(57)【要約】【課題】高速耐久性を維持しながら、耐カット性を向上させる。【解決手段】ベルト補強層39のスチールコード41を、各スチールコード41において、または、１本おきのスチールコード41において波状の位相を異ならせるようにしたので、隣接するスチールコード41の位相が 180度ずれることで発生する間隙50の発生可能位置を、スチールコード間平均距離の１倍または２倍だけ離れた位置まで細分化することができ、この結果、前記間隙50はベルト補強層39内にほぼ均一に分散して分布することとなり、空気入りタイヤの耐カット性が効果的に向上する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
周方向に対して傾斜している非伸張性の補強コードが埋設された少なくとも２枚のベルトプライからなるベルト層と、該ベルト層の半径方向外側に配置され、実質上周方向に延びる波状に屈曲したスチールコードが埋設された１層のベルト補強層とを備えた空気入りタイヤにおいて、前記ベルト補強層のスチールコードを、各スチールコードにおいて、または、１本おきのスチールコードにおいて波状の位相を異ならせるようにしたことを特徴とする空気入りタイヤ。
【請求項２】
前記空気入りタイヤのベルト補強層内におけるスチールコードの片振幅を波長で除した値は0.02〜0.05の範囲内である請求項１記載の空気入りタイヤ。
【請求項３】
前記空気入りタイヤはライトトラック用タイヤである請求項１または２記載の空気入りタイヤ。
【請求項４】
周方向に対して傾斜している非伸張性の補強コードが埋設された少なくとも２枚のベルトプライからなるベルト層の周囲に、波状に屈曲した１本または互いに平行な２本のスチールコードをゴムコーティングすることで構成したストリップ体を供給して螺旋状に巻回することにより、実質上周方向に延びる波状に屈曲したスチールコードが埋設された１層のベルト補強層を成形する工程と、前記ベルト層、ベルト補強層を有するグリーンタイヤを加硫する工程とを備えたことを特徴とする空気入りタイヤの製造方法。
【請求項５】
前記ストリップ体の巻回時においてスチールコードの片振幅を波長で除した値は0.03〜0.06の範囲内である請求項４記載の空気入りタイヤの製造方法。
【請求項６】
前記ストリップ体を、隣接するストリップ体にスチールコードの片振幅の10〜50％だけ重ね合わせながら巻回するようにした請求項４または５記載の空気入りタイヤの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、波状に屈曲しているスチールコードが埋設されたベルト補強層を有する空気入りタイヤおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、車両の低床化の要求に伴って空気入りタイヤが偏平化することにより、内圧充填時、高速走行時におけるトレッド部の径成長が増大しているが、このような径成長の増大はベルト端に発生する歪量を増大させ、高速耐久性を低下させる原因となっていた。このようなベルト端における歪の発生量を低減するため、例えば以下の特許文献１に記載されているようなものが提案されている。
【特許文献１】特開平６−３３６１０２号公報
【特許文献２】特開２０００−２０３２１５号公報
【０００３】
前記特許文献１に記載の空気入りタイヤは、周方向に対して傾斜している非伸張性の補強コードが埋設された少なくとも２枚のベルトプライからなるベルト層の周囲に、互いに平行で直線状に延びる複数本のナイロンコードをゴムコーティングすることで構成したストリップ体を供給して螺旋状に巻回することにより、内部に実質上周方向に直線状に延びるナイロンコードが埋設されたベルト補強層をベルト層の半径方向外側に成形したものである。
【０００４】
しかしながら、このようなナイロンコードは長手方向のヤング率が小さいため、前述の径成長をベルト補強層により充分に抑制することができず、ベルト端に発生する歪を効果的に低減することができなかった。また、前述のような空気入りタイヤは高内圧下で長期間走行させられるため、ベルト補強層内に埋設されているナイロンコードにクリープ現象が発生し、たが効果が大きく減少してしまうのである。
【０００５】
このため、前述のようなベルト補強層内に、ヤング率が大きく、高内圧下で長期間走行してもクリープ現象が生じ難い直線状のスチールコードを実質上周方向に埋設することが考えられるが、このようにすると、該スチールコードは加硫時において殆ど伸張することができないため、加硫時にトレッド部に規定の主溝、横溝を型付け成形することが困難となってしまうのである。
【０００６】
このため、前記特許文献２に記載のもののように、ベルト層の周囲に、波状に屈曲した互いに平行な少数本のスチールコードをゴムコーティングすることで構成したストリップ体を螺旋状に巻回することにより、内部に実質上周方向に延びる波状のスチールコードが埋設されたベルト補強層をベルト層の半径方向外側に成形し、加硫時におけるスチールコードの伸張（ベルト補強層の拡張）を許容するようにしたものが提案された。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、前述のように波状に屈曲した少数本（通常は作業性の関係から６本程度）のスチールコード11をゴムコーティングしたストリップ体12は、図６、７に示すように、その内部においてスチールコード11同士はいずれの位置においても同位相であるが、螺旋状に巻回する成形ドラム14が太鼓状を呈していたり、また、成形ドラムが円筒状のときでも、前記巻回時におけるストリップ体12に張力変動が生じると、隣接するストリップ体12内におけるスチールコード11同士の位相は、周方向に不規則にずれてしまい、例えばこれらの位相が周方向に 180度ずれた場合には、隣接するストリップ体12のスチールコード11の谷同士が重なり合っている領域付近に大きな間隙15が生じてしまう。
【０００８】
そして、このような大きな間隙15は、前記ストリップ体12の内部における各スチールコード11が同位相であるため、隣接するストリップ体12の境界部のみに生じる（ストリップ体12の内部には生じない）ことになるが、このストリップ体12は、前述のように６本程度のスチールコード11をゴムコーティングして構成された比較的幅広であるため、ベルト補強層13全体で見ると、前記間隙15は偏在し、この結果、空気入りタイヤの耐カット性が低下してしまうという課題がある。
【０００９】
また、前述のような間隙を消失させるために、巻回時におけるストリップ体の重なり合い量を大きくしてスチールコード同士をほぼ２重に重ね合わせることも行われているが、このようにすると、ストリップ体を幅方向一端から他端まで１回だけ螺旋状に巻回することでベルト補強層を成形しても、該ベルト補強層はスチールコードがほぼ全域で半径方向に重なり合った実質２層となってしまい、この結果、トレッド部の質量が増加するとともに、走行時における発熱量が多くなって高速耐久性が低下してしまうのである。
【００１０】
この発明は、高速耐久性を維持しながら、耐カット性を向上させることができる空気入りタイヤおよびその製造方法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】
【００１１】
このような目的は、第１に、周方向に対して傾斜している非伸張性の補強コードが埋設された少なくとも２枚のベルトプライからなるベルト層と、該ベルト層の半径方向外側に配置され、実質上周方向に延びる波状に屈曲したスチールコードが埋設された１層のベルト補強層とを備えた空気入りタイヤにおいて、前記ベルト補強層のスチールコードを、各スチールコードにおいて、または、１本おきのスチールコードにおいて波状の位相を異ならせるようにした空気入りタイヤにより、達成することができる。
【００１２】
第２に、周方向に対して傾斜している非伸張性の補強コードが埋設された少なくとも２枚のベルトプライからなるベルト層の周囲に、波状に屈曲した１本または互いに平行な２本のスチールコードをゴムコーティングすることで構成したストリップ体を供給して螺旋状に巻回することにより、実質上周方向に延びる波状に屈曲したスチールコードが埋設された１層のベルト補強層を成形する工程と、前記ベルト層、ベルト補強層を有するグリーンタイヤを加硫する工程とを備えた空気入りタイヤの製造方法により、達成することができる。
【発明の効果】
【００１３】
この発明においては、ベルト補強層のスチールコードを、各スチールコードにおいて、または、１本おきのスチールコードにおいて波状の位相を異ならせるようにしたので、前述のような間隙の発生可能位置をスチールコード間平均距離の１倍または２倍だけ離れた位置まで細分化することができ、この結果、前記間隙はベルト補強層内にほぼ均一に分散して分布することとなり、空気入りタイヤの耐カット性が効果的に向上する。そして、このような空気入りタイヤは請求項４に記載の方法により、容易に製造することができる。
【００１４】
また、前述のように間隙がベルト補強層内に分散して発生しているため、前記間隙を消失させる必要はなくなり、この結果、隣接するストリップ体の重なり合い量を小さくすることができる。これにより、ベルト補強層を実質的に１層となるよう成形することができ、トレッド部の質量および走行時における発熱量の増加を抑制することができて、空気入りタイヤの高速耐久性を維持することもできる。
【００１５】
また、請求項２、５に記載のように構成すれば、ベルト補強層によるたが効果の低下を強力に抑制することができるとともに、波状に屈曲したスチールコードをゴムコーティングしたストリップ体を容易に製造することができる。さらに、この発明は請求項３に記載のようなライトトラック用タイヤに好適である。また、請求項６に記載のように構成すれば、前記間隙の拡大を阻止しながら、高速耐久性の低下を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、この発明の実施形態１を図面に基づいて説明する。
図１において、21はライトトラックに装着される空気入りラジアルタイヤであり、このタイヤ21はスティフナー20が密着されているビードコア22がそれぞれ埋設された一対のビード部23と、これらビード部23から略半径方向外側に向かってそれぞれ延びるサイドウォール部24と、これらサイドウォール部24の半径方向外端同士を連結する略円筒状のトレッド部25とを備えている。
【００１７】
また、前記タイヤ21は前記ビードコア22間をトロイダル状に延びてサイドウォール部24、トレッド部25を補強するカーカス層27を有し、このカーカス層27の両端部は前記ビードコア22の回りを内側から外側に向かって折り返されている。前記カーカス層27は少なくとも１枚、ここでは１枚のカーカスプライ28からなり、該カーカスプライ28内には周方向（タイヤ赤道Ｓ）に対して直交する方向（ラジアル方向）に延びるスチール、ナイロン等の補強コードが埋設されている。
【００１８】
31はカーカス層27の半径方向外側に配置されたベルト層であり、このベルト層31は少なくとも２枚、ここでは２枚のベルトプライ32を半径方向に積層することで構成され、各ベルトプライ32内にはスチール、芳香族ポリアミドからなる非伸張性の互いに平行な補強コードが埋設されている。そして、これらベルトプライ32の補強コードは周方向に対して10〜40度の角度で傾斜するとともに、少なくとも２枚のベルトプライ32において逆方向に傾斜し互いに交差している。
【００１９】
35は前記カーカス層27、ベルト層31の半径方向外側に配置されたゴムからなるトップトレッドであり、このトップトレッド35の外表面（踏面）には周方向に連続して延びる複数本の主溝36および略幅方向に延びるラグ溝37が形成されている。なお、38はカーカス層27の軸方向両外側に配置されたサイドトレッドである。39は前記ベルト層31の半径方向外側でトップトレッド35の半径方向内側に、ベルト層31と重なり合うよう配置された１層のベルト補強層であり、このベルト補強層39はベルト層31の幅より若干幅広で、内圧充填時、高速走行時におけるトレッド部25の径成長を抑制している。前記ベルト補強層39の内部には実質上周方向に延び、波状に屈曲したスチールコード41（図３参照）が埋設されている。
【００２０】
次に、このようなタイヤ21を製造するには、まず、図示していない拡縮径可能な円筒状の第１成形ドラムに帯状のカーカスプライ28を供給して該第１成形ドラムの周囲に貼付けて円筒状のカーカス層27を成形した後、該カーカス層27の外側でその軸方向両端部の所定位置にスティフナー20付きのビードコア22をそれぞれセットし、その後、ビードコア22より軸方向外側に位置するカーカス層27の幅方向両端部をブラダー等によりビードコア22の回りに折り返す。次に、帯状のサイドトレッド38を第１成形ドラムに供給し前述のように折り返されたカーカス層27の軸方向両端部外側に貼付けグリーンケースを成形する。
【００２１】
このようにしてグリーンケースを成形しているとき、図２に示すような拡縮径可能なバンド成形ドラム45に２枚の帯状をしたベルトプライ32を次々に供給して該バンド成形ドラム45の周囲に貼付けベルト層31を成形する。ここで、前記バンド成形ドラム45は太鼓状を呈し、その外径は軸方向中央から軸方向両外端に向かうに従い徐々に小径となっているため、成形されたベルト層31は略円筒状を呈することになる。次に、前記バンド成形ドラム45の周囲に連続した帯状のストリップ体46を綾振り機構47によってバンド成形ドラム45の軸方向にバンド成形ドラム45の１回転当たり１ピッチずつずらしながら供給し、ベルト層31の外側全域にストリップ体46を螺旋状に均一に巻回してベルト補強層39を成形する。
【００２２】
ここで、前記ストリップ体46は、図３、４に示すように、１本のスチールコード41をゴムコーティングすることで構成しているが、このスチールコード41は波状に、例えば方形波、三角波、正弦波状に屈曲しているため、スチールコード41を被覆するコーティングゴム48はスチールコード41の全振幅より若干幅が広い帯状を呈している。そして、このようにストリップ体46のスチールコード41が波状に屈曲していると、加硫時においてスチールコード41は長手方向（周方向）に伸張することができるため、ベルト補強層39の拡径が許容され、タイヤ21の製造が容易となる。なお、前記ストリップ体46は、図５に示すように、互いに平行な２本のスチールコード41をゴムコーティングすることで構成してもよい。
【００２３】
そして、前記ストリップ体46が巻回されるバンド成形ドラム45は前述のように太鼓状を呈しているため、巻回後の隣接するストリップ体46内におけるスチールコード41の波状の位相は、図３に示すように周方向に不規則にずれてしまうのである。また、ストリップ体46を略トロイダル状をしたカーカス層、ベルト層の外側に螺旋状に巻回する場合、あるいは、バンド成形ドラムが円筒状であっても、巻回時にストリップ体46に張力変動が生じた場合には、隣接するストリップ体46内のスチールコード41の波状の位相は、同様に周方向に不規則にずれてしまうのである。
【００２４】
このような周方向の不規則なずれにより、隣接するスチールコード41同士の位相が周方向に 180度ずれると、隣接するストリップ体46の境界部で、隣接するスチールコード41の谷同士が重なり合っている領域付近に間隙50が生じてしまうが、この実施形態においては、ベルト層31の周囲に、波状に屈曲した１本または２本のスチールコード41をゴムコーティングすることで構成した幅狭のストリップ体46を供給して螺旋状に巻回することにより、前述のようなベルト補強層39を成形し、これにより、空気入りタイヤ21のベルト補強層39内におけるスチールコード41を、各スチールコード41において、または、１本おきのスチールコード41において波状の位相を異ならせるようにしたのである。
【００２５】
ここで、各スチールコード41において波状の位相が異なるとは、任意の１本のスチールコード41と、１周先に巻回されているスチールコード41との波状の位相が異なっていることをいい、また、１本おきのスチールコード41において波状の位相が異なるとは、任意の１本のスチールコード41と、１周先に巻回されているスチールコード41との波状の位相とは同一であるが、２周先に巻回されているスチールコード41との波状の位相が異なっていることをいう。
【００２６】
そして、このようにベルト補強層39内のスチールコード41が、各スチールコード41において、または、１本おきのスチールコード41において波状の位相が異なっていると、間隙50の発生可能位置をスチールコード41間距離の１倍または２倍だけ離れた位置まで細分化することができ、この結果、前記間隙50はベルト補強層39内にほぼ均一に分散して分布することとなり、空気入りタイヤ21の耐カット性が効果的に向上する。
【００２７】
また、前述のように間隙50がベルト補強層39内に分散して発生しているため、前記間隙50を消失させる必要はなくなり、この結果、隣接するストリップ体46同士の重なり合い量を小さくすることができる。これにより、ベルト補強層39を実質的に１層とする、即ちスチールコード41が２重に重なり合う部位を可及的に少なくすることができ、トレッド部25の質量および走行時における発熱量の増加を抑制することができて、タイヤ21の高速耐久性を維持することもできる。
【００２８】
ここで、前述のストリップ体46の巻回時においては、スチールコード41の片振幅（振幅）Ａを波長Ｂで除した値を0.03〜0.06の範囲内とすることが好ましい。その理由は、前記Ａ／Ｂの値が0.03未満であると、片振幅Ａが小さくてストリップ体46の製造が困難となり、一方、前記Ａ／Ｂの値が0.06を超えると、ベルト補強層39のたが効果が低下して高速耐久性が低下することがあるが、前述の範囲内であると、ベルト補強層39によるたが効果の低下を強力に抑制することができるとともに、波状に屈曲したスチールコード41をゴムコーティングしたストリップ体46を容易に製造することができる。
【００２９】
また、前記ストリップ体46は帯状を呈しているため、既に巻回した隣接するストリップ体46に対してある程度側端部を重ね合わせながら巻回することになるが、このとき、スチールコード41の片振幅Ａの10〜50％だけ重ね合わせながら巻回することが好ましい。その理由は、前記重なり合い量が10％未満であると、スチールコード41間のピッチが大きくなって前記間隙50が広くなり、一方、50％を超えると、ストリップ体46の重なり合い量が大きくなってトレッド部25の質量が増加するとともに、走行時における発熱量が多くなり高速耐久性が低下することがあるが、前述の範囲内であると、間隙50の拡大を阻止しながら、高速耐久性の低下を容易に抑制することができる。
【００３０】
このようにしてベルト層31の外側にベルト補強層39が成形されると、帯状のトップトレッド35をバンド成形ドラム45に供給してベルト層31、ベルト補強層39の外側に貼付けベルト・トレッドバンドを成形する。次に、前述したグリーンケースを搬送手段により前記第１成形ドラムから第２成形ドラムに搬入してその外側に嵌合する。このとき、第２成形ドラムのビードロック部を拡径してグリーンケースのビードコア22を内側から支持する。その後、前記ビードロック部をビードコア22と共に互いに接近させながらグリーンケース内に内圧を充填して該グリーンケースを断面略トロイダル状に徐々に変形させる。
【００３１】
このとき、搬送手段により前記ベルト・トレッドバンドをグリーンケースの外側に嵌合すると、グリーンケースの軸方向中央部にベルト・トレッドバンドが密着し、グリーンタイヤが成形される。次に、前述のようなベルト補強層39を有するグリーンタイヤを加硫金型内に搬入して加硫を行い、空気入りタイヤ21とする。ここで、前述の加硫時にグリーンタイヤは数％膨張拡径する（ベルト補強層39は周方向に伸びる）ため、製造されたタイヤ21のベルト補強層39内におけるスチールコード41の片振幅Ａを波長Ｂで除した値は0.02〜0.05の範囲内となるが、これの効果は前述と同様である。そして、このような構造のタイヤ21は前述のようなライトトラック用タイヤに好適である。
【実施例１】
【００３２】
次に、試験例について説明する。この試験に当たっては、６本のナイロンコードが埋設されたストリップ体を螺旋状に巻回して成形した実質１層のベルト補強層を有する従来タイヤ１と、６本の波状に屈曲したスチールコードが埋設されたストリップ体を螺旋状に巻回して成形した実質１層のベルト補強層を有する従来タイヤ２と、６本の波状に屈曲したスチールコードが埋設されたストリップ体を螺旋状に巻回して成形した実質２層のベルト補強層を有する比較タイヤと、２本の波状に屈曲したスチールコードが埋設されたストリップ体を螺旋状に巻回することで成形し、１本おきのスチールコードにおいて波状の位相を異ならせた実質１層のベルト補強層を有する実施タイヤとを準備した。
【００３３】
ここで、各タイヤの構造はいずれも図１に示すようなもので、そのサイズは225/75Ｒ16  10ＰＲであった。また、各タイヤにおけるスチールコードの片振幅Ａを波長Ｂで除した値は0.03であり、スチールコード中心間平均距離およびスチールコードの直径はそれぞれ 2.0mmおよび 1.0mmであった。次に、前記各タイヤ１本の質量を測定したが、その結果を従来タイヤ１を指数 100で表すと、従来タイヤ２および実施タイヤでは共に 102であり、比較タイヤでは 105であった。また、新品の各タイヤからトップトレッドを剥離してベルト補強層を全域で露出させ、隣接するコード間における間隙の有無、分布状況について観察した。その結果は従来タイヤ１、比較タイヤでは間隙は存在せず、従来タイヤ２では間隙が偏在していたが、実施タイヤでは間隙が比較的均一に分布していた。
【００３４】
次に、前記各タイヤを 6.0のリムに装着し、 600ｋPaの内圧を充填した後、ライトトラックに装着してタイヤ１本当たりに10.3ｋＮの荷重を負荷しながら時速60ｋｍ程度で悪路（悪路率70％）を 0.5万ｋｍ走行させた。その後、各タイヤからトップトレッドを剥離してベルト補強層を全域で露出させ、間隙の部位におけるカットの有無を観察した。その結果は、従来タイヤ１、比較タイヤでは間隙が存在しないため、カットの発生はなく、また、従来タイヤ２では少数の間隙に比較的大きなカットが発生していたが、実施タイヤではいずれの間隙にもカットの発生はなく耐カット性が向上していた。
【００３５】
次に、新品の各タイヤを前述と同一のリムに装着した後、 500ｋPaの内圧を充填するとともに、10ｋＮの荷重を負荷しながらドラムに押し付けた。そして、これら各タイヤを時速60ｋｍの速度から走行を開始させ、30分毎に時速10ｋｍのステップで速度を増加させて故障が発生するまで走行させた。ここで、故障発生時の速度とその速度での走行時間を指数化し、従来タイヤ１を指数 100として表すと、従来タイヤ２では 120、比較タイヤでは95であったが、実施タイヤでは 123と従来タイヤ２とほぼ同等であった。ここで、指数が大であるほど高速耐久性が良好である。
【００３６】
次に、前述の高速耐久性試験と同様の条件下で各タイヤを時速60ｋｍで１万ｋｍ走行させた後、 100％酸素の60度Ｃに保持された恒温庫内に４週間放置して劣化させ、その後、前述と同一条件下で故障発生まで走行させた。その結果を前記高速耐久性と同一指数で表示すると、従来タイヤ１は78、従来タイヤ２は 113、比較タイヤは91、実施タイヤは 118であった。ここで、指数が大であるほど劣化後の高速耐久性が良好である。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
この発明は、ベルト補強層を有する空気入りタイヤの産業分野に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】この発明の実施形態１を示す空気入りタイヤの子午線断面図である。
【図２】ストリップ体の巻回状態を説明する概略平面図である。
【図３】ベルト補強層の平面断面図である。
【図４】図３のＩ−Ｉ矢視断面図である。
【図５】この発明の他の実施形態を示す図４と同様の断面図である。
【図６】従来のベルト補強層の平面断面図である。
【図７】図６のII−II矢視断面図である。
【符号の説明】
【００３９】
21…空気入りタイヤ         31…ベルト層
39…ベルト補強層           41…スチールコード
46…ストリップ体           Ａ…片振幅
Ｂ…波長
【図１】
2008168807.tif 000003
【図２】
2008168807.tif 000004
【図３】
2008168807.tif 000005
【図４】
2008168807.tif 000006
【図５】
2008168807.tif 000007
【図６】
2008168807.tif 000008
【図７】
2008168807.tif 000009