(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の環状のビード間を補強する２層以上のカーカス層を備える空気入りタイヤにおいて、前記カーカス層を構成するコードとタイヤ周方向とのなす角が９０±１０°の領域をラジアル領域とし、前記コードとタイヤ周方向とのなす角が１０〜６０°にて上下各層のコードが交差する領域をバイアス領域とするとき、
同一のカーカス層において、タイヤ最大幅付近の位置を含む領域に前記ラジアル領域を備えると共に、そのラジアル領域と前記ビードとの間の何れかの領域に、前記バイアス領域を備え、
タイヤ赤道線を含む領域にベルト層で補強された前記ラジアル領域を更に備え、そのラジアル領域とタイヤ最大幅付近の前記ラジアル領域との中間の何れかの領域に前記バイアス領域を備える空気入りタイヤ。
【請求項２】
タイヤ断面のカーカス高さに対する下端からの高さ割合で、５〜３０％の領域は主に前記バイアス領域とし、４０〜６５％の領域は主に前記ラジアル領域とし、７５〜９５％の領域は主に前記バイアス領域とし、トレッド部は主に前記ラジアル領域としてある請求項１記載の空気入りタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一対の環状のビード間を補強しタイヤの部位ごとにコードの傾斜角度が変化するカーカス層を備える空気入りタイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在、空気入りタイヤの主流となっているラジアルタイヤは、一対の環状のビード間を補強し、複数のコードがタイヤ半径方向（子午線方向）に配列するカーカス層と、トレッドの下方に位置するカーカス層をタガ効果で補強し、コードがタイヤ周方向に対し傾斜した複数のベルト層とを備えた構造が一般的である。そして、カーカス層はタイヤ半径方向の剛性は大きいが周方向の剛性が小さく、逆にベルト層はタイヤ周方向の剛性は大きいが半径方向の剛性が小さい。
【０００３】
このため、カーカス層とベルト層との境界付近となるベルト端では局部的な応力集中が生じ易く、タイヤの耐久性を低下させていた。また、コーナリング走行において、スリップ限界に達すると急激に反力を失い、操縦不能状態に陥る場合があることが一般的に知られている。
【０００４】
一方、ラジアルタイヤ以前から存在するバイアスタイヤでは、踏面部の剛性が不足して十分なコーナリング反力を持たないので運動能力が劣り、また走行中に屈曲が生じるタイヤサイドで、コードが交叉することによって層間で剪断歪が発生し、疲労破壊し易く、乗り心地も十分とは言えなかった。
【０００５】
そこで、上記の如き両タイヤの欠点を補うべく、特開昭６１−２６３８０５号公報には、トレッドの下方に位置するカーカス層のコードを子午線方向から大きく傾斜させると共に、タイヤサイドに位置するコードを半径方向に配列させたカーカス層を、傾斜したコードが交叉するように２層積層し、その外周面にコードをタイヤ周方向に配列した補強層を設けた空気入りタイヤが提案されている。また、このようなカーカス層を形成するためのプライの作製方法として、同軸上に複数個の円筒状ドラムをもった成型ドラムに、複数のコードが直線状に配列したプライを張りつけた後、円筒状ドラム間に所定の偏角を与えることによって、プライのコード角度を部分的に変える方法が開示されている。このようにして得られた円筒状のプライは、ビードの打ち込み後、チューブ状エアバッグが挿入され、内圧によりドーナツ状にシェーピングされた後、周方向補強層が貼り付けられる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のタイヤは、上記製法で作製されるため、タイヤの部位ごとにコード角度を複雑に変化させたものが得られにくかった。このため、例えばビード付近のカーカス層とタイヤ最大幅付近のカーカス層とのコード角度が殆ど同じになり、タイヤ最大幅付近をラジアルに配列した場合には、ビード付近の剛性も不十分になり、ラジアルタイヤと同様の補強を行う必要があった。このようなビード付近の補強は、タイヤの重量増加や製造工程の複雑化につながっていた。
【０００７】
一方、本出願人は、タイヤの部位ごとにコードの傾斜角度が変化するカーカス層を形成するためのカーカス用プライの作製法を新たに開発し、出願済みである（本願出願時に未公開）。この作製法によると、上記製法と比較してタイヤの部位ごとにコード角度を複雑に変化させることができる。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、ラジアルタイヤとバイアスタイヤの利点をタイヤの部位ごとに細かく使い分けることで、特に、乗り心地を良好に維持しながら、ビード付近及びショルダー付近の剛性を高めて、当該部分の補強構造を不要に又は簡略化できる空気入りタイヤを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、下記の如き本発明により達成できる。
【００１０】
即ち、本発明の空気入りタイヤは、一対の環状のビード間を補強する２層以上のカーカス層を備える空気入りタイヤにおいて、前記カーカス層を構成するコードとタイヤ周方向とのなす角が９０±１０°の領域をラジアル領域とし、前記コードとタイヤ周方向とのなす角が１０〜６０°にて上下各層のコードが交差する領域をバイアス領域とするとき、タイヤ最大幅付近の位置を含む領域に前記ラジアル領域を備えると共に、そのラジアル領域と前記ビードとの間の何れかの領域、及び前記ラジアル領域とタイヤ赤道線との間の何れかの領域に、前記バイアス領域を備えることを特徴とする。
【００１１】
上記において、タイヤ断面のカーカス高さに対する下端からの高さ割合で、５〜３０％の領域は主に前記バイアス領域とし、４０〜６５％の領域は主に前記ラジアル領域とし、７５〜９５％の領域は主に前記バイアス領域としてあることが好ましい。ここで、主にバイアス領域とするとは、指定範囲の領域の全面積に対し、８０％以上がバイアス領域であることを差し、ラジアル領域についても同様である。また、タイヤ断面のカーカス高さとは、下端をカーカス層の巻き返し部分の最小径部とし、上端をカーカス層のタイヤ赤道線付近の最大径部とする高さを指す（図１のＨｃ参照）。
【００１２】
また、タイヤ赤道線を含む領域にベルト層で補強された前記ラジアル領域を更に備え、そのラジアル領域とタイヤ最大幅付近の前記ラジアル領域との中間の何れかの領域に前記バイアス領域を備えることが好ましい。
【００１３】
その際、タイヤ断面のカーカス高さに対する下端からの高さ割合で、５〜３０％の領域は主に前記バイアス領域とし、４０〜６５％の領域は主に前記ラジアル領域とし、７５〜９５％の領域は主に前記バイアス領域とし、トレッド部は主に前記ラジアル領域としてあることが好ましい。
【００１４】
［作用効果］
本発明の空気入りタイヤによると、タイヤ最大幅付近の位置を含む領域にラジアル領域を備えるため乗り心地性を良好に維持することができ、また、その領域のビード側にバイアス領域を備えるため、ビード付近でカーカス層の剛性を高めることができ、操縦安定性や駆動・制動性能を向上させることができる。また、ラジアル領域のトレッド側にもバイアス領域を備えるため、ショルダー付近やトレッド付近でカーカス層の剛性を高めることができる。その結果、ラジアルタイヤとバイアスタイヤの利点をタイヤの部位ごとに細かく使い分けることで、特に、乗り心地を良好に維持しながら、ビード付近及びショルダー付近の剛性を高めて、当該部分の補強構造を不要に又は簡略化できる空気入りタイヤを提供することができる。
【００１５】
また、タイヤ断面のカーカス高さに対する下端からの高さ割合で、５〜３０％の領域は主に前記バイアス領域とし、４０〜６５％の領域は主に前記ラジアル領域とし、７５〜９５％の領域は主に前記バイアス領域としてある場合、バイアス領域とラジアル領域とバイアス領域とが、順に好適な位置に配置されるため、上記作用効果がより確実に得られるようになる。
【００１６】
タイヤ赤道線を含む領域にベルト層で補強された前記ラジアル領域を更に備え、そのラジアル領域とタイヤ最大幅付近の前記ラジアル領域との中間の何れかの領域に前記バイアス領域を備える場合、ベルト層で補強されたラジアル領域がタイヤ周方向及び幅方向に高い剛性を発揮すると共に、その両側のバイアス領域が適度な剛性を発揮することで、タイヤ最大幅付近のラジアル領域との剛性の連続性をもたせることができる。その結果、コーナリング走行において、スリップ限界の予知性を高めることができる。
【００１７】
タイヤ断面のカーカス高さに対する下端からの高さ割合で、５〜３０％の領域は主に前記バイアス領域とし、４０〜６５％の領域は主に前記ラジアル領域とし、７５〜９５％の領域は主に前記バイアス領域とし、トレッド部は主に前記ラジアル領域としてある場合、バイアス領域とラジアル領域とバイアス領域とラジアル領域とが、順に好適な位置に配置されるため、上記作用効果がより確実に得られるようになる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。図１は本発明の空気入りタイヤの一例を示す部分断面図であり、図２（ａ）は部分破断した空気入りタイヤの正面図、図２（ｂ）はその平面図を示す。
【００１９】
本発明の空気入りタイヤは、図１に示すように、一対の環状のビード１ａ間を補強する２層以上のカーカス層５を備える。本実施形態ではカーカス層５が上層５ｂと下層５ａの２層で構成されている例を示す。本発明ではカーカス層を構成するコードとタイヤ周方向ＰＤとのなす角θｓが９０±１０°の領域をラジアル領域ＲＲとし、コードとタイヤ周方向ＰＤとのなす角θｓ（以下「コード角」という場合がある）が１０〜６０°（絶対値）にて上下各層のコードが交差する領域をバイアス領域ＢＲと定義する。なお、上下各層のコード角θｓは交差部で多少相違してもよい。
【００２０】
本発明では、図２に示すように、タイヤ最大幅位置ＰＷ付近の位置を含む領域にラジアル領域ＲＲを備えると共に、そのラジアル領域ＲＲとビード１ａとの間の何れかの領域、及びラジアル領域ＲＲとタイヤ赤道線ＣＬとの間の何れかの領域に、前記バイアス領域ＢＲを備えることを特徴とする。本実施形態では、タイヤ赤道線ＣＬを含む領域にベルト層６で補強されたラジアル領域ＲＲを更に備え、そのラジアル領域ＲＲとタイヤ最大幅ＰＷ付近のラジアル領域ＲＲとの中間の何れかの領域にバイアス領域ＢＲを備える例を示す。
【００２１】
具体的には、タイヤ断面のカーカス高さＨｃに対する下端からの高さ割合で、５〜３０％の領域は主にバイアス領域ＢＲとし、４０〜６５％の領域は主にラジアル領域ＲＲとし、７５〜９５％の領域は主にバイアス領域ＢＲとし、トレッド部Ｔｒは主にラジアル領域ＲＲとしてあるのが好ましい。また、ラジアル領域ＲＲとバイアス領域ＢＲとの間には何れにも該当しない中間領域を設けて、緩やかにコード角θｓを変化させるのが好ましい。
【００２２】
このとき、タイヤ断面のカーカス高さＨｃに対する下端からの高さ割合で、７５〜９５％の領域は、ショルダー部Ｓｈに相当し、この部分にバイアス領域ＢＲが配置されるのが好ましい。また、複数のベルト層６のうち最大幅を有する層（図示した例では下層６ａ）の端辺が、このバイアス領域ＢＲ上に配置されると、ラジアル領域ＲＲ上に配置する場合と比較して、ベルト層６の端部近傍で応力集中が生じにくくなり、また、タイヤ最大幅付近のラジアル領域ＲＲとの剛性の連続性が良好になる。
【００２３】
本実施形態では、上層６ｂと下層６ａとでベルト層６が構成されている例を示したが、各層を構成するコードのタイヤ赤道線ＣＬに対する角度は１０〜３５°が好ましく、１５〜２５°がより好ましい。また、上層６ｂの上面に更に周方向にコードを配置した繊維補強層を設けてもよい。
【００２４】
ベルト層６を構成するコード材は、スチールやポリエステル等の有機繊維など、従来よりベルト層６に用いられる材料がいずれも使用できる。また、上記繊維補強層を構成するコード材としては、ポリエステル、ポリアミド、アラミド等の有機繊維が好ましい。
【００２５】
ビード１ａ付近に配置されるバイアス領域ＢＲのコード角θｓは、ビード１ａ付近の剛性を高めて、操縦安定性や駆動・制動性能を向上させる上で、１０〜６０°が好ましく、２０〜５０°がより好ましい。その結果、ビードフィラーの減量やビード周りの補強プライの減量などが可能となる。
【００２６】
また、ショルダー部Ｓｈ付近に配置されるバイアス領域ＢＲのコード角θｓは、上記の如き応力分散や剛性の連続性を良好にする上で、１０〜６０°が好ましく、２０〜５０°がより好ましい。その結果、ベルト端部周りの補強プライの減量などが可能となる。
【００２７】
下層のカーカス層５ａと上層のカーカス層５ｂとは、タイヤ赤道線ＣＬに対して略対称な角度でコードが配置されるように積層されている。カーカス層５を構成するコードとしては、ポリエステル、ポリアミド、ポリアラミド等の有機繊維、又はスチール等が挙げられる。
【００２８】
本発明の空気入りタイヤは、上述したようにカーカス層５のコード角θｓが部分的に変化している以外は、通常のラジアルタイヤと略同じ構造を有している。即ち、図１に示すように、カーカス層５の両端は、ビード１ａで外側に折り返され、カーカス層５の折り返し部と本体部との間にはゴム硬度が高いビードフィラー１ｂが配置され、ビード部１が形成されいる。また、通常のタイヤと同様にカーカス層５の外側にはサイドウォールゴム２ａ、内側にはインナーライナゴム３が配置され、ベルト層６の外側にはトレッドゴム４等が配置され、トレッドゴム４の外周面には所定のパターンが形成される。
【００２９】
本発明において、タイヤ断面高さＨをタイヤ最大幅Ｗで除した値を百分率で示す偏平率は７０％以下が好ましい。更に、偏平率が６５％以下、６０％以下となるに従って、コーナリング走行の予知性を高めて安全性を改善しながら、タイヤの偏平化によってコーナリング性能等が高めることができる。
【００３０】
本発明の空気入りタイヤは、図３に示すようなコード角度を幅方向の位置により部分的に変えたカーカス用プライ８ａ，８ｂを使用すること以外は、通常の空気入りタイヤと同様の製造方法で製造できる。２つのカーカス用プライ８ａ，８ｂは、中心線に対して略対称な角度でコードが配置されるように円筒状に積層され、例えばビードの配設後、チューブ状エアバッグが挿入され、内圧によりドーナツ状にシェーピングされた後、ベルト層６が常法により形成される。
【００３１】
図３に示すカーカス用プライ８ａ，８ｂの作製方法の概略は次の通りである。図４に示すような装置を用いて、ローラ群１３でコード材料１０を引き取ることにより、コード材料１０をボビン１１から送りながら、被覆ゴムの押出機１２の口金部１２ａを通過させて未加硫ゴムで被覆され、ゴム被覆したコードは、緩衝部１４の緩衝ローラ１４ａ間に送られて緩んだ状態となる。ゴム被覆したコードの先端は、駆動機構１６の駆動部１６ｂに設けられた貼り付けローラ１６ｃによって、トレイ１７に所望の経路にて貼り付けられ、貼り付け量に応じたコード長さが緩衝部１４からガイドローラ１５を経て引き取られる。貼り付け経路の制御は、トレイ１７の長手方向（Ｙ方向）の移動の位置制御と、駆動機構１６の支持部１６ａを往復動（Ｘ方向）する駆動部１６ｂの移動の位置制御とにより行うことができる。貼り付けはコードを切断せずに行うのが簡便であり、その場合、軸心が平行で高さが同じ２本の貼り付けローラ１６ｃが使用される。
【００３２】
所望のタイヤ形状と各部位での所望のコード角度を得るためには、カーカス用プライ８ａ，８ｂを作製する際のコード角度を適切に調整するのが好ましい。バイアスタイヤでは、プライ状態でのコード角度とタイヤ成型後のコード角度との関係が、下記の周知の関係式（近似式）により算出できるが、本発明でも当該関係式が同様に適用でき、Ａｄを変数として対応する部分のＲを決定することで、Ａを求めることができる。
【００３３】
Ｒｄ  ｃｏｓＡ＝Ｒ  ｃｏｓＡｄ
ここで、Ｒｄはドラム半径、Ａｄはドラム上の周方向に対するコード角、Ｒはタイヤ成型後のコードの位置に対応する半径、Ａはタイヤ成型後の周方向に対するコード角である。
【００３４】
［他の実施形態］
以下、本発明の他の実施の形態について説明する。
【００３５】
（１）前述の実施形態では、ビードからタイヤ赤道線にかけて、バイアス領域、ラジアル領域、バイアス領域、ラジアル領域の順に配置する例を示したが、ビードからショルダー部にかけて、バイアス領域、ラジアル領域、バイアス領域の順に配置すると共に、トレッド部にもバイアス領域を配置してもよい。その際、タイヤ断面のカーカス高さＨｃに対する下端からの高さ割合で、５〜３０％の領域は主に前記バイアス領域とし、４０〜６５％の領域は主に前記ラジアル領域とし、７５〜９５％の領域は主に前記バイアス領域としてあるのが好ましい。
【００３６】
上記の場合、トレッド部のバイアス領域の外周面にはベルト層を設けずに、タイヤ周方向にコードを配列した補強層を設けるのが好ましい。この補強層としては、幅当たりの引張モジュラスがカーカス層の１．２倍以上であることが好ましい。また、補強層は、踏面部の下方中央の位置に踏面部全幅の４５〜８０％の範囲の配置される中央部と、その中央部に対して幅当たりの引張モジュラスが低い両側の側部とを有するのが好ましく、その中央部の幅当たりの引張モジュラスが、前記側部の幅当たりの引張モジュラスに対して１．２倍以上であることがより好ましい。
【００３７】
ここで踏面部とは、タイヤ両側の接地端の内側の範囲を指す。また、補強層の幅当たりの引張モジュラスは、補強層の全幅を基準とし、カーカス層の幅当たりの引張モジュラスは、踏面部を基準とし、ＪＩＳ  Ｌ−１０１７化学繊維タイヤコード試験方法の初期引張り抵抗度に従って、コードの見掛けヤング率を測定し、幅当たりのコード打込み数、コード断面積と層数を乗じた値を引張モジュラスとした。打込み数は加硫後タイヤを基準とするが、材料準備段階での打込み数は成型時のインフレート率から設定可能である。
【００３８】
（２）前述の実施形態では、カーカス層を構成するコードを図３のように配列する例を示したが、図５に示すように種々の配列を採用してもよい。なお、図５には、上層又は下層のカーカス用プライのコードの１単位Ｃのみを示してある。
【００３９】
図５（ａ）〜（ｂ）は、タイヤ赤道線ＣＬに対して線対称の配列をなすものであり、また、図５（ｃ）〜（ｄ）は、コードとタイヤ赤道線ＣＬとの交点で点対称の配列をなすものである。上述の別実施形態（１）では、例えば図５（ｄ）に示すコード配列のカーカス用プライが使用できる。
【００４０】
（３）前述の実施形態では、カーカス層を２層設けた例を示したが、４層などの偶数層でもよい。その場合も一対のカーカス層は、タイヤ赤道線に対して略対称な角度でコードが配置されるように積層され、同方向に積層される各カーカス層のコードは、各部位で各々同じ方向に配置されるのが好ましい。
【００４１】
（４）前述の実施形態では、カーカス層の本体部についてのラジアル領域及びバイアス領域の配置について説明したが、カーカス層の折り返し部は、ラジアル領域、バイアス領域、又はその何れにも該当しない中間領域の何れを配置してもよい。但し、本発明では、ビード付近でのカーカス層の剛性を更に高めるという観点から、カーカス層の折り返し部にもバイアス領域を配置するのが好ましい。
【００４２】
その際、ビード付近に配置されるカーカス層の本体部のコード角を、変化させずに折り返し部を形成してもよく（図５参照）、ビードの周囲（ビードに外接する部分）に配置されるカーカス層のみラジアル領域としてもよい。なお、折り返し部のバイアス領域の好ましいコード角は、本体部のコード角と同様である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の空気入りタイヤの一例を示す部分断面図
【図２】本発明の空気入りタイヤの要部を示す図であり、（ａ）は部分破断した空気入りタイヤの正面図、（ｂ）はその平面図
【図３】本発明に用いられるカーカス用プライの一例を示す図であり、（ａ）は下層用のプライの平面図、（ｂ）は上層用のプライの平面図
【図４】カーカス用プライの作製に用いられる装置の概略斜視図
【図５】本発明に用いられるカーカス用プライの他の例のコード配列を示す平面図
【符号の説明】
１ａ  ビード
５    カーカス層
５ａ  下層のカーカス層
５ｂ  上層のカーカス層
６    ベルト層
８ａ  下層のカーカス用プライ
８ｂ  上層のカーカス用プライ
ＰＷ  タイヤ最大幅位置
ＲＲ  ラジアル領域
ＢＲ  バイアス領域
Ｈ    タイヤ断面高さ
Ｈｃ  タイヤ断面のカーカス高さ
ＰＤ  タイヤ周方向
ＣＬ  タイヤ赤道線
θｓ  コードとタイヤ周方向とのなす角
【図１】
0004650917.tif 000002
【図２】
0004650917.tif 000003
【図３】
0004650917.tif 000004
【図４】
0004650917.tif 000005
【図５】
0004650917.tif 000006