JPH11222010A - 空気入りラジアルタイヤ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】生産性を向上すると共に、重量を増加させず
に、高速耐久性を高める。 【解決手段】トレッド部１のカーカス層４外周側に配置
したベルト層７がタイヤセンター領域Ｘのセンターベル
ト層８と両サイド領域Ｙのサイドベルト層９とから構成
されている。センターベルト層８は、１本または複数本
の引き揃えられた補強コードｆが両端部間で折り返され
ながらタイヤ周方向に連続的に巻き付けられると共に、
層間で互いに交差するようになっている。両サイドベル
ト層９は１本または複数本の引き揃えられた補強コード
がタイヤ周方向に対して５°以下の傾斜角度で連続的に
螺旋状に巻き付けられた構成になっている。

Description

【発明の詳細な説明】

【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、生産性を向上しながら、
重量増加を招くことなく、高速耐久性を改善するように
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スチールコードに未加
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スプライスさせて
巻き付け、かつ少なくとも２層をスチールコードが層間
で互いに交差するように積層した構造になっている。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
速耐久性が劣るという問題があった。

【０００３】従来、上記対策として、ベルト層の少なく
とも両端部外周にナイロンコード等の有機繊維コードを
タイヤ周方向に略０°の角度で連続的に巻き付けること
により、ベルト層端部のせり上がりを抑制し、高速耐久
性を向上するようにした技術の提案がある。しかし、ナ
イロンコード等のベルトカバー層を設けることは、それ
によって重量が大きく増加するという問題があった。ま
た、バイアスカットされたスチールコード帯状片を継ぎ
合わせるベルト構造は、製作に手間がかかり、手作業に
頼る工程が多いため、生産性をなかなか上げられないと
いう問題があった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、生産
性を向上すると共に、重量を増加させずに、高速耐久性
を高め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。

【０００５】

【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側に補強コードを配
列したベルト層を設けた空気入りラジアルタイヤにおい
て、前記ベルト層をタイヤセンター領域に配置したセン
ターベルト層と、その両側にそれぞれ隣接する両サイド
ベルト層とからそれぞれ分割構成し、前記センターベル
ト層を１本または複数本の引き揃えられた補強コードが
センターベルト層両端部間で折り返されながらタイヤ周
方向に連続的に巻き付くと共に、層間で互いに補強コー
ドが交差するように偶数層に構成し、前記両サイドベル
ト層を１本または複数本の引き揃えられた補強コードが
タイヤ周方向に対して５°以下の傾斜角度で連続的に螺
旋状に巻き付くように構成したことを特徴とする。

【０００６】このようにベルト層をタイヤセンター領域
のセンターベルト層と両サイド領域のサイドベルト層と
に分割し、センターベルト層は補強コードをその両端部
で折り返して連続的にタイヤ周方向に巻き付ける構成
し、両サイドベルト層はその補強コードをタイヤ周方向
に対して５°以下の連続的な螺旋巻きとすることによ
り、タイヤ周方向のタガ効果を増大させると共に、補強
コードの切断端をベルト層端部に位置させないようにす
るので、高速走行時におけるベルト層端部のせり上がり
現象とベルト層端部での層間剪断歪みを低減し、ベルト
層の耐エッジセパレーション性を大きく改善することが
できる。

【０００７】しかも、ベルトカバー層のような補強層を
何ら設けずに、ベルト構造を改良するだけで済むため、
重量の増大を招くことがなく、また、補強コードを連続
的に巻き付けてベルト層を構成するので、バイアスカッ
ト片の貼り付けの場合に比べて生産性を著しく向上する
ことができる。また、サイドベルト部のタイヤ周方向剛
性増加により、操縦安定性を高めることができると共
に、タイヤの振動周波数を高周波側に移動させるため、
高周波ロードノイズを改善することができる。更に、ベ
ルト層にスプライス部も存在しなくなるので、乗心地性
の向上もできる。

【０００８】

【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センターライン
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
ヤ内側に補強コードをタイヤ径方向に配列したカーカス
層４が１層配置されている。カーカス層４は両端部４ａ
を左右のビード部２に埋設したビードコア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
側には２層のベルト層７が埋設されている。

【０００９】上記構成の空気入りタイヤにおいて、ベル
ト層７はタイヤセンター領域Ｘに配置されたセンターベ
ルト層８と、その両側のサイド領域Ｙに配置された両サ
イドベルト層９とが互いに分離するように構成されてい
る。センターベルト層８は、図３に示すように、グリー
ンタイヤ成形時に、図示せぬ１本または複数本の補強コ
ードを平行に引き揃えて未加硫ゴムで集束されたストリ
ップ材Ｓが、未加硫のカーカス層４上にタイヤセンター
領域Ｘの幅内でベルト幅両端部でウェーブ状の折り曲げ
を介してタイヤ周方向に連続的に巻き付けて形成され
る。ストリップ材Ｓの巻き付け方は、タイヤ周方向にウ
ェーブ状に蛇行させながらほぼストリップ材Ｓのストリ
ップ幅だけずらして複数回周回するようにしてもよく、
或いはストリップ幅の数倍ピッチでずれるように巻回し
ながら、最終的にはストリップ材Ｓ同士が隣接し合うよ
うに、巻き上げるようにしてもよい。このようにして補
強コードを両端部間で折り返した構造のセンターベルト
層８は両端部に補強コードの切断端を配置せず、かつ上
下２層の層間で補強コードが交差するセンターベルト層
８Ａ，８Ｂを形成することができる。

【００１０】また、上記センターベルト層８は、例え
ば、一旦ストリップ材Ｓ’を回転ドラム上に螺旋状に連
続して密接するように巻き上げた筒状体を形成し、この
筒状体を回転ドラムから外して、図４のようにその長手
方向に沿って押しつぶすことによって得られる偏平筒状
のベルト材Ａを加硫前のグリーンタイヤ成形時にアセン
ブルして形成するようにしてもよい。このセンターベル
ト層８は、補強コードｆが偏平螺旋状に巻き付くこと
で、センターベルト層両端部間で折り返されるようにな
っている。

【００１１】また更に、上記センターベルト層８は、図
５に示すように、ストリップ材Ｓ’を未加硫のカーカス
層上で、ベルト幅端部での折り返しを伴いつつタイヤ周
方向にジグザグ状に連続して巻き付けて得られたベルト
材Ａ’を用いてもよい。このセンターベルト層８では、
補強コードｆがジグザグ状に巻き付くことでセンターベ
ルト層両端部間で折り返され、切断端が両端に位置しな
いようにしている。なお、ストリップ材Ｓ’の巻始め端
部及び巻終わり端部は、センターベルト層８の中心部に
あることが耐久性の観点からより好ましい。

【００１２】他方、サイドベルト層９は、補強コードｇ
がタイヤ周方向に対して実質的に０°になるように、詳
しくは、タイヤ周方向に対して５°以内の傾斜角度とな
るように連続的に螺旋状に巻き付けられた構造になって
いる。このサイドベルト層９は、例えば、グリーンタイ
ヤ成形時に、１本または複数本が平行に引き揃えられた
補強コードｇを未加硫ゴムに埋設したストリップ材Ｑを
未加硫のカーカス４の外周側サイド領域Ｙに複数回隙間
なく連続的に巻き付けことにより得ることができる。

【００１３】上記センターベルト層８及びサイドベルト
層９は、それぞれ独立したストリップ材Ｑ，Ｓ，Ｓ’で
成形するようにしたが、連続した１本のストリップ材で
成形することも可能である。また、センターベルト層８
を成形するストリップ材Ｓ，Ｓ’は１本とは限らず、複
数本のストリップ材により複数の箇所から同時に巻き付
けを始めることで、成形時間を短縮するようにしてもよ
い。

【００１４】このように本発明は、ベルト層７をタイヤ
センター領域Ｘのセンターベルト層８と両サイド領域Ｙ
のサイドベルト層９とに３分割し、そのセンターベルト
層８を補強コードｆが両端部間で折り返されながらタイ
ヤ周方向に巻き付くようにし、両サイドベルト層９を補
強コードｇがタイヤ周方向に対し実質的０°の状態で連
続的に螺旋状に巻き付けるようにしたので、センターベ
ルト層８及びサイドベルト層９共にその両端部に補強コ
ードの切断端が存在せず、しかも高速走行時のせり上が
り挙動が抑制されるため、ベルト層のエッジセパレーシ
ョンを大きく抑制することができる。

【００１５】また、サイドベルト層９は補強コードｇが
タイヤ周方向に実質的に０°で巻き付けられていること
により、タイヤ周方向剛性が大幅に向上しているので、
操縦安定性の向上と共に、高周波ロードノイズを改善す
ることも可能になる。また、ベルト層７を上記構造にす
ることで、スプライス部がない構造となるので、乗心地
性を高めることができる。

【００１６】また更に、補強コードｆ，ｇを連続的に巻
き付けてベルト層を構成するため、従来のようなバイア
スカット片の貼り付けの場合に比べて生産性を著しく向
上することができる。本発明において、サイドベルト層
９の幅Ｙとしては、その合計幅をベルト総幅Ｚの１５〜
３５％にすること、好ましくは左右対称構造の場合は、
片側当たりの幅Ｙをベルト総幅Ｚの７．５〜１７．５％
にするのがよい。センターベルト層８の幅Ｘは、ベルト
総幅Ｚの６５〜８５％にするのがよい。

【００１７】図１の実施形態は、センターベルト層８と
サイドベルト層９との境界部が互いに端部をオーバーラ
ップせずに当接するように設けられているが、この境界
部は若干重なっていてもよく、或いは若干の間隔を介し
て離れていてもよい。但し、オーバーラップする時のオ
ーバーラップ量は、ベルト総幅Ｚの５％までとするのが
よい。タイヤ製作上からすると、未加硫タイヤの状態で
はセンターベルト層とサイドベルト層とが若干オーバー
ラップさせ、加硫成形のリフト時に上記オーバーラップ
量が０に修正されるようにするのが好ましい。

【００１８】センターベルト層８及びサイドベルト層９
の補強コードとしては、従来のベルト層に用いられてい
る公知の高強度、高弾性率のコードがいずれも使用可能
である。例えば、スチールコード、スチールフィラメン
トの他、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。

【００１９】本発明では、センターベルト層８及びサイ
ドベルト層９の形成に用いられるストリップ材Ｑ，Ｓ，
Ｓ’は、幅が５mm以上のものを使用するのが、良好な生
産性を確保する上で好ましい。幅の上限としては、ウェ
ーブ状の折り曲げを伴うセンターベルト層８のストリッ
プ材Ｓの場合は、１５mm以下にするのがよく、それ以上
では折り曲げ加工が難しくなる。ジグザグ状に折り返さ
れ、或いは偏平螺旋状に巻き付けられるストリップ材
Ｓ’では、６０mm以下にするのが好ましい。これ以上で
は、露出する補強コード端部の面積が大きくなり、耐久
性が低下する。ストリップ材Ｑの場合には、生産性に支
障を来すものでなければ特に限定されるものではなく、
例えば、１０mmにすることができる。

【００２０】特に、サイドベルト層に使用する補強コー
ドとしては、グリーンタイヤ加硫時にリフトされるとき
にタイヤが膨径するため、それに追従するようなものを
使用するのが望ましい。例えば、図６，７に示すよう
に、螺旋状にくせづけされた複数（図では５本）の素線
ｅを１×ｎ構造にした単撚スチールコードＭを好ましく
使用することができる。

【００２１】この単撚スチールコードＭは、型付率が１
４０〜２１０％と大きな範囲に設定され、コード内への
ゴム浸透性を極めて高くしている。但し、単撚りの１×
ｎ構造の型付率は、ｎ本の素線を同心円状に隙間なく撚
った時のコード外径を１００とした時、それに対する個
々の素線単独を取り出した際の素線のスパイラル外径と
定義される。

【００２２】タイヤ膨径後における上記単撚スチールコ
ードＭは、複数の素線ｅがタイヤ径方向断面において、
図６のように、点線で示す仮想円に対して１８０°を越
えて円弧状に並ぶ略Ｃ状の配列になっている。素線数を
ｎ、素線径をｄ、タイヤ膨径後のトレッド部１に埋設さ
れた状態における、隣接する素線ｅの中心間の距離ｋ _1,
ｋ_2,ｋ_3,ｋ₄ ・・ｋ_n-1 の総和Σｋと、螺旋状の素線配
列となる単撚スチールコードＭの外径Ｄとを、 Σｋ＜１．１６ｄ（ｎ−１） …(1) １．６＜ｄｎ／（Ｄ−ｄ）＜３．０…(2) の式を満足するようにするとよい。なお、図７中、Ｒは
単撚スチールコードＭ内に充填されたゴムである。

【００２３】このような単撚スチールコードＭは、初期
歪み域での発生応力が比較的小さいため、内側のカーカ
ス層の均一な変形を妨げることがなく、加硫時のタイヤ
膨径に追従させながら単撚スチールコードＭを伸長させ
ることができる一方、膨径後には伸びが抑えられるた
め、ベルト層のタガ効果を発揮させることができる。上
記Σｋが１．１６ｄ（ｎ−１）以上と離れた状態になる
と、サイドベルト層の外側への変形が大きく、タイヤ周
方向剛性を上げることが不十分になる。Σｋの下限は、
各素線ｅがくい込むことなく当接した状態、即ち、ｄ
（ｎ−１）以上であればよい。

【００２４】上記ｄｎ／（Ｄ−ｄ）が１．６以下になっ
ても、タイヤ周方向剛性が不十分になり、逆に３．０以
上になると膨径時にスチールコードＭがカーカス層に食
い込み、耐久性が著しく低下する。上記単撚スチールコ
ードＭの素線数としては、３〜８本にするのがよい。３
本未満では加工が困難であり、逆に８本を越えると素線
が円弧状に配列し難くなるため、素線に不均一な応力が
かかるので好ましくない。各素線ｅは、全て同じ径のも
のであっても、異なる径のものであってもよい。素線径
が異なる場合には、上記式における素線径ｄは、それら
の平均である。

【００２５】サイドベルト層９は、上述した単撚スチー
ルコードに代えて、短ピッチ複撚構造となる所謂ハイエ
ロンゲーションコードを使用してもよく、また、補強コ
ードｇを予め膨径して伸びる分だけ波状に加工してお
き、それを未加硫のストリップ材Ｑに埋設するようにし
てもよい。センターベルト層８の補強コードｆのタイヤ
周方向に対する角度としては、１５〜４５°の範囲にす
るのが好ましい。

【００２６】上述した実施形態では、ベルト層７の層数
を２層にした場合の例を示したが、それに限定されな
い。センターベルト層は必然的に偶数になるが、サイド
ベルト層は単層でも複数層でもよく、また奇数でも偶数
でもよい。

【００２７】

【実施例】実施例１ タイヤサイズを１９５／７０Ｒ１４で共通にし、図１に
示すセンターベルト層とサイドベルト層を設けたタイヤ
において、図３に示すベルト構造を有する本発明タイヤ
１、図４に示すベルト構造を有する本発明タイヤ２、図
５に示すベルト構造を有する本発明タイヤ３、ベルト層
をベルト全幅にわたって図５に示すベルト層で構成した
比較タイヤ１、本発明タイヤ１のセンターベルト層とし
て補強コードの切断端をベルトエッジ部に有する２層の
ベルト層により構成した比較タイヤ２、ベルト層を補強
コードの切断端をベルトエッジ部に有する２層のベルト
層により構成した従来タイヤ１、及びこの従来タイヤ１
において２層のベルトカバー層をベルト層外周に配置し
た従来タイヤ２とをそれぞれ作製した。

【００２８】各試験タイヤにおいて、ベルト層の補強コ
ードにはスチールコードを使用すると共に、その使用量
を同じにし、そのコード構造及びエンド数は表１に示す
通りである。また、タイヤ周方向に対して傾斜する補強
コードの傾斜角度はそれぞれ２４°である。本発明タイ
ヤにおけるセンターベルト層の幅はベルト総幅の８５
％、サイドベルト層の幅はそれぞれベルト総幅の７．５
％であり、左右対称である。従来タイヤ２におけるベル
トカバー層には、８４０ｄ／２構造のナイロンコードを
使用した。

【００２９】これら各試験タイヤを以下に示す測定条件
により、高速耐久性、重量、操縦安定性、乗心地性、高
周波ロードノイズ、及び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。 高速耐久性 各試験タイヤをリムサイズ１４×５1/2 ＪＪのリムに装
着し、空気圧を２２０kPa にして、ドラム試験機の径が
１７０７mmの回転ドラムに取付け、負荷荷重４．４kN
（４５０kg）の条件下で、ＪＡＴＭＡ高速耐久性試験に
従って走行させた後、３０分毎に速度を８km/hr ずつ増
加させ、タイヤ故障が発生するまでの距離を測定し、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。 重量 各試験タイヤの重量を測定し、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、
軽量であることを示す。 操縦安定性及び乗心地性 各試験タイヤをリムサイズ１４×５1/2 ＪＪのリムに装
着し、空気圧を１８０kPa にして２５００ccの車両に装
着し、テストコースにおいてパネラーによるフィリング
試験を実施し、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、性能が優れてい
る。 高周波ロードノイズ 各試験タイヤを上記と同じ条件で車両に装着し、舗装路
面を時速５０km/hで直進走行した時の高周波ロードノイ
ズの音圧レベルを測定し、その結果を従来タイヤ１を１
００とする指数値で評価した。この値が大きい程、高周
波ロードノイズが低いことを示す。 生産性 各試験タイヤにおいて、単位時間当たりに生産されるタ
イヤの本数をもとに、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、生産性が高いことを
示す。

【００３０】

【表１】

【００３１】表１から明らかなように、本発明タイヤ１
〜３は、高速耐久性をベルトカバー層を設けた従来タイ
ヤ２と同等レベルまで高めることができるのが判る。し
かも、従来タイヤ２のように重量増加を招くことがな
い。また、操縦安定性、乗心地性、高周波ロードノイ
ズ、及び生産性においても、優れていることが判る。実
施例２タイヤサイズを上記と同じにし、上述した本発明
タイヤ１において、ベルト総幅に対するセンターベルト
層とサイドベルト層の幅の割合を表２のように変えた試
験タイヤ１〜５をそれぞれ作製した。

【００３２】これら各試験タイヤを上述した測定条件に
より、高速耐久性、重量、操縦安定性、乗心地性、高周
波ロードノイズ、及び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。

【００３３】

【表２】

【００３４】表２から、センターベルト層の幅をベルト
総幅の６５〜８５％、サイドベルト層の幅をそれぞれベ
ルト総幅の７．５〜１７．５％（左右合計幅で１５〜３
５％）にするのがよいことが判る。

【００３５】

【発明の効果】上述したように本発明の空気入りラジア
ルタイヤは、ベルト層をタイヤセンター領域のセンター
ベルト層と、両サイド領域のサイドベルト層とに３分割
し、センターベルト層を補強コードが端部間で折り返さ
れながらタイヤ周方向に連続的に巻き付けられる構成に
し、両サイドベルト層を補強コードがタイヤ周方向に対
して実質的に０°の角度で連続的に螺旋状で巻き付けら
れる構造にしたため、ベルト層の端部への層間剪断歪み
の集中を回避し、かつ高速走行時のせり上がり現象を抑
制し、耐エッジセパレーション性大幅に高めて、高速耐
久性を改善することができる。その上、補強コードの連
続的巻き付けによってベルト層を形成することによる生
産性向上と共に、ベルトカバー層のような補強層を設け
ることなく、ベルト層の構造を変えるだけでよいので、
重量の増加を回避することができる。

【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のベルト層の概略説明図である。

【図３】センターベルト層の作り方の一例を示す斜視図
である。

【図４】センターベルト層の作り方の他の例を示す要部
斜視図である。

【図５】（ａ）はセンターベルト層に用いられるベルト
材の他の例を示す要部平面図、（ｂ）は（ａ）のＪーＪ
矢視断面図である。

【図６】サイドベルト層の補強コードに使用されたタイ
ヤ膨径後の単撚スチールコードの一列を示す拡大断面図
である。

【図７】図６の要部正面図である。

【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 ８ センターベルト
層 ９ サイドベルト層 Ａ，Ａ’ベルト材 ＣＬ タイヤセンターライン Ｍ 単撚スチールコ
ード Ｑ，Ｓ，Ｓ’ストリップ材 Ｘ タイヤセンター
領域 Ｙ サイド領域 Ｚ ベルト総幅 ｆ，ｇ 補強コード

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 トレッド部のカーカス層外周側に補強コ
   ードを配列したベルト層を設けた空気入りラジアルタイ
   ヤにおいて、 前記ベルト層をタイヤセンター領域に配置したセンター
   ベルト層と、その両側にそれぞれ隣接する両サイドベル
   ト層とからそれぞれ分割構成し、 前記センターベルト層を１本または複数本の引き揃えら
   れた補強コードがセンターベルト層両端部間で折り返さ
   れながらタイヤ周方向に連続的に巻き付くと共に、層間
   で互いに補強コードが交差するように偶数層に構成し、 前記両サイドベルト層を１本または複数本の引き揃えら
   れた補強コードがタイヤ周方向に対して５°以下の傾斜
   角度で連続的に螺旋状に巻き付くように構成した空気入
   りラジアルタイヤ。
2. 【請求項２】 前記補強コードが、ウェーブ状、ジグザ
   グ状、或いは偏平螺旋状に巻き付くことにより、センタ
   ーベルト層両端部間で折り返される請求項１記載の空気
   入りラジアルタイヤ。
3. 【請求項３】 前記サイドベルト層の合計幅がベルト総
   幅の１５〜３５％である請求項１または２記載の空気入
   りラジアルタイヤ。
4. 【請求項４】 前記ベルト層の補強コードが、スチール
   フィラメント、スチールコード、引張弾性率１５００kg
   f/mm² 以上の有機繊維コードである請求項１，２または
   ３記載の空気入りラジアルタイヤ。