JP4672858B2

JP4672858B2 - タイヤ及びタイヤ製造方法

Info

Publication number: JP4672858B2
Application number: JP2000380018A
Authority: JP
Inventors: 重雄工藤; 哲夫多田羅
Original assignee: Toyo Tire and Rubber Co Ltd
Current assignee: Toyo Tire Corp
Priority date: 2000-12-14
Filing date: 2000-12-14
Publication date: 2011-04-20
Anticipated expiration: 2020-12-14
Also published as: JP2002178415A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数のタイヤ用ゴム部材から構成されるタイヤ及びこのタイヤの製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図８は、従来技術に係るタイヤの一部の断面形状を示している。タイヤ１は、複数のタイヤ用ゴム部材から構成されており、代表的には、トレッド部２、サイドウォール部３、リムストリップ部４、インナーライナー部５はゴム部材により形成されている。これら各部を構成するゴム部材を成形するために、それぞれのゴム部材の断面形状に見合った口金を介してゴム押出機から連続して押し出し成形し、その後、定寸にカットすることにより目的とするゴム部材を得ていた。
【０００３】
しかしながら、近年においてはタイヤ形状に対する精度要求が厳しくなると共に、連続して押出機により押し出して定寸にカットすることによる部材の歪みや収縮といった問題から、新たなタイヤ製造方法が考えられるようになってきた。この製造方法は、ゴムストリップをタイヤ周方向に沿って螺旋状に重ねて巻きつけることにより、ゴム部材を形成するものであり、例えば、特開２０００−２０２９２１号公報や特開平９−２９８５８号公報に開示されているタイヤの製造方法がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記公報に開示される公知技術のうち、前者の方はゴムストリップの巻き付け開始位置と終了位置に関する開示はなく、後者の方は公報第１図に開始位置と終了位置について開示されている。
【０００５】
しかしながら、特開平９−２９８５８号公報においては巻き付け開始位置と終了位置が、タイヤ周方向（図９の矢印Ａで示される方向）で見て大きくずれている。このような巻き付け位置のずれは、タイヤの重量バランス・均一性を損ねてしまい、ひいてはタイヤの走行性能に好ましくない影響を与える。
【０００６】
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、その課題は、重量バランス・均一性を改善したタイヤ及びタイヤ製造方法を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
＜タイヤに係る課題解決手段＞
上記課題を解決するため本発明に係るタイヤは、
複数のタイヤ用ゴム部材から構成されるタイヤであって、
前記複数のゴム部材のうちの少なくとも１つの前記ゴム部材は、ゴムストリップをタイヤ周方向に沿って螺旋状に重ねて巻き付けることにより形成され、
前記ゴムストリップの巻き付け開始位置と巻き付け終了位置の位置ずれが、前記タイヤ周方向にて０〜５ｍｍの範囲になるように形成され、
前記複数のゴム部材のうちの少なくとも２つの前記ゴム部材は、前記ゴムストリップを巻き付けることにより形成されており、前記各ゴム部材の前記巻き付け開始位置の位相ずれが、前記タイヤ周方向にて１０度以上になるように構成されていることを特徴とするものである。
【０００８】
この構成によるタイヤは、少なくとも１つのゴム部材が、ゴムストリップをタイヤ周方向に沿って螺旋状に重ねて巻き付けることにより形成されている。そして、ゴムストリップの巻き付け開始位置と終了位置の位置ずれが、タイヤ周方向にて０〜５ｍｍの範囲になるように巻き付けられている。つまり、巻き付け開始位置と終了位置は、タイヤ周方向で見ると、ほぼ一致した範囲内に収まっている。これにより、かかるゴム部材について重量ばらつきを少なくすることができ、重量バランス・均一性を改善したタイヤを提供することができる。
【０００９】
上記した本発明のタイヤでは、前記複数のゴム部材のうちの少なくとも２つの前記ゴム部材は、前記ゴムストリップを巻き付けることにより形成されており、前記各ゴム部材の前記巻き付け開始位置の位相ずれが、前記タイヤ周方向にて１０度以上になるように構成されている。
【００１０】
例えば、タイヤを構成するトレッド部、サイドウォール部、リムストリップ部、インナーライナー部の４つをゴムストリップを巻き付けたゴム部材で形成したとする。この場合、各ゴム部材に巻き付け開始位置（４箇所）があるが、この巻き付け開始位置がタイヤ周方向から見て、同じような位置に集中していると、重量バランス等がくずれる可能性がある。そこで、上記好適実施形態のように巻き付け開始位置の位相ずれ（図９にθで示される）が１０度以上になるように構成する。これにより、所望の重量バランス等のタイヤ性能を維持することができる。
【００１１】
本発明の別の好適な実施形態として、前記ゴムストリップの巻き付け開始の少なくとも１周と巻き付け終了の少なくとも１周は、タイヤ幅方向と直交する方向に巻き付けられているものがあげられる。
【００１２】
ゴムストリップを螺旋状に重ねて巻き付ける場合に、ゴムストリップをタイヤ幅方向に沿ってずらしながら巻き付けていくことになる。この場合、ゴムストリップはタイヤ周方向に対して角度を持った状態で巻き付けることになる（特開平９−２９８５８の図１参照）。そうすると、巻き付け開始と終了の部分で不要なゴム部分が生じるので、これを削除するための処理工程が必要となる。
【００１３】
一方、上記好適実施形態によれば、巻き付け開始と終了の１周分は、タイヤ軸方向と直交する方向（タイヤ周方向の平行な方向）に巻き付けるので、余分なゴム部分が生じない。したがって、これを削除するための処理工程も不要となるので、タイヤ製造工程を簡素化することができる。
【００１４】
また、本発明に係る別のタイヤとして、
複数のタイヤ用ゴム部材から構成されるタイヤであって、
前記複数のゴム部材のうちの少なくとも１つの前記ゴム部材は、ゴムストリップをタイヤ周方向に沿って螺旋状に重ねて巻き付けることにより形成され、
前記ゴムストリップの巻き付け開始位置と巻き付け終了位置の位置ずれが、前記タイヤ周方向にて０〜５ｍｍの範囲になるように形成され、
前記ゴムストリップは、幅が５〜３０ｍｍ、幅中央の厚みが０．５〜３．０ｍｍ、幅両側の厚みが０．０５〜０．２ｍｍの略三日月形の断面形状を有するものがあげられる。
【００１５】
かかる形状にすれば、螺旋状に重ねて巻きつけることにより、所望の断面形状のゴム部材を精度良く得ることができる。三日月形とすることで、重ねた部分が凹凸形状になりにくいので、滑らかな形状が得やすい。また、三日月形とすることにより、ゴムストリップの供給速度を制御することにより、断面形状を操作しやすくなる。これにより、所望の断面形状を得ることができる。
【００１６】
本発明の更に別の好適な実施形態として、前記ゴム部材は、１本のゴムストリップを巻き付けることにより形成されるものがあげられる。
【００１７】
この構成により、製造工程を簡素化することができる。
【００１８】
＜タイヤ製造方法に係る課題解決手段＞
本発明の課題を解決するため本発明に係るタイヤ製造方法は、
前記複数のゴム部材のうちの少なくとも１つの前記ゴム部材を、ゴムストリップをタイヤ周方向に沿って螺旋状に重ねて巻き付けることにより形成する巻き付けステップを有し、
前記巻き付けステップにおいて、前記ゴムストリップの巻き付け開始位置と巻き付け終了位置の位置ずれが、前記タイヤ周方向にて０〜５ｍｍの範囲になるように巻き付け、
前記巻き付けステップにおいて、前記ゴムストリップを所定の巻き付け体に対して供給しながら前記巻き付け体を回転することにより巻き付けを行い、かつ、前記供給する速度を制御することにより、前記ゴムストリップの断面形状を巻き付け途中で変更可能にすることで所望の形状の前記ゴム部材を得るようにしたことを特徴とするものである。
【００１９】
この製造方法により製造されるタイヤは、少なくとも１つのゴム部材が、ゴムストリップをタイヤ周方向に沿って螺旋状に重ねて巻き付けることにより形成されている。そして、ゴムストリップの巻き付け開始位置と終了位置の位置ずれが、タイヤ周方向にて０〜５ｍｍの範囲になるように巻き付けられている。つまり、巻き付け開始位置と終了位置は、タイヤ周方向で見ると、ほぼ一致した範囲内に収まっている。これにより、かかるゴム部材について重量ばらつきを少なくすることができ、重量バランス・均一性を改善したタイヤ製造方法を提供することができる。
【００２０】
本発明に係るタイヤ製造方法では、上記のように、前記巻き付けステップにおいて、前記ゴムストリップを所定の巻き付け体に対して供給しながら前記巻き付け体を回転することにより巻き付けを行い、かつ、前記供給する速度を制御することにより、前記ゴムストリップの断面形状を巻き付け途中で変更可能にすることで所望の形状の前記ゴム部材を得る。
【００２１】
タイヤの各部を構成するゴム部材の断面形状はさまざまなものがある。また、タイヤの種類が異なるとゴム部材の断面形状も異なってくる。上記構成のように、ゴムストリップの断面形状を巻き付け途中で変更可能にすることにより、かかる断面形状の違いにも容易に対応することができ、精度よく所望の形状を得ることができる。
【００２２】
本発明の別の好適な実施形態として、前記巻き付けステップにおいて、前記ゴムストリップの巻き付け開始の少なくとも１周と巻き付け終了の少なくとも１周は、タイヤ幅方向と直交する方向に巻き付けられるものがあげられる。
【００２３】
すでに説明したように、上記好適実施形態によれば、巻き付け開始と終了の１周分は、タイヤ軸方向と直交する方向（タイヤ周方向の平行な方向）に巻き付けるので、余分なゴム部分が生じない。したがって、これを削除するための処理工程も不要となるので、タイヤ製造工程を簡素化することができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
本発明の好適な実施形態を図面を用いて説明する。
図１は、本発明によるタイヤ（ラジアルタイヤ）の一部分の断面を示す図である。タイヤ１は、複数のタイヤ用ゴム部材から構成されており、代表的には、トレッド部２、サイドウォール部３、リムストリップ部４、インナーライナー部５がゴム部材により構成されている。
【００２５】
各部を構成するゴム部材は、ゴムストリップをタイヤ周方向に沿って螺旋状に重ねて巻き付けることにより形成される。このゴムストリップの形状は、図２に示すように断面が略三日月形であり、幅寸法Ｘ＝５〜３０ｍｍ、幅中央の厚み寸法Ｈ１＝０．５〜３．０ｍｍ、幅方向両側に厚み寸法Ｈ２＝０．０５〜０．２ｍｍであることが好ましい。
【００２６】
図３に各部のゴム部材の断面形状を示す。（ａ）はトレッド部２、（ｂ）はサイドウォール部３、（ｃ）はリムストリップ部４、（ｄ）はインナーライナー部５を示している。この図からも分かるように、ゴムストリップ６が重ねて巻き付けられている。なお、この図３は概念図として示すものであり、断面形状に対するゴムストリップ６の大きさは、実際にはもっと細かくなっており、断面形状も複雑になる。
【００２７】
サイドウォール部３、リムストリップ部４、インナーライナー部５は、１本のゴムストリップ６を巻き付けることにより構成される。トレッド部２は、特性の異なる２種類のゴムストリップ６，７を巻き付けることにより構成される。トレッド部２において、ゴムストリップ６の幅方向での巻き付け方向は矢印Ｃで示され、ゴムストリップ７の幅方向での巻き付け方向は矢印Ｄで示される。
【００２８】
次に、ゴムストリップの巻き付け方法を図４により説明する。図５は、ゴムストリップの巻き付けを行う装置の構成を示す模式図である。ゴムストリップ６は、ゴムストリップ供給装置１１から順に押し出される。巻き付けドラム１０は、軸１０ａ回りに回転可能であり、巻き付けドラム１０を図５のＲ方向に回転させながらゴムストリップ６を供給することにより、ゴムストリップ６をタイヤ周方向に沿って巻き付けることができる。
【００２９】
図４は巻き付けドラム１０を上方から見た図であるが、矢印Ａはタイヤ周方向に相当し、矢印Ｂ方向はタイヤ幅方向（軸方向）に相当する。ゴムストリップ６をタイヤ周方向に沿って螺旋状に巻き付ける必要がある。したがって、ゴムストリップ６を巻き付ける時には、巻き付けドラム１０を回転させるだけでなく、ゴムストリップ供給装置１１をタイヤ幅方向Ｂに沿って相対的に移動させる必要がある。そのために、ゴムストリップ供給装置１１か巻き付けドラム１０のいずれかをタイヤ幅方向に沿って移動させればよい。
【００３０】
図４の例では、ゴムストリップ６は左側から右側へと移動しながら巻き付けられる。最初の１周目（１巻目）はＭ₁ 、２周目はＭ₂ 、３周目はＭ₃ ・・・ｎ−１周目はＭ_n-1 、ｎ周目（最終）はＭ_n で示される_。ここで１周目Ｍ₁ とｎ周目Ｍ_n は、その巻き付け方向がタイヤ幅方向と直交（タイヤ周方向と平行）する方向と同じになっている。それ以外の部分は、螺旋状に巻き付けるために、巻き付け方向はタイヤ周方向に対して角度αだけ傾斜している。最初の１周目と最後のｎ周目も角度α傾斜させると、余分な部分をカットする処理が必要となるが、１周目とｎ周目をタイヤ周方向と同じ方向とすることにより、余分な部分をカットする処理が不要となる。
【００３１】
最初の１周目と最後のｎ周目については、ゴムストリップ供給装置１１をタイヤ幅方向に沿って相対移動しないように制御すれば上記のような構成にすることができる。なお、制御装置１２は、ゴムストリップ供給装置１１と巻き付けドラム１０の作動制御を行う。
【００３２】
また、図４において、巻き付け開始位置がＰ_S で、巻き付け終了位置がＰ_E で示される。そして、巻き付け開始位置Ｐ_S と巻き付け終了位置Ｐ_E の位置ずれΔがタイヤ周方向から見て０〜５ｍｍになるように巻き付けられる。これにより、タイヤの重量バランスを維持することができる。
【００３３】
図６は、タイヤ幅方向のゴムストリップ６ａ，６ｂの重ね方について説明する図である。隣接ずるゴムストリップ６ａ，６ｂ同士については、ゴムストリップ６の幅寸法Ｘの半分〜１／５程度が重なるようにするのが好ましい（図６（ａ）（ｂ）参照）。幅寸法の半分にすれば、重ねた場合の凹凸が目立たなくからである。また、１／５以上とするのは、これ以上重なりを小さくすると、ゴムストリップ６がばらけてしまうことがあるからである。重なり具合の制御は、制御装置１２によりゴムストリップ供給装置のタイヤ幅方向の相対移動速度を制御することにより行われる。
【００３４】
また、ゴムストリップ供給装置１１の供給口の幅の大きさを調整することにより、（ｃ）の６ｃに示すように幅寸法Ｘを最大７０％まで落とすとことができる。さらに、巻き付けドラム１０の回転速度を調整することで、（ｄ）の６ｄに示すように高さ寸法を最大１／２まで落とすことができる。つまり、巻き付けドラム１０の回転速度を速くすると、ゴムストリップ６に対してテンションをかけることができ、これにより高さ寸法を変えることができる。すなわち、ゴムストリップを供給する速度を制御することにより、ゴムストリップ６の断面形状を変えることができる。
【００３５】
巻き付け開始位置と終了位置のゴムストリップのカットについては、専用のカッターを設けてもよいが、ゴムストリップ６に大きなテンションをかけることによりカットすることもできる。
【００３６】
以上のように、隣接するゴムストリップ同士の重なり具合や、断面形状を変化させたりすることにより、ゴム部材の形状を精度良く製造することができる。
【００３７】
図７は、各ゴム部材をゴムストリップの巻き付けにより形成した場合の巻き付け開始位置の好ましい配置を示す図である。図７において、トレッド部２の巻き付け開始位置がＴ１、サイドウォール部３の巻き付け開始位置がＴ２、リムストリップ部４の巻き付け開始位置がＴ３、インナーライナー部５の巻き付け開始位置がＴ４で示されている。これらＴ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４の位置を同じ位置に集中すると、バランス特性が悪化する可能性がある。そこで各開始位置のタイヤ周方向の位相ずれ（図７にθで示す）を１０度以上とするのが好ましい。図例では、各開始位置の位相ずれをθ＝９０度と均等にしている。
なお、巻き付け終了位置は巻き付け開始位置と０〜５ｍｍのずれであるから、巻き付け開始位置についての位相ずれを１０度以上にすれば、巻き付け終了位置についても同様に位相ずれが１０度以上となる。
【００３８】
本発明による構成（ゴムストリップによりゴム部材を形成するもの）と、ゴムストリップを用いない従来タイヤ（図８に示す構成）との比較を表１に示す。なお、本発明品では、トレッド部２、サイドウォール部３、リムストリップ部４、インナーライナー部５のすべてをゴムストリップにより構成したもので比較した。数値は、タイヤ２００本の平均値であり、数値は指数換算している。
【表１】

表１において、従来技術を１００とした場合の比較である。数値が小さいということは、本発明のほうが各項目に関して改善されていることを示している。表１において、ＲＦＶ（ラジアル・フォース・バリエーション）とは、タイヤの縦（半径）方向の反力の変動のことであり、詳しくは、コーナリング試験機上でタイヤに荷重をかけ、半径一定の状態に保持してタイヤを変動させた場合の、荷重の変動量である。
【００３９】
ＬＦＶ（ラテラル・フォース・バリエーション）とは、タイヤの横（幅）方向の反力の変動量である。ＲＲＯ（ラジアル・ラン・アウト）とは、タイヤの縦（半径）方向の振れであり、タイヤの断面形状の大きさが部分的に異なったり、トレッドの厚さが部分的に異なることが原因で発生する。
【００４０】
Ｄ−ＵＢ（ダイナミック・アンバランス）とは、タイヤの動的な不均一を表し、Ｓ−ＵＢ（スタティック・アンバランス）とは、タイヤの静的な不均一を表し、重量精度とは、タイヤ１本の総重量のばらつきを表すものである。
【００４１】
これらの結果からも、本発明によるタイヤは性能が著しく良くなり、自動車の操縦安定性が著しく改善されることが良く理解できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】タイヤの構成を示す断面図
【図２】ゴムストリップの構成を示す図
【図３】各部のゴム部材の構成を示す図
【図４】ゴムストリップの巻き付け方法を説明する図
【図５】ゴムストリップの巻き付けを行う装置の構成を示す模式図
【図６】タイヤ幅方向から見たゴムストリップの重ね方を説明する図
【図７】各ゴム部材の巻き付け開始位置の好ましい位置を示す図
【図８】従来技術に係るタイヤの構成を示す断面図
【図９】ゴム部材の巻き付け開始位置を説明する図
【符号の説明】
１タイヤ
２トレッド部
３サイドウォール部
４リムストリップ部
５インナーライナー部
６，７ゴムストリップ
１０巻き付けドラム
１１ゴムストリップ供給装置
１２制御装置

Claims

複数のタイヤ用ゴム部材から構成されるタイヤであって、
前記複数のゴム部材のうちの少なくとも１つの前記ゴム部材は、ゴムストリップをタイヤ周方向に沿って螺旋状に重ねて巻き付けることにより形成され、
前記ゴムストリップの巻き付け開始位置と巻き付け終了位置の位置ずれが、前記タイヤ周方向にて０〜５ｍｍの範囲になるように形成され、
前記複数のゴム部材のうちの少なくとも２つの前記ゴム部材は、前記ゴムストリップを巻き付けることにより形成されており、前記各ゴム部材の前記巻き付け開始位置の位相ずれが、前記タイヤ周方向にて１０度以上になるように構成されていることを特徴とするタイヤ。
前記ゴムストリップの巻き付け開始の少なくとも１周と巻き付け終了の少なくとも１周は、タイヤ幅方向と直交する方向に巻き付けられていることを特徴とする請求項１に記載のタイヤ。
複数のタイヤ用ゴム部材から構成されるタイヤであって、
前記複数のゴム部材のうちの少なくとも１つの前記ゴム部材は、ゴムストリップをタイヤ周方向に沿って螺旋状に重ねて巻き付けることにより形成され、
前記ゴムストリップの巻き付け開始位置と巻き付け終了位置の位置ずれが、前記タイヤ周方向にて０〜５ｍｍの範囲になるように形成され、
前記ゴムストリップは、幅が５〜３０ｍｍ、幅中央の厚みが０．５〜３．０ｍｍ、幅両側の厚みが０．０５〜０．２ｍｍの略三日月形の断面形状を有することを特徴とするタイヤ。
前記ゴム部材は、１本のゴムストリップを巻き付けることにより形成されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のタイヤ。
複数のタイヤ用ゴム部材から構成されるタイヤを製造する方法であって、
前記複数のゴム部材のうちの少なくとも１つの前記ゴム部材を、ゴムストリップをタイヤ周方向に沿って螺旋状に重ねて巻き付けることにより形成する巻き付けステップを有し、
前記巻き付けステップにおいて、前記ゴムストリップの巻き付け開始位置と巻き付け終了位置の位置ずれが、前記タイヤ周方向にて０〜５ｍｍの範囲になるように巻き付け、
前記巻き付けステップにおいて、前記ゴムストリップを所定の巻き付け体に対して供給しながら前記巻き付け体を回転することにより巻き付けを行い、かつ、前記供給する速度を制御することにより、前記ゴムストリップの断面形状を巻き付け途中で変更可能にすることで所望の形状の前記ゴム部材を得るようにしたことを特徴とするタイヤ製造方法。
前記巻き付けステップにおいて、前記ゴムストリップの巻き付け開始の少なくとも１周と巻き付け終了の少なくとも１周は、タイヤ幅方向と直交する方向に巻き付けられることを特徴とする請求項５に記載のタイヤ製造方法。