JP2009119825A - タイヤ補強用コード部材及びその製造方法、並びにこのタイヤ補強用コード部材を使用した空気入りラジアルタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】帯状片の接合部における強度低下を防いで耐久性を向上させたタイヤ補強用コード部材及びその製造方法、並びにこのタイヤ補強用コード部材を使用した空気入りラジアルタイヤを提供する。
【解決手段】 帯状片２、２の突き合わせ接合部Ｑにおける相対向する側縁面にそれぞれ波状凹凸面を形成すると共に、隣接する帯状片２、２の波状凹凸面における凹部と凸部とが互いに噛み合うように接合したタイヤ補強用コード部材１及びその製造方法、並びにこのタイヤ補強用コード部材１を使用した空気入りラジアルタイヤ１１。
【選択図】 図５

Description

本発明はタイヤ補強用コード部材及びその製造方法、並びにこのタイヤ補強用コード部材を使用した空気入りラジアルタイヤに関し、さらに詳しくは、カレンダー原反を裁断した後の帯状片の接合部における耐久性を向上させたタイヤ補強用コード部材及びその製造方法、並びにこのタイヤ補強用コード部材を使用した空気入りラジアルタイヤに関する。

一般に、タイヤのカーカス層やベルト層に使用されるタイヤ補強用コード部材は、複数本の平行に引き揃えられたコードに未加硫ゴムを被覆して形成したカレンダー原反を長手方向に所定の長さに裁断した後、この裁断された複数の帯状片の幅方向両端部を互いに接合させて製造している。

この接合方法には、帯状コード部材の幅方向端部同士を互いに重ね合わせて接合する方式と幅方向端部同士をつき合わせて接合する方式とがあり、前者にあっては接合部分が肉厚に形成されると同時に、コードの間隔が不揃いになるため剛性に段差が生ずるという欠点があり、後者にあっては接合部分における強度が低下するという問題がある。

これらの問題を解消するために、裁断後の帯状片の幅方向両端縁に薄肉の耳ゴムを突出形成させておき、この耳ゴム同士を接合させるようにした提案がある（特許文献１参照）。しかし、この提案では、接合時において耳ゴムがバックリングを起こし易く、そのため接合部にエアーを抱き込んで耐久性の確保が難しくなるという問題があった。

特に、このようなタイヤ補強部材を空気充填圧を高圧に保持する重荷重用空気入りラジアルタイヤのカーカス層に使用した場合には、ショルダー部に大きな負荷がかかるために、ショルダー部における帯状片の接合部が開口して、カーカス層の内周側に配置したインナーライナーゴムやタイゴムが接合部に入り込み、やがてはトレッドゴムを破壊に至らせる所謂吹き抜け故障の原因となっていた。
特開２００１−３２２４０３号公報

本発明の目的は、かかる従来の問題を解消するもので、帯状片の接合部における耐久性を向上させたタイヤ補強用コード部材及びその製造方法、並びにこのタイヤ補強用コード部材を使用した空気入りラジアルタイヤを提供することにある。

上記目的を達成するための本発明のタイヤ補強用コード部材は、平行に配列した複数本のコードに未加硫ゴムを被覆した帯状の原反を所定の長さに裁断した複数の帯状片の側縁同士を互いに突き合わせ接合して形成したタイヤ補強用コード部材において、前記帯状片の両側縁にそれぞれ波状凹凸面を形成すると共に、隣接する帯状片の前記波状凹凸面における凹部と凸部とが互いに噛み合うように接合部を形成したことを特徴とする。

さらに、上述する構成において、以下（１）〜（３）に記載するように構成することが好ましい。
（１）前記波状凹凸面を、前記帯状片の両側縁の長手方向に沿って直接加工により形成するか、又は前記帯状片の両側縁の長手方向に沿って貼り合わせたゴムテープの表面に形成する。さらに、前記波状凹凸面をゴムテープの表面に形成する場合には（イ）前記接合部における隣接するコード間に前記ゴムテープのみが介在するようにする、及び／又は（ロ）前記ゴムテープのタックが前記帯状片を被覆する未加硫ゴムのタックの９０％以上となるようにする、ことが好ましい。
（２）前記接合部における隣接する前記帯状片間のコード間隔Ｗ１を前記原反におけるコード間隔Ｗの１．０〜１．７倍にする。
（３）前記波状凹凸面における１ピッチ当たりの接着長さＲをピッチ長Ｐの１．１５〜１．４０倍にする。

また、本発明の空気入りラジアルタイヤは、上述するタイヤ補強用帯状コード部材をカーカス層に使用したことを特徴とする。この場合において、以下（４）及び／又は（５）に記載するように構成することが好ましい。
（４）前記タイヤ補強用コード部材を構成するコードをスチールコードにする。
（５）重荷重用タイヤに供する。

さらに、本発明のタイヤ補強用コード部材の製造方法は２つの発明からなり、第１の発明は、平行に配列した複数本のコードに未加硫ゴム被覆した帯状の原反を所定の長さに裁断した複数の帯状片の両側縁を波状凹凸面に形成し、該帯状片の側縁同士を前記波状凹凸面の凹部と凸部とが互いに嵌合するように突き合わせ接合することを特徴とする。

また、第２の発明は、平行に配列した複数本のコードに未加硫ゴム被覆した帯状の原反を所定の長さに裁断した複数の帯状片の両側縁に表面を波状凹凸面に形成したゴムテープを長手方向に沿って貼り合わせ、前記帯状片の側縁同士を波状凹凸面の凹部と凸部とが互いに嵌合するように突き合わせ接合することを特徴とする。

本発明のタイヤ補強用コード部材及びその製造方法によれば、帯状片の両側縁にそれぞれ波状凹凸面に形成し、この波状凹凸面の凹部と凸部とが互いに嵌合するように突き合わせ接合したので、帯状片同士の接着面積を波状凹凸面の相互嵌合により大きく確保することができるため、接合部における耐久性を向上させることができる。

また、本発明のタイヤ補強用コード部材を使用した空気入り
ラジアルタイヤによれば、帯状片の接合部における接着面積が拡大しているため、帯状片相互間の剥離による吹き抜け故障を抑制して、タイヤの耐久性を向上させることができる。

以下、本発明の構成につき添付の図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は本発明の実施形態によるタイヤ補強部材の一部平面図、図２は本発明の第一実施形態によるタイヤ補強部材を構成する帯状片の平面図、図３は本発明の第二実施形態によるタイヤ補強部材を構成する帯状片の平面図である。

本発明のタイヤ補強部材１は、平行に配列した複数本のコードｃ、ｃ、ｃ・・・に未加硫ゴムｇを被覆した原反を所定の長さｈに裁断して帯状片２を形成し、これにより得られた複数の帯状片２、２、２・・・の側縁同士を互いに付き合わせ接合して形成される。

相対向する帯状片２の両側縁は、図１に示すように、それぞれ平面視で波状凹凸面に形成され、隣接する帯状片２、２の波状凹凸面における凹部と凸部とが互いに噛み合うように接合部Ｑを形成して接続されている。

これにより、隣接する帯状片２，２同士の接着面積を波状凹凸面の相互嵌合により大きく確保することができるため、接合部Ｑにおけ耐久性を向上させることができる。

図２は本発明の第一実施形態による帯状片の平面図で、本実施形態では帯状片２の両側縁がそれぞれ長手方向に沿って波状凹凸面となるように直接加工により形成されている。このようにして得られた複数の帯状片２、２、２・・・は、それぞれ側縁同士を互いに矢印方向に付き合わせて接合される。このように帯状片２の両側縁を波状凹凸面に形成するには、例えば、帯状の原反の両側縁部を波状の刃を周囲に有する円板状のカッターで切断することによって行われる。

図３は本発明の第二実施形態による帯状片の平面図で、本実施形態では帯状片２の両側縁にそれぞれゴムテープ３が貼り合わせており、このゴムテープ３の表面が帯状片２の両側縁の長手方向に沿って波状凹凸面に形成されている。そして、相対向する帯状片２、２、２・・・の側縁同士がそれぞれゴムテープ３に形成された波状凹凸面における凹部と凸部との相互嵌合により互いに矢印方向に付き合わされて接合している。

このように帯状片２の両側縁に貼り合わされたゴムテープ３の表面に波状凹凸面を形成するには、例えば、図４に示すように長手方向（矢印方向）に沿って表面を波状凹凸面に形成したゴムテープ３を、図５に示すように帯状片２の両側縁を覆うように貼り合わせるようにするとよい。図６（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ、本実施形態による帯状片２、２、２・・・の側縁同士を互いに付き合わせ接合したタイヤ補強部材１を示す平面図及び側面図を示す。

このようなタイヤ補強部材１を得るには、例えば、図７に例示するように、図示しないカレンダー装置により製造され、ロール状に巻き取られた原反２Ａを矢印方向に引き出して搬送させながら、その両側縁の長手方向に沿って表面を波状凹凸面に形成したゴムテープ３を貼り合わせ、次いでこの原反２Ａをカッター４により所定の長さに切断した後、搬送方向を変更（図では９０°回転）させて、搬送方向の前後における帯状片２、２の側縁同士をゴムテープ３の波状凹凸面が互いに嵌合するように接合して製造する。

図８（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ隣接する帯状片２、２の接合部Ｑにおける構造を示すもので、図８（ａ）は第一実施形態による帯状片２、２の接合部Ｑを、図８（ｂ）及び（ｃ）はそれぞれ第二実施形態による帯状片２、２の接合部Ｑを示している。

上述する第二実施形態において、相対向する帯状片２、２の接合部Ｑにおける隣接するコードｃ、ｃ間には、図８（ｃ）に示すように、ゴムテープ３、３のみが介在するようにするとよい。すなわち、接合前の状態において、帯状片２のコードｃが側縁の表面に露出するように形成しておき、接合後の状態において、接合部Ｑに帯状片２を被覆する未加硫ゴムｇが介在しないようにするとよい。これにより、帯状片２、２の接合部Ｑにおけるコード間隔Ｗ１をゴムテープ３の厚さの設定により自由に調整することができるため、接合部Ｑにおける強度を調整するうえで極めて有利になる。

第二実施形態において、さらに好ましくは、ゴムテープ３のタックが帯状片２を被覆する未加硫ゴムｇのタックの９０％以上、好ましくは９５〜１０５％となるように設定するとよい。これにより、接合部Ｑにおける接着力が確保され、接合部Ｑにおける耐久性を確実に向上させることができる。ここで、タックの測定方法は、特に限定されるものではなく、公知の方法により測定すればよい。

本発明において、図８（ａ）〜（ｃ）に示す帯状片２、２の接合部Ｑにおける隣接する帯状片２、２間のコード間隔Ｗ１を、原反２Ａにおけるコード間隔Ｗの１．０〜１．７倍、好ましくは１．０〜１．５倍となるように調整するとよい。これにより、帯状片２、２の接合部Ｑにおける強度の低下を確実に抑制することができる。

さらに好ましくは、図９に示すように、波状凹凸面における１ピッチ当たりの接着長さＲ（図ではＲ１＋Ｒ２）がピッチ長Ｐの１．１５〜１．４０倍、好ましくは１．３０〜１．４０倍となるように調整するとよい。これにより、帯状片２，２の接合部Ｑにおけるコード間隔Ｗ１を適正に保ちながら、帯状片２、２同士の接着面積を確保することができるため、接合部Ｑにおける強度の低下を一層確実に抑制することができる。

図１０は本発明の実施形態による空気入りラジアルタイヤの一例を示す半断面図で、本発明の空気入りラジアルタイヤ１１は、上述するタイヤ補強用コード部材１を、特に大きな負荷がかかるカーカス層１２又はベルト層１３に使用している。なお、図中１４はビードコアを示している。

これにより、カーカス層１２又はベルト層１３を構成する帯状片２、２の接合部Ｑがこの負荷に耐えて接合部Ｑにおける隣接するコードｃ、ｃ間が開口することがなく、剥離による吹き抜け故障の発生を防止してタイヤの耐久性を向上させることができる。

本発明の空気入りラジアルタイヤ１１において、カーカス層１２又はベルト層１３を構成するタイヤ補強用コード部材１のコードｃにはスチールコードを使用するとよい。すなわち、タイヤ補強用コード部材１を構成するコードｃの剛性は、帯状片２、２の接合部Ｑにおける強度と密接な関係を有し、コードｃの剛性が大きいほど周囲のゴムとの剛性差が大きくなって耐久性に不利になるため、コードｃに剛性の大きな材料を使用した場合に、本発明の効果が特に顕著に発揮されるからである。

また、上述する吹き抜け故障は、空気充填圧の高いタイヤほど顕著に表れるため、本発明をトラックやバス等の重荷重用の空気入りラジアルタイヤに適用した場合に、特に優れた効果を発揮する。

本発明のタイヤ補強用コード部材の製造方法は２つの発明からなる。第１の発明は、平行に配列した複数本のコードｃ、ｃ、ｃ・・・に未加硫ゴムを被覆した帯状の原反２Ａを所定の長さに裁断した複数の帯状片２、２、２・・・の両側縁を波状凹凸面に形成し、これら帯状片２、２、２・・・の側縁同士を波状凹凸面の凹部と凸部とが互いに嵌合するように突き合わせ接合することを特徴としている。

また、第２の発明は、平行に配列した複数本のコードｃ、ｃ、ｃ・・・に未加硫ゴムｇを被覆した帯状の原反２Ａを所定の長さに裁断した複数の帯状片２、２、２・・・の両側縁に表面を波状凹凸面に形成したゴムテープ３、３を長手方向に沿って貼り合わせ、これら帯状片２、２、２・・・の側縁同士を波状凹凸面の凹部と凸部とが互いに嵌合するように突き合わせ接合することを特徴としている。

上述する製造方法においても、帯状片２、２、２・・・の接合部Ｑにおけるコードｃ、ｃ、ｃ・・・の間隔Ｗ１と原反２Ａにおけるコードｃ、ｃ、ｃ・・・の間隔Ｗとの比率、及び波状凹凸面の水平方向断面における１ピッチ当たりの接着長さＲとピッチ長Ｐとの比率、をそれぞれ本発明のタイヤ補強用コード部材１と同様に設定することが好ましい。

帯状片２、２の接合部Ｑを突合せ構造として、接合部Ｑにゴムテープ３を介在させない補強用コード部材をカーカス層１２に使用した従来タイヤ（従来例）と、接合部Ｑにゴムテープ３を介在させた補強用コード部材をカーカス層１２に使用した本発明タイヤ（実施例１〜４）とをそれぞれ製造した。

なお、各タイヤにおいてカーカス層１２を除く全ての仕様、タイヤサイズ（２４５／７０Ｒ１９．５）及びタイヤ構造（図１０）をそれぞれ共通にしたうえで、帯状片２、２の接合部Ｑにおけるコード間隔Ｗ１と原反２Ａにおけるコード間隔Ｗとをそれぞれ表１のように異ならせると共に、本発明タイヤにおいてゴムテープ３の波状凹凸面の１ピッチ当たりの接着長さＲとピッチ長Ｐとをそれぞれ表１のように異ならせた。

これら５種類のタイヤについて、以下の試験方法により耐久性の評価を行い、その結果を従来例１を１００とする指数により表１に表示した。数値が大きいほど耐久性に優れていることを示している。

〔耐久性の評価〕
各タイヤをリム組み（リムサイズ：１９．５×６．７５）し、８５０ｋＰａの酸素を充填して、室内ドラム試験機において、負荷荷重を３１ｋＮ、速度４５ｋｍ／ｈとして、ショルダー部に吹き抜け故障が発生するまで走行させた。この走行距離により耐久性の評価とした。

表１より、本発明タイヤは従来タイヤに比して耐久性が向上していることがわかる。

本発明の実施形態によるタイヤ補強用コード部材を示す一部平面図である。 本発明のタイヤ補強用コード部材における帯状片の第一実施形態を示す平面図である。 本発明のタイヤ補強用コード部材における帯状片の第二実施形態を示す平面図である。 図３の帯状片の側縁に貼り合わせるゴムテープの形態を示す一部斜視図である。 帯状片の側縁に図３のゴムテープを貼り合わせる状況を示す説明図である。 （ａ）は図５により得られた帯状片を接合した本発明のタイヤ補強用コード部材を示す一部平面図、（ｂ）は（ａ）のタイヤ補強用コード部材の側面図である。 図６のタイヤ補強用コード部材を製造する工程を例示する説明図である。 （ａ）〜（ｃ）は、それぞれタイヤ補強用コード部材における帯状片の接合部における構造を示す断面図である。 タイヤ補強用コード部材における帯状片の接合部における波状凹凸面の形状を示す水平方向の一部拡大断面図である。 本発明の実施形態による空気入りタイヤの一例を示す半断面図である。

符号の説明

１ タイヤ補強用コード部材
２ 帯状片
２Ａ 原反
３ ゴムテープ
Ｑ 接合部
ｃ コード
ｇ 未加硫ゴム
１１ 空気入りラジアルタイヤ
１２ カーカス層
１３ ベルト層

Claims (13)

1. 平行に配列した複数本のコードに未加硫ゴムを被覆した帯状の原反を所定の長さに裁断した複数の帯状片の側縁同士を互いに突き合わせ接合して形成したタイヤ補強用コード部材において、
   前記帯状片の両側縁にそれぞれ波状凹凸面を形成すると共に、隣接する帯状片の前記波状凹凸面における凹部と凸部とが互いに噛み合うように接合部を形成したタイヤ補強用コード部材。
2. 前記波状凹凸面を、前記帯状片の両側縁の長手方向に沿って直接加工により形成した請求項１に記載のタイヤ補強用コード部材。
3. 前記波状凹凸面を、前記帯状片の両側縁の長手方向に沿って貼り合わせたゴムテープの表面に形成した請求項１に記載のタイヤ補強用コード部材。
4. 前記接合部における隣接するコード間に前記ゴムテープのみが介在するようにした請求項３に記載のタイヤ補強用コード部材。
5. 前記ゴムテープのタックが前記帯状片を被覆する未加硫ゴムのタックの９０％以上である請求項３又は４に記載のタイヤ補強用コード部材。
6. 前記接合部における隣接する前記帯状片間のコード間隔Ｗ１を前記原反におけるコード間隔Ｗの１．０〜１．７倍にした請求項１〜５のいずれか１項に記載のタイヤ補強用コード部材。
7. 前記波状凹凸面における１ピッチ当たりの接着長さＲをピッチ長Ｐの１．１５〜１．４０倍にした請求項１〜６のいずれか１項に記載のタイヤ補強用コード部材。
8. 請求項１〜７のいずれか１項に記載されたタイヤ補強用コード部材をカーカス層に使用した空気入りラジアルタイヤ。
9. 請求項１〜７のいずれか１項に記載されたタイヤ補強用コード部材をベルト層に使用した空気入りラジアルタイヤ。
10. 前記タイヤ補強用コード部材を構成するコードがスチールコードである請求項８又は９に記載の空気入りラジアルタイヤ。
11. 重荷重用タイヤである請求項８、９又は１０に記載の空気入りラジアルタイヤ。
12. 平行に配列した複数本のコードに未加硫ゴム被覆した帯状の原反を所定の長さに裁断した複数の帯状片の両側縁を波状凹凸面に形成し、該帯状片の側縁同士を前記波状凹凸面の凹部と凸部とが互いに嵌合するように突き合わせ接合するタイヤ補強用コード部材の製造方法。
13. 平行に配列した複数本のコードに未加硫ゴム被覆した帯状の原反を所定の長さに裁断した複数の帯状片の両側縁に表面を波状凹凸面に形成したゴムテープを長手方向に沿って貼り合わせ、前記帯状片の側縁同士を波状凹凸面の凹部と凸部とが互いに嵌合するように突き合わせ接合するタイヤ補強用コード部材の製造方法。

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