JP3608579B2 - 空気入りラジアルタイヤ - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、軽量でありながら高速耐久性が良好でしかもユニフォーミティー、操縦安定性、乗心地性に優れ、さらには安価に製造可能な空気入りラジアルタイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、空気入りラジアルタイヤのベルト部には、その優れた強度および弾性率によりスチールベルト層が使われている。そのスチールベルト層は、スチールコードがタイヤ周方向に対して比較的小さな角度（１０°〜３０°）でプライ間のコードが互いに交差し、ベルト層の幅方向両側端に切断破面のある２層からなる構造であった。しかし、スチールベルト層は比重が大きい故にタイヤ重量が大となり、さらには、その切断破面に応力が集中してゴム層との間にセパレーションが生じ易く、高速耐久性が劣るようになるといった欠点があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、ベルト層にスチールコードを使用することなく、繊維コードの使用によって軽量化を図りながら高速耐久性が良好であり、しかもユニフォーミティー、操縦安定性、乗心地性に優れ、さらには安価に製造可能な空気入りラジアルタイヤを提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、トレッドにおけるカーカス層の外側にベルト層が配置された空気入りラジアルタイヤにおいて、１本乃至複数本の繊維コードを平行にマトリックスに埋設してなるテープを、前記カーカス層の外周にタイヤ１周当りｎ＝３回、５回、７回、又は９回の折り曲げ回数で前記ベルト層に相当する幅をジグザグに折り曲げながら、タイヤ周方向にほぼテープの幅だけずらして多数回に亘って巻き付けることにより偶数層のベルト層を形成し、該繊維コードの２．２５ｇ／ｄの荷重を負荷したときの伸び率が４％以下であって、該ベルト層のタイヤ周方向に対するコード角度θ、該ベルト層の幅Ｄ、該ベルト層の半径ｒ、前記テープのタイヤ１周当りのジグザグ折り曲げ回数ｎ（３回、５回、７回、又は９回）としたとき、tan θ＝ｎ×Ｄ／２πｒの関係を満たし、かつ10°＜θ＜35°であることを特徴とする。
【０００５】
このように、繊維コードをベルト層のコードとして用いるために、スチールコードを用いる場合に比して、タイヤの軽量化をはかることができる。また、テープをベルト層幅方向相当端で折り曲げながらカーカス層に巻き付けることによりベルト層を形成するために、ベルト層の幅方向両側端に切断破面がないのでセパレーションが生じることがなく、高速耐久性が良好となる。さらに、テープのタイヤ１周当りのジグザグ折り曲げ回数（以下、テープのカーカス層幅方向移動回数という）ｎを３回、５回、７回、又は９回としたためにユニフォーミティー特にＲＦＶが向上し、またベルト層のコード角度θを１０°〜３５°の範囲内としたために、タイヤ横剛性が高まるので操縦安定性が向上すると共にタイヤ縦剛性が低減するので乗心地性が向上する。
【０００６】
以下、図を参照して本発明の構成につき詳しく説明する。
図１は、本発明の空気入りラジアルタイヤの一例の子午線方向半断面説明図である。図１において、左右一対のビードコア１の廻りにタイヤ内側から外側にカーカス層２の端部が巻き上げられており、トレッド３においてはカーカス層２の外側に２層のベルト層４，４がタイヤ周方向にタイヤ１周に亘って設けられている。
【０００７】
トレッド３の表面、すなわちトレッド面にはタイヤ周方向に延びる複数の溝５およびタイヤ幅方向に延びる複数の溝（図示せず）が設けられている。
ベルト層４は、図２に示すように、繊維コードの１本乃至複数本を、好ましくは５〜１０本を平行にマトリックスに埋設してなるテープ６を、カーカス層２のタイヤ１周に亘って３回、５回、７回、又は９回ジグザグにカーカス層２の幅方向に移動させると共にベルト層幅方向相当端７、８で折り曲げながらカーカス層２に巻き付けることにより形成される。この巻き付けは、テープ６相互間に隙間が生じないように、タイヤ周方向にほぼテープ６の幅だけずらして多数回行われる。この巻き付け状況を図３〜図６で説明する。
【０００８】
図３は、テープ６のカーカス層幅方向移動回数ｎ＝２の場合を示したものである。図３において、巻き始めテープ▲１▼が一方のベルト層幅方向相当端７から始まって他方のベルト層幅方向相当端８で折り曲げられ、一方のベルト層幅方向相当端７に戻って次のテープ▲２▼に連通し、巻き始めテープ▲１▼に対してほぼテープ幅だけタイヤ周方向にずらして一方のベルト層幅方向相当端７で折り曲げられる。この手順がテープ▲２▼〜▲８▼まで順序的に繰り返される。このため、全体としてテープ６は常に２枚重なった状態となるから、得られるベルト層４は２重層となる。なお、ベルト層４は、偶数層形成すればよく、２層（２重層）であるのが好ましい。
【０００９】
しかしながら、テープ６のカーカス層幅方向移動回数ｎ＝偶数の場合には、図４および図５に示されるように、巻き始めテープ▲１▼の巻き始め端と巻き終りテープ▲８▼の巻き終り端との間に途中のテープを介して段差が生じてしまう。この段差により、タイヤのユニフォーミティーが悪化してしまう。
そこで、本発明では、テープ６のカーカス層幅方向移動回数ｎ＝奇数としている。このように奇数とすることにより、図６に「＊」で示されるように、巻き始めテープの巻き始め端と巻き終りテープの巻き終り端との間に段差が生じることなく、巻き途中のテープ相互間に段差が生じ、この段差が１周に亘って分散することになるので、タイヤのユニフォーミティーの悪化は実質的にもたらされない。
【００１０】
つぎに、テープ６のカーカス層幅方向移動回数ｎとベルト層４のタイヤ周方向に対するコード角度θとの関係を図７〜図１１に示す。図７はｎ＝１の場合を、図８はｎ＝２の場合を、図９はｎ＝３の場合を、図１０はｎ＝４の場合を、図１１はｎ＝５の場合をそれぞれ示す。これらの図７〜図１１から判るように、ｎが大きくなるにつれてθが大となる。そこで、本発明では、θ＝１０°〜３５°の範囲とするために、ｎ＝３、５、７、又は９としている。
【００１１】
また、本発明では、このように形成されるベルト層４において、タイヤ周方向に対するコード角度θ、幅Ｄ、半径ｒとし、テープ６のカーカス層幅方向移動回数ｎ（３回、５回、７回、又は９回）としたとき、ｔａｎ θ＝ｎ×Ｄ／２πｒの関係を満たし、かつ１０°＜θ＜３５°としている。θは、回数ｎとベルト層４の幅Ｄとベルト層４の半径ｒとによって定まるものだからである。
【００１２】
テープ６に用いる繊維コードとしては、コード１本に2.25g/d の荷重を負荷した時の伸び率が４％以下のものを用いる。この伸び率が４％を超えるとコードの引張り剛性が低くなり過ぎるためベルト剛性が低下し、高速耐久性が低下するからである。
この繊維コードは、例えば、芳香族ポリアミド繊維、ポリアリレート繊維、ポリパラフェニレンベンズビスオキサゾール繊維、ポリビニルアルコール繊維、レーヨン繊維、ポリエチレンテレフタレート繊維、ポリエチレン2,6-ナフタレート繊維から選ばれる繊維の１種又は２種以上を撚り合わせたものである。
【００１３】
テープ６は、この繊維コードの１本乃至複数本を平行にマトリックスに埋設することにより構成される。この場合のマトリックスとしては、ゴムに限ることなくウレタン樹脂などのプラスチックを用いることができる。
【００１４】
【実施例】
表１に示す内容の本発明タイヤ１〜４、対比タイヤ１〜３、従来タイヤ１につき、下記条件で下記によりユニフォーミティー、高速耐久性、乗心地性（突起乗り越し試験）、操縦安定性を評価した。この結果を表１に示す。
条件
空気圧；１．９ｋｇ／ｃｍ^２ 、リム；１４×５１／２ＪＪ、荷重；４５０ｋｇ
タイヤサイズ；１９５／７０ Ｒ１４
タイヤ外形 ６３５ｍｍ、ベルト層の幅Ｄ＝１３５ｍｍ 、ベルト層の半径ｒ＝３０５ｍｍ
移動回数ｎ＝１、３、５、７、９、１１
ｔａｎ θ＝ｎ×Ｄ／２πｒ＝ｎ×１３５ｍｍ／（２π×３０５ｍｍ）
タイヤユニフォーミティー（ＲＦＶ）：
ＪＡＳＯ Ｃ６０７ 「自動車用タイヤのユニフォーミティー試験方法」に準拠。
【００１５】
ベルト層１周内の幅方向移動回数ｎが偶数であるとＲＦＶが大きくなり、ｎが奇数であるとＲＦＶが比較的小さく良好であることが判る。
高速耐久性：
ドラム径１７０７ｍｍでＪＡＴＭＡ 高速耐久性試験終了後、１０ｋｍ／ｈｒ 毎加速してタイヤが破壊するまで試験を続行した。この結果を従来タイヤ１を１００ とする指数で示す。数値が大きい方がよい。
【００１６】
コード角度θが小さいほど（ｎが小さいほど）高速耐久性が良好であることが判る。
乗心地性：
乗心地性能の代用特性としての室内ドラム突起乗り越し試験を行った。この場合、ドラム径２５００ｍｍでドラム表面に半径１０ｍｍの突起を設け、時速４０ｋｍ／ｈｒ で走行したときの反力をロードセルで検出することによった。この結果を従来タイヤ１を１００ とする指数で示す。数値が大きい方がよい。
【００１７】
コード角度θが高いほど（ｎが大きいほど）乗心地性は良好であることが判る。
操縦安定性：
実車操縦安定性能フィーリングテストを行った。この場合、国産２．５ リットルクラスの車にタイヤを装着して、車を６回幅方向に移動させることによりテストパネラーが操舵フィーリング評価した。表１中、「○」は良いを、「◎」は極めて良いを、「×」は悪いをそれぞれ表わす。
【００１８】
【表１】

表１から明らかなように、本発明タイヤ１〜３は高速耐久性、乗心地性、操縦安定性のいずれにおいても優れていることが判る。
【００１９】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、トレッドにおけるカーカス層の外側にベルト層が配置された空気入りラジアルタイヤにおいて、１本乃至複数本の繊維コードを平行にマトリックスに埋設してなるテープを、前記カーカス層の外周にタイヤ１周当りｎ＝３回、５回、７回、又は９回の折り曲げ回数で前記ベルト層に相当する幅をジグザグに折り曲げながら、タイヤ周方向にほぼテープの幅だけずらして多数回に亘って巻き付けることにより偶数層のベルト層を形成し、該繊維コードの２．２５ｇ／ｄの荷重を負荷したときの伸び率が４％以下であって、該ベルト層のタイヤ周方向に対するコード角度θ、該ベルト層の幅Ｄ、該ベルト層の半径ｒ、前記テープのタイヤ１周当りのジグザグ折り曲げ回数ｎ（３回、５回、７回、又は９回）としたとき、tan θ＝ｎ×Ｄ／２πｒの関係を満たし、かつ10°＜θ＜35°であるとしたために、軽量であって、かつ高速耐久性が良好でしかもユニフォーミティー、操縦安定性、乗心地性に優れた空気入りラジアルタイヤを提供することが可能となる。さらに、本発明では、ベルト層はテープをカーカス層の外周でタイヤ１周に亘ってジグザグに該カーカス層の幅方向に移動させると共にベルト層幅方向相当端で折り曲げながら該カーカス層の外周に巻付けることにより形成されるため、従来から使用されているベルト成型ドラムでベルト層の製造が可能となるので、新たに設備を設けなくともよいので空気入りラジアルタイヤを安価に製造することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の空気入りラジアルタイヤの一例の子午線方向半断面説明図である。
【図２】本発明におけるベルト層の形成状況を示す斜視説明図である。
【図３】ベルト層の形成に際してカーカス層にテープを巻き付ける状況を示す説明図である。
【図４】テープの巻き始め端と巻き終り端との間に途中のテープを介して段差が生じる様子を示す断面説明図である。
【図５】テープの巻き始め端と巻き終り端との間に途中のテープを介して段差が生じる様子を示す平面視説明図である。
【図６】ベルト層の形成に際してカーカス層にテープを巻き付ける状況を示す説明図である。
【図７】テープのカーカス層幅方向移動回数ｎ＝１とベルト層のタイヤ周方向に対するコード角度θとの関係図である。
【図８】テープのカーカス層幅方向移動回数ｎ＝２とベルト層のタイヤ周方向に対するコード角度θとの関係図である。
【図９】テープのカーカス層幅方向移動回数ｎ＝３とベルト層のタイヤ周方向に対するコード角度θとの関係図である。
【図１０】テープのカーカス層幅方向移動回数ｎ＝４とベルト層のタイヤ周方向に対するコード角度θとの関係図である。
【図１１】テープのカーカス層幅方向移動回数ｎ＝５とベルト層のタイヤ周方向に対するコード角度θとの関係図である。
【符号の説明】
１ ビードコア ２ カーカス層 ３ トレッド ４ ベルト層
６ テープ

Claims (4)

1. トレッドにおけるカーカス層の外側にベルト層が配置された空気入りラジアルタイヤにおいて、１本乃至複数本の繊維コードを平行にマトリックスに埋設してなるテープを、前記カーカス層の外周にタイヤ１周当りｎ＝３回、５回、７回、又は９回の折り曲げ回数で前記ベルト層に相当する幅をジグザグに折り曲げながら、タイヤ周方向にほぼテープの幅だけずらして多数回に亘って巻き付けることにより偶数層のベルト層を形成し、該繊維コードの２．２５ｇ／ｄの荷重を負荷したときの伸び率が４％以下であって、該ベルト層のタイヤ周方向に対するコード角度θ、該ベルト層の幅Ｄ、該ベルト層の半径ｒ、前記テープのタイヤ１周当りのジグザグ折り曲げ回数ｎ（３回、５回、７回、又は９回）としたとき、tan θ＝ｎ×Ｄ／２πｒの関係を満たし、かつ10°＜θ＜35°である空気入りラジアルタイヤ。
2. 前記繊維コードが、芳香族ポリアミド繊維、ポリアリレート繊維、ポリパラフェニレンベンズビスオキサゾール繊維、ポリビニルアルコール繊維、レーヨン繊維、ポリエチレンテレフタレート繊維、ポリエチレン２，６−ナフタレート繊維から選ばれる繊維の１種又は２種以上を撚り合わせたものである請求項１記載の空気入りラジアルタイヤ。
3. 前記マトリックスがゴム、プラスチックからなる群から選択される１種である請求項１記載の空気入りラジアルタイヤ。
4. 前記ベルト層が２層である請求項１記載の空気入りラジアルタイヤ。

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