JP7069728B2

JP7069728B2 - 空気入りタイヤ

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Publication number: JP7069728B2
Application number: JP2018002443A
Authority: JP
Inventors: 好司西尾
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 2018-01-11
Filing date: 2018-01-11
Publication date: 2022-05-18
Anticipated expiration: 2038-01-11
Also published as: JP2019119413A

Description

本発明は、カーカス層の外周側にベルト層を備えた空気入りタイヤに関し、更に詳しくは、ベルト層の補強線材として無撚り状態の単線スチールワイヤを用いることで、外径成長を抑制してベルト層の耐久性を改善し、かつ単線スチールワイヤの使用に起因するエッジセパレーションやワイヤ折れの発生を回避することを可能にした空気入りタイヤに関する。

トラックやバス等に使用される重荷重用の空気入りタイヤにおいて、トレッド部が寿命まで摩耗してもリトレッドすることで同じタイヤを２回以上にわたり再生使用することができる（例えば、特許文献１参照）。このようなリトレッドされた台タイヤでは、ベルト層の耐久性を改善することが要求されている。ベルト層の耐久性を改善するには、外径成長を抑制することが必要であり、その一つの手段としてベルト層の初期伸びを低減することが有効である。

ベルト層の初期伸びを低減する手法として、ベルト層の補強線材として無撚り状態の単線スチールワイヤを用いることが考えられる（例えば、特許文献２～４参照）。無撚り状態の単線スチールワイヤは撚り構造に起因する伸びを生じないため、外径成長の抑制に有効である。しかしながら、ベルト層の補強線材として総強力を確保するために単線スチールワイヤの直径を大きくすると、ベルト層の面外曲げ変形に起因して単線スチールワイヤに折損を生じ易いという欠点がある。一方、単線スチールワイヤの直径を小さくし、より多くの単線スチールワイヤをベルト層の面方向に沿って配列すると、ワイヤ同士の間隔が小さくなるためベルト層にエッジセパレーションが発生し易くなるという欠点がある。

特開平６－１８３２２４号公報特開２００４－１６１１９９号公報特開２０１０－１１１３５４号公報特許第４４２４８２２号公報

本発明の目的は、ベルト層の補強線材として無撚り状態の単線スチールワイヤを用いることで、外径成長を抑制してベルト層の耐久性を改善し、かつ単線スチールワイヤの使用に起因するエッジセパレーションやワイヤ折れの発生を回避することを可能にした空気入りタイヤを提供することにある。

上記目的を達成するための本発明の空気入りタイヤは、タイヤ周方向に延在して環状をなすトレッド部と、該トレッド部の両側に配置された一対のサイドウォール部と、これらサイドウォール部のタイヤ外径方向内側に配置された一対のビード部とを備え、該一対のビード部間にカーカス層が装架され、該カーカス層が各ビード部のビードコアの廻りにタイヤ内側から外側へ巻き上げられた構造を有し、前記トレッド部における前記カーカス層の外周側にタイヤ周方向に対して傾斜する複数本の補強線材を有する複数層のベルト層が配置された空気入りタイヤにおいて、
前記ベルト層は、補強線材が層間で互いに交差するように配置された２層の主ベルト層を含み、
少なくとも１層の主ベルト層の補強線材は、複数本の単線スチールワイヤが無撚り状態で同一方向に引き揃えられてタイヤ径方向に積み重ねられた金属束から構成され、該金属束の周囲に結束用ラッピングワイヤが巻き付けられており、各単線スチールワイヤの厚さｄが０．１５ｍｍ～０．３５ｍｍであり、前記金属束の打ち込み間隔ｗ₁が１．０ｍｍ以上であることを特徴とするものである。

本発明では、少なくとも１層の主ベルト層の補強線材として、複数本の単線スチールワイヤが無撚り状態で同一方向に引き揃えられてタイヤ径方向に積み重ねられた金属束を使用することにより、補強線材の初期伸びが実質的に無くなるので、外径成長を抑止して主ベルト層を含むベルト層の耐久性を改善することができる。また、補強線材としての総強力を金属束の形態で確保することにより、各単線スチールワイヤの厚さｄを小さくすることが可能になるので、ワイヤ折れを抑制することができる。更に、金属束において複数本の単線スチールワイヤをタイヤ径方向に積み重ねることにより、金属束の打ち込み間隔ｗ₁を大きくすることが可能になるので、主ベルト層のエッジセパレーションを抑制することができる。また、金属束の周囲には結束用ラッピングワイヤが巻き付けられているので、金属束の一体性を高めて補強線材として有効に機能させることができる。

本発明において、各主ベルト層の引張剛性ＡＥが１８００ｋＮ／５０ｍｍ以上であることが好ましい。これにより、外径成長を抑制し、主ベルト層を含むベルト層の耐久性を効果的に改善することができる。

金属束における単線スチールワイヤ同士の隙間ｇ₁は０．０５ｍｍ～０．３ｍｍであることが好ましい。これにより、金属束における単線スチールワイヤ同士のフレッティングを防止し、主ベルト層の耐久性を効果的に改善することができる。

結束用ラッピングワイヤの直径ｄ₁は０．１ｍｍ～０．３ｍｍであり、結束用ラッピングワイヤの巻き付けピッチｐ₁は４．０ｍｍ～１６．０ｍｍであることが好ましい。これにより、結束用ラッピングワイヤの付加によるコスト増加を最小限にしながら、単線スチールワイヤ間の面内せん断変形を効果的に抑制し、主ベルト層を含むベルト層の周方向の引張剛性を高めることができる。

金属束においてタイヤ径方向に隣り合う一対の単線スチールワイヤの少なくとも一方にはスペーサー用のラッピング糸又はラッピングワイヤが巻き付けられており、スペーサー用のラッピング糸又はラッピングワイヤの直径ｄ₂が０．１ｍｍ～０．３ｍｍであり、スペーサー用のラッピング糸又はラッピングワイヤの巻き付けピッチｐ₂が４．０ｍｍ～１６．０ｍｍであることが好ましい。これにより、金属束における単線スチールワイヤ同士の隙間ｇ₁が十分に確保されるので、金属束における単線スチールワイヤ同士のフレッティングを防止し、主ベルト層の耐久性を効果的に改善することができる。

また、ベルト層が主ベルト層に対して積層された補助ベルト層を含み、該補助ベルト層の補強線材が隣接する主ベルト層の補強線材と同方向に傾斜し、該補助ベルト層の補強線材のタイヤ周方向に対する傾斜角度が前記主ベルト層の補強線材のタイヤ周方向に対する傾斜角度よりも大きく設定される場合、補助ベルト層の補強線材は、複数本の単線スチールワイヤが無撚り状態で同一方向に引き揃えられてタイヤ径方向に積み重ねられた金属束から構成され、該金属束の周囲に結束用ラッピングワイヤが巻き付けられており、各単線スチールワイヤの厚さｄが０．１５ｍｍ～０．３５ｍｍであり、前記金属束の打ち込み間隔ｗ₁が１．０ｍｍ以上であることが好ましい。

これにより、補助ベルト層の幅方向の剛性を高めることができるので、主ベルト層のせん断変形を抑制し、外径成長を抑制することができる。また、補強線材としての総強力を金属束の形態で確保することにより、各単線スチールワイヤの厚さｄを小さくすることが可能になるので、ワイヤ折れを抑制することができる。更に、金属束において複数本の単線スチールワイヤをタイヤ径方向に積み重ねることにより、金属束の打ち込み間隔ｗ₁を大きくすることが可能になるので、補助ベルト層のエッジセパレーションを抑制することができる。また、金属束の周囲には結束用ラッピングワイヤが巻き付けられているので、金属束の一体性を高めて補強線材として有効に機能させることができる。

本発明の実施形態からなる重荷重用の空気入りタイヤを示す子午線断面図である。本発明の実施形態からなる重荷重用の空気入りタイヤのベルト層を抽出して示す展開図である。複数本の単線スチールワイヤからなる金属束の一例を示す斜視断面図である。複数本の単線スチールワイヤからなる金属束の変形例を示す斜視断面図である。複数本の単線スチールワイヤからなる金属束の他の変形例を示す斜視断面図である。図５の金属束を示す側面図である。

以下、本発明の構成について添付の図面を参照しながら詳細に説明する。図１は本発明の実施形態からなる重荷重用の空気入りタイヤを示し、図２はそのベルト層を抽出して示すものである。

図１に示すように、本実施形態の空気入りタイヤは、タイヤ周方向に延在して環状をなすトレッド部１と、該トレッド部１の両側に配置された一対のサイドウォール部２，２と、これらサイドウォール部２のタイヤ径方向内側に配置された一対のビード部３，３とを備えている。

一対のビード部３，３間にはカーカス層４が装架されている。このカーカス層４は、タイヤ径方向に延びる複数本の補強コードを含み、各ビード部３に配置されたビードコア５の廻りにタイヤ内側から外側へ巻き上げられた構造を有している。ビードコア５の外周上には断面三角形状のゴム組成物からなるビードフィラー６が配置されている。

上記空気入りタイヤにおいて、トレッド部１におけるカーカス層４の外周側には４層のベルト層７が埋設されている。各ベルト層７は、タイヤ周方向に対して傾斜する複数本の補強線材Ｒを備えている。これらベルト層７は、中央２層の主ベルト層７２，７３と、これら主ベルト層７２，７３のタイヤ径方向内側及び外側に配置された２層の補助ベルト層７１，７４とを含んでいる。

図２に示すように、タイヤ径方向内側の主ベルト層７２とタイヤ径方向外側の主ベルト層７３は、補強線材Ｒが層間で互いに交差するように配置されている。また、タイヤ径方向内側に位置する補助ベルト層７１の補強線材Ｒは該補助ベルト層７１に隣接する主ベルト層７２の補強線材Ｒと同方向に傾斜し、タイヤ径方向外側に位置する補助ベルト層７４の補強線材Ｒは該補助ベルト層７４に隣接する主ベルト層７３の補強線材Ｒと同方向に傾斜している。補助ベルト層７１，７４を構成する補強線材Ｒのタイヤ周方向に対する傾斜角度βは主ベルト層７２，７３を構成する補強線材Ｒのタイヤ周方向に対する傾斜角度αよりも大きく設定されている。より具体的には、主ベルト層７２，７３を構成する補強線材Ｒの傾斜角度αは例えば１５°～２５°の範囲に設定され、補助ベルト層７１，７４を構成する補強線材Ｒの傾斜角度βは例えば５０°～９０°の範囲に設定され、両者の差（β－α）は例えば３５°～６５°の範囲に設定される。なお、主ベルト層７２，７３の補強線材Ｒの傾斜角度αと補助ベルト層７１，７４の補強線材Ｒの傾斜角度βは、いずれもタイヤ中心線ＣＬ上で測定される角度である。

上記空気入りタイヤにおいて、主ベルト層７２，７３の少なくとも一方において、補強線材Ｒとして、後述する金属束１０が使用されている。なお、主ベルト層７２，７３の両方に金属束１０が適用されることが望ましいが、金属束１０を適用しない層については通常のスチールコード等を使用することが可能である。

図３及び図４はそれぞれ複数本の単線スチールワイヤからなる金属束を示すものである。図３及び図４において、複数本の金属束１０の各々は、複数本の単線スチールワイヤ１１が無撚り状態で同一方向に引き揃えられてタイヤ径方向Ｔｒに積み重ねられた構造を有している。金属束１０における単線スチールワイヤ１１の積み重ね本数は２本～５本とすることが好ましい。ここで、「無撚り状態」とは、複数本の単線スチールワイヤ１１が実質的に撚り合わされていない状態を意味し、具体的には、２００ｍｍ以下のピッチで撚られていない状態、より好ましくは、１０００ｍｍ以下のピッチで撚られていない状態を意味する。これら金属束１０は主ベルト層７２，７３においてタイヤ幅方向Ｔｗ（主ベルト層７２，７３の面方向）に沿って等間隔で配置されている。各金属束１０の周囲には結束用ラッピングワイヤ１２が巻き付けられており、この結束用ラッピングワイヤ１２により複数本の単線スチールワイヤ１１が一体的に束ねられている。結束用ラッピングワイヤ１２としては、円形断面を有するスチールワイヤが好適である。

各単線スチールワイヤ１１のタイヤ径方向の厚さｄは０．１５ｍｍ～０．３５ｍｍの範囲に設定されている。また、金属束１０の打ち込み間隔ｗ₁は１．０ｍｍ以上に設定されている。金属束１０の打ち込み間隔ｗ₁は、単線スチールワイヤ１１の長手方向に対して垂直に交わる断面において測定される値であり、タイヤ幅方向Ｔｗに測定される金属束１０の最短間隔である。これら単線スチールワイヤ１１の厚さｄ及び金属束１０の打ち込み間隔ｗ₁は結束用ラッピングワイヤ１２の寸法を含まない値である。

単線スチールワイヤ１１の断面形状は特に限定されるものではなく、図３のような円形や図４のような偏平形状を採用することができる。特に、金属束１０の打ち込み間隔ｗ₁として１．０ｍｍ以上確保できるのであれば、長径と短径との比が３．０以上である偏平形状を採用することが好ましい。単線スチールワイヤ１１が偏平形状を有していると、主ベルト層７１，７４のゲージを薄くすることができるため、軽量化及びコストダウンを図ることができる。また、単線スチールワイヤ１１が偏平形状を有していると、ゴム引き工程において金属束１０の崩れを抑制することができる。なお、「偏平」とは単線スチールワイヤ１１の横断面において長径と短径とが存在する形状であるが、その外縁が外側に凸となる曲線又は直線であることが望ましい。例えば、外縁が曲線のみで構成される場合（楕円）や、外縁が直線のみで構成される場合（矩形）や、外縁が直線と曲線で構成される場合（略矩形、トラック型）が挙げられる。偏平形状を有する単線スチールワイヤ１１は長径側がタイヤ幅方向Ｔｗとなるように配置される。

図５及び図６は複数本の単線スチールワイヤからなる金属束の他の変形例を示すものである。図５及び図６では、金属束１０においてタイヤ径方向Ｔｒに隣り合う一対の単線スチールワイヤ１１の少なくとも一方にスペーサー用のラッピング糸又はラッピングワイヤ１３が巻き付けられている。結束用ラッピングワイヤ１２が複数本の単線スチールワイヤ１１を束ねる一方で、スペーサー用のラッピング糸又はラッピングワイヤ１３は１本の単線スチールワイヤ１１の周囲に巻き付けられている。スペーサー用のラッピング糸又はラッピングワイヤ１３としては、ナイロン繊維、ポリエステル繊維、アラミド繊維等の有機繊維や、単線スチールワイヤを使用することができる。ラッピング糸又はラッピングワイヤ１３は隣り合う一対の単線スチールワイヤ１１，１１間のスペーサーとして機能するものである。

上述した空気入りタイヤによれば、主ベルト層７２，７３の少なくとも一方において、補強線材Ｒとして、複数本の単線スチールワイヤ１１が無撚り状態で同一方向に引き揃えられてタイヤ径方向に積み重ねられた金属束１０を使用することにより、補強線材Ｒの初期伸びが実質的に無くなるので、外径成長を抑止して主ベルト層７２，７３を含む補強層７の耐久性を改善することができる。また、補強線材Ｒとしての総強力を金属束１０の形態で確保することにより、各単線スチールワイヤ１１の厚さｄを小さくすることが可能になるので、ワイヤ折れを抑制することができる。更に、金属束１０において複数本の単線スチールワイヤ１１をタイヤ径方向に積み重ねることにより、金属束１０の打ち込み間隔ｗ₁を大きくすることが可能になるので、主ベルト層７２，７３のエッジセパレーションを抑制することができる。

また、金属束１０の周囲には結束用ラッピングワイヤ１２が巻き付けられているので、金属束１０の一体性を高めて補強線材Ｒとして有効に機能させることができる。つまり、金属束１０の一体性を高めることで、主ベルト層７２，７３の周方向の引張剛性を増大させることができる。更に、金属束１０が単線スチールワイヤ１１の長手方向に圧縮された際に、単線スチールワイヤ１１，１１同士が離間するような変形を抑制することができる。また、金属束１０が結束用ラッピングワイヤ１２により一体化されているので、ベルト部材の製造が容易になるという利点もある。

ここで、単線スチールワイヤ１１の厚さｄが０．１５ｍｍ未満であると、ベルト部材の圧延時に単線スチールワイヤ１１に割れが発生し易くなり、逆に０．３５ｍｍよりも大きいと、タイヤ転動時の面外曲げ変形に起因する単線スチールワイヤ１１の疲労破壊が懸念される。特に、単線スチールワイヤ１１の厚さｄは０．１８ｍｍ～０．３０ｍｍであることが好ましい。

金属束１０の打ち込み間隔ｗ₁が１．０ｍｍ未満であると、単線スチールワイヤ１１の相互間隔が狭くなるため主ベルト層７２，７３のエッジ部でのセパレーションが懸念される。特に、金属束１０の打ち込み間隔ｗ₁は１．２ｍｍ以上であることが好ましい。また、打ち込み間隔ｗ₁の上限値は例えば４．０ｍｍとする。

上記空気入りタイヤにおいて、主ベルト層７２，７３の各々の引張剛性ＡＥは１８００ｋＮ／５０ｍｍ以上であると良い。これにより、外径成長を抑制し、主ベルト層７２，７３を含むベルト層７の耐久性を効果的に改善することができる。主ベルト層７２，７３の引張剛性ＡＥは下記式（１）で求められる。下記式（１）において、Ａは金属束１０の断面積［ｍｍ²］であり、Ｅは金属束１０を構成する単線スチールワイヤ１１の弾性率［ＧＰａ］であり、Ｃは主ベルト層７２，７３の各々における金属束１０の打ち込み本数［本／５０ｍｍ］である。
ＡＥ［ｋＮ／５０ｍｍ］＝Ａ［ｍｍ²］×Ｅ［ＧＰａ］×Ｃ［本／５０ｍｍ］（１）

ここで、主ベルト層７２，７３の引張剛性ＡＥが１８００ｋＮ／５０ｍｍ未満であると、外径成長の増加によりコートゴムの劣化速度が増大し、その結果、主ベルト層７２，７３を含むベルト層７の耐久性が低下する。特に、主ベルト層７２，７３の引張剛性ＡＥは２０００ｋＮ／５０ｍｍ以上であることが望ましい。引張剛性ＡＥの上限値は特に限定されるものではないが、金属束１０の打ち込み間隔ｗ₁の制約により実質的に限定される。

上記空気入りタイヤにおいて、金属束１０における単線スチールワイヤ１１，１１同士の隙間ｇ₁は０．０５ｍｍ～０．３ｍｍであると良い。隙間ｇ₁は積み上げられた単線スチールワイヤ１１の相互間隔のうちの最小値である。単線スチールワイヤ１１，１１同士が接触している場合はｇ₁＝０．０ｍｍである。金属束１０における単線スチールワイヤ１１，１１同士の隙間ｇ₁を上記範囲に設定することにより、金属束１０における単線スチールワイヤ１１，１１同士のフレッティングを防止し、主ベルト層７２，７３の耐久性を効果的に改善することができる。

ここで、金属束１０における単線スチールワイヤ１１，１１同士の隙間ｇ₁が０．０５ｍｍ未満であると、フレッティングを防止する効果が得られず、逆に０．３ｍｍよりも大きいと、フレッティング防止に対して過度な厚さとなりコストの増加を招く。特に、金属束１０における単線スチールワイヤ１１，１１同士の隙間ｇ₁は０．０８ｍｍ～０．２５ｍｍであることが望ましい。

上記空気入りタイヤにおいて、結束用ラッピングワイヤ１２の直径ｄ₁は０．１ｍｍ～０．３ｍｍであり、結束用ラッピングワイヤ１２の巻き付けピッチｐ₁は４．０ｍｍ～１６．０ｍｍであると良い(図６参照)。これにより、結束用ラッピングワイヤ１２の付加によるコスト増加を最小限にしながら、単線スチールワイヤ１１，１１間の面内せん断変形を効果的に抑制し、主ベルト層７２，７３を含むベルト層７の周方向の引張剛性を高めることができる。

ここで、結束用ラッピングワイヤ１２の直径ｄ₁が０．１ｍｍ未満であると、単線スチールワイヤ１１，１１間の面内せん断変形を抑制する効果が低下し、逆に０．３ｍｍよりも大きいと、単線スチールワイヤ１１，１１間の面内せん断変形を抑制する効果に対して過度な強度となりコストの増加を招く。特に、結束用ラッピングワイヤ１２の直径ｄ₁は０．１２ｍｍ～０．２５ｍｍであることが望ましい。

また、結束用ラッピングワイヤの巻き付けピッチｐ₁が４．０ｍｍ未満であると、単線スチールワイヤ１１，１１間の面内せん断変形を抑制する効果に対して過度な強度となりコストの増加を招き、逆に１６．０ｍｍよりも大きいと、単線スチールワイヤ１１，１１間の面内せん断変形を抑制する効果が低下する。特に、結束用ラッピングワイヤの巻き付けピッチｐ₁は６．０ｍｍ～１４．０ｍｍであることが望ましい。

金属束１０にスペーサー用のラッピング糸又はラッピングワイヤ１３を付加する場合、スペーサー用のラッピング糸又はラッピングワイヤ１３の直径ｄ₂は０．１ｍｍ～０．３ｍｍであり、スペーサー用のラッピング糸又はラッピングワイヤ１３の巻き付けピッチｐ₂は４．０ｍｍ～１６．０ｍｍであると良い(図６参照)。これにより、金属束１０における単線スチールワイヤ１１，１１同士の隙間ｇ₁が十分に確保されるので、金属束１０における単線スチールワイヤ１１，１１同士のフレッティングを防止し、主ベルト層７２，７３の耐久性を効果的に改善することができる。

ここで、スペーサー用のラッピング糸又はラッピングワイヤ１３の直径ｄ₂が０．１ｍｍ未満であると、単線スチールワイヤ１１，１１同士の隙間ｇ₁が小さ過ぎてゴムが浸透しない部位が発生し、逆に０．３ｍｍよりも大きいと、フレッティング防止に対して過度な厚さとなりコストの増加を招く。特に、スペーサー用のラッピング糸又はラッピングワイヤ１３の直径ｄ₂は０．１２ｍｍ～０．２５ｍｍであることが望ましい。

また、スペーサー用のラッピング糸又はラッピングワイヤ１３の巻き付けピッチｐ₂が４．０ｍｍ未満であると、単線スチールワイヤ１１，１１同士の接触を防ぐ効果が飽和し、単にコストの増加を招くだけであり、逆に１６．０ｍｍよりも大きいと単線スチールワイヤ１１，１１同士が撓みにより接触する恐れがある。特に、スペーサー用のラッピング糸又はラッピングワイヤ１３の巻き付けピッチｐ₂は６．０ｍｍ～１４．０ｍｍであることが望ましい。

上記空気入りタイヤにおいて、ベルト層７が主ベルト層７２，７３の内周側及び外周側に配置された補助ベルト層７１，７４を含み、補助ベルト層７１，７４の補強線材Ｒが隣接する主ベルト層７２，７３の補強線材Ｒと同方向に傾斜し、補助ベルト層７１，７４の補強線材Ｒのタイヤ周方向に対する傾斜角度βが主ベルト層７２，７３の補強線材Ｒのタイヤ周方向に対する傾斜角度αよりも大きく設定される場合、補助ベルト層７１，７４の補強線材Ｒとして、上述した複数本の単線スチールワイヤ１１からなる金属束１０(図３～図６)が使用されることが望ましい。補助ベルト層７１，７４に使用される金属束１０は主ベルト層７２，７３に使用されるものと同様の構成とすることができる。なお、補助ベルト層７１，７４の両方に金属束１０が適用されることが望ましいが、金属束１０を適用しない層については通常のスチールコード等を使用することが可能である。

上述した空気入りタイヤによれば、補助ベルト層７１，７４の補強線材Ｒとして、複数本の単線スチールワイヤ１１が無撚り状態で同一方向に引き揃えられてタイヤ径方向に積み重ねられた金属束１０を使用することにより、補助ベルト層７１，７４の幅方向の剛性を高めることができるので、主ベルト層７２，７３のせん断変形を抑制し、外径成長を抑制することができる。また、補強線材Ｒとしての総強力を金属束１０の形態で確保することにより、各単線スチールワイヤ１１の厚さｄを小さくすることが可能になるので、ワイヤ折れを抑制することができる。更に、金属束１０において複数本の単線スチールワイヤ１１をタイヤ径方向に積み重ねることにより、金属束１０の打ち込み間隔ｗ₁を大きくすることが可能になるので、補助ベルト層７１，７４のエッジセパレーションを抑制することができる。

また、金属束１０の周囲には結束用ラッピングワイヤ１２が巻き付けられているので、金属束１０の一体性を高めて補強線材Ｒとして有効に機能させることができる。つまり、金属束１０の一体性を高めることで、補助ベルト層７１，７４の周方向の引張剛性を増大させることができる。更に、金属束１０が単線スチールワイヤ１１の長手方向に圧縮された際に、単線スチールワイヤ１１，１１同士が離間するような変形を抑制することができる。また、金属束１０が結束用ラッピングワイヤ１２により一体化されているので、ベルト部材の製造が容易になるという利点もある。

タイヤサイズ３１５／６０Ｒ２２．５で、トレッド部と一対のサイドウォール部と一対のビード部とを備え、該一対のビード部間にカーカス層が装架され、該カーカス層が各ビード部のビードコアの廻りにタイヤ内側から外側へ巻き上げられた構造を有し、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傾斜する複数本の補強線材を有する４層のベルト層が配置された空気入りにおいて、少なくとも１層のベルト層の補強線材として、複数本の単線スチールワイヤが無撚り状態で同一方向に引き揃えられてタイヤ径方向に積み重ねられた金属束を用い、該金属束の周囲に結束用ラッピングワイヤが巻き付けられた構造を採用した実施例１～１７及び比較例２～９のタイヤを製作した。なお、本明細書において、実施例１１，１２は参考例である。

比較のため、ベルト層の補強線材として、円形断面形状を有するスチールワイヤからなる３＋８構造のスチールコードを用いた従来例のタイヤと、ベルト層の補強線材として、単線スチールワイヤを用いた比較例１のタイヤとを製作した。

従来例、実施例１～１７及び比較例１～９において、ベルト層(１Ｂ)の補強線材の傾斜角度、ベルト層(２Ｂ)の補強線材の傾斜角度、ベルト層(３Ｂ) の補強線材の傾斜角度、ベルト層(４Ｂ) の補強線材の傾斜角度、補強線材として金属束を適用したベルト層、金属束を構成する単線スチールワイヤの本数、単線スチールワイヤの断面形状、補強線材の打ち込み本数、補強線材の実断面積、単線スチールワイヤの弾性率、補強線材の引張剛性、補強線材の幅、単線スチールワイヤの厚さｄ、補強線材の打ち込み間隔ｗ₁、ベルト層の引張剛性ＡＥ、単線スチールワイヤ同士の隙間ｇ₁、結束用ラッピングワイヤの直径ｄ₁、結束用ラッピングワイヤの巻き付けピッチｐ₁、スペーサー用ラッピング糸（ワイヤ）の直径ｄ₂、スペーサー用ラッピング糸（ワイヤ）の巻き付けピッチｐ₂を表１～４のように設定した。なお、４層のベルト層をタイヤ径方向内側から外側に向かって順に１Ｂ～４Ｂとした。ベルト層の補強線材の傾斜角度について、プラス値は左下がりを意味し、マイナス値は右下がりを意味する。補強線材として金属束を適用しないベルト層には従来例と同じスチールコードを使用した。

これら試験タイヤについて、下記試験方法により、ベルト層の耐久性、ワイヤ折れの有無、外径成長、コストを評価し、その結果を表１～４に併せて示した。

ベルト層の耐久性：
各試験タイヤをそれぞれＥＴＲＴＯの規定リムに装着して、ＥＴＲＴＯの規定空気圧の７５％とし、ＥＴＲＴＯの規定荷重の１．４倍を負荷し、走行速度４９ｋｍ／ｈの条件でドラム試験機にて走行試験を実施した。タイヤのトレッド部にセパレーションが発生するまで走行させ、その走行距離を測定した。評価結果は、従来例を１００とする指数にて示した。この指数値が大きいほど、ベルト層の耐久性が優れていることを意味する。

ワイヤ折れの有無：
上記耐久性試験を行った後、タイヤを解体し、ベルト層におけるワイヤ折れの有無を調べた。

外径成長：
上記耐久性試験において、１０，０００ｋｍ走行時におけるタイヤの外径成長量を測定した。評価結果は、測定値の逆数を用い、従来例を１００とする指数にて示した。この指数値が大きいほど、外径成長が少ないことを意味する。

コスト：
ベルト層の補強線材のコストを求めた。評価結果は、コストの逆数を用い、従来例を１００とする指数にて示した。この指数値が大きいほど、コストが安いことを意味する。

これら表１～４から判るように、従来例との対比において、実施例１～１７のタイヤはいずれも外径成長が少なく、ベルト層の耐久性が優れており、しかもベルト層におけるワイヤ折れが発生していなかった。

これに対して、比較例１のタイヤでは、単線スチールワイヤを単独で使用しているため、その打ち込み間隔を十分に確保することができず、ベルト層の耐久性が悪化していた。一方、比較例２のタイヤでは、単線スチールワイヤの厚さｄが大き過ぎるため、ベルト層においてワイヤ折れが発生し、ベルト層の耐久性が悪化していた。また、比較例２～９のタイヤもベルト層の耐久性を改善する効果が得られなかった。

１トレッド部
２サイドウォール部
３ビード部
４カーカス層
５ビードコア
６ビードフィラー
７ベルト層
１０金属束
１１単線スチールワイヤ
１２結束用ラッピングワイヤ
１３スペーサー用のラッピング糸又はラッピングワイヤ
７１，７４補助ベルト層
７２，７３主ベルト層

Claims

タイヤ周方向に延在して環状をなすトレッド部と、該トレッド部の両側に配置された一対のサイドウォール部と、これらサイドウォール部のタイヤ外径方向内側に配置された一対のビード部とを備え、該一対のビード部間にカーカス層が装架され、該カーカス層が各ビード部のビードコアの廻りにタイヤ内側から外側へ巻き上げられた構造を有し、前記トレッド部における前記カーカス層の外周側にタイヤ周方向に対して傾斜する複数本の補強線材を有する複数層のベルト層が配置された空気入りタイヤにおいて、
前記ベルト層は、補強線材が層間で互いに交差するように配置された２層の主ベルト層を含み、
少なくとも１層の主ベルト層の補強線材は、複数本の単線スチールワイヤが無撚り状態で同一方向に引き揃えられてタイヤ径方向に積み重ねられた金属束から構成され、該金属束の周囲に結束用ラッピングワイヤが巻き付けられており、各単線スチールワイヤの厚さｄが０．１５ｍｍ～０．３５ｍｍであり、前記金属束の打ち込み間隔ｗ₁が１．０ｍｍ以上であり、前記金属束における単線スチールワイヤ同士の隙間ｇ ₁ が０．０５ｍｍ～０．３ｍｍであることを特徴とする空気入りタイヤ。
各主ベルト層の引張剛性ＡＥが１８００ｋＮ／５０ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤ。
前記結束用ラッピングワイヤの直径ｄ₁が０．１ｍｍ～０．３ｍｍであり、前記結束用ラッピングワイヤの巻き付けピッチｐ₁が４．０ｍｍ～１６．０ｍｍであることを特徴とする請求項１～２のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
前記金属束においてタイヤ径方向に隣り合う一対の単線スチールワイヤの少なくとも一方にスペーサー用のラッピング糸又はラッピングワイヤが巻き付けられており、該スペーサー用のラッピング糸又はラッピングワイヤの直径ｄ₂が０．１ｍｍ～０．３ｍｍであり、前記スペーサー用のラッピング糸又はラッピングワイヤの巻き付けピッチｐ₂が４．０ｍｍ～１６．０ｍｍであることを特徴とする請求項１～３のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
前記ベルト層が前記主ベルト層に対して積層された補助ベルト層を含み、該補助ベルト層の補強線材が隣接する主ベルト層の補強線材と同方向に傾斜し、該補助ベルト層の補強線材のタイヤ周方向に対する傾斜角度が前記主ベルト層の補強線材のタイヤ周方向に対する傾斜角度よりも大きく設定され、
前記補助ベルト層の補強線材は、複数本の単線スチールワイヤが無撚り状態で同一方向に引き揃えられてタイヤ径方向に積み重ねられた金属束から構成され、該金属束の周囲に結束用ラッピングワイヤが巻き付けられており、各単線スチールワイヤの厚さｄが０．１５ｍｍ～０．３５ｍｍであり、前記金属束の打ち込み間隔ｗ₁が１．０ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１～４のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
タイヤ周方向に延在して環状をなすトレッド部と、該トレッド部の両側に配置された一対のサイドウォール部と、これらサイドウォール部のタイヤ外径方向内側に配置された一対のビード部とを備え、該一対のビード部間にカーカス層が装架され、該カーカス層が各ビード部のビードコアの廻りにタイヤ内側から外側へ巻き上げられた構造を有し、前記トレッド部における前記カーカス層の外周側にタイヤ周方向に対して傾斜する複数本の補強線材を有する複数層のベルト層が配置された空気入りタイヤにおいて、
前記ベルト層は、補強線材が層間で互いに交差するように配置された２層の主ベルト層を含み、
少なくとも１層の主ベルト層の補強線材は、複数本の単線スチールワイヤが無撚り状態で同一方向に引き揃えられてタイヤ径方向に積み重ねられた金属束から構成され、該金属束の周囲に結束用ラッピングワイヤが巻き付けられており、各単線スチールワイヤの厚さｄが０．１５ｍｍ～０．３５ｍｍであり、前記金属束の打ち込み間隔ｗ ₁ が１．０ｍｍ以上であり、前記金属束においてタイヤ径方向に隣り合う一対の単線スチールワイヤの少なくとも一方にスペーサー用のラッピング糸又はラッピングワイヤが巻き付けられており、該スペーサー用のラッピング糸又はラッピングワイヤの直径ｄ ₂ が０．１ｍｍ～０．３ｍｍであり、前記スペーサー用のラッピング糸又はラッピングワイヤの巻き付けピッチｐ ₂ が４．０ｍｍ～１６．０ｍｍであることを特徴とする空気入りタイヤ。