JP2012171399A - 空気入りタイヤ及び空気入りタイヤの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】鋭角な角部を有するビードコアを用いた場合でも、カーカスの係止力を保持しつつビードコアとカーカスとの接触を抑制してビード部の耐久性の向上した空気入りタイヤ及び空気入りタイヤの製造方法を提供する。
【解決手段】ビードコア１とカーカス３とを備える空気入りタイヤにおいて、ビードコア１の少なくともカーカス３と対向する部分に、該ビードコア１を覆う硬質のカバーゴム５を配置するとともに、カーカス３とカバーゴム５との相互間に、これらカーカス３とカバーゴム５とを接着する接着層６を配置したものである。
【選択図】図１

Description

この発明は、空気入りタイヤ及び空気入りタイヤの製造方法に関し、具体的には、ビードコアとカーカスとの接触によるカーカスの損傷と、カーカスの引抜けとを効果的に防止してビード部の耐久性向上を実現しようとするものである。

空気入りタイヤのビード部の耐久性を向上させるための手段としては、例えば特許文献１に開示されるように、ビードコアとカーカスとの間に補強ゴムシートを配設することにより、ビードコアとカーカスとの接触を回避してカーカスを構成するコードの破断を防止することが有用である。

一方で、近年では、タイヤに要求される性能が高内圧化・高荷重化してきており、これに対応すべく、ビードコアに鋭角な角部を設けて、かかる角部によってカーカスの係止力を高めるようにすることも検討されている。

特開平１１−１９８６１８号公報

上述したような補強ゴムシートを配設したビード部に鋭角な角部を有するビードコアを適用した場合、かかる鋭角な角部に応力が集中するため、補強ゴムシートは厚くせざるを得ない。しかしながら、補強ゴムシートを厚くしすぎると、カーカスとビードコアとの間に位置するゴム厚さが厚くなりすぎ、ビードコアの締付力が補強ゴムシートに吸収されてカーカスに作用しなくなるため、カーカスの引抜けが生じやすくなる。また、補強ゴムシートを厚くすることは、タイヤ成型時に補強ゴムシートを構成するゴム部材が流動し易くなり、ビード部の形状くずれを誘発するおそれもある。

それゆえこの発明は、鋭角な角部を有するビードコアを用いた場合でも、カーカスの係止力を保持しつつビードコアとカーカスとの接触を抑制してビード部の耐久性の向上した空気入りタイヤ及び空気入りタイヤの製造方法を提供することを目的とする。

この発明は前記課題を解決するためになされたものであり、この発明の空気入りタイヤは、一対のビード部にそれぞれ配置されたビードコアと、該一対のビードコア間にトロイド状に延在し、該ビードコアの周りでタイヤ幅方向内側から外側に折り返された少なくとも１枚のプライからなるカーカスと、を備える空気入りタイヤにおいて、前記ビードコアの少なくとも前記カーカスと対向する部分に、該ビードコアを覆う硬質のカバーゴムを配置するとともに、前記カーカスと前記カバーゴムとの相互間に、これらカーカスとカバーゴムとを接着する接着層を配置したことを特徴とするものである。

かかる空気入りタイヤにあっては、ビードコアは硬質のカバーゴム内に保持されていることから、鋭角な角部を有するビードコアをビード部に適用した場合でも、ビードコアとカーカスの接触が有効に防止されるとともに、ビードコアの締付力（係止力）がカバーゴムに吸収されることがない。また、カバーゴムとカーカスとの間に接着層を設けたことから、これらカバーゴム及びカーカス相互間の接着力が増大し、ビードコアの締付力が確実にカーカスに作用する。一方、接着層は、ビードコアとカーカスとの接着を確保できれば良いため、厚くする必要はなく、それゆえ接着層によってビードコアの締付力が吸収されたり、タイヤ成型時にビード部の形状がくずれたりするおそれがない。

従って、この発明の空気入りタイヤによれば、ビードコアとカーカスとの間にカバーゴム及び接着層を適用したことによって、鋭角な角部を有するビードコアを用いた場合でも、カーカスの係止力を保持しつつビードコアとカーカスとの接触を抑制できるので、ビード部の耐久性を有利に向上させることが可能となる。

なお、この発明の空気入りタイヤにあっては、カバーゴムは、７０Ｈｓ以上のゴム硬度を有することが好ましい。ここでいう「ゴム硬度」とは、ＪＩＳＫ６２５３に従う、デュロメータ硬さ・タイプＡ試験機を用いて、試験温度２３℃にて測定したときのゴム硬さを意味する。

また、この発明の空気入りタイヤにあっては、ビードコアはタイヤ幅方向に沿った断面にて鋭角な角部を有し、該鋭角な角部に位置する前記カバーゴムの厚さは１．０ｍｍ以上であることが好ましい。

また、前記課題を解決するため、この発明の空気入りタイヤの製造方法は、一対のビード部にそれぞれ配置されたビードコアと、該一対のビードコア間にトロイド状に延在し、該ビードコアの周りでタイヤ幅方向内側から外側に折り返された少なくとも１枚のプライからなるカーカスと、該ビードコアの、少なくともカーカスと対向する部分を覆う硬質のカバーゴムと、前記カーカスと前記カバーゴムとの相互間に配置され、これらカーカスとカバーゴムとを接着する接着層と、を備える空気入りタイヤを製造するに際し、タイヤ成型ドラム上にて、前記カーカスを構成するカーカス部材を巻回する工程と、該タイヤ成型ドラム上にて巻回された円筒状の前記カーカス部材の半径方向外側であってその両端部にそれぞれ、前記接着層を構成する生のゴムシート部材を巻回する工程と、前記生のゴムシート部材の外周面上であって、前記ビードコアを構成するビードコア部材との間に、前記カバーゴムを構成する半加硫のカバーゴム部材をそれぞれ配置する工程とを含み、前記半加硫のカバーゴム部材を前記生のゴムシート部材の外周面上に配置するのに先立って、該半加硫のカバーゴム部材の、前記ゴムシート部材の外周面に接触する表面部分に表面粗化処理を施したことを特徴とするものである。

かかる空気入りタイヤの製造方法にあっては、前述の本発明による空気入りタイヤを製造するにあたって、半加硫のカバーゴム部材を用いてカバーゴムを構成することから、タイヤ成型時に当該カバーゴム部材が形状くずれせず、精度の高いビード部を形成することができる。また、半加硫のカバーゴム部材に表面粗化処理を施したので接着層との接着性をより高めることができ、カーカスの引抜け防止により優れた空気入りタイヤを提供することが可能となる。

従って、この発明の空気入りタイヤの製造方法によれば、ビード部耐久性の向上した空気入りタイヤをより高精度に製造することができるとともに、カーカスの引抜け防止により優れた空気入りタイヤを提供することができる。

なお、この発明の空気入りタイヤの製造方法にあっては、半加硫のカバーゴム部材の、ゴムシート部材の外周面に接触する表面部分に接着剤を塗布することが好ましい。

また、この発明の空気入りタイヤの製造方法にあっては、生のゴムストリップでビードコア部材をラッピングしたものを半加硫することにより、半加硫のカバーゴム部材とビードコア部材とのコア組立体を形成し、該コア組立体を生のゴムシート部材の外周面上に配置することが好ましい。

この発明によれば、鋭角な角部を有するビードコアを用いた場合でも、カーカスの係止力を保持しつつビードコアとカーカスとの接触を抑制してビード部の耐久性の向上した空気入りタイヤ及び空気入りタイヤの製造方法を提供することが可能となる。

この発明の一実施形態に従う空気入りタイヤのビード部を示したタイヤ幅方向に沿った断面図である。 タイヤ成型ドラム上でのタイヤ成型工程の一部を説明する図であり、タイヤ成型ドラムの軸線方向に沿った断面図である。 カバーゴム部材とビードコアとからなるコア組立体の形成方法を説明するビードコアの側面図である。 図４（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ、比較例、従来例に係る空気入りタイヤのビード部構造を示したタイヤ幅方向に沿った断面図である。

以下、この発明の実施の形態を図面に基づき説明する。ここに、図１は、この発明の一実施形態に従う空気入りタイヤのビード部を示したタイヤ幅方向に沿った断面図である。

図１に示すビード部を有する空気入りタイヤは、一対のビードコア１、１間でトロイド状に延び、その両端部がビードコア１及び該ビードコア１の直上に位置するビードフィラー２の周りでタイヤ幅方向内側から外側に折り返された少なくとも１枚のプライからなるカーカス３を備える。

ビードコア１は、タイヤ幅方向に向かって並列に配置された５本のビードワイヤ４をタイヤ周方向に沿って環状に７層巻き重ねて構成したものである。ビードコア１を構成するビードワイヤ４の断面形状は、特に限定されるものではないが、タイヤ幅方向に隣り合うビードワイヤ４、４間にて形状的に補完し合う形状、具体的には、図１に示すように平行四辺形としたり、図示を省略するが、隣り合うビードワイヤ４、４の一方に凸部を設けるとともに他方に該凸部と嵌合する凹部を設けた形状としたりすることができる。このようにすれば、隣り合うビードワイヤ４、４間にて強固な係合力が発揮されるので、空気充填時や荷重負荷時、経時変化時等に、カーカス３によってビードコア１に付与される回転力に対抗するビードコア１の回転剛性（カーカスの引抜けを抑制する力）を高めることができる。また、ビードワイヤ４の断面形状を平行四辺形とした場合等には、ビードコア１に鋭角な角部１ａが形成されるので、カーカス３の係止力をより高めることができる。

ビードフィラー２は、図１では一種類のゴムから構成されているが、これに限らず、２種以上の異なるゴムから構成しても良い。

また、この実施形態の空気入りタイヤは、ビードコア１の少なくともカーカス３と対向する部分（ここではビードコアの全周）に、ビードコア１を覆うカバーゴム５を有するとともに、カーカス３とカバーゴム５との相互間に、ゴムからなりこれらカーカス３とカバーゴム５とを接着する薄肉の接着層６を有している。カバーゴム５は、ビードコア１の周りを囲むカーカス３をさらにその外側から取り囲むビード部のゴムよりもゴム硬度の高い硬質のゴムからなる。

より具体的には、カバーゴム５のゴム硬度は７０Ｈｓ以上とするのが好ましい。カバーゴム５のゴム硬度が７０Ｈｓ未満であると、カバーゴム５の剛性が不足してビードコア１の鋭角な角部１ａに集中する応力によってカバーゴム５が破損するおそれがあり、またビードコア１の締付力がカバーゴム５によって吸収されてカーカス３に十分に作用しなくなりカーカス引抜けが生じやすくなるおそれがあるからである。また、カバーゴム５の、ビードコア１の鋭角な角部１ａに対応する部分の厚さｄ１は、１．０ｍｍ以上とすることが好ましい。ビードコア１の鋭角な角部１aに対応する部分の厚さｄが、１．０ｍｍ未満とすると、カバーゴム５が薄くなりすぎてビードコア１の鋭角な角部１ａに集中する応力によってカバーゴム５が破損するおそれがあるからである。

かかる実施形態の空気入りタイヤにあっては、ビードコア１は硬質のカバーゴム５内に保持されていることから、鋭角な角部１ａを有するビードコア１をビード部に適用した場合でも、ビードコア１とカーカス３の接触が有効に防止されるとともに、ビードコア１の締付力（係止力）がカバーゴム５に吸収されることがない。また、カバーゴム５とカーカス３との間に接着層６を設けたことから、これらカバーゴム５及びカーカス３相互間の接着力が増大し、ビードコア１の締付力が確実にカーカス３に作用する。一方、接着層６は、ビードコア１とカーカス３との接着を確保できれば良いため、厚くする必要はなく、それゆえ接着層６によってビードコア１の締付力が吸収されたり、タイヤ成型時にビード部の形状がくずれたりするおそれがない。

従って、この実施形態の空気入りタイヤによれば、ビードコア１とカーカス３との間にカバーゴム５及び接着層６を適用したことによって、鋭角な角部１ａを有するビードコア１を用いた場合でも、カーカス３の係止力を保持しつつビードコア１とカーカス３との接触を抑制できるので、ビード部の耐久性を有利に向上させることが可能となる。

次いで、上記実施形態に係る空気入りタイヤの製造方法について図２を参照して説明する。図２は、タイヤ成型ドラム上でのタイヤ成型工程の一部を説明する図であり、タイヤ成型ドラムの軸線方向に沿った断面図である。

加硫前のグリーンタイヤの成型は、タイヤ成型ドラムの外周面上で、インナーライナーやプライ、ビードコア、ベルト、トレッド等のタイヤ構成部材を順次貼り付けて行われるが、本発明の製造方法では、図２に示すようにタイヤ成型ドラム１０上にて、インナーライナー部材１０を巻回した後に、上記カーカス３を構成するカーカス部材１２を巻回する工程と、該タイヤ成型ドラム１０上にて巻回された円筒状のカーカス部材１２の半径方向外側であってその両端部にそれぞれ、上記接着層６を構成する生のゴムシート部材１３を巻回する工程と、該生のゴムシート部材１３の外周面上であって、上記ビードコア１を構成するビードコア部材１４との間に、上記カバーゴム５を構成する半加硫のカバーゴム部材１５をそれぞれ配置する工程とを含むものである。

半加硫のカバーゴム部材１５は、ゴムの加硫状態が未加硫と完全加硫との中間状態にあるゴム部材であり、完全加硫を施すことにより硬質のカバーゴム５を構成することとなる。半加硫のカバーゴム部材１５は、ビードコア部材１４とは別個にタイヤ成型ドラム１０上の生のゴムシート部材１３上に配置することもできるが、この実施形態のように予め前工程にてビードコア部材１４に一体に貼り付けてビードコア部材１４と半加硫のカバーゴム部材１５とのコア組立体１６としておくことが好ましい。このようなコア組立体１６とすることで、半加硫のカバーゴム部材１５とビードコア部材１４との貼着性が良好となるとともに、半加硫のカバーゴム部材１５及びビードゴア部材１４相互間の位置決め精度が良好となるからである。

このようなコア組立体１６を形成する方法としては、ビードコア部材１４の周りにゴムストリップ状の生のカバーゴム部材１５を図３に示すように例えば螺旋状に隙間無く巻き付けてラッピングし、その後、加硫モールドで半加硫したり、電子線照射や外部ヒーターにより加熱したりする方法がある。なお、半加硫のカバーゴム部材１５に加えて上記ビードフィラー２を構成するビードフィラー部材（図示省略）も予めビードコア部材１４に貼り付けておいても良い。

そして本発明の製造方法では、半加硫のカバーゴム部材１５を生のゴムシート部材１３の外周面上に配置するのに先立って、該半加硫のカバーゴム部材１５の、ゴムシート部材１３の外周面に接触する表面部分１７に表面粗化処理を施すことを特徴とする。半加硫のカバーゴム部材１５の所定の表面部分１７に表面粗化処理を施す方法としては、バフ掛けが挙げられる。表面粗化処理を施すことにより、半加硫のカバーゴム部材１５と生のゴムシート部材１３との貼着性が良好となる。なお、半加硫のカバーゴム部材１５の、ゴムシート部材１３の外周面に接触する表面部分１７に加硫セメント等の接着剤をさらに塗布してもよく、これによれば、半加硫のカバーゴム部材１５と生のゴムシート部材１３との接着性を一層高めることができる。

かかる空気入りタイヤの製造方法にあっては、上記実施形態の空気入りタイヤを製造するにあたって、半加硫のカバーゴム部材１５を用いてカバーゴム５を構成したので、すなわち半加硫とすることにより外力に対して変形し難くなるので、タイヤ成型時に当該カバーゴム部材１５が形状くずれせず、精度の高いビード部を形成することができる。また、半加硫のカバーゴム部材１５の表面部分１７に表面粗化処理を施したので半加硫のカバーゴム部材１５とゴムシート部材１３との貼着性が良好となり、製品タイヤにおいて接着層６とカバーゴム５との接着性をより高めることができるので、カーカス３の引抜け防止に一層優れた空気入りタイヤを提供することが可能となる。

従って、この製造方法によれば、ビード部耐久性の向上した空気入りタイヤをより高精度に製造することができるとともに、カーカス３の引抜け防止に一層優れた空気入りタイヤを提供することができる。

かくして、この発明の空気入りタイヤ及び空気入りタイヤの製造方法によれば、鋭角な角部を有するビードコアを用いた場合でも、カーカスの係止力を保持しつつビードコアとカーカスとの接触を抑制してビード部の耐久性の向上した空気入りタイヤ及び空気入りタイヤの製造方法を提供することが可能となる。

１ ビードコア
２ ビードフィラー
３ カーカス
４ ビードワイヤ
５ カバーゴム
６ 接着層
１０ タイヤ成型ドラム
１１ インナーライナー部材
１２ カーカス部材
１３ ゴムシート部材
１４ ビードコア部材
１５ カバーゴム部材
１６ コア組立体

Claims (6)

1. 一対のビード部にそれぞれ配置されたビードコアと、該一対のビードコア間にトロイド状に延在し、該ビードコアの周りでタイヤ幅方向内側から外側に折り返された少なくとも１枚のプライからなるカーカスと、を備える空気入りタイヤにおいて、
   前記ビードコアの少なくとも前記カーカスと対向する部分に、該ビードコアを覆う硬質のカバーゴムを配置するとともに、前記カーカスと前記カバーゴムとの相互間に、これらカーカスとカバーゴムとを接着する接着層を配置したことを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記カバーゴムは、７０Ｈｓ以上のゴム硬度を有する、請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 前記ビードコアはタイヤ幅方向に沿った断面にて鋭角な角部を有し、該鋭角な角部に位置する前記カバーゴムの厚さは１．０ｍｍ以上である、請求項１又は２に記載の空気入りタイヤ。
4. 一対のビード部にそれぞれ配置されたビードコアと、該一対のビードコア間にトロイド状に延在し、該ビードコアの周りでタイヤ幅方向内側から外側に折り返された少なくとも１枚のプライからなるカーカスと、該ビードコアの、少なくともカーカスと対向する部分を覆う硬質のカバーゴムと、前記カーカスと前記カバーゴムとの相互間に配置され、これらカーカスとカバーゴムとを接着する接着層と、を備える空気入りタイヤを製造するに際し、
   タイヤ成型ドラム上にて、前記カーカスを構成するカーカス部材を巻回する工程と、
   該タイヤ成型ドラム上にて巻回された円筒状の前記カーカス部材の半径方向外側であってその両端部にそれぞれ、前記接着層を構成する生のゴムシート部材を巻回する工程と、
   前記生のゴムシート部材の外周面上であって、前記ビードコアを構成するビードコア部材との間に、前記カバーゴムを構成する半加硫のカバーゴム部材をそれぞれ配置する工程とを含み、
   前記半加硫のカバーゴム部材を前記生のゴムシート部材の外周面上に配置するのに先立って、該半加硫のカバーゴム部材の、前記ゴムシート部材の外周面に接触する表面部分に表面粗化処理を施したことを特徴とする空気入りタイヤの製造方法。
5. 前記半加硫のカバーゴム部材の、前記ゴムシート部材の外周面に接触する表面部分に接着剤を塗布した、請求項４に記載の空気入りタイヤの製造方法。
6. 生のゴムストリップで前記ビードコア部材をラッピングしたものを半加硫することにより、前記半加硫のカバーゴム部材と前記ビードコア部材とのコア組立体を形成し、該コア組立体を前記生のゴムシート部材の外周面上に配置した、請求項５に記載の空気入りタイヤの製造方法。

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