(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明を実施するための形態】
【0015】
以下、適宜図面が参照されつつ、好ましい実施形態に基づいて本発明が詳細に説明される。
【0016】
図1には、空気入りタイヤ2が示されている。これは、タイヤ2のトレッドの部分である。
図1において、上下方向が半径方向であり、左右方向が軸方向であり、紙面との垂直方向が周方向である。
図1において、一点鎖線CLはタイヤ2の赤道面を表わす。このタイヤ2の形状は、トレッドパターンを除き、赤道面CLに対して対称である。このタイヤ2は、チューブレスタイプである。
【0017】
このタイヤ2は、トレッド4、一対のサイドウォール6、カーカス8、インナーライナー10、ベルト12及びバンド14を備えている。図示されないが、このタイヤ2はこれらの他に、一対のクリンチ、一対のビード及び一対のチェーファーを備えている。
【0018】
トレッド4は、半径方向外向きに凸な形状を呈している。トレッド4は、路面と接地するトレッド面16を形成する。トレッド4には、溝18が刻まれている。この溝18により、トレッドパターンが形成されている。図示されないが、トレッド4は、ベース層とキャップ層とを有している。キャップ層は、ベース層の半径方向外側に位置している。キャップ層は、ベース層に積層されている。ベース層は、接着性に優れた架橋ゴムからなる。ベース層の典型的な基材ゴムは、天然ゴムである。キャップ層は、耐摩耗性、耐熱性及びグリップ性に優れた架橋ゴムからなる。
【0019】
それぞれのサイドウォール6は、トレッド4の端から半径方向略内向きに延びている。このサイドウォール6は、架橋ゴムからなる。サイドウォール6は、撓みによって路面からの衝撃を吸収する。サイドウォール6は、カーカス8の外傷を防止する。
【0020】
カーカス8は、カーカスプライ20からなる。カーカスプライ20は、両側のビードの間に架け渡されており、トレッド4及びサイドウォール6に沿っている。図示されないが、カーカスプライ20は、ビードのコアの周りにて折り返されている。
【0021】
図示されないが、カーカスプライ20は、それぞれ並列された多数のコードとトッピングゴムとからなる。それぞれのコードが赤道面CLに対してなす角度の絶対値は、65°から90°である。換言すれば、このカーカス8はラジアル構造を有する。コードは、有機繊維からなる。好ましい有機繊維として、ポリエステル繊維、ナイロン繊維、レーヨン繊維、ポリエチレンナフタレート繊維及びアラミド繊維が例示される。カーカス8が、2枚以上のカーカスプライ20から形成されてもよい。
【0022】
インナーライナー10は、カーカス8の内側に位置している。インナーライナー10は、カーカス8の内面に接合されている。インナーライナー10は、空気遮蔽性に優れた架橋ゴムからなる。インナーライナー10は、タイヤ2の内圧を保持する。
【0023】
ベルト12は、トレッド4の半径方向内側に位置している。ベルト12は、カーカス8と積層されている。ベルト12は、カーカス8を補強する。ベルト12は、内側層22及び外側層24からなる。
図1から明らかなように、軸方向において、内側層22の幅は外側層24の幅よりも若干大きい。図示されていないが、内側層22及び外側層24のそれぞれは、並列された多数のコードとトッピングゴムとからなる。それぞれのコードは、赤道面CLに対して傾斜している。傾斜角度の一般的な絶対値は、10°以上35°以下である。内側層22のコードの赤道面CLに対する傾斜方向は、外側層24のコードの赤道面CLに対する傾斜方向とは逆である。コードの好ましい材質は、スチールである。コードに、有機繊維が用いられてもよい。ベルト12の軸方向幅は、タイヤ2の最大幅の0.7倍以上が好ましい。ベルト12が、3以上の層を備えてもよい。
【0024】
バンド14は、トレッド4の半径方向内側に位置している。バンド14は、ベルト12の半径方向外側に位置している。バンド14は、ベルト12に積層されている。バンド14は、タイヤ2の半径方向の剛性に寄与しうる。
【0025】
図1に示されるように、バンド14はセンター部Cとショルダー部Sとを備えている。センター部Cは、軸方向の中央に位置している。センター部Cは、赤道面CLと交差している。ショルダー部Sはセンター部Cの軸方向外側に位置している。この実施形態では、一対のショルダー部Sが、センター部Cの両外側に位置している。軸方向において、ショルダー部Sの外側端が、バンド14の外側端である。
【0026】
以下で説明されるとおり、バンド14は帯体26により形成されている。
図2は、この帯体26の断面斜視図である。帯体26は、コード28を備えている。
図2の例では、帯体26は3本のコード28を備えている。帯体26は、コード28とトッピングゴム30とからなる。コード28の好ましい材質は、有機繊維である。好ましい有機繊維としては、ナイロン繊維、ポリエステル繊維、レーヨン繊維、ポリエチレンナフタレート繊維及びアラミド繊維が例示される。コード28に、スチールが用いられてもよい。
【0027】
バンド14は、帯体26が周方向に巻かれている螺旋巻き状の構造を有している。すなわち、バンド14では、コード28が螺旋状に巻かれている。このバンド14は、いわゆるジョイントレス構造を有する。
図1に示されたバンド14の断面は、この巻回された帯体26の断面である。このバンド14の断面図では、コード28は省略されている。
図1に示されるように、センター部Cにおいては、帯体26の断面の間には隙間が存在する。この実施形態では、ショルダー部Sにおいては、帯体26の断面の間に隙間は存在しない。すなわち、このタイヤ2では、センター部Cにおける帯体26のピッチは、ショルダー部Sにおける帯体26のピッチより大きい。換言すれば、このタイヤ2では、センター部Cにおけるコード28の密度は、ショルダー部Sにおけるコード28の密度より低い。
【0028】
図1おいて、両矢印Pcは、センター部Cにおける帯体26のピッチである。
図1及び
図2において、両矢印Wは帯体26の幅である。このタイヤ2では、センター部Cにおける帯体26のピッチPcは、帯体26の幅Wの2.0倍以上2.5倍以下である。すなわち、ピッチPcの幅Wに対する比(Pc/W)は、2.0以上2.5以下である。
【0029】
図1おいて、両矢印Psは、ショルダー部Sにおける帯体26のピッチである。このタイヤ2では、ショルダー部Sにおける帯体26のピッチPsは、帯体26の幅Wの0.8倍以上1.2倍以下である。すなわち、ピッチPsの幅Wに対する比(Ps/W)は、0.8以上1.2以下である。
図1の実施形態では、ピッチPsは帯体26の幅Wと同じである。すなわち、比(Ps/W)は1.0である。
【0030】
以下ではこのタイヤ2の製造方法が説明される。このタイヤ2の製造方法は、ローカバーが得られる工程(成形工程と称される)、及びこのローカバーが加硫されてタイヤ2が得られる工程(加硫工程と称される)を含んでいる。
【0031】
成形工程では、フォーマーのドラム(図示されず)の外面に、カーカス8、ベルト12、バンド14等のタイヤ2の構成要素が積層される。成形工程は、バンド14を積層する工程を含む。バンド14を積層する工程において、バンド14はベルト12の外側に積層される。なお、成形工程では、これらのタイヤ2の構成要素は、架橋されていない。これらの構成要素は、加硫工程後の構成要素とは同じものではない。例えば、成形工程で積層されたバンド14のトッピングゴム30は、未架橋である。加硫工程により、架橋されたトッピングゴム30を有するバンド14が得られる。本明細書では、加硫工程の前後で同じ名称を使用する。これらは同じ「バンド14」と称される。他の構成要素についても同じである。帯体26についても同じである。
【0032】
バンド14を積層する工程は、帯体26を準備する工程及び帯体26を螺旋状に巻回す工程を含んでいる。帯体26を準備する工程では、複数のコード28がトッピングゴム30とともに押し出され、帯状の帯体26が得られる。これらの帯体26は、フォーマーに供給される。
【0033】
帯体26を螺旋状に巻回す工程では、帯体26がベルト12の外側に巻かれる。
図3は、帯体26を螺旋状に巻回す工程の開始時の状態が示された平面図である。
図3において上下方向が周方向であり、左右方向が軸方向であり、紙面の垂直方向が半径方向である。この製造方法で製造されるタイヤ2の赤道面CL、バンド14のセンター部C及びショルダー部Sが併せて示されている。ドラムの周りに既に積層されたベルト12も示されている。図示されないが、このフォーマーは、ヘッドを備えている。ヘッドは、帯体26を送り出すとともに軸方向に移動可能である。
【0034】
この工程では、まずヘッドから送り出された帯体26の先端が、一方のショルダー部Sの外側端とする位置に配置される。次に、ドラムが
図3の矢印Yの方向に回転される。ドラムの回転の開始とともに、ヘッドが帯体26を送り出しながら
図3の矢印Xの方向に移動させられる。ヘッドは軸方向外側から内側に向けて移動させられる。ドラムを回転させるとともにヘッドを移動させるので、帯体26が螺旋状に巻回される。このときのヘッドの移動速度は、帯体26のピッチPsが、帯体26の幅Wの0.8倍から1.2倍となるように設定される。換言すれば、帯体26の送り量が、帯体26の幅Wの0.8倍から1.2倍に設定される。ヘッドがこのショルダー部Sとセンター部Cとの境界とする位置に到達すると、ヘッドの移動速度が早くされる。センター部Cでは、ヘッドの移動速度は、帯体26のピッチPcが、帯体26の幅Wの2.0倍から2.5倍となるように設定される。換言すれば、帯体26の送り量が、帯体26の幅Wの2.0倍から2.5倍に設定される。ヘッドが、センター部Cともう一方のショルダー部Sとの境界とする位置に到達すると、ヘッドの移動速度が遅くされる。ヘッドの移動速度は、帯体26のピッチPsが、帯体26の幅Wの0.8倍から1.2倍となるように設定される。ヘッドがこのショルダー部Sの外側端とする位置まで到達する。帯体26が、ショルダー部Sの外側端とする位置まで巻かれる。これにてバンド14がベルト12の外側に積層される。
【0035】
上記の製造方法では、一つのヘッドを用いて帯体26が巻かれた。フォーマーがヘッドを二つ持っており、そのうちの一つがバンド14の中央(センター部Cの中央)から一方の端まで帯体26を螺旋状に巻き、もう一つがバンド14の中央から他方の端まで帯体26を螺旋状に巻いてもよい。この場合においても、それぞれのヘッドの移動速度は、センター部Cでは帯体26のピッチPcが帯体26の幅Wの2.0倍から2.5倍となるように設定され、ショルダー部Sでは帯体26のピッチPsが帯体26の幅Wの0.8倍から1.2倍となるように設定される。
【0036】
バンド14の積層後、このバンド14の上にトレッド4がさらに積層され、ローカバー(未架橋タイヤとも称される)が得られる。
【0037】
加硫工程では、このローカバーが、モールドとブラダーとの間に形成されたキャビティ内で加圧及び加熱される。これにより、ゴムが架橋反応を起こし、タイヤ2が得られる。
【0038】
上記の製造方法では、ドラムが用いられている。成形工程において、剛体コアの周りにタイヤ2の構成要素が積層されてもよい。この場合、加硫工程では、ローカバーは、モールドとこの剛体コアとの間に形成されたキャビティ内で加圧及び加熱される。
【0039】
以下、本発明の作用効果が説明される。
【0040】
発明者らは、バンドの構造について検討した結果、バンドの軸方向中央での帯体のピッチと、軸方向端側での帯体のピッチとを適正にすることで、乗り心地及び操縦安定性が向上することを見出した。このバンド14では、軸方向中央に位置するセンター部Cでは、コード28を有する帯体26のピッチPcは、帯体26の幅Wの2.0倍以上2.5倍以下である。このピッチPcは、従来のタイヤにおける帯体のピッチより広い。このセンター部Cにより、タイヤ2の剛性が適正に抑えられている。このタイヤ2は、路面からの衝撃を効果的に吸収する。このタイヤ2は乗り心地に優れる。センター部Cの軸方向外側に位置するショルダー部Sでは、帯体26のピッチPsは帯体26の幅Wの0.8倍以上1.2倍以下である。このセンター部C及びショルダー部Sの構造は、操縦安定性に効果的に寄与する。このバンド14は、タイヤ2の乗り心地及び操縦安定性に効果的に寄与する。このタイヤ2は、乗り心地及び操縦安定性に優れる。
【0041】
乗り心地及び操縦安定性により効果的に寄与するとの観点から、センター部Cにおける帯体26のピッチPcは、帯体26の幅Wの2.1倍以上がより好ましく、2.4倍以下がより好ましい。
【0042】
上記のとおり、このバンド14では、センター部Cにおける帯体26のピッチPcは、従来のタイヤにおける帯体のピッチより広い。このタイヤ2では、バンド14を形成するのに必要な帯体26の量は少ない。これは、タイヤ2の製造コストの削減に寄与する。このタイヤ2の製造コストは小さい。
【0043】
図1において、両矢印Lbは、バンド14の幅である。幅Lbは、軸方向におけるバンド14の両端間の距離である。両矢印Lsは、ショルダー部Sの軸方向幅である。このタイヤ2では、ショルダー部Sの幅Lsは、上記バンド14の幅Lbの30%以下が好ましい。すなわち、幅Lsの幅Lbに対する比(Ls/Lb)は、30%以下が好ましい。このようにすることで、このセンター部Cは、乗り心地の向上に効果的に寄与する。このタイヤ2は、乗り心地に優れる。この観点から、比(Ls/Lb)は25%以下がより好ましい。ショルダー部Sの幅Lsは、上記バンド14の幅Lbの16%以上が好ましい。すなわち、比(Ls/Lb)は、16%以上が好ましい。このようにすることで、このバンド14は操縦安定性に寄与する。このタイヤ2は操縦安定性に優れる。この観点から、比(Ls/Lb)は20%以上がより好ましい。
【0044】
センター部Cにおける帯体26のピッチPcは、センター部C全体で均一であるのが好ましい。ピッチPcを均一とすることで、このタイヤ2では接地形状の歪みが抑えられている。このタイヤ2の接地形状は適正に保たれる。これは、乗り心地及び操縦安定性に寄与する。このタイヤ2では、優れた乗り心地及び操縦安定性が実現されている。
【0045】
ショルダー部Sにおける帯体26のピッチPsは、ショルダー部S全体で均一であるのが好ましい。ピッチPsを均一とすることで、このタイヤ2では接地形状の歪みが抑えられている。このタイヤ2の接地形状は適正に保たれる。これは、乗り心地及び操縦安定性に寄与する。このタイヤ2では、優れた乗り心地及び操縦安定性が実現されている。
【0046】
帯体26の幅Wは、5mm以上が好ましい。幅Wを5mm以上とすることで、少ない巻数で、バンド14を形成できる。このタイヤ2は生産性に優れる。幅Wは15mm以下が好ましい。幅Wを15mm以下とすることで、この帯体26は、種々のサイズのバンド14の形成に使用されうる。これは、タイヤ2の生産性に寄与する。
【0047】
本発明では、タイヤ2の外面の輪郭はプロファイルと称される。外面に溝18や突起が設けられている場合は、この溝18や突起がないと仮定して得られる仮想外面を用いて、このプロファイルは表される。
【0048】
図4には、
図1のタイヤ2のプロファイル32が溝18とともに示されている。本発明では、このプロファイル32に関する寸法及び角度は、モールドのキャビティ面を前提としている。
図4において、上下方向がタイヤ2の半径方向であり、左右方向がタイヤ2の軸方向であり、紙面との垂直方向がタイヤ2の周方向である。
【0049】
図4で示されるように、この実施形態では、トレッド面16のプロファイル32は、赤道面CLと交差する第一円弧C1と、この第一円弧C1と接する第二円弧C2とを有している。図においても符号Aは、円弧C1と円弧C2との接点である。すなわち、円弧C1と円弧C2とは、接点Aにおいて、共通接線を有する。
【0050】
第一円弧C1の曲率半径R1の、第一円弧C2の曲率半径R2に対する比(R1/R2)は、210%以上が好ましい。比(R1/R2)を210%以上とすることで、接地面積が大きくされうる。これは、コーナリングパワーに寄与する。これは、タイヤ2の応答性に寄与する。ピッチPcが従来のタイヤにおける帯体のピッチより大きくされたこのタイヤ2においても、良好な操縦安定性が実現されている。この観点から比(R1/R2)は、220%以上がより好ましい。比(R1/R2)は、250%以下が好ましい。比(R1/R2)を250%以下とすることで、接地幅が適切に抑えられる。このタイヤ2では十分な接地長が確保されうる。このタイヤ2は、グリップ力に優れる。このタイヤ2は操縦安定性に優れる。この観点から比(R1/R2)は、240%以下がより好ましい。
【0051】
図4で示されるように、このタイヤ2の半径方向外側面のプロファイル32は、略軸方向に延びる曲線である。このタイヤ2の軸方向外側面のプロファイル32は、略半径方向に延びる曲線である。このタイヤ2のプロファイル32では、この略軸方向に延びる曲線と、略半径方向に延びる曲線との間に、周囲より曲率半径が小さな円弧Ceが存在する。
図2において、符号TEは、この円弧Ceの一方の端における接線と、もう一方の端おける接線との交点である。ここでは、一方の交点TEと他方の交点TEとの軸方向距離が、トレッド4の幅である。
図4において、両矢印Wtはトレッド4の幅である。
【0052】
図4において、両矢印Waは赤道面CLから接点Aまでの軸方向距離である。距離Waの幅Wtに対する比(Wa/Wt)は、25%以上が好ましい。比(Wa/Wt)を25%以上とすることで、接地面積が大きくされうる。これは、コーナリングパワーに寄与する。これは、応答性に寄与する。ピッチPcが従来のタイヤにおける帯体のピッチより大きくされたこのタイヤ2においても、良好な操縦安定性が実現されている。この観点から比(Wa/Wt)は、30%以上がより好ましい。比(Wa/Wt)は、40%以下が好ましい。比(Wa/Wt)を40%以下とすることで、接地幅が適切に抑えられる。このタイヤ2は十分な接地長が確保されうる。このタイヤ2は、グリップ力に優れる。このタイヤ2は操縦安定性に優れる。この観点から比(Wa/Wt)は、35%以下がより好ましい。
【0053】
図1で示されるように、このタイヤ2はエッジバンドを備えていない。このタイヤ2のバンド14は、一層のフルバンド14である。このように、このタイヤ2では、エッジバンドは備えられず、バンド14は一層のフルバンド14で構成されるのが好ましい。前述のとおり、このタイヤ2では、センター部Cとショルダー部Sにおける帯体26のピッチが適切に設定されていること、及びトレッド4の外面が適切なプロファイル32を有することにより、エッジバンドを備えなくても良好な操縦安定性が実現されている。エッジバンドを備えないことで、タイヤ2の剛性がより適正に抑えられ得る。これは、乗り心地に寄与する。エッジバンドを備えないことで、タイヤ2の製造コストが低減されうる。このタイヤ2では、良好な乗り心地及び操縦安定性が実現された上で、低い製造コストが実現されている。
【0054】
本発明では、特に説明のない限り、タイヤ2の各部材の寸法及び角度は、タイヤ2が正規リムに組み込まれ、正規内圧となるようにタイヤ2に空気が充填された状態で測定される。測定時には、タイヤ2には荷重がかけられない。本明細書において正規リムとは、タイヤ2が依拠する規格において定められたリムを意味する。JATMA規格における「標準リム」、TRA規格における「Design Rim」、及びETRTO規格における「Measuring Rim」は、正規リムである。本明細書において正規内圧とは、タイヤ2が依拠する規格において定められた内圧を意味する。JATMA規格における「最高空気圧」、TRA規格における「TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES」に掲載された「最大値」、及びETRTO規格における「INFLATION PRESSURE」は、正規内圧である。
【実施例】
【0055】
以下、実施例によって本発明の効果が明らかにされるが、この実施例の記載に基づいて本発明が限定的に解釈されるべきではない。
【0056】
[実施例1]
図1に示された構造を備えた空気入りタイヤを製作した。このタイヤのサイズは、「195/65R15 91H」である。このタイヤの諸元が、表1に示されている。このタイヤのバンドの構成は、一層のフルバンドである。このことが、「バンド構成」の欄に「1FB」として示されている。このタイヤでは、センター部における帯体のピッチPcは均一である。このことが、表1のピッチPc均一性の欄に、「Yes」として示されている。表には示されないが、このタイヤでは、ショルダー部における帯体のピッチPsも均一である。このタイヤでは、ショルダー部の幅Lsは、バンドの幅Lbの23%とされた。比(Wa/Wt)は、32%とされた。このタイヤでは、曲率半径R1は540mmとされた。このタイヤでは、帯体の幅Wは10mmであり、この帯体のコードの本数は5本であった。
【0057】
[比較例1]
ピッチPcが帯体の幅Wと同じとされ、比(R1/R2)が表1に示される値であることの他は実施例1と同様にして、比較例1のタイヤを得た。このバンドでは、センター部とショルダー部とでピッチの違いはない。これは従来のタイヤである。
【0058】
[比較例2]
ピッチPc及び比(R1/R2)が表1に示される値であることの他は実施例1と同様にして、比較例2のタイヤを得た。これは従来のタイヤである。
【0059】
[比較例3]
一層のエッジバンドをさらに備えることの他は比較例2と同様にして、比較例3のタイヤを得た。これは従来のタイヤである。このタイヤが一層のフルバンドに加え一層のエッジバンドを備えることは、「バンド構成」の欄に、「1FB+1EB」として示されている。
【0060】
[比較例4]
センター部における帯体のピッチPcが均一でないことの他は比較例2と同様にして、比較例4のタイヤを得た。ピッチPcが均一でないことは、ピッチPc均一性の欄に、「No」として示されている。このタイヤのセンター部では、軸方向中央近辺でのピッチが外側近辺のピッチよりも狭くなっている。センター部全体の平均のピッチの、帯体の幅Wに対する比の値が、比(Pc/W)の欄に示されている。
【0061】
[実施例2−3、比較例5]
ピッチPcを変更して比(Pc/W)を表2に示される値としたことの他は実施例1と同様にして、実施例2−3及び比較例5のタイヤを得た。
【0062】
[実施例4−5]
曲率半径R1を変更して比(R1/R2)を表2に示される値としたことの他は実施例1と同様にして、実施例4−5のタイヤを得た。
【0063】
[コスト]
試作タイヤのバンドの製造に要したコストの逆数が、指数にて下記の表1−2に示されている。数値が大きいほどコストが低い。数値が大きいほど好ましい。
【0064】
[乗り心地、操縦安定性]
試作タイヤを標準リム(サイズ=15×6.0J)に組み込み、内圧が230kPaとなるように空気を充填した。このタイヤを、排気量が1800ccである市販の乗用車の四輪全てに装着した。ドライバーに、この車両をその路面がアスファルトであるテストコースで運転させて、操縦安定性及び乗り心地を官能評価させた。この結果が、指数にて下記の表1−2に示されている。数値が大きいほど好ましい。
【0065】
【表1】
【0066】
【表2】
【0067】
表1−2に示されるように、実施例のタイヤは、比較例のタイヤに比べて評価が高い。この評価結果から、本発明の優位性は明らかである。