JP7271907B2 - 空気入りタイヤ及び空気入りタイヤの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、カーカスを有する空気入りタイヤ及び当該空気入りタイヤの製造方法に関する。

従来、カーカスを有する空気入りタイヤが知られている。例えば、下記特許文献１には、ビード部に補強層が設けられた重荷重用空気入りタイヤが提案されている。特許文献１の重荷重用空気入りタイヤは、ビード部に設けられた第２補強層を、内側第２プライと外側第２プライとから構成してビード部の損傷を低減することで、耐久性を向上させている。

特開２０１７－０１９４５２号公報

しかしながら、特許文献１の重荷重用空気入りタイヤは、ビード部の成形工程において、内側第２プライと外側第２プライと貼り付ける必要があり、生産性に関して更なる改善が求められていた。

本発明は、以上のような実状に鑑み案出されたもので、耐久性と生産性とを両立し得る空気入りタイヤ及び当該空気入りタイヤの製造方法を提供することを主たる目的としている。

本発明は、カーカスを有する空気入りタイヤであって、前記カーカスは、トレッド部からサイドウォール部を経てビード部のビードコアに至る本体部と、前記本体部に連なりかつ前記ビードコアの回りをタイヤ軸方向内側から外側に折り返す折返し部とを含む少なくとも１枚のカーカスプライを有し、前記ビード部は、第１の有機繊維コードが並列された第１プライを有する第１補強層と、第２の有機繊維コードが並列された第２プライを有する第２補強層と、前記ビードコアからタイヤ半径方向外側に延びるビードエーペックスゴムとを含み、前記第１プライは、少なくとも一部が前記折返し部と前記ビードエーペックスゴムとの間に配され、前記第２プライは、少なくとも一部が前記折返し部よりもタイヤ軸方向外側に配されることを特徴とする。

本発明の空気入りタイヤにおいて、前記第１プライは、その全体が前記ビードエーペックスゴムに接して配されるのが望ましい。

本発明の空気入りタイヤにおいて、前記ビード部は、スチールコードが並列された第３プライを有する第３補強層を含み、前記第３プライは、少なくとも一部が前記第１プライと前記第２プライとの間に配されるのが望ましい。

本発明の空気入りタイヤにおいて、前記第１プライは、タイヤ半径方向内側の第１内端を含み、前記ビードコアは、タイヤ軸方向外側のビードコア外端を含み、前記第１内端は、前記ビードコア外端よりもタイヤ半径方向外側に位置するのが望ましい。

本発明の空気入りタイヤにおいて、前記第１プライは、タイヤ半径方向外側の第１外端を含み、前記折返し部は、タイヤ半径方向外側の折返し外端を含み、前記第１外端は、前記折返し外端よりもタイヤ半径方向外側に位置するのが望ましい。

本発明の空気入りタイヤにおいて、前記第２プライは、タイヤ半径方向外側の第２外端を含み、前記第２外端は、前記第１外端よりもタイヤ半径方向外側に位置するのが望ましい。

本発明の空気入りタイヤにおいて、前記第１の有機繊維コードは、タイヤ放射方向に対して傾斜しており、前記第２の有機繊維コードは、タイヤ放射方向に対して前記第１の有機繊維コードとは逆方向に傾斜しているのが望ましい。

本発明は、生タイヤを形成する成形工程を含む空気入りタイヤの製造方法であって、前記成形工程は、前記生タイヤを構成する構成部材を準備する準備工程と、前記構成部材を順次配置する配置工程とを含み、前記準備工程は、カーカスを構成する少なくとも１枚のカーカスプライと、第１補強層を構成する第１の有機繊維コードが並列された第１プライと、第２補強層を構成する第２の有機繊維コードが並列された第２プライと、ビードエーペックスゴムが固着されたビードコアとを準備し、前記配置工程は、前記第２プライと前記カーカスプライと前記ビードコアとをこの順で配置し、前記第１プライは、前記準備工程において、前記ビードエーペックスゴムに固着されていることを特徴とする。

本発明の空気入りタイヤにおいて、ビード部は、第１の有機繊維コードの層を備えた第１プライを有する第１補強層と、第２の有機繊維コードの層を備えた第２プライを有する第２補強層と、ビードコアからタイヤ半径方向外側に延びるビードエーペックスゴムとを含んでいる。このような空気入りタイヤは、第１補強層と第２補強層とによりビード部を補強することで、ビード部の損傷を低減し、耐久性を向上させることができる。

本発明の空気入りタイヤにおいて、第１プライは、少なくとも一部が折返し部とビードエーペックスゴムとの間に配され、第２プライは、少なくとも一部が前記折返し部よりもタイヤ軸方向外側に配されている。このような空気入りタイヤは、折返し部を第１プライと第２プライとで挟み込むことで、折返し部を起点とする破損を抑制し、空気入りタイヤの耐久性をより向上させることができる。

また、この空気入りタイヤは、第１プライを予めビードエーペックスゴムに固着することができるので、ビード部の成形工程において、第２プライのみを貼り付ければよく、生産性を向上させることができる。このため、本発明の空気入りタイヤは、耐久性と生産性とを高次元で両立することができる。

本発明の空気入りタイヤの一実施形態を示す断面図である。 ビード部の断面図である。 ビード部の側面模式図である。 空気入りタイヤの製造方法を示すフローチャートである。 成形工程のフローチャートである。

以下、本発明の実施の一形態が図面に基づき説明される。
図１には、本実施形態の空気入りタイヤ（以下、単に「タイヤ」ということがある。）１の正規状態における回転軸を含むタイヤ子午線断面図が示されている。本実施形態のタイヤ１は、トラックやバス等に装着される重荷重用タイヤとして好適に用いられる。タイヤ１は、重荷重用タイヤに特定されるものではなく、例えば、乗用車用タイヤに用いられてもよい。

ここで、「正規状態」とは、タイヤ１が正規リムＲにリム組みされ、かつ、正規内圧に調整された無負荷の状態である。以下、特に言及しない場合、タイヤ１の各部の寸法等は、この正規状態で測定された値である。

「正規リム」は、タイヤ１が基づいている規格を含む規格体系において、当該規格がタイヤ毎に定めているリムであり、例えばＪＡＴＭＡであれば "標準リム" 、ＴＲＡであれば "Design Rim" 、ＥＴＲＴＯであれば "Measuring Rim" である。

「正規内圧」は、タイヤ１が基づいている規格を含む規格体系において、各規格がタイヤ毎に定めている空気圧であり、ＪＡＴＭＡであれば "最高空気圧" 、ＴＲＡであれば表 "TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES" に記載の最大値、ＥＴＲＴＯであれば "INFLATION PRESSURE" である。

図１に示されるように、本実施形態のタイヤ１は、トレッド部２からサイドウォール部３を経てビード部４のビードコア５に至るトロイド状のカーカス６を有している。カーカス６は、少なくとも１枚、本実施形態では１枚のカーカスプライ６Ａを有している。

図２は、ビード部４の断面図である。図１及び図２に示されるように、カーカスプライ６Ａは、本体部６ａと折返し部６ｂとを含むのが望ましい。本実施形態の本体部６ａは、トレッド部２からサイドウォール部３を経てビード部４のビードコア５に至っている。折返し部６ｂは、本体部６ａに連なりかつビードコア５の回りをタイヤ軸方向内側から外側に折り返されるのが望ましい。折返し部６ｂは、例えば、タイヤ半径方向外側の折返し外端６ｃを含んでいる。

図３は、ビード部４の側面模式図である。図３に示されるように、カーカスプライ６Ａは、好ましくは、スチール製のカーカスコードｃ１がタイヤ放射方向に対して０～２０度の角度θ１で並列されている。このようなカーカスプライ６Ａを有するタイヤ１は、転がり抵抗が小さく、車両の低燃費に貢献し得る。

図１に示されるように、カーカス６の半径方向外側かつトレッド部２の内部には、ベルト層７が配されるのが望ましい。ベルト層７は、少なくとも１枚、本実施形態では４枚のベルトプライ７Ａ～７Ｄを有している。各ベルトプライ７Ａ～７Ｄは、例えば、スチール製のベルトコードがタイヤ周方向に並列されている。

本実施形態のビード部４は、ビードコア５からタイヤ半径方向外側に向かって先細状に延びるビードエーペックスゴム８を含んでいる。ビードエーペックスゴム８は、少なくとも一部が本体部６ａと折返し部６ｂとの間に配されるのが望ましい。

図２及び図３に示されるように、本実施形態のビード部４は、ビード部４を補強するための第１補強層９と第２補強層１０とを含んでいる。第１補強層９は、例えば、第１の有機繊維コードｃ２が並列された第１プライ９Ａを有している。第２補強層１０は、例えば、第２の有機繊維コードｃ３が並列された第２プライ１０Ａを有している。このようなタイヤ１は、第１補強層９と第２補強層１０とによりビード部４を補強することで、ビード部４の損傷を低減し、耐久性を向上させることができる。

図１及び図２に示されるように、本実施形態の第１プライ９Ａは、少なくとも一部が折返し部６ｂとビードエーペックスゴム８との間に配されている。このような第１プライ９Ａは、折返し部６ｂの変形を抑制し、折返し部６ｂ近傍での発熱を抑制することができる。

本実施形態の第２プライ１０Ａは、少なくとも一部が折返し部６ｂよりもタイヤ軸方向外側に配されている。このようなタイヤ１は、折返し部６ｂを第１プライ９Ａと第２プライ１０Ａとで挟み込むことで、折返し部６ｂの折返し外端６ｃを起点とする破損を抑制し、タイヤ１の耐久性をより向上させることができる。

また、このタイヤ１は、第１プライ９Ａを予めビードエーペックスゴム８に固着することができるので、詳細は後述するように、ビード部４の成形工程Ｓ１（図４に示す）において、第２プライ１０Ａのみを貼り付ければよく、生産性を向上させることができる。このため、本実施形態のタイヤ１は、耐久性と生産性とを高次元で両立することができる。

より好ましい態様として、ビードコア５は、略六角形状の断面形状を有している。ビードコア５は、タイヤ軸方向外側のビードコア外端５ａを含むのが望ましい。このようなビードコア５は、大きい負荷が作用したときにも変形を抑制し、ビード部４の耐久性を向上させることができる。

ビードエーペックスゴム８のタイヤ半径方向外側のエーペックス外端８ａは、例えば、折返し外端６ｃよりもタイヤ半径方向外側に位置している。このようなビードエーペックスゴム８は、折返し部６ｂに作用するせん断応力を緩和し、ビード部４の耐久性を向上させることができる。

ビードエーペックスゴム８は、例えば、ビードコア５に固着された内エーペックス８Ａと、内エーペックス８Ａのタイヤ半径方向外側に配された外エーペックス８Ｂとを含んでいる。外エーペックス８Ｂは、内エーペックス８Ａよりも弾性率の小さいゴムにより形成されるのが望ましい。このようなビードエーペックスゴム８は、内エーペックス８Ａによりビード部４の剛性を維持しつつ、外エーペックス８Ｂにより折返し部６ｂに作用するせん断応力を効果的に緩和することができる。

図２に示されるように、本実施形態の第１プライ９Ａは、タイヤ半径方向内側の第１内端９ａと、タイヤ半径方向外側の第１外端９ｂとを含んでいる。第１プライ９Ａは、第１内端９ａから第１外端９ｂまで、その全体がビードエーペックスゴム８に接して配されるのが望ましい。このような第１プライ９Ａは、予めビードエーペックスゴム８に固着することが容易であり、タイヤ１の生産性をより向上させることができる。

第１内端９ａは、ビードコア外端５ａよりもタイヤ半径方向外側に位置するのが望ましい。このようなビード部４は、ビードコア外端５ａのタイヤ軸方向外側の厚さを低減することができ、ユニフォミティに優れたタイヤ１を形成することができる。

第１外端９ｂは、折返し外端６ｃよりもタイヤ半径方向外側に位置するのが望ましい。このようなビード部４は、第１プライ９Ａにより折返し部６ｂの変形が抑制され、折返し部６ｂ近傍での発熱を抑制することができる。

本実施形態の第２プライ１０Ａは、タイヤ半径方向内側の第２内端１０ａと、タイヤ半径方向外側の第２外端１０ｂとを含んでいる。第２内端１０ａは、ビードコア５よりもタイヤ半径方向内側に位置するのが望ましい。また、第２外端１０ｂは、第１外端９ｂよりもタイヤ半径方向外側に位置するのが望ましい。このような第２プライ１０Ａは、ビード部４のタイヤ半径方向外側の全体を保護することができ、ビード部４での発熱を抑制することができる。

図２及び図３に示されるように、本実施形態のビード部４は、スチールコードｃ４が並列された第３プライ１１Ａを有する第３補強層１１を含んでいる。このような第３補強層１１は、ビード部４の曲げ剛性を高め、ビードコア５を支点としたビード部４のタイヤ軸方向外側への変形を効果的に抑制することができる。

図２に示されるように、第３プライ１１Ａは、例えば、タイヤ子午線断面において、タイヤ半径方向外側に開いた略Ｕ字状に形成されている。本実施形態の第３プライ１１Ａは、タイヤ軸方向外側に位置する第３外側部１１ａを有している。第３プライ１１Ａの第３外側部１１ａは、少なくとも一部が第１プライ９Ａと第２プライ１０Ａとの間に配されるのが望ましい。このようなビード部４は、第３外側部１１ａを起点とする破損を抑制し、タイヤ１の耐久性をより向上させることができる。

図３に示されるように、カーカスプライ６Ａのカーカスコードｃ１は、好ましくは、タイヤ放射方向に対して０～２０°の角度θ１で配されている。このようなカーカスプライ６Ａを有するタイヤ１は、転がり抵抗が小さく、車両の低燃費性能に貢献し得る。

第１プライ９Ａの第１の有機繊維コードｃ２は、好ましくは、タイヤ放射方向に対して４０～８０°の角度θ２で傾斜している。また、第２プライ１０Ａの第２の有機繊維コードｃ３は、好ましくは、タイヤ放射方向に対して４０～８０°の角度θ３で、第１の有機繊維コードｃ２とは逆方向に傾斜している。第２の有機繊維コードｃ３の角度θ３は、第１の有機繊維コードｃ２の角度θ２に略等しいのが望ましい。このような第１プライ９Ａ及び第２プライ１０Ａは、互いに補完して、カーカスプライ６Ａに作用する引張り力を抑制することができる。

第３プライ１１Ａのスチールコードｃ４は、好ましくは、タイヤ放射方向に対して３０～７０°の角度θ４で傾斜している。スチールコードｃ４の角度θ４は、第１の有機繊維コードｃ２の角度θ２及び第２の有機繊維コードｃ３の角度θ３よりも小さいのが望ましい。このような第３プライ１１Ａは、スチールコードｃ４がカーカスコードｃ１及び各有機繊維コードｃ２、ｃ３と交差するので、ビード部４を効果的に補強することができる。

次に、図１～図３を参酌しつつ、本実施形態のタイヤ１の製造方法が説明される。
図４は、本実施形態のタイヤ１の製造方法を示すフローチャートである。図４に示されるように、本実施形態のタイヤ１の製造方法は、生タイヤを形成する成形工程Ｓ１と、形成された生タイヤを加硫成形する加硫工程Ｓ２とを少なくとも含んでいる。加硫工程Ｓ２は、従来周知の方法が適宜採用され得る。

図５は、成形工程Ｓ１のフローチャートである。図５に示されるように、本実施形態の成形工程Ｓ１は、生タイヤを構成する構成部材を準備する準備工程Ｓ１１と、構成部材を順次配置する配置工程Ｓ１２と、配置された構成部材をタイヤ１の形状に変形させる変形工程Ｓ１３とを含んでいる。

準備工程Ｓ１１は、例えば、カーカス６を構成する少なくとも１枚のカーカスプライ６Ａと、第１補強層９を構成する第１プライ９Ａと、第２補強層１０を構成する第２プライ１０Ａと、ビードエーペックスゴム８が固着されたビードコア５とを準備する。本実施形態の第１プライ９Ａは、第１の有機繊維コードｃ２が並列されており、第２プライ１０Ａは、第２の有機繊維コードｃ３が並列されている。

準備工程Ｓ１１では、第１プライ９Ａがビードエーペックスゴム８に固着されるのが望ましい。このような準備工程Ｓ１１は、ビードコア５、ビードエーペックスゴム８及び第１プライ９Ａを１つの部材として準備することができ、タイヤ１の生産性を向上させることができる。

配置工程Ｓ１２は、第２プライ１０Ａとカーカスプライ６Ａとビードコア５とをこの順で配置するのが望ましい。このような配置工程Ｓ１２は、ビード部４の構成部材として３つの部材のみを配置すればよく、タイヤ１の生産性をより向上させることができる。

変形工程Ｓ１３は、例えば、カーカスプライ６Ａの折返し部６ｂを形成するとともに、トレッド部２及びサイドウォール部３を形成する。変形工程Ｓ１３は、従来周知の方法が適宜採用され得る。このような変形工程Ｓ１３は、生タイヤをタイヤ１の最終形状に近似する形状に変形することができる。

以上、本発明の特に好ましい実施形態について詳述したが、本発明は、上述の実施形態に限定されることなく、種々の態様に変形して実施され得る。

図１～図３の基本構造を有する重荷重用タイヤが試作された。比較例として、第１プライ及び第２プライが共にタイヤ軸方向外側に配された重荷重用タイヤが試作された。これらの重荷重用タイヤの試作時の生産性及び試作された重荷重用タイヤの耐久性がテストされた。各重荷重用タイヤの共通仕様及びテスト方法は、以下のとおりである。

＜共通仕様＞
タイヤサイズ：２９５／８０Ｒ２２．５
リムサイズ：２２．５×９．００
タイヤ内圧：８５０ｋＰａ

＜生産性＞
各重荷重用タイヤの成形工程に要する時間が計測された。結果は、比較例を１００とする指数で表され、数値が大きいほど、成形工程に要する時間が短く、生産性に優れていることを示す。

＜耐久性＞
各重荷重用タイヤが装着された大型トラックに規定荷重を積載してテストコースを走行させ、ビード部に損傷が発生するまでの走行距離が計測された。結果は、３万ｋｍ走行時に損傷がなかったときを１００とする指数で示され、数値が大きいほど、耐久性に優れていることを示す。

テストの結果は以下のとおりである。
生産性 ／ 耐久性
比較例 １００ ／ １００
実施例 １０８ ／ １００

テストの結果、実施例の重荷重用タイヤは、比較例と同等の耐久性を維持しつつ、生産性が向上しており、耐久性と生産性とを高次元で両立し得ることが確認された。

２ トレッド部
３ サイドウォール部
４ ビード部
５ ビードコア
６ カーカス
６Ａ カーカスプライ
６ａ 本体部
６ｂ 折返し部
８ ビードエーペックスゴム
９ 第１補強層
９Ａ 第１プライ
１０ 第２補強層
１０Ａ 第２プライ

Claims (7)

1. カーカスを有する空気入りタイヤであって、
   前記カーカスは、トレッド部からサイドウォール部を経てビード部のビードコアに至る本体部と、前記本体部に連なりかつ前記ビードコアの回りをタイヤ軸方向内側から外側に折り返す折返し部とを含む少なくとも１枚のカーカスプライを有し、
   前記ビード部は、第１の有機繊維コードがタイヤ放射方向に対して角度θ２で傾斜して並列された第１プライを有する第１補強層と、第２の有機繊維コードがタイヤ放射方向に対して角度θ３で傾斜して並列された第２プライを有する第２補強層と、前記ビードコアからタイヤ半径方向外側に延びるビードエーペックスゴムとを含み、
   前記第１プライは、少なくとも一部が前記折返し部と前記ビードエーペックスゴムとの間に配され、
   前記第２プライは、少なくとも一部が前記折返し部よりもタイヤ軸方向外側に配され、
   前記ビード部は、スチールコードがタイヤ放射方向に対して角度θ４で並列された第３プライを有する第３補強層を含み、
   前記第３プライは、少なくとも一部が前記第１プライと前記第２プライとの間に配され、
   前記第３プライの前記スチールコードの前記角度θ４は、前記第１の有機繊維コードの前記角度θ２及び前記第２の有機繊維コードの前記角度θ３よりも小さい、
   空気入りタイヤ。
2. 前記第１プライは、その全体が前記ビードエーペックスゴムに接して配される、請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 前記第１プライは、タイヤ半径方向内側の第１内端を含み、
   前記ビードコアは、タイヤ軸方向外側のビードコア外端を含み、
   前記第１内端は、前記ビードコア外端よりもタイヤ半径方向外側に位置する、請求項１又は２に記載の空気入りタイヤ。
4. 前記第１プライは、タイヤ半径方向外側の第１外端を含み、
   前記折返し部は、タイヤ半径方向外側の折返し外端を含み、
   前記第１外端は、前記折返し外端よりもタイヤ半径方向外側に位置する、請求項１ないし３のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
5. 前記第２プライは、タイヤ半径方向外側の第２外端を含み、
   前記第２外端は、前記第１外端よりもタイヤ半径方向外側に位置する、請求項４に記載の空気入りタイヤ。
6. 前記第１の有機繊維コードは、タイヤ放射方向に対して傾斜しており、
   前記第２の有機繊維コードは、タイヤ放射方向に対して前記第１の有機繊維コードとは逆方向に傾斜している、請求項１ないし５のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
7. 生タイヤを形成する成形工程を含む空気入りタイヤの製造方法であって、
   前記成形工程は、前記生タイヤを構成する構成部材を準備する準備工程と、前記構成部材を順次配置する配置工程と、前記構成部材をタイヤの形状に変形させる変形工程とを含み、
   前記準備工程は、カーカスを構成する少なくとも１枚のカーカスプライと、第１補強層を構成する第１の有機繊維コードが並列された第１プライと、第２補強層を構成する第２の有機繊維コードが並列された第２プライと、ビードエーペックスゴムが固着されたビードコアとを準備する工程であって、前記第１プライは、この準備工程において、予め前記ビードエーペックスゴムに固着されており、
   前記配置工程は、前記第２プライと前記カーカスプライと前記ビードコアとをこの順で配置し、
   前記変形工程は、前記カーカスプライを前記ビードコアの回りでタイヤ軸方向内側から外側に折り返して折返し部を形成して、前記第１プライの少なくとも一部を前記折返し部と前記ビードエーペックスゴムとの間に配置する、
   空気入りタイヤの製造方法。

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