JP3837237B2

JP3837237B2 - 空気入りラジアルタイヤ

Info

Publication number: JP3837237B2
Application number: JP20352598A
Authority: JP
Inventors: 紳也張替; 一則平沼
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 1998-07-17
Filing date: 1998-07-17
Publication date: 2006-10-25
Anticipated expiration: 2018-07-17
Also published as: JP2000033805A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、空気入りラジアルタイヤに関し、更に詳しくは、生産性を高めながら、ベルト層の高速耐久性とユニフォミティとを一層向上するようにした空気入りラジアルタイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、空気入りラジアルタイヤのベルト層は、複数本の引き揃えられた補強コードに未加硫ゴムを含浸するようにカレンダー処理した帯状体をバイアスカットし、このバイアスカットされた帯片を接合して長尺のベルト材として巻き取り、これを使用時に巻き出してベルト層の長さに切断し、台タイヤ外周に端部同士が一部オーバーラップするように接合させて巻き付けるようにして少なくとも２層のベルト層が配置され、補強コードが層間で互いに交差するようになっている。
【０００３】
しかし、このように構成されたベルト層は、ベルト層の両端部に補強コードの切断端が形成されるため、コードとゴムとが接着されていない部分が存在し、また、層間剪断歪みも大きく、しかも高速走行時にはベルト層両端部に遠心力による外側へのせり上がり現象が発生するので、ベルト層のエッジにセパレーションを招き易く、高速耐久性が劣る。
【０００４】
従来、上記対策として、例えば、複数本の引き揃えられた補強コードをゴム引きしたストリップ材をトレッド両端部で折り返しながら偏平螺旋状に連続してタイヤ周方向に巻き付けて、タイヤ幅方向横断面を偏平ループ状にしたベルト層を形成する技術の提案がある。このようにストリップ材を連続的に巻回して偏平ループ状のベルト層を構成することにより、補強コードの切断端がベルト層端に形成されず、層間剪断歪みも小さく、しかも高速走行時のせり上がり現象を抑えることができるので、高速耐久性を改善することができると共に、ユニフォミティの向上もできる。また、カレンダー工程を不要とするので、生産性の向上を図ることができる。
【０００５】
ところで、近年、高性能な空気入りタイヤにおいて、高速耐久性やユニフォミティの一層の改善が求められている。また、上記のようなストリップ材を使用する場合にも、ストリップ材端部には補強コードの切断端が存在するので、そのスプライス部の構成如何によってはセパレーションが発生する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、ゴム引きした補強コードを使用してベルト層を形成した際の高速耐久性とユニフォミティの一層の向上を可能にする空気入りラジアルタイヤを提供することにある。
本発明の他の目的は、ゴム引きした補強コードを使用してベルト層を形成した際の生産性を一層向上することが可能な空気入りラジアルタイヤを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明は、トレッド部のカーカス層外周に、隣接する３〜１０本のゴム引きした補強コードを１組とする少なくとも３組のゴム引きコード群をタイヤ周方向に傾斜させると共にショルダー部で折り返しながら連続して巻回させ、タイヤ幅方向横断面で偏平ループ状かまたは偏平Ｓ字状若しくはＺ字状に形成したベルト層を埋設し、かつ前記少なくとも３組のゴム引きコード群の巻始め端部及び巻終わり端部よりなるスプライス部を前記ベルト層の端部よりタイヤ幅方向内側に位置させると共にタイヤ周方向に分散させたことを特徴とする。
【０００８】
このようにゴム引きコード群をタイヤ周方向に傾斜させながら、かつショルダー部で折り返しながらカーカス層外周に連続して巻き付けてベルト層を形成する場合、隣接する３〜１０本のゴム引きした補強コードを１組のゴム引きコード群とし、それを少なくとも３組用いてそのスプライス部をベルト層端よりタイヤ幅方向内側に配しつつタイヤ周方向で分散させるので、ベルト剛性の不連続点における剛性変化をタイヤ周方向においてなだらかにし、高速耐久性とユニフォミティを一層改善することが可能になる。また、カレンダー工程が不要であり、しかも、ゴム引きコード群を少なくとも３箇所から同時に巻き付けて成形することができるので、生産性を著しく向上することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の構成について添付の図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は本発明の空気入りラジアルタイヤの一例をタイヤ赤道線ＣＬから片側だけを半断面にして示す。１はトレッド部、２はビード部、３はサイドウォール部である。タイヤ内側にカーカス層４が１層配置され、その両端部４ａが左右のビード部２に配設したビードコア５の周りにビードフィラー６を挟み込むようにしてタイヤ内側から外側に折り返されている。トレッド部１のカーカス層外周には、補強コードｆが層間で互いにタイヤ周方向Ｔに対する傾斜方向を逆向きにして交差するようにした２層のベルト層７が埋設されている。
【００１０】
このベルト層７は、隣接する５本のゴム引きした補強コードｆを１組とする３組のゴム引きコード群Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３を、図２のようにタイヤ周方向Ｔに傾斜させると共にショルダー部で図３（ａ）のように折り返しながら偏平螺旋状に連続して巻回して、タイヤ幅方向横断面が図３（ｂ）に示すように偏平ループ状に形成されている。ゴム引きコード群Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３のスプライス部Ｓ1a, Ｓ2a, Ｓ3aは、図２に示すようにベルト層両端ｘよりタイヤ幅方向内側に位置すると共にタイヤ周方向に略１２０°間隔で均等的に分散させた構成になっている。
【００１１】
上記のようなベルト層７は、例えば、加硫前のグリーンタイヤ成形時に、図４（ａ）に示すように、各１本の補強コード毎に未加硫ゴムによりゴム引きされた５本のストリップ材Ｓc 〜Ｓg を１組とするゴム引きコード群Ｓを、未加硫のカーカス層４上にその巻始め端部Ｓx をベルト層端位置からタイヤ幅方向内側に離間させると共に、図４（ｂ）に示すように、周上で略１２０°づつずらした３箇所の位置Ｍ，Ｎ，Ｏからそれぞれ図４（ａ）のようにして各ストリップ材Ｓc 〜Ｓg を偏平螺旋状となるように折り返しながらタイヤ周方向に連続して密接するように巻き回し、巻始め端部Ｓx と巻終わり端部Ｓy とを図２のようにスプライスして形成することができる。
【００１２】
このようにベルト層７をタイヤ周方向Ｔに傾斜し、かつショルダー部で折り返しながら連続して巻回される３組のゴム引きコード群Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３から構成し、そのスプライス部Ｓ1a, Ｓ2a, Ｓ3aをベルト層端ｘよりタイヤ幅方向内側に位置させながら、タイヤ周上に分散させたので、タイヤ周方向におけるベルト剛性を１箇所で急激に突出するようにせずに、なだらかに分散させることができるため、高速耐久性とユニフォミティの一層の向上ができる。また、ゴム引きコード群Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３を３箇所から同時に巻き付けることができるので、生産性を大幅に改善することも可能になり、更に、１本の補強コードをゴム引きしたストリップ材Ｓc 〜Ｓg を用いて１組のゴム引きコード群Ｓを構成することにより、カーカス層４上に直接巻回させてベルト層にすることができるので、生産性を更に向上することができる。
【００１３】
図５〜７は、本発明の空気入りラジアルタイヤに用いられるベルト層の他の例を示す。このベルト層７では、隣接する８本のゴム引きした補強コードｆを１組とする３組のゴム引きコード群Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３を、図５のようにタイヤ周方向Ｔに傾斜させると共にショルダー部で図６（ａ）のようにタイヤ外側に折り返しながらジグザグ状に連続してタイヤ周方向Ｔに巻回し、タイヤ幅方向横断面で偏平Ｓ字状若しくはＺ字状（図６（ｂ））にした構造になっている。ゴム引きコード群Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３の巻始め端部Ｓx と巻終わり端部Ｓy は、図７に示すように、ゴム引きコード群を介して外周側と内周側に分かれて配置されている。
【００１４】
このようなベルト層７は、例えば、加硫前のグリーンタイヤ成形時に、図８に示すように、各１本の補強コード毎に未加硫ゴムによりゴム引きされた８本のストリップ材Ｓc 〜Ｓj を１組とするゴム引きコード群Ｓを、未加硫のカーカス層上にその巻始め端部Ｓx をベルト層端位置からタイヤ幅方向内側に離間させると共に、周上で略１２０°づつずらした３箇所の位置からそれぞれ図のようにして各ストリップ材Ｓc 〜Ｓg を順次外側へ折り返しながらタイヤ周方向に連続して密接するように巻き回し、巻始め端部Ｓx と巻終わり端部Ｓy とを図５のようにスプライスして形成することができる。
【００１５】
このように端部同志が内側と外側に位置するゴム引きコード群Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３のスプライス部Ｓ1a, Ｓ2a, Ｓ3aを、上述と同様に、ベルト層両端ｘよりタイヤ幅方向内側に配設し、かつタイヤ周方向で均等的に分散することによっても、上記と同様の効果を奏することができる。
【００１６】
本発明において、ゴム引きコード群Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３の巻始め端部Ｓx と巻終わり端部Ｓy とは、図２，５に示すように、ジグザグ状に形成され、カーカス層外周に投影したとき互いに凹凸状に噛み合う突き合わせ状にするのが好ましい。このようにオーバーラップさせずに突き合わせ状に接合することにより、ユニフォミティを更に向上することができる。また、凹凸状にして噛み合う突き合わせ形状にすることで、スプライス部におけるゴム引きコード群の補強コード端末を巻き付け方向前後に分散させることができて応力集中を低減させることができるので、スプライス部で破壊が進行するのを遅くさせ、タイヤの耐久性を向上することができる。
【００１７】
各ゴム引きコード群Ｓのジグザグ状に形成された巻始め端部Ｓx と巻終わり端部Ｓy は、図９に示すように、双方の凹凸突き合わせ部の頂点について、連続して隣り合う３個の頂点Ｐ，Ｑ，Ｒ間を直線で結ぶ２本の線分ＰＱ，ＱＲがなす角度θが０°＜θ＜１３５°となるようにするのが好ましい。図では、ジグザグ状の両端部Ｓx ，Ｓy に複数の凹部がそれぞれ形成されており、その複数の凹部の角度θを上記の範囲にすることが望ましい。角度θが１３５°を越えると、タイヤの耐久性を効果的に高めることが困難になる。
【００１８】
また、角度θを上記の範囲に規制したスプライス部Ｓa において、凹凸突き合わせ部頂点間を結ぶ線分の内、最短の距離Ｌ(mm)を補強コードｆの直径ｄ(mm)に対してＬ＞３０ｄの関係にするのがよい。距離Ｌが３０ｄ以下になると、応力を効果的に分散することが難しくなる。上限値としては、スプライス精度の観点から２００ｄ以下にすることが好ましい。なお、図９では、図２におけるスプライス部を示しているが、図５のようなスプライス部の構造であっても、角度θと距離Ｌは同様にすることができる。
【００１９】
上記実施形態では、ゴム引きコード群Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３の巻始め端部Ｓx と巻終わり端部Ｓy はジグザグ状に形成されているが、それに代えて曲線状の波型形状や曲線とジグザグ線とを組み合わせたものであってもよく、凹凸形状で噛み合うような突き合わせ状となるものであればよい。
また、ゴム引きコード群Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３のスプライス部Ｓ1a, Ｓ2a, Ｓ3aに位置する補強コード端末ｆa は、タイヤ赤道線ＣＬから左右にベルト幅Ｗの３５％以内の範囲Ｚ内に配置するのが好ましく、更に、それらのスプライス部Ｓ1a, Ｓ2a, Ｓ3aをタイヤ幅方向において略均等に分散させるのが、高速耐久性を向上する上で望ましい。
【００２０】
ベルト層７の補強コードとしては、スチールコードを好ましく用いることができるが、それに限定されず、従来のベルト層に用いられている公知の高強度、高弾性率のコードも使用可能である。例えば、アラミド繊維、ポリパラフェニレンベンズビスオキサゾール（ＰＢＯ）繊維、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）繊維等の引張弾性率１５００kgf/mm²以上の有機繊維コードを好ましく使用することができる。
【００２１】
ベルト層７の補強コードｆのタイヤ周方向Ｔに対する角度としては、１５〜４５°の範囲にするのが好ましい。
本発明では、１組のゴム引きコード群を構成する隣接するゴム引きした補強コードの本数として、上記実施形態では５本と８本の例を挙げたが、隣接する３〜１０本のゴム引きした補強コードを１組のゴム引きコード群とすることができる。ゴム引きした補強コードが３本未満では生産性を大きく向上することができず、逆に１０本を越えると、１個所当たりのスプライス本数が多くなるため、ベルト強度の観点から好ましくない。
【００２２】
また、ゴム引きコード群Ｓは上述した３組に限定されず、それ以上の使用も可能であり、スプライス部を周上に効果的に分散させる点から、少なくとも３組あればよい。上限値としては、ベルト強度の観点から６組にすることが好ましい。上述した実施形態では、ベルト層７の層数を２層にした例を示したが、それに限定されず、偶数層であればよい。
【００２３】
【実施例】
実施例１
タイヤサイズを１９５／７０Ｒ１４で共通にし、図１の構成の空気入りタイヤにおいて、ベルト層のゴム引きコード群の数を３組、各ゴム引きコード群の補強コード本数を５本、スプライス部を１２０°間隔でタイヤ周方向に分散した図２と図５に示すベルト構造の本発明タイヤ１，２、本発明タイヤ１において、ベルト層を補強コードの切断端をベルトエッジに有する２層のベルト層を各端部同志をオーバーラップさせて接合する構成にした従来タイヤ１、及び本発明タイヤ１において、ベルト層を５本の引き揃えられた補強コードをゴム引きした１本のストリップ材を用いて構成にした従来タイヤ２とをそれぞれ作製した。
【００２４】
各試験タイヤにおいて、ベルト層の補強コードには、１×５×０．２５構造でコード径が０．６５mmのスチールコードを使用し、そのエンド数は３６本／50mmで共通である。
本発明タイヤ１，２において、各ゴム引きコード群の巻始め端部と巻終わり端部はジグザグ状に形成され、その双方の凹凸突き合わせ部の頂点について、連続して隣り合う３個の頂点Ｐ，Ｑ，Ｒ間を直線で結ぶ２本の線分ＰＱ，ＱＲがなす角度θは１２０°、距離Ｌは２０mmである。また、各ゴム引きコード群のスプライス部の補強コード端末はタイヤ赤道線から左右にベルト幅の３５％以内に配置され、かつスプライス部をタイヤ幅方向において均等に分散させた構成にしている。
【００２５】
これら各試験タイヤをリムサイズ１４×６ＪＪのリムに装着し、以下に示す測定条件により、ユニフォミティ、水圧耐久性、高速耐久性、生産性の評価試験を行ったところ、表１に示す結果を得た。
ユニフォミティ
ＪＡＳＯＣ６０７の試験方法に準拠して実施し、その結果を従来タイヤ１を１００とする指数値で評価した。この値が大きい程、ユニフォミティが優れている。
【００２６】
水圧耐久性
各試験タイヤを水圧により内圧２００kPa まで上昇させ、１５分間保持する。その後１５０kPa/min.で水圧により昇圧し、タイヤが破壊するまでの圧力を測定し、その結果を従来タイヤ１を１００とする指数値で評価した。この値が大きい程、タイヤ耐久性が高い。
【００２７】
高速耐久性
各試験タイヤの空気圧を２２０kPa にして、ドラム試験機に取り付け、ＪＩＳＤ−４２３０，ＪＩＳ高速耐久性試験終了後、３０分毎に１０km/hr 加速して、タイヤが破壊するまでの走行距離を測定し、その結果を従来タイヤ１を１００とする指数値で評価した。この値が大きい程、高速耐久性が優れている。
生産性
各試験タイヤの生産時間を測定し、その結果を従来タイヤ１を１００とする指数値で評価した。この値が大きい程、生産性が優れている。
【００２８】
【表１】

【００２９】
表１から明らかなように、本発明タイヤ１，２は、生産性を大幅に高めながら、高速耐久性とユニフォミティを一層向上できることが判る。
実施例２
タイヤサイズを上記と同じにし、実施例１の本発明タイヤ２において、ベルト層の各ゴム引きコード群の補強コード本数を表２のように変えた本発明タイヤ３〜５と比較タイヤ１，２とをそれぞれ作製した。
【００３０】
これら各試験タイヤを実施例１と同じリムサイズのリムに装着し、上記に示す測定条件により、ユニフォミティ、水圧耐久性、高速耐久性、生産性の評価試験を行ったところ、表２に示す結果を得た。
【００３１】
【表２】

【００３２】
表２から、各ゴム引きコード群の補強コード本数を３本未満にした比較タイヤ１は、生産性が１１０よりも低く、大幅に改善することが困難であり、逆に１０本を越えた比較タイヤ２は、水圧耐久性に劣り、各ゴム引きコード群の補強コード本数を３〜１０本の範囲内にした本発明タイヤは、生産性を大きく改善しながら、高速耐久性とユニフォミティを向上できることが判る。
【００３３】
【発明の効果】
上述したように本発明は、ゴム引きした補強コードを使用してベルト層を形成する場合、隣接する３〜１０本のゴム引きした補強コードを１組とする少なくとも３組のゴム引きコード群を用いてそのスプライス部をベルト層端よりタイヤ幅方向内側に位置させながらタイヤ周上で分散させたので、ベルト剛性の不連続点をなだらかにすることができ、生産性を大幅に改善しながら、高速耐久性とユニフォミティを一層向上することができる。
【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を示すタイヤ子午線半断面図である。
【図２】図１のベルト層を示す要部展開図である。
【図３】（ａ）は図２のベルト層におけるゴム引きコード群の折り返し状態を示す説明図、（ｂ）はＸ−Ｘ矢視図である。
【図４】（ａ），（ｂ）は図２のベルト層の作り方の一例を示す説明図である。
【図５】図１のベルト層の他の例を示す要部展開図である。
【図６】（ａ）は図５のベルト層におけるゴム引きコード群の折り返し状態を示す説明図、（ｂ）はＹ−Ｙ矢視図である。
【図７】図５のスプライス部の一つを示す拡大断面図である
【図８】図５のベルト層の作り方の一例を示す説明図である。
【図９】図２のベルト層のゴム引きコード群におけるスプライス部の拡大図である。
【符号の説明】
１トレッド部２ビード部
３サイドウォール部４カーカス層
５ビードコア６ビードフィラー
７ベルト層ＣＬタイヤセンターライン
Ｓ，Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３ゴム引きコード群
Ｓa,Ｓ1a, Ｓ2a, Ｓ3a スライス部Ｓx 巻始め端部
Ｓy 巻終わり端部Ｔタイヤ周方向
ｆ補強コードｆa 補強コード端末
ｘベルト層端

Claims

トレッド部のカーカス層外周に、隣接する３〜１０本のゴム引きした補強コードを１組とする少なくとも３組のゴム引きコード群をタイヤ周方向に傾斜させると共にショルダー部で折り返しながら連続して巻回させ、タイヤ幅方向横断面で偏平ループ状かまたは偏平Ｓ字状若しくはＺ字状に形成したベルト層を埋設し、かつ前記少なくとも３組のゴム引きコード群の巻始め端部及び巻終わり端部よりなるスプライス部を前記ベルト層の端部よりタイヤ幅方向内側に位置させると共にタイヤ周方向に分散させた空気入りラジアルタイヤ。
各ゴム引きコード群の巻始め端部と巻終わり端部とを前記カーカス層外周に投影したとき互いに凹凸状に噛み合う突き合わせ状にした請求項１に記載の空気入りラジアルタイヤ。
前記ゴム引きコード群の巻始め端部と巻終わり端部とをジグザグ状或いは波形状にした請求項２に記載の空気入りラジアルタイヤ。
各ゴム引きコード群のスプライス部における補強コード端末をタイヤ赤道線から左右にベルト幅の３５％以内に配置した請求項１，２または３に記載の空気入りラジアルタイヤ。
前記ゴム引きコード群のスプライス部をタイヤ幅方向において分散させた請求項４に記載の空気入りラジアルタイヤ。
前記ゴム引きコード群を１本の補強コードをゴム引きしたストリップ材を用いて構成した請求項１〜５のいずれか１項に記載の空気入りラジアルタイヤ。