JP2000280710A - 空気入りラジアルタイヤ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高速耐久性を維持または向上させながら、ベ
ルトを軽量化し、転がり抵抗を小さくした空気入りラジ
アルタイヤを提供する。 【解決手段】 ベルト２が、タイヤ幅方向両端部に対向
して配されたコア４、４′とこれを取り巻いて包むシェ
ル８とからなり、コア４、４′は１本または複数本並列
したナイロンコードにゴム被覆したナイロンリボン５を
螺旋状にタイヤ周方向に巻回して形成され、シエルは、
１本または複数本並列したＰＢＯコードにゴム被覆した
ＰＢＯリボン６をコアの一方４から他方４′に向かっ
て、タイヤ周方向に対し傾斜して架渡し、外側縁７に沿
って折り曲げ、螺旋状に連続して対向するコアに差し渡
す巻回を隣り合うリボンが相互に縁を接して並列するま
で継続し、コアがトロイダル状のＰＢＯリボンのシエル
で被包された構造に形成された空気入りラジアルタイ
ヤ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高速耐久性を低下
させることなく、ベルトを軽量化し、転がり抵抗を小さ
くした空気入りラジアルタイヤに関する。

【０００２】

【従来技術】空気入りラジアルタイヤにあっては、内圧
によるカーカスクラウン部の膨出を防止するとともにト
レッド部の剛性を高めて操縦安定性をよくするために、
カーカスクラウン部の外側にベルトが配される。ほとん
どのタイヤのベルトは、ゴムに埋設されたスチールコー
ドの多数がタイヤ赤道に対し傾斜して並列したベルトプ
ライの２〜４枚を重ね合わせた構造になっていた。これ
らのタイヤのベルトは、ゴムとの接着をよくするために
真鍮めっきされたスチールコードを多数並列してゴム被
覆したトップドコードをタイヤになったときの赤道に対
するコードの傾斜角に合わせて平行四辺形に裁断し、裁
断された複数枚を相互に端縁のコードを接合して一連の
帯状にし、これを所定寸法に裁断して両端縁のコードを
接合した環状のベルトプライを作製し、ベルトプライの
複数枚をコードの傾斜方向が上下相互反対向きになるよ
うに重ね合わせて形成され、カーカスに嵌着される。

【０００３】上記構造のベルトを備えたタイヤは、走行
応力が集中するタイヤショルダー部に位置するベルト縁
部にスチールコードの真鍮メッキが施されていない切断
端が位置するため、応力によってスチールコードの切断
端と埋設ゴムが分離し、切断端と埋設ゴムの分離がイニ
シェーションになって分離が拡大し、ベルトセパレーシ
ョンと呼ばれる故障が発生しやすい難点を有する。ベル
ト縁部のスチールコードの切断端から埋設ゴムとの分離
が起こらないようにするため、図３に示すような、コー
ドを周方向に螺旋状に多数回巻回してなるベルト幅とほ
ぼ同じ幅を有するコア１４を、コードで補強されたバン
ドを螺旋状に巻回してなる偏平なトロイダル状のシェル
１６で被包する自由縁を持たないベルト１２が提案され
た。（特開昭５３−２２２０５）

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】社会的要請の炭酸ガス
排出量の低減に答えるために自動車の燃費向上が進めら
れており、タイヤについては軽量化と転がり抵抗の低減
が求められている。上記のスチールコードの多数をタイ
ヤ赤道に対し傾斜させて並列したベルトプライを重ね合
わせた構造のベルトにおいては、ベルトのタイヤ赤道に
対し傾斜して並列したコードの端は、埋設ゴム以外に力
学的に拘束されない自由縁になっているので、タイヤ使
用時走行応力が作用する方向、すなわち周方向の引っ張
り剛性の幅方向に関しての分布は一様でなく、ベルト縁
で大きく低下し、所謂剛性の肩落ち現象が生じる。ベル
ト縁の剛性が肩落ちによって低下しても、必要な剛性を
保持できるように、剛性が高いスチールコードを用い、
コード使用量を多くしてベルト全体の剛性を大きくする
必要があるため、重量が大となる。特開昭５３−２２２
０５が提案するベルト幅とほぼ同じ幅を有するコアの回
りにバンドを螺旋状に巻き付けたベルトは、走行応力の
作用が比較的小さいベルト幅の中央部も走行応力が集中
する端部と同等にコアのコードで補強されており、言い
換えれば中央部は過剰に補強され、余分の材料が使用さ
れて必要以上に重くなる難点があった。

【０００５】本発明は、高速耐久性を維持または向上さ
せながら、ベルトを軽量化し、転がり抵抗を小さくした
空気入りラジアルタイヤを提供することを目的にしたも
のである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】スチールコードより単位
重量当たりのモジュラスと強度が大きいＰＢＯでなるコ
ードを用い、コードの１本または並列した複数本にゴム
被覆したリボンの１本を螺旋状に巻回してトロイダル状
にし、自由縁が生じないようにすれば、剛性の肩落ちが
なくなり、ナイロンコードの１本または並列した複数本
にゴム被覆したリボンを周方向に螺旋状に巻回して環状
にしたコアをショルダー部に配置して補強すれば、ショ
ルダー部の走行応力集中によって生じるセパレーション
が防止でき、同時にタイヤ回転時の遠心力でベルトがカ
ーカスから浮き上がって生じるセパレーションも防止さ
れる。

【０００７】すなわち本発明は、タイヤ周方向に対し直
角に多数のコードを配列したカーカスプライのクラウン
部外側にベルトを配置し、その外側をトレッドゴムで覆
ったラジアル構造の空気入りタイヤにおいて、ベルト
が、タイヤ幅方向両端部に対向して配されたコアとこれ
を取り巻いて包むシェルとからなり、前記コアは、ナイ
ロンコードの１本または複数本並列してゴム被覆したナ
イロンリボンを螺旋状にタイヤ周方向に巻回して形成さ
れ、前記シエルは前記コアの一方のから他方に向かっ
て、ＰＢＯコードの１本または複数本並列してゴム被覆
したＰＢＯリボンをタイヤ周方向に対して傾斜して架渡
し、外側縁に沿って上方に折り曲げ、連続して対向する
コアに差し渡す巻回を隣り合うリボンが相互に縁を接し
て並列するまで螺旋状に継続し、前記コアがトロイダル
状のＰＢＯリボンのシエルで被包された構造に形成され
た空気入りラジアルタイヤである。

【０００８】ＰＢＯは、比重が１．５９、単位面積当た
りのモジュラスと強度がスチールコードより大であるの
で、使用量を重量でスチールコードの約１／５以下にし
てもスチールコードと同等のモジュラスと強度を有する
ベルトを形成することができる。一方本発明のベルト
は、１本のＰＢＯリボンが連続されて形成されるために
剛性の肩落ちが生じる自由縁を有さないので、コードの
使用量を少なくしてベルト全体の剛性を小さくしても、
操縦安定性に寄与する剛性は切断されたスチールコード
が並列した従来タイヤと同等にすることができ、接着力
が弱いコード切断端が実質的にないのでセパレーション
しにくく、高速耐久性と操縦安定性を維持することがで
きる。さらにスチールコードをＰＢＯコードに代えるこ
とにより、容積使用量をスチールコードを用いた場合よ
り少なくすることができるので、コードを細くしてトッ
ピングゴムの使用量を少なくすることもでき、ベルトの
軽量化が可能になる。

【０００９】ナイロンコードは、タイヤに使用される他
のコード、例えばポリエステルコード、アラミドコー
ド、スチールコード、レーヨンコード、ビニロンコード
と異なって熱収縮が大きいので、これで作製されたコア
をショルダー部に配置することにより、コアがタイヤを
加硫成形する際収縮してコアの下方に位置する螺旋巻さ
れたＰＢＯリボンを締め付け、走行時の遠心力によるベ
ルト縁端の浮き上がりが原因するセパレーションを防止
するとともに、高速耐久性に大きく影響するショルダー
部の剛性を高くする。コアの幅はベルト幅の１５〜２５
％が好適である。コアの幅がベルト幅の１５％未満であ
るとセパレーション防止効果が小さく、２５％より広く
なれば周方向に延びるコードによる補強が不要な部分も
補強することになり、本発明の目的が達成せられない。

【００１０】

【発明の実施の形態】次に本発明の実施形態を図面を参
照して説明する。図１は本発明の１実施形態に関わる空
気入りラジアルタイヤの部分斜視図、図２は本発明の空
気入りラジアルタイヤに用いるベルトを説明する概略斜
視図である。符号１はカーカスプライ、２はベルト、３
はトレッドゴムである。カーカスプライ１のクラウン部
外側に配置されたベルト２は、１本または並列した複数
本のナイロンコードの周囲をゴム被覆したナイロンリボ
ン５を周方向に複数回、図１においては４回、螺旋状に
巻回してなる幅がＷ1の環状の２つのコア４、４′を対
にして平行に対向させ、相互に対向反対側になる外側縁
７、７′の離間距離がＷになるように配置し、１本また
は並列した複数本の接着向上表面処理が施されたＰＢＯ
コードの周囲をゴム被覆した幅がＷrのＰＢＯリボン６
をコアの周方向に対し角度α傾けて対になったコアの一
方から他方に、２図においては左に位置するコア４のＡ
位置から右に位置するコア４′のＢ位置に、架渡し、コ
ア４′の外側縁７′に沿って内面側に折り曲げてコアに
対し角度α傾け、平面視でくの字形に屈曲して左側のコ
ア４のＣ位置の内面に戻し、外側縁７に沿って上方に折
り曲げ、連続して対向するコアにくの字形に差し渡す巻
回をコアに沿って螺旋状に周回し、１周目の巻回の終り
を巻始め位置Ａからリボンを１回差し渡すに要するスペ
ースＳを明けた右側コアのＤ位置にし、位相をずらして
２周目を１周目から連続してＤ位置から始め、同様に巻
始めの位相をずらしてＮ周して隣り合うＰＢＯリボン６
が相互に接するまで巻回を続けてトロイダル状に形成
し、一対のコアがＰＢＯリボン６で形成されたシェルで
被包された構造になる。

【００１１】上記のコア外側縁の離間距離Ｗ及びコアに
対するＰＢＯリボンの傾斜角αは、タイヤ性能に大きく
影響するので、初めにその大きさを定め、ＰＢＯリボン
の幅Ｗr及びＰＢＯリボン巻回の周回数Ｎは、下記の関
係式を満足するようにして定められる。 Ｎ＝２Ｗ cosα／Ｗr＋１ 上記の式は次のようにして導き出された。コアの周長を
Ｃ、コアの対向反対側外側縁７、７′の離間距離をＷ、
ＰＢＯリボンの幅をＷr、ＰＢＯリボンが一方のコア４
から他方のコア４′に架渡されるときのコア周方向に対
する角度をα、１周巻回したときのＰＢＯリボンがコア
４からコア４′に架渡されて外側縁に沿って折り曲げら
れ、コア４に戻る巻回ピッチ長をＰt、巻回の周回（以
下、巻回の周回を単に周回と言う）を１周しときの巻回
ピッチ数をＦ、ＰＢＯリボンが１回折り返されたときの
折り目の長さをｐ、隣り合うＰＢＯリボンが相互に接触
した状態になったとき、周回の１周長さ当たりの一方の
コア上の折目数をｆとしたとき、 Ｃ＝Ｐt・Ｆ＋ｐ ……… Ｃ＝ｐ・ｆ＋ｐ ……… の関係がある。Ｎ周周回して隣り合うＰＢＯリボンが相
互に接触したとき、 Ｎ・Ｆ＝ｆ ……… の関係になる式、式、式から Ｎ＝Ｐt／ｐ ……… が導かれる。Ｐt とＷ、ｐとＷrの間に次の関係があ
る。 Ｐt ＝２Ｗ cotα＋ｐ ……… ｐ＝Ｗr／sinα ……… 式に式、式を代入して Ｎ＝２Ｗ cosα／Ｗr＋１ の関係式が導かれる。

【００１２】

【実施例】表１に示すコードを用いて表１に示す条件で
ベルトを試作した。試作ベルトの重量を測定した。測定
結果を表１に比較例１を１００にして、各試作ベルトの
重量を指数で示した。次に試作ベルトをカーカスのクラ
ウン部に嵌着してサイズ１９５／６５Ｒ１５ ９１Ｈタ
イヤを試作した。試作タイヤのそれぞれについて、下記
の方法で高速耐久性及び転がり抵抗を測定した。結果を
表１に示した。

【００１３】

【表１】

【００１４】高速耐久性試験方法 ＥＣＥ−Ｒ３０に準じて空気圧２６０KPa、負荷４９２k
gの条件で行った。 転がり抵抗試験方法 ＩＳＯ−８７６７に準じて空気圧２４０KPa、負荷６１
５kgの条件で測定し、結果を次式で計算した指数で示し
た。値が小さいほど好ましい。（各試作タイヤの転がり
抵抗）×１００／（比較例１の転がり抵抗）

【００１５】実施例タイヤは従来タイヤである比較例１
よりベルト重量が軽く、転がり抵抗が高速耐久性を損な
わずに向上した。比較例１と同じコードを使用して本発
明のベルト構造にした比較例２は、比較例１と比較し
て、ベルト重量が軽く、転がり抵抗が小さく、高速耐久
性が同等であって構造を変えることにより耐久性を維持
しながらベルトの軽量化と転がり抵抗の軽減が図れるこ
とを示すが、必要な剛性を保持するためにアラミドコー
ドの繊度がＰＢＯコードより大となり、ベルト重量が実
施例より重くなった。実施例１と比較して、比較例３は
ベルト幅Ｗに対するコア幅1の比率Ｗを２５％より大き
くしたため、ベルトの軽量化が小さく、比較例４はベル
ト幅Ｗに対するコア幅Ｗ1の比率を１５％より小さくし
たために高速耐久性が低下した。

【００１６】

【発明の効果】カーカスプライの外側に配置するベルト
を、ナイロンコードの１本または並列した多数本でなる
ナイロンリボンを複数回巻回してなる２つのコアを一対
にして対向させ、対向した一対のコアの回りにＰＢＯコ
ードの１本または並列した多数本でなるＰＢＯリボンを
螺旋状に巻回してＮ周した構造にすることにより、高速
耐久性を損なうことなく、軽量化と転がり抵抗の減少が
可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の１実施形態に関わる空気入り
ラジアルタイヤの部分斜視図である。

【図２】図２は、本発明の空気入りラジアルタイヤに用
いるベルトを説明する概略斜視図である。

【図３】図３は、従来の空気入りラジアルタイヤの断面
図である。

【符号の説明】

１ カーカスプライ ２ ベルト ３ トレッド ４ コア ４′ コア ５ ナイロンリボン ６ ＰＢＯリボン ７ 外側縁 ７′ 外側縁 ８ シェル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ６０Ｃ 9/22 Ｂ６０Ｃ 9/22 Ｂ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 タイヤ周方向に対し直角に多数のコード
   を配列したカーカスプライのクラウン部の外側にベルト
   を配置し、その外側をトレッドゴムで覆ったラジアル構
   造の空気入りタイヤにおいて、ベルトがタイヤ幅方向両
   端部に対向して配されたコアとこれを取り巻いて包むシ
   ェルとからなり、前記コアは、ナイロンコードの１本ま
   たは複数本並列してゴム被覆したナイロンリボンを螺旋
   状にタイヤ周方向に巻回して形成され、前記シエルは、
   前記コアの一方から他方に向かって、ポリｐ−フエニレ
   ンベンゾビスオキサゾール（以下、ポリｐ−フエニレン
   ベンゾビスオキサゾールをＰＢＯと言う）コードの１本
   または複数本並列してゴム被覆したＰＢＯリボンを螺旋
   状にタイヤ周方向に対して傾斜して架渡し、外側縁に沿
   って上方に折り曲げ、連続して対向するコアに差し渡す
   巻回を隣り合うリボンが相互に縁を接して並列するまで
   継続し、前記コアがトロイダル状のＰＢＯリボンのシエ
   ルで被包された構造に形成されたことを特徴する空気入
   りラジアルタイヤ。
2. 【請求項２】 コアの幅がベルト幅の１５〜２５％であ
   る請求項１記載の空気入りラジアルタイヤ。