JP3976373B2

JP3976373B2 - 空気入りタイヤの製造方法

Info

Publication number: JP3976373B2
Application number: JP18046097A
Authority: JP
Inventors: 英治峯木
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 1997-06-20
Filing date: 1997-06-20
Publication date: 2007-09-19
Anticipated expiration: 2017-06-20
Also published as: JPH1111113A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、波状のコードが埋設されたベルトプライを有する空気入りタイヤの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、空気入りタイヤは、例えば円筒状をした成形ドラムの外周にカーカスプライを少なくとも１枚巻き付けた後、ビードをセットして折返すことで円筒状のグリーンケースを成形するとともに、円筒状をしたバンド成形ドラムの外周に複数枚のベルトプライを巻き付けた後、該ベルトプライの半径方向外側にトレッドを巻き付けてＢＴ（ベルト・トレッド）バンドを成形し、次に、前記グリーンケースを断面略半円状に膨出させながら該グリーンケースの半径方向外側に前記ＢＴバンドを嵌合して貼付けることでグリーンタイヤを成形し、その後、該グリーンタイヤを加硫装置により加硫することで成形している。そして、このような成形は前記ベルトプライに、周方向と実質上平行になるよう配列されるとともに波状に折れ曲がったコードが内部に埋設されている平行ベルトプライを含む場合も同様に行われる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
そして、前述したような平行ベルトプライを含む空気入りタイヤにあっても、円筒状をしたバンド成形ドラムの外周に平行ベルトプライを含むベルトプライを巻き付けることで円筒状をしたベルト層を成形しているが、このようなベルト層はグリーンタイヤの加硫時に幅方向中央部が幅方向両端部より半径方向外側に突出するよう変形、通常は一定の曲率半径で湾曲するよう変形するため、加硫の途中で前記平行ベルトプライの幅方向中央部に埋設されている波状コードは幅方向両端部に埋設されている波状コードより大きく周方向に引き伸ばされる。この結果、加硫後の空気入りタイヤにおいては、平行ベルトプライ内の波状コードの波長が幅方向中央から幅方向両端に向かうに従い徐々に短くなるとともに振幅が徐々に大きくなり、これにより、ベルト端での周方向剛性、即ちたが締め効果が弱くなってベルト端セパレーションを効果的に抑制することができなくなるという問題点がある。
【０００４】
この発明は、ベルト端部での周方向剛性、即ちたが締め効果を高めることでベルト耐久性を向上させた空気入りタイヤを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
このような目的は、タイヤ赤道面に対して傾斜したコードが内部に埋設されている傾斜ベルトプライ、および、波状に折れ曲がったコードが内部に埋設されている平行ベルトプライが外周に巻き付けられるとともに、半径が軸方向中央から軸方向両外側に向かうに従い小径となっていることで太鼓状をし、その軸方向中央と該軸方向中央から平行ベルトプライの 1/2幅だけ軸方向両外側に離れた位置とにおける半径差が、該平行ベルトプライを有する加硫済み空気入りタイヤの平行ベルトプライの幅方向中央と幅方向両端とにおける半径差以上であるタイヤ成形用ドラムを準備する工程と、前記太鼓状をしたドラムの外周に傾斜ベルトプライおよび平行ベルトプライを複数枚巻き付けることにより、前記平行ベルトプライ内のコードを周方向と実質上平行になるよう配列させながらベルト層を構成し、その後、該ベルト層の半径方向外側にトレッドを巻き付けて空気入りタイヤのバンドを成形する工程と、グリーンケースを膨出させながらその半径方向外側に前記空気入りタイヤのバンドを嵌合して貼付けグリーンタイヤを成形する工程と、該グリーンタイヤを加硫して空気入りタイヤを製造する工程とを備えることにより達成することができる。
【０００６】
前述のようにグリーンタイヤを加硫すると、平行ベルトプライはその幅方向中央部が周方向に大きく引き伸ばされるため、加硫済みの空気入りタイヤとなったときには、該平行ベルトプライの幅方向中央部に埋設されている波状のコードの振幅ａを波長λで除した値Ｂはグリーンタイヤ時における値よりかなり小さくなって周方向剛性、即ちたが締め効果が高くなる。このため、この発明においては、加硫済み空気入りタイヤにおける平行ベルトプライの幅方向両端部におけるａ／λの値Ａを前述した幅方向中央部におけるａ／λの値Ｂ以下、即ち値Ｂと同一あるいは値Ｂ未満とし、これにより、該平行ベルトプライの幅方向両端部における周方向剛性、即ちたが締め効果を前記幅方向中央部における周方向剛性以上に高め、ベルト端セパレーションを効果的に抑制するようにしたのである。
【０００７】
ここで、前述したグリーンタイヤを成形するためには、ドラムの外周に平行ベルトプライを含む複数枚のベルトプライを巻き付けてベルト層を構成した後、該ベルト層の半径方向外側にトレッドを巻き付けることで、これらベルト層、トレッドからなるバンドを成形する必要があるが、このようなバンドを成形するドラムの半径を軸方向中央から軸方向両外側に向かうに従い小径とすることで該ドラムを太鼓状とするとともに、該ドラムの軸方向中央と該軸方向中央から平行ベルトプライの 1/2幅だけ軸方向両外側に離れた位置とにおける半径差を、該平行ベルトプライを有する加硫済み空気入りタイヤの平行ベルトプライの幅方向中央と幅方向両端とにおける半径差以上とすれば、前記バンドの加硫時における拡径量は平行ベルトプライの幅方向中央部と幅方向両端部とで同一あるいは幅方向中央部より幅方向両端部で大きくなり、この結果、平行ベルトプライの幅方向両端部に埋設されている波状のコードの加硫時における周方向への引き伸ばし量が幅方向中央部に埋設されている波状のコードの引き伸ばし量以上となる。これにより、加硫済み空気入りタイヤとなったとき、平行ベルトプライの幅方向両端部におけるａ／λの値Ａは幅方向中央部におけるａ／λの値Ｂ以下となり、前述の空気入りタイヤを簡単、確実に成形することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
第１、２、３図において、11は加硫が既に終了した製品としての空気入りラジアルタイヤであり、このタイヤ11は、ビードコア12がそれぞれ埋設された一対のビード部13と、これらビード部13からほぼ半径方向外側に向かって延びるサイドウォール部14と、これらサイドウォール部14の半径方向外端同士を連ねる略円筒状のトレッド部15とを有する。また、このタイヤ11は一方のビード部13から他方のビード部13に亘って延びるトロイダル状をしたカーカス層21によって補強されており、このカーカス層21の幅方向両端部は前記ビードコア12の回りに軸方向内側から軸方向外側に向かって折り返されている。このカーカス層21は少なくとも１枚、この実施例では１枚のカーカスプライ22から構成され、該カーカスプライ22内にはタイヤ赤道面Ｅに直交する（ラジアル方向に延びる）多数本のスチール等からなる非伸張性コード23が埋設されている。前記カーカス層21の半径方向外側にはベルト層25が配置され、このベルト層25は複数枚、この実施例では５枚のベルトプライ26、即ち第１、２、３、４、５ベルトプライ26ａ、26ｂ、26ｃ、26ｄ、26ｅを順次半径方向内側から半径方向外側に向かって重ね合わせることで構成している。ここで、前記ベルトプライ26のうち少なくとも１枚のベルトプライ、この実施例では第１、第２、第５ベルトプライ26ａ、26ｂ、26ｅの３枚のベルトプライは、内部に周方向、即ちタイヤ赤道面Ｅに対して10度から50度の角度で傾斜している多数本のコード27が埋設された傾斜ベルトプライであり、これらのコード27はスチール、ケブラー（芳香族ポリアミド繊維）等の非伸張性材料から構成されている。そして、これらのコード27は、傾斜ベルトプライが複数枚のとき、少なくとも２枚の傾斜ベルトプライにおいて交差している。一方、前記ベルトプライ26のうち少なくとも１枚のベルトプライ、この実施例では第３、第４ベルトプライ26ｃ、26ｄの２枚のベルトプライは、内部に周方向と実質上平行になるよう、即ちタイヤ赤道面 5と実質上平行になるよう配列されたコード28が埋設されている平行ベルトプライであり、これらのコード28はスチール等の非伸張性材料から構成されている。ここで、これらのコード28は第３、第４ベルトプライ26ｃ、26ｄの表裏面に平行な平面内において波状に、例えば方形波状、三角波状、正弦波状に折り曲げられており、その振幅はａ、波長はλである。なお、前述したコード23、27、28は複数本のフィラメントを撚り合わせたものでもよく、あるいは単線フィラメントから構成されていてもよい。また、前記ベルト層25の半径方向外側には、外周に主溝、横溝等の溝30が形成されたトレッド31が配置されている。そして、このタイヤ11のトレッド部15の外周は加硫によって中央部が両端部より半径方向外側に突出するよう膨出、通常は一定の曲率半径で湾曲している。この結果、このタイヤ11を構成する第３、第４ベルトプライ（平行ベルトプライ）26ｃ、26ｄにおいても、タイヤ11の回転中心から幅方向中央Hrまでの半径Qc、Qdが、タイヤ11の回転中心から幅方向両端Hc、Hdまでの半径Nc、Ndより大となっており、これらの間にはそれぞれ半径差Kc、Kdが存在する。ここで、前述したコード28の振幅ａ、波長λ、半径Qc、Qd、Nc、Ndは、加硫済みのタイヤ11をリム組し内圧充填後にＸ線等により各値を測定して求める。ここで、リムとは下記規格の標準リムのことで、内圧とは単輪の最大荷重（最大積載荷重）に対する空気圧のことである。また、前述した規格とは、タイヤが生産または使用される地域に有効な産業規格によって決められている。例えば、アメリカ合衆国では「The Tire and Rim Association Inc.のYear Book」で、欧州では「The European Tire and Rim Techenical Organizationの Standards Manual」で、日本では「日本自動車タイヤ協会のJATMA Year Book」にて規定されている。
【０００９】
そして、前述のようなタイヤ11は、グリーンタイヤを成形した後、該グリーンタイヤを加硫装置により加硫することで成形されるが、このグリーンタイヤは、円筒状をした図示していない成形ドラムの外周にカーカスプライ22を巻き付けてカーカス層21を成形した後、ビードコア12を該カーカス層21の外側にセットして折返すことで円筒状のグリーンケースを成形するとともに、図４に示すようなバンド成形ドラム35の外周に前述した複数枚（５枚）のベルトプライ26、即ち、第１、２、３、４、５ベルトプライ26ａ、26ｂ、26ｃ、26ｄ、26ｅを次々と巻き付けベルト層25を成形した後、該ベルト層25の半径方向外側にトレッド31を巻き付けてＢＴ（ベルト・トレッド）バンド36を成形する。この際、平行ベルトプライである第３、第４ベルトプライ26ｃ、26ｄは波状に屈曲したコード28を１本または数本並べてゴム被覆したリボン状体を螺旋状に巻き付ることで成形しており、この結果、第３、第４ベルトプライ26ｃ、26ｄ内のコード28は周方向と実質上平行となるよう配列される。ここで、前述のバンド成形ドラム35は、回転中心から外周までの半径が軸方向中央から軸方向両外側に向かうに従い小径となっており、この結果、傾斜ベルトプライおよび平行ベルトプライの巻き付け時において共に、全体として太鼓状を呈している。この結果、このバンド成形ドラム35の軸方向中央Crにおける半径Rrは、該バンド成形ドラム35の軸方向中央Crから第３、第４ベルトプライ（平行ベルトプライ）26ｃ、26ｄの幅Wc、Wdの 1/2だけ軸方向両外側にそれぞれ離れた位置Pc、Pdにおける半径Rc、Rdより、半径差Sc、Sd分だけ大きい。そして、この実施形態においては、前記半径差Sc、Sdをそれぞれ前述した加硫済み空気入りタイヤ11の第３、第４ベルトプライ26ｃ、26ｄにおける半径差Kc、Kd以上としており、この結果、前記第３、第４ベルトプライ26ｃ、26ｄの、軸線を含む縦断面における曲率半径が所定値である場合には、バンド成形ドラム35の、軸線を含む縦断面における外周の曲率半径は前記所定値未満となる。そして、このようなバンド成形ドラム35を用いてＢＴバンド36が成形されると、前記グリーンケースを断面略半円状に膨出させながらその半径方向外側に該ＢＴバンド36を嵌合して貼付け、グリーンタイヤを成形する。
【００１０】
その後、前述したグリーンタイヤを加硫装置に収納して加硫するが、この加硫時にＢＴバンドを構成する第３、第４ベルトプライ26ｃ、26ｄ（平行ベルトプライ）は全体的に拡径する。ここで、前述のように半径差Sc、Sdをそれぞれ半径差Kc、Kd以上としているため、第３、第４ベルトプライ26ｃ、26ｄの拡径量は、その幅方向中央部と幅方向両端部とで同一あるいは幅方向中央部より幅方向両端部において大きくなり、この結果、第３、第４ベルトプライ26ｃ、26ｄの幅方向両端部に埋設されている波状のコード28の加硫時における周方向への引き伸ばし量が、幅方向中央部に埋設されている波状のコード28の引き伸ばし量以上となる。これにより、加硫済み空気入りタイヤ11における第３、第４ベルトプライ26ｃ、26ｄの幅方向両端部におけるコード28の平均振幅を平均波長で除した値、即ちａ／λの値Ａは、幅方向中央部におけるコード28の平均振幅を平均波長で除した値、即ちａ／λの値Ｂ以下となる。このように前述のバンド成形ドラム35を用いれば、値Ａが値Ｂ以下となるタイヤ11を簡単、確実に成形することができる。
【００１１】
そして、前述のように、第３、第４ベルトプライ26ｃ、26ｄ（平行ベルトプライ）の幅方向両端部におけるａ／λの値Ａを、幅方向中央部におけるａ／λの値Ｂ以下、即ち値Ｂと同一あるいは値Ｂ未満とすれば、該第３、第４ベルトプライ26ｃ、26ｄの幅方向両端部における周方向剛性、即ちたが締め効果を、加硫時において大きく引き伸ばされることで高くなった幅方向中央部における周方向剛性以上、即ちこれと同一またはこれを超えるまで高めることができ、この結果、ベルト端セパレーションを効果的に抑制することができるのである。
【００１２】
【実施例】
次に、試験結果を説明する。この試験に当たっては、第３、第４ベルトプライにおけるＡ／Ｂの値がそれぞれ 1.4、 1.4である従来タイヤと、第３、第４ベルトプライにおけるＡ／Ｂの値がそれぞれ 0.9、 0.9である供試タイヤとを準備した。ここで、各タイヤのベルト層の構造は前記実施形態で説明したものと同様であり、また、各タイヤのサイズは265/60Ｒ22.5、各タイヤを装着したリムは8.25であった。次に、これら各タイヤに900kPaの内圧を充填した後、 2725kgfの縦荷重を作用させながらドラム上を60km/hの速度から30分毎に 5km/hのステップで増加させつつ走行させ、各タイヤにおいてベルト端セパレーションが発生したときの速度を求めた。その結果を、従来タイヤを指数 100で表示すると、供試タイヤにあっては指数 125までベルト耐久性が向上していた。ここで、指数 100は 115km/hであった。
【００１３】
また、前記タイヤに900kPaの内圧を充填した後、2725kgfの縦荷重および 275kgfの横荷重（縦荷重の10％）を作用させながらドラム上を60km/hの速度で走行させ、ベルト端セパレーションが発生したときの走行距離を求めた。その結果を、従来タイヤを指数 100で表示すると、供試タイヤにあっては指数 130までベルト耐久性が向上していた。ここで、指数 100は1800kmであった。
【００１４】
次に、前記タイヤを４本準備するとともに、これらタイヤを商業用トラックに装着して900kPaの内圧を充填した後、平均 2600kgfの荷重を作用させながら舗装高速路30％、舗装一般路70％の走行路を10万km走行させ、走行終了時に各タイヤを解剖して傾斜ベルトプライのコードに沿う亀裂長さをコード20本について測定した。その結果は、従来タイヤにおいては平均 5.4mmであったが、供試タイヤにあっては平均 1.8mmまで減少し、耐セパレーション性が向上していた。
【００１５】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、ベルト端部での周方向剛性、即ちたが締め効果を高めることができるため、ベルト耐久性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施形態を示す空気入りタイヤの子午線断面図である。
【図２】その一部破断平面図である。
【図３】平行ベルトプライ内のコードを示す平面断面図である。
【図４】空気入りタイヤ成形用ドラムの部分正面図である。
【符号の説明】
11…空気入りタイヤ 21…カーカス層
22…カーカスプライ 25…ベルト層
26…ベルトプライ 26ｃ、26ｄ…平行ベルトプライ
28…コード 31…トレッド
35…ドラム 36…バンド
Cr…軸方向中央 Rr…半径
Pc、Pd…位置 Sc、Sd…半径差
Hr…軸方向中央 Hc、Hd…軸方向両端
Kc、Kd…半径差

Claims

タイヤ赤道面に対して傾斜したコードが内部に埋設されている傾斜ベルトプライ、および、波状に折れ曲がったコードが内部に埋設されている平行ベルトプライが外周に巻き付けられるとともに、半径が軸方向中央から軸方向両外側に向かうに従い小径となっていることで太鼓状をし、その軸方向中央と該軸方向中央から平行ベルトプライの 1/2幅だけ軸方向両外側に離れた位置とにおける半径差が、該平行ベルトプライを有する加硫済み空気入りタイヤの平行ベルトプライの幅方向中央と幅方向両端とにおける半径差以上であるタイヤ成形用ドラムを準備する工程と、前記太鼓状をしたドラムの外周に傾斜ベルトプライおよび平行ベルトプライを複数枚巻き付けることにより、前記平行ベルトプライ内のコードを周方向と実質上平行になるよう配列させながらベルト層を構成し、その後、該ベルト層の半径方向外側にトレッドを巻き付けて空気入りタイヤのバンドを成形する工程と、グリーンケースを膨出させながらその半径方向外側に前記空気入りタイヤのバンドを嵌合して貼付けグリーンタイヤを成形する工程と、該グリーンタイヤを加硫して空気入りタイヤを製造する工程とを備えたことを特徴とする空気入りタイヤの製造方法。