(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
トレッド部におけるカーカス層の外側にベルト層を配置した空気入りラジアルタイヤにおいて、複数本の補強線材を長手方向に対して螺旋状に折り返してゴム中に埋設したストリップ材を、前記カーカス層の外周に連続的に複数回巻き付けてベルト層を形成し、該ベルト層のタイヤ幅方向の少なくとも一部の領域で前記ストリップ材を上下に積層すると共に、上層側のストリップ材をその下層側のストリップ材に沿うように延長させつつ、これらストリップ材を層間で互いにタイヤ幅方向にずらした配置にした空気入りラジアルタイヤ。
【請求項２】
前記ベルト層のタイヤ幅方向の６０％以上の領域で、下層側のストリップ材の幅Ｗ0 に対して上層側のストリップ材が重複する幅Ｗの比Ｗ／Ｗ0 で定義される重複率Ｐを０．２〜０．８の範囲にした請求項１に記載の空気入りラジアルタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、空気入りラジアルタイヤに関し、さらに詳しくは、操縦安定性を十分に確保しながら、高速耐久性及び生産性を向上することを可能にする空気入りラジアルタイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の空気入りラジアルタイヤでは、図５に示すように、カーカス層６が一方のビード部からトレッド部３及びサイド部４を経て他方のビード部にわたって装架されており、ビード部においてカーカス層６の端部がビードコア５の廻りにタイヤ内側から外側に巻き上げられている。トレッド部３におけるカーカス層６の外側には、スチールコード等の補強コードからなる２層構造のベルト層７がタイヤ１周にわたって環状に配置されている。ベルト層７において、補強コードはタイヤ周方向ＥＥ’に対して傾斜し、かつ層間で互いに交差するようになっている。
【０００３】
上述のような空気入りラジアルタイヤのベルト層を形成する場合は、予め引き揃えられた複数本のスチールコードをカレンダー工程に掛けて未加硫ゴムをゴム引きして帯状のシート材にし、このゴム引きシート材をタイヤ周方向に対するコード角度が１０°〜４０°になるようにベルト相当幅にバイアスに切断した後、それら裁断片をタイヤサイズに応じて複数枚をタイヤ周方向に必要な周長になるように継ぎ合わせている。
【０００４】
しかるに、このようにして形成されるベルト層のタイヤ幅方向両端にはスチールコードの切断端面が存在し、タイヤ走行時にその切断端面に応力が集中してゴムと補強コードとの間にセパレーションが生ずることが避けられなかった。しかも、このセパレーションは走行速度が上がるほど顕著に顕れるため、切断端面の存在によって高速耐久性が劣るといった問題があった。また、ベルト層を形成するには、上述のようにカレンダー工程を経てシート材をバイアスに切断し、その裁断片を継ぎ合わせるなど多数の工程を必要とするため、これが生産性を低下させる要因になっていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、操縦安定性を十分に確保しながら、高速耐久性及び生産性を向上すること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。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明の空気入りラジアルタイヤは、トレッド部におけるカーカス層の外側にベルト層を配置した空気入りラジアルタイヤにおいて、複数本の補強線材を長手方向に対して螺旋状に折り返してゴム中に埋設したストリップ材を、前記カーカス層の外周に連続的に複数回巻き付けてベルト層を形成し、該ベルト層のタイヤ幅方向の少なくとも一部の領域で前記ストリップ材を上下に積層すると共に、上層側のストリップ材をその下層側のストリップ材に沿うように延長させつつ、これらストリップ材を層間で互いにタイヤ幅方向にずらした配置にしたことを特徴とするものである。
【０００７】
このように複数本の補強線材を長手方向に対して螺旋状に折り返してゴム中に埋設したストリップ材をカーカス層の外側にタイヤ周方向に連続的に複数回巻き付けてベルト層を形成したことにより、ベルト層のタイヤ幅方向両端部にスチールコードの切断端面が存在しないので、その両端部でゴムとコードとの間にセパレーションを生じにくくなって高速耐久性が向上する。また、従来のようにカレンダー工程や切断工程等の複雑かつ多数の工程を経てベルト層を形成する必要はなく、上記ストリップ材を連続的に巻き付けることによりベルト層が形成されるので、タイヤの生産性を高めることが可能である。
【０００８】
しかも、上述のようにストリップ材の巻回によってベルト層を形成するとき、ベルト層のタイヤ幅方向の一部又は全幅においてストリップ材を上下に積層すると共に、層間で互いにタイヤ幅方向にずらした配置にすることにより、タイヤ断面において個々には細いストリップ材からなっていても面状に連続する部分をもつベルト層が形成されて横剛性を向上するので、コーナリングフォースを高めて操縦安定性を十分に確保することができる。このようにタイヤ幅方向に上下のストリップ材がオフセットした積層構造において、下層側のストリップ材の幅Ｗ0 に対する上層側のストリップ材の重複幅Ｗの比Ｗ／Ｗ0 で定義される重複率Ｐが０．２〜０．８となる部分が、ベルト層のタイヤ幅方向の６０％以上の領域を占めるようにすることが好ましい。
【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て詳細に説明する。
図１は、本発明の実施形態からなる空気入りラジアルタイヤを例示するものである。図において、カーカス層６が一方のビード部からトレッド部３及びサイド部４を経て他方のビード部にわたって装架されており、ビード部においてカーカス層６の端部がビードコア５の廻りにタイヤ内側から外側に巻き上げられている。トレッド部３におけるカーカス層６の外側には、横断面偏平形状のストリップ材１からなるベルト層７が配置されている。
【００１０】
図２に示すように、ストリップ材１は複数本の補強線材２を互いに平行にゴム中に埋設してなるテープを連続的に螺旋状に巻回して筒状体とし、この筒状体をその長手方向に沿って押し潰して偏平筒形の横断面にすることにより形成することができる。また、チューバー（押出装置）からゴムチューブを押し出しながら、その外周に複数本の補強線材２を螺旋状に巻き付け、このチューブをローラー等で押し潰すことによりストリップ材１を形成することも可能である。
【００１１】
ベルト層７は、ストリップ材１をカーカス層６の外側にその偏平面を沿わせるようにベルト層幅に相当する幅にわたってタイヤ周方向ＥＥ’に向けて螺旋状に連続的に複数回巻き付けることにより形成されている。また、ベルト層７の中央部ではストリップ材１が１層になっているが、両端部ではストリップ材１が上下２層に積層されており、かつストリップ材１が層間で互いにタイヤ幅方向にずれるように配置されている。ストリップ材１はベルト層７の少なくとも一部で積層させるようにすればよく、必要であればベルト層７の全幅にわたって積層するようにしてもよい。また、ストリップ材１は３層以上に積層してもよい。
【００１２】
図３に示すように、ベルト層７において下層側のストリップ材１の幅Ｗ0 に対する上層側のストリップ材１の重複幅Ｗの比Ｗ／Ｗ0 を重複率Ｐ（Ｐ＝Ｗ／Ｗ0 ）とすると、この重複率Ｐが０．２〜０．８の範囲となるようにストリップ材１を層間で互いにずした配置になっている。この重複率Ｐはベルト層７の全幅Ｔにわたって上記範囲を満足するようにしてもよいが、ベルト層７の全幅Ｔに対して６０％以上の領域で上記範囲を満足することにより十分な操縦安定性を確保することが可能になる。
【００１３】
図４において、ベルト層７の両端部において重複率Ｐを０．２〜０．８の範囲にした領域Ｔ1 ，Ｔ2 の総幅Ｆはベルト層７の全幅Ｔに対して６０％以上になっている。即ち、Ｆ＝Ｔ1 ＋Ｔ2 ≧０．６Ｔを満足している。また、重複率Ｐを０．２〜０．８の範囲にした領域Ｔ1 〜Ｔn をタイヤ幅方向に点在させることも可能であり、この場合は点在する領域Ｔ1 〜Ｔn の総幅Ｆをベルト層７の全幅Ｔに対して６０％以上にする。即ち、Ｆ＝ΣＴi （ｉ＝１〜ｎ）≧０．６Ｔを満足させる。
【００１４】
但し、ストリップ材１はカーカス層６の外側に巻き付けられているため、重複率Ｐがタイヤ周方向に変化する場合がある。このため、上述のように０．２≦Ｐ≦０．８となる領域もタイヤ周方向で増減する場合がある。従って、上記ΣＴi ≧０．６Ｔの関係を求める場合は、重複率Ｐをタイヤ周方向の少なくとも４箇所の断面において測定するようにし、各断面におけるΣＴi の平均値を用いるようにする。
【００１５】
上述のように複数本の補強線材２を長手方向に対して螺旋状に折り返してゴム中に埋設したストリップ材１をカーカス層６の外側にタイヤ周方向に連続的に複数回巻き付けてベルト層７を形成したことにより、ベルト層７はタイヤ幅方向両端にコードの切断端面を持たないので、その両端部でセパレーションを生じにくくなって高速耐久性が向上する。
【００１６】
また、ベルト層７はストリップ材１を連続的に巻き付けることにより形成されており、従来のようにカレンダー工程や切断工程等の複雑かつ多数の工程を経てベルト層を形成する必要はないので、タイヤの生産性を高めることが可能である。なお、上記ストリップ材１の巻き付け構造によれば、タイヤ周方向にベルト層７のスプライス部は存在せず、連続的に巻き付けられたストリップ材１の始端と終端との切断端が存在するだけであるので、タイヤ周方向の剛性に大きな段差を生じることがないから、タイヤのユニフォミティーが高まり、乗心地性を向上することも可能である。
【００１７】
また、上述のようにストリップ材１の巻回によってベルト層７を形成するに当たって、ベルト層７のタイヤ幅方向の一部又は全幅においてストリップ材１を上下に積層し、かつストリップ材１を層間で互いにタイヤ幅方向にずらした配置にすることにより、たとえ帯状のストリップ材１を使用しても面状に連続する部分をもつベルト層７が形成されて横剛性を向上するので、コーナリングフォースを高めて操縦安定性を十分に確保することができる。
【００１８】
本発明において、下層側のストリップ材１の幅Ｗ0 に対する上層側のストリップ材１の重複幅Ｗの比Ｗ／Ｗ0 で定義される重複率Ｐが０．２〜０．８となる部分が、ベルト層７の全幅Ｔに対して６０％以上の領域を占めるようにすることが好ましい。重複率Ｐが０．２〜０．８の範囲を外れるとストリップ材１の層間でのずれ量が不十分になる。そのため、重複率Ｐが０．２〜０．８となる部分がベルト層７の全幅Ｔに対して６０％未満になると、コーナリングフォースが低下してしまう。
【００１９】
ストリップ材１の幅Ｗ0 は、３〜６０ｍｍ、更に好ましくは５〜３０ｍｍにするとよい。このストリップ材１の幅Ｗ0 が３ｍｍ未満では幅が狭すぎてタイヤの生産性が低下することになり、逆に６０ｍｍを超えるとストリップ材１の端末部の幅が長くなりすぎるのでタイヤユニフォミティーや高速耐久性が低下してしまう。また、ストリップ材１の長手方向に対する補強線材２の傾斜角度αは、５°〜４５°にすることが好ましい。この補強線材２の傾斜角度αが５°未満であると操縦安定性が低下し、逆に４５°を超えると高速耐久性が低下してしまう。
【００２０】
ストリップ材１の補強線材２としては、有機繊維コードのほか、スチールコードやスチールフィラメントを使用することが可能である。有機繊維コードとしては、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、ナイロン繊維から選ばれる少なくとも１種の繊維を撚り合わせた撚りコードを使用することができる。
【００２１】
スチール製の補強線材２としては、単一のスチールフィラメントであってもよく、或いは複数本のスチールフィラメントが撚り合わされたスチールコードであってもよい。これらフィラメントとしては、素線径が０．１０〜０．４０ｍｍのものを使用することが好ましい。
補強線材２にスチールフィラメントを使用する場合、ストリップ材１の横断面に存在するスチールフィラメントの本数を１２〜１０００本にすることが好ましく、より好ましくは１５〜５００本、さらに好ましくは２０〜１００本にするのがよい。このようにスチールフィラメントの本数を１２本以上に多くすることにより、補強線材としての強度を保ちながら上記機能を備えたストリップ材１を形成することが可能になる。スチールフィラメントの本数の上限値は、ストリップ材１の幅Ｗ0 とフィラメントの太さによって決まるものである。
【００２２】
一方、補強線材２にスチールコードを使用する場合、ストリップ材１の横断面に存在するスチールコードの本数を１０〜２００本にすることが好ましく、かつ各撚りコードにおけるスチールフィラメントの本数を２〜６本にすることが好ましい。このように撚りコードの本数を１０本以上にすることにより、補強線材としての強度を保ちながら上記機能を備えたストリップ材１を形成することが可能になる。スチールコードの本数の上限値は、ストリップ材１の幅Ｗ0 とスチールコードの太さによって決まるものである。なお、各スチールコードにおけるコード構造は特に限定されることはないが、好ましくは１×ｎの撚り構造にするのがよい。
【００２６】
【実施例】
タイヤサイズを１９５／６０Ｒ１４とし、ベルト層以外の他のタイヤ構造及び寸法を共通にし、ベルト構造だけを下記のように異ならせた従来タイヤ、比較タイヤ１，２及び本発明タイヤ１〜３を製作した。
従来タイヤ
ベルト構造：補強コードがタイヤ周方向に対して傾斜し、かつ層間で互いに交差するように２枚のベルト層を配置することにより、両端部にコードの切断破面を有する２プライ構造にした。
【００２７】
補強コード：芳香族ポリアミド繊維コード（１５００ｄ／２）
エンド数：５１本／５ｃｍ、コード角度：２５°
比較タイヤ１，２及び本発明タイヤ１〜３
ベルト構造：補強コードが螺旋状に折り返すように横断面偏平筒形のゴム中に埋設したストリップ材を、カーカス層の外周に連続的に複数回巻き付けて２層のベルト層を形成した。ストリップ材の層間の重複率Ｐを０．２〜０．８の範囲にした領域の総幅Ｆをベルト総幅Ｔに対して表１のように変化させた。
【００２８】
補強コード：芳香族ポリアミド繊維コード（１５００ｄ／２）
ストリップ材の幅Ｗ0 ：５ｍｍ
エンド数：５１本／５ｃｍ、コード角度：２５°
これら試験タイヤについて、下記の試験方法により、高速耐久性、コーナリングフォース、生産性を評価し、その結果を表１に示した。
【００２９】
高速耐久性：
各試験タイヤをリムサイズ１４×５１／２ＪＪのリムに組み付け、空気圧２８０ｋＰａとしてドラム径１７０７ｍｍのドラム上でＪＡＴＭＡ高速耐久性試験を行い、試験終了後に１０ｋｍ／ｈｒ毎に加速してタイヤが破壊したときの速度を求めた。評価結果は、従来タイヤを１００とする指数にて示した。この指数値が大きいほど高速耐久性が優れている。
【００３０】
コーナリングフォース（ＣＦ）：
各試験タイヤをリムサイズ１４×５１／２ＪＪのリムに組み付け、空気圧２００ｋＰａ、荷重２．９４ｋＮ、速度１０ｋｍ／ｈの条件にてドラム径１７０７ｍｍのドラム上で走行させ、スリップ角度を±１°としたときのコーナリングフォースを測定した。評価結果は、従来タイヤを１００とする指数で示した。この指数値が大きいほどコーナリングフォースが大きく、操縦安定性が優れている。
【００３１】
生産性：
各試験タイヤについて、単位時間当たりに生産されるタイヤの本数を求め、従来タイヤを１００とする指数で示した。この指数値が大きいほど生産性が高いことを示す。
【００３２】
【表１】
0003848775.tif 000002
【００３３】
この表１から明らかなように、本発明タイヤ１〜３は、いずれも操縦安定性を十分に確保しながら、従来タイヤに比べて高速耐久性及び生産性が共に優れていた。一方、比較タイヤ１，２は、従来タイヤに比べて操縦安定性が損なわれていた。
【００３４】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、トレッド部におけるカーカス層の外側にベルト層を配置した空気入りラジアルタイヤにおいて、複数本の補強線材を長手方向に対して螺旋状に折り返してゴム中に埋設したストリップ材を、カーカス層の外周に連続的に複数回巻き付けてベルト層を形成し、該ベルト層のタイヤ幅方向の少なくとも一部の領域でストリップ材を上下に積層すると共に、上層側のストリップ材をその下層側のストリップ材に沿うように延長させつつ、これらストリップ材を層間で互いにタイヤ幅方向にずらした配置にしたことにより、操縦安定性を十分に確保しながら、高速耐久性及び生産性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施形態からなる空気入りラジアルタイヤを例示する一部切り欠き斜視断面図である。
【図２】  本発明においてベルト層を形成するストリップ材を例示する斜視図である。
【図３】  本発明におけるストリップ材の重複率を示す断面図である。
【図４】  本発明におけるストリップ材の重複状態を示す断面図である。
【図５】  従来の空気入りラジアルタイヤを例示する一部切り欠き斜視断面図である。
【符号の説明】
１  ストリップ材
２  補強線材
３  トレッド部
６  カーカス層
７  ベルト層
【図１】
0003848775.tif 000003
【図２】
0003848775.tif 000004
【図３】
0003848775.tif 000005
【図４】
0003848775.tif 000006
【図５】
0003848775.tif 000007