JP2009113615A - 空気入りタイヤ及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ユニフォミティに優れる空気入りタイヤ２及びその製造方法の提供。
【解決手段】本発明に係る空気入りタイヤ２は、一対のビードと、両ビードの間に架け渡されたカーカス１０とを備える。このカーカス１０は、多数のシートが周方向に並べられて形成されるカーカスプライ２６を備える。このカーカスプライ２６は、主部３８と、一のシートと他のシートとが繋がれている部分に相当するジョイント部４０とから構成される。この主部３８は、第一コード３２を含む。このジョイント部４０は、第二コード３４を含む。この第二コード３４の強力の、この第一コード３２の強力に対する比は、０．５以上０．７以下である。このジョイント部４０に含まれる第二コード３４の本数が、１本以上２本以下である。好ましくは、このタイヤ２では、上記第二コード３４の材質は、上記第一コード３２の材質と同じである。
【選択図】図２

Description

本発明は、空気入りタイヤ及びその製造方法に関する。

タイヤは、グリーンタイヤ（Ｒａｗ ｃｏｖｅｒとも称される）から得られる。このグリーンタイヤは、多数のゴム部材が積層されて得られる。この工程は、成形工程と称される。ゴム部材の具体例としては、インナーライナー、カーカスプライ、サイドウォール用ゴムシート、ベルトプライ、トレッド用ゴムシート等が挙げられる。このグリーンタイヤは、モールド内で加圧及び加熱される。加圧及び加熱により、グリーンタイヤのゴム組成物は流動する。加熱により、ゴム組成物において架橋反応が起こる。この工程は、加硫工程と称される。

タイヤのカーカスを構成するカーカスプライは、多数のコードとトッピングゴムとからなる。ラジアル構造を有するカーカスでは、このコードが赤道面に対してなす角度は通常、７０°から９０°である。

生産コストの観点から、長さ方向に延在する複数のコードを含む、細長いシートを形成して、このシートをその幅方向とタイヤの周方向とが一致するように繋いで、カーカスプライが形成されうる工程を含んだ、ラジアル構造のカーカスを備えるタイヤの製造方法が採用されつつある。この製造方法では、繋がれるシートの幅及び枚数の調整により、カーカスプライの大きさがタイヤのサイズ毎に調節されうる。この製造方法は、中間在庫の削減に寄与しうる。このような製造方法の一例が、特開平４−６６３０２号公報に開示されている。
特開平４−６６３０２号公報

前述の製造方法では、一のシートの端と他のシートの端とが重ね合わされて、この一のシートと他のシートとが繋がれる。カーカスプライの分断防止の観点から、両シートが繋げられる部分において、一のシートのコードと他のシートのコードとがその厚さ方向に互いに重複させられる。この部分のコード密度は、高い。このため、このカーカスプライには、その剛性が局所的に高い部分が形成されてしまう。この部分は特異である。このようなカーカスプライを備えるタイヤには、バルジが発生する場合がある。このタイヤには、デントが発生する場合もある。さらに、この特異な部分は、タイヤのユニフォミティに影響を与える。

本発明の目的は、ユニフォミティに優れる空気入りタイヤ及びその製造方法の提供にある。

本発明に係る空気入りタイヤは、一対のビードと、両ビードの間に架け渡されたカーカスとを備えている。このカーカスは、多数のシートが周方向に並べられて形成されるカーカスプライを備えている。このカーカスプライは、主部と、一のシートと他のシートとが繋がれている部分に相当するジョイント部とから構成されている。この主部は、第一コードを含んでいる。このジョイント部は、第二コードを含んでいる。この第二コードの強力の、この第一コードの強力に対する比は、０．５以上０．７以下である。このジョイント部に含まれる第二コードの本数が、１本以上２本以下である。

好ましくは、このタイヤでは、上記第一コードは、有機繊維からなる。上記第二コードは、有機繊維からなる。

好ましくは、このタイヤでは、上記第二コードの材質は、上記第一コードの材質と同じである。

本発明に係る空気入りタイヤの製造方法は、第一コードと第二コードとトッピングゴムとからなり、その端にこの第二コードが配置されているシートが成形される工程と、
多数のシートをその幅方向とタイヤの周方向とが一致するように順次繋いでカーカスプライを形成して、グリーンタイヤが得られる工程とを含んでいる。一のシートと他のシートとが繋がれている部分に含まれる第二コードの本数は、１本以上２本以下である。

好ましくは、この製造方法では、上記シートの幅は、１０ｍｍ以上６０ｍｍ以下である。

このタイヤの製造方法では、シートの端に配置される第二コードの強力の、第一コードの強力に対する比と、一のシートと他のシートとが繋がれる部分に含まれる第二コードの本数とが適切に調節されている。この製造方法で製造されたタイヤでは、カーカスプライに特異な部分は形成されない。このタイヤに、バルジ及びデントは発生しない。このタイヤは、ユニフォミティに優れる。

以下、適宜図面が参照されつつ、好ましい実施形態に基づいて本発明が詳細に説明される。

図１は、本発明の一実施形態に係る空気入りタイヤ２の一部が示された断面図である。この図１において、上下方向が半径方向であり、左右方向が軸方向であり、紙面との垂直方向が周方向である。このタイヤ２は、図１中の一点鎖線ＣＬを中心としたほぼ左右対称の形状を呈する。この一点鎖線ＣＬは、タイヤ２の赤道面を表す。このタイヤ２は、トレッド４、サイドウォール６、ビード８、カーカス１０、ベルト１２、インナーライナー１４及びチェーファー１６を備えている。このタイヤ２は、チューブレスタイプである。このタイヤ２は、乗用車に装着される。

トレッド４は、耐摩耗性に優れた架橋ゴムからなる。トレッド４は、半径方向外向きに凸な形状を呈している。トレッド４は、トレッド面１８を備えている。このトレッド面１８は、路面と接地する。トレッド面１８には、溝２０が刻まれている。この溝２０により、トレッドパターンが形成されている。トレッド４に溝２０が刻まれなくてもよい。

サイドウォール６は、トレッド４の端から半径方向略内向きに延びている。このサイドウォール６は、架橋ゴムからなる。サイドウォール６は、撓みによって路面からの衝撃を吸収する。さらにサイドウォール６は、カーカス１０の外傷を防止する。

ビード８は、サイドウォール６よりも半径方向略内側に位置している。ビード８は、コア２２と、このコア２２から半径方向外向きに延びるエイペックス２４とを備えている。コア２２は、リング状である。コア２２は、複数本の非伸縮性ワイヤー（典型的にはスチール製ワイヤー）を含む。エイペックス２４は、半径方向外向きに先細りである。エイペックス２４は、高硬度な架橋ゴムからなる。

カーカス１０は、カーカスプライ２６からなる。このカーカスプライ２６は、両側のビード８の間に架け渡されており、トレッド４及びサイドウォール６の内側に沿っている。このカーカスプライ２６は、コア２２の周りを、軸方向内側から外側に向かって折り返されている。

ベルト１２は、カーカス１０の半径方向外側に位置している。ベルト１２は、カーカス１０と積層されている。ベルト１２は、カーカス１０を補強する。ベルト１２は、内側プライ２８及び外側プライ３０からなる。図示されていないが、内側プライ２８及び外側プライ３０のそれぞれは、並列された多数のコードとトッピングゴムとからなる。各コードは、赤道面に対して傾斜している。傾斜角度の絶対値は、１０°以上３５°以下である。内側プライ２８のコードの傾斜方向は、外側プライ３０のコードの傾斜方向とは逆である。コードの好ましい材質は、スチールである。コードに、有機繊維が用いられてもよい。

インナーライナー１４は、カーカス１０の内周面に接合されている。インナーライナー１４は、架橋ゴムからなる。インナーライナー１４には、空気遮蔽性に優れたゴムが用いられている。インナーライナー１４は、タイヤ２の内圧を保持する役割を果たす。

チェーファー１６は、ビード８の近傍に位置している。タイヤ２がリムに組み込まれると、このチェーファー１６がリムと当接する。この当接により、ビード８の近傍が保護される。このチェーファー１６は、ゴム単体からなる。なお、布とこの布に含浸したゴムとからなるチェーファー１６が用いられてもよい。

図２は、図１のタイヤ２の赤道面ＣＬに沿った一部拡大断面図である。この図２には、トレッド４と、カーカス１０と、ベルト１２と、インナーライナー１４とが示されている。矢印線Ａは、タイヤ２の周方向を表す。このカーカス１０のカーカスプライ２６は、第一コード３２と、第二コード３４と、トッピングゴム３６とからなる。この第一コード３２が赤道面に対してなす角度の絶対値は、通常は７０°から９０°である。このタイヤ２では、第一コード３２は有機繊維からなる。この第一コード３２は、タイヤ質量の低減に寄与しうる。好ましい有機繊維としては、ポリエステル繊維、ナイロン繊維、レーヨン繊維、ポリエチレンナフタレート繊維及びアラミド繊維が例示される。

このタイヤ２では、第二コード３４が赤道面に対してなす角度の絶対値は、通常は７０°から９０°である。前述したように、第一コード３２が赤道面に対してなす角度の絶対値も７０°から９０°である。このタイヤ２のカーカス１０は、ラジアル構造を有する。このタイヤ２では、第二コード３４は有機繊維からなる。この第二コード３４は、タイヤ２質量の低減に寄与しうる。好ましい有機繊維としては、ポリエステル繊維、ナイロン繊維、レーヨン繊維、ポリエチレンナフタレート繊維及びアラミド繊維が例示される。

図２に示されているように、このタイヤ２のカーカスプライ２６には、複数の第一コード３２が周方向に並んで配置されている部分が形成されている。この部分には、第二コード３４は含まれない。この明細書では、この部分は主部３８と称される。この主部３８は、第一コード３２とトッピングゴム３６ａとからなる。

このタイヤ２では、一の主部３８と、この一の主部３８の隣に位置する別の主部３８との間は、ジョイント部４０と称される。このタイヤ２のカーカスプライ２６は、主部３８と、ジョイント部４０とから構成されている。図示されているように、このジョイント部４０には、第二コード３４が含まれている。このタイヤ２では、このジョイント部４０は、第二コード３４と、トッピングゴム３６ｂとからなる。

図３は、加硫工程前のカーカスプライ２６の一部が示された拡大断面図である。この図３において、矢印線Ａはタイヤ２の周方向である。このタイヤ２では、カーカスプライ２６は多数の短冊状のシート４２から形成される。図示されているように、このシート４２の幅方向がタイヤ２の周方向に一致するように、これらのシート４２は周方向に並べられる。

図４は、図３のカーカスプライ２６を構成するシート４２の一部が示された拡大斜視図である。このタイヤ２では、シート４２は第一コード３２と第二コード３４とトッピングゴム３６とからなる。図示されているように、この第一コード３２と第二コード３４とは、シート４２の幅方向に並べられている。第二コード３４は、シート４２の端に位置している。第一コード３２は、シート４２の幅方向において第二コード３４の内側に位置している。このタイヤ２では、シート４２の両端に第二コード３４が配置されており、両第二コード３４の間に複数の第一コード３２が幅方向に並べられている。

このタイヤ２では、一のシート４２の端と、他のシート４２の端とが重ねられて、これらのシート４２が繋げられる。換言すれば、このタイヤ２では、カーカスプライ２６は、多数のシート４２が順次繋がれて形成されている。この明細書では、このシート４２同士が繋げられている部分は重なり部４４と称される。図３に示されているように、重なり部４４では、一のシート４２の端に位置する第二コード３４と、他のシート４２の端に位置する第二コード３４とが、シート４２の厚み方向に重ねられている。

このタイヤ２が得られるには、まず、第一コード３２と第二コード３４とトッピングゴム３６とからなるシート４２が押し出されつつ成形される。多数のシート４２が得られると、これらのシート４２の端をその幅方向とタイヤ２の周方向とが一致するようにが順次繋がれてカーカスプライ２６が形成される。このカーカスプライ２６に、インナーライナー１４、ベルト１２、サイドウォール６、トレッド４等がアッセンブリーされて、グリーンタイヤが得られる。このグリーンタイヤが得られる工程は、成形工程と称される。この成形工程で得られるグリーンタイヤには、カーカスプライ２６に重なり部４４が形成されている。

次に、グリーンタイヤは加硫工程に供される。加硫工程では、まずこのグリーンタイヤが、開かれたモールドに投入される。投入のとき、ブラダーは収縮している。投入により、ブラダーはグリーンタイヤの内側に位置する。次に、ガスの充填によりブラダーが膨張する。この膨張により、グリーンタイヤは変形する。この変形は、シェーピングと称されている。次に、モールドが締められる。次に、ブラダーの内圧が高められる。グリーンタイヤは、モールドのキャビティ面とブラダーの外面とに挟まれて、加圧される。グリーンタイヤは、ブラダー及びモールドからの熱伝導により、加熱される。加圧と加熱とにより、グリーンタイヤのゴム組成物が流動する。加熱によりゴム組成物が架橋反応を起こし、タイヤ２が得られる。この加硫工程において、前述の重なり部４４がジョイント部４０とされたカーカスプライ２６が得られる。

このタイヤ２では、重なり部４４において一のシート４２の端と他のシート４２の端とが、充分に重ねられる。この重なり部４４は安定に保持されうる。このようにして製造されるタイヤ２のカーカスプライ２６に、分断は生じない。このタイヤ２の良品率は、高い。

前述したように、このタイヤ２では、カーカスプライ２６が、多数のシート４２がこのシート４２の幅方向とタイヤ２の周方向とが一致するように順次繋げられて得られる。このタイヤ２では、タイヤ製造時に発生する中間在庫は少ない。このタイヤ２では、この中間在庫を管理するためのコストが削減されうる。このタイヤ２は、生産性に優れる。このタイヤ２の製造方法は、ユニフォミティに優れるタイヤ２を安定に製造しうる。

このタイヤ２では、重なり部４４に第一コード３２及び第二コード３４のようなコードが含まれていない場合、カーカスプライ２６のジョイント部４０におけるコード密度が低下する。低いコード密度はタイヤ２にバルジを招来する。前述したように、このタイヤ２では、シート４２の端に第二コード３４が配置される。バルジの発生防止の観点から、この重なり部４４に含まれる第二コード３４の本数は１本以上である。この重なり部４４に３本以上の第二コード３４が含まれると、カーカスプライ２６のジョイント部４０におけるコード密度が過大となる。過大なコード密度は、デントの発生を招来する上に、タイヤ２のユニフォミティに影響を与える。この観点から、この重なり部４４に含まれる第二コード３４の本数は、２本以下である。前述したように、加硫工程において、この重なり部４４はジョイント部４０とされるので、このジョイント部４０に含まれる第二コード３４の本数も、１本以上２本以下である。

後述するが、このタイヤ２では、ジョイント部４０がカーカスプライ２６の特異な部分にならないように、第一コード３２の強力に対する第二コード３４の強力の比が適切に調整されている。このタイヤ２では、このジョイント部４０に起因するバルジ及びデントの発生が防止される。このようなタイヤ２は、ユニフォミティに優れる。

このタイヤ２では、第二コード３４の強力の、第一コード３２の強力に対する比は０．５以上０．７以下である。この比が０．５以上に設定されることにより、ジョイント部４０の剛性が適切に維持される。このジョイント部４０を備えたカーカスプライ２６に、特異な部分は形成されない。このタイヤ２では、バルジ及びデントの発生が効果的に防止されうる。このタイヤ２は、ユニフォミティに優れる。この観点から、この比は０．５０以上がより好ましく、０．５５以上が特に好ましい。この比が０．７以下に設定されることにより、ジョイント部４０の剛性が適切に維持される。この場合においても、カーカスプライ２６に特異な部分は形成されない。このタイヤ２では、バルジ及びデントの発生が効果的に防止されうる。このタイヤ２は、ユニフォミティに優れる。この観点から、この比は０．７０以下がより好ましく、０．６５以下が特に好ましい。

本発明では、伸び率が２％であるときに１本の第一コード３２に掛けられている正味の荷重が第一コード３２の強力として表される。伸び率が２％であるときに１本の第二コード３４に掛けられている荷重が第二コード３４の強力として表される。この強力の測定は、その温度が２３℃である条件下で「ＪＩＳ Ｌ １０１７」の規定に準拠して、行われる。なお、強力の単位は、ニュートン（Ｎ）である。

このタイヤ２では、第一コード３２の材質と第二コード３４の材質は同じであるのが好ましい。このような第一コード３２及び第二コード３４を備えるカーカスプライ２６では、剛性の調節が容易である。このタイヤ２では、このカーカスプライ２６に特異な部分は形成されないので、バルジ及びデントの発生が効果的に防止されうる。このタイヤ２は、ユニフォミティに優れる。

図４において、両矢印線ＷＡはシート４２の幅を表している。このタイヤ２では、この幅ＷＡは１０ｍｍ以上６０ｍｍ以下であるのが好ましい。この幅ＷＡが１０ｍｍ以上に設定されることにより、カーカスプライ２６を形成するために周方向に並べられるシート４２の枚数が適切に維持される。適切なシート４２の枚数は、タイヤ２の生産性に寄与しうる。この観点から、この幅ＷＡは２０ｍｍ以上がより好ましく、３０ｍｍ以上が特に好ましい。この幅ＷＡが６０ｍｍ以下に設定されることにより、グリーンタイヤ２のカーカスプライ２６に形成される重なり部４４の数が適切に維持される。この重なり部４４は、カーカスプライ２６の特異な部分として作用しない。このタイヤ２は、ユニフォミティに優れる。この観点から、この幅ＷＡは５０ｍｍ以下がより好ましく、４０ｍｍ以下が特に好ましい。

このタイヤ２では、カーカスプライ２６の主部３８に含まれる第一コード３２の密度は３０エンズ／５ｃｍ以上６０エンズ／５ｃｍ以下であるのが好ましい。この密度が３０エンズ／５ｃｍ以上に設定されることにより、この主部３８がタイヤ２の剛性感に寄与しうる。この観点から、この密度は４０エンズ／５ｃｍ以上がより好ましい。この密度が６０エンズ／５ｃｍ以下に設定されることにより、この主部３８の剛性過大が防止される。このタイヤ２の乗り心地が維持されうる。この観点から、この密度は５０エンズ／５ｃｍ以下がより好ましい。なお、この密度は、第一コード３２の長手方向に垂直な断面において、主部３８の５ｃｍ幅あたりに存在する第一コード３２の本数（エンズ）が計測されることにより、得られる。

このタイヤ２では、第二コード３４は第一コード３２よりも細いのが好ましい。このような第一コード３２及び第二コード３４を備えるカーカスプライ２６では、重なり部４４にある第二コード３４が適切な厚みを有するトッピングゴム３６で覆われる。このため、この重なり部４４にオープンスレッドは発生しない。このタイヤ２では、この重なり部４４に起因するバルジ及びデントの発生が防止される。このようなタイヤ２は、ユニフォミティに優れる。

以下、実施例によって本発明の効果が明らかにされるが、この実施例の記載に基づいて本発明が限定的に解釈されるべきではない。

［実施例１］
図３で示されたように多数のシートを繋げてカーカスプライを形成して、図１及び図２に示された基本構成を備え、下記表１で示された仕様を備えたタイヤを得た。タイヤのサイズは、１９５／６５Ｒ１５である。このシートは、第一コードと第二コードとを含んでいる。第二コードは、このシートの両端に配置されている。このカーカスプライの、一のシートと他のシートとが繋がれている部分（重なり部）に含まれる第二コードの本数は２本である。したがって、このカーカスプライのジョイント部に含まれる第二コードの本数も２本である。このジョイント部に含まれる第二コードの本数が、表１においてジョイント本数として表されている。第一コードは、ナイロン繊維からなる。第二コードは、ナイロン繊維からなる。この第二コードの強力Ｆ２の、この第一コードの強力Ｆ１に対する比（Ｆ２／Ｆ１）は、０．５６である。表１中、この強力は、後述する比較例１のカーカスプライに含まれる第一コードの強力Ｆ１を１００とした指数値で表されている。

［比較例２から４及び実施例３］
比（Ｆ２／Ｆ１）を下記表１の通りとした他は実施例１と同様にして、タイヤを得た。

［比較例１及び５並びに実施例２］
ジョイント本数を下記表１の通りとした他は実施例１と同様にして、タイヤを得た。比較例１では、カーカスプライがその両端の第二コードが除かれたシートを用いて形成されているので、このカーカスプライのジョイント部に第二コードは含まれていない。実施例２では、カーカスプライが、その一方の端に位置する第二コードが除かれたシートを用いて形成されているので、このカーカスプライのジョイント部に含まれる第二コードの本数は１本である。比較例５では、カーカスプライが、その両端に位置する第二コードの本数が２本とされているので、このカーカスプライのジョイント部に含まれる第二コードの本数は４本である。

［ユニフォミティ評価］
コーナリング試験機を用いて、ＪＡＳＯ Ｃ６０７：２０００のユニフォミティ試験条件に準拠して、上記仕様のタイヤ（各２０本）のトラクティブフォースバリエーション（ＴＦＶ)を計測し平均値を得た。この結果が、比較例１を１００とした指数値で、下記表１に示されている。この数値が、大きいほど良好であることが示される。なお、リムサイズは１５×６Ｊであり、内圧は２００ｋＰａであり、速度は１２０ｋｍ／ｈである。

［外観評価］
試作タイヤ（各２０本）を、そのサイズが１５×６Ｊであるリムに組み込み、タイヤ内圧を２００ｋＰａとした後、その外観を目視で観察し、バルジ及びデントの発生状況を調べた。バルジ及びデントの発生が認められなかった場合をＡ、認められた場合をＢとして、下記表１に表している。

表１に示されるように、実施例のタイヤはユニフォミティに優れる。さらにこれらのタイヤに、バルジ及びデントは発生していない。この評価結果から、本発明の優位性は明らかである。

本発明に係る空気入りタイヤは、種々の車両に装着されうる。

図１は、本発明の一実施形態に係る空気入りタイヤの一部が示された断面図である。 図２は、図１のタイヤの赤道面ＣＬに沿った一部拡大断面図である。 図３は、加硫工程前のカーカスプライの一部が示された拡大断面図である。 図４は、図３のカーカスプライを構成するシートの一部が示された拡大斜視図である。

符号の説明

２・・・タイヤ
４・・・トレッド
６・・・サイドウォール
８・・・ビード
１０・・・カーカス
１２・・・ベルト
１４・・・インナーライナー
１６・・・チェーファー
１８・・・トレッド面
２０・・・溝
２２・・・コア
２４・・・エイペックス
２６・・・カーカスプライ
２８・・・内側プライ
３０・・・外側プライ
３２・・・第一コード
３４・・・第二コード
３６、３６ａ、３６ｂ・・・トッピングゴム
３８・・・主部
４０・・・ジョイント部
４２・・・シート
４４・・・重なり部

Claims (5)

1. 一対のビードと、両ビードの間に架け渡されたカーカスとを備えており、
   このカーカスが、多数のシートが周方向に並べられて形成されるカーカスプライを備えており、
   このカーカスプライが、主部と、一のシートと他のシートとが繋がれている部分に相当するジョイント部とから構成されており、
   この主部が、第一コードを含んでおり、
   このジョイント部が、第二コードを含んでおり、
   この第二コードの強力の、この第一コードの強力に対する比が、０．５以上０．７以下であり、
   このジョイント部に含まれる第二コードの本数が、１本以上２本以下である空気入りタイヤ。
2. 上記第一コードが、有機繊維からなり、
   上記第二コードが、有機繊維からなる請求項１に記載のタイヤ。
3. 上記第二コードの材質が、上記第一コードの材質と同じである請求項１又は２に記載のタイヤ。
4. 第一コードと第二コードとトッピングゴムとからなり、その端にこの第二コードが配置されているシートが成形される工程と、
   多数のシートをその幅方向とタイヤの周方向とが一致するように順次繋いでカーカスプライを形成して、グリーンタイヤが得られる工程とを含んでおり、
   一のシートと他のシートとが繋がれている部分に含まれる第二コードの本数が、１本以上２本以下である空気入りタイヤの製造方法。
5. 上記シートの幅が、１０ｍｍ以上６０ｍｍ以下である請求項４に記載の製造方法。

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