JP2005088590A - 複合ベルト構造とその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 ラジアルタイヤの中央部分を軽量に保ちつつショルダ部の強度を高め、高速走行時のクラックの発生等を防ぐ。
【解決手段】 ラジアルタイヤ２１が、ビードコア２２を含むビード部２３と、サイドウォール部２４と、トレッド部２５と、カーカスプライ３２からなるカーカス３１と、トレッドゴム３６とカーカス３１の間のベルト構造４０を有している。ベルト構造４０は、半径方向内側と外側のジグザグ状ベルト層４１，４２と、両者の間の螺旋状に巻かれたベルト層３９からなる。ジグザグ状ベルト層４１，４２の、複数のコード４６を含むストリップ４３が、両サイドウォール部２４の縁部の間をジグザグ状に延びており、中央部分内では各ストリップ４３は重なり合わず、外側に行くにつれて重なりを増していき、ショルダ部の縁部の折り返し点において完全に重なり合って折り返されている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、カーカスとベルト補強構造を有する空気入りタイヤに関し、特に、航空機に用いられるタイヤのような、高速で重荷重用のラジアルプライタイヤに関する。

高速用途のための空気入りタイヤは、タイヤが地面に接触し始めるときと接触しなくなるときに、タイヤのクラウン領域内に大きな撓みを受ける。この問題は、特に、離陸時や着陸時に２００ｍｐｈ（３２１．８ｋｍ／ｈ）を越える速度に到達することがある航空機用タイヤにおいて著しい。

タイヤが非常に高速で回転すると、クラウン領域は、トレッド領域を半径方向外側に引っ張る傾向がある大きな角加速度と速度のために、大きさが大きくなり易い。接触部分（コンタクトパッチ）として知られている、タイヤの小さな領域内のみで支持されている乗物の荷重が、これらの力に反作用している。
米国特許第５４２７１６７号明細書

特許文献１において、株式会社ブリヂストンの渡辺淳が、互いに積み重ねられた多数のベルトプライを用いると、外側に向かって大きくなって、ベルトおよびトレッドが切れて剥がれて散乱する原因となる、ベルト層の内側のクラックが生じ易いことを暗に示している。したがって、このようなベルトプライは航空機用としては用いられない。渡辺は、コード角度が内側ベルト層から外側ベルト層に向かって次第に大きくなっているならば、ジグザグ状ベルト層を半径方向内側ベルト層上に積み重ね得ることを見出した。言い換えると、半径方向内側のベルトプライが、プライの両側部、すなわち横方向の両縁部において曲がりながら、周方向において赤道面に対して５度から１５度のコード角度Ａで、実質的にジグザグ状の経路内を延びている複数のコードを収容している。半径方向外側のベルトプライの各々は、半径方向内側のベルトプライのコード角度Ａよりも大きいコード角度Ｂを有している。一実施例では、隣接する２つの半径方向内側ベルトプライの間の各側端部に、周方向に連続的に延びるストリップの追加の積層部分がさらに設けられており、半径方向内側ベルトプライが４つ以上あれば、これらの追加の積層部分が半径方向に次々に積み重ねられる。発明者の渡辺は、各プライの側端部またはトレッドの端部の近傍において周方向の剛性を局所的に大きくすることができ、それによって、高速走行中にトレッドの端部の近傍でタイヤが半径方向に大きくなるのを抑えることができることに気づいた。

本発明によって、タイヤの複合ベルト構造の形成方法が開示される。この方法は、複数のコードで補強され、かつジグザグ形状に巻かれて少なくとも２つのジグザグ状層を形成している、ストリップ幅Ｓ_Wのストリップを、凸状面を有する回転組立ドラム上に貼り付けるステップを開示し、凸状面を有するドラムは、中央部分にストリップ同士が重なり合わない複数の部分を有しており、各ストリップは１対のショルダ部まで交互に延び、各ショルダ部はストリップの互いに重なり合う複数の部分を有しており、中央部分は最大直径Ｄ₀を有し、両ショルダ部は最小直径Ｄ_iを有し、隣り合うストリップは中央部分では０から２ｍｍだけ互いに離れており、各ストリップが中央部分からベルト構造の横方向両端部に向かって延びるにつれて、各ストリップは各ショルダ部において重なりを増していき、最も狭い半径方向外側ベルト層の横方向両端部に半径方向内側で隣接するストリップの軸方向内側縁部から軸方向内向きに測定された、ショルダ部の１インチ（２５．４ｍｍ）あたりのコード数が、ベルト構造の中心平面上に中心を合わせて測定された、中央部分の１インチあたりのコード数よりも多い、複合ベルト構造のベルト層を形成する。

好ましくは、互いに重なり合わない中央領域内の複数のストリップがベルト幅Ｗの少なくとも５０％を占め、重なり合う各ショルダ部がベルト幅Ｗの２５％以下を占め、ベルト幅Ｗは、最も幅広いベルト層の横方向の両端部すなわち両縁部にて測定される。各ショルダ部内のストリップの重なり量は、中央部分に隣接する位置で０％よりも大きく、それから各ベルト層の横方向の最外縁部において最大で１００％にまで及ぶ。横方向縁部における折り返し点に隣接する、互いに隣り合う各ジグザグ状ストリップが、ストリップ幅Ｓ_Wの５０％以上の距離だけ重なり合うのが好ましい。

このような方法で、トレッドとカーカスとベルト補強構造を有している空気入りタイヤが製造され、ベルト補強構造が、横方向の各縁部の折り返し点まで交互に延び、タイヤの中心平面に対して５度から３０度の角度をなす複数のコードを有する、半径方向外側の少なくとも２つのジグザグ状ベルト層と、タイヤの中心平面に対して５度以下の角度で螺旋状に巻かれている複数のコードを有し、かつ半径方向外側の少なくとも２つのジグザグ状ベルト層の半径方向内側に位置する、螺旋状に巻かれた少なくとも１つのベルト層とを含む、コードで補強された層からなる複合ベルト構造を有し、最も広いベルト層の横方向の縁部同士の間の間隔がベルト幅Ｗを定め、各ジグザグ状ベルト層が、２本または多くとも２０本のコードの連続するストリップによって形成されており、各ストリップはストリップ幅Ｓ_Wと、ベルト幅Ｗの少なくとも５０％を占める中央部分で０から２ｍｍの距離だけ互いに離れた縁部を有し、ベルト幅Ｗの２５％以下を占める各ショルダ部でベルト層内の隣接するストリップの各縁部同士が重なり合って、１インチ（２５．４ｍｍ）あたりのコード数が中央部分よりもショルダ部で多いベルトを形成している。各ジグザグ状ベルト層内の隣り合うストリップの重なりは、ストリップ幅Ｓ_Wの０％よりも大きく、それから１００％にまで及ぶ。

好ましいベルト補強構造は、半径方向内側の２つのジグザグ状ベルト層に加えて、半径方向外側の少なくとも２つのジグザグ状ベルト層と、螺旋状に巻かれた少なくとも１つのベルト層とを有し、半径方向内側のジグザグ状ベルト層は、カーカスと、螺旋状に巻かれた少なくとも１つのベルト層との間に位置し、半径方向外側のジグザグ状ベルト層は、トレッドと、螺旋状に巻かれた少なくとも１つのベルト層との間に位置し、半径方向内側と半径方向外側のジグザグ状ベルト層の各々は、タイヤの中心平面に対して５度から３０度の角度で、ベルト層の横方向の各縁部における折り返し点まで交互に巻かれている複数のコードを有している。

本発明の一実施態様は、少なくとも５つのベルト層、すなわち、半径方向内側の２つのジグザグ状ベルト層と、螺旋状に巻かれた少なくとも１つの、好ましくは３つ以上のベルト層と、半径方向外側の２つのジグザグ状ベルト層とを有している。それに代わる他の実施態様では、螺旋状に巻かれたベルト層が、少なくとも１つのジグザグ状ベルト層の半径方向内側に位置してもよい。

こうして得られたベルト構造の各々は、軸方向の大きさが１インチ（２５．４ｍｍ）である領域Ｗ_C（＝２Ｗ_e）内の中心平面上に中心合わせされた中央部分で測定された、１インチ当たりのコード数がＸ本であり、ショルダ部の、１インチの幅だけ軸方向内側に延びている領域Ｗ_S（＝Ｗ_o）内の、最も幅の狭いベルト層の横方向の端部に隣接するストリップの軸方向内側縁部の位置において、Ｗ_Sで示される領域内の１インチ当たりのコード本数が、Ｗ_Cで示される領域内の１インチ当たりのコード本数Ｘの１０１％から２００％である。

［定義］
「エイペックス」は、ビードコアの半径方向上方に位置する、補強されないエラストマを意味する。

タイヤの「アスペクト比」は、その断面高さ（ＳＨ）の断面幅（ＳＷ）に対する比を、１００倍して百分率で表したものを意味する。

「軸方向」および「軸方向に」は、タイヤの回転軸に平行なラインまたは方向を意味する。

「ビード」は、フリッパ、チッパ、エイペックス、トゥガード、およびチェイファ等の、他の補強部材を含んでいても含んでいなくてもよく、設計リムにぴったり填る、プライコードによって巻かれて成形された環状の伸張部材を含むタイヤの部分を意味する。

「カットベルトまたはカットブレーカ補強構造」は、織られていても織られていなくてもよく、トレッドの下方に位置し、ビードに固定されておらず、タイヤの赤道面に対して１０度から３３度の範囲内の、右および左のコード角度を有する、互いに平行な複数のコードのプライからなる少なくとも２つのカット層を意味する。

「バイアスプライタイヤ」は、タイヤの赤道面に対して約２５〜５０度の角度をなして、ビードコアからビードコアまでタイヤを斜めに横切って延びる、カーカスプライ内の補強コードを備えたカーカスを有するタイヤを意味する。コードは、各層で交互に反対向きの角度で延びている。

「カーカス」は、ベルト構造、トレッド、アンダートレッド、およびプライの上方のサイドウォールゴムを除くが、ビードを含むタイヤ構造を意味する。

「周方向」は、軸方向に垂直な、環状トレッドの表面の周囲に沿って延びるラインまたは方向を意味する。

「チェイファ」は、コードプライをリムから保護し、たわみをリムの上方にて分散させ、タイヤを密封する、ビードの外側の周りに位置する狭いストリップ材を指す。

「チッパ」は、タイヤのビード部内に位置する補強構造を意味する。

「コード」は、タイヤ内のプライを構成する補強ストランドの１つを意味する。

「赤道面（ＥＰ）」は、タイヤの回転軸に垂直であり、タイヤのトレッドの中心を通過する平面を意味する。

「フリッパ」は、ビードコアとエイペックスの周りに巻かれた補強織物を意味する。

「フットプリント」は、速度０、かつ標準の負荷および圧力の下で、平坦な表面に接触する、タイヤの接触部分、すなわち接触領域を意味する。

「インナーライナ」は、チューブレスタイヤの内側の面を形成し、タイヤを膨らませる流体をタイヤ内に収容する、エラストマまたはその他の材料の１つまたは複数の層を意味する。

「ネット−グロス比」は、タイヤの、フットプリント内の、路面と接触するトレッドゴムを、フットプリント内の、溝などの非接触部分を含むトレッドの面積で割った比を意味する。

「公称リム直径」は、タイヤのビード部が置かれる位置におけるリムフランジの平均直径を意味する。

「標準膨張圧力」は、タイヤの使用条件に関する適切な標準化機関によって決められた特定の設計膨張圧力を指す。

「標準負荷」は、タイヤの使用条件に関する適切な標準化機関によって決められた特定の設計負荷を指す。

「プライ」は、ゴムで被覆された、互いに平行なコードの連続する層を意味する。

「半径方向」および「半径方向に」は、半径方向にタイヤの回転軸に向かう、またはタイヤの回転軸から離れる方向を意味する。

「ラジアルプライタイヤ」は、プライコードがタイヤの赤道面に対して６５゜から９０゜の間のコード角度でビードからビードへ延びている、ベルト付きの空気入りタイヤまたは周方向に拘束された空気入りタイヤを意味する。

「断面高さ（ＳＨ）」は、公称リム直径から、タイヤの赤道面におけるタイヤの外径までの半径方向の距離を意味する。

「ジグザグベルト補強構造」は、コード、または、各々の中に２本から２０本のコードを有し、互い違いのパターンに編まれて、ベルト層の横方向の縁部同士の間で５度から３０度の間の角度で延びる平行なコードからなるリボンの、少なくとも２つの層を意味する。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

図１および２において、図示されているように、符号２１は、各々が、ビードコア２２が埋め込まれている１対のビード部２３と、各ビード部２３からタイヤの半径方向において実質的に外側に延びているサイドウォール部２４と、これらの各サイドウォール部２４の半径方向外側端部の間で延びている実質的に円筒形状のトレッド部２５とを有している、航空機に取り付けられる、本発明の好適な実施形態のラジアルタイヤである。さらに、ラジアルタイヤ２１は、一方のビード部２３から他方のビード部２３へ円環状に延びるカーカス３１によって補強されている。カーカス３１は、少なくとも２つのカーカスプライ３２、例えば、図示している実施形態では６つのカーカスプライ３２からなる。これらのカーカスプライ３２のうち、４つの内側プライが、折り返し部を形成するように、ビードコア２２の周りをタイヤの内側から外側に向けて巻かれているのに対し、２つの外側プライは、内側プライの折り返し部の外側に沿ってビードコア２２まで下方へ延びている。これらのカーカスプライ３２の各々は、多数のナイロンコード、例えば、タイヤの赤道面Ｅに実質的に垂直に延びている（すなわちタイヤの半径方向に延びている）複数のナイロン−６，６コードを含んでいる。トレッドゴム３６が、半径方向においてカーカス３１の外側に配置されている。

図１において、明瞭にするために図面の右側においてのみ示されている複数の層３９，４１，４２を含む、上部の境界線を有する領域として、カーカス３１とトレッドゴム３６の間に配置されているベルト４０が示されており、カーカス３１の近くに位置している複数の内側ベルトプライ、すなわち層４１、つまり、図示されている実施形態では２つの半径方向内側ベルト層４１と、トレッドゴム３６の近くに位置している複数の半径方向外側ベルト層４２、すなわち図示されている実施形態では２つの半径方向外側ベルト層４２とを有している。図３および８に示すように、半径方向内側ベルト層４１の各々は、２つ以上のコード４６からなるゴム引きされたストリップ４３を設けること、ストリップ４３を、通常、ジクザグ状経路を形成する層の各側端部、すなわち横方向縁部４４と４５の間で延びるように斜めにしながら、凸状面を有する組立ドラム１０上に周方向に巻き付けること、および、ベルトの全幅Ｗの約５０％以上を占める中央部分において、隣り合う各ストリップ４３の間に０ｍｍから２ｍｍにまで及ぶ隙間を形成するように、ストリップ４３を、だいたいストリップ幅Ｓ_Wと同じかそれより大きい幅だけ周方向にずらしながら、このような巻き付けを何回も行うことによって形成されている。その後、ストリップ４３は、各ショルダ部の各ベルト層の隣り合うストリップ４３に重なり合い、その重なり量は０％より僅かに大きく、ストリップ４３が中央部分から各ベルト層の横方向端部まで延びるにつれて１００％に至るまで大きくなる。各ショルダ部は、ベルトの全幅Ｗの２５％以下だけ広がっている。その結果、複数のコード４６は、両端部４４，４５における折り返し点で曲げ方向を変えながら、周方向に実質的にジグザグ状に延び、第１の半径方向内側ベルト層４１の中央部分全体にわたって、第１の半径方向内側ベルト層４１内に実質的に同じ深さに埋め込まれ、互いに重なり合うショルダ部において各ショルダ部内のコード密度を大きくする。さらに、前記した方法によって半径方向内側ベルト層４１を形成するようになっており、複数のコード４６が次々に置かれ、それによって、それぞれのプライが互いに交差する第１および第２の２つの半径方向内側ベルト層４１が形成される。同様に、半径方向外側ベルト層４２が同じ方法を用いて形成されている。複数のコード４６からなる、螺旋状に巻かれた少なくとも１つのベルト層３９が、半径方向内側ベルト層４１と半径方向外側ベルト層４２の間に位置しており、コード４６は、周方向に対してプラスマイナス５度以下の角度で巻かれている。

航空機用の空気入りラジアルタイヤには様々なサイズが存在し、図示されているタイヤ２１は、プライレーティングが２６である４２ｘ１７．０Ｒ１８タイヤであり、このタイヤ２１は、図９に示すように、複合ベルト補強構造を有している。図９に示すように、タイヤ２１は、２つの半径方向内側のジグザグ状ベルト層４１と、３つの螺旋状ベルト層３９と、２つの半径方向外側のジグザグ状ベルト層４２を有している。

図示されているように、半径方向内側のジクザグ状ベルト層４１の横方向の縁部から縁部までのベルトの全幅Ｗは３２０ｍｍである。中央部分の幅はベルトの全幅Ｗの約５０％であり、各ショルダ部の幅はベルトの全幅Ｗの２５％である。図示されているように、（被覆部を除く）中央部分のベルトの総厚は８．５ｍｍである。この厚さは、複数のストリップがジグザグ状ベルト層４１，４２内で重なり合うショルダ部における、ジグザグ状ベルト層４１，４２内の重なり合っていないストリップの厚さを反映している。従って、２つのベルト層は重なりを増していき、中央部分の近くではストリップが２層であるが、それからストリップが２層よりも多くの層、すなわち３層になり、折り返し位置においてストリップが４層になる。従来のジグザグ状ベルト層は、２層から、折り返し位置において３層になっている。従って、隣接するストリップを表面が平坦な円筒状に組み立てるジグザグ状ベルト層の形成方法によると、１インチ（２５．４ｍｍ）当たりの端末数で表されるコード密度が、非常に小さい。図９に示す本発明のタイヤは、ベルト構造の中心平面と、折り返し部の近傍において１インチ当たりのコード数が１１０であり、各ショルダ部の軸方向内向きに測定されたコード密度は、１インチ当たりのコード数が１５０である。あらゆるサイズのタイヤにおいて、ストリップ４３が、前記したように、外周の３６０度ごとに少なくとも１回、プライの両側端部４４と４５の間を往復する場合、半径方向内側ベルトプライ４１のコード４６が、タイヤの赤道面に対して、５度から１５度のコード角度Ａで互いに交差する。一般に、複数回往復させることによって、ジグザグ状ベルト層のコード角度を１５度から３０度までの範囲内に入るようにすることができる。

図示されている実施形態では、ベルト４０が半径方向外向きに形成され、トレッドゴム３６に近づくにつれて、半径方向内側ベルト層４１の幅が狭くなっている。さらに、半径方向内側ベルト層４１を、前記したように、互いに平行に配置されている複数のコード４６を含むゴム引きストリップ４３を巻くことによって形成する場合には、半径方向内側ベルト層４１を形成する時間を短くすることができ、また、コードの傾きを、必要に応じて大きくすることも小さくすることもできる。しかしながら、ストリップ４３は、図５に示すように、ベルト層の側端部４４，４５において小さな曲率半径Ｒで曲げられ、それによって、大きな圧縮ひずみが、ストリップ４３内の曲率Ｒの最も内側に位置するコード４６に生じ、残留ひずみとして残る。コード４６がナイロンコードである場合には、圧縮ひずみが２５％を越えると、コード疲労を促進するおそれがある。しかしながら、比Ｒ／Ｓ_W（Ｒはベルト層の側端部４４，４５におけるストリップ４３の曲率半径（ｍｍ）であり、Ｓ_Wはストリップ４３の幅である）が、図６に示すように少なくとも２．０であると、コード４６に生じる圧縮ひずみは２５％より大きくならないように抑えられる。したがって、半径方向内側ベルト層４１が、複数のナイロンコード４６を内部に含むゴム引きストリップ４３を用いて形成されるときには、Ｒ／Ｓ_Wの値が少なくとも２．０であることが好ましい。図５に示すようにストリップ４３がプライの両側端部４４，４５において円弧形状に曲げられる場合に加えて、図６に示すように、ストリップ４３が、側端部４４（４５）に沿って延びる直線部分と、その直線部分の各端部に位置する円弧部分を有していてもよい。後者の場合であっても、円弧部分のＲ／Ｓ_Wの値が少なくとも２．０であるのが有利である。さらに、ストリップ４３が、隣接するストリップに重なって次第に重なりを増していき、同時に、ベルト層の両側端部４４，４５において所定の曲率半径で曲げられながら巻かれるときには、図７に示すように４つのストリップ４３がその全幅に至るまで互いに重なり合うことによって形成される、湾曲した三角形の領域４７が、それらの曲げ部分において、または、図５に示されているように周方向におけるプライの両側端部４４，４５の近傍において、繰り返し形成される。これらのストリップ４３は、それぞれの形成工程によって互いに重なり合わされる。重なり合う幅は、周方向の位置に応じて、周方向に連続的に変化する。さらに、前記したように、半径方向内側ベルト層４１の幅が半径方向外側に向かって狭くなっているため、これらの重ねられた曲げ部分４７は、図７に示すように半径方向外側に形成されるときに軸方向内側に曲がる。曲げ部分４７内において、上部ストリップ４３ａと下部ストリップ４３ｂの間に挟まれた２つの中間ストリップ４３ｃの横方向外側端部が、図７に示すように中間ストリップ４３ｃより半径方向内側に位置する領域４７に重なっている。ベルト４０が、これらのジグザグ状ベルト層４１によって構成されているときには、全体の強度を維持するが重量を減らしつつ、ベルト層、すなわちプライの総数を減らすことができ、また、高速走行中に定常波が発生するのを防ぐこともできる。複合ベルト構造４０の中間ベルト層３９は、半径方向内側ベルト層４１の周りに螺旋状に巻かれている。図７に示すように、螺旋状に巻かれたベルト層３９は、２つの半径方向内側ベルト層４１を完全に横切って延び、端部４１ａのすぐ内側の部分３９ａで終わっている。各ストリップ４３内のコード４６は、周方向の赤道面に対して５度以下の角度で延びている。図示されているように、各ストリップ内に４つのコードがある。実際に、ベルト層４１，３９，および４２の各ストリップは、２本のコード４６または最大２０本までのコード４６を用いて、各ストリップ内に２本から２０本の範囲内の複数のコードを有するストリップまたはリボンとして巻くことができた。４２ｘ１７．０Ｒ１８のサイズの典型的なタイヤ２１では、１つのストリップ４３ごとに８本のコードを有するストリップ４３が用いられている。ストリップ４３は幅Ｓ_Wを有し、幅Ｓ_Wは０．５インチ（１２．７ｍｍ）である。半径方向内側と半径方向外側のベルト層４１，４２のジグザク状経路を形成するように曲げるのを容易にするために、ストリップ幅Ｓ_Wは１．０インチ（２５．４ｍｍ）以下であるのが好ましいと考えられている。

最も好ましい実施形態では、ベルト層４１，３９，および４２は全て、単に、少なくとも２つの半径方向内側ジグザグ状ベルト層４１を形成し、続いて、螺旋状に巻かれた少なくとも１つのベルト層３９を形成し、続いて、少なくとも２つの半径方向外側ベルト層４２を形成する、連続するストリップ４３から形成される。あるいは、螺旋状に巻かれた複数のベルト層３９を、ストリップ４３とは別個の層として形成することができる。このような構成にするための代替方法によると、コード４６を、ジグザグ状ベルト層４１および４２とは異なるサイズにすることができ、またはジグザグ状ベルト層４１および４２とは異なる材料にすることさえもできる。好ましい実施形態のコード４６は、１．２ｍｍ（０．０４８インチ）の直径を有する１８９０ ２／２ナイロンから形成されている。１５００デニール／３フィラメント（フィラメント３本当たり１６６．７ｇ／ｋｍ）から、３０００デニール／３フィラメント（フィラメント３本当たり３３３．３ｇ／ｋｍ）程度までの強度を有しているアラミドのベルト層を、伸びの大きな鋼コードと同様に用いることができる。本発明の最も重要な点であると思われることは、周方向のベルト層３９をジクザグ状ベルト層４１と４２の間に配置することによって、ベルトの縁部４４，４５のみならず、特にトレッド３６のクラウン領域においても、タイヤが周方向に大きくなることを大幅に抑えられることである。螺旋状に巻かれた周方向のベルト層３９が、タイヤのクラウン領域が大きくなるのに対して抵抗することによって、外部の物体による損傷のために切れ易い傾向が大幅に低減され、溝の下方におけるトレッドへのクラックの発生も低減される。このことは、タイヤの高速耐久性が非常に向上し、その荷重容量が大きくなりさえすることを意味する。ラジアルプライカーカス上のジグザグ状リボンのみからなる複数の層を用いている航空機用タイヤが、非常に優れた横方向のコーナーリング力を示した。これは、螺旋状ベルト層を、乏しいコーナーリング力特性または横方向の力の特性を示すカットベルト層と組み合わせて用いているラジアルタイヤの共通の問題である。あいにく、全てジグザグ状ベルト層を用いると、それよりも平凡である螺旋状ベルト層をカットベルト層と組み合わせて用いることよりも劣った、乏しい負荷容量および耐久性しか得られない。

前記したベルト構造は、ストリップを、リニアスライド上に取り付けられているスプールから、湾曲した、または凸状面を有する組立ドラム１０、すなわちマンドレル上に供給することによって形成される。凸状面を有する組立ドラム１０は、中央部分の中心平面において最大直径Ｄ₀を有しており、中央部分はベルトの最大幅Ｗの５０％だけ広がっている。凸状面を有する組立ドラム１０は、各ショルダ部において、小さな直径、すなわち最小直径Ｄ_iを有している。曲率は、結果的に平滑で均一になるような曲率であるのが好ましい。ストリップがジグザグ状ベルト層を形成するように貼り付けられると、ストリップは、中心平面を横切って約１５度から３０度の角度をなすように配置され、中心平面において、０ｍｍの隙間、または最大２．０ｍｍの隙間だけ互いに離れて隣接する。ストリップがショルダ部まで延びるとき、そのストリップは、隣り合うストリップに重なり合う。その重なり量は、０ｍｍよりも僅かに大きい量から、ストリップ幅Ｓ_Wの１００％にまで及ぶ。さらに図示しているように、全てのベルト層を囲む幅１インチ（２５．４ｍｍ）の領域である、Ｗ_Cで示されている領域内の中心平面において測定したときの、中央部分のコード密度Ｘは、およそコード１１０本である。ストリップの軸方向内側縁部において測定され、１インチ（２５．４ｍｍ）の長さだけ延びているときの、折り返し点に近接する領域内のコード密度はＸよりも大きくなるまで増大し、好ましくはＸの１０％から２００％まで増大し、図示しているようにＸの１３６％、すなわちコード１５０本まで増大してもよい。このコード密度の増大は、一つには、湾曲する組立ドラム上でベルトを組み立てることと、ストリップがショルダ部で重なり合えるようにすることによる。サイズが４２ｘ１７．０Ｒ１８のタイヤのクラウンにおける直径Ｄ₀が最大３７．５インチ（９５３ｍｍ）であるとすると、クラウンにおけるＤ_iが小さくなって所望の重なりが達成され、適切な小さな曲率を選択することによって、ストリップ同士の重なりは、それらが横方向縁部に向かって延びるにつれて大きくなる。この考えは、中心平面の周方向の長さがπＤ₀になり、ショルダ部における距離がπＤ_iになるということに依拠しており、差π（Ｄ₀−Ｄ_i）は、ストリップ４３がショルダ部において余剰長さを有することを必要とするであろう。仮に重なりが生じないならば、ジグザグの角度が、重なり合わせることによって全て吸収されるような外周の差をさらに大きくする。このことは、独自のことであるが、コード４６の密度をショルダ部で大きくし、タイヤ２１の強度を劇的に高める。

容易に理解できるように、ショルダ部のベルトの強度は非常に大きく増大するが、中央部分は軽量であるという利点がある。実際に、ストリップの隙間を２．０ｍｍ程度にすることによって、中央部分を、複数のジグザグ状ベルト層が当接する配置よりも軽くすることができ、それによって、重なり合っている複合ベルト構造の全重量を、重なり合っていないベルト構造と等しくすることができるが、タイヤの、非常に良好な、最も損傷し易いショルダ部内の強度と耐久性能をもたらす。

本発明は、ジグザグ型ベルト構造の耐久性を大幅に向上させ、一方では、図１０に示すように非常に良好な横方向力の特性を達成する。横方向力に関しては、全てがジグザグ状ベルトであるタイヤＡは、螺旋状ベルトとカットベルト層の組み合わせであるタイヤＣよりも良好であることが判る本発明のベルトＢよりも僅かに良好である。それにもかかわらず、全てがジグザグ状ベルトであるタイヤＡは、２倍の過荷重が必要とされる、誘導路の移動および離陸の試験に耐えることができないのに対して、本発明のタイヤＢは、これらの動的試験の要求に容易に応えることができる。

本発明のタイヤは、トレッドのすぐ下にナイロンの被覆５０を有している。被覆５０は、タイヤの再生を助けるために用いられる。

本発明のさらなる改良点としては、１つまたは複数の螺旋状ベルト層３９が用いられていれば、隣接するストリップ４３もまた重なり合えることがある。その重なりは、好ましくは少なくとも０％より大きく、最大でも１００％までであり、より好ましくは、ストリップ４３の幅の約５０％である。さらなる改良点としては、重なり量が、ベルト４０の幅に沿ってあらゆる位置で調節できることである。一例としては、螺旋状ベルト層３９の重なりは、各ショルダ部において大きくすることができ、ジグザグ状ベルト層４１，４２とともに螺旋状ベルト層３９の、有用なコード密度の増大を達成することができる。ジグザグ状ベルト層４１，４２の重要な特徴は、凸状面を有するドラム１０の曲率の作用として、重なりが達成されることである。円筒状ドラムまたは凸状面を有するドラム１０の上で、螺旋状ベルト層３９の重なりを変えることができ、しかし、ストリップ４３用の送り出しスプールの直線的な運動を、重なりを局所的に増大または低減するために調節する必要がある。

本発明によるタイヤの第１の実施形態の半分の断面図である。 図１に示すタイヤの一部切り欠き平面図である 凸状面を有する組立ドラム上での形成の途中の内側または外側のジグザグ状ベルト層の模式的斜視図である。 形成開始時の、組立ドラム上の内側または外側のジグザグ状ベルト層の模式的展開図である。 組立ドラム上に形成された第１のジグザグ状ベルト層の断面図である。 形成開始時の、ベルト層の側端部近傍の内側または外側のジグザグ状ベルト層の拡大展開図である。 形成途中の間、ベルト層の側端部近傍の内側ベルト層の他の実施形態の拡大展開図である。 ジグザグ状ベルト層の半径方向内側の螺旋状ベルト層を示す、ベルト構造の側端部近傍の複合ベルト層の模式的拡大断面図である。 ジグザグ状ベルト層の半径方向外側の螺旋状ベルト層を示す、ベルト構造の側端部近傍の複合ベルト層の模式的拡大断面図である。 最も外側に位置する好ましい複合ベルト構造の模式的展開図である。 側縁部に近づくにつれて各ストリップの重なりが増していくのを破線で表している、複合ジグザグ状ベルト層の一部の平面図である。 ヨー角に対する横方向力をポンド単位で示す表である。

符号の説明

１０ 組立ドラム
２１ ラジアルタイヤ
２２ ビードコア
２３ ビード部
２４ サイドウォール部
２５ トレッド部
３１ カーカス
３２ カーカスプライ
３６ トレッドゴム
３９ 螺旋状に巻かれたベルト層
４０ ベルト
４１ 半径方向内側のジグザグ状ベルト層
４２ 半径方向外側のジグザグ状ベルト層
４３ ストリップ
４４，４５ 横方向縁部
４６ コード
Ｒ 曲率半径
Ｗ ベルトの全幅
Ｓ_W ストリップ幅
Ｄ₀ 最大直径
Ｄ_i 最小直径

Claims (3)

1. タイヤ用の複合ベルト構造を形成する方法において、
   複数のコードで補強され、かつジグザグ形状に巻かれて少なくとも２つのジグザグ状層を形成している、ストリップ幅Ｓ_Wのストリップを、凸状面を有する回転組立ドラム上に貼り付けるステップを含み、
   前記の凸状面を有するドラムは、中央部分に前記ストリップ同士が互いに重なり合わない複数の部分を有しており、前記各ストリップは１対のショルダ部まで交互に延び、前記各ショルダ部は前記ストリップ同士が互いに重なり合う複数の部分を有しており、前記中央部分は最大直径Ｄ₀を有し、前記両ショルダ部は最小直径Ｄ_iを有し、隣り合う前記ストリップは前記中央部分では０から２ｍｍだけ互いに離れており、前記各ストリップが前記中央部分から前記ベルト構造の横方向両端部に向かって延びるにつれて、前記各ストリップは前記各ショルダ部分において重なりを増していき、最も狭い半径方向外側ベルト層の横方向両端部に半径方向内側で隣接する、前記ストリップの軸方向内側縁部から軸方向内向きに測定された、前記ショルダ部の１インチ（２５．４ｍｍ）あたりのコード数が、前記ベルト構造の中心平面上に中心を合わせて測定された、前記中央部分の１インチあたりのコード数よりも多い、複合ベルト構造のベルト層を形成する
   ことを特徴とする、タイヤ用の複合ベルト構造を形成する方法。
2. カーカスとベルト補強構造を有している空気入りタイヤにおいて、
   ベルト補強構造が、横方向の各縁部の折り返し点まで交互に延び、タイヤの中心平面に対して５度から３０度の角度をなす複数のコードを有する、半径方向外側の少なくとも２つのジグザグ状ベルト層と、タイヤの前記中心平面に対して５度以下の角度で螺旋状に巻かれている複数のコードを有し、かつ前記の半径方向外側の少なくとも２つのジグザグ状ベルト層の半径方向内側に位置する、螺旋状に巻かれた少なくとも１つのベルト層とを含む、コードで補強された層からなる複合ベルト構造を有し、最も広いベルト層の前記横方向の縁部同士の間の間隔がベルト幅Ｗを定め、
   前記各ジグザグ状ベルト層が、２本または多くとも２０本のコードの連続するストリップによって形成されており、前記各ストリップはストリップ幅Ｓ_Wと、前記ベルト幅Ｗの少なくとも５０％を占める中央部分で０から２ｍｍの距離だけ互いに離れた縁部を有し、前記ベルト幅Ｗの２５％以下を占める各ショルダ部でベルト層内の隣接する前記ストリップの各縁部同士が重なり合って、１インチ（２５．４ｍｍ）あたりのコード数が前記中央部分よりも前記ショルダ部で多いベルトを形成している
   ことを特徴とする空気入りタイヤ。
3. トレッドとカーカスとベルト補強構造を有している空気入りタイヤにおいて、
   ベルト補強構造が、横方向の各縁部の折り返し点まで交互に延び、タイヤの中心平面に対して５度から３０度の角度をなす複数のコードを有する、半径方向内側の少なくとも２つのジグザグ状ベルト層と、タイヤの前記中心平面に対して５度以下の角度で螺旋状に巻かれている複数のコードを有し、かつ前記の半径方向内側の少なくとも２つのジグザグ状ベルト層の半径方向外側に位置する、螺旋状に巻かれた少なくとも１つのベルト層とを含む、コードで補強された層からなる複合ベルト構造を有し、最も広いベルト層の前記横方向の縁部同士の間の間隔がベルト幅Ｗを定め、
   前記各ジグザグ状ベルト層が、２本または多くとも２０本のコードの連続するストリップによって形成されており、前記各ストリップはストリップ幅Ｓ_Wと、前記ベルト幅Ｗの少なくとも５０％を占める中央部分で０から２ｍｍの距離だけ互いに離れた縁部を有し、前記ベルト幅Ｗの２５％以下を占める各ショルダ部でベルト層内の隣接する前記ストリップの各縁部同士が重なり合って、１インチ（２５．４ｍｍ）あたりのコード数が前記中央部分よりも前記ショルダ部内で多いベルトを形成している
   ことを特徴とする空気入りタイヤ。

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