JP4526869B2

JP4526869B2 - 空気入りタイヤの製造方法および空気入りタイヤ

Info

Publication number: JP4526869B2
Application number: JP2004146304A
Authority: JP
Inventors: 和馬西谷
Original assignee: Toyo Tire and Rubber Co Ltd
Current assignee: Toyo Tire Corp
Priority date: 2004-05-17
Filing date: 2004-05-17
Publication date: 2010-08-18
Anticipated expiration: 2024-05-17
Also published as: JP2005324494A

Description

本発明は、ビード部間に架け渡されたカーカス層と、そのカーカス層の外周側に配されたベルト層とを備える成形物の外周側に、トレッドゴム層を形成する工程を備える空気入りタイヤの製造方法、および、ビード部間に架け渡されたカーカス層と、そのカーカス層の外周側に配されたベルト層と、そのベルト層の外周側に配されたトレッドゴム層とを備える空気入りタイヤに関する。

一般に、空気入りタイヤは、複数のタイヤ用ゴム部材から構成されており、トレッド部にはベルト層の外周側にトレッドゴム部材が配される。トレッドゴム部材は、従来、その断面形状に見合った口金を介して押出機から押出成形したゴムを、所定の長さでカットすることで形成されていた。しかし、その方法では、各タイヤサイズに見合った口金を用意し、タイヤサイズを変更する度に口金の交換作業を行う必要があった。また、ゴムを連続的に押し出してカットすることによって、ゴム部材に歪みや収縮が発生し、タイヤのユニフォミティが低下するという問題があった。

そこで、未加硫のゴムリボン（ゴムストリップ）をタイヤ周方向に沿ってらせん状に重ねて巻き付け、所定の断面形状を有するゴム部材を形成する所謂リボン巻き工法が提案されている。例えば、下記特許文献１では、ベルトの外周面にゴムストリップをらせん状に巻き付けてトレッド部を形成する方法が開示されており、下記特許文献２では、大幅のゴムシートを巻き付けてトレッド下部を形成し、その外周面に小幅のゴムストリップを巻き付けてトレッド上部を形成する方法が開示されている。しかしながら、これらの方法は、断面形状が比較的小さいゴムリボンを精度良く順次巻き付けるものであるため、成形時間が長くなり、タイヤの生産性が低下するという問題があった。

また、下記特許文献３では、押出成形されたゴム押出品の外周面にゴムストリップを巻き付けてトレッドゴム部材を形成する方法が開示されている。しかしながら、該トレッドゴム部材の内周面は押出成形により得られるものであるため、従来、ベルト層との間にシート状のクッションゴム層を設けて接着性を高める必要があった。クッションゴム層の形成には、ゴムシート成形用のカレンダーロールや、成形したゴムシートをタイヤサイズに応じて所定サイズにカットするための切断機構等が必要であり、設備が大型化するという問題があった。
特開２００３−２３６９５０号公報特開２００１−１７９８４８号公報特開２０００−９４５４２号公報

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、クッションゴム層の形成を簡略化することができ、タイヤの生産性を高めうる空気入りタイヤの製造方法および空気入りタイヤを提供することであり、更に、タイヤのユニフォミティに優れ、部品点数を削減することができる空気入りタイヤの製造方法および空気入りタイヤを提供することである。

上記目的は、下記の如き本発明により達成することができる。即ち、本発明に係る空気入りタイヤの製造方法は、ビード部間に架け渡されたカーカス層と、そのカーカス層の外周側に配された未加硫のベルト層とを備える成形物の外周側に、未加硫のトレッドゴム層を形成する工程を備える空気入りタイヤの製造方法において、前記ベルト層の外周側に、ゴムリボンをタイヤ周方向に沿ってらせん状に重ねて巻き付けて未加硫のゴムリボン層を形成する工程と、そのゴムリボン層の外周側に、押出機を用いて連続的に押し出したゴムを所定の長さでカットすることで形成した帯状ゴム部材をタイヤ周方向に沿って配設して未加硫の帯状ゴム層を形成する工程と、前記帯状ゴム層の外周面および側面に、前記ゴムリボンと同じまたは異なるゴムリボンをタイヤ周方向に沿ってらせん状に重ねて巻き付けて、前記帯状ゴム層を全幅にわたって覆う未加硫のゴムリボン層を形成する工程とを備える。

上記の製造方法によれば、ベルト層の外周側にゴムリボンを巻き付けてゴムリボン層を形成する工程を備えることにより、シート状のクッションゴム層を設ける場合に比べて設備を小型化できるとともに、ホット状態のゴムリボンを巻き付けた際には、ゴムリボン層がベルト層および帯状ゴム部材と効果的に接着するため、クッションゴム層の形成を簡略化することができる。また、ゴムリボン層の外周側に帯状ゴム部材をタイヤ周方向に沿って配設して帯状ゴム層を形成する工程を備えることにより、従来のリボン巻き工法による場合と比べてゴムリボンの巻き付け量が低減するため、トレッドゴム層の形成時間が短縮され、タイヤの生産性が向上する。

上記製造方法によれば、帯状ゴム層の外周面および側面の少なくとも一方にゴムリボンを巻き付けてゴムリボン層を形成する工程を備えることにより、トレッドゴム層の重量バランスおよび均一性が高められ、タイヤのユニフォミティが良好となる。また、該ゴムリボンの巻き付けを適宜調整することにより、各タイヤサイズに応じたトレッド部を形成することができるため、サイズが異なるタイヤ間で帯状ゴム部材の共用が可能となり、部品点数を削減することができる。

また、本発明の空気入りタイヤは、ビード部間に架け渡されたカーカス層と、そのカーカス層の外周側に配された未加硫のベルト層と、そのベルト層の外周側に配された未加硫のトレッドゴム層とを備える空気入りタイヤにおいて、前記トレッドゴム層は、ゴムリボンをタイヤ周方向に沿ってらせん状に重ねて巻き付けてなる未加硫のゴムリボン層と、そのゴムリボン層の外周側に配された未加硫の帯状ゴム層と、前記帯状ゴム層の外周面および側面に、前記ゴムリボンと同じまたは異なるゴムリボンをタイヤ周方向に沿ってらせん状に重ねて巻き付けてなり、前記帯状ゴム層を全幅にわたって覆う未加硫のゴムリボン層とを備える。

上記構成の空気入りタイヤは、ベルト層の外周側に配されるトレッドゴム層が、ゴムリボンを巻き付けてなるゴムリボン層を備えることにより、シート状のクッションゴム層を設ける場合に比べて設備を小型化できるとともに、ホット状態のゴムリボンを巻き付けた際にはベルト層および帯状ゴム部材と効果的に接着するため、クッションゴム層の形成を簡略化することができる。また、ゴムリボン層の外周側に帯状ゴム層を備えることにより、従来のリボン巻き工法による場合に比べてゴムリボンを巻き付けて形成された領域が少ないため、トレッドゴム層の形成時間が短く生産性を向上しうる。

上記構成によれば、帯状ゴム層の外周面および側面の少なくとも一方にゴムリボンを巻き付けてなるゴムリボン層を備えることにより、トレッドゴム層の重量バランスおよび均一性が高められ、ユニフォミティが良好となる。また、該ゴムリボンの巻き付けを適宜調整することにより、各タイヤサイズに応じたトレッド部を形成することができるため、サイズが異なるタイヤ間で帯状ゴム部材の共用が可能となり、部品点数を削減することができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。

図１は、タイヤの一例を示す断面図である。ビード部１は、ビードワイヤの収束体である環状のビード１ａと、ビード１ａのタイヤ径方向外側に配設されたビードフィラー１ｂとにより構成されている。カーカス層４は、ポリエステルコード等のコードをタイヤ赤道線Ｃに対して略９０°の角度で平行配列した少なくとも１枚のカーカスプライからなり、一対のビード部１の間に架け渡されるように配されている。カーカス層４のタイヤ幅方向外側には、ビード部１から各々タイヤ径方向外側に延びるサイドウォール部２が設けられ、サイドウォール部２の外周側端にはトレッド部３が連なる。また、チューブレスタイヤでは、最内層に空気圧保持のためのインナーライナー層５が設けられる。

トレッド部３では、カーカス層４の外周側に、たが効果による補強を行うベルト層７が配され、ベルト層７の外周側にトレッドゴム層８が配される。ベルト層７は、コードをタイヤ周方向に平行配列した少なくとも１枚のベルトプライから構成され、本実施形態では、スチールコードがタイヤ赤道線Ｃに対して２０°前後に傾斜した２枚のベルトプライを、その傾斜方向が互いに逆向きになるように積層して構成されている。上記タイヤ構造は一般的なタイヤと同じであり、本発明はベルト層の外周側にトレッドゴム層が配される何れのタイヤにも適用することができる。

図２は、本発明に含まれない空気入りタイヤのトレッド部の一例を示す断面図である。図２において、トレッドゴム層８は、ベルト層７の外周に形成されたゴムリボン層１３と、ゴムリボン層１３の外周に配された帯状ゴム層９とにより構成されている。ゴムリボン層１３は、ゴムリボン６をタイヤ周方向に沿ってらせん状に重ねて巻き付けてなり、帯状ゴム層９は、押出成形により一体的に形成された帯状ゴム部材からなる。なお、図中のゴムリボン６は概念的に記載されており、実際はもっと細かく断面形状も複雑となる。

以下、上記トレッド部を有する空気入りタイヤの製造方法について説明する。まず、円筒状の成形ドラムの外周面に、インナーライナー層５となるゴム部材、およびカーカス層４となるカーカスプライを順次貼り付けて積層する。続いて、サイドウォール部２等を構成する各ゴム部材を配置するとともに、環状のビード１ａをカーカスプライの端部付近に外挿し、そのビード１ａを介してカーカスプライの幅方向端部を巻き返す。次に、中央部を膨らませてタイヤ形状に沿って変形させた後、トレッド部３にベルトプライを配してベルト層７を形成し、その成形物の外周側にゴムリボン層１３および帯状ゴム層９を順次配してトレッドゴム層８を形成する。

ゴムリボン層１３は、例えば図３に示す装置を用いて形成することができる。成形ドラム１０は、軸１０ａを中心としてＲ方向に回転可能に構成されている。ゴムリボン供給装置１１は、ゴム押出機と、ゴム押出機の吐出口に設けられた口金とを備え、所定の断面形状のゴムリボン６を供給する機能を有する。ゴムリボン供給装置１１は、不図示の移動機構によりドラム軸方向に移動可能に構成されている。制御装置１２は、成形ドラム１０の回転およびゴムリボン供給装置１１の移動を制御する機能を有する。

上記装置によれば、次のようにしてゴムリボン層１３を形成することができる。まず、ゴムリボン供給装置１１より供給されるゴムリボン６の巻き付け始端を、成形ドラム１０外周側に環状に形成されたベルト層７の外周面に固定する。続いて、成形ドラム１０をＲ方向に回転させながら、ゴムリボン供給装置１１をドラム軸方向に移動させる。これにより、ゴムリボン６をタイヤ周方向にらせん状に重ねて巻き付けることができる。その際、成形ドラム１０の回転速度およびゴムリボン供給装置１１のドラム軸方向の移動速度は、制御装置１２により適切に調節され、所定の寸法および断面形状を有するゴムリボン層１３が形成される。かかる場合、成形直後のホット状態であるゴムリボン６が巻き付けられるため、ゴムリボン層１３はベルト層７に効果的に接着される。

ゴムリボン６は、幅寸法および厚み寸法が比較的小さい未加硫ゴム組成物からなり、各寸法はタイヤサイズなどに応じて種々変更することができる。ゴムリボン６の断面形状は、特に限定されるものではなく、矩形や台形、三日月形など、ゴムリボン層１３の断面形状に応じて好ましい形状を採用することができる。ゴムリボン６は、連続して巻き付けられるものでもよいが、非連続であってもよい。更に、巻き付け途中でゴムリボン６の断面形状または寸法を変化させてもよい。ここで、ゴム組成物とは、ゴム材料並びにその配合材料を常法にて混練して調製したものである。ゴム材料としては、特に制限がなく、天然ゴム、スチレンーブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）などの汎用のゴムを用いることができる。

帯状ゴム層９は、ゴムリボン層１３の外周面に、ゴムリボン６よりも幅広の帯状ゴム部材をタイヤ周方向に沿って環状に貼り付けることで形成される。帯状ゴム部材は、押出機を用いてゴムを連続的に押し出し、所定の長さでカットすることにより形成される。上述のようにゴムリボン層１３がホット状態であると、帯状ゴム部材との接着性が効果的に向上する。なお、帯状ゴム層９の断面形状は、特に限定されるものではない。

帯状ゴム部材の寸法は特に限定されるものではないが、幅寸法がベルト層７の幅寸法の５０％以上であるものが好ましく、また、厚み寸法（最大厚み部の寸法）が３ｍｍ以上であるものが好ましい。幅寸法がベルト層７の幅寸法の５０％未満である場合、または厚み寸法が３ｍｍ未満である場合、ゴムリボン６の巻き付け量が多くなるため、タイヤ成形時間の短縮効果に乏しい。更に、帯状ゴム部材は、ゴムリボン層１３よりも幅寸法が小さいものが好ましい。これにより、ベルト層７の幅方向端部外周にゴムリボン６を巻き付けることができ、エッジセパレーションを抑制しうる。

本実施形態のトレッドゴム層８は、ゴムリボン層１３により構成されるトレッドベースと、帯状ゴム層９により構成されるトレッドキャップとからなるキャップ・ベース構造である。従って、ゴムリボン６、帯状ゴム部材を構成するゴム組成物の配合を適宜調整することにより、キャップ・ベース構造による作用効果が得られる。例えば、ゴムリボン層１３を比較的高硬度のゴムにより構成し、帯状ゴム層９を比較的低硬度のゴムにより構成することで、耐摩耗性およびグリップ性を確保することができる。或いは、ゴムリボン層１３を、損失正接ｔａｎδを所定範囲に制御したゴムにより構成するすることで、転がり抵抗を低減することができる。なお、ゴムリボン６および帯状ゴム部材を構成するゴム組成物は、特に限定されるものではないが、ゴムリボン６は接着性に優れたゴム組成物からなるものが好ましい。

図４は、本発明に係るトレッド部を示す断面図である。図４において、トレッドゴム層８は、ベルト層７の外周に形成されたゴムリボン層１３と、ゴムリボン層１３の外周に配された帯状ゴム層９と、帯状ゴム層９の外周面および側面に形成されたゴムリボン層１４とにより構成されている。ゴムリボン層１４は、ゴムリボン１６をタイヤ周方向に沿ってらせん状に重ねて巻き付けて形成されている。なお、図中のゴムリボン１６は概念的に記載されており、実際はもっと細かく断面形状も複雑となる。ゴムリボン層１４は、上記において例示した装置および方法により形成される。なお、ゴムリボン１６は、ゴムリボン６と同じゴム組成物からなるものでもよいが、異なるものでもよい。

帯状ゴム層９の側面にゴムリボン層１４を形成する場合、図４に示すように、帯状ゴム層９の端部が傾斜して裾野を有していることが好ましい。これにより、帯状ゴム層９の側面にゴムリボン１６を続け合わせ易くなる。

［別実施形態］
（１）前述の実施形態では、ベルト層７の外周面にゴムリボン層１３を形成した例を示したが、本発明は、ベルト層７の外周面に周知のベルト補強層を配設し、その外周側にゴムリボン層１３を形成するものでもよい。

（２）図４の例では、ゴムリボン層１３がベルト層７よりも幅寸法が小さいが、これに限られるものではなく、ベルト層７より幅寸法の大きいゴムリボン層１３の外周側に、帯状ゴム層９およびゴムリボン層１４が配されるものでもよい。

以下、本発明の構成と効果を具体的に示す実施例等について説明する。なお、下記項目の評価には、タイヤサイズＰ２６５／７０Ｒ１６のテストタイヤを使用した。

（１）成形時間
テストタイヤを製作する際に、トレッドゴム層の形成に要した時間を計測し、比較例１の結果を１００として指数評価した。指数が大きいほど形成時間が短く、生産性に優れていることを示す。

（２）ユニフォミティ
ＪＩＳＤ４２３３に規定する試験方法に基づいて、ＲＦＶ（ラジアルフォースバリエーション）を測定し、タイヤのユニフォミティを評価した。具体的には、所定荷重が負荷されるようにタイヤを回転ドラムに押し付け、両軸間隔を一定に保持しながらタイヤを回転させたときに発生する半径方向の反力の変動量を測定した。比較例１の結果を１００として指数評価し、指数が大きいほどユニフォミティに優れていることを示す。

比較例１、２
押出成形で一体的に形成した帯状ゴム部材によりトレッドゴム層を構成したテストタイヤを比較例１とし、ゴムリボンをタイヤ周方向に沿ってらせん状に重ねて巻き付けてトレッドゴム層を形成したテストタイヤを比較例２とした。

実施例１〜３
図４に示した構造のトレッド部を有するテストタイヤを製作した。即ち、ゴムリボンをタイヤ周方向に沿って重ねて巻き付けてゴムリボン層を形成し、そのゴムリボン層の外周に押出成形により得られた帯状ゴム部材を配設して帯状ゴム層を形成し、更にその帯状ゴム層の外周面および側面にゴムリボンを巻き付けることでトレッドゴム層を形成した。ベルト層の外周に形成されるゴムリボン層の厚み寸法は、１．５ｍｍ一定とした。また、帯状ゴム部材は、厚み寸法を２．０ｍｍ一定の断面略台形状とし、幅寸法を各々変化させて上記項目の評価を行った。なお、表１では、帯状ゴム部材の幅寸法をベルト層の幅寸法に対する割合で示している。

表１に示すように、比較例１は、押出成形で得られた帯状ゴム部材をベルト層に貼り付けるだけでよいため、成形時間が最も短い。しかし、ゴムを連続的に押し出してカットすることにより歪みや収縮が発生し易いため、タイヤのユニフォミティが比較的低い。比較例２は、ゴムリボン層の均一性に優れておりユニフォミティが良好であるが、ゴムリボンを幾重にも巻き付ける必要があるため、成形時間が比較的長くなる。一方、実施例１〜３においては、成形時間およびユニフォミティがそれぞれ好適な範囲にあり、タイヤの生産性およびユニフォミティに優れていることがわかる。

タイヤの一例を示す断面図本発明に含まれない空気入りタイヤのトレッド部の一例を示す断面図ゴムリボン巻き付け装置の構成の一例を示す図本発明に係る空気入りタイヤのトレッド部を示す断面図

符号の説明

１ビード部
２サイドウォール部
３トレッド部
４カーカス層
６ゴムリボン
７ベルト層
８トレッドゴム層
９帯状ゴム層
１３ゴムリボン層
１４ゴムリボン層
１６ゴムリボン
Ｃタイヤ赤道線

Claims

ビード部間に架け渡されたカーカス層と、そのカーカス層の外周側に配された未加硫のベルト層とを備える成形物の外周側に、未加硫のトレッドゴム層を形成する工程を備える空気入りタイヤの製造方法において、
前記ベルト層の外周側に、ゴムリボンをタイヤ周方向に沿ってらせん状に重ねて巻き付けて未加硫のゴムリボン層を形成する工程と、
そのゴムリボン層の外周側に、押出機を用いて連続的に押し出したゴムを所定の長さでカットすることで形成した帯状ゴム部材をタイヤ周方向に沿って配設して未加硫の帯状ゴム層を形成する工程と、
前記帯状ゴム層の外周面および側面に、前記ゴムリボンと同じまたは異なるゴムリボンをタイヤ周方向に沿ってらせん状に重ねて巻き付けて、前記帯状ゴム層を全幅にわたって覆う未加硫のゴムリボン層を形成する工程とを備えることを特徴とする空気入りタイヤの製造方法。
ビード部間に架け渡されたカーカス層と、そのカーカス層の外周側に配された未加硫のベルト層と、そのベルト層の外周側に配された未加硫のトレッドゴム層とを備える空気入りタイヤにおいて、
前記トレッドゴム層は、ゴムリボンをタイヤ周方向に沿ってらせん状に重ねて巻き付けてなる未加硫のゴムリボン層と、そのゴムリボン層の外周側に配された未加硫の帯状ゴム層と、前記帯状ゴム層の外周面および側面に、前記ゴムリボンと同じまたは異なるゴムリボンをタイヤ周方向に沿ってらせん状に重ねて巻き付けてなり、前記帯状ゴム層を全幅にわたって覆う未加硫のゴムリボン層とを備えることを特徴とする空気入りタイヤ。