JP2725779B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ラジアルプライカーカスと、カーカスのク
ラウン区域の、半径方向外方（軸を含む平面による断面
上の軸を中心としての外側方向）に配置されたトレッド
と、カーカスプライを円周方向に囲んでトレッド部分と
カーカスのクラウン区域間に配置されたベルトを含み、
前記ベルトは各ベルトプライ内でそれぞれが互いに平行
に、かつタイヤの中央円周面に対して反対方向の角度を
なして延びる高い弾性率をもつ材料のコードを含む少な
くとも２つのプライを含み、かつ各ベルトプライがトレ
ッドの幅とほぼ等しいそれぞれの幅をもち、さらに互い
に、かつタイヤの中央円周面にほぼ平行な少なくとも一
層の織物補強要素を含む上張りプライを含む空気入りタ
イヤに関する。

このようなクラウン補強手段を含むタイヤは、高い回
転速度を受けたとき、特に耐久性を発揮することが知ら
れている。たとえば、上張りプライが半径方向最外方の
ベルトプライとトレッド間に配置され、かつベルトプラ
イの最大幅とほぼ等しい幅をもつ単一のプライをもって
構成することができる。これとは別に、上張りプライ
は、半径方向最外方のベルトプライの両縁部を、それぞ
れ別個に覆ってベルトの半径方向外方に配置するか、あ
るいはベルトプライの両縁部を、それぞれの下方を別個
に被うように複数層のベルトプライ間に一部を挿入して
配置することもできる。

以下の記述において、上張りプライはベルトとトレッ
ド間に配置された単一のプライの形で説明されている
が、単一の上張りプライに係る従来遭遇した諸問題点な
らびに問題点に対する本発明が示す解決手段は、上述の
ような２つ以上の部分で構成された上張りプライにも等
しく当てはまることは、当業者には明らかであろう。

上張りプライは、一般に、ベルトプライの両端を重ね
継ぎを形成するようにわずかに重ね合わせて生タイヤ上
に付設される。しかし、硬化用モールド内でのタイヤの
膨張、および織物繊維の熱収縮の結果、プライのコード
内に生ずる応力はタイヤの円周まわりに不均一に分布さ
れ、かつそれらの重なり区域で、上張りプライの両端部
部分に滑りが生ずる傾向をもつ。上張りプライの重なり
区域におけるこの滑りは一般に、滑り部分の下側に配置
されているベルトに、望ましくない歪みを起す。この歪
みによってタイヤ内に不平衡部分を生ぜしめ、かつタイ
ヤの均一性を低減させる。

従来、タイヤ円周沿いに広い範囲にわたって、このよ
うな上張りプライの重ね継ぎによって生じた不均一部分
を分布することが提案され、かつ上張りプライの重なり
区域はタイヤの円周方向に対して例えば30゜と45゜との
間の角度で、あるいはさらに高い角度（たとえばLU−Ａ
−85964に見られるように）でさえも配置された。この
構造形態は、ベルトの歪みを可成り減少させたが、歪み
を完全に無くすことはできなかった。

US−Ａ−4,325,423ではさらに、上張りプライの幅に
わたって延びる概ねジグザグ形状または波状の重なり区
域を用いることによって重なり部における滑りによって
生ずるベルトに作用する劣化効果を減少することが提案
されている。しかし、上張りコードの応力分布の不均一
性はタイヤの円周部の比較的狭い部分に極限されて残
り、その部分において、ベルトの歪みを完全に回避でき
なかった。

また、従来技術において、重なり部を円周部に沿って
間隔を保って数ヶ所に設け、それによってタイヤの円周
部沿いに隔たって配置された重なり部分でコードに生じ
た応力をとらせるように構成された上張りプライを使用
することが提案された（たとえば、DE−Ａ−2,824,357
およびDE−Ａ−2,821,093を参照されたい）。しかし、
この方法は一巻付けの上張り部材を数個の小型の部分か
ら前もって組立てなければならないので、製造上の見地
からコストが高くなる。

その他に、従来技術として、たとえばUS−Ａ−4,284,
117に見るように、上張りプライ用として単一ヤーンの
複数のコードを用い、かつタイヤの円周まわりにこの層
を数回巻きつけることによって、完成タイヤにおいて上
張りプライが滑りを起す可能性を実質的に無くすことが
提案された。このプライはそれ自身滑りに起因するベル
トの伸張を吸収できないので、この伸張は、この意味に
おいて、単一層上張りプライに用いられているコードに
比べて比較的低い伸張率をもつ補強ヤーンによって受け
られることになる。

本発明の目的は、高速度において耐久性を有し、かつ
同時に高度の均一性をもつ空気入りタイヤを提供するこ
とである。

本発明の別の目的は、経済価格で製造でき、かつ比較
的高い伸び率をもつ補強コードを含む上張りプライを使
用するタイヤを提供することである。

本発明が特徴とするところは、上張りプライの織物補
強要素は、それぞれがタイヤの対応展開円周長さの1/4
乃至1/8の長さをもち、対応展開円周沿いに平行に並べ
られた列に直線的に配置されたコード部分からなり、か
つ各列内のコード部分はほぼ等しい長さを持ち、中断部
分によって分離され、一つの中断部分を構成するコード
列毎の中断部分の幅の総和が、タイヤの円周の対応展開
長さの４％未満であるように定められていることであ
る。

ここに、タイヤの対応する対応展開円周長さとは、本
明細書を通じ、タイヤがその対応するリムに取りつけら
れ、かつその設計圧力に膨張され、しかも無負荷状態に
おけるタイヤの中央円周面における上張りプライの展開
円周長さを言う。

ここに注目すべきことは、US−Ａ−3,990,493におい
て、円周まわりに規則正しい間隔で配置された中断部分
または切断部分を含むラジアルタイヤにおける上張りプ
ライが開示されていることである。しかし、これらコー
ドの不連続部分の長さはタイヤの対応展開円周長さの1/
10を超えず、かつタイヤの対応展開円周長さの1/100と4
/100の間の値を好適としている。本発明の目的は、すぐ
れた乗り心地をもつタイヤを提供することである。

さらに注目すべきことは、US−Ａ−2,954,525におい
て、リング形状の補強要素を含む１つの環状層が開示さ
れ、これらの補強要素はタイヤの各円周一巻きに対して
少なくとも１つの中断部分をもっている。この特許に述
べられたこの層は、タイヤのクラウン区域のみの補強用
のベルト層であり、かつ本発明の上張りプライによって
果たされる機能とは全く異なるベルトの機能を表すもの
である。附図を参照して、本発明を以下に説明する。

第１図に、ラジアルカーカス空気入りタイヤ10を示
す。タイヤ10は、一方のビード11から他方のビード13に
延びるラジアルカーカスプライ12をもつ一対の環状ビー
ド11および13を含む。カーカスプライのコードは、ほぼ
互いに平行であってかつタイヤの中央円周面Ｍ−Ｍに対
して80゜と90゜の間の角度をなすようにビードからビー
ドへ延びている。ここに、「中央円周面」とは、タイヤ
の回転軸線と垂直でかつビード11と13との間の中央部を
とおる平面をいう。カーカスプライ12のコードは、たと
えばレーヨン、鋼、ポリエステル、ポリアミドまたは芳
香族のポリアミドなどの任意の、適切な材料で作ること
ができる。

タイヤのクラウン区域14は、カーカスプライ12の半径
方向外方に配置されたベルト組立体15によって補強さ
れ、かつタイヤの円周まわりに延びる。このベルト組立
体は、２つの同心的に配置されたブレーカベルト16およ
び17を含み、各ベルトは、鋼コード、または例えばガラ
ス繊維、または芳香族ポリアミドなどの他の既知の適切
な材料によって補強されたエラストマ性プライを含む。
各ベルト内には、互いにほぼ平行に、かつ中央円周面Ｍ
−Ｍに対して15゜と30゜との間の角度で配列されたコー
ドを含む。第１のベルト16のコードは、第２のベルト17
のコードと中央円周面に対して反対方向に延びる。

ベルト組立体15の半径方向外方には、その両横側縁20
−20間において幅Ｗをもちそれによりベルト組立体15を
完全に覆うように該ベルト組立体と少なくとも同じ幅を
もち織物補強要素を含む上張りプライ18が配置されてい
る。上張りプライ18は、タイヤを繞ってほぼ円周方向に
延びる、すなわち、中央円周面Ｍ−Ｍに対して０゜と５
゜との間の角度をなして延びるコードを含むエラストマ
性プライである。

本発明による上張りプライ18の部分平面図を示す第２
図は、適切なゴム化合物のシート内に埋込まれた不連続
の長さの複数のコードから成るコード部分21を含む上張
りプライの詳細図である。上張りプライ内のコード部分
21は、互いに間隔を保って直線的に並べられ複数の平行
な列をなして配列されている。１つの列内の任意の２つ
のコード部分の隣接端間の中断部分22は、直接に隣接す
る列内のコード部分間の中断部分24に関して長さ方向に
その位置がずらされている。換言すれば、１つの所与の
列内の中断部分は、１つの隣接する列内の中断部分に対
して喰違って配置されている。

このような中断部分の間隔設定は、タイヤの円周を繞
る補強コード部分の均一な分布を保証するのに必要であ
る。

隣接するコード列内の個々のコードの中断部分の配置
は、例えば円周方向へ、中断部分間で一定の間隔を保つ
というような規則正しいパターンに従わないことが好適
である。ここにおいて、特に有効であると考えられる構
造は、隣接するコード列内の中断部分間の間隔が不規則
な形で分布されるときに得られることである。この意味
で、コンピュータ技術においてよく知られているランダ
ムパターンゼネレータが、円周方向の中断部分の位置を
計算するために不規則な順次配列を得るのに用いられ得
る。

各コード部分は、上張りプライが円周方向の抑止プラ
イとしての機能を果たすのを助けるために、ほぼ等しい
強さを提供することが望ましい。従って、第２図に示さ
れるように、各コード列内でほぼ等しい長さのコード部
分を有するプライを使用することが好適である。ここ
に、ほぼ等しい長さとは、各コード列内のコード部分の
長さがコード部分の平均長さの５％を超えて変動してい
ないことである。

たとえば、タイヤのショルダ部分をタイヤの中央部分
よりも一層堅くするというような、タイヤの幅にわたる
上張りプライの抑止効果を変化させることも有効であ
る。これは、タイヤの中央部分内のコード部分の長さよ
りも長いコードから成るコード部分をタイヤのショルダ
部分に提供することによって達成できる。上記のよう
に、各円周方向列内には、ほぼ等しい長さのコード部分
が提供されているが、各列内のコード部分は、タイヤの
ショルダ部分からタイヤの中央部分に向かうに従って、
その長さを減ずることもできる。織物補強要素の材料
は、ナイロン、レーヨン、アラミド、ポリエステルなど
の普通の材料の中から１つまたは２つ以上を選んで用い
ることができる。しかし、補強要素は比較的高い伸び
率、すなわちその４％伸長時に20Newtonを超える負荷能
力をもつことが好ましい。本発明は、硬化処理中の上張
りプライの伸張はコード部分間の隙間によってその全部
が補償されるので、高い伸び率をもつコードを使用する
ことができる。伸張力の作用を受けて、中断部分または
隙間はわずかに開き、上張りプライの円周方向長さの変
化に対応できる。

これらの上張りプライは、慣用の方法によるカレンダ
掛け加工などによって、未切断長さのコードを含む普通
のプライ材料から作ることができる。次に、コードは規
則正しい間隔でコード部分に切断される。コード部分へ
の補強コードの切断しは、切断、打抜き、研削、すり割
り、すりへがし、その他これに類する方法で実施でき
る。切断作業は、タイヤ組立機にプライ材料を巻きつけ
る前に、あるいは上張りプライ材料を付設する直前にカ
レンダ状態のままで実施することができる。

上述の説明から、本発明のタイヤは、極めて経済的な
コストで製造できることが明らかとなる。しかし、従来
の製造方法では、プライコード内に生ずる応力に適切に
適応するために、各タイヤサイズに対して異なる上張り
プライを使用しなければならなかったこととは異なり、
本発明では、種々のタイヤサイズに対して１つの標準上
張りプライが使用できる。本発明の上張りプライのコー
ドに設けられた中断部分は、上張りプライ内の引張力の
有効な制御に貢献する。

普通の製造方法では、複数の連続する補強コードを分
離するのに単一切断作業を用いることが有利であろう。
それによって、使用する切断装置は大いに簡単化され、
かつプライに施こされる切断総数が著しく減少される。

第３図に示すプライ30において、３つの隣接するコー
ド部分の１群の中断部分32は同一の半径方向平面に位置
する。切断幅、言い換えれば同一の半径方向平面内に位
置する隣接コードの中断部分によって占められた幅が、
第３図において距離Ｃで示されている。第３図の実施例
は、同一の半径方向平面に位置する複数の中断部分を示
すが、それらは半径方向に対して或る角度をなす１つの
平面内に配置することも同様に可能である。

第２図は実施例に関して既述されたように、中断部分
は列毎に円周方向に喰違わせられ、かつタイヤの円周沿
いに不規則に分布されることが好適である。

出願人は、同一の半径方向平面内中断部分の幅Ｃが上
張りプライの幅の約10％に相当する場合でも、本発明の
有効な成果が得られることを知った。この幅は大型サイ
ズの乗用車用タイヤの上張りプライにおいて20本の補強
コードが占める幅にほぼ相当する。

順次整列しているコード部分間の中断部分は、無視で
きる程度の幅であり、すなわち、一つの中断部分を構成
する、コード部分の列当りの中断部分の幅の総和は、タ
イヤの展開円周長さの約４％未満である。

実施例について、以下に本発明を説明する。

第４図は、185/70OR14サイズのタイヤの上張りプライ
の部分平面図を示す。

プライ40の幅Ｗは約140mmであり、幅25.4mm（１イン
チ）当り約25のコード部分41を含み、すなわち、上張り
プライ40は総計約138の整列された補強コード部分41の
列から成る。６つのコード部分間の中断部分42が同一の
半径方向平面内に隣接して一つの中間部分を構成するよ
うに群をなして配置されている。図示されている上張り
プライのこの部分は、プライ全体の長さの約半分を示し
ている。図示の部分において、各列は約３つ半のコード
部分41を含む。コード部分は、それぞれ約45cmの長さを
もち、これはタイヤの円周長さの約1/5に相当する。さ
らに詳しく言えば、個々のコード部分は、第４図には示
されておらず、隣接するコード部分群として示されてい
る。

第５図は、第４図中、円で囲まれた上張りプライの部
分の拡大図である。個々のコード部分41、およびコード
部分41間の中断部分42の群が明瞭に示されている。図の
簡明化のために、コード部分は線として示されている。

出願人は、タイヤの対応する展開円周長さの1/4乃至1
/8との間の長さの各コード部分を提供することによっ
て、高い均一性と高速耐久性との間の相容れないい要求
事項間で１つの妥協が得られることを知った。もし、コ
ード部分がタイヤの対応展開円周長さの1/4より長けれ
ば、タイヤの均一性が減少することが観測された。これ
に反し、もしコード部分がタイヤの対応展開円周長さの
1/8より短かければ、タイヤの高速耐久性に減少が見ら
れた。このことは第６図および第７図のグラフから明ら
かになる。第６図および第７図のグラフにおいて、横軸
は上張りのプライのコード部分の長さに対応し、これ
は、試験結果によれば、タイヤの対応展開円周長さの１
と1/13の間で変化されている。

第６図の縦軸は、高速回転に対する耐久性を示す高速
耐久性目盛によってタイヤの高速耐久性を示す。タイヤ
の普通の高速耐久性試験は、10km/hずつの段階で徐々に
増加する回転速度に対するタイヤの受ける諸影響から成
る。個有の設計圧力に膨張されたタイヤは、その設計荷
重に相当する力で試験ドラムに押しつけられ、次に一連
の増速段階のそれごとに10分間、上記ドラムとともに回
転される。タイヤの高速耐久性は、所与の時間中に破損
を起さずに耐え得る最高速度段階によって測定される。
この試験の結果は、第６図にプロットされた高速耐久性
目盛に変換される。この目盛はkm/hrを単位とする。参
考として、上張りプライを具備しないタイヤは、この目
盛で表すと203の高速耐久性をもつ。

第６図に示された「二次曲線的」回帰曲線から、タイ
ヤの高速性能は、上張りプライのコード部分の長さの減
少に伴って低下することが明らかである。高速耐久性目
盛は組継ぎ部の滑り量をmmで表し、かつ好ましくない意
味を含めてマイナスで表し、コード部分の長さが１から
1/5に減少するにつれて減少するが、1/5と1/8の間では
ほぼ一定に保たれ、さらにコードの長さがタイヤの対応
展開円周長さの約1/8未満圧であるときは、高速耐久性
の低下が起る。

第７図は、タイヤの均一性に対するコード部分の長さ
の影響を示す。上述のように、本明細書の序文におい
て、上張りプライにおける滑りが大きい程、下側に配置
されているベルトに破損を生ずる機会が多く、かつタイ
ヤの均一性に影響を及ぼす機会が多い。よって、コード
部分の接続部である上張り組継ぎ部における滑りは、タ
イヤ組継ぎ部の均一性の尺度として用いることができ
る。この組継ぎ部の滑りの測定値は、第７図に示された
組継ぎ部の均一性目盛に置換される。

第７図にプロットされた「二次曲線的」回帰曲線は、
コード部分の長さが増すにつれて組継ぎ部の均一性が減
少し、かつタイヤの対応する展開円周長さの約1/4を超
えて増加すると組継ぎ部の均一性に可成りの減少が起る
ことを示す。参考までに、この目盛において、組継ぎ部
滑りが生じないタイヤは、０目盛をあらわす。

本発明は、単一層の織物補強コードを含む上張りプラ
イについて述べたが、軸方向に分離して配置された２つ
の別個のプライ部分を含む上張りプライのように織物補
強コードの１つ以上の層をもつ上張りプライを含むタイ
ヤにも等しく適用できる。このようなプライ部分は、半
径方向最外方のベルトプライの半径方向外方に配置し、
あるいは複数層のベルトプライ間に、かつその両縁部に
おいて挿入した位置に配置させることもできる。

最後に、本発明はさらに、織物補強コードの多重層を
含むタイヤにも適用できる。事実、タイヤの高速耐久性
は、タイヤのクラウン区域内に２つ以上の補強層を上方
に重ね配置することによってさらに増大することがよく
知られている。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明によるタイヤのクラウン補強構造を示
すタイヤをとおる半径方向概略断面図である。 第２図は、本発明による上張りプライの部分平面図であ
る。 第３図および第４図は、本発明の好適実施例による上張
りプライの部分平面図である。 第５図は、第４図のプライの一部分の拡大図である。 第６図は、高速耐久性に対するコード部分の長さの関係
をあらわすグラフである。 第７図は、タイヤ均一性に対するコード部分の長さの関
係をあらわすグラフである。 10:空気入りタイヤ 11,13:ビード 12:ラジアルカーカスプライ 14:クラウン区域 15:ベルト組立体 16,17:ベルト 18:上張りプライ 20:横側縁 21:コード部分 22:中断部分 24:中断部分 30:プライ 32:中断部分 40:プライ 41:コード部分 42:中断部分

Claims (9)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ラジアルプライカーカスと、カーカスのク
   ラウン区域（14）の、軸の中心から離れる方向である半
   径方向外方に配置されたトレッドと、カーカスプライ
   （12）を円周方向沿いに囲んでトレッド部分とカーカス
   のクラウン区域間に配置されたベルト組立体（15）を含
   み、前記ベルト組立体（15）は、少なくとも２つのベル
   トプライ（16、17）からなり、各ベルトプライは、互い
   に平行に延び、かつ、タイヤの中央円周面に対して相反
   する方向に配列された高い弾性率をもつ材料のコードを
   含み、各ベルトプライはそれぞれトレッドの幅とほぼ等
   しい幅を有し、さらに、前記ベルト組立体（15）の半径
   方向外方に配置されており、かつ、タイヤの中央円周面
   とほぼ平行な織物補強要素をコードとする少なくとも一
   層の上張りプライ（18）を有する空気入りタイヤにおい
   て、 前記上張りプライが、上張りプライの円周面の展開長さ
   である対応展開円周長さの1/4乃至1/8の範囲の長さを有
   する複数のコードからなるコード部分を上張りプライの
   円周面上に中断部分を介して直線的に並べ、これを平行
   に配列した構成を有し、 一つの列内のコード部分の長さはほぼ等しい長さを有
   し、 一つの中断部分を構成するコード列毎の中断部分の幅の
   総和はタイヤの対応展開円周長さの４％未満であり、 前記中断部分が、隣接する中断部分とは幅方向に揃わな
   いように離れて分布されていることを特徴とする空気入
   りタイヤ。
2. 【請求項２】タイヤの任意の、軸を含む平面内に位置す
   る上張りプライの中断部分の幅の総和が上張りプライの
   約10％未満であるように、中断部分がタイヤの円周まわ
   りの配置されている特許請求の範囲第１項記載の空気入
   りタイヤ。
3. 【請求項３】前記コード部分の長さが上張りプライの幅
   の位置により変化されている特許請求の範囲第１項記載
   の空気入りタイヤ。
4. 【請求項４】前記コード部分の長さが、中央円周面から
   のコード列の距離につれて増加する特許請求の範囲第３
   項記載の空気入りタイヤ。
5. 【請求項５】前記上張りプライが、半径方向外方のベル
   トプライとトレッドとの間に配列された単一のプライで
   あり、かつ少なくとも最大幅をもつベルトプライと等し
   い幅を有する、特許請求の範囲第１項記載の空気入りタ
   イヤ。
6. 【請求項６】前記上張りプライが軸方向に隔たって配置
   された２つのプライ部分からなり、各プライ部分が半径
   方向外方のベルトプライの両縁部の半径方向外側に配置
   されている特許請求の範囲第１項記載の空気入りタイ
   ヤ。
7. 【請求項７】前記上張りプライが、軸方向に隔たって配
   置された２つの上張りプライ部分からなり、各前記上張
   りプライ部分が半径方向に離れている２つのベルトプラ
   イの両縁部において、層間に一部を挿入された状態に配
   置されている特許請求の範囲第１項記載の空気入りタイ
   ヤ。
8. 【請求項８】前記上張りプライが、半径方向に多重に重
   畳された織物コードの層からなる特許請求の範囲第１項
   または第２項に記載の空気入りタイヤ。
9. 【請求項９】前記上張りプライの織物補強要素が、その
   ４％伸張時に、20ニュートンを超える負荷能力をもつ特
   許請求の範囲第１項記載の空気入りタイヤ。