JP5977566B2 - 空気入りラジアルタイヤ及び空気入りラジアルタイヤの製造方法 - Google Patents
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Description
このようにベルト補強層を具えた空気入りラジアルタイヤは、複数本の有機繊維コードを一定の間隔で引き揃えてコード束とした後、被覆ゴムでコーティングすることでリボン状ストリップを形成し、周知の方法で形成した傾斜ベルト層部材の外周面に、リボン状ストリップを螺旋状に巻回し、その後トレッドゴムを配置し、加硫モールドで加硫成型することで製造することができる。
しかしながら、幅方向に間隔を設けてリボン状ストリップを巻回する場合には、リボン状ストリップの間に隙間が生じ、この隙間に空気が溜まって加硫後の製品タイヤにも一部残存する、いわゆるエア入りが発生して、使用時にトレッドゴムのセパレーションなどを引き起こすおそれがあった。また、加硫成型後にトレッド表面と傾斜ベルト層との距離がタイヤ幅方向で不均一となる、いわゆる傾斜ベルト層の波打ちが発生することで、長期使用時にトレッドの偏摩耗が発生し、トレッド部故障の原因となるとともに異常振動や制動性悪化の原因となるおそれがあった。
また、ベルト補強層で、(Ds−Ws)/Dsが最も大きい最大間隙部では、0.2≦(Ds−Ws)/Ds≦0.5とすることで、センター部並びにベルト端部でのエア入りを防止しつつ、耐フラットスポット性を大幅に向上させることができる。すなわち、(Ds−Ws)/Dsが0.2未満の場合には、耐フラットスポット性を所期するほど向上させることができず、(Ds−Ws)/Dsが0.5よりも大きい場合には、最大間隙部でエア入りが発生するおそれがある。
なお、この明細書では、「(Ds−Ws)/Ds」を間隙率というものとする。
なお、ベルト補強層と二層以上重ね合わせた場合には、幅方向においてどのベルト補強層も配置されていない領域の幅をDsとし、少なくとも一層のベルト補強層が配置されている領域の幅をWsとすればよい。以下に説明するベルト端部についても同様である。また、最密部とは、(Ds−Ws)/Dsが最も小さくなる領域のことをいう。
一般にタイヤの製造工程の加硫工程においては生タイヤを、その内側からブラダーを介してエアを注入することで拡張させ、そのまま金型に内側から押付けることで加硫に必要な圧力を得る。特に、前述のセンター部は最初にブラダーに接触して強い変形が発生することが判っており、他の部位に比較してベルトの波打ちが顕著に現れやすい。従って、センター部の間隙率を他の部位に比較して下げることが波打ちを防ぐのに有効である。従って、上記の空気入りラジアルタイヤでは、センター部領域の少なくとも最密部では、間隙率を0.15以下にする。
そしてまた、上記の空気入りラジアルタイヤでは、前記リボン状ストリップの幅Wsが4mm以上であるので、ベルト補強層を形成する際に、巻回するリボン状ストリップが長くなり過ぎず、タイヤの生産効率を向上させることができる。
ベルト端部は加硫時にゴムが流動しやすく、加えて傾斜ベルト層の端部は自由端になるためにセンター部と並んで、加硫時に波打ちが起こりやすい部位になるが、傾斜ベルト層端部のタイヤ径方向外側で、ベルト補強層の間隙率を下げることにより、傾斜ベルト層の端部での波打ちを有効に防止することができる。
なお、傾斜ベルト層を二層以上有する場合には、タイヤ径方向最外の傾斜ベルト層のタイヤ幅方向端から、タイヤ幅方向で少なくとも30mmの領域をベルト端部領域とする。
この場合には、加硫時に、傾斜ベルト層部材の端部で波打ちが発生することを、一層防止することができる。
このように、クリープ性が小さいポリエチレンテレフタレートまたはポリエチレンナフタレートをベルト補強層の有機繊維コードとすることで、耐フラットスポット性を一層向上することができる。
なお、これらの有機材料を使用したコードの剛性は一般的なナイロンよりも高く、傾斜ベルト層の波打ちも一層起こりやすくなるが、本発明の間隙率(0.2以上0.5以下)を各部位に適用することで、傾斜ベルト層の波打ちを防ぐことが可能となり、本発明の有効性は高めることができる。
この場合には、ベルト補強層が十分なタガ効果を有することで、高速走行時にタイヤが径方向に拡大することを抑制できるため、高速耐久性を向上することができる。
なお、タイヤの各部の構成や作用効果等は、下記の説明に限定されるものではない。
図1に例示する空気入りラジアルタイヤ1は、一対のビード部7間に跨ってラジアル方向に配置したコードによる、一枚以上のカーカスプライにて形成されたカーカス2と、カーカスのクラウン域の外周側に配設されて、タイヤ周方向に対して傾斜して延びる金属コードからなるベルトプライで構成される、ここでは二層の傾斜ベルト層3と、傾斜ベルト層3の外周側に配設されて、タイヤ周方向に向けて延びる有機繊維コードからなるベルトプライで構成される、ここでは二層のベルト補強層4A〜4Cと、ベルト補強層4A〜4Cの外周側に配設されて、トレッド接地面を形成するトレッド5と、ビード部7からタイヤ半径方向外側に伸びる一対のサイドウォール部6とを具える。
なお、ベルト補強層を二層とせずに、一層(4A)のみとすることもできる。
リボン状ストリップ21は、複数本、この実施形態では三本の有機繊維コード12を、一定の間隔Wjで引き揃えてコード束とした後、被覆ゴム11でコーティングすることで形成される。
センター部13Aのタイヤ幅方向長さW1は30mm以下であり、ベルト端部13Cのタイヤ幅方向内端と傾斜ベルト層3のタイヤ幅方向外端との間のタイヤ幅方向長さW2は30mmである。
一方、ベルト補強層4B、4Cは、ベルト端部13Cのみで構成される。
そして、中間部13Bでは、(Ds−Ws)/Ds、すなわち間隙率を0.2以上0.5以下とする。これにより、中間部13Bでのエア入りを防止しつつ、耐フラットスポット性を大幅に向上させることができる。なお、間隙率を0.2未満とすると、耐フラットスポット性を十分に向上させることができず、間隙率が0.5を超えるとエア入りが発生するおそれがある。
Wsを7mm以下とすることで、後述するように、加硫成型時に傾斜ベルト層部材が拡張しようとする際に、ベルト補強層部材が傾斜ベルト層部材を抑えつける力が、タイヤ幅方向で局所的に大きく変動することを抑えて、傾斜ベルト層3の波打ちが発生することを有効に防止することができる。
さらに、リボン状ストリップ21の幅Wsを7mm以下とすることで、間隙率を0.2以上0.5以下の領域(ここでは中間部13B)を設けても、生タイヤ形成時に該領域に混入したエアが加硫成型時に抜けるため、該領域でのエア入りを防止することができる。
またさらに好ましくは、ストリップの幅が接地幅に対し5%以下の幅であることが好ましい。5%よりも大きいと隙間も大きくなり、接地面において幅方向の剛性段差が生じやすくなって偏摩耗などの起因となりやすい。
この場合には、後述するように、センター部13A及び/またはベルト端部13Cで、傾斜ベルト層3の波打ちを有効に防止することができる。
この場合には、周方向主溝5Aのタイヤ径方向内側の少なくとも一部に、リボン状ストリップ21が配置されることで、周方向主溝5A付近のトレッド剛性の低下を防止して、操縦安定性の低下を抑制することができるとともに、傾斜ベルト層3の波打ちを抑制することができる。
ここで、後述するように、傾斜ベルト層の波打ちを有効に防止する観点から、センター部13A及び/またはコード端部13Cの少なくとも最密部で間隙率が0.15以下となるように、リボン状ストリップ21の幅方向ピッチDsを選択することが好ましい。
この際に、グリーンタイヤの内面には大きな膨張力が加わる。この発明の空気入りラジアルタイヤの製造方法を用いて形成されたグリーンタイヤでは、ベルト補強層部材を構成するリボン状ストリップ21の幅を7mm以下としているため、ベルト補強層部材から傾斜ベルト層部材に働く、グリーンタイヤの膨張を抑えようとする力が分散されるとともに、傾斜ベルト層部材のタイヤ径方向の変形量が小さくなって、傾斜ベルト層部材に座屈が発生しにくくなり、波打ちを防止することができる。
ここで、試作タイヤにはいずれもタイヤの半径方向内側から外側にかけて、カーカス、傾斜ベルト層、ベルト補強層、トレッドが配置される。また、ベルト補強層を構成する有機繊維コードの材質、ベルト補強層部材を形成する際に用いられるリボン状ストリップの幅をそれぞれ、表1に示す。
試作タイヤのカットサンプルを用いて、幅方向に30mmの測定領域において傾斜ベルト層で、タイヤ半径方向の最外に位置するコードと、最内に位置するコードとの、タイヤ半径方向距離をベルト波打ち量と定義し、これを測定した。計測は傾斜ベルト層のセンター部、1/4点(赤道面からの幅方向距離が、ベルト幅の1/8の位置)及びベルト端部で行った。なお、それぞれの試作タイヤについてカットサンプルを5つ用意し、測定結果を平均して評価を行う。その結果を表1に示す。表1に示すベルト波打ち量は、値が小さい程好ましい。
試作タイヤのそれぞれについてシアロ試験を行った。具体的には、タイヤを気密室に入れて、空気を抜き入れしながらレーザで撮影した。撮影された画像から確認されたエア入り部分の最大周方向長さを測定することで、傾斜ベルト層でのエア入りの評価を行った。その結果を表1に示す。エア入り部分の最大周方向長さは、値が小さいほど好ましい。
試作タイヤをサイズ6.5J×16のリムに組み付け、230kPaの内圧を充填してドラム試験器に装着し、の荷重を負荷して、以下の手順でフラットスポット試験を行った。
(1)試作タイヤのRFV(Radial Force Variation)を測定する。
(2)96km/hで1時間走行させた後、RFV(Radial Force Variation)を測定し、得られたRFVとタイヤの回転角度との関係から得られる波形をフーリエ変換して、1次成分の係数を求め、RFV1次ボトム(フーリエ変換されたRFVの1次の波においてRFV値が最も小さい位置)を検索する。
続いて、得られたRFV1次ボトムの位置にて、タイヤに5.88kNの静荷重を負荷して、ドラムに16時間押し付け続ける。
その後、96km/hで走行させ、走行時間(変更)を横軸に、RFV1次ボトム値を縦軸にとってグラフを描き、試験手順(1)で測定したRFV1次ボトム値との差分を、1〜30分の範囲で積分することで得られる面積をフラットスポット値として算出する。結果は、比較例タイヤ1のフラットスポット値を100とする指数にて表1に示す。フラットスポット値は、値が小さいほどフラットスポットが低減していることを示す。
2 カーカス
3 傾斜ベルト層
4A〜4C ベルト補強層
5 トレッド
5A 周方向主溝
6 サードウォール部
7 ビード部
11 被覆ゴム
12 有機繊維コード
13A センター部
13B 中間部
13C ベルト端部
21 リボン状ストリップ
W 周方向主溝のタイヤ平均幅
Wc コード配設領域の幅
Wg ゴム領域の幅
Wj リボン状ストリップでの互いに隣接するコードの軸心同士のタイヤ幅方向距離
Ws リボン状ストリップの幅
Ds リボン状ストリップの幅方向ピッチ
CL タイヤ赤道面
Claims (6)
- 一対のビード部間に跨ったコードによる一枚以上のカーカスプライにて形成されたカーカスと、
該カーカスのクラウン域の外周側に配設されて、タイヤ周方向に対して傾斜して延びる金属コードからなるベルトプライで構成される少なくとも一層の傾斜ベルト層と、
該傾斜ベルト層の外周側に配設されて、タイヤ周方向に向けて延びる有機繊維コードからなるベルトプライで構成される少なくとも一層のベルト補強層と、
該ベルト補強層の外周側に配設されて、トレッド接地面を形成するトレッドとを具える空気入りラジアルタイヤであって、
該ベルト補強層は、互いに平行に並んだ複数本の有機繊維コードがゴム被覆されているリボン状ストリップが、タイヤ幅方向に間隔を空けて螺旋状に巻回された形に構成され、
該リボン状ストリップの幅をWsとし、該リボン状ストリップの幅方向ピッチをDsとしたときに、Wsが4mm以上7mm以下であり、
該ベルト補強層で、(Ds−Ws)/Dsが最も大きい最大間隙部では、
(Ds−Ws)/Ds=0.5
であり、
タイヤ赤道面を挟む、タイヤ幅方向に多くとも30mmのタイヤ幅方向領域をセンター部領域としたとき、
少なくとも前記ベルト補強層のセンター部領域の最密部において、
(Ds−Ws)/Ds≦0.15
であることを特徴とする空気入りラジアルタイヤ。 - 前記傾斜ベルト層のタイヤ幅方向端から、タイヤ幅方向内側に少なくとも30mmのタイヤ幅方向領域をベルト端部領域としたとき、ベルト端部領域では、少なくとも前記ベルト補強層のベルト端部の最密部において、
(Ds−Ws)/Ds≦0.15
であることを特徴とする請求項1に記載の空気入りラジアルタイヤ。 - 前記ベルト端部領域では少なくとも二層のベルト補強層を具える、請求項1または2に記載の空気入りラジアルタイヤ。
- 前記ベルト補強層が有する有機繊維コードが、ポリエチレンテレフタレートまたはポリエチレンナフタレートで構成される、請求項1〜3のいずれか一項に記載の空気入りラジアルタイヤ。
- 前記ベルト補強層のコード配設領域で、前記有機繊維コードのタイヤ幅方向における打ち込み密度を8本〜12本/10mmとする、請求項1〜4のいずれか一項に記載の空気入りラジアルタイヤ。
- 請求項1〜5のいずれかに記載の空気入りラジアルタイヤを製造する方法であって、
複数本の有機繊維コードを互いに平行に並べてゴム被覆することにより、リボン状ストリップを形成する工程と、
生ケースのカーカスの外周面に傾斜ベルト層部材を形成する工程と、
該傾斜ベルト層部材の外周面に、該リボン状ストリップを、タイヤ幅方向に間隔を空けて螺旋状に巻回してベルト補強層部材を形成する工程と、
トレッドゴム部材を巻き付けてトレッドを形成する工程を含み、
リボン状ストリップの幅をWsとし、巻回されるリボン状ストリップの幅方向ピッチをDsとしたときに、Wsが4mm以上7mm以下であり、
該ベルト補強層部材で、(Ds−Ws)/Dsが最も大きい最大間隙部では、
(Ds−Ws)/Ds=0.5
であり、
タイヤ赤道面を挟む、タイヤ幅方向に多くとも30mmのタイヤ幅方向領域をセンター部領域としたとき、
少なくとも前記ベルト補強層のセンター部領域の最密部において、
(Ds−Ws)/Ds≦0.15
であることを特徴とする空気入りラジアルタイヤの製造方法。
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