JP6683570B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents
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Description
本発明は、空気入りタイヤ（以下、それぞれ、単に「タイヤ」とも称す）に関し、詳しくは、耐カット性を向上させ、かつ、最外層ベルト層の耐亀裂進展性を損なうことなく異物に対する耐すり抜け性をも向上させた空気入りタイヤに関する。
荒れ地を走行する機会を有する一般のダンプトラック用タイヤは、破砕岩石が散乱する路面の走行を余儀なくされる。そのため、補強材として、スチールコードが広く用いられている。このような中、例えば、特許文献１では、耐ベルト端セパレーション性に優れ、タイヤの耐久性および更生性を改善する、トラック・バス用タイヤに用いるスチールコードとして、１〜３本のスチールフィラメントからなるコアと、このコアの周りに６〜９本のスチールフィラメントを撚り合わせたスチールコードであって、所定の物性を満足するスチールコードが提案されている。
上述のとおり、ダンプトラック用タイヤは、荒れ地走行する機会が多いため、ベルトのカット故障が生じやすく、このカットが直接タイヤを故障に至らしめるか、また、カット傷から水が浸入してスチールコードを腐食し、これがセパレーション故障を招くということも考えられる。そのため、スチールコードに水分が浸入しないよう、スチールコード内部に十分にゴムを浸透させる必要がある。
また、ダンプトラック用タイヤは、通常、カーカスのタイヤ径方向外側に複数のベルト層からなるベルトを備えている。このベルト層の中でも、最外層に位置するベルト層は、保護層として機能する。しかしながら、ダンプトラック用タイヤが、先端が鋭利な起伏に乗り上げた際、異物が最外層ベルト層のコードとコードと間をすり抜けて、タイヤ径方向内側の交錯ベルト層等の損傷につながる場合もある。そのため、今後、さらなる耐久性を求める場合、保護層の耐亀裂進展性を損なうことなく異物の耐すり抜け性についても、向上させる必要がある。
そこで、本発明の目的は、耐カット性を向上させ、かつ、最外層ベルト層の耐亀裂進展性を損なうことなく異物に対する耐すり抜け性をも向上させた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、以下の知見を得た。すなわち、最外層ベルト層を異物がすり抜けてしまうことを防止するには、最外層ベルト層中のスチール量を増加させればよいが、スチール量が多くなりすぎると、最外層ベルト層のコード間隔が狭くなり、ベルト端で発生したゴムの亀裂が進展しやすくなってしまう。かかる知見をもとに、本発明者はさらに鋭意検討した結果、上記課題を解消することができることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明の空気入りタイヤは、カーカスのタイヤ径方向外側に少なくとも３層のベルト層からなるベルトを備える空気入りタイヤにおいて、
前記少なくとも３層のベルト層のうち、少なくとも最外層ベルト層の補強材が、２本のコアフィラメントからなるコアと、該コアの周りに８本のシースフィラメントが撚り合わされてなるシースと、からなる層撚り構造を有するスチールコードであり、かつ、
前記最外層ベルト層における、下記式（１）、
スチールコード径（ｍｍ）×スチールコードの打込み数（本／５０ｍｍ） （１）
で表されるスチールコード量が、３７〜４９であることを特徴とするものである。ここで、スチールコード径とは、スチールコードの外接円の直径を意味する。
前記少なくとも３層のベルト層のうち、少なくとも最外層ベルト層の補強材が、２本のコアフィラメントからなるコアと、該コアの周りに８本のシースフィラメントが撚り合わされてなるシースと、からなる層撚り構造を有するスチールコードであり、かつ、
前記最外層ベルト層における、下記式（１）、
スチールコード径（ｍｍ）×スチールコードの打込み数（本／５０ｍｍ） （１）
で表されるスチールコード量が、３７〜４９であることを特徴とするものである。ここで、スチールコード径とは、スチールコードの外接円の直径を意味する。
本発明のタイヤにおいては、前記最外層ベルト層のタイヤ径方向内側に、タイヤ赤道面を挟んで反対方向に傾斜する２層の交錯ベルト層を有し、該交錯ベルト層中のスチールコード量が２５〜４４であり、かつ、前記交錯ベルト層中のスチールコード量が、前記最外層ベルト層のスチールコード量以下であることが好ましい。また、本発明のタイヤにおいては、前記最外層ベルト層のスチールコード量は、前記交錯ベルト層のスチールコード量の１００〜２２０％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、前記最外層ベルト層のスチールコード間隔Ｇ１（ｍｍ）と、前記交錯ベルト層のスチールコード間隔Ｇ２（ｍｍ）と、が下記式（２）、
０．１≦Ｇ１≦Ｇ２≦１．８ （２）
で表される関係を満足することが好ましい。さらにまた、本発明のタイヤにおいては、前記最外層ベルト層のスチールコード間隔Ｇ１（ｍｍ）と、前記交錯ベルト層のスチールコード間隔Ｇ２（ｍｍ）と、が下記式（３）、
０．０５≦Ｇ１／Ｇ２＜１．０ （３）
で表される関係を満足することが好ましい。
０．１≦Ｇ１≦Ｇ２≦１．８ （２）
で表される関係を満足することが好ましい。さらにまた、本発明のタイヤにおいては、前記最外層ベルト層のスチールコード間隔Ｇ１（ｍｍ）と、前記交錯ベルト層のスチールコード間隔Ｇ２（ｍｍ）と、が下記式（３）、
０．０５≦Ｇ１／Ｇ２＜１．０ （３）
で表される関係を満足することが好ましい。
また、本発明のタイヤにおいては、前記最外層ベルト層のスチールコードの２本のコアフィラメントが撚り合わされてなり、前記コアフィラメントの撚り方向と前記シースフィラメントの撚り方向とが異なっており、かつ、
前記コアフィラメントの径Ｄｃと、前記シースフィラメントの径Ｄｓとが、下記式（３）、
０．９０≦Ｄｓ／Ｄｃ≦１．１０ （４）
で表される関係を満足することが好ましい。さらに、本発明のタイヤにおいては、前記コアフィラメントの径Ｄｃと、前記シースフィラメントの径Ｄｓとが、同径であることが好ましい。さらに、本発明のスチールコードにおいては、前記コアフィラメントの径Ｄｃと、前記シースフィラメントの径Ｄｓとが、いずれも０．３０〜０．５５ｍｍであることが好ましい。さらにまた、本発明のタイヤは、前記コアフィラメントの撚りピッチが、５〜１５ｍｍであることが好ましい。また、本発明のタイヤは、前記シースフィラメントの撚りピッチが、９〜３０ｍｍであることが好ましい。
前記コアフィラメントの径Ｄｃと、前記シースフィラメントの径Ｄｓとが、下記式（３）、
０．９０≦Ｄｓ／Ｄｃ≦１．１０ （４）
で表される関係を満足することが好ましい。さらに、本発明のタイヤにおいては、前記コアフィラメントの径Ｄｃと、前記シースフィラメントの径Ｄｓとが、同径であることが好ましい。さらに、本発明のスチールコードにおいては、前記コアフィラメントの径Ｄｃと、前記シースフィラメントの径Ｄｓとが、いずれも０．３０〜０．５５ｍｍであることが好ましい。さらにまた、本発明のタイヤは、前記コアフィラメントの撚りピッチが、５〜１５ｍｍであることが好ましい。また、本発明のタイヤは、前記シースフィラメントの撚りピッチが、９〜３０ｍｍであることが好ましい。
本発明によれば、耐カット性を向上させ、かつ、最外層ベルト層の耐亀裂進展性を損なうことなく異物に対する耐すり抜け性をも向上させた空気入りタイヤを提供することができる。
以下、本発明の空気入りタイヤについて、図面を用いて詳細に説明する。図１に、本発明の一好適な実施の形態に係る空気入りタイヤの幅方向断面図を示す。図示例では、本発明のタイヤ１００は、左右一対のビード部１０６に設けられたビードコア１０１と、クラウン部から両サイドウォール部１０５を経て両ビード部１０６に延び、ビードコア１０１に巻回されてビード部１０６に係留されたラジアルカーカス１０２と、ラジアルカーカス１０２のクラウン部タイヤ径方向外側に配置された、少なくとも３層のベルト層１０３ａ、１０３ｂ、１０３ｃからなるベルトと、で強化されたトレッド部１０４を備えている。
本発明のタイヤ１００においては、少なくとも３層のベルト層のうち、少なくとも最外層ベルト層１０３ｃの補強材が、２本のコアフィラメントからなるコアと、コアの周りに８本のシースフィラメントが撚り合わされてなるシースと、からなる層撚り構造を有するスチールコードである。このような層撚り構造のスチールコードは、スチールコードの内部にゴムが良好に浸入するため、スチールコード内部への水分の浸入を防止できるため、耐腐食性に優れている。
また、本発明のタイヤ１００においては、最外層ベルト層１０３ｃにおける、下記式（１）、
スチールコード径（ｍｍ）×スチールコードの打込み数（本／５０ｍｍ） （１）
で表されるスチールコード量は、３７〜４９である。スチールコード量を３７〜４９とすることで、最外層ベルト層１０３ｃの耐亀裂進展性の悪化を抑制しつつ、最外層ベルト層１０３ｃの耐カット性および異物の耐すり抜け性を十分に向上させることができる。好ましくは、最外層ベルト層１０３ｃのスチールコード量は、３７〜４４である。なお、本発明のタイヤにおいては、特定構造の２＋８構造コードを用いているため、耐亀裂進展性を大きく悪化させることなく、スチールコード量を前記範囲にすることができているが、他の構造のスチールコードにおいては性能バランスを取ることが困難である。
スチールコード径（ｍｍ）×スチールコードの打込み数（本／５０ｍｍ） （１）
で表されるスチールコード量は、３７〜４９である。スチールコード量を３７〜４９とすることで、最外層ベルト層１０３ｃの耐亀裂進展性の悪化を抑制しつつ、最外層ベルト層１０３ｃの耐カット性および異物の耐すり抜け性を十分に向上させることができる。好ましくは、最外層ベルト層１０３ｃのスチールコード量は、３７〜４４である。なお、本発明のタイヤにおいては、特定構造の２＋８構造コードを用いているため、耐亀裂進展性を大きく悪化させることなく、スチールコード量を前記範囲にすることができているが、他の構造のスチールコードにおいては性能バランスを取ることが困難である。
本発明のタイヤ１００においては、最外層ベルト層１０３ｃのタイヤ径方向内側に、タイヤ赤道面を挟んで反対方向に傾斜する２層の交錯ベルト層、図示例においては交錯ベルト層１０３ａ、１０３ｂを有し、交錯ベルト層１０３ａ、１０３ｂ中のスチールコード量が２５〜４４であり、かつ、交錯ベルト層１０３ａ、１０３ｂ中のスチールコード量が、最外層ベルト層１０３ｃのスチールコード量以下であることが好ましい。このように、交錯ベルト層１０３ａ、１０３ｂのスチールコード量を２５以上とすることで、交錯ベルト層１０３ａ、１０３ｂにおいても、異物に対する耐すり抜け性を得ることができる。しかしながら、交錯ベルト層１０３ａ、１０３ｂのスチールコード量が多くなると、スチールコード間に生じた亀裂が進展しやすくなり、耐久性の観点から好ましくない。そこで、交錯ベルト層１０３ａ、１０３ｂのスチールコード量を４４以下とすることで、交錯ベルト層１０３ａ、１０３ｂの耐亀裂進展性を確保している。かかる効果を良好に得るためには、交錯ベルト層１０３ａ、１０３ｂ中のスチールコード量は３２〜３６が好ましい。
また、本発明のタイヤ１００においては、最外層ベルト層１０３ｃのスチールコード量は、交錯ベルト層１０３ａ、１０３ｂのスチールコード量の１００〜２２０％であることが好ましい。かかる関係を満足することで、最外層ベルト層１０３ｃの、異物に対する耐すり抜け性と耐亀裂進展性とをいずれも悪化させることなく、バランスよく向上させることができる。好ましくは、１０６〜２１７％であり、より好ましくは、１０６〜１６３％である。
さらに、本発明のタイヤ１００においては、最外層ベルト層１０３ｃのスチールコード間隔Ｇ１（ｍｍ）と、交錯ベルト層１０３ａ、１０３ｂのスチールコード間隔Ｇ２（ｍｍ）と、が下記式（２）、
０．１≦Ｇ１≦Ｇ２≦１．８ （２）
で表される関係を満足することが好ましい。かかる関係を満足することで、最外層ベルト層１０３ｃの、異物に対する耐すり抜け性と耐亀裂進展性とをいずれも悪化させることなく、よりバランスよく向上させることができる。より好適には、
０．３≦Ｇ１≦Ｇ２≦１．３ （５）
である。
０．１≦Ｇ１≦Ｇ２≦１．８ （２）
で表される関係を満足することが好ましい。かかる関係を満足することで、最外層ベルト層１０３ｃの、異物に対する耐すり抜け性と耐亀裂進展性とをいずれも悪化させることなく、よりバランスよく向上させることができる。より好適には、
０．３≦Ｇ１≦Ｇ２≦１．３ （５）
である。
さらにまた、本発明のタイヤ１００においては、最外層ベルト層のスチールコード間隔Ｇ１（ｍｍ）と、交錯ベルト層のスチールコード間隔Ｇ２（ｍｍ）と、が下記式（３）、
０．０５≦Ｇ１／Ｇ２＜１．０ （３）
で表される関係を満足することが好ましい。かかる関係を満足することで、最外層ベルト層１０３ｃの、異物に対する耐すり抜け性と耐亀裂進展性とを、さらにバランスよく向上させることができる。より好適には、
０．２≦Ｇ１／Ｇ２＜１．０ （６）
、特に好ましくは、
０．２５≦Ｇ１／Ｇ２＜０．７５ （７）
である。
０．０５≦Ｇ１／Ｇ２＜１．０ （３）
で表される関係を満足することが好ましい。かかる関係を満足することで、最外層ベルト層１０３ｃの、異物に対する耐すり抜け性と耐亀裂進展性とを、さらにバランスよく向上させることができる。より好適には、
０．２≦Ｇ１／Ｇ２＜１．０ （６）
、特に好ましくは、
０．２５≦Ｇ１／Ｇ２＜０．７５ （７）
である。
図２は、本発明の一好適な実施の形態に係る空気入りタイヤの最外層ベルト層のスチールコードの断面図である。図中のＲはスチールコード径を示す。図示するように、本発明のタイヤ１００の最外層ベルト層１０３ｃに係るスチールコード２０は、２本のコアフィラメント１からなるコア１１と、コア１１の周りに８本のシースフィラメント２が撚り合わされてなるシース１２からなる層撚り構造を有している。本発明のタイヤの最外層ベルト層に係るスチールコード２０においては、コア１１を構成する２本のコアフィラメント１が撚り合わされてなる。かかる構成とすることで、従来の３本のコアフィラメントが撚り合わされてなるスチールコードよりも、耐カット性に優れたものになる。以下、その理由について説明する。
図３は、本発明の一好適な実施の形態に係る空気入りタイヤの最外層ベルト層のスチールコードの断面図であり、（ａ）はカット入力前の断面図であり、（ｂ）はカット入力時の断面図である。また、図４は、１×３＋８構造のスチールコードの断面図であり、（ａ）は、カット入力前の断面図であり、（ｂ）はカット入力時の断面図である。スチールコード２０にカットが入ると、図３（ａ）、図４（ａ）に示す断面を有するスチールコード２０は、それぞれ、図３、図４の（ｂ）に示すように、コアフィラメント１およびシースフィラメント２の位置が変化する。ここで、図３（ｂ）、図４（ｂ）中の矢印はカット入力の方向を表している。
図３（ｂ）と図４（ｂ）とを比較すると、図３（ｂ）のように、２本のコアフィラメント１を撚り合わせたコア１１を有するスチールコード２０は、コア１１に隙間が多いため、カット入力時にシースフィラメント２がコア１１の隙間部分に沈み込み、断面が扁平形状に変形することができる。そのため、カット入力を緩和することができ、せん断荷重が高くなる。一方、図４（ｂ）のように、３本のコアフィラメント１を撚り合わせたコア１１を有するスチールコードは、カット入力時にシースフィラメント２がコア１１に沈み込む隙間がないため、カット入力があっても断面が扁平形状に変形することができない。そのため、カット入力を緩和することができず、せん断荷重が相対的に小さい。コアフィラメントが１本または４本のスチールコードの場合も同様に、コアにシースフィラメントが沈み込む隙間がない。したがって、本発明のスチールコード２０においては、コア１１は２本のコアフィラメント１が撚り合わされてなるものとしている。また、シースフィラメントの沈み込みがスムーズにできるため、コアフィラメントおよびシースフィラメントは真直性を有するフィラメントを使用することが好ましい。
また、本発明のタイヤの最外層ベルト層に係るスチールコード２０は、シースフィラメント２の本数は８本である。シースフィラメントが８本未満であると、スチールコードの単位面積当たりのスチール量が少ないため、せん断荷重が低下してしまう。一方、シースフィラメントが８本を超えると、シースフィラメント間の隙間が小さくなってしまい、扁平につぶれることができず、やはりせん断荷重が低くなってしまう。また、シースフィラメント間の隙間も小さくなり、ゴムが浸透しにくくなり好ましくない。
さらに、本発明のタイヤの最外層ベルト層に係るスチールコード２０においては、コアフィラメント１の撚り方向とシースフィラメント２の撚り方向とが異なっていることが好ましい。これにより、スチールコード２０の内部へのゴムの浸入が容易になり、スチールコード２０の耐腐食性が向上している。また、コアフィラメント１とシースフィラメント２との撚り方向が異なるため、スチールコード２０をゴム被覆したトリート才断時のトリートの変形を抑制することができ、さらに、本発明の空気入りタイヤ１００を製造する際の作業性にも優れ、かつ様々な方向からの歪に対して亀裂進展を抑止するという効果も得ることができる。
さらにまた、本発明のタイヤの最外層ベルト層に係るスチールコード２０においては、コアフィラメント１の径Ｄｃと、シースフィラメント２の径Ｄｓとが、下記式（４）、
０．９０≦Ｄｓ／Ｄｃ≦１．１０ （４）
で表される関係を満足することが好ましい。Ｄｓ／Ｄｃが、かかる範囲を満足することで、スチールコード２０の内部へのゴムの浸透性を良好に確保することができ、かつ、十分な耐カット性および強力を得ることができる。かかる効果を良好に得るためには、
０．９５≦Ｄｓ／Ｄｃ≦１．０８ （８）
であることが好ましく、より好ましくは、
１．００≦Ｄｓ／Ｄｃ≦１．０５ （９）
であり、特に好ましくは、Ｄｓ＝Ｄｃである。
０．９０≦Ｄｓ／Ｄｃ≦１．１０ （４）
で表される関係を満足することが好ましい。Ｄｓ／Ｄｃが、かかる範囲を満足することで、スチールコード２０の内部へのゴムの浸透性を良好に確保することができ、かつ、十分な耐カット性および強力を得ることができる。かかる効果を良好に得るためには、
０．９５≦Ｄｓ／Ｄｃ≦１．０８ （８）
であることが好ましく、より好ましくは、
１．００≦Ｄｓ／Ｄｃ≦１．０５ （９）
であり、特に好ましくは、Ｄｓ＝Ｄｃである。
また、本発明のタイヤの最外層ベルト層に係るスチールコード２０においては、コアフィラメント１の径Ｄｃおよびシースフィラメント２の径Ｄｓは、いずれも０．３０〜０．５５ｍｍであることが好ましい。コアフィラメント１およびシースフィラメント２の径を、かかる範囲とすることで、やはり、スチールコード２０の内部へのゴムの浸透性を良好に確保することができ、かつ、十分な耐カット性および強力を得ることができる。かかる効果を良好に得るためには、０．３０〜０．４６ｍｍであることが好ましく、より好ましくは、０．３７〜０．４３ｍｍである。
さらに、本発明のタイヤの最外層ベルト層に係るスチールコード２０においては、コアフィラメント１の撚りピッチは、５〜１５ｍｍであることが好ましい。コアフィラメント１の撚りピッチを、かかる範囲とすることでとすることで、スチールコード２０の内部への、十分なゴム浸透性が得られる。好適には５〜１３ｍｍ、より好適には７〜９ｍｍである。
さらにまた、本発明のタイヤの最外層ベルト層に係るスチールコード２０においては、シースフィラメント２の撚りピッチは、９〜３０ｍｍであることが好ましい。シースフィラメント２の撚りピッチを９ｍｍ以上とすることで、スチールコード２０の表面の凹凸を小さくすることができ、その結果、ゴムとスチールコード２０の接着性が向上するため、耐久性が向上する。一方、シースフィラメント２の撚りピッチが長くなると、シースフィラメント２に沿った水分の伝播が速くなってしまう。このような現象を防止するために、シースフィラメント２の撚りピッチは、３０ｍｍ以下とすることが好ましい。より好ましくは、９〜２６ｍｍであり、さらに好ましくは、１５〜２０ｍｍである。
本発明のタイヤの最外層ベルト層に係るスチールコード２０においては、シース１２の隙間面積Ｓ１とシースフィラメント２の断面積の総和Ｓ２とが下記式（１０）、
４０≦Ｓ１／Ｓ２×１００（％）≦１２０ （１０）
で表される関係を満足することが好ましい。ここで、シース１２の隙間面積Ｓ１とは、図１中の斜線で示した部分をいう。Ｓ１／Ｓ２×１００（％）を４０以上とすることで、シース１２の隙間面積が十分に確保でき、カット入力時にスチールコードが扁平形状に変形しやすくなる。また、シース１２の隙間が大きくなるため、ゴムの浸透性にも優れ、カット傷から水が浸入してスチールコードを腐食することに起因するセパレーション故障も良好に防止することができる。一方、Ｓ１／Ｓ２×１００（％）を１２０以下とすることで、シース１２中のスチール量を確保し、補強材としての耐カット性を十分に確保することができる。
４０≦Ｓ１／Ｓ２×１００（％）≦１２０ （１０）
で表される関係を満足することが好ましい。ここで、シース１２の隙間面積Ｓ１とは、図１中の斜線で示した部分をいう。Ｓ１／Ｓ２×１００（％）を４０以上とすることで、シース１２の隙間面積が十分に確保でき、カット入力時にスチールコードが扁平形状に変形しやすくなる。また、シース１２の隙間が大きくなるため、ゴムの浸透性にも優れ、カット傷から水が浸入してスチールコードを腐食することに起因するセパレーション故障も良好に防止することができる。一方、Ｓ１／Ｓ２×１００（％）を１２０以下とすることで、シース１２中のスチール量を確保し、補強材としての耐カット性を十分に確保することができる。
なお、シース１２の隙間面積Ｓ１は下記式（１１）で求めることができる。
Ｓ１＝（Ｄｃ＋Ｄｓ）２π−Ｄｃ２π−Ｄｓ２π×Ｎ／４ （１１）
Ｄｃ：コアフィラメントの直径
Ｄｓ：シースフィラメントの直径
Ｎ：シースフィラメントの本数
Ｓ１＝（Ｄｃ＋Ｄｓ）２π−Ｄｃ２π−Ｄｓ２π×Ｎ／４ （１１）
Ｄｃ：コアフィラメントの直径
Ｄｓ：シースフィラメントの直径
Ｎ：シースフィラメントの本数
また、本発明のタイヤの最外層ベルト層に係るスチールコード２０においては、シース１２の隙間面積Ｓ１は０．３０ｍｍ２以上であることが好ましい。シース１２の隙間面積Ｓ１が０．３０ｍｍ２以上となるようにコアフィラメント１の径とシースフィラメント２の径を調整することで、本発明の効果を、良好に得ることができる。
さらに、本発明のタイヤの最外層ベルト層に係るスチールコード２０においては、コアフィラメントの強力Ｆ１と、シースフィラメントの強力Ｆ２とが下記式（１２）、
Ｆ１／Ｆ２×１００≧９０（％） （１２）
で表される関係を満足することが好ましい。空気入りタイヤにおいては、ベルト層に対しては強度も要求される。これが不十分であると、内圧や荷重に耐えられず、バースト耐久性を低下させてしまう。しかしながら、強度を高めるためにスチールフィラメントを太くすると、スチールコードへのゴムの浸透率が悪化してしまう。また、強度を高めるためにスチールフィラメントの強力を高くすると、せん断荷重が悪化してしまう。そこで、本発明のスチールコードにおいては、上記式（１２）を満足させることで、好適にはＦ１＝Ｆ２とすることで、かかる問題を回避してスチールコードの強度を向上させている。好ましくは、シースフィラメントの強力Ｆ２は１５０Ｎ以上であるが、せん断荷重を考慮するとＦ１、Ｆ２の上限は５８０Ｎ以下である。
Ｆ１／Ｆ２×１００≧９０（％） （１２）
で表される関係を満足することが好ましい。空気入りタイヤにおいては、ベルト層に対しては強度も要求される。これが不十分であると、内圧や荷重に耐えられず、バースト耐久性を低下させてしまう。しかしながら、強度を高めるためにスチールフィラメントを太くすると、スチールコードへのゴムの浸透率が悪化してしまう。また、強度を高めるためにスチールフィラメントの強力を高くすると、せん断荷重が悪化してしまう。そこで、本発明のスチールコードにおいては、上記式（１２）を満足させることで、好適にはＦ１＝Ｆ２とすることで、かかる問題を回避してスチールコードの強度を向上させている。好ましくは、シースフィラメントの強力Ｆ２は１５０Ｎ以上であるが、せん断荷重を考慮するとＦ１、Ｆ２の上限は５８０Ｎ以下である。
本発明のタイヤ１００は、少なくとも３層のベルト層１０３からなるベルトを有し、この少なくとも３層のベルト層１０３のうち、少なくとも最外層ベルト層１０３ｃの補強材が２＋８構造のスチールコードで、最外層ベルト層１０３ｃのスチールコード量が上記範囲を満足することが重要であり、それ以外の構造については、適宜設計することができる。例えば、本発明のタイヤ１００の最外層ベルト層１０３ｃ以外のベルト層、図示例においては交錯ベルト層１０３ａ、１０３ｂのスチールコードの構造については、特に制限はなく、例えば、１×３、１×５等の１×Ｎ構造のスチールコードや、１＋３、１＋４、１＋５、１＋６、２＋２、２＋３、２＋４、２＋５、２＋６、２＋７、３＋６、３＋７、３＋８等のＭ＋Ｎの２層構造のスチールコードや、３＋９＋１５構造のような、Ｌ＋Ｍ＋Ｎ（Ｌ＝１〜４、Ｍ＝４〜９、Ｎ＝８〜１５）の３層構造のスチールコードを用いることができる。好ましくは、本発明のタイヤ１００の最外層ベルト層１０３ｃに用いるスチールコード２０と同一である２＋８構造のスチールコードが望ましい。本発明のタイヤにおいては、最外層ベルト層１０３ｃにおいて、特定の２＋８構造のベルトを使用しているため、交錯層ベルト層１０３ａ、１０３ｂにおいて、より耐亀裂進展性を上げるスチールコード量を取ることができることに加え、交錯ベルト層１０３ａ、１０３ｂにおいても２＋８構造コードを用いることでベルト端部からの亀裂進展性をより抑えることができるため、他構造のベルトを用いた場合と比べて、より交錯ベルト層１０３ａ、１０３ｂにおけるスチールコード量による性能コントロールの幅を広げることができる。
また、本発明のタイヤのベルト層１０３のスチールコードに用いるスチールフィラメントの材質についても特に制限は無く、従来用いられているものであれば何れでも用いることができるが、炭素成分が０．８０質量％以上である高炭素鋼であることが好ましい。フィラメントの素材を高硬度である炭素成分が０．８０質量％以上の高炭素鋼とすることで本発明の効果を良好に得ることができる。一方、炭素成分が１．５質量％を超えると、延性が低くなり耐疲労性が劣るので好ましくない。
本発明のタイヤのベルト層１０３のスチールコードは、その表面にめっき処理が施されていてもよい。スチールコードの表面のめっきの組成としては、特に限定されるものはないが、好適には銅と亜鉛からなるブラスめっきであり、より好適には、銅の含有率が６０質量％以上である。これによりスチールフィラメントとゴムとの接着性を向上させることができる。
本発明のタイヤ１００においては、構造の詳細や各部材の材質等についても特に制限はなく、従来公知のもののうちから適宜選択して構成することができる。例えば、トレッド部１０４の表面には適宜トレッドパターンが形成され、ビードコア１０１のタイヤ半径方向外側にはビードフィラー（図示せず）が配置され、タイヤ１００の最内層にはインナーライナーが配設される。さらにまた、本発明のタイヤ１００において、タイヤ１００内に充填する気体としては、通常のあるいは酸素分圧を変えた空気、または窒素等の不活性ガスを用いることが可能である。本発明のタイヤは、耐カット性、最外層ベルト層の異物に対する耐すり抜け性に優れているため、トラック・バス用タイヤに好適に適用することができる。
以下、本発明を、実施例を用いてより詳細に説明する。
＜実施例１〜１９および比較例１〜１２＞
カーカスの径方向外側に４層のベルト層からなるベルトを有するタイヤを、タイヤサイズ：１１Ｒ２２．５／１４ＰＲにて作製した。最外層ベルト層に用いたスチールコードは、下記表１に示すコード種Ａ〜Ｇとした。スチールコードは長径方向がベルト幅方向に沿うように配置され、ベルト角度はタイヤ周方向に対して２０°とした。第２ベルト層と第３ベルト層（タイヤ径方向内側からそれぞれ２層目と３層目）は、±２０°の角度で交錯する主交錯層ベルトであり、補強材のスチールコードのコード構造等は表２〜６に示すとおりとした。また、第１ベルト層のスチールコードのコード構造は、３＋９＋１５×０．２２＋０．１５であり、ベルトの角度はタイヤ周方向に対して５０°、打込み本数２０本／５０ｍｍとした。第１ベルト層に用いたスチールコードのコード径は１．３５ｍｍ、コード間隔は１．１５ｍｍであり、第１ベルト層のスチールコード量は２７であった。得られたタイヤにつき、下記の手順に従い、耐カット貫通性、耐すり抜け性および耐亀裂進展性を評価した。
＜実施例１〜１９および比較例１〜１２＞
カーカスの径方向外側に４層のベルト層からなるベルトを有するタイヤを、タイヤサイズ：１１Ｒ２２．５／１４ＰＲにて作製した。最外層ベルト層に用いたスチールコードは、下記表１に示すコード種Ａ〜Ｇとした。スチールコードは長径方向がベルト幅方向に沿うように配置され、ベルト角度はタイヤ周方向に対して２０°とした。第２ベルト層と第３ベルト層（タイヤ径方向内側からそれぞれ２層目と３層目）は、±２０°の角度で交錯する主交錯層ベルトであり、補強材のスチールコードのコード構造等は表２〜６に示すとおりとした。また、第１ベルト層のスチールコードのコード構造は、３＋９＋１５×０．２２＋０．１５であり、ベルトの角度はタイヤ周方向に対して５０°、打込み本数２０本／５０ｍｍとした。第１ベルト層に用いたスチールコードのコード径は１．３５ｍｍ、コード間隔は１．１５ｍｍであり、第１ベルト層のスチールコード量は２７であった。得られたタイヤにつき、下記の手順に従い、耐カット貫通性、耐すり抜け性および耐亀裂進展性を評価した。
＜耐カット貫通性＞
幅５００ｍｍ、厚さ１．５ｍｍ（底厚５．０ｍｍ）、高さ３０ｍｍのブレードを徐々にタイヤに押し付けていき、最外層ベルト層のスチールコードが破断するまでの力を測定し、比較例１を基準とする指数にて表示した。この値が大きいほど耐カット貫通性に優れ、良好であり、１５０以上を合格とした。得られた結果を表２〜６に併記する。
幅５００ｍｍ、厚さ１．５ｍｍ（底厚５．０ｍｍ）、高さ３０ｍｍのブレードを徐々にタイヤに押し付けていき、最外層ベルト層のスチールコードが破断するまでの力を測定し、比較例１を基準とする指数にて表示した。この値が大きいほど耐カット貫通性に優れ、良好であり、１５０以上を合格とした。得られた結果を表２〜６に併記する。
＜耐すり抜け性＞
直径２．０ｍｍ、高さ４０ｍｍの円錐状の突起をタイヤ周上１６か所に順次押し付けていき、最外層ベルト層のコード間をすり抜けた本数を測定し、比較例１を基準とする指数にて表示した。この値が大きいほど耐すり抜け性に優れ、良好であり、１６０以上を合格とした。得られた結果を表２〜６に併記する。
直径２．０ｍｍ、高さ４０ｍｍの円錐状の突起をタイヤ周上１６か所に順次押し付けていき、最外層ベルト層のコード間をすり抜けた本数を測定し、比較例１を基準とする指数にて表示した。この値が大きいほど耐すり抜け性に優れ、良好であり、１６０以上を合格とした。得られた結果を表２〜６に併記する。
＜耐亀裂進展性＞
作製したタイヤを、サイズが８．２５インチのリムに装着し、空気圧７００ｋＰａ、荷重２６．７ｋＮ、速度６０ｋｍ／ｈの条件でドラム走行試験を３００時間行い、ドラム走行試験後のタイヤを切断分解して、最外層ベルト層および交錯ベルト層に発生した亀裂の長さを測定し、比較例１を基準とする指数にて表示した。この値が大きいほど耐カット性に優れ、良好である。最外層ベルト層は３０以上、交錯ベルト層は９０以上を合格とした。得られた結果を表２〜６に併記する。
作製したタイヤを、サイズが８．２５インチのリムに装着し、空気圧７００ｋＰａ、荷重２６．７ｋＮ、速度６０ｋｍ／ｈの条件でドラム走行試験を３００時間行い、ドラム走行試験後のタイヤを切断分解して、最外層ベルト層および交錯ベルト層に発生した亀裂の長さを測定し、比較例１を基準とする指数にて表示した。この値が大きいほど耐カット性に優れ、良好である。最外層ベルト層は３０以上、交錯ベルト層は９０以上を合格とした。得られた結果を表２〜６に併記する。
上記表２〜６より、本発明のタイヤは、耐カット性、最外層ベルトの異物に対する耐すり抜け性を向上させつつ、耐亀裂進展性の大幅な悪化を防止できていることがわかる。
１ コアフィラメント
２ シースフィラメント
１１ コア
１２ シース
２０ スチールコード
１００ 空気入りタイヤ
１０１ ビードコア
１０２ カーカス
１０３ ベルト層
１０４ トレッド部
１０５ サイドウォール部
１０６ ビード部
２ シースフィラメント
１１ コア
１２ シース
２０ スチールコード
１００ 空気入りタイヤ
１０１ ビードコア
１０２ カーカス
１０３ ベルト層
１０４ トレッド部
１０５ サイドウォール部
１０６ ビード部
Claims (10)
- カーカスのタイヤ径方向外側に少なくとも３層のベルト層からなるベルトを備える空気入りタイヤにおいて、
前記少なくとも３層のベルト層のうち、少なくとも最外層ベルト層の補強材が、２本のコアフィラメントからなるコアと、該コアの周りに８本のシースフィラメントが撚り合わされてなるシースと、からなる層撚り構造を有するスチールコードであり、かつ、
前記最外層ベルト層における、下記式（１）、
スチールコード径（ｍｍ）×スチールコードの打込み数（本／５０ｍｍ） （１）
で表されるスチールコード量が、３７〜４９であることを特徴とする空気入りタイヤ。 - 前記最外層ベルト層のタイヤ径方向内側に、タイヤ赤道面を挟んで反対方向に傾斜する２層の交錯ベルト層を有し、該交錯ベルト層中のスチールコード量が２５〜４４であり、かつ、前記交錯ベルト層中のスチールコード量が、前記最外層ベルト層のスチールコード量以下である請求項１記載の空気入りタイヤ。
- 前記最外層ベルト層のスチールコード量が、前記交錯ベルト層のスチールコード量の１００〜２２０％である請求項２記載の空気入りタイヤ。
- 前記最外層ベルト層のスチールコード間隔Ｇ１（ｍｍ）と、前記交錯ベルト層のスチールコード間隔Ｇ２（ｍｍ）と、が下記式（２）、
０．１≦Ｇ１≦Ｇ２≦１．８
で表される関係を満足する請求項２または３記載の空気入りタイヤ。 - 前記最外層ベルト層のスチールコード間隔Ｇ１（ｍｍ）と、前記交錯ベルト層のスチールコード間隔Ｇ２（ｍｍ）と、が下記式（３）、
０．０５≦Ｇ１／Ｇ２＜１．０ （３）
で表される関係を満足する請求項２〜４のうちいずれか一項記載の空気入りタイヤ。 - 前記最外層ベルト層のスチールコードの２本のコアフィラメントが撚り合わされてなり、前記コアフィラメントの撚り方向と前記シースフィラメントの撚り方向とが異なっており、かつ、
前記コアフィラメントの径Ｄｃと、前記シースフィラメントの径Ｄｓとが、下記式（４）、
０．９０≦Ｄｓ／Ｄｃ≦１．１０ （４）
で表される関係を満足する請求項１〜５のうちいずれか一項記載の空気入りタイヤ。 - 前記コアフィラメントの径Ｄｃと、前記シースフィラメントの径Ｄｓとが、同径である請求項１〜６のうちいずれか一項記載の空気入りタイヤ。
- 前記コアフィラメントの径Ｄｃと、前記シースフィラメントの径Ｄｓとが、いずれも０．３０〜０．５５ｍｍである請求項１〜７のうちいずれか一項記載の空気入りタイヤ。
- 前記コアフィラメントの撚りピッチが、５〜１５ｍｍである請求項１〜８のうちいずれか一項記載の空気入りタイヤ
- 前記シースフィラメントの撚りピッチが、９〜３０ｍｍである請求項１〜９のうちいずれか一項記載の空気入りタイヤ。
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