JP2012131109A - 空気入りタイヤの製造方法及びビードエーペックスゴム - Google Patents

Abstract

【課題】ビードエーペックスゴムの形状を改善することで、ビード部の耐久性や美観及び耐リムずれ性を向上させる。
【解決手段】ビードコアの外面５ｎに、未加硫のビードエーペックスゴム８Ｒを接続する接続工程を含む空気入りタイヤ１の製造方法である。ビードエーペックスゴム８Ｒの内側面９は、ビードコアの外面５ｎに沿ってのびる底辺１４と、底辺１４の両端からそれぞれ外面５ｎと離れる向きに傾斜してのびる一対の斜辺１５、１５とからなる。内側面の全幅ＡＷが、ビードコアの外面５ｎの幅ＣＷよりも小である。接続工程は、ビードエーペックスゴム８Ｒをビードコアの外面５ｎに押圧することにより、内側面の斜辺１５を変形させてビードコアの外面５ｎに沿わせる段階を含む。
【選択図】図１

Description

本発明は、ビードエーペックスゴムの形状を改善することで、ビードコアの幅方向外側へのゴムはみ出しを防止し、ビード部の耐久性や美観及び耐リムずれ性を向上させた空気入りタイヤの製造方法及びビードエーペックスゴムに関する。

図１に示されるように、空気入りタイヤ１には、通常、ビード部４を補強しかつタイヤ横剛性を確保するために、ビードコア５のタイヤ半径方向の外面５ｎからタイヤ半径方向外方にのびる硬質ゴムからなるビードエーペックスゴム８が配置されている。

ところで、図４（ａ）、（ｂ）に拡大して示されるように、空気入りタイヤの製造工程では、ビードコアｃの外面ｃ１に、断面三角形状の未加硫のビードエーペックスゴムｄの底辺ｄ１を押圧して接合する工程が行われる。しかしながら、この工程時、ビードエーペックスゴムｄの底辺ｄ１の一部がビードコアｃの外面ｃ１の幅方向の外側にはみ出すという問題があった。このようなビードエーペックスゴムｄのはみ出し部ｅがそのままタイヤに組み入れられると、図４（ｃ）に示されるように、カーカスプライｆとビードコアｃとの間に空気溜りｇを生じさせ、ビード部ｂの耐久性の低下を招く。さらに、前記はみ出し部ｅは、ビード部ｂのタイヤ軸方向両側に凸となる凸部ｈを生じさせ、ビード部ｂの美観や耐リムずれ性能を悪化させる。関連する技術としては次のものがある。

特開２００６−３５９４８号公報 特開２０００−２４７１１９号公報

本発明は、以上のような問題点に鑑み案出なされたもので、ビードコアの外面側を向くビードエーペックスゴムの内側面の形状を改善するとともに、その幅をビードコアの外面の幅よりも小とすることを基本として、ビードコアの幅方向外側へのビードエーペックスゴムのはみ出しを防止し、ビード部の耐久性や美観及び耐リムずれ性を向上させた空気入りタイヤの製造方法及びビードエーペックスゴムを提供することを主たる目的としている。

本発明のうち請求項１記載の発明は、ビード部に、リング状のビードコアと、前記ビードコアの外面からタイヤ半径方向にテーパ状にのびるビードエーペックスゴムとが設けられた空気入りタイヤの製造方法であって、前記ビードコアの前記外面に、未加硫の前記ビードエーペックスゴムを接続する接続工程を含み、前記ビードエーペックスゴムは、前記ビードコアの前記外面側を向く内側面からタイヤ半径方向外側にテーパ状でのび、前記内側面は、前記ビードコアの外面に沿ってのびる底辺と、該底辺の両端からそれぞれ前記外面と離れる向きに傾斜してのびる一対の斜辺とからなり、しかも前記内側面の全幅が、前記ビードコアの前記外面の幅よりも小であるとともに、前記接続工程は、前記ビードエーペックスゴムを前記ビードコアの外面に押圧することにより、前記内側面の前記斜辺を変形させて前記ビードコアの外面に沿わせる段階を含むことを特徴とする。

また請求項２記載の発明は、前記ビードコアは、スチールワイヤを巻き重ねることにより形成された断面略矩形状をなす請求項１記載の空気入りタイヤの製造方法である。

また請求項３記載の発明は、前記ビードエーペックスゴムの内側面の全幅ＡＷは、前記ビードコアの外面の幅ＣＷの８７〜９６％である請求項１又は２記載の空気入りタイヤの製造方法である。

また請求項４記載の発明は、前記ビードエーペックスゴムの前記底辺の幅ＢＷは、前記ビードコアの外面の幅ＣＷの２０〜５０％である請求項１乃至３のいずれかに記載の空気入りタイヤの製造方法である。

また請求項５記載の発明は、前記斜辺のビードコアの外面に沿った幅Ａは、ビードコアの外面の幅ＣＷの２０〜２９％、前記斜辺のビードコアの外面と直角方向の高さＢは、ビードコアの外面の幅ＣＷの２０〜２９％である請求項１乃至３のいずれかに記載の空気入りタイヤの製造方法である。

また請求項６記載の発明は、前記ビードエーペックスゴムは、前記内側面からタイヤ半径方向外側にテーパ状をなす請求項１記載の空気入りタイヤの製造方法である。

また請求項７記載の発明は、空気入りタイヤの製造に際して、ビードコアの外面に接続されて使用される未加硫のビードエーペックスゴムであって、前記ビードエーペックスゴムは、ビードコアの前記外面側を向く内側面からタイヤ半径方向外側にテーパ状でのびるとともに、前記内側面は、前記ビードコアの外面に沿ってのびる底辺と、該底辺の両端からそれぞれ前記ビードコアの外面と離れる向きに傾斜してのびる一対の斜辺とからなり、しかも前記内側面の全幅が、前記ビードコアの前記外面の幅よりも小であることを特徴とする。

請求項１記載の空気入りタイヤの製造方法は、ビードコアの外面側を向く内側面からタイヤ半径方向外側にテーパ状でのびる未加硫のビードエーペックスゴムが使用される。該ビードエーペックスゴムの前記内側面は、ビードコアの外面に沿ってのびる底辺と、該底辺の両端からそれぞれ外面と離れる向きに傾斜してのびる一対の斜辺とからなり、しかも内側面の全幅が、前記ビードコアの前記外面の幅よりも小さく形成されている。また、本発明では、ビードコアの外面に前記ビードエーペックスゴムを接続する接続工程を含み、この接続工程では、ビードエーペックスゴムをビードコアの外面に押圧することにより、内側面の斜辺を変形させビードコアの外面に沿わせる段階を含む。この際、ビードエーペックスゴムの内側面の形状を上述のように規定したことにより、ビードエーペックスゴムが、ビードコアの外面の幅方向外側にはみ出すことが防止される。従って、本発明の空気入りタイヤの製造方法では、ビード部の耐久性や美観及び耐リムずれ性に優れた空気入りタイヤを製造することができる。

また、請求項７記載のビードエーペックスゴムは、ビードコアの外面側を向く内側面からタイヤ半径方向外側にテーパ状でのび、前記内側面は、ビードコアの外面に沿ってのびる底辺と、該底辺の両端からそれぞれ外面と離れる向きに傾斜してのびる一対の斜辺とからなり、しかも内側面の全幅が、前記ビードコアの前記外面の幅よりも小である。このようなビードエーペックスゴムは、ビードコアの外面へ接続される際、ビードコアの外面へ押圧されても、ビードコアの外面の幅方向外側にはみ出すことが防止されるため、ビード部の耐久性や美観及び耐リムずれ性に優れた空気入りタイヤを製造するのに役立つ。

本発明の製造方法により得られた空気入りタイヤを示す右側断面図である。 ビードコア及びビードエーペックスゴムの部分拡大図である。 本発明のビードエーペックスゴムの押圧時の変形態様及び接続工程を説明する略図である。 （ａ）乃至（ｃ）は、従来の空気入りタイヤのビード部の断面図である。

以下、本発明の実施の一形態が図面に基づき説明される。
図１には、本実施形態の製造方法で得られた空気入りタイヤ（以下、単に「タイヤ」ということがある。）１の断面図を示す。該空気入りタイヤ１は、トレッド部２からサイドウォール部３を経てビード部４のビードコア５に至るカーカス６と、該カーカス６のタイヤ半径方向外側かつトレッド部２の内部に配されるベルト層７とを含んだ乗用車用のものが示される。

前記カーカス６は、一対のビードコア５、５間をトロイド状に跨る本体部６ａと、この本体部６ａの両側に連なりかつ前記ビードコア５の回りでタイヤ軸方向内側から外側に折り返された折返し部６ｂとを有する少なくとも１枚、本実施形態では１枚のカーカスプライ６Ａからなる。前記カーカスプライ６Ａは、カーカスコードがタイヤ赤道Ｃ方向に対して例えば７５〜９０°の角度で傾けられている。前記カーカスコードには、例えば有機繊維コード又はスチールコードが採用される。

前記ベルト層７は、少なくとも２枚、本実施形態ではタイヤ半径方向内、外２枚のベルトプライ７Ａ、７Ｂからなる。各ベルトプライ７Ａ、７Ｂは、タイヤ赤道Ｃに対して１５〜４０°の角度で傾けられた例えばスチールコード等の高弾性のベルトコードを有する。そして、各ベルトプライ７Ａ、７Ｂは、ベルトコードが互いに交差するように重ねられている。

また、ビード部４には、リング状のビードコア５と、該ビードコア５のタイヤ半径方向の外面５ｎからタイヤ半径方向外側にテーパ状でのびるビードエーペックスゴム８とが設けられる。本実施形態のビード部４では、ビードコア５とビードエーペックスゴム８とが、前記カーカス６の本体部６ａと折返し部６ｂとの間に配置される。これにより、ビード部４の曲げ剛性が高められている。また、必要により、ビード部４には、コード補強層（図示せず）などが配されてもよい。なお、ビードエーペックスゴム８のゴム硬さは、例えば、ＪＩＳデュロメータＡ硬さで好ましくは７０度以上、より好ましくは８０度以上が望ましく、また好ましくは９５度以下、より好ましくは９０度以下が望ましい。

次に、本実施形態の空気入りタイヤ１の製造方法が説明される。図２（ａ）乃至（ｃ）に示されるように、本実施形態の空気入りタイヤの製造方法では、ビードコア５の外面５ｎに、未加硫のビードエーペックスゴム８Ｒを接続する接続工程を含む。

ビードコア５は、図３に拡大して示されるように、例えば、予めゴム引きされた１本のビードワイヤ１１を、螺旋状に巻き重ねることにより、リング状に形成される。

前記ビードワイヤ１１としては、例えば鋼線などのスチールの他、芳香族ポリアミド繊維なども採用され得る。

本実施形態のビードコア５は、ビードワイヤ１１をタイヤ軸方向に５列かつタイヤ半径方向に４段に巻き重ねることにより、断面略矩形状に形成される。このようなビードコア５は、タイヤ半径方向外側の外面５ｎが、隣り合うビードワイヤ１１、１１間の凹所１２と、ビードワイヤ１１がなす半円弧状の凸所１３とが交互に並ぶ凹凸面で形成される。従って、本実施形態のビードコア５の外面５ｎは、ビードエーペックスゴム８Ｒとの接続面積を大きく確保でき、両者を強固に接続するのに役立つ。なお、ビードコア５には、本実施形態のようにシングルワインドタイプの他、複数のビードワイヤ１１を横に並べたテープ状体を複数層に巻回したテープビードタイプのものであっても構わない。また、ビードワイヤを用いることなく鋼材の一体成形品であっても良い。

未加硫のビードエーペックスゴム８Ｒは、例えば、図示しない周知のゴム押出し機を用いて、所定の断面形状で連続して押出し成形される。

本実施形態のビードエーペックスゴム８Ｒの断面形状は、ビードコア５の外面５ｎ側を向く内側面９と、該内側面の両端９ａ、９ａからタイヤ半径方向外側にテーパ状でのびる一対のテーパ状面１０とを含む。

前記内側面９は、ビードコアの外面５ｎに沿って該ビードコア５の幅方向に直線状でのびる底辺１４と、該底辺１４の両端１４ａ、１４ａからそれぞれビードコアの外面５ｎと離れる向きに傾斜して直線状でのびる一対の斜辺１５、１５とからなる。底辺１４、斜辺１５は、いずれも直線状で形成されている。なお、前記「ビードコアの外面」とは、本実施形態のように、ビードコア５がビードワイヤ１１を巻き付けて形成されているような場合、ビードコア５のタイヤ半径方向最外側の幅方向両端に配されるビードワイヤ１１ａ、１１ｂの外面の共通接線ｎを前記外面とする。

また、ビードエーペックスゴム８Ｒの内側面９の全幅ＡＷは、ビードコア５の外面５ｎの幅ＣＷよりも小さく形成される。

以上のような内側面９を有するビードエーペックスゴム８Ｒは、前記テーパ状面１０を含めて断面略縦長の五角形状に形成される。

前記接続工程では、先ず、図２（ａ）に示されるように、ビードエーペックスゴム８Ｒの内側面９が、別工程で予め形成されたビードコア５の外面５ｎに、互いの幅中心を揃えて位置決め載置される。次に、例えば図示しない押圧ローラー等をビードエーペックスゴム８Ｒの両側のテーパ状面１０に接触させてビードコア側へと押圧する（図２（ｂ）に示す）。これにより、ビードエーペックスゴム８Ｒは、内側面９の底辺１４がビードコアの外面５ｎに強く押圧され、図２（ｃ）に示されるように、その両側の斜辺１５が、ビードコアの外面５ｎに沿うように変形し、ビードエーペックスゴム８と、ビードコア５の外面とが強固に接続される。しかも、内側面９の全幅ＡＷが、ビードコア５の外面５ｎの幅ＣＷよりも小さく形成されているため、ビードエーペックスゴム８Ｒが、ビードコア５に押圧されても、ビードコア５の外面５ｎの幅方向外側にはみ出すはみ出し部（図４に示す）ｅが形成されることを防止する。また、斜辺１５が、テーパ状面１０の下端（即ち、前記内側面の端部９ａ）１０ａからビードコア５の外面５ｎの幅方向の内側へ斜めにのびている。このようなビードエーペックスゴム８Ｒは、前述の押圧により、前記底辺１４の端部１４ａを支点として斜辺１５がビードコアの外面５ｎに沿うように変形するため、テーパ状面の下端１０ａが、前記外面５ａの幅方向の外側へ広がるのを抑制される。即ち、本発明のビードエーペックスゴム８Ｒは、従来の断面略三角形状のビードエーペックスゴムに比して、テーパ状面の端部１０ａのビードコアの外面５ｎの幅方向の外側への広がりが小さく、さらにはみ出し部ｅが形成されることを防止する。

しかる後、従来と同様の工程により、ビードコア５の回りでカーカスプライ６Ａが折り返され、また他のゴム部材を貼り合わせて未加硫の生タイヤが成形される。そして、この生タイヤを加硫成形して空気入りタイヤ１が製造される。

以上のように、本実施形態の空気入りタイヤの製造方法によれば、ビードエーペックスゴム８Ｒがビードコア５の外面からあふれて側方にはみ出すはみ出し部の発生を防止できる。従って、ビードコア５とカーカスプライ６Ａとの間の空気溜り（図４に示す）ｇの発生を極力防止できる。従って、本発明により製造された空気入りタイヤ１は、ビード部４の耐久性が向上する。また、前記はみ出し部ｅが形成されないタイヤ１は、ビード部４がタイヤ軸方向外側へ凸となる凸部（図４に示す）ｈを生じさせることがない。従って、本発明の空気入りタイヤ１の製造方法は、ビード部４の美観や耐リムずれ性に優れた空気入りタイヤを製造することができる。

本実施形態のビードエーペックスゴム８Ｒは、底辺１４の中心を通る垂直線１４ｎ（図３に示す）に対し線対称の断面形状を具える。これにより、内側面９の斜辺１５が均等に変形され、ビードコアの外面５ｎにバランス良く沿わされる。従って、本実施形態のビードエーペックスゴム８Ｒとビードコア５とが一層強固に接続される。ただし、左右の斜辺１５は、長さ、傾斜の角度を異ならせることができる。

ビードエーペックスゴム８Ｒの内側面９の全幅ＡＷと、ビードコア５の外面５ｎの幅ＣＷとの比ＡＷ／ＣＷは、一定範囲に限定されるのが望ましい。即ち、前記比ＡＷ／ＣＷが大きくなると、変形したビードエーペックスゴム８が、ビードコア５の外面５ｎからはみ出すおそれがある。逆に、前記比ＡＷ／ＣＷが小さくなると、ビードエーペックスゴム８Ｒの内側面９と、外面５ｎとの接続面積が小さくなり、両者の接続強度が低下するおそれがある。このような観点より、前記比ＡＷ／ＣＷは、好ましくは８７％以上、より好ましくは９０％以上が望ましく、また好ましくは９６％以下、より好ましくは９５％以下が望ましい。

また、ビードエーペックスゴム８Ｒの底辺１４の幅ＢＷと、ビードコア５の外面５ｎの幅ＣＷとの比ＢＷ／ＣＷも、一定の範囲に限定されるのが望ましい。即ち、前記比ＢＷ／ＣＷが大きくなると、斜辺１５の長さが小となり、押圧されたビードエーペックスゴム８が外面５ｎからはみ出しやすくなる。逆に前記比ＢＷ／ＣＷが小さくなると、ビードエーペックスゴム８Ｒの内側面９の変形量が大きくなって、ビードコアの外面５ｎと安定して接続ができず、耐久性を悪化させるおそれがある。このような観点より、前記比ＢＷ／ＣＷは、好ましくは２０％以上、より好ましくは２２％以上が望ましく、また好ましくは５０％以下、より好ましくは４５％以下が望ましい。

また、前記斜辺１５のビードコアの外面５ｎに沿った幅Ａと、ビードコアの外面５ｎの幅ＣＷとの比Ａ／ＣＷも、一定の範囲に限定されるのが望ましい。前記比Ａ／ＣＷが小さくなると、はみ出し部ｅが生じ易くなるため、ビード部４の耐久性や外観、耐リムずれ性能を悪化させるおそれがある。逆に前記比Ａ／ＣＷが大きくなると、斜辺１５をビードコア５の外面５ｎに沿わせるには大きな変形量が必要であり、ビードエーペックスゴム８Ｒの型くずれ等を招き、耐久性を悪化させるおそれがある。このような観点より、前記比Ａ／ＣＷは、好ましくは２０％以上、より好ましくは２５％以上が望ましく、また好ましくは２９％以下、より好ましくは２７％以下が望ましい。

また、同様の観点より、前記斜辺１５のビードコアの外面５ｎと直角方向の高さＢと、ビードコアの外面５ｎの幅ＣＷとの比Ｂ／ＣＷは、好ましくは２０％以上、より好ましくは２５％以上が望ましく、また好ましくは２９％以下、より好ましくは２７％以下が望ましい。

以上、本発明の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。

本発明の効果を確認するために、図３の断面形状を有しかつ表１の仕様に基づいた未加硫のビードエーペックスゴムとビードコアとが試作された。そして、これらを接続し押圧させて、ゴムはみ出し量のテストが実施された。なお表１に示すパラメータ以外はすべて同一とした。主な共通仕様は次の通りである。

ビードエーペックスゴムの高さＨ：４５mm
ビードエーペックスゴムの加硫後のゴム硬度：８３度
ビードコアの外面の幅ＣＷ：７．５mm
ビードエーペックスゴムの押圧力：１５０Ｎ
ビードワイヤの材料：スチール
ビードワイヤ径φ：１．２mm
テスト方法は次の通りである。

＜ゴムはみ出し量＞
加硫前のビードエーペックスゴムの内側面と、ビードコアの外面との互いの幅中心を揃えて位置決めし、上記の押圧力を押圧ローラーで押圧したときのゴムのはみ出し量が測定された。結果は、作業者の目視により、以下の通り評価された。
◎：ビードコアの幅の９０〜１００％の範囲で、ビードコアの外面上にビードエーペックスゴムが押圧成形されたもの（はみ出し部が発生していない）
○：ビードコアの幅の１００〜１０５％または８５~９０％の範囲で、ビードコアの外面上にビードエーペックスゴムが押圧成形されたもの
×：ビードコアの幅の１０５％を超える範囲で、ビードコアの外面上にビードエーペックスゴムが押圧成形されたもの
テストの結果を表１に示す。

また、上記ビードエーペックスゴムとビードコアを用いて図１の断面形状を有しかつ表２の仕様に基づいたタイヤサイズ２３５／６０Ｒ１６の乗用車用タイヤが試作された。そして、これらについて、耐久性のテストが以下の通り実施された。なお、表２に示すパラメータ以外はすべて同一とした。主な共通追加仕様は次の通りである。

＜カーカス＞
カーカスプライ数：２枚
カーカスコード材料：ポリエステル
カーカスコード角：８８度
＜ベルト層＞
ベルトプライ数：２枚
プライコード材料：スチール
プライコード角：２０度
＜その他＞
タイヤ外径：７１０．５mm
トレッド幅：１９４mm

＜耐久性＞
各試供タイヤをリム１６×７．０Ｊに装着し、内圧１８０ｋＰａ、縦荷重１５．２４ｋＮ、速度６０km／ｈで直径１．７ｍのドラムを１００時間走行させ、ビード部に目視確認可能な損傷が発生したときの走行距離を計測した。なお、６０００kmを超えて、損傷が発生しなかった実施例には、６０００kmと記載した。
テストの結果を表２に示す。

テスト結果、実施例のビードエーペックスゴムは、はみ出し量がなく、ビードコアに適切に固着されている。また、本実施例のタイヤでは、Ａ／ＣＷ、Ｂ／ＣＷを好ましい範囲にすると耐久性が向上しており、有意な効果が確認された。

１ 空気入りタイヤ
４ ビード部
５ ビードコア
５ｎ ビードコアの外面
８、８Ｒ ビードエーペックスゴム
９ ビードエーペックスゴムの内側面
１４ ビードエーペックスゴムの底辺
１５ ビードエーペックスゴムの斜辺

Claims (7)

1. ビード部に、リング状のビードコアと、前記ビードコアの外面からタイヤ半径方向にテーパ状にのびるビードエーペックスゴムとが設けられた空気入りタイヤの製造方法であって、
   前記ビードコアの前記外面に、未加硫の前記ビードエーペックスゴムを接続する接続工程を含み、
   前記ビードエーペックスゴムは、前記ビードコアの前記外面側を向く内側面からタイヤ半径方向外側にテーパ状でのび、
   前記内側面は、前記ビードコアの外面に沿ってのびる底辺と、該底辺の両端からそれぞれ前記外面と離れる向きに傾斜してのびる一対の斜辺とからなり、しかも前記内側面の全幅が、前記ビードコアの前記外面の幅よりも小であるとともに、
   前記接続工程は、前記ビードエーペックスゴムを前記ビードコアの外面に押圧することにより、前記内側面の前記斜辺を変形させて前記ビードコアの外面に沿わせる段階を含むことを特徴とする空気入りタイヤの製造方法。
2. 前記ビードコアは、スチールワイヤを巻き重ねることにより形成された断面略矩形状をなす請求項１記載の空気入りタイヤの製造方法。
3. 前記ビードエーペックスゴムの内側面の全幅ＡＷは、前記ビードコアの外面の幅ＣＷの８７〜９６％である請求項１又は２記載の空気入りタイヤの製造方法。
4. 前記ビードエーペックスゴムの前記底辺の幅ＢＷは、前記ビードコアの外面の幅ＣＷの２０〜５０％である請求項１乃至３のいずれかに記載の空気入りタイヤの製造方法。
5. 前記斜辺のビードコアの外面に沿った幅Ａは、ビードコアの外面の幅ＣＷの２０〜２９％、前記斜辺のビードコアの外面と直角方向の高さＢは、ビードコアの外面の幅ＣＷの２０〜２９％である請求項１乃至３のいずれかに記載の空気入りタイヤの製造方法。
6. 前記ビードエーペックスゴムは、前記内側面からタイヤ半径方向外側にテーパ状をなす請求項１記載の空気入りタイヤの製造方法。
7. 空気入りタイヤの製造に際して、ビードコアの外面に接続されて使用される未加硫のビードエーペックスゴムであって、
   前記ビードエーペックスゴムは、ビードコアの前記外面側を向く内側面からタイヤ半径方向外側にテーパ状でのびるとともに、
   前記内側面は、前記ビードコアの外面に沿ってのびる底辺と、該底辺の両端からそれぞれ前記ビードコアの外面と離れる向きに傾斜してのびる一対の斜辺とからなり、
   しかも前記内側面の全幅が、前記ビードコアの前記外面の幅よりも小であることを特徴とするビードエーペックスゴム。

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