(57)【要約】【課題】耐摩耗性および偏摩耗性と、耐久性とを両立させた空気入りタイヤを提供する。【解決手段】一対のビードコア１間に跨ってトロイド状に延在するカーカス２のクラウン部タイヤ半径方向外側に、ベルト層３およびトレッド４を順次積層してなる空気入りタイヤである。ベルト層３が、３層のベルト５ａ〜５ｃと、タイヤ周方向に対し実質的に平行に配列された補強コード層からなりベルトの両端領域に配置される一対のエッジプライおよび／またはベルトの全幅以上にわたり配置されるキャッププライ６とを含む少なくとも４層からなり、ベルト層のうち、最内層に位置する第１ベルト層およびその外側の第２ベルト層が、タイヤ周方向に対し互いに交錯する方向に配設されたベルトの２層５ａ，５ｂからなり、その外側の第３ベルト層が少なくとも１層のエッジプライおよび／またはキャッププライ６からなり、かつ、その外側の第４ベルト層が、ベルトの１層５ｃからなる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
左右一対のビード部にそれぞれ埋設された一対のビードコア間に跨ってトロイド状に延在するカーカスを骨格とし、該カーカスのクラウン部タイヤ半径方向外側に、ベルト層およびトレッドを順次積層してなる空気入りタイヤにおいて、
前記ベルト層が、３層のベルトと、タイヤ周方向に対し実質的に平行に配列された補強コード層からなり、該ベルトの両端領域に配置される一対のエッジプライおよび／または該ベルトの全幅以上にわたり配置されるキャッププライとを含む少なくとも４層からなり、
前記ベルト層のうち、最内層に位置する第１ベルト層およびその外側の第２ベルト層が、タイヤ周方向に対し互いに交錯する方向に配設された前記ベルトの２層からなり、該第２ベルト層の外側の第３ベルト層が少なくとも１層の前記エッジプライおよび／またはキャッププライからなり、かつ、該第３ベルト層の外側の第４ベルト層が、前記ベルトの１層からなることを特徴とする空気入りタイヤ。
【請求項２】
前記第４ベルト層が、スチールコードのゴム引き層からなる請求項１記載の空気入りタイヤ。
【請求項３】
前記第４ベルト層が、タイヤ幅方向に対し０°〜４５°の角度をなす請求項１または２記載の空気入りタイヤ。
【請求項４】
前記第１、第２および第４ベルト層がスチールコードのゴム引き層からなり、かつ、前記第３ベルト層が有機繊維コードのゴム引き層からなる請求項１〜３のうちいずれか一項記載の空気入りタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は空気入りタイヤ（以下、単に「タイヤ」とも称する）に関し、詳しくは、クラウン部を補強するベルト構造の改良に係る乗用車用空気入りタイヤに関する。
【背景技術】
【０００２】
タイヤの摩耗性低下の要因として、タイヤ接地時のクラウン部の変形に伴い、タイヤ幅方向に局所的にトレッド歪みが発生することが挙げられる。このような局所歪みを抑制するためには、クラウン部のタイヤ幅方向面外曲げ剛性を上昇させればよい。
【０００３】
従来、ラジアルタイヤのスチールベルトには２層の交錯層が適用され、かつ、タイヤ周方向に強いタガ効果を持たせるために、タイヤ赤道部に直交する軸に対する角度ができるだけ大きくなるような配置が用いられている。しかし、このようなタイヤ周方向に配向した配置の２層交錯スチールベルトでは、クラウン部タイヤ幅方向の剛性に寄与させることは困難である。
【０００４】
これに対し、タイヤ幅方向面外曲げ剛性の上昇と、タガ効果を得るための周方向引張り剛性とを両立せしめる手段として、従来の２層スチールベルト構造に加えて、最外層位置にタイヤ幅方向に近い角度配置をとるスチールコード層を配置した、３層スチールベルト構造が提案されている。この構造では、接地に伴うクラウン部の変形に対し、最外層に配置された上記スチールコード層が圧縮剛性を発揮して、タイヤ幅方向の面外曲げ剛性が上昇する。
【０００５】
しかし、従来の２層スチールベルト構造に単純にスチールコード層を付加したのみでは、タイヤ幅方向に近い角度配置をとるスチールコード層が、タイヤ周方向への引張りに対するタイヤ幅方向へのポアソン変形を抑制し、周方向引張り剛性が過剰となって、矩形率が上昇してしまう。つまり、クラウンショルダー部が迫り出した状態となって、ショルダー部の偏摩耗につながるのである。
【０００６】
耐摩耗性および操縦安定性の向上等を目的として、空気入りタイヤのベルト層に３層のスチールベルト層を適用する技術は、例えば、特許文献１に開示されている。
【特許文献１】特開２００１−１９９２０３号公報（特許請求の範囲等）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
タイヤ接地時のタイヤ幅方向に対するトレッドの局所歪みは、クラウン部の幅方向剛性が弱く、小さい曲率をもって変形することに由来する。このような局所歪みを抑制するためには、前述したように、クラウン部に配置されるクラウン部材のタイヤ幅方向面外曲げ剛性を上昇させればよい。
【０００８】
接地時にクラウン部材は、クラウン曲率がフラットとなる方向に面外曲げを受ける。クラウン部材はゲージを持っているために、この面外曲げに対してインナー側の部材は引張りを受け、トレッド側の部材は圧縮歪みを受ける。したがって、クラウン部の幅方向面外曲げ剛性を上昇させるためには、なるべくトレッド側に近い最外層に、タイヤ幅方向に圧縮剛性を持つ部材を配置すればよい。また、効率的に圧縮剛性を発揮させるためには、なるべくカーカスプライに対して平行に近い角度配置がよい。
【０００９】
しかしながら、前述したように、従来の２層ベルト構造に対し、タイヤ幅方向に近い角度をとる３層目のベルト層を単に付加した場合には、ベルトが持つタイヤ周方向引張り剛性が過剰となることに起因して接地形状が悪化し、偏摩耗が発生する結果となる。また、２層目と３層目とのスチールベルト層間にタイヤ幅方向への層間せん断歪が発生し、ベルトセパレーションが発生してしまい、耐久性が著しく低下してしまうという問題もある。したがって、これら偏摩耗の発生や耐久性の低下を引き起こすことなく、耐摩耗性を向上することのできる技術の確立が求められていた。
【００１０】
そこで本発明の本発明の目的は、かかる従来の問題点を解消して、耐摩耗性および偏摩耗性と、耐久性とを両立させた空気入り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】
【００１１】
本発明者は鋭意検討した結果、２層のベルトのタイヤ半径方向外側に、異なる構造のベルト層を介して、タイヤ幅方向にスチールコードを配列したベルト層を付加することで、従来のような他の問題を生ずることなく耐摩耗性の向上を図ることが可能となることを見出して、本発明を完成するに至った。
【００１２】
すなわち、本発明の空気入りタイヤは、左右一対のビード部にそれぞれ埋設された一対のビードコア間に跨ってトロイド状に延在するカーカスを骨格とし、該カーカスのクラウン部タイヤ半径方向外側に、ベルト層およびトレッドを順次積層してなる空気入りタイヤにおいて、
前記ベルト層が、３層のベルトと、タイヤ周方向に対し実質的に平行に配列された補強コード層からなり、該ベルトの両端領域に配置される一対のエッジプライおよび／または該ベルトの全幅以上にわたり配置されるキャッププライとを含む少なくとも４層からなり、
前記ベルト層のうち、最内層に位置する第１ベルト層およびその外側の第２ベルト層が、タイヤ周方向に対し互いに交錯する方向に配設された前記ベルトの２層からなり、該第２ベルト層の外側の第３ベルト層が少なくとも１層の前記エッジプライおよび／またはキャッププライからなり、かつ、該第３ベルト層の外側の第４ベルト層が、前記ベルトの１層からなることを特徴とするものである。
【００１３】
本発明においては、前記第４ベルト層が、スチールコードのゴム引き層からなることが好ましい。また、前記第４ベルト層は、好適には、タイヤ幅方向に対し０°〜４５°の角度をなすよう配置する。さらに、本発明においてより好適には、前記第１、第２および第４ベルト層がスチールコードのゴム引き層からなり、かつ、前記第３ベルト層が有機繊維コードのゴム引き層からなる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、上記構成としたことにより、空気入りタイヤのクラウン部におけるタイヤ幅方向面外曲げ剛性を上昇させることができ、トレッド部の剛性の上昇およびトレッド部の全体均一変形を達成して、耐摩耗性向上を達成することができる。したがって、従来のような偏摩耗の発生や耐久性の低下を引き起こすことなく、耐摩耗性を向上した空気入りタイヤを実現することが可能となった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。
図１に、本発明の一好適実施形態に係る空気入りタイヤの断面図を示す。図示するように、本発明の空気入りタイヤ１０は、左右一対のビード部１１にそれぞれ埋設された一対のビードコア１間に跨ってトロイド状に延在するカーカス２を骨格とし、そのクラウン部タイヤ半径方向外側に、ベルト層３およびトレッド４を順次積層してなる。
【００１６】
図示するタイヤ１０においては、ベルト層３が、３層のベルト５ａ〜５ｃと、タイヤ周方向に対し実質的に平行に配列された補強コード層からなり、ベルト５ａ〜５ｃの略全面を覆うキャッププライ６と、を含む４層からなり、これらベルト層のうち、最内層に位置する第１ベルト層およびその外側の第２ベルト層が、タイヤ周方向に対し互いに交錯する方向に配設された２層のベルト５ａ，５ｂからなり、その外側の第３ベルト層がキャッププライ６からなり、かつ、その外側の第４ベルト層が、１層のベルト５ｃからなる。図２に、これらベルト層３の積層状態を示す平面図を示す。
【００１７】
前述したベルト周方向引張り剛性の上昇およびベルトセパレーションを抑制するためには、２層にて配置された交錯ベルトと、タイヤ幅方向に近い角度配置をとるベルトとの間の距離を離せばよいと考えられる。そこで本発明においては、２層のベルトの外側に、タイヤ周方向に実質的に平行に配列された補強コード層からなる部材を配置して、その外側にタイヤ幅方向に近い角度配置をとる４層目のベルト層を配置するものとしたことで、上記の問題の発生を防止することが可能となった。また、このような配置とすることで、クラウン部の幅方向面外曲げ剛性を、さらに大きくすることができる。
【００１８】
本発明において、２層の交錯ベルト５ａ，５ｂとベルト５ｃとの間には、図示するキャッププライ６に代えて、タイヤ周方向に対し実質的に平行に配列された補強コード層からなり、ベルト５ａ〜５ｃの両端領域に配置される一対のエッジプライを配置してもよい（図示せず）。また、これらキャッププライおよびエッジプライの双方を配置してもよく、いずれの場合にも、本発明の所期の効果が得られるものである。なお、本発明において、ベルト層は、３層のベルトとキャッププライおよび／またはエッジプライとからなる少なくとも４層とすることが必要であるが、キャッププライを２層にて積層したり、最外層のベルトの外側にキャッププライを追加するなどして、５層以上にて構成することも可能である。
【００１９】
また、本発明において、第４のベルト層となるベルト５ｃは、タイヤ幅方向に対し０°〜４５°の角度をなすよう配置することが好ましい。これにより、第４ベルト層の圧縮剛性を有効に発揮させて、クラウン部のタイヤ幅方向面外曲げ剛性を上昇することができ、第３ベルト層との層間に発生するせん断歪を抑制して、耐久性を向上することができる。ベルト５ｃの角度が４５°よりも大きいと、クラウン部の幅方向面外曲げ剛性が著しく低下してしまい、耐久性も悪化する。
【００２０】
さらに、かかるベルト５ｃは、スチールコードのゴム引き層からなるものとすることが好ましい。これは、スチールコードは圧縮剛性が高く、効率的にクラウン部幅方向面外曲げ剛性を上昇することができるためである。より好適には、第１、第２および第４ベルト層を構成するベルト５ａ〜５ｃをスチールコードのゴム引き層により形成し、かつ、第３ベルト層を構成するキャッププライおよび／またはエッジプライを有機繊維コードのゴム引き層により形成する。ここで、キャッププライおよび／またはエッジプライに用いる有機繊維コードとしては、ナイロン等の慣用の合成繊維等を適宜用いることができ、特に制限されない。
【００２１】
本発明の空気入りタイヤにおいては、ベルト構造について上記条件を満足するものであればよく、それ以外のタイヤ構造の詳細および各部材の材質等については、所望に応じて常法に従い適宜決定することができ、特に制限されるべきものではない。例えば、カーカス２は、クラウン部１２からサイドウォール部１３を経てビード部１１まで延在して、これら各部分を補強するものであり、少なくとも１層で配置される。また、トレッド４の表面には適宜トレッドパターンが形成され、タイヤの最内層にはインナーライナー（図示せず）が配置される。
【実施例】
【００２２】
以下、本発明を、実施例を用いてより詳細に説明する。
左右一対のビード部にそれぞれ埋設された一対のビードコア間に跨ってトロイド状に延在するカーカスを骨格とし、そのクラウン部タイヤ半径方向外側に、ベルト層およびトレッドを順次積層してなる空気入りタイヤを、ベルト層構成のみを以下に示すように変えて作製した。タイヤサイズは２０５／５５Ｒ１６とした。
【００２３】
＜従来例１＞
最内層に位置する第１ベルト層およびその外側の第２ベルト層として、タイヤ周方向に対し角度±６５°で互いに交錯する方向に配設された２層のスチールベルト（コード構造：１×５×０．２３ｍｍ，コード打込み数：３６本／５０ｍｍ）を用い、その外側の第３ベルト層として、タイヤ周方向に対し実質的に平行に配列されたナイロンコードのゴム引き層からなり、ベルトの全幅以上にわたり配置されるキャッププライを用いた。
【００２４】
＜従来例２＞
第１ベルト層および第２ベルト層は従来例と同様とし、その外側の第３ベルト層として、タイヤ幅方向に対し実質的に平行に（角度０°）配列されたスチールコードのゴム引き層からなるスチールベルト（コード構造：１×５×０．２３ｍｍ，コード打込み数：３６本／５０ｍｍ）を用い、さらにその外側の第４ベルト層として、タイヤ周方向に対し実質的に平行に配列されたナイロンコードのゴム引き層からなり、ベルトの全幅以上にわたり配置されるキャッププライを用いた。
【００２５】
＜実施例１〜４＞
第１ベルト層および第２ベルト層は従来例と同様とし、その外側の第３ベルト層として、タイヤ周方向に対し実質的に平行に配列されたナイロンコードのゴム引き層からなり、ベルトの全幅以上にわたり配置されるキャッププライを用い、さらにその外側の第４ベルト層として、タイヤ幅方向に対し、それぞれ下記表１中に示す角度にて配列されたスチールコードのゴム引き層からなるスチールベルト（コード構造：１×５×０．２３ｍｍ，コード打込み数：３６本／５０ｍｍ）を用いた。
【００２６】
得られた各供試タイヤにつき、下記に従い、耐摩耗性、偏摩耗性および亀裂長さを評価した。その結果を、下記の表１中にそれぞれ示す。
【００２７】
＜耐摩耗性＞
各供試タイヤをＪＡＴＭＡ規格に定める標準リムに装着後、ＪＡＴＭＡ  ＹＥＡＲ  ＢＯＯＫにおける最大負荷能力に対応する内圧を充填し、乗用車に装着した。舗装路を５０００ｋｍ走行後の摩耗量の逆数を求めて、従来例１を基準１００としたときの指数表示にて示した。数値が大なるほど耐摩耗性が良好である。
【００２８】
＜偏摩耗性＞
上記耐摩耗性評価と同条件にて、５０００ｋｍ走行後のタイヤ断面形状において最も摩耗した部分と摩耗していない部分との差の逆数を求めて、従来例１を基準１００としたときの指数表示にて示した。数値が大なるほど耐摩耗性が良好である。
【００２９】
＜亀裂長さ＞
各供試タイヤをＪＡＴＭＡ規格に定める標準リムに装着後、ＪＡＴＭＡ  ＹＥＡＲ  ＢＯＯＫにおける最大負荷能力に対応する内圧を充填し、乗用車に装着した。舗装路を５００００ｋｍ走行した後、タイヤを解剖して幅方向ベルト（３層目のスチールベルト（従来例２：第３ベルト層，実施例：第４ベルト層））コード端からの亀裂長さを調査した。ここで、亀裂長さは５ｍｍ以下であれば耐久上問題ない。結果は、５ｍｍ以下を○、５ｍｍ以上を×として表記した。
【００３０】
【表１】
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＊１）従来例２のみ第３ベルト層の角度、それ以外は第４ベルト層の角度を示す。
【００３１】
上記表１に示すように、２層の交錯ベルトの外周に、所定のキャッププライを介してタイヤ幅方向のスチールベルトを配置した各実施例の供試タイヤにおいては、３層目のスチールベルトを有しない従来例１の供試タイヤに比していずれも耐摩耗性が向上しており、また、３層目のスチールベルトの配設角度をタイヤ幅方向に対し０°〜４５°の範囲内とした実施例１〜３においては、さらに偏摩耗性および耐久性についても向上されていることが確かめられた。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の一実施の形態に係る空気入りタイヤを示す幅方向断面図である。
【図２】本発明におけるベルト構成の一例を示す平面図である。
【符号の説明】
【００３３】
１  ビードコア
２  カーカス
３  ベルト層
４  トレッド
５ａ〜５ｃ  ベルト
６  キャッププライ
１０  空気入りタイヤ
１１  ビード部
１２  クラウン部
１３  サイドウォール部
【図１】
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【図２】
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