(57)【要約】【課題】  特にタイヤセンター部における上記故障の発生を防止して、高速耐久性の向上を図った空気入りラジアルタイヤ、および、工程数の増加を生ずることなくかかるタイヤを製造することができる空気入りラジアルタイヤの製造方法を提供する。【解決手段】  ビードコア１と、ラジアルカーカス２と、ベルト層３とトレッド４とを備えた空気入りラジアルタイヤである。ベルト層のタイヤ半径方向外側に、少なくともベルト層より幅方向に広い領域全体を覆う１層以上と、タイヤ幅方向中央領域を覆う１層以上と、を含むベルト補強層５が配設され、ベルト補強層が、低弾性繊維と高弾性繊維とを撚り合わせてなる複合コードをタイヤ周方向に連続して螺旋状に巻回してなり、かつ、複合コードが、荷重−伸び曲線において、原点から変曲点に至る低弾性域と、変曲点を超える高弾性域とを有する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
左右一対のビード部に設けられたビードコアと、クラウン部から両サイドを経て両ビード部に延び該ビードコアに巻回されてビード部に係留されたラジアルカーカスと、該ラジアルカーカスのクラウン部ラジアル方向外側に順次配置されたベルト層とトレッドとを備えた空気入りラジアルタイヤにおいて、
前記ベルト層のタイヤ半径方向外側に、少なくとも前記ベルト層より幅方向に広い領域全体を覆う１層以上と、タイヤ幅方向中央領域を覆う１層以上と、を含むベルト補強層が配設され、該ベルト補強層が、低弾性繊維と高弾性繊維とを撚り合わせてなる複合コードをタイヤ周方向に連続して螺旋状に巻回してなり、かつ、該複合コードが、荷重−伸び曲線において、原点から変曲点に至る低弾性域と、変曲点を超える高弾性域とを有することを特徴とする空気入りラジアルタイヤ。
【請求項２】
前記ベルト補強層が、さらに、前記ベルト層の幅方向両端部を覆う１層以上を含む請求項１記載の空気入りラジアルタイヤ。
【請求項３】
前記複合コードをゴム引きしてなるディップコードが、荷重−伸び曲線における伸び２〜７％の範囲内に前記変曲点を有する請求項１または２記載の空気入りラジアルタイヤ。
【請求項４】
前記低弾性繊維がナイロン繊維である請求項１〜３のうちいずれか一項記載の空気入りラジアルタイヤ。
【請求項５】
前記高弾性繊維が芳香族ポリアミド繊維である請求項１〜４のうちいずれか一項記載の空気入りラジアルタイヤ。
【請求項６】
請求項１〜５のうちいずれか一項記載の空気入りラジアルタイヤの製造方法であって、１本以上の前記複合コードをゴム引きしてなるストリップの２束を、２つの巻付部材を用いて同時に巻き付けることにより、前記ベルト補強層を形成することを特徴とする空気入りラジアルタイヤの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は空気入りラジアルタイヤ（以下、単に「タイヤ」とも称する）およびその製造方法に関し、詳しくは、高速耐久性の向上を図った空気入りラジアルタイヤおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、空気入りラジアルタイヤにおいては、スチールコードをタイヤ赤道面に対し一定の角度をもって配列してなるベルト層が配設されるとともに、タイヤ走行時の安定性を確保するため、特には、高速走行時におけるベルト層の剥離を防止して高速耐久性を確保するために、ベルト層のタイヤ径方向外側に、ベルト補強層を配置することが行われている。
【０００３】
かかるベルト補強層としては、ベルト層のタイヤ径方向外側に、ベルト幅より大きな幅寸法を持つキャップ層と、ベルト層の幅方向端部を覆う位置に配置されるレイヤー層とを組み合わせて配設した構造が知られている（例えば、特許文献１に記載）。
【０００４】
ベルト補強層として、有機繊維からなる上記構造を適用したタイヤにおいては、従来、低弾性の有機繊維コード（例えば、ナイロンやポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等）かまたは、高弾性の有機繊維コード（例えば、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）やアラミド、アラミドとナイロンとからなる複合コード等）を用いて各層が形成されている。かかる高弾性コードと低弾性コードとの使い分けとしては、より操縦安定性や高速耐久性が要求される高性能タイヤにおいて、ベルト拘束力を高めた高弾性コードを適用するケースが一般的である。
【０００５】
また、例えば、特許文献２には、ベルト層の半径方向外側に設けるバンド層を、高弾性フィラメントと低弾性フィラメントとを撚り合わせてなる複合コードが、タイヤ赤道に対して所定角度の傾きでタイヤ周方向に螺旋状に巻回することにより形成したプライからなるものとした空気入りタイヤが記載されている。
【特許文献１】特開２００４−２２４０７４号公報（特許請求の範囲等）
【特許文献２】特開平１−２４７２０４号公報（特許請求の範囲等）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、ベルト補強層としてかかる従来のキャップ層とレイヤー層とからなる構造を採用したタイヤでは、タイヤセンター部（タイヤ赤道面近傍）の径成長が他の部分より大きくなってしまうことにより、センター部の摩耗が促進されたり、高速走行時にセンター部のトレッド等が熱等の影響により剥離するチャンクが発生したりするなどの問題があった。一方、タイヤ製造の観点からは、ベルト補強層の改良により製造時の工程数が増えることは好ましくない。
【０００７】
そこで本発明の目的は、特にタイヤセンター部における上記故障の発生を防止して、高速耐久性の向上を図った空気入りラジアルタイヤ、および、工程数の増加を生ずることなくかかるタイヤを製造することができる空気入りラジアルタイヤの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者は、上記問題について鋭意検討した結果、タイヤ中央領域にベルト補強層を追加することにより、タイヤセンター部における上記故障の発生を防止することができることを見出した。この場合、高弾性コードを適用したベルト補強層では、通常走行時においてセンター部が拘束されて、接地面積の減少により摩耗が増大するという問題が生じてしまうが、低弾性繊維と高弾性繊維とからなり、高弾性の性質と低弾性の性質とを併せ持つコードをベルト補強層に適用することで、これを解消することが可能である。また、ベルト補強層を追加することに伴う製造工程増の問題に関しては、２つの巻付部材（ヘッド）を用いてベルト補強層の形成を行うことにより、解消することが可能となる。
本発明者は、以上の検討の結果、下記構成とすることにより上記問題を解消できることを見出して、本発明を完成するに至った。  
【０００９】
即ち、本発明の空気入りラジアルタイヤは、左右一対のビード部に設けられたビードコアと、クラウン部から両サイドを経て両ビード部に延び該ビードコアに巻回されてビード部に係留されたラジアルカーカスと、該ラジアルカーカスのクラウン部ラジアル方向外側に順次配置されたベルト層とトレッドとを備えた空気入りラジアルタイヤにおいて、
前記ベルト層のタイヤ半径方向外側に、少なくとも前記ベルト層より幅方向に広い領域全体を覆う１層以上と、タイヤ幅方向中央領域を覆う１層以上と、を含むベルト補強層が配設され、該ベルト補強層が、低弾性繊維と高弾性繊維とを撚り合わせてなる複合コードをタイヤ周方向に連続して螺旋状に巻回してなり、かつ、該複合コードが、荷重−伸び曲線において、原点から変曲点に至る低弾性域と、変曲点を超える高弾性域とを有することを特徴とするものである。
【００１０】
本発明の空気入りラジアルタイヤにおいては、前記ベルト補強層が、さらに、前記ベルト層の幅方向両端部を覆う１層以上を含むことが好ましい。また、前記複合コードとしては、ゴム引きしてなるディップコードにおいて、荷重−伸び曲線における伸び２〜７％の範囲内に前記変曲点を有するものが好適であり、特には、前記低弾性繊維がナイロン繊維であるものが好ましく、また、前記高弾性繊維が芳香族ポリアミド繊維であるものも好ましい。
【００１１】
また、本発明の空気入りラジアルタイヤの製造方法は、上記空気入りラジアルタイヤの製造方法であって、１本以上の前記複合コードをゴム引きしてなるストリップの２束を、２つの巻付部材を用いて同時に巻き付けることにより、前記ベルト補強層を形成することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、タイヤ幅方向中央領域（センター部）に補強ベルトを追加したことで、センター部の高速時迫り出しを抑制して、高速走行時におけるセンターチャンクに起因する故障の発生を効果的に防止することができ、これにより、高速耐久性の向上を図った空気入りラジアルタイヤを実現することが可能となった。また、本発明の製造方法によれば、工程数の増加を生ずることなく、かかるタイヤの製造を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。
図１に、本発明の空気入りラジアルタイヤの一例の断面図を示す。図示するように、本発明のタイヤは、左右一対のビード部１１に設けられたビードコア１と、クラウン部１２から両サイドを経て両ビード部１１に延びビードコア１に巻回されてビード部１１に係留されたラジアルカーカス２と、そのクラウン部ラジアル方向外側に順次配置されたベルト層３とトレッド４とを備えている。
【００１４】
本発明のタイヤにおいては、ベルト層３のタイヤ半径方向外側に、少なくともベルト層３より幅方向に広い領域全体を覆う１層以上（図示する例では１層）と、タイヤ幅方向中央領域を覆う１層以上（図示する例では１層）と、を含むベルト補強層５が配設されている。ここで、本発明において「タイヤ中央領域」とは、タイヤ赤道面を中心としたタイヤ幅方向１５〜４０ｍｍ程度の範囲を含む領域を意味する。
【００１５】
このような、少なくともタイヤ幅方向中央領域において２層以上の積層構造を有するベルト補強層５を設けることで、高速走行時におけるセンター部の径成長（迫り出し）を抑制することができ、これにより、高速走行時に特に偏平系タイヤで生じやすいセンターチャンクに起因する故障の発生を防止することが可能になる。なお、図示するベルト補強層５は、実質的には、ベルト層３より幅方向に広い領域全体を覆う補強ベルト５−１と、タイヤ幅方向中央領域を覆う補強ベルト５−２との２層からなる。
【００１６】
また、本発明においては、ベルト補強層５を、低弾性繊維と高弾性繊維とを撚り合わせてなる複合コードをタイヤ周方向に連続して螺旋状に巻回してなるものとする。低弾性繊維と高弾性繊維とを含む複合コードは低弾性域および高弾性域の２つの特性を有することから、高速時にのみ高弾性域の特性が発揮されるため、複合コードを適用したベルト補強層５では、通常走行（時速６０ｋｍ程度）時においてタイヤ中央領域が拘束されるという問題を生ずることがない。
【００１７】
また、かかる複合コードは、図２に示すように、荷重−伸び（Ｓｔｒｅｓｓ−Ｓｔｒａｉｎ）曲線において、原点から変曲点に至る低弾性域Ａと、変曲点を超える高弾性域Ｂとを有する。比較のために、低弾性コードの荷重−伸び曲線Ｃおよび高弾性コードの荷重−伸び曲線Ｄの一例を夫々示す。特には、ゴム引きしてなるディップコードにおいて、低弾性域Ａから高弾性域Ｂに至る変曲点Ｘを、荷重−伸び曲線における伸び２〜７％の範囲内に有する複合コードを用いることが好適である。この変曲点Ｘが伸び２％未満であると、通常走行時にタイヤ中央領域の拘束力が大きくなってしまう。一方、７％を超えると、高弾性域に達するまでにタイヤ中央領域の迫り出しによる早期故障が発生してしまう。より好ましくは、伸び２〜４％の範囲内である。ここで、かかる変曲点Ｘは、複合コードの荷重−伸び曲線における、伸び０の点での接線と破断点における接線とが交わる交点を通る垂直線を引き、この垂直線と荷重−伸び曲線との交点として定義することができる。複合コードの変曲点Ｘは、コードを構成する低弾性繊維および高弾性繊維の夫々の太さ、本数、弾性率、撚りの際のテンションなどを適宜選択することにより調整できる。
【００１８】
具体的には、低弾性繊維としては、ナイロン繊維、ポリエステル繊維（但し、全芳香族ポリエステル繊維を除く）、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）繊維、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）繊維、ポリトリメチレンテレフタレート（ＰＴＴ）繊維、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）繊維等、ポリビニルアルコール繊維、脂肪族ポリケトン（ＰＫ）繊維などを挙げることができ、好ましくは、ナイロン繊維を用いる。また、高弾性繊維としては、芳香族ポリアミド繊維（アラミド繊維）、全芳香族ポリエステル繊維、ポリビニルアルコール繊維、炭素繊維、ポリパラフェニレンベンズオキサゾール（ＰＢＯ）繊維、リヨセル繊維などを挙げることができ、好ましくは、芳香族ポリアミド繊維を用いる。より好適には、低弾性繊維としてナイロン繊維、高弾性繊維として芳香族ポリアミド繊維を用いた複合コードである。なお、ポリビニルアルコール繊維は、より高弾性または低弾性の繊維と組み合わせることで、低弾性繊維または高弾性繊維のいずれとしても使用可能である。
【００１９】
図３（ａ）〜（ｄ）に、本発明のタイヤに係るベルト補強層５の他の配設形態の例を示す。本発明に係るベルト補強層は、前述したように、少なくともベルト層３より幅方向に広い領域全体を覆う１層以上と、タイヤ幅方向中央領域を覆う１層以上とを含むことが必要であるが、図３（ａ）のベルト補強層５ａに示すように、さらに、ベルト層の幅方向両端部を覆う１層以上を含むことが好ましい。図示するベルト補強層５ａは、実質的には、ベルト層３より幅方向に広い領域全体を覆う補強ベルト５ａ−１と、タイヤ幅方向中央領域を覆う補強ベルト５ａ−２と、ベルト層３の幅方向両端部を覆う補強ベルト５ａ−３との３層からなる。
【００２０】
また、図３（ｂ）に示すベルト補強層５ｂは、実質的には、ベルト層３の一方の幅方向端部からタイヤ幅方向中央領域までを覆う補強ベルト５ｂ−１と、ベルト層３の他方の幅方向端部からタイヤ幅方向中央領域までを覆う補強ベルト５ｂ−２との２層からなり、図３（ｃ）に示すベルト補強層５ｃは、実質的には、ベルト層３の一方の幅方向端部を覆い、タイヤ幅方向外側から折り返されて再びこの幅方向端部を覆ってタイヤ幅方向中央領域まで至る補強ベルト５ｃ−１と、タイヤ幅方向中央領域からベルト層３の他方の幅方向端部までを覆い、タイヤ幅方向外側から折り返されて再びこの幅方向端部を覆う補強ベルト５ｃ−２との２層からなる。さらに、図３（ｄ）に示すベルト補強層５ｄは、実質的には、ベルト層３の一方の幅方向端部を覆い、タイヤ幅方向外側から折り返されてベルト層３の他方の幅方向端部までを覆い、再びタイヤ幅方向外側から折り返されてこの幅方向端部を覆う補強ベルト５ｄ−１と、タイヤ幅方向中央領域を覆う補強ベルト５ｄ−２との２層からなる。
【００２１】
本発明のタイヤにおいては、上記したようなベルト補強層を設けたことにより所期の目的が達成されるものであり、それ以外の具体的構造や材料等については特に制限されるものではなく、常法に従い構成することが可能である。
【００２２】
また、本発明のタイヤを製造するにあたっては、１本以上の複合コードをゴム引きしてなるストリップを作製し、これを巻きつけることによりベルト補強層を形成する工程を行う。この際、１つの巻付部材（ヘッド）を用いてベルト補強層の形成を行ってもよいが、ベルト補強層の配置形態との組み合わせにより、かかるストリップの２束を、２つの巻付部材を用いて同時に巻き付けることにより、ベルト補強層の形成を行うことで、製造工程数を増大させることなく、効率的な製造が可能である。例えば、図１に示すベルト補強層５、図３（ａ）に示すベルト補強層５ａ、（ｄ）に示すベルト補強層５ｄは、１つの巻付部材にて複数回で巻き付けを行う必要があるが、図３（ｂ）に示すベルト補強層５ｂ、（ｃ）に示すベルト補強層５ｃは、２つの巻付部材にて同時に巻き付けを行うことができるため、巻き付け時間を短縮し、製造工程数を削減することが可能である。
【実施例】
【００２３】
以下、本発明を、実施例を用いてより詳細に説明する。
（高速耐久性の評価）
ベルト補強層の配設形態を下記の表１中に示すように変えて、以下の条件に従い、各実施例および比較例の供試タイヤを作製した。
タイヤサイズ：２１５／４５Ｒ１７
リム：７ＪＸ１７
内圧：２００ｋＰａ（低内圧）
荷重：４．０ｋＮ
【００２４】
ドラムにて、１２０ｋｍ／ｈからスタートし、５分毎に速度を１０ｋｍ／ｈずつステップアップさせていく方法で、高速耐久性の評価を行った。比較例１の故障発生速度を１００（指数）として、夫々の故障発生速度を指数表示した。数値が大なるほど高速耐久性が高く、良好である。
【００２５】
（成型工数（時間）の評価）
タイヤサイズ  ２１５／４５Ｒ１７のタイヤにおいて、成型工程中にベルト補強層を巻き付けるのにかかる時間を測定した。各実施例および比較例の巻き付け条件（成型方法）は下記の表１に示す通りとした。実施例３の巻き付けにかかる時間を１００（指数）として、夫々の巻き付け時間を指数表示した。数値が小なるほど作業工数が少なく、良好である。
【００２６】
【表１】
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＊１）ベルト幅より大きな幅寸法を持つキャップ層と、ベルト層の幅方向端部を覆うレイヤー層とからなる構造。
【００２７】
上記表１の結果からわかるように、タイヤ幅方向中央領域に補強ベルトを追加したベルト補強層を有する実施例１〜３の供試タイヤにおいては、従来のキャップ層とレイヤー層とからなる構造のベルト補強層を有する比較例に比し、高速耐久性が大幅に向上していることが確認された。また、２ヘッド巻き付けにより成型を行った実施例１，２については、１ヘッドの場合に比し、成型工数が大幅に短縮されることも確認された。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の一好適実施形態に係る空気入りラジアルタイヤを示す断面図である。
【図２】本発明に用いる複合コードの荷重−伸び（Ｓｔｒｅｓｓ−Ｓｔｒａｉｎ）曲線を示すグラフである。
【図３】（ａ）〜（ｄ）は、本発明の他の実施形態に係るベルト補強層を示す概略断面図である。
【符号の説明】
【００２９】
１  ビードコア
２  ラジアルカーカス
３  ベルト層
４  トレッド
５，５ａ〜５ｄ  ベルト補強層
５−１，５−２，５ａ−１，５ａ−２，５ａ−３，５ｂ−１，５ｂ−２，５ｃ−１，５ｃ−２，５ｄ−１，５ｄ−２  補強ベルト
１１  ビード部
１２  クラウン部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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