JP2007069689A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】タイヤ断面高さＨが１１０ｍｍ未満であって、サイドウォール外周壁に形成されたリボン界面に起因するクラックの発生を抑制しうる空気入りタイヤを提供する。
【解決手段】タイヤ断面高さＨが１１０ｍｍ未満であり、サイドウォール部２に配されるサイドウォールゴム１０を、タイヤ周方向に沿って巻回された幅狭ゴムリボン１３の積層体により構成するとともに、サイドウォールゴム１０のショルダ部３近傍からタイヤ最大幅位置ＰＷにわたる領域の外周壁を、幅狭ゴムリボン１３よりも幅広で１．２〜３．０ｍｍ厚の幅広ゴムリボン１４により形成する。
【選択図】図１

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に関する。

空気入りタイヤの一般的な製造方法として、次の方法が例示される。まず、所定の幅寸法を有するインナーライナーゴム及びカーカスプライを、成形ドラムの外周側に順次貼り付けて積層する。続いて、カーカスプライの幅方向両側に環状のビードをそれぞれ外挿し、該カーカスプライの幅方向端部を外側に巻き返した後、サイドウォールゴムその他のゴム部材を順次配設して１ｓｔケースを成形する。次に、ベルト部材とトレッドゴムとからなる円筒状の２ｎｄケースを１ｓｔケースの中央部の外周側に配置し、該１ｓｔケースの中央部を膨出変形させて２ｎｄケースの内周面に圧着する。かかる製造方法は、例えば下記特許文献１に開示されている。

従来、上記の各ゴム部材を形成する方法としてリボン巻き工法が知られている。リボン巻き工法は、小幅且つ小厚さで帯状をなす未加硫ゴム組成物からなるゴムリボンを、周方向に沿って幾重にも巻回して所望の断面形状を形成する工法であり、一体に押出成形されたゴム押出品を環状に連ねる場合に比べて、サイドウォールゴムなどのゴム部材を高精度に形成することができる。ところが、かかる工法によりサイドウォールゴムを形成した場合、図２に示すようにサイドウォール外周壁３０にリボン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という問題があった。

この問題に対処するため、下記特許文献２では、サイドウォールゴムの所定領域の外周壁を０．２〜１．０ｍｍ厚の被覆ゴム層により形成することが提案されている。しかしながら、かかる構成では、耐久性が十分に確保されない場合があることが分かった。即ち、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、走行時の負荷転動に伴ってショルダ部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するため、この領域において上記の被覆ゴム層上にリボン界面に沿ったクラックが発生することが判明した。

また、下記特許文献３及び４では、サイドウォールゴムの外周面を形成するゴムリボンの重なり幅を規制することで、サイドウォール外周壁に形成されるリボン界面を低減することが提案されている。しかしながら、上述したタイヤ断面高さが１１０ｍｍ未満の空気入りタイヤでは、ショルダ部からタイヤ最大幅位置にわたる領域に形成されるリボン界面を極力低減することがクラック防止の観点から大変重要となってくるが、上記構成では該領域にリボン界面が少なからず形成されてしまい、クラックの発生を十分に抑制することができない。
特開平６−２５４９９０号公報 特開２００４−５０９８５号公報 特開２００２−７９５９０号公報 特開２００５−２２５２７８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、タイヤ断面高さが１１０ｍｍ未満であって、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は、一対のビード部と、前記ビード部から各々タイヤ径方向外側に延びるサイドウォール部と、前記サイドウォール部の各々のタイヤ径方向外側端にショルダ部を介して連なるトレッド部とを備える空気入りタイヤにおいて、タイヤ断面高さが１１０ｍｍ未満であり、前記サイドウォール部に配されるサイドウォールゴムを、タイヤ周方向に沿って巻回された幅狭ゴムリボンの積層体により構成するとともに、前記サイドウォールゴムの前記ショルダ部近傍からタイヤ最大幅位置にわたる領域の外周壁を、前記幅狭ゴムリボンよりも幅広で１．２〜３．０ｍｍ厚の幅広ゴムリボンにより形成してなるものである。

本発明に係る空気入りタイヤによれば、幅狭ゴムリボンの積層体により構成されたサイドウォールゴムの、走行時に大きな歪みが作用する領域の外周壁が、そのサイドウォールゴムを構成する幅狭ゴムリボンよりも幅広の幅広ゴムリボンにより形成され、しかもその幅広ゴムリボンが１．２〜３．０ｍｍ厚であることにより、サイドウォール外周壁の上記領域におけるリボン界面を極力低減しつつ耐久性を確保して、該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。

本発明では、前記幅狭ゴムリボンが１０〜２５ｍｍ幅であることが好ましく、これにより生産性を損なうことなくサイドウォールゴムを高精度に形成して、耐久性を高めることができる。即ち、幅狭ゴムリボンの幅寸法が２５ｍｍを越えると、リボン界面に沿って形成される段差が大きくなる傾向にあり、クラックが発生し易くなる場合がある。一方、幅寸法が１０ｍｍ未満であると、幅狭ゴムリボンの巻回数が増加するためサイドウォールゴムの形成に時間がかかり、生産性が低下する傾向にある。

また、本発明では、前記幅広ゴムリボンは端部が中央部よりも薄肉となる形状をなし、その端部厚みが０．３〜０．８ｍｍであることが好ましい。端部厚みを０．８ｍｍ以下とすることにより幅広ゴムリボン端の段差が小さくなり、加硫時に該段差でのゴム流れ不良を防止することができる。その結果、サイドウォール外周壁の耐久性をより確保することができ、クラックの発生を有効に抑制することができる。

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は、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である。この空気入りタイヤは、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、タイヤ周方向に沿って巻回された幅狭ゴムリボン１３の積層体により構成されている。なお、図中の幅狭ゴムリボン１３は概念的に記載されており、実際はもっと細かく断面形状も複雑となる。幅狭ゴムリボン１３は１０〜２５ｍｍ幅であることが好ましく、これにより生産性を損なうことなくサイドウォールゴム１０を高精度に形成して、耐久性を高めることができる。

幅狭ゴムリボン１３は、厚み（最大厚み）が１〜３ｍｍであるものが好ましい。幅狭ゴムリボン１３の厚みが３ｍｍを超えると、リボン界面に沿って形成される段差が大きくなり、耐久性を低下させる傾向にある。一方、厚みが１ｍｍ未満であると、幅狭ゴムリボン１３の巻回数が増加するためサイドウォールゴム１０の形成に時間がかかり、生産性が低下する傾向にある。

幅狭ゴムリボン１３は、台形や平行四辺形、三角形、三日月形、偏平楕円形など、その端部が中央部よりも薄肉となる断面形状をなすものが好ましく、これにより巻回された幅狭ゴムリボン１３をその幅方向に重ねやすくなるため、サイドウォールゴム１０をより高精度に形成することができる。かかる場合、幅狭ゴムリボン１３の端部厚みは０．３〜０．８ｍｍであることが好ましく、その端部厚みが０．８ｍｍを超えると、その端部を中央部よりも薄肉としたことによる上述の効果が小さくなる傾向にある。一方、端部厚みが０．３ｍｍ未満であると、リボン端部にゴム切れが発生し、安定したリボン形状が保てなくなるため、幅狭ゴムリボン１３の成形及び巻回が困難になる傾向にある。

サイドウォールゴム１０のショルダ部３近傍からタイヤ最大幅位置ＰＷにわたる領域の外周壁は、幅狭ゴムリボン１３よりも幅広で１．２〜３．０ｍｍ厚の幅広ゴムリボン１４により形成されている。幅広ゴムリボン１４は、上記領域に形成されたリボン界面を被覆するように環状に一周連ねて配設されており、そのタイヤ径方向外側端がショルダ部３近傍に配されつつ、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。この空気入りタイヤは、タイヤ断面高さＨが１１０ｍｍ未満に設定されており、走行中はショルダ部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、上記領域にて露出するリボン界面が幅広ゴムリボン１４によって皆無となり、クラックの発生が効果的に抑制される。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。

幅広ゴムリボン１４は上記のように１．２〜３．０ｍｍ厚である。これによってサイドウォール外周壁の上記領域におけるリボン界面を極力低減しつつ耐久性を確保することができる。即ち、幅広ゴムリボン１４の厚みが１．２ｍｍ未満であると、耐久性が十分に確保されず、クラックの発生を抑制できない場合がある。一方、厚みが３．０ｍｍを超えると、耐久性の向上代は３．０ｍｍ厚の場合と略同等でありながら、タイヤのユニフォミティが低下する傾向にある。

幅広ゴムリボン１４は、例えば２５〜７０ｍｍ幅であり、各タイヤサイズに応じて、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しうる幅寸法を採りうる。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７０ｍｍ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は、台形や平行四辺形、三角形、三日月形、偏平楕円形など、その端部が中央部よりも薄肉となる断面形状をなしつつ、その端部厚みが０．３〜０．８ｍｍであることが好ましい。端部厚みを０．８ｍｍ以下とすることにより幅広ゴムリボン端の段差が小さくなり、加硫時に該段差でのゴム流れ不良を防止することができる。その結果、サイドウォール外周壁の耐久性をより確保することができ、クラックの発生を有効に抑制することができる。一方、０．３ｍｍ未満であると、リボン端部にゴム切れが発生し、安定したリボン形状が保てなくなるため、幅広ゴムリボン１４の成形及び巻回が困難になる傾向にある。

本発明の空気入りタイヤは、サイドウォールゴム１０のショルダ部３近傍からタイヤ最大幅位置ＰＷにわたる領域の外周壁を幅広ゴムリボン１４により形成する点を除けば、従来方法と同様にして製造することができる。以下、上記の空気入りタイヤを製造する方法の一例について簡単に説明する。

まず、所定の幅寸法を有するインナーライナーゴム８及びカーカスプライ１２を、成形ドラムの外周側に順次貼り付けて積層する。続いて、カーカスプライ１２の幅方向両側に環状のビード１ａ及びビードフィラー１ｂをそれぞれ外挿し、カーカスプライ１２の幅方向端部を外側に巻き返した後、サイドウォールゴム１０その他のゴム部材を順次配設して１ｓｔケースを成形する。サイドウォールゴム１０は、周方向に沿って巻回された幅狭ゴムリボン１３の積層体により構成する。

次に、ベルト層６及びベルト補強層７を構成するベルト部材とトレッドゴム１１とからなる円筒状の２ｎｄケースを、１ｓｔケースの中央部の外周側に配置した状態で、その１ｓｔケースの中央部を径方向外側に膨出変形させ、２ｎｄケースの内周面に圧着する。かかる工程は、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、ブラダーと呼ばれるゴムバッグや従来公知のドラム拡径機構を用いることによって円滑に行うことができる。

次いで、サイドウォールゴム１０のショルダ部３近傍からタイヤ最大幅位置ＰＷにわたる領域の外周に、その領域に形成される幅狭ゴムリボン１３のリボン界面を被覆するように幅広ゴムリボン１４を環状に一周貼り付ける。このとき、幅広ゴムリボン１４のタイヤ径方向外側端はショルダ部３近傍に配され、そのタイヤ径方向内側端はタイヤ最大幅位置ＰＷに達する位置、好ましくは最大幅位置ＰＷよりもタイヤ径方向内側に配される。

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。

得られた生タイヤは、所定形状のキャビティを有するモールドにセットされ、加硫処理が施されて製品タイヤとなる。

以下、本発明の構成と効果を具体的に示す実施例等について説明する。

（１）耐久性
ＪＩＳＤ４２３０に規定する方法に準じて耐久性試験を行い、サイドウォール部にクラックが確認されるまでの走行距離を測定した。テストタイヤはサイズ１７×７．５ＪＪのリムに装着し、内圧を２２０ｋＰａとした。実施例２の結果を１００として指数評価し、当該数値が大きいほど走行距離が長い、即ち耐久性に優れていることを示す。

（２）生産性
生タイヤの成形に要した時間を計測し、生産性を評価した。実施例２を１００として指数評価し、数値が大きいほど成形時間が短い、即ち生産性に優れていることを示す。

（３）ユニフォミティ
ＪＩＳＤ４２３３に規定する試験方法に基づいてＲＦＶを測定し、タイヤのユニフォミティを評価した。実施例２の結果を１００として指数評価し、指数が大きいほどユニフォミティに優れていることを示す。

上記各項目の評価には、図１に示すタイヤ構造において、タイヤサイズが２０５／４０ＺＲ１７ ８４Ｗ（タイヤ断面高さ８２ｍｍ）であるテストタイヤを用いた。表１は、２０ｍｍ幅、１．５ｍｍ厚（端部厚み０．４ｍｍ）で断面三角形状をなす幅狭ゴムリボンを巻回してなる積層体によりサイドウォールゴムを構成し、ショルダ部近傍からタイヤ最大幅位置にわたる領域のサイドウォール外周壁を、４５ｍｍ幅で断面台形状をなす幅広ゴムリボンにより形成しつつ、該幅広ゴムリボンの厚みを変動させたときの結果を示す。但し、従来例に限っては、幅広ゴムリボンが配設されたものではなく、幅狭ゴムリボンのリボン界面が露出したものである。

従来例では、走行距離が比較的短い時点において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最大幅位置にわたる領域において、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、比較例１及び２は、実施例１〜３に比べて耐久性が十分に確保されておらず、また比較例３では、比較的厚い幅広ゴムリボンによってユニフォミティが低下している。実施例１〜３では、生産性やユニフォミティを損なうことなくクラックの発生が抑制されており、特に実施例２及び３では、幅広ゴムリボンの端部厚みを０．８ｍｍとしたことによって、耐久性が効果的に確保されていることが分かる。

表２は、更に幅狭ゴムリボンの各寸法を変動させたときの結果を示す。なお、各項目の結果については、実施例２に代えて実施例６の結果を１００として指数評価している。

実施例４では、幅狭ゴムリボンを２５ｍｍ幅とすることにより比較的生産性に優れているものの、リボン界面に沿って形成された段差が比較的大きいため、耐久性が若干低下しており、幅狭ゴムリボンの幅寸法は２５ｍｍ以下であることが好ましいことが分かる。なお、実施例５では、幅広ゴムリボンの厚みを増すことで耐久性が十分に確保されているものの、厚過ぎると比較例４のようにユニフォミティが低下する。実施例１０では、幅狭ゴムリボンの巻回数の増加によって生産性が低下しており、幅狭ゴムリボンの幅寸法は１０ｍｍ以上であることが好ましいことが分かる。

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半断面図 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タイヤ子午線半断面図

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
１０ サイドウォールゴム
１２ カーカスプライ
１３ 幅狭ゴムリボン
１４ 幅広ゴムリボン
Ｈ タイヤ断面高さ
ＰＷ タイヤ最大幅位置

Claims (3)

1. 一対のビード部と、前記ビード部から各々タイヤ径方向外側に延びるサイドウォール部と、前記サイドウォール部の各々のタイヤ径方向外側端にショルダ部を介して連なるトレッド部とを備える空気入りタイヤにおいて、
   タイヤ断面高さが１１０ｍｍ未満であり、
   前記サイドウォール部に配されるサイドウォールゴムを、タイヤ周方向に沿って巻回された幅狭ゴムリボンの積層体により構成するとともに、
   前記サイドウォールゴムの前記ショルダ部近傍からタイヤ最大幅位置にわたる領域の外周壁を、前記幅狭ゴムリボンよりも幅広で１．２〜３．０ｍｍ厚の幅広ゴムリボンにより形成してなることを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記幅狭ゴムリボンが１０〜２５ｍｍ幅である請求項１記載の空気入りタイヤ。
3. 前記幅広ゴムリボンは端部が中央部よりも薄肉となる形状をなし、その端部厚みが０．３〜０．８ｍｍである請求項１又は２記載の空気入りタイヤ。
   

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