JP2013173325A - 空気入りタイヤおよび空気入りタイヤにおける周方向ベルト層の形成方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】ベルト耐久性を向上させた空気入りタイヤおよびその周方向ベルト層の形成方法を提供する。
【解決手段】空気入りタイヤの周方向ベルト層の形成方法は、周方向ベルト層のタイヤ幅方向端からタイヤ赤道面に向かってストリップの2倍幅のタイヤ幅方向内側までの領域をベルト端部領域と定義したとき、ベルト端部領域のタイヤ幅方向内側から、ストリップを、カーカスのクラウン部の外周長の1.5倍の周長に対して、タイヤ幅方向内側から外側に向かって、ストリップ幅の1.5倍の移動量でずらしながら巻き付ける工程と、ストリップを、カーカスのクラウン部外周長の1.5倍の周長に対して、タイヤ幅方向外側から内側に向かって、ストリップ幅の1.5倍の移動量でずらしながら巻き付ける工程と、ベルト端部領域の幅方向外側にあるストリップを、タイヤ幅方向端を中心に幅方向内側に折り返す工程と、を含む。
【選択図】図4
【解決手段】空気入りタイヤの周方向ベルト層の形成方法は、周方向ベルト層のタイヤ幅方向端からタイヤ赤道面に向かってストリップの2倍幅のタイヤ幅方向内側までの領域をベルト端部領域と定義したとき、ベルト端部領域のタイヤ幅方向内側から、ストリップを、カーカスのクラウン部の外周長の1.5倍の周長に対して、タイヤ幅方向内側から外側に向かって、ストリップ幅の1.5倍の移動量でずらしながら巻き付ける工程と、ストリップを、カーカスのクラウン部外周長の1.5倍の周長に対して、タイヤ幅方向外側から内側に向かって、ストリップ幅の1.5倍の移動量でずらしながら巻き付ける工程と、ベルト端部領域の幅方向外側にあるストリップを、タイヤ幅方向端を中心に幅方向内側に折り返す工程と、を含む。
【選択図】図4
Description
本発明は、タイヤ赤道面に沿って延びるコードをゴムで被覆した周方向ベルト層を有する空気入りタイヤ、およびその周方向ベルト層の形成方法に関するものである。
近年、車両の高速化や低床化の要求により、装着タイヤはより扁平化され、これに伴って標準内圧付与時のトレッド部の径方向成長量は一層増大してゆく傾向にある。このトレッド部における径方向成長量の増加は、ベルト端部での応力集中を増幅して当該部分での耐久性の低下を招くため、特にベルトエンドセパレーションを早期に発生させる要因となる。
すなわち、扁平比の小さいタイヤでは、内圧付与時のトレッド部、特にショルダー部近傍の径成長量が増大することが問題になるから、タイヤの周方向に配置した補強素子による周方向ベルト層にて径成長を抑制する技術が必要となる。
すなわち、扁平比の小さいタイヤでは、内圧付与時のトレッド部、特にショルダー部近傍の径成長量が増大することが問題になるから、タイヤの周方向に配置した補強素子による周方向ベルト層にて径成長を抑制する技術が必要となる。
周方向ベルト層にて径成長を抑制する技術について、特許文献1には、カーカスの周りにタイヤ赤道面に対し、10゜〜40゜の傾斜角にて互いにタイヤ赤道面を挟み交差する多数のコードを補強要素とする、少なくとも2層の傾斜ベルトを有し、さらに傾斜ベルトのタイヤ径方向内側に位置する、少なくとも1層よりなり、波形もしくはジグザグ形をなす多数のコードの補強要素を全体としてタイヤ赤道面に沿う配向としたストリップによる周方向ベルト層を有する構造が開示されている。
ここで、従来の周方向ベルト層の形成方法の一例を、周方向ベルト層を巻き付けたドラムの展開平面図を示す図1を用いて説明する。周方向ベルト層は、1本以上のコードをゴムで被覆したストリップを、タイヤ赤道面に沿って螺旋巻回することによって形成される。
具体的には、図1(a)に示すように、タイヤ幅方向内側の、図示例ではタイヤ赤道面CLに隣接した位置Aから、矢印方向に位置B’までストリップSをドラムD上に巻き付ける。このとき、位置Aから位置B’までドラムDを1周する間に、ストリップSの幅分だけ、タイヤ幅方向外側にずらしている。続けて、位置B(位置B’と位置Bは同じ位置を表す)から位置C’までストリップSをドラムD上に巻き付ける。
次に、図1(b)に示すように、周方向ベルト層のタイヤ幅方向端Eを形成するために、位置Cから矢印方向に位置C’までタイヤ赤道面CLに平行に、ストリップSをドラムD上に巻き付ける。
そして、図1(c)に示すように、位置Cから矢印方向に位置B’まで、ストリップSをドラムD上に巻き付け、続けて、位置Bから位置A’までストリップSをドラムD上に巻き付ける。この後のストリップSの巻回については図示を省略するが、引き続き、ストリップSをドラムD上で螺旋巻回する。
なお、説明のために、隣り合うストリップS同士はわずかに離して図示しているが、実際には離れていないものとする。
具体的には、図1(a)に示すように、タイヤ幅方向内側の、図示例ではタイヤ赤道面CLに隣接した位置Aから、矢印方向に位置B’までストリップSをドラムD上に巻き付ける。このとき、位置Aから位置B’までドラムDを1周する間に、ストリップSの幅分だけ、タイヤ幅方向外側にずらしている。続けて、位置B(位置B’と位置Bは同じ位置を表す)から位置C’までストリップSをドラムD上に巻き付ける。
次に、図1(b)に示すように、周方向ベルト層のタイヤ幅方向端Eを形成するために、位置Cから矢印方向に位置C’までタイヤ赤道面CLに平行に、ストリップSをドラムD上に巻き付ける。
そして、図1(c)に示すように、位置Cから矢印方向に位置B’まで、ストリップSをドラムD上に巻き付け、続けて、位置Bから位置A’までストリップSをドラムD上に巻き付ける。この後のストリップSの巻回については図示を省略するが、引き続き、ストリップSをドラムD上で螺旋巻回する。
なお、説明のために、隣り合うストリップS同士はわずかに離して図示しているが、実際には離れていないものとする。
ところで、上述したように、ストリップSを螺旋巻回することにより周方向ベルト層を形成する場合、タイヤ幅方向外側からストリップSの巻回を開始すると、コードの切断端である巻回開始端および巻回終了端が露出することとなる。すると、巻回開始端および巻回終了端を起点としたセパレーションが発生するおそれがある。
それゆえ、ストリップSを、タイヤ赤道面CL付近のタイヤ幅方向内側から巻き始め、一方の外側端まで到達した後内側に戻り、他方の外側端まで到達した後再度内側に戻り、巻き始め位置の付近で巻き終わることが好ましい。
その際、図1(b)で示したように、周方向ベルト層のタイヤ幅方向端EのドラムD一周分は、タイヤ赤道面CLに平行に巻き付ける。この一周の巻回をせず、ストリップSを内側に折り返してしまうと、周方向ベルト層の端部での周方向強度が不足し内圧が保持できないだけではなく、荷重接地した場合に当該端部が最も応力が高くなることで、当該端部のコードが疲労破断してしまうからである。
それゆえ、ストリップSを、タイヤ赤道面CL付近のタイヤ幅方向内側から巻き始め、一方の外側端まで到達した後内側に戻り、他方の外側端まで到達した後再度内側に戻り、巻き始め位置の付近で巻き終わることが好ましい。
その際、図1(b)で示したように、周方向ベルト層のタイヤ幅方向端EのドラムD一周分は、タイヤ赤道面CLに平行に巻き付ける。この一周の巻回をせず、ストリップSを内側に折り返してしまうと、周方向ベルト層の端部での周方向強度が不足し内圧が保持できないだけではなく、荷重接地した場合に当該端部が最も応力が高くなることで、当該端部のコードが疲労破断してしまうからである。
以上のような方法で周方向ベルト層を形成すると、周方向ベルト層のタイヤ幅方向端E付近において、周方向ベルト層の層数が均一ではない。
すなわち、図1に示す方法によりストリップSを巻回した周方向ベルト層の各領域において、ストリップSが何層であるかを示した図2を用いて説明すると、領域C1において、ストリップSは1層であり、領域B2、C2、C2’において、ストリップSは2層であり、領域C3において、ストリップSは3層である。
このように、周方向ベルト層のタイヤ幅方向端E付近において、周方向ベルト層の層数が不均一であると、耐久性能、摩耗性能および転がり抵抗性能が悪化することが問題となっていた。
すなわち、ストリップSが1層の領域C1では、剛性の不足により発生する偏摩耗や、領域C1の内層の部材の破壊が発生するおそれがある。また、ストリップSが3層の領域C3では、タイヤ加硫時にタイヤの内部からの圧力によりゴムが流動し、領域C3の層間ゲージが極めて薄くなりこの部分に歪が集中し、故障の起点となってしまうおそれがある。
すなわち、図1に示す方法によりストリップSを巻回した周方向ベルト層の各領域において、ストリップSが何層であるかを示した図2を用いて説明すると、領域C1において、ストリップSは1層であり、領域B2、C2、C2’において、ストリップSは2層であり、領域C3において、ストリップSは3層である。
このように、周方向ベルト層のタイヤ幅方向端E付近において、周方向ベルト層の層数が不均一であると、耐久性能、摩耗性能および転がり抵抗性能が悪化することが問題となっていた。
すなわち、ストリップSが1層の領域C1では、剛性の不足により発生する偏摩耗や、領域C1の内層の部材の破壊が発生するおそれがある。また、ストリップSが3層の領域C3では、タイヤ加硫時にタイヤの内部からの圧力によりゴムが流動し、領域C3の層間ゲージが極めて薄くなりこの部分に歪が集中し、故障の起点となってしまうおそれがある。
そこで、本発明者は、周方向ベルト層をストリップの螺旋巻回にて成形する方途について鋭意究明し、特に周方向ベルト層のタイヤ幅方向端部領域におけるストリップの巻き付け構造を工夫することが有効であることを見出し、本発明を完成するに到った。
本発明の目的は、周方向ベルト層のタイヤ幅方向端部領域が2層となるようにストリップを螺旋巻回して、周方向ベルト層を形成する方法および、その周方向ベルト層を有する空気入りタイヤを提供することにある。
本発明の目的は、周方向ベルト層のタイヤ幅方向端部領域が2層となるようにストリップを螺旋巻回して、周方向ベルト層を形成する方法および、その周方向ベルト層を有する空気入りタイヤを提供することにある。
本発明の要旨は、以下のとおりである。
(1)空気入りタイヤのカーカスのクラウン部のタイヤ径方向外側に配置され、タイヤ赤道面に沿って延びる少なくとも1本のコードをゴムで被覆したストリップをタイヤ周方向に螺旋巻回してなる、2層の周方向ベルト層を形成するに当たり、
前記周方向ベルト層のタイヤ幅方向端からタイヤ赤道面に向かってストリップの2倍幅のタイヤ幅方向内側までの領域をベルト端部領域と定義したとき、
前記ベルト端部領域のタイヤ幅方向内側から、ストリップを、前記カーカスのクラウン部の外周長の1.5倍の周長に対して、タイヤ幅方向内側から外側に向かって、ストリップ幅の1.5倍の移動量でずらしながら巻き付ける工程と、
ストリップを、前記カーカスのクラウン部外周長の1.5倍の周長に対して、タイヤ幅方向外側から内側に向かって、ストリップ幅の1.5倍の移動量でずらしながら巻き付ける工程と、
ベルト端部領域の幅方向外側にあるストリップを、タイヤ幅方向端を中心に幅方向内側に折り返す工程と、
を含むことを特徴とする空気入りタイヤの周方向ベルト層の形成方法。
(1)空気入りタイヤのカーカスのクラウン部のタイヤ径方向外側に配置され、タイヤ赤道面に沿って延びる少なくとも1本のコードをゴムで被覆したストリップをタイヤ周方向に螺旋巻回してなる、2層の周方向ベルト層を形成するに当たり、
前記周方向ベルト層のタイヤ幅方向端からタイヤ赤道面に向かってストリップの2倍幅のタイヤ幅方向内側までの領域をベルト端部領域と定義したとき、
前記ベルト端部領域のタイヤ幅方向内側から、ストリップを、前記カーカスのクラウン部の外周長の1.5倍の周長に対して、タイヤ幅方向内側から外側に向かって、ストリップ幅の1.5倍の移動量でずらしながら巻き付ける工程と、
ストリップを、前記カーカスのクラウン部外周長の1.5倍の周長に対して、タイヤ幅方向外側から内側に向かって、ストリップ幅の1.5倍の移動量でずらしながら巻き付ける工程と、
ベルト端部領域の幅方向外側にあるストリップを、タイヤ幅方向端を中心に幅方向内側に折り返す工程と、
を含むことを特徴とする空気入りタイヤの周方向ベルト層の形成方法。
ここで、「コードがタイヤ赤道面に沿って延びる」とは、コードがタイヤ赤道面に平行である場合およびコードを埋設したストリップを螺旋巻回した際にタイヤ赤道面に対してわずかに傾斜している場合(傾斜角度2°程度)を含むものとする。
(2)タイヤ径方向内側の周方向ベルト層を形成するストリップの、タイヤ赤道面に対する傾斜方向が、タイヤ径方向外側の周方向ベルト層を形成するストリップの、タイヤ赤道面に対する傾斜方向と異なることを特徴とする上記(1)に記載の空気入りタイヤの周方向ベルト層の形成方法。
(3)前記周方向ベルト層は、非伸張のコードに波状もしくはジグザグ状の型付けを施したコードを有していることを特徴とする上記(1)また(2)に記載の空気入りタイヤの周方向ベルト層の形成方法。
(4)一対のビード部間にトロイダル状に跨るカーカスを骨格として、該カーカスのクラウン部のタイヤ径方向外側に、タイヤ赤道面に沿って延びる少なくとも1本のコードをゴムで被覆したストリップをタイヤ周方向に螺旋巻回してなる2層の周方向ベルト層を有し、該周方向ベルト層のタイヤ径方向外側にトレッドを配置した空気入りタイヤであって、
前記周方向ベルト層のタイヤ幅方向端からタイヤ赤道面に向かってストリップの2倍幅のタイヤ幅方向内側までの領域をベルト端部領域と定義したとき、
前記2層の周方向ベルト層は、
前記ベルト端部領域のタイヤ幅方向内側から、ストリップを、前記カーカスのクラウン部の外周長の1.5倍の周長に対して、タイヤ幅方向内側から外側に向かって、ストリップ幅の1.5倍の移動量でずらしながら巻き付け、
ストリップを、前記カーカスのクラウン部外周長の1.5倍の周長に対して、タイヤ幅方向外側から内側に向かって、ストリップ幅の1.5倍の移動量でずらしながら巻き付け、
ベルト端部領域の幅方向外側にあるストリップを、タイヤ幅方向端を中心に幅方向内側に折り返してなる、
ことを特徴とする空気入りタイヤ。
前記周方向ベルト層のタイヤ幅方向端からタイヤ赤道面に向かってストリップの2倍幅のタイヤ幅方向内側までの領域をベルト端部領域と定義したとき、
前記2層の周方向ベルト層は、
前記ベルト端部領域のタイヤ幅方向内側から、ストリップを、前記カーカスのクラウン部の外周長の1.5倍の周長に対して、タイヤ幅方向内側から外側に向かって、ストリップ幅の1.5倍の移動量でずらしながら巻き付け、
ストリップを、前記カーカスのクラウン部外周長の1.5倍の周長に対して、タイヤ幅方向外側から内側に向かって、ストリップ幅の1.5倍の移動量でずらしながら巻き付け、
ベルト端部領域の幅方向外側にあるストリップを、タイヤ幅方向端を中心に幅方向内側に折り返してなる、
ことを特徴とする空気入りタイヤ。
本発明により、ベルトの耐久性を向上させた空気入りタイヤを提供することができる。
以下に、図面を参照しながら本発明の空気入りタイヤおよび周方向ベルト層の形成方法を詳細に説明する。
図3は、本発明に従う空気入りタイヤの一部のタイヤ幅方向断面である。一対のビード部(図示せず)間にトロイダル状に跨るカーカス1のクラウン部のタイヤ径方向外側には、タイヤ赤道面CLに沿って延びる少なくとも1本のコードをゴムで被覆した2層の周方向ベルト層2a、2bと、タイヤ赤道面CLに対して傾斜した向きに延びるコードの多数本をゴムで被覆し、層間でコード相互が交差する向きに配置した傾斜ベルト層3a、3bと、を順に積層したベルト4を有し、さらにこのベルト4のタイヤ径方向外側にトレッド5を配置している。
なお、カーカス1、ベルト4およびトレッド5は図示例に限定されず、例えば、カーカスは2層のカーカスプライから構成してもよいし、傾斜ベルト層3a、3bは設けなくても良い。
図3は、本発明に従う空気入りタイヤの一部のタイヤ幅方向断面である。一対のビード部(図示せず)間にトロイダル状に跨るカーカス1のクラウン部のタイヤ径方向外側には、タイヤ赤道面CLに沿って延びる少なくとも1本のコードをゴムで被覆した2層の周方向ベルト層2a、2bと、タイヤ赤道面CLに対して傾斜した向きに延びるコードの多数本をゴムで被覆し、層間でコード相互が交差する向きに配置した傾斜ベルト層3a、3bと、を順に積層したベルト4を有し、さらにこのベルト4のタイヤ径方向外側にトレッド5を配置している。
なお、カーカス1、ベルト4およびトレッド5は図示例に限定されず、例えば、カーカスは2層のカーカスプライから構成してもよいし、傾斜ベルト層3a、3bは設けなくても良い。
ここで、周方向ベルト層2a、2bの形成方法について説明する。少なくとも1本のコードをゴムで被覆したストリップを、タイヤ赤道面CLに沿って螺旋状に巻回することによって、周方向ベルト層2a、2bを形成する。具体的には、図4を用いて説明する。
周方向ベルト層のタイヤ幅方向端Eからタイヤ赤道面CLに向かってストリップSの2倍幅のタイヤ幅方向内側までの領域をベルト端部領域Tと定義し、図4は、このベルト端部領域Tにおける周方向ベルト層の形成方法を説明するための図である。
最初に、図4(a)に示すように、ベルト端部領域Tのタイヤ幅方向内側の位置Aからから矢印方向に(タイヤ幅方向外側に向かって)、ベルト端部領域Tのタイヤ幅方向外側の位置B’(位置B’と位置Bは同じ位置を表す)を経由して、領域B−B’の中間位置までのドラムDの1.5周分、ストリップSをその1.5倍の幅分だけずれるようにドラムD上に巻き付ける。
次に、図4(b)に示すように、矢印方向に(タイヤ幅方向内側に向かって)、位置B’までのドラムDの半周分、ストリップSをその0.5倍の幅分だけずれるようにドラムD上に巻き付ける。続けて、図4(c)に示すように、位置Bから矢印方向に(タイヤ幅方向内側に向かって)、位置A’までのドラムDの1周分、ストリップSをその幅分だけずれるようにドラムD上に巻き付ける。
そして、図4(d)に示すように、ベルト端部領域Tの幅方向外側にある三角形のストリップSを、位置M’が位置Mに一致するように、タイヤ幅方向端Eを中心に幅方向内側に折り返す。ここで、タイヤ径方向外側にストリップSを折り返してもよいし、タイヤ径方向内側にストリップSを折り返してもよい。
周方向ベルト層のタイヤ幅方向端Eからタイヤ赤道面CLに向かってストリップSの2倍幅のタイヤ幅方向内側までの領域をベルト端部領域Tと定義し、図4は、このベルト端部領域Tにおける周方向ベルト層の形成方法を説明するための図である。
最初に、図4(a)に示すように、ベルト端部領域Tのタイヤ幅方向内側の位置Aからから矢印方向に(タイヤ幅方向外側に向かって)、ベルト端部領域Tのタイヤ幅方向外側の位置B’(位置B’と位置Bは同じ位置を表す)を経由して、領域B−B’の中間位置までのドラムDの1.5周分、ストリップSをその1.5倍の幅分だけずれるようにドラムD上に巻き付ける。
次に、図4(b)に示すように、矢印方向に(タイヤ幅方向内側に向かって)、位置B’までのドラムDの半周分、ストリップSをその0.5倍の幅分だけずれるようにドラムD上に巻き付ける。続けて、図4(c)に示すように、位置Bから矢印方向に(タイヤ幅方向内側に向かって)、位置A’までのドラムDの1周分、ストリップSをその幅分だけずれるようにドラムD上に巻き付ける。
そして、図4(d)に示すように、ベルト端部領域Tの幅方向外側にある三角形のストリップSを、位置M’が位置Mに一致するように、タイヤ幅方向端Eを中心に幅方向内側に折り返す。ここで、タイヤ径方向外側にストリップSを折り返してもよいし、タイヤ径方向内側にストリップSを折り返してもよい。
なお、説明のために、隣り合うストリップS同士はわずかに離して図示しているが、実際には離れていないものとする。
また、ドラムDの半周とは、ドラムDの周方向長さをWDとしたとき、20%の誤差を含み、(0.5±0.2)×WDの範囲をもった長さであるとする。同様に、ドラムDの1.5周とは、(1.5±0.2)×WDの範囲をもった長さであるとする。
また、ドラムDの半周とは、ドラムDの周方向長さをWDとしたとき、20%の誤差を含み、(0.5±0.2)×WDの範囲をもった長さであるとする。同様に、ドラムDの1.5周とは、(1.5±0.2)×WDの範囲をもった長さであるとする。
ベルト端部領域Tよりタイヤ幅方向内側のストリップSの巻回については図示を省略するが、他方のベルト端部領域まで到達した後、タイヤ幅方向内側に戻り、巻回開始位置の付近(通常、タイヤ赤道面CLの付近)で巻回を終了するものとする。
なお、図4の説明では、位置AからストリップSの巻回を開始し、位置A’にてストリップSの巻回を終了しているため、厳密には、ベルト端部領域Tのタイヤ幅方向内側の三角形の領域には、周方向ベルト層2a、2bが形成されていない。しかしながら、連続してストリップSの巻回を行うことにより、ベルト端部領域T全体に周方向ベルト層2a、2bが形成されるということを理解されたい。
このような巻回により、タイヤ径方向内側の周方向ベルト層2aを形成するストリップSの、タイヤ赤道面CLに対する傾斜方向は、タイヤ径方向外側の周方向ベルト層2bを形成するストリップSの、タイヤ赤道面CLに対する傾斜方向と異なる。図5を用いて具体的に説明する。
図5(a)に示すように、タイヤ径方向内側の周方向ベルト層2aのコードは、ベルト端部領域Tの一部において図面に正対して左上がりとなるが、その他の大部分において図面に正対して右上がりとなる。一方、図5(b)に示すように、タイヤ径方向外側の周方向ベルト層2bのコードは、ベルト端部領域Tの一部において図面に正対して右上がりとなるが、その他の大部分において図面に正対して左上がりとなる。
図5(a)に示すように、タイヤ径方向内側の周方向ベルト層2aのコードは、ベルト端部領域Tの一部において図面に正対して左上がりとなるが、その他の大部分において図面に正対して右上がりとなる。一方、図5(b)に示すように、タイヤ径方向外側の周方向ベルト層2bのコードは、ベルト端部領域Tの一部において図面に正対して右上がりとなるが、その他の大部分において図面に正対して左上がりとなる。
図6は、図4に示す方法によりストリップSを巻回した周方向ベルト層のベルト端部領域Tの各領域において、ストリップSが何層であるかを示した図である。全領域A2においてストリップSは2層である。より詳細には、ベルト端部領域における周方向ベルト層の断面を示す図7を用いて説明する。
図7(a)に、図4(d)のX−X断面図を示すように、タイヤ径方向内側の周方向ベルト層2aのストリップSと、タイヤ径方向外側の周方向ベルト層2bのストリップSは、同じ位置に重なって配置されている。
図7(b)に、図4(d)のY−Y断面図を示すように、タイヤ幅方向端EのストリップSは折り返されることにより、周方向ベルト層2aとその径方向外側の周方向ベルト層2bとを連続して構成している。
図7(c)に、図4(d)のZ−Z断面図を示すように、タイヤ幅方向端EのストリップSは、幅方向内側から周方向ベルト層2bと周方向ベルト層2aとを連続して構成し、さらに折り返されることにより、周方向ベルト層2aの径方向外側の周方向ベルト層2bを連続して構成している。
このように、周方向ベルト層のベルト端部領域Tにおいて、周方向ベルト層の層数が均一の2層になり、3層のストリップが重なる領域も存在しないため、耐久性能、摩耗性能および転がり抵抗性能を向上させることができる。
図7(a)に、図4(d)のX−X断面図を示すように、タイヤ径方向内側の周方向ベルト層2aのストリップSと、タイヤ径方向外側の周方向ベルト層2bのストリップSは、同じ位置に重なって配置されている。
図7(b)に、図4(d)のY−Y断面図を示すように、タイヤ幅方向端EのストリップSは折り返されることにより、周方向ベルト層2aとその径方向外側の周方向ベルト層2bとを連続して構成している。
図7(c)に、図4(d)のZ−Z断面図を示すように、タイヤ幅方向端EのストリップSは、幅方向内側から周方向ベルト層2bと周方向ベルト層2aとを連続して構成し、さらに折り返されることにより、周方向ベルト層2aの径方向外側の周方向ベルト層2bを連続して構成している。
このように、周方向ベルト層のベルト端部領域Tにおいて、周方向ベルト層の層数が均一の2層になり、3層のストリップが重なる領域も存在しないため、耐久性能、摩耗性能および転がり抵抗性能を向上させることができる。
周方向ベルト層は、タイヤ走行に伴い周方向ベルト層のタイヤ幅方向端Eでセパレーションが発生し、故障することがある。これは、周方向ベルト層と傾斜ベルト層との層間にせん断歪が生ずることに起因することが分かっている。そこで、本発明者がこのせん断歪について鋭意研究を重ねたところ、周方向ベルト層のタイヤ幅方向端EからストリップSの幅(20mm程度)の領域において、周方向ベルト層が3層以上になると、その故障の発生の確率が高くなることを知見した。
この故障は周方向ベルト層のタイヤ幅方向端EからストリップSの幅の領域において発生する。そこで、周方向ベルト層と傾斜ベルト層の層間せん断歪の幅方向における分布を調べたところ、周方向ベルト層のタイヤ幅方向端EからストリップSの幅の領域において急激に歪が悪化することが分かった。層間せん断歪は、周方向ベルト層と傾斜ベルト層との周方向変位差により生ずるが、周方向ベルト層のタイヤ幅方向端EからストリップSの幅の領域で急激に傾斜ベルト層の変形が大きくなることが原因である。
本発明の周方向ベルト層の形成方法により、3層部をなくし、3層部の層間ゲージが薄くなりこの部分に歪が集中し故障の起点となる問題を回避するとともに、周方向ベルト層のタイヤ幅方向端Eでセパレーションの発生を抑制するので、耐久力を格段に向上させることができる。
この故障は周方向ベルト層のタイヤ幅方向端EからストリップSの幅の領域において発生する。そこで、周方向ベルト層と傾斜ベルト層の層間せん断歪の幅方向における分布を調べたところ、周方向ベルト層のタイヤ幅方向端EからストリップSの幅の領域において急激に歪が悪化することが分かった。層間せん断歪は、周方向ベルト層と傾斜ベルト層との周方向変位差により生ずるが、周方向ベルト層のタイヤ幅方向端EからストリップSの幅の領域で急激に傾斜ベルト層の変形が大きくなることが原因である。
本発明の周方向ベルト層の形成方法により、3層部をなくし、3層部の層間ゲージが薄くなりこの部分に歪が集中し故障の起点となる問題を回避するとともに、周方向ベルト層のタイヤ幅方向端Eでセパレーションの発生を抑制するので、耐久力を格段に向上させることができる。
以下に、図3を用いて、本発明のその他の実施形態を説明する。
周方向ベルト層2a、2bは、非伸張のコードに波状もしくはジグザグ状の型付けを施したコードを有しているものとすることができる。
周方向ベルト層2a、2bは、非伸張のコードに波状もしくはジグザグ状の型付けを施したコードを有しているものとすることができる。
周方向ベルト層2a、2bの幅BW2は、タイヤの総幅TWの70%以上に設定してもよい。径成長の大きい領域は、タイヤ総幅TWの70%の領域までであることから、その領域に、周方向ベルト層2a、2bを配置すると、径成長を抑制することができる。周方向ベルト層2a、2bの幅BW2の上限は、タイヤ形状を規定の寸法内に収めることの制約から、90%とすることができる。
また、少なくとも1層の傾斜ベルト層、図示例では傾斜ベルト層3aの幅BW3aおよび傾斜ベルト層3bの幅BW3bを周方向ベルト層2a、2bの幅BW2よりも広くしてもよい。こうすると、タイヤの摩耗性能およびコーナリング性能に必要なトレッド部の面内剪断剛性を確保することができる。
また、図3に示した例では、傾斜ベルト層3aの幅BW3aが傾斜ベルト層3bの幅BW3bよりも広いが、このように、異なる幅に設定するができる。同一幅になるとベルト層端部にて急激な剛性変化を伴うため、ベルト層端部での耐セパレーション性が悪化する懸念がある。
また、図3に示した例では、傾斜ベルト層3aの幅BW3aが傾斜ベルト層3bの幅BW3bよりも広いが、このように、異なる幅に設定するができる。同一幅になるとベルト層端部にて急激な剛性変化を伴うため、ベルト層端部での耐セパレーション性が悪化する懸念がある。
傾斜ベルト層3a、3bの幅は、タイヤの総幅TWの70%以上に設定してもよい。タイヤ総幅TWの70%以上の範囲(ショルダー部)で傾斜ベルト層3aのコードと傾斜ベルト層3bのコードとが交差することにより、ショルダー部の偏摩耗を抑制することができる。また、傾斜ベルト層3a、3bの幅の上限は、タイヤ形状を規定の寸法内に収めることの制約から、90%とすることができる。
ここで、周方向ベルト層および傾斜ベルト層の幅ならびにタイヤの総幅は、タイヤを適用リムに装着し、JATMA/TRA/ETRTOに記載の最大負荷能力および最高空気圧を加えた状態で測定するものとする。
傾斜ベルト層3a、3bのコードはタイヤ赤道面CLに対して40°以上、好ましくは50°以上傾斜していると、摩耗性能と耐久性能を両立可能である。なぜなら、傾斜ベルト層のコードのタイヤ赤道CLに対する傾斜角度が40°未満では、タイヤ接地時の傾斜ベルト層3a、3bの変形が大きくなり、傾斜ベルト層3a、3bと周方向ベルト層2a、2b間ゴムの歪負担が大きくなる結果、該層間でのセパレーションが発生しやすくなるからである。
以下、本発明の実施例について説明するが、本発明はこれだけに限定されるものではない。
発明例タイヤおよび従来例タイヤを試作し、耐久性能、摩耗性能および転がり抵抗性能を評価した。
各供試タイヤは、タイヤサイズが315/70R22.5であり、周方向ベルト層と傾斜ベルト層を有する。周方向ベルト層は、非伸張の金属コードに波状の型付けを施した、いわゆるWAVYコードを有している。
発明例タイヤの周方向ベルト層は、図4に説明した、本発明の形成方法を用いて製造したため、周方向ベルト層は2層である。
従来例タイヤの周方向ベルト層は、図1に説明した、従来の形成方法を用いて製造したため、周方向ベルト層は、タイヤ幅方向端部領域において1〜3層である。
発明例タイヤおよび従来例タイヤを試作し、耐久性能、摩耗性能および転がり抵抗性能を評価した。
各供試タイヤは、タイヤサイズが315/70R22.5であり、周方向ベルト層と傾斜ベルト層を有する。周方向ベルト層は、非伸張の金属コードに波状の型付けを施した、いわゆるWAVYコードを有している。
発明例タイヤの周方向ベルト層は、図4に説明した、本発明の形成方法を用いて製造したため、周方向ベルト層は2層である。
従来例タイヤの周方向ベルト層は、図1に説明した、従来の形成方法を用いて製造したため、周方向ベルト層は、タイヤ幅方向端部領域において1〜3層である。
(耐久性能)
各試作タイヤを、リム(リム幅:9.00”)に組み込み、ETRTOに準拠した内圧および100%荷重に調整した上で、ドラム回転速度:60.0km/hの条件にてドラム走行を30000kmの距離で実施し、その後、タイヤを解剖して周方向ベルト層におけるコードの疲労強度を測定し、耐久性能を評価した。
疲労強度は新品時の従来例タイヤの強度を100として指数表示した。なお、指数が大きいほど疲労強度が大きいこと、すなわち、耐久性能に優れていることを示す。
各試作タイヤを、リム(リム幅:9.00”)に組み込み、ETRTOに準拠した内圧および100%荷重に調整した上で、ドラム回転速度:60.0km/hの条件にてドラム走行を30000kmの距離で実施し、その後、タイヤを解剖して周方向ベルト層におけるコードの疲労強度を測定し、耐久性能を評価した。
疲労強度は新品時の従来例タイヤの強度を100として指数表示した。なお、指数が大きいほど疲労強度が大きいこと、すなわち、耐久性能に優れていることを示す。
(摩耗性能)
上述した耐久性能の評価と同時にトレッドの摩耗量を測定した。結果は、従来例タイヤの摩耗量を100として指数表示した。なお、指数が小さいほど摩耗性能に優れていることを示す。
上述した耐久性能の評価と同時にトレッドの摩耗量を測定した。結果は、従来例タイヤの摩耗量を100として指数表示した。なお、指数が小さいほど摩耗性能に優れていることを示す。
(転がり抵抗性能)
上述した耐久性能の評価と同時に車軸の転がり抵抗力を測定した。この転がり抵抗の測定はISO18164に準拠し、スムースドラム、フォース式にて実施したものである。結果は、従来例タイヤの転がり抵抗を100として指数表示した。なお、指数が小さいほど転がり抵抗性能に優れていることを示す。
上述した耐久性能の評価と同時に車軸の転がり抵抗力を測定した。この転がり抵抗の測定はISO18164に準拠し、スムースドラム、フォース式にて実施したものである。結果は、従来例タイヤの転がり抵抗を100として指数表示した。なお、指数が小さいほど転がり抵抗性能に優れていることを示す。
表1から、発明例タイヤは、周方向ベルト層のベルト端部領域における積層構造が適正であるため、耐久性能、耐摩耗性および転がり抵抗性能が向上したことがわかる。
1 カーカス
2 周方向ベルト層
3 傾斜ベルト層
4 ベルト
5 トレッド
CL タイヤ赤道面
D ドラム
S ストリップ
2 周方向ベルト層
3 傾斜ベルト層
4 ベルト
5 トレッド
CL タイヤ赤道面
D ドラム
S ストリップ
Claims (4)
- 空気入りタイヤのカーカスのクラウン部のタイヤ径方向外側に配置され、タイヤ赤道面に沿って延びる少なくとも1本のコードをゴムで被覆したストリップをタイヤ周方向に螺旋巻回してなる、2層の周方向ベルト層を形成するに当たり、
前記周方向ベルト層のタイヤ幅方向端からタイヤ赤道面に向かってストリップの2倍幅のタイヤ幅方向内側までの領域をベルト端部領域と定義したとき、
前記ベルト端部領域のタイヤ幅方向内側から、ストリップを、前記カーカスのクラウン部の外周長の1.5倍の周長に対して、タイヤ幅方向内側から外側に向かって、ストリップ幅の1.5倍の移動量でずらしながら巻き付ける工程と、
ストリップを、前記カーカスのクラウン部外周長の1.5倍の周長に対して、タイヤ幅方向外側から内側に向かって、ストリップ幅の1.5倍の移動量でずらしながら巻き付ける工程と、
ベルト端部領域の幅方向外側にあるストリップを、タイヤ幅方向端を中心に幅方向内側に折り返す工程と、
を含むことを特徴とする空気入りタイヤの周方向ベルト層の形成方法。 - タイヤ径方向内側の周方向ベルト層を形成するストリップの、タイヤ赤道面に対する傾斜方向が、タイヤ径方向外側の周方向ベルト層を形成するストリップの、タイヤ赤道面に対する傾斜方向と異なることを特徴とする請求項1に記載の空気入りタイヤの周方向ベルト層の形成方法。
- 前記周方向ベルト層は、非伸張のコードに波状もしくはジグザグ状の型付けを施したコードを有していることを特徴とする請求項1また2に記載の空気入りタイヤの周方向ベルト層の形成方法。
- 一対のビード部間にトロイダル状に跨るカーカスを骨格として、該カーカスのクラウン部のタイヤ径方向外側に、タイヤ赤道面に沿って延びる少なくとも1本のコードをゴムで被覆したストリップをタイヤ周方向に螺旋巻回してなる2層の周方向ベルト層を有し、該周方向ベルト層のタイヤ径方向外側にトレッドを配置した空気入りタイヤであって、
前記周方向ベルト層のタイヤ幅方向端からタイヤ赤道面に向かってストリップの2倍幅のタイヤ幅方向内側までの領域をベルト端部領域と定義したとき、
前記2層の周方向ベルト層は、
前記ベルト端部領域のタイヤ幅方向内側から、ストリップを、前記カーカスのクラウン部の外周長の1.5倍の周長に対して、タイヤ幅方向内側から外側に向かって、ストリップ幅の1.5倍の移動量でずらしながら巻き付け、
ストリップを、前記カーカスのクラウン部外周長の1.5倍の周長に対して、タイヤ幅方向外側から内側に向かって、ストリップ幅の1.5倍の移動量でずらしながら巻き付け、
ベルト端部領域の幅方向外側にあるストリップを、タイヤ幅方向端を中心に幅方向内側に折り返してなる、
ことを特徴とする空気入りタイヤ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012040563A JP2013173325A (ja) | 2012-02-27 | 2012-02-27 | 空気入りタイヤおよび空気入りタイヤにおける周方向ベルト層の形成方法 |
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- 2012-02-27 JP JP2012040563A patent/JP2013173325A/ja active Pending
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