JP2005048326A - 補強素子、ゴム補強体及び空気入りタイヤ並びに補強素子の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 トレッド部がカット傷等の外傷を受けた際にもその傷から水分が内部に伝播されるのを防ぐとともに、ベルト端部からの亀裂の進展を抑制して耐久性を高めた空気入りタイヤを提供する。
【解決手段】 空気入りタイヤ７はカーカス９のクラウン部１０の外周上に、両幅端１１にわたって平行配列した複数本の補強素子１２をゴム被覆してなるベルト１３を具える。各補強素子１２はオープンコードであり、その延在方向に直交する仮想断面の輪郭形状Ｐ_３が、略円形と短軸がベルトの厚さ方向に延びる略楕円形との間で、延在方向に沿って変化する。ベルト１３の厚さ方向の補強素子の径を縦径ａ、ベルト１３の厚さ方向と直交する方向の補強素子の径を横径ｂ、横径ｂに対する縦径ａの比ａ／ｂを偏平比とし、補強素子１２を両端部１５と中央部１６に分けたとき、両端部１５は、中央部１６と比べて、横径ｂの最大値が小さくかつ偏平比ａ／ｂの最小値が大きい。
【選択図】図６

Description

この発明は、複数本のフィラメントを互いに離間した状態で撚り合わせた、いわゆるオープンコードである補強素子、かかる補強素子を平行配列してゴム被覆したゴム補強体、かかるゴム補強体をベルトに用いた空気入りタイヤ、及びかかる補強素子の製造方法に関し、特にかかるタイヤのベルトの耐久性を図る。

空気入りタイヤのベルトに用いる補強素子として、従来より複数本の素線（フィラメント）を、隣接する素線が互いに密着するよう撚り合わせた、いわゆるクローズドコードが用いられている。しかし、このようなクローズドコードを用いたタイヤでは、タイヤ加硫時にコード内部へゴムが十分に浸透することができないため、トレッド部がカット傷等の外傷を受けると、その傷から水分等がコード内部のゴムの浸透していない空隙を伝播して錆を発生させ、ベルトの耐久性を悪化させるという問題があった。

この問題を改善するため、例えば特許文献１には、隣接する素線間に隙間を保ちつつ素線を撚り合わせたオープンコードが記載されている。かかるコードは、タイヤ加硫時にコード内部へゴムが十分に浸透するので、コード内に空隙を生じることがなく、カット傷を受けた際の水分の伝播を防止することができる。しかし、かかるコードは同径のクローズドコードと比べるとフィラメントの径が小さくなる結果、コードの強力が低くなる。またオープンコードを用いて、タイヤの操縦安定性を維持するためにベルトに要求される剛性を得るには、図９（ａ）及び（ｂ）に示すように単位面積当たりのコードの打込み本数を増やすか図１０（ａ）及び（ｂ）に示すように大径のコードを使用する必要があるが、単位面積当たりのコードの打込み本数を増やしたり大径のコードを使用したりすると、隣接するコードの間隙が減少する結果、コードと被覆ゴムとの剛性段差に起因してベルト端部からの亀裂が進展しやすいという問題があった。さらに大径のコードを使用するとベルトの厚さが増加する結果、タイヤの重量が増加するという問題もあった。

特許文献２には、オープンコードの延在方向に直交する仮想断面の輪郭形状を、短軸がベルトの厚さ方向に延びる略楕円形とすることにより、コードの打込み本数及びベルトの厚さの顕著な増加を伴うことなく、クローズドコードを用いたタイヤと同等のベルト剛性を有する空気入りタイヤが記載されている。しかし、かかるタイヤは、コードの全長にわたって、その仮想断面の長軸がベルトの厚さ方向に直交する方向に一様に延びるため、隣接するコードの間隙が依然として小さく、特にベルト端部に発生する亀裂の進展を有効に抑制することはできないという問題があった。
特開昭５５−９０６９２号公報 特開平１０−２６４６０８号公報

したがって、この発明の目的は、所望の曲げ剛性プロファイルを有する補強素子を提供することにある。また、この発明の他の目的は、かかる補強素子を用いることにより、コード内部に被覆ゴムを十分に浸透させて空隙の発生を防止しつつ、所望の曲げ剛性プロファイルを有するゴム補強体を提供することにある。さらに、この発明の他の目的は、かかるゴム補強体をベルトとして用いることにより、トレッド部がカット傷等の外傷を受けた際にもその傷から水分が内部に伝播されるのを防ぐとともに、ベルト端部からの亀裂の進展を抑制して耐久性を高めた空気入りタイヤを提供することにある。加えて、この発明の他の目的は、かかる補強素子を効率良く製造することのできる方法を提供することにある。

上記の目的を達成するため、第１発明は、複数本のフィラメントを互いに離間した状態で撚り合わせた、いわゆるオープンコードである補強素子において、補強素子は、その延在方向に直交する仮想断面の輪郭形状が、延在方向に沿って変化することを特徴とする補強素子である。

ここで、補強素子をその延在方向に直交する平面で切断すると補強素子を構成する各フィラメントの断面が円として得られるが、これらの円の全てに外接するように引かれた円又は楕円のことを「仮想断面の輪郭形状」と言うものとする。

また第２発明は、両幅端にわたって平行配列した複数本の補強素子をゴム被覆してなり、各補強素子が、複数本のフィラメントを互いに離間した状態で撚り合わせた、いわゆるオープンコードであるゴム補強体において、各補強素子は、その延在方向に直交する仮想断面の輪郭形状が、延在方向に沿って変化することを特徴とするゴム補強体である。

さらに第３発明は、トロイド状に延びるカーカスのクラウン部の外周上に、両幅端にわたって平行配列した複数本の補強素子をゴム被覆してなる少なくとも１枚のベルトを具え、各補強素子が、複数本のフィラメントを互いに離間した状態で撚り合わせた、いわゆるオープンコードである空気入りタイヤにおいて、各補強素子は、その延在方向に直交する仮想断面の輪郭形状が、略円形と短軸がベルトの厚さ方向に延びる略楕円形との間で、延在方向に沿って変化し、ベルトの厚さ方向の補強素子の径を縦径、前記厚さ方向と直交する方向の補強素子の径を横径、横径に対する縦径の比を偏平比とし、補強素子を両端部と中央部に分けたとき、両端部は、中央部と比べて、横径の最大値が小さくかつ偏平比の最小値が大きいことを特徴とする空気入りタイヤである。

ここで補強素子の「端部」とは、端縁から補強素子の延在方向に沿って測定して、補強素子の長さの１０％の範囲のことをいい、「中央部」とは、両端部間に位置する範囲のことをいう。

第３発明では、補強素子の両端部の偏平比の最大値が０．９〜１．０の範囲にあることが好ましい。なお、偏平比が１．０とは、補強素子の仮想断面の輪郭形状が真円になることを意味する。

また、補強素子の中央部の偏平比の最小値が０．５〜０．７の範囲にあることが好ましい。

さらに、同一ベルト内に位置する補強素子が非接触で配列されることが好ましい。

さらにまた、各補強素子は、ベルト幅中心位置において偏平比が最小となることが好ましい。

加えて、各補強素子は、両端部からベルト幅中心位置に向かって偏平比が漸減することが好ましい。

第４発明は、複数本のフィラメントを、搬送手段により所定の搬送方向に搬送し、これらフィラメントを、撚り点形成部を介して、前記搬送方向を回転軸線として回転可能な回転体に供給し、回転体を回転させ、複数本のフィラメントを撚り点形成部により、互いに離間した状態で撚り合わせて長尺のオープンコードからなる補強素子を形成し、補強素子の所定部分を圧延手段で圧延して、補強素子の断面の輪郭形状を、略円形と短軸が圧延手段による圧下方向に延びる略楕円形との間で、延在方向に沿って変化させ、所定の長さに達した時点で切断手段を用いて補強素子を切断して、所定長さの補強素子を製造することにより、圧延手段による圧下方向の補強素子の径を縦径、前記圧下方向と直交する方向の補強素子の径を横径、横径に対する縦径の比を偏平比とし、補強素子を両端部と中央部に分けたとき、両端部は、中央部と比べて横径の最大値が小さくかつ偏平比の最小値が大きいことを特徴とする補強素子の製造方法である。

第４発明では、撚り点形成部の上流のフィラメント、及び撚り点形成部の下流の長尺の補強素子のいずれか一方を開放した状態で撚り合わせを行うことが好ましい。

ここで、「開放した状態」とは、フィラメント又は長尺の補強素子を、回転体の回転に伴って発生する撚り回転に連動して回転可能とした状態のことを意味する。

また、フィラメントはスチールフィラメントであることが好ましい。

さらに、フィラメントはゴム被覆されたフィラメントであることが好ましい。

さらにまた、フィラメントはクセ付けされたフィラメントであることが好ましい。

第１発明の補強素子によれば、仮想断面の輪郭形状の適正化を図ることにより、所望の曲げ剛性プロファイルを得ることができる。

第２発明のゴム補強体によれば、仮想断面の輪郭形状の適正化を図った、オープンコードである補強素子を用いることにより、コード内部に被覆ゴムを十分に浸透させて空隙の発生を防止しつつ、所望の曲げ剛性プロファイルを得ることができる。

第３発明の空気入りタイヤによれば、仮想断面の輪郭形状の適正化を図った補強素子をベルトに用いることにより、トレッド部がカット傷等の外傷を受けた際にもその傷から水分が内部に伝播されるのを防ぐとともに、ベルト端部からの亀裂の進展を抑制して耐久性を高めることができる。

第４発明の製造方法によれば、仮想断面の輪郭形状の適正化を図った補強素子を効率良く製造することができる。

以下、図面を参照しつつ、この発明の実施の形態を説明する。図１は第１発明に従う代表的な補強素子の上面図であり、図２（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ図１のＡ−Ａ線及びＢ−Ｂ線上の断面図である。

補強素子１は、複数本のフィラメント、図２（ａ）及び（ｂ）では５本のフィラメント２を互いに離間した状態で撚り合わせた、いわゆるオープンコードとして構成されている。また補強素子１は、例えば、図２（ａ）に示すように、Ａ−Ａ線上ではその延在方向に直交する仮想断面の輪郭形状Ｐ_１が略円形であるのに対して、図２（ｂ）に示すように、Ｂ−Ｂ線上では仮想断面の輪郭形状Ｐ_１が略楕円であるといったように、仮想断面の輪郭形状Ｐ_１が延在方向に沿って変化する。

これによれば、例えば高い曲げ応力の加わる部分の輪郭形状Ｐ_１を、曲げ応力の加わる方向に沿って短軸が延びる楕円とすることにより、この部分の曲げ剛性を高くすることできる。そして、両端部間にわたって、加わる曲げ応力の大きさに応じて仮想断面の輪郭形状の適正化を図ることにより、所望の曲げ剛性プロファイルを有する補強素子を得ることができる。

図３は第２発明に従う代表的なゴム補強体の補強素子の配列状態を示す図であり、図４（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ図３のＣ−Ｃ線及びＤ−Ｄ線上の断面図である。ゴム補強体３は、その両幅端４にわたって平行配列した複数本の補強素子５をゴム被覆してなり、各補強素子５が、複数本のフィラメント、図４（ａ）及び（ｂ）では５本のフィラメント６を互いに離間した状態で撚り合せたオープンコードである。また、各補強素子１は、例えば、図４（ａ）に示すように、Ｃ−Ｃ線上ではその延在方向に直交する仮想断面の輪郭形状Ｐ_２が略円形であるのに対して、図４（ｂ）に示すように、Ｄ−Ｄ線上では仮想断面の輪郭形状Ｐ_２が略楕円であるといったように、仮想断面の輪郭形状Ｐが延在方向に沿って変化する。

これによれば、補強素子５がオープンコードであるため、ゴム補強体３の加硫時に補強素子５の内部にゴムが容易に浸透でき、空隙の発生が防止される。また、例えば高い曲げ応力の加わる部分の補強素子３の仮想断面の輪郭形状Ｐ_２を、曲げ応力の加わる方向に沿って短軸が延びる楕円とすることにより、この部分の曲げ剛性を高くすることできる。そして、両幅端にわたって、加わる曲げ応力の大きさに応じて仮想断面の輪郭形状の適正化を図ることにより、所望の曲げ剛性プロファイルを有するゴム補強体を得ることができる。

図５は第３発明に従う代表的な空気入りタイヤの幅方向断面図であり、図６は図１に示す空気入りタイヤのベルトの補強素子の配列状態を示す図であり、図７（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ図６のＥ−Ｅ線及びＦ−Ｆ線上の断面図である。空気入りタイヤ７は、１対のビード部８間でトロイド状に延びるカーカス９のクラウン部１０の外周上に、両幅端１１にわたって平行配列した複数本の補強素子１２をゴム被覆してなる少なくとも１枚のベルト１３、図５では２枚のベルト１３ａ、１３ｂを具える。各補強素子１２は、複数本のフィラメント、図７（ａ）及び（ｂ）では５本のフィラメント１４を互いに離間した状態で撚り合わせたオープンコードである。また各補強素子１２は、その延在方向に直交する仮想断面の輪郭形状Ｐ_３が、略円形と短軸がベルトの厚さ方向に延びる略楕円形との間で、延在方向に沿って変化する。さらにベルト１３の厚さ方向の補強素子の径を縦径ａ、ベルト１３の厚さ方向と直交する方向の補強素子の径を横径ｂ、横径ｂに対する縦径ａの比ａ／ｂを偏平比とし、補強素子１２を両端部１５と中央部１６に分けたとき、両端部１５は、中央部１６と比べて、横径ｂの最大値が小さくかつ偏平比ａ／ｂの最小値が大きい。すなわち、両端部１５の仮想断面の輪郭形状を真円又は比較的真円に近い楕円にし、中央部１６の少なくとも一部の仮想断面の輪郭形状を横径の大きな楕円とする。

前述のとおり、補強素子としてオープンコードを用いると、タイヤ加硫時にコード内部へゴムが十分に浸透するので、コード内に空隙を生じることがなく、カット傷を受けた際の水分の伝播を防止することができる。しかし、かかるコードは２〜５本程度と比較的少ない素線をルーズに撚り合わせているので、同径のクローズドコードと比べて強力が低い。このため、例えば図８（ａ）及び（ｂ）に示すようなクローズドコード１７を用いたベルトと同等の曲げ剛性を得るには、図９（ａ）及び（ｂ）に示すように単位面積当たりのオープンコード１８の打込み本数を増やすか、あるいは図１０（ａ）及び（ｂ）に示すように大径のオープンコード１８を使用する必要がある。しかし、単位面積当たりのコードの打込み本数を増やしたり大径のコードを使用したりすると、隣接するコードの間隙ｄが減少する結果、コードと被覆ゴムとの剛性段差に起因してベルト端部から亀裂が進展しやすいという問題があり、さらに、大径のコードを使用すると、ベルトの厚さｔが増加する結果、タイヤの重量が増加するという問題もある。

また、図１１（ａ）及び（ｂ）に示すように、オープンコード１８の仮想断面の輪郭形状を短軸がベルトの厚さ方向に延びる楕円形とすれば、コードの打込み本数及びベルトの厚さの顕著な増加を伴うことなく、図８（ａ）及び（ｂ）に示すようなクローズドコード１７を用いたベルトと同等の曲げ剛性を得ることができるが、仮想断面の長軸がベルトの厚さ方向に直交する方向に延びるため、隣接するコードの間隙ｄは依然として小さく、ベルト端部に発生する亀裂を有効に抑制することはできないという問題がある。

これらのベルトを用いたタイヤに対し、第３発明のタイヤによれば、中央部１６の仮想断面の輪郭形状が横径の大きな楕円であるので、ベルト１３の曲げ剛性を高く保つことができ、両端部１５の仮想断面の輪郭形状が真円又は比較的真円に近い楕円なので、両端部１５におけるコードの間隙ｄを大きくすることができる結果、トレッド部がカット傷等の外傷を受けた際にもその傷から水分が内部に伝播されるのを防ぐとともに、顕著な重量増を伴うことなく、ベルト端部からの亀裂の進展を抑制して耐久性を高めることができる。

また、補強素子１２の両端部１５の偏平比ａ／ｂの最大値が０．９〜１．０の範囲にあることが好ましい。両端部１５に大きなコード間隙ｄが確保でき、ベルト端部からの亀裂の進展をより有効に抑制できるからである。

さらに、補強素子１２の中央部１６の偏平比ａ／ｂの最小値が０．５〜０．７の範囲にあることが好ましい。偏平比ａ／ｂが０．７を超えるとベルトの厚さｔが増加する結果、タイヤの重量が増加し、またベルトの曲げ剛性を確保することが困難となるからであり、０．５未満であるとフィラメント１４同士が近接又は接触するおそれがあり、また長軸先端付近の表面歪が大きくなり耐久性に劣るからである。

さらにまた、同一ベルト内に位置する補強素子１２が非接触で配列されることが好ましい。隣接する補強素子１２が接触することにより発生するフィラメント１４同士のこすれ摩耗（フレッティング）を防止できるからである。

加えて、各補強素子１２は、ベルト幅中心位置Ｅにおいて偏平比ａ／ｂが最小となることが好ましい。コーナリング時等にベルト１３に加わる曲げ応力はベルト幅中心位置Ｅにおいて最大となるので、この位置の偏平比ａ／ｂを最小にして、曲げ応力を最大とするためである。

加えてまた、各補強素子１２は、両端部１５からベルト幅中心位置Ｅに向かって偏平比ａ／ｂが漸減することが好ましい。このように偏平比ａ／ｂを漸減させることで、ベルト１３の曲げ剛性プロファイルが最適となるからである。

次に、第４発明に従う補強素子の製造方法について説明する。図１２及び図１３は、この発明の製造方法を実施するのに好適な補強素子製造装置の一例である。補強素子製造装置１９は、フィラメントがそれぞれ巻かれている複数個のボビン、図１２では５個のボビン２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ、２０ｅと、ボビン２０ａ〜２０ｅからそれぞれ巻き出されたフィラメント２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ、２１ｅのテンションを制御するテンション制御部２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄ、２２ｅと、テンション制御部２２ａ〜２２ｅを経由したフィラメント２１ａ〜２１ｅの撚り及び搬送を行う撚り機２３とを具える。

撚り機２３は、フィラメント２１ａ〜２１ｅにクセ（型）を付けるクセ付け部（型付け部）２４と、撚り点２５を形成している撚り点形成部２６と、撚り点形成部２６の下流側に設けられた回転体２７と、撚り点形成部２６により撚り合わされた長尺の補強素子２８を搬送する搬送手段２９と、回転体２７及び搬送手段２９を駆動するためのモータ３０と、回転体２０を回転可能に支承するベアリング３１ａ、３１ｂとを主として具える。

図１３は回転体２７の断面図である。回転体２７の下流側には、回転体２７のハウジング３２から短筒状に突出した回転駆動用軸部３３に回転駆動用プーリ３４ａが固定されている。また、回転駆動用軸部３３の内部にはベアリング３５を介して搬送駆動用軸部３６が設けられており、この先端には搬送駆動用プーリ３７ａが固定されている。

ハウジング３２内には、長尺の補強素子２８を搬送する搬送手段２９が設けられている。搬送手段２９は、搬送駆動用軸部３６の同軸上で上流側に固定された第１ギア３８と、第１ギア３８と噛み合う第２ギア３９と、第２ギアに取り付けられた小ギア４０と噛み合う第３ギア４１を有するとともに長尺の補強素子２８が複数回巻かれる巻回部４２を有するキャプスタン４３と、キャプスタン４３に当接して長尺の補強素子２８を巻回部４２に押し付けるピンチローラ４４と、キャプスタン４３に巻回された長尺の補強素子２８が更に複数回巻かれるダミープーリ４５とを有する。

モータ３０を所定の回転速度で回転させると、プーリ３４ｂ、３７ｂが共回転し、それぞれ無端ベルト４６ａ、４６ｂ及びプーリ３４ａ、３７ａを介して回転駆動用軸部３３及び搬送駆動用軸部３６に回転力が伝達され、回転体２７が長尺の補強素子２８の搬送方向Ｔを回転軸線として回転駆動されるとともに、キャプスタン４３が回転駆動される。この結果、フィラメント２１ａ〜２１ｅはそれぞれボビン２０ａ〜２０ｅより巻き出され、テンション制御部２２ａ〜２２ｅを経由し、クセ付け部２４によりクセ付けされ、撚り点形成部２６により長尺の補強素子２８を形成し、回転体２７に送られる。

回転体２７の下流では長尺の補強素子２８は開放された状態にあるので、回転体２７の回転に伴って、長尺の補強素子２８は搬送方向Ｔを回転軸線として回転する。一方、フィラメント２１ａ〜２１ｅはクセ付け部２４により搬送方向Ｔの周りを回転できないように支持されているので、撚り点２５でフィラメント２１ａ〜２１ｅは互いに離間した状態で撚り合わされ、長尺の補強素子２８を形成する。長尺の補強素子２８は、巻回部４２及びダミープーリ４５をそれぞれ複数回巻回され、キャプスタン４３及びピンチローラ４４により送り出され、ガイドパイプ４７を通って回転体２７の外部に排出（搬送）される。

回転体２７の下流には一対の圧延ローラ４８ａ、４８ｂから構成される圧延手段４９が配置されている。圧延ローラ４８ａは図示しない圧下手段により駆動可能であり、圧延ローラ４８ａ、４８ｂの間のギャップを任意の値に調整することができる。回転体２７の外部に排出された長尺の補強素子２８は圧延ローラ４８ａと圧延ローラ４８ｂとの間を通過させる。長尺の補強素子２８の延在方向に直交する仮想断面の輪郭形状は、圧延ローラ４８ａを圧下しなければ略円形となり、圧延ローラ４８ａを圧下すれば短軸が圧下方向に延びる略楕円形となる。

そして、長尺の補強素子２８を搬送しつつ、その所定部分を圧延して、補強素子２８の断面の輪郭形状を、略円形と短軸が圧延手段４９による圧下方向に延びる略楕円形との間で、延在方向に沿って変化させ、所定の長さに達した時点で図示しない切断手段を用いて補強素子２８を切断して、所定長さの補強素子を製造する。

これによれば、中央部と比べて、両端部の横径の最大値が小さくかつ偏平比の最小値が大きい補強素子を効率良く製造することができる。

また、製造される補強素子の引張り強度を向上させる観点からは、フィラメントはスチールフィラメントであることが好ましい。

さらに、圧延した際にもフィラメント同士が接触するのを防ぐ観点からは、フィラメントはゴム被覆されたフィラメントであることが好ましい。

なお、上述したところはこの発明の実施形態の一部を示したにすぎず、請求の範囲において種々の変更を加えることができる。例えば図２等では５本のフィラメントを用いた補強素子を示したが、補強素子を構成するフィラメントの本数は２本以上で必要に応じて増減することができる。

次に、この発明に従う空気入りタイヤを試作し性能評価を行ったので、以下に説明する。

実施例のタイヤは、タイヤサイズが１８５／７０Ｒ１４の乗用車用ラジアルタイヤであり、延在方向に直交する仮想断面の輪郭形状が、略円形と短軸がベルトの厚さ方向に延びる略楕円形との間で、延在方向に沿って変化する補強素子で構成した１枚のベルト（ベルト幅：３３０ｍｍ）を有し、表１に示す諸元を有する。

比較のため、タイヤサイズ、ベルト枚数、ベルト幅、及びベルト幅中心位置におけるベルトの曲げ剛性が実施例と同じであり、表１に示す諸元を有するものの、図８（ａ）及び（ｂ）に示すように補強素子がクローズドコードであるタイヤ（従来例１）、図９（ａ）及び（ｂ）に示すようにオープンコードの補強素子の打込み本数を増やしたタイヤ（従来例２）、図１０（ａ）及び（ｂ）に示すように補強素子が大径のオープンコードであるタイヤ（従来例３）、図１１（ａ）及び（ｂ）に示すように補強素子がオープンコードであり、断面の輪郭形状は短軸がベルトの厚さ方向に延びる楕円形であるタイヤ（従来例４）についても併せて試作した。

（試験方法）
１．ゴム浸透性
ゴム浸透性は、新品状態の前記各供試タイヤを解体しベルトを構成する補強素子を取り出し、取り出した補強素子のフィラメント間を目視観察し、観察した補強素子の長さ（観察長さ）とフィラメント間に完全にゴムが浸透している部分の長さ（浸透長さ）とを測定し、観察長さに対する浸透長さの百分率で評価した。この評価結果を表１に示す。

２．水分伝播性
新品状態の前記各供試タイヤを解体し１枚のベルトを取り出し、このベルトの、補強素子が露出している断面を除く全ての側面をシールして水分が浸透できないようにした。次いで、補強素子が露出している断面を下にして塩水に浸漬した。９８時間後に浸漬を止め、ベルトを解体し補強素子を取り出し、取り出した補強素子のフィラメント巻を目視観察し、観察した補強素子の長さ（観察長さ）とフィラメント間に塩水が伝播した長さ（伝播長さ）とを測定し、観察長さに対する伝播長さの百分率を水分伝播性として評価した。この評価結果を表１に示す。

３．亀裂長さ
前記各供試タイヤをＪＡＴＭＡで定める標準リム（５Ｊ）に取り付けてタイヤ車輪とし、このタイヤ車輪を空気圧：１４７ｋＰａ（相対圧）、タイヤ荷重：２．５４ｋＮの条件下でテスト車両に装着し、一般路を５万ｋｍ走行させた後、タイヤを解体し、ベルトの端縁に発生している亀裂の長さを測定し、この測定値から評価した。この評価結果を表１に示す。

なお、表１に示す評価結果のうち、ゴム浸透性は数値が大きいほど優れており、水分伝播性及び亀裂長さは数値が小さいほど優れている。

表１に示す結果から、実施例のタイヤは従来例１に比べて、亀裂長さが同等でありながら水分伝播性が小さく、ゴム浸透性が高いことが分かる。また従来例２及び３に比べて、端部のゴム浸透性が若干劣るものの、水分伝播性が同等であり、亀裂長さが小さいことが分かる。さらに従来例４に比べて、水分伝播性が同等でありながら、ゴム浸透性が高く、亀裂長さが小さいことが分かる。したがって実施例のタイヤは従来例１〜４のタイヤに比べて総合的な耐久性に優れている。

この発明により、所望の曲げ剛性プロファイルを有する補強素子を提供することが可能となった。またコード内部に被覆ゴムを十分に浸透させて空隙の発生を防止しつつ、所望の曲げ剛性プロファイルを有するゴム補強体を提供することが可能となった。さらにトレッド部がカット傷等の外傷を受けた際にもその傷から水分が内部に伝播されるのを防ぐとともに、ベルト端部からの亀裂の進展を抑制して耐久性を高めた空気入りタイヤを提供することが可能となった。加えてかかる補強素子を効率良く製造することのできる方法を提供することが可能となった。

第１発明に従う代表的な補強素子の上面図である。 （ａ）及び（ｂ）はそれぞれ図１のＡ−Ａ線及びＢ−Ｂ線上の断面図である。 第２発明に従う代表的なゴム補強体の補強素子の配列状態を示す図である。 （ａ）及び（ｂ）はそれぞれ図３のＣ−Ｃ線及びＤ−Ｄ線上の断面図である。 第３発明に従う代表的な空気入りタイヤの幅方向断面図である。 図１に示す空気入りタイヤのベルトの補強素子の配列状態を示す図である。 （ａ）及び（ｂ）はそれぞれ図６のＥ−Ｅ線及びＦ−Ｆ線上の断面図である。 （ａ）はクローズドコードを用いた従来のベルトの補強素子の配列状態を示す図であり、（ｂ）は（ａ）のＧ−Ｇ線上の断面図である。 （ａ）はオープンコードを用いた従来のベルトの補強素子の配列状態を示す図であり、（ｂ）は（ａ）のＨ−Ｈ線上の断面図である。 （ａ）は大径クローズドコードを用いた従来のベルトの補強素子の配列状態を示す図であり、（ｂ）は（ａ）のＩ−Ｉ線上の断面図である。 （ａ）は断面の輪郭形状が楕円形であるクローズドコードを用いた従来のベルトの補強素子の配列状態を示す図であり、（ｂ）は（ａ）のＪ−Ｊ線上の断面図である。 補強素子製造装置の一例の概略図である。 図１２の補強素子製造装置の回転体の断面図である。

符号の説明

１、５、１２ 補強素子
２、６、１４ フィラメント
３ ゴム補強体
４ ゴム補強体幅端
７ 空気入りタイヤ
８ ビード部
９ カーカス
１０ クラウン部
１１ ベルト幅端
１３、１３ａ、１３ｂ ベルト
１５ 補強素子の端部
１６ 補強素子の中央部
１７ クローズドコード
１８ オープンコード
１９ 補強素子製造装置
２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ、２０ｅ ボビン
２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ、２１ｅ フィラメント
２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄ、２２ｅ テンション制御部
２３ 撚り機
２４ クセ付け部
２５ 撚り点
２６ 撚り点形成部
２７ 回転体
２８ 長尺の補強素子
２９ 搬送手段
３０ モータ
３１ａ、３１ｂ、３５ａ、３５ｂ ベアリング
３２ ハウジング
３３ 回転駆動用軸部
３４ａ、３４ｂ、３７ａ、３７ｂ プーリ
３６ 搬送駆動用軸部
３８ 第１ギア
３９ 第２ギア
４０ 小ギア
４１ 第３ギア
４２ 巻回部
４３ キャプスタン
４４ ピンチローラ
４５ ダミープーリ
４６ａ、４６ｂ 無端ベルト
４７ ガイドパイプ
４８ａ、４８ｂ 圧延ローラ
４９ 圧延手段

Claims (13)

1. 複数本のフィラメントを互いに離間した状態で撚り合わせた、いわゆるオープンコードである補強素子において、
   補強素子は、その延在方向に直交する仮想断面の輪郭形状が、延在方向に沿って変化することを特徴とする補強素子。
2. 両幅端にわたって平行配列した複数本の補強素子をゴム被覆してなり、各補強素子が、複数本のフィラメントを互いに離間した状態で撚り合わせた、いわゆるオープンコードであるゴム補強体において、
   各補強素子は、その延在方向に直交する仮想断面の輪郭形状が、延在方向に沿って変化することを特徴とするゴム補強体。
3. トロイド状に延びるカーカスのクラウン部の外周上に、両幅端にわたって平行配列した複数本の補強素子をゴム被覆してなる少なくとも１枚のベルトを具え、各補強素子が、複数本のフィラメントを互いに離間した状態で撚り合わせた、いわゆるオープンコードである空気入りタイヤにおいて、
   各補強素子は、その延在方向に直交する仮想断面の輪郭形状が、略円形と短軸がベルトの厚さ方向に延びる略楕円形との間で、延在方向に沿って変化し、
   ベルトの厚さ方向の補強素子の径を縦径、前記厚さ方向と直交する方向の補強素子の径を横径、横径に対する縦径の比を偏平比とし、補強素子を両端部と中央部に分けたとき、両端部は、中央部と比べて、横径の最大値が小さくかつ偏平比の最小値が大きいことを特徴とする空気入りタイヤ。
4. 補強素子の両端部の偏平比の最大値が０．９〜１．０の範囲にある請求項３記載の空気入りタイヤ。
5. 補強素子の中央部の偏平比の最小値が０．５〜０．７の範囲にある請求項３又は４記載の空気入りタイヤ。
6. 同一ベルト内に位置する補強素子が非接触で配列される請求項３〜５のいずれか一項記載の空気入りタイヤ。
7. 各補強素子は、ベルト幅中心位置において偏平比が最小となる請求項３〜６のいずれか一項記載の空気入りタイヤ。
8. 各補強素子は、両端部からベルト幅中心位置に向かって偏平比が漸減する請求項３〜７のいずれか一項記載の空気入りタイヤ。
9. 複数本のフィラメントを、搬送手段により所定の搬送方向に搬送し、
   これらフィラメントを、撚り点形成部を介して、前記搬送方向を回転軸線として回転可能な回転体に供給し、
   回転体を回転させ、複数本のフィラメントを撚り点形成部により、互いに離間した状態で撚り合わせて長尺のオープンコードからなる補強素子を形成し、
   補強素子の所定部分を圧延手段で圧延して、補強素子の断面の輪郭形状を、略円形と短軸が圧延手段による圧下方向に延びる略楕円形との間で、延在方向に沿って変化させ、
   所定の長さに達した時点で切断手段を用いて補強素子を切断して、所定長さの補強素子を製造することにより、
   圧延手段による圧下方向の補強素子の径を縦径、前記圧下方向と直交する方向の補強素子の径を横径、横径に対する縦径の比を偏平比とし、補強素子を両端部と中央部に分けたとき、両端部は、中央部と比べて横径の最大値が小さくかつ偏平比の最小値が大きいことを特徴とする補強素子の製造方法。
10. 撚り点形成部の上流のフィラメント、及び撚り点形成部の下流の長尺の補強素子のいずれか一方を開放した状態で撚り合わせを行う請求項９記載の製造方法。
11. フィラメントはスチールフィラメントである請求項９又は１０記載の製造方法。
12. フィラメントはゴム被覆されたフィラメントである請求項９〜１１のいずれか一項記載の製造方法。
13. フィラメントはクセ付けされたフィラメントである請求項９〜１２のいずれか一項記載の製造方法。

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