WO2006129708A1 - 空気入りラジアルタイヤ - Google Patents

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Shinya Harikae
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The Yokohama Rubber Co., Ltd.
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Definitions

  • the present invention relates to a pneumatic radial tire, and more specifically, in a tire in which a circumferential reinforcing layer made of steel cord is arranged together with a main belt layer made of steel cord on a tread, the main reinforcing layer by the circumferential reinforcing layer.
  • the present invention relates to a pneumatic radial tire that improves the fatigue resistance of a circumferential reinforcing layer while ensuring a reinforcing effect on a belt layer.
  • a tire with multiple wheels is a so-called low-flat pneumatic radial tire with a low flatness because the tread width is wide without changing the outer diameter.
  • the filling air pressure is set to be high so that the ability of a single wheel can be fulfilled with a single wheel.
  • the pneumatic radial tire for heavy loads with a wide tread width and a low flattening rate significantly increases the load on the belt layer of the tread during running. There is a problem that decreases.
  • a circumferential reinforcing layer formed by winding a steel cord in parallel in the tire circumferential direction has been added on the belt layer, and the tread has been added.
  • Many have been proposed in which circumferential rigidity is added to the part Patent Documents 1, 2, etc.).
  • the steel cord has a large elastic modulus and is weak against compression, if the steel cord is arranged in the tire circumferential direction like the circumferential reinforcing layer described above, It becomes easy to fatigue fracture by repeated deformation. In particular, the steel cord at the edge of the circumferential reinforcing layer suffers from fatigue fracture, which reduces the durability of the tire.
  • the circumferential reinforcing layer is a corner that can only be subjected to repeated tensile strain during rolling of the tire.
  • the belt layer undergoes in-plane bending deformation during ringing, one of both edge portions receives tensile strain, while the other edge portion receives compressive strain. It has been found that by overlapping, it becomes easy to cause a failure in the edge portion of the circumferential reinforcing layer, and the present invention has been obtained.
  • Patent Document 1 Japanese Special Table 2001-522748
  • Patent Document 2 Japanese Special Table 2000-504655
  • An object of the present invention is to secure a reinforcing effect on the main belt layer by the circumferential reinforcing layer in a tire in which a circumferential reinforcing layer made of steel cord is arranged together with a main belt layer made of steel cord on the tread.
  • Another object of the present invention is to provide a tire in which a circumferential reinforcing layer having a steel cord force is disposed together with a main belt layer made of steel cord on a tread.
  • Another object of the present invention is to provide a pneumatic radial tire that prevents a peeling failure between the tire and the circumferential reinforcing layer.
  • a pneumatic radial tire according to the present invention that achieves the above object includes a main belt layer composed of two belt layers in which steel cords are arranged so as to cross each other, and the steel cords in a substantially tire circumferential direction.
  • the width Wo of the circumferential reinforcing layer has a ratio WoZWm to the maximum Wm of the main belt layer of 0.5 to
  • the steel cord reinforcement cord elastic modulus Ee at the edge of the circumferential reinforcing layer is 0.9 or more than the ratio EeZEc of the steel cord reinforcement cord elastic modulus Ec at the center portion (0.85 -0.5 WoZWm) , 0.8 or less.
  • the pneumatic radial tire according to the present invention has the above-described configuration, and an applicable rim prescribed by the Japan Automobile Tire Manufacturers Association (hereinafter simply referred to as "JATMA").
  • the tread part outer circumference change rate Rc at the equator and the outer circumference at the shoulder part, which changes between when the air pressure is filled with lOOkPa and the specified air pressure corresponding to the maximum load capacity is filled.
  • Long change rate Rs ratio RcZ Rs should satisfy the range of 0.7 to 1.3.
  • the width Wo is limited to a relationship of a certain size with respect to the maximum width Wm of the main belt layer.
  • the reinforcing cord elastic modulus Ee of the steel cord at the edge is set to be lower than the reinforcing cord elastic modulus Ec of the steel cord at the center by a certain rate, so that the main belt layer uses the circumferential reinforcing layer as a tension member.
  • the compressive strain at the edge portion can be alleviated while maintaining the reinforcing function without damage, and the fatigue rupture resistance of the circumferential reinforcing layer can be improved.
  • FIG. 1 is a meridian cross-sectional view showing only a tread portion of a heavy-duty pneumatic radial tire that is an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a development view showing reinforcing layers such as a belt layer and a circumferential reinforcing layer in the tire of FIG. 1.
  • the pneumatic radial tire includes a main belt layer having two belt layer forces arranged such that a steel cord is inclined with respect to the tire circumferential direction and intersects with each other, and further steel There is also a constitutional force in which a circumferential reinforcing layer in which cords are wound so as to be arranged substantially in the tire circumferential direction is arranged in the tread portion.
  • a circumferential reinforcing layer in which cords are wound so as to be arranged substantially in the tire circumferential direction is arranged in the tread portion.
  • it has a wide tread that looks like a single wheel of a double wheel, the maximum tire width is 350 mm or more when the specified air pressure corresponding to the maximum load capacity specified in JATMA is filled, and the flatness is 60 It is preferably applied to pneumatic radial tires for heavy loads that are less than or equal to%.
  • the main belt layer is a belt layer force formed by a pair of two belts having a width sufficient to reinforce the entire width direction of the tread portion, and the arrangement direction of the steel cords of one belt layer and the other.
  • the relationship is inclined in the opposite direction to V ⁇ ! /, Something!
  • the inclination angles 0 and 0 'formed by the steel cords of the two belt layers with respect to the tire circumferential direction are each preferably in the range of 15 to 40 degrees at the tire equator position.
  • the cord angles 0 and 0 ′ in the two belt layers may be the same angle or different angles. Also this There may be no problem placing another auxiliary belt layer that is narrower and wider than the main belt layer.
  • the circumferential reinforcing layer refers to a structural force obtained by winding a plurality of steel cords so as to be arranged substantially in the tire circumferential direction.
  • a method of forming the circumferential reinforcing layer 1 to 5 steel records are aligned and formed by winding a tape material made of uncured rubber with a rubber bow I spirally in the tire circumferential direction. It is preferable to do.
  • a strip-shaped material in which a plurality of steel cords are aligned with the circumferential reinforcing layer to a certain width and rubberized with unvulcanized rubber is wound around the entire circumference of the tire in the circumferential direction, and both ends are spliced together.
  • the substantially tire circumferential direction means that the inclination angle with respect to the tire circumferential direction is in the range of 0 to 10 degrees.
  • the circumferential reinforcing layer is disposed so as to be provided alongside the main belt layer formed of a pair of belt layers in the tread portion. It is best to wrap around the outermost circumference of the main belt layer, but it can also be placed between the two layers of the main belt layer or on the innermost circumference of the main belt layer. You may do it. Further, the arrangement location of the circumferential reinforcing layer is not limited to one location, but may be arranged at two or more locations from the above-mentioned three locations.
  • the circumferential reinforcing layer has a width Wo (deployed width) in the tire width direction that is the maximum width Wm of the main belt layer.
  • the ratio WoZWm to the maximum width Wm of the main belt layer needs to be 0.5 to 0.9.
  • the circumferential reinforcing layer is set so that the reinforcing cord elastic modulus of the steel cord differs in the tire width direction. That is, the reinforcement cord elastic modulus Ee at the edge portion is made lower than the reinforcement cord elastic modulus Ec at the center portion in a certain ratio, and the ratio EeZEc to the reinforcement cord elastic modulus Ec at the center portion is (0.85-0. It should be 5WoZWm) or more and 0.8 or less.
  • the reinforcement cord elastic modulus of the steel cord is varied in the tire width direction of the circumferential reinforcing layer in this way, it is preferable to gradually decrease the reinforcement cord elastic modulus toward the center portion edge portion.
  • the elastic modulus Ec of the reinforcing cord of the steel cord at the center of the circumferential reinforcing layer Is preferably in the range of 20 to 125 GPa.
  • the cord structure of the steel cord is preferably an m X n structure in which the twist direction of the lower twist and the upper twist are twisted in the same direction.
  • the width of the circumferential reinforcing layer and the reinforcing cord elastic modulus Ee of the steel cord at the edge portion are set as described above. Since the reinforcing layer is used as a tension member for the main belt layer to exert a reinforcing action and the compressive strain at the edge portion is relieved, the fatigue rupture resistance of the circumferential reinforcing layer can be improved.
  • the width Wo of the circumferential reinforcing layer is less than 0.5 times the maximum width Wm of the main belt layer, the reinforcing effect on the main belt layer is reduced, so that the end of the main belt layer is centrifugal during high-speed running. It becomes difficult to suppress the phenomenon of rising by force.
  • the width Wo of the circumferential reinforcing layer is larger than 0.9 times the maximum width Wm of the main belt layer, the steel cord at the edge of the circumferential reinforcing layer is caused by in-plane bending of the belt layer that occurs during cornering. However, it tends to buckle in the compression direction.
  • the reinforcement cord elastic modulus Ee of the steel cord at the edge of the circumferential reinforcing layer is made smaller than (0.85-0. 5WoZWm), the effect of suppressing the rise of the end of the main belt layer is reduced. Thus, the reinforcing effect on the main belt layer becomes insufficient. If it is greater than 0.8, the steel cord is likely to buckle in the compression direction due to in-plane bending during cornering.
  • the reinforcement cord elastic modulus means a characteristic value measured as described below.
  • the tensile modulus is calculated by the following formula (1) after performing a tensile test under the conditions of a test length of 250 mm and a tensile speed of 5 mmZmin in accordance with JIS G3510.
  • the reinforcing cord elastic modulus Ee of the steel cord at the edge portion is measured for each steel cord included in 5% of the width of the circumferential reinforcing layer at the edge end force at the edge portion of the circumferential reinforcing layer.
  • the reinforcing cord elastic modulus Ec of the steel cord at the center is the steel cord included in 5% of the width of the circumferential reinforcing layer centering on the equator. ⁇ Calculate the average value of the elastic modulus of the reinforcing cord
  • the pneumatic radial tire of the present invention has a circumferential reinforcing layer as described above, so that the maximum load capacity is achieved when the pneumatic rim tire is mounted on an applicable rim prescribed in JATMA and filled with air pressure lOOkPa.
  • the ratio RcZR s of the outer circumference length change rate Rc at the equator of the outer circumference of the tread and the outer circumference length change rate Rs at the shoulder, which changes between when the corresponding specified air pressure is filled, is 0.7. It can be set to be in the range of ⁇ 1.3.
  • the shape of the wedge-shaped cross-section rubber layer inserted between the carcass layers at the end of the belt layer, the cross-sectional shape of the side tread, the carcass layer It can be set by adjusting the arrangement shape of the.
  • the ratio RcZRs of the outer peripheral length change rate Rc at the equator of the tread portion and the outer peripheral length change rate Rs at the shoulder portion is smaller than 0.7, the shoulder portion is deformed greatly, and the main belt layer end portion Detachment and fatigue breakage of the steel cord at the edge of the circumferential auxiliary layer will occur. Further, when the ratio RcZRs of the outer peripheral length change rate is larger than 1.3, the deformation of the center portion is increased, and delamination is likely to occur between the main belt layer and the circumferential auxiliary layer.
  • the train when filled with air pressure lOOkPa The outer shape of the head portion corresponds to the outer shape of the tread molding surface of the molding die. Therefore, the ratio RcZRs of the change rate Rc of the outer circumference length at the equator of the tread portion and the change rate Rs of the outer circumference length of the shoulder portion is within the above range when the maximum specified air pressure allowed for the tire is filled. It means that the entire tread width from the equator to a part of both shoulders changes at an approximately equal ratio with respect to the outer shape of the tread molding surface of the mold. Therefore, tire durability can be greatly improved. In particular, a remarkable effect can be obtained even for a wide, low-flat pneumatic radial tire having a maximum tire width of 350 mm or more and a flatness ratio of 60% or less.
  • the "equator” at which the rate of change of outer circumference length Rc at the equator is measured refers to a central position obtained by dividing the tire width direction of the tread portion into two equal parts.
  • the “shoulder portion” where the rate of change in outer circumference length Rs at the shoulder portion is measured is the position where the equator force is 35% away from the total tire width.
  • the position of the “equator” should be the position on the land that is closest to the tire circumferential main groove.
  • the position of the “part” shall be the position on the nearest land part shifted from the main circumferential groove of the tire to the outside in the width direction.
  • outer peripheral length change rates Rc and Rs are calculated by the following equations (2) and (3).
  • Cc Peripheral length of the equator position when filling with air pressure 200kPa
  • Cc Outer circumference of the equator when filling with air pressure corresponding to the maximum load capacity
  • Cs Outer circumference of the shoulder when filling with an air pressure of 200 kPa
  • Cs ' Perimeter length of shoulder when filled with air pressure corresponding to maximum load capacity [0031] Note that the perimeter lengths Cs and Cs' used in the above formula are the average values of the values measured at the left and right shoulders, respectively. Shall be used.
  • FIG. 1 illustrates a heavy-duty pneumatic radial tire that is also an embodiment of the present invention with only the tread portion taken as a meridian cross section, and FIG. 2 should be inserted into the tread portion of FIG. It is a development view such as a belt layer and a circumferential reinforcing layer.
  • [0033] 1 is a tread portion, 2 is a carcass layer, and the carcass layer 2 is the carcass cord in the tire circumferential direction. Is arranged at approximately 90 °.
  • the carcass cord can be a slip of steel cord or organic fiber cord! /.
  • a plurality of belt layers 3 made of steel cords are provided on the outer circumferential side of the carcass layer 2, and the steel cords are disposed outside the belt layer 3 at an angle of 0 ° to 10 ° with respect to the tire circumferential direction.
  • a circumferential reinforcing layer 4 is provided so as to be arranged in a row.
  • two belt layers 3a and 3b having a wide width are used as a main belt layer 3m, and an auxiliary belt layer 3c narrower than the main belt layer 3m is provided as an auxiliary.
  • the steel cords constituting the belt layers 3a and 3b have inclination angles ⁇ and ⁇ ′ with respect to the tire circumferential direction, respectively, and are inclined opposite to each other.
  • the steel cord is set to an inclination angle larger than the inclination angles ⁇ and ⁇ ′ of the main belt layer 3m.
  • the ratio WoZWm of the circumferential reinforcing layer 4 to the maximum width Wm of the main belt layer 3m is 0.5 to WoZWm. 0.9.
  • the steel cord reinforcement cord elastic modulus Ee at the edge portion has a ratio EeZEc to the steel cord reinforcement cord elastic modulus Ec of the center portion equal to or greater than (0.85-0.5WoZWm). It is set to be 8 or less.
  • the reinforcing cord elastic modulus is preferably set so that the center portion force gradually decreases toward the edge portion.
  • a pneumatic radial tire in which the width ratio WoZWm of the circumferential reinforcing layer and the ratio EeZEc of the reinforcement cord is set as described above is applied to the rim specified in JATMA and filled with air pressure lOOkPa.
  • the ratio RcZRs of the outer circumference length change rate Rc at the equator of the tread part and the outer circumference length change rate Rs at the shoulder part when the specified air pressure corresponding to the maximum load capacity is filled is 0 It can be set to be in the range of 7 to 1.3.
  • the circumferential reinforcing layer having the above-described structure has a function of reinforcing the main belt layer as a tension member, and also has an action of reducing the compressive strain at the edge portion. Even in the case of a low-flat pneumatic radial tire, the fatigue rupture resistance of the circumferential reinforcing layer can be improved. In addition to preventing peeling at the end of the main belt layer, it also prevents delamination between the main belt layer and the circumferential auxiliary layer, while being wide and having a low flatness ratio. High tire durability Can do.
  • the tire size is 495Z45R22.5, the tire structure is shown in Fig. 1, and the cord structure of the steel cord used for the circumferential reinforcing layer is 3 X (1 X 0. 34 + 6 X 0. 30) HE, and the cord cross section is 1.
  • the common condition is that 54mm 2 and the cord driving density is 21 Z50mm, and the reinforcing cord elastic modulus Ec of the steel cord at the center of the circumferential reinforcing layer and the reinforcing cord elastic modulus Ee of the steel cord at the edge ,
  • the ratio WoCWm of the width W of the circumferential reinforcing layer to the largest Wm of the main belt layer WoZWm, and the ratio of the outer circumference length Rc and Rs of the equator and shoulder of the tread RcZRs are different as shown in Table 1. Seven types of heavy-duty pneumatic radial tires were manufactured (conventional example, examples 1 to 3, and comparative examples 1 to 3).
  • Examples 1 to 3 mainly had only the cords removed from the side portion. However, in the conventional example and the comparative example 2, both the peeling of the end portion of the main belt layer and the breaking of the circumferential reinforcing layer occurred. In Comparative Examples 1 and 3, peeling of the end portion of the main belt layer occurred.
  • the tire size, tire structure, steel cord structure of the circumferential reinforcing layer, etc. are made the same conditions as in Example 1 above, and the reinforcing cord elastic modulus Ec of the steel cord at the center portion of the circumferential reinforcing layer and the steel at the edge portion
  • Table 2 shows the cord elastic modulus Ee, the circumferential reinforcing layer width Wo, the ratio WoZWm to the main belt layer maximum width Wm, and the tread equator-to-shoulder perimeter length change rate Rc, Rs ratio RcZRs.
  • Six different heavy-duty pneumatic radial tires were produced as described (Comparative Examples 4-9). These tires of Comparative Examples 4 to 9 are tires in which the upper limit or the lower limit of the condition of the width ratio WoZWm is deviated.
  • the tire size, the tire structure, the steel cord structure of the circumferential reinforcing layer, the reinforcing cord elastic modulus Ec of the center portion and the reinforcing cord elastic modulus Ee of the edge portion of the circumferential reinforcing layer are set to the same conditions as in Example 1 described above.
  • the ratio WoZWm of the width Wo of the circumferential reinforcement layer to the maximum width Wm of the main belt layer WoZWm, and the ratio Rc Rs of the outer circumference length of the equator and shoulder of the tread RcZRs were varied as shown in Table 3. Five types of heavy-duty pneumatic radial tires were manufactured (Example 4 8)
  • Example 9 13 The tire size, the tire structure, the steel cord structure of the circumferential reinforcing layer, the reinforcing cord elastic modulus Ec of the center portion and the reinforcing cord elastic modulus Ee of the edge portion of the circumferential reinforcing layer are set to the same conditions as in Example 1 described above.
  • the ratio WoCWm of the width Wo of the circumferential reinforcing layer to the maximum width Wm of the main belt layer WoZWm, and the ratio of change in the outer circumference length of the equator and shoulder of the tread Rc, Rs RcZRs as shown in Table 4
  • Three types of heavy-duty pneumatic radial tires were manufactured (Examples 9 to 11).
  • the tire size and the tire structure are the same as in Example 1, and the ratio WoZWm of the circumferential reinforcing layer width Wo to the main belt layer maximum width Wm is the same as that in Example 9: L 1
  • the cord structure of the steel cord of the reinforcement layer is 3 + 9 X 0.35 (cord cross section: 1.

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Abstract

　スチールコードを層間で互いに交差するように配置した２枚のベルト層からなる主ベルト層と、スチールコードを略タイヤ周方向に配置した少なくとも１枚の周方向補強層とをトレッド部に設けた空気入りラジアルタイヤにである。周方向補強層の幅Ｗｏが前記主ベルト層の最大幅Ｗｍに対して比Ｗｏ／Ｗｍが０．５～０．９であり、かつ該周方向補強層のエッジ部におけるスチールコードの補強コード弾性率Ｅｅがセンター部におけるスチールコードの補強コード弾性率Ｅｃに対して比Ｅｅ／Ｅｃが（０．８５－０．５Ｗｏ／Ｗｍ）以上、０．８以下の範囲に設定されている。

Description

明 細 書
空気入りラジアルタイヤ
技術分野
[0001] 本発明は空気入りラジアルタイヤに関し、更に詳しくは、トレッドにスチールコードか らなる主ベルト層と共にスチールコードからなる周方向補強層を配置したタイヤにお いて、その周方向補強層による主ベルト層に対する補強効果を確保しながら、周方 向補強層の耐疲労性を向上するようにした空気入りラジアルタイヤに関する。
背景技術
[0002] 近年、トラック 'バス用空気入りラジアルタイヤにおいて、軽量ィ匕ゃ省資源化などを 目的として、複輪を単輪ィ匕することが検討されている。複輪を単輪ィ匕したタイヤは、外 径を変更することなくトレッド幅だけが広くなつているため偏平率が小さくなり、いわゆ る低偏平空気入りラジアルタイヤになっている。また、複輪の能力を単輪でまかなうた め、充填空気圧も高くするように設定されている。
[0003] 上記のようにトレッド幅が幅広で低偏平率になった重荷重用の空気入りラジアルタ ィャは、走行時においてトレッド部のベルト層に対する負荷が著しく増大するため、ベ ルト層の耐久性が低下するという問題がある。従来、このように耐久性が低下するべ ルト層を補強する対策として、ベルト層の上にスチールコードを略タイヤ周方向に平 行に巻き付けるようにて形成した周方向補強層を追加し、トレッド部に周方向剛性を 付加するようにしたものが多数提案されている（特許文献 1、 2等)。
[0004] しかし、スチールコードは弾性率が大きくて圧縮に対して弱いため、スチールコード が上述した周方向補強層のようにタイヤ周方向に配列した構成になっていると、タイ ャ転動時の繰り返し変形により疲労破断しやすくなる。特に、周方向補強層のエッジ 部におけるスチールコードが疲労破断を起こし、タイヤの耐久性を低下させるという 問題があった。
[0005] 本発明者は、上記のように周方向補強層のエッジ部に故障が発生しやすい原因に ついて種々検討を重ねた結果、次のような理由によることを突き止めた。すなわち、 周方向補強層は、タイヤの転動時に繰り返し引張り歪みを受けるだけでなぐコーナ リング時にぉ 、てベルト層が面内曲げ変形を発生するとき、両エッジ部の一方が引張 り歪みを受けるのに対して、他方のエッジ部は逆に圧縮歪みを受けるため、このよう な現象が重なることによって、周方向補強層のエッジ部に故障を発生しやすくなるこ とが判明し、本発明を得るに至った。
特許文献 1 :日本特表 2001— 522748号公報
特許文献 2 :日本特表 2000— 504655号公報
発明の開示
[0006] 本発明の目的は、トレッドにスチールコードからなる主ベルト層と共にスチールコー ドからなる周方向補強層を配置したタイヤにおいて、その周方向補強層による主べ ルト層に対する補強効果を確保しながら、周方向補強層の耐疲労性を向上するよう にした空気入りラジアルタイヤを提供することにある。
[0007] 本発明の他の目的は、トレッドにスチールコードからなる主ベルト層と共にスチール コード力 なる周方向補強層を配置したタイヤにおいて、その主ベルト層のエッジ部 の剥離故障や、主ベルト層と周方向補強層との間の剥離故障を防止するようにした 空気入りラジアルタイヤを提供することにある。
[0008] 上記目的を達成する本発明の空気入りラジアルタイヤは、スチールコードを層間で 互 ヽに交差するように配置した 2枚のベルト層からなる主ベルト層と、スチールコード を略タイヤ周方向に配置した少なくとも 1枚の周方向補強層とをトレッド部に設けた空 気入りラジアルタイヤにおいて、前記周方向補強層の幅 Woが前記主ベルト層の最 大幅 Wmに対する比 WoZWmを 0. 5〜0. 9にし、該周方向補強層のエッジ部にお けるスチールコードの補強コード弾性率 Eeがセンター部におけるスチールコードの 補強コード弾性率 Ecに対する比 EeZEcを（0. 85 -0. 5WoZWm)以上、 0. 8以 下にしたことを特徴とするものである。
[0009] さらに好ましくは、本発明の空気入りラジアルタイヤは、上記構成において、 日本自 動車タづャ協会 (The Japan Automobile Tire Manufacturers Association (以下、単 に "JATMA"という。）が規定する適用リムに装着して空気圧 lOOkPaを充填した時 と最大負荷能力に対応する規定空気圧を充填した時との間で変化するトレッド部外 周長の赤道での外周長変化率 Rcと、ショルダー部での外周長変化率 Rsとの比 RcZ Rsが 0. 7〜1. 3の範囲を満足するようにするとよい。
[0010] 本発明によれば、スチールコードを略タイヤ周方向に配列した周方向補強層につ いて、その幅 Woを主ベルト層の最大幅 Wmに対して一定の大きさの関係に制限す ると共に、エッジ部におけるスチールコードの補強コード弾性率 Eeを、センター部に おけるスチールコードの補強コード弾性率 Ecよりも一定の割合で低く設定したので、 周方向補強層をテンションメンバーとして主ベルト層に対して補強機能を損なわな ヽ 確保しながらエッジ部における圧縮歪みを緩和し、周方向補強層の耐疲労破断性を 向上することができる。
図面の簡単な説明
[0011] [図 1]本発明の実施形態力 なる重荷重用空気入りラジアルタイヤのトレッド部だけを 示す子午線断面図である。
[図 2]図 1のタイヤにおけるベルト層、周方向補強層などの補強層を示した展開図で ある。
発明を実施するための最良の形態
[0012] 本発明において、空気入りラジアルタイヤは、スチールコードをタイヤ周方向に対し て斜めにすると共に、層間で互いに交差するように配置した 2枚のベルト層力もなる 主ベルト層と、さらにスチールコードを略タイヤ周方向に配列するように巻き付けた周 方向補強層とをトレッド部に配置した構成力もなる。特に、複輪を単輪ィ匕したような幅 広トレッド部を有し、 JATMAに規定する最大負荷能力に対応する規定空気圧を充 填したときのタイヤ最大幅が 350mm以上で、偏平率が 60%以下であるような重荷重 用空気入りラジアルタイヤに好ましく適用される。
[0013] 主ベルト層とは、トレッド部の幅方向全体を補強するに十分な幅を有する 2枚が一 対をなすベルト層力 なり、かつ一方のベルト層のスチールコードの配列方向と他方 のベルト層のスチールコードの配列方向と力 S、層間においてタイヤ周方向に対して互
Vヽに反対方向に傾斜した関係になって!/、るものを!、う。 2枚のベルト層のスチールコ ードが、それぞれタイヤ周方向に対してなす傾斜角度 0 , 0 'としては、タイヤ赤道位 置において 15〜40度の範囲であることが好ましい。 2枚のベルト層におけるコード角 度 0 , 0 'は、互いに同じ角度であってもよぐ異なる角度であってもよい。また、この 主ベルト層に対して、主ベルト層よりも狭 、幅を有する他のスチールコード力 なる補 助ベルト層を追加配置することは何ら差し支えな!/、。
[0014] 周方向補強層は、複数本のスチールコードを略タイヤ周方向に配列するように巻き 付けた構成力 なるものをいう。周方向補強層の形成方法としては、 1乃至 5本のスチ 一ノレコードを引き揃えて未加硫ゴムでゴム弓 Iきしたテープ材を略タイヤ周方向に螺旋 状に卷回するように形成することが好ましい。しかし、複数本のスチールコードを周方 向補強層と一定幅に引き揃えて未加硫ゴムでゴム引きした帯状の材料を略タイヤ周 方向にタイヤ 1周にわたり巻き付けて、両端部同士をスプライスするように形成するも のであってもよい。ここで略タイヤ周方向とは、タイヤ周方向に対する傾斜角度が 0〜 10度の範囲であることを意味する。
[0015] 周方向補強層は、トレッド部において 2枚が一対をなすベルト層から構成された主 ベルト層に対して併設するように配置される。併設する位置は、最も好ましくは主ベル ト層の最外周に巻き付けるのがよいが、その他に主ベルト層の 2枚の層間に配置して もよぐ或いは主ベルト層の最内周に配置するようにしてもよい。また、周方向補強層 の配置箇所は 1箇所だけに限定されるものではなぐ上述した 3箇所の中から 2箇所 以上に配置してもよい。
[0016] 周方向補強層は、そのタイヤ幅方向の幅 Wo (展開幅）が主ベルト層の最大幅 Wm
(展開幅）に対して一定の比率関係になるように設けられる。その比率関係としては、 主ベルト層の最大幅 Wmに対する比 WoZWmが 0. 5〜0. 9になるようにする必要 がある。
[0017] また周方向補強層は、タイヤ幅方向においてスチールコードの補強コード弾性率 が異なるように設定される。すなわち、エッジ部における補強コード弾性率 Eeをセン ター部における補強コード弾性率 Ecよりも一定の比率関係で低くし、センター部の補 強コード弾性率 Ecに対する比 EeZEcが（0. 85-0. 5WoZWm)以上、 0. 8以下 であるようにする必要がある。また、このように周方向補強層のタイヤ幅方向にスチー ルコードの補強コード弾性率を異ならせる場合、センター部力 エッジ部にかけて補 強コード弾性率を漸減するようにすることが好まし 、。
[0018] 周方向補強層のセンター部におけるスチールコードの補強コード弾性率 Ecとして は、 20〜125GPaの範囲にすることが好ましい。また、スチールコードのコード構造 は、下撚りと上撚りの撚り方向を同じ方向に撚り合わせるようにしたした m X n構造が 好ましい。
[0019] 本発明の空気入りラジアルタイヤでは、上記のように周方向補強層の幅と、エッジ 部におけるスチールコードの補強コード弾性率 Eeとを上記のように設定したことによ り、周方向補強層を主ベルト層に対してテンションメンバーとして補強作用を発揮さ せ、かつエッジ部における圧縮歪みを緩和させるため、周方向補強層の耐疲労破断 性を向上することができる。
[0020] 周方向補強層の幅 Woが主ベルト層の最大幅 Wmの 0. 5倍未満であると、主ベルト 層に対する補強作用が低減するため、高速走行時において主ベルト層端部が遠心 力によりせり上がる現象を抑制することが難しくなる。また、周方向補強層の幅 Woを 主ベルト層の最大幅 Wmの 0. 9倍よりも大きくすると、コーナリング時に発生するベル ト層の面内曲げにより、周方向補強層のエッジ部のスチールコードが圧縮方向の座 屈を発生しやすくなる。
[0021] また、周方向補強層のエッジ部におけるスチールコードの補強コード弾性率 Eeを（ 0. 85-0. 5WoZWm)よりも小さくすると、主ベルト層の端部に対するせり上がり抑 制効果が小さくなり、主ベルト層に対する補強作用が不十分になる。また、 0. 8よりも 大きくすると、コーナリング時の面内曲げによりスチールコードが圧縮方向の座屈を 発生しやすくなる。
[0022] 上記のように周方向補強層のスチールコードの補強コード弾性率をタイヤ幅方向で 異ならせる方法としては、センター部とエッジ部とに弾性率の異なるスチールコードを 配置するようにすればよい。また、全幅に同じスチールコードを使用する場合には、 その巻き付け張力をセンター部では大きくし、エッジ部で小さくするように調整しれば よい。或いは、全幅に同じスチールコードを使用する場合には、加硫時のリフト率 (膨 径率)をセンター部では大きくし、エッジ部で小さくするように調整すればよ!、。
[0023] なお、本発明において補強コード弾性率とは、以下に説明するように測定された特 性値をいう。
[0024] 空気入りラジアルタイヤを解体し、周方向補強層から採り出したゴム被覆状態のス チールコードについて、 JIS G3510の規定に従って試長 250mm、引張り速度 5m mZminの条件で引張り試験を行い、下記の式（1)により計算された補強コード弾性 率をいう。
E = 0. 2 X (L L ) /S · · · (1)
1.0 0.5 SC
但し、 E :補強コード弾性率 (GPa)
L : 0. 5%伸長時の張力（N)
0.5
L : 1. 0%伸長時の張力（N)
1.0
S ：スチールコードの横断面積 (素線ワイヤ横断面積の総和）（mm2 )
SC
[0025] また、エッジ部のスチールコードの補強コード弾性率 Eeとは、周方向補強層のエツ ジ部においてエッジ端力 周方向補強層の幅の 5%内に含まれるスチールコードの 各々について測定した補強コード弾性率の平均値をいい、またセンター部のスチー ルコードの補強コード弾性率 Ecとは、赤道を中心にした周方向補強層の幅の 5%内 に含まれるスチールコードの各々につ 、て測定した補強コード弾性率の平均値を ヽ
[0026] 本発明の空気入りラジアルタイヤは、上記のように周方向補強層を構成することに より、 JATMAに規定の適用リムに装着して空気圧 lOOkPaを充填した時と、最大負 荷能力に対応する規定空気圧を充填した時との間にお ヽて変化するトレッド部外周 長の赤道での外周長変化率 Rcと、ショルダー部での外周長変化率 Rsとの比 RcZR sを 0. 7〜1. 3の範囲になるように設定することができる。上記範囲が上述した周方 向補強層の構成だけでは設定できないときは、ベルト層端部にカーカス層の間に挿 入される楔形断面ゴム層の形状、サイドトレッドの断面形状の形状、カーカス層の配 置形状などを調整することにより設定可能にすることができる。
[0027] トレッド部の赤道における外周長変化率 Rcとショルダー部における外周長変化率 R sとの比 RcZRsが 0. 7よりも小さいと、ショルダー部の変形が大きくなり、主ベルト層 端部の剥離や周方向補助層のエッジ部におけるスチールコードの疲労破断を発生 しゃすくなる。また、外周長変化率の比 RcZRsが 1. 3よりも大きいと、センター部の 変形が大きくなり、主ベルト層と周方向補助層との間で層間剥離が生じやすくなる。
[0028] 重荷重用の空気入りラジアルタイヤにおいて、空気圧 lOOkPaを充填した時のトレ ッド部の外形は成形金型のトレッド成形面の外形に相当する。したがって、トレッド部 の赤道における外周長の変化率 Rcとショルダー部における外周長の変化率 Rsとの 比 RcZRsが上記範囲であることは、タイヤに許容された最大の規定空気圧を充填し た時のトレッド部の外形が、成形金型のトレッド成形面の外形に対して赤道から両ショ ルダ一部までのトレッド幅全体が略均等な割合で変化することを意味する。そのため 、タイヤ耐久性を大幅に向上することができる。特に、タイヤ最大幅が 350mm以上で 、偏平率が 60%以下である広幅で低偏平の空気入りラジアルタイヤに対しても、顕 著な効果を得ることができる。
[0029] ここで、赤道での外周長変化率 Rcが測定される「赤道」とは、トレッド部のタイヤ幅 方向を 2等分割した中央位置をいう。また、ショルダー部での外周長変化率 Rsが測 定される「ショルダー部」とは、赤道力もタイヤ総幅の 35%離れた位置をいう。ただし、 「赤道」及び「ショルダー部」に、それぞれタイヤ周方向主溝が存在する場合は、「赤 道」の位置は、そのタイヤ周方向主溝に直近の陸部上の位置にし、「ショルダー部」 の位置は、そのタイヤ周方向主溝から幅方向外側にずれた直近の陸部上の位置に するものとする。
[0030] また、外周長変化率 Rc及び Rsは、下記の式（2)及び（3)により算出される。
Rc = (Cc， -Cc) /Cc · · · (2)
Rs = (Cs， -Cs) /Cs · · · (3)
但し、 Cc：空気圧 200kPaを充填時の赤道位置の外周長
Cc ：最大負荷能力に対応する空気圧を充填時の赤道位置の外周長 Cs：空気圧 200kPaを充填時のショルダー部の外周長
Cs' ：最大負荷能力に対応する空気圧を充填時のショルダー部の外周長 [0031] なお、上記式で使用する外周長 Csと Cs'は、それぞれ左右のショルダー部で測定 した値の平均値を使用するものとする。
[0032] 図 1は、本発明の実施形態力もなる重荷重用空気入りラジアルタイヤについて、トレ ッド部だけを子午線断面にして例示し、また図 2は、図 1のトレッド部に内挿されたべ ルト層や周方向補強層など展開図にしたものである。
[0033] 1はトレッド部、 2はカーカス層であり、カーカス層 2はカーカスコードをタイヤ周方向 に対して略 90° に配列している。カーカスコードは、スチールコード又は有機繊維コ 一ドの 、ずれであってもよ!/、。
[0034] カーカス層 2の外周側に、スチールコードからなる複数枚のベルト層 3が設けられ、 さらにベルト層 3の外側に、スチールコードを略タイヤ周方向に対して 0° 〜10° の 角度で配列するように巻き付けた周方向補強層 4が設けられている。ベルト層 3は、 広幅の 2枚のベルト層 3a, 3bを主ベルト層 3mとし、さらに補助として主ベルト層 3mよ り幅狭の補助ベルト層 3cを設けている。ベルト層 3a, 3bを構成するスチールコードは 、それぞれタイヤ周方向に対して傾斜角度 θ , Θ 'をなし、かつ互いに反対側に傾斜 している。また、補助ベルト層 3cはスチールコードが主ベルト層 3mの傾斜角度 θ , Θ 'よりも大きな傾斜角度に設定されている。
[0035] 本発明の空気入りラジアルタイヤは、上記のような構成において、周方向補強層 4 の幅 Wo (展開幅）を主ベルト層 3mの最大幅 Wmに対して比 WoZWmが 0. 5〜0. 9であるようにしている。また、周方向補強層 4は、エッジ部におけるスチールコードの 補強コード弾性率 Eeがセンター部におけるスチールコードの補強コード弾性率 Ecに 対する比 EeZEcが（0. 85 -0. 5WoZWm)以上、 0. 8以下になるように設定され ている。この補強コード弾性率は、好ましくはセンター部力もエッジ部にかけて漸減す るように設定されて 、るのがよ 、。
[0036] 周方向補強層の幅比 WoZWmや補強コード弾性率の比 EeZEcが上記のように 設定された空気入りラジアルタイヤは、 JATMAに規定の適用リムに装着して空気圧 lOOkPaを充填した時と、最大負荷能力に対応する規定空気圧を充填した時との間 にお 、て変化するトレッド部の赤道での外周長変化率 Rcと、ショルダー部での外周 長変化率 Rsとの比 RcZRsが 0. 7〜1. 3の範囲になるように設定することができる。
[0037] 本発明の空気入りラジアルタイヤは、上記構成の周方向補強層がテンションメンバ 一として主ベルト層に対する補強作用を発揮すると共に、エッジ部における圧縮歪み を緩和する作用を有するので、広幅で低偏平の空気入りラジアルタイヤであっても周 方向補強層の耐疲労破断性を向上することができる。また、主ベルト層の端部に剥 離を発生しないようにするのみなず、主ベルト層と周方向補助層との間の層間剥離も 発生せないようにし、幅広で低偏平率でありながら、高いタイヤ耐久性を具備すること ができる。
[0038] 実施例 1〜3、従来例、比較例 1〜3
タイヤサイズが 495Z45R22. 5、タイヤ構造が図 1で、周方向補強層に使用する スチールコードのコード構造が 3 X (1 X 0. 34 + 6 X 0. 30) HE,コード断面積が 1. 54mm2、コード打込み密度が 21本 Z50mmであることを共通の条件とし、周方向補 強層のセンター部におけるスチールコードの補強コード弾性率 Ec及びエッジ部にお けるスチールコードの補強コード弾性率 Ee、周方向補強層の幅 Woの主ベルト層最 大幅 Wmに対する比 WoZWm、並びにトレッド部の赤道とショルダー部との外周長 変化率 Rc、 Rsの比 RcZRsを、それぞれ表 1に記載のように異ならせた 7種類の重荷 重用空気入りラジアルタイヤを製作した (従来例、実施例 1〜3、比較例 1〜3)。
[0039] これら 7種類の重荷重用空気入りラジアルタイヤについて、下記の測定法による耐 久性を測定したところ、表 1に示す結果を得た。
[0040] (耐久性試験）
被試験タイヤを内圧 900kPaにてリムサイズ 22. 5 X 17. 00のリムに糸且み付けた後 、ドラム表面が平滑な鋼製で、かつ直径が 1707mmであるドラム試験機を使用し、周 辺温度を 38± 3°Cに制御し、走行速度 60kmZhr、荷重を J ATM A最大荷重の 88 %条件下で 60分間予備走行させる。予備走行を完走後、引き続き同じ速度で、振り 幅 ±4度のスリップ角を 0. 05Hzのサイン波で与えながら本走行を開始する。荷重条 件〖お ATMA最大荷重の 120%として、タイヤが破壊するまで試験を行った。
[0041] 評価は、破壊までの総走行距離を、従来例タイヤを 100とする指数で表示した。指 数が大き 、ほど、耐久性に優れて 、ることを意味する。
[0042] 破壊形態としては、実施例 1〜3は主としてサイド部のコード抜けだけであつたが、 従来例と比較例 2では主ベルト層端部の剥離と周方向補強層の破断の両方が発生 し、また比較例 1、 3では主ベルト層端部の剥離が発生していた。
[0043] [表 1] 表 l
Figure imgf000012_0001
[0044] 比較例 4〜9
タイヤサイズ、タイヤ構造、周方向補強層のスチールコード構造などを前述した実 施例 1と同じ条件にし、かつ周方向補強層のセンター部におけるスチールコードの補 強コード弾性率 Ec及びエッジ部におけるスチールコードの補強コード弾性率 Ee、周 方向補強層の幅 Woの主ベルト層最大幅 Wmに対する比 WoZWm、並びにトレッド 部の赤道とショルダー部との外周長変化率 Rc、 Rsの比 RcZRsを表 2に記載のように 異ならせた 6種類の重荷重用空気入りラジアルタイヤを製作した (比較例 4〜9)。こ れら比較例 4〜9のタイヤは、幅比 WoZWmの条件の上限又は下限が外れたタイヤ である。
[0045] これら 6種類の重荷重用空気入りラジアルタイヤについて、上記実施例と同じ耐久 性を測定したところ、表 2に示す結果を得た。
[0046] 破壊形態は、周方向補強層の幅が本発明の規定より狭い比較例 4〜6は主ベルト 層端部の剥離を発生し、また周方向補強層の幅が本発明の規定より広い比較例 4〜
6は周方向補強層の破断を発生して 、た。
[0047] [表 2] * 2
Figure imgf000013_0001
[0048] 実施例 4 8
タイヤサイズ、タイヤ構造、周方向補強層のスチールコード構造、周方向補強層に おけるセンター部の補強コード弾性率 Ec及びエッジ部の補強コード弾性率 Eeなどを 前述した実施例 1と同じ条件にし、かつ周方向補強層の幅 Woの主ベルト層最大幅 Wmに対する比 WoZWm、並びにトレッド部の赤道とショルダー部との外周長変化 率 Rc Rsの比 RcZRsを、表 3に記載のように異ならせた 5種類の重荷重用空気入り ラジアルタイヤを製作した（実施例 4 8)
[0049] 上記 5種類の重荷重用空気入りラジアルタイヤについて、上記実施例と同じ耐久性 を測定したところ、表 3に示す結果を得た。
[0050] 表 3の結果から、トレッド部の赤道とショルダー部との外周長変化率比 RcZRsが低 すぎたり、高すぎると、タイヤ耐久性が相対的に低下することがわかる。
[0051] [表 3]
¾ 3
Figure imgf000013_0002
[0052] 実施例 9 13 タイヤサイズ、タイヤ構造、周方向補強層のスチールコード構造、周方向補強層に おけるセンター部の補強コード弾性率 Ec及びエッジ部の補強コード弾性率 Eeなどを 前述した実施例 1と同じ条件にし、かつ周方向補強層の幅 Woの主ベルト層最大幅 Wmに対する比 WoZWm、並びにトレッド部の赤道とショルダー部との外周長変化 率 Rc、 Rsの比 RcZRsを、表 4に記載のように異ならせた 3種類の重荷重用空気入り ラジアルタイヤを製作した（実施例 9〜 11)。
[0053] また、タイヤサイズ、タイヤ構造は実施例 1と同じにし、周方向補強層の幅 Woの主 ベルト層最大幅 Wmに対する比 WoZWmを実施例 9〜： L 1と同じにした力 周方向 補強層のスチールコードのコード構造を 3 + 9 X 0. 35 (コード断面： 1. 154mm2 )で スパイラル状の癖づけを施し、センター部の補強コード弾性率 Ec及びエッジ部の補 強コード弾性率 Ee、並びにトレッド部の赤道とショルダー部との外周長変化率 Rc、 R sの比 RcZRsを表 4に記載のように異ならせた重荷重用空気入りラジアルタイヤ（実 施例 12)と、同じく周方向補強層のスチールコードのコード構造を I X 6 X 0. 40 (コ ード断面： 0. 754mm2 )にし、センター部の補強コード弾性率 Ec及びエッジ部の補 強コード弾性率 Ee、並びにトレッド部の赤道とショルダー部との外周長変化率 Rc、 R sの比 RcZRsを表 4に記載のように異ならせた重荷重用空気入りラジアルタイヤ（実 施例 13)とを製作した。
[0054] 上記 5種類の重荷重用空気入りラジアルタイヤについて、上記実施例と同じ耐久性 を測定したところ、表 4に示す結果を得た。
[0055] 表 4の結果から、周方向補強層のスチールコードとして、補強コート弾性率が低す ぎると、主ベルト層端部の剥離が発生し、また補強コート弾性率が高すぎると、主べ ルト層端部の剥離と周方向補強層の破断の両方が発生する。
[0056] [表 4] ¾ 4
Figure imgf000015_0001

Claims

請求の範囲
[1] スチールコードを層間で互いに交差するように配置した 2枚のベルト層力 なる主 ベルト層と、スチールコードを略タイヤ周方向に配置した少なくとも 1枚の周方向補強 層とをトレッド部に設けた空気入りラジアルタイヤにおいて、 前記周方向補強層の幅 Woが前記主ベルト層の最大幅 Wmに対する比 WoZWmを 0. 5〜0. 9にし、該周 方向補強層のエッジ部におけるスチールコードの補強コード弾性率 Eeがセンター部 におけるスチールコードの補強コード弾性率 Ecに対する比 EeZEcを（0. 85-0. 5 WoZWm)以上、 0. 8以下にした空気入りラジアルタイヤ。
[2] JATMAに規定の適用リムに装着して空気圧 lOOkPaを充填した時と最大負荷能 力に対応する規定空気圧を充填した時との間で変化するトレッド部外周長の赤道で の外周長変化率 Rcと、ショルダー部での外周長変化率 Rsとの比 RcZRsが 0. 7〜1 . 3の範囲を満足する請求項 1に記載の空気入りラジアルタイヤ。
[3] JATMAに規定の最大負荷能力に対応する規定空気圧を充填したときのタイヤ最 大幅が 350mm以上であって、偏平率が 60%以下である請求項 1又は 2に記載の空 気入りラジアルタイヤ。
[4] 前記主ベルト層のスチールコードがタイヤ周方向に対してなす傾斜角度を 15〜40 度にした請求項 1〜3のいずれかに記載の空気入りラジアルタイヤ。
[5] 前記主ベルト層に隣接して、該主ベルト層の幅より狭！、幅を有するスチールコード 力 なる補助ベルト層を配置した請求項 1〜4のいずれかに記載の空気入りラジアル タイヤ。
[6] 前記周方向補強層を前記主ベルト層の最外周、層間又は最内周の少なくとも 1箇 所に配置した請求項 1〜5のいずれかに記載の空気入りラジアルタイヤ。
[7] 前記周方向補強層を 1乃至 5本のスチールコードを引き揃えて未加硫ゴムで被覆し たテープ材を略タイヤ周方向に螺旋状に巻き付けて形成した請求項 1〜6の 、ずれ かに記載の空気入りラジアルタイヤ。
[8] 前記周方向補強層のセンター部におけるスチールコードの補強コード弾性率 Ecが
20〜125GPaである請求項 1〜7のいずれかに記載の空気入りラジアルタイヤ。
[9] 重荷重用タイヤである請求項 1〜8のいずれかに記載の空気入りラジアルタイヤ。
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