JP2012016865A - 空気入りタイヤの製造方法及び空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】ベルト補強層による高速耐久性を確保しつつ、タイヤのユニフォミティであるＬＦＶの悪化を防ぐことができる空気入りタイヤの製造方法と空気入りタイヤを提供する。
【解決手段】トレッド部に配設したベルト層５の踏面側に、補強コードをスパイラル状に巻回してなるベルト補強層６を備えた空気入りタイヤの製造方法において、タイヤ周方向に対して傾斜して延びるベルトコード５Ｃを含んだ円筒状のベルトプライ５ａ，５ｂを複数積層してベルト層５を形成する工程と、ベルト層５の外周に補強コードをスパイラル状に巻回してベルト補強層６を形成する工程とを備え、補強コードの巻回方向を、最外周に位置するベルトプライ５ｂのベルトコード５Ｃの傾斜方向とは逆向きにする。
【選択図】図５

Description

本発明は、トレッド部に配設したベルト層の踏面側に、補強コードをスパイラル状に巻回してなるベルト補強層を備えた空気入りタイヤの製造方法と、その空気入りタイヤに関するものである。

従来、高速耐久性（高速走行時における耐久性）の向上などを目的として、トレッド部に配設したベルト層の踏面側にベルト補強層を備えた空気入りタイヤが知られている。かかるベルト補強層としては、補強コードをタイヤ周方向に沿ってスパイラル状に巻回してなる、所謂スパイラルベルトが好ましく用いられる。スパイラルベルトでは、幅広のプライを巻き付けたときのようなジョイント箇所が発生せず、ユニフォミティやグリップ性能などの点で有利になる。

この種のベルト補強層（即ち、スパイラルベルト）は、図１１に示すように、成形ドラム７上で円筒状のベルトプライ５ａ，５ｂを積層してベルト層５を形成した後、その外周に補強コード（図例では補強コードを含んだ帯状体８）をスパイラル状に巻回することにより形成できる。しかし、ベルト補強層６を形成した際に、ベルト層５が成形ドラム７から浮き上がって位置ずれを起こす場合があり、それに起因してタイヤのユニフォミティ、特にタイヤ横方向の力に関連するＬＦＶ（ラテラルフォースバリエーション）が悪化することが判明した。

ここで、下記特許文献１には、コーナリング時の操縦安定性の向上を目的として、ベルト補強層を構成する補強コードの張力が車両装着外側から車両装着内側に向かって次第に小さくなるように形成した空気入りラジアルタイヤが記載されている。しかし、かかる構成では、車両装着外側において補強コードの張力が相対的に高くなり、それに伴ってベルト層が浮き上がって位置ずれを起こしやすくなる恐れがあると考えられる。

また、下記特許文献２には、ベルト補強層の巻き始め部分の先端部と巻き終わり部分の後端部における剛性の段差を小さくするべく、先端部と後端部に比較的低い張力を掛け、それらの中間部に比較的高い張力を掛けて形成した空気入りタイヤが記載されている。しかし、かかる構成であっても、ベルト層が成形ドラムから浮き上がって位置ずれを起こすことがあり、ユニフォミティの悪化を防止する効果が十分とは言えなかった。

特開２００７−１５５７７号公報 特開２００３−２２０８０６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、ベルト補強層による高速耐久性を確保しつつ、タイヤのユニフォミティであるＬＦＶの悪化を防ぐことができる空気入りタイヤの製造方法と空気入りタイヤを提供することにある。

本発明者は、ベルト層の浮き上がりに伴う位置ずれについて研究したところ、図１１のようにベルト補強層を形成する際に、特に補強コードを巻回しながらベルト層の端部を覆う際に、図１に示すようなベルトプライ５ｂに含まれるベルトコード５Ｃの端部に補強コードが引っ掛かり（矢印Ｘは補強コードの巻回方向である。）、ベルト層５が内側に寄せられるように押圧されて成形ドラムから浮き上がることを見出した。本発明は、かかる知見に基づいてなされたものであり、下記の如き構成により上記目的を達成することができるものである。

即ち、本発明に係る空気入りタイヤの製造方法は、トレッド部に配設したベルト層の踏面側に、補強コードをスパイラル状に巻回してなるベルト補強層を備えた空気入りタイヤの製造方法において、タイヤ周方向に対して傾斜して延びるベルトコードを含んだ円筒状のベルトプライを複数積層してベルト層を形成する工程と、前記ベルト層の外周に前記補強コードをスパイラル状に巻回してベルト補強層を形成する工程とを備え、前記補強コードの巻回方向を、最外周に位置する前記ベルトプライのベルトコードの傾斜方向とは逆向きにするものである。

この方法では、補強コードの巻回方向を、最外周に位置するベルトプライのベルトコードの傾斜方向とは逆向きにすることにより、そのベルトプライのベルトコードの端部に対して、図２に示すような向きで補強コードを巻回できる（矢印Ｙは補強コードの巻回方向である。）。そのため、該ベルトコードの端部に補強コードが引っ掛かりにくくなり、或いは引っ掛かったとしても補強コードからの押圧に抗しやすくなって、ベルト層が内側に寄せられることを抑制できる。その結果、ベルト補強層による高速耐久性を確保しながら、ベルト層の浮き上がりに伴う位置ずれの発生を抑えて、タイヤのユニフォミティであるＬＦＶの悪化を防ぐことができる。

上記において、前記ベルト補強層を形成する工程が、並列した複数本の前記補強コードを含む帯状体を、前記ベルト層の一端から中央域を介した他端に向けてスパイラル状に巻回するものであり、前記ベルト層の一端を覆う始端部にて、前記ベルト層の中央域を覆う中間部よりも、前記帯状体のコード張力と巻回ピッチを小さくするものが好ましい。

かかる方法であれば、ベルト層の一端を覆う始端部で帯状体のコード張力を小さくすることにより、その一端に配されたベルトコードの端部に対する補強コードの押圧を弱めて、ベルト層の浮き上がりに伴う位置ずれを効果的に防止できる。しかも、その始端部で帯状体の巻回ピッチを小さくすることにより、コード張力を小さくしたことによる拘束力の低下を補って、ベルト補強層による高速耐久性を良好に確保することができる。

上記において、前記ベルト補強層を形成する工程が、前記ベルト層の他端を覆う終端部にて、前記ベルト層の中央域を覆う中間部よりも、前記帯状体のコード張力と巻回ピッチを小さくするものが好ましい。この場合、ベルト補強層の終端部を始端部と同じ構造にすることにより、ＬＦＶの悪化を有効に防止できる。

上記において、前記ベルト補強層を形成する工程が、前記ベルト層の中央域を覆う中間部で、前記帯状体が配される配設部分と、前記帯状体が配されない欠落部分とを交互に配置するものでも構わない。この場合、ベルト補強層の中間部における欠落部分では、ベルト層がベルト補強層によって覆われないことになるため、最外周に位置するベルトプライのコード成分がハンドル流れに与える影響度を高めることができる。

上記においては、前記配設部分が、隣り合う前記帯状体を相互にオーバーラップさせるものが好ましい。かかる方法によれば、ベルト補強層の中間部において、ベルト層に対する拘束力を高めることができる。

また、本発明に係る空気入りタイヤは、トレッド部に配設したベルト層の踏面側に、補強コードをスパイラル状に巻回してなるベルト補強層を備えた空気入りタイヤにおいて、前記ベルト層が、タイヤ周方向に対して傾斜して延びるベルトコードを含んだ円筒状のベルトプライを複数積層して形成されており、前記ベルト補強層が、前記補強コードの巻回方向を、最外周に位置する前記ベルトプライのベルトコードの傾斜方向とは逆向きにしているものである。

かかる空気入りタイヤによれば、補強コードの巻回方向を、最外周に位置するベルトプライのベルトコードの傾斜方向とは逆向きにしていることにより、ベルト補強層による高速耐久性を確保しつつ、ベルト層の浮き上がりに伴う位置ずれが抑えられたものになり、タイヤのユニフォミティであるＬＦＶの悪化を防ぐことができる。

図１１のベルト補強層を形成するときの補強コードの端部を示す拡大図 図５のベルト補強層を形成するときの補強コードの端部を示す拡大図 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 ベルト層とベルト補強層を示す平面図 本発明によりベルト補強層を形成する様子を示す平面図 ベルト層とベルト補強層を示す線図 ベルト補強層の変形例を示す線図 ベルト補強層の変形例を示す線図 ベルト補強層の変形例を示す線図 ベルト補強層の変形例を示す線図 従来のベルト補強層を形成する様子を示す平面図

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。まずは、空気入りタイヤの構造について簡単に説明し、次いで、その空気入りタイヤを製造する方法について説明する。本発明に係る空気入りタイヤの製造方法は、ベルト補強層を形成する工程以外は、従来のタイヤ製造工程と同様にして行うことができるため、ベルト補強層を形成する工程を中心に説明する。また、本発明の空気入りタイヤは、下記のようなベルト補強層を有すること以外は、通常の空気入りタイヤと同様に構成できる。

図３に示したタイヤＴは、一対のビード部１と、そのビード部１からタイヤ径方向外側へ延びるサイドウォール部２と、そのサイドウォール部２の各々のタイヤ径方向外側端に連なるトレッド部３と、一対のビード部１の間に設けられたトロイド状のカーカス層４とを備えた空気入りラジアルタイヤである。カーカス層４は、タイヤ赤道ＣＬに対して略９０°の角度で延びるコードを含んだ少なくとも１枚の（本実施形態では２枚の）プライにより構成され、その両端部がビード部１にて折り返されている。

トレッド部３には、カーカス層４の外周にベルト層５が配設され、たが効果による補強を行っている。ベルト層５は、円筒状のベルトプライ５ａ，５ｂを複数積層して（本実施形態では２層を積層して）形成されている。図４に示すように、各ベルトプライ５ａ，５ｂはタイヤ周方向に対して傾斜して延びるベルトコード５Ｃを含んでおり、その傾斜角度θは２５°前後、より具体的には２３〜２９°が例示される。ベルトコード５Ｃは、例えばスチールコードにより構成され、プライ間で互いに逆向きに交差するように配されている。

空気入りタイヤＴは、トレッド部３に配設したベルト層５の踏面側に、補強コード６Ｃをタイヤ周方向に沿ってスパイラル状に巻回してなるベルト補強層６を備える。ベルト補強層６は、ベルト層５の全幅を覆うように配設され、高速走行時の遠心力によるベルト層５の浮き上がりを抑えて、高速耐久性を高めうるように構成されている。補強コード６Ｃとしては、ポリエステルやレーヨン、ナイロン、アラミド等の有機系繊維コードが好ましく用いられる。

ベルト層５は、図５に示すように、成形ドラム７上で円筒状のベルトプライ５ａ，５ｂを複数積層することで形成され、ベルト補強層６は、そのベルト層５の外周に補強コード６Ｃをスパイラル状に巻回することで形成される。本実施形態では、幅方向に並列した複数本の補強コード６Ｃを含んだ帯状体８を巻回する例を示すが、このような帯状体８に代えて、ゴム被覆した１本の補強コード６Ｃを使用しても構わない。帯状体８の幅寸法は、例えば８〜１６ｍｍである。

図５（ｂ）において、帯状体８は不図示のスパイラル供給装置から供給されており、帯状体８の巻回は、成形ドラム７を所定方向に回転させながら、スパイラル供給装置を（即ち、帯状体８を）成形ドラム７の軸方向に移動させることにより実行できる。スパイラル供給装置は、複数のボビンから送り込まれた補強コード６Ｃを並列し、それらにゴム被覆を施して帯状体８を押出成形する。尚、事前に成形した帯状体８を巻き取った反物を用意し、その反物を巻きほぐして成形ドラム７に帯状体８を供給することも可能である。

このベルト補強層６を形成する工程においては、補強コード６Ｃの巻回方向を、最外周に位置するベルトプライ５ｂのベルトコード５Ｃの傾斜方向とは逆向きにする。即ち、図５に示した例であれば、ベルトコード５Ｃの傾斜方向が「左上がり」であるため、補強コード６Ｃの巻回方向が「右上がり」となるようにスパイラル状に巻回する。ベルトコード５Ｃの傾斜方向が「右上がり」である場合には、補強コード６Ｃの巻回方向が「左上がり」となるように巻回すればよい。

これにより、ベルトプライ５ｂのベルトコード５Ｃの端部に対して、図２に示すような向きで補強コード６Ｃを巻回できる（矢印Ｙは補強コードの巻回方向である。）。そのため、ベルトプライ５ｂが含むベルトコード５Ｃの端部に補強コード６Ｃが引っ掛かりにくくなり、或いは引っ掛かったとしても補強コード６Ｃからの押圧に抗しやすくなって、ベルト層５が内側に寄せられることを抑制できる。尚、内周側に配されたベルトプライ５ａのベルトコード５Ｃの端部に補強コード６Ｃが引っ掛かったとしても、ベルトプライ５ｂにより拘束されているベルトプライ５ａは内側に寄せられにくい。

図６は、ベルト層５とベルト補強層６を表した線図であり、隣り合う帯状体８が相互に縁を接してなるベルト補強層６を１本の線で描いている。帯状体８は、ベルト層５の一端５１から中央域５２を介した他端５３に向けてスパイラル状に巻回されており、ベルト補強層６は、その一端５１を覆う始端部６１と、中央域５２を覆う中間部６２と、他端５３を覆う終端部６３とを有する。始端部６１と終端部６３は、それぞれベルトプライ５ａ，５ｂの端部を覆う部分であり、ベルト半幅ＨＷの３０％程度の幅を有する。

図７に示した変形例では、始端部６１にて中間部６２よりも帯状体８のコード張力と巻回ピッチを小さくしている。これにより、ベルト層５の一端５１に配されたベルトコード５Ｃの端部に対する補強コード６Ｃの押圧を弱めて、ベルト層５の浮き上がりに伴う位置ずれを効果的に防止できる。しかも、始端部６１で帯状体８の巻回ピッチを小さくすることにより、コード張力を小さくしたことによる拘束力の低下を補って、ベルト補強層６による高速耐久性を良好に確保できる。

帯状体８のコード張力は、成形ドラム７の回転速度と帯状体８の供給速度を調整することにより変更できる。したがって、始端部６１にてコード張力を小さくするには、帯状体８を巻回して始端部６１を形成するに際し、中間部６２を形成するときよりも、成形ドラム７の回転を遅くし、或いは帯状体８の供給を速くすればよい。この場合、始端部６１でのコード張力（８ｍｍ幅あたりのスパイラル引き出し張力）は１．０ｋｇｆを下回り、中間部６２や終端部６３でのコード張力は１．０〜１．５ｋｇｆであることが好ましい。

帯状体８の巻回ピッチは、スパイラル供給装置の移動速度と成形ドラム７の回転速度を調整することにより変更できる。したがって、始端部６１にて巻回ピッチを小さくするには、帯状体８を巻回して始端部６１を形成するに際し、中間部６２を形成するときよりも、スパイラル供給装置の移動速度を遅くし、或いは成形ドラム７の回転を速くすればよい。本実施形態では、始端部６１において、隣り合う帯状体８を相互にオーバーラップさせて巻回している。

図８に示した変形例では、始端部６１だけでなく終端部６３においても、中間部６２よりも帯状体８のコード張力と巻回ピッチを小さくしている。この終端部６３におけるコード張力と巻回ピッチの詳細は、上述した始端部６１と同じにできる。このように、ベルト補強層６の終端部６３を始端部６１と同じ構造にすることによって、ＬＦＶの悪化を有効に防止できる。

図９に示した変形例では、中間部６２で、帯状体８が配される配設部分８１と、帯状体８が配されない欠落部分８２とを交互に配置している。欠落部分８２は、隣り合う帯状体８が相互に離れて位置するように巻回ピッチを大きくすることで形成される。この欠落部分８２では、ベルト層５がベルト補強層６によって覆われないため、ベルトプライ５ｂのコード成分がハンドル流れに与える影響度を高めることができる。高速耐久性を確保するうえでは、ベルト層５の両端５１，５３の拘束が重要になるため、中央域５２に対する拘束力が欠落部分８２により低下することは然程問題にならない。

図１０に示した変形例では、中間部６２の配設部分８１で、隣り合う帯状体８を相互にオーバーラップさせている。かかる方法によれば、ベルト補強層６の中間部６２において、ベルト層５に対する拘束力を高めることができる。尚、上述のように高速耐久性に関してはベルト層５の両端５１，５３の拘束が重要であり、生産性に配慮して、中間部６２では、配設部分８１を形成する帯状体８の巻回数を減らすなどして、始端部６１や終端部６３よりも拘束力を弱めるようにして構わない。

本発明の構成と効果を具体的に示すため、下記（１）〜（３）の評価を行った結果について説明する。

（１）ユニフォミティ
ＪＩＳＤ４２３３に規定する試験方法に基づいて、ＬＦＶ（ラテラルフォースバリエーション）を測定し、タイヤのユニフォミティを評価した。具体的には、タイヤを回転ドラムに押し付けて、両軸間隔を一定に保持しながら該タイヤを回転させたときに発生するタイヤ横方向の力の変動量を測定し、その変動量が９８Ｎ（１０．０ｋｇｆ）を超える場合を不良としたときの不良率を調査した。

（２）形成時間
ベルト補強層を形成するのに要した時間を計測した。比較例１の結果を１００として指数評価し、数値が大きいほど形成時間が長いことを示す。

（３）高速耐久性
直径１．７ｍのドラムにタイヤを押し付けて回転させ、タイヤが故障するまで走行速度を１０分毎に１０ｋｍ／ｈずつ上げていき、故障した際の時速を測定した。比較例１の結果を１００として指数評価し、数値が大きいほど高速耐久性に優れていることを示す。

図１１に示した手順でベルト補強層を形成したものを比較例１とし、図５に示した手順でベルト補強層を形成したものを実施例１〜４とした。実施例１〜４におけるベルト補強層の構造は、それぞれ図６，７，９，１０に示す通りである。いずれの場合もタイヤサイズは２１５／４５Ｒ１７、帯状体の幅は８ｍｍとした。また、実施例２〜４における帯状体のオーバーラップ代は４ｍｍ、実施例３，４における欠落部分の幅は８ｍｍとした。表１に評価結果を示す。

表１に示すように、実施例１〜４では、比較例１に比べてＬＦＶが改善されており、ベルト層の浮き上がりに伴う位置ずれの発生が抑えられたものと考えられる。また、実施例２〜４では、ＬＦＶが更に改善されており、始端部で帯状体のコード張力を小さくしたことの効果が見受けられる。それでいて、実施例２〜４では、始端部で帯状体の巻回ピッチを小さくしたことにより高速耐久性を良好に確保できている。

３ トレッド部
５ ベルト層
５ａ ベルトプライ
５ｂ ベルトプライ
５Ｃ ベルトコード
６ ベルト補強層
６Ｃ 補強コード
７ 成形ドラム
８ 帯状体
５１ ベルト層の一端
５２ ベルト層の中央域
５３ ベルト層の他端
６１ 始端部
６２ 中間部
６３ 終端部
８１ 配設部分
８２ 欠落部分

Claims (6)

1. トレッド部に配設したベルト層の踏面側に、補強コードをスパイラル状に巻回してなるベルト補強層を備えた空気入りタイヤの製造方法において、
   タイヤ周方向に対して傾斜して延びるベルトコードを含んだ円筒状のベルトプライを複数積層してベルト層を形成する工程と、前記ベルト層の外周に前記補強コードをスパイラル状に巻回してベルト補強層を形成する工程とを備え、前記補強コードの巻回方向を、最外周に位置する前記ベルトプライのベルトコードの傾斜方向とは逆向きにすることを特徴とする空気入りタイヤの製造方法。
2. 前記ベルト補強層を形成する工程が、並列した複数本の前記補強コードを含む帯状体を、前記ベルト層の一端から中央域を介した他端に向けてスパイラル状に巻回するものであり、前記ベルト層の一端を覆う始端部にて、前記ベルト層の中央域を覆う中間部よりも、前記帯状体のコード張力と巻回ピッチを小さくする請求項１に記載の空気入りタイヤの製造方法。
3. 前記ベルト補強層を形成する工程が、前記ベルト層の他端を覆う終端部にて、前記ベルト層の中央域を覆う中間部よりも、前記帯状体のコード張力と巻回ピッチを小さくする請求項２に記載の空気入りタイヤの製造方法。
4. 前記ベルト補強層を形成する工程が、前記ベルト層の中央域を覆う中間部で、前記帯状体が配される配設部分と、前記帯状体が配されない欠落部分とを交互に配置する請求項２又は３に記載の空気入りタイヤの製造方法。
5. 前記配設部分が、隣り合う前記帯状体を相互にオーバーラップさせる請求項４に記載の空気入りタイヤの製造方法。
6. トレッド部に配設したベルト層の踏面側に、補強コードをスパイラル状に巻回してなるベルト補強層を備えた空気入りタイヤにおいて、
   前記ベルト層が、タイヤ周方向に対して傾斜して延びるベルトコードを含んだ円筒状のベルトプライを複数積層して形成されており、前記ベルト補強層が、前記補強コードの巻回方向を、最外周に位置する前記ベルトプライのベルトコードの傾斜方向とは逆向きにしていることを特徴とする空気入りタイヤ。
   

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