JP2000198317A

JP2000198317A - 空気入りタイヤ

Info

Publication number: JP2000198317A
Application number: JP11001330A
Authority: JP
Inventors: Takao Fukui; 崇雄福井; Masahide Nishihata; 雅英西畑; Masayuki Kitayama; 正幸北山
Original assignee: Toyo Tire and Rubber Co Ltd
Current assignee: Toyo Tire Corp
Priority date: 1999-01-06
Filing date: 1999-01-06
Publication date: 2000-07-18

Abstract

(57)【要約】【課題】ベルト端部の剛性不足に起因する操縦安定性
不足、ベルト接合部によるタイヤユニフォミティの悪化
を防止するとともに、軽量化した場合の操縦安定性の維
持を図り、剛性の不均一やコーナリングフォース発生の
不均一をなくし、耐久性に優れる空気入りタイヤを提供
する。【解決手段】両側のビード部間に掛け渡されたカーカ
スプライの外側に、トレッド部におけるカーカスプライ
の外側にベルト層が配置されて補強されている空気入り
タイヤにおいて、前記ベルト層３は、１本もしくは複数
本の線状補強材３１にゴムをトッピングして形成したリ
ボン３０を、タイヤ周方向に連続して螺旋状に巻回する
とともに、１周する毎に周方向に順次位置をずらせて隣
接させ、上層３ａと下層３ｂとを、タイヤ全周長にわた
ってそれぞれの層内では同じ斜行方向をなして連続する
円環状に形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、トレッド部におけ
るカーカスプライの外側に補強層としてのベルトを備え
た空気入りタイヤに関するものである。

【０００２】

【従来の技術と発明が解決しようとする課題】一般に、
空気入りラジアルタイヤは、図５に示すように、タイヤ
内周に沿って両端が両側のビード部（52）で折返されて
支持されたラジアル方向のコード配列よりなるカーカス
プライ（51）を備え、またトレッド部（54）におけるカ
ーカス（51）の外側（タイヤ径方向外側）には、タイヤ
周方向に対し１５°〜３０°の角度を有するスチールコ
ードや高モジュラスの有機繊維コード等の配列層よりな
るベルト層（53）が、タイヤ周上で前記コード角度が交
差するように２枚重ねで配されている。

【０００３】さらに高速耐久性が要求される場合には、
図５でも示すように前記ベルト層（53）の上に、エッジ
プライもしくはキャッププライと称するナイロン等から
なるベルト補強層（56）を、ベルト層（53）の両側端部
あるいは全面を覆うように配して、遠心力によるベルト
層（53）のせり上がりを抑制することも行なわれてい
る。

【０００４】前記のベルト層（53）の上層（53ａ）と下
層（53ｂ）は、多数本のコードを配列してゴムをトッピ
ングしたゴム引きシートから裁断したものが一般的であ
り、そのためベルト層（53）の両側端には両ベルトのカ
ットエンドが存するものである。

【０００５】なお、前記ベルト層（53）においては、一
般に成型時のエア入り等によるタイヤ不良を防ぐため
に、タイヤ径方向内側（下層）に配されるほうが広幅に
形成されている。

【０００６】しかし、前記のようにベルト層の両側端に
カットトエンドが存するため、コードによる拘束力が小
さく、コード端が疎らになり易く、そのためタイヤショ
ルダー部（55）の剛性低下を招き、コーナリングフォー
スの効率のよい発生を妨げ、操縦安定性を損なうという
問題がある。また踏面からの外力の入力に対して、ベル
ト層では接地面内での外力吸収となり、外力減衰の能力
が限られる。

【０００７】しかもタイヤ成型時、成型ドラム上にベル
トを巻き付ける際に、巻き始めと終りの接合部が存在す
ることでオーバラップ部が生じ、これがタイヤユニフォ
ミティを悪化させる一因となる。またベルト層を軽量化
した場合、剛性低下、高速耐久性低下、コーナリングフ
ォース低下につながり、タイヤ軽量化と操縦安定性およ
び耐久性の両立が困難である。

【０００８】また近年、前記のカットエンドに起因する
問題を解決するものとして、タイヤトレッドの幅方向中
央の周線をとおり回転軸と直交する面に対して斜めに延
びるコードを、ベルト幅方向の端部で折り返してタイヤ
周方向にジグザグ状に連続させて上下層交互に配置する
ことによって、両側端にコードのカットエンドを有さな
い構造のベルト層が提案されている（例えば、実開昭４
８−９６２５９号公報および特開平８−１６４７１０号
公報）。

【０００９】この構造のベルト層は、ベルト側端での周
方向の延びが小さく、タイヤショルダー部のせり上がり
が防止されるのであるが、上下層交互に配置するコード
の折り返し形態のために、少なくとも１本のコードが上
層および下層の一方側のみでジグザグ状に連続すること
になり、そのコードの折返しの起点部分でベルト端部が
不揃いになり易く、またタイヤ周上の剛性の不均一やコ
ーナリングフォース発生の不均一、さらにベルト折れ等
の故障の原因になるおそれがある。

【００１０】また単なる折り返しでは、周方向一定間隔
毎の上下層の入れ替り移動および交差状態の変化のため
に段差が生じ、この部分でベルト耐久力が低下し、十分
に満足できないものである。

【００１１】本発明は、上記に鑑みてなしたものであ
り、ベルト端部の剛性不足に起因する操縦安定性不足、
ベルト接合部によるタイヤユニフォミティの悪化を防止
するとともに、軽量化した場合の操縦安定性の維持を図
り、しかもタイヤ周上の剛性の不均一やコーナリングフ
ォース発生の不均一を防止し、耐久性に優れるベルト構
造を備える空気入りタイヤを提供しようとするものであ
る。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、両側のビード
部間に掛け渡されたカーカスプライの外側に、トレッド
部におけるカーカスプライの外側にベルト層が配置され
て補強されている空気入りタイヤにおいて、前記ベルト
層は、１本もしくは複数本の線状補強材にゴムをトッピ
ングして形成したリボンを、タイヤ周方向に連続して螺
旋状に巻回するとともに、１周する毎に周方向に順次位
置をずらせて隣接させ、上層と下層とを、タイヤ全周長
にわたってそれぞれの層内では同じ斜行方向をなして連
続する円環状に形成したことを特徴とする。

【００１３】前記において上層と下層には、リボンのト
ッピングゴム層を除き中間層を介在させないものが、特
にプライステアを少なくすることができ好適である。ま
た中間層がないことで、ベルト層にタイヤ周方向の張力
が作用した場合に、上下両層の線状補強材の相互干渉作
用で、高いコーナリングフォースを発揮することができ
る。この場合において、上層と下層との間のゴム層が、
１．３ｍｍ以下、０．３ｍｍ以上であるのが好ましい。

【００１４】また前記の線状補強材としては、比較的細
径のスチールコードもしくは高張力を有する有機繊維コ
ードまたはこれらの素材の単一の線材よりなるものを用
いるのがよい。前記の線状補強材は、素線径０．１〜
０．５ｍｍからなるスチールコードであるのが好まし
く、またこのスチールコードは、断面積０．２ｍｍ² 以
上であるものが好ましい。

【００１５】請求項７の発明は、前記の各発明の空気入
りタイヤにおいて、平均ベルト周長を（ＬB ）、ベルト
幅を（ＷB ）、送りピッチ数を（Ｎ）とするとき、送り
ピッチ（Ｐ）、ベルト角度（θ）、リボン幅（ＷR ）
を、それぞれ下記式により設定したものである。

【００１６】送りピッチＰ＝（ＬB −ＲL ）／Ｎベルト角度θ＝ｔａｎ^−１（ＷB ／Ｐ）リボン幅ＷR ＝ＲL ×ｓｉｎθ ただし、ＲL ＝ＬB ／（Ｎ×ｎ±１）（ここで、Ｎは偶
数、ｎは整数）

【００１７】

【作用】上記の空気入りタイヤによれば、ベルト層は、
上層と下層とが両側端で連続してかつ上下両層の線状補
強材がタイヤ全周長にわたってそれぞれの層内では同じ
斜行方向をなして互いに交差することになるので、ベル
ト層の両側端でも線状補強材のずれが生じにくく、タイ
ヤ周方向の伸びを抑える充分な拘束力を持ち、幅方向中
央部と同様のタガ効果を発揮し、タイヤショルダー部の
剛性低下を抑制できる。またベルト折れも生じず耐久性
にも優れる。

【００１８】特に、前記ベルト層は、線状補強材にゴム
をトッピングしたリボンを螺旋状に巻回したもので、上
層と下層とがそれぞれの層内では同じ斜行方向をなして
上下が入れ替わることなく連続して、タイヤ周上に通常
ベルトのような重ね合された接合部が存さない円環状を
なしており、タイヤ周上に段差等を有さず、また交差状
態も変化しない。そのためタイヤ全周長にわたってベル
ト層が均一良好な形態に保持され、剛性の不均一が生じ
ず、タイヤユニフォミティが均一化し、また耐久性も高
めることができる。

【００１９】

【発明の実施の形態】次に本発明の実施の形態を図面に
基いて説明する。

【００２０】図１は本発明の実施例に係る空気入りタイ
ヤの断面図、図２は本発明のタイヤに使用するベルト層
の展開図、図３は同ベルト層の断面図である。

【００２１】図１において、（１）はタイヤ内周に沿っ
て両端が両側のビード部（２）で折返されて支持された
カーカスプライであり、（３）はトレッド部（４）にお
けるカーカスプライ（１）の外側に配されたベルト層で
ある。

【００２２】カーカスプライ（１）は、コードをタイヤ
幅方向センター（赤道）に対して約８０〜９０°の角度
に配列したコード配列層からなり、コードとしては、ポ
リエステルやレーヨン等の有機繊維コードが用いられ
る。

【００２３】ベルト層（３）は、スチールコードもしく
は高張力を有する有機繊維コード等の線状補強材（31）
の１本もしくは複数本を並列させたものに、ゴムをトッ
ピングして形成したリボン（30）を、下記のようにタイ
ヤ周方向に連続して螺旋状に巻回し、タイヤサイズ応じ
た所定の周長を持つ円環状に形成したものからなる。
（32）はトッピングゴム層を示す。

【００２４】すなわち、前記のリボン（30）を、タイヤ
周方向に連続して螺旋状に巻回するとともに、タイヤを
１周する毎に周方向の前後一方にリボン幅分ずつ順次位
置をずらせて隣接させ、上層（3a）と下層（3b）との２
層が、それぞれの層内では同じ斜行方向（線状補強材の
斜行方向）でかつ互いに交叉する斜行方向をなすととも
に、断面が扁平な筒状をなしてタイヤ全周長にわたって
連続したエンドレスの円環状に形成する。例えば、図２
において実線と破線で示すように、上層（3a）を右下が
り、下層（3b）を左下がりの斜行方向にしてタイヤ全周
長にわたって連続させる。

【００２５】この際、リボン（30）の巻始めと終りの位
置を一致させる必要があるので、次のようにベルト角度
（斜行するリボンつまりは線状補強材のタイヤ周方向に
対する角度）およびリボン幅を計算する。

【００２６】平均ベルト周長を（ＬB ）、ベルト幅を
（ＷB ）、送りピッチ数を（Ｎ）（偶数）とすると、タ
イヤサイズによってベルト層（３）の周長、ベルト幅
（ＷB ）が決まるので、使用するリボン（30）の送りピ
ッチ数（Ｎ）が決まれば、送りピッチ（Ｐ）は、図４を
参照して送りピッチＰ＝（ＬB −ＲL ）／Ｎ但し、ＲL ＝ＬB ／（Ｎ×ｎ±１）（Ｎは偶数、ｎは任
意の整数）により計算され、またベルト角度（θ）、リボン幅（Ｗ
R ）は、それぞれベルト角度θ＝ｔａｎ^−１（ＷB ／Ｐ）リボン幅ＷR ＝ＲL ×ｓｉｎθ により計算される。またこれらの計算式によりタイヤに
応じた最適なベルト角度が設定される。

【００２７】前記のリボン（30）の巻回によるベルト層
（３）の製造工程においては、断面が扁平状をなすよう
に両側端で折り曲げながら螺旋状に巻回して全体として
円環状に形成することも、また断面略円形の螺旋状に巻
回しておいて、これを扁平状に押圧して両側端が折り曲
げ形態をなす円環状に形成することもできる。

【００２８】なお、ベルト層（３）に使用する線状補強
材（31）としては、スチールコードあるいは高張力を有
する有機繊維コードのほか、前記と同素材のモノフィラ
メント等の単一の線材を使用することも可能である。

【００２９】スチールコードの場合、素線径は０．１〜
０．５ｍｍ、中でも０．３ｍｍ以下とし、断面積を０．
２ｍｍ^２以下に設定したものが、ベルト層両側端での
折り曲げの容易性および乗り心地向上の点から特に好ま
しい。また有機繊維を使用する場合は、コーナリングフ
ォース確保の点から引張りモジュラス４０００ｋｇｆ／
ｍｍ^２が必要である。

【００３０】前記のように構成されるベルト層（３）
は、上層（3a）と下層（3b）とがトッピングゴム層（3
2）により接合一体化されるが、この上下両層（3a）（3
b）の線状補強材（31）（31）間にはトッピングゴム層
（32）以外の他層を介在させないようにして接合するの
がよい。

【００３１】これにより、ベルト層（３）にタイヤ周方
向の張力が作用した場合に、交差方向をなす上下両層
（3a）（3b）の線状補強材（31）（31）の相互干渉作用
でプライステアを低く抑え、延び変形の抑制およびタガ
効果を充分に果すことができる。

【００３２】この場合、上下両層（3a）（3b）の線状補
強材（31）（31）間のゴム厚（ｔ）は、プライステアを
考慮して１．３ｍｍ以下に設定するのがよく、プライス
テアの抑制の効果の点から、好ましくは前記ゴム厚
（ｔ）を１ｍｍ以下、さらに好ましくは０．６ｍｍ以下
である。ただし、耐ベルト層間セパレーション等を考慮
すれば、０．３ｍｍ以上必要である。

【００３３】前記のように構成されるベルト層（３）
は、上層（3a）と下層（3b）とが両側端で連続して、か
つ上下両層（3a）（3b）の線状補強材（31）（31）がタ
イヤ全周長にわたってそれぞれ同じ斜行方向で交差する
ことになるので、ベルト層（３）の両側端でも線状補強
材（31）（31）のずれが生じにくく、タイヤ周方向の伸
びを抑える充分な拘束力を持ち、幅方向中央部と変わら
ないタガ効果を発揮し、タイヤショルダー部の剛性低下
によるせり上がりを抑制でき、操縦安定性を良好に保持
できる。

【００３４】また、ベルト層（３）の上層（3a）と下層
（3b）が、それぞれの層内では同じ斜行方向をなして連
続して、タイヤ周上に通常ベルトのような重ね合された
接合部が存さない円環状をなしているため、タイヤ全周
にわたってベルト層が均一な形態に保持され、剛性およ
びタイヤユニフォミティが均一に保持され、耐久性を高
めることができる。

【００３５】なお、タイヤでの実際の使用上は、拘束耐
久性が特に要求される場合等の必要に応じて、前記のベ
ルト層（３）の上に、周方向に実質的に０°の角度を持
つスチールコードもしくは有機繊維コードからなるベル
ト補強層（６）を、図１に示すように追加する。

【００３６】上記の効果を確認するために、上記のベル
ト層（３）を備える実施例タイヤを製作し、コーナリン
グパワー、コーナリングフォース、高速耐久性、タイヤ
ユニフォミティに影響するＲＦＶ（ラジアルフォースバ
リエーション）、プライステアおよびタイヤ重量につい
て、それぞれ従来タイヤと比較したところ、下記表１の
とおりであった。

【００３７】下記の表１において、実施例１〜６は、い
ずれもタイヤサイズ２０５／５５Ｒ１６８９Ｖのタイ
ヤであり、ベルト構造については、ベルト幅を１７０ｍ
ｍ、コード打ち込み本数を表１のとおりとし、このベル
ト層の上には全面を覆うキャッププライとしてナイロン
繊維よりなるベルト補強層１層を配した。

【００３８】比較例１および２については、実施例と同
サイズのタイヤであり、比較例１のベルト構造について
は、従来同様のカットエンド構造の２枚重で、最大ベル
ト幅を１８４ｍｍ、コード打込み本数を表１のとおりと
し、このベルト層の上に前記キャッププライとしてのベ
ルト補強層１層と、カットエンド部を覆うエッジプライ
としてのベルト補強層１層とを配した。また比較例２の
ベルト構造については、ベルト層を本願と同様の螺旋状
に巻回した円環状ベルトとし、その上下層間にナイロン
繊維コードによるベルト補強層（８４０デニールの２本
撚コード、打込み本数３６本／インチ）を中芯として介
在させた。

【００３９】上記の各性能の試験は、ドラム試験機を使
用し、タイヤを標準リムに装着し、規定の空気圧、荷重
にして行ない、下記のとおり測定し評価した。

【００４０】コーナリングフォース（ＣＦ）について
は、横すべり角によって生じる力のタイヤ接地中心の進
行方向に直角な水平成分の最大値を測定した。またコー
ナリングパワー（ＣＰ）については、横すべり角を単位
量変化させた時に生じるコーナリングフォースの変化量
を測定（スベリ角±１°で測定）した。

【００４１】高速耐久性については、ＦＭＶＳＳの１０
９ステップ・スピードの試験方法に準じて行ない、故
障したときまでの時間を調べた。

【００４２】ＲＦＶ（ラジアルフォースパリエーショ
ン）およびプライステアについては、ＪＡＳＯのＣ６０
７自動車タイヤのユニフォーミティ試験方法に準じて
行なった。

【００４３】なお、それぞれの評価は、比較例１を１０
０として指数で表示した。このうちのＲＦＶ、プライス
テア、タイヤ重量については、指数値の小さいものほど
優れていることを示し、またコーナリングパワー、コー
ナリングフォース、高速耐久性については、指数値の大
きいものほど優れていることを示している。

【００４４】

【表１】

【００４５】上記の比較から明らかなように、実施例１
〜６のタイヤは、操縦安定性の目安となるコーナリング
パワー、コーナリングフォースが共にカットエンド構造
のベルト層による比較例１の場合とほぼ同等の結果が得
られた。また高速耐久性についても、比較例と同等ある
いはそれ以上の結果が得られた。その上、タイヤユニフ
ォミティに影響するＲＦＶおよびタイヤ重量を１０％前
後低減することができた。

【００４６】特に、本発明の実施例では、使用コードが
比較的細い線径のものを使用しているにも拘らず、両側
端のコードの折り曲げによる剛性向上によって充分な剛
性を確保でき、前記の結果が得られた。

【００４７】この本発明の実施例タイヤを、２５００ｃ
ｃの車両にて実車テストを実施したところ、操縦安定性
と乗り心地向上の評価も得られた。

【００４８】また円環状ベルトであっても、ナイロン繊
維によるベルト補強層を中芯としてベルト層の上下層間
に介在させた比較例２の場合、耐久性や剛性保持の効果
はあるものの、上下両層が補強層によって分断された形
態をなすことで、上下両層の線状補強材の相互干渉作用
が働かず、ベルト層に張力が生じた場合の延び変形抑制
の効果が小さく、プライステアが従来の２〜３倍にもな
り、直進性を悪化させる結果となった。

【００４９】これに対し、実施例１〜６の場合、上下両
層がトッピングゴム層により接合されて上下両層の線状
補強材材間にはトッピングゴム層が存するだけであるた
め、上下両層の線状補強材の相互干渉作用で、張力発生
時の延び変形抑制の効果、タガ効果が大きく、またプラ
イステアは問題のない範囲におさまっている。

【００５０】

【発明の効果】上記したように本発明の空気入りタイヤ
によれば、ベルト層を、上層と下層とが両側端で連結し
てかつそれぞれ同じ斜行方向でタイヤ周方向に連続した
円環状に形成してあるため、ベルト層の両側端でも充分
なタガ効果を発揮し、タイヤショルダー部の剛性低下を
抑制でき、コーナリングフォースを効率よく発生でき、
操縦安定性を改善できる。また線状補強材の線径を細く
しても、ベルト層両側端において充分な剛性を確保でき
るので、タイヤを軽量化した場合の操縦安定性も良好に
確保できる。

【００５１】また、ベルト層が円環状をなし、タイヤ周
上には通常ベルトにみられるような重ね合った接合部が
全く存在しておらず、段差がなくまた交差状態が変化す
ることもないので、ベルト層が良好な形態に保持され、
タイヤ周上で剛性およびタイヤユニフォミティが均一化
し、コーナリングフォース発生の不均一やベルト折れ等
が生じるおそれもなく、耐久性に優れる。

【００５２】したがって、本発明は、タイヤの軽量化と
とともに、ベルト端部の剛性向上によるコーナリングフ
ォース増加および操縦安定性、高速耐久性、タイヤユニ
フォミティの均一化等の両立を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の１実施例を示す空気入りタイヤの断面
図である。

【図２】同上のタイヤのベルト層に使用するベルトの展
開平面図である。

【図３】同上ベルトの断面図である。

【図４】同上ベルトの一部の略示平面図である。

【図５】従来タイヤの断面図である。

【符号の説明】

（１）カーカスプライ（２）ビード部（３）ベルト（3a）上層（3b）下層（30）リボン（31）線状補強材（32）トッピングゴム層（４）トレッド部（５）ショルダー部（６）ベルト補強層

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】両側のビード部間に掛け渡されたカーカス
プライの外側に、トレッド部におけるカーカスプライの
外側にベルト層が配置されて補強されている空気入りタ
イヤにおいて、前記ベルト層は、１本もしくは複数本の線状補強材にゴ
ムをトッピングして形成したリボンを、タイヤ周方向に
連続して螺旋状に巻回するとともに、１周する毎に周方
向に順次位置をずらせて隣接させ、上層と下層とを、タ
イヤ全周長にわたってそれぞれの層内では同じ斜行方向
をなして連続する円環状に形成したことを特徴とする空
気入りタイヤ。
【請求項２】上層と下層とは、リボンのトッピングゴム
層により他層を介在させずに接合一体化されてなる請求
項１に記載の空気入りタイヤ。
【請求項３】上層と下層との間のゴム層が、１．３ｍｍ
以下、０．３ｍｍ以上である請求項２に記載の空気入り
タイヤ。
【請求項４】線状補強材が、スチールコードもしくは高
張力を有する有機繊維コードまたはこれらの素材の単一
の線材よりなる請求項１〜３のいずれか１項に記載の空
気入りタイヤ。
【請求項５】線状補強材が、素線径０．１〜０．５ｍｍ
からなるスチールコードである請求項４に記載の空気入
りタイヤ。
【請求項６】スチールコードが、断面積０．２ｍｍ² 以
上である請求項５に記載の空気入りタイヤ。
【請求項７】請求項１〜６のいずれか１項に記載の空気
入りタイヤにおいて、平均ベルト周長を（ＬB ）、ベル
ト幅を（ＷB ）、送りピッチ数を（Ｎ）とするとき、送
りピッチ（Ｐ）、ベルト角度（θ）、リボン幅（ＷR ）
を、それぞれ下記式により設定してなることを特徴とす
る空気入りタイヤ。送りピッチＰ＝（ＬB −ＲL ）／Ｎベルト角度θ＝ｔａｎ^−１（ＷB ／Ｐ）リボン幅ＷR ＝ＲL ×ｓｉｎθ ただし、ＲL ＝ＬB ／（Ｎ×ｎ±１）（ここで、Ｎは偶
数、ｎは整数）