(57)【要約】【課題】空気入りタイヤ11の耐久性およびトラクション性能を向上させつつ外観を良好とする。【解決手段】トレッド部の15の幅方向中央部にタイヤ赤道Ｓに実質上平行に延びるスチールコード44が埋設されたベルト強化層42を、幅方向両端部に有機繊維からなる補強コード33が埋設された補強層30を設けたので、グリーンタイヤ成形時にトレッド端部31が周方向に収縮しながら縮径するとき、収縮方向曲げ剛性の小さな補強コード33は殆ど抵抗することはない。これにより、トレッド端部31は殆ど波打つことなく縮径することができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
対をなすビードコア間をトロイダル状に延びるカーカス層と、カーカス層の半径方向外側に配置され、タイヤ赤道Ｓに対して傾斜しているベルトコードが内部に埋設されたベルト層と、ベルト層の半径方向外側に配置されたトレッドとを備えた空気入りタイヤにおいて、ベルト層の幅方向両端部に重なり合うよう配置され、内部に有機繊維からなる補強コードが埋設された一対の補強層と、ベルト層とトレッドとの間に配置されるとともに、少なくとも一方の補強層から他方の補強層まで延び、内部にタイヤ赤道Ｓに実質上平行に延びるスチールコードが埋設されたベルト強化層とを設けたことを特徴とする空気入りタイヤ。
【請求項２】
前記補強層を折り返すことで、該補強層によりベルト層の幅方向両端部を包み込むホールド構造とした請求項１記載の空気入りタイヤ。
【請求項３】
前記補強コードは芳香族ポリアミドから構成されている請求項１または２記載の空気入りタイヤ。
【請求項４】
前記補強層とベルト強化層の幅方向両端部とを半径方向に重なり合わせた請求項２記載の空気入りタイヤ。
【請求項５】
前記補強層とベルト強化層との重なり合い領域における幅方向距離Ｌを 3〜30mmの範囲内とした請求項４記載の空気入りタイヤ。
【請求項６】
前記補強層とベルト強化層との重なり合い領域において、ベルト強化層を補強層の半径方向外側に配置した請求項４または５記載の空気入りタイヤ。
【請求項７】
前記補強層に埋設されている補強コードのタイヤ赤道Ｓに対する傾斜角を30度以下とした請求項１〜６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】
この発明は、タイヤ赤道Ｓに実質上平行に延びるスチールコードが埋設されたベルト強化層をトレッド部に有する空気入りタイヤに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の空気入りタイヤとしては、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知られている。
【特許文献１】特開昭４９−５７５０３号公報
【０００３】
このものは、対をなすビードコア間をトロイダル状に延びるカーカス層と、カーカス層の半径方向外側に配置され、タイヤ赤道Ｓに対して傾斜しているベルトコードが内部に埋設されたベルト層と、ベルト層の半径方向外側に配置されたトレッドと、ベルト層とトレッドとの間に配置されるとともに、内部にタイヤ赤道Ｓに実質上平行に延びるナイロン等の有機繊維コードが埋設され、ベルト層より幅広であるベルト強化層とを備え、前記ベルト強化層によるたが効果により、トラクション性能を向上させるとともに、高速走行時におけるトレッド部の径成長を抑制して高速耐久性を向上させるようにしたものである。
【０００４】
ここで、近年、乗用車の高性能化に伴い、さらなるトラクション性能、高速耐久性が求められるようになってきたため、前述のベルト強化層に埋設された有機繊維コードを、引っ張り強度の高い非伸張性のスチールコードに代え、ベルト強化層によるたが効果をさらに高くすることで前述の要求に応えようとする試みが行われるようになってきた。
【０００５】
そして、このような空気入りタイヤは、例えば、加硫時におけるトレッド部の拡張がベルト強化層に埋設されているスチールコードによって強力に制限されるため、円筒状のバンド成形ドラム上にベルト層、ベルト強化層、トレッドを次々と貼付けて、製品タイヤのベルト強化層の幅方向中央部における径と略同一径であるベルト強化層を有するベルト・トレッドバンドを成形するとともに、該ベルト・トレッドバンドを略トロイダル状に膨出変形したカーカス層等からなるタイヤ中間体の外側に貼り付けてグリーンタイヤを成形し、その後、該グリーンタイヤを加硫することで製造することができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ここで、ベルト・トレッドバンドが貼付けられるタイヤ中間体のクラウン部は軸方向両端に向かうに従い小径となった略円弧状を呈しているため、前記クラウン部にベルト・トレッドバンドを貼付けると、該ベルト・トレッドバンドの幅方向両端部はクラウン部の曲率に沿うよう半径方向内側に向かって絞り込まれ、この結果、ベルト強化層の幅方向両端部に周方向の大きな収縮力が付与される。
【０００７】
このとき、前記ベルト強化層内に埋設されているスチールコードは収縮方向にも高い剛性を有しているため、該スチールコードは他のタイヤ構成部材と共に周方向に沿って半径方向に大きな振幅と波長で波打つことで、前述の収縮を吸収することになる。このようにトレッド端部に大きな波打ちが生じたグリーンタイヤを加硫して製品タイヤとすると、前述の波打ちが製品タイヤに残るため、走行時に該波打ちの山の頂点に集中的に負荷が作用するようになり、この結果、ベルト層端部に生じる歪みが増大して耐久性が低下してしまうという課題があった。
【０００８】
しかも、前記波打ちの振幅、波長はタイヤ毎に異なるため、製品タイヤの形状にばらつきが生じて所望のタイヤ性能を得ることができなくなったり、あるいは、タイヤの外観が悪化したり、作業が煩雑となってしまうという課題もあった。このようなことからベルト強化層の幅を狭くしてトレッド端部からベルト強化層をなくし、これにより、前記波打ちの発生を阻止することも考えられるが、このようにすると、高速走行時におけるトレッド端部の径成長を充分に抑制することができず、高速耐久性が低下してしまうという問題がある。
【０００９】
この発明は、耐久性およびトラクション性能を向上させつつ外観を良好とすることができる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】
【００１０】
このような目的は、対をなすビードコア間をトロイダル状に延びるカーカス層と、カーカス層の半径方向外側に配置され、タイヤ赤道Ｓに対して傾斜しているベルトコードが内部に埋設されたベルト層と、ベルト層の半径方向外側に配置されたトレッドとを備えた空気入りタイヤにおいて、ベルト層の幅方向両端部に重なり合うよう配置され、内部に有機繊維からなる補強コードが埋設された一対の補強層と、ベルト層とトレッドとの間に配置されるとともに、少なくとも一方の補強層から他方の補強層まで延び、内部にタイヤ赤道Ｓに実質上平行に延びるスチールコードが埋設されたベルト強化層とを設けた空気入りタイヤにより、達成することができる。
【発明の効果】
【００１１】
この発明においては、ベルト層の幅方向両端部に重なり合うよう配置された一対の補強層の内部に有機繊維からなる補強コードを埋設する一方、ベルト層とトレッドとの間に配置されるとともに、少なくとも一方の補強層から他方の補強層まで延びるベルト強化層の内部にタイヤ赤道Ｓに実質上平行に延びるスチールコードを埋設することで、補強層の収縮方向曲げ剛性をベルト強化層の収縮方向曲げ剛性より大幅に低下させたので、グリーンタイヤの成形時に前述のようにトレッド端部が縮径されて周方向の収縮力が付与されても、トレッド端部に位置するゴムは補強層（補強コード）から殆ど抵抗を受けることなく周方向に圧縮されてゲージが厚くなるよう変形し、前述の収縮力を吸収する。
【００１２】
この結果、トレッド端部は殆ど波打つことなく縮径することができ、これにより、製品タイヤの走行時におけるトレッド端部の接地圧はほぼ均一となってベルト層端部における歪みが低減され、ベルト耐久性を向上させることができる。しかも、前述のように殆ど波打ちがなくなるため、製品タイヤの形状は略均一となって外観も良好となり、所望の性能を有するタイヤを容易に製造することができるとともに、作業を簡単とすることもできる。
【００１３】
さらに、トレッド部の幅方向中央部にはタイヤ赤道Ｓに実質上平行に延びるベルト強化層のスチールコードが埋設されているため、該部位の高速走行時における径成長は強力に抑制されるとともに、大きな曲げ剛性によってトラクション性能が向上し、一方、トレッド端部には補強層の補強コードが埋設されているため、高速走行時におけるトレッド端部の径成長を効果的に抑制することができる。
【００１４】
また、請求項２に記載のように構成すれば、走行時におけるベルト層の幅方向両端部におけるせん断変形が抑制されて、ベルト端における亀裂、セパレーションを強力に抑制することができ、しかも、補強層の幅方向外側端は折返されることで連続しているため、該部位における亀裂、セパレーションを強力に抑制することができる。さらに、請求項３に記載のように構成すれば、補強層の周方向引っ張り剛性を充分に高くすることができ、高速走行時におけるトレッド端部の径成長を強力に抑制することができる。
【００１５】
また、請求項４に記載のように構成すれば、ベルト強化層により該ベルト強化層と重なり合っている部位の補強層を拘束することができ、これにより、高速走行時に補強層の幅方向内端部が半径方向外側に浮き上がる事態を抑制することができる。さらに、請求項５に記載のように構成すれば、トレッド端部における波打ちを強力に抑制しながら、補強層の幅方向内端部における浮き上がりを強力に抑制することができる。
【００１６】
また、請求項６に記載のように構成すれば、周方向剛性の高いベルト強化層をトラクション性能への影響が大きいトレッド部の外周面（踏面）に近接して配置することができ、この結果、タイヤのトラクション性能を効果的に向上させることができる。さらに、請求項７に記載のように構成すれば、補強層の周方向剛性が充分高くなり、高速走行時における該トレッド端部の径成長を強力に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】
【００１７】
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、２において、11は高速走行が可能な乗用車用空気入りラジアルタイヤであり、この空気入りタイヤ11は対をなす、ここでは一対のビードコア12がそれぞれ埋設されたビード部13と、これらビード部13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14と、これらサイドウォール部14の半径方向外端同士を連結する略円筒状のトレッド部15とを備えている。なお、この発明は航空機あるいはトラック・バス用の空気入りタイヤに適用してもよい。
【００１８】
そして、この空気入りタイヤ11は前記ビードコア12間をトロイダル状に延びてサイドウォール部14、トレッド部15を補強するカーカス層18を有し、このカーカス層18の幅方向両端部は前記ビードコア12の回りを折り返されている。前記カーカス層18は少なくとも１枚、ここでは２枚のカーカスプライ19から構成され、これらのカーカスプライ19内にはタイヤ赤道Ｓに対して70〜90度のコード角で交差する、即ちラジアル方向（子午線方向）に延びるポリエステル、ナイロン、芳香族ポリアミド、スチール等（ここでは、ポリエステル）から構成された多数本の互いに平行なカーカスコード20がそれぞれ埋設されている。
【００１９】
23はカーカス層18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23は少なくとも２枚のベルトプライ、ここでは２枚のベルトプライ24、25を半径方向外側に向かってこの順序で積層することにより構成している。ここで、各ベルトプライ24、25の内部には多数本の互いに平行なベルトコード26、27がそれぞれ埋設され、これらのベルトコード26、27はスチールの撚り線あるいはモノフィラメントから構成されるとともに、少なくとも隣接する２枚のベルトプライ24、25においてタイヤ赤道Ｓに対し逆方向に傾斜して互いに交差している。また、前記ベルトプライ24、25内のベルトコード26、27は、タイヤ赤道Ｓに対して同一傾斜角で傾斜しているが、この傾斜角は45〜75度の範囲内である。
【００２０】
30はトレッド端部31においてベルト層23の幅方向両端部に重なり合うよう配置された一対の補強層であり、各補強層30は少なくとも１枚、ここでは１枚の補強プライ32から構成されている。そして、前記補強層30は、幅方向中央部を中心に折り返すことで、ベルト層23（全てのベルトプライ24、25）の幅方向両端部を包み込むホールド構造をしており、その内部には互いに平行な多数本の補強コード33が埋設されている。
【００２１】
ここで、前述の補強層30に埋設されている補強コード33としては、ポリエステル、ナイロン、芳香族ポリアミド等の有機繊維を用いるが、その中でも芳香族ポリアミドを用いれば、補強層30の周方向引っ張り剛性を充分に高くすることができて、高速走行時におけるトレッド端部31の径成長を強力に抑制することができるので、好ましい。
【００２２】
そして、前述のようなホールド構造の補強層30は、カーカス層18の半径方向外側に帯状部材を円筒状に貼付けた後、帯状部材間のカーカス層18および帯状部材の幅方向内側部の半径方向外側にベルト層23を貼付け、その後、ベルト層23の幅方向両外端から若干幅方向外側に離れた折り返し部36を中心として、該折り返し部36より幅方向外側の前記帯状部材を幅方向内側に折り返し、ベルト層23の半径方向外側に重なり合わせることで、形成することができる。
【００２３】
このように補強層30をホールド構造とすれば、これらの補強層30はベルト層23より半径方向内側に位置する内側部37と、前記内側部37およびベルト層23より半径方向外側に位置する外側部38と、これら内側部37、外側部38の幅方向外端同士を連続し、トレッド端39より若干幅方向外側に位置する折り返し部36とから構成されることになる。そして、前述のようにベルト層23の幅方向両端部に、有機繊維の補強コード33で補強された周方向剛性の高い一対の補強層30を重なり合うよう配置すれば、高速走行時におけるトレッド端部31の径成長を効果的に抑制することができる。
【００２４】
また、補強層30によってベルト層23の幅方向両端部を包み込むようにすれば、走行時にトレッド部15が平坦となるよう変形することで、逆方向に傾斜したベルトコード26、27がタイヤ赤道Ｓ側に変形しようとしても、このような変形は前記補強層30により強力に拘束され、この結果、ベルト層23の幅方向両端部に発生するせん断変形が抑制されてベルト端における亀裂、セパレーションが強力に抑制される。しかも、補強層30の幅方向外側端（折返し部36）は折返されることで連続しているため、該折返し部36における亀裂、セパレーションを強力に抑制することもできる。
【００２５】
さらに、前記補強層30に埋設されている補強コード33のタイヤ赤道Ｓに対する傾斜角は30度以下とすることが好ましい。その理由は、傾斜角を30度以下とすると、補強層30の周方向剛性が高くなって高速走行時におけるトレッド端部31の径成長を強力に抑制することができ、高速耐久性が向上するからである。そして、このようなことから、前記傾斜角を 0度とする、即ち補強コード33はタイヤ赤道Ｓに実質上平行に延びていることがさらに好ましい。
【００２６】
42は前記ベルト層23（最狭幅のベルトプライ25）より幅狭であるベルト強化層であり、このベルト強化層42はベルト層23の半径方向外側に密着配置、詳しくはベルト層23と後述のトレッド46との間に配置されるとともに、少なくとも一方の補強層30から他方の補強層30まで延びている。ここで、前記ベルト強化層42は少なくとも１枚（ここでは１枚）の強化プライ43から構成されており、この強化プライ43の内部にはタイヤ赤道Ｓに実質上平行に延びるスチールコード44が埋設されている。
【００２７】
このようにベルト層23の幅方向両端部に重なり合うよう配置された一対の補強層30の内部に有機繊維からなる補強コード33を埋設する一方、ベルト層23と後述のトレッド46との間に配置され、少なくとも一方の補強層30から他方の補強層30まで延びるベルト強化層42の内部にタイヤ赤道Ｓに実質上平行に延びるスチールコード44を埋設することで、補強層30の収縮方向曲げ剛性をベルト強化層42の収縮方向曲げ剛性より大幅に低下させたので、グリーンタイヤの成形時に前述のようにトレッド端部31が縮径されて周方向の収縮力が付与されても、トレッド端部31に位置するゴムは補強層30（補強コード33）から殆ど抵抗を受けることなく周方向に圧縮されてゲージが厚くなるよう変形し、前述の収縮力を吸収する。
【００２８】
この結果、トレッド端部31は殆ど波打つことなく縮径することができ、これにより、空気入りタイヤ11の走行時におけるトレッド端部31の接地圧はほぼ均一となってベルト層23の端部における歪みが低減され、ベルト耐久性を向上させることができる。しかも、前述のように殆ど波打ちがなくなるため、製品タイヤの形状は略均一となって外観も良好となり、所望の性能を有するタイヤを容易に製造することができるとともに、作業を簡単とすることもできる。
【００２９】
さらに、トレッド部15の幅方向中央部にはタイヤ赤道Ｓに実質上平行に延び高いたが効果を有するベルト強化層42のスチールコード44が配置されているため、該部位の高速走行時における半径方向外側への径成長は強力に抑制されるとともに、大きな曲げ剛性によってトラクション性能が向上する。
【００３０】
そして、この実施形態においては、前記ベルト強化層42の幅を両補強層30間の距離より大とすることで、ベルト強化層42の幅方向両外端部と前記補強層30（外側部38）の幅方向内端部とを半径方向に密着した状態で重なり合わせているが、このようにすると、ベルト強化層42が重なり合っている部位の補強層30を拘束することができ、これにより、高速走行時に補強層30の幅方向内端部が半径方向外側に浮き上がる事態を抑制することができる。
【００３１】
ここで、前述した補強層30とベルト強化層42との重なり合い領域における幅方向距離Ｌは 3〜30mmの範囲内とすることが好ましい。その理由は、前記幅方向距離Ｌが 3mm未満であると、高速走行時に補強層30の幅方向内端部が浮き上がってしまうおそれがあり、一方、前記距離Ｌが30mmを超えると、トレッド端部31に波打ちが生じるおそれがあるが、前記距離Ｌを 3〜30mmの範囲内とすれば、トレッド端部31における波打ちを強力に抑制しながら、補強層30における幅方向内端部の浮き上がりを抑制することができるからである。
【００３２】
また、この実施形態では、前述の補強層30とベルト強化層42とが重なり合う重なり合い領域において、ベルト強化層42を補強層30（外側部38の幅方向内端部）の半径方向外側に配置しているが、このようにすれば、周方向剛性の高いベルト強化層42をトラクション性能への影響が大きいトレッド部15の外周面（踏面）に近接して配置することができ、この結果、空気入りタイヤ11のトラクション性能を効果的に向上させることができる。
【００３３】
ここで、前述のベルト強化層42は、例えば、スチールコード44を１本または数本並べてゴム被覆した一定幅のストリップをベルト層23、補強層30の外側に螺旋状に巻き付けることで成形することができる。このようにしてベルト強化層42を成形するようにすれば、ベルト強化層42を高能率かつ高精度で成形することができる。46は前記ベルト層23、補強層30、ベルト強化層42の半径方向外側に配置されたゴムからなるトレッドであり、このトレッド46の外表面（踏面）には、排水性能を向上させるため、幅広で周方向に連続して延びる複数本、ここでは４本の主溝47が形成されている。また、前記トレッド46の外表面には幅方向や斜め方向に延びる多数本の横溝が形成されることもある。
【００３４】
なお、前述の実施形態では、補強層30によってベルト層23の幅方向両端部のみを包み込むようにしたが、この発明においては、ベルト層、ベルト強化層双方の幅方向両端部を補強層によって包み込むようにしてもよく、この場合には補強層がベルト強化層の半径方向外側に重なり合うことになる。また、この発明においては、補強層を折返しのない、子午線断面が略軸方向に延びる通常のプライから構成してもよい。
【実施例１】
【００３５】
次に、試験例について説明する。この試験に当たっては、トレッド部に、ベルト層の幅方向両端部を包み込み、内部にポリエステルからなる補強コードが埋設された一対の補強層と、両補強層に幅方向両端部が距離Ｌ（15mm）だけ重なり合うベルト強化層とを設けた図１、２に示すような構造の実施タイヤ１と、前述の補強層内の補強コードを芳香族ポリアミドから構成した以外は実施タイヤ１と同様である実施タイヤ２と、前述の補強層を省略し、ベルト強化層の幅を前記補強層の幅方向外側端間距離と同一とした以外は実施タイヤ１と同様である従来タイヤ１とを準備した。
【００３６】
ここで、前述の各タイヤは高性能乗用車用タイヤで、サイズが225/45Ｒ16であった。また、これらタイヤの骨格構造は、タイヤ赤道Ｓに対して90度で交差するポリエステルコードが埋設された２枚のカーカスプライからなるカーカス層と、カーカス層の半径方向外側に配置され、タイヤ赤道Ｓに対して左上がり50度のスチールコードが埋設された内側のベルトプライ、および、右上がり50度のスチールコードが埋設された外側のベルトプライからなるベルト層とを備えたものであり、また、前記補強層およびベルト強化層に埋設された補強コードおよびスチールコードは共に、タイヤ赤道Ｓに対して実質上平行に延びていた。
【００３７】
次に、前述の各タイヤを、従来技術で説明した方法により成形されたグリーンタイヤを加硫することで製造し、トレッド端部における波打ちの発生状況を確認した。その結果、従来タイヤ１では全振幅の算術平均が 3mmの波打ちが発生していたが、実施タイヤ１、２では波打ちの発生は確認できなかった。
【００３８】
次に、前記各タイヤに 200ｋPaの内圧を充填した後、６ｋＮの荷重を負荷しながらドラムにキャンバー角 1.5度、スリップ角 0度で押し付けて高速走行させることにより、高速耐久試験を行った。ここで、この高速耐久試験とは、 100km/hの速度から各タイヤの走行を開始し、５分毎に10km/hのステップで速度を次々に増加させて故障発生時の速度を求める試験である。その結果は、従来タイヤ１では 280km/hで故障が発生したが、実施タイヤ１では 290km/h、実施タイヤ２では330km/hまで故障が発生せず、高速耐久性が立証された。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
この発明は、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】
【００４０】
【図１】この発明の実施形態１を示す子午線断面図である。
【図２】そのトレッド部の一部破断平面図である。
【符号の説明】
【００４１】
11…空気入りタイヤ         12…ビードコア
18…カーカス層             23…ベルト層
24、25…ベルトプライ       26、27…ベルトコード
30…補強層                 33…補強コード
42…ベルト強化層           44…スチールコード
46…トレッド               Ｌ…距離
Ｓ…タイヤ赤道
【図１】
2009241720.tif 000003
【図２】
2009241720.tif 000004