JP6081153B2 - 空気入りタイヤの製造方法及び空気入りタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、ゴムリボンの耳切れを防止することができる空気入りタイヤの製造方法と空気入りタイヤとに関する。

成形ドラムなどの被巻付体に未加硫のゴムリボンを連続的に供給し、そのゴムリボンを螺旋状に巻き付けることでゴムリボン巻付体を形成する、いわゆるリボン巻き工法が知られている（例えば、特許文献１〜３）。リボン巻き工法によれば、巻き付け条件を適宜に調節することで、種々の断面形状を簡便に成形できる。そのうえ、ゴムリボン巻付体からなるゴム部材は、大きな段差を生じるジョイント部を有さず、一体的に押出して形成されたゴム部材に比べてユニフォミティに優れたものとなる。

ところで、ゴムリボンが幅よりも厚みの小さい断面形状を有していると、押出成形したときに、耳切れと呼ばれる工程不良を起こすことがあった。耳切れは、ゴムリボンの両端などに形成された角部が波打つ現象であり、ゴムリボン巻付体を形成する際にエア入りを誘発するために都合が悪い。本発明者は、金型内のゴムの流動抵抗が角部において相対的に大きく、その角部と他部との流速差に応じて、角部のゴムが金型内で滞留しやすいことにより耳切れが発生する、との知見を得ている。

これに対し、ゴムリボンの両端などの角部において、その厚みを増やすように断面形状を変更すれば、耳切れの発生を抑えることができる。しかし、かかる手法では、幅方向に隣り合うゴムリボンのオーバーラップ箇所で厚みが局部的に増し、形成したゴムリボン巻付体の寸法精度の悪化を引き起こすとともに、エア入りを生じやすくなるため、実用的でないと考えられる。

特開２００７−８３８８号公報 特開２００７−１７６４３６号公報 特開２０１２−１１１２２４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、リボン巻き工法においてエア入りとゴムリボンの耳切れを防止できる空気入りタイヤの製造方法と空気入りタイヤを提供することにある。

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、ゴムリボンを被巻付体に螺旋状に巻き付けることによりゴムリボン巻付体を形成し、そのゴムリボン巻付体からなるゴム部材を用いて空気入りタイヤを製造する空気入りタイヤの製造方法において、前記被巻付体に巻き付けるゴムリボンが、複数種のゴムを共押出してなる複合ゴムリボンであり、長さ方向に垂直な平面で切断したときの前記複合ゴムリボンの断面が、幅よりも厚みの小さい形状であって、幅方向の両端に向かって厚みを漸次小さくするとともに、その両端を含む複数の箇所に角部を有し、前記複合ゴムリボンが、その複合ゴムリボンの主体をなす本体ゴムと、前記角部の少なくとも１つを構成するとともに、ＪＩＳＫ６３００に基づいて１００℃で測定されるムーニー粘度が前記本体ゴムよりも低い低粘度ゴムとを備えるものである。

この方法では、使用される複合ゴムリボンの断面が、幅よりも厚みの小さい形状であって、幅方向の両端に向かって厚みを漸次小さくしているため、幅方向に隣り合う複合ゴムリボンのオーバーラップ箇所での厚みの増加が抑えられ、ゴムリボン巻付体を形成する際にエア入りを起こしにくい。しかも、複合ゴムリボンの角部を低粘度ゴムで構成していることにより、押出成形時の金型内において、低粘度ゴムが構成する角部と本体ゴムが構成する他部とでの流速差を低減し、ゴムリボンの耳切れを防止することができる。

本発明の空気入りタイヤの製造方法では、前記複合ゴムリボンの両端にある角部が、それぞれ前記低粘度ゴムにより構成されているものが好ましい。これにより、ゴムの流動抵抗が特に大きくなりやすい両端において、ゴムリボンの耳切れを適切に防止することができる。

本発明の空気入りタイヤの製造方法では、前記本体ゴムのムーニー粘度と前記低粘度ゴムのムーニー粘度との差が２〜１０であるものが好ましい。ムーニー粘度の差を２以上とすることで、耳切れの防止効果を確保するべく、低粘度ゴムが構成する角部と本体ゴムが構成する他部とでの流速差を良好に低減できる。また、ムーニー粘度の差を１０以下にすることで、複合ゴムリボンの角部と他部との剛性差が大きくなり過ぎず、実用上の取り扱いに支障を来たすことがない。

また、本発明に係る空気入りタイヤは、ゴムリボンを螺旋状に巻き付けて形成したゴムリボン巻付体からなるゴム部材を有する空気入りタイヤにおいて、前記ゴムリボンが、複数種のゴムを共押出してなる複合ゴムリボンであり、長さ方向に垂直な平面で切断したときの前記複合ゴムリボンの断面が、幅よりも厚みの小さい形状であって、幅方向の両端に向かって厚みを漸次小さくするとともに、その両端を含む複数の箇所に角部を有し、前記複合ゴムリボンが、その複合ゴムリボンの主体をなす本体ゴムと、前記角部の少なくとも１つを構成するとともに、ＪＩＳＫ６３００に基づいて１００℃で測定されるムーニー粘度が前記本体ゴムよりも低い低粘度ゴムとを備えるものである。

このタイヤでは、ゴムリボン巻付体を構成するゴムリボンの断面が、幅よりも厚みの小さい形状であって、幅方向の両端に向かって厚みを漸次小さくしているので、そのゴムリボン巻付体においてエア入りが生じにくい。しかも、複合ゴムリボンの角部を低粘度ゴムで構成していることにより、ゴムリボンの耳切れが防止されたものとなる。

本発明の空気入りタイヤでは、前記ゴムリボン巻付体からなるゴム部材が少なくともトレッド部に使用されているものでもよい。かかる構成によれば、トレッド部に使用されるゴム部材において、耳切れの発生を抑えた複合ゴムリボンを巻き付けてなるゴムリボン巻付体からなるため、エア入りが防止されたものとなる。

本発明に係る空気入りタイヤの一例を示すタイヤ子午線断面図 トレッドゴムを概略的に示す断面図 ゴムリボンの断面を描いたトレッドゴムの断面図 複合ゴムリボンの断面図（但し、本発明に含まれない） ゴムリボンの巻き付けを行うための製造設備を示す図 別実施形態における複合ゴムリボンの断面図（但し、（ｃ）の形態は本発明 に含まれない） 別実施形態における複合ゴムリボンの断面図

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に示した空気入りタイヤＴは、一対のビード部１と、そのビード部１の各々からタイヤ径方向外側に延びるサイドウォール部２と、そのサイドウォール部２の各々のタイヤ径方向外側端に連なるトレッド部３とを備える。ビード部１には、鋼線等の収束体をゴム被覆してなる環状のビードコア１ａと、硬質ゴムからなるビードフィラー１ｂとが配設されている。一対のビード部１の間にはトロイド状のカーカス層７が設けられ、そのカーカス層７の内側には、空気圧を保持するためのインナーライナーゴム５が設けられている。

また、このタイヤＴは、ビード部１でカーカス層７の外側に設けられ、図示しないリムと接触可能なリムストリップゴム４と、サイドウォール部２でカーカス層７の外側に設けられたサイドウォールゴム９と、トレッド部３でカーカス層７の外側に設けられたトレッドゴム１０とを備える。トレッドゴム１０のタイヤ径方向内側には、複数枚のベルトプライにより構成されたベルト層６と、実質的にタイヤ周方向に延びるコードをトッピングゴムで被覆してなるベルト補強層８とが設けられている。

トレッドゴム１０は、図２に示すように、接地面を構成するキャップ部１２と、キャップ部１２のタイヤ径方向内側に設けられたベース部１１とを有する。本実施形態の空気入りタイヤＴでは、ゴムリボン巻付体からなるゴム部材がトレッド部３に使用されており、具体的には、図３のようにゴムリボン巻付体によってキャップ部１２が構成されている。このゴムリボン巻付体は、図４のゴムリボン２０をタイヤ周方向に沿って螺旋状に巻き付けて形成したものである。

次に、空気入りタイヤＴを製造する方法について説明する。空気入りタイヤＴは、トレッドゴム１０に関する点を除けば、従来のタイヤ製造工程と同様にして製造できるため、トレッドゴムの成形工程を中心に説明する。

トレッドゴム１０は、ベース部１１を形成した後、リボン巻き工法でキャップ部１２を形成することにより成形される。リボン巻き工法は、小幅で未加硫のゴムリボンをタイヤ周方向に螺旋状に巻き付けてゴム部材を成形する工法である。したがって、上述のように、キャップ部１２は、ゴムリボン２０を螺旋状に巻き付けることにより形成されたゴムリボン巻付体からなる。

図３では表現していないが、ゴムリボン２０は、複数種（本実施形態では２種）のゴムを共押出してなる複合ゴムリボンである。図４のように、長さ方向に垂直な平面で切断したときの複合ゴムリボン２０の断面は、幅ｗよりも厚みｔが小さい形状であって、幅方向ＷＤの両端に向かって厚みを漸次小さくするとともに、その両端を含む複数の箇所に角部を有する。本実施形態の複合ゴムリボン２０は、断面三角形状に形成され、両端の角部２０ａ，２０ｂに加えて、頂上にも角部２０ｃを有している。幅ｗは、例えば１４〜３６ｍｍに設定され、厚みｔは、例えば１．０〜３．６ｍｍに設定される。

複合ゴムリボン２０は、その複合ゴムリボン２０の主体をなす本体ゴム２１と、角部２０ａ〜２０ｃの少なくとも１つを構成するとともに、本体ゴム２１よりもムーニー粘度が低い低粘度ゴム２２とを備える。図面上での区別を容易にするため、図４などでは低粘度ゴム２２を薄黒く着色している。本実施形態では、複合ゴムリボン２０の両端にある角部２０ａ，２０ｂが、それぞれ低粘度ゴム２２により構成されているため、その両端では本体ゴム２１が露出していない。

上記ムーニー粘度は、ＪＩＳＫ６３００に基づいて１００℃で測定されるムーニー粘度であり、具体的には、ＪＩＳＫ６３００−１：２００１に準拠して、東洋精機（株）製ロータレスムーニー測定機を用い、未加硫ゴムを１００℃で1分間余熱後、４分後のトルク値を測定したときのムーニー単位（Ｍ）を指す。

複合ゴムリボン２０の成形及び巻き付けは、図５に例示したような設備を用いて行うことができる。この設備は、二種のゴムを共押出して複合ゴムリボン２０を成形可能なゴムリボン供給装置３０と、ゴムリボン供給装置３０より供給された複合ゴムリボン２０が巻き付けられる被巻付体としての回転支持体３１と、ゴムリボン供給装置３０及び回転支持体３１の作動制御を行う制御装置３２とを備える。回転支持体３１は、軸３１ａを中心としたＲ方向の回転と、軸方向への移動とが可能に構成されている。

押出機３３は、ホッパー３３ａ、スクリュー３３ｂ、バレル３３ｃ、スクリュー３３ｂの駆動装置３３ｄ、及び、ギアポンプを内蔵するヘッド部３３ｅを備えている。これと同様に、押出機３４もホッパー３４ａ、スクリュー３４ｂ、バレル３４ｃ、駆動装置３４ｄ及びヘッド部３４ｅを備える。一対の押出機３３、３４の先端には、口金３６が付設されたゴム合体部３５が設けられている。口金３６には、図４に示した複合ゴムリボン２０の断面形状に対応した形状のゴム流路が形成されている。

ホッパー３３ａに本体ゴム２１となるゴム材料を投入し、ホッパー３４ａに低粘度ゴム２２となるゴム材料を投入すると、各ゴムはスクリュー３３ｂ、３４ｂで混練されながら前方に送り出され、ヘッド部３３ｅ、３４ｅを経由し、ゴム合体部３５にて所定の形状で合体され、複合ゴムリボン２０として吐出口３６ａから押出成形される。成形された複合ゴムリボン２０は、ロール３７によって前方に送り出され、ローラ３８によって押さえ付けられながら回転支持体３１に巻き付けられる。

トレッドゴム１０を形成する際には、まず、回転支持体３１の外周面に、押出成形法またはリボン巻き工法を利用してベース部１１を形成する。押出成形法は、所定の断面形状を有する未加硫の帯状ゴム部材を押出成形し、その端部同士をジョイントして環状に成形する工法である。続いて、形成したベース部１１の外周に複合ゴムリボン２０を巻き付けてゴムリボン巻付体を形成し、それにより図３の如きキャップ部１２を形成する。本実施形態では、幅方向に隣り合う複合ゴムリボン２０を部分的にオーバーラップさせながら巻き付けているが、これに限られない。

複合ゴムリボン２０の断面が、幅ｗよりも厚みｔの小さい形状であって、幅方向ＷＤの両端に向かって厚みを漸次小さくしていることで、ゴムリボン巻付体を形成する際にエア入りを起こしにくい。また、複合ゴムリボン２０の角部２０ａ，２０ｂを低粘度ゴム２２で構成していることにより、押出成形時の金型（口金３６）内において、低粘度ゴム２２が構成する角部２０ａ，２０ｂと本体ゴム２１が構成する他部とでの流速差を低減できる。その結果、金型（口金３６）内での角部のゴムの滞留を抑えて、複合ゴムリボン２０の耳切れを防止できる。

トレッドゴム１０の成形工程後は、グリーンタイヤの成形工程へと移行し、トロイド状に成形したカーカス層７の外周面にトレッドゴム１０を貼り合わせるとともに、他のタイヤ構成部材と組み合わせてグリーンタイヤを成形する。その後、グリーンタイヤの加硫工程へと移行し、グリーンタイヤに加硫処理を施すことで、図１に示した空気入りタイヤＴが製造される。複合ゴムリボン２０については、加硫処理後のタイヤ断面において特定が可能であり、例えば鋭利な刃物でタイヤを切断することによって、その断面に薄く観察されるゴム界面の性状によって判別できる。

本体ゴム２１の断面積は、複合ゴムリボン２０の断面積の９７％以上、好ましくは９８％以上を占める。複合ゴムリボン２０の剛性を確保するうえで、低粘度ゴム２２の断面積は、複合ゴムリボン２０の断面積の３％以下が好ましく、２％以下がより好ましい。また、複合ゴムリボン２０の表面は本体ゴム２１と低粘度ゴム２２とで形成され、複合ゴムリボン２０の剛性を確保するうえで、低粘度ゴム２２は、複合ゴムリボン２０の断面における外周長さの６０％以下となる表面を形成することが好ましい。

本実施形態では、低粘度ゴム２２が、複合ゴムリボン２０の両端の間を幅方向ＷＤに延びる薄い部分を有し、その厚みｔａは例えば０．０４〜０．２ｍｍである。角部２０ａ，２０ｂを構成する低粘度ゴム２２は、その薄い部分よりも厚みが大きく、複合ゴムリボン２０の両端の全厚をなしており、その厚みｔｂは例えば０．１〜０．５ｍｍである。また、角部２０ａ，２０ｂを構成する低粘度ゴム２２の幅ｗｂは、例えば複合ゴムリボン２０の幅ｗの５〜５０％、好ましくは５〜２０％である。

耳切れの防止効果を確保するうえで、本体ゴム２１のムーニー粘度と低粘度ゴム２２のムーニー粘度との差は、２〜１０であることが好ましく、３〜７であることがより好ましい。本体ゴム２１のムーニー粘度としては５５〜７５、低粘度ゴム２２のムーニー粘度としては５３〜６５が例示される。

図６，７には、本発明の別実施形態における複合ゴムリボンの断面図を示す（但し、図６（ｃ）の形態は本発明に含まれない）。これらは、以下に説明する構成を除いて、図４の実施形態と同様の構成であるので、共通点を省略し、主に相違点について説明する。既に説明した部位と同一の部位には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。

図６の（Ａ）は、両端の角部２０ａ，２０ｂのみに低粘度ゴム２２を配した例である。図６の（Ｂ）は、両端の角部２０ａ，２０ｂに代えて、頂上の角部２０ｃにのみ低粘度ゴム２２を配した例である。図６の（Ｃ）は、全ての角部２０ａ〜２０ｃを含むリボン全周に低粘度ゴム２２を配した例である。これらの複合ゴムリボン２０においても、角部を低粘度ゴム２２で構成していることから、耳切れを防止する効果が得られる。

上述のような断面三角形状をなす複合ゴムリボン２０は、幅方向に隣り合う複合ゴムリボン２０を部分的にオーバーラップさせて巻き付けるのに適しており、エア入りを低減するうえで有利である。但し、複合ゴムリボン２０の断面形状はこれに限らず、図７に例示したような台形状や楕円形状など、他の形状でも構わない。図７の（Ａ）と（Ｂ）は、それぞれ両端の角部２０ａ，２０ｂを低粘度ゴム２２で構成した例である。

ゴムリボン巻付体からなるゴム部材は、トレッドゴム１０を構成するキャップ部１２に限られず、他のゴム部材でも構わない。したがって、上記の如き複合ゴムリボンの巻き付けによって、トレッドゴムのベース部や、リムストリップゴム、サイドウォールゴムなどを形成することが可能である。

本発明は上述した実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変更が可能である。

１ ビード部
２ サイドウォール部
３ トレッド部
１０ トレッドゴム
１１ ベース部
１２ キャップ部
２０ 複合ゴムリボン
２０ａ 角部
２０ｂ 角部
２０ｃ 角部
２１ 本体ゴム
２２ 低粘度ゴム

Claims (6)

1. ゴムリボンを被巻付体に螺旋状に巻き付けることによりゴムリボン巻付体を形成し、そのゴムリボン巻付体からなるゴム部材を用いて空気入りタイヤを製造する空気入りタイヤの製造方法において、
   前記被巻付体に巻き付けるゴムリボンが、複数種のゴムを共押出してなる複合ゴムリボンであり、
   長さ方向に垂直な平面で切断したときの前記複合ゴムリボンの断面が、幅よりも厚みの小さい形状であって、幅方向の両端に向かって厚みを漸次小さくするとともに、その両端を含む複数の箇所に角部を有し、
   前記複合ゴムリボンが、その複合ゴムリボンの主体をなす本体ゴムと、ＪＩＳＫ６３００に基づいて１００℃で測定されるムーニー粘度が前記本体ゴムよりも低い低粘度ゴムとを備え、
   前記複合ゴムリボンが断面三角形状をなし、その頂上の角部のみが前記低粘度ゴムにより構成されていることを特徴とする空気入りタイヤの製造方法。
2. ゴムリボンを被巻付体に螺旋状に巻き付けることによりゴムリボン巻付体を形成し、そのゴムリボン巻付体からなるゴム部材を用いて空気入りタイヤを製造する空気入りタイヤの製造方法において、
   前記被巻付体に巻き付けるゴムリボンが、複数種のゴムを共押出してなる複合ゴムリボンであり、
   長さ方向に垂直な平面で切断したときの前記複合ゴムリボンの断面が、幅よりも厚みの小さい形状であって、幅方向の両端に向かって厚みを漸次小さくするとともに、その両端を含む複数の箇所に角部を有し、
   前記複合ゴムリボンが、その複合ゴムリボンの主体をなす本体ゴムと、ＪＩＳＫ６３００に基づいて１００℃で測定されるムーニー粘度が前記本体ゴムよりも低い低粘度ゴムとを備え、
   前記複合ゴムリボンの両端にある角部のみが、それぞれ前記低粘度ゴムにより構成されていることを特徴とする空気入りタイヤの製造方法。
3. 前記本体ゴムのムーニー粘度と前記低粘度ゴムのムーニー粘度との差が２〜１０である請求項１又は２に記載の空気入りタイヤの製造方法。
4. ゴムリボンを螺旋状に巻き付けて形成したゴムリボン巻付体からなるゴム部材を有する空気入りタイヤにおいて、
   前記ゴムリボンが、複数種のゴムを共押出してなる複合ゴムリボンであり、
   長さ方向に垂直な平面で切断したときの前記複合ゴムリボンの断面が、幅よりも厚みの小さい形状であって、幅方向の両端に向かって厚みを漸次小さくするとともに、その両端を含む複数の箇所に角部を有し、
   前記複合ゴムリボンが、その複合ゴムリボンの主体をなす本体ゴムと、ＪＩＳＫ６３００に基づいて１００℃で測定されるムーニー粘度が前記本体ゴムよりも低い低粘度ゴムとを備え、
   前記複合ゴムリボンが断面三角形状をなし、その頂上の角部のみが前記低粘度ゴムにより構成されていることを特徴とする空気入りタイヤ。
5. ゴムリボンを螺旋状に巻き付けて形成したゴムリボン巻付体からなるゴム部材を有する空気入りタイヤにおいて、
   前記ゴムリボンが、複数種のゴムを共押出してなる複合ゴムリボンであり、
   長さ方向に垂直な平面で切断したときの前記複合ゴムリボンの断面が、幅よりも厚みの小さい形状であって、幅方向の両端に向かって厚みを漸次小さくするとともに、その両端を含む複数の箇所に角部を有し、
   前記複合ゴムリボンが、その複合ゴムリボンの主体をなす本体ゴムと、ＪＩＳＫ６３００に基づいて１００℃で測定されるムーニー粘度が前記本体ゴムよりも低い低粘度ゴムとを備え、
   前記複合ゴムリボンの両端にある角部のみが、それぞれ前記低粘度ゴムにより構成されていることを特徴とする空気入りタイヤ。
6. 前記ゴムリボン巻付体からなるゴム部材が少なくともトレッド部に使用されている請求項４または５に記載の空気入りタイヤ。
   

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