JP5061609B2 - 乗用車用空気入りラジアルタイヤ及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は乗用車用空気入りラジアルタイヤ及びその製造方法に関し、さらに詳しくは、乗心地性及び耐久性を悪化させることなく操縦安定性を向上させるようにした乗用車用空気入りラジアルタイヤ及びその製造方法に関する。

従来、空気入りタイヤの操縦安定性を向上するために、サイドウォール部に高剛性のゴムや補強層を配置することによりサイド部の剛性を高める試みが種々なされてきた。しかし、一般に、サイド部の剛性を高めると、縦ばねの増大により乗心地性が悪化するという問題があり、乗心地性を悪化させることなしに操縦安定性を向上させることは極めて難しかった。

一方、２輪車用タイヤにおいて、ラジアル構造のカーカス層の外周にベルト層を配置することに伴うプライステアを防止する試みとして、カーカス層の外側面にタイヤ赤道を通りかつタイヤ周方向に小角度で巻回するコードからなる補強層を形成するようにした提案がある（特許文献１参照）。この提案における補強層は、タイヤサイド部の一部まで覆うようになっているため、サイド剛性を高める効果が得られ、操縦安定性も向上することが考えられる。

しかし、上記構造の補強層は、負荷荷重が比較的小さい２輪車用タイヤの場合には有効であっても、乗用車用タイヤのように高荷重が負荷されるタイヤの場合にあっては、補強層を構成する補強コードが、高荷重による張力の増大によってカーカス層に対する係合が耐えられなくなって周方向にずれてしまい、タイヤの耐久性が低下するという問題がある。
特許第３６９４１５２号公報

本発明の目的は、乗心地性及び耐久性を悪化させることなく操縦安定性を向上させるようにした乗用車用空気入りラジアルタイヤ及びその製造方法を提供することにある。

上記目的を達成するための本発明の乗用車用空気入りラジアルタイヤは、左右一対のビード部間にカーカス層を装架すると共に、該カーカス層の外周側にベルト層を配置した乗用車用空気入りラジアルタイヤにおいて、前記カーカス層の外側に、タイヤ赤道を通りタイヤ軸に直交する直線を中心にして、その中心をタイヤ周方向にずらせながら１本又は複数本のコードにゴム引きした帯状体をトレッド部と両サイド部にわたるように連続的に巻回して補強層を形成し、該補強層の両端部を前記カーカス層の折り返し部の内側に配置すると共に、該補強層の外周側に前記ベルト層を配置したことを特徴とする。

さらに、上述する構成において、以下の（１）〜（４）に記載するように構成することが好ましい。

（１）前記帯状体のタイヤ赤道上での巻回ピッチを、タイヤ軸に対する臨み角度で５〜２０°にする。

（２）前記コードを有機繊維コードで構成する。

（３）前記補強層の両端部を前記ビード部に埋設したビードフィラーとタイヤ径方向に５ｍｍ以上重なり合うように配置する。

（４）前記補強層を複数層に形成し、それぞれの補強層の両端部を隣接する補強層間でタイヤ径方向に５ｍｍ以上ずれ合うように配置する。

また、本発明の乗用車用空気入りラジアルタイヤの製造方法は、タイヤ成形ドラムにカーカス層を円筒状に巻き付けると共に、該カーカス層の両端部にビード部材を配置してタイヤ骨格体を成形する第一工程と、該タイヤ骨格体を断面円弧状に膨径した後、該タイヤ骨格体の外周面に、タイヤ赤道を通りタイヤ軸に直交する直線を中心にして、該中心をタイヤ周方向にずらせながら１本又は複数本の有機繊維コードにゴム引きした帯状体をクラウン部と両サイド部にわたるように巻回して補強層を形成する第二工程と、前記補強層の外周面にベルト層を配置すると共に、前記カーカス層の両端部を前記ビード部材を包み込むように折り返した後、サイドウォール部材及びトレッド部材をそれぞれ貼り付ける第三工程と、により未加硫タイヤを成形することを特徴とする。

さらに、上述する構成において、以下の（６）〜（８）に記載するように構成することが好ましい。

（６）前記帯状体のタイヤ赤道上での巻回ピッチを、タイヤ軸に対する臨み角度で５〜２０°にする。

（７）前記補強層の両端部を前記ビード部材を構成するビードフィラーとタイヤ径方向に５ｍｍ以上重なり合うように形成する。

（８）前記帯状体を前記タイヤ骨格体の外周に複数周回にわたり巻き付けを繰り返して前記補強層を複数層に形成し、かつそれぞれの補強層の両端部を隣接する補強層間でタイヤ径方向に５ｍｍ以上ずれ合うように形成する。

本発明によれば、カーカス層の外側における両サイド部にわたり、１本又は複数本のコードにゴム引きした帯状体をタイヤ赤道を通りタイヤ軸に直交する直線を中心にして、その中心をタイヤ周方向にずらせながら連続的に巻回して補強層を形成したので、この補強層によりタイヤ周方向の剪断剛性が高められて操縦安定性を向上させることができる。

しかも、補強層を構成するコードがタイヤ周方向に対して小角度で配置されることから、コードのパンタグラフ効果によりタイヤ径方向の柔軟性が確保されて乗心地性を悪化させることがない。さらに、上記補強層の外周側にベルト層が配置されているため、このベルト層のタガ作用により、補強層を構成するコードのタイヤ周方向へのずれを阻止して耐久性を確保することができる。

さらには、補強層の両端部をカーカス層の折り返し部の内側に配置したので、補強層の端部からの剥離が防止されて、耐久性を一層向上させることができる。

以下、本発明の構成につき添付の図面を参照して詳細に説明する。

図１は本発明の実施形態による乗用車用空気入りラジアルタイヤの半断面図、図２は図１のタイヤにおけるカーカス層の外周側に補強層を配置する状況を説明する斜視図、図３は補強層を構成する帯状体の形態を示す斜視図である。

図１において、乗用車用空気入りラジアルタイヤ１は左右一対のビード部２、２間にカーカス層３を装架すると共に、カーカス層３の外周側にベルト層５を配置している。本発明では、カーカス層３の外側における両サイド部８、８間にわたって連続する補強層４を配置し、この補強層４の外周側にベルト層５を配置している。

補強層４は、１本又は複数本のコード４ｃにゴム引きした帯状体４ｄ（図３参照）を、図２に示すように、タイヤ赤道を通りタイヤ軸に直交する直線を中心にして、その中心をタイヤ周方向にずらせながらトレッド部９と両サイド部８、８にわたるように連続的に巻回して形成されている。なお、図中３ａはカーカス層３の折り返し端部、３ｂはカーカスコード、４ａは補強層４の端部、６はビードコア、７はビードフィラーをそれぞれ示している。

上述する実施形態では、カーカス層３、補強層４及びベルト層５がそれぞれ１層である場合を示したが、これらの層数はこれに限られることなく複数層であってもよい。

このように構成された乗用車用空気入りラジアルタイヤ１は、補強層４の配置によりタイヤ周方向の剪断剛性が高められるので、操縦安定性を向上させることができる。しかも、補強層４を構成するコード４ｃがタイヤ周方向に対して小角度で配置されることから、コード４ｃのパンタグラフ効果によりタイヤ径方向の柔軟性が確保されて乗心地性を低下させることがない。さらに、補強層４の外周側にベルト層５が配置されているため、このベルト層５のタガ作用により、補強層４を構成するコード４ｃのタイヤ周方向へのずれを阻止して耐久性を確保することができる。

図４は、補強層４を構成する帯状体４ｄのタイヤ赤道上での巻回ピッチＷを示す一部側面図で、本発明では、帯状体４ｄのタイヤ赤道上での巻回ピッチＷをタイヤ軸Ｏに対する臨み角度αで５〜２０°、好ましくは８〜１５°となるように形成するとよい。なお、図４では帯状体４ｄの幅方向中心線を１本の直線により表示している。すなわち、本発明では、上述する臨み角度αを帯状体４ｄの幅方向中心線を基準にして設定している。ここで、臨み角度αが５°未満では帯状体４ｄが密になり過ぎてタイヤ重量が増加すると共に生産性を低下させることになり、２０°超では帯状体４ｄが疎になり過ぎて所望の操縦安定性を確保できなくなると共にタイヤユニフォミティーを悪化させる原因となる。

さらに、本発明の乗用車用空気入りラジアルタイヤ１では、補強層４の両端部４ａ、４ａを、図１に示すように、カーカス層３の折り返し部の内側に位置させるように配置している。これにより、補強層４の端部４ａからの剥離を防止して、耐久性を一層向上させることができる。

本発明において、補強層４を構成するコード４ｃを有機繊維コードで構成するとよい。これにより、サイド部８における面外曲げ剛性の高騰を一層抑制して、乗心地性を悪化させることなくタイヤ周方向の剪断剛性を高めることができ、操縦安定性を良好に向上させることができる。有機繊維コードの材料は特に限定されるものではないが、例えば、ナイロン、ポリエステル、ポリケトン、レーヨン、アラミドなどから選ばれた１種又は複数種を使用するとよい。

また、補強層４の両端部４ａ、４ａをビード部２に埋設したビードフィラー７とタイヤ径方向に対して重なり合うように配置するとよい。本発明では、タイヤ径方向に対する重なり幅Ｘ（図１参照）を５ｍｍ以上、好ましくは３０ｍｍ以下に設定するとよい。これにより、タイヤ径方向の剛性段差を抑制して一層良好な操縦安定性を確保すると共に、補強層４の端部４ａからの剥離を確実に防止して耐久性をさらに向上させることができる。

なお、図１の実施形態では補強層４を１層で構成する場合を示したが、補強層４を複数層で構成し、それぞれの補強層４の両端部４ａ、４ａを隣接する補強層４、４間でタイヤ径方向に５ｍｍ以上、好ましくは４０ｍｍ以下ずれ合うように配置するとよい。

図５には補強層４を２層で構成し、補強層４、４の端部４ａ、４ａを互いにタイヤ径方向に対してずれ幅をＹとして配置した場合を示している。このように補強層４を複数層で構成し、それぞれの補強層４の端部４ａをずれ幅Ｙを５ｍｍ以上として互いにずれ合うように配置することにより、補強層４のタイヤ径方向の剛性に段差が生じることを防いで耐久性を確保すると共に、タイヤ周方向の剪断剛性を適正に調整することができるため、タイヤの種類やサイズに応じて良好な操縦安定性を確保することができる。

以下、本発明の乗用車用空気入りラジアルタイヤの製造方法について、図６（ａ）〜（ｄ）を中心にして述べる。

本発明の乗用車用空気入りラジアルタイヤの製造方法は、未加硫タイヤを成形する工程に特徴を有する。すなわち、図６（ａ）に示すように、タイヤ成形ドラム１１にタイヤ内壁部材１２を介してカーカス層３を円筒状に巻き付けると共に、カーカス層３の両端部にビード部材１３、１３を配置してタイヤ骨格体１４を成形する第一工程と、図６（ｂ）に示すように、タイヤ骨格体１４を断面円弧状に膨径した後、このタイヤ骨格体１４の外周面に、図２に示すようにタイヤ赤道を通りタイヤ軸に直交する直線を中心にして、この中心をタイヤ周方向にずらせながら、１本又は複数本の有機繊維コードにゴム引きした帯状体をクラウン部と両サイド部にわたるように巻回して補強層４を形成する第二工程と、図６（ｃ）に示すように、補強層４の外周面にベルト層５を配置すると共に、カーカス層３の両端部３ａ、３ａをビード部材１３、１３を包み込むように折り返した後、図６（ｄ）に示すように、サイドウォール部材１６、１６及びトレッド部材１７をそれぞれ貼り付ける第三工程と、により未加硫タイヤを成形することを特徴としている。なお、図６（ｂ）〜（ｄ）では、タイヤ内壁部材１２を省略して図示している。

上述する第二工程では、第一工程により得られたタイヤ骨格体１４を回転させながら、この外周面に、タイヤ赤道を中心にして、帯状体の巻き付けヘッドを楕円状に回転させて補強層を形成するようにするとよい。これにより、補強層を帯状体の巻き付けヘッドの２軸平面内での移動のみにより形成できるので、巻き付けヘッドの制御を簡易化することができる。

本発明において、帯状体４ｄのタイヤ赤道上での巻回ピッチＷを、図４に示すように、タイヤ軸Ｏに対する臨み角度αで５〜２０°、好ましくは８〜１５°となるように形成するとよい。これにより、タイヤの生産性を阻害することなしに、良好な操縦安定性とユニフォミティーとを兼ね備えた乗用車用空気入りラジアルタイヤを得ることができる。

さらに、図１に示すように、補強層４の両端部４ａ、４ａをビード部材１３、１３を構成するビードフィラー７、７とタイヤ径方向に５ｍｍ以上重なり合うように配置するとよい。これにより、一層良好な操縦安定性を確保すると共に、耐久性を確実に向上させた乗用車用空気入りラジアルタイヤ１を得ることができる。

また、上記第二工程において、帯状体４ｄをタイヤ骨格体１５の外周に複数周回にわたり巻き付けを繰り返して補強層４を複数層に形成し、それぞれの補強層４の両端部４ａ、４ａを、隣接する補強層４、４間でタイヤ径方向に対して５ｍｍ以上、好ましくは４０ｍｍ以下ずれ合うように形成するとよい。これにより、優れた耐久性を有すると共に、良好な操縦安定性を有する乗用車用空気入りラジアルタイヤを得ることができる。

タイヤサイズを１９５／６５Ｒ１５ ９１Ｓ、タイヤの基本構造を図１として、補強層を配置せずにベルト層を配置した従来タイヤ（従来例）と、補強層及びベルト層を配置した本発明タイヤ（実施例）と、をそれぞれ作製した。なお、本発明タイヤにおいて、補強層を構成するコードの材料をナイロン繊維、補強層を構成する帯状体の巻回ピッチをタイヤ軸に対する臨み角度で１２°、補強層とビードフィラーとのタイヤ径方向に対する重なり幅を１５ｍｍとした。

これら２種類のタイヤについて、以下に示す試験方法により乗心地性、操縦安定性及び耐久性を評価し、その結果を従来タイヤを１００とする指数により表１に記載した。

［乗心地性及び操縦安定性］
各タイヤに空気圧２００ｋＰａを充填すると共に、車両（排気量２０００ｃｃ、国産ＦＦ車）の前後車輪に装着して、平坦なアスファルト路面からなるテストコースを平均時速１００ｋｍ／ｈにて走行させ、熟練したテストドライバー３名による乗心地性及び操縦安定性の官能評価を行った。

［耐久性］
各タイヤをリム（サイズ：１５×６ＪＪ）に組み込み、空気圧１８０ｋＰａを充填した後、ＪＩＳ Ｄ４２３０に準拠して、室内ドラム試験により、速度を８１ｋｍ／ｈ、負荷荷重をＪＡＴＭＡ規定の最大荷重の８５％として４時間走行させ、続いて負荷荷重を２時間毎に初期荷重の１０％ずつ増加させながら、タイヤが破壊するまで走行させた。その走行距離を以って耐久性の評価とした。

表１より、本発明タイヤは従来タイヤに比して、乗心地性及び耐久性を同等にしながら、操縦安定性を飛躍的に向上させていることがわかる。

本発明の実施形態による乗用車用空気入りラジアルタイヤの半断面図である。 図１のタイヤにおけるカーカス層の外周側に補強層を配置する状況を説明する斜視図である。 図１のタイヤにおける補強層を構成する帯状体の形態を例示する斜視図である。 本発明の実施形態による補強層を構成する帯状体の巻回ピッチを説明するための一部側面図である。 本発明の他の実施形態による補強層の配置を示す一部断面図である。 （ａ）〜（ｄ）は、それぞれ本発明の実施形態による乗用車用空気入りラジアルタイヤの製造工程を示す説明図である。

符号の説明

１ 乗用車用空気入りラジアルタイヤ
２ ビード部
３ カーカス層
３ａ 折り返し端部
３ｂ カーカスコード
４ 補強層
４ａ 補強層の端部
４ｃ コード
４ｄ 帯状体
５ ベルト層
６ ビードコア
７ ビードフィラー
８ サイド部
９ トレッド部
１１ タイヤ成形ドラム
１２ タイヤ内壁部材
１３ ビード部材
１４ タイヤ骨格体
１６ サイドウォール部材
１７ トレッド部材
Ｏ タイヤ軸
α 臨み角度
Ｗ 巻回ピッチ
Ｘ 重なり幅
Ｙ ずれ幅

Claims (9)

1. 左右一対のビード部間にカーカス層を装架すると共に、該カーカス層の外周側にベルト層を配置した乗用車用空気入りラジアルタイヤにおいて、
   前記カーカス層の外側に、タイヤ赤道を通りタイヤ軸に直交する直線を中心にして、その中心をタイヤ周方向にずらせながら１本又は複数本のコードにゴム引きした帯状体をトレッド部と両サイド部にわたるように連続的に巻回して補強層を形成し、該補強層の両端部を前記カーカス層の折り返し部の内側に配置すると共に、該補強層の外周側に前記ベルト層を配置した乗用車用空気入りラジアルタイヤ。
2. 前記帯状体のタイヤ赤道上での巻回ピッチを、タイヤ軸に対する臨み角度で５〜２０°にした請求項１に記載の乗用車用空気入りラジアルタイヤ。
3. 前記コードが有機繊維コードからなる請求項１又は２に記載の乗用車用空気入りラジアルタイヤ。
4. 前記補強層の両端部を前記ビード部に埋設したビードフィラーとタイヤ径方向に５ｍｍ以上重なり合うように配置した請求項１、２又は３に記載の乗用車用空気入りラジアルタイヤ。
5. 前記補強層を複数層に形成し、それぞれの補強層の両端部を隣接する補強層間でタイヤ径方向に５ｍｍ以上ずれ合うように配置した請求項１、２、３又は４に記載の乗用車用空気入りラジアルタイヤ。
6. タイヤ成形ドラムにカーカス層を円筒状に巻き付けると共に、該カーカス層の両端部にビード部材を配置してタイヤ骨格体を成形する第一工程と、
   該タイヤ骨格体を断面円弧状に膨径した後、該タイヤ骨格体の外周面に、タイヤ赤道を通りタイヤ軸に直交する直線を中心にして、該中心をタイヤ周方向にずらせながら１本又は複数本の有機繊維コードにゴム引きした帯状体をクラウン部と両サイド部にわたるように巻回して補強層を形成する第二工程と、
   前記補強層の外周面にベルト層を配置すると共に、前記カーカス層の両端部を前記ビード部材を包み込むように折り返した後、サイドウォール部材及びトレッド部材をそれぞれ貼り付ける第三工程と、
   により未加硫タイヤを成形することを特徴とする乗用車用空気入りラジアルタイヤの製造方法。
7. 前記帯状体のタイヤ赤道上での巻回ピッチを、タイヤ軸に対する臨み角度で５〜２０°にする請求項６に記載の乗用車用空気入りラジアルタイヤの製造方法。
8. 前記補強層の両端部を、前記ビード部材を構成するビードフィラーとタイヤ径方向に５ｍｍ以上重なり合うように形成する請求項６又は７に記載の乗用車用空気入りラジアルタイヤの製造方法。
9. 前記帯状体を前記タイヤ骨格体の外周に複数周回にわたり巻き付けを繰り返して前記補強層を複数層に形成し、かつそれぞれの補強層の両端部を隣接する補強層間でタイヤ径方向に５ｍｍ以上ずれ合うように形成する請求項６、７又は８に記載の乗用車用空気入りラジアルタイヤの製造方法。

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