JP2009023507A - 重荷重用空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】タイヤ周方向の剛性を確保しつつ、セパレーションやコードの破断の問題の発生を防止して、耐久性に優れた重荷重用空気入りタイヤを提供する。
【解決手段】ベルト層４のうち少なくとも１層以上が、ゴム−スチールコード複合体を全体としてタイヤ周方向に対し±１５度以内で配向させてなるクラウン強化層２であり、クラウン強化層２が、複数本のフィラメントを撚り合わせてなり、略スパイラル状に３次元型付けされた伸長性を有するスチールコードで補強されたゴム−スチールコード複合体からなり、かつ、クラウン強化層２を構成するフィラメントの径ｄ（ｍｍ）が、下記式、
０．４５≧ｄ≧０．１２
で表される関係を満足する重荷重用空気入りタイヤである。
【選択図】図１

Description

本発明は重荷重用空気入りタイヤ（以下、単に「タイヤ」とも称する）に関し、詳しくは、スチールコードをゴム補強材として用いた重荷重用空気入りタイヤに関する。

タイヤ、中でも特に、高い荷重を支えて長時間走行するようなトラック、バス用のタイヤや、悪路を高荷重で走破する鉱山用車両用のタイヤ等においては、長時間の過酷な使用に耐えて安定した性能を発揮するために、高い強度、剛性および寸法安定性を有することが重要である。特に、タイヤのクラウン部は、使用時において常に内圧により周方向に引張り入力を受け、使用によりクリープして周長が伸びることにより、歪が生じて耐久性を悪化させたり、タイヤの断面形状を変化させて摩耗特性を悪化させたりする場合がある。

その対策として、例えば、特許文献１には、同一面内で波形又はジグザグ状に揃って並ぶ配向になる複数本のコードまたはフィラメントをタイヤ赤道（周方向）に並行に配向させて補強素子としてカーカスのクラウン部を補強することで、タイヤの重量増なしにセパレーションを有効に防止する技術が開示されている。
特開平２−１６７７３６号公報（特許請求の範囲等）

ところで近年、タイヤには、摩耗に対する強い要求および操縦安定性の高い要求のため、タイヤ周方向だけでなくタイヤ幅方向にも適度な剛性を有することが要求されている。しかしながら、従来の波形又はジグザグ状の補強素子をタイヤ周方向に配向させてなるクラウン強化層を備えるタイヤに対し、さらにタイヤ幅方向にも剛性を付与しようとすると、タイヤ周方向に配向したクラウン強化層との間に高いせん断歪が発生し、セパレーションの懸念が生ずることとなっていた。

そこで本発明の目的は、クラウン強化層に使用する補強素子の改良により、タイヤ周方向の剛性を確保しつつ、セパレーションやコードの破断の問題の発生を防止して、耐久性に優れた重荷重用空気入りタイヤを提供することにある。

本発明者は、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、タイヤ周方向に配向するクラウン強化層に用いる補強素子として、それ自体が適度に伸長する３次元型付けコードを用いることで、この伸長により、タイヤ転動時に層間で発生するせん断歪を分散させて、セパレーション等の問題の発生を防止す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。

すなわち、本発明の重荷重用空気入りタイヤは、少なくとも一対のビードコア間に跨ってトロイド状に延在する少なくとも一枚のカーカスを骨格とし、該カーカスの外周に、複数本のコードまたはフィラメントからなるベルト層を３〜６層にて有する重荷重用空気入りタイヤにおいて、
前記ベルト層のうち少なくとも１層以上が、ゴム−スチールコード複合体を全体としてタイヤ周方向に対し±１５度以内で配向させてなるクラウン強化層であり、該クラウン強化層が、複数本のフィラメントを撚り合わせてなり、略スパイラル状に３次元型付けされた伸長性を有するスチールコードで補強されたゴム−スチールコード複合体からなり、かつ、該クラウン強化層を構成するフィラメントの径ｄ（ｍｍ）が、下記式、
０．４５≧ｄ≧０．１２
で表される関係を満足することを特徴とするものである。

本発明によれば、上記構成としたことにより、タイヤ周方向の剛性を確保しつつ、セパレーションやコードの破断の問題の発生を防止して、耐久性に優れた重荷重用空気入りタイヤを実現することが可能となった。

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、本発明の重荷重用空気入りタイヤの一例の概略部分断面図を示す。図示するように、本発明の重荷重用空気入りタイヤは、少なくとも一対のビードコア（図示せず）間に跨ってトロイド状に延在する少なくとも一枚のカーカス１を骨格とし、その外周に、複数本のコードまたはフィラメントからなるベルト層４を３〜６層にて有している。

本発明においては、ベルト層４のうち少なくとも１層以上、図示する例では２層が、ゴム−スチールコード複合体を全体としてタイヤ周方向に対し±１５度以内、好適には±１０度以内で配向させてなるクラウン強化層２である。クラウン強化層２の配向方向がタイヤ周方向に対し１５度を超えると、クラウン強化層２の本来の目的であるタガ効果を十分に発揮できない。クラウン強化層２の配向角度をこの範囲内とすることで、十分な強度と剛性を確保することができる。

また、本発明においては、クラウン強化層２を、複数本のフィラメントを撚り合わせてなり、略スパイラル状に３次元型付けされた伸長性を有するスチールコードで補強されたゴム−スチールコード複合体からなるものとすることが重要である。従来の２次元型付けされたスチールコードでは、タイヤ転動時に発生する歪が型付け部の頂上付近（曲率のもっとも大きい部分）に集中し、その結果、長時間の走行により繰り返し発生する歪の変動により、この型付け部頂上付近においてセパレーションが発生しやすかった。これに対し、本発明に係る略スパイラル状に３次元に型付けされたコードにおいては、従来の２次元型付けコードの場合ほど局所的な応力集中が大きくないことに加え、コード自体が適度に伸長することで、タイヤ転動時に発生する歪をコード全体に分散することができる。その結果として、タイヤ周方向に対し低い角度で配置されたクラウン強化層２において、必要な剛性を保持したまま耐久性を向上させることが可能となるのである。また、本発明に係る３次元型付けコードでは、３次元に型付けをすることで初期の剛性を低く抑えることができるため、製造上の自由度についても確保される。

なお、本発明に係るクラウン強化層２を構成するフィラメントの径ｄ（ｍｍ）は、０．１２ｍｍ以上、好適には０．１５ｍｍ以上とする。フィラメントの径ｄがこの範囲より細いと、コード製造時に断線の恐れが生ずる。また、フィラメントの径ｄは０．４５ｍｍ以下、好適には０．４０ｍｍ以下とする。フィラメントの径ｄがこの範囲を超えると、フィラメント表面に発生する表面歪が大きくなり、耐久性が低下してしまう。すなわち、本発明においては、０．４５≧ｄ≧０．１２であることが必要であり、好適には、０．４０≧ｄ≧０．１５である。

本発明に係るクラウン強化層２に用いるゴム−スチールコード複合体としては、具体的には例えば、図２（ａ）〜（ｃ）に示すような構造のものが挙げられる。図２（ａ）に示すゴム−スチールコード複合体は、２７本のフィラメント１１を撚り合わせてなり、略スパイラル状に３次元型付けされた伸長性を有するスチールコード１２で補強されてなる（３＋９＋１５構造）。また、図２（ｂ）に示すゴム−スチールコード複合体は、７本のフィラメント２１を撚り合わせてストランド２３としたものをさらに７本にて撚り合わせてラッピングフィラメント２４を巻き付けてなり、略スパイラル状に３次元型付けされた伸長性を有するスチールコード２２で補強されてなる（７×７＋１構造）。さらに、図２（ｃ）に示すゴム−スチールコード複合体は、１２本のフィラメント３１を撚り合わせてなり、略スパイラル状に３次元型付けされた伸長性を有するスチールコード３２で補強されてなるものである（３＋９構造）。本発明においては、かかる略スパイラル状に３次元型付けされたスチールコードを、さらに束ねて用いることも可能である。

本発明に係るゴム−スチールコード複合体は、常法に従い製造することができ、特に制限されるものではない。

また、本発明のタイヤは、上記ゴム−スチールコード複合体をクラウン強化層に適用したものであれば、それ以外のタイヤ構造、各構成部材の材質等については、特に制限されるものではない。例えば、本発明において、３〜６層のベルト層のうちクラウン強化層以外のベルト層４については、タイヤ周方向に対し３５〜５５度の角度で交錯する交錯ベルト層３とすることが好ましい。また、タイヤのクラウン部には、ゴム材により円環状に形成されて路面に設置するトレッドが配置され、このトレッドの表面には適宜トレッドパターンが形成される。さらにまた、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。

以下、本発明を、実施例を用いてより詳細に説明する。
スチールフィラメント（ブラスめっき：Ｃｕ６３重量％，Ｚｎ３７重量％）を用いて、下記表１中に示す条件に従い、ゴム−スチールコード複合体を作製した。コーティングゴムとしては、天然ゴム（ＮＲ）１００重量部と、カーボンブラック（ＨＡＦ）５５重量部と、酸化亜鉛（ＺｎＯ）７重量部と、硫黄５重量部と、Ｃｏ塩（ナフテン酸コバルト）０．１重量部とからなるゴム組成物を使用した。

得られた各ゴム−スチールコード複合体を、図１に示す構造を有するトラック用ラジアルタイヤ（タイヤサイズ：４９５／４５Ｒ２２５）のクラウン強化層に打込み数２２．５本／５０ｍｍにて適用して、各実施例および比較例の供試タイヤを作製した。なお、図示するタイヤは、ゴム−スチールコード複合体を全体としてタイヤ周方向に対し略０度で配向させてなるクラウン強化層２を下記表１に示す層数、および、タイヤ周方向に対し±４５度の角度で交錯する交錯ベルト層３を２層有する。

各供試タイヤにつき、正規内圧、正規荷重の１２０％の負荷条件にて速度６０ｋｍ／ｈで７．０万ｋｍ走行させるドラム耐久試験を行った後、ホログラフィ検査でセパレーションの有無を観察した。その結果を、下記の表１中に併せて示す。

上記表１に示すように、タイヤ周方向に対し低い角度で配向させたクラウン強化層に、所定の径のフィラメントを撚り合わせて略スパイラル状に３次元型付けしてなるゴム−スチールコード複合体を用いた各実施例のタイヤにおいては、従来の２次元波状型付けのゴム−スチールコード複合体を用いた比較例とは異なり、ドラム耐久試験後におけるセパレーションは見られなかった。これにより、本発明に係る３次元型付けコードのクラウン強化層への適用が、セパレーションの防止に効果的であることが確かめられた。

本発明の重荷重用空気入りタイヤの一例を示す概略部分断面図である。 （ａ），（ｂ）は、本発明に係るゴム−スチールコード複合体の一例を示す断面図である。 比較例１で用いた２次元波状のゴム−スチールコード複合体を示す断面図である。

符号の説明

１ カーカス
２ クラウン強化層
３ 交錯ベルト層
４ ベルト層
１１，２１，３１ フィラメント
１２，２２，３２ スチールコード
２３ ストランド
２４ ラッピングフィラメント

Claims (1)

1. 少なくとも一対のビードコア間に跨ってトロイド状に延在する少なくとも一枚のカーカスを骨格とし、該カーカスの外周に、複数本のコードまたはフィラメントからなるベルト層を３〜６層にて有する重荷重用空気入りタイヤにおいて、
   前記ベルト層のうち少なくとも１層以上が、ゴム−スチールコード複合体を全体としてタイヤ周方向に対し±１５度以内で配向させてなるクラウン強化層であり、該クラウン強化層が、複数本のフィラメントを撚り合わせてなり、略スパイラル状に３次元型付けされた伸長性を有するスチールコードで補強されたゴム−スチールコード複合体からなり、かつ、該クラウン強化層を構成するフィラメントの径ｄ（ｍｍ）が、下記式、
   ０．４５≧ｄ≧０．１２
   で表される関係を満足することを特徴とする重荷重用空気入りタイヤ。

Images