JP4939681B2 - 重荷重用空気入りラジアルタイヤ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、重荷重用空気入りラジアルタイヤ、より詳細にはトラック及びバスなどの重車両の使途に供するタイヤに関し、特に、軽量化のためベルトを３層のゴム被覆コード層により構成したタイヤの、ベルトの耐セパレーション性、コーナリング性能などの諸性能は優位に保持した上で、トレッド部の耐カット性、なかでもベルトの耐カット性を向上させ、悪路走行での耐久性を高めた長寿命な重荷重用空気入りラジアルタイヤに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
トラック及びバスなどの重車両に使用する重荷重用空気入りラジアルタイヤは、図１０に示すように、一般に、トレッド部３９のベルト４０は４層のゴム被覆コード層４１〜４４により構成し、カーカス４に最も近く位置する第一コード層４１のコードは、トレッド部３９の円周を含む平面（タイヤ赤道面Ｅと平行な平面）に対して比較的大きな傾斜角度で配列し、第二コード層４２及び第三コード４３のコードは、上記平面を挟んで交差する配列とし、この故をもって第二コード層４２及び第三コード４３はコード交差層４５と呼び、そして第四コード層４４のコードは、第三コード層４３のコードと同じ向きの配列とし、かつ傾斜角度も第三コード層４３のコードとほぼ同じとする。
なおベルト４０のコード層４１〜４４のコードにはスチールコードを適用するものであり、以下同じである。
【０００３】
上記のベルト４０を備えるタイヤが、悪路、例えば砕石や小岩石などが散在する悪路を荷重負荷の下で転動すると、トレッド部３９は、砕石や小岩石などの鋭い角縁部を踏みつけ、往々にしてベルト４０に達するカット傷を受けることがある。
そのため、カットによるベルト損傷が致命傷となるのを少しでも回避することを狙い、ベルトのカット受傷を最外コード層の第四コード層４４で止めるように、第四コード層４４の主たる役割を保護層とする構成が提案されている。
【０００４】
その一方で、乗用車用空気入りラジアルタイヤなどと同様に、重荷重用空気入りラジアルタイヤにも軽量化の要請が強まり、そのためタイヤ重量のなかで大きな割合を占めるベルトを４層のコード層から３層のコード層とすることが提案されている。
この３層コード層のベルトは、カーカスに最も近い第一コード層のコードを、先に述べた平面に対し比較的大きな傾斜角度で配列し、第二コード層と第三コード層を先に触れたコード交差層とし、このコード交差層のそれぞれのコードを上記の平面に対し比較的小さな傾斜角度で配列するものである。
【０００５】
この種の３層ベルト構成をもつタイヤについて、例えば特開平７−１８６６１３号公報が開示するタイヤは、ベルトを３枚のブレーカ（先に述べたコード層をいう）で構成し、カーカスから数えて３番目の第三ブレーカの強力が最も不足するという知見の下で、第三ブレーカの単位幅当りの強力を第一、第二ブレーカの強力に比しより高める、というものである。
これによりタイヤのトレッド部が砕石や小岩石などの異物に乗り上げたとき、せいぜい第三ブレーカのコード切れに止め、バーストなどの致命的故障を、安価にかつ有効に阻止することができる、としている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記公報が開示するタイヤについて実際に検証した結果、このタイヤのベルトは第二コード層と第三コード層とを交差コード層とし、かつこれら各層のコードの交差角度を比較的小さくしているため、タイヤに所定内圧を充てんした際、第二及び第三コード層の各層のコードには大きな張力が作用し、第三コード層の単位幅当りのコード強力（具体的には引張強さ、以下同じ）を折角高めていても、砕石や小岩石などの異物によるコード切れを十分に抑制することができないことが分かった。
なぜなら大きな張力が作用しているコードは、カット入力に対し対抗する余力が大幅に減少しているからである。
【０００７】
また、図１１に荷重負荷の下で転動するタイヤの正面の一部を示すように、タイヤのトレッド部が路面３０上に存在する、ある程度大きな砕石又は岩石などの突起異物３１に乗り上げたとき、ベルト２９には矢印３２の向きの曲げ力が作用する結果、最外コード層２８のコードに局部的な座屈（バックリング）現象が生じ易く、この座屈が繰り返し生じるとコードの疲労が進み、結局コード切れに至る故障も見られる。
【０００８】
さらにまた、荷重負荷の下で転動するタイヤのトレッド部が砕石や小岩石に乗り上げるとき、トレッド部にパターンを形成するためにトレッドゴムに設けた溝のうち、特にトレッド部の両側領域でトレッド部の周方向に延びる周方向溝に砕石や小岩石の鋭い角縁部が食い込むと、周方向溝底からベルトまでのトレッドゴム厚さが薄いため、砕石や小岩石の鋭い角縁部は比較的容易にトレッドゴムを貫通してベルトに至り、容易に貫通する分、砕石や小岩石の鋭い角縁部はベルトを切断し易くする。よってこの周方向溝におけるベルトのカット受傷の問題も解決しなければならない。
【０００９】
従って、この出願の請求項１〜７に記載した発明は、ベルトを３層のコード層で構成し軽量化を保持することを前提とし、ベルトの耐セパレーション性、コーナリング性能などタイヤに求められる諸性能は４層ベルトの従来タイヤと同等以上の優れたレベルを有し、悪路走行における、トレッドパターンの周方向溝における耐カット性を含めたタイヤ全体としてのベルトの耐カット性と、ベルトの最外コード層コードの耐疲労性との両者を同時に大幅に向上させることができる、長寿命な重荷重用空気入りラジアルタイヤを提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、この出願の請求項１に記載した発明は、一対のビード部内にそれぞれ埋設したビードコア相互間にわたり一対のサイドウォール部とトレッド部とを補強する１プライ以上のゴム被覆ラジアル配列コードになるカーカスと、カーカスの外周でトレッド部を強化するベルトとを備え、該ベルトは３層のゴム被覆コード層を有し、これらコード層のうち最内コード層及び中間コード層は、各層のコードがトレッド部円周を含む平面を挟み互いに交差するコード交差層になり、トレッド部は少なくとも両側領域にそれぞれ１本以上の周方向溝を備える重荷重用空気入りラジアルタイヤにおいて、最内コード層及び中間コード層それぞれのコードは、上記平面に対し１０〜２５°の範囲内の傾斜角度を有し、最外コード層のコードは、中間コード層コードの上記平面からの傾斜角度を測る向きと同じ向きに測って上記平面に対し４５〜６０°の範囲内の傾斜角度を有し、最外コード層は、トレッド部端に向け最外側周方向溝の最外側溝縁を超えて延びる幅を有し、最外コード層のコード被覆ゴムは、２００kgf/cm2 以上の圧縮弾性率を有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にある。
【００１１】
ここに上記の圧縮弾性率は以下に述べる方法に従い算出した値を用いるものとする。すなわち、図７に示すように、直径ｄが１４ｍｍ、高さｈが２８ｍｍの円柱状の空洞部をもつ金属製、例えばスチール製の治具３３の空洞部にゴム試験片３４を隙間なく充てんし、この治具３３を、図８に示すように、圧縮試験機３５にセットし、ゴム試験片３４の上下面に対し速度０．６ｍｍ／分で荷重Ｗを負荷させ、このときのゴム試験片３４の変位量をレーザー変位計３６で測定し、荷重Ｗと変位との関係から圧縮弾性率を算出する。
【００１２】
また上記のトレッド部の両側領域とは、トレッド部の踏面幅を４等分した、その１／４幅をタイヤ赤道面の両側に振り分けた中央領域の両側領域をいう。
【００１３】
ベルト端部のうち、特にせん断ひずみが集中するコード交差端部の耐セパレーション性をより一層向上させるためには、請求項２に記載した発明のように、最外コード層は、中間コード層の両幅端を覆う幅を有するものとすること、または、請求項３に記載した発明のように、最外コード層は、中間コード層幅の１．０〜１．２倍の範囲内の幅を有するものとすることが適合する。
【００１４】
また、上記の耐セパレーション性向上の実効をより一層高めるため、請求項４に記載した発明のように、中間コード層端部のコードと、該コードに隣り合う最外コード層のコードとの間のゴム厚さが、中間コード層端部のコードと、該コードに隣り合う最内コード層のコードとの間のゴム厚さの０．１５倍以上とする。
【００１５】
さらに、請求項４に記載した発明の実施に関連し、加えてコード交差層端部の耐セパレーション性を有利に確保するため、好適には、請求項５に記載した発明のように、最内コード層及び中間コード層の少なくとも一方のコード層端部は、該端部を包み込むシート状エンドカバーゴムを有し、該エンドカバーゴムを有するコード層端部の内外両面の少なくとも一方面は、コードの存在位置で山部を形成し、かつ隣り合うコード間位置で谷部を形成する波状面を有し、山谷相互間の高低差が０．０５〜０．２５ｍｍの範囲内にあるものとする。
【００１６】
優位な耐セパレーション性確保の別の手段としては、請求項６に記載した発明のように、最内コード層及び中間コード層の少なくとも一方のコード層の幅端面と全周にわたり接合するゴム層を有し、該ゴム層の幅は０．０５〜５．００ｍｍの範囲内とする。
【００１７】
前述のカーカスのプライコード及びベルト各層のコードはいずれもスチールコードが適合する。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態の一例を図１〜図６に基づき説明する。図１は、この発明による重荷重用空気入りラジアルタイヤのトレッド部の一部を取り出し、トレッドゴムの一部を切り取り、ベルト及びカーカスを露出させた斜視図であり、図２は、図１に示すタイヤのトレッドパターンの一部の正面展開を示し、トレッドゴムを切り取りステップダウンカットを施したベルト展開図と、トレッドパターン展開図とを合わせ示す説明図であり、図３は、図１及び図２に示すベルトとは別のベルト展開図と、トレッドパターン展開図とを合わせ示す説明図であり、図４は、ベルトのコード交差層のいずれか一方の層端部の斜視図であり、図５は、ベルトのコード交差層のいずれか一方の層端部の拡大断面図であり、図６は、ベルトのコード交差層のいずれか一方の層端部の別の例の斜視図である。
【００１９】
図１において、重荷重用空気入りラジアルタイヤ（以下タイヤという）１は、一対のビード部（図示省略）及び一対のサイドウォール部（図示省略）と、両サイドウォール部に連なるトレッド部２とを有し、トレッド部２は踏面側にトレッドゴム３を備える。またタイヤ１は、一対のビード部内に埋設したビードコア（図示省略）の相互間にわたり、一対のビード部、一対のサイドウォール部及びトレッド部２を補強する１プライ以上、図示例は１プライのゴム被覆ラジアル配列コードのカーカス４と、カーカス４の外周でトレッド部２を強化するベルト５とを備える。
【００２０】
図１及び図２を合わせ参照し、ベルト５は３層のゴム被覆コード層６、７、８により構成し、カーカス４に最も近い最内コード層６及び中間コード層７のそれぞれのコード６ａ、７ａはトレッド部２の円周を含む平面P、各図ではタイヤ赤道面を挟み互いに交差する配列とし、最内コード層６と中間コード層７とはコード交差層９を形成する。
最内コード層６のコード６ａと、中間コード層７のコード７ａとは、平面Pに対し１０〜２５°の範囲内、好ましくは１５〜２２°の範囲内の傾斜配列とする。コード６ａの平面Pに対する傾斜角度δの測定方向を矢印で示し、コード７ａの平面Pに対する傾斜角度αの測定方向を矢印で示す。図１、２に示す平面Pはタイヤ赤道面上に存在するが、後述する例のように、平面Pはトレッド部２のいずれに位置しても良い。
【００２１】
図２の下方図を参照して、最外コード層８のコード８ａは、中間コード層７のコード７ａの平面Pからの傾斜角度αを測る向き（図の矢印の向き）と同じ向き（図の矢印の向き）に測って、平面Pに対し４５〜６０°の範囲内、好ましくは５０〜６０°の範囲内の傾斜角度βを有するものとし、最外コード層８のコード８ａの被覆ゴム８ｂは２００kgf/cm2 以上の圧縮弾性率を有するものとする。圧縮弾性率は先に述べた試験方法に従い求めた値である。
【００２２】
図２の上方に示すトレッドパターンの展開図を参照し、このタイヤのトレッドパターンは、トレッドゴム３（図１参照）に形成した、周方向に直状に延びる４本の周方向溝１０、１１と、互いに隣り合う周方向溝１０、１０及び周方向溝１０、１１相互間にわたりそれぞれの周方向溝に開口する多数本の横方向溝１２、１３、１４とにより区画形成したブロック１５、１６、１７のそれぞれのブロック列をトレッド部２の中央領域に備え、トレッド部の両側領域（先に定義した領域）には周方向溝１１とこれに開口する多数本の横方向溝１８とにより区画形成したブロック１９の列を備える。
【００２３】
ここに、図２に示す例は、トレッド部２全領域がブロックで形成されたブロックパターンの例であるが、この発明のトレッド部２は、その両側領域に１本以上の周方向溝、図示例は１本の周方向溝１１を備えるものとした上で、中央領域をブロック以外のリブなどの陸部とし、トレッド部２の両側領域も同様のリブとすることを可とし、トレッド部２を全てリブパターンとする場合の他、リブとブロックとの組み合わせパターンとすることができる。なお図示例の周方向溝１０、１１は直状溝であるが、これ以外にジグザグ溝とすることもできる。
【００２４】
ここで、最外コード層８は、トレッド部２の両側領域の周方向溝のうち最外側周方向溝、ここでは周方向溝１１の最外側溝縁を超えてトレッド部２の端に向け延びる幅を有するものとする。これはいずれの側に位置する周方向溝１１に関しても同じである。図２に示す展開図においては、最外コード層８の幅Lｂ1 を、周方向溝１１の最外側溝縁を通る平面Pと平行な平面P1 、P2 相互間距離Lｇより大きくとることである。換言すれば最外コード層８の幅端８Ｅが必ず平面P1 、P2 よりタイヤ外側に位置する、ということである。
【００２５】
さて、先に述べたように、最内コード層６のコード６ａと、中間コード層７のコード７ａとは、平面Pに対し１０〜２５°の範囲内、好ましくは１５〜２２°の範囲内の傾斜配列とする一方、最外コード層８のコード８ａは、中間コード層７のコード７ａの平面Pからの傾斜角度αを測る向きと同じ向きに測って、平面Pに対し４５〜６０°の範囲内、好ましくは５０〜６０°の範囲内の傾斜角度βとすることにより、図２の下方に矢印Fｘで示すように、タイヤ１に内圧を充てんした際にベルト５に生じるトレッド部２の周方向張力Fｘは、平面Pに対し傾斜角度が小さなコード交差層９を形成する最内コード層６及び中間コード層７のコード６ａ及びコード７ａが主として負担し、最外コード層８が負担すべき張力を大幅に減少させることができる。
【００２６】
このことにより、荷重負荷の下で転動するタイヤ１のトレッド部２が鋭利な角縁を有する砕石や小岩石などの異物に乗り上げたとき、たとえ角縁がトレッドゴム３を貫通してベルト５に達したとしても、最外コード層８のコード８ａは切れ難くなり、耐カット性に基づくタイヤ１の耐久性が向上する。
【００２７】
また、図２を参照して、タイヤ１に内圧を充てんしたときベルト５に生じる張力Fｘにより、ベルト５はタイヤ１の放射方向に張り出す傾向を有し、その結果ベルト５は全体として幅方向内側に収縮し、ベルト５の各層６、７、８のコード６ａ、７ａ、８ａはそれぞれ傾斜角度δ、α、βが減少する方向へ変化しようとする。
しかしこのベルト５の構成下では、最外コード層８のコード８ａは、それの傾斜角度βが最内コード層６及び中間コード層７それぞれのコード６ａ、７ａの傾斜角度に比し著しく大きいため、傾斜角度減少度合いがコード６ａ、７ａに比し極めて少なく、その結果、最外コード層８は幅方向への収縮が生じ難い傾向を示す。
【００２８】
このことは、最外コード層８がコード交差層９の幅方向収縮を抑制するように働くことに外ならず、それというのも最外コード層８のコード８ａがコード交差層９に対しいわばつっかえ棒のような作用を及ぼしているからである。
幅方向収縮を抑制されるコード交差層９はトレッド部２の周方向剛性を増大し、その結果、３層構成のベルト５を備えるタイヤ１でもコーナリングパワ（以下CPという）が向上して、従来の４層構成のベルトを備えるタイヤと同等以上のコーナリング性能を発揮させることができる。
さらにコード交差層９の周方向剛性増大は、タイヤ１への内圧充てん時のタイヤの径成長を抑制することに大きく貢献する。
【００２９】
なお最内コード層６及び中間コード層７それぞれのコード６ａ、７ａの平面P、P1 、P2 に対する傾斜角度α、δは互いにほぼ等しくするのが、コード６ａ、７ａに均等に張力を負担させる上で好ましい。
またコード６ａ、７ａの傾斜角度α、δを１０〜２５°の範囲内としたのは、傾斜角度α、δが１０°未満では最内コード層６と中間コード層７との端部に生じる層間せん断ひずみが大きくなり過ぎ、その端部にセパレーション故障を発生し易くする一方、傾斜角度α、δが２５°を超えると内圧充てんタイヤ１でベルト５に作用する張力Fｘにより、最外コード層８の幅方向収縮抑制が十分に効果を発揮することができなくなり、コード交差層９としての周方向剛性が著しく低下してCP特性の劣化とタイヤの径成長増加とをもたらすからである。
【００３０】
さらに、図９にベルト５を備えるタイヤ１と、従来の４層構成のベルトを備えるタイヤのCP特性の比較線図を示すように、ベルト５の最外コード層８のコード８ａの傾斜角度βを種々に変えたとき、従来タイヤのCPを１００とする指数で示すレベル以上のCP指数を示す傾斜角度βが適正範囲であり、この適正傾斜角度βは４５〜１１５°の範囲内であることが分かる。傾斜角度βが４５°未満でも傾斜角度βが１１５°を超えても従来タイヤよりCP特性が低下するので不可である。このことから、最外コード層８のコード８ａが、コード交差層９の幅方向収縮に対しつっかえ棒状の役を果し、コード交差層９の周方向剛性を高めていることが裏付けられる。
【００３１】
さらに比較的大きな砕石や岩石などの異物が散在する路面上をタイヤ１が転動し、これら大きな異物に乗り上げたとき、図１１に基づき先に説明したように、ベルト５の最外コード層８は大きな曲率での曲げ変形が強いられる結果、局所的に大きな圧縮力が作用し、最外コード層８のコード８ａには座屈が生じるところ、最外コード層８のコード８ａの被覆ゴム８ｂには２００kgf/cm2 以上の圧縮弾性率をもつゴムを適用することにより、被覆ゴム８ｂの圧縮抵抗力を増大させ、最外コード層８のコード８ａの座屈変形を阻止させることが可能となる。その結果、タイヤ１が比較的大きな砕石や岩石などの異物にしばしば乗り上げても、最外コード層８のコード８ａの座屈疲労によるコード切れの発生を阻止することができる。圧縮弾性率が２００kgf/cm2 未満ではこの効果が不十分であり、不可である。
【００３２】
また、タイヤは転動する路面上の砕石や小岩石などの異物の鋭利な角縁が周方向溝１０、１１の溝底に沿って食い込むとき、最外コード層８が、トレッドの両側領域に存在する最外側周方向溝１１の最外側溝縁を超えてトレッド部２の端に向け延びる幅を有しているので、たとえ異物の角縁が、溝底下の薄いトレッドゴム３を貫通してベルト５に達したとしても、そこには必ず最外コード層８の多数本のコード８ａが存在し、これらコード８ａが以下に述べるようにカット入力に対し十分な抵抗力を示す。
【００３３】
異物の角縁が周方向溝１１の溝底に沿って食い込むとき、異物の角縁の先に最外コード層８の多数本のコード８ａが存在するのは、周方向溝１１が直状溝であれば、溝底と最外コード層８のコード８ａとがなす角度は４５°以上であるからであり、この点で周方向溝１１がジグザグ状溝であれば、溝の平面P1 、P2 に対する傾斜角度と最外コード層８のコード８ａの傾斜角度差は２０°以上とするのが良い。なぜなら傾斜角度差が２０°未満では異物の角縁の進入を受け止めるコード８ａ本数が少なくなり過ぎるからである。
【００３４】
いずれにしても異物の鋭利な角縁のカット入力を受け止める最外コード層８のコード８ａは、張力負担率が僅かであるからカットに対抗する十分な余力を有しているので、異物の角縁の進入は最外コード層８で止めることができ、中間コード層７のコード７ａの切断を阻止することができるのである。
このため、どうしても最外コード層８は、最外側周方向溝１１の最外側溝縁をタイヤ外側へ向け超える幅を有する必要がある。周方向溝１１がジグザグ状溝であれば、最外コード層８は山形をなす溝の最外側位置の溝縁頂点を超えて延びる幅を有するものとする。
【００３５】
また図２に示すように、最外コード層８の幅（展開幅Lｂ1 ）は、中間コード層７の幅よりも幅狭であっても良いが、耐カット性に万全を期すために、さらには、コード交差層９の端部を形成する最内コード層６端部と中間コード層７との間の耐セパレーション性を一層向上させるために、図３に示すベルト５のように、最外コード層８の幅（展開幅Lｂ2 ）を中間コード層７の幅（展開幅Lｃ）以上として、最外コード層８が中間コード層７の両幅端を覆うものとする。
【００３６】
図１、２に示す中間コード層７の端部領域では、コード交差層９のみがせん断変形し、それ故、タイヤの負荷荷重直下のトレッド部２では、中間コード層７の端部と最内コード層６との間にせん断ひずみが集中し、中間コード層７の端部領域のコード交差層９にセパレーション故障が生じ易くなる。
【００３７】
これに対し、図３に示すように、最外コード層８の幅を中間コード層７の幅以上とすることにより、中間コード層７の端部領域において、中間コード層７端部と最外コード層８端部との間で、コード交差層９のせん断剛性の一部を肩代わりし、その結果、中間コード層７の端部領域でのコード交差層９の層間せん断ひずみが低減し、より一層セパレーション故障が生じ難くなる。
【００３８】
ここに実際上は、タイヤでみて、最外コード層８の幅は、中間コード層７の幅の１．０〜１．２倍の範囲内とすることが適合する。
なぜなら、最外コード層８の幅が広くなればなる程、タイヤの負荷荷重直下における最外コード層８端部のタイヤ回転軸方向引張ひずみが増加し、最外コード層８の幅が中間コード層７の幅の１．２倍を超えると、最外コード層８端部の引張ひずみが大きくなり過ぎ、最外コード層８端にセパレーション故障が発生し易くなるからである。
【００３９】
その一方で、最外コード層８の幅を中間コード層７の幅以上とし、最外コード層８の幅を中間コード層７の幅の１．０〜１．２倍の範囲内とすることで、最外コード層８の幅を中間コード層７の幅未満とする場合に比し、中間コード層７端部と最外コード層８との間のせん断ひずみが増加するのは当然としても、この層間せん断ひずみは、コード交差層９の層間せん断ひずみ以下に抑えることが有利であり、そのため、中間コード層７端部のコードと、該コードに隣り合う最外コード層８のコードとの間のゴム厚さを、中間コード層７端部のコードと、該コードに隣り合う最内コード層６のコードとの間のゴム厚さの０．１５倍以上とする。
０．１５倍未満では中間コード層７端部と最外コード層８との間のせん断ひずみが大きくなり過ぎ、層間にセパレーション故障は発生し易くなる。
【００４０】
また、上記のコード間ゴム厚さの関係を満たすため、そしてコード交差層９の層間せん断応力緩和のため、図４及び図５に示すように、最内コード層６及び中間コード層７の少なくとも一方のコード層の幅方向端部に、これを包み込むシート状エンドカバーゴム２０を配設する。エンドカバーゴム２０を備える最内コード層６、中間コード層７端部のタイヤ半径方向（以下半径方向という）内面２１ａ及び半径方向外面２１ｂの少なくとも一方面、図示例は両内外面２１ａ、２１ｂは、コード６ａ、７ａの存在位置で山部を形成し、層内で互いに隣り合うコード６ａ、７ａ間位置で谷部を形成する。これに合わせ、エンドカバーゴム２０の表面２２も山２２ａと谷２２ｂとの波状面を有する。
山２２ａはコード６ａ、７ａの存在位置２３に対応し、谷２２ｂは互いに隣り合うコード６ａ、７ａ間位置２４に対応する。山２２ａと谷２２ｂとの相互間高低差Ｈは０．０５〜０．２５ｍｍの範囲内とする。この高低差Ｈを設けることにより、コード交差層９を形成する最内コード層６と中間コード層７との端部のセパレーション発生を抑制することに大きく寄与する。
【００４１】
エンドカバーゴム２０の表面における山２２ａと谷２２ｂとの高低差Ｈを０．０５〜０．２５ｍｍの範囲内としたのは、高低差Ｈが０．０５ｍｍ未満ではコード交差層９端部のセパレーション発生の抑制効果が実用上殆どなく、高低差Ｈが０．２５ｍｍを超えるようにすると、未加硫タイヤ成型時において、ベルトのコード層部材を互いに張合わせるとき、タイヤ１で谷２２ｂとなる凹部に多量の空気を包み込み、この空気包み込み部分は未加硫タイヤの加硫成型によっても互いに接着せず、この部分からセパレーションが発生するので、いずれも不可である。
【００４２】
最内コード層６、中間コード層７端部の内面２１ａ及び外面２１ｂと、エンドカバーゴム２０の表面２２とを波形にくせ付けする方法は、例えば、ベルト５のコード交差層９のコード層６、７となる未加硫コード層部材の長尺コード層部材をカレンダロールにより製造する際に用いるスチールコードを配列方向に並べ揃える櫛ロールと同様なロールを用い、所定寸法に切り揃えた未加硫ゴム被覆コード層部材の少なくとも端部をその少なくとも一方面を押圧するか、又はコード６ａ、７ａの未加硫被覆ゴムのゲージを薄くするか、いずれかで波形を形成する。なお後者の方法を用いる場合、被覆ゴムゲージが薄過ぎると未加硫部材段階でコード６ａ、７ａが露出し易くなるため、これを考慮してゲージを設定する。
【００４３】
また、図６に示すように、エンドカバーゴム２０の代わりに、最内コード層６及び中間コード層７の少なくとも一方のコード層の幅端面に、コード層全周にわたるゴム層２５を接合させる。このゴム層２５を設けることにより最内コード層６のコード６ａ端、中間コード層７のコード７ａ端のトレッドゴム３内への突出を解消することができ、コード交差層９の端部の耐セパレーション性向上に寄与させる。このときゴム層２５の幅ａは０．０５〜５．００ｍｍの範囲内とする。
【００４４】
ゴム層２５の幅ａを０．０５〜５．００ｍｍの範囲内とするのは、幅ａが０．０５ｍｍ未満ではセパレーション故障発生の抑制効果が小さくなり過ぎ、幅ａが５．００ｍｍを超えるようにしようとすれば、未加硫タイヤ成型に当り、最内コード層６の未加硫コード層部材、中間コード層７の未加硫コード層部材を成型ドラム上に供給するための送り出し装置から未加硫コード層部材を送りだすとき、ゴム層２５となるべき未加硫ゴム部材が垂れ下がり、又は捲れ上がりなど、作業性を損ねる問題が発生するので、いずれも不可である。
【００４５】
ゴム層２５を設ける場合にはエンドカバーゴム２０を配設せずとも良いが、ゴム層２５とエンドカバーゴム２０の双方を適用することもできる。
双方適用の場合には、必ずしも先に述べたエンドカバーゴム２０の表面２２を波状表面２２ａ、２２ｂとする必要はない。
なお生産性の点でゴム層２５は、最内コード層６のコード被覆ゴム、中間コード層７のコード被覆ゴムと同一配合組成ゴムとするのが好ましい。この場合ゴム層２５により最内コード層６のコード６ａ端、中間コード層７のコード７ａ端を同一ゴムで保護することができ、耐セパレーション性向上の点で有利である。
また、エンドカバーゴム２０はコード被覆ゴムに比しより大きな１００％モジュラスを有することが好ましい。
【００４６】
【実施例】
［実施例その一］トラック及びバス用ラジアルプライタイヤで、サイズが１１Ｒ２２．５であり、図１、２及び図４〜図７に示す構成に従い、ベルト５は３層の最内コード層６、中間コード層７、最外コード層８からなり、最内コード層６と中間コード層７とでコード交差層９を形成する。
コード層６、７、８のコード６ａ、７ａ、８ａはいずれも１×０．３４＋６×０．３４のスチールコードであり、コード打込数は１８．０本／５０ｍｍである。
【００４７】
ベルト５のコード層数、各コード層のコード傾斜角度δ（°）、α（°）、β（°）及び最外コード層８のコード被覆ゴムの圧縮弾性率（kgf/cm2 ）を表１に示す。表１には従来例タイヤ及び比較例タイヤを含めるため、コード傾斜角度δ（°）、α（°）、β（°）は、カーカス４側から順に符号１Ｂ、２Ｂ、３Ｂ、４Ｂ（但し実施例には存在しない）を付したコード層のコード傾斜角度として示した。
また傾斜角度の数値の前に付した符号Ｒはコードが右上がり配列をあらわし、符号Lはコードが左上がり配列をあらわす。
【００４８】
カーカス４は１プライであり、この１プライは（３＋９＋１５）×０．１７５のスチールコードのラジアル配列のゴム被覆になる。その他の構成は慣例に従うものとした。以上の構成をもつ実施例１〜１３のタイヤを準備すると同時に、これら実施例タイヤを評価するため、ベルトを４層のコード層で構成した他は全て実施例タイヤに合わせた従来例タイヤと、ベルト５の傾斜角度と最外コード層８のコード被覆ゴム８ｂの圧縮弾性率の少なくとも一つがこの発明の範囲外である比較例１〜６のタイヤとも併せ製造し、これらタイヤ全てについて上記内容を表１に記載した。
【００４９】
【表１】
【００５０】
実施例１〜１３のタイヤ、従来例タイヤ及び比較例１〜６のタイヤを供試タイヤとして、ベルトのカット試験、最外コード層のコード折れ試験及びコード交差層の耐セパレーション性試験（耐久性試験）と、またCP測定によるコーナリング性能試験とを実施した。以下これらの試験方法を述べる。
【００５１】
Ａ．ベルトのカット試験；タイヤの赤道面Pにもっとも近いブロック１５に、９０°の角度の先端部をもつスチール製の充てん物を噛み込ませて、いわゆる「石噛み状態」としたタイヤに、７．５kgf/cm2 の内圧を充てんし、荷重２７５０kgf ／本を負荷させた状態で１万km走行させ、その後、このタイヤを解剖し、最外コード層のコードが切断されているか否かを調べ、コード切断の有無で耐久性を評価した。表１に「あり」、「なし」を記載した。
【００５２】
Ｂ．最外コード層のコード折れ試験；半径３０ｍｍの半球をドラム試験機のドラム表面に固着し、この半球を、充てん内圧７．５kgf/cm2 、負荷荷重２７５０kgf のタイヤのほぼトレッド部中央に位置させた状態で、１万km走行させた後、タイヤを解剖に付し、最外コード層のコードが折損しているか否かを調べ、コード折損の有無で耐久性を評価した。表１に「あり」、「なし」を記載した。
【００５３】
Ｃ．コード交差層の耐久性試験；充てん内圧７．５kgf/cm2 、負荷荷重２７５０kgf 、横力０．３ｇ（重力加速度）を作用させた状態で１０００km走行させた後、タイヤを解剖に付し、中間コード層の端部に発生している亀裂長さを測定し、亀裂長さの逆数によりベルト耐久性を評価した。表１に評価結果を示す。なお表１に示す数値は従来例タイヤの値を１００とする指数であり、数値が大なるほど良い。
【００５４】
Ｄ．コーナリング性能試験；充てん内圧７．５kgf/cm2 、負荷荷重２７５０kgf の条件としたタイヤ車輪（リムサイズは８．２５）をドラム試験機のドラム上で走行させ、スリップ角度を１〜４°の範囲で１°宛増加させ、各角度で測定したコーナリングフォースからCPを算出し、CPの平均値からコーナリング性能を評価した。表１に評価結果を示す。数値は従来例タイヤを１００とする指数にてあらわし、数値は大なるほど良い。
【００５５】
表１に示す結果から、実施例１〜１３のタイヤは、試験Ａ、Ｂでは最外コード層８のコード８ａは切断も折損もなく健全な状態を保持しており、また試験Ｃでは従来例タイヤと同等以上の耐久性を有し、さらにコーナリング性能試験でも従来例タイヤと同等以上のCP特性を有していることが分かる。これに対し比較例１〜６のタイヤでは最外コード層のコードの切断又は折損とコーナリング性能の少なくとも一方が従来例タイヤ対比劣っていることが分かる。
【００５６】
［実施例その二］実施例１〜１３と同一のタイヤサイズであり、タイヤ内部構成も実施例１〜７と同じ構成を有し、トレッドパターンは図２に示すところに従い、トレッド部２の両側領域に設けた各直状周方向溝１１の最外側溝縁相互間距離（図２の距離Lｇに対応する寸法）が１００ｍｍである実施例１５〜１８のタイヤを準備した。実施例１５〜１８のタイヤを評価するための従来例タイヤは、先の従来例タイヤと同じであり、比較例７、８のタイヤは、内部構成は先の実施例１〜７のタイヤと同一であり、ただし最外コード層の幅をこの発明の範囲外としたタイヤである。各タイヤにつき、先の１Ｂ〜４Ｂとした各コード層のコード傾斜角度、各コード層の幅を表２に示す。
【００５７】
【表２】
【００５８】
実施例１５〜１８のタイヤ、従来例タイヤ及び比較例７、８のタイヤを供試タイヤとして、Ｅ；最外側周方向溝１１の溝底の耐カット性を以下に述べる試験方法に従いテストした。すなわち、各供試タイヤをリムサイズ８．２５のリムに組み込み、これに７．５kgf/cm2 の内圧を充てんしたタイヤの周方向溝１１の溝底に沿わせ、断面が一辺６０ｍｍの正三角形であり、厚さ（刃渡り）が４０ｍｍのスチール製のカット用治具の刃をあてがい、カット用治具を１ｍｍ／秒の速度でタイヤ回転軸心に直交方向で治具がタイヤを完全に貫通するまで押し下げる。
【００５９】
そのとき、カット用治具の刃先が周方向溝１１の溝底に接したときからタイヤを貫通するまでのカット用治具の押し込み量（変位量）Ｄ（ｃｍ）と、貫通時の最大押し込み力F（kgf)とを検出、記録するものである。Ｄ×F／２をカットエネルギとし、これをもって周方向溝１１の溝底におけるベルト５の耐カット性を評価した。カットエネルギは従来例タイヤを１００とする指数にてあらわし、これら指数値を表２に示す。
【００６０】
表２に示す結果から、実施例１５〜１８のタイヤは、ベルトが４層構成の従来例タイヤ対比大幅に向上した、周方向溝１１の溝底におけるベルト５の耐カット性を有していることが分かり、これに対し比較例７、８のタイヤはいずれも従来例タイヤに比し周方向溝１１の溝底におけるベルト５の耐カット性が大幅に低下していることが分かる。
【００６１】
［実施例その三］実施例１と同一タイヤサイズであり、図３に示すベルト５の中間コード層７及び最外コード層８を有する他のタイヤ内部構成も実施例１と同じ構成を有する実施例１９、２０のタイヤを準備した。実施例１９、２０のタイヤを評価するための従来例タイヤは、先の従来例タイヤと同じであり、比較例９〜１１のタイヤは、内部構成が実施例１９、２０のタイヤと同一であり、ただし、中間コード層７端部のスチールコードと、該コードに隣り合う最外コード層８のスチールコードとの間のゴム厚さＧ23（ｍｍ）の、中間コード層７端部のスチールコードと、該コードに隣り合う最内コード層６のスチールコードとの間のゴム厚さＧ12（ｍｍ）に対する比Ｇ23／Ｇ12の値と、最外コード層８の幅とのいずれか一方を変えたタイヤである。
【００６２】
各タイヤにつき、先の１Ｂ〜４Ｂとした各コード層のコード傾斜角度、各コード層の幅、及び最外コード層８の幅Ｗ8 （ｍｍ）の、中間コード層の幅Ｗ7 （ｍｍ）に対する比Ｗ8 ／Ｗ7 の値をそれぞれ表３に示す。但し比較例１のタイヤは比Ｗ8 ／Ｗ7 の値を示す必要がないため記載を省いた。
【００６３】
【表３】
【００６４】
実施例１９、２０のタイヤ、従来例及び比較例９〜１１それぞれのタイヤを供試タイヤとし、まず、先の［実施例その一］の項に記載した〔Ｃ．コード交差層の耐久性試験〕と同じ条件による試験を実施し、中間コード層７及び最外コード層８それぞれの端からの亀裂長さを測定し、亀裂長さの逆数によりベルト耐久性を評価し、評価方法として、従来例タイヤのベルトコード層３Ｂ端内側の亀裂長さを１００とする指数にて表し、その結果を表３に記載した。値は大なるほど良い。なお、「内側」とはタイヤ半径方向内側を指し、「外側」とはタイヤ半径方向外側を指す。従来例のコード層３Ｂは２Ｂの項に、コード層４Ｂは３Ｂの項に結果を示す。
【００６５】
さらに、上記〔Ｃ．コード交差層の耐久性試験〕の条件のうち、１０００km走行での試験打ち切りを行わず、ベルトにセパレーション故障が生じるまで走行させ、故障発生までに走行した時間の長短により、直接にベルト耐久性、すなわち耐セパレーション性を評価した結果も、表３に合わせ示す。この場合も従来例タイヤの故障時間を１００とする指数にてあらわし、値は大なるほど良いとした。ベルトの故障箇所を表３に示す。
【００６６】
表３が示す結果から、最外コード層８の幅が中間コード層７の幅より２０ｍｍ狭い比較例９のタイヤは、中間コード層７端から生じる亀裂長さが長く、この亀裂成長から比較的早期にセパレーション故障は生じ、その反面、最外コード層８の幅が中間コード層７の幅より４０ｍｍ広い比較例１０のタイヤでは、最外コード層８端から生じる亀裂長さが長く、この亀裂成長から比較的早期にセパレーション故障が生じ、比較例９、１０のタイヤはいずれも、従来例タイヤの故障時間と同じレベルか、僅かに上回るレベルに止まることが分かる。
【００６７】
また、表３が示す結果から、最外コード層８の幅と中間コード層７の幅とを適正化しても、比較例１１のタイヤのように、ゴム厚さの比Ｇ23／Ｇ12の値が小さ過ぎると、今度は中間コード層７の外側端からの亀裂長さが長く、やはり故障時間が従来例タイヤを僅かに上回るレベルに止まること、そして、実施例１９、２０のタイヤは、中間コード層７端、最外コード層８端の亀裂はいずれも従来例タイヤより短く、その結果、故障時間が従来例タイヤを顕著に上回り、市場でも従来例タイヤ対比大幅な優位性が認められるレベルを達成していることが分かる。
【００６８】
【発明の効果】
この出願の請求項１〜７に記載した発明によれば、ベルトを３層のコード層で構成しタイヤの軽量化を保持した上で、ベルトの耐セパレーション性、コーナリング性能などタイヤに求められる諸性能は従来タイヤ同等以上の優れたレベルを保持して、悪路走行における、トレッドパターンのトレッド部両側領域の周方向溝における耐カット性を含めたタイヤ全体としてのベルトの耐カット性と、ベルトの最外コード層コードの耐折損性に代表される耐疲労性との両者を同時に大幅に向上させることが可能な、長寿命な重荷重用空気入りラジアルタイヤを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明による重荷重用空気入りラジアルタイヤのトレッド部の一部の斜視図である。
【図２】図１に示すタイヤのトレッド部の一部の正面を展開した説明図である。
【図３】図２に示すトレッド部とは別のトレッド部の一部の正面を展開した説明図である。
【図４】この発明によるタイヤのベルトのコード交差層端部の斜視図である。
【図５】図４に示すコード交差層端部の拡大断面図である。
【図６】この発明によるタイヤのベルトの他のコード交差層端部の斜視図である。
【図７】この発明によるゴムの圧縮弾性率測定用治具の斜視図である。
【図８】図７に示す治具を装着した圧縮試験機の正面図である。
【図９】この発明による最外コード層のコード傾斜角度とCPとの関係をあらわす線図である。
【図１０】従来タイヤの要部左半断面図である。
【図１１】大きな異物に乗り上げたときのタイヤのベルト変形状態の説明図である。
【符号の説明】
１ 重荷重用空気入りラジアルタイヤ
２ トレッド部
３ トレッドゴム
４ カーカス
５ ベルト
６ 最内コード層
６ａ 最内コード層のコード
７ 中間コード層
７ａ 中間コード層のコード
８ 最外コード層
８ａ 最外コード層のコード
８ｂ 最外コード層のコード被覆ゴム
８E 最外コード層の幅端
９ コード交差層
１０、１１ 周方向溝
１２、１３、１４、１８ 横方向溝
１５、１６、１７、１９ ブロック
２０ エンドカバーゴム
２１ａ コード交差層の内面
２１ｂ コード交差層の外面
２２ エンドカバーゴム表面
２２ａ 山
２２ｂ 谷
２３ コード存在位置
２４ コード間位置
２５ ゴム層
P、P1 、P2 トレッド部円周を含む平面
α、δコード交差層コードの傾斜角度
β 最外コード層のコード傾斜角度
Lｇ 最外側周方向溝の最外側溝縁間展開幅
Lｂ1 、Lｂ2 最外コード層の展開幅
Lｃ 中間コード層の展開幅
H 波の高低差
ａ ゴム層幅
Fｘ 張力
【発明の属する技術分野】
この発明は、重荷重用空気入りラジアルタイヤ、より詳細にはトラック及びバスなどの重車両の使途に供するタイヤに関し、特に、軽量化のためベルトを３層のゴム被覆コード層により構成したタイヤの、ベルトの耐セパレーション性、コーナリング性能などの諸性能は優位に保持した上で、トレッド部の耐カット性、なかでもベルトの耐カット性を向上させ、悪路走行での耐久性を高めた長寿命な重荷重用空気入りラジアルタイヤに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
トラック及びバスなどの重車両に使用する重荷重用空気入りラジアルタイヤは、図１０に示すように、一般に、トレッド部３９のベルト４０は４層のゴム被覆コード層４１〜４４により構成し、カーカス４に最も近く位置する第一コード層４１のコードは、トレッド部３９の円周を含む平面（タイヤ赤道面Ｅと平行な平面）に対して比較的大きな傾斜角度で配列し、第二コード層４２及び第三コード４３のコードは、上記平面を挟んで交差する配列とし、この故をもって第二コード層４２及び第三コード４３はコード交差層４５と呼び、そして第四コード層４４のコードは、第三コード層４３のコードと同じ向きの配列とし、かつ傾斜角度も第三コード層４３のコードとほぼ同じとする。
なおベルト４０のコード層４１〜４４のコードにはスチールコードを適用するものであり、以下同じである。
【０００３】
上記のベルト４０を備えるタイヤが、悪路、例えば砕石や小岩石などが散在する悪路を荷重負荷の下で転動すると、トレッド部３９は、砕石や小岩石などの鋭い角縁部を踏みつけ、往々にしてベルト４０に達するカット傷を受けることがある。
そのため、カットによるベルト損傷が致命傷となるのを少しでも回避することを狙い、ベルトのカット受傷を最外コード層の第四コード層４４で止めるように、第四コード層４４の主たる役割を保護層とする構成が提案されている。
【０００４】
その一方で、乗用車用空気入りラジアルタイヤなどと同様に、重荷重用空気入りラジアルタイヤにも軽量化の要請が強まり、そのためタイヤ重量のなかで大きな割合を占めるベルトを４層のコード層から３層のコード層とすることが提案されている。
この３層コード層のベルトは、カーカスに最も近い第一コード層のコードを、先に述べた平面に対し比較的大きな傾斜角度で配列し、第二コード層と第三コード層を先に触れたコード交差層とし、このコード交差層のそれぞれのコードを上記の平面に対し比較的小さな傾斜角度で配列するものである。
【０００５】
この種の３層ベルト構成をもつタイヤについて、例えば特開平７−１８６６１３号公報が開示するタイヤは、ベルトを３枚のブレーカ（先に述べたコード層をいう）で構成し、カーカスから数えて３番目の第三ブレーカの強力が最も不足するという知見の下で、第三ブレーカの単位幅当りの強力を第一、第二ブレーカの強力に比しより高める、というものである。
これによりタイヤのトレッド部が砕石や小岩石などの異物に乗り上げたとき、せいぜい第三ブレーカのコード切れに止め、バーストなどの致命的故障を、安価にかつ有効に阻止することができる、としている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記公報が開示するタイヤについて実際に検証した結果、このタイヤのベルトは第二コード層と第三コード層とを交差コード層とし、かつこれら各層のコードの交差角度を比較的小さくしているため、タイヤに所定内圧を充てんした際、第二及び第三コード層の各層のコードには大きな張力が作用し、第三コード層の単位幅当りのコード強力（具体的には引張強さ、以下同じ）を折角高めていても、砕石や小岩石などの異物によるコード切れを十分に抑制することができないことが分かった。
なぜなら大きな張力が作用しているコードは、カット入力に対し対抗する余力が大幅に減少しているからである。
【０００７】
また、図１１に荷重負荷の下で転動するタイヤの正面の一部を示すように、タイヤのトレッド部が路面３０上に存在する、ある程度大きな砕石又は岩石などの突起異物３１に乗り上げたとき、ベルト２９には矢印３２の向きの曲げ力が作用する結果、最外コード層２８のコードに局部的な座屈（バックリング）現象が生じ易く、この座屈が繰り返し生じるとコードの疲労が進み、結局コード切れに至る故障も見られる。
【０００８】
さらにまた、荷重負荷の下で転動するタイヤのトレッド部が砕石や小岩石に乗り上げるとき、トレッド部にパターンを形成するためにトレッドゴムに設けた溝のうち、特にトレッド部の両側領域でトレッド部の周方向に延びる周方向溝に砕石や小岩石の鋭い角縁部が食い込むと、周方向溝底からベルトまでのトレッドゴム厚さが薄いため、砕石や小岩石の鋭い角縁部は比較的容易にトレッドゴムを貫通してベルトに至り、容易に貫通する分、砕石や小岩石の鋭い角縁部はベルトを切断し易くする。よってこの周方向溝におけるベルトのカット受傷の問題も解決しなければならない。
【０００９】
従って、この出願の請求項１〜７に記載した発明は、ベルトを３層のコード層で構成し軽量化を保持することを前提とし、ベルトの耐セパレーション性、コーナリング性能などタイヤに求められる諸性能は４層ベルトの従来タイヤと同等以上の優れたレベルを有し、悪路走行における、トレッドパターンの周方向溝における耐カット性を含めたタイヤ全体としてのベルトの耐カット性と、ベルトの最外コード層コードの耐疲労性との両者を同時に大幅に向上させることができる、長寿命な重荷重用空気入りラジアルタイヤを提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、この出願の請求項１に記載した発明は、一対のビード部内にそれぞれ埋設したビードコア相互間にわたり一対のサイドウォール部とトレッド部とを補強する１プライ以上のゴム被覆ラジアル配列コードになるカーカスと、カーカスの外周でトレッド部を強化するベルトとを備え、該ベルトは３層のゴム被覆コード層を有し、これらコード層のうち最内コード層及び中間コード層は、各層のコードがトレッド部円周を含む平面を挟み互いに交差するコード交差層になり、トレッド部は少なくとも両側領域にそれぞれ１本以上の周方向溝を備える重荷重用空気入りラジアルタイヤにおいて、最内コード層及び中間コード層それぞれのコードは、上記平面に対し１０〜２５°の範囲内の傾斜角度を有し、最外コード層のコードは、中間コード層コードの上記平面からの傾斜角度を測る向きと同じ向きに測って上記平面に対し４５〜６０°の範囲内の傾斜角度を有し、最外コード層は、トレッド部端に向け最外側周方向溝の最外側溝縁を超えて延びる幅を有し、最外コード層のコード被覆ゴムは、２００kgf/cm2 以上の圧縮弾性率を有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にある。
【００１１】
ここに上記の圧縮弾性率は以下に述べる方法に従い算出した値を用いるものとする。すなわち、図７に示すように、直径ｄが１４ｍｍ、高さｈが２８ｍｍの円柱状の空洞部をもつ金属製、例えばスチール製の治具３３の空洞部にゴム試験片３４を隙間なく充てんし、この治具３３を、図８に示すように、圧縮試験機３５にセットし、ゴム試験片３４の上下面に対し速度０．６ｍｍ／分で荷重Ｗを負荷させ、このときのゴム試験片３４の変位量をレーザー変位計３６で測定し、荷重Ｗと変位との関係から圧縮弾性率を算出する。
【００１２】
また上記のトレッド部の両側領域とは、トレッド部の踏面幅を４等分した、その１／４幅をタイヤ赤道面の両側に振り分けた中央領域の両側領域をいう。
【００１３】
ベルト端部のうち、特にせん断ひずみが集中するコード交差端部の耐セパレーション性をより一層向上させるためには、請求項２に記載した発明のように、最外コード層は、中間コード層の両幅端を覆う幅を有するものとすること、または、請求項３に記載した発明のように、最外コード層は、中間コード層幅の１．０〜１．２倍の範囲内の幅を有するものとすることが適合する。
【００１４】
また、上記の耐セパレーション性向上の実効をより一層高めるため、請求項４に記載した発明のように、中間コード層端部のコードと、該コードに隣り合う最外コード層のコードとの間のゴム厚さが、中間コード層端部のコードと、該コードに隣り合う最内コード層のコードとの間のゴム厚さの０．１５倍以上とする。
【００１５】
さらに、請求項４に記載した発明の実施に関連し、加えてコード交差層端部の耐セパレーション性を有利に確保するため、好適には、請求項５に記載した発明のように、最内コード層及び中間コード層の少なくとも一方のコード層端部は、該端部を包み込むシート状エンドカバーゴムを有し、該エンドカバーゴムを有するコード層端部の内外両面の少なくとも一方面は、コードの存在位置で山部を形成し、かつ隣り合うコード間位置で谷部を形成する波状面を有し、山谷相互間の高低差が０．０５〜０．２５ｍｍの範囲内にあるものとする。
【００１６】
優位な耐セパレーション性確保の別の手段としては、請求項６に記載した発明のように、最内コード層及び中間コード層の少なくとも一方のコード層の幅端面と全周にわたり接合するゴム層を有し、該ゴム層の幅は０．０５〜５．００ｍｍの範囲内とする。
【００１７】
前述のカーカスのプライコード及びベルト各層のコードはいずれもスチールコードが適合する。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態の一例を図１〜図６に基づき説明する。図１は、この発明による重荷重用空気入りラジアルタイヤのトレッド部の一部を取り出し、トレッドゴムの一部を切り取り、ベルト及びカーカスを露出させた斜視図であり、図２は、図１に示すタイヤのトレッドパターンの一部の正面展開を示し、トレッドゴムを切り取りステップダウンカットを施したベルト展開図と、トレッドパターン展開図とを合わせ示す説明図であり、図３は、図１及び図２に示すベルトとは別のベルト展開図と、トレッドパターン展開図とを合わせ示す説明図であり、図４は、ベルトのコード交差層のいずれか一方の層端部の斜視図であり、図５は、ベルトのコード交差層のいずれか一方の層端部の拡大断面図であり、図６は、ベルトのコード交差層のいずれか一方の層端部の別の例の斜視図である。
【００１９】
図１において、重荷重用空気入りラジアルタイヤ（以下タイヤという）１は、一対のビード部（図示省略）及び一対のサイドウォール部（図示省略）と、両サイドウォール部に連なるトレッド部２とを有し、トレッド部２は踏面側にトレッドゴム３を備える。またタイヤ１は、一対のビード部内に埋設したビードコア（図示省略）の相互間にわたり、一対のビード部、一対のサイドウォール部及びトレッド部２を補強する１プライ以上、図示例は１プライのゴム被覆ラジアル配列コードのカーカス４と、カーカス４の外周でトレッド部２を強化するベルト５とを備える。
【００２０】
図１及び図２を合わせ参照し、ベルト５は３層のゴム被覆コード層６、７、８により構成し、カーカス４に最も近い最内コード層６及び中間コード層７のそれぞれのコード６ａ、７ａはトレッド部２の円周を含む平面P、各図ではタイヤ赤道面を挟み互いに交差する配列とし、最内コード層６と中間コード層７とはコード交差層９を形成する。
最内コード層６のコード６ａと、中間コード層７のコード７ａとは、平面Pに対し１０〜２５°の範囲内、好ましくは１５〜２２°の範囲内の傾斜配列とする。コード６ａの平面Pに対する傾斜角度δの測定方向を矢印で示し、コード７ａの平面Pに対する傾斜角度αの測定方向を矢印で示す。図１、２に示す平面Pはタイヤ赤道面上に存在するが、後述する例のように、平面Pはトレッド部２のいずれに位置しても良い。
【００２１】
図２の下方図を参照して、最外コード層８のコード８ａは、中間コード層７のコード７ａの平面Pからの傾斜角度αを測る向き（図の矢印の向き）と同じ向き（図の矢印の向き）に測って、平面Pに対し４５〜６０°の範囲内、好ましくは５０〜６０°の範囲内の傾斜角度βを有するものとし、最外コード層８のコード８ａの被覆ゴム８ｂは２００kgf/cm2 以上の圧縮弾性率を有するものとする。圧縮弾性率は先に述べた試験方法に従い求めた値である。
【００２２】
図２の上方に示すトレッドパターンの展開図を参照し、このタイヤのトレッドパターンは、トレッドゴム３（図１参照）に形成した、周方向に直状に延びる４本の周方向溝１０、１１と、互いに隣り合う周方向溝１０、１０及び周方向溝１０、１１相互間にわたりそれぞれの周方向溝に開口する多数本の横方向溝１２、１３、１４とにより区画形成したブロック１５、１６、１７のそれぞれのブロック列をトレッド部２の中央領域に備え、トレッド部の両側領域（先に定義した領域）には周方向溝１１とこれに開口する多数本の横方向溝１８とにより区画形成したブロック１９の列を備える。
【００２３】
ここに、図２に示す例は、トレッド部２全領域がブロックで形成されたブロックパターンの例であるが、この発明のトレッド部２は、その両側領域に１本以上の周方向溝、図示例は１本の周方向溝１１を備えるものとした上で、中央領域をブロック以外のリブなどの陸部とし、トレッド部２の両側領域も同様のリブとすることを可とし、トレッド部２を全てリブパターンとする場合の他、リブとブロックとの組み合わせパターンとすることができる。なお図示例の周方向溝１０、１１は直状溝であるが、これ以外にジグザグ溝とすることもできる。
【００２４】
ここで、最外コード層８は、トレッド部２の両側領域の周方向溝のうち最外側周方向溝、ここでは周方向溝１１の最外側溝縁を超えてトレッド部２の端に向け延びる幅を有するものとする。これはいずれの側に位置する周方向溝１１に関しても同じである。図２に示す展開図においては、最外コード層８の幅Lｂ1 を、周方向溝１１の最外側溝縁を通る平面Pと平行な平面P1 、P2 相互間距離Lｇより大きくとることである。換言すれば最外コード層８の幅端８Ｅが必ず平面P1 、P2 よりタイヤ外側に位置する、ということである。
【００２５】
さて、先に述べたように、最内コード層６のコード６ａと、中間コード層７のコード７ａとは、平面Pに対し１０〜２５°の範囲内、好ましくは１５〜２２°の範囲内の傾斜配列とする一方、最外コード層８のコード８ａは、中間コード層７のコード７ａの平面Pからの傾斜角度αを測る向きと同じ向きに測って、平面Pに対し４５〜６０°の範囲内、好ましくは５０〜６０°の範囲内の傾斜角度βとすることにより、図２の下方に矢印Fｘで示すように、タイヤ１に内圧を充てんした際にベルト５に生じるトレッド部２の周方向張力Fｘは、平面Pに対し傾斜角度が小さなコード交差層９を形成する最内コード層６及び中間コード層７のコード６ａ及びコード７ａが主として負担し、最外コード層８が負担すべき張力を大幅に減少させることができる。
【００２６】
このことにより、荷重負荷の下で転動するタイヤ１のトレッド部２が鋭利な角縁を有する砕石や小岩石などの異物に乗り上げたとき、たとえ角縁がトレッドゴム３を貫通してベルト５に達したとしても、最外コード層８のコード８ａは切れ難くなり、耐カット性に基づくタイヤ１の耐久性が向上する。
【００２７】
また、図２を参照して、タイヤ１に内圧を充てんしたときベルト５に生じる張力Fｘにより、ベルト５はタイヤ１の放射方向に張り出す傾向を有し、その結果ベルト５は全体として幅方向内側に収縮し、ベルト５の各層６、７、８のコード６ａ、７ａ、８ａはそれぞれ傾斜角度δ、α、βが減少する方向へ変化しようとする。
しかしこのベルト５の構成下では、最外コード層８のコード８ａは、それの傾斜角度βが最内コード層６及び中間コード層７それぞれのコード６ａ、７ａの傾斜角度に比し著しく大きいため、傾斜角度減少度合いがコード６ａ、７ａに比し極めて少なく、その結果、最外コード層８は幅方向への収縮が生じ難い傾向を示す。
【００２８】
このことは、最外コード層８がコード交差層９の幅方向収縮を抑制するように働くことに外ならず、それというのも最外コード層８のコード８ａがコード交差層９に対しいわばつっかえ棒のような作用を及ぼしているからである。
幅方向収縮を抑制されるコード交差層９はトレッド部２の周方向剛性を増大し、その結果、３層構成のベルト５を備えるタイヤ１でもコーナリングパワ（以下CPという）が向上して、従来の４層構成のベルトを備えるタイヤと同等以上のコーナリング性能を発揮させることができる。
さらにコード交差層９の周方向剛性増大は、タイヤ１への内圧充てん時のタイヤの径成長を抑制することに大きく貢献する。
【００２９】
なお最内コード層６及び中間コード層７それぞれのコード６ａ、７ａの平面P、P1 、P2 に対する傾斜角度α、δは互いにほぼ等しくするのが、コード６ａ、７ａに均等に張力を負担させる上で好ましい。
またコード６ａ、７ａの傾斜角度α、δを１０〜２５°の範囲内としたのは、傾斜角度α、δが１０°未満では最内コード層６と中間コード層７との端部に生じる層間せん断ひずみが大きくなり過ぎ、その端部にセパレーション故障を発生し易くする一方、傾斜角度α、δが２５°を超えると内圧充てんタイヤ１でベルト５に作用する張力Fｘにより、最外コード層８の幅方向収縮抑制が十分に効果を発揮することができなくなり、コード交差層９としての周方向剛性が著しく低下してCP特性の劣化とタイヤの径成長増加とをもたらすからである。
【００３０】
さらに、図９にベルト５を備えるタイヤ１と、従来の４層構成のベルトを備えるタイヤのCP特性の比較線図を示すように、ベルト５の最外コード層８のコード８ａの傾斜角度βを種々に変えたとき、従来タイヤのCPを１００とする指数で示すレベル以上のCP指数を示す傾斜角度βが適正範囲であり、この適正傾斜角度βは４５〜１１５°の範囲内であることが分かる。傾斜角度βが４５°未満でも傾斜角度βが１１５°を超えても従来タイヤよりCP特性が低下するので不可である。このことから、最外コード層８のコード８ａが、コード交差層９の幅方向収縮に対しつっかえ棒状の役を果し、コード交差層９の周方向剛性を高めていることが裏付けられる。
【００３１】
さらに比較的大きな砕石や岩石などの異物が散在する路面上をタイヤ１が転動し、これら大きな異物に乗り上げたとき、図１１に基づき先に説明したように、ベルト５の最外コード層８は大きな曲率での曲げ変形が強いられる結果、局所的に大きな圧縮力が作用し、最外コード層８のコード８ａには座屈が生じるところ、最外コード層８のコード８ａの被覆ゴム８ｂには２００kgf/cm2 以上の圧縮弾性率をもつゴムを適用することにより、被覆ゴム８ｂの圧縮抵抗力を増大させ、最外コード層８のコード８ａの座屈変形を阻止させることが可能となる。その結果、タイヤ１が比較的大きな砕石や岩石などの異物にしばしば乗り上げても、最外コード層８のコード８ａの座屈疲労によるコード切れの発生を阻止することができる。圧縮弾性率が２００kgf/cm2 未満ではこの効果が不十分であり、不可である。
【００３２】
また、タイヤは転動する路面上の砕石や小岩石などの異物の鋭利な角縁が周方向溝１０、１１の溝底に沿って食い込むとき、最外コード層８が、トレッドの両側領域に存在する最外側周方向溝１１の最外側溝縁を超えてトレッド部２の端に向け延びる幅を有しているので、たとえ異物の角縁が、溝底下の薄いトレッドゴム３を貫通してベルト５に達したとしても、そこには必ず最外コード層８の多数本のコード８ａが存在し、これらコード８ａが以下に述べるようにカット入力に対し十分な抵抗力を示す。
【００３３】
異物の角縁が周方向溝１１の溝底に沿って食い込むとき、異物の角縁の先に最外コード層８の多数本のコード８ａが存在するのは、周方向溝１１が直状溝であれば、溝底と最外コード層８のコード８ａとがなす角度は４５°以上であるからであり、この点で周方向溝１１がジグザグ状溝であれば、溝の平面P1 、P2 に対する傾斜角度と最外コード層８のコード８ａの傾斜角度差は２０°以上とするのが良い。なぜなら傾斜角度差が２０°未満では異物の角縁の進入を受け止めるコード８ａ本数が少なくなり過ぎるからである。
【００３４】
いずれにしても異物の鋭利な角縁のカット入力を受け止める最外コード層８のコード８ａは、張力負担率が僅かであるからカットに対抗する十分な余力を有しているので、異物の角縁の進入は最外コード層８で止めることができ、中間コード層７のコード７ａの切断を阻止することができるのである。
このため、どうしても最外コード層８は、最外側周方向溝１１の最外側溝縁をタイヤ外側へ向け超える幅を有する必要がある。周方向溝１１がジグザグ状溝であれば、最外コード層８は山形をなす溝の最外側位置の溝縁頂点を超えて延びる幅を有するものとする。
【００３５】
また図２に示すように、最外コード層８の幅（展開幅Lｂ1 ）は、中間コード層７の幅よりも幅狭であっても良いが、耐カット性に万全を期すために、さらには、コード交差層９の端部を形成する最内コード層６端部と中間コード層７との間の耐セパレーション性を一層向上させるために、図３に示すベルト５のように、最外コード層８の幅（展開幅Lｂ2 ）を中間コード層７の幅（展開幅Lｃ）以上として、最外コード層８が中間コード層７の両幅端を覆うものとする。
【００３６】
図１、２に示す中間コード層７の端部領域では、コード交差層９のみがせん断変形し、それ故、タイヤの負荷荷重直下のトレッド部２では、中間コード層７の端部と最内コード層６との間にせん断ひずみが集中し、中間コード層７の端部領域のコード交差層９にセパレーション故障が生じ易くなる。
【００３７】
これに対し、図３に示すように、最外コード層８の幅を中間コード層７の幅以上とすることにより、中間コード層７の端部領域において、中間コード層７端部と最外コード層８端部との間で、コード交差層９のせん断剛性の一部を肩代わりし、その結果、中間コード層７の端部領域でのコード交差層９の層間せん断ひずみが低減し、より一層セパレーション故障が生じ難くなる。
【００３８】
ここに実際上は、タイヤでみて、最外コード層８の幅は、中間コード層７の幅の１．０〜１．２倍の範囲内とすることが適合する。
なぜなら、最外コード層８の幅が広くなればなる程、タイヤの負荷荷重直下における最外コード層８端部のタイヤ回転軸方向引張ひずみが増加し、最外コード層８の幅が中間コード層７の幅の１．２倍を超えると、最外コード層８端部の引張ひずみが大きくなり過ぎ、最外コード層８端にセパレーション故障が発生し易くなるからである。
【００３９】
その一方で、最外コード層８の幅を中間コード層７の幅以上とし、最外コード層８の幅を中間コード層７の幅の１．０〜１．２倍の範囲内とすることで、最外コード層８の幅を中間コード層７の幅未満とする場合に比し、中間コード層７端部と最外コード層８との間のせん断ひずみが増加するのは当然としても、この層間せん断ひずみは、コード交差層９の層間せん断ひずみ以下に抑えることが有利であり、そのため、中間コード層７端部のコードと、該コードに隣り合う最外コード層８のコードとの間のゴム厚さを、中間コード層７端部のコードと、該コードに隣り合う最内コード層６のコードとの間のゴム厚さの０．１５倍以上とする。
０．１５倍未満では中間コード層７端部と最外コード層８との間のせん断ひずみが大きくなり過ぎ、層間にセパレーション故障は発生し易くなる。
【００４０】
また、上記のコード間ゴム厚さの関係を満たすため、そしてコード交差層９の層間せん断応力緩和のため、図４及び図５に示すように、最内コード層６及び中間コード層７の少なくとも一方のコード層の幅方向端部に、これを包み込むシート状エンドカバーゴム２０を配設する。エンドカバーゴム２０を備える最内コード層６、中間コード層７端部のタイヤ半径方向（以下半径方向という）内面２１ａ及び半径方向外面２１ｂの少なくとも一方面、図示例は両内外面２１ａ、２１ｂは、コード６ａ、７ａの存在位置で山部を形成し、層内で互いに隣り合うコード６ａ、７ａ間位置で谷部を形成する。これに合わせ、エンドカバーゴム２０の表面２２も山２２ａと谷２２ｂとの波状面を有する。
山２２ａはコード６ａ、７ａの存在位置２３に対応し、谷２２ｂは互いに隣り合うコード６ａ、７ａ間位置２４に対応する。山２２ａと谷２２ｂとの相互間高低差Ｈは０．０５〜０．２５ｍｍの範囲内とする。この高低差Ｈを設けることにより、コード交差層９を形成する最内コード層６と中間コード層７との端部のセパレーション発生を抑制することに大きく寄与する。
【００４１】
エンドカバーゴム２０の表面における山２２ａと谷２２ｂとの高低差Ｈを０．０５〜０．２５ｍｍの範囲内としたのは、高低差Ｈが０．０５ｍｍ未満ではコード交差層９端部のセパレーション発生の抑制効果が実用上殆どなく、高低差Ｈが０．２５ｍｍを超えるようにすると、未加硫タイヤ成型時において、ベルトのコード層部材を互いに張合わせるとき、タイヤ１で谷２２ｂとなる凹部に多量の空気を包み込み、この空気包み込み部分は未加硫タイヤの加硫成型によっても互いに接着せず、この部分からセパレーションが発生するので、いずれも不可である。
【００４２】
最内コード層６、中間コード層７端部の内面２１ａ及び外面２１ｂと、エンドカバーゴム２０の表面２２とを波形にくせ付けする方法は、例えば、ベルト５のコード交差層９のコード層６、７となる未加硫コード層部材の長尺コード層部材をカレンダロールにより製造する際に用いるスチールコードを配列方向に並べ揃える櫛ロールと同様なロールを用い、所定寸法に切り揃えた未加硫ゴム被覆コード層部材の少なくとも端部をその少なくとも一方面を押圧するか、又はコード６ａ、７ａの未加硫被覆ゴムのゲージを薄くするか、いずれかで波形を形成する。なお後者の方法を用いる場合、被覆ゴムゲージが薄過ぎると未加硫部材段階でコード６ａ、７ａが露出し易くなるため、これを考慮してゲージを設定する。
【００４３】
また、図６に示すように、エンドカバーゴム２０の代わりに、最内コード層６及び中間コード層７の少なくとも一方のコード層の幅端面に、コード層全周にわたるゴム層２５を接合させる。このゴム層２５を設けることにより最内コード層６のコード６ａ端、中間コード層７のコード７ａ端のトレッドゴム３内への突出を解消することができ、コード交差層９の端部の耐セパレーション性向上に寄与させる。このときゴム層２５の幅ａは０．０５〜５．００ｍｍの範囲内とする。
【００４４】
ゴム層２５の幅ａを０．０５〜５．００ｍｍの範囲内とするのは、幅ａが０．０５ｍｍ未満ではセパレーション故障発生の抑制効果が小さくなり過ぎ、幅ａが５．００ｍｍを超えるようにしようとすれば、未加硫タイヤ成型に当り、最内コード層６の未加硫コード層部材、中間コード層７の未加硫コード層部材を成型ドラム上に供給するための送り出し装置から未加硫コード層部材を送りだすとき、ゴム層２５となるべき未加硫ゴム部材が垂れ下がり、又は捲れ上がりなど、作業性を損ねる問題が発生するので、いずれも不可である。
【００４５】
ゴム層２５を設ける場合にはエンドカバーゴム２０を配設せずとも良いが、ゴム層２５とエンドカバーゴム２０の双方を適用することもできる。
双方適用の場合には、必ずしも先に述べたエンドカバーゴム２０の表面２２を波状表面２２ａ、２２ｂとする必要はない。
なお生産性の点でゴム層２５は、最内コード層６のコード被覆ゴム、中間コード層７のコード被覆ゴムと同一配合組成ゴムとするのが好ましい。この場合ゴム層２５により最内コード層６のコード６ａ端、中間コード層７のコード７ａ端を同一ゴムで保護することができ、耐セパレーション性向上の点で有利である。
また、エンドカバーゴム２０はコード被覆ゴムに比しより大きな１００％モジュラスを有することが好ましい。
【００４６】
【実施例】
［実施例その一］トラック及びバス用ラジアルプライタイヤで、サイズが１１Ｒ２２．５であり、図１、２及び図４〜図７に示す構成に従い、ベルト５は３層の最内コード層６、中間コード層７、最外コード層８からなり、最内コード層６と中間コード層７とでコード交差層９を形成する。
コード層６、７、８のコード６ａ、７ａ、８ａはいずれも１×０．３４＋６×０．３４のスチールコードであり、コード打込数は１８．０本／５０ｍｍである。
【００４７】
ベルト５のコード層数、各コード層のコード傾斜角度δ（°）、α（°）、β（°）及び最外コード層８のコード被覆ゴムの圧縮弾性率（kgf/cm2 ）を表１に示す。表１には従来例タイヤ及び比較例タイヤを含めるため、コード傾斜角度δ（°）、α（°）、β（°）は、カーカス４側から順に符号１Ｂ、２Ｂ、３Ｂ、４Ｂ（但し実施例には存在しない）を付したコード層のコード傾斜角度として示した。
また傾斜角度の数値の前に付した符号Ｒはコードが右上がり配列をあらわし、符号Lはコードが左上がり配列をあらわす。
【００４８】
カーカス４は１プライであり、この１プライは（３＋９＋１５）×０．１７５のスチールコードのラジアル配列のゴム被覆になる。その他の構成は慣例に従うものとした。以上の構成をもつ実施例１〜１３のタイヤを準備すると同時に、これら実施例タイヤを評価するため、ベルトを４層のコード層で構成した他は全て実施例タイヤに合わせた従来例タイヤと、ベルト５の傾斜角度と最外コード層８のコード被覆ゴム８ｂの圧縮弾性率の少なくとも一つがこの発明の範囲外である比較例１〜６のタイヤとも併せ製造し、これらタイヤ全てについて上記内容を表１に記載した。
【００４９】
【表１】
実施例１〜１３のタイヤ、従来例タイヤ及び比較例１〜６のタイヤを供試タイヤとして、ベルトのカット試験、最外コード層のコード折れ試験及びコード交差層の耐セパレーション性試験（耐久性試験）と、またCP測定によるコーナリング性能試験とを実施した。以下これらの試験方法を述べる。
【００５１】
Ａ．ベルトのカット試験；タイヤの赤道面Pにもっとも近いブロック１５に、９０°の角度の先端部をもつスチール製の充てん物を噛み込ませて、いわゆる「石噛み状態」としたタイヤに、７．５kgf/cm2 の内圧を充てんし、荷重２７５０kgf ／本を負荷させた状態で１万km走行させ、その後、このタイヤを解剖し、最外コード層のコードが切断されているか否かを調べ、コード切断の有無で耐久性を評価した。表１に「あり」、「なし」を記載した。
【００５２】
Ｂ．最外コード層のコード折れ試験；半径３０ｍｍの半球をドラム試験機のドラム表面に固着し、この半球を、充てん内圧７．５kgf/cm2 、負荷荷重２７５０kgf のタイヤのほぼトレッド部中央に位置させた状態で、１万km走行させた後、タイヤを解剖に付し、最外コード層のコードが折損しているか否かを調べ、コード折損の有無で耐久性を評価した。表１に「あり」、「なし」を記載した。
【００５３】
Ｃ．コード交差層の耐久性試験；充てん内圧７．５kgf/cm2 、負荷荷重２７５０kgf 、横力０．３ｇ（重力加速度）を作用させた状態で１０００km走行させた後、タイヤを解剖に付し、中間コード層の端部に発生している亀裂長さを測定し、亀裂長さの逆数によりベルト耐久性を評価した。表１に評価結果を示す。なお表１に示す数値は従来例タイヤの値を１００とする指数であり、数値が大なるほど良い。
【００５４】
Ｄ．コーナリング性能試験；充てん内圧７．５kgf/cm2 、負荷荷重２７５０kgf の条件としたタイヤ車輪（リムサイズは８．２５）をドラム試験機のドラム上で走行させ、スリップ角度を１〜４°の範囲で１°宛増加させ、各角度で測定したコーナリングフォースからCPを算出し、CPの平均値からコーナリング性能を評価した。表１に評価結果を示す。数値は従来例タイヤを１００とする指数にてあらわし、数値は大なるほど良い。
【００５５】
表１に示す結果から、実施例１〜１３のタイヤは、試験Ａ、Ｂでは最外コード層８のコード８ａは切断も折損もなく健全な状態を保持しており、また試験Ｃでは従来例タイヤと同等以上の耐久性を有し、さらにコーナリング性能試験でも従来例タイヤと同等以上のCP特性を有していることが分かる。これに対し比較例１〜６のタイヤでは最外コード層のコードの切断又は折損とコーナリング性能の少なくとも一方が従来例タイヤ対比劣っていることが分かる。
【００５６】
［実施例その二］実施例１〜１３と同一のタイヤサイズであり、タイヤ内部構成も実施例１〜７と同じ構成を有し、トレッドパターンは図２に示すところに従い、トレッド部２の両側領域に設けた各直状周方向溝１１の最外側溝縁相互間距離（図２の距離Lｇに対応する寸法）が１００ｍｍである実施例１５〜１８のタイヤを準備した。実施例１５〜１８のタイヤを評価するための従来例タイヤは、先の従来例タイヤと同じであり、比較例７、８のタイヤは、内部構成は先の実施例１〜７のタイヤと同一であり、ただし最外コード層の幅をこの発明の範囲外としたタイヤである。各タイヤにつき、先の１Ｂ〜４Ｂとした各コード層のコード傾斜角度、各コード層の幅を表２に示す。
【００５７】
【表２】
実施例１５〜１８のタイヤ、従来例タイヤ及び比較例７、８のタイヤを供試タイヤとして、Ｅ；最外側周方向溝１１の溝底の耐カット性を以下に述べる試験方法に従いテストした。すなわち、各供試タイヤをリムサイズ８．２５のリムに組み込み、これに７．５kgf/cm2 の内圧を充てんしたタイヤの周方向溝１１の溝底に沿わせ、断面が一辺６０ｍｍの正三角形であり、厚さ（刃渡り）が４０ｍｍのスチール製のカット用治具の刃をあてがい、カット用治具を１ｍｍ／秒の速度でタイヤ回転軸心に直交方向で治具がタイヤを完全に貫通するまで押し下げる。
【００５９】
そのとき、カット用治具の刃先が周方向溝１１の溝底に接したときからタイヤを貫通するまでのカット用治具の押し込み量（変位量）Ｄ（ｃｍ）と、貫通時の最大押し込み力F（kgf)とを検出、記録するものである。Ｄ×F／２をカットエネルギとし、これをもって周方向溝１１の溝底におけるベルト５の耐カット性を評価した。カットエネルギは従来例タイヤを１００とする指数にてあらわし、これら指数値を表２に示す。
【００６０】
表２に示す結果から、実施例１５〜１８のタイヤは、ベルトが４層構成の従来例タイヤ対比大幅に向上した、周方向溝１１の溝底におけるベルト５の耐カット性を有していることが分かり、これに対し比較例７、８のタイヤはいずれも従来例タイヤに比し周方向溝１１の溝底におけるベルト５の耐カット性が大幅に低下していることが分かる。
【００６１】
［実施例その三］実施例１と同一タイヤサイズであり、図３に示すベルト５の中間コード層７及び最外コード層８を有する他のタイヤ内部構成も実施例１と同じ構成を有する実施例１９、２０のタイヤを準備した。実施例１９、２０のタイヤを評価するための従来例タイヤは、先の従来例タイヤと同じであり、比較例９〜１１のタイヤは、内部構成が実施例１９、２０のタイヤと同一であり、ただし、中間コード層７端部のスチールコードと、該コードに隣り合う最外コード層８のスチールコードとの間のゴム厚さＧ23（ｍｍ）の、中間コード層７端部のスチールコードと、該コードに隣り合う最内コード層６のスチールコードとの間のゴム厚さＧ12（ｍｍ）に対する比Ｇ23／Ｇ12の値と、最外コード層８の幅とのいずれか一方を変えたタイヤである。
【００６２】
各タイヤにつき、先の１Ｂ〜４Ｂとした各コード層のコード傾斜角度、各コード層の幅、及び最外コード層８の幅Ｗ8 （ｍｍ）の、中間コード層の幅Ｗ7 （ｍｍ）に対する比Ｗ8 ／Ｗ7 の値をそれぞれ表３に示す。但し比較例１のタイヤは比Ｗ8 ／Ｗ7 の値を示す必要がないため記載を省いた。
【００６３】
【表３】
実施例１９、２０のタイヤ、従来例及び比較例９〜１１それぞれのタイヤを供試タイヤとし、まず、先の［実施例その一］の項に記載した〔Ｃ．コード交差層の耐久性試験〕と同じ条件による試験を実施し、中間コード層７及び最外コード層８それぞれの端からの亀裂長さを測定し、亀裂長さの逆数によりベルト耐久性を評価し、評価方法として、従来例タイヤのベルトコード層３Ｂ端内側の亀裂長さを１００とする指数にて表し、その結果を表３に記載した。値は大なるほど良い。なお、「内側」とはタイヤ半径方向内側を指し、「外側」とはタイヤ半径方向外側を指す。従来例のコード層３Ｂは２Ｂの項に、コード層４Ｂは３Ｂの項に結果を示す。
【００６５】
さらに、上記〔Ｃ．コード交差層の耐久性試験〕の条件のうち、１０００km走行での試験打ち切りを行わず、ベルトにセパレーション故障が生じるまで走行させ、故障発生までに走行した時間の長短により、直接にベルト耐久性、すなわち耐セパレーション性を評価した結果も、表３に合わせ示す。この場合も従来例タイヤの故障時間を１００とする指数にてあらわし、値は大なるほど良いとした。ベルトの故障箇所を表３に示す。
【００６６】
表３が示す結果から、最外コード層８の幅が中間コード層７の幅より２０ｍｍ狭い比較例９のタイヤは、中間コード層７端から生じる亀裂長さが長く、この亀裂成長から比較的早期にセパレーション故障は生じ、その反面、最外コード層８の幅が中間コード層７の幅より４０ｍｍ広い比較例１０のタイヤでは、最外コード層８端から生じる亀裂長さが長く、この亀裂成長から比較的早期にセパレーション故障が生じ、比較例９、１０のタイヤはいずれも、従来例タイヤの故障時間と同じレベルか、僅かに上回るレベルに止まることが分かる。
【００６７】
また、表３が示す結果から、最外コード層８の幅と中間コード層７の幅とを適正化しても、比較例１１のタイヤのように、ゴム厚さの比Ｇ23／Ｇ12の値が小さ過ぎると、今度は中間コード層７の外側端からの亀裂長さが長く、やはり故障時間が従来例タイヤを僅かに上回るレベルに止まること、そして、実施例１９、２０のタイヤは、中間コード層７端、最外コード層８端の亀裂はいずれも従来例タイヤより短く、その結果、故障時間が従来例タイヤを顕著に上回り、市場でも従来例タイヤ対比大幅な優位性が認められるレベルを達成していることが分かる。
【００６８】
【発明の効果】
この出願の請求項１〜７に記載した発明によれば、ベルトを３層のコード層で構成しタイヤの軽量化を保持した上で、ベルトの耐セパレーション性、コーナリング性能などタイヤに求められる諸性能は従来タイヤ同等以上の優れたレベルを保持して、悪路走行における、トレッドパターンのトレッド部両側領域の周方向溝における耐カット性を含めたタイヤ全体としてのベルトの耐カット性と、ベルトの最外コード層コードの耐折損性に代表される耐疲労性との両者を同時に大幅に向上させることが可能な、長寿命な重荷重用空気入りラジアルタイヤを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明による重荷重用空気入りラジアルタイヤのトレッド部の一部の斜視図である。
【図２】図１に示すタイヤのトレッド部の一部の正面を展開した説明図である。
【図３】図２に示すトレッド部とは別のトレッド部の一部の正面を展開した説明図である。
【図４】この発明によるタイヤのベルトのコード交差層端部の斜視図である。
【図５】図４に示すコード交差層端部の拡大断面図である。
【図６】この発明によるタイヤのベルトの他のコード交差層端部の斜視図である。
【図７】この発明によるゴムの圧縮弾性率測定用治具の斜視図である。
【図８】図７に示す治具を装着した圧縮試験機の正面図である。
【図９】この発明による最外コード層のコード傾斜角度とCPとの関係をあらわす線図である。
【図１０】従来タイヤの要部左半断面図である。
【図１１】大きな異物に乗り上げたときのタイヤのベルト変形状態の説明図である。
【符号の説明】
１ 重荷重用空気入りラジアルタイヤ
２ トレッド部
３ トレッドゴム
４ カーカス
５ ベルト
６ 最内コード層
６ａ 最内コード層のコード
７ 中間コード層
７ａ 中間コード層のコード
８ 最外コード層
８ａ 最外コード層のコード
８ｂ 最外コード層のコード被覆ゴム
８E 最外コード層の幅端
９ コード交差層
１０、１１ 周方向溝
１２、１３、１４、１８ 横方向溝
１５、１６、１７、１９ ブロック
２０ エンドカバーゴム
２１ａ コード交差層の内面
２１ｂ コード交差層の外面
２２ エンドカバーゴム表面
２２ａ 山
２２ｂ 谷
２３ コード存在位置
２４ コード間位置
２５ ゴム層
P、P1 、P2 トレッド部円周を含む平面
α、δコード交差層コードの傾斜角度
β 最外コード層のコード傾斜角度
Lｇ 最外側周方向溝の最外側溝縁間展開幅
Lｂ1 、Lｂ2 最外コード層の展開幅
Lｃ 中間コード層の展開幅
H 波の高低差
ａ ゴム層幅
Fｘ 張力
Claims (7)
- 一対のビード部内にそれぞれ埋設したビードコア相互間にわたり一対のサイドウォール部とトレッド部とを補強する１プライ以上のゴム被覆ラジアル配列コードになるカーカスと、カーカスの外周でトレッド部を強化するベルトとを備え、該ベルトは３層のゴム被覆コード層を有し、これらコード層のうち最内コード層及び中間コード層は、各層のコードがトレッド部円周を含む平面を挟み互いに交差するコード交差層になり、トレッド部は少なくとも両側領域にそれぞれ１本以上の周方向溝を備える重荷重用空気入りラジアルタイヤにおいて、
最内コード層及び中間コード層それぞれのコードは、上記平面に対し１０〜２５°の範囲内の傾斜角度を有し、
最外コード層のコードは、中間コード層コードの上記平面からの傾斜角度を測る向きと同じ向きに測って上記平面に対し４５〜６０°の範囲内の傾斜角度を有し、
最外コード層は、トレッド部端に向け最外側周方向溝の最外側溝縁を超えて延びる幅を有し、
最外コード層のコード被覆ゴムは、２００kgf/cm2 以上の圧縮弾性率を有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。 - 最外コード層は、中間コード層の両幅端を覆う幅を有する請求項１に記載したタイヤ。
- 最外コード層は、中間コード層幅の１．０〜１．２倍の範囲内の幅を有する請求項１又は２に記載したタイヤ。
- 中間コード層端部のコードと、該コードに隣り合う最外コード層のコードとの間のゴム厚さが、中間コード層端部のコードと、該コードに隣り合う最内コード層のコードとの間のゴム厚さの０．１５倍以上である請求項２又は３に記載したタイヤ。
- 最内コード層及び中間コード層の少なくとも一方のコード層端部は、該端部を包み込むシート状エンドカバーゴムを有し、該エンドカバーゴムを有するコード層端部の内外両面の少なくとも一方面は、コードの存在位置で山部を形成し、かつ隣り合うコード間位置で谷部を形成する波状面を有し、山谷相互間の高低差が０．０５〜０．２５ｍｍの範囲内にある請求項１〜４のいずれか一項に記載したタイヤ。
- 最内コード層及び中間コード層の少なくとも一方のコード層の幅端面と全周にわたり接合するゴム層を有し、該ゴム層の幅が０．０５〜５．００ｍｍの範囲内である請求項１〜４のいずれか一項に記載したタイヤ。
- 最外側周方向溝がジグザグ状溝であるとき、ジグザグ状溝の、上記平面に対する傾斜角度と、最外コード層のコードの、上記平面に対する傾斜角度との差を２０°以上としてなる請求項１に記載したタイヤ。
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