JP2019001420A

JP2019001420A - タイヤ

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Publication number: JP2019001420A
Application number: JP2017119984A
Authority: JP
Inventors: 紗生太田; Saki Ota
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2017-06-19
Filing date: 2017-06-19
Publication date: 2019-01-10
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Also published as: JP6811684B2; WO2018235520A1; CN110770039A; US20200198400A1; EP3643515A4; EP3643515A1

Abstract

【課題】タイヤクラウン部に補強コードからなる螺旋状コード層を備えるタイヤであって、そのタイヤ半径方向外側に補助ベルト層を配置した場合における、螺旋状コード層と補助ベルト層との間でのセパレーションの発生を抑制したタイヤを提供する。【解決手段】一対のビード部１３間にトロイド状に延在するカーカス１４と、そ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、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補助ベルト層１７が配置され、かつ、補助ベルト層のベルトコードのタイヤ周方向に対する角度が、３０°以上９０°以下の範囲である。【選択図】図１

Description

本発明はタイヤに関し、詳しくは、クラウン部に、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、そのタイヤ半径方向外側に配置された補助ベルト層と、を設けたタイヤの改良に関する。

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、タイヤの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を互いに交差するように配置するとともに、補強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とする形態も知られている。

このような構造として、例えば、特許文献１には、トレッド部におけるカーカス層の外周側に、タイヤ周方向に対して実質的に０度の角度で補強コードを巻回してなる環状の芯体ベルト層と、その周りに補強コードを螺旋状に巻き付けてなる被覆ベルト層とからなるベルト構造体を配置した空気入りラジアルタイヤが開示されており、ベルト構造体の外周側には、必要に応じてベルト保護層が設けられることも開示されている。

特開２００４−１６０９号公報

特許文献１に開示されているように、カーカス層の外周側に、補強コードを螺旋状に巻回して実質的に上層と下層との２層からなる螺旋状コード層を配置することは知られている。しかしながら、螺旋状コード層のタイヤ半径方向外側に補助ベルト層を配置した場合、走行中の繰り返し入力により螺旋状コード層の補強コードの角度が変化して、螺旋状コード層と補助ベルト層のタイヤ幅方向端との間でセパレーションが発生する場合があった。

そこで本発明の目的は、タイヤクラウン部に補強コードからなる螺旋状コード層を備えるタイヤにおいて、そのタイヤ半径方向外側に補助ベルト層を配置した場合における、螺旋状コード層と補助ベルト層との間でのセパレーション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配置する補助ベルト層について、ベルトコードの角度を所定に規定することで、上記課題を解決できることを見出して、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明のタイヤは、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補助ベルト層が配置され、かつ、該補助ベルト層のベルトコードのタイヤ周方向に対する角度が、３０°以上９０°以下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、前記螺旋状コード層の補強コードおよび前記芯材コード層の芯材コードのうち少なくともいずれか一方の、タイヤ周方向に対する角度が３０°未満であることが好ましい。さらに、本発明のタイヤにおいては、前記補助ベルト層のベルトコードのタイヤ周方向に対する角度が３０°以上４５°未満の範囲であって、かつ、前記螺旋状コード層の補強コードおよび前記芯材コード層の芯材コードのうち少なくともいずれか一方の、タイヤ周方向に対する角度が３０°未満であることが好ましい。

本発明によれば、タイヤクラウン部に補強コードからなる螺旋状コード層を備えるタイヤにおいて、そのタイヤ半径方向外側に補助ベルト層を配置した場合における、螺旋状コード層と補助ベルト層との間でのセパレーションの発生を抑制することが可能となった。

本発明のトラック・バス用タイヤの一構成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構成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構成例を示すタイヤ幅方向断面図である。補助ベルト層のベルトコードのタイヤ周方向に対する角度と、補助ベルト層のタイヤ幅方向端におけるコード方向の歪との関係を示すグラフである。

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。また、図１に示す例では、螺旋状コード層１の上層１Ａと下層１Ｂとの間に、芯材コード層２が配置されている。

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補助ベルト層１７が配置され、この補助ベルト層１７のベルトコードのタイヤ周方向に対する角度が３０°以上９０°以下の範囲である点が重要である。これにより、走行時における補助ベルト層１７のベルトコードの角度変化を抑制して、補助ベルト層１７のタイヤ幅方向端に生ずる歪を低減することができるので、結果として、螺旋状コード層と補助ベルト層との間でのセパレーションの発生を抑制することができる。

図４に、補助ベルト層１７のベルトコードのタイヤ周方向に対する角度と、補助ベルト層１７のタイヤ幅方向端におけるコード方向の歪との関係を示すグラフを示す。実線は補助ベルト層１７のベルトコードのタイヤ周方向に対する傾斜方向が、螺旋状コード層１の上層１Ａと同方向である場合を示し、点線は補助ベルト層１７のベルトコードのタイヤ周方向に対する傾斜方向が、螺旋状コード層１の上層１Ａと逆方向である場合を示す。図示するように、補助ベルト層１７のタイヤ幅方向端におけるコード方向の歪は、補助ベルト１７のベルトコードのタイヤ周方向に対する角度が０°〜３０°程度の範囲、すなわち、補助ベルト１７のベルトコードの方向がタイヤ周方向に近い場合に顕著に高くなっている。これは、補助ベルト層１７のコード方向がタイヤ周方向に近いと、走行時の繰り返し入力に起因する螺旋状コード層１の上層１Ａの補強コードの角度の変化量と補助ベルト層１７のベルトコードの角度の変化量とに差が生じて、補助ベルト層１７の幅方向端部のゴムに歪が集中するためと考えられる。これに対し、本発明においては、補助ベルト層１７のベルトコードのタイヤ周方向に対する角度を３０°以上９０°以下の範囲としたことで、走行時にタイヤ周方向に応力がかかっても、補助ベルト層１７のベルトコードの角度が螺旋状コード層１の補強コードの角度変化とともに変化するので、補助ベルト層１７の幅方向端部のゴムに歪が生じ難くなって、この歪に起因するセパレーションの発生を効果的に抑えることが可能となる。

本発明においては、補助ベルト層１７のベルトコードのタイヤ周方向に対する角度を３０°以上９０°以下の範囲とするものであれば、補助ベルト１７の幅方向端部におけるセパレーション発生の抑制効果を得ることができるが、さらに、螺旋状コード層１の補強コードおよび芯材コード層２の芯材コードのうち少なくともいずれか一方の、タイヤ周方向に対する角度を３０°未満、特には１２°以上３０°未満とすることが好ましい。これにより、タイヤ周方向に近いこれらコードのうちのいずれかに張力を負担させることができるので、補助ベルト層１７にかかる張力を低減して、セパレーションの抑制効果をより向上することができる。

ここで、図４から、補助ベルト層１７のベルトコードのタイヤ周方向に対する角度を４５°以上９０°以下の範囲として、タイヤ幅方向により近い範囲とする場合には、補助ベルト層１７の幅方向端部における歪量はかなり低くなるので、螺旋状コード層１および芯材コード層２のコード角度はあまり問題にならないと考えられる。これに対し、補助ベルト層１７のベルトコードのタイヤ周方向に対する角度が３０°以上４５°未満の範囲である場合には、上記のように、螺旋状コード層１の補強コードおよび芯材コード層２の芯材コードのうち少なくともいずれか一方の、タイヤ周方向に対する角度を３０°未満とすることが、セパレーションの抑制効果をより良好に得ることができるために、好ましい。

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設ける補助ベルト層１７について、上記ベルトコード角度の条件を満足す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。本発明においては、補助ベルト層に相当する層を２層以上設ける場合には、螺旋状コード層のタイヤ半径方向外側に隣り合って配設された補助ベルト層のみが上記ベルトコード角度の条件を満足するものであれば、本発明の所期の効果を得ることができる。

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。

また、本発明において、螺旋状コード層１の補強コードの角度は、タイヤ周方向に対し１２°〜９０°の範囲であることが好ましい。螺旋状コード層１は、タイヤ幅方向端部において上層１Ａと下層１Ｂとが切り離されていないので、タイヤの内圧負荷時に張力を発揮し、径成長しにくいという特性を有し、その結果、螺旋状コード層１を設けるとクラウン部が丸くなる傾向にあるが、螺旋状コード層１の補強コードの角度を１２°以上とすることで、内圧負荷時における径成長を許容範囲内とすることができ、ショルダー部における摩耗の発生を抑制することができる。なお、本発明において、螺旋状コード層１の補強コードの角度は、タイヤ赤道面上で測定した値を用いることができる。この角度は、好適には１２°〜４５°の範囲である。なお、前述したように、芯材コード層２の芯材コードの角度を３０°未満としない場合には、螺旋状コード層１の補強コードの角度は、タイヤ周方向に対し３０°未満の範囲とすることが好ましい。

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。芯材コード層２を備えると、タイヤ周方向の剛性が高くなってタガ効果が向上する半面、上述した螺旋状コード層１のタイヤ幅方向端部における補強コードのタイヤ周方向の張力が高まりやすくなる。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の芯材コードのタイヤ周方向に対する角度は、４０°〜９０°の範囲であ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。一方で、芯材コード層２の芯材コードのタイヤ周方向に対する角度が、上記の通りタイヤ幅方向に近くなると、前述した螺旋状コード層１のタイヤ幅方向端部における補強コードの張力の上昇の課題が顕著となるので、特に本発明の適用が有用といえる。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。なお、前述したように、螺旋状コード層１の補強コードの角度を３０°未満としない場合には、芯材コード層２の芯材コードの角度は、タイヤ周方向に対し３０°未満の範囲とすることが好ましい。

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。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、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）、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い。

本発明において、螺旋状コード層１や芯材コード層２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。

また、図示するトラック・バス用タイヤ１０において、補助ベルト層１７は、ベルトコードが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、ベルト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。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。また、補助ベルト層１７の幅は、トレッド幅の４０％〜１１５％とすることが好ましく、特に５０％〜７０％が好ましい。なお、螺旋状コード層１の端部のタイヤ径方向内側には、ベルトアンダークッションゴム１８を設けることが好ましい。これにより、螺旋状コード層１の端部の歪・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。

また、本発明のトラック・バス用タイヤ１０においては、螺旋状コード層１および補助ベルト層１７のタイヤ径方向外側に、周方向コード層（図示せず）を設けてもよい。

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、空気入りタイヤ以外に限定されず、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、補助ベルト層２７とが、順次配設されている。

本発明においては、補助ベルト層２７のベルトコードのタイヤ周方向に対する角度が上記条件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、図２に示す乗用車用タイヤの場合、補助ベルト層２７としては、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２７ａ、または、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２７ｂが挙げられる。キャップ層２７ａおよびレイヤー層２７ｂ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、螺旋状に巻回することにより形成される。キャップ層２７ａおよびレイヤー層２７ｂ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２７ａおよびレイヤー層２７ｂ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２７ａおよびレイヤー層２７ｂ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ものではない。また、キャップ層２７ａ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２７ａおよびレイヤー層２７ｂ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、４層のベルト層３７ａ〜３７ｄとが、順次配設されている。建設車両用タイヤ３０においては、この４層のベルト層３７が、本発明における補助ベルト層に対応する。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。本発明の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補助ベルト層３７ａ〜３７ｄを配置している。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ベルト層を螺旋状コード層１と置き換え、第３ベルト層および第４ベルト層を補助ベルト層３７ａ，３７ｂとすればよい。

なお、６層のベルト層の場合、トレッド幅方向において、螺旋状コード層１の幅は、トレッド踏面の幅の２５％以上７０％以下、補助ベルト層３７ａ，３７ｂの幅は、トレッド踏面の幅の５５％以上９０％以下、補助ベルト層３７ｃ，３７ｄの幅は、トレッド踏面の幅の６０％以上１１５％以下とすることができる。

本発明においては、補助ベルト層３７のベルトコードのタイヤ周方向に対する角度が上記条件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。

本発明の建設車両用タイヤ３０において、補助ベルト層３７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、補助ベルト層３７のうち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％とすることが好ましく、特に１００％〜１０５％が好ましい。なお、補助ベルト層３７端部のタイヤ径方向内側には、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、補助ベルト層３７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１０〜６０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補助ベルト層を配置して、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。

芯材コード層の芯材コードおよび補助ベルト層のベルトコードとしては、線径１．１３ｍｍ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、補助ベルト層のスチールコードの傾斜方向は、隣接する螺旋状コード層の上層の補強コードと同方向とし、芯材コード層のスチールコードの傾斜方向は逆方向とした。さらに、芯材コード層の打込み本数は１８．０６本／５０ｍｍ、補助ベルト層の打込み本数は２４．２１本／５０ｍｍとした。

＜補助ベルト層の幅方向端部におけるセパレーションの評価＞
以下のようにして、補助ベルト層の幅方向端部におけるセパレーションの状態について評価した。その結果を、下記の表中に併せて示す。
得られた各供試タイヤをリムに組み、規定内圧を充填した後、室温３８℃、正規荷重の１５０％を負荷した状態でドラム上を時速６５ｋｍ／ｈで走行させ、螺旋状コード層と補助ベルト層との層間におけるセパレーションに起因する故障が発生するまでの走行距離を測定した。結果は、実施例１を１００とする指数にて示した。数値が大きいほど走行距離が長く、結果は良好である。

＜螺旋状コード層の補強コードとしてＰＡＮ系炭素繊維コードを適用した場合＞
螺旋状コード層の補強コードとしてＰＡＮ系炭素繊維コード（コード構造：１２０００ｄｔｅｘ／１）を用いた場合の評価結果を、下記の表１，２中に示す。螺旋状コード層の打込み本数は２７．６５本／５０ｍｍとした。

＊１）螺旋状コード層の補強コードのタイヤ周方向に対する角度である。
＊２）芯材コード層の芯材コードのタイヤ周方向に対する角度である。
＊３）補助ベルト層のベルトコードのタイヤ周方向に対する角度である。

＜螺旋状コード層の補強コードとしてアラミドコードを適用した場合＞
螺旋状コード層の補強コードとしてアラミドコード（コード構造：３３４０ｄｔｅｘ／／２／３）を用いた場合の評価結果を、下記の表３，４中に示す。螺旋状コード層の打込み本数は２５本／５０ｍｍとした。

上記表中に示すように、本発明によれば、タイヤクラウン部に補強コードからなる螺旋状コード層を備えるタイヤにおいて、そのタイヤ半径方向外側に補助ベルト層を配置した場合における、螺旋状コード層と補助ベルト層との間でのセパレーションの発生を抑制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
１７，２７，３７，３７ａ〜３７ｄ補助ベルト層
２７ａキャップ層
２７ｂレイヤー層
２０乗用車用タイヤ
２３ａ凹部
１８，３９ベルトアンダークッションゴム
３０建設車両用タイヤ

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補助ベルト層が配置され、かつ、該補助ベルト層のベルトコードのタイヤ周方向に対する角度が、３０°以上９０°以下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。
前記螺旋状コード層の補強コードおよび前記芯材コード層の芯材コードのうち少なくともいずれか一方の、タイヤ周方向に対する角度が３０°未満である請求項１または２記載のタイヤ。
前記補助ベルト層のベルトコードのタイヤ周方向に対する角度が３０°以上４５°未満の範囲であって、かつ、前記螺旋状コード層の補強コードおよび前記芯材コード層の芯材コードのうち少なくともいずれか一方の、タイヤ周方向に対する角度が３０°未満である請求項１〜３のうちいずれか一項記載のタイヤ。