JP2001310396A - 空気入りタイヤの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 トレッドゴム中の短繊維をタイヤ半径方向に
容易に配向しうる空気入りタイヤの製造方法を提供す
る。 【解決手段】 短繊維ｆを含む未加硫のゴム材料Ｍを押
出して前記短繊維ｆを実質的に前記押出し方向に配向し
たゴムシートＳを成形する。このゴムシートＳに、前記
押出し方向と略直角かつゴムシートＳの厚さ方向に該厚
さよりも小深さの切り込み１０を該ゴムシートＳの一方
の面Ｓａと他方の面Ｓｂとに交互に形成する。また前記
ゴムシートＳを前記切り込み１０を広げる向きに折り曲
げて前記一方の面Ｓａと他方の面Ｓｂとを交互に重ねて
積層する。これにより短繊維ｆが厚さ方向に配向された
生トレッドゴム体を形成する。この生トレッドゴム体を
用いて前記短繊維ｆが略タイヤ半径方向に配向された生
カバーを形成しかつ加硫する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、トレッドゴムにタ
イヤ半径方向に配向された短繊維を含む空気入りタイヤ
を好適に製造しうる空気入りタイヤの製造方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】近年、
氷雪路を走行するスタッドレスタイヤでは、氷上性能を
向上させるために、路面掘り起こし摩擦や粘着摩擦を増
加させる必要があり、従来から、トレッドゴムの氷路面
に対する摩擦係数を上げる種々の研究が試みられてい
る。その一つとして、トレッドゴム中に短繊維を配合す
ることが提案されている。また、トレッドゴム中の短繊
維をタイヤ半径方向に沿って配向させておくと、短繊維
による路面掘り起こし能力が高まり、より高い摩擦力が
得られることが知られている。

【０００３】ところで、図１１に示すように、トレッド
ゴムｇは、通常、カレンダーロールや押出し機によって
帯状に連続して押出し成形される。そのため、流動性を
有するゴム中に配合された短繊維ｆは、ゴムの流れ方向
に従ってその大部分が押出し方向（タイヤ周方向）に沿
って配向されてしまう。このような、トレッドゴムをそ
のまま用いてタイヤを製造した場合、短繊維はトレッド
ゴムのタイヤ周方向に沿って配向されてしまい、上述の
高い路面掘り起こし能力を十分発揮することができな
い。

【０００４】本発明は、以上のような問題点に鑑み案出
なされたもので、短繊維を含む未加硫のゴム材料を押出
して短繊維を実質的に押出し方向に配向したゴムシート
を成形するとともに、このゴムシートに、前記押出し方
向と略直角かつゴムシートの厚さ方向に該厚さよりも小
深さの切り込みを該ゴムシートの一方の面と他方の面と
に交互に形成し、この切り込みを広げる向きに折り曲げ
て前記一方の面と他方の面とを交互に重ねて積層するこ
とにより、前記短繊維が厚さ方向に配向された生トレッ
ドゴム体を形成する工程を含むことを基本として、トレ
ッドゴム中に短繊維がタイヤ半径方向に配向された空気
入りタイヤを容易に製造しうる空気入りタイヤの製造方
法を提供することを目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明のうち請求項１記
載の発明は、短繊維を含む未加硫のゴム材料を押出して
前記短繊維を実質的に前記押出し方向に配向したゴムシ
ートを成形するとともに、このゴムシートに、前記押出
し方向と略直角かつゴムシートの厚さ方向に該厚さより
も小深さの切り込みを該ゴムシートの一方の面と他方の
面とに交互に形成する工程と、前記ゴムシートを前記切
り込みを広げる向きに折り曲げて前記一方の面と他方の
面とを交互に重ねて積層することにより、前記短繊維が
厚さ方向に配向された生トレッドゴム体を形成する工程
と、この生トレッドゴム体を用いて前記短繊維が略タイ
ヤ半径方向に配向された生カバーを形成しかつ加硫する
工程とを含むことを特徴とする空気入りタイヤの製造方
法である。

【０００６】前記ゴム材料は、例えばゴム成分１００重
量部に対して０．５〜２０重量部の短繊維を含むことが
望ましい。また前記切り込みは、その切り込み深さＤが
前記ゴムシートの厚さｔの４０〜９５％であることが望
ましい。さらに前記一方の面に形成される切り込みは、
他方の面の切り込みとの間で前記トレッドゴム体の厚さ
と略等しいピッチを隔てることが望ましい。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下本発明の実施の一形態を図面
に基づき説明する。本発明の空気入りタイヤの製造方法
では、図１に示すような空気入りタイヤを製造すること
ができる。図において、空気入りタイヤ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に至るカーカス６と、このカーカス６のタイヤ半
径方向外側かつトレッド部２の内部に配されたベルト層
７とを具えた乗用車用のものを例示している。

【０００８】前記カーカス６は、カーカスコードをタイ
ヤ赤道Ｃに対して７５゜〜９０゜の角度で配列したラジ
アル構造の１枚以上、本例では１枚のカーカスプライ６
Ａから構成されている。前記カーカスコードは、本例で
はポリエステルコードが採用されるが、これ以外にもナ
イロン、レーヨンなどの有機繊維コード、さらにはタイ
ヤの種類に応じてアラミドコードやスチールコードをも
採用しうる。またカーカスプライ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に至る本体部６ａと、この本体部６ａからのびて前記
ビードコア５の廻りで折り返される折返し部６ｂとを有
し、前記本体部６ａと折返し部６ｂとの間には、前記ビ
ードコア５からタイヤ半径方向外側にのびかつ硬質ゴム
からなるビードエーペックス８を充たしてビード部４を
補強する。

【０００９】前記ベルト層７は、高弾性のコードをタイ
ヤ赤道に対して１０〜４５°の小角度で傾けて配列した
少なくとも２枚、本例では内、外２枚のベルトプライ７
Ａ、７Ｂを前記コードが互いに交差する向きに重ね合わ
せて構成し前記カーカス６をタガ締めしている。前記コ
ードは、本例ではスチールコードを採用しているが、ア
ラミド、レーヨン等の他の高弾性の有機繊維コードも必
要に応じて用いることができる。

【００１０】前記ベルト層７のタイヤ半径方向外側には
トレッド面２ａをなすトレッドゴム９が配置されてい
る。このトレッドゴム９は、本例ではタイヤ半径方向内
側に配されたベースゴム部９ａと、このベースゴム部９
ａの外側に配されたキャップゴム部９ｂとを含むととも
に、ベースゴム部９ａ、キャップゴム部９ｂのタイヤ軸
方向の側縁に配された断面略三角形状のウイングゴム部
９ｃを含むものが例示される。

【００１１】本例の空気入りタイヤ１は、前記ベースゴ
ム部９ａが短繊維を含まないゴム材料にて構成されてい
る。また前記キャップゴム部９ｂは、短繊維ｆを含むゴ
ム材料を用いて形成されるとともに、その短繊維ｆは略
タイヤ半径方向に配向されている。このような空気入り
タイヤでは、走行によりトレッド面２ａのゴム表面が薄
く摩耗しその表面に摩耗速度がゴムよりも遅い短繊維ｆ
の端面が小長さで髭状に露出する。この短繊維ｆが路面
と接地しかつ路面を掘り起こす働きをなすため、特に滑
りやすい氷路面での摩擦係数が高められ走行性能の大幅
な向上が期待できる。また短繊維ｆは、路面の細かな凹
凸に追随する柔らかさを保持でき、粘着・凝着摩擦を改
善できる。

【００１２】さらに短繊維ｆを上述のように配向したこ
とにより、接地圧が短繊維ｆの長手方向に作用するた
め、この短繊維ｆにより接地面内には局部的に接地圧が
高い部分が疎らに作り出される。従って、例えばタイヤ
空転時などに氷路面とトレッド面との間に発生する水膜
を押しのけるなどワイピング効果が生じ、粘着・凝着摩
擦をさらに改善するとともに、路面引っ掻き・掘りおこ
し摩擦力をも同時に向上させることが可能となる。なお
「短繊維が略タイヤ半径方向に配向される」とは、短繊
維ｆの実質的な長手方向がタイヤ半径方向に完全に沿う
場合の他、前記短繊維ｆの長手方向とタイヤ半径方向線
とのなす角度が３０度以下である状態を含むものとす
る。

【００１３】次にこのような空気入りタイヤの製造方法
について説明する。本実施形態では、図２に示すよう
に、先ず短繊維ｆを含む未加硫のゴム材料Ｍを、例えば
一対の上、下のローラＲ１、Ｒ２を有するロール押出装
置Ａを用いて押出し成形している。これにより、前記ゴ
ム材料Ｍ中に含まれる短繊維ｆを実質的に前記押出し方
向に配向させた小厚さのゴムシートＳが成形できる。

【００１４】前記ゴム材料Ｍは、例えばゴム成分１００
重量部に対して短繊維ｆを０．５〜２０重量部を配合す
ることが望ましく、その他適宜必要な添加剤、加硫促進
剤などの薬品が合わせて配合され混練される。前記ゴム
成分としては、ジエン系ゴムが好ましく、例えば天然ゴ
ム、イソプレンゴム、スチレンブタジエンゴム、ブタジ
エンゴム、クロロプレンゴム、アクリロニトリルブタジ
エンゴムなどの１種又は２種以上をブレンドして用いる
ことができる。

【００１５】また前記短繊維ｆとしては、有機物又は無
機物のいずれでも構わないが、路面を傷つける恐れがな
く、かつゴムとの摩耗速度の差が比較的小さいカーボン
ファイバ、グラスファイバ等の非金属の短繊維ｆを使用
することが、氷路面に対する優れた接地性を確保する上
でも好ましいものとなる。特に前記グラスファイバーま
たはカーポンファイバーは、ゴムを混練りする過程で適
度な長さに折れて短くなるため、ゴム中に均一に分散お
よび配向させやすい点でも好ましい。

【００１６】なお前記短繊維ｆの配合量が、ゴム成分１
００重量部に対して２０重量部を超えるとゴムとの接着
力が低下したり、またトレッドゴムが硬くなるなどの傾
向があり、逆に０．５重量部未満ではトレッド面２ａに
十分な路面引っ掻き効果を付与できなくなる傾向があ
る。より好ましくは短繊維ｆの配合量が、ゴム成分１０
０重量部に対して１〜１０重量部となるように配合す
る。

【００１７】また前記短繊維ｆは、例えばその平均織維
径が１〜１００μｍ、好ましくは３〜５０μｍの範囲に
属するものが好ましく、かつ短繊維ｆの平均繊維長さ
は、例えば０．１〜５．０mm、より好ましくは０．１〜
２．０mm程度とするのが望ましい。前記平均繊維径が１
μｍ未満又は前記短繊維の平均繊維長さが０．１mm未満
であると、短繊維の強度が不足したりまた長さが短すぎ
て氷路での路面掻き取り効果を十分に発揮し得ない傾向
があり、逆に前記平均繊維径が１００μｍを超えたり又
は平均繊維長さが５．０mmを超えると、短繊維自体の剛
性が過大となったり、さらには形状が長くなりすぎてゴ
ムとの接着性が低下し加硫後に亀裂等が生じやすくな
る。

【００１８】また前記ゴムシートＳの厚さｔ、巾（図示
省略）などは必要に応じ種々定めることができるが、本
例ではゴムシートＳの厚さｔを１．５mm、巾（押出し方
向と直角な巾）を３００mmとしたものを例示している。
なおゴムシートＳの厚さｔの調節には、上、下のローラ
Ｒ１、Ｒ２の間隙を変えることなどにより容易に行うこ
とができる。

【００１９】次に本実施形態では、切り込み形成装置Ｂ
を用いて前記ゴムシートＳに、前記押出し方向と略直角
かつゴムシートＳの厚さ方向に該厚さよりも小深さの切
り込み１０を該ゴムシートＳの一方の面Ｓａ（図２では
上面）と他方の面Ｓｂ（図２では下面）とに交互に形成
する工程を行う。前記切り込み形成装置Ｂは、本例では
ゴムシートＳの前記一方の面Ｓａに切り込み１０ａを形
成しうる第１の切り込み具１２と、前記ゴムシートＳの
前記他方の面Ｓｂに切り込み１０ｂを形成しうる第２の
切り込み具１３とを含んで構成されている。

【００２０】前記第１、第２の切り込み具１２、１３
は、本例では前記押出し方向に並んで配されるととも
に、前記ゴムシートＳの巾方向にのびかつ図示しないア
クチュエータ等により上下に移動制御可能に配された切
刃１２ａ、１３ａと、この各切刃１２ａ、１３ａとはゴ
ムシートＳを介して反対側に位置する受けローラ１２
ｂ、１３ｂとを具えたものを例示する。このような切り
込み具１２、１３は、押出し方向に送給されてくるゴム
シートＳの一方の面、他方の面に切刃１２ａ、１３ａを
押圧し、受けローラ１２ｂ、１３ｂとの間でゴムシート
を挟むことで所定深さの切り込み１０を形成できる。ま
た図２、図３に示す如く、前記ゴムシートＳには、押出
し方向と略直角かつゴムシートＳの厚さ方向に該厚さよ
りも小深さの切り込み１０を該ゴムシートＳの一方の面
Ｓａと他方の面Ｓｂとに交互に順次形成する。

【００２１】次に本実施形態では、前記切り込み１０を
形成したゴムシートＳを、図４、図５に示すように、該
切り込み１０を広げる向きに折り曲げて前記一方の面Ｓ
ａと他方の面Ｓｂとを交互に重ねて積層する。前記ゴム
シートＳの切り込み１０は、押出し方向で隣り合う切り
込み１０ａ、１０ｂが互いにゴムシートＳの異なる面に
形成されているため、前記切り込み１０ａ、１０ｂを広
げる向きにゴムシートＳを折り曲げると、該ゴムシート
Ｓの一方の面Ｓａを基準とした場合、いわゆる山折り、
谷折りを交互に繰り返しながら積層できる。このような
折り曲げかつ積層を行うことにより、図４、図５に示し
た如く、押出し方向に短繊維を配向したゴムシートＳか
ら、前記短繊維ｆが厚さＴの方向に配向された生トレッ
ドゴム体Ｇを形成することができる。

【００２２】ここで、前記切り込み１０の切り込み深さ
Ｄ（図３に示す）が深すぎると、その折り曲げ時にゴム
シートＳが切れやすくなり、逆に前記切り込み深さＤが
小さすぎるとゴムシートＳを折り曲げ難くし精度良く折
り曲げが行えないなど生産性が低下する傾向がある。こ
のような観点より、前記切り込み深さＤは、前記ゴムシ
ートの厚さｔの例えば４０〜９５％、より好ましくは５
０〜８０％とすることが望ましい。このような切り込み
深さの調節は、前記切り込み形成装置Ｂの切刃１２ａ、
１３ａのゴムシートＳへの押し込み深さを変えることに
より容易に行うことができる。

【００２３】また図４、図５から明らかなように、ゴム
シートＳの前記一方の面Ｓａに形成される切り込み１０
ａは、他方の面Ｓｂの切り込み１０ｂとの間で前記トレ
ッドゴム体の厚さＴと略等しいピッチＰを隔てておくこ
とが望ましいことが分かる。すなわち、切り込み１０の
前記ピッチＰを適宜調節することにより、このピッチＰ
に略等しい厚さＴの生トレッドゴム体Ｇを製造すること
ができる。またこのような切り込み１０ａ、１０ｂのピ
ッチＰは、例えば図２に示す如く、ゴムシートＳが送給
される速度を検知しうる送り速度センサ１３を設け、こ
のセンサ１３からの検知信号に基づいて切刃１２ａ、１
３ａによるゴムシートＳへの押圧の間隔を調節すること
などにより容易に行うことができる。

【００２４】またこのようなピッチＰは、一定であって
も良いが、図６（Ａ）に示すように、ピッチＰ１からピ
ッチＰ２へ変化させることもできる。この場合、同図
（Ｂ）に示すように、生トレッドゴム体Ｇに、予めトレ
ッド面２ａに形成される溝に近似した段差１７を形成し
ておくこともできる。

【００２５】次に、このような生トレッドゴム体Ｇを用
いて前記短繊維ｆが略タイヤ半径方向に配向された生カ
バーを形成しかつ加硫する工程を行う。生トレッドゴム
体Ｇは、単独で用いても良いが、本例では図７に示すよ
うに、キャップゴム部９ｂをなすとともに、ベースゴム
部９ａと、ウイングゴム部９ｃ、アンダートレッドゴム
９ｄなどと予め合わせて帯状のトレッドゴム部材ＴＧを
形成しこれをタイヤの生カバーの成形に用いたものを例
示する。なお図８のようにトレッドゴム部材ＴＧを形成
することもできる。また生カバーの形成は、例えば図９
（Ａ）、（Ｂ）に示す如く、円筒状をなす成型用ドラム
Ｋにカーカスプライ６Ａを巻き付け、ビードコア５、ビ
ードエーペックス８などを装着する。その後に、カーカ
スプライ６Ａの両端を折り返し、サイドウォールゴムＳ
Ｇを張りつけする。しかる後、図９（Ｂ）に示すよう
に、ビード部４の間隔を狭めつつ、タイヤの内腔側から
ブラダなどの膨張体ｊでカーカスプライ６Ａをトロイド
状に膨張変形させつつ、リング状に形成されたベルトプ
ライ７Ａ、７Ｂ、トレッドゴム部材ＴＧと合体され、タ
イヤの生カバーが形成される。

【００２６】そして、これを金型で加硫することによ
り、図１に示したような空気入りタイヤ１を製造するこ
とができる。なお生トレッドゴム体Ｇは、前記ゴムシー
トＳの折り曲げの軸線（すなわち切り込みの長手方向）
３０が図５に示したようにタイヤ周方向に沿ってのびる
ように用いても良いし、また図１０に示すように、前記
軸線がタイヤ軸方向に沿うように用いることでも良い。
前者の場合、比較的巾が大のゴムシートＳを用いる場合
にはそのまま使用しうるが、巾が小のゴムシートＳを用
いたときには、タイヤ周方向に継ぎ合わせてタイヤ１周
分の帯状体を形成することができる。

【００２７】以上本発明の実施形態について説明した
が、本発明は上記の実施形態に限られず種々の形態に変
形し実施することができる。例えば切り込みは、ロール
押出し装置Ａの上、下のローラＲ１、Ｒ２の表面に軸方
向にのびる切刃を一体としたものを用いると、ゴムシー
トＳの押し出し成形と同時に切り込みを形成する工程を
行うことが可能となる。またロール押出し装置Ａに代え
てスクリュー式の押出機を用いても良い。また切り込み
形成装置Ｂは、上記の実施形態に限定されず、上述のよ
うな切り込みを形成できるものであれば、どのような態
様で構成されていても良い。

【００２８】

【実施例】タイヤサイズが１９５／６５Ｒ１５でありか
つ図１に示す構造を具えた乗用車用スタッドレスタイヤ
（実施例品）を本発明の製造方法に従って製造するとと
もに、テスト車両（ＦＲ 排気量約２０００cm³ ）に装
着して外気温−４℃の氷路面上で走行テストを行った。
また短繊維がタイヤ周方向に配向されたタイヤ（比較例
品）についても合わせて試作し、性能を比較した。テス
ト結果などを表１に示す。

【００２９】

【表１】

【００３０】表１において、操縦安定性は、ドライバー
の官能により評価した。またブレーキ性能については、
速度４０km／Ｈからのフルロック制動を行ない車両が呈
するまでの制動距離を測定した。また登坂テストでは、
氷路面の４％勾配の登り坂を登る際の性能をドライバー
の官能により評価している。これらのテストの結果から
実施例品では大幅に氷路での走行性能を高めていること
が確認できる。

【００３１】

【発明の効果】上述したように、本発明では、トレッド
ゴム中で短繊維がタイヤ半径方向に配向することによ
り、氷雪路での走行性能に優れた空気入りタイヤを容易
に製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施形態の製造方法により製造された空気入
りタイヤの断面図である。

【図２】本実施形態の製造方法を説明する概念図であ
る。

【図３】ゴムシートの側面図である。

【図４】ゴムシートを折り曲げて積層する状態を例示す
る側面図である。

【図５】生トレッドゴム体の一例を示す部分斜視図であ
る。

【図６】（Ａ）はゴムシートの他の例を示す側面図、
（Ｂ）はそれを用いた生トレッドゴム体の側面図であ
る。

【図７】生トレッドゴム体を用いたトレッドゴム部材を
例示する断面図である。

【図８】トレッドゴム部材の他の例を示す断面図であ
る。

【図９】（Ａ）、（Ｂ）は生カバー成型工程を示す略図
である。

【図１０】生トレッドゴム体の他の例を示す部分斜視図
である。

【図１１】従来のトレッドゴムを示す略図である。

【符号の説明】

１ 空気入りタイヤ ２ トレッド部 ９ トレッドゴム １０、１０ａ、１０ｂ 切り込み Ｇ 生トレッドゴム体 Ｓ ゴムシート Ｓａ 一方の面 Ｓｂ 他方の面

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） // Ｂ２９Ｋ 105:14 Ｂ２９Ｋ 105:14 Ｆターム(参考） 4F201 AA45 AB25 AE08 AH20 BA03 BC01 BC13 BC21 BM06 BM12 BM13 4F212 AA45 AB25 AE08 AH20 VA10 VA11 VC02 VC12 VC22 VC30 VD03 VD20 VL32 4J002 AC011 AC031 AC061 AC071 AC081 AC091 DA016 DL006 FA046 FD016 GN01

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】短繊維を含む未加硫のゴム材料を押出して
   前記短繊維を実質的に前記押出し方向に配向したゴムシ
   ートを成形するとともに、このゴムシートに、前記押出
   し方向と略直角かつゴムシートの厚さ方向に該厚さより
   も小深さの切り込みを該ゴムシートの一方の面と他方の
   面とに交互に形成する工程と、 前記ゴムシートを前記切り込みを広げる向きに折り曲げ
   て前記一方の面と他方の面とを交互に重ねて積層するこ
   とにより、前記短繊維が厚さ方向に配向された生トレッ
   ドゴム体を形成する工程と、 この生トレッドゴム体を用いて前記短繊維が略タイヤ半
   径方向に配向された生カバーを形成しかつ加硫する工程
   とを含むことを特徴とする空気入りタイヤの製造方法。
2. 【請求項２】前記ゴム材料は、ゴム成分１００重量部に
   対して０．５〜２０重量部の短繊維を含んでなる請求項
   １記載の空気入りタイヤの製造方法。
3. 【請求項３】前記切り込みは、その切り込み深さＤが前
   記ゴムシートの厚さｔの４０〜９５％であることを特徴
   とする請求項１又は２記載の空気入りタイヤの製造方
   法。
4. 【請求項４】前記一方の面に形成される切り込みは、他
   方の面の切り込みとの間で前記トレッドゴム体の厚さと
   略等しいピッチを隔てることを特徴とする請求項１乃至
   ３のいずれかに記載の空気入りタイヤの製造方法。