(57)【要約】【課題】傾斜ベルト層とベルト補強部材との間、又は傾斜ベルト層間、又は傾斜ベルト層とカーカスプライとの間のゴムの厚みを確保する。【解決手段】カーカスプライ４のタイヤ半径方向外側に配置された２枚の傾斜ベルト６、７と、傾斜ベルト７のタイヤ半径方向に配置されたベルト補強部材８とを備えている。また、ゴム連続体９が、ベルト補強部材８と、傾斜ベルト７の端部との間、及びベルト補強部材８と、傾斜ベルト６の端部との間に配置されている。ゴム連続体９は、グリーンタイヤを成型する工程において、傾斜ベルト６、７の表面に、加硫度が１０％以上５０％以下の半加硫ゴムからなるゴムの連続体をタイヤ赤道Ｅの方向に対し５°以内の角度でスパイラル状に巻き付けたものである。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
カーカスプライと、該カーカスプライのタイヤ半径方向外側に配置されたベルト層とを有する空気入りタイヤの製造方法であって、
成型ドラム上、或いはタイヤの内面形状と対応する外面形状を有する剛体コア上にベルト層を形成する工程と、該ベルト層の半径方向外側に加硫度が１０％以上９０％以下の半加硫ゴムからなるゴム連続体をタイヤ赤道方向に略平行にスパイラル状に巻き付ける工程とを有することを特徴とする空気入りタイヤの製造方法。
【請求項２】
請求項１記載の空気入りタイヤの製造方法において、
前記ゴム連続体の断面積及び断面形状を一定にする工程を有することを特徴とする空気入りタイヤの製造方法。
【請求項３】
請求項１又は２記載の空気入りタイヤの製造方法において、
前記ゴム連続体の厚みを０．５ｍｍ以上５ｍｍ以下に成型する工程を有することを特徴とする空気入りタイヤの製造方法。
【請求項４】
請求項１記載の空気入りタイヤの製造方法において、
補強素子の連続体に未加硫ゴムを被覆する工程と、該被覆した未加硫ゴムの加硫度を１０％以上９０％以下の半加硫状態にする工程とにより、内部に補強素子を有する前記ゴム連続体を製造する工程を有することを特徴とする空気入りタイヤの製造方法。
【請求項５】
請求項２記載の空気入りタイヤの製造方法において、
前記断面形状が円形又は楕円形であることを特徴とする空気入りタイヤの製造方法。
【請求項６】
請求項２記載の空気入りタイヤの製造方法において、
前記断面形状が長方形又は平行四辺形又は菱形であり、かつ断面の厚みよりも幅が２倍以上大きいことを特徴とする空気入りタイヤの製造方法。
【請求項７】
カーカスプライと、該カーカスプライのタイヤ半径方向外側に配置されたベルト層と、前記ベルト層のタイヤ半径方向外側に配置されたベルト補強部材と、前記ベルト層と前記ベルト補強部材との間で、タイヤ赤道方向に略平行にスパイラル状に巻き付けられた請求項１〜６のいずれかに記載のゴム連続体とを有することを特徴とする空気入りタイヤ。
【請求項８】
カーカスプライと、該カーカスプライのタイヤ半径方向外側に配置されたベルト層と、前記ベルト層のタイヤ半径方向外側に配置されたベルト補強部材と、前記ベルト層と前記カーカスプライとの間で、タイヤ赤道方向に略平行にスパイラル状に巻き付けられた請求項１〜６のいずれかに記載のゴム連続体とを有することを特徴とする空気入りタイヤ。
【請求項９】
カーカスプライと、該カーカスプライのタイヤ半径方向外側に配置された少なくとも２枚のベルト層と、前記ベルト層のタイヤ半径方向外側に配置されたベルト補強部材と、前記ベルト層の層間で、タイヤ赤道方向に略平行にスパイラル状に巻き付けられた請求項１〜６のいずれかに記載のゴム連続体とを有することを特徴とする空気入りタイヤ。
【請求項１０】
カーカスプライと、該カーカスプライのタイヤ半径方向外側に配置されたベルト層と、前記ベルト層のタイヤ半径方向外側に配置されたベルト補強部材であって、請求項４に記載の内部に補強素子を有するゴム連続体をタイヤ赤道方向に略平行にスパイラル状に巻き付けて形成されたベルト補強部材とを有することを特徴とする空気入りタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、傾斜ベルト層のタイヤ半径方向外側にベルト補強部材を備えた空気入りタイヤ及びその製造方法に関し、より詳しくは、傾斜ベルト層とベルト補強部材との間、又は傾斜ベルト層間、又は傾斜ベルト層とカーカスプライとの間のゴムのゲージの確保を可能にすることにより、それらの部分の亀裂（セパレーション）を強力に抑制することのできる空気入りタイヤ及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
高性能乗用車用タイヤでは、タイヤの回転速度が高速となるため、遠心力の影響が大きくなることで、タイヤのトレッド部分が外側に膨張してしまい、操縦安定性を低下させることがある。
【０００３】
そこで、図７に示すような子午線断面構造を有する空気入りタイヤが提案されている（特許文献１、２参照）。この空気入りタイヤは、接地部を形成するトレッド部１と、トレッド部１に連なる一対のサイドウォール部２と、サイドウォール部２に連なる一対のビード部３と、一対のビード部３内に配置されたビードコア５と、トレッド部１から一対のビード部３に延びるとともに、ビードコア５の周りをタイヤ幅方向内側から外側へと折り返され、タイヤ半径方向外側に巻き上げられたラジアル構造のカーカスプライ４と、カーカスプライ４のクラウン領域とトレッド部１との間に配置されたゴム被覆スチールコードからなる少なくとも２枚の傾斜ベルト（ここでは傾斜ベルト６、７の２枚）からなる傾斜ベルト層と、タイヤ半径方向の最も外側の傾斜ベルト（ここでは傾斜ベルト７）のタイヤ半径方向外側に配置されたベルト補強部材８とを備えている。
【０００４】
ここで、傾斜ベルト６、７は、そのスチールコードの延びる方向がタイヤ赤道面Ｅに対し互いに反対方向に傾斜した交錯ベルトである。また、ベルト補強部材８は、ゴムで被覆された有機繊維（ナイロン繊維、芳香族ポリアミド（ケブラー：登録商標）など）コードやスチールコードをタイヤ赤道面Ｅに対し略平行にスパイラル状に巻き付けたものである。これらのコードの中で、芳香族ポリアミドやスチールからなるコードは、高温時においても伸張せずにトレッド部１の膨張を抑制することができるため、注目されつつある。さらに、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、かつ操縦安定性が優れるために注目度が高い。
【０００５】
このようなベルト補強部材８を有する空気入りタイヤは、スパイラル状に巻き付けられたコードにより、所謂「たが」効果（風呂桶のたがのようにタイヤのクラウン部分を押さえつけて、高速でタイヤが回転した場合でもタイヤが遠心力で膨らむことなく、高い操縦安定性や耐久性を示す）を高めることが出来るため、高速走行時の操縦安定性が優れ、トラクションが非常に高いことが知られており、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、同様の構造が近年見られるようになってきた。
【０００６】
しかし、このようなベルト補強部材８を有する空気入りタイヤでは、赤道方向に巻き付けられたコードが張力を持つため硬く振る舞い、傾斜ベルト６、７の端部（端及びその付近）と、ベルト補強部材８との間で、その間に介在するゴム（傾斜ベルト６、７のコーティングゴム、ベルト補強部材８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う問題がある。そこで、この問題について検討した結果、亀裂発生の主要因が以下に示すタイヤ接地時の挙動であることを解明した。
【０００７】
２枚の傾斜ベルト６、７の端部は、路面に接地したときにタイヤ周方向（赤道方向）にずれる動きをして、周方向に伸びようとする。これは、トレッド部１に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に径差が設けられていることによる。この径差は接地時にクラウン領域（トレッド部１、傾斜ベルト６及び７、ベルト補強部材８等）が幅方向に曲げ変形することで吸収される。
【０００８】
しかし、タイヤは赤道方向（周方向）にも３６０°にわたり丸いため、赤道方向についても丸みを吸収しようとして、半径の小さいベルト端部が伸びて、平らな路面に接触する。このとき、ベルト補強部材８内には実質上周方向に延びるコードが埋設されているため、ベルト補強部材８は周方向に殆ど伸びることが出来ない。一方、前記のように傾斜ベルト６、７の端部は周方向に伸びようとする。そのため、傾斜ベルト６、７の端部とベルト補強部材８とが重なり合う部分における変形に周方向のズレが生じる。そして、このズレが歪となって、両者の間に介在するゴムに加わるため、この部分から亀裂が生じやすくなる。
【０００９】
つまり、傾斜ベルト６、７の両端部とベルト補強部材８との間に大きな周方向の剪断歪が発生して亀裂を起こすのである。亀裂は、傾斜ベルト６、７の端部から発生するのが普通であるが、補強部材８と傾斜ベルト６、７との間のみではなく、傾斜ベルト６と７との間にも発生する。傾斜ベルト６と７とでは、それらのスチールコードの延びる方向に差があるため、接地時のベルト端部の動く方向が異なり、両者の間で剪断歪を発生する。例えば、内側の傾斜ベルト６のスチールコードが左上がり（赤道方向を上下方向とすると、タイヤ幅方向左側に行くほど上がっている状態。時計の文字盤で、１２時と６時とを結ぶ線分を赤道方向とすると、５時と１１時を結ぶ線分は左上がりである）であり、外側の傾斜ベルト７が右上がりである場合、両者のベルト端部は接地時に逆の方向に動こうとするため、両者の端部に大きな剪断歪が発生して亀裂が起こり易くなる。また、カーカスプライ４と内側の傾斜ベルト６の端部との間でもこのような亀裂は起こりやすい。
【００１０】
そこで、文献に記載されたものではないが、このような亀裂の発生を抑制するため、図８に示すように、タイヤ半径方向内側の傾斜ベルト６の端部とカーカスプライ４との間、及びタイヤ半径方向外側の傾斜ベルト７の端部とベルト補強部材８との間に、それぞれゴム部材１２及び１３を配置してゲージを確保し、歪のレベルを下げることが考えられている。これにより、外側の傾斜ベルト７の端部とベルト補強部材８とがずれたとしても、両者の間のゲージを大きくしたことで、剪断歪が低減されるので、亀裂が発生し難くなる。傾斜ベルト７と６との間、及び傾斜ベルト６とカーカスプライ４との間の亀裂についても同様であり、両者の間のゲージを確保することが効果的な対策である。
【００１１】
しかしながら、このような亀裂の発生し易い部分のゴムのゲージを確保することは現在のタイヤの製法では困難である。その理由は次のとおりである。タイヤの製造工程には、成型工程と加硫工程がある。成型工程では未加硫ゴムの各種部材を円筒状の成型ドラム、或いは製品タイヤの内面形状と対応する外面形状（製品タイヤの内面形状と同じか又は近い外面形状）を有する剛体コア上にタイヤの形状に順番に貼り付けて、グリーンタイヤ（生タイヤ）を成型する。その後、グリーンタイヤをモールド（タイヤの形をした金型）の中で、高温と高圧をかけて加硫する。この加硫工程においては、金型よりも少し小さいグリーンタイヤを、その内部から圧力をかけて金型に押し付けるようにして加硫するため、加硫中にタイヤの体積は少し大きくなる。例えば通常の乗用車用やトラックバス用、自動二輪用のタイヤでは、タイヤ断面でのベルト部の半径は１％〜８％程度、膨張するのが普通である。なお、膨張は加硫工程のごく初期に発生する。
【００１２】
この膨張時に、ベルト補強部材８は内部に赤道方向にほぼ平行なコードを含んでいるため膨張することができない。一方、傾斜ベルト６、７はスチールコードが赤道方向に無限に繋がっているわけではなく、ある角度（赤道方向に対する角度が１５°〜９０°）をもって傾斜しているため、コードとコードとの間のゴムが広がることで外周が赤道方向に伸びることで拡張することができる。つまり、傾斜ベルト層の外側にはベルト補強部材８がたがのように配置されているため、ベルト補強部材８は周方向（タイヤ赤道方向）に伸びずに、その内側の傾斜ベルト層が赤道方向に拡張される。このとき、ベルト補強部材８と傾斜ベルト６、７との間に配置された未加硫ゴムからなるゴム部材１２及び１３は極めて柔らかいため、加硫初期に釜の中で蜂蜜のように簡単に流動し、ベルト補強部材８のコードの間を通り抜けてタイヤ半径方向外側に流出したり、ベルト補強部材８のタイヤ幅方向外側に流出したりするため、傾斜ベルト６、７とベルト補強部材８との間のゲージをゴム部材１２及び１３によって保つことが困難となる。この問題はベルト補強部材８のコードを出来るだけ緩く巻き付けても、コードの撚り数を増して赤道方向に伸び易くしても解決できない。
【００１３】
【特許文献１】特開平５−１６６１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、傾斜ベルト層とベルト補強部材との間、又は傾斜ベルト層間、又は傾斜ベルト層とカーカスプライとの間のゴムの厚みの確保を可能にすることである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
請求項１の発明は、カーカスプライと、該カーカスプライのタイヤ半径方向外側に配置されたベルト層とを有する空気入りタイヤの製造方法であって、成型ドラム上、或いはタイヤの内面形状と対応する外面形状を有する剛体コア上にベルト層を形成する工程と、該ベルト層の半径方向外側に加硫度が１０％以上９０％以下の半加硫ゴムからなるゴム連続体をタイヤ赤道方向に略平行にスパイラル状に巻き付ける工程とを有することを特徴とする空気入りタイヤの製造方法である。
請求項２の発明は、請求項１記載の空気入りタイヤの製造方法において、前記ゴム連続体の断面積及び断面形状を一定にする工程を有することを特徴とする。
請求項３の発明は、請求項１又は２記載の空気入りタイヤの製造方法において、前記ゴム連続体の厚みを０．５ｍｍ以上５ｍｍ以下に成型する工程を有することを特徴とする。
請求項４の発明は、請求項１記載の空気入りタイヤの製造方法において、補強素子の連続体に未加硫ゴムを被覆する工程と、該被覆した未加硫ゴムの加硫度を１０％以上９０％以下の半加硫状態にする工程とにより、内部に補強素子を有する前記ゴム連続体を製造する工程を有することを特徴とする。
請求項５の発明は、請求項２記載の空気入りタイヤの製造方法において、前記断面形状が円形又は楕円形であることを特徴とする。
請求項６の発明は、請求項２記載の空気入りタイヤの製造方法において、前記断面形状が長方形又は平行四辺形又は菱形であり、かつ断面の厚みよりも幅が２倍以上大きいことを特徴とする。
請求項７の発明は、カーカスプライと、該カーカスプライのタイヤ半径方向外側に配置されたベルト層と、前記ベルト層のタイヤ半径方向外側に配置されたベルト補強部材と、前記ベルト層と前記ベルト補強部材との間で、タイヤ赤道方向に略平行にスパイラル状に巻き付けられた請求項１〜６のいずれかに記載のゴム連続体とを有することを特徴とする空気入りタイヤである。
請求項８の発明は、カーカスプライと、該カーカスプライのタイヤ半径方向外側に配置されたベルト層と、前記ベルト層のタイヤ半径方向外側に配置されたベルト補強部材と、前記ベルト層と前記カーカスプライとの間で、タイヤ赤道方向に略平行にスパイラル状に巻き付けられた請求項１〜６のいずれかに記載のゴム連続体とを有することを特徴とする空気入りタイヤである。
請求項９の発明は、カーカスプライと、該カーカスプライのタイヤ半径方向外側に配置された少なくとも２枚のベルト層と、前記ベルト層のタイヤ半径方向外側に配置されたベルト補強部材と、前記ベルト層の層間で、タイヤ赤道方向に略平行にスパイラル状に巻き付けられた請求項１〜６のいずれかに記載のゴム連続体とを有することを特徴とする空気入りタイヤである。
請求項１０の発明は、カーカスプライと、該カーカスプライのタイヤ半径方向外側に配置されたベルト層と、前記ベルト層のタイヤ半径方向外側に配置されたベルト補強部材であって、請求項４に記載の内部に補強素子を有するゴム連続体をタイヤ赤道方向に略平行にスパイラル状に巻き付けて形成されたベルト補強部材とを有することを特徴とする空気入りタイヤである。
【００１６】
＜作用＞
本発明によれば、ベルト層の半径方向外側に巻き付けられたゴム連続体は、加硫度が１０％以上９０％以下の半加硫ゴムであるため、加硫初期にも釜の中で流動しない。このため、ゴム連続体によるゴムゲージが確保される。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、カーカスプライと、該カーカスプライのタイヤ半径方向外側に配置されたベルト層と、前記ベルト層のタイヤ半径方向外側に配置されたベルト補強部材とを有する空気入りタイヤにおいて、傾斜ベルト層とベルト補強部材との間、又は傾斜ベルト層間、又は傾斜ベルト層とカーカスプライとの間のゴムのゲージの確保が可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。
[１]第１の実施形態
図１は本発明の第１の実施形態の空気入りタイヤのタイヤ赤道の片側の子午線断面図である。この図において、図７と同一又は対応する部材には図７と同じ符号を付した。
【００１９】
この空気入りタイヤは、図７に示す空気入りタイヤにおいて、ゴム連続体９をタイヤ赤道Ｅの方向に対し略平行（５°以内の角度）にスパイラル状に巻き付けたものである。ゴム連続体９は、ベルト補強部材８と、タイヤ半径方向の最も内側の傾斜ベルトである傾斜ベルト６の端部との間に、傾斜ベルト６の端に被さるように配置されている。
【００２０】
ここで、ゴム連続体９は、グリーンタイヤを成型する工程において、円筒状の成型ドラム、或いは製品タイヤの内面形状と対応する外面形状（製品タイヤの内面形状と同じか又は近い外面形状）を有する剛体コア上に貼り付けられた傾斜ベルト６、７の表面に、加硫度が１０％以上９０％以下の半加硫ゴムからなるゴムの連続体をタイヤ赤道Ｅの方向に対し５°以内の角度でスパイラル状に巻き付けることにより付加することができる。
【００２１】
ゴムは未加硫の状態から加硫されることでその弾性率が１００倍以上となる。加硫には１５分から３０分程度の時間が掛かるが、加硫初期は比較的早く弾性率が変化し、加硫末期になるとある弾性率の値に漸近するように近づく。これ以上長時間加硫しても弾性率が変化しなくなったときの弾性率を加硫後の弾性率Ｅとした場合、未加硫ゴム状態での弾性率はＥの１００分の１以下である。加硫度は、この加硫後弾性率Ｅを基準とした弾性率で規定する。即ち例えば加硫度５０％のゴムとは、加硫後弾性率Ｅの５０％の弾性率まで加硫が進んだ状態のゴムである。なお、加硫度の通常の試験方法では、大きい円筒状の筒（シリンダー）と、この筒の内側に円柱を持つ試験機を用いて、この円筒と円柱の間に未加硫ゴムを流し込み、内部の円柱に微小な往復回転運動を与えると、このときのトルクが未加硫ゴムの剪断時の弾性率を示しており、円筒と円柱を加熱して加硫を進め、加硫度を測定している。
【００２２】
加硫度を１０％以上としたのは、１０％未満では半加硫ゴムの硬さが十分ではなく、釜の中でゴムが流動する可能性があるからである。また、加硫度を９０％以下としたのは、完全に加硫したゴムを用いた場合は、完全に加硫したゴムとその周りの未加硫ゴムとが接触したときに両者の界面の接着性が悪くなること、或いは完全に加硫したゴム同士が接触したときも、これ以上加硫が進まないため両者が十分に接着できないために、両者の間で剥がれが生じやすくなるためである。そのため、完全に加硫したゴムではなく、半加硫ゴムの状態の部材が適しており、その上限は９０％である。９０％を超えてしまうと、タイヤの加硫工程の中で、更に加硫される部分が少なくなり、接着が難しくなる。加硫度は、２０％〜８０％が好ましく、更に好ましくは３０％〜５０％である。
【００２３】
また、半加硫ゴムの連続体の加硫度は、その表面と内側で加硫度が異なってもかまわない。これは、連続体を加硫する際に、外側から熱を加えて加硫するため、外側の方が加硫が進みやすいのが普通だからである（例えば、スパゲッティを茹でる場合には、外側の方が先に茹でられ、中心部に芯が残ることと同じである。本発明でも、加硫度にムラが生じてもかまわない。）
【００２４】
赤道Ｅと略平行に巻き付けて成型するために、半加硫ゴムの連続体の断面積が一定であることが好ましい。断面積が不安定であると赤道方向のゴムの厚みがばらつくため、タイヤの真円性が損なわれ、ユニフォミティが悪化するからである。５°以内に巻きつけるのは、ゴムの連続体をベルト補強部材８のように巻き付けることによって、製造時の効率が良好になり、ベルト端の特定の部位に精度良く配置できるという利点があるからである。
【００２５】
断面形状を楕円又は円にすれば、ゴムの連続体を精度良く巻き付けることができる。また、ゴム連続体の表面に鋭利なコーナーが存在しないため、半加硫されたゴムの連続体が他のゴムから剥がれ難いという利点もある。また、断面形状を長方形、平行四辺形、菱形などの四角形にすれば、ゴムの連続体同士が隣り合いながら巻かれたときに、両者の間に空間ができ難く、規則正しく連続体を巻き付けることができる。また断面の厚みよりも幅を２倍以上広くすれば、巻き付けるときに四角形の連続体が捩れながら巻き付けられるのを防止することができる。
【００２６】
また、半加硫ゴムの連続体の厚みは０．５ｍｍ以上、５ｍｍ以下とすることが好ましい。０．５ｍｍ以下では、赤道方向に５°以下に巻き付けるときに切れ易く、製造上の不具合が出易い。５ｍｍ以上では、連続的に巻き付けた後の末端形成ための切断時に段差が発生してしまい、タイヤの真円性（ユニフォミティ）が悪化するため好ましくない。
【００２７】
このような半加硫ゴムの連続体として、例えば直径０．７ｍｍの円断面の加硫度５０％のゴムの連続体を用いる場合は、直径０．７ｍｍの円形の穴が開いた口金に未加硫ゴムを押し流して連続体としたのちに、１６０℃に保った直径１０ｍｍの筒状のオーブンの中をゆっくりと通過させることで加硫を促進させる。そして、オーブンを通過させた後に自然冷却させることにより、加硫度５０％とする。加硫度は、オーブンの長さ、オーブンの温度、オーブン中の通過速度により制御可能である。
【００２８】
本実施形態の空気入りタイヤによれば、傾斜ベルト６の端部と、ベルト補強部材８との間にゴム連続体９を巻き付けたことにより、その部分のゴムゲージが確保されるため、傾斜ベルト６の端部と、ベルト補強部材８との間で、その間に介在するゴム（傾斜ベルト６のコーティングゴム、ベルト補強部材８のコーティングゴム）の剪断歪の増大に起因する亀裂の発生を抑えることができる。
【００２９】
[２]第２の実施形態
図２は本発明の第２の実施形態の空気入りタイヤのトレッド部の幅方向端部の子午線断面図である。図２、及び後述する図３〜図６において、図１と同一又は対応する部材には図１と同じ符号を付した。
【００３０】
本実施形態では、ゴム連続体９が、ベルト補強部材８と、タイヤ半径方向の最も外側の傾斜ベルトである傾斜ベルト７の端部との間、及びベルト補強部材８と、タイヤ半径方向の最も内側の傾斜ベルトである傾斜ベルト６の端部との間に、傾斜ベルト７及び傾斜ベルト６の端に被さるように配置されている。
【００３１】
従って、本実施形態の空気入りタイヤによれば、第１の実施形態と同様、傾斜ベルト６の端部と、ベルト補強部材８との間で、その間に介在するゴムの剪断歪の増大に起因する亀裂の発生を抑えることができるだけでなく、傾斜ベルト７の端部とベルト補強部材８との間に介在するゴムの剪断歪の増大に起因する亀裂の発生をも抑えることができる。
【００３２】
[３]第３の実施形態
図３は本発明の第３の実施形態の空気入りタイヤのトレッド部の幅方向端部の子午線断面図である。
【００３３】
本実施形態では、ゴム連続体９が、カーカスプライ４と、タイヤ半径方向の最も内側の傾斜ベルトである傾斜ベルト６の端部との間に配置されている。従って、本実施形態の空気入りタイヤによれば、傾斜ベルト６の端部とカーカスプライ４との間に介在するゴムの剪断歪の増大に起因する亀裂の発生を抑えることができる。
【００３４】
[４]第４の実施形態
図４は本発明の第４の実施形態の空気入りタイヤのトレッド部の幅方向端部の子午線断面図である。
【００３５】
本実施形態では、ゴム連続体９が、傾斜ベルト７の端部と、傾斜ベルト６の端部との間に配置されている。従って、本実施形態の空気入りタイヤによれば、傾斜ベルト６の端部と傾斜ベルト７の端部との間に介在するゴムの剪断歪の増大に起因する亀裂の発生を抑えることができる。
【００３６】
[５]第５の実施形態
図５は本発明の第５の実施形態の空気入りタイヤのトレッド部の幅方向端部の子午線断面図である。
【００３７】
本実施形態は、タイヤ半径方向の最も外側の傾斜ベルト７のタイヤ半径方向外側にベルト補強部材１０を配置したものである。このベルト補強部材１０は、ベルト補強部材８と同様、赤道Ｅに対し略平行にスパイラル状に巻き付けたものである。ただし、ベルト補強部材８の場合、スチールコードや、有機繊維コードなどに未加硫ゴムを被覆したものを使用したが、本実施形態では、それらのコードに被覆した未加硫ゴムの加硫度５０％まで加硫したものを使用する点で相違する。
【００３８】
本実施形態によれば、ベルト補強部材１０のコーティングゴムは、半加硫状態でグリーンタイヤに成型されるため、その後の加硫工程の初期に流れ出さない。このため、ベルト補強部材１０のコーティングゴムの厚みにより、傾斜ベルト６の端部とベルト補強部材１０との間、及び傾斜ベルト７の端部とベルト補強部材１０との間のゴムゲージが確保される。従って、その間に介在するゴム（傾斜ベルト６、７のコーティングゴム、ベルト補強部材１０のコーティングゴム）の剪断歪の増大に起因する亀裂の発生を抑えることができる。
【００３９】
[６]第６の実施形態
図６は本発明の第６の実施形態の空気入りタイヤのトレッド部の幅方向端部の子午線断面図である。
【００４０】
本実施形態は、タイヤ半径方向の最も外側の傾斜ベルト７のタイヤ半径方向外側にベルト補強部材１１を配置したものである。このベルト補強部材１１は、有機繊維コードやスチールコードなどの２本を束として並べ、その周りを未加硫ゴムで被覆し、その未加硫ゴムを第５の実施形態と同様に加硫度５０％まで加硫したものを赤道Ｅに対し略平行にスパイラル状に巻き付けたものである。
【００４１】
本実施形態によれば、半加硫ゴムの断面形状が長方形であるため、断面形状が円形である第６の実施形態よりも、コーティングゴムの量が多い。このため、傾斜ベルト６の端部とベルト補強部材１１との間、及び傾斜ベルト７の端部とベルト補強部材１１との間に確保されるゴムゲージが第６の実施形態に比べて、厚くなる。従って、その間に介在するゴム（傾斜ベルト６、７のコーティングゴム、ベルト補強部材１１のコーティングゴム）の剪断歪の増大に起因する亀裂の発生を抑える効果が向上する。また、幅が２倍のゴムの連続体を巻き付けるため、巻き付け時間が短くなる。なお、断面形状を長方形に代えて、平行四辺形や菱形にしてもよい。このような横長の四角形とすることにより、ゴムの連続体内に２本以上のゴムを含ませることが容易になる。
【００４２】
[７]実施例
実施例タイヤ、比較例タイヤ、及び従来例タイヤを製造し、狙いどおりにゴムゲージが確保されているか否かの確認、及び耐久試験を行った。各タイヤは、乗用車用の高性能タイヤであり、サイズ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。
【００４３】
従来例タイヤは、図７に示す基本構造を有し、１対のビードコア５にトロイド状をなして跨るカーカスプライ４が２枚（図示は１枚）存在する。カーカスプライ４のコードは直径０．５ｍｍの撚ったナイロンコードを使用した。また、コードの方向は２枚ともラジアル（赤道方向に対する角度が９０°）ある。
【００４４】
クラウン部分（トレッド部分）を補強する２枚の傾斜ベルト６、７は、直径０．１８ｍｍのスチールの単線を３本合わせて撚った、所謂１ｘ３タイプのコードを赤道方向に対して４０°傾け、互いに交差させて配置した交錯ベルト層である。スチールの単線の打ち込み間隔は３５本／５０ｍｍである。トレッド幅は２４５ｍｍであり、傾斜ベルト６の幅は２４０ｍｍ、傾斜ベルト７の幅は２２０ｍｍである。
【００４５】
ベルト補強部材８は、直径０・６ｍｍの撚った芳香族ポリアミド（商品名ケブラー：登録商標）コードを打ち込み問隔５０本／５０ｍｍで配置したものである。ケブラー（登録商標）コードの撚り数は３０回／１００ｍｍである（コード長さ１００ｍｍの中に３０回の撚りがあるとの意）。ベルト補強部材８の幅（タイヤ幅方向長）は２５０ｍｍであり、全幅にわたって１層で形成されている。また、ベルト補強部材８の製造は、ケブラー（登録商標）コード１本を未加硫ゴムで覆いストリップ状として、これをタイヤ成型時に傾斜ベルト層の上に巻きつけて製造した。未加硫ゴムで覆った場合のコードは、直径１．０ｍｍとなった。つまり、０．２ｍｍの薄皮の未加硫ゴムがケブラー（登録商標）コードに被覆されている。
【００４６】
従来例タイヤでは、傾斜ベルト端部の亀裂が起こりやすい位置のゴムゲージを確保するために、図８に示す２つのゴム部材１２及び１３を製造工程において貼り付けている。ゴム部材１２は傾斜ベルト６端部とカーカスプライ４の本体（ボディプライ）との間であり、ゴム部材１３は傾斜ベルト７とベルト補強部材８との間である。両部材ともに厚さ０．７ｍｍ、幅２５ｍｍの未加硫ゴムからなり、かつ傾斜ベルト６、７のコーティングゴム及びベルト補強部材９のコーティングゴムと同じゴムである。ゴム部材１２及び１３のタイヤ幅方向の外側端はベルト補強部材８の端に一致させた。
【００４７】
このように、グリーンタイヤの状態で、シート状のゴム部材１２及び１３を配置して、タイヤを加硫した結果、シート状のゴム部材１２、１３ともに加硫時の拡張に伴って流れ出し、トレッド部側に移動してしまった。その結果、加硫された製品タイヤにおいては、ゴム部材１２及び１３の残った厚みはそれぞれ０．２ｍｍ、０．１ｍｍであった。つまり、ボディプライと傾斜ベルト６の端部との距離は０．２ｍｍ、傾斜ベルト６の端部とベルト補強部材８との距離は０．１ｍｍ、傾斜ベルト７の端部とベルト補強部材８との距離は０．１ｍｍである。これを従来例タイヤとする。
【００４８】
この従来例タイヤに対して、実施例タイヤを次のように準備した。
＜実施例１＞
図８のゴム部材１２はそのまま（厚さ０．７ｍｍ、幅２５ｍｍの未加硫ゴム。ゴム種は傾斜ベルト６、７のコーティングゴムと同じ）とし、ゴム部材１３に代えて、直径０．７ｍｍの円断面の半加硫ゴムの連続体をスパイラル状に巻き付けたものに置き換えた。
【００４９】
スパイラル状に巻き付けた連続体の隣り合うゴムの間隔は０．１ｍｍであり、タイヤ幅方向に２５ｍｍに渡って巻き付けた。つまり、３１回から３２回（２５ｍｍ／０．８ｍｍ＝３１．２５）巻き付けられている。このゴムの連続体の加硫度は５０％であり、０．７ｍｍの円形の穴が開いた口金に未加硫ゴムを押し流して連続体とした後に、１６０℃に保持した直径１０ｍｍの筒状のオーブンの中をゆっくりと通過させることで加硫を促進させた。そして、オーブンを通過させた後、自然冷却させると、このときの加硫度が５０％になる。この加硫度５０％、直径０．７ｍｍの半加硫ゴムの連続体を、図８のゴム部材１３の位置にスパイラル状に巻き付けた。他の部材の構造、寸法、及び材料、並びに製造方法は従来例タイヤと同じである。加硫後のタイヤは図２（第２の実施形態）に示すものである。
【００５０】
＜実施例２＞
実施例１において、半加硫ゴムの連続体の加硫度を２０％に変更したものである。
＜実施例３＞
実施例１において、半加硫ゴムの連続体の加硫度を８０％に変更したものである。
【００５１】
＜実施例４＞
実施例１において、加硫度５０％の半加硫ゴムの連続体を、図８のゴム部材１３の位置に代えてゴム部材１２の位置に配置した。言い換えれば、図８のゴム部材１３はそのまま（厚さ０．７ｍｍ、幅２５ｍｍの未加硫ゴム。ゴム種は傾斜ベルト６、７のコーティングゴムと同じ）とし、ゴム部材１２を加硫度５０％の半加硫ゴムの連続体のスパイラル巻きに置き換えた。半加硫ゴムの連続体の部材（ゴム種、直径）は実施例１と同じであり、巻き付け幅も同じ２５ｍｍである。巻き付け位置は、ゴム部材１２と同じであり、その幅方向外側端の位置はベルト補強部材８の端と一致している。加硫後のタイヤは図３（第３の実施形態）に示すものである。
【００５２】
＜実施例５＞
実施例１において、加硫度５０％の半加硫ゴムの連続体の巻き付け位置を傾斜ベルト６の端部と傾斜ベルト７の端部との間に変更したものである。加硫後のタイヤは図４（第４の実施形態）に示すものである。
【００５３】
＜比較例１＞
実施例１において、半加硫ゴムの連続体の加硫度を９５％に変更したものである。
＜比較例２＞
実施例１において、半加硫ゴムの連続体の加硫度を５％に変更したものである。
【００５４】
以上説明した従来例、実施例１〜５、及び比較例１〜２を製造し、ベルト部分を赤道方向に垂直な面で切断して断面を出し、狙い通りにゴムのゲージが確保されているか否かを確認した。ゴムのゲージは、ボディプライと傾斜ベルト６の端部の最短距離、傾斜ベルト７の端部と傾斜ベルト６の端部との最短距離、傾斜ベルト６の端部とベルト補強部材８との最短距離、傾斜ベルト７の端部とベルト補強部材８との最短距離を測定した。それぞれを、Ｅ点、Ｆ点、Ｇ点、Ｈ点と呼ぶことにする。測定結果を下記の表１に示す。この表において、ゲージの単位はｍｍである。
【００５５】
【表１】
2008188819.tif 000003
【００５６】
この表より、実施例１〜５は従来例に比べ、Ｅ点、Ｆ点、Ｇ点、Ｈ点の全てが長くなっており、ゴムゲージが確保されていることが確認できた。
【００５７】
次にこれらのタイヤの耐久試験について説明する。
耐久試験の内容は次のとおりである。
直径３ｍのスチール製のドラムにタイヤを押し付けて高速回転させる。
タイヤは、ＣＡ−１度、ＳＡ０度、荷重６ｋＮで押し付けた。
タイヤを８．５Ｊｘ１８インチのリムに装着し、内圧は指定内圧２２０ｋＰａよりも低めの１６０ｋＰａとした。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撓み量を大きくして、タイヤの故障を促進させるためである。
速度１５０ｋｍ／ｈで、１００時間連続走行させた後にドラムを停止させる。その後、タイヤを解剖して、亀裂の有無を調べるものである。
ドラムの周りの温度は５℃に管理し、タイヤに向けて風速１０ｍ／ｓの風を吹き付けて、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させるようにした。これを試験条件Ａとする。
またこのドラム試験機を用いて、荷重を通常はありえない８ｋＮに増して、速度１５０ｋｍ／ｈで１００時間連続走行させる試験も実施した。荷重が増したこと以外の条件は先の試験条件Ａと同じである。この条件を試験条件Ｂとする。
従来例、実施例１〜５、及び比較例１〜２のタイヤを各２本準備して、試験条件Ａと試験条件Ｂを実施し、その後、タイヤを解剖して、亀裂の長さを調べた。結果を下記の表２に示す。
【００５８】
【表２】
2008188819.tif 000004
【００５９】
表２に示すように、従来例は、試験条件Ａ、試験条件Ｂ共に亀裂が長く、特に試験条件Ｂではバーストに至っている。試験条件Ｂのバーストしたタイヤを見たところ、亀裂長さは１５ｍｍ以上になっており、１５ｍｍ以上を超えた時点で突然タイヤが破壊されていることが分かった。この従来例に対して、実施例１〜５は亀裂長さが低減されており、本発明の効果が確認できた。
【００６０】
また、表１及び表２の実施例１、２、３と比較例１、２とから、加硫度と耐久性との関係が分かる。比較例２のように加硫度が５％と少ないと、ゴムに流動性があるため、ベルト端でのゲージが十分に確保できずに効果が十分とはいえない。また、比較例１のように加硫度が９５％でも効果が少ない。比較例１の場合は、半加硫ゴムの連続体同士がすでに加硫が十分に進んだ状態でグリーンタイヤに貼り付けられてさらに加硫されるため、これ以上の加硫が進みにくく、半加硫ゴム連続体の界面で亀裂が生じて、故障が進んでいることが分かった。つまり、加硫が９５％のように進んだ半加硫ゴムではゲージは確保できるが、半加硫ゴムが他のゴムと接着せずに故障に至っていることが分かった。実施例１（加硫度５０％）、実施例２（加硫度２０％）、実施例３（加硫度８０％）の比較から、加硫度が２０％であると、まだ未加硫ゴムが流動できるためにゲージが確保しにくく、亀裂が生じやすいことが分かる。それでも、従来例タイヤと比べると、十分な効果がある。加硫度が８０％の実施例３では、半加硫ゴムの連続体の界面に少し亀裂がみられ、半加硫ゴムと他のゴムとの接着が少し弱い箇所がみられたが、効果は十分にある。理想的なのは加硫度５０％の実施例１であり、効果が最も大きい。
【００６１】
さらに、実施例１、４、５の比較から、どの部位に半加硫ゴムの連続体を配置するのが最も適当かが分かる。実施例１では、ベルト補強部材８と各傾斜ベルト端の間のゲージが十分に確保できていることが分かり、この部分で亀裂が抑制できている。実施例４では、タイヤ半径方向内側の傾斜ベルト６の端部とボディプライとの間のゲージ（Ｅ点）が確保できており、傾斜ベルト６の端部から発生する亀裂を抑制できていることが分かる。実施例５では、傾斜ベルト６の端部と、タイヤ半径方向外側の傾斜ベルト７の端部との間のゲージ（Ｆ点）が確保できており、傾斜ベルト７の端部からの亀裂が抑制できていることが分かる。このように、本発明を適用した部位でゲージが確保でき、亀裂発生を抑制できている。また、実施例１と実施例４とを合わせることも可能であり、このようにすれば、両ベルトの端部からの亀裂を効果的に抑制できることは明らかである。
【００６２】
次に、従来例、実施例１〜５、及び比較例１〜２のタイヤで操縦安定性能に差がないか否かを確認するため、それぞれを４輪に装着した場合について操縦安定性能と乗り心地性能の試験をテストコース走行により実施した。車両は後輪駆動のスポーツタイプの車両を使用した。また、限界時の操縦安定性能を見るために、最高速度が２００ｋｍ／ｈに達する激しい走行試験を行った。その結果、全てのタイヤにおいて、操縦安定性能、乗り心地性能に差が無いことが分かった。これにより、本発明がベルト端部の非常に小さな範囲への適用に関するものであるため、タイヤ全体の性能には大きな影響を与えないことが確認できた。
【００６３】
次に実施例６及び７を製造し、実施例１〜５と同様、狙いどおりにゴムゲージが確保されているか否かの確認、及び耐久試験を行った。
＜実施例６＞
図８に示す従来例タイヤに用いたベルト補強部材８について次の加工を施した。従来例タイヤでは、直径０．６ｍｍの撚った芳香族ポリアミド（商品名ケブラー：登録商標）コードに未加硫ゴムを被覆して直径１．０ｍｍとして使用したが、実施例６のタイヤでは、被覆した未加硫ゴムに加硫を進めて加硫度を５０％と高めた。つまり、直径０．６ｍｍのケブラー（登録商標）コードを、０．２ｍｍの加硫度５０％の薄皮で覆った部材を用意した。この部材の加工方法は、従来例のケブラーコード＋未加硫ゴムを円筒状のオーブンの中を一定速度で通過させて、熱によって周りの未加硫ゴムを加硫させる方法を用いた。なお、従来例に使用したシート状のゴム部材１３は除去した。そのため、製造効率が向上している。加硫後のタイヤは図５（第５の実施形態）に示すものである。
【００６４】
＜実施例７＞
実施例６と同様、直径０．６ｍｍのケブラー（登録商標）コードをゴムで被覆し、加硫度５０％としたが、２本のケブラー（登録商標）コードを束として並べて、厚さ１ｍｍ、幅２ｍｍの連続直方体とする。加硫後のタイヤは図６（第６の実施形態）に示すものである。
【００６５】
従来例、及び実施例６〜７を製造し、ベルト部分を赤道方向に垂直な面で切断して断面を出し、狙い通りにゴムのゲージが確保されているか否かを確認した結果を表３に示す。ゴムのゲージは実施例１〜５と同様、Ｅ点、Ｆ点、Ｇ点、Ｈ点を測定した。従来例は実施例１〜５の試験に使用したタイヤと同じものである。
【００６６】
【表３】
2008188819.tif 000005
【００６７】
この表より、実施例６及び７では、従来例に比べて、各部のゲージが確保されていることが分かる。ここで、実施例６及び７でも、従来例と同じゴム部材１２を配置しているにもかかわらず、Ｅ点及びＦ点のゲージも広くなっているのは、ケブラー（登録商標）コードを被覆したゴムを半加硫としたことにより、コードとコードとの間の隙間が半加硫ゴムによって埋められ、その結果、加硫工程の初期にそれらのコードの隙間からゴムが染みて流出する現象が起こり難くなったからである。つまり、ゴムの流動が抑制されて、ゴム部材１２がその場に残りやすくなったことになる。
【００６８】
実施例６及び７について、実施例１〜５と同じ耐久試験を行った結果を従来例の結果とともに表４に示す。
【００６９】
【表４】
2008188819.tif 000006
【００７０】
この表より、実施例６及び７ともに、従来例と比べ、耐久性が向上していることを確認できた。なお、実施例７の方が実施例６よりも僅かであるが亀裂長さが短かった理由は、実施例７の方が半加硫ゴムのボリュームが多いため、ベルト補強部材８と傾斜ベルト６の端部との間、及びベルト補強部材８と傾斜ベルト７の端部との間のゲージが僅かであるが多く確保できたからである。
【００７１】
また、実施例６、実施例７共に、操縦安定性能、乗り心地性能の実車試験を実施したが、従来例と変わらない性能を発揮した。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本発明の第１の実施形態の空気入りタイヤのタイヤ赤道の片側の子午線断面図である。
【図２】本発明の第２の実施形態の空気入りタイヤのトレッド部の幅方向端部の子午線断面図である。
【図３】本発明の第３の実施形態の空気入りタイヤのトレッド部の幅方向端部の子午線断面図である。
【図４】本発明の第４の実施形態の空気入りタイヤのトレッド部の幅方向端部の子午線断面図である。
【図５】本発明の第５の実施形態の空気入りタイヤのトレッド部の幅方向端部の子午線断面図である。
【図６】本発明の第６の実施形態の空気入りタイヤのトレッド部の幅方向端部の子午線断面図である。
【図７】従来の空気入りタイヤのタイヤ赤道の片側の子午線断面図である。
【図８】ベルト補強部材と傾斜ベルトの端部との間にゴム部材を配置してゲージを確保した従来の空気入りタイヤのトレッド部の幅方向端部の子午線断面図である。
【符号の説明】
【００７３】
１・・・トレッド部、４・・・カーカスプライ、６，７・・・傾斜ベルト、８，１０，１１・・・ベルト補強部材、９・・・ゴム連続体。
【図１】
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【図２】
2008188819.tif 000008
【図３】
2008188819.tif 000009
【図４】
2008188819.tif 000010
【図５】
2008188819.tif 000011
【図６】
2008188819.tif 000012
【図７】
2008188819.tif 000013
【図８】
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