(57)【要約】【課題】電磁誘導加熱を利用して、ショルダー部の内部でも十分に予備加熱でき、加硫状態を均一化できてかつ加硫時間の短縮を図ることができる空気入りラジアルタイヤを提供する。【解決手段】ベルト層５の外側両端部に配置したベルト端部補強層１０をタイヤ周方向に平行をなして並列するように巻回したスチールコード１１よりなるものとし、成型及び加硫時のスチールコード１１の拡張率を１．５％未満、１．５％伸度以下でのモジュラスを１６００Ｐｓ以下とし、さらにはワイヤ素線径が０．１ｍｍ未満であるものとする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
カーカス層の外側にスチールコードよりなるベルト層が配置され、該ベルト層の外側両端部にベルト端部補強層が配置されてなる空気入りラジアルタイヤであって、
前記ベルト端部補強層がタイヤ周方向に平行をなして並列するように巻回したスチールコードよりなり、該スチールコードの成型及び加硫時における拡張率が１．５％未満、１．５％伸度以下でのモジュラスが１６００Ｐｓ以下であり、電磁誘導加熱により予備加熱されて加硫成形されてなることを特徴とする空気入りラジアルタイヤ。
【請求項２】
前記ベルト端部補強層のスチールコードのワイヤ素線径が０．１ｍｍ未満のコードよりなる請求項１に記載の空気入りラジアルタイヤ。
【請求項３】
前記ベルト端部補強層のスチールコードが、タイヤ周方向に対して実質的に０°の角度でスパイラル状に巻回されてなる請求項１又は２に記載の空気入りラジアルタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ベルト層の外側両端部にベルト端部補強層が配置されてなる空気入りラジアルタイヤに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、空気入りラジアルタイヤは、少なくとも１層のカーカスプライの外側に、主としてスチールコードからなる２層以上のベルト層が設けられている。通常、前記ベルト層の外側両端部には、高速走行時のショルダー部の径方向成長を抑えるために、前記ベルト層端部を覆うコード層よりなるベルト端部補強層（ベルトエッジプライとも言う）が配されている（例えば、特許文献１〜３参照）。
【０００３】
従来より、前記ベルト端部補強層には、ナイロン、ポリエステル、ビニロン、アラミド等の有機繊維コードが一般に使用され、中でもナイロンが多く使用されている。また、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、アラミドとナイロンのハイブリッド糸等の高剛性の有機繊維コードが使用されることもある（特許文献１）。前記有機繊維コードは、タイヤ周方向に対し平行をなして並列するようにスパイラル状に巻回されるのが普通である。このほか、前記ベルト端部補強層として、スチールコード等の金属製線材を使用したものもある（特許文献２及び３）。
【０００４】
ところで、タイヤの加硫においては、所定の形状に成型された未加硫タイヤを加硫金型に装填し、タイヤ内側及び外側から加熱して所定の温度に昇温させ、該温度を保持するようにして加硫成形を行うのであるが、使用されている材料が熱伝導の低い素材であることもあって、タイヤ内側や外側からの加熱のみでは、肉厚内部の加熱昇温に時間がかかり、特にトレッド部やビード部等の厚肉部分の内部の昇温が遅れることになる。その結果、タイヤの加硫時間が長くなり、加硫状態も不均一になる。
【０００５】
このような問題を解決するために、未加硫タイヤを加硫金型に装填して加硫成形するまでに、昇温が遅れる律速部であるトレッド部やビード部等の厚肉部分を部分的に予備的に加熱すること（予備的に加硫）が行われている。
【０００６】
この予備加熱の方式としては、トレッド部のベルト層やビード部のビードコアにスチールコードやワイヤ等の金属材料が使用されていることを利用し、該ベルト層やビードコア等の金属材料に電磁誘導による高周波磁界を印加して渦電流を発生させ、抵抗により金属材料を発熱させて、未加硫タイヤの肉厚内部から加熱する、所謂電磁誘導加熱による方式が知られている（例えば、特許文献４〜７参照）。
【特許文献１】特開２００７−３０７１９号公報
【特許文献２】特開平５−６９７０２号公報
【特許文献３】特開平１０−４４７１３号公報
【特許文献４】特開２００７−１１７７号公報
【特許文献５】特開２００１−２６０１３６号公報
【特許文献６】特開２００６−２８９９９５号公報
【特許文献７】特開２００４−１３０６５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
電磁誘導加熱による予備加熱は、ベルト層やビードコアの金属材料の発熱を利用して加熱するものであるが、ベルト層の両端部外側にベルト端部補強層が配置されているショルダー部が最も厚肉になること、また前記ベルト端部補強層の部分が内面及び外面両側からの最深部であることもあって、前記の電磁誘導加熱においても該ショルダー部の加熱昇温が遅れることになり、そのため加硫時間が長くなり、加硫状態が不均一になる場合がある。特に、前記ベルト端部補強層が有機繊維コードよりなる場合は、電磁誘導による発熱の効果が得られず、ショルダー部で昇温が遅れることになる。
【０００８】
そのため、特許文献７のように、金属線材に対する電磁誘導加熱と、電磁誘導加熱では昇温が遅れる部分に対する輻射加熱とを併用することも提案されているが、この場合、予備加熱のための装置が複雑化する。
【０００９】
本発明は、上記に鑑みてなしたものであり、肉厚が大きくなるショルダー部においても、電磁誘導加熱による発熱を利用して内部から部分的にかつ効率よく加熱でき、予備加熱による昇温効率を高め、全体として短時間にかつ均一に加硫成形できる空気入りラジアルタイヤを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の課題を解決する本発明は、カーカス層の外側にスチールコードよりなるベルト層が配置され、該ベルト層の外側両端部にベルト端部補強層が配置されてなる空気入りラジアルタイヤであって、前記ベルト端部補強層がタイヤ周方向に平行をなして並列するように巻回したスチールコードよりなり、該スチールコードの成型及び加硫時における拡張率が１．５％未満、１．５％伸度以下でのモジュラスが１６００Ｐｓ以下であり、電磁誘導加熱により予備加熱されて加硫成形されてなることを特徴とするものである。
【００１１】
この空気入りラジアルタイヤによれば、前記ベルト端部補強層が、タイヤ周方向に平行をなして並列するように巻回したスチールコードよりなるものであるため、その製造上の加硫成形において、未加硫タイヤを予備加熱する際、電磁誘導加熱を利用して前記スチールコードを発熱させることで内部から加熱でき、そのため肉厚の大きいショルダー部についても昇温の遅れを生じることなく十分に予備加熱できる。以て、その後の加硫金型による加硫成形において、全体として均一に、かつ短時間に加硫成形できることになる。
【００１２】
また、前記の空気入りラジアルタイヤにおいて、前記ベルト端部補強層のスチールコードの成型及び加硫時の拡張率が１．５％未満であり、かつ１．５％伸度以下でのモジュラスが１６００Ｐｓ以下であるために、ベルト端部補強層による径方向成長抑制の効果が高められる一方、下層のベルト層やカーカス層に対するめり込み、あるいは断線を生じさせることなく、所定の断面形状に問題なく加硫成形できる。
【００１３】
前記の空気入りラジアルタイヤにおいて、前記ベルト端部補強層のスチールコードを、ワイヤ素線径が０．１ｍｍ未満であるものとするのが好ましい。これにより、タイヤ使用上において歪み変形による応力が生じる前記ベルト端部補強層において、耐疲労性を確保することができる。
【００１４】
前記の空気入りラジアルタイヤにおいて、前記ベルト端部補強層のスチールコードをタイヤ周方向に対して実質的に０°の角度で巻回されてなるものとするのが好ましい。これにより、前記スチールコードの周方向長さが長くなり、このために、電磁誘導加熱による予備加熱の際に、電磁誘導によって該スチールコードに発生する渦電流に対する抵抗が大きくなることで、発熱の効果を高め、効率よく予備加熱できる。
【００１５】
なお、本発明の構成において、前記ベルト端部補強層のスチールコードに関して特定するモジュラスは、当該スチールコードを変形率１０％で伸長破断させ〔変形率＝クロスへッドスピード（mm/min）÷試料長×１００〕、このときの応力歪曲線において（Ｔε/ε）×（7.86/Ｗ）の式で得られる値であり〔Ｔε：歪（ε）時の荷重、ε：歪、Ｗ：単位質量〕、特に、本発明では、０〜１．５％伸度の間で前記（Ｔε/ε）が最大になる点での値を取っている。実質的には１．５％伸度での値になる。
【発明の効果】
【００１６】
上記したように、本発明の空気入りラジアルタイヤによれば、その製造上の加硫成形において、電磁誘導加熱を利用して予備加熱する際、スチールコードが使用されているベルト層やビードワイヤ等の金属材料が埋設されている部分のみでなく、タイヤ外周の最も肉厚の大きいショルダー部においても、タイヤ周方向に平行をなして並列するように巻回したベルト端部補強層のスチールコードを電磁誘導加熱により発熱させることで、部分的に加熱効果を高めることができ、以て、ショルダー部を含めたタイヤ全体を均一に且つ短時間に予備加熱でき、効率よく所定の温度にまで昇温できる。またそのため、その後の加硫金型による加硫時間を短縮でき、かつタイヤ全体を均一に加硫成形できる。
【００１７】
しかも、前記ベルト端部補強層のスチールコードの成型及び加硫時の拡張率を１．５％未満、１．５％伸度以下でのモジュラスを１６００Ｐｓ以下としたことにより、成型及び加硫時の過度の拡張を抑制でき、該スチールコードのワイヤ素線径を０．１ｍｍ未満の極細線を使用した場合にも、断線の虞なく所定の形状に成型、加硫でき、また耐久性も良好なものになる。したがって、電磁誘導加熱を利用する予備加熱を効率よくかつ均一に行うことができ、生産性を向上でき、ひいては均一加硫による良品質の空気入りラジアルタイヤを得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
次に本発明の実施の形態を図面に示す実施例に基いて説明する。
【００１９】
図１は本発明の実施例にかかる空気入りラジアルタイヤの断面構造を示す略示断面図、図２はベルト層とベルト端部補強層の積層状態の略示平面図、図３は予備加熱状態の説明図である。
【００２０】
図１において、符号１はスチールコードあるいは高張力を有するポリエステル等の有機繊維コードからなる少なくとも１層（通常、１層もしくは２層）のコード層よりなるカーカス層であり、２はビード部、３は前記ビード部２の中心に位置する円環状のビードコア、４は前記ビードコア３の径方向外側（上側）に接設されて径方向外方に延びる断面変形三角形状のビードフィラーである。前記カーカス層１は、図のように、一方のビード部２から他方のビード部２に架渡されて、両端部が前記ビード部２においてビードフィラー４のタイヤ内周に沿い、かつビードコア３に対し内側から外側に巻き上げられて係止されている。通常、ビード部２は、チェーファーと称する補強層（図示省略）により補強され、リムストリップと称するゴム層が配される。
【００２１】
符号５はタイヤクラウン部における前記カーカス層１の外側に積層した少なくとも２層のベルト層であり、スチールコードを配列してゴムをトッピングし層状に形成したコード配列層からなる。前記ベルト層５の外側両端部には、該ベルト層５の端部を覆うように、あるいはベルト層５のうちの一層のベルトプライの端部に重ねるように、所要幅のコード層よりなる少なくとも一層のベルト端部補強層１０が配置されており、このベルト端部補強層１０による拘束の効果で、ベルト層５の端部のせり上がり変形、つまりはショルダー部６のせり上がり変形を抑制できるようになっている。前記ベルト端部補強層１０と併せて、ベルト層５の上にキャッププライと称するコード補強層（図示せず）を配する場合もある。
【００２２】
前記ベルト層５及び前記ベルト端部補強層１０の上にトレッド部７を構成するトレッドゴムが積層され、さらにサイド部８のカーカス層１の外側にサイドウォールゴムが積層されており、これらによりタイヤＴが構成されている。  
本発明の場合、前記ベルト端部補強層１０には、電磁誘導加熱による発熱の効果を得ることができるスチールコード１１が用いられる。このベルト端部補強層１０のスチールコード１１は、タイヤ周方向に平行をなして並列するように、すなわちタイヤ周方向に対して１０°以下の角度、より好ましくは実質的に０°の角度で並列するようにスパイラル状に連続して巻回されている。
【００２３】
前記ベルト端部補強層１０のスチールコード１１は、成型及び加硫時の拡張率が１．５％未満、１．５％伸度以下のモジュラスが１６００Ｐｓ以下に設定されている。特に好ましくは、前記スチールコード１１のワイヤ素線径（フィラメント径）を０．１ｍｍ未満として、該ワイヤ素線を所要数本を撚り合わせたコードを用い、成型及び加硫時の拡張率、及び１．５％伸長時のモジュラスが前記範囲となるように設定されている。
【００２４】
すなわち、前記ベルト端部補強層１０のスチールコード１１としては、ワイヤ素線径が例えば０．２ｍｍ前後、あるいはそれよりも太いワイヤ素線を撚り合わせてなるコードを使用することも可能ではあるが、タイヤの使用上において、ショルダー部の変形が大きくて、かつベルト端部補強層１０に歪み変形による応力が繰り返しかかるこことで疲労が生じ易くなるので、耐疲労性を確保するために、前記のワイヤ素線径を０．１ｍｍ未満とする。より好ましくは、０．０５ｍｍ以上、０．１ｍｍ未満の範囲とし、断線を生じさせないようにして耐疲労性を確保する。
【００２５】
また、前記ベルト端部補強層１０のスチールコード１１の成型及び加硫時の拡張率、及び１．５％伸度以下のモジュラスについては、前記のようにワイヤ素線径が細い場合には拡張率が高くなるほど、成型及び加硫時の断線が生じ易くなり、また、ワイヤ素線径がやや太くてかつモジュラスが高い場合には、断線が生じない反面、ベルト層やカーカス層に対するめり込みが生じ、タイヤ形状を得る成型、加硫が困難になり、実用化できないことになる。そのため、本発明では、前記スチールコード１１の前記拡張率および前記モジュラスを前記のように設定して、断線やめり込みを生じさせずに成型、加硫でき、実用化できるようにする。
【００２６】
前記の構成による空気入りラジアルタイヤは、その製造上において、ベルト層５の外側両端部にベルト端部補強層１０を配して成型された未加硫タイヤＧＴを加硫成形する際、未加硫タイヤを加硫金型に装填するまでに電磁誘導加熱を利用して予備加熱を行う。
【００２７】
この予備加熱は、予備加熱装置としての電磁誘導加熱機（図示省略）により行うが、この際、未加硫タイヤＧＴの外周部、特に予備加熱を必要とする部分に近接して、誘導電流を流す環状のコイル２１を配置しておく。例えば、ショルダー部６を集中的に加熱する場合は、図３のように、該ショルダー部６に近接して前記コイル２１を配置しておく。トレッド部７やビード部２等を加熱する場合は、これらの部位に近接して、前記同様のコイルを配置しておけばよい（図示せず）。そして、前記コイル２１に高周波電流を流し、未加硫タイヤＧＴの内部に配置されている金属材料であるベルト層５のスチールコードやベルト端部補強層１０のスチールコードに、電磁誘導による高周波磁界を印加して渦電流を発生させ、この渦電流に対する抵抗により金属材料である前記スチールコードを発熱させ、この発熱により内部から加熱し、所定の加硫温度に昇温させる。
【００２８】
特に、律速部である前記ショルダー部６においては、その内部に配置されたベルト端部補強層１０のスチールコード１１が、タイヤ周方向に対し実質的に０°の角度で平行をなして並列するように巻回されているので、スチールコードが斜めに傾斜して配されている場合に比して電磁誘導により発生する渦電流に対する抵抗が大きくなって発熱し易くなっており、そのため、ショルダー部６における電磁誘導加熱による加熱昇温の効果が高められ、効率よく所定の温度に昇温でき、ひいてはトレッド部７やビード部２の部分加熱と組み合わせることにより、全体としてほぼ均一に予備加熱できることになる。
【００２９】
この予備加熱後の未加硫タイヤＧＴを加硫金型に装填し加硫成形することにより、加硫時間を大幅に短縮でき、且つ加硫状態を全体として均一化でき、品質のよいタイヤを得ることができる。
【００３０】
・使用コードの比較
前記ベルト端部補強層１０に使用するスチールコードの拡張率、モジュラス及びワイヤ素線径に関して、下記の使用コードにして、かつ下記の「表１」のように組み合わせた場合について、それぞれをベルト端部補強層に用いて成型し加硫して得たタイヤ（実施例及び比較例１〜７）の比較を行った。なお、前記ベルト端部補強層１０以外の他の構成部材などの条件は全て同じにした。
【００３１】
[使用コード]
実施例、比較例４のコード  ：1×8×0.09HT ピッチ長＝ 2.2mm エンド数＝54本/50mm
比較例１、比較例５のコード：1×8×0.20HT ピッチ長＝12.0mm エンド数＝14本/50mm
比較例２、比較例６のコード：1×8×0.20HT ピッチ長＝ 4.2mm エンド数＝14本/50mm
比較例３、比較例７のコード：1×8×0.09HT ピッチ長＝ 7.5mm エンド数＝54本/50mm
【表１】
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【００３２】
上記の比較例４及び比較例５では、ワイヤ素線径が細くて拡張率が高いことで断線が生じ、また、モジュラスの高い比較例１、３、６及び７では、コードのベルト層へのめり込みが生じ、タイヤとして使いものにならないものであった。
【００３３】
評価可能なタイヤができたのは、拡張率及びモジュラスが前記範囲にある実施例のタイヤと、比較例２のタイヤのみであった。
【００３４】
・加硫時間
次に、前記実施例のタイヤと、前記比較例２のタイヤ、並びに実施例と同じ構造のタイヤで、ベルト端部補強層のスチールコードをナイロンコード（使用コード：ナイロン６６ 1400dtex/2 エンド数＝54本/50mm）に置き換えたものに相当する現行品のタイヤ（比較例８）とについて、それぞれ、未加硫タイヤを、電磁誘導加熱により予備加熱（予備加硫）を行ってから本来の加硫金型による加硫を行ったものと、電磁誘導加熱による予備加熱を行わずに直に加硫金型による加硫を行ったものとの加硫時間を比較した。
【００３５】
前記の加硫時間は、加硫金型での加熱開始時から、ベルト端部補強層が存するショルダー部の内部におけるブロー消失、つまりブローポイントまでの時間（但し、予備加熱したものは予備加熱時間を含む）を測定した。その結果を下記「表２」に示す。表２において、現行品である比較例８のうちの電磁誘導加熱による予備加熱を行わずに加熱し加硫した場合の時間を１００として指数で表示した。数値が小さいものほど加硫時間が短いことを示している。
【００３６】
なお、予備加熱における電磁誘導加熱の条件は、スチールコード表面の温度が８０℃以下になるように、タイヤ表面温度を検知して誘導電流を制御することとし、予備加熱時間は２０分とした。
【表２】
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【００３７】
上記の加硫時間の比較によれば、実施例及び比較例２の電磁誘導加熱を実施したタイヤは、他のものに比べて加硫時間はかなり短くなっている。なお、比較例８の場合、電磁誘導加熱による予備加熱を行った場合も、ベルト層のスチールコードの発熱による加熱の効果で予備加熱を行わないものに比してある程度は短くはなっているが、ベルト端部補強層にスチールコードを使用した実施例や比較例２のタイヤで電磁誘導加熱による予備加熱を行ったものには及ばなかった。すなわち、加硫時間の短縮の効果の点では、実施例及び比較例２で電磁誘導加熱による予備加熱を実施したものが、特に好ましい。
【００３８】
・耐久性
次に、前記の実施例の電磁誘導加熱による予備加熱を行って加硫成形したタイヤと、比較例２及び比較例８の電磁誘導加熱による予備加熱を行って加硫成形したタイヤで、それぞれタイヤサイズがＬＴ２７５／６５Ｒ２０  １２６Ｒのライトトラック用のタイヤについて、耐久テストを実施した。その結果を下記の「表３」に示す。
【００３９】
［耐久テスト方法］
空気圧：２８０ｋＰａ、加重：１１００ｋｇｆ、速度：１１０ｋｍ／ｈｒの条件で、ドラム試験機による台上テストを行い、走行距離２０００ｋｍ毎にベルト端部補強層を含むスチールコードの配置個所を全周にわたりＸ線で観察し、断線が見られれば、そこでテストを終了し、トレッド踏面部のゴムを取り除き、断線を確認し、このステップをテスト成績とした。
【表３】
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【００４０】
上記の耐久テストの結果、スチールコードのワイヤ素線径が０．２ｍｍの比較例２のタイヤの場合、その耐久性は、有機繊維コードをベルト端部補強層に使用した現行品の比較例８よりも大幅に劣るもので、実用化には適さないものであった。これに対し、実施例のタイヤの場合、比較例８の現行品のタイヤと遜色のない耐久性が得られた。
【００４１】
したがって、本発明の実施例のタイヤは、所定のタイヤ形状に問題なく加硫成形できるばかりか、ベルト端部補強層として有機繊維コードを用いた現行品のタイヤに比して加硫時間を大幅に短縮でき、しかも前記現行品のタイヤと遜色のない耐久性を有するものとなった。すなわち、加硫状態を均一化でき、耐久性のよい良品質のタイヤを効率よく製造し提供することができるものであった。 
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明は、ベルト層の外側にベルト層の端部を覆うベルト端部補強層を有する空気入りラジアルタイヤに好適に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の実施例にかかる空気入りラジアルタイヤの断面構造を示す略示断面図である。
【図２】ベルト層とベルト端部補強層の積層状態の略示平面図である。
【図３】予備加熱状態の説明図である。
【符号の説明】
【００４４】
Ｔ…タイヤ、１…カーカス層、２…ビード部、３…ビードコア、４…ビードフィラー、５…ベルト層、６…ショルダー部、７…トレッド部、８…サイド部、１０…ベルト端部補強層、１１…ベルト端部補強層のスチールコード。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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