(57)【要約】【課題】タイヤ周方向のベルト補強層をスチールコードで形成するにあたり、タイヤ成型工程における作業性を向上した空気入りラジアルタイヤおよびその製造方法を提供する。【解決手段】一対のビード部１１およびサイドウォール部１２と、サイドウォール部１２に連なるトレッド部１３とを有し、一対のビード部１１間に跨ってトロイド状に延在するカーカス１と、そのクラウン部タイヤ半径方向外側に配置されたベルト層２と、そのタイヤ半径方向外側に配置されたベルト補強層３と、を備える空気入りラジアルタイヤ１０である。ベルト補強層３が、複数本のスチールコードと、それを被覆するコーティングゴムとからなるリボン状のストリップ材をタイヤ周方向に巻回して形成され、かつ、ストリップ材内で、同一線径かつ同一材質で撚り方向のみが異なるＳ撚りおよびＺ撚りのスチールコードが混在している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対のビード部およびサイドウォール部と、該サイドウォール部に連なるトレッド部とを有し、前記一対のビード部間に跨ってトロイド状に延在するカーカスと、該カーカスのクラウン部タイヤ半径方向外側に配置されたベルト層と、該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層と、を備える空気入りラジアルタイヤにおいて、
前記ベルト補強層が、複数本のスチールコードと、該スチールコードを被覆するコーティングゴムとからなるリボン状のストリップ材をタイヤ周方向に巻回して形成され、かつ、該ストリップ材内で、同一線径かつ同一材質で撚り方向のみが異なるＳ撚りおよびＺ撚りのスチールコードが混在していることを特徴とする空気入りラジアルタイヤ。
【請求項２】
前記ストリップ材が、５〜１５本のスチールコードにより構成されている請求項１記載の空気入りラジアルタイヤ。
【請求項３】
前記ストリップ材内で、前記Ｓ撚りおよびＺ撚りのスチールコードが同本数で混在している請求項１または２記載の空気入りラジアルタイヤ。
【請求項４】
前記ストリップ材内で、前記Ｓ撚りおよびＺ撚りのスチールコードが交互に配置されている請求項１〜３のうちいずれか一項記載の空気入りラジアルタイヤ。
【請求項５】
一対のビード部およびサイドウォール部と、該サイドウォール部に連なるトレッド部とを有し、前記一対のビード部間に跨ってトロイド状に延在するカーカスと、該カーカスのクラウン部タイヤ半径方向外側に配置されたベルト層と、該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層と、を備える空気入りラジアルタイヤの製造方法において、
前記ベルト補強層を、複数本のスチールコードと、該スチールコードを被覆するコーティングゴムとからなるリボン状のストリップ材をタイヤ周方向に巻回することにより形成するにあたり、該ストリップ材内で、同一線径かつ同一材質で撚り方向のみが異なるＳ撚りおよびＺ撚りのスチールコードを混在させることを特徴とする空気入りラジアルタイヤの製造方法。  
【請求項６】
前記ストリップ材を、５〜１５本のスチールコードにより構成する請求項５記載の空気入りラジアルタイヤの製造方法。
【請求項７】
前記ストリップ材を、同本数の前記Ｓ撚りおよびＺ撚りのスチールコードにより構成する請求項５または６記載の空気入りラジアルタイヤの製造方法。
【請求項８】
前記ストリップ材を、前記Ｓ撚りおよびＺ撚りのスチールコードを交互に配置して構成する請求項５〜７のうちいずれか一項記載の空気入りラジアルタイヤの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は空気入りラジアルタイヤ（以下、単に「タイヤ」とも称する）およびその製造方法に関し、詳しくは、耐摩耗性に優れるとともに、タイヤ成型作業性にも優れるスチールベルト補強層を備える空気入りラジアルタイヤおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、乗用車用のタイヤとしては、カーカスにポリエステルコード、ベルトにスチールコードを配置したラジアルタイヤが主流となっている。特に、高速耐久性が要求される、速度レンジがＨやＶ、Ｗのようなタイヤにおいては、ベルト層の外側に、ナイロンコードやアラミド繊維で補強されたベルト保護層（補強層）を備える構造を採用することが多く、このような構造では、高速耐久性だけでなく、転がり抵抗の低下に伴う燃費の向上や耐摩耗性の向上、タイヤの真円性向上によるユニフォミティーの良化など、数多くのメリットが認められる。
【０００３】
このようなタイヤ性能の発展は、すでに一定の成果を得ているが、近年では、省資源や低燃費などの環境問題に消費者の意識が高まっており、これらに対応した商品のニーズが高いと同時に、今後ますますこれらの性能を重視した商品の需要が伸びるものと考えられている。中でも、環境保護の観点から長持ちするタイヤを提供することは、廃棄量の減少や省資源に直接結びつくこととなり、環境問題への貢献度は大きいものと考えられる。
【０００４】
過去の実績から、ベルトコードの材質がレーヨンやポリエステルからスチールに変わったときには、タイヤの摩耗性は飛躍的に向上したが、これは、トレッド内に配置されるスチールコードの引張りや圧縮弾性率の高さによって、路面と接するトップトレッド部分の働きが抑制され、いわゆるタガ効果が発揮された結果、トレッド部分の余計な動きがなくなり、路面とゴムとの間のミクロ的、マクロ的な摩耗が減って、結果として耐摩耗性が向上したものと理解されている。
【０００５】
また、ベルト補強層についても、スチールコードをタイヤ周方向に螺旋状に巻き付けて形成することが、特許文献１，２に開示されている。スチールコードのもつ高弾性特性を活かすことで、上述したタイヤ性能の更なる向上を図ることが期待されるのである。一方、特許文献３には、二輪車用空気入りタイヤに係る改良技術として、タイヤ幅方向に相互に隣接してベルトを構成するコードの撚り方向を互いに逆向きとして、ゴム−コード間の分離を防止する技術が開示されている。
【特許文献１】特開平４−７８６０２号公報（特許請求の範囲等）
【特許文献２】特開平７−１０１２０５号公報（特許請求の範囲等）
【特許文献３】特開平３−３１００６号公報（特許請求の範囲等）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、弾性率の高いスチールコードを、タイヤ周方向のベルト補強層に使用する場合、タイヤの組み立て工程である成型工程において大きな困難を伴う場合があった。すなわち、タイヤ周方向のベルト補強層は、一般に、コードとゴムとからなるリボン状のストリップ材を作製して、これをタイヤ成型工程においてタイヤ周方向に巻き付けることにより形成される。乗用車用のタイヤの場合、このストリップ材は通常５本以上のコードで構成されるが、これは、ストリップ材にある程度の幅を持たせないと巻き付け回数が増えてしまい、時間当たりのタイヤ生産が低下して、生産性を大きく阻害するためである。また、１５本を超えるコードを用いたストリップ材では、巻き始めや巻き終わりでの剛性段差が生じ易く、タイヤの均一性を図る上で不利であり、好ましくない。このようなことから、多くの乗用車用のベルト補強層のストリップ材は、５〜１５本のナイロンコードで構成されていた。
【０００７】
ところが、ベルト補強層のナイロンコードを単純にスチールコードに置き換えようとしても、スチールコードの持つ高弾性特性のために、取り扱いが難しくなる。その原因の一つは、素材であるスチールコードを巻いていたスプールでの巻き癖がコードに残っているために、ゴムで被覆した後においてもくるりとカールしてしまうことにある。また、もう一つの原因は、ストリップ材中のコード間の僅かな張力の差が、そのままストリップ材の面内変形となって現れることにある。これは、コードが高弾性であるために歪を吸収できないからであり、カールと面内変形とが同時に起きると、ストリップ材の捩れ変形が生じるなど性状が悪化するために、タイヤの組立て作業が困難となる。
【０００８】
そこで本発明の目的は、上記問題を解消して、タイヤ周方向のベルト補強層をスチールコードで形成するにあたり、タイヤ成型工程における作業性を向上した空気入りラジアルタイヤおよびその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者は鋭意検討した結果、ベルト補強層を形成する際に用いるストリップ材の構成を改良することにより、上記問題を解消できることを見出して、本発明を完成するに至った。
【００１０】
すなわち、本発明の空気入りラジアルタイヤは、一対のビード部およびサイドウォール部と、該サイドウォール部に連なるトレッド部とを有し、前記一対のビード部間に跨ってトロイド状に延在するカーカスと、該カーカスのクラウン部タイヤ半径方向外側に配置されたベルト層と、該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層と、を備える空気入りラジアルタイヤにおいて、
前記ベルト補強層が、複数本のスチールコードと、該スチールコードを被覆するコーティングゴムとからなるリボン状のストリップ材をタイヤ周方向に巻回して形成され、かつ、該ストリップ材内で、同一線径かつ同一材質で撚り方向のみが異なるＳ撚りおよびＺ撚りのスチールコードが混在していることを特徴とするものである。
【００１１】
また、本発明の空気入りラジアルタイヤの製造方法は、一対のビード部およびサイドウォール部と、該サイドウォール部に連なるトレッド部とを有し、前記一対のビード部間に跨ってトロイド状に延在するカーカスと、該カーカスのクラウン部タイヤ半径方向外側に配置されたベルト層と、該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層と、を備える空気入りラジアルタイヤの製造方法において、
前記ベルト補強層を、複数本のスチールコードと、該スチールコードを被覆するコーティングゴムとからなるリボン状のストリップ材をタイヤ周方向に巻回することにより形成するにあたり、該ストリップ材内で、同一線径かつ同一材質で撚り方向のみが異なるＳ撚りおよびＺ撚りのスチールコードを混在させることを特徴とするものである。  
【００１２】
本発明においては、前記ストリップ材を、５〜１５本のスチールコードにより構成することが好ましい。また、前記ストリップ材は、好適には、同本数の前記Ｓ撚りおよびＺ撚りのスチールコードにより構成する。さらに、前記ストリップ材を、前記Ｓ撚りおよびＺ撚りのスチールコードを交互に配置して構成することも好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、上記構成としたことにより、タイヤ周方向のベルト補強層をスチールコードで形成するにあたり、変形の少ない使いやすいストリップ材を用いることで、タイヤ成型工程における作業性を向上した空気入りラジアルタイヤおよびその製造方法を実現することが可能となった。
【００１４】
なお、前述したように、特許文献３には、コードの撚り方向を互いに逆向き配置する技術が開示されているが、特許文献３はそもそも自動二輪車用のタイヤに関するものであって、ベルトの有機繊維コードを２本並べて巻き付ける内容の改良技術に係るもので、本発明におけるようなストリップ材のカールや捩れについての問題は生ずるものではなく、また、そのような記載もなされていない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の好適実施形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。
図１に、本発明の一例の空気入りラジアルタイヤの概略断面図を示す。図示するように、本発明の空気入りラジアルタイヤ１０は、一対のビード部１１およびサイドウォール部１２と、それに連なるトレッド部１３とを有し、一対のビード部１１間に跨ってトロイド状に延在するカーカス１と、そのクラウン部タイヤ半径方向外側に配置されたベルト層２と、そのタイヤ半径方向外側に配置されたベルト補強層３と、を備えている。また、図中の符号４はビードコアを示す。
【００１６】
本発明においては、ベルト補強層３が、複数本のスチールコードと、それを被覆するコーティングゴムとからなるリボン状のストリップ材をタイヤ周方向に巻回して形成されてなり、かかるストリップ材として、同一線径かつ同一材質で撚り方向のみが異なるＳ撚りおよびＺ撚りのスチールコードが混在しているストリップ材を用いる点に特徴がある。
【００１７】
前述したように、スチールコードは有機繊維に比較すると格段に剛性が高く、こしがあるために、スプールなどに巻かれて一度ついた撚りぐせはなかなか元に戻らないが、ストリップ材を構成するコードが１本や２本程度であれば、それ程強くないために成型上問題はない。しかし、ストリップ材を構成するコードの本数が５、６本を超えてくると、ストリップ材に常に張力を掛けていないとカールしてしまい、コーティングゴム同士がくっつくなど作業性が悪くなる。そこで、本発明においては、ストリップ材を構成するコードとして、撚り方向の異なるＳ撚りコードとＺ撚りコードとを混在させることにより、一つの方向の変形を減らして、すなわち、ストリップ材内でコードの変形をキャンセルすることで、ストリップ材の性状を安定させることが可能となった。
【００１８】
本発明において、ストリップ材を構成するＳ撚りコードおよびＺ撚りコードの本数は、同本数とすることが好ましい。例えば、６本のスチールコードからなるストリップ材の場合、４本のＳ撚りコードと２本のＺ撚りコードとしても、性状安定化の効果は得られる。これは、２本分の変形がＳ撚りとＺ撚りとでキャンセルされ、結果として２本のＳ撚り分の変形だけが残るためであり、ストリップ材としての撚りぐせが強くなくなるため、成型での問題も生じない。但し、Ｓ撚りコードとＺ撚りコードとを各々３本とすれば、変形が完全にキャンセルされるので、より好適である。
【００１９】
また、ストリップ材内におけるＳ撚りコードおよびＺ撚りコードの配置は、好適には、Ｓ撚りコードおよびＺ撚りコードがそれぞれ交互に配置されるものとする。これにより、隣接するコード間で変形をキャンセルし合うことになるため、ストリップ材の変形をより効果的に抑制することができる。
【００２０】
さらに、ストリップ材を構成するスチールコードの総本数は、前述したような理由より、好適には５〜１５本とする。
【００２１】
本発明のタイヤにおいては、ベルト補強層を、上記ストリップ材を用いて形成されてなるものとするものであればよく、それ以外の、ストリップ材を構成するスチールコードの具体的材質や線径、コーティングゴム配合、タイヤ構造の詳細や各部材の材質等の条件については、所望に応じ適宜選定することができ、特に制限されるものではない。
【００２２】
例えば、カーカス１は、少なくとも１枚に配設すればよく、その材質としては、ポリエステル等の従来公知のものを用いることができる。また、ベルト層２は、少なくとも１層、好適には２層以上で配設し、好適には、タイヤ周方向に対し±１５〜７５度の角度で互いに交錯する２層以上のスチールベルトからなるものとする。２層の交錯スチールベルト層と上記周方向のベルト補強層とを配設した場合、タイヤトレッド部においては、交錯する２層と周方向の１層とでスチールコードががっちりと張り巡らされることとなり、これによりトレッド部の剛性が向上して、タガ効果をより効果的に発揮させることが可能となる。
【実施例】
【００２３】
以下、本発明を、実施例を用いてより詳細に説明する。
＜ストリップ材評価＞
フィラント径０．２２５ｍｍ、炭素含有量０．８％の高炭素鋼のスチールフィラメント５本をピッチ長１０ｍｍで撚り合わせて、ベルト補強層用のスチールコードを得た。このスチールコードを６本並べてコーティングゴムで被覆し、中間材料としてのリボン状のストリップ材を作製した。ストリップ材を構成する６本のスチールコードとして、撚り方向をＳ撚り（図５（ａ））またはＺ撚り（図５（ｂ））として組み合わせを変えたコードを用いて、ストリップ材１〜３とした（図２〜図４参照）。
【００２４】
得られた各ストリップ材を長さ１ｍに切断して、２４時間放置した後のカール変形量ｘを、図６に示すように測定して比較し、成型時作業性の優劣を判定した。その結果を、下記の表１中に示す。  
【００２５】
【表１】
2009029310.tif 000003
【００２６】
上記表１に示すように、同一線径かつ同一材質で撚り方向のみが異なるＳ撚りおよびＺ撚りのスチールコードを混在させたストリップ材２，３では、同一撚り方向のスチールコードのみからなるストリップ材１に比してカール変形量が大幅に低減しており、作業性が向上していることが確かめられた。
【００２７】
＜タイヤ評価＞
次に、図１に示す構造を有するタイヤサイズ２４５／４０Ｒ１７の空気入りラジアルタイヤを、上記で作製したストリップ材をタイヤ周方向に巻回してベルト補強層を形成することにより、製造した。なお、従来例１のストリップ材について、アラミド繊維をＺ撚り（図５（ｂ））にて撚り合わせたコードを６本並べてコーティングゴムで被覆したものを用いた。
得られた各供試タイヤにつき、下記の評価を行った。
【００２８】
＜ステアリング応答性能の評価方法＞
実車走行での操舵性、様々な操舵量、操舵スピードに対して、車両のヨー変化量およびヨー変化スピードが、従来例１のタイヤのそれに対してどの程度のレベルにあるかという実車レベルを、官能評価によって評価した。
【００２９】
＜グリップ性能の評価方法＞
実車走行でのコーナリング時、車両が横滑りを起こすまでのねばり感、また、横滑りを始めてからの滑り速さが、従来例１のタイヤのそれに対してどの程度のレベルにあるかという実車レベルを、官能評価によって評価した。
【００３０】
＜トラクション性能の評価方法＞
実車走行において、アクセル操作に対するタイヤの空転度合いが、従来例１のタイヤのそれに対してどの程度のレベルにあるかという実車レベルを、官能評価によって評価した。
【００３１】
＜ブレーキ性能の評価方法＞
実車走行において、ブレーキング時における制動力の発揮レベルが、従来例１のタイヤのそれに対してどの程度のレベルにあるかという実車レベルを、官能評価によって評価した。
【００３２】
なお、上記ステアリング応答性能、グリップ性能、トラクション性能およびブレーキ性能の評価は、いずれも２名の評価ドライバーにより実施した。評点基準は、従来例１のタイヤを基準として、＋３：非常に良好、＋２：良好、＋１：やや良好、±０：同等、−１：やや劣る、−２：劣る、−３：非常に劣る、である。
【００３３】
＜耐摩耗性能の評価方法＞
実車耐久走行（限界走行モードにて１周３．５ｋｍの既設サーキットを２０周走行）後のタイヤ残溝深さ（センターリブ溝）を測定し、従来例１のタイヤを１００として指数評価した。指数値が１００以下であれば耐摩耗性能が良好であるといえる。
得られた結果を、下記の表２中に示す。
【００３４】
【表２】
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【００３５】
上記表２に示すように、同一線径かつ同一材質で撚り方向のみが異なるＳ撚りおよびＺ撚りのスチールコードを混在させたストリップ材２，３を用いた実施例の供試タイヤにおいては、従来の撚り方向同一のストリップ材１を用いた従来例２のタイヤと同様に、アラミド繊維コードを用いた従来例１に比して良好な操縦安定性能および耐摩耗性能が確保されていることが確かめられた。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の一実施の形態に係る空気入りラジアルタイヤを示す幅方向断面図である。
【図２】実施例１に係るストリップ材を示す概略説明図である。
【図３】実施例２に係るストリップ材を示す概略説明図である。
【図４】従来例に係るストリップ材を示す概略説明図である。
【図５】（ａ）はＳ撚りコード、（ｂ）はＺ撚りコードをそれぞれ示す概略斜視図である。
【図６】実施例におけるカール変形量の測定方法を示す説明図である。
【符号の説明】
【００３７】
１  カーカス
２  ベルト層
３  ベルト補強層
４  ビードコア
１０  ラジアルタイヤ
１１  ビード部
１２  サイドウォール部
１３  トレッド部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2009029310.tif 000009
【図６】
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