(57)【要約】【課題】ベルト層−ベルト補強層間のセパレーションを強力に抑制することができるとともに、トレッド端部においても有効なタガ効果を有するベルト補強層を備えた、操縦安定性能と高速走行時におけるタイヤの耐久性能に優れた空気入りタイヤを提供する。【解決手段】交錯ベルト１５の外側に、上記ベルト１５の全幅に亘って配置されるベルト補強層１６を、トレッドセンター部を中心に幅広い範囲で上記交錯ベルト１５を覆う、その幅がトレッド幅よりも狭い、芳香族ポリアミドから成るコードを備えた第１のスパイラル補強層１７と、上記２枚のベルト層１５ａ，１５ｂの両方の端部を覆う、ナイロンから成りそのコードの径が上記第１のスパイラル補強層１７のコードの径よりも細い第２のスパイラル補強層１８とから構成するとともに、上記第２のスパイラル補強層１８の一部に、補強層が２重となっている重複部１８ｚを設けるようにした。【選択図】図１
2008126747.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
タイヤトレッドゴムとカーカスプライとの間に少なくとも２枚のベルト層から成る交錯ベルトと、上記交錯ベルトの外側に上記ベルトの全幅に亘って配置される、補強部材をタイヤ赤道面に略平行になるように巻き付けて成るベルト補強層とを備えた空気入りタイヤにおいて、上記ベルト補強層を、トレッドセンター部に配置される、その幅がトレッド幅よりも狭い第１のスパイラル補強層と、上記ベルト層の少なくとも一つのベルト層の端部を覆う、当該補強層を構成するコードの径が上記第１のスパイラル補強層を構成するコードの径よりも細い第２のスパイラル補強層とから構成するとともに、上記第２のスパイラル補強層の一部に、補強層が２重となっている重複部を設けたことを特徴とする空気入りタイヤ。
【請求項２】
上記第２のスパイラル補強層を構成するコードの撚り数を上記第１のスパイラル補強層を構成するコードの撚り数よりも多くしたことを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤ。
【請求項３】
上記第１のスパイラル補強層を芳香族ポリアミドを撚ったコードから構成し、上記第２のスパイラル補強層をナイロンを撚ったコードから構成したことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の空気入りタイヤ。
【請求項４】
上記第２のスパイラル補強層の重複部の長さを、１０ｍｍ以上、トレッド幅の２０％以下としたことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
【請求項５】
上記第２のスパイラル補強層は、トレッド端部にて切れることなく連続して折り返されていることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気入りタイヤに関するもので、特に、操縦安定性能と高速走行時におけるタイヤの耐久性能に優れた空気入りタイヤに関する。
【背景技術】
【０００２】
高性能乗用車用タイヤのような高速走行用に設計されたタイヤにおいては、タイヤの回転速度が高速になったときに大きな遠心力が作用するため、トレッド部の内面側に配置されているベルト層とその周囲のゴムがセパレーションを起こす場合がある。このセパレーションが起こると、上記ベルト層の幅方向両端部がせり上がり、タイヤのトレッド部分が外側に膨張してしまい、そのため、操縦安定性能が低下してしまう場合がある。
そこで、上記膨張を抑制するため、図３に示すように、タイヤトレッド５１の内側に配置された２つのベルト層５２ａ，５２ｂから成る交錯ベルト５２の外側に、その全幅に亘って、有機繊維やスチールから成る補強部材（スパイラル部材）５３を、タイヤ赤道面に略平行になるように巻き付けたベルト補強層５４を備えた構成の空気入りタイヤ５０が開発されている（例えば、特許文献１参照）。
また、トラックバス用のタイヤや自動二輪車用のタイヤにおいても、近年は、同様の構造のタイヤが見られるようになってきている。
上記タイヤ赤道面に沿ってスパイラル状に巻き付けられる補強部材としては、ナイロン繊維や芳香族ポリアミド、スチールなどが用いられているが、中でも、芳香族ポリアミドやスチールは、高温時においても伸長せず、上記セパレーションを抑制するを効果的に抑制することができるため、注目されている。更に、芳香族ポリアミドはスチールに比べて軽量であるため、タイヤ重量を小さくすることができるので、操縦安定性能の向上の点から注目度が高い。
また、これらの補強部材をタイヤのクラウン部分に巻き付けた場合には、いわゆる「たが」効果により、補強部材がタイヤのクラウン部分を押さえつけるので、タイヤが高速で回転した場合でも、タイヤが遠心力で膨らむことがないので、操縦安定性能と耐久性能とをともに高めることができる。
【特許文献１】特開平２００１−１８０２２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、スパイラル部材を巻き付けたタイヤでは、ベルト層のせり上がりについては防止できるものの、赤道方向に巻き付けられているスパイラル部材がゴム部材よりも高い張力を持つため、交錯ベルトの端部とスパイラル補強層との間で、その間に介挿されているゴム（交錯ベルトのコーティングゴムやスパイラル補強層のコーティングゴム）の剪断歪が大きくなり、亀裂が発生しやすいといった問題がある。特に、近年、車両の高速化、空気入りタイヤの偏平化が進行し、これにより、ベルト層−ベルト補強層間のセパレーションを強力に抑制する必要性が高まってきている。
【０００４】
本発明者らは、上記セパレーションの原因について検討した結果、次のような挙動がセパレーション発生の原因であることが分かった。
交錯ベルトのベルト層の端部は、路面に接したときにタイヤ周方向(赤道方向)にずれる動きをし、周方向に伸びようとする。これは、トレッド部はトレッドセンターからトレッド端に向かうに従い外径が小さくなるような径差が設けられていることによる。このような径差は、接地時にトレッド部（ベルト層、ベルト強化層など）が幅方向に曲げ変形することで吸収されるが、タイヤは赤道方向にも３６０度丸いため、赤道方向（周方向）についても丸みを吸収しようとする。このため、トレッドゴムの内部に配置されている半径の小さなベルト層の端部が伸びて平らな路面に接触するわけである。
しかしながら、スパイラル補強層などのベルト強化層内には実質上周方向に伸びる補強素子（コード）が埋設されているため、ベルト強化層は周方向に殆ど伸びることができない。一方、上記のように、交錯ベルトのベルト層の端部は周方向に伸びようとする。このため、ベルト層の端部とスパイラル補強層との重なり合う部分で、変形に周方向のズレが生じる。このズレが歪となって、両者間に介在するゴムに加わり、そのため、この部分から亀裂が生じやすくなる。つまり、交錯ベルトのベルト層の両端部とベルと強化層との間に大きな周方向の剪断歪が発生して、この剪断歪により亀裂が発生する。この亀裂は、交錯ベルトのベルト層端部から発生するのが普通である。
【０００５】
このような周方向の剪断歪を抑制する方法としては、図３に示したベルト層５２ａ，５２ｂの両端部とベルト補強層５４との間にゴム層を配置して距離を確保し、歪のレベルを下げることが考えられる。しかし、ベルト層５２ａ，５２ｂの半径方向外側にベルト補強層５４があり、このベルト補強層５４の補強部材（スパイラル部材）５３は実質的に赤道方向に平行になるように巻き付けられているため、ベルト層５２ａ，５２ｂとベルト補強層５４との間に所定のゴム層を配置してタイヤを製造することは極めて難しい。
その理由は以下の通りである。すなわち、成型された未加硫のタイヤ(生タイヤ)は、加硫工程において、金型の中で熱と圧力を加えられながら金型に押し付けられるように加硫されるが、このとき、上記生タイヤは金型中で２％〜７％程度拡張されながら金型の形に成形される。この拡張時において、ベルト補強層５４は、内部に赤道方向に略平行に巻かれたコード部材（スパイラル部材５３）を含んでいるため、拡張することができないが、ベルト層５２ａ，５２ｂのコード部材は赤道方向に対して１５度〜７５度の配列角度で傾斜しているため、コードとコードとの間のゴムが広がることで外周が伸びて拡張することができる。
このように、加硫時においては、ベルト層５２ａ，５２ｂの外側に「たが」のように配置されているスパイラルベルト（ベルト補強層５４）は周方向（タイヤ赤道方向）には伸びず、その内側にあるベルト層５２ａ，５２ｂが赤道方向に拡張されるので、ベルト層５２ａ，５２ｂとベルト補強層５４との間に所定のゴム層を配置した場合には、上記ゴム層の未加硫のゴムがスパイラル部材５３の間を抜けて半径方向外側に吸い上げられたり、ベルト補強層５４の幅方向外側に流れ出たりして押出されてしまい、結果的にベルト層５２ａ，５２ｂとベルト補強層５４との距離をゴムによって保つことが困難となる。これは、加硫工程初期に起こることで、加硫工程初期においては未加硫ゴムが極めて柔らかい流動体であるのに対し、補強素子の入ったベルト層５２ａ，５２ｂやベルト補強層５４が上記補強素子によって流動できないことによる。
つまり、ベルト層５２ａ，５２ｂとベルト補強層５４ベルト層ととの間の距離を確保することは、周方向の剪断歪を抑制するための方法としては有効ではあるが、これをゴム層を設けることにより行おうとすると、タイヤ製造上非常に難しく、現状では実現性に乏しい方法である。
【０００６】
本発明は、従来の問題点に鑑みてなされたもので、ベルト層−ベルト補強層間のセパレーションを強力に抑制することができるとともに、トレッド端部においても有効なタガ効果を有するベルト補強層を備えた、操縦安定性能と高速走行時におけるタイヤの耐久性能に優れた空気入りタイヤを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本願の請求項１に記載の発明は、タイヤトレッドゴムとカーカスプライとの間に少なくとも２枚のベルト層から成る交錯ベルトと、上記交錯ベルトの外側に上記ベルトの全幅に亘って配置される、補強部材をタイヤ赤道面に略平行になるように巻き付けて成るベルト補強層とを備えた空気入りタイヤであって、上記ベルト補強層を、トレッドセンター部に配置される、その幅がトレッド幅よりも狭い第１のスパイラル補強層と、上記ベルト層の少なくとも一つのベルト層の端部を覆う、当該補強層を構成するコードの径が上記第１のスパイラル補強層を構成するコードの径よりも細い第２のスパイラル補強層とから構成するとともに、上記第２のスパイラル補強層の一部に、補強層が２重となっている重複部を設けたことを特徴とするものである。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の空気入りタイヤにおいて、上記第２のスパイラル補強層を構成するコードの撚り数を上記第１のスパイラル補強層を構成するコードの撚り数よりも多くしたものである。
請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の空気入りタイヤにおいて、上記第１のスパイラル補強層を芳香族ポリアミドを撚ったコードから構成し、上記第２のスパイラル補強層をナイロンを撚ったコードから構成したものである。
また、請求項４に記載の発明は、請求項１〜請求項３のいずれかに記載の空気入りタイヤにおいて、上記第２のスパイラル補強層の重複部の長さを、１０ｍｍ以上、トレッド幅の２０％以下としたものである。
請求項５に記載の発明は、請求項１〜請求項４のいずれかに記載の空気入りタイヤにおいて、上記第２のスパイラル補強層を、トレッド端部にて切れることなく連続して折り返されているスパイラル補強層としたものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、交錯ベルトの外側に上記ベルトの全幅に亘って配置されるベルト補強層を備えた空気入りタイヤにおいて、上記ベルト補強層を、トレッドセンター部に配置される、その幅がトレッド幅よりも狭い第１のスパイラル補強層と、上記ベルト層の少なくとも一つのベルト層の端部を覆う、当該補強層を構成するコードの径が上記第１のスパイラル補強層を構成するコードの径よりも細い第２のスパイラル補強層とから構成するとともに、上記第２のスパイラル補強層を、トレッド端部にて切れることなく連続して折り返すなどして、上記第２のスパイラル補強層の一部に、補強層が２重となっている重複部を設けるようにしたので、ベルト層−ベルト補強層間のセパレーションを強力に抑制することができるとともに、トレッド端部においても有効なタガ効果を有するベルト補強層を備えた、操縦安定性能と高速走行時におけるタイヤの耐久性能に優れた空気入りタイヤを得ることができる。
また、第２のスパイラル補強層が２重となることで、上記の加硫工程における未加硫ゴムのゴム流れを防止することができ、交錯ベルトと第２のスパイラル補強層との間の距離を確保しやすくなる。すなわち、交錯ベルト層周辺のゴムが第２のスパイラル補強層の間から吸出されて流出する際に、第２のスパイラル補強層が２重となることで抵抗が増すため、ゴムが吸出されにくくなる。更に、上記第２のスパイラル補強層がトレッド端部にて切れることなく連続して折り返されている構成とする場合には、上記第２のスパイラル補強層は２重にする必要がある。
このとき、上記第２のスパイラル補強層の重複部の長さを、１０ｍｍ以上、トレッド幅の２０％以下とすれば、トレッド端部における第２のスパイラル補強層によるタガ効果を更に適切にできるので、操縦安定性能と乗り心地性能を更に向上させることができる。
また、上記第２のスパイラル補強層を構成するコードの撚り数を上記第１のスパイラル補強層を構成するコードの撚り数よりも多くすることにより、第２のスパイラル補強層の内側のゴムの剥離を防ぐことができ、耐久性を更に向上させることができる。
また、上記第１のスパイラル補強層を芳香族ポリアミドを撚ったコードから構成し、上記第２のスパイラル補強層を上記芳香族ポリアミドよりもゴムとの接着性がよくしなやかなナイロンを撚ったコードから構成すれば、耐久性を更に向上させることができるだけでなく、乗り心地性能についても向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の最良の形態について、図面に基づき説明する。
図１は、本最良の形態に係る空気入りタイヤ１０の構成を示す断面図で、同図において、１１はその表面にトレッドパターンを有するトレッド部、１２はサイドウォール部、１３はビード部、１４はカーカス層、１５は上記トレッド部１１とカーカス層１４との間に設けられた、それぞれのコードが互いに交錯するように配置された第１及び第２のベルト層１５ａ，１５ｂを備えた交錯ベルト、１６はトレッドセンター部を中心に幅広い範囲で上記交錯ベルト１５を覆う、その幅がトレッド幅よりも狭い第１のスパイラル補強層１７と、上記２枚のベルト層１５ａ，１５ｂの少なくとも一方の端部（ここでは、両方の端部）を覆う第２のスパイラル補強層１８とから成るベルト補強層である。
本例の第２のスパイラル補強層１８は、トレッド端部にて切れることなく連続して折り返されており、タイヤ径方向内側にある１層目１８ａとタイヤ径方向外側にある２層目１８ｂとが重なっている重複部１８ｚを有している。
本例では、上記第１及び第２のベルト層１５ａ，１５ｂの補強素子(コード)としてはスチールコードを用いている。また、上記第１及び第２のベルト層１５ａ，１５ｂのコード角としてはそれぞれ１５度〜７５度の範囲とすることが好ましく、これにより交錯ベルト１５のベルト面内剪断剛性を高く保つことができる。
【００１０】
また、上記ベルト補強層１６では、第１のスパイラル補強層１７を構成するコードとして芳香族ポリアミドを（正式には全芳香族ポリアミド、アラミドともいう）を使用し、上記第２のスパイラル補強層１８を構成するコードとしてナイロンを使用するとともに、上記第２のスパイラル補強層１８を構成するコードの撚り数を上記第１のスパイラル補強層１７を構成するコードの撚り数よりも多くしている。
芳香族ポリアミドから成るコードは、１９６０年代に開発された引張強さ、弾性率、耐薬品性に優れるパラ系と、その後開発された耐熱性、防炎性、耐薬品性に優れたメタ系とがあるが、現在タイヤに多く使われているのはメタ系のもので、ケブラー（商品名：デュポン社製）という名前で一般的に使われている。このケブラーは、軽量でありながら強度が高いため、スパイラル補強部材の素材として使用するには非常に好都合である。しかし、難点はナイロンに比べるとゴムとの接着性が悪いことである。一方、ナイロンは強度的にはケブラーに及ばないが、ゴムとの接着性に優れている。
そこで、本例では、タイヤの操縦安定性能に寄与するトレッドセンター部の殆どの範囲を覆う第１のスパイラル補強層１７のコードに強度の高いケブラーを使用し、亀裂の生じ易い交錯ベルト１５の端部を覆う第２のスパイラル補強層１８のコードにゴムとの接着性に優れたナイロンを使用するようにしている。ナイロンは、上記のように、強度的にはケブラーよりも弱いが、本例では、上述したように、第２のスパイラル補強層１８に重複部１８ｚを設けているので、コードの素材がナイロンであっても十分なタガ効果を得ることができる。なお、ナイロンも商品名であるが、現在は６−ナイロン、６，６−ナイロンなどのように自動車用部品だけでなく一般的に使われているので、そのまま使用している。
【００１１】
次に、コードの撚り数について説明する。
通常、スパイラルコードは芳香族ポリアミドの繊維を０．４ｍｍ程度の径の束にして、これを２本あるいは３本撚り合わせてコードとする。その撚り数は、１００ｍｍの間に３０回程度が一般的である。コードの撚り数は、撚りが少ないほどコードに剛性があるが、撚りが少ないと繊維の方向がコード方向を向いているため、コードの圧縮に対して繊維が直接的な圧縮を受けるので、タイヤに使用した場合は、疲労しやすく耐久性に問題が出る場合がある。逆に、撚りが多いと、コードの初期引張剛性が低下するが、繊維の方向がコード方に対して大きな角度で捩られているため、コード方向に圧縮を受けても繊維が直接圧縮されることがないので、疲労・耐久性に優れたコードとなる。つまり、撚りが少ないコードは疲労・耐久性が悪く、撚りが多いコードは低歪での強度が不足するという、長所短所から、両者をバランスさせた３０回が撚り数の一般的な値となっている。
本発明のベルト補強層１６において、第２のスパイラル補強層１８のコードの撚り数を上記第１のスパイラル補強層１７のコードの撚り数よりも多くした理由は、コードの撚り数が多くなると、コードの表面が綱引きの綱のように凹凸が多くなるという形状的な特性に着目したためで、亀裂が発生した場合、その亀裂がコード方向に進展するためには、上記凹凸を乗り越えなくてはならないため、凹凸を多くした方、すなわち、撚り数が多い方が亀裂の進展を遅らせるには有効である。
また、撚り数が多いと、上記のように、コードが小さい歪に対して弱いため、加硫時において交錯ベルトの端部が膨張したときに、その外側のスパイラルベルトも少し伸びることができるので、交錯ベルト１５と第２のスパイラル補強層１８間の距離を確保することができる。
なお、第２のスパイラル補強層１８のコードの具体的な撚り数としては、第１のスパイラル補強層１７のコードの撚り数を３０としたとき、３５以上とすることが好ましく、４５以上とすれば、更に好ましい。なお、撚り数の上限は７０程度で、それ以上であると余りにも捩り量が多くなりすぎてしまいコードの強度が低下してしまうだけでなく、実際問題としても、１０ｍｍ中に８０や９０の撚りを入れるのは製造上不可能である。
【００１２】
本例では、上記のように、第１のスパイラル補強層１７は、トレッドセンター部を中心に幅広い範囲で配置されている。一方、第２のスパイラル補強層１８は２枚のベルト層１５ａ，１５ｂの少なくとも一方の端部を覆っており、かつ、コードが２重となっている重複部１８ｚを有している。
図１に示すように、上記交錯ベルト１５の半径方向内側のベルト層である第１のベルト層１５ａのベルト幅が広く、半径方向外側のベルト層である第２のベルト層１５ｂのベルト幅が狭い場合には、両方のベルト層１５ａ，１５ｂの端部を覆うように配置することが好ましい。なお、一方のベルト層の端部のみであってもよいが、上記交錯ベルト１５は、一般には、スチール製のものを２枚重ねている場合が多いので、その場合には、両方のベルト層１５ａ，１５ｂの端部を覆うように重ねることが好ましい。
また、例えば、ベルト幅が広い半径方向内側のベルト層である第１のベルト層１５ａを構成するコードがケブラー（芳香族ポリアミド）やカーボン、あるいは、グラスファイバーなどを撚ったコードで、ベルト幅が狭い半径方向外側のベルト層である第２のベルト層１５ｂを構成するコードがスチールコードであるような場合には、幅狭な第２のベルト層１５ｂの方が圧縮剛性が高く、亀裂が生じ易くなるため、幅広の第１のベルト層１５ａの端部よりも幅狭な第２のベルト層１５ｂの端部の方を覆った方がよい場合もある。
更に、本例のように、重複部１８ｚを設けて、トレッド端部のスパイラルを２重とすると、内側のスパイラル（１層目１８ａ）に亀裂が発生した場合でも、外側に２枚目のスパイラル（２層目１８ｂ）が存在するため、急激な故障が起こることがなく、また、故障の進展を遅らせることができる。
また、スパイラルの直径を細くすることによっても、故障の進展を遅らせることができる。これは、一般的に線径の細いコードの方が亀裂が進展しにくいためである。また、コード径が細いとスパイラルを２重に配置しても厚みを薄くできる。すなわち、線径が太い状態でスパイラルを２重に配置すると、ベルトを面外へ曲げるのが難しく、ベルトが固く振る舞うことになり、結果的に、ベルトが面外へ曲がりにくくなる。そのため、接地長を十分に取ることができず接地面積が低下してしまうといった問題が生じる。これに対して、コード径を細くして２重にした場合には、コード径が太い一重のスパイラルと同等の面外曲げ硬さに近づけることができるので、トレッドショルダー部のベルトの動きをしなやかにすることができる。
【００１３】
次に、上記重複部１８ｚの形成方法について説明する。
本例では、複数本のナイロンコードをゴムでコーティングして成る帯状リボンを、トレッドセンター側からトレッド端部方向に向かって、赤道方向に略平行になるように螺旋状に巻き回して１層目１８ａを形成し、トレッド端部にて切れることなく折り返して、トレッドセンター方向に向かって巻き回して２層目１８ｂを形成する。このようにして第２のスパイラル補強層１８形成すれば、トレッド端部にはコードの切れ目が存在しないので、トレッド端部においても十分なタガ効果を発揮することができる。
もし、トレッド端部にコードの切れ目があった場合には、その切れ目からコードがほつれる可能性があり、このためタイヤの耐久性が低下するが、このような巻き方をすれば、耐久性が向上するだけでなく、故障に対しても優れたタイヤを得ることができる。また、これにより、重複部１８ｚを備えた第２のスパイラル補強層１８を１つの部材で形成することができるので、生産効率を向上させることができる。
このとき、上記重複部１８ｚの長さを、１０ｍｍ以上、トレッド幅の２０％以下とすることが肝要である。すなわち、第２のスパイラル補強層１８は、交錯ベルト１５の端部からの故障を防ぐために設けられるものであるので、交錯ベルト１５の端部のみを中心に覆えれば十分であり、他の大部分は強度の高い第１のスパイラル補強層１７で覆うことが理想的である。上記交錯ベルト１５の端部に対しては、幅が１０ｍｍあれば十分に覆うことができる。また、その幅がトレッド幅の２０％を超えると、トレッド幅で４０％の範囲を強度の弱い第２のスパイラル補強層１８で覆うことになるので、操縦安定性能に悪影響を与える恐れがある。
なお、第２のスパイラル補強層１８は、重複部１８ｚが１０ｍｍで、１層になっている部分がその他に１０ｍｍあってもかまわない。すなわち、第２のスパイラル補強層１８の１層目１８ａの幅が１０ｍｍで２層目１８ｂの幅が２０ｍｍであり、この２０ｍｍのうちトレッド端部側の１０ｍｍが１層目１８ａと重なり、トレッドセンター側の１０ｍｍが第１のスパイラル補強層１７と重なるような構成としてもよい。
【００１４】
また、第１のスパイラル補強層１７と第２のスパイラル補強層１８との位置関係であるが、図１に示すように、第１のスパイラル補強層１７と第２のスパイラル補強層１８とが一部重なっていてもかまわない。例えば、第１のスパイラル補強層１７がトレッドのセンター部を含む、トレッド幅の８０％を占め、その両端のそれぞれの１０％に第２のスパイラル補強層１８の１層目１８ａ（径方向内側の層；幅Ｗa）が存在し、その両端の１２％に第２のスパイラル補強層１８の２層目１８ｂ（径方向外側の層；幅Ｗb）が存在してもかまわない。この場合には、トレッドの左端から１０％の範囲（幅Ｗa）は第２のスパイラル補強層１８の重複部１８ｚとなり、次の２％の範囲（Ｗb−Ｗa）は第１のスパイラル補強層１７が径方向内側にあり、第２のスパイラル補強層１８が径方向外側にある。次の７６％は第１のスパイラル補強層１７のみが存在し、次の２％では第１のスパイラル補強層１７と第２のスパイラル補強層１８とが重なり、最後の１０％(トレッド右端側)で、重複部１８ｚとなる。このように、スパイラル補強層同士がそれぞれの端部でお互いに重なり合うように第１及び第２のスパイラル補強層１７，１８を配置すれば、不用意な故障の核を存在させずに済むことになる。
【００１５】
このように、本最良の形態によれば、それぞれのコードが互いに交錯するように配置された第１及び第２のベルト層１５ａ，１５ｂを備えた交錯ベルト１５の外側に、上記ベルト１５の全幅に亘って配置されるベルト補強層１６を、トレッドセンター部を中心に幅広い範囲で上記交錯ベルト１５を覆う、その幅がトレッド幅よりも狭い、芳香族ポリアミドから成るコードを備えた第１のスパイラル補強層１７と、上記２枚のベルト層１５ａ，１５ｂの両方の端部を覆う、ナイロンから成りそのコードの径が上記第１のスパイラル補強層１７のコードの径よりも細い第２のスパイラル補強層１８とから構成するとともに、上記第２のスパイラル補強層１８の一部に、補強層が２重となっている重複部１８ｚを設けるようにしたので、ベルト層−ベルト補強層間のセパレーションを強力に抑制することができるとともに、トレッド端部においても有効なタガ効果を有するベルト補強層を備えた、操縦安定性能と高速走行時におけるタイヤの耐久性能に優れた空気入りタイヤを得ることができる。
また、第２のスパイラル補強層１８が２重になっているので、内側のスパイラルに亀裂が入った場合でも、外側のスパイラルがあるために故障を遅延させることができる。
【００１６】
なお、上記最良の形態では、第１のスパイラル補強層１７のコードの材質を芳香族ポリアミドとし、第２のスパイラル補強層１８のコードの材質をナイロンとしたが、第１及び第２のスパイラル補強層１７，１８のコードの材質をともに芳香族ポリアミドとしても同様の効果を得ることができる。
また、上記例では、上記第１及び第２のベルト層１５ａ，１５ｂのコードとしてスチールコードを用いたが、１枚をスチール製、１枚を芳香族ポリアミドなどの有機繊維コードを用いるなど、他の構成であってももよい。また、交錯層の１枚目(内側)のベルト層のコードとして、カーボンファイバーを撚ったカーボンコードを用いてもよい。
【実施例】
【００１７】
図１に示した２つのスパイラル補強層から成るベルト補強層を備えた本発明によるタイヤ（本発明１〜４）と図２に示す、スパイラル補強層が１つである従来のタイヤ（従来例）と、本発明１のタイヤと構造は同じであるが第２のスパイラル補強層を構成するコードの材質及び重複部の幅を変えたタイヤ(比較例１，２)とを作製し、ドラム試験機を用いて、Ａ，Ｂ２種類の耐久性の試験を行った。
タイヤとしては乗用車用の高性能タイヤで、タイヤサイズは２４５／４５Ｒ１８（タイヤの外径：６７７ｍｍ、リム幅：８．５インチ、リム径：１８インチ）である。
これらのタイヤは、いずれも、１対のビードコアにトロイド状をなして跨るタイヤカーカス層が２枚存在する。このカーカス層は直径０．５ｍｍの撚ったナイロンコードを使用しており、カーカス層は２枚ともラジアル（赤道方向に対する角度が９０度）である。このカーカスはビードコアを回って、ビードコア中心に折り返される。
また、クラウン部分(トレッド部分)を補強する２枚の交錯ベルト層は、直径０．１８ｍｍのスチールの単線を３本合わせて撚った、いわゆる１×３タイプのコードを、赤道面に対して４０度傾けて、互いに交錯させて配置したもので、打込み間隔は３５本／５０ｍｍである。
これらのタイヤのトレッド幅は２４５ｍｍであり、交錯ベルトの径方向内側にあるベルト層の幅は２４０ｍｍ、径方向外側にあるベルト層の幅は２２０ｍｍで、この交錯ベルトの外側にスパイラル補強層が配置されている。
【００１８】
従来例のタイヤでは、スパイラル補強層は、直径が０．７ｍｍの撚った芳香族ポリアミド（商品名ケブラー）コードを、打込み間隔５０本／５０ｍｍで配置している。上記ケブラーの撚り数は３０回／１００ｍｍである。また、幅は２５０ｍｍで、交錯ベルトの全幅について１層の補強層で覆うようにしている。なお、スパイラル補強層の製造は、ケブラーコードを２本平行に並べて未加硫ゴムで覆いストリップ状とし、これをタイヤ成型時に交錯ベルト上に巻き付けて製造した。
本発明１のタイヤでは、図１に示すように、上記従来のケブラースパイラルが２つのスパイラルに変更されている。第１のスパイラル補強層は、従来例のスパイラルと同じ材料、打込みで、直径が０．７ｍｍの撚った芳香族ポリアミド（商品名ケブラー）コードを、打込み間隔５０本／５０ｍｍで配置している。また、幅は２００ｍｍで、これをタイヤセンターに対して左右対称に配置している。
第２のスパイラル補強層は、ケブラーコードを撚って０．５ｍｍにしたものを用いており、打込み間隔は５０本／５０ｍｍ、撚り数は３０回／１００ｍｍである。この第２のスパイラル補強層は、上記第１のスパイラル補強層の巻終わり端から巻き始められ、トレッド端で巻方向が変わって２層目を形成し、第１のスパイラル補強層と重なって巻き終わっている。また、第２のスパイラル補強層のの１層目（内側）の幅は２５ｍｍで、径方向外側の幅は３５ｍｍである。すなわち、第２のスパイラル補強層の２層目(外側)のスパイラルは、第１のスパイラル補強層と１０ｍｍだけ重なる。したがって、第１のスパイラル補強層と第２のスパイラル補強層とを合わせたスパイラル補強層の層幅は、従来例と同じ２５０ｍｍとなる。
本発明２タイヤは、本発明１の第２のスパイラル補強層のタイヤのコードの撚り数を５０回／１００ｍｍに変更したもので、他は本発明１のタイヤと同じである。
本発明３タイヤは、本発明１のタイヤのコードの材質をナイロンに変更したもので、他は本発明１のタイヤと同じである。
また、比較例１のタイヤは、第２のスパイラル補強層のコードとして、ケブラーコードを撚って０．７ｍｍにしたものを用いたもので、他は本発明１のタイヤと同じである。
比較例２のタイヤは、第１のスパイラル補強層の幅を１２０ｍｍとし、第２のスパイラル補強層の１層目（内側）の幅を６５ｍｍ、径方向外側の幅を７５ｍｍとしたもので、他は本発明１のタイヤと同じである。この比較例２では、第２のスパイラル補強層同士が重なっている部分の幅が６５ｍｍで、トレッド幅の２６．５％に当たる。
また、本発明４タイヤは、本発明３のタイヤにおいて、交錯ベルトの材質と幅とを変更したもので、具体的には、交錯層の１枚目(内側)のベルト層の幅を２７０ｍｍとするとともに、スチールコードに代えて、カーボンファイバーを撚って０．５ｍｍにしたカーボンコードを用いている。なお、打込み間隔は５０本／５０ｍｍ、角度は赤道方向に対して４０度で配置している。撚り数は３０回／１００ｍｍである。この１枚目のベルト層の幅ははトレッド幅よりも広くなっており、カーカスプライに密着した状態でカーカスプライに沿ってタイヤサイドの上部まで配置されている。
一方、２枚目(外側)のベルト層は、本発明３の１枚目(内側)のベルト層と全く同じ材質、同じ角度である。つまり、本発明３の交差ベルトの構成が、１枚はカーボンになり、ベルト幅がそれぞれ広がったのが本発明４である。
【００１９】
耐久性の試験は、直径３ｍのスチール製のドラムに所定の圧力でタイヤを押し付けて高速回転させ、一定速度で所定時間連続走行させた後、タイヤを解剖して亀裂の有無を調べることにより行った。
試験条件Ａ
８．５Ｊ×１８インチのリムに装着し、タイヤ内圧を指定内圧である２２０ｋＰよりも低めの１８０ｋＰに設定したタイヤを、ＣＡ−１度、ＳＡ０度、荷重５ｋＮでドラムに押し付け、速度１３０ｋｍ／ｈで１００時間連続走行させてドラムを止める。ここで、タイヤ内圧を指定内圧よりも低めに設定したのは、タイヤのたわみ量を大きくして、タイヤの故障を促進するためである。なお、ドラムの周りの温度は１０℃に管理し、タイヤに向けて風速１０ｍ／ｓの風を送りつづけて、タイヤの極端な発熱を防止し、実際の走行状態をなるべく再現するようにした。
試験条件Ｂ
試験条件Ａと同じドラム試験機を用い、荷重を通常ではありえない８ｋＮに増加させ、速度１３０ｋｍ／ｈで１００時間連続走行させた。なお、荷重以外の条件は試験条件Ａと同じである。
【００２０】
試験結果は以下の通りである。
（１）従来例のタイヤ
試験条件Ａ
完走。
交錯ベルトの内側のベルト層に亀裂発生。亀裂長さは、内側のベルト層に沿って水平方向に５ｍｍ。また、亀裂は垂直方向(半径方向)外側にも進展しており、スパイラル補強層まで達している。
スパイラル補強層に微少のゴムの剥離がみられる箇所があった。
試験条件Ｂ
完走できずに、走行中６７時間でタイヤがバーストした。
バースト後のタイヤを調べたところ、内側のベルト層にも外側のベルト層にも長さが１０ｍｍ以上の亀裂が発生した。
また、亀裂はスパイラル補強層まで伝わっており、スパイラル補強層のコードのゴムが７ｍｍに亘って全周剥離していることが確認された。
（２）本発明１のタイヤ
試験条件Ａ
完走。
交錯ベルトの内側のベルト層に亀裂発生。亀裂長さは、内側のベルト層に沿って水平方向に３ｍｍ。但し、亀裂は垂直方向(半径方向)外側にも進展していない。
スパイラル補強層にはゴムの剥離はみられなかった。
試験条件Ｂ
完走。
内側のベルト層の水平方向に、長さ４ｍｍの亀裂発生。外側のベルト層は亀裂なし。
第２のスパイラル補強層に内側（１層目）にゴムの剥離あり。幅は３ｍｍ、周方向全周の３６０度の範囲に存在。
第２のスパイラル補強層に外側（２層目）にはゴムの剥離は全くない。
【００２１】
（３）本発明２のタイヤ
試験条件Ａ
完走。
交錯ベルトの内側のベルト層に亀裂発生。亀裂長さは、内側のベルト層に沿って水平方向に３ｍｍ。但し、亀裂は垂直方向(半径方向)外側にも進展していない。
スパイラル補強層にはゴムの剥離はみられなかった。
試験条件Ｂ
完走。
内側のベルト層の水平方向に、長さ４ｍｍの亀裂発生。外側のベルト層は亀裂なし。
第２のスパイラル補強層に内側（１層目）にゴムの剥離あり。幅は２ｍｍ、周方向には点在するのみで、全周はつながっていない。
第２のスパイラル補強層に外側（２層目）にはゴムの剥離は全くない。
（４）本発明３のタイヤ
試験条件Ａ
完走。
交錯ベルトの内側のベルト層に亀裂発生。亀裂長さは、内側のベルト層に沿って水平方向に３ｍｍ。但し、亀裂は垂直方向(半径方向)外側にも進展していない。
スパイラル補強層にはゴムの剥離はみられなかった。
試験条件Ｂ
完走。
内側のベルト層の水平方向に、長さ４ｍｍの亀裂発生。外側のベルト層は亀裂なし。
第２のスパイラル補強層に内側（１層目）のゴムの剥離は１箇所のみ。幅は１ｍｍ、周方向には１０ｍｍの長さであった。
第２のスパイラル補強層に外側（２層目）にはゴムの剥離は全くない。
【００２２】
（５）比較例１のタイヤ
試験条件Ａ
完走。
交錯ベルトの内側のベルト層に亀裂発生。亀裂長さは、内側のベルト層に沿って水平方向に２ｍｍ。但し、亀裂は垂直方向(半径方向)外側にも進展していない。
スパイラル補強層にはゴムの剥離はみられなかった。
試験条件Ｂ
完走。
内側のベルト層の水平方向に、長さ４ｍｍの亀裂発生。外側のベルト層は亀裂なし。
第２のスパイラル補強層に内側（１層目）にゴムの剥離あり。幅は５ｍｍ、周方向の全周３６０度の範囲に存在。
第２のスパイラル補強層に外側（２層目）にはゴムの剥離は全くない。
（６）比較例２のタイヤ
試験条件Ａ
完走。
交錯ベルトの内側のベルト層に亀裂発生。亀裂長さは、内側のベルト層に沿って水平方向に３ｍｍ。但し、亀裂は垂直方向(半径方向)外側にも進展していない。
スパイラル補強層にはゴムの剥離はみられなかった。
試験条件Ｂ
完走。
内側のベルト層の水平方向に、長さ４ｍｍの亀裂発生。外側のベルト層は亀裂なし。
第２のスパイラル補強層に内側（１層目）の内側にゴムの剥離あり。幅は２ｍｍ、周方向の全周３６０度の範囲に存在。
第２のスパイラル補強層に外側（２層目）にはゴムの剥離は全くない。
（７）本発明４のタイヤ
試験条件Ａ
完走。
交錯ベルトの内側のベルト層に亀裂なし。しかし、外側のベルト層（スチール）に長さ３ｍｍの亀裂発生。但し、亀裂は垂直方向(半径方向)外側にも進展していない。
スパイラル補強層にはゴムの剥離はみられなかった。
試験条件Ｂ
完走。
内側のベルト層に亀裂なし。外側のベルト層に長さ４ｍｍの亀裂発生。しかし、第２のスパイラル補強層には亀裂はつながっていない。
第２のスパイラル補強層では、内側（１層目）も外側（２層目）もゴムの剥離は全くない。
【００２３】
以上の試験結果から本発明の効果が分かる。
従来例のタイヤに対して、交錯ベルト端部を覆うスパイラルが２重になっている本発明１〜３のタイヤと比較例１，２では、試験条件Ｂのような厳しい条件下で、内側のスパイラルがゴムから剥れて亀裂を生じ、タガ効果が小さくなったとしても、外側のスパイラルがあるために故障を遅延させることができることが確認された。従来のタイヤでは完走できなかった。
本発明１のタイヤと本発明２のタイヤの試験結果の比較から、第２のスパイラル補強層のコード撚り数の効果が分かる。すなわち、試験条件Ｂで、コード撚り数の少ない本発明１のタイヤでは第２のスパイラル補強層の内側のゴムの剥離が全周つながっており、コード撚り数の多い本発明２のタイヤよりも故障の進展が早いことが分かる。これにより、高撚りコードを使うことで耐久性を向上させることができることが確認された。
本発明２のタイヤと本発明３のタイヤの試験結果の比較から、第２のスパイラル補強層のコードの材質の効果が分かる。本発明３のタイヤのようにナイロンを使用すると、ゴムとの接着に優れているため、試験条件Ｂのような厳しい条件下でもゴムの剥離が極めて小さい。
【００２４】
また、比較例１のように第２のスパイラル補強層のコード径を太くすると従来例よりも耐久性はよくなるが、試験条件Ｂの結果から、コードの剥離に問題があることがわかる。比較例１のタイヤのように太目のコードを使用すると、細目のコードを使用した本発明１のタイヤよりもゴムの剥離が起こりやすく、試験条件Ｂでの故障の進展が本発明１のタイヤよりも早いことが分かる。なお、第１のスパイラル補強層のコード径を細くすると、タガ効果が小さくなり、操縦安定性能が低下するので、第１のスパイラル補強層では太目のコードを使用するようにしている。
本発明１のタイヤと比較例２のタイヤとを比較すると、耐久試験結果には差はないが、後述するように、比較例２のタイヤでは操縦安定性能に問題がある。
また、本発明３のタイヤと本発明４のタイヤとを比較すると、交錯ベルトの構成が違っても耐久試験結果に差がないことがわかる。なお、本発明４のタイヤで幅広の内側ベルト層に亀裂が見られず、幅狭の外側ベルト層に亀裂が見られたのは、内側ベルト層はカーボン製のコードを使用しているのに対し、外側ベルト層はそれよりも硬いスチールコードを使用しているためである。
【００２５】
次に、上記各タイヤについて、操縦安定性能と乗り心地性能とを調べた結果を図２の表に示す。
操縦安定性能及び乗り心地性能は、各タイヤを装着した試験車両を準備し、熟練ドライバーによるテストコース走行を行ない、ドライバーの評価を点数（１０点満点）に直して比較した。なお、タイヤは４輪全て同じタイヤを用いた。
試験車両は後輪駆動のスポーツタイプの車両を使用し、限界時での操縦安定性能を見るため、最高速度が２００ｋｍ／ｈに達する激しい走行を行った。
従来例のタイヤと本発明１〜３のタイヤとの比較から、本発明のタイヤでは操縦安定性能についても乗り心地性能についても従来例と同等であることが分かる。また、本発明３のタイヤでは従来例よりも乗り心地性能がよくなっているが、これは、ナイロンコードがケブラーコードよりもしなやかであることによる。
比較例１のタイヤでは、タイヤに硬さが現れた。これは、従来例に比べてショルダー部のスパイラルが２重になったため、タイヤが面外にたわみにくくなったことによる。したがって、スパイラルを２重にする場合には、本発明のタイヤのように、コードの直径を落としてやる必要がある。
比較例２のタイヤでは、タイヤが非常に硬くなった。これは、コードの径を落としても、スパイラルが２重になる範囲が広いため、タイヤがたわみにくくなったことによる。
また、本発明４のタイヤでは１枚目のベルトがカーボンになっているが、本発明３のタイヤと略同等の特性を示した。すなわち、交錯ベルトの構成が違っても本発明の効果が変わらないことが確認された。
【産業上の利用可能性】
【００２６】
このように、本発明によれば、高性能タイヤの操縦安定性を損なうことなく、ベルト端部の亀裂を抑制することのできる、高速耐久性、高荷重耐久性に優れた空気入りタイヤを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の最良の形態に係る空気入りタイヤの構成を示す断面図である。
【図２】実車走行試験の結果をまとめた表である。
【図３】従来のベルト補強層を有する空気入りタイヤの構成を示す断面図である。
【符号の説明】
【００２８】
１０  空気入りタイヤ、１１  トレッド部、１２  サイドウォール部、
１３  ビード部、１４  カーカス層、１５  交錯ベルト、１５ａ  第１のベルト層、
１５ｂ  第２のベルト層、１６  ベルト補強層、１７  第１のスパイラル補強層、
１８  第２のスパイラル補強層、１８ａ  第２のスパイラル補強層の１層目、
１８ｂ  第２のスパイラル補強層の２層目、１８ｚ  重複部。
【図１】
2008126747.tif 000003
【図２】
2008126747.tif 000004
【図３】
2008126747.tif 000005