撃音の評価を行った。評価方法は時速６０ｋｍ／ｈで走らせたときの騒音レベルｄＢ（Ａ）を集音マイクを用いて分析した。比較例のタイヤのタイヤ打撃音を１００としたときの指数評価で行い、表１に記載した。なお、値は低い方がタイヤ打撃音が軽減されており好結果であることを示す。
【００３２】
（乗り心地評価）
実施例及び比較例のタイヤを装着した大型１０ｔトラックを用いて１０名のドライバーを用い、当社テストコースにて乗り心地をドライバーのフィーリングにより判断した。試験はタイヤの種類を隠して行い、実施例のタイヤの評価としては実施例のタイヤの方が乗り心地がよいと判断した者の数で示した。比較例のタイヤの評価としては実施例及び比較例のタイヤでの乗り心地が同様もしくは比較例のタイヤの方が乗り心地がよいと判断した者の合計数で示した。すなわち、両者の数の合計が１０名となることとなる。結果は表１に示した。
【００３３】
【表１】
0004321724.tif 000002
【００３４】
表１より本発明のタイヤ、すなわち、少なくとも３層のベルト層を有する重荷重用空気入りラジアルタイヤにおいて、カーカス層に隣接する第１番ベルト層は、その中央部では非伸張状態で蛇行し両端部では直線状をなすスチールコードで補強されていることを特徴とする重荷重用空気入りラジアルタイヤはタイヤクラウン中央部の柔軟性が確保されており、その結果、乗り心地及びタイヤ打撃音ともに好結果を得ることができる。また、ベルトによるクラウン部の応力集中を緩和することができるため、対カット性も向上しており、耐久性にも優れたタイヤとなっている。
【００３５】
【発明の効果】
以上の通り、本発明は、少なくとも３層のベルト層を有する重荷重用空気入りラジアルタイヤにおいて、カーカス層に隣接する第１番ベルト層は、その中央部では非伸張状態で蛇行し両端部では直線状をなすスチールコードで補強されてい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のでタイヤクラウン中央部の柔軟性が確保されている。よって、タイヤ打撃音や乗り心地が向上する。
【００３６】
また、本発明のタイヤはラジアルタイヤの高剛性ベルトによるクラウン部の応力集中を緩和することができるため、対カット性も向上しており、耐久性にも優れたタイヤとなっている。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係る重荷重用空気入りラジアルタイヤの一実施形態に係るカーカス−ベルト構造を示す概略図である。
【図２】  図１における重荷重用空気入りタイヤ第１番及び第２番ベルト層の加硫工程前後の状態を示す概略図である。
【図３】  本発明にかかるタイヤのトレッドパターンの一実施例を示す概略図である。
【図４】  スプリットベルト構造を有するラジアルタイヤのカーカス−ベルト構造を示す概略図である。
【図５】  本発明におけるベルト打ち込み角度を説明する図である。
【符号の説明】
１      第１番ベルト層
２      第２番ベルト層
３      第３番ベルト層
４      カーカス層
１１    第１番ベルト層のコード
２１    第２番ベルト層のコード
３１    第３番ベルト層のコード
【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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