JP6269322B2 - 空気入りタイヤ及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、耐久性能を損なうことなく、転がり抵抗に関する性能を改善した、空気入りタイヤ及びその製造方法に関する。

近年、環境への配慮の観点から、タイヤの低燃費化、具体的には転がり抵抗に関する性能の改善を図った技術が知られている（特許文献１、２参照）。特許文献１に開示された技術は、転がり抵抗に影響を及ぼす指標ｔａｎδの値を著しく改善した技術であって、特許文献２に開示された技術は、カーカスプライのタイヤ幅方向中央部においてコードを配設せずにタイヤを軽量化した技術である。

特開平７−１３３３７７号公報 特開平１１−１１１０８号公報

しかしながら、特許文献１に開示された技術のように、ゴム組成物にシリカ等の添加剤を含ませた場合には、トレッドゴムが摩耗し易くなることから、優れた耐久性能を発揮できないおそれがある。

また、特許文献２に開示された技術のように、カーカスコードを両クラウン部間において存在させない場合には、接地領域の面外曲げ剛性が低下する。このため、タイヤ転動時に接地領域が過度に変形することとなり、優れた耐久性能を発揮できないおそれがある。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、耐久性能を損なうことなく、転がり抵抗に関する性能を改善した空気入りタイヤを提供することを目的とする。

本発明に係る空気入りタイヤは、一対のビード部の間に形成されたカーカス層と、トレッド部における上記カーカス層のタイヤ径方向外側に形成された少なくとも１枚のベルトプライからなるベルト層と、上記ベルト層のタイヤ径方向外側に形成されたトレッドゴムとを備える。平面透視で、上記ベルトプライの少なくとも１枚が、同方向に等間隔で延在する複数の第１コードと、上記第１コードに対して傾斜するとともに同方向に等間隔で延在する複数の第２コードと、上記第１コード及び上記第２コードを被覆するゴムとを含む。タイヤ子午断面視で、上記第１コードと上記第２コードとが、タイヤ径方向位置が入れ替わるように１回交差してタイヤ幅方向に連続的に点在している。

また、本発明に係る空気入りタイヤの製造方法は、タイヤ材料の混合工程、タイヤ材料の加工工程、グリーンタイヤの成型工程、加硫工程及び加硫後の検査工程を含む。上記タイヤ材料の加工工程において、少なくとも１本のコードをゴムで被覆して、複数のストリップを形成するとともに、異なる方向に延在する２種類のストリップを、それらの積層方向において位置が入れ替わるように１回交差させて、ベルト層用の材料としてストリップ複合体を形成する。

本発明に係る空気入りタイヤは、上記製造方法を用いることで、ベルト層の構成要素である２種類のコードの配置態様に改良を加えている。その結果、本発明に係る空気入りタイヤによれば、耐久性能を損なうことなく、転がり抵抗に関する性能を改善することができる。

図１は、本実施の形態の空気入りタイヤに含まれる、ベルト層を構成するベルトプライを示し、（ａ）はその平面透視図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ´線に沿うタイヤ子午断面図である。 図２は、本実施の形態の空気入りタイヤに含まれるベルト層の例を示すタイヤ子午断面図であり、（ａ）は図１（ｂ）に示すベルトプライ１０、１０をタイヤ径方向に積層した例であり、（ｂ）、（ｃ）は、それぞれ、図１（ｂ）に示すベルトプライ１０と公知のベルトプライ２０とをタイヤ径方向に積層した例である。 図３は、本実施の形態のベルト層の変形例を示すタイヤ子午断面図であり、（ａ）は図２で使用したベルトプライ１０の変形例であるベルトプライ３０、３０をタイヤ径方向に積層した例であり、（ｂ）、（ｃ）は、それぞれ、ベルトプライ３０と公知のベルトプライ４０、５０とをタイヤ径方向に積層したベルト層の例である。 図４は、本実施の形態の空気入りタイヤの製造方法を示すフローチャートである。 図５は、図４に示すタイヤ材料の加工工程における、ベルト層用の材料の加工手順を示すフローチャートである。 図６は、図５に示すストリップ複合体の形成段階において使用可能なストリップを示し、（ａ）はその長手方向の断面概略図であり、（ｂ）から（ｄ）は、それぞれ、その幅方向断面図（（ａ）の線Ｄ−Ｄ´に沿う断面図）の異なる例を示す。 図７は、図５に示すストリップ複合体の形成段階における、形成手法を具体的に示す斜視図であり、（ａ）は第１ストリップ６０に対して、第２ストリップ６２を、これらの積層方向位置が入れ替わるように１回交差させた状態を示し、（ｂ）、（ｃ）は、それぞれ、（ａ）に示す状態後にとり取り得る状態の例を示す。 図８は、本実施の形態に係るストリップ複合体における、ストリップの積層態様を示す平面図である。

以下に、本発明に係る空気入りタイヤの実施の形態（以下に示す、基本形態１及び付加的形態１−１から１−４）、並びに、本発明に係る空気入りタイヤの製造方法の実施の形態（以下に示す、基本形態２及び付加的形態２−１から２−５）を、図面に基づいて詳細に説明する。なお、これらの実施の形態は、本発明を限定するものではない。また、上記実施の形態の構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、或いは実質的に同一のものが含まれる。さらに、上記実施の形態に含まれる各種形態は、当業者が自明の範囲内で任意に組み合わせることができる。

また、以下の説明において、タイヤ径方向とは、空気入りタイヤの回転軸と直交する方向をいい、タイヤ径方向内側とはタイヤ径方向において回転軸に向かう側、タイヤ径方向外側とはタイヤ径方向において回転軸から離れる側をいう。また、タイヤ周方向とは、上記回転軸を中心軸とする周り方向をいう。さらに、タイヤ幅方向とは、上記回転軸と平行な方向をいう。なお、タイヤ赤道面とは、空気入りタイヤの回転軸に直交するとともに、空気入りタイヤのタイヤ幅の中心を通る平面である。

＜空気入りタイヤ＞
[基本形態１]
以下に、本発明に係る空気入りタイヤについての、基本形態１を説明する。本実施の形態に係る空気入りタイヤは、一般的な空気入りタイヤと同様に、一対のビード部の間に形成されたカーカス層を有する。また、上記空気入りタイヤは、トレッド部における上記カーカス層のタイヤ径方向外側に形成された少なくとも１枚のベルトプライからなるベルト層を有する。さらに、上記空気入りタイヤは、上記ベルト層のタイヤ径方向外側に形成されたトレッドゴムを備える。

図１は、本実施の形態の空気入りタイヤに含まれる、ベルト層を構成するベルトプライを示す。同図中、（ａ）はその平面透視図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ´線に沿うタイヤ子午断面図である。なお、図１（ａ）中、実線は、タイヤ周方向に対して一方向に傾斜して等間隔で形成された第１コードを示し、点線は、タイヤ周方向に対して他方向に傾斜して等間隔で形成された第２コードを示す。また、図１（ｂ）中、丸印は、図１（ａ）に示す第１コードを、その寸法及び形状を誇張して示し、三角印は、図１（ａ）に示す第２コードを、その寸法及び形状を誇張して示す。

図１（ａ）に示すように、ベルトプライ１０は、同方向に等間隔で延在する複数の第１コード１２と、第１コード１２に対して傾斜するとともに同方向に等間隔で延在する複数の第２コード１４と、第１コード１２及び第２コード１４を被覆するゴム１６とを含む。

そして、図１（ｂ）に示すように、ベルトプライ１０は、第１コード１２と第２コード１４とが、タイヤ径方向位置が入れ替わるように１回交差してタイヤ幅方向に連続的に点在している。

ここで、第１コード１２及び第２コード１４としては、単線コードを用いてもよいし、複数のコードを撚ったいわゆるストランドを用いてもよい。また、これらのコード１２、１４は、いずれも、スチールコード、有機繊維コード（例えば、ポリエステル、ナイロン、アラミド、ポリケトン、又はレーヨンを含むコード）、及びこれらの組み合わせたコードとすることができる。なお、ゴム１６については、公知のいかなるゴムを使用することもでき、ベルト層以外の層（例えば、トレッド）に使用されるゴムと異なるゴムを使用することもできる。

また、図１（ａ）に示す第１コード１２及び第２コード１４のタイヤ周方向に対する延在角度は１５°以上３５°以下とすることができる。さらに、タイヤ子午断面視での、ベルトプライコードのエンド数（タイヤ幅方向に略平行な高さで、かつ、５０ｍｍ幅あたりのコード本数で定義され、例えば、図１（ｂ）に示す例であれば、タイヤ幅方向に略平行な高さにおける第１コード１２及び第２コードの数、即ち図１（ｂ）に示す丸印と三角印との合計数）は、１５以上５０以下、好ましくは２０以上４０以下とすることができる。加えて、第１コード１２及び第２コード１４のいずれについても、その径は、０．２ｍｍ以上４．０ｍｍ以下（単線の場合はその径、ストランドの場合はその最大径）、好ましくは０．４ｍｍ以上３．０ｍｍ以下とすることができる。

図２は、本実施の形態の空気入りタイヤに含まれるベルト層の例を示すタイヤ子午断面図である。同図中、（ａ）は図１（ｂ）に示すベルトプライ１０、１０をタイヤ径方向に積層した例（ベルト層Ｂ１）である。また、図２（ｂ）は図１（ｂ）に示すベルトプライ１０のタイヤ径方向外側に公知のベルトプライ２０を積層した例（ベルト層Ｂ２）である。さらに、図２（ｃ）は公知のベルトプライ２０のタイヤ径方向外側に図１（ｂ）に示すベルトプライ１０を積層した例（ベルト層Ｂ３）である。

なお、本実施の形態の空気入りタイヤに含まれるベルト層は、図２に示す３つの例に限られない。即ち、当該ベルト層は、図１（ｂ）に示すベルトプライ１０の少なくとも１枚を必須構成要素とするとともに、公知のベルトプライ２０等の少なくとも１枚を任意選択的な構成要素として、組み合わせて形成されるものである。このため、例えば、当該ベルト層としては、単に、図１（ｂ）に示すベルトプライ１０の１枚のみからなるものも含まれる。

（作用等）
本実施の形態の空気入りタイヤにおいては、図１（ｂ）に示すように、ベルトプライ１０に関し、第１コード１２と第２コード１４とを、タイヤ径方向位置が入れ替わるように１回交差させてタイヤ幅方向に連続的に点在させている。このような構造の下では、タイヤが転動する際に、ベルトプライ１０のタイヤ赤道面ＣＬのタイヤ幅方向各側は、タイヤ赤道面ＣＬと垂直な平面内で、逆向き（図１（ａ）、（ｂ）に示す矢印Ｘ１、Ｘ２）にせん断変形を繰り返す（但し、矢印Ｘ１、Ｘ２は、タイヤがある方向に転動する場合の、ベルトプライ１０の上記各側に加えわる応力方向である）。ここで、従来のベルトプライ構造は、ベルトプライのタイヤ幅方向全体が同じ方向にせん断変形するため、タイヤ接地踏面は捩れ変形をしながら、転動することになる。一方、本実施の形態においては、ベルトプライのせん断変形は、ベルトプライ１０全体としては相殺されることから、タイヤ接地踏面の捩れ変形が抑制され、転動時におけるタイヤ自体の余分な変形が発生しない状態となる。従って、本実施の形態によれば、タイヤ転動時、特に車両直進時に、タイヤ自体の捩れ変形を抑制することで、タイヤを直進方向だけに効率的に付勢することができることから、エネルギーロスを抑制し、転がり抵抗に関する優れた性能を実現することができる。

また、本実施の形態では、特許文献２の技術のように、両クラウン部間においてカーカスコードを存在させずに軽量化を図って転がり抵抗に関する性能を改善しているのではなく、ベルト層のコードの配置態様に改良を加えて転がり抵抗に関する性能を高めている。このため、本実施の形態におけるトレッド部（インナーライナからタイヤ径方向最外部のトレッドゴムに至る要素を含む）は、特許文献２に開示されたトレッド部に比べて、優れた剛性を実現することができ、耐久性能を損なうことを防止することができる。

なお、上記効果（転がり抵抗に関する効果及び耐久性能に関する効果）は、図１（ｂ）に示すように、第１コード１２と第２コード１４との、タイヤ径方向位置の入れ替え回数が１回であることに拠るところが大きい。即ち、入れ替え回数が偶数回の場合には、タイヤ転動時に、図１（ｂ）に示す回転方向Ｘ１に変形する領域と、回転方向Ｘ２に変形する領域とがタイヤ幅方向で混在することとなり、タイヤ接地面の捩れ変形を効果的に抑制することができない。よって、入れ替え回数が偶数回の場合には、タイヤ転動時にタイヤ自体が余分は変形をしていることとなり、特に車両直進時に、タイヤ自体の捩れ変形を抑制することができない。その結果、タイヤを直進方向だけに高いレベルで付勢することができないことから、エネルギーロスを十分に抑制することができず、転がり抵抗に関する優れた性能を実現することができない。

また、入れ替え回数が奇数回の場合であっても、３回以上の場合には、図１（ｂ）に示す回転方向Ｘ１に変形する領域と、回転方向Ｘ２に変形する領域との合計数が４以上となり、特定の方向に変形する領域がタイヤ幅方向において多数箇所存在することとなる。よって、入れ替え回数が３回以上の場合には、ベルトプライ中に、逆向きに変形する隣り合う領域間の境界が多く含まれることとなり、当該境界では、他の領域に対して応力が過度に加わるため、優れた耐久性能を実現することができない。

以上に示すように、本実施の形態の空気入りタイヤは、ベルト層の構成要素である２種類のコードの配置態様に改良を加えることで、タイヤ転動時のエネルギーロスの抑制と、トレッド部の剛性低下の防止と、を両立することができる。その結果、本発明に係る空気入りタイヤによれば、耐久性能を損なうことなく、転がり抵抗に関する性能を改善することができる。

なお、以上に示す、本実施の形態に係る空気入りタイヤは、図示しないが、従来の空気入りタイヤと同様の子午断面形状を有する。ここで、空気入りタイヤの子午断面形状とは、タイヤ赤道面と垂直な平面上に現れる空気入りタイヤの断面形状をいう。本実施の形態の空気入りタイヤは、タイヤ子午断面視で、タイヤ径方向内側から外側に向かって、ビード部、サイドウォール部、ショルダー部及びトレッド部を有する。そして、上記空気入りタイヤは、例えば、タイヤ子午断面視で、トレッド部から両側のビード部まで延在して一対のビードコアの周りで巻回されたカーカス層と、上記カーカス層のタイヤ径方向外側に順次形成された、ベルト層及びベルト補強層とを備える。

[付加的形態１−１から１−４]
次に、本発明に係る空気入りタイヤの基本形態１に対して、任意選択的に実施可能な、付加的形態１−１から１−４を説明する。

（付加的形態１−１）
基本形態１においては、図１（ａ）に示すように、平面透視で、第１コード１２と第２コード１４との重複部分のうち、タイヤ周方向に隣り合う重複部分同士（例えば、点Ｐ１と点Ｐ２同士、或いは、点Ｐ３と点Ｐ４同士）、を結んだ線分がタイヤ周方向と平行であること（付加的形態１−１）が好ましい。

平面透視で、第１コードと第２コードとの重複部分のうち、タイヤ周方向に隣り合う重複部分同士、を結んだ線分を、タイヤ周方向と平行とすることで、タイヤ周方向におけるユニフォミティを高めることができる。その結果、本実施の形態では、特にタイヤ転動時の横力の変動（Lateral Force Variation（ＬＦＶ））を抑制することができ、ひいては転がり抵抗に関する性能をさらに改善することができる。

（付加的形態１−２）
基本形態１及び基本形態１に付加的形態１−１を加えた形態においては、タイヤ子午断面で、第１コード１２と第２コード１４とのコード間距離が最も小さいタイヤ幅方向領域Ｃのタイヤ径方向外側には、トレッド表面に至るまで陸部が形成されていること（付加的形態１−２）が好ましい。ここで、上記タイヤ幅方向領域Ｃとは、図１（ｂ）に示すように、コード間のタイヤ径方向距離が最小であるコード１２ａ、１４ａのタイヤ幅方向領域を少なくとも包含する、タイヤ幅方向領域をいう。

本実施の形態では、タイヤ幅方向領域Ｃのタイヤ径方向外側に、トレッド表面に至るまで陸部を形成すること（即ち、溝を形成しないこと）としている。これにより、タイヤ径方向距離が最小であるコード１２ａ、１４ａのうち、タイヤ径方向外側に位置するコード１４ａからトレッド表面までのタイヤ径方向寸法を十分に確保することができる。上記タイヤ幅方向領域Ｃは、他のタイヤ幅方向領域と比べて、第１コード１２ａと第２コード１４ａとのコード間距離が小さいため、これらのコード１２ａ、１４ａの周辺領域は、他の領域に比べると、故障の基点となり易い。しかしながら、本実施の形態では、トレッド表面からタイヤ径方向外側の第２コード１４ａまでの間に十分なゴム層が存在することから、タイヤ表面が変形しても、当該変形において加えられた応力がコード１２ａ、１４ａの周辺領域まで相当に減衰された状態で到達することとなる。このため、上記周辺領域に応力が過度に加わることが抑制され、当該周辺領域における故障が抑制されることから、耐久性能をさらに高めることができる。

なお、トレッド表面に配設する溝のタイヤ幅方向両端位置を、タイヤ幅方向領域Ｃのタイヤ幅方向各側から５ｍｍ以上離間させることで、タイヤ幅方向領域Ｃに存在する２本のコード１２ａ、１４ａのそれぞれから上記溝の溝底までの寸法も十分に確保することができる。これにより、タイヤ表面（溝の溝底及び溝壁も含む）が変形しても、当該変形において加えられた応力がコード１２ａ、１４ａの周辺領域まで極めて減衰された状態で到達することとなる。このため、上記周辺領域に応力が過度に加わることがさらに抑制され、当該周辺領域における故障の発生がより一層抑制されることから、耐久性能をさらに一層高めることができる。

（付加的形態１−３）
基本形態１及び基本形態１に付加的形態１−１、１−２の少なくともいずれかを加えた形態においては、図１（ｂ）に示すように、タイヤ子午断面視で、タイヤ幅方向同一位置における、第１コード１２と第２コード１４との間の最大ゴムゲージＧは、０．２ｍｍ以上２．５ｍｍ以下であること（付加的形態１−３）が好ましい。

タイヤ子午断面視で、タイヤ幅方向同一位置における、第１コード１２と第２コード１４との間の最大ゴムゲージＧを０．２ｍｍ以上とすることで、第１コード１２と第２コード１４との間のタイヤ径方向寸法をさらに大きく確保することができる。これにより、タイヤ表面が変形した場合に、当該変形において加えられた応力がコード１２、１４の周辺領域まで到達しても、これらのコード１２、１４間に介在するゴムが緩衝材としての役割を十分に果たすこととなる。その結果、上記周辺領域における故障の発生がさらに抑制されることから、耐久性能をさらに高めることができる。なお、図１（ｂ）に示すコード１２、１４間に介在させるゴムのタイヤ径方向寸法を大きくすることの他、図１（ａ）、（ｂ）に示すように、ベルトプライ１０のタイヤ幅方向両外端部に、コード１２、１４を延在させずにゴムのみからなる領域を形成することによっても、ベルトプライ１０の耐久性能を高めることができる。

また、タイヤ子午断面視で、タイヤ幅方向同一位置における、第１コード１２と第２コード１４との間の最大ゴムゲージＧを２．５ｍｍ以下とすることで、図１（ｂ）に示すベルトプライ１０中のゴム量を過度に増大させることを防止することができる。その結果、軽量化を図ることができることから、転がり抵抗に関する性能をさらに高めることができる。

なお、上記最大ゴムゲージＧを０．３ｍｍ以上２．０ｍｍ以下とすることで、上記効果をそれぞれより高いレベルで奏することができる。

（付加的形態１−４）
基本形態１及び基本形態１に付加的形態１−１から１−３の少なくともいずれかを加えた形態においては、タイヤ子午断面視で、タイヤ幅方向の少なくとも一方側において、上記第１コードのタイヤ幅方向最外位置と、上記第２コードのタイヤ幅方向最外位置とが異なること（付加的形態１−４）が好ましい。

図３は、本実施の形態のベルト層の変形例を示すタイヤ子午断面図である。同図中、（ａ）は、タイヤ幅方向の両側において、第１コード（丸印）のタイヤ幅方向最外位置と、第２コード（三角印）のタイヤ幅方向最外位置とを異ならせたベルトプライ３０、３０をタイヤ径方向に積層した例（ベルト層Ｂ４）である。

図３（ａ）に示すベルトプライ３０の、タイヤ幅方向最外側に位置するコード間距離（例えば、コード１２ｂ２とコード１４ｂ２との距離、或いは、コード１２ｃ２とコード１４ｃ２との距離）は、図２（ａ）に示すベルトプライ１０の、タイヤ幅方向最外側に位置するコード間距離（例えば、コード１２ｂ１とコード１４ｂ１との距離、或いは、コード１２ｃ１とコード１４ｃ１との距離）よりも大きい。このため、図３（ａ）に示す例では、タイヤ表面が変形した場合に、当該変形において加えられた応力がタイヤ幅方向最外側のコードの近傍まで到達しても、タイヤ幅方向最外側に位置するコード間には緩衝材として作用するゴム層が十分に存在する。その結果、タイヤ幅方向最外側のコードの近傍における故障の発生が抑制されることから、耐久性能をさらに高めることができる。

なお、図３（ａ）に示す例では、１つのベルトプライ３０中の２つのコード（丸印のコードと三角印のコード）間のみならず、タイヤ径方向に積層された隣り合うベルトプライ３０、３０間の、タイヤ径方向に隣り合うコード（丸印のコードと丸印のコード）間についても、同様に、タイヤ幅方向最外位置を異ならせている。これにより、タイヤ幅方向最外側のコードの近傍における故障の発生を、同一ベルトプライ間のみならず、隣接するベルトプライ間においても抑制できることから、耐久性能をさらに一層高めることができる。

次に、図３（ｂ）、（ｃ）は、それぞれ、図３（ａ）に示すベルトプライ３０と公知のベルトプライ４０、５０とをタイヤ径方向に積層したベルト層Ｂ５、Ｂ６の例である。図３（ｂ）、（ｃ）に示す例によっても、上述した図３（ａ）に示す例と同様に、耐久性能を高めることができる。なお、以上に示すタイヤ幅方向最外側に位置するコード間距離は、５ｍｍ以上１５ｍｍ以下とすることが好ましい。上記コード間距離を５ｍｍ以上とすることで、これらのコード間に存在するゴム層の緩衝機能がさらに高まり、耐久性能をさらに高めることができる。また、上記コード間距離を１５ｍｍ以下とすることで、これらのコード間にゴム層を過度に存在させることなく、タイヤの重量増を抑制して、転がり抵抗に関する性能をさらに改善することができる。

＜空気入りタイヤの製造方法＞
[基本形態２]
以下に、本発明に係る空気入りタイヤの製造方法についての、基本形態２を説明する。図４は、本実施の形態の空気入りタイヤの製造方法を示すフローチャートである。同図に示すように、本実施の形態の空気入りタイヤの製造方法は、一般的な製造方法に準じ、タイヤ材料の混合工程と、タイヤ材料の加工工程と、グリーンタイヤの成形工程と、加硫工程と、検査工程とを含む。特に、本実施の形態では、タイヤ材料の加工工程に特徴があるため、以下に、タイヤ材料の加工工程について詳述する。

図５は、図４に示すタイヤ材料の加工工程における、ベルト層用の材料の加工手順を示すフローチャートである。同図に示すように、本実施の形態における、ベルト層用の材料の加工手順は、ストリップの形成段階と、ストリップ複合体の形成段階とを含む。特に、本実施の形態では、ストリップ複合体の形成段階に特徴がある。

図５に示す、ストリップの形成段階では、スチールコードと有機繊維コードとの少なくとも一方を選択するとともに、これらコードを単線として用意した後、或いは、これらコードを撚ってストランドとした後に、所定のゴム材でコード又はストランドを被覆する。ストリップの形成段階については、公知の手法のいずれを用いることもできる。ストリップの幅（延在方向に垂直な方向におけるゴムゲージ寸法）は、０．３ｍｍ以上１．０ｍｍ以下とすることができる。

図６は、図５に示すストリップ複合体の形成段階において使用することが可能なストリップを示す。図６中、符号Ｓ（Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３）はストリップを、符号ＳＣ（ＳＣ１、ＳＣ２、ＳＣ３）はコードを、符号ＳＧはゴム材をそれぞれ示す。同図中、（ａ）はストリップＳの長手方向の断面概略図である。また、図６（ｂ）から（ｄ）は、それぞれ、ストリップの幅方向断面図（（ａ）の線Ｄ−Ｄ´に沿う断面図）の異なる例である。なお、（ｂ）は単線を単独で用いた場合、（ｃ）は単線を複数用いた場合、そして（ｄ）は単線を撚ったストランドを用いた例である。

以下に、ストリップ複合体の形成段階を詳述する。図７は、図５に示すストリップ複合体の形成段階における、当該形成手法を具体的に示す斜視図である。図７中、（ａ）は第１ストリップ６０に対して、第２ストリップ６２を、これらの積層方向において位置が入れ替わるように１回交差させた状態を示す。この状態は、紙面の左側半分では、第２ストリップ６２が第１ストリップ６０よりも紙面の裏側に位置し、紙面の右側半分では、第２ストリップ６２が第１ストリップ６０よりも紙面の表側に位置することを表している。

次に、図７（ｂ）は（ａ）に示す状態後にとり取り得る状態の一例を示す。即ち、図７（ｂ）は、（ａ）に示す状態から、第１ストリップ６０に対して第３ストリップ６４を、これらの積層方向において位置が入れ替わるように１回交差させた状態を示す。

同様に、図７（ｃ）は（ａ）に示す状態後にとり取り得る状態の他の例を示す。即ち、図７（ｃ）は、（ａ）に示す状態から、第２ストリップ６２に対して第３ストリップ６６を、これらの積層方向において位置が入れ替わるように１回交差させた状態を示す。

そして、既存のストリップに対して新たなストリップを、積層方向が入れ替わるように１回交差させて順次配設していく。即ち、図７（ａ）の状態から図７（ｂ）の状態又は図７（ｃ）の状態を介して、図７（ｂ）又は図７（ｃ）の点線で囲まれた領域をストリップで全て埋めつくすように、複数の他のストリップを順次配設していく。これにより、上記両図の点線で囲まれた領域は、第１ストリップ６０又は第２ストリップ６２のいずれかと平行な複数のストリップにより満たされ、ストリップ複合体が得られる。

このようにして得られたストリップ複合体は、グリーンタイヤの成形工程においてベルト層用の材料として用いられる。そして、通常の、加硫工程及び検査工程を経ることで、所定の空気入りタイヤが得られる。

（作用）
本実施の形態の空気入りタイヤの製造方法では、異なる方向に延在する２種類のストリップを用い、これらを積層方向における位置が入れ替わるように１回交差させて、ストリップ複合体を形成し、当該複合体をベルト層の材料として使用する。これにより、製品タイヤ（空気入りタイヤ）は、図１（ａ）、（ｂ）に示す構造のベルトプライを含むこととなり、上述したとおり、ベルト層の構成要素である２種類のコードの配置態様に関して改良がなされたものとなる。その結果、タイヤ転動時のエネルギーロスの抑制と、トレッド部の剛性低下の防止と、を両立することができ、ひいては、耐久性能を損なうことなく、転がり抵抗に関する性能を改善することができる。

[付加的形態２−１から２−５]
次に、本発明に係る空気入りタイヤの製造方法についての、基本形態２に対して、任意選択的に実施可能な、付加的形態２−１から２−５を説明する。

（付加的形態２−１）
図８は、本実施の形態に係るストリップ複合体における、ストリップの積層態様を示す平面図である。なお、図８における太線は、ストリップ７２ａとストリップ７２ｂとを強調するために示した、それらの輪郭線である。

基本形態２においては、図８に示すように、平面視で、異なる方向に延在する２種類のストリップ７２ａ（同図では左下から右上に延在するストリップ）とストリップ７２ｂ（同図では右下から左上に延在するストリップ）の積層領域ＯＲの、ストリップ複合体７０の延在方向両端部Ｅ１、Ｅ２を結んだ線分が、ストリップ複合体７０の延在方向と平行になるように、ストリップ複合体７０を形成すること（付加的形態２−１）が好ましい。なお、ストリップ複合体７０の延在方向とは、図８に示すように、ストリップ複合体７０の長手方向をいい、ストリップ複合体７０を用いて製造した製品タイヤにおいてはタイヤ周方向に相当する。

このようにストリップ複合体を形成した場合には、通常、ベルトコードがストリップの幅方向中心部に位置することから、製品タイヤ（空気入りタイヤ）においては、図１（ａ）に示すように、平面透視で、第１コー１２と第２コード１４との重複部分のうち、タイヤ周方向に隣り合う重複部分同士（例えば、点Ｐ１と点Ｐ２、或いは点Ｐ３と点Ｐ４）を結んだ線分が、タイヤ周方向と平行となる。その結果、タイヤ周方向におけるユニフォミティを高めることができ、ひいては、特にタイヤ転動時の横力の変動（Lateral Force Variation）を抑制して、転がり抵抗に関する性能をさらに改善することができる。

（付加的形態２−２）
基本形態２及び基本形態２に付加的形態２−１を加えた形態においては、上記２種類のストリップの積層領域のうち、上記ストリップ同士の積層方向位置が入れ替わる領域についての、ストリップ複合体の幅方向寸法を、上記ストリップ複合体の幅の１/３以下とすること（付加的形態２−２）が好ましい。なお、ストリップ複合体７０の幅方向とは、図８に示すように、ストリップ複合体７０の短手方向をいい、ストリップ複合体７０を用いて製造した製品タイヤにおいては略タイヤ幅方向に相当する。

図８に示す略ひし形の領域は、全て、２種類のストリップが積層されている領域である。これらのうち、同図に示す斜線領域が、上記ストリップ同士の積層方向位置が入れ替わる領域（積層方向入れ替え領域）である。

この積層方向入れ替え領域の、ストリップ複合体の幅方向両側においては、製品タイヤが転動する際に、互いに逆向きの捩れ変形が生じるが、これらの変形は結果的に相殺される。しかしながら、積層方向入れ替え領域においては、その積層態様に起因して、その幅方向のいずれかの領域と同じ側の捩じれ変形が生ずる。このため、積層方向入れ替え領域の幅方向寸法が比較的大きい場合には、ストリップ複合体全体として見た場合、製品タイヤの転動時に、いずれかの方向の捩れ変形が残存してしまい、横力の変動（ＬＦＶ）を十分に抑制することが困難である。

しかしながら、本実施の形態においては、積層方向入れ替え領域のストリップ複合体の幅方向寸法を、ストリップ複合体の幅の１/３以下としている。これにより、積層方向入れ替え領域の幅方向寸法を比較的小さくし、ストリップ複合体全体として見た場合、製品タイヤの転動時に、いずれかの方向における捩れ変形の残存を抑制できる。その結果、横力の変動（ＬＦＶ）を十分に抑制し、ひいては転がり抵抗に関する性能をさらに高めることができる。

なお、積層方向入れ替え領域のストリップ複合体の幅方向寸法を、ストリップ複合体の幅の１/４以下とすることで、上記効果をより高いレベルで奏することができ、１/５以下とすることで、上記効果を極めて高いレベルで奏することができる。

（付加的形態２−３）
基本形態２及び基本形態２に付加的形態２−１、２−２の少なくともいずれかを加えた形態においては、上記加硫工程において、平面視で、２種類の上記ストリップの積層領域のうち、上記ストリップ同士の積層方向位置が入れ替わる領域（積層方向入れ替え領域）、に対応する表面には凸部が形成されていない金型を使用すること（付加的形態２−３）が好ましい。

積層方向入れ替え領域に対応する表面には凸部が形成されていない金型を使用することで、製品タイヤにおいては、積層方向入れ替え領域に存在するタイヤ径方向外側のコードからトレッド表面までの領域にゴム層を十分に存在させることができる。積層方向入れ替え領域においては、タイヤ径方向に並ぶコード間距離が、他の領域のコート間距離に比べて小さい。しかしながら、上記のような製造方法を採用することで、タイヤ表面が変形しても、当該変形において加えられた応力が積層方向入れ替え領域のコードの周辺領域まで相当に減衰された状態で到達することとなる。このため、上記周辺領域に応力が過度に加わることが抑制され、当該周辺領域における故障の発生が抑制されることから、耐久性能をさらに高めることができる。

（付加的形態２−４）
基本形態２及び基本形態２に付加的形態２−１から２−３の少なくともいずれかを加えた形態においては、２種類の上記ストリップを、交互に積層すること（付加的形態２−４）が好ましい。

本実施の形態は、ストリップ複合体の具体的形成手法のうち、例えば、図７（ｃ）の状態を介して形成する例を好適例と位置付ける形態である。即ち、本実施の形態は、例えば、まず、図７（ａ）に示すように、第１の方向に延在する第１ストリップ６０に対して、第２の方向に延在する第２ストリップ６２を、これらの積層方向において位置が入れ替わるように１回交差させる。次いで、図７（ｃ）に示すように、第２の方向に延在する第２ストリップ６２に対して第１の方向に延在する第３ストリップ６６を、これらの積層方向において位置が入れ替わるように１回交差させる。そして、第１の方向に延在するストリップと第２の方向に延在するストリップとの間で、以上の操作を繰り返し、図７（ｃ）に示す点線で囲まれた領域をストリップで全て満たすように、複数の他のストリップを順次配設していく。

これにより、上記のストリップの交差態様に準じて、製品タイヤにおけるコードの交差態様が適切に実現される。このため、製品タイヤにおいては、タイヤ幅方向におけるユニフォミティを高めることができ、ひいては、転がり抵抗に関する性能をさらに改善することができる。

なお、ストリップ複合体の形成に際し、同方向に延在するストリップ同士（例えば、図７（ｃ）におけるストリップ６０、６６）の間隔は、０ｍｍ以上１０ｍｍ以下とすることができる。上記間隔を０ｍｍ以上とすることで、同方向に延在するストリップ同士間に積層部分を生じさせることなく、ゴム材料を過度に使用することを避け、軽量化を図って、転がり抵抗に関する性能をさらに高めることができる。また、上記間隔を１０ｍｍ以下とすることで、ストリップ同士間に閉じ込められたエアーに起因する加硫故障を発生させることなく、空気入りタイヤを製造することができる。

なお、上記間隔を３ｍｍ以下とすることで、上記効果をより高いレベルで奏することができる。

（付加的形態２−５）
基本形態２及び基本形態２に付加的形態２−１から２−４の少なくともいずれかを加えた形態においては、平面視で、タイヤ幅方向の少なくとも一方側において、延在方向の異なる２種類の上記ストリップのタイヤ幅方向最外位置を異ならせて上記ストリップ複合体を形成すること（付加的形態２−５）が好ましい。

本実施の形態の製造方法を採用した場合には、製品タイヤにおいて、 図３（ａ）に示すように、ベルトプライ３０の、タイヤ幅方向最外側に位置するコード間距離が、図２（ａ）に示すベルトプライ１０の、タイヤ幅方向最外側に位置するコード間距離よりも大きくなる。このため、タイヤ表面に加えられた応力がタイヤ幅方向最外側のコードの近傍まで到達しても、タイヤ幅方向最外側に位置するコード間には緩衝材としてのゴム層が十分に存在するため、当該コードの近傍における故障の発生が抑制され、耐久性能をさらに高めることができる。

タイヤサイズを１９５／６５Ｒ１５とし、タイヤ子午断面視で、第１コードと第２コードとが、タイヤ径方向位置が入れ替わるように１回交差してタイヤ幅方向に連続的に点在しているベルトプライ（例えば、図１（ｂ）に示すベルトプライ）を含む実施例１から５の空気入りタイヤを製造した。なお、実施例１から５の空気入りタイヤの細部構造に関する諸条件については、以下の表１に示すとおりである。

これに対し、タイヤサイズを１９５／６５Ｒ１５とし、タイヤ子午断面視で、第１コードと第２コードとが、タイヤ径方向位置が入れ替わらずに、タイヤ幅方向に連続的に点在しているベルトプライのみからなる従来例の空気入りタイヤを製造した。

このように作製した、実施例１から実施例５及び従来例の各試験タイヤをサイズ６Ｊのリムに装着して、以下の要領に従い、転がり抵抗に関する性能及び耐久性能についての評価を行った。

（転がり抵抗に関する性能）
ＩＳＯ ２８５８０に準拠したフォース法により、各試験タイヤについて転がり抵抗を測定した。そして、この測定結果に基づいて従来例を基準（１００）とした指数評価を行った。この評価は、指数が大きいほど、転がり抵抗に関する性能が高いことを示す。

（耐久性能）
各リム組タイヤに正規内圧を付与するとともに正規荷重を加え、直径１７００ｍｍのドラムを用いて、スリップアングルを±５°の範囲で変化させたスラローム走行テストを実施した。そして、タイヤが破壊した時の走行距離を測定した。そして、この測定結果に基づいて従来例を基準（１００）とした指数評価を行った。この評価は、指数が大きいほど、耐久性能が高いことを示す。
これらの結果を表１に併記する。

なお、正規内圧とは、ＪＡＴＭＡで規定される「最高空気圧」、ＴＲＡで規定される「TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES」に記載の最大値、又はＥＴＲＴＯで規定される「INFLATION PRESSURES」をいう。さらに、正規荷重とは、ＪＡＴＭＡで規定される「最大負荷能力」、ＴＲＡで規定される「TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES」に記載の最大値、又はＥＴＲＴＯで規定される「LOAD CAPACITY」をいう。

表１によれば、本発明の技術的範囲に属する（ベルト層の構成要素である２種類のコードの配置態様に改良を加えた）実施例１から実施例５の空気入りタイヤについては、いずれも、本発明の技術的範囲に属しない、従来例の空気入りタイヤに比べて、耐久性能を損なうことなく転がり抵抗に関する性能が向上していることが判る。

１０、２０、３０、４０、５０ ベルトプライ
１２、１２ａ、１２ｂ１、１２ｂ２、１２ｃ１、１２ｃ２ 第１コード
１４、１４ａ、１４ｂ１、１４ｂ２、１４ｃ１、１４ｃ２ 第２コード
１６ ゴム
６０ 第１ストリップ
６２ 第２ストリップ
６４、６６ 第３ストリップ
７０ ストリップ複合体
７２ａ、７２ｂ ストリップ
Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４、Ｂ５、Ｂ６ ベルト層
Ｃ タイヤ幅方向領域
ＣＬ タイヤ赤道面
Ｅ１、Ｅ２ ストリップ複合体７０の延在方向両端部
Ｇ 最大ゴムゲージ
ＯＲ 積層領域
Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４ 点
Ｓ、Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３ ストリップ
ＳＣ、ＳＣ１、ＳＣ２、ＳＣ３ コード
ＳＧ ゴム材
Ｘ１、Ｘ２ 矢印（捩じれ方向）

Claims (10)

1. 一対のビード部の間に形成されたカーカス層と、トレッド部における前記カーカス層のタイヤ径方向外側に形成された少なくとも１枚のベルトプライからなるベルト層と、前記ベルト層のタイヤ径方向外側に形成されたトレッドゴムとを備え、
   平面透視で、前記ベルトプライの少なくとも１枚が、同方向に等間隔で延在する複数の第１コードと、前記第１コードに対して傾斜するとともに同方向に等間隔で延在する複数の第２コードと、前記第１コード及び前記第２コードを被覆するゴムとを含む、空気入りタイヤにおいて、
   タイヤ子午断面視で、前記第１コードと前記第２コードとが、タイヤ径方向位置が入れ替わるように１回交差してタイヤ幅方向に点在し、
   タイヤ子午断面で、前記第１コードと前記第２コードとのコード間距離が最も小さいタイヤ幅方向領域のタイヤ径方向外側には、トレッド表面に至るまで陸部が形成されている、ことを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 平面透視で、前記第１コードと前記第２コードとの重複部分のうち、タイヤ周方向に隣り合う重複部分同士、を結んだ線分がタイヤ周方向と平行である、請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. タイヤ子午断面視で、タイヤ幅方向同一位置における、前記第１コードと前記第２コードとの間の最大ゴムゲージは、０．２ｍｍ以上２．５ｍｍ以下である、請求項１又は２に記載の空気入りタイヤ。
4. タイヤ子午断面視で、タイヤ幅方向の少なくとも一方側において、前記第１コードのタイヤ幅方向最外位置と、前記第２コードのタイヤ幅方向最外位置とが異なる、請求項１から３のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
5. タイヤ材料の混合工程、タイヤ材料の加工工程、グリーンタイヤの成形工程、加硫工程及び加硫後の検査工程を含む空気入りタイヤの製造方法であって、
   前記タイヤ材料の加工工程において、
   少なくとも１本のコードをゴムで被覆して、複数のストリップを形成するとともに、
   異なる方向に延在する２種類のストリップを、それらの積層方向において位置が入れ 替わるように１回交差させて、ベルト層用の材料としてストリップ複合体を形成する、
   ことを特徴とする空気入りタイヤの製造方法。
6. 平面視で、２種類の前記ストリップの積層領域の、ストリップ複合体の延在方向両端部を結んだ線分が、ストリップ複合体の延在方向と平行になるように、ストリップ複合体を形成する、請求項５に記載の空気入りタイヤの製造方法。
7. 平面視で、２種類の前記ストリップの積層領域のうち、前記ストリップ同士の積層方向位置が入れ替わる領域についての、ストリップ複合体の幅方向寸法を、前記ストリップ複合体の幅の１/３以下とする、請求項５又は６に記載の空気入りタイヤの製造方法。
8. 前記加硫工程において、平面視で、２種類の前記ストリップの積層領域のうち、前記ストリップ同士の積層方向位置が入れ替わる領域、に対応する表面には凸部が形成されていない金型を使用する、請求項５から７のいずれか１項に記載の空気入りタイヤの製造方法。
9. ２種類の前記ストリップを、交互に積層する、請求項５から８のいずれか１項に記載の空気入りタイヤの製造方法。
10. 平面視で、タイヤ幅方向の少なくとも一方側において、延在方向の異なる２種類の前記ストリップのタイヤ幅方向最外位置を異ならせて前記ストリップ複合体を形成する、請求項５から９のいずれか１項に記載の空気入りタイヤの製造方法。

Images