JP2005306077A - 空気入りタイヤ及び空気入りタイヤの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】スパイラル状に巻かれたコードからなるベルト補強層を有し、高い操縦安定性能や高い耐久性を確保できる空気入りタイヤ及び空気入りタイヤの製造方法を提供する。
【解決手段】空気入りタイヤ１００は、クラウン部あるいはサイドウォール部に、コード６ａをタイヤ赤道方向にらせん巻きして形成されるベルト補強層６を有する。コード６ａは、略平行に複数本配置され、それぞれのコード６ａがタイヤ周上において少なくとも一箇所切断されている。切断される位置は、コードの長さ方向に、隣り合うコードと異なる位置である。
【選択図】図２

Description

本発明は、コードをタイヤ赤道方向にらせん巻きして形成されるベルト補強層を有する空気入りタイヤ及び空気入りタイヤの製造方法に関する。

空気入りタイヤは、一般的に、１枚あるいは２枚のカーカス層を有し、クラウン部に複数の交錯するベルト層を配置した構造としている。特に、乗用車用あるいは自動二輪車用の高性能タイヤや航空機用のタイヤなどでは高速耐久性能が要求され、ベルト層を覆うように、コード部材をタイヤ赤道方向となす角度が１０度以下でらせん巻きして形成されるベルト補強層（スパイラル状のベルト補強層）を配置することがある。

このコード部材は、ナイロン製やポリアミド製であることが多い。特に芳香族ポリアミド製のコードは、重量が軽く、強度が強く、そして高温でも伸びないことから、タイヤのクラウン部に巻き付けた場合に、いわゆる「たが」効果を高めることができる。「たが」効果とは、風呂桶のたがのようにタイヤのクラウン部を押さえつけて、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、高い操縦安定性能や耐久性を示すことをいう。このため、芳香族ポリアミド製のスパイラル状に巻かれたコードをタイヤの各部位に配置する技術は開示されている（例えば、特許文献１〜３参照）。

一方、トラックやバスなどのタイヤでもコードを周方向にスパイラル状に巻き付けることで耐久性が向上するとされ、スチールコードを波状として周方向に巻き付けたタイヤが開発されている（例えば、特許文献４〜８参照）。

このように、タイヤのクラウン部において、有機繊維やスチールコードをタイヤの赤道面に対して１０度以下でスパイラル状に巻き付けると、高速耐久性や操縦安定性、高負荷時の耐久性が向上することが分かっている。

ところで、タイヤを製造する際には、一般的に、未加硫ゴムで覆われたコード部材を他の部材と共にタイヤに成型し、これをタイヤモールドと呼ばれる金型に入れ、タイヤ内側から高温と高圧力を加えながら加硫する。金型にタイヤを押しつけて、タイヤの形状を製作するという観点から、タイヤが加硫されるときには、タイヤは拡張されるのが常である。拡張率はタイヤによっても異なるが、タイヤのクラウン部は金型の中で通常２〜１０％程度拡張される。

しかし、上述したタイヤ赤道面に対して１０度以下でスパイラル状に巻き付けられたコード部材が存在すると、タイヤの製造が困難となる場合がある。ナイロンなどは、加硫時に熱によって伸張するため特に問題が起こらないが、スチールや芳香族ポリアミドのような部材は、高温時でも引っ張り強度が強くほとんど伸張しない特性を持っている。そのため、タイヤ加硫時のタイヤの拡張を妨げてしまい、タイヤの製造を難しくする。スチールの場合は、上述のように、スチールコードを波状とすることで、加硫拡張時にはその波の振幅が小さくなって伸びることができる。芳香族ポリアミドの場合は伸びないため、コードの撚りを調節して、拡張された時に撚りがしまってちょうど伸びなくなるように撚り方を調節する必要がある。このような調節では、拡張率が２％以下ならばうまく行く場合があるが、拡張率が高い場合、例えば、１０％以上伸びるように、ゆるくコードを撚ることは困難である。

又、タイヤの拡張率は一般に、クラウン部中央部の拡張率は高く、クラウン部端部（ショルダー部）の拡張率は、中央部より低いことが知られている。そのため、撚りを調節したとしても、中央部では丁度良いが、端部ではコードが締まりきらないなどの不具合が生じる場合がある。

このため、加熱時に伸びやすいナイロンと共に芳香族ポリアミドの繊維を撚ることで、ある程度の伸びを確保するなどの手法が取られている（例えば、特許文献２参照）。又、他に、コアと呼ばれる内側の金型に直接コードを巻き付け、加硫する際に拡張しない製法も開示されている（例えば、特許文献９参照）。
特開平５−３４９７８８号公報 特開平７−２７６９１３号公報 特開平１１−１９２８０９号公報 特開平９−１５６３１５号公報 特開平６−３２１０８号公報 特開平６−１９１２１９号公報 特開平７−１７２０９号公報 特開平８−１８８００９号公報 特開２００４−１７３８３号公報

しかし、特許文献８に示す手法であっても、芳香族ポリアミドの繊維が伸びないことには変わりなく、拡張率が高い場合のタイヤ製造には不向きである。

又、特許文献９に示す製法であると、通常の設備が使えず、莫大な設備投資が必要になると共に、コアを用いた成型に時間がかかるため、製造が非効率になる場合が多い。

このように、スパイラル状に巻き付けられたコード部材において、タイヤ加硫温度で非伸張なコードを用いたタイヤの製造は困難である。

そこで、本発明は、上記の問題に鑑み、スパイラル状に巻かれたコードからなるベルト補強層を有し、高い操縦安定性能や高い耐久性を確保できる空気入りタイヤ及び空気入りタイヤの製造方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の第１の特徴は、クラウン部あるいはサイドウォール部に、コードをタイヤ赤道方向にらせん巻きして形成されるベルト補強層を有する空気入りタイヤであって、コードは、タイヤ周上において少なくとも一箇所切断されている空気入りタイヤであることを要旨とする。

第１の特徴に係る空気入りタイヤによると、それぞれのコードは長さが限られているため、タイヤ加硫時に、ゴムの中を滑りながら移動して伸びることができる。このため、高い操縦安定性能や高い耐久性を確保することができる。

又、タイヤは加硫されるとゴムが硬くなり、それぞれのコードはゴムの中で固定され、本来のゴム被覆部材（ベルト補強層）の強さを発揮する。このため、第１の特徴に係る空気入りタイヤによると、タイヤ製造時においてコードが伸びることにより、タイヤ拡張及びタイヤ製造を容易にし、タイヤが加硫された後は、加硫されたゴムの中でタイヤが固定されて本来のゴム被覆部材（ベルト補強層）の持つたが効果を発揮することができる。

又、第１の特徴に係る空気入りタイヤは、ベルト補強層において、コードは略平行に複数本配置され、隣り合うコードは、コードの長さ方向に、異なる位置で切断されていることが望ましい。異なる位置で切断されているため、隣り合うコードとの位置がずれ、複数のコード全体が伸びることができる。ここで、「略平行」とは、タイヤ赤道面から１０度以内であることをいう。

又、第１の特徴に係る空気入りタイヤは、隣り合うコードの間隔は、０．２ｍｍ以上２．０ｍｍ以下であることが望ましい。コード間隔は、狭いほど引っ張り強度が強い。引っ張り強度があまりにも低すぎると、ゴム被覆部材（ベルト補強層）としての強度が確保できず、タイヤに配置されたときのたが効果が得られ難い。よって、コード間隔は２．０ｍｍ以下であることが望ましい。但し、コード間隔が０．２ｍｍより小さいと、コード間隔が狭すぎ、コード間のゴムに非常に大きな力が加わり、コード周りのゴムに剥がれが生じて引っ張り強度が低くなる。即ち、コード間隔は極めて０に近いものは適しておらず、０．２ｍｍ以上がふさわしい。

又、第１の特徴に係る空気入りタイヤは、隣り合うコードとの切断されていない部分の重なり合う長さ（以下において、「オーバーラップ長さ」という。）は、コードの長さ方向に、５０ｍｍ以上１０００ｍｍ以下であることが望ましい。尚、１本のコードあたり、１の隣り合うコードと２箇所で重なっている場合は、「オーバーラップ長さ」とは、その２箇所のうち、長い方の長さをいう。オーバーラップ長さが１００ｍｍより小さいと、十分な引っ張り強度が保てない。一方、２０００ｍｍを超えると小型のタイヤについてはタイヤ周上で１箇所も切断面が存在しないことになり、タイヤの拡張時にコードが伸びずにタイヤが寸法どおりにできない。又、外周が２０００ｍｍ以上の大きなタイヤでも、オーバーラップ長さが２０００ｍｍ以上であると、拡張時に伸びにくくなる傾向にあり、ごく稀に不良品が発生する。オーバーラップ長さが１０００ｍｍ以下については、まったく問題なくタイヤが製造でき、この数値が適当である。

又、第１の特徴に係る空気入りタイヤのコードの材質は、芳香族ポリアミドであってもよい。ポリアミド製のコードは、重量が軽く、強度が強く、そして高温でも伸びないことから、タイヤのクラウン部に巻き付けた場合に、いわゆるたが効果を高めることができる。又、芳香族ポリアミドを用いることにより、高速耐久性や操縦安定性、高負荷時の耐久性を向上することができる。

又、第１の特徴に係る空気入りタイヤのコードの材質は、スチールであってもよい。スチールを用いることにより、高速耐久性や操縦安定性、高負荷時の耐久性を向上することができる。

本発明の第２の特徴は、クラウン部あるいはサイドウォール部に、コードをタイヤ赤道方向にらせん巻きして形成されるベルト補強層を有する空気入りタイヤの製造方法であって、コードを略平行に複数本配置する工程と、複数本のコードをゴムで被覆する工程と、複数本のコードそれぞれを、タイヤ周上において少なくとも一箇所ずつ、隣り合うコードと、コードの長さ方向に異なる位置で切断する工程と、ゴムで被覆された複数本のコードを成型ドラム上にらせん巻きする工程とを含む空気入りタイヤの製造方法であることを要旨とする。

このように、複数本のコードそれぞれを一定の長さで切断し、その切断面が隣り合うコードと一致しないようにすれば、ゴム被覆部材は切断されることがない。従って、従来の製造方法と同様に、１束のゴム被覆部材（ベルト補強層）としてタイヤ成型時に成型ドラムに１回で巻き付けることができる。

又、第２の特徴に係る空気入りタイヤの製造方法によると、それぞれのコードは切断されているため、タイヤ加硫時に、ゴムの中を滑りながら移動して伸びることができ、高い操縦安定性能や高い耐久性を確保する空気入りタイヤを製造することができる。

又、第２の特徴に係る空気入りタイヤの製造方法における配置する工程は、隣り合うコードの間隔を０．２ｍｍ以上２．０ｍｍ以下に配置することが望ましい。

又、第２の特徴に係る空気入りタイヤの製造方法における切断する工程は、隣り合うコードとの切断されていない部分の重なり合う長さを、コードの長さ方向に５０ｍｍ以上１０００ｍｍ以下に切断することが望ましい。

本発明によれば、スパイラル状に巻かれたコードからなるベルト補強層を有し、高い操縦安定性能や高い耐久性を確保できる空気入りタイヤ及び空気入りタイヤの製造方法を提供することができる。

次に、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には、同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率等は現実のものとは異なることに留意すべきである。従って、具体的な寸法等は以下の説明を参酌して判断すべきものである。又、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。

（空気入りタイヤの構成）
−高性能乗用車タイヤ−
本発明の実施の形態に係る空気入りタイヤ１００は、図１に示すように、一対のビード部１及び一対のサイドウォール部２と、サイドウォール部２相互間にわたりトロイド状に連なるトレッド部３とを備える。カーカス５はビード部１内に埋設した一対のビードコア４相互間にわたってビード部１、サイドウォール部２及びトレッド部３を補強するトロイド状ラジアルカーカスであり、カーカス５のクラウン部周上には、１層以上のベルト層７、８を配置し、トレッド部３を強化する。図１では、ベルト層７、８を２層積層している。

ベルト層７、８は、タイヤ周方向に対して１５〜３０°の角度で互いに略平行に延びるスチールコードを被覆ゴム中に埋設して形成される。スチールコードとしては従来の撚り構造のスチールコードを用いることができるが、特に制限されるべきものではなく、同様に、被覆ゴムの種類等も特に制限されるべきものではなく、慣用に従い、適宜定めることとする。

又、本実施形態に係る空気入りタイヤ１００は、クラウン部あるいはサイドウォール部において、ベルト層７、８のタイヤ径方向外側に配置されたベルト補強層６を備える。ベルト補強層６は、図２（ａ）に示すように、コード６ａをタイヤ赤道方向となす角度が１０度以下でらせん巻きして形成される。又、コード６ａは、図２（ｂ）に示すように、略平行に複数本配置され、それぞれのコード６ａがタイヤ周上において少なくとも一箇所切断されている。切断される位置は、コードの長さ方向に、隣り合うコードと異なる位置である。

更に詳しくは、切断されるコード６ａの長さＬ１は、５０ｍｍより長くタイヤ外周長未満であり、隣り合うコードとのオーバーラップ長さＬ２は、コードの長さ方向に、５０ｍｍ以上１０００ｍｍ以下である。又、隣り合うコードの間隔Ｄ１は、０．２ｍｍ以上２．０ｍｍ以下である。

又、コード６ａの材質は、芳香族ポリアミドである。

−トラック用タイヤ−
図１は、高性能乗用車タイヤに本発明を適用した図であるが、トラック用タイヤに本発明を適用してもよい。図３に示すように、本発明の実施の形態に係る空気入りタイヤ１００は、一対のビード部１及び一対のサイドウォール部２と、サイドウォール部２相互間にわたりトロイド状に連なるトレッド部３とを備える。カーカス５はビード部１内に埋設した一対のビードコア４相互間にわたってビード部１、サイドウォール部２及びトレッド部３を補強するトロイド状ラジアルカーカスであり、カーカス５のクラウン部周上には、１層以上のベルト層７、８、９を配置し、トレッド部３を強化する。図３では、ベルト層７、８、９を３層積層している。

ベルト層７、８、９は、タイヤ周方向に対して１５〜７０°の角度で互いに略平行に延びるスチールコードを被覆ゴム中に埋設して形成される。スチールコードとしては従来の撚り構造のスチールコードを用いることができるが、特に制限されるべきものではなく、同様に、被覆ゴムの種類等も特に制限されるべきものではなく、慣用に従い、適宜定めることとする。

又、本実施形態に係る空気入りタイヤ１００は、クラウン部あるいはサイドウォール部において、ベルト層７、８、９のタイヤ径方向外側に配置されたベルト補強層６を備える。ベルト補強層６は、図４（ａ）に示すように、コード６ｂをタイヤ赤道方向となす角度が１０度以下でらせん巻きして形成される。又、コード６ｂは、図４（ｂ）に示すように、略平行に複数本配置され、それぞれのコード６ｂがタイヤ周上において少なくとも一箇所切断されている。切断される位置は、コードの長さ方向に、隣り合うコードと異なる位置である。

更に詳しくは、切断されるコード６ｂの長さＬ１は、５０ｍｍより長くタイヤ外周長未満であり、隣り合うコードとのオーバーラップ長さＬ２は、コードの長さ方向に、５０ｍｍ以上１０００ｍｍ以下である。又、隣り合うコードの間隔Ｄ１は、０．２ｍｍ以上２．０ｍｍ以下である。

又、コード６ｂの材質は、スチールである。

（空気入りタイヤの製造方法）
次に、上述した空気入りタイヤ、即ち、スパイラル状のベルト補強層６において、コードが一定間隔毎に切断された空気入りタイヤの製造方法について説明する。

（イ）まず、コードを略平行に複数本配置する。コードは、例えば、芳香族ポリアミド製の繊維を撚ったものやスチール線を撚ったものが使用される。又、隣り合うコードの間隔Ｄ１を０．２ｍｍ以上２．０ｍｍ以下として配置する。

（ロ）次に、略平行に配置された複数本のコードをゴムで被覆する。具体的には、略平行に並べたコードに、カレンダー等でゴムをコーティングすることにより、ゴム被覆部材を形成する。

（ハ）次に、複数本のコードそれぞれを、タイヤ周上において少なくとも一箇所ずつ、隣り合うコードと、コードの長さ方向に異なる位置で切断する。このとき、隣り合うコードとのオーバーラップ長さＬ２を、コードの長さ方向に５０ｍｍ以上１０００ｍｍ以下に切断する。又、切断されるコードの長さＬ１は、５０ｍｍより長くタイヤ外周長未満である。

（ニ）次に、ゴム被覆部材（ベルト補強層）を成型ドラム上にらせん巻きし、その上に、トレッド部を形成するゴム組成物などを配置した後、所定のモールドで所定温度、所定圧力の下で加硫成形する。このようにして、クラウン部あるいはサイドウォール部に、コードをタイヤ赤道方向にらせん巻きして形成されるベルト補強層を有する空気入りタイヤが製造される。

（本実施形態に係る空気入りタイヤの作用・効果）
本実施形態に係る空気入りタイヤ１００によると、タイヤ周上において少なくとも一箇所切断されているコード６ａ、６ｂを、タイヤ赤道方向にらせん巻きして形成されるベルト補強層６を有することにより、コード６ａ、６ｂが無理なく伸びることができる。このため、本実施形態に係る空気入りタイヤ１００は、従来のタイヤ製造設備において簡単に製造でき、高い操縦安定性能や高い耐久性を確保することができる。

又、本実施形態に係る空気入りタイヤ１００は、ベルト補強層６において、コード６ａ、６ｂは略平行に複数本配置され、隣り合うコードは、コードの長さ方向に、異なる位置で切断されていることが望ましい。異なる位置で切断されているため、隣り合うコードとの位置がずれ、複数のコード全体が伸びることができる。

又、切断される長さＬ１は、５０ｍｍより長くタイヤ外周長未満であることが望ましい。５０ｍｍ以下であると、加硫後にスパイラル状のコードが伸びやすくなり、本来求めているたが効果が望めなくなる。又、５０ｍｍ以下の長さでは、コードの周りにはゴムが配置されるが、切断されたコードが短いと、高い引っ張り強度を持つコード同士がオーバーラップしている部分が短くなり、スパイラル状の部材は伸びやすくなる。一方、タイヤ外周長未満としたのは、タイヤの外周で少なくとも１箇所の切断面を持っていないと、タイヤ拡張時に切断面でコードが伸び、タイヤの拡張を促すことができないからである。又、タイヤ外周の長さ以上の間隔では、コードが伸びきらず製造不良が生じる場合がある。尚、ここでタイヤ外周というのは、一般的な乗用車のタイヤで、２０００ｍｍ以上である。

又、隣り合うコードの間隔Ｄ１は、０．２ｍｍ以上２．０ｍｍ以下であることが望ましい。コード間隔Ｄ１は、狭いほど引っ張り強度が強い。引っ張り強度があまりにも低すぎると、ゴム被覆部材（ベルト補強層）としての強度が確保できず、タイヤに配置されたときのたが効果が得られ難い。よって、コード間隔Ｄ１は２．０ｍｍ以下であることが望ましい。但し、コード間隔が０．２ｍｍより小さいと、コード間隔が狭すぎ、コード間のゴムに非常に大きな力が加わり、コード周りのゴムに剥がれが生じて引っ張り強度が低くなる。即ち、コード間隔は極めて０に近いものは適しておらず、０．２ｍｍ以上がふさわしい。

又、隣り合うコードとのオーバーラップ長さＬ２は、コードの長さ方向に、５０ｍｍ以上１０００ｍｍ以下であることが望ましい。オーバーラップ長さＬ２が５０ｍｍより小さいと、十分な引っ張り強度が保てない。一方、１本のコードの長さが２０００ｍｍを超えると小型のタイヤについてはタイヤ周上で１箇所も切断面が存在しないことになり、タイヤの拡張時にコードが伸びずにタイヤが寸法どおりにできない。又、外周が２０００ｍｍ以上の大きなタイヤでも、オーバーラップ長さＬ２が１０００ｍｍ以上であると、拡張時に伸びにくくなる傾向にあり、ごく稀に不良品が発生する。オーバーラップ長さが１０００ｍｍ以下については、まったく問題なくタイヤが製造でき、この数値が適当である。

又、ポリアミド製のコードは、重量が軽く、強度が強く、そして高温でも伸びないことから、タイヤのクラウン部に巻き付けた場合に、いわゆるたが効果を高めることができる。又、芳香族ポリアミドを用いることにより、高速耐久性や操縦安定性、高負荷時の耐久性を向上することができる。

又、スチールコードを用いることにより、高速耐久性や操縦安定性、高負荷時の耐久性を向上することができる。

又、本実施形態に係る空気入りタイヤ１００の製造方法によると、複数本のコードそれぞれを一定の長さで切断し、その切断面が隣り合うコードと一致しないようにすれば、ゴム被覆部材は切断されることがない。従って、従来の製造方法と同様に、１束のゴム被覆部材（ベルト補強層）としてタイヤ成型時に成型ドラムに１回で巻き付けることができる。

次に、実施例を挙げて、本発明を更に詳しく説明するが、本発明は下記の実施例に何ら限定されるものではない。

（ゴム被覆部材の基礎試験）
まず、ゴム被覆部材の基礎試験について説明する。上記の実施形態で説明したゴム被覆部材（ベルト補強層）は、コードをタイヤ周上で少なくとも１箇所切断するので、切断しない場合と比べると、ゴム被覆部材の引っ張り強度は低下する。この低下率が大きいと、ゴム被覆部材（ベルト補強層）が有する本来のたが効果が期待できない。このゴム被覆部材の引っ張り強度は、隣り合うコードとのオーバーラップ長さＬ２と隣り合うコードの間隔Ｄ１に関係する。

そこで、図５〜７に示す基礎実験を行い、オーバーラップ長さＬ２とコード間隔Ｄ１を変化させた場合のゴム被覆部材（ベルト補強層）の引っ張り強度を確認した。

試験片は、図５に示すように、３本の芳香族ポリアミド製のコードをコード間隔Ｄ１で平行に配置したものをゴムで被覆した直方体形状のゴム被覆部材を用いた。コードは、芳香族ポリアミドの繊維を下撚りしたものを３本撚ったもので、撚りコードの直径は１ｍｍである。図６に示すように、３本のうち両端の２本は、直方体ゴムの左端部にその切断面を有し、右端部には届かずに切断されている。３本のうち中央の１本は、両端の２本とは異なり、右端部にその切断面を有し、左端部には届かずに切断されている。直方体ゴムの中央部分に３本のコードがオーバーラップする部分があり、この長さをオーバーラップ長さＬ２とする。

３本のコードを被覆するゴムの厚み、即ち直方体ゴムの高さＨを２ｍｍとし、オーバーラップ長さＬ２、コード間隔Ｄ１を変化させた試験片を複数製作した。具体的には、オーバーラップ長さＬ２を２５ｍｍ、５０ｍｍ、１００ｍｍ、２００ｍｍ、５００ｍｍ、１０００ｍｍ、２０００ｍｍ、３０００ｍｍと８段階設け、コード間隔（コードの表面からコードの表面までの距離＝ゴムの厚み）Ｄ１を０．０５ｍｍ以下、０．２ｍｍ、０．５ｍｍ、１．０ｍｍ、２．０ｍｍ、３．０ｍｍ、５．０ｍｍと７段階設け、合計５６種類の試験片を準備した。コード間隔Ｄ１の０．０５ｍｍ以下とは、当初、コードの間隔０ｍｍを目標として試験片を製作したが、コード間隔が０でも、コードが撚ってあるため、周りのゴムが流れて非常に薄いゴム膜がコードを覆うからである。又、コード３本が直方体ゴム内でまったく切断されていない、従来のゴム被覆部材も準備した。

そして、図７に示すように、これらの試験片の左端と右端を治具１０ａ、１０ｂで挟んで固定して、コード方向外側（矢印方向）に引っ張る試験を行った。図７は、図５を横から見た図である。本発明が適用された試験片を挟んで固定するとき、左端の治具１０ａは両端のコード２本を挟み、右端の治具１０ｂはコード１本を挟む。即ち、治具１０ａ、１０ｂは、３本のコードがオーバーラップする部分は挟まない。試験片５６個についてこれらを１％伸ばすために必要な力をそれぞれ測定した。

この結果を図８に示す。結果は、従来のコード３本が直方体ゴム内でまったく切断されていないゴム被覆部材を１％伸ばすときに必要な力を１００として、他の試験片の引っ張り強さを指数表示した。

図８に示すように、コード間隔Ｄ１は、狭いほど強度が強く、オーバーラップ長さＬ２は、長いほど強度が強い。引っ張り強度があまりにも低すぎると、ゴム被覆部材（ベルト補強層）としての強度が確保できず、タイヤに配置されたときのたが効果が得られ難い。

但し、コード間隔Ｄ１が０．０５ｍｍ以下であると、コード間隔が狭すぎ、コード間のゴムに非常に大きな力が加わり、コード周りのゴムに剥がれが生じて引っ張り強度が低くなることが分かった。コード間隔Ｄ１が０．０５ｍｍ以下であると、ゴムが介在せず、コード同士が直接接している場合もあり、これが剥がれの原因となる場合がある。即ち、コード間隔Ｄ１は極めて０に近いものは適しておらず、０．２ｍｍ以上がふさわしい。

又、オーバーラップ長さＬ２については、５０ｍｍより短いと、十分な引っ張り強度が保てない。一方、１本のコード長さが２０００ｍｍを超えると小型のタイヤについてはタイヤ周上で１箇所も切断面が存在しないことになり、タイヤの拡張時にコードが伸びずにタイヤが寸法どおりにできない。又、外周が２０００ｍｍ以上の大きなタイヤでも、オーバーラップ長さが１０００ｍｍ以上であると、拡張時に伸びにくくなる傾向にあり、ごく稀に不良品が発生する。オーバーラップ長さが１０００ｍｍ以下については、まったく問題なくタイヤが製造できる。図８においても、オーバーラップ長さＬ２が１０００ｍｍと２０００ｍｍでは大差がなく、不用意にオーバーラップ長さＬ２を長くすることは、タイヤ製造を困難にする可能性がある。そこで、オーバーラップ長さＬ２は、１０００ｍｍ以下が適当であると分かった。

従って、本発明においては、図８の枠で示したように、コード間隔Ｄ１は０．２〜２．０ｍｍ、オーバーラップ長さＬ２は５０〜１０００ｍｍであることが望ましいことが分かった。更に詳細には、オーバーラップ長さＬ２が５０ｍｍのときは、コード間隔Ｄ１は１．０ｍｍ以下であることが望ましい。又、オーバーラップ長さＬ２が５００ｍｍ以上あれば、適当な強度が得られ、コード間隔Ｄ１は３．０ｍｍほどでも問題はない。

（評価試験）
本発明の効果を確かめるために、本発明が適用された実施例のタイヤ２種、従来例のタイヤ２種を作成し、評価を行った。

＜実施例１＞
タイヤサイズ２１５／５０Ｒ１６である、高性能乗用車タイヤを用いた。実施例１に係る空気入りタイヤは、図１に示すように、タイヤ赤道面となす角が９０度の１枚のナイロンプライ（ラジアルカーカス）と、タイヤ赤道面となす角が２５度の交錯スチールベルトと、そのタイヤ径方向外側に、タイヤ赤道面と概略平行で、コードをスパイラル状に巻き付けたベルト補強層とを備える。

コードは、芳香族ポリアミド製の繊維を撚ったものであり、撚った後の線径は、直径０．４ｍｍであった。これを３本平行に配置し、ゴムで覆ってリボン状の帯とする。リボン状のゴムはこの段階では、未加硫であり、３本の平行に配置されたコードは、６００ｍｍ（長さＬ１）毎に切断されており、その切断箇所は、隣り合うコードと２００ｍｍずつずれている。又、オーバーラップ長さＬ２は、４００ｍｍであり、隣り合うコードの間隔Ｄ１は、０．５ｍｍであった。

実施例１に係る空気入りタイヤは、金型の中で加硫時に、タイヤクラウン部のトレッド中央部分（センター部分）が７％、トレッド端部（ショルダー部分）が５％拡張した。製造後のタイヤを解剖して、製造上の不具合がなかったかを確認したが、特に問題はなかった。以上のように、実施例１に係る空気入りタイヤは、従来のタイヤ製造設備で簡単に製造することができた。

次に、耐久性能を評価するために、実施例１に係る空気入りタイヤについて、高速耐久試験を実施した。試験は、タイヤを５ｋＮの荷重で押しつけ、スリップ角度１度、直径３ｍの表面が平らなドラム上を回転させる。速度は、１００ｋｍ／ｈから始めて、１００ｋｍ／ｈで１０分走行できたら、速度を１０ｋｍ／ｈ増やし、１１０ｋｍ／ｈとし、その後、また１０分走行させ、走行できれば更に速度を１０ｋｍ／ｈ増やす。このようにして、速度を段階的に上げていき、タイヤが壊れるときの速度を記録し、これをタイヤの高速耐久性能の指標とする。

評価にあたり、実施例１と比べてベルト補強層のないタイヤ（従来例１）についても同様の試験を行った。この結果を表１に示す。

表１に示すように、実施例１に係る空気入りタイヤは、従来例１に比べ、高い耐久性を示した。即ち、実施例１に係る切断された芳香族ポリアミドコードをスパイラル状に巻き付けたタイヤは、大きなたが効果を発生し、タイヤの耐久性を上げることができることが分かった。

次に、操縦安定性能を評価するために、実施例１及び従来例１に係る空気入りタイヤを高性能乗用車に装着し、サーキット走行を実施し、熟練したテストドライバーによるタイヤ評価を実施した。サーキットでの最高速度は時速２００ｋｍに達した。

表１に示すように、従来例１に係るタイヤは、遠心力でタイヤがせり出してしまい、特に高速時に操縦安定性能が悪くなっていた。これに対して、実施例１に係る切断された芳香族ポリアミドコードをスパイラル状に巻き付けたタイヤは、終始安定した高い操縦安定性能を示した。

＜実施例２＞
タイヤサイズ２４５／７０Ｒ１９．５である、トラック用タイヤを用い、高荷重時の耐久性能を上げるために本発明を適用した。実施例２に係る空気入りタイヤは、図３に示すように、タイヤ赤道面となす角が９０度の１枚のナイロンプライ（ラジアルカーカス）と、タイヤ赤道面となす角がタイヤ径方向内側から３０度、−３０度、６５度の交錯スチールベルトと、そのタイヤ径方向外側に、タイヤ赤道面と概略平行で、コードをスパイラル状に巻き付けたベルト補強層とを備える。

コードは、線径０．１ｍｍのスチール線を６本撚ったスチールコードであった。これを４本平行に配置し、ゴムで覆ってリボン状の帯とする。リボン状のゴムはこの段階では、未加硫であり、４本の平行に配置されたコードは、４００ｍｍ（長さＬ１）毎に切断されており、その切断箇所は、隣り合うコードと１００ｍｍずつずれている。又、オーバーラップ長さＬ２は、３００ｍｍであり、隣り合うコードの間隔Ｄ１は、１．０ｍｍであった。

実施例２に係る空気入りタイヤは、金型の中で加硫時に、タイヤクラウン部のトレッド中央部分（センター部分）が９％、トレッド端部（ショルダー部分）が７％拡張した。製造後のタイヤを解剖して、スチールコードが目標どおりにタイヤ赤道方向に平行に配置されているかを確認したが、設計目標通りの出来であった。以上のように、実施例２に係る空気入りタイヤは、従来のタイヤ製造設備で簡単に製造することができた。

次に、性能を評価するために、実施例２に係る空気入りタイヤについて、荷重負荷耐久試験を実施した。試験は、タイヤを８ｋＮの荷重で押しつけ、スリップ角度１度、時速１２０ｋｍで直径３ｍの表面が平らなドラム上を回転させる。１０分走行できたら、荷重を１ｋＮ増やし、その後、また１０分走行させ、走行できれば更に荷重を１ｋＮ増やす。このようにして、タイヤが故障するまで荷重を増やし続ける。

評価にあたり、実施例２と比べてベルト補強層のないタイヤ（従来例２）についても同様の試験を行った。この結果、実施例２は、従来例２に比べ、約３０％も高い負荷に耐えることが分かった。即ち、実施例２に係る切断されたスチールコードをスパイラル状に巻き付けたタイヤは、大きなたが効果を発生し、タイヤの強度を上げることができることが分かった。

本発明の実施形態に係る空気入りタイヤのタイヤ回転軸心を含む断面図である（その１）。 （ａ）は、図１のベルト補強層の斜視図、（ｂ）は、（ａ）をトレッド上方向から見た図である。 本発明の実施形態に係る空気入りタイヤのタイヤ回転軸心を含む断面図である（その２）。 （ａ）は、図３のベルト補強層の斜視図、（ｂ）は、（ａ）をトレッド上方向から見た図である。 本発明の実施例に係る試験片の斜視図である。 図５を上から見た図である。 本発明の実施例に係る引っ張り試験を説明する図である。 本発明の実施例に係る結果を示す図である。

符号の説明

１…ビード部
２…サイドウォール部
３…トレッド部
４…ビードコア
５…カーカス
６…ベルト補強層
６ａ、６ｂ…コード
７、８、９…ベルト層
１０ａ、１０ｂ…治具
１００…空気入りタイヤ

Claims (9)

1. クラウン部あるいはサイドウォール部に、コードをタイヤ赤道方向にらせん巻きして形成されるベルト補強層を有する空気入りタイヤであって、
   前記コードは、タイヤ周上において少なくとも一箇所切断されていることを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記ベルト補強層において、前記コードは略平行に複数本配置され、隣り合う前記コードは、コードの長さ方向に、異なる位置で切断されていることを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 隣り合う前記コードの間隔は、０．２ｍｍ以上２．０ｍｍ以下であることを特徴とする請求項２に記載の空気入りタイヤ。
4. 隣り合う前記コードとの切断されていない部分の重なり合う長さは、コードの長さ方向に、５０ｍｍ以上１０００ｍｍ以下であることを特徴とする請求項２に記載の空気入りタイヤ。
5. 前記コードの材質は、芳香族ポリアミドであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
6. 前記コードの材質は、スチールであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
7. クラウン部あるいはサイドウォール部に、コードをタイヤ赤道方向にらせん巻きして形成されるベルト補強層を有する空気入りタイヤの製造方法であって、
   前記コードを略平行に複数本配置する工程と、
   前記複数本のコードをゴムで被覆する工程と、
   前記複数本のコードそれぞれを、タイヤ周上において少なくとも一箇所ずつ、隣り合うコードと、コードの長さ方向に異なる位置で切断する工程と、
   前記ゴムで被覆された複数本のコードを成型ドラム上にらせん巻きする工程と
   を含むことを特徴とする空気入りタイヤの製造方法。
8. 前記配置する工程は、隣り合う前記コードの間隔を０．２ｍｍ以上２．０ｍｍ以下に配置することを特徴とする請求項７に記載の空気入りタイヤの製造方法。
9. 前記切断する工程は、隣り合う前記コードとの切断されていない部分の重なり合う長さを、コードの長さ方向に５０ｍｍ以上１０００ｍｍ以下に切断することを特徴とする請求項７又は８に記載の空気入りタイヤの製造方法。
   

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