JP2009143007A - タイヤ用ゴム部材の製造方法、及び空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】ストリップ切れによる巻回作業効率の低下、及びテンション力不足による成形精度の低下を抑制する。排気溝の両端での潰れを抑え、エアー残りの抑制効果を高める。
【解決手段】ゴムストリップ１０の表面Ｓに、排気溝１１を並設する。排気溝１１は、ゴムストリップ１０の一方、他方の側縁Ｅａ、Ｅｂ１から巾方向内方にのびる第１、第２の排気溝部１１Ａ、１１Ｂからなる。第１の排気溝部１１Ａの内方端Ａ１と、前記第２の排気溝部１１Ｂの内方端Ｂ１とは、巾方向に距離Ｌａを隔てて互いに離間する。又第１、第２の排気溝部１１Ａ、１１Ｂは、その溝断面積が、前記内方端Ａ１、Ｂ１から巾方向の外方に向かって漸増する。
【選択図】図３

Description

本発明は、トレッドゴム、サイドウォールゴムなどのタイヤ用ゴム部材を、ゴムストリップを螺旋状に巻き重ねることにより形成するタイヤ用ゴム部材の製造方法、及びそれを用いて加硫成形される空気入りタイヤに関する。

近年、例えばトレッドゴム、サイドウォールゴムなどのタイヤ用ゴム部材を、テープ状のゴムストリップを螺旋状に巻き重ねることにより形成する所謂ストリップワインド方式が提案されている。

しかしこの方式の場合、図７（Ａ）に拡大して示すように、巻き付けたゴムストリップａ、ａ間やゴムストリップａと被巻付け体ｂとの間などに隙間ｅが形成されるため、加硫成形後に、この隙間ｅ内にエアー残りが生じてユニフォミティ等タイヤ品質の低下を招く等の問題が懸念される。そのために、例えば下記の特許文献１には、前記隙間ｅ内のエアーを排気するために、図７（Ｂ）に示すように、ゴムストリップａの表面に、両側縁間を連続してのびる複数本の排気溝ｃを並設することが提案されている。

特開平２００６−５１７１１号公報

しかしながら、前記排気溝ｃは、両側縁間を連続してのびるため、ゴムストリップａを巻回する際、テンションによってゴムストリップａが破断しやすく、巻回作業効率を損ねたり、また巻回時に充分なテンションが掛けられないためゴム部材を精度良く形成できないという問題がある。又溝断面形状が一定であるため排気溝ｃの両端部が潰れて溝が塞がりやすく、その結果、排気溝ｃ内部に空気が閉じ込められる場合が生じるなど、エアー残りの抑制を不充分なものとしている。

そこで本発明は、ゴムストリップを破断し難くすることができ、ストリップ切れによる巻回作業効率の低下、及びテンション力不足による成形精度の低下を抑制しうるとともに、排気溝の両端での潰れを抑え、エアー残りの抑制効果を高めうるタイヤ用ゴム部材の製造方法、及び空気入りタイヤを提供することを目的としている。

前記目的を達成するために、本願請求項１の発明は、円筒状の被巻付け体の表面に、ゴムストリップを、該被巻付け体の回転とともに被巻付け体の軸方向に位置ズレさせて螺旋状に巻き重ねることにより、前記ゴムストリップが重置されたタイヤ用ゴム部材を形成するタイヤ用ゴム部材の製造方法であって、
前記ゴムストリップは、少なくとも一方の表面に、重置されたゴムストリップ間の空気を排出しうる複数の排気溝を並設するとともに、
前記排気溝は、ゴムストリップの一方の側縁から該ゴムストリップの巾方向の内方にのびる第１の排気溝部と、この第１の排気溝部とは対をなしかつゴムストリップの他方の側縁から前記巾方向の内方にのびる第２の排気溝部とからなり、
しかも前記第１の排気溝部の前記巾方向の内方端と、前記第２の排気溝部の前記巾方向の内方端とは、前記巾方向に距離Ｌａを隔てて互いに離間するとともに、前記第１、第２の排気溝部は、その溝中心線と直角方向の溝断面積が、それぞれ前記内方端から前記巾方向の外方に向かって漸増することを特徴としている。

又請求項２の発明では、前記排気溝は、前記第１、第２の排気溝部の内方端間の前記距離Ｌａを、前記ゴムストリップの巾Ｗの５〜６０％の範囲かつ１〜１５ｍｍの範囲としたことを特徴としている。

又請求項３の発明では、前記排気溝は、前記第１、第２の排気溝部の溝深さＧｈ及び溝巾Ｇｗを、前記内方端から巾方向の外方に向かって漸増させたことを特徴としている。

又請求項４の発明では、前記排気溝は、前記第１、第２の排気溝部の前記側縁における溝深さＧｈ０を、前記ゴムストリップの厚さＴの０．５〜０．８倍としたことを特徴としている。

又請求項５の発明では、前記排気溝は、前記ゴムストリップの長さ方向に５〜２０ｍｍのピッチ間隔Ｐを隔てて並設されることを特徴としている。

又請求項６の発明では、前記第１、第２の排気溝部は、前記長さ方向に、前記ピッチ間隔Ｐの０．２５〜０．５倍の距離Ｐａを互いに位置ずれしたことを特徴としている。

又請求項７の発明では、前記第１、第２の排気溝部は、その溝中心線が前記巾方向に対して４５°以下の角度θで長手方向一方側に傾斜することを特徴としている。

又請求項８は空気入りタイヤの発明であって、請求項１〜７の何れかに記載の製造方法により得られたタイヤ用ゴム部材を用いて加硫成形されたことを特徴としている。

本発明は叙上の如く、排気溝を、ゴムストリップの一方、他方の側縁からそれぞれ巾方向内方にのびる第１、第２の排気溝部により形成している。この第１、第２の排気溝部は、その内方端が、巾方向に距離Ｌａを隔てて離間している。即ち、排気溝がゴムストリップの巾方向中央側で途切れているため、長さ方向の引っ張りに対して、破断し難く、ストリップ切れによる巻回作業効率の低下、及びテンション力不足による成形精度の低下を抑制しうる。

又ストリップワインド方式ではゴムストリップを巻回する際、或いは巻回直後にローラ等で押圧し、ゴムストリップ間を圧着しつつ排気を行う。このとき、ゴムストリップの巾方向中央側で排気溝が途切れているため、両端側より中央側に強い押圧力が作用するため、両端での排気溝の潰れ（溝の塞がり）を低減でき、排気溝内で空気が閉じ込められるのを防止できる。しかも、第１、第２の排気溝部は、溝断面積が巾方向外方に向かって漸増しているため、排気溝部がその外方端においてより塞がり難くなり、エアー残り抑制効果をより向上させることができる。

以下、本発明の実施の一形態を、図示例とともに説明する。図１は、本発明の製造方法によって製造されたタイヤ用ゴム部材を用いて加硫成形された空気入りタイヤの一例を示す断面図である。

図１において、空気入りタイヤ１は、ゴム配合を違えた複数種のタイヤ用ゴム部材Ｇ、及びタイヤの骨格をなすカーカス６とその半径方向外側に配されるベルト７とを含むコード補強層を具えて形成される。

前記カーカス６は、カーカスコードをタイヤ周方向に対して例えば７０〜９０°の角度で配列した１枚以上、本例では１枚のカーカスプライ６Ａからなる。このカーカスプライ６Ａは、本例では、トレッド部２からサイドウォール部３をへてビード部４のビードコア５に至るプライ本体部６ａの両側に、前記ビードコア５の周りで折り返されるプライ折返し部６ｂを一連に具える。

又前記ベルト７は、ベルトコードをタイヤ周方向に対して例えば１０〜３５°の角度で配列した２枚以上、本例では２枚のベルトプライ７Ａ、７Ｂからなり、ベルトコードがプライ間交互で交差することにより、ベルト剛性を高めトレッド部２を強固に補強する。なおベルト７の外側には、高速走行性能を高めることを主目的として、バンドコードをタイヤ周方向に沿って配列させたバンド９を設けることができる。

次に、前記タイヤ用ゴム部材Ｇとしては、前記トレッド部２に配され接地面をなすトレッドゴムＧ１と、前記サイドウォール部３に配されタイヤ外側面をなすサイドウォールゴムＧ２と、前記カーカス６の内側に配されタイヤ内腔面をなすインナーライナゴムＧ３と、前記ビード部４に配されリムずれを防止するクリンチゴムＧ４と、前記ベルト７の両端かつカーカス６との間に配されてベルト外端を保護するベルトクッションゴムＧ５と、前記ビードコア５から半径方向外方にのびるビードエーペックスゴムＧ６とを含むことができる。

そして、このタイヤ用ゴム部材Ｇ１〜Ｇ６のうちの少なくとも一つを、ストリップワインド方式によって形成している。すなわち図２に示すように、円筒状の被巻付け体３０の表面に、未加流のゴムストリップ１０を、該被巻付け体３０の回転とともにその軸方向に位置ズレさせて螺旋状に巻き重ねることにより、このゴムストリップ１０の巻回体としてタイヤ用ゴム部材Ｇを形成している。

なお図２には、円筒状の成形ドラムＤと、その外周に順次形成される前記ベルト７、バンド９とからなる被巻付け体３０の表面に、ゴムストリップ１０を巻き重ねてトレッドゴムＧ１を形成したものを例示している。特に同図には、２本のゴムストリップ１０Ａ、１０Ｂを用い、被巻付け体３０の回転とともに、一方のゴムストリップ１０Ａが、タイヤ赤道Ｃ側からタイヤ軸方向右側に順次位置ずれして螺旋状に巻き重ねられ、又他方のゴムストリップ１０Ｂが、タイヤ赤道Ｃ側からタイヤ軸方向左側に順次位置ずれして螺旋状に巻き重ねられる場合を例示している。

次に、このストリップワインド方式では、前記巻き付けたゴムストリップ１０、１０間やゴムストリップ１０と被巻付け体３０との間などに隙間ｅが形成される。そのため、加硫成形後に、この隙間ｅ内にエアー残りや傷が発生し、ユニフォミティなどのタイヤ品質の低下を招く等の問題が懸念される。

そこで本発明では、前記隙間ｅ内のエアーを排気する目的で、図３、４に示すように、前記ゴムストリップ１０の少なくとも一方の表面Ｓに、複数の排気溝１１を前記ゴムストリップの長さ方向にピッチ間隔Ｐを隔てて並設している。

この排気溝１１は、ゴムストリップ１０の一方の側縁Ｅａから該ゴムストリップ１０の巾方向の内方にのびる第１の排気溝部１１Ａと、この第１の排気溝部１１Ａとは対をなしかつゴムストリップ１０の他方の側縁Ｅｂから前記巾方向の内方にのびる第２の排気溝部１１Ｂとから形成されるとともに、前記第１の排気溝部１１Ａの前記巾方向の内方端Ａ１と、前記第２の排気溝部１１Ｂの前記巾方向の内方端Ｂ１とは、前記巾方向に距離Ｌａを隔てて互いに離間している。

即ち、前記排気溝１１は、ゴムストリップ１０の巾方向中央側では途切れている。そのため、ゴムストリップ１０は、排気溝が連続する場合に比して巾方向中央側での強度が増し、長さ方向の引っ張りに対して伸び難く、かつ破断し難くなる。しかも前記第１、第２の排気溝部１１Ａ、１１Ｂは、その溝中心線と直角方向の溝断面積Ｋ（図４（B)に示す）が、それぞれ前記内方端Ａ１、Ｂ１から前記巾方向の外方に向かって漸増している。そのため、巾方向中央側の強度がさらに増加し、ゴムストリップ１０を長さ方向にさらに伸び難くかつ破断し難くすることができる。その結果、ストリップ切れによる巻回作業効率の低下を抑制しうるとともに、巻回時に充分なテンション力を確保でき、テンション力不足による成形精度の低下も防止できる。

又ストリップワインド方式では巻回工程においてゴムストリップをローラ等で押圧し、ゴムストリップ間を圧着しつつ排気を行う。このとき、前記ゴムストリップ１０では、巾方向中央側で排気溝１１が途切れているため、外方端Ａ２、Ｂ２側より中央側に強い押圧力が作用する。そのため、外方端Ａ２、Ｂ２での排気溝１１の潰れ（溝の塞がり）を抑制でき、排気溝１１内で空気が閉じ込められるのを防止できる。しかも、第１、第２の排気溝部１１Ａ、１１Ｂでは、その溝断面積Kが巾方向外方に向かって漸増し、外方端Ａ２、Ｂ２で溝断面積Kが最大となるため、この外方端Ａ２、Ｂ２で溝がさらに塞がり難くなり、エアー残り抑制効果をより向上させることができる。

ここで、前記第１、第２の排気溝部１１Ａ、１１Ｂの断面形状としては、溝をより塞がり難くするために、溝底に向かって溝巾が減じる向きに溝壁面２０を傾斜させた略Ｖ字状、或いは略台形状状の断面形状とするのが好ましい。このときの前記溝壁面２０、２０間の挟み角度αは６０°〜１２０°の範囲、さらには７５°〜９０°の範囲が好ましい。なおゴムストリップ１０は生ゴムであり、柔らかく変形しやすい。従って、前記変形などにより前記溝の断面形状、溝壁面２０の角度αなどの測定が難しい場合には、排気溝部１１Ａ、１１Ｂを形成するリブ状の金型４０（図４（Ｂ）に略示する）における断面形状、及び角度を採用することとする。又本例では、第１、第２の排気溝部１１Ａ、１１Ｂの溝深さＧｈ及び溝巾Ｇｗの双方を、前記内方端Ａ１、Ｂ１から外方端Ａ２、Ｂ２まで漸増させることにより、前記溝断面積Ｋを漸増させている。これにより前記内方端Ａ１、Ｂ１における応力集中を緩和でき、破断強度をさらに高めうる。

又前記第１、第２の排気溝部１１Ａ、１１Ｂの内方端Ａ１、Ｂ１間の前記距離Ｌａは、前記ゴムストリップ１０の巾Ｗの５〜６０％かつ１〜１５ｍｍの範囲とするのが好ましい。前記距離Ｌａが前記巾Ｗの５％未満、及び１ｍｍ未満では、ゴムストリップ１０の破断抑制効果を充分に発揮されない。逆に前記距離Ｌａが巾Ｗの６０％を上回る、及び１５ｍｍを上回ると、排気が不充分となってエアー残りを招く傾向となる。このような観点から前記距離Ｌａの下限は、巾Ｗの２５％以上かつ５ｍｍ以上が好ましく、又上限は巾Ｗの５０％以下かつ１０ｍｍ以上が好ましい。なお前記ゴムストリップ１０としては、１０〜３５ｍｍの巾Ｗのものが一般に使用されている。

又前記ゴムストリップ１０では、前述の如く、巾方向中央側で排気溝１１が途切れ、破断強度が高まるため、本例の如く、前記第１、第２の排気溝部１１Ａ、１１Ｂを、その溝中心線の前記巾方向に対する角度θを０°として配することも可能となる。係る場合には、空気を最短距離で排気しうるなど、排気効果の点で有利となる。又ゴムストリップ１０の破断強度が高まるため、排気溝１１を５〜２０ｍｍの狭いピッチ間隔Ｐにて並設することも可能となる。そのため、エアー残り抑制効果をいっそう向上させることができる。なおピッチ間隔Ｐが５ｍｍ未満では、排気溝１１が途切れるとはいえ破断強度が不充分となる。

又前記第１、第２の排気溝部１１Ａ、１１Ｂでは、前記外方端Ａ２、Ｂ２において溝深さＧｈが最大であり、この最大の溝深さＧｈ０を、ゴムストリップの厚さＴの０．５〜０．８倍とするのが好ましい。この溝深さＧｈ０が厚さＴの０．５倍未満では、排気が不充分となる傾向が生じ、又０．８倍を超えると、外方端Ａ２、Ｂ２での強度が不足し、該外方端Ａ２、Ｂ２を起点として損傷を招く恐れが生じる。

図５にゴムストリップ１０の他の実施例を示す。本例では、前記第１の排気溝部１１Ａは、第２の排気溝部１１Ｂに対して、前記長さ方向に距離Ｐａを位置ずれさせて配されている。即ち、長さ方向に位相をずらせている。これにより、排気溝部１１Ａ、１１Ｂによる強度弱所を分散させることができ、ゴムストリップ１０の破断強度をさらに高めることができる。このためには、前記距離Ｐａを前記ピッチ間隔Ｐの０．２５〜０．５倍の範囲とするのが好ましく、０．２５倍未満では、分散が不充分となって破断強度のさらなる向上が発揮されない。

なお図６にゴムストリップ１０のさらに他の実施例を示す。図６（Ａ）、６（Ｂ）では、前記第１、第２の排気溝部１１Ａ、１１Ｂが、その溝中心線ｉを前記巾方向に対して角度θで傾斜させて配される場合が例示されている。係る場合には、各溝中心線ｉが、ともに長手方向の一方側に傾斜する、即ち第１、第２の排気溝部１１Ａ、１１Ｂの傾斜の向きを互いに相違させるのが好ましい。具体的には、本例では第１の排気溝部１１Ａが右肩上がり、第２の排気溝部１１Ｂが左肩上がりに傾斜する場合が例示されている。このように前記第１、第２の排気溝部１１Ａ、１１Ｂを傾斜させることにより、ゴムストリップ１０の破断強度をさらに高めうる。又巻回工程においてゴムストリップ１０をローラ等で押圧する際、Ｆ方向に押圧することで、排気溝部１１Ａ、１１Ｂ内の空気を、両外側に押し出すことが可能となり、しかも前記外方端Ａ２、Ｂ２の潰れが最後となるため、排気溝１１内での空気の閉じ込めを効果的に防止できる。このとき前記角度θは、１０〜４５°の範囲が好ましく、１０°未満では、前記効果が有効にされない。又４５°を超えると、排気の距離が長くなって、排気効果を逆に低下させる傾向を招く。

なお前記６（Ｂ）には、さらに第１、第２の排気溝部１１Ａ、１１Ｂが、長さ方向に距離Ｐａを位置ずれしている場合が例示されており、前記位置ずれによる分散効果と相俟って、破断強度をよりいっそう高めることができる。

以上、本発明の特に好ましい実施形態について詳述したが、本発明は図示の実施形態に限定されることなく、種々の態様に変形して実施しうる。

表１の仕様のゴムストリップを用い、タイヤサイズ２１５／４５ＺＲ１７用の生トレッドゴムを、ストリップワインド方式により１００本試作するとともに、そのときのストリップ切れの発生率を、比較例１を１００とする指数によって比較した。数値の小さい方が好ましい。なおゴムストリップの巾Ｗは２０mm、厚さＴは１mmとしている。

又前記試作した生トレッドゴムを使用して、加硫成形された製品タイヤを１００本形成した。そして、製品タイヤのトレッドゴムにおける、エアー残りに起因するディフェクトの発生率を、比較例１を１００とする指数によって比較した。数値の小さい方が好ましい。なおディフェクトは、トレッド内部やトレッド表面に生じるエアー残りによる傷や変形を目視によって検査し、傷や変形が確認されたタイヤの本数で評価した。

本発明の製造方法によって製造されたタイヤ用ゴム部材を用いた空気入りタイヤの一実施例を示す断面図である。 タイヤ用ゴム部材がトレッドゴムである場合の断面図である。 ゴムストリップ示す平面図である。 （Ａ）は図３のＩ−Ｉ線断面図、（Ｂ）は、図３のＱ矢視図である。 ゴムストリップの他の実施例を示す平面図である。 （Ａ）、（Ｂ）は、ゴムストリップのさらに他の実施例を示す平面図である。 （Ａ）はストリップワインド方式の問題点を説明する拡大断面図、（Ｂ）は従来のゴムストリップを示す平面図である。

符号の説明

１ 空気入りタイヤ。
１０ ゴムストリップ
１１ 排気溝
１１Ａ 第１の排気溝部
１１Ｂ 第２の排気溝部
３０ 被巻付け体
Ａ１、Ｂ１ 内方端
Ｅａ、Ｅｂ 側縁
Ｇ タイヤ用ゴム部材
Ｓ 表面

Claims (8)

1. 円筒状の被巻付け体の表面に、ゴムストリップを、該被巻付け体の回転とともに被巻付け体の軸方向に位置ズレさせて螺旋状に巻き重ねることにより、前記ゴムストリップが重置されたタイヤ用ゴム部材を形成するタイヤ用ゴム部材の製造方法であって、
   前記ゴムストリップは、少なくとも一方の表面に、重置されたゴムストリップ間の空気を排出しうる複数の排気溝を並設するとともに、
   前記排気溝は、ゴムストリップの一方の側縁から該ゴムストリップの巾方向の内方にのびる第１の排気溝部と、この第１の排気溝部とは対をなしかつゴムストリップの他方の側縁から前記巾方向の内方にのびる第２の排気溝部とからなり、
   しかも前記第１の排気溝部の前記巾方向の内方端と、前記第２の排気溝部の前記巾方向の内方端とは、前記巾方向に距離Ｌａを隔てて互いに離間するとともに、前記第１、第２の排気溝部は、その溝中心線と直角方向の溝断面積が、それぞれ前記内方端から前記巾方向の外方に向かって漸増することを特徴とするタイヤ用ゴム部材の製造方法。
2. 前記排気溝は、前記第１、第２の排気溝部の内方端間の前記距離Ｌａを、前記ゴムストリップの巾Ｗの５〜６０％の範囲かつ１〜１５ｍｍの範囲としたことを特徴とする請求項１記載のタイヤ用ゴム部材の製造方法。
3. 前記排気溝は、前記第１、第２の排気溝部の溝深さＧｈ及び溝巾Ｇｗを、前記内方端から巾方向の外方に向かって漸増させたことを特徴とする請求項１又は２記載のタイヤ用ゴム部材の製造方法。
4. 前記排気溝は、前記第１、第２の排気溝部の前記側縁における溝深さＧｈ０を、前記ゴムストリップの厚さＴの０．５〜０．８倍としたことを特徴とする請求項３記載のタイヤ用ゴム部材の製造方法。
5. 前記排気溝は、前記ゴムストリップの長さ方向に５〜２０ｍｍのピッチ間隔Ｐを隔てて並設されることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のタイヤ用ゴム部材の製造方法。
6. 前記第１、第２の排気溝部は、前記長さ方向に、前記ピッチ間隔Ｐの０．２５〜０．５倍の距離Ｐａを互いに位置ずれしたことを特徴とする請求項５記載のタイヤ用ゴム部材の製造方法。
7. 前記第１、第２の排気溝部は、その溝中心線が前記巾方向に対して４５°以下の角度θで長手方向一方側に傾斜することを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のタイヤ用ゴム部材の製造方法。
8. 請求項１〜７の何れかに記載の製造方法により得られたタイヤ用ゴム部材を用いて加硫成形された空気入りタイヤ。

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