JP2007069409A - 空気入りタイヤの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】サイドウォール外周壁のリボン界面に起因するクラックの発生を抑制することができる空気入りタイヤの製造方法を提供すること。
【解決手段】円筒状に成形されたカーカスプライ１２の中央部を径方向外側に膨出変形させた状態で、そのカーカスプライ１２の外周側に幅広ゴムリボン１４を周方向に沿って巻き付けてサイドウォールゴム１０を形成する工程を備え、幅広ゴムリボン１４が、タイヤ外側に向かってタイヤ径方向外側にずらしてらせん状に重ねて巻き付けられ、最外に配された幅広ゴムリボン１４ｂのタイヤ径方向内側端がタイヤ最大幅位置ＰＷよりもタイヤ径方向内側に配されるようにした。
【選択図】図２

Description

本発明は、サイドウォール外周壁におけるクラックの発生を抑制することができる空気入りタイヤの製造方法に関する。

一般に、空気入りタイヤの製造方法は、所定の断面形状で押し出して得られたタイヤ用ゴム部材を成形ドラムの外周側に順次貼り付けて積層し、得られた円筒状成形体の中央部を径方向外側に膨出させてトロイダル状に変形させる工程を備える。ところが、かかる方法では、成形ドラム上に貼り付けたときに生じる内外周長差や、その後の膨出変形の影響を受けて、各ゴム部材が位置ずれやジョイント部での形状崩れを起こして、タイヤのユニフォミティが悪化するという問題があった。

そこで、下記特許文献１では、円筒状に成形したカーカスバンドの中央部を膨出変形させた状態で、そのカーカスプライの外周側に未加硫のゴムリボンを巻回し、サイドウォールゴムなどのタイヤ用ゴム部材を形成することが提案されている。この方法によれば、上記の不具合を防止して各ゴム部材を高精度に形成することができ、タイヤのユニフォミティを良好に確保することができる。

しかしながら、上記方法によりサイドウォールゴムを形成した場合、例えば図３に示すように、サイドウォール外周壁３０にゴムリボンの界面が多数形成され、該リボン界面に沿って形成された段差に起因してクラックが発生し易くなることが分かった。特に、タイヤ断面高さが１１０ｍｍ未満の偏平率（タイヤ断面高さ／タイヤ断面幅）が小さい空気入りタイヤでは、走行中にショルダ部３からタイヤ最大幅位置にわたる領域に大きな歪みが作用し、かかる領域でのクラックの発生が顕著であった。

この問題に対処するため、従来よりも幅狭のゴムリボンを用いてサイドウォールゴムを形成し、サイドウォール外周壁に形成される段差を低減する方法が考えられる。しかしながら、かかる方法では、ゴムリボンの巻回数が大幅に増加して成形時間が長くなるため、生産性の低下が避けられないという問題がある。また、下記特許文献２では、クラックの発生が顕著となる領域のサイドウォール外周壁をゴムシートで被覆することが提案されているが、かかる場合には、ゴムシートとサイドウォール外周壁との間の残存エアによって該ゴムシートが剥離し易くなるという問題と、ゴムシートの貼り付けに伴って生産性が低下するという問題がある。
特開２００２−２００６７７号公報 特開２００４−５０９８５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、サイドウォール外周壁のリボン界面に起因して発生するクラックを抑制することができる空気入りタイヤの製造方法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、円筒状に成形されたカーカスプライの中央部を径方向外側に膨出変形させた状態で、そのカーカスプライの外周側に幅広ゴムリボンを周方向に沿って巻き付けてサイドウォールゴムを形成する工程を備え、前記幅広ゴムリボンが、タイヤ外側に向かってタイヤ径方向外側にずらしてらせん状に重ねて巻き付けられ、最外に配された前記幅広ゴムリボンのタイヤ径方向内側端がタイヤ最大幅位置よりもタイヤ径方向内側に配されるものである。

本発明に係る空気入りタイヤの製造方法によれば、サイドウォールゴムを構成する幅広ゴムリボンが、タイヤ外側に向かってタイヤ径方向外側にずらしてらせん状に重ねて巻き付けられ、最外に配された幅広ゴムリボンのタイヤ径方向内側端がタイヤ最大幅位置よりもタイヤ径方向内側に配されることにより、特にショルダ部からタイヤ最大幅位置にわたる領域において、サイドウォール外周壁のリボン界面を低減させることができる。その結果、偏平率が小さい空気入りタイヤにおいても、そのサイドウォール外周壁のリボン界面に起因して発生するクラックを有効に抑制することができる。しかも、膨出変形したカーカスプライの外周側に幅広ゴムリボンを巻き付けることにより、サイドウォールゴムを高精度に形成することができ、タイヤのユニフォミティを良好に確保することができる。

本発明は、特に前記幅広ゴムリボンの巻回数が２〜５周であるものが好ましく、これによりサイドウォール外周壁のリボン界面を効果的に低減することができるとともに、サイドウォールゴムの形成時間を短縮して生産性を向上することができる。

また、本発明で用いられる幅広ゴムリボンは、その幅寸法が２５〜５０ｍｍであることが好ましく、これによりサイドウォール外周壁におけるリボン界面を大幅に低減して、クラックの発生を有効に抑制することができる。即ち、幅広ゴムリボンの幅寸法が２５ｍｍ未満であると、サイドウォール外周壁に形成されるリボン界面が多くなる傾向にあり、上述したクラック抑制効果が小さくなる場合がある。一方、５０ｍｍを超えると、幅広ゴムリボンの重ね代が必要以上に大きくなるサイズができてしまい、不必要に重量やコストを向上させる場合がある。

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に示す空気入りタイヤは、一対のビード部１と、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と、サイドウォール部２の各々のタイヤ径方向外側端にショルダ部３を介して連なるトレッド部４とを備える。ビード部１には、鋼線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されたビードフィラー１ｂとが配設されている。

カーカス層５は、ポリエステル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、本実施形態では一対のビード部１の間に２枚のカーカスプライ１２が架け渡されるように配されている。なお、カーカスプライ１２を構成するコードは、ポリエステルコードに限られず、レーヨンやナイロン、アラミド等の有機系繊維、スチール等も好適に使用できる。

カーカス層５のトレッド部４のタイヤ外側には、たが効果による補強を行うベルト層６が配設されている。本実施形態のベルト層６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なる。ベルト層６のタイヤ外側にはベルト補強層７が配設されており、更にそのタイヤ外側にトレッドゴム１１が配されている。また、カーカス層５のタイヤ内側には、タイヤの内圧を保持するためのインナーライナーゴム８が配設されている。

サイドウォール部２に配されたサイドウォールゴム１０は、帯状の未加硫ゴム組成物からなる幅広ゴムリボン１４をタイヤ周方向に沿って、本実施形態ではらせん状に２周巻き付けてなる。即ち、図１では説明の便宜上、幅広ゴムリボン１４ａと、それに積層された幅広ゴムリボン１４ｂとを区別して記載しているが、これらは連続した１本の幅広ゴムリボン１４である。幅広ゴムリボン１４のうち最外に配された幅広ゴムリボン１４ｂは、そのタイヤ径方向内側端がタイヤ最大幅位置ＰＷよりもタイヤ径方向内側に配されている。なお、タイヤ断面最大幅位置ＰＷとは、タイヤ子午線断面におけるタイヤプロファイルの最大幅位置を意味し、タイヤ外側に膨出するリムプロテクタ９は考慮しないものとする。

次に、上記空気入りタイヤの製造方法について説明する。なお、本発明により製造される空気入りタイヤの構造は上記のものに限られず、本発明は、カーカス層のタイヤ幅方向外側にサイドウォールゴムが配される何れのタイヤの製造にも適用することができる。

まず、図２（ａ）に示すように、インナーライナーゴム８となる所定幅のインナーライナーゴム部材２１と、カーカス層５となる所定幅のカーカスプライ１２とを、１ｓｔ成型ドラム１５の外周に順次巻き付けて円筒状に成形し、その幅方向両側にビード１ａ及びビードフィラー１ｂを外挿する。

次に、得られた円筒状成形体をシェーピングドラム１６に移し、図２（ｂ）に示すように、ベルト層６及びベルト補強層７を構成するベルト部材２２と、トレッドゴム１１となるトレッドゴム部材２３とからなる円筒状の２ｎｄケース２４を、カーカスプライ１２の中央部の外周側に配置する。そして、カーカスプライ１２の中央部を径方向外側に膨出変形させ、その中央部外周を２ｎｄケース２４に圧着する。かかる工程は、例えば、従来公知のビードロック機構により固定した一対のビード１ａを近接変位させながら、インナーライナーゴム部材２１の中央部内周側にエアを供給して内圧により膨張保持させることで円滑に行うことができる。なお、図示していないが、円筒状に成形されたカーカスプライ１２の端部内周側にリムプロテクタ９を構成するゴム部材を配設しておき、カーカスプライ１２の端部と共に巻き返してもよい。

続いて、図２（ｃ）に示すように、膨出変形したカーカスプライ１２の外周側に、幅広ゴムリボン１４を周方向に沿ってらせん状に重ねて巻き付けてサイドウォールゴム１０を形成する。幅広ゴムリボン１４は、タイヤ外側に向かってタイヤ径方向外側にずらして巻き付けられ、最外に配された幅広ゴムリボン１４ｂのタイヤ径方向外側端はショルダ部３近傍に配される。また、その幅広ゴムリボン１４ｂのタイヤ径方向内側端は、タイヤ最大幅位置ＰＷよりもタイヤ径方向内側に配される。これにより、特にショルダ部３からタイヤ最大幅位置ＰＷにわたる領域において、サイドウォール外周壁のリボン界面を低減してクラックを有効に抑制することができる。

本発明は、タイヤ断面高さＨが１１０ｍｍ未満の空気入りタイヤの製造に効果的である。このような偏平率が小さい空気入りタイヤでは、走行中にショルダ部３からタイヤ最大幅位置ＰＷにわたる領域に大きな歪みが作用するが、最外に配された幅広ゴムリボン１４ｂのタイヤ径方向内側端がタイヤ最大幅位置ＰＷよりもタイヤ径方向内側に配されていることにより、上記領域のサイドウォール外周壁が幅広ゴムリボン１４ｂにより形成され、リボン界面を低減してクラックの発生を効果的に抑制することができる。

幅広ゴムリボン１４の幅寸法は２５〜５０ｍｍであるものが好ましく、２８〜４５ｍｍ幅であるものがより好ましい。これにより、サイドウォール外周壁におけるリボン界面を大幅に低減してクラックの発生を有効に抑制することができる。なお、タイヤ断面高さが１１０ｍｍ未満の空気入りタイヤにおいては、幅広ゴムリボン１４の幅寸法が５０ｍｍまであれば、ショルダ部３からタイヤ最大幅位置ＰＷにわたる領域のサイドウォール外周壁を形成するのに十分である。

幅広ゴムリボン１４の巻回数は２〜５周が好ましい。この巻回数が２周未満、即ち１周であると、ジョイント部における段差が大きくなり、ユニフォミティが悪化する傾向にある。また、タイヤサイズを変更する度に、押出成形に用いる口金を交換して幅広ゴムリボンの断面形状を変更しなければならず、作業性が低下する傾向にある。一方、巻回数が５周を超える場合には、幅広ゴムリボン１４を比較的薄くする必要があるため、ゴムリボンの成形と巻き付けが困難になるとともに、形成時間が長くなる傾向にある。

幅広ゴムリボン１４の厚み（最厚部の厚み）は１．２〜３．０ｍｍが好ましい。かかる厚みが１．２ｍｍ未満であると、幅広ゴムリボン１４の巻回数が増える傾向にあり、形成時間が長くなる傾向にある。また、幅広ゴムリボン１４は、カーカスプライ１２の湾曲した外周面に巻き付けられるため、巻回数が多いとエア入りを起こし易くなる。一方、最大厚みが３．０ｍｍを超えると、幅広ゴムリボンを複数周巻き付けたときに必要以上に厚くなり、サイドウォールゴムの形成が困難になる場合がある。

幅広ゴムリボン１４の断面形状は特に限られるものではないが、台形や三日月形などの側部に傾斜面を有する形状が好ましく、これによりサイドウォール外周壁に形成されるリボン界面に沿った段差を低減することができる。かかる場合、幅広ゴムリボン１４の端部厚みは０．８ｍｍ以下であることが好ましい。かかる端部厚みが０．８ｍｍを超えると、上記段差を低減する効果が小さくなる傾向にある。

本実施形態では、断面が偏平な三角形状をなし、両端の鋭角部がＲ０．２ｍｍの円弧状に形成された幅広ゴムリボン１４が用いられている。比較的幅広のゴムリボンを押出成形する場合、口金形状が偏平になるため、その中央部におけるゴムの吐出圧が両端部に比べて大きくなり、未加硫ゴム組成物の中央部が両端部に先立って押し出されて、引っ張り作用を受けた両縁部に亀裂が生じるという問題があるが、上記のように端部を円弧状に形成することで亀裂の発生を抑制することができる。

幅広ゴムリボン１４のジョイント部に係る巻き付け終端部分は、その他の部分よりも薄く形成されていることが好ましく、これによりジョイント部での段差を低減してタイヤのユニフォミティを効果的に高めることができる。このような幅広ゴムリボンは、例えばギアポンプを備えた押出機を使用して、ゴムを押し出す際に上記巻き付け終端部分に係る吐出量を減少させることで成形される。

上述した幅広ゴムリボン１４の巻き付けは、従来公知の装置を用いて行うことができる。例えば、シェーピングドラム１６に幅広ゴムリボン１４を供給する機能を有する巻き付け装置を、成形する生タイヤの前後方向、幅方向及びラジアル方向に沿って移動可能に構成し、所望の寸法及び断面形状のサイドウォールゴム１０が形成されるように、シェーピングドラム１６の回転と巻き付け装置の移動とを適宜に制御すればよい。

サイドウォールゴム１０を形成した後は、必要に応じて他のゴム部材を貼り付けて生タイヤを成形し、所定形状のキャビティを有するモールドにセットして加硫を行う。幅広ゴムリボンを用いる本発明では、幅狭ゴムリボンを用いる場合に比べて生タイヤのサイドウォールゴムを高精度に形成することが多少困難ではあるが、加硫タイヤのサイドウォール外周壁はモールドの内面形状に沿って成型されるため、特に問題になることなく、図１に示したような空気入りタイヤが適切に得られる。

以下、本発明の構成と効果を具体的に示すため、耐久性と生産性に対する評価を行ったので説明する。耐久性については、ＪＩＳＤ４２３０に規定する方法に従って試験を行い、走行距離と故障の関係を調査した。生産性については、生タイヤの成形に要する時間を測定し、指数評価を行った。従来例を１００とし、数値が大きいほど生産性に優れていることを意味する。

従来例
図３に示す構造のテストタイヤ（タイヤサイズ：２２５／３５ＺＲ２０ ９７Ｗ、タイヤ断面高さ：７９ｍｍ）を作製した。なお、サイドウォールゴムは、中央部を膨出変形させたカーカスプライの外周側に、２０ｍｍ幅、１．５ｍｍ厚の幅狭ゴムリボンを８周巻き付けて形成した。

実施例
従来例と同じタイヤサイズで図１に示す構造のテストタイヤを作製した。なお、サイドウォールゴムは、中央部を膨出変形させたカーカスプライの外周側に、３６ｍｍ幅、１．７ｍｍ厚（端部０．５ｍｍ厚）の断面三角形状をなす幅広ゴムリボンを３周巻き付けて形成した。

表１に示すように、従来例では、走行距離７０００ｋｍの時点でサイドウォール外周壁にクラックが確認された。このクラックは、ショルダ部からタイヤ断面最大幅位置の領域でリボン界面に沿って周方向に発生したものであった。一方、実施例では、走行距離１２０００ｋｍの時点においてもクラック等の故障が確認されなかった。以上の結果から、実施例ではクラックの発生が抑制されており、従来例に比べて耐久性に優れていることがわかる。また、幅狭ゴムリボンを多数周巻き付ける必要がある従来例に比べて、実施例は生産性に優れていることがわかる。

本発明により製造される空気入りタイヤの一例を示す子午線半断面図 本発明に係る空気入りタイヤの製造方法を模式的に示す断面図 従来方法により製造される空気入りタイヤの一例を示す子午線半断面図

符号の説明

１ ビード部
１ａ ビード
２ サイドウォール部
３ ショルダ部
４ トレッド部
５ カーカス層
１０ サイドウォールゴム
１１ トレッドゴム
１２ カーカスプライ
１４ 幅広ゴムリボン
１５ １ｓｔ成型ドラム
１６ シェーピングドラム
２４ ２ｎｄケース

Claims (3)

1. 円筒状に成形されたカーカスプライの中央部を径方向外側に膨出変形させた状態で、そのカーカスプライの外周側に幅広ゴムリボンを周方向に沿って巻き付けてサイドウォールゴムを形成する工程を備え、
   前記幅広ゴムリボンが、タイヤ外側に向かってタイヤ径方向外側にずらしてらせん状に重ねて巻き付けられ、最外に配された前記幅広ゴムリボンのタイヤ径方向内側端がタイヤ最大幅位置よりもタイヤ径方向内側に配される空気入りタイヤの製造方法。
2. 前記幅広ゴムリボンの巻回数が２〜５周である請求項１記載の空気入りタイヤの製造方法。
3. 前記幅広ゴムリボンの幅寸法が２５〜５０ｍｍである請求項１又は２記載の空気入りタイヤの製造方法。
   

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