JP2006036128A - 帯状部材および空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】加硫前に巻き付けられる各ベルトコードに作用するテンションの均一化を図ることができる空気入りタイヤを提供すること。
【解決手段】引き揃えられた複数本のベルトコード１１ａ〜ｇから構成され、かつ各ベルトコード１１ａ〜ｇがほぼタイヤ周方向に配列されるように螺旋状に巻くことにより空気入りタイヤの補強層を形成する帯状部材１０において、複数本のベルトコード１１ａ〜ｇは、破断伸びが３％以上の伸び特性を有し、少なくとも帯状部材１０の両端部に配置されるベルトコード１１ｂ，１１ｃの初期剛性が当該帯状部材１０の中央部に配置されるベルトコード１１ａの初期剛性よりも低い。これにより、空気入りタイヤの加硫前に帯状部材１０を巻くことで、加硫後の空気入りタイヤの補強層を形成する各ベルトコード１１ａ〜ｇに作用するテンションの均一化を図る。
【選択図】 図１

Description

本発明は、帯状部材および空気入りタイヤに関し、さらに詳しくは、２以上の初期剛性が異なるベルトコードにより構成される帯状部材およびこの帯状部材により形成される補強層を有する空気入りタイヤに関するものである。

一般に、車両に装着される空気入りタイヤにおいては、カーカス層のタイヤ径方向外側にベルト層が設けられている。このベルト層は、複数の層から形成され、各層は引き揃えられた複数本のベルトコードをゴム部材により被覆した帯状部材により構成されている。各層は、幅広で、かつ１枚の帯状部材をカーカス層のタイヤ径方向外側にタイヤ周方向に１周分巻き、この帯状部材の両端部を連結することにより形成されている。また、ベルト層は、このベルト層を構成する各層のうちいずれかの層を形成する帯状部材を構成する複数本のベルトコードが他の層を形成する帯状部材を構成する複数本のベルトコードと交差するように積層することで形成される。一般的に、このベルト層により、空気入りタイヤのタイヤ周方向の剛性が確保される。しかし、空気入りタイヤの種類、形状によっては、このベルト層のみでは、タイヤ周方向における剛性を確保できない場合がある。例えば、トラック、バスなどの重荷重車両に装着される空気入りタイヤでは、高荷重が負荷されるため、タイヤ周方向における剛性を高くする必要があり、上記ベルト層のみではタイヤ周方向における剛性が確保できない場合がある。そこで、従来の空気入りタイヤでは、このベルト層の他にタイヤ周方向における剛性を補強する補強層が設けられている。

この補強層は、上記ベルト層とトレッド部の表面との間やこのベルト層とカーカス層との間に設けられるものである。補強層は、１本のベルトコード、あるいは上記ベルト層と同様に引き揃えられた複数本のベルトコードをゴム部材により被覆した帯状部材により構成されている。ここで、補強層は、ベルトコードがほぼタイヤ周方向に配置されるように、１本のベルトコード、あるいは幅細の少なくとも１枚の帯状部材をほぼタイヤ周方向に螺旋状に巻き、ベルトコードの両端部が連結されずに形成されている。なお、１本のベルトコードを用いて補強層を形成する場合は、この補強層の形成に長時間かかり、生産性が劣り、巻く際の精度の確保が困難であるため、補強層には複数本のベルトコードにより構成される帯状部材が用いられることが一般的である（特許文献１参照）。

特開２００３−３１２２０９号公報

ところで、空気入りタイヤを成形する際には、加硫が行われるとともに、トレッド部の表面にトレッドパターンが金型により形成される。この加硫は、加硫前の空気入りタイヤに熱を加えるとともに、圧力を加え、すなわちリフトをかけることで行われるものである。このリフトがかかることにより熱を加えられた加硫前の空気入りタイヤがタイヤ径方向外側に押される。ここで、加硫前と加硫後との空気入りタイヤの体積変化は起こらないので、加硫後の空気入りタイヤは、加硫前の空気入りタイヤと比較してタイヤ幅方向に縮まることとなる。従って、加硫により成形された空気入りタイヤの帯状部材を構成する複数本のベルトコードは、加硫前と比較して、タイヤ径方向の中心に対してタイヤ径方向外側に移動するとともに、各ベルトコード間の間隔が狭くなる。

この加硫後、すなわちリフト後の帯状部材を構成する複数本のベルトコードは、タイヤ幅方向において平坦で、かつ各ベルトコード間の間隔が等間隔となることが好ましい。つまり、加硫後の空気入りタイヤの補強層には、凹凸が発生しないことが好ましい。これは、補強層に凹凸が発生すると、補強層とトレッド部の表面との間に介在するゴム部材の高さが凹凸により変化し、トレッド部の剛性が不均一となり、空気入りタイヤの諸性能、例えば耐偏摩耗性能、耐騒音性能等の悪化の原因となるためである。この補強層の凹凸の発生は、加硫前、すなわちリフト前に巻き付けられた各ベルトコードに作用するテンションの不均一が要因の一つである。

ここで、帯状部材を構成する複数本のベルトコードは、加硫時、すなわちリフト時においてタイヤ径方向の中心に対してタイヤ径方向外側に移動する際に、タイヤ周方向に伸びやすい伸び特性を与えるため、加硫後における複数本のベルトコードの剛性よりも低い初期剛性が設定されている。この初期剛性は、通常、帯状部材を構成する複数本のベルトコードのすべてに同一の初期剛性が設定されている。

しかしながら、帯状部材をほぼタイヤ周方向に螺旋状に巻くためには、この帯状部材が有する幅により、巻き始めから１周目以降において、微少な角度変化が必要となる。従って、帯状部材を連続的に巻く際には、蛇行が生じる虞がある。帯状部材が蛇行しながらほぼタイヤ周方向に螺旋状に巻かれると、この帯状部材の中央部に配置されるベルトコードに作用するテンションよりもこの帯状部材の両端部に配置されるベルトコードに作用するテンションが部分的に高くなる虞がある。これにより、加硫前、すなわちリフト前に巻き付けられた各ベルトコードに作用するテンションの不均一となる虞がある。

そこで、この発明は、上記に鑑みてなされたものであって、加硫前に巻き付けられる各ベルトコードに作用するテンションの均一化を図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ものである。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、この発明では、引き揃えられた複数本のベルトコードから構成され、かつ前記各ベルトコードがほぼタイヤ周方向に配列されるように螺旋状に巻くことにより空気入りタイヤの補強層を形成する帯状部材において、前記複数本のベルトコードは、破断伸びが３％以上の伸び特性を有し、少なくとも前記帯状部材の両端部に配置されるベルトコードの初期剛性が当該帯状部材の中央部に配置されるベルトコードの初期剛性よりも低いことを特徴とする。

また、この発明では、タイヤ周方向における剛性を補強する補強層を有する空気入りタイヤにおいて、前記補強層は、帯状部材をほぼタイヤ周方向に螺旋状に巻くことにより形成され、前記帯状部材は、引き揃えられた破断伸びが３％以上の伸び特性を有する複数本のベルトコードから構成されるとともに、少なくとも前記帯状部材の両端部に配置されるベルトコードの初期剛性が当該帯状部材の中央部に配置されるベルトコードの初期剛性よりも低いことを特徴とする。

これらの発明によれば、帯状部材の両端部に配置されるベルトコードの初期剛性は、帯状部材の中央部に配置されるベルトコードの初期剛性よりも低い。つまり、加硫前にほぼタイヤ周方向に螺旋状に巻かれる際および加硫時にリフトがかかりタイヤ径方向の中心に対してタイヤ径方向外側に移動する際に、この両端部に配置されるベルトコードは、中央部に配置されるベルトコードよりも伸びやすい伸び特性を有する。従って、帯状部材をほぼタイヤ周方向に螺旋状に巻く際に蛇行が生じても、この帯状部材の中央部に配置されるベルトコードに作用するテンションよりもこの帯状部材の両端部に配置されるベルトコードに作用するテンションが高くなることが抑制され、帯状部材を構成する各ベルトコードに作用するテンションの差を小さくすることができる。これにより、加硫前に巻き付けられる帯状部材を構成する各ベルトコードに作用するテンションの均一化を図ることができる。なお、ほぼタイヤ周方向とは、タイヤ赤道面を０°とした際に、このタイヤ赤道面に対して±５°の範囲内をいう。また、初期剛性とは、空気入りタイヤの加硫時、すなわちベルトコードが加硫前から加硫後までに伸びる際に、このベルトコードが有する剛性をいい、加硫後の空気入りタイヤにおけるベルトコードの剛性よりも低いものである。

また、この発明では、上記帯状部材において、前記複数本のベルトコードは、隣り合うベルトコードのうち前記帯状部材の端部側に配置されるベルトコードの初期剛性が当該帯状部材の中央部側に配置されるベルトコードの初期剛性以下であることを特徴とする。

また、この発明では、上記空気入りタイヤにおいて、前記複数本のベルトコードは、隣り合うベルトコードのうち前記帯状部材の端部側に配置されるベルトコードの初期剛性が当該帯状部材の中央部側に配置されるベルトコードの初期剛性以下であることを特徴とする。

この発明によれば、帯状部材の中央部に配置されるベルトコードとこの帯状部材の両端部に配置されたベルトコードとの間に１以上のベルトコードが配置される帯状部材では、この中央部から両端部に向かってベルトコードの初期剛性が徐々にあるいは段階的に低くなる。従って、この帯状部材の中央部に配置されるベルトコードに作用するテンションよりもこの中央部よりも両端部側に配置されるベルトコードに作用するテンションが高くなることが抑制され、帯状部材を構成する各ベルトコードに作用するテンションの差をさらに小さくすることができる。これにより、加硫前に巻き付けられる帯状部材を構成する各ベルトコードに作用するテンションの均一化をさらに図ることができる。

また、この発明では、上記空気入りタイヤにおいて、前記補強層は、前記帯状部材が重なり合わず螺旋状に巻くことにより形成されることを特徴とする。

帯状部材を重なり合って螺旋状に巻くと、帯状部材の一部が既に巻かれた帯状部材の一部に乗り上げ、この帯状部材の乗り上げた部分に配置されるベルトコードに作用するテンションが乗り上げていない部分に配置されるベルトコードに作用するテンションよりも高くなる虞がある。しかしながら、この発明によれば、補強層は、帯状部材が重なり合わず螺旋状に巻くことにより形成するので、帯状部材が重なり合って螺旋状に巻くことにより形成される補強層と比較して、この帯状部材の一部が既に巻かれた帯状部材の一部に乗り上げる部分が少ないため、加硫前に巻き付けられる各ベルトコードに作用するテンションの均一化を図ることができる。

この発明にかかる帯状部材および空気入りタイヤは、加硫前に巻き付けられる各ベルトコードに作用するテンションの均一化を図ることができるので、少なくとも加硫後における帯状部材により形成される補強層の凹凸の発生を抑制することができるという効果を奏する。

以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下の実施例によりこの発明が限定されるものではない。また、以下の実施例における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの或いは実質的に同一のものが含まれる。なお、以下の実施例では、空気入りタイヤとして、トラック、バスなどに装着される重荷重用空気入りタイヤについて説明するが、これに限定されるものではなく、乗用車などに装着される空気入りタイヤに用いても良い。

図１は、この発明にかかる帯状部材の構成例を示す図である。また、図２は、帯状部材の各ベルトコードの初期剛性を示す図である。また、図３−１および図３−２は、各ベルトコードの応力と歪みの関係を示す図である。図１に示すように、後述する補強層１３を形成する帯状部材（ベルトプライ）１０は、複数本のベルトコード１１ａ〜ｇ（同図では、７本）と、この複数本のベルトコード１１ａ〜ｇを被覆するゴム部材１２とにより構成されている。各ベルトコード１１ａ〜ｇは、この各ベルトコード１１ａ〜ｇ間が間隔Ｗ１で等間隔となるように引き揃えられ、ゴム部材１２により被覆されている（図５参照）。なお、帯状部材１０は、少なくとも帯状部材１０の中央部および両端部に配置される３本以上で構成されていれば良く、図１に示す帯状部材１０のように７本で構成されていなくても良い。

帯状部材１０を構成する各ベルトコード１１ａ〜ｇの初期剛性は、図２に示すように、帯状部材１０の幅方向、すなわちこの帯状部材の短手方向における中央部に配置されるベルトコード１０ａから両端部に配置されるベルトコード１０ｂ，１０ｃに向かって徐々に低くなる。つまり、帯状部材１０は、初期剛性が異なる２以上のベルトコードをゴム部材１２により被覆することにより構成されている。具体的には、帯状部材１０の中央部に初期剛性が高く設定されているベルトコード１１ａが配置され、この帯状部材１０の両端部に初期剛性が上記ベルトコード１１ａよりも低いベルトコード１１ｂ，１１ｃが配置されている。

また、ベルトコードａとベルトコード１１ｂ，１１ｃとの間に配置される帯状部材１０の中央部側のベルトコード１１ｄ，１１ｅの初期剛性は、ベルトコード１１ａの初期剛性よりも低く、ベルトコードａとベルトコード１１ｂ，１１ｃとの間に配置される帯状部材１０の両端部側のベルトコード１１ｆ，１１ｇの初期剛性よりも高い。また、ベルトコードａとベルトコード１１ｂ，１１ｃとの間に配置される帯状部材１０の両端部側のベルトコード１１ｆ，１１ｇの初期剛性は、ベルトコード１１ｄ，ｅの初期剛性よりも低く、ベルトコード１１ｂ，１１ｃの初期剛性よりも高い。つまり、帯状部材１０の中央部に配置されるベルトコードａと両端部に配置されるベルトコード１１ｂ，１１ｃとの間に配置されるベルトコード１１ｄ〜ｇの初期剛性は、これらベルトコード１１ｄ〜ｇに隣り合う帯状部材１０の中央部側のベルトコード１０ａ，１１ｄ，１１ｅの初期剛性よりも低くなる。従って、帯状部材１０を構成する複数本のベルトコード１１ａ〜ｇの初期剛性は、ベルトコード１１ａ＞ベルトコード１１ｄ，１１ｅ＞ベルトコード１１ｆ，１１ｇ＞ベルトコード１１ｂ，１１ｃの関係となる。

なお、帯状部材１０を構成する各ベルトコード１１ａ〜ｇは、帯状部材１０の幅方向、すなわちこの帯状部材１０の短手方向における中央部から両端部に向かってその初期剛性が段階的に低くなっても良い。具体的には、例えば、帯状部材１０の中央部近傍に配置されるベルトコード１１ｄ，１１ｅの初期剛性を中央部に配置されるベルトコード１１ａの初期剛性と同一に設定するおよび／または帯状部材１０の両端部近傍に配置されるベルトコード１１ｆ，１１ｇの初期剛性を両端部に配置されるベルトコード１１ｂ，１１ｃの初期剛性と同一としても良い。

各ベルトコード１１ａ〜ｇは、複数本の素線を撚ることにより構成されている。ここで、素線は、例えば、ナイロン繊維、レーヨン繊維、ポリエステル繊維、アラミド繊維、炭素繊維などの繊維やスチールなどにより構成されている。各ベルトコード１１ａ〜ｇの初期剛性は、この複数本の素線の撚りの強弱で異ならせることができる。具体的には、複数本の素線の太さが一定で、その撚りをきつくすると各ベルトコード１１ａ〜ｇの初期剛性が低くなり、撚りをゆるくすると各ベルトコード１１ａ〜ｇの初期剛性が高くなる。従って、帯状部材１０を構成する各ベルトコード１１ａ〜ｇを構成する複数本の素線の撚りを中央部に配置されるベルトコード１０ａから両端部に配置されるベルトコード１０ｂ，１０ｃに向かって徐々に、あるいは段階的にきつくすることで、各ベルトコード１１ａ〜ｇの初期剛性が中央部に配置されるベルトコード１０ａから両端部に配置されるベルトコード１０ｂ，１０ｃに向かって低くなる。

また、各ベルトコード１１ａ〜ｇの初期剛性は、加硫後の空気入りタイヤ１における各ベルトコード１１ａ〜ｇの剛性よりも低くなるように設定する。ここで、各ベルトコード１１ａ〜ｇの初期剛性は、応力と歪みの関係に基づいて設定する。例えば、図３−１に示すように、所定の歪みＸ以下の歪みが発生するために必要な各ベルトコード１１ａ〜ｇの応力（Ｙ１〜４）を異ならせることで、各ベルトコード１１ａ〜ｇの初期剛性を設定する。具体的には、所定の歪みＸ以下の歪みが発生するために、ベルトコードａが必要な応力Ｙ４（同図では点線）、ベルトコード１１ｄ、１１ｅが必要な応力Ｙ３（同図では一点鎖線）、ベルトコード１１ｆ、１１ｇが必要な応力Ｙ２（同図では二点鎖線）、ベルトコード１１ｂ，１１ｃが必要な応力Ｙ１（同図では実線）の順で小さくなるように設定する。つまり、各ベルトコード１１ａ〜ｇの歪みが中央部に配置されるベルトコード１０ａから両端部に配置されるベルトコード１０ｂ，１０ｃに向かって応力に対して鈍くなるように設定する。

あるいは、図３−２に示すように、所定の応力Ｙ以下の応力を与えることで各ベルトコード１１ａ〜ｇに発生する歪み（Ｘ１〜４）を異ならせることで、各ベルトコード１１ａ〜ｇの初期剛性を設定する。具体的には、所定の応力Ｙ以下の応力を与えることで、ベルトコードａに発生する歪みＸ１（同図では実線）、ベルトコード１１ｄ、１１ｅに発生する歪みＸ２（同図では二点鎖線）、ベルトコード１１ｆ、１１ｇに発生する歪みＸ３（同図では一点鎖線）、ベルトコード１１ｂ，１１ｃに発生する歪みＸ４（同図では点線）の順で大きくなるように設定する。つまり、各ベルトコード１１ａ〜ｇの応力が中央部に配置されるベルトコード１０ａから両端部に配置されるベルトコード１０ｂ，１０ｃに向かって歪みに対して鋭くなるように設定する。

また、各ベルトコード１１ａ〜ｇは、破断伸びが３％以上の伸び特性を有している。ここで、破断伸びが３％以上の伸び特性とは、テンションが作用していないベルトコードをこのテンションが作用していない状態のベルトコードの長さに対して３％以上伸ばさなければ破断しない伸び特性である。

次に、この発明にかかる帯状部材１０により形成される補強層１３を有する空気入りタイヤ１について説明する。図４は、この発明にかかる帯状部材を用いる空気入りタイヤの構成例を示す図である。なお、同図は、空気入タイヤ１を子午面で切った断面の一部断面図である。同図に示すように、空気入りタイヤ１は、トレッド部２と、サイドウォール部３と、タイヤビード部４とにより構成されている。トレッド部２は、少なくともインナライナ５と、このインナライナ５に積層されたカーカス層６と、このカーカス層６に積層されたベルト層７とにより構成される。また、サイドウォール部３は、インナライナ５と、このインナライナに積層されたカーカス層６と、図示しないサイドトレッドとにより構成されている。また、タイヤビード部３は、少なくとも空気入りタイヤ１を図示しないリムに装着するための複数本のスチールワイヤから構成されているビードコア８と、ビードフィラ９とにより構成されている。なお、加硫により成形された空気入りタイヤ１は、トレッド部２の表面に溝部２１により区画される複数の陸部２２が形成される。

ベルト層７は、タイヤ周方向における剛性を確保するためのものであり、複数の層から構成されているが、タイヤ周方向における剛性がベルト層７のみでは確保できない場合には、同図に示すように、空気入りタイヤ１はこのベルト層７に積層される補強層１３を有する。この補強層１３は、１本の帯状部材１０により形成されており、各ベルトコード１１ａ〜ｇがほぼタイヤ周方向、すなわちタイヤ赤道面を０°とした際に、このタイヤ赤道面に対して各ベルトコード１１ａ〜ｇが±５°の範囲内で傾いて配列されている。

この発明にかかる帯状部材１０による空気入りタイヤ１の補強層１３の形成方法について説明する。図５は、加硫前の空気入りタイヤ１の要部断面図である。図６は、加硫前の帯状部材の各ベルトコードに作用するテンションを示す図である。図７は、加硫後の従来の帯状部材が用いられた空気入りタイヤ１の要部断面図を示す図である。図８は、加硫後のこの発明にかかる帯状部材が用いられた空気入りタイヤ１の要部断面図を示す図である。

帯状部材１０による空気入りタイヤ１の補強層１３の形成方法は、まず加硫前の空気入りタイヤ１において帯状部材１０を巻き付ける工程と、加硫により空気入りタイヤ１を成形する工程とからなる。帯状部材１０を巻き付ける工程は、まず帯状部材１０をベルト層７のタイヤ径方向外側にタイヤ周方向に１周巻きつける。次に、１周分巻きつけられた帯状部材１０をこの帯状部材１０の既に巻き付けられた部分と重なり合わさずに、すなわちラップさせずにベルト層７のタイヤ径方向外側に螺旋状に巻きつける。このとき、帯状部材１０は、ほぼタイヤ周方向、すなわちタイヤ赤道面を０°とした際に、このタイヤ赤道面に対して帯状部材１０（各ベルトコード１１ａ〜ｇ）が±５°の範囲内で傾斜する方向に巻き付けられる。そして、螺旋状に複数周分巻きつけられた帯状部材１０をタイヤ周方向に１周分巻きつける。これにより、加硫前の空気入りタイヤ１における帯状部材１０を巻き付ける工程を終了する。この加硫前の空気入りタイヤ１における帯状部材１０は、図５に示すように、この加硫前の空気入りタイヤ１の子午面で切った断面、すなわちタイヤ幅方向断面において重なり合わない。

このとき、帯状部材１０を連続的に螺旋状にベルト層７のタイヤ径方向外側に巻き付ける際に、この帯状部材１０がタイヤ幅方向に蛇行しながら巻き付けられることがある。帯状部材１０が蛇行しながら巻き付けられると、この帯状部材１０の両端部において中央部よりも引っ張られる部分と、中央部より引っ張られない部分とが発生する。従って、帯状部材１０の両端部に配置されるベルトコード１１ｂ，１１ｃには、部分的に中央部に配置されるベルトコード１１ａよりも引っ張られる部分が発生する。例えば、従来の初期剛性が同一である複数本の各ベルトコード１０１ａ〜ｇにより構成される帯状部材１００では、図６に示すように、従来の帯状部材１００の中央部に配置されるベルトコード１０１ａに作用するテンションよりも両端部に配置されるベルトコード１０１ｂ，１０１ｃに作用するテンションが高くなることがある。また、ベルトコード１０１ａとベルトコード１０１ｂ，１０１ｃとの間に配置されるベルトコード１０１ｄ〜ｇに作用するテンションも、従来の帯状部材の中央部からこの中央部よりも引っ張られる両端部に向かって徐々に高くなることがある。つまり、同一の初期剛性の複数本のベルトコード１０１ａ〜ｇにより構成される従来の帯状部材を蛇行しながら巻き付けると、各ベルトコード１０１ａ〜ｇに作用するテンションが従来の帯状部材の中央部に配置されたベルトコード１０１ａからその両端部に配置されたベルトコード１０１ｂ，１０１ｃに向かって徐々に高くなることがある。

しかしながら、この発明にかかる帯状部材１０は、両端部に配置されるベルトコード１１ｂ，１１ｃの初期剛性が中央部に配置されるベルトコード１１ａの初期剛性よりも低い、すなわち両端部に配置されるベルトコード１１ｂ，１１ｃが中央部に配置されるベルトコード１１ａより伸びやすい。従って、図６に示すように、帯状部材１０の中央部に配置されるベルトコード１１ａに作用するテンションよりも両端部に配置されるベルトコード１１ｂ，１１ｃに作用するテンションが高くなることを抑制することができる。つまり、同図のＡに示すように、同図のＣに示す従来の帯状部材の両端部に配置されるベルトコード１１ｂ，１１ｃに作用するテンションと比較して、この発明にかかる帯状部材１０の両端部に配置されるベルトコード１１ｂ，１１ｃに作用するテンションは小さくなる。また、ベルトコード１１ａとベルトコード１１ｂ，１１ｃとの間に配置されるベルトコード１１ｄ〜ｇに作用するテンションは、従来の帯状部材と比較して、帯状部材１０の中央部からこの中央部よりも引っ張られる両端部に向かって徐々に高くなることが抑制される。つまり、この発明にかかる帯状部材１０を蛇行しながら巻き付けても、帯状部材１０の中央部に配置されたベルトコード１１ａに作用するテンションよりもその両端部に配置されたベルトコード１１ｂ，１１ｃおよび両端部側に配置されるベルトコード１１ｄ〜ｇに作用するテンションが高くなることが抑制され、帯状部材１０を構成する各ベルトコード１１ａ〜ｇに作用するテンションの差を従来の帯状部材を構成する各ベルトコード１００ａ〜ｇに作用するテンションの差よりも小さくすることができる。これにより、帯状部材１０を構成する各ベルトコード１１ａ〜ｇに作用するテンションの均一化を図ることができる。

また、図５に示すように、この発明にかかる帯状部材１０は、重なり合わずにほぼ周方向に螺旋状に巻き付けられるので、帯状部材１０の一部が既に巻かれた帯状部材１０の一部に乗り上げることはない。従って、従来の帯状部材１００のように、帯状部材１００の一部が乗り上げ、この帯状部材１００の乗り上げた部分に配置されるベルトコード１０１ａ〜ｇに作用するテンションが乗り上げていない部分に配置されるベルトコードに作用するテンションよりも高くなることを抑制できるので、加硫前に巻き付けられる各ベルトコード１０ａ〜ｇに作用するテンションの均一化を図ることができる。

また、帯状部材１０が蛇行しながら巻き付けられても、帯状部材１０の両端部は、中央部よりも動きやすい、すなわち両端部に配置されるベルトコード１１ｂ，１１ｃに過度のテンションが作用しないため、帯状部材１０を容易に巻き付けることができる。

次に、帯状部材１０による空気入りタイヤ１の補強層１３の形成方法の加硫により空気入りタイヤ１を成形する工程について説明する。カーカス層５、ベルト層７、補強層１３などが積層され、トレッド部２が形成された加硫前の空気入りタイヤ１（グリーンタイヤ）は、図示しない加熱装置により加熱された図示しない金型に装着され、図示しない加圧装置により加圧される、すなわちリフトをかけることにより、図示しないタイヤ径方向の中心に対してタイヤ径方向外側に変形しながら移動する。

加硫時の空気入りタイヤ１は、加硫前と加硫後とで体積変化は起こらないため、リフトを掛けられると、加硫前の空気入りタイヤ１と比較してタイヤ幅方向に縮まる。これにより、帯状部材１０をほぼタイヤ周方向に螺旋状に巻くことにより補強層１３が形成される。加硫が終了した加硫後の空気入りタイヤ１は、図７および図８に示すように、図示しない金型に形成されたトレッドパターンが空気入りタイヤ１のトレッド部２の表面に転写され、このトレッド部２の表面にトレッドパターン、すなわち所定の溝部２１により区画された陸部２２が形成される。

このとき、加硫時の空気入りタイヤ１がタイヤ径方向外側に変形しながら移動するため、巻き付けられた帯状部材１０を構成する複数本のベルトコード１１ａ〜ｇには、タイヤ径方向の中心に対してタイヤ径方向外側に移動させるタイヤ径方向の力が作用する。このタイヤ径方向の力は、各ベルトコード１１ａ〜ｇを引っ張る力として、各ベルトコード１１ａ〜ｇに作用する。また、加硫時の空気入りタイヤ１がタイヤ幅方向に縮まるため、巻き付けられた帯状部材１０を構成する複数本のベルトコード１１ａ〜ｇには、この帯状部材１０の両端部から中央部に向かってタイヤ幅方向の力が作用する。

ここで、図７に示すように、従来の初期剛性が同一である複数本の各ベルトコード１０１ａ〜ｇにより構成される帯状部材１００が巻き付けられると、その中央部に配置されるベルトコード１０１ａに作用するテンションよりも両端部に配置されるベルトコード１０１ｂ，１０１ｃに作用するテンションが高くなる。つまり、従来の帯状部材１００は、その両端部がベルト層７に強く圧着されることとなり、この両端部に配置されるベルトコード１０１ｂ，１０１ｃは、中央部に配置されているベルトコード１０１ａよりも、タイヤ径方向の中心に対してタイヤ径方向外側に移動し難く、すなわち従来の帯状部材１００の制約を強く受けることとなる。しかし、従来の帯状部材１００の中央部に配置されたベルトコード１０１ａは、その両端部に配置されたベルトコード１０１ｂ，１０１ｃよりも、タイヤ径方向の中心に対してタイヤ径方向外側に移動し易い。従って、従来の帯状部材１００にタイヤ径方向の力およびタイヤ幅方向の力が作用すると、ベルトコード１０１ｂ，１０１ｃが帯状部材１００の中央部に入り込むように移動し、このベルトコード１０１ｂ，１０１ｃによりベルトコード１０１ａはタイヤ径方向外側に押し出され、従来の帯状部材１００は、その幅方向の断面形状が凸形状になる虞がある。これにより、この従来の帯状部材１００を構成する複数本のベルトコード１０１ａ〜ｇは、タイヤ幅方向に平坦とならず、かつ各ベルトコード１０１ａ〜ｇ間の間隔、特に従来の帯状部材１００の隣り合う端部に配置されるベルト１０１ｂ，１０１ｃ間の間隔Ｗ３が他の各ベルトコード１０１ａ〜ｇ間の間隔よりも大きくなる虞があり、この従来の帯状部材１００で形成される補強層１３に凹凸が発生する虞があった。

しかしながら、図８に示すように、この発明にかかる帯状部材１０が巻き付けられても、その中央部に配置されるベルトコード１１ａに作用するテンションと両端部に配置されるベルトコード１１ｂ，１１ｃに作用するテンションとの差が、従来の帯状部材１００と比較して高くなることが抑制されている。つまり、この発明かかる帯状部材１０は、その両端部がベルト層７に強く圧着されることが抑制され、この両端部に配置されるベルトコード１１ｂ，１１ｃは、タイヤ径方向の中心に対してタイヤ径方向外側に移動し易く、すなわち帯状部材１０の制約を受けにくくなる。従って、この発明にかかる帯状部材１０にタイヤ径方向の力およびタイヤ幅方向の力が作用すると、この帯状部材１０を構成する複数本のベルトコード１１ａ〜ｇは、同図に示すように、タイヤ幅方向に平坦となり、かつ各ベルトコード１０１ａ〜ｇ間の間隔Ｗ２が等間隔となり、この帯状部材１０で形成される補強層１３に凹凸が発生することを抑制することができる。これにより、補強層１３とトレッド部２の表面との間に介在するゴム部材の高さのこの凹凸による変化を抑制し、トレッド部２の剛性の均一化が図れ、空気入りタイヤの諸性能、例えば耐偏摩耗性能、耐騒音性能等の悪化を抑制することができる。

また、加硫後、すなわち成形された空気入りタイヤ１の補強層１３を構成するほぼタイヤ周方向に配列された複数本のベルトコード１１ａ〜ｇに作用するテンションは、加硫前にほぼタイヤ周方向に螺旋状に巻き付けられた帯状部材１０を構成する各ベルトコード１１ａ〜ｇに作用するテンションの均一化が図れているので、均一に作用する。従って、過度にテンションが作用するベルトコード１１ａ〜ｇがないため、各ベルトコード１１ａ〜ｇの耐久性を向上することができる。

なお、上記実施例では、補強層１３は、ベルト層７のタイヤ径方向外側に配置されているが、これに限定されるものではなく、ベルト層１３とカーカス層７との間や、カーカス層７とインナライナ５との間に配置されていてもよい。また、上記実施例では、補強層１３が１本の帯状部材１０により形成されているがこれに限定されるものではなく、２本以上の帯状部材１０をほぼタイヤ周方向に重なり合わさずに螺旋状に巻くことにより形成しても良い。また、上記実施例では、補強層１３が単層により構成されているが複数の層を積層することにより構成しても良い。この場合は、各層に配置される各ベルトコード１１ａ〜ｇに作用するテンションの均一化が図れるため、複数の層により構成される補強層１３に凹凸が発生することを抑制することができる。

また、上記実施例では、帯状部材１０を重なり合わさずにほぼタイヤ周方向に螺旋状に巻くことで補強層１３を形成するが重なり合っても良い。この場合は、帯状部材１０の一部が既に巻かれた帯状部材１０の一部に乗り上げることとなるが、この発明にかかる帯状部材１０では、この帯状部材１０の乗り上げた部分に配置されるベルトコードに作用するテンションと乗り上げていない部分に配置されるベルトコードに作用するテンションとの差が大きくなることを抑制することができる。従って、加硫前に巻き付けられる各ベルトコードに作用するテンションの均一化を図ることができるので、加硫後において帯状部材１０の重なり合う部分の乗り上げた部分に配置されるベルトコードと乗り上げられた部分に配置されるベルトコードとの間の間隔が過度に狭くなることを抑制することができる。これにより、空気入りタイヤ１が転動することで、このベルトコードどうしが擦れ合うことを抑制でき、ベルトコードの耐久性を向上することができる。

また、各ベルトコード１１ａ〜ｇの初期剛性は、図示しない複数本の素線の撚りの強さを一定とし、この素線の太さを変更することで異ならせても良い。具体的には、素線の太さが太いと各ベルトコード１１ａ〜ｇの初期剛性が高くなり、素線の太さが細いと各ベルトコード１１ａ〜ｇの初期剛性が低くなる。従って、帯状部材１０のゴム部材１２に配置される各ベルトコード１１ａ〜ｇを構成する複数本の素線の太さを中央部に配置されるベルトコード１０ａから両端部に配置されるベルトコード１０ｂ，１０ｃに向かって徐々に、あるいは段階的に細くしても良い。

以上のように、この発明にかかる帯状部材および空気入りタイヤは、タイヤ周方向の剛性を確保するための補強層を形成する帯状部材および補強層を有する空気入りタイヤに有用であり、特に、加硫前に巻き付けられる各ベルトコードに作用するテンションの均一化を図るのに適している。

この発明にかかる帯状部材の構成例を示す図である。 帯状部材の各ベルトコードの初期剛性を示す図である。 各ベルトコードの応力と歪みの関係を示す図である。 各ベルトコードの応力と歪みの関係を示す図である。 この発明にかかる帯状部材を用いる空気入りタイヤの構成例を示す図である。 加硫前の空気入りタイヤ１の要部断面図である。 加硫前の帯状部材の各ベルトコードに作用するテンションを示す図である。 、加硫後の従来の帯状部材が用いられた空気入りタイヤ１の要部断面図を示す図である。 加硫後のこの発明にかかる帯状部材が用いられた空気入りタイヤ１の要部断面図を示す図である。

符号の説明

１ 重荷重用空気入りタイヤ
２ トレッド部
２１ 溝部
２２ 陸部
３ サイドウォール部
４ タイヤビード部
５ インナライナ
６ カーカス層
７ ベルト層
８ ビードコア
９ ビードフィラ
１０ 帯状部材
１１ａ〜ｇ ベルトコード
１２ ゴム部材
１３ 補強層

Claims (5)

1. 引き揃えられた複数本のベルトコードから構成され、かつ前記各ベルトコードがほぼタイヤ周方向に配列されるように螺旋状に巻くことにより空気入りタイヤの補強層を形成する帯状部材において、
   前記複数本のベルトコードは、破断伸びが３％以上の伸び特性を有し、
   少なくとも前記帯状部材の両端部に配置されるベルトコードの初期剛性が当該帯状部材の中央部に配置されるベルトコードの初期剛性よりも低いことを特徴とする帯状部材。
2. 前記複数本のベルトコードは、隣り合うベルトコードのうち前記帯状部材の端部側に配置されるベルトコードの初期剛性が当該帯状部材の中央部側に配置されるベルトコードの初期剛性以下であることを特徴とする請求項１に記載の帯状部材。
3. タイヤ周方向の剛性を補強する補強層を有する空気入りタイヤにおいて、
   前記補強層は、帯状部材をほぼタイヤ周方向に螺旋状に巻くことにより形成され、
   前記帯状部材は、引き揃えられた破断伸びが３％以上の伸び特性を有する複数本のベルトコードから構成されるとともに、少なくとも前記帯状部材の両端部に配置されるベルトコードの初期剛性が当該帯状部材の中央部に配置されるベルトコードの初期剛性よりも低いことを特徴とする空気入りタイヤ。
4. 前記複数本のベルトコードは、隣り合うベルトコードのうち前記帯状部材の端部側に配置されるベルトコードの初期剛性が当該帯状部材の中央部側に配置されるベルトコードの初期剛性以下であることを特徴とする請求項３に記載の空気入りタイヤ。
5. 前記補強層は、前記帯状部材が重なり合わず螺旋状に巻くことにより形成されることを特徴とする請求項３または４に記載の空気入りタイヤ。

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