JP3636562B2 - 乗用車用空気入りラジアルタイヤ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、乗用車用空気入りラジアルタイヤに関し、さらに詳しくは、軽量で成形生産性を高くしながら高速耐久性と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に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、乗用車用空気入りラジアルタイヤは、複数本のスチールコードがタイヤ周方向に対して比較的小さい角度で傾斜配列するように両端部をバイアスカットした２層のベルト層を、層間でコードが互いに交差するように配置したベルト構造を有している。ところが、上記ベルト構造では、ベルト層のタイヤ幅方向両端部の切断端面に応力が集中しやすい上に、そのベルト層のタイヤ幅方向両端部が高速走行時に遠心力によりせり上がり現象を生じやすいため、切断端面でセパレーションを起こしやすく、高速耐久性が劣るという問題があった。
【０００３】
このため、例えばＨＲ規格やＶＲ規格を満足するような高性能なタイヤでは、タイヤ周方向に対して実質的に０°で延びる複数本の有機繊維コードからなるベルトカバー層を補強材として追加することが不可欠であった。その結果、タイヤ重量が増加し、転動抵抗が大きくなるばかりでなく、部材数の増加に伴ってタイヤの成形生産性までが低下するというコストアップの要因を招いていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、軽量で成形生産性を高くしながら高速耐久性と操縦安定性を向上させることを可能にした乗用車用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ための本発明の乗用車用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周側に少なくとも２層のベルト層を設け、そのうちの１層のベルト層を複数本のスチールコードをタイヤ周方向に対して２５°〜６５°の傾斜角度で配列させた構造にし、他の１層のベルト層を複数本の有機繊維コードを平行に引き揃えたカレンダー材を螺旋状に巻回してチューブにすると共に、該チューブを偏平化して幅５〜２０ｍｍのテープに成形し、該テープをタイヤ周方向に螺旋状に複数回連続的に巻き付けた構造にしたことを特徴とするものである。
【０００６】
このように少なくとも２層のベルト層のうち、スチールコードからなるベルト層のタイヤ周方向に対する傾斜角度を上記範囲で大きくする一方で、他の１層のベルト層は複数本の有機繊維コードからなるカレンダー材を螺旋状に巻回してチューブとし、該チューブを偏平化して上記幅のテープに成形し、該テープをタイヤ周方向に螺旋状に複数回連続的に巻き付けた構造にすることにより、軽量で成形生産性を高くしながら高速耐久性に優れ、さらにはユニフォミティーや操縦安定性も向上させることができる。
【０００７】
すなわち、上述の有機繊維コードからなるベルト層は、テープ中で有機繊維コードが連続的にジグザグに折り返されたように配置され、タイヤ幅方向両端部に切断端面が実質的に存在しないので、タイヤ周方向の剛性が極めて高い。従って、高速走行時におけるベルト層のタイヤ幅方向両端部のせり上がり現象を抑制可能となり、高速耐久性を向上することができる。また、有機繊維コードからなるベルト層に高速耐久性を担持させる一方で、スチールコードからなるベルト層のタイヤ周方向に対する傾斜角度を大きくして面内曲げ剛性を高めることにより、操縦安定性を同時に向上することが可能である。
【０００８】
更に、上記ベルト構造によれば、例えばＨＲ規格やＶＲ規格を満足するような高性能なタイヤにおいて従来のように有機繊維コードからなるベルトカバー層を追加する必要がなくなるので、タイヤの軽量化が可能になると共に、部材数の減少によってタイヤの成形生産性を向上することができる。しかも、有機繊維コードからなるベルト層は、テープをタイヤ周方向に螺旋状に複数回巻き付けて形成することにより、従来のベルトカバー層のようなスプライス部（接合部）が実質的に存在しないので、タイヤのユニフォミティーが良好なものとなる。
【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て詳細に説明する。
図１及び図２は、本発明の実施形態からなる乗用車用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、左右一対のビード部１，１間にはカーカス層２が装架されており、このカーカス層２の両端部がビードコア３の廻りにタイヤ内側から外側に折り返されている。
【００１０】
トレッド部４におけるカーカス層２の外周側には２層のベルト層５，６が埋設されている。カーカス側に配置されたベルト層５は、複数本のスチールコード１５をタイヤ周方向に対する傾斜角度αが２５°〜６５°となるように配列させたステップベルト構造となっており、そのタイヤ幅方向両端部に切断端面を有している。
【００１１】
一方、トレッド側に配置されたベルト層６は、図９（ｃ）に示す幅５〜２０ｍｍのテープ２０をタイヤ周方向に螺旋状にベルト幅にわたって複数回連続的に巻き付けた構造となっている。このテープ２０は、図９（ａ）に示すように複数本の有機繊維コード１６を平行に引き揃えて未加硫ゴムのマトリックス１７でコートした帯状のカレンダー材１８を螺旋状に巻回して図９（ｂ）に示すようなチューブ１９とし、このチューブ１９を偏平化することにより成形される。
【００１２】
上述のように構成されるタイヤでは、ベルト層６は偏平化されたテープ２０中で有機繊維コード１６が連続的にジグザグに折り返されたように配置され、タイヤ幅方向両端部にコードの切断端面が実質的に存在しないので、タイヤ周方向の剛性が極めて高い。従って、高速走行時においてもベルト層６のタイヤ幅方向両端部のせり上がり現象を抑制することが可能となり、高速耐久性を向上することができる。
【００１３】
しかも、有機繊維コード１６からなるベルト層６は、テープ２０をタイヤ周方向に螺旋状に複数回巻き付けて形成することにより、従来のベルトカバー層のようなスプライス部（接合部）が実質的に存在しないので、そのスプライス部に起因する剛性差が生じることはなく、タイヤのユニフォミティーが良好なものとなる。
【００１４】
ベルト層６を構成するテープ２０の幅は、５〜２０ｍｍにする。このテープ２０の幅が５ｍｍ未満であると、幅が狭すぎてテープ２０の巻き付け回数が多くなるため生産性が低下することになり、逆に２０ｍｍを超えると、タイヤ周方向の接合部が大きくなるためユニフォミティーや耐久性が低下してしまう。また、テープ２０の長さ方向に対する有機繊維コード１６の傾斜角度は、１０°〜４５°にすることが好ましい。
【００１５】
ベルト層６の有機繊維コード１６は、ポリエステル繊維、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、ナイロン繊維の群から選択された有機繊維の少なくとも１種を撚り合わせた撚りコードを使用することが好ましい。このうち、ポリエステル繊維としては、特にポリエチレンテレフタレート繊維、ポリエチレン2,6-ナフタレート繊維が好ましく、或いは超高弾性率のエクストラハイモジュラスポリエステル（ＥＨＭポリエステル）を使用するとよい。これら有機繊維は剛性が高く、しかもテープ２０中への加工が容易である。また、テープ２０のマトリックス１７としては、ゴムに限ることなくウレタン樹脂などの樹脂を使用することができる。
【００１６】
上述のように有機繊維コード１６からなるベルト層６によって高速耐久性を向上する一方で、ベルト層５はスチールコード１５のタイヤ周方向に対する傾斜角度を大きくすることにより従来のステップベルト構造に比べて面内曲げ剛性が高くなっているので、操縦安定性を向上することができる。
スチールコード１５のタイヤ周方向に対する傾斜角度αは２５°〜６５°にする。この傾斜角度αが２５°未満であると、操縦安定性が不十分になり、逆に６５°を超えると、高速耐久性が不十分になる。また、傾斜角度αを２５°〜４５°、好ましくは３０°〜４０°にすると、高速耐久性を著しく向上することが可能になる。一方、傾斜角度αを４５°〜６５°、好ましくは５０°〜６０°にすると、転動抵抗を低減することが可能になる。従って、傾斜角度αは上記範囲において要求されるタイヤ性能に応じて設定するようにする。
【００１７】
上述のベルト構造によれば、例えばＨＲ規格やＶＲ規格を満足するような高性能なタイヤにおいて、従来のようにタイヤ周方向に対して実質的に０°で延びる複数本の有機繊維コードからなるベルトカバー層を追加する必要がなくなるので、タイヤの軽量化が可能になると共に、部材数の減少によってタイヤの成形生産性を向上することができる。
【００１８】
本発明において、ベルト構造は上記実施形態に限定されることはなく、他の形態をとることができる。例えば、図３及び図４に示すように、有機繊維コード１６からなるベルト層６の幅は、スチールコード１５からなるベルト層５のタイヤ幅方向両端部よりも片側当たり５〜２０ｍｍ広くすることが好ましい。このようにタイヤ幅方向両端部に切断端面を実質的に有していないベルト層６を、切断端面を有するベルト層５よりも広くすることにより、ベルト層５の両端部のせり上がり現象を効果的に抑制することができる。
【００１９】
また、図５及び図６に示すように、有機繊維コード１６からなるベルト層６をカーカス側に配置し、スチールコード１５からなるベルト層５をトレッド側に配置するようにしてもよい。更に、図７に示すように、有機繊維コード１６からなるベルト層６は、タイヤ幅方向両端部６ａにおけるコード密度を中央部６ｂのコード密度よりも高くするようにしてもよい。このようにベルト層６の両端部６ａにおけるコード密度を選択的に高くすることにより、タイヤショルダー部におけるベルト層５の両端部のせり上がり現象を効果的に抑制することができる。
【００２０】
上述のようなタイヤを製造する場合、成形ドラム上にカーカス層２などのタイヤ材料を貼り付け、これを内側からタイヤ径方向に製品寸法近くまで膨張させてからベルト層５，６やトレッドゴムを貼り合わせてグリーンタイヤを成形し、このグリーンタイヤを金型に挿入して加硫成形することにより、トレッド部４にトレッドパターンを型付けすることが可能である。
【００２１】
しかしながら、本発明のベルト構造はタイヤ周方向の拘束力が強力であり、タイヤ加硫成形中のベルトリフトが困難であるので、ベルトリフトを必要としない加硫成形方法を用いることが好ましい。このような方法として、図８に示すように、台タイヤ７に対して、予めトレッドパターンを型付けした加硫済又は半加硫状態の無端円環状のプレキュアトレッド８をベルト層５，６の外周上に配置した後、タイヤの加硫成形を行うようにするとよい。
【００２２】
この場合、プレキュアトレッド８が予めトレッドパターンを有しているので、加硫成形時にベルトリフトを行う必要がなく、しかも金型費用と金型面数を大幅に削減し、加硫時間も短縮することが可能になる。すなわち、成形用金型は、プレキュアトレッド８については所定のトレッドパターンを事前に型付けした局部的なものでよく、台タイヤ７については複数種類のトレッドに対して共通化することが可能になるので、全体としての金型費用と金型面数を大きく削減することができる。また、タイヤ全体の加硫成形を行う場合、トレッドのショルダー部の厚さが実質的に加硫時間の長さを決定するため、他の部分は既に加硫が済んでいるのにも拘らず、ショルダー部の加硫が終了するまで加硫を続ける必要があったが、プレキュアトレッド８を使用することにより加硫時間を効果的に短縮することができる。
【００２３】
また、ベルトリフトを必要としない他の加硫成形方法として、ベルト層５，６の外周上に未加硫ゴムからなるトレッドゴムを押出装置から連続的に押出し、このトレッドゴムに金型を押し当ててトレッドパターンを成形するようにしてもよい。この場合、ベルトリフトを行う必要がないと共に、台タイヤ７を加硫済又は半加硫状態にしておけば、上記と同様に金型費用と金型面数を大幅に削減し、加硫時間を短縮することが可能になる。
【００２４】
【実施例】
タイヤサイズを１９５／７０Ｒ１４ ９１Ｈとし、ベルト構造だけを下記のように異ならせた従来タイヤ、比較タイヤ及び本発明タイヤ１〜３を製作した。
【００２５】
従来タイヤ
カーカス側のベルト層
コード：スチールコード １×４（０．２５）
コード密度：５０本／５ｃｍ
コード角度：２３°、ベルト総幅：１４０ｍｍ
トレッド側のベルト層
コード：スチールコード １×４（０．２５）
コード密度：５０本／５ｃｍ
コード角度：２３°、ベルト総幅：１３０ｍｍ
ベルトカバー層
コード：ナイロンコード１２６０ｄ／２
コード密度：４０本／５ｃｍ
コード角度：０°、ベルト総幅：１５０ｍｍ
トレッド：押出後、金型内で加硫成形を行った。
【００２６】
比較タイヤ
カーカス側のベルト層
コード：スチールコード １×４（０．２５）
コード密度：５０本／５ｃｍ
コード角度：２３°、ベルト総幅：１４０ｍｍ
トレッド側のベルト層
コード：スチールコード １×４（０．２５）
コード密度：５０本／５ｃｍ
コード角度：２３°、ベルト総幅：１３０ｍｍ
トレッド：押出後、金型内で加硫成形を行った。
【００２７】
本発明タイヤ１
カーカス側のベルト層
コード：スチールコード １×４（０．２５）
コード密度：５０本／５ｃｍ
コード角度：４０°、ベルト総幅：１３０ｍｍ
トレッド側のベルト層
ＥＨＭポリエステル１５００ｄ／３を１０本／１ｃｍのコード密度でコートしたカレンダー材を螺旋状に巻回してチューブとし、該チューブを偏平化して幅１５ｍｍのテープを成形し、該テープをタイヤ周方向に螺旋状に約１０周させてベルト総幅１５０ｍｍとした。
【００２８】
トレッド：押出後、金型内で加硫成形を行った。
本発明タイヤ２
カーカス側のベルト層
芳香族ポリアミド１５００ｄ／２を８本／１ｃｍのコード密度でコートしたカレンダー材を螺旋状に巻回してチューブとし、該チューブを偏平化して幅１５ｍｍのテープを成形し、該テープをタイヤ周方向に螺旋状に約１０周させてベルト総幅１５０ｍｍとした。
【００２９】
トレッド側のベルト層
コード：スチールコード ２＋７（０．１７５）
コード密度：５０本／５ｃｍ
コード角度：４０°、ベルト総幅：１３０ｍｍ
トレッド：押出後、金型内で加硫成形を行った。
本発明タイヤ３
カーカス側のベルト層
レーヨン１６９０ｄ／２を１０本／１ｃｍのコード密度でコートしたカレンダー材を螺旋状に巻回してチューブとし、該チューブを偏平化して幅１５ｍｍのテープを成形し、該テープをタイヤ周方向に螺旋状に約１０周させてベルト総幅１５０ｍｍとした。
【００３０】
トレッド側のベルト層
コード：スチールコード １×４（０．２５）
コード密度：２５本／５ｃｍ
コード角度：５０°、ベルト総幅：１４０ｍｍ
トレッド：無端円環状のプレキュアトレッドを使用し、パターンなし金型内で加硫成形を行った。
【００３１】
これら試験タイヤについて、下記の試験方法により重量、成形生産性、転動抵抗、ユニフォミティー、高速耐久性、操縦安定性、加硫時間、金型費用を評価し、その結果を表１に示した。
重量：
各試験タイヤの重量を測定し、従来タイヤを１００とする指数で示した。この指数値が小さいほど軽量である。
【００３２】
成形生産性：
各試験タイヤについて、成形に要した時間を測定し、従来タイヤを１００とする指数で示した。この指数値が小さいほど成形生産性が良い。
転動抵抗：
各試験タイヤを空気圧１．９ｋｇ／ｃｍ2 としてリムサイズ１４×５１／２ＪＪのリムに装着し、ドラム径１７０７ｍｍの室内ドラム式転動抵抗試験機によって転動抵抗（ＲＲ）を測定し、従来タイヤを１００とする指数で示した。この指数値が小さいほど転動抵抗が少ない。
【００３３】
ユニフォミティー：
ＪＡＳＯ Ｃ６０７の自動車用タイヤのユニフォミティー試験方法に準拠してラジアルフォースバリエーション（ＲＦＶ）を測定し、従来タイヤを１００とする指数で示した。この指数値が小さいほどユニフォミティーが良好である。
高速耐久性：
ドラム径１７０７ｍｍのドラム上でＪＩＳ Ｄ ４２３０の高速耐久性試験を行った後、３０分毎に１０ｋｍ／ｈｒ加速してタイヤが破損した時の速度を測定し、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高速耐久性が優れている。
【００３４】
操縦安定性：
国産２．５リットルクラスの乗用車に各試験タイヤを空気圧１．９ｋｇ／ｃｍ2 、荷重４５０ｋｇとして装着し、操縦安定性についてテストドライバーによるフィーリングテストで評価した。評価結果は、良い、普通、悪いの３段階で示した。
【００３５】
加硫時間：
各試験タイヤについて、加硫に要した時間を測定し、従来タイヤを１００とする指数で示した。この指数値が小さいほど加硫時間が短い。
金型費用：
日量１０００本のタイヤを製造する際に必要な金型費用をそれぞれ計算し、その費用を従来タイヤを１００とする指数で示した。この指数値が小さいほど金型費用が少ない。
【００３６】
【００３７】
この表１から明らかなように、本発明タイヤ１〜３は、従来タイヤに比べて重量で転動抵抗が低く、成形生産性が高く、かつユニフォミティーが良好であると共に、高速耐久性及び操縦安定性が優れていた。また、本発明タイヤ３では、更に加硫時間の短縮と金型費用の低減が可能であった。
【００３８】
【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周側に少なくとも２層のベルト層を設け、そのうちの１層のベルト層を複数本のスチールコードをタイヤ周方向に対して２５°〜６５°の傾斜角度で配列させた構造にし、他の１層のベルト層を複数本の有機繊維コードを平行に引き揃えたカレンダー材を螺旋状に巻回してチューブにすると共に、該チューブを偏平化して幅５〜２０ｍｍのテープに成形し、該テープをタイヤ周方向に螺旋状に複数回連続的に巻き付けた構造にしたから、傾斜角度が大きいスチールコードのベルト層と、タイヤ周方向の剛性が高い有機繊維コードのベルト層との組み合わせによって、軽量で成形生産性が高く、かつユニフォミティーが良好であると共に、高速耐久性と操縦安定性を向上させること可能にし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。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態からなる乗用車用空気入りラジアルタイヤのベルト構造を示す平面図である。
【図２】図１の実施形態からなるタイヤの子午線断面図である。
【図３】本発明の他の実施形態からなる乗用車用空気入りラジアルタイヤのベルト構造を示す平面図である。
【図４】図３の実施形態からなるタイヤの子午線断面図である。
【図５】本発明の更に他の実施形態からなる乗用車用空気入りラジアルタイヤのベルト構造を示す平面図である。
【図６】図５の実施形態からなるタイヤの子午線断面図である。
【図７】本発明の更に他の実施形態からなる乗用車用空気入りラジアルタイヤのベルト構造を示す平面図である。
【図８】本発明の更に他の実施形態からなる乗用車用空気入りラジアルタイヤの子午線断面図である。
【図９】（ａ）〜（ｃ）は、本発明におけるテープの製造方法の工程を示す斜視図である。
【符号の説明】
２ カーカス層
４ トレッド部
５ ベルト層（スチールコード）
６ ベルト層（有機繊維コード）
１５ スチールコード
１６ 有機繊維コード
１７ マトリックス
１８ カレンダー材
１９ チューブ
２０ テープ
【発明の属する技術分野】
本発明は、乗用車用空気入りラジアルタイヤに関し、さらに詳しくは、軽量で成形生産性を高くしながら高速耐久性と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に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、乗用車用空気入りラジアルタイヤは、複数本のスチールコードがタイヤ周方向に対して比較的小さい角度で傾斜配列するように両端部をバイアスカットした２層のベルト層を、層間でコードが互いに交差するように配置したベルト構造を有している。ところが、上記ベルト構造では、ベルト層のタイヤ幅方向両端部の切断端面に応力が集中しやすい上に、そのベルト層のタイヤ幅方向両端部が高速走行時に遠心力によりせり上がり現象を生じやすいため、切断端面でセパレーションを起こしやすく、高速耐久性が劣るという問題があった。
【０００３】
このため、例えばＨＲ規格やＶＲ規格を満足するような高性能なタイヤでは、タイヤ周方向に対して実質的に０°で延びる複数本の有機繊維コードからなるベルトカバー層を補強材として追加することが不可欠であった。その結果、タイヤ重量が増加し、転動抵抗が大きくなるばかりでなく、部材数の増加に伴ってタイヤの成形生産性までが低下するというコストアップの要因を招いていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、軽量で成形生産性を高くしながら高速耐久性と操縦安定性を向上させることを可能にした乗用車用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ための本発明の乗用車用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周側に少なくとも２層のベルト層を設け、そのうちの１層のベルト層を複数本のスチールコードをタイヤ周方向に対して２５°〜６５°の傾斜角度で配列させた構造にし、他の１層のベルト層を複数本の有機繊維コードを平行に引き揃えたカレンダー材を螺旋状に巻回してチューブにすると共に、該チューブを偏平化して幅５〜２０ｍｍのテープに成形し、該テープをタイヤ周方向に螺旋状に複数回連続的に巻き付けた構造にしたことを特徴とするものである。
【０００６】
このように少なくとも２層のベルト層のうち、スチールコードからなるベルト層のタイヤ周方向に対する傾斜角度を上記範囲で大きくする一方で、他の１層のベルト層は複数本の有機繊維コードからなるカレンダー材を螺旋状に巻回してチューブとし、該チューブを偏平化して上記幅のテープに成形し、該テープをタイヤ周方向に螺旋状に複数回連続的に巻き付けた構造にすることにより、軽量で成形生産性を高くしながら高速耐久性に優れ、さらにはユニフォミティーや操縦安定性も向上させることができる。
【０００７】
すなわち、上述の有機繊維コードからなるベルト層は、テープ中で有機繊維コードが連続的にジグザグに折り返されたように配置され、タイヤ幅方向両端部に切断端面が実質的に存在しないので、タイヤ周方向の剛性が極めて高い。従って、高速走行時におけるベルト層のタイヤ幅方向両端部のせり上がり現象を抑制可能となり、高速耐久性を向上することができる。また、有機繊維コードからなるベルト層に高速耐久性を担持させる一方で、スチールコードからなるベルト層のタイヤ周方向に対する傾斜角度を大きくして面内曲げ剛性を高めることにより、操縦安定性を同時に向上することが可能である。
【０００８】
更に、上記ベルト構造によれば、例えばＨＲ規格やＶＲ規格を満足するような高性能なタイヤにおいて従来のように有機繊維コードからなるベルトカバー層を追加する必要がなくなるので、タイヤの軽量化が可能になると共に、部材数の減少によってタイヤの成形生産性を向上することができる。しかも、有機繊維コードからなるベルト層は、テープをタイヤ周方向に螺旋状に複数回巻き付けて形成することにより、従来のベルトカバー層のようなスプライス部（接合部）が実質的に存在しないので、タイヤのユニフォミティーが良好なものとなる。
【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て詳細に説明する。
図１及び図２は、本発明の実施形態からなる乗用車用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、左右一対のビード部１，１間にはカーカス層２が装架されており、このカーカス層２の両端部がビードコア３の廻りにタイヤ内側から外側に折り返されている。
【００１０】
トレッド部４におけるカーカス層２の外周側には２層のベルト層５，６が埋設されている。カーカス側に配置されたベルト層５は、複数本のスチールコード１５をタイヤ周方向に対する傾斜角度αが２５°〜６５°となるように配列させたステップベルト構造となっており、そのタイヤ幅方向両端部に切断端面を有している。
【００１１】
一方、トレッド側に配置されたベルト層６は、図９（ｃ）に示す幅５〜２０ｍｍのテープ２０をタイヤ周方向に螺旋状にベルト幅にわたって複数回連続的に巻き付けた構造となっている。このテープ２０は、図９（ａ）に示すように複数本の有機繊維コード１６を平行に引き揃えて未加硫ゴムのマトリックス１７でコートした帯状のカレンダー材１８を螺旋状に巻回して図９（ｂ）に示すようなチューブ１９とし、このチューブ１９を偏平化することにより成形される。
【００１２】
上述のように構成されるタイヤでは、ベルト層６は偏平化されたテープ２０中で有機繊維コード１６が連続的にジグザグに折り返されたように配置され、タイヤ幅方向両端部にコードの切断端面が実質的に存在しないので、タイヤ周方向の剛性が極めて高い。従って、高速走行時においてもベルト層６のタイヤ幅方向両端部のせり上がり現象を抑制することが可能となり、高速耐久性を向上することができる。
【００１３】
しかも、有機繊維コード１６からなるベルト層６は、テープ２０をタイヤ周方向に螺旋状に複数回巻き付けて形成することにより、従来のベルトカバー層のようなスプライス部（接合部）が実質的に存在しないので、そのスプライス部に起因する剛性差が生じることはなく、タイヤのユニフォミティーが良好なものとなる。
【００１４】
ベルト層６を構成するテープ２０の幅は、５〜２０ｍｍにする。このテープ２０の幅が５ｍｍ未満であると、幅が狭すぎてテープ２０の巻き付け回数が多くなるため生産性が低下することになり、逆に２０ｍｍを超えると、タイヤ周方向の接合部が大きくなるためユニフォミティーや耐久性が低下してしまう。また、テープ２０の長さ方向に対する有機繊維コード１６の傾斜角度は、１０°〜４５°にすることが好ましい。
【００１５】
ベルト層６の有機繊維コード１６は、ポリエステル繊維、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、ナイロン繊維の群から選択された有機繊維の少なくとも１種を撚り合わせた撚りコードを使用することが好ましい。このうち、ポリエステル繊維としては、特にポリエチレンテレフタレート繊維、ポリエチレン2,6-ナフタレート繊維が好ましく、或いは超高弾性率のエクストラハイモジュラスポリエステル（ＥＨＭポリエステル）を使用するとよい。これら有機繊維は剛性が高く、しかもテープ２０中への加工が容易である。また、テープ２０のマトリックス１７としては、ゴムに限ることなくウレタン樹脂などの樹脂を使用することができる。
【００１６】
上述のように有機繊維コード１６からなるベルト層６によって高速耐久性を向上する一方で、ベルト層５はスチールコード１５のタイヤ周方向に対する傾斜角度を大きくすることにより従来のステップベルト構造に比べて面内曲げ剛性が高くなっているので、操縦安定性を向上することができる。
スチールコード１５のタイヤ周方向に対する傾斜角度αは２５°〜６５°にする。この傾斜角度αが２５°未満であると、操縦安定性が不十分になり、逆に６５°を超えると、高速耐久性が不十分になる。また、傾斜角度αを２５°〜４５°、好ましくは３０°〜４０°にすると、高速耐久性を著しく向上することが可能になる。一方、傾斜角度αを４５°〜６５°、好ましくは５０°〜６０°にすると、転動抵抗を低減することが可能になる。従って、傾斜角度αは上記範囲において要求されるタイヤ性能に応じて設定するようにする。
【００１７】
上述のベルト構造によれば、例えばＨＲ規格やＶＲ規格を満足するような高性能なタイヤにおいて、従来のようにタイヤ周方向に対して実質的に０°で延びる複数本の有機繊維コードからなるベルトカバー層を追加する必要がなくなるので、タイヤの軽量化が可能になると共に、部材数の減少によってタイヤの成形生産性を向上することができる。
【００１８】
本発明において、ベルト構造は上記実施形態に限定されることはなく、他の形態をとることができる。例えば、図３及び図４に示すように、有機繊維コード１６からなるベルト層６の幅は、スチールコード１５からなるベルト層５のタイヤ幅方向両端部よりも片側当たり５〜２０ｍｍ広くすることが好ましい。このようにタイヤ幅方向両端部に切断端面を実質的に有していないベルト層６を、切断端面を有するベルト層５よりも広くすることにより、ベルト層５の両端部のせり上がり現象を効果的に抑制することができる。
【００１９】
また、図５及び図６に示すように、有機繊維コード１６からなるベルト層６をカーカス側に配置し、スチールコード１５からなるベルト層５をトレッド側に配置するようにしてもよい。更に、図７に示すように、有機繊維コード１６からなるベルト層６は、タイヤ幅方向両端部６ａにおけるコード密度を中央部６ｂのコード密度よりも高くするようにしてもよい。このようにベルト層６の両端部６ａにおけるコード密度を選択的に高くすることにより、タイヤショルダー部におけるベルト層５の両端部のせり上がり現象を効果的に抑制することができる。
【００２０】
上述のようなタイヤを製造する場合、成形ドラム上にカーカス層２などのタイヤ材料を貼り付け、これを内側からタイヤ径方向に製品寸法近くまで膨張させてからベルト層５，６やトレッドゴムを貼り合わせてグリーンタイヤを成形し、このグリーンタイヤを金型に挿入して加硫成形することにより、トレッド部４にトレッドパターンを型付けすることが可能である。
【００２１】
しかしながら、本発明のベルト構造はタイヤ周方向の拘束力が強力であり、タイヤ加硫成形中のベルトリフトが困難であるので、ベルトリフトを必要としない加硫成形方法を用いることが好ましい。このような方法として、図８に示すように、台タイヤ７に対して、予めトレッドパターンを型付けした加硫済又は半加硫状態の無端円環状のプレキュアトレッド８をベルト層５，６の外周上に配置した後、タイヤの加硫成形を行うようにするとよい。
【００２２】
この場合、プレキュアトレッド８が予めトレッドパターンを有しているので、加硫成形時にベルトリフトを行う必要がなく、しかも金型費用と金型面数を大幅に削減し、加硫時間も短縮することが可能になる。すなわち、成形用金型は、プレキュアトレッド８については所定のトレッドパターンを事前に型付けした局部的なものでよく、台タイヤ７については複数種類のトレッドに対して共通化することが可能になるので、全体としての金型費用と金型面数を大きく削減することができる。また、タイヤ全体の加硫成形を行う場合、トレッドのショルダー部の厚さが実質的に加硫時間の長さを決定するため、他の部分は既に加硫が済んでいるのにも拘らず、ショルダー部の加硫が終了するまで加硫を続ける必要があったが、プレキュアトレッド８を使用することにより加硫時間を効果的に短縮することができる。
【００２３】
また、ベルトリフトを必要としない他の加硫成形方法として、ベルト層５，６の外周上に未加硫ゴムからなるトレッドゴムを押出装置から連続的に押出し、このトレッドゴムに金型を押し当ててトレッドパターンを成形するようにしてもよい。この場合、ベルトリフトを行う必要がないと共に、台タイヤ７を加硫済又は半加硫状態にしておけば、上記と同様に金型費用と金型面数を大幅に削減し、加硫時間を短縮することが可能になる。
【００２４】
【実施例】
タイヤサイズを１９５／７０Ｒ１４ ９１Ｈとし、ベルト構造だけを下記のように異ならせた従来タイヤ、比較タイヤ及び本発明タイヤ１〜３を製作した。
【００２５】
従来タイヤ
カーカス側のベルト層
コード：スチールコード １×４（０．２５）
コード密度：５０本／５ｃｍ
コード角度：２３°、ベルト総幅：１４０ｍｍ
トレッド側のベルト層
コード：スチールコード １×４（０．２５）
コード密度：５０本／５ｃｍ
コード角度：２３°、ベルト総幅：１３０ｍｍ
ベルトカバー層
コード：ナイロンコード１２６０ｄ／２
コード密度：４０本／５ｃｍ
コード角度：０°、ベルト総幅：１５０ｍｍ
トレッド：押出後、金型内で加硫成形を行った。
【００２６】
比較タイヤ
カーカス側のベルト層
コード：スチールコード １×４（０．２５）
コード密度：５０本／５ｃｍ
コード角度：２３°、ベルト総幅：１４０ｍｍ
トレッド側のベルト層
コード：スチールコード １×４（０．２５）
コード密度：５０本／５ｃｍ
コード角度：２３°、ベルト総幅：１３０ｍｍ
トレッド：押出後、金型内で加硫成形を行った。
【００２７】
本発明タイヤ１
カーカス側のベルト層
コード：スチールコード １×４（０．２５）
コード密度：５０本／５ｃｍ
コード角度：４０°、ベルト総幅：１３０ｍｍ
トレッド側のベルト層
ＥＨＭポリエステル１５００ｄ／３を１０本／１ｃｍのコード密度でコートしたカレンダー材を螺旋状に巻回してチューブとし、該チューブを偏平化して幅１５ｍｍのテープを成形し、該テープをタイヤ周方向に螺旋状に約１０周させてベルト総幅１５０ｍｍとした。
【００２８】
トレッド：押出後、金型内で加硫成形を行った。
本発明タイヤ２
カーカス側のベルト層
芳香族ポリアミド１５００ｄ／２を８本／１ｃｍのコード密度でコートしたカレンダー材を螺旋状に巻回してチューブとし、該チューブを偏平化して幅１５ｍｍのテープを成形し、該テープをタイヤ周方向に螺旋状に約１０周させてベルト総幅１５０ｍｍとした。
【００２９】
トレッド側のベルト層
コード：スチールコード ２＋７（０．１７５）
コード密度：５０本／５ｃｍ
コード角度：４０°、ベルト総幅：１３０ｍｍ
トレッド：押出後、金型内で加硫成形を行った。
本発明タイヤ３
カーカス側のベルト層
レーヨン１６９０ｄ／２を１０本／１ｃｍのコード密度でコートしたカレンダー材を螺旋状に巻回してチューブとし、該チューブを偏平化して幅１５ｍｍのテープを成形し、該テープをタイヤ周方向に螺旋状に約１０周させてベルト総幅１５０ｍｍとした。
【００３０】
トレッド側のベルト層
コード：スチールコード １×４（０．２５）
コード密度：２５本／５ｃｍ
コード角度：５０°、ベルト総幅：１４０ｍｍ
トレッド：無端円環状のプレキュアトレッドを使用し、パターンなし金型内で加硫成形を行った。
【００３１】
これら試験タイヤについて、下記の試験方法により重量、成形生産性、転動抵抗、ユニフォミティー、高速耐久性、操縦安定性、加硫時間、金型費用を評価し、その結果を表１に示した。
重量：
各試験タイヤの重量を測定し、従来タイヤを１００とする指数で示した。この指数値が小さいほど軽量である。
【００３２】
成形生産性：
各試験タイヤについて、成形に要した時間を測定し、従来タイヤを１００とする指数で示した。この指数値が小さいほど成形生産性が良い。
転動抵抗：
各試験タイヤを空気圧１．９ｋｇ／ｃｍ2 としてリムサイズ１４×５１／２ＪＪのリムに装着し、ドラム径１７０７ｍｍの室内ドラム式転動抵抗試験機によって転動抵抗（ＲＲ）を測定し、従来タイヤを１００とする指数で示した。この指数値が小さいほど転動抵抗が少ない。
【００３３】
ユニフォミティー：
ＪＡＳＯ Ｃ６０７の自動車用タイヤのユニフォミティー試験方法に準拠してラジアルフォースバリエーション（ＲＦＶ）を測定し、従来タイヤを１００とする指数で示した。この指数値が小さいほどユニフォミティーが良好である。
高速耐久性：
ドラム径１７０７ｍｍのドラム上でＪＩＳ Ｄ ４２３０の高速耐久性試験を行った後、３０分毎に１０ｋｍ／ｈｒ加速してタイヤが破損した時の速度を測定し、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高速耐久性が優れている。
【００３４】
操縦安定性：
国産２．５リットルクラスの乗用車に各試験タイヤを空気圧１．９ｋｇ／ｃｍ2 、荷重４５０ｋｇとして装着し、操縦安定性についてテストドライバーによるフィーリングテストで評価した。評価結果は、良い、普通、悪いの３段階で示した。
【００３５】
加硫時間：
各試験タイヤについて、加硫に要した時間を測定し、従来タイヤを１００とする指数で示した。この指数値が小さいほど加硫時間が短い。
金型費用：
日量１０００本のタイヤを製造する際に必要な金型費用をそれぞれ計算し、その費用を従来タイヤを１００とする指数で示した。この指数値が小さいほど金型費用が少ない。
【００３６】
この表１から明らかなように、本発明タイヤ１〜３は、従来タイヤに比べて重量で転動抵抗が低く、成形生産性が高く、かつユニフォミティーが良好であると共に、高速耐久性及び操縦安定性が優れていた。また、本発明タイヤ３では、更に加硫時間の短縮と金型費用の低減が可能であった。
【００３８】
【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周側に少なくとも２層のベルト層を設け、そのうちの１層のベルト層を複数本のスチールコードをタイヤ周方向に対して２５°〜６５°の傾斜角度で配列させた構造にし、他の１層のベルト層を複数本の有機繊維コードを平行に引き揃えたカレンダー材を螺旋状に巻回してチューブにすると共に、該チューブを偏平化して幅５〜２０ｍｍのテープに成形し、該テープをタイヤ周方向に螺旋状に複数回連続的に巻き付けた構造にしたから、傾斜角度が大きいスチールコードのベルト層と、タイヤ周方向の剛性が高い有機繊維コードのベルト層との組み合わせによって、軽量で成形生産性が高く、かつユニフォミティーが良好であると共に、高速耐久性と操縦安定性を向上させること可能にし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。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態からなる乗用車用空気入りラジアルタイヤのベルト構造を示す平面図である。
【図２】図１の実施形態からなるタイヤの子午線断面図である。
【図３】本発明の他の実施形態からなる乗用車用空気入りラジアルタイヤのベルト構造を示す平面図である。
【図４】図３の実施形態からなるタイヤの子午線断面図である。
【図５】本発明の更に他の実施形態からなる乗用車用空気入りラジアルタイヤのベルト構造を示す平面図である。
【図６】図５の実施形態からなるタイヤの子午線断面図である。
【図７】本発明の更に他の実施形態からなる乗用車用空気入りラジアルタイヤのベルト構造を示す平面図である。
【図８】本発明の更に他の実施形態からなる乗用車用空気入りラジアルタイヤの子午線断面図である。
【図９】（ａ）〜（ｃ）は、本発明におけるテープの製造方法の工程を示す斜視図である。
【符号の説明】
２ カーカス層
４ トレッド部
５ ベルト層（スチールコード）
６ ベルト層（有機繊維コード）
１５ スチールコード
１６ 有機繊維コード
１７ マトリックス
１８ カレンダー材
１９ チューブ
２０ テープ
Claims (8)
- トレッド部におけるカーカス層の外周側に少なくとも２層のベルト層を設け、そのうちの１層のベルト層を複数本のスチールコードをタイヤ周方向に対して２５°〜６５°の傾斜角度で配列させた構造にし、他の１層のベルト層を複数本の有機繊維コードを平行に引き揃えたカレンダー材を螺旋状に巻回してチューブにすると共に、該チューブを偏平化して幅５〜２０ｍｍのテープに成形し、該テープをタイヤ周方向に螺旋状に複数回連続的に巻き付けた構造にした乗用車用空気入りラジアルタイヤ。
- 前記スチールコードからなるベルト層をカーカス側に配置し、前記有機繊維コードからなるベルト層をトレッド側に配置した請求項１に記載の乗用車用空気入りラジアルタイヤ。
- 前記有機繊維コードからなるベルト層をカーカス側に配置し、前記スチールコードからなるベルト層をトレッド側に配置した請求項１に記載の乗用車用空気入りラジアルタイヤ。
- 前記有機繊維コードからなるベルト層の幅を、前記スチールコードからなるベルト層のタイヤ幅方向両端部よりも片側当たり５〜２０ｍｍ広くした請求項１乃至３のいずれか１項に記載の乗用車用空気入りラジアルタイヤ。
- 前記有機繊維コードは、ポリエステル繊維、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、ナイロン繊維の群から選択された有機繊維の少なくとも１種を撚り合わせた撚りコードである請求項１乃至４のいずれか１項に記載の乗用車用空気入りラジアルタイヤ。
- 前記有機繊維コードからなるベルト層のタイヤ幅方向両端部におけるコード密度を、その中央側のコード密度よりも高くした請求項１乃至５のいずれか１項に記載の乗用車用空気入りラジアルタイヤ。
- 前記複数層のベルト層の外周上に、予めトレッドパターンを型付けした無端円環状のプレキュアトレッドを配置した請求項１乃至６のいずれか１項に記載の乗用車用空気入りラジアルタイヤ。
- 前記複数層のベルト層の外周上に、未加硫のトレッドゴムを連続的に押出し、該トレッドゴムに金型を押し当ててトレッドパターンを成形した請求項１乃至６のいずれか１項に記載の乗用車用空気入りラジアルタイヤ。
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