JP2019001198A

JP2019001198A - タイヤ

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Publication number: JP2019001198A
Application number: JP2017115069A
Authority: JP
Inventors: 佐々木　陽祐; Akisuke Sasaki; 陽祐佐々木
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2017-06-12
Filing date: 2017-06-12
Publication date: 2019-01-10
Also published as: CN110740876A; EP3640055A4; EP3640055A1; WO2018230265A1; US20200130415A1

Abstract

【課題】補強コードを螺旋状に巻回して形成された螺旋状コード層を有するタイヤにおける、螺旋状コード層に起因する偏摩耗の発生を抑制する。【解決手段】一対のビード部間にトロイド状に延在するカーカス１４と、カーカスのクラウン部タイヤ半径方向外側に配置され、補強コードを螺旋状に巻回して上層１Ａと下層１Ｂとを形成した螺旋状コード層１と、を備えるタイヤである。螺旋状コード層のタイヤ半径方向外側に、コード方向が実質的にタイヤ周方向である周方向ベルト補強層１７が少なくとも１枚以上で配置され、かつ、周方向ベルト補強層のタイヤ幅方向長さＷｃが、螺旋状コード層のタイヤ幅方向長さＷｓの４０％〜９０％の範囲である。【選択図】図１

Description

本発明はタイヤに関し、詳しくは、補強部材の改良に係るタイヤに関する。

従来より、タイヤの補強部材に関しては、種々検討がなされてきている。例えば、乗用車用タイヤの補強部材であるベルトの構造としては、骨格部材となるカーカスのクラウン部タイヤ半径方向外側に、補強コードのコード方向が互いに交錯する２層以上のベルト交錯層を配設した構造が一般的である。これ以外にも、ベルトの構造として、上下２層のベルト層を補強コードである有機繊維コードを互いに交差するように配置するとともに、有機繊維コードをベルト層端部で折り返して一方から他方のベルト層に延在する螺旋巻き構造に構成し、これらの有機繊維コードを有するベルト層の間に、スチールコードからなる補強コードを配列したスチールベルト層を配置する構造が知られている。

このような構造として、例えば、特許文献１，２には、スチールベルト層の補強コードのタイヤ周方向に対する配向角度をそれぞれ規定することで、乗用車用空気入りタイヤのベルト層の耐エッジセパレーション性を改善しつつ、タイヤの他性能の向上を図った空気入りラジアルタイヤが提案されている。

特開平１０−１０９５０２号公報特開平１０−１０９５０３号公報

特許文献１，２で提案されているベルトは、スチールベルト層に有機繊維コードからなる補強部材を螺旋状に巻き付けた３層のベルトからなる構造であるため、軽量化を図りつつ、ある程度の耐久性を確保できると考えられる。しかしながら、このベルトは、補強部材を幅方向端部で折り返すことにより螺旋状に形成された構造を有することから、幅方向端部では補強部材内のコードが局所的にタイヤ周方向に近づくために、ベルトの幅方向中央部に比べて幅方向端部の剛性が高くなる。そのため、このベルトを用いたタイヤでは、内圧負荷時にタイヤのセンター部の径成長がショルダー部に比べ大きくなって、クラウン部の形状が丸くなり、結果としてショルダー部において偏摩耗が発生しやすくなるという問題があった。

そこで本発明の目的は、補強コードを螺旋状に巻回して形成された螺旋状コード層を有するタイヤにおける、螺旋状コード層に起因する偏摩耗の発生を抑制することにある。

本発明者は、上記課題を解消するために鋭意検討した結果、螺旋状コード層のタイヤ半径方向外側に、周方向ベルト補強層を所定の幅で設けることで、上記課題が解決できることを見出した。

すなわち、本発明は、一対のビード部間にトロイド状に延在するカーカスと、該カーカスのクラウン部タイヤ半径方向外側に配置され、補強コードを螺旋状に巻回して上層と下層とを形成した螺旋状コード層と、を備えるタイヤであって、
前記螺旋状コード層のタイヤ半径方向外側に、コード方向が実質的にタイヤ周方向である周方向ベルト補強層が少なくとも１枚以上で配置され、かつ、該周方向ベルト補強層のタイヤ幅方向長さＷｃが、該螺旋状コード層のタイヤ幅方向長さＷｓの４０％〜９０％の範囲であることを特徴とするものである。

本発明のタイヤは、前記螺旋状コード層の上層と下層との間に、芯材コード層を備えることが好ましい。また、本発明のタイヤにおいては、前記周方向ベルト補強層のコードが、ナイロン繊維、ポリエステル繊維、アラミド繊維、炭素繊維、ガラス繊維、ポリケトン繊維、ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール繊維およびポリアリレート繊維のうちから選ばれるいずれか、または、これらのうち２種以上のハイブリッドコードからなることが好ましい。

本発明によれば、補強コードを螺旋状に巻回して形成された螺旋状コード層に起因する偏摩耗の発生を抑制したタイヤを実現することができる。

本発明のトラック・バス用タイヤの一例を示すタイヤ幅方向断面図である。本発明の乗用車用タイヤの一例を示すタイヤ幅方向断面図である。本発明の建設車両用タイヤの一例を示すタイヤ幅方向断面図である。

以下、本発明について、図面を用いて詳細に説明する。
図１は、本発明のタイヤの一例のトラック・バス用タイヤを示すタイヤ幅方向断面図である。図示するタイヤ１０は、接地部を形成するトレッド部１１と、このトレッド部１１の両側部に連続してタイヤ半径方向内方へ延びる一対のサイドウォール部１２と、各サイドウォール部１２の内周側に連続するビード部１３と、を備えている。トレッド部１１、サイドウォール部１２およびビード部１３は、一方のビード部１３から他方のビード部１３にわたってトロイド状に延在する一枚のカーカスプライからなるカーカス１４により補強されている。また、図示するトラック・バス用タイヤ１０においては、一対のビード部１３にはそれぞれビードコア１５が埋設され、カーカス１４は、このビードコア１５の周りにタイヤ内側から外側に折り返して係止されている。さらに、ビードコア１５のタイヤ半径方向外側には、ビードフィラー１６が配置されている。

また、本発明のタイヤは、カーカス１４のクラウン部タイヤ半径方向外側に、補強コードを螺旋状に巻回して上層１Ａと下層１Ｂとを形成してなる構造を有する螺旋状コード層１を備えている。本発明においては、図示するように、螺旋状コード層１のタイヤ半径方向外側に、コード方向が実質的にタイヤ周方向である周方向ベルト補強層１７を、そのタイヤ幅方向長さＷｃが、螺旋状コード層１のタイヤ幅方向長さＷｓの４０％〜９０％の範囲となるように配置されている点が重要である。このように、タイヤのセンター部にのみ、所定幅にて周方向ベルト補強層１７を配置するものとしたことで、センター部の剛性を補完して、螺旋状コード層１の配置により生じたセンター部とショルダー部との間の剛性差を低減することができる。これにより、センター部の径成長を抑制して、これに起因するショルダー部における偏摩耗の発生についても抑制することができる。また、螺旋状コード層１の幅方向端部の屈曲も抑制できるので、螺旋状コード層１の補強コードの耐疲労性を向上する効果も得られる。

本発明において、周方向ベルト補強層１７は、少なくとも１枚以上で配置され、図示する例では１枚で配置されており、用いるコードの材質や構造、太さ等にもよるが、例えば、１〜１０枚で配置することができる。また、周方向ベルト補強層１７のタイヤ幅方向長さＷｃは、螺旋状コード層１のタイヤ幅方向長さＷｓの４０％〜９０％の範囲とすることが必要であり、好適には４０％〜７０％の範囲、より好適には４５％〜６５％の範囲とする。周方向ベルト補強層１７のタイヤ幅方向長さＷｃが、螺旋状コード層１のタイヤ幅方向長さＷｓの４０％未満であると、径成長時に局所的な締め付けが発生して、コード乱れ等の問題が生ずる。一方、周方向ベルト補強層１７のタイヤ幅方向長さＷｃが、螺旋状コード層１のタイヤ幅方向長さＷｓの９０％を超えると、もともと剛性の高い螺旋状コード層１の端部まで剛性の向上効果が及んでしまい、結果として剛性差の低減が不十分となるので、センター部の径成長を抑制できない。

本発明のタイヤにおいては、螺旋状コード層１のタイヤ半径方向外側に、上記所定の幅で周方向ベルト補強層１７を設ける点のみが重要であり、これにより本発明の所期の効果を得ることができる。それ以外の構成については特に制限はなく、常法に従い適宜構成することが可能である。

図示する例では、螺旋状コード層１は、上層１Ａと下層１Ｂとの間に芯材コード層２を備え、すなわち、芯材コード層２に対し補強コードが螺旋状に巻き付けられて螺旋状コード層１が形成されているが、本発明においては、これに制限されず、芯材コード層２は設けなくてもよい。また、芯材コード層２を設ける場合、芯材コード層２は１層で設けてもよく、複数層、例えば、２〜１０層で積層して設けることもできる。ここで、芯材コード層２は、芯材コードを多数本並行に引き揃え、この上下に未加硫ゴムを配置して、芯材コードをゴム被覆することにより製造される。芯材コード層２における芯材コードの打ち込み数は、例えば、５〜６０本／５０ｍｍの範囲が好ましい。

本発明において、芯材コード層２の芯材コードは、タイヤ周方向に対して４０〜９０°の傾斜角度を有するものとすることができる。芯材コードの角度を上記範囲とすることで、芯材コードの張力が低下して、芯材コードの破断に至るまでの余剰が多くなる。その結果、障害物の入力を受けても芯材コードは破断しにくくなる。このような効果を良好に得るためには、芯材コード層２の芯材コードの傾斜角度は、５０〜９０°であることがより好ましい。なお、芯材コード層２を複数層設ける場合には、複数層の芯材コード層２が交錯ベルト層を構成してもよい。

また、本発明において、螺旋状コード層１は、補強コードを１本または複数本、例えば、２〜１００本で並列に引き揃えて、ゴムにより被覆してなるゴム−コード複合体を、螺旋状に巻回して平坦な帯状体とするか、または、芯材コード層２の周囲に螺旋状に巻き付けることにより形成される。螺旋状コード層１における補強コードの打ち込み数は、例えば、５〜６０本／５０ｍｍの範囲が好ましい。

本発明において、螺旋状コード層１の補強コードは、タイヤ周方向に対して１０〜４５°の傾斜角度を有することが好ましい。かかる構成とすることにより、さらに、螺旋状コード層１のタイヤ周方向に対する伸びを抑制することができる。この角度は、好適には１５〜３０°である。

本発明において、螺旋状コード層１の補強コードおよび芯材コード層２の芯材コードの材質としては、特に制限はなく、従来汎用の各種の金属コードや有機繊維コードなどを適宜用いることができる。具体的には例えば、金属コードとしては、スチールフィラメントや、スチールフィラメントを複数本撚り合わせたスチールコードを用いることができる。この場合、コードの撚り構造についても種々の設計が可能であり、断面構造、撚りピッチ、撚り方向、隣接するフィラメント同士の距離も様々なものが使用できる。断面構造としては、単撚り、層撚り、複撚りなど様々な撚り構造を採用することができ、また、断面形状が偏平のコードを使用することもできる。さらに、異なる材質のフィラメントを撚り合わせたコードを採用することも可能である。なお、スチールコードを構成するスチールフィラメントは、鉄を主成分とし、炭素、マンガン、ケイ素、リン、硫黄、銅、クロムなど種々の微量成分を含んでいてもよい。また、スチールフィラメントの表面には、ゴムとの接着性を改善するため、ブラスめっきが施されていてもよい。

有機繊維としては、ナイロン繊維、ポリエステル繊維、アラミド繊維（芳香族ポリアミド繊維）、ポリケトン（ＰＫ）繊維、ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール（ＰＢＯ）繊維、ポリアリレート繊維等を用いることができる。また、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）系炭素繊維やピッチ系炭素繊維、レーヨン系炭素繊維等の炭素繊維（カーボンファイバー，ＣＦ）、ガラス繊維（グラスファイバー）、玄武岩繊維や安山岩繊維等の岩石繊維（ロックウール）などを用いることもできる。なお、これらの補強コードには、接着剤処理を施してゴムとの接着性を向上させることが好ましい。この接着剤処理は、ＲＦＬ系接着剤等の汎用の接着剤を用いて、常法に従って行うことができる。さらに、上記のうちのいずれか２種以上からなるハイブリッドコードを用いてもよく、金属繊維を部分的に含む有機繊維などのハイブリッド繊維からなるコードについても用いることができる。

さらに、本発明において、周方向ベルト補強層１７は、コードを多数本引き揃えて、ゴムにより被覆することによって形成される。本発明において、周方向ベルト補強層１７のコード方向は実質的にタイヤ周方向であり、具体的には、製造上の誤差範囲を考慮して、タイヤ周方向に対し±５°以内とすることができる。また、周方向ベルト補強層１７におけるコードの打ち込み数は、例えば、５〜６０本／５０ｍｍの範囲が好ましい。

周方向ベルト補強層１７のコードの材質としては、螺旋状コード層１の補強コードおよび芯材コード層２の芯材コードに用いられるのと同様の、従来汎用の各種の金属コードや有機繊維コードなどを適宜用いることができる。好適には、周方向ベルト補強層１７のコードの材質として、アラミド繊維（芳香族ポリアミド繊維）等の耐切傷性の高いものを用いることで、内圧負荷時の径成長の抑止に効果的であるとともに、タイヤの耐カット性を向上させることができる。周方向ベルト補強層１７のコードとしては、具体的には、ナイロン繊維、ポリエステル繊維、アラミド繊維、炭素繊維、ガラス繊維、ポリケトン繊維、ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール繊維およびポリアリレート繊維のうちから選ばれるいずれか、または、これらのうち２種以上のハイブリッドコードからなるものを好適に用いることができる。

本発明において、螺旋状コード層１や芯材コード層２、周方向ベルト補強層１７のコーティングゴムに用いるゴム組成物としては、既知のものを用いることができ、特に制限されない。例えば、コーティングゴムに用いられるゴム組成物のゴム成分としては、天然ゴムの他；ビニル芳香族炭化水素／共役ジエン共重合体、ポリイソプレンゴム、ブタジエンゴム、ブチルゴム、ハロゲン化ブチルゴム、エチレン−プロピレンゴム等の合成ゴム等の公知のゴム成分の全てを用いることができる。ゴム成分は１種単独で用いても、２種以上を併用してもよい。金属コードとの接着特性およびゴム組成物の破壊特性の観点からは、ゴム成分としては、天然ゴムおよびポリイソプレンゴムの少なくとも一方よりなるか、５０質量％以上の天然ゴムを含み残部が合成ゴムからなるものが好ましい。

本発明において、コーティングゴムに用いられるゴム組成物には、カーボンブラックやシリカ等の充填剤、アロマオイル等の軟化剤、ヘキサメチレンテトラミン、ペンタメトキシメチルメラミン、ヘキサメチレンメチルメラミン等のメトキシメチル化メラミン等のメチレン供与体、加硫促進剤、加硫促進助剤、老化防止剤等のゴム業界で通常使用される配合剤を通常の配合量で適宜配合することができる。また、本発明においてコーティングゴムとして用いられるゴム組成物の調製方法に特に制限はなく、常法に従い、例えば、バンバリーミキサーやロール等を用いて、ゴム成分に、硫黄、有機酸コバルト塩および各種配合剤等を練り込んで調製すればよい。

本発明のトラック・バス用タイヤ１０においては、カーカス１４は従来構造を含めて種々の構成を採用することができ、ラジアル構造、バイアス構造のいずれであってもよい。カーカス１４としては、スチールコード層からなるカーカスプライを１〜２層とすることが好ましい。また、例えば、タイヤ径方向におけるカーカス最大幅位置は、ビード部１３側に近づけてもよく、トレッド部１１側に近づけてもよい。例えば、カーカス１４の最大幅位置は、ビードベース部からタイヤ径方向外側に、タイヤ高さ対比で５０％〜９０％の範囲に設けることができる。また、カーカス１４は、図示するように、一対のビードコア１５間を途切れずに延びる構造が一般的であり好ましいが、ビードコア１５から延びてトレッド部１１付近で途切れるカーカス片を一対用いて形成することもできる。

また、カーカス１４の折り返し部は、さまざまな構造を採用することができる。例えば、カーカス１４の折り返し端をビードフィラー１６の上端よりもタイヤ径方向内側に位置させることができ、また、カーカス折り返し端をビードフィラー１６の上端やタイヤ最大幅位置よりもタイヤ径方向外側まで延ばしてもよく、この場合、螺旋状コード層１のタイヤ幅方向端よりもタイヤ幅方向内側まで延ばすこともできる。さらに、カーカスプライが複数層の場合には、カーカス１４の折り返し端のタイヤ径方向位置を異ならせることもできる。また、カーカス１４の折り返し部を存在させずに、複数のビードコア部材で挟み込んだ構造としてもよく、ビードコア１５に巻きつけた構造を採用することもできる。なお、カーカス１４の打ち込み数としては、一般的には５〜６０本／５０ｍｍの範囲であるが、これに限定されるものではない。

本発明のトラック・バス用タイヤ１０においては、サイドウォール部１２の構成についても既知の構造を採用することができる。例えば、タイヤ最大幅位置は、ビードベース部からタイヤ径方向外側に、タイヤ高さ対比で５０％〜９０％の範囲に設けることができる。本発明のトラック・バス用タイヤ１０においては、乗用車用タイヤとは異なり、リムフランジと接触する凹部が形成されずに、タイヤ幅方向に凸となる滑らかな曲線として形成されていることが好ましい。

また、ビードコア１５は、円形や多角形状など、さまざまな構造を採用することができる。なお、上述のとおり、ビード部１３としては、カーカス１４をビードコア１５に巻きつける構造のほか、カーカス１４を複数のビードコア部材で挟みこむ構造としてもよい。図示するトラック・バス用タイヤ１０においては、ビードコア１５のタイヤ半径方向外側にビードフィラー１６が配置されているが、このビードフィラー１６は、タイヤ径方向に分かれた複数のゴム部材から構成されていてもよい。

本発明のトラック・バス用タイヤ１０においては、トレッドパターンとしては、リブ状陸部主体のパターン、ブロックパターン、非対称パターンでもよく、回転方向指定であってもよい。

リブ状陸部主体パターンは、一本以上の周方向溝もしくは周方向溝とトレッド端部によりタイヤ幅方向を区画された、リブ状陸部を主体とするパターンである。ここでリブ状陸部とはタイヤ幅方向に横断する横溝を有さずにタイヤ周方向に延びる陸部をいうが、リブ状陸部はサイプやリブ状陸部内で終端する横溝を有していてもよい。ラジアルタイヤは特に高内圧使用下において高接地圧となるため、周方向剪断剛性を増加させることによりウェット路面上での接地性が向上するためと考えられる。リブ状陸部を主体とするパターンの例としては、赤道面を中心とするトレッド幅の８０％の領域においてリブ状陸部のみからなるトレッドパターン、すなわち、横溝を有さないパターンとすることができる。このようなパターンは、この領域における排水性能が特にウェット性能への寄与が大きい。

ブロックパターンは、周方向溝と幅方向溝によって区画されたブロック陸部を有するパターンであり、ブロックパターンのタイヤは、基本的な氷上性能および雪上性能に優れている。

非対称パターンは、赤道面を境として左右のトレッドパターンが非対称のパターンである。例えば、装着方向指定のタイヤの場合には、赤道面を境とした車両装着方向内側と車両装着方向外側のタイヤ半部においてネガティブ率に差を設けたものでもよく、赤道面を境とした車両装着方向内側と車両装着方向外側のタイヤ半部において、周方向溝の数が異なる構成のものであってもよい。

トレッドゴムとしては、特に制限はなく、従来から用いられているゴムを用いることができる。また、トレッドゴムはタイヤ径方向に異なる複数のゴム層で形成されていてもよく、例えば、いわゆるキャップ・ベース構造であってもよい。複数のゴム層としては正接損失、モジュラス、硬度、ガラス転移温度、材質等が異なっているものを使用することができる。また、複数のゴム層のタイヤ径方向の厚みの比率は、タイヤ幅方向に変化していてもよく、また周方向溝底のみ等をその周辺と異なるゴム層とすることもできる。

さらに、トレッドゴムはタイヤ幅方向に異なる複数のゴム層で形成されていてもよく、いわゆる、分割トレッド構造でもよい。上記の複数のゴム層としては正接損失、モジュラス、硬度、ガラス転移温度、材質等が異なっているものを使用することができる。また、複数のゴム層のタイヤ幅方向の長さの比率は、タイヤ径方向に変化していてもよく、また周方向溝近傍のみ、トレッド端近傍のみ、ショルダー陸部のみ、センター陸部のみといった限定された一部の領域のみをその周囲とは異なるゴム層とすることもできる。また、トレッド部は、タイヤ幅方向の端部に角部１１ａが形成されていることが好ましい。

図１に示すタイヤはトラック・バス用タイヤであるが、本発明は、これに限られず、乗用車用、建設車両用、二輪車用、航空機用、農業用のタイヤ等にも好適に適用することができる。また、タイヤとしては、空気入りタイヤに限定されず、ソリッドタイヤや非空気入りタイヤにも適用することができる。

図２は、本発明の乗用車用タイヤの一構成例を示すタイヤ幅方向断面図である。図示する乗用車用タイヤ２０は、接地部を形成するトレッド部２１と、このトレッド部２１の両側部に連続してタイヤ半径方向内方へ延びる一対のサイドウォール部２２と、各サイドウォール部２２の内周側に連続するビード部２３と、を備えている。トレッド部２１、サイドウォール部２２およびビード部２３は、一方のビード部２３から他方のビード部２３にわたってトロイド状に延びる一枚のカーカスプライからなるカーカス２４により補強されている。また、図示する乗用車用タイヤ２０においては、一対のビード部２３にはそれぞれビードコア２５が埋設され、カーカス２４は、このビードコア２５の周りにタイヤ内側から外側に折り返して係止されている。さらに、ビードコア２５のタイヤ半径方向外側には、ビードフィラー２６が配置されている。

図示する乗用車用タイヤ２０においては、カーカス２４のクラウン部タイヤ径方向外側に、補強コードを螺旋状に巻回して上層１Ａと下層１Ｂとを形成してなる構造を有する螺旋状コード層１と、その上層１Ａと下層１Ｂとの間に配置された芯材コード層２と、周方向ベルト補強層２７とが、順次配設されている。

本発明においては、螺旋状コード層１のタイヤ半径方向外側に配置された周方向ベルト補強層２７のタイヤ幅方向長さＷｃが、螺旋状コード層１のタイヤ幅方向長さＷｓの４０％〜９０％の範囲を満足することが重要であり、これにより、本発明の所期の効果を得ることができる。

また、乗用車用タイヤにおいて、周方向ベルト補強層２７の内側または外側には、所望に応じてさらに、螺旋状コード層１の全幅以上にわたって配置されるキャップ層２８ａ、および、螺旋状コード層１の両端部を覆う領域に配置されるレイヤー層２８ｂのいずれか一方または双方を配置することができる。図２に示す例では、周方向ベルト補強層２７の外側に、キャップ層２８ａおよびレイヤー層２８ｂが配置されている。キャップ層２８ａおよびレイヤー層２８ｂは、通常、多数本のコードを引き揃えてゴムにより被覆してなる一定幅のストリップを、タイヤ周方向に螺旋状に巻回することにより形成される。キャップ層２８ａおよびレイヤー層２８ｂはそれぞれ単独で設けてもよく、併用してもよい。または、２層以上のキャップ層や２層以上のレイヤー層の組み合わせであってもよい。

キャップ層２８ａおよびレイヤー層２８ｂの補強コードとしては、種々の材質が採用可能であり、代表的な例としては、レーヨン、ナイロン、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、アラミド、ガラス繊維、炭素繊維、スチール等が挙げられる。軽量化の点から、有機繊維コードが特に好ましい。補強コードはモノフィラメントコードや、複数のフィラメントを撚り合せたコード、さらには異なる材質のフィラメントを撚り合せたハイブリットコードを採用することもできる。また、補強コードには、破断強度を高めるために波状のコードを用いてもよい。同様に破断強度を高めるために、例えば、破断時の伸びが４．５〜５．５％のハイエロンゲーションコードを用いてもよい。

キャップ層２８ａおよびレイヤー層２８ｂの打ち込み数は、一般的には２０〜６０本／５０ｍｍの範囲であるが、この範囲に限定されるのもではない。また、キャップ層２８ａにおいては、タイヤ幅方向に剛性・材質・層数・打ち込み密度等の分布を持たせることもでき、例えばタイヤ幅方向端部のみ層数を増やすこともでき、一方でセンター部のみ層数を増やすこともできる。

キャップ層２８ａおよびレイヤー層２８ｂは、スパイラル層として構成することが製造の観点から特に有利である。この場合、平面内において互いに平行に配列された複数本のコアワイヤを、上記平行配列を維持したままラッピングワイヤによって束ねた、ストリップ状のコードによって形成してもよい。

本発明の乗用車用タイヤ２０においては、カーカス２４は従来構造を含めて種々の構成を採用することができ、ラジアル構造、バイアス構造のいずれであってもよい。カーカス２４としては、有機繊維コード層からなるカーカスプライを１〜２層とすることが好ましい。また、タイヤ径方向におけるカーカス２４の最大幅位置は、例えば、ビード部２３側に近づけてもよく、トレッド部２１側に近づけてもよい。例えば、カーカス２４の最大幅位置は、ビードベース部からタイヤ径方向外側に、タイヤ高さ対比で５０％〜９０％の範囲に設けることができる。また、カーカス２４は、図示するように、一対のビードコア２５間を途切れずに延びる構造が一般的であり好ましいが、ビードコア２５から延びてトレッド部２１付近で途切れるカーカスプライ片を一対用いて形成することもできる（図示せず）。

また、カーカス２４の折り返し部は、さまざまな構造を採用することができる。例えば、カーカス２４の折り返し端をビードフィラー２６の上端よりもタイヤ径方向内側に位置させることができ、また、カーカス２４の折り返し端をビードフィラー２６の上端やタイヤ最大幅位置よりもタイヤ径方向外側まで延ばしてもよく、この場合、螺旋状コード層１のタイヤ幅方向端よりもタイヤ幅方向内側まで延ばすこともできる。さらに、カーカスプライが複数層の場合には、カーカス２４の折り返し端のタイヤ径方向位置を異ならせることもできる。また、カーカス２４の折り返し部を存在させずに、複数のビードコア部材で挟み込んだ構造としてもよく、ビードコア２５に巻きつけた構造を採用することもできる。なお、カーカス２４の打ち込み数としては、一般的には５〜６０本／５０ｍｍの範囲であるが、これに限定されるものではない。

本発明の乗用車用タイヤ２０において、トレッド部２１の形状としては、狭幅大径サイズの乗用車用タイヤの場合には、タイヤ幅方向断面にて、タイヤ赤道面ＣＬにおけるトレッド表面上の点Ｐを通りタイヤ幅方向に平行な直線をｍ１とし、接地端Ｅを通りタイヤ幅方向に平行な直線をｍ２として、直線ｍ１と直線ｍ２とのタイヤ径方向の距離を落ち高ＬＣＲとし、タイヤのトレッド幅をＴＷとするとき、比ＬＣＲ／ＴＷを０．０４５以下とすることが好ましい。比ＬＣＲ／ＴＷを上記の範囲とすることにより、タイヤのクラウン部がフラット化（平坦化）し、接地面積が増大して、路面からの入力（圧力）を緩和して、タイヤ径方向の撓み率を低減し、タイヤの耐久性および耐摩耗性を向上させることができる。また、トレッド端部がなめらかであることが好ましい。

また、トレッドパターンとしては、フルラグパターン、リブ状陸部主体のパターン、ブロックパターン、非対称パターンでもよく、回転方向指定であってもよい。

フルラグパターンとしては、赤道面近傍から接地端までタイヤ幅方向に延びる幅方向溝を有するパターンとしてもよく、この場合に周方向溝を含まなくてもよい。このような横溝が主体のパターンは、特に雪上性能を効果的に発揮することができる。

トレッドゴムとしては、特に制限はなく、従来から用いられているゴムを用いることができ、発泡ゴムを用いてもよい。また、トレッドゴムはタイヤ径方向に異なる複数のゴム層で形成されていてもよく、例えば、いわゆるキャップ・ベース構造であってもよい。複数のゴム層としては正接損失、モジュラス、硬度、ガラス転移温度、材質等が異なっているものを使用することができる。また、複数のゴム層のタイヤ径方向の厚みの比率は、タイヤ幅方向に変化していてもよく、また周方向溝底のみ等をその周辺と異なるゴム層とすることもできる。

さらに、トレッドゴムはタイヤ幅方向に異なる複数のゴム層で形成されていてもよく、いわゆる、分割トレッド構造でもよい。上記の複数のゴム層としては正接損失、モジュラス、硬度、ガラス転移温度、材質等が異なっているものを使用することができる。また、複数のゴム層のタイヤ幅方向の長さの比率は、タイヤ径方向に変化していてもよく、また周方向溝近傍のみ、トレッド端近傍のみ、ショルダー陸部のみ、センター陸部のみといった限定された一部の領域のみをその周囲とは異なるゴム層とすることもできる。

本発明の乗用車用タイヤ２０においては、サイドウォール部２２の構成についても既知の構造を採用することができる。例えば、タイヤ最大幅位置は、ビードベース部からタイヤ径方向外側に、タイヤ高さ対比で５０％〜９０％の範囲に設けることができる。また、リムガードを有する構造としてもよい。本発明の乗用車用タイヤ２０においては、リムフランジと接触する凹部２３ａが形成されていることが好ましい。

また、ビードコア２５は、円形や多角形状など、さまざまな構造を採用することができる。なお、上述のとおり、ビード部２３としては、カーカス２４をビードコア２５に巻きつける構造のほか、カーカス２４を複数のビードコア部材で挟みこむ構造としてもよい。図示する乗用車用タイヤ２０においては、ビードコア２５のタイヤ半径方向外側に、ビードフィラー２６が配置されているが、本発明の乗用車用タイヤ２０においては、ビードフィラー２６は設けなくてもよい。

本発明の乗用車用タイヤは、図示はしないが、タイヤの最内層には通常インナーライナーが配置されていてもよい。インナーライナーは、ブチルゴムを主体としたゴム層のほか、樹脂を主成分とするフィルム層によって形成することができる。また、図示はしないが、タイヤ内面には、空洞共鳴音を低減するために、多孔質部材を配置したり、静電植毛加工を行うこともできる。さらに、タイヤ内面には、パンク時の空気の漏れを防ぐためのシーラント部材を備えることもできる。

乗用車用タイヤ２０は、特に用途は限定されない。サマー用、オールシーズン用、冬用といった用途のタイヤに適用することができる。また、サイドウォール部２２に三日月型の補強ゴム層を有するサイド補強型ランフラットタイヤや、スタッドタイヤといった特殊な構造の乗用車用タイヤに使用することも可能である。

図３は、本発明の建設車両用タイヤの一構成例を示すタイヤ幅方向断面図である。図示する建設車両用タイヤ３０においては、接地部を形成するトレッド部３１と、このトレッド部３１の両側部に連続してタイヤ半径方向内方へ延びる一対のサイドウォール部３２と、各サイドウォール部３２の内周側に連続するビード部３３と、を備えている。トレッド部３１、サイドウォール部３２およびビード部３３は、一方のビード部３３から他方のビード部３３にわたってトロイド状に延びる一枚のカーカスプライからなるカーカス３４により補強されている。また、図示する建設車両タイヤ３０においては、一対のビード部３３にはそれぞれビードコア３５が埋設され、カーカス３４は、このビードコア３５の周りにタイヤ内側から外側に折り返して係止されている。さらに、ビードコア３５のタイヤ半径方向外側には、ビードフィラー３６が配置されている。

図示する建設車両用タイヤ３０においては、カーカス３４のクラウン領域のタイヤ径方向外側に、補強コードを螺旋状に巻回して上層１Ａと下層１Ｂとを形成してなる構造を有する螺旋状コード層１と、その上層１Ａと下層１Ｂとの間に配置された芯材コード層２と、４層のベルト層３８ａ〜３８ｄと、周方向ベルト補強層３７とが、順次配設されている。一般に、建設車両用タイヤは、４層または６層のベルト層からなり、６層のベルト層からなる場合は、第１ベルト層と第２ベルト層とが内側交錯ベルト層群を、第３ベルト層と第４ベルト層とが中間交錯ベルト層群を、第５ベルト層と第６ベルト層とが外側交錯ベルト層群を、それぞれ形成している。図示する建設車両用タイヤにおいては、内側交錯ベルト層群を螺旋状コード層１で置き換え、中間交錯ベルト層群および外側交錯ベルト層群としてベルト層３８ａ〜３８ｄを配置しているが、本発明においては、内側交錯ベルト層群、中間交錯ベルト層群および外側交錯ベルト層群のうち少なくとも１つが、螺旋状コード層１により置き換えられているものであればよく、すべてを螺旋状コード層１により置き換えてもよい。また、４層のベルト層からなる建設車両用タイヤの場合は、第１ベルト層および第２ベルト層、または、第３ベルト層および第４ベルト層のいずれか一方または双方を、螺旋状コード層１と置き換えることができる。

本発明においては、螺旋状コード層１のタイヤ半径方向外側に配置された周方向ベルト補強層３７のタイヤ幅方向長さＷｃが、螺旋状コード層１のタイヤ幅方向長さＷｓの４０％〜９０％の範囲を満足することが重要であり、これにより、本発明の所期の効果を得ることができる。ここで、周方向ベルト補強層３７は、螺旋状コード層１が何枚目のベルト層と置き換えられている場合でも、図示するように、螺旋状コード層１を含むすべてのベルト層よりタイヤ半径方向外側に配置することが好ましい。

なお、６層のベルト層の場合、トレッド幅方向において、内側交錯ベルト層群の幅は、トレッド踏面の幅の２５％以上７０％以下、中間錯ベルト層群の幅は、トレッド踏面の幅の５５％以上９０％以下、外側交錯ベルト層群の幅は、トレッド踏面の幅の６０％以上１１０％以下とすることができる。また、トレッド面視において、カーカスコードに対する内側交錯ベルト層群のベルトコードの傾斜角度は７０°以上８５°以下、カーカスコードに対する中間交錯ベルト層群のベルトコードの傾斜角度は５０°以上７５°以下、カーカスコードに対する外側交錯ベルト層群のベルトコードの傾斜角度は７０°以上８５°以下とすることができる。

本発明の建設車両用タイヤ３０において、螺旋状コード層１と置き換えないベルト層３８は、補強コードのゴム引き層からなり、タイヤ周方向に対し所定の角度をなす傾斜ベルトとすることができる。傾斜ベルト層の補強コードとしては、例えば、金属コード、特にスチールコードを用いるのが最も一般的であるが、有機繊維コードを用いてもよい。スチールコードは鉄を主成分とし、炭素、マンガン、ケイ素、リン、硫黄、銅、クロムなど種々の微量含有物を含むスチールフィラメントからなるものを用いることができる。

スチールコードとしては、複数のフィラメントを撚り合せたコード以外にも、スチールモノフィラメントコードを用いてもよい。なお、スチールコードの撚り構造も種々の設計が可能であり、断面構造、撚りピッチ、撚り方向、隣接するスチールコード同士の距離も様々なものが使用できる。また、異なる材質のフィラメントを撚り合せたコードを採用することもでき、断面構造としても特に限定されず、単撚り、層撚り、複撚りなど様々な撚り構造を取ることができる。なお、他のベルト層の補強コードの傾斜角度は、タイヤ周方向に対して１０°以上とすることが好ましい。また、他のベルト層を設ける場合、最も幅の大きい最大幅傾斜ベルト層の幅は、トレッド幅の９０％〜１１５％とするのが好ましく、特に１００％〜１０５％が好ましい。なお、図示するように、ベルト層３８の端部のタイヤ半径方向内側には、ベルトアンダークッションゴム３９を設けることが好ましい。これにより、ベルト層３８端部の歪・温度を低減して、タイヤ耐久性を向上させることができる。

本発明の建設車両用タイヤにおいては、カーカス３４は従来構造を含めて種々の構成を採用することができ、ラジアル構造、バイアス構造のいずれであってもよい。カーカス３４としては、スチールコード層からなるカーカスプライを１〜２層とすることが好ましい。また、例えば、タイヤ径方向におけるカーカス最大幅位置は、ビード部３３側に近づけてもよく、トレッド部３１側に近づけてもよい。例えば、カーカス３４の最大幅位置は、ビードベース部からタイヤ径方向外側に、タイヤ高さ対比で５０％〜９０％の範囲に設けることができる。また、カーカス３４は、図示するように、１対のビードコア３５間を途切れずに延びる構造が一般的であり好ましいが、ビードコア３５から延びてトレッド部３１付近で途切れるカーカス片を一対用いて形成することもできる。

また、カーカス３４の折り返し部は、さまざまな構造を採用することができる。例えば、カーカス３４の折り返し端をビードフィラー３６の上端よりもタイヤ径方向内側に位置させることができ、また、カーカス３４の折り返し端をビードフィラー３６の上端やタイヤ最大幅位置よりもタイヤ径方向外側まで伸ばしてもよく、この場合、螺旋状コード層１のタイヤ幅方向端よりもタイヤ幅方向内側まで伸ばすこともできる。さらに、カーカスプライが複数層の場合には、カーカス３４の折り返し端のタイヤ径方向位置を異ならせることもできる。また、カーカス３４の折り返し部を存在させずに、複数のビードコア部材で挟み込んだ構造としてもよく、ビードコア３５に巻きつけた構造を採用することもできる。なお、カーカス３４の打ち込み数としては、一般的には５〜６０本／５０ｍｍの範囲であるが、これに限定されるものではない。

本発明の建設車両用タイヤ３０においては、サイドウォール部３２の構成についても既知の構造を採用することができる。例えば、タイヤ最大幅位置は、ビードベース部からタイヤ径方向外側に、タイヤ高さ対比で５０％〜９０％の範囲に設けることができる。本発明の建設車両用タイヤ３０においては、リムフランジと接触する凹部が形成されていることが好ましい。

また、ビードコア３５は、円形や多角形状など、さまざまな構造を採用することができる。なお、上述のとおり、ビード部３３としては、カーカス３４をビードコア３５に巻きつける構造のほか、カーカス３４を複数のビードコア部材で挟みこむ構造としてもよい。図示する建設車両用タイヤ３０においては、ビードコア３５のタイヤ半径方向外側にビードフィラー３６が配置されているが、このビードフィラー３６は、タイヤ径方向に分かれた複数のゴム部材から構成されていてもよい。

本発明の建設車両用タイヤ３０においては、トレッドパターンとしては、ラグパターン、ブロックパターン、非対称パターンでもよく、回転方向指定であってもよい。

ラグパターンとしては、赤道面近傍から接地端までタイヤ幅方向に延びる幅方向溝を有するパターンとしてもよく、この場合に周方向溝を含まなくてもよい。

ブロックパターンは、周方向溝と幅方向溝によって区画されたブロック陸部を有するパターンである。特に建設車両用タイヤの場合には、耐久性の観点からブロックを大きくすることが好ましく、例えば、ブロックのタイヤ幅方向に測った幅はトレッド幅の２５％以上５０％以下とすることが好ましい。

建設車両においては、トレッド部３１のゴムゲージは耐久性の観点から厚い方が好ましく、タイヤ外径の１．５％以上４％以下が好ましく、より好ましくは２％以上３％以下である。また、トレッド部３１の接地面に対する溝面積の割合（ネガティブ率）は、２０％以下が好ましい。これは、建設車両用タイヤ３０は、低速かつ乾燥地域での使用が主体であるため、排水性のためネガティブ率を大きくする必要がないためである。建設車両用タイヤのタイヤサイズとしては、例えばリム径が２０インチ以上、特に大型とされるものはリム径が４０インチ以上のものである。

以下、本発明を、実施例を用いてより詳細に説明する。
１層の芯材コード層に対し補強コードを螺旋状に巻き付けて、螺旋状コード層の上層と下層との間に芯材コード層を備える構造の補強部材を作製した。この補強部材をカーカスのクラウン部タイヤ半径方向外側に配置し、さらに、そのタイヤ半径方向外側に、下記の表中に示すような条件で、コード方向が実質的にタイヤ周方向となるように１層の周方向ベルト補強層を配置して、タイヤサイズ２７５／８０Ｒ２２．５にて、図１に示すようなトラック・バス用タイヤを作製した。なお、従来例１については、周方向ベルト補強層を配置しなかった。

芯材コード層の芯材コードとしては、線径０．３４ｍｍのスチールフィラメントを用いた１＋６構造のスチールコードを用いた。また、芯材コード層における芯材コードの、打ち込み数は２０本／５０ｍｍであり、タイヤ周方向に対する傾斜角度は５０°であった。

螺旋状コード層の補強コードとしては、炭素繊維コード（コード構造：１２０００ｄｔｅｘ／１）を用いた。また、螺旋状コード層における補強コードの、打ち込み数は３０本／５０ｍｍであり、タイヤ周方向に対する傾斜角度は１６°であった。さらに、螺旋状コード層のタイヤ幅方向長さＷｓは、２２０ｍｍであった。

得られた各補強部材について、耐偏摩耗性を、下記手順で評価した。その結果を、下記表中に併せて示す。

＜耐偏摩耗性の評価＞
各供試タイヤを適用リムに組み付け、規定内圧、規定荷重、走行速度８０ｋｍ／ｈの条件で２００００ｋｍ走行させた。その後、タイヤ赤道面ＣＬ上におけるトレッドゴムの摩耗量と、螺旋状コード層のタイヤ幅方向端部近傍におけるトレッドゴムの摩耗量とを測定して、その比率を算出した。数値が大きいほど、耐偏摩耗性に優れ、良好である。
ここで、「適用リム」とは、タイヤのサイズに応じて下記の規格に規定されたリムをいう。また、「規定内圧」とは、下記の規格において、最大負荷能力に対応して規定される空気圧をいい、「規定荷重」とは、下記の規格で、タイヤに負荷することが許容される最大の質量をいう。さらに、規格とは、タイヤが生産または使用される地域に有効な産業規格をいい、たとえば、アメリカ合衆国では、“ＴＨＥＴＩＲＥＡＮＤＲＩＭＡＳＳＯＣＩＡＴＩＯＮＩＮＣ．のＹＥＡＲＢＯＯＫ”であり、欧州では、“ＴＨＥＥｕｒｏｐｅａｎＴｙｒｅａｎｄＲｉｍＴｅｃｈｎｉｃａｌＯｒｇａｎｉｓａｔｉｏｎのＳＴＡＮＤＡＲＤＳＭＡＮＵＡＬ”であり、日本では日本自動車タイヤ協会の“ＪＡＴＭＡＹＥＡＲＢＯＯＫ”である。
この結果を、下記の表中に併せて示す。

＊１）周方向ベルト補強層のタイヤ幅方向長さＷｃと螺旋状コード層のタイヤ幅方向長さＷｓとの比率を百分率で示した値である。

上記表中に示すように、本発明によれば、補強コードを螺旋状に巻回して形成された螺旋状コード層を配置した場合でも、螺旋状コード層に起因する偏摩耗の発生が抑制されたタイヤを提供できることが確かめられた。

１螺旋状コード層
１Ａ上層
１Ｂ下層
２芯材コード層
１０トラック・バス用タイヤ
１１，２１，３１トレッド部
１１ａ角部
１２，２２，３２サイドウォール部
１３，２３，３３ビード部
１４，２４，３４カーカス
１５，２５，３５ビードコア
１６，２６，３６ビードフィラー
１７，２７，３７周方向ベルト補強層
１８，３９ベルトアンダークッションゴム
２０乗用車用タイヤ
２３ａ凹部
２８ａキャップ層
２８ｂレイヤー層
３０建設車両用タイヤ
３８，３８ａ〜３８ｂベルト層

Claims

一対のビード部間にトロイド状に延在するカーカスと、該カーカスのクラウン部タイヤ半径方向外側に配置され、補強コードを螺旋状に巻回して上層と下層とを形成した螺旋状コード層と、を備えるタイヤであって、
前記螺旋状コード層のタイヤ半径方向外側に、コード方向が実質的にタイヤ周方向である周方向ベルト補強層が少なくとも１枚以上で配置され、かつ、該周方向ベルト補強層のタイヤ幅方向長さＷｃが、該螺旋状コード層のタイヤ幅方向長さＷｓの４０％〜９０％の範囲であることを特徴とするタイヤ。
前記螺旋状コード層の上層と下層との間に、芯材コード層を備える請求項１記載のタイヤ。
前記周方向ベルト補強層のコードが、ナイロン繊維、ポリエステル繊維、アラミド繊維、炭素繊維、ガラス繊維、ポリケトン繊維、ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール繊維およびポリアリレート繊維のうちから選ばれるいずれか、または、これらのうち２種以上のハイブリッドコードからなる請求項１または２記載のタイヤ。