JP2015116969A

JP2015116969A - 空気入りタイヤ及びその製造方法

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Publication number: JP2015116969A
Application number: JP2013262691A
Authority: JP
Inventors: 和正細見; Kazumasa Hosomi
Original assignee: Toyo Tire and Rubber Co Ltd
Current assignee: Toyo Tire Corp
Priority date: 2013-12-19
Filing date: 2013-12-19
Publication date: 2015-06-25
Anticipated expiration: 2033-12-19
Also published as: JP6247523B2

Abstract

【課題】グリーンタイヤの成型時にビードフィラーの先端縁での空気溜まりの発生を防止しつつ、成型後のタイヤのユニフォーミティを安定させる。
【解決手段】ビード部４に隣接して配置されるビードフィラー９を備える。ビードフィラー９は、ビード部４とは反対側に位置する先端縁が、タイヤ径方向に増減することにより形成される窪み部１０と膨らみ部１１とを繰り返す変位部１２で構成されている。変位部１２の窪み部１０と膨らみ部１１とは、繰り返し回数は３以上であり、タイヤ幅方向の両側のビードフィラー９間で位相をずらせている。
【選択図】図１

Description

本発明は、空気入りタイヤ及びその製造方法に関するものである。

従来、空気入りタイヤとして、次のような構成のものが公知である。
特許文献１には、生のカーカスの端部を生のビードコアの周りに折り返す前に、端部の内側及び外側にオーバーラップするように応力緩和ゴム層を配置して端部を包み込むようにした空気入りタイヤが開示されている。
特許文献２には、帯状体の巻き始め部と巻き終わり部との間のワイヤースカーカスプライス部と、ビードフィラーのビードフィラースカーカスプライス部とが、周上で同一位置にあるタイヤビード組立部品を用いた空気入りタイヤが開示されている。
特許文献３には、ビードフィラーの断面積をタイヤ周方向において繰り返し変化させるようにした空気入りタイヤが開示されている。
特許文献４には、ビードエーペックスゴムの半径方向外端縁が、半径方向内外に山谷を繰り返して周方向にのびる波線をなすようにした空気入りタイヤが開示されている。

しかしながら、前記いずれの空気入りタイヤであっても、成型前のグリーンタイヤを形成する際、特にビードフィラーの先端縁での段差が原因で大きな空気溜まりが発生することを防止しつつ、タイヤの両側でのバランス（ユニフォーミティ）を安定させるための構成についての開示及び示唆はない。

特開２００８−２５４４００号公報特開２００２−３６８３３号公報特開２００７−３２０５４０号公報特開２００９−５１４１８号公報

本発明は、グリーンタイヤの成型時にビードフィラーの先端縁での空気溜まりの発生を防止しつつ、成型後のタイヤのユニフォーミティを安定させることを課題とする。

本発明は、前記課題を解決するための手段として、
ビード部に隣接して配置されるビードフィラーを備えた空気入りタイヤであって、
前記ビードフィラーは、前記ビード部とは反対側に位置する先端縁が、タイヤ径方向に増減することにより形成される窪み部と膨らみ部とを繰り返す変位部で構成され、
前記変位部の窪み部と膨らみ部とは、繰り返し回数は３以上であり、タイヤ幅方向の両側のビードフィラー間で位相をずらせたものである。

この構成により、変位部によってグリーンタイヤ形成時の空気溜まりの発生を防止し、又は、分散させることができる。またタイヤ幅方向の両側のビードフィラーで変位部の位相をずらせるようにしたので、タイヤ周方向の質量バランスが両側で不均一となることがなく、いわゆるユニフォーミティの悪化を防止することができる。

前記変位部のタイヤ径方向の増減範囲は、前記ビードフィラーのタイヤ径方向の長さの１０から５０％、好ましくは２０から４０％、最良としては２５から３５％の範囲がよい。

前記変位部の窪み部と膨らみ部とは、タイヤ幅方向の両側で逆位相としてもよい。

前記窪み部は、前記変位部よりも少ない変位量でタイヤ径方向に増減することにより形成される、補助窪み部と補助膨らみ部とを繰り返す補助変位部を備えるのが好ましい。

この構成により、窪み部に空気が集中して混入しようとしても、補助変位部は変位量が小さいので、さらに小さく分散させることができる。

前記補助変位部の補助窪み部と補助膨らみ部とで構成される先端縁は、ｓｉｎ波形であるのが好ましい。

前記変位部の窪み部と膨らみ部とで構成される先端縁は、ｓｉｎ波形であるのが好ましい。

また本発明は、前記課題を解決するための手段として、
空気入りタイヤの製造方法を、
ビードフィラーの先端縁に、先端方向に増減する、窪み部と膨らみ部とを繰り返す変位部を形成し、
前記ビードフィラーをビードコアと共にカーカスプライの外面に配置し、
前記カーカスプライをビード部で内側から外側へと折り返し、
前記カーカスプライの折り返し部を、ビード部側から貼り付けることにより行うものである。

本発明によれば、ビードフィラーの先端縁を変位部で構成したので、グリーンタイヤ形成時の空気溜まりの発生を防止し、又は、空気溜まりを細かく分散させることができる。またタイヤ幅方向の両側のビードフィラーで変位部の位相をずらせるようにしたので、タイヤ周方向の質量バランスが両側で不均一となることがなく、いわゆるユニフォーミティの悪化を防止することができる。

本実施形態に係るタイヤの子午面での部分断面図である。（ａ）は比較例２に係るタイヤの概略正面図、（ｂ）はタイヤ両側のビードフィラーに於ける先端縁の分布状態を示すグラフである。（ａ）は比較例３に係るタイヤの概略正面図、（ｂ）はタイヤ両側のビードフィラーに於ける先端縁の分布状態を示すグラフである。比較例４に係るタイヤ両側のビードフィラーに於ける先端縁の分布状態を示すグラフである。実施例１に係るタイヤ両側のビードフィラーに於ける先端縁の分布状態を示すグラフである。実施例２に係るタイヤ両側のビードフィラーに於ける先端縁の分布状態を示すグラフである。本実施形態に係るビードフィラーの先端縁の詳細を示す概略説明図である。

以下、本発明に係る実施形態を添付図面に従って説明する。なお、以下の説明では、必要に応じて特定の方向や位置を示す用語（例えば、「上」、「下」、「側」、「端」を含む用語）を用いるが、それらの用語の使用は図面を参照した発明の理解を容易にするためであって、それらの用語の意味によって本発明の技術的範囲が限定されるものではない。また、以下の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物、あるいは、その用途を制限することを意図するものではない。

図１は本実施形態に係る空気入りタイヤの子午面に於ける部分断面図である。この空気入りタイヤでは、外部構造は、トレッド部１、ショルダー部２、サイド部３及びビード部４で構成されている。また内部構造は、トレッド部１からショルダー部２にかけて設けられるベルト５を備える。ベルト５の外周側に補強カーカスプライ６が設けられている。ベルト５の内周側にはカーカスプライ７が設けられている。カーカスプライ７はトレッド部１からビード部４に向かい、そこに内蔵されるビードコア８及びビードフィラー９で折り返して外面側に至る。なお、ここでは他の部材についての説明を省略する。

ビードフィラー９は、ゴム硬度（デュローメタＡ硬さ）が例えば８０〜１００°の硬質ゴムからなる。このビードフィラー９は、カーカスプライ７の折り返し部分と協働してビード部４を補強し、タイヤのサイド剛性を高める役割を果たす。

ビードフィラー９は、先端に向かうに従って徐々に薄くなる断面略三角形状に形成されている。したがって、先端縁には厚みが殆どなく、カーカスプライ７の外面との間に段差は殆ど形成されない。またビードフィラー９の先端縁の位置は、その先端方向に向かって増減するように形成されている。すなわちビードフィラー９の先端縁には、先端側から内側に窪んだ窪み部１０と、先端側に膨らんだ膨らみ部１１とを繰り返す変位部１２が形成されている。

ここでは、変位部１２は３周期以上のｓｉｎ波形からなり、振幅をビードフィラー９の幅（タイヤ径方向の寸法）に対して１０から５０％、好ましくは２０から４０％、最良としては２５から３５％の範囲に設定されている。但し、この場合のｓｉｎ波形は、円周上に形成されるものであるため、極座標を用いて次式で表される。

a：半径、ｂ：振幅、n：周期

また、変位部１２の先端縁の形状は、両側に配置されるビードフィラー９の間で位相がずれて形成されている。すなわち、一方のｓｉｎ波形に対して他方のｓｉｎ波形は、半ピッチ位相がずれて逆位相となっている。但し、この位相のずれは、１／２周期に対して±２０％以下であるのが好ましく、±１０％以下とするのが好適で、±５％以下とするのが最適である。

また窪み部１０には、図７に示すように、その縁部から内側に窪んだ補助窪み部１３と、外側に膨らんだ補助膨らみ部１４とを繰り返す補助変位部１５が形成されている。この場合、補助変位部１５についても、前記変位部１２と同様にｓｉｎ波形で構成すればよい。そして、補助変位部１５の振幅は、前記変位部１２の振幅よりも小さい値に設定すればよい。

次に、前記構成からなる空気入りタイヤの製造方法について説明する。ここでは、本発明の特徴部分であるビードフィラー９の貼り付け方法についてのみ言及する。

カーカスプライ７に対してビードコア８を圧着した状態で、ビードコア８に隣接してタイヤ外径方向にビードフィラー９を配置する。このときビードフィラー９は、変位部１２を形成された先端縁が上方側すなわちタイヤ外径側に位置するように配置する。

続いて、カーカスプライ７をビードコア８で折り返し、カーカスプライ７が２重となるように重ね合わせる。そして、これらを周方向へと回転させながら、折り返し部に図示しないステッチャを押し当てる。これにより、カーカスプライ７の折り返し部がビードフィラー９にビードコア側から順次圧接されて一体化される。カーカスプライ７の圧接では、ステッチャがビードフィラー９の先端縁に至ると、変位部１２を通過する。すなわち、膨らみ部１１ではビードフィラー９とで２重となった部分（２重部）を通過し、窪み部１０ではビードフィラー９のみの部分（１重部）を通過する。したがって、ステッチャが２重部から１重部、あるいは、１重部から２重部に移動する際、それぞれ段差を通過することになる。また先端縁はｓｉｎ波形状となっているため、段差を通過する際に空気は膨らみ部側へと逃がすことができる。しかも窪み部１０には補助変位部１５が形成されており、細かく空気溜まりを分散させることができる。したがって、成型後のタイヤに空気溜まりが発生しにくくなると共に、発生する空気溜まりは製品不良とはならない小さなものとして後処理で除去することが可能となる。

ここで、前記構成からなるタイヤの性能について比較実験を行った。
すなわち、比較例１から４と実施例１から５とに示すように、グリーンタイヤのビードフィラー９の先端縁での形状を種々変更して成型後に得られたタイヤについて性能を比較した。比較結果を表１に示す。

ここで、形状は、ビードフィラー９の先端縁の形状を示す。ここでは、同一円周上に位置するものと、ｓｉｎ波形をしたものの例が挙げられている。
周期は、ビードフィラー９の先端縁をｓｉｎ波形とした場合に於けるタイヤ周方向の１回転での周期を示す。
振幅は、前記ｓｉｎ波形の振幅を意味する。
初期位相ずれは、カーカスプライ７の両端縁をｓｉｎ波形とした場合の位相の１波長分の位相のずれ量を、ずれ量０％の基準位置に対して、ずれ量０％で逆位相、ずれ量１００％で同位相となるように設定した値である（１／２周期が１００％）。

ＲＦＶ（ＯＡＬ）は、タイヤ径方向の変動力（RFV : Radial Force Variation）を指数化したものである。ここでは、ドラム上でタイヤを回転させ、上下方向の軸力変動を検出し、それを接地面全体（OAL : over all)で評価した。この場合、比較例１を基準値（１００％）とし、値を求めるようにした。値が小さい程、性能が悪いことを示す。
エア入り不良は、生産本数に対するエア入り（溜まり）タイヤの本数の比率から合否を判定したものである。「○」判定のものはエア入り不良が低減したことを示す。

比較例１では、ビードフィラー９の先端縁を同一円周上に位置させている（例えば、特開２００９−２５４４００号公報参照）。
比較例２では、図２に示すように、ビードフィラー９の先端縁を１周期のｓｉｎ波形とし、その振幅を被覆層９の幅寸法（先端方向に向かう寸法）の３０％、両側での位相のずれを５％としている。
比較例３では、図３に示すように、ビードフィラー９の先端縁を３周期のｓｉｎ波形とし、その振幅を被覆層９の幅寸法と同寸法（１００％）、両側縁間の位相のずれを５％としている。
比較例４では、ビードフィラー９の先端縁を３周期のｓｉｎ波形とし、その振幅を被覆層９の幅寸法の５％、両側縁間の位相のずれを５％としている。
実施例１では、図４に示すように、ビードフィラー９の先端縁を３周期のｓｉｎ波形とし、その振幅を被覆層９の幅寸法の３０％、両側での位相のずれを５０％としている。
実施例２では、ビードフィラー９の先端縁を３周期のｓｉｎ波形とし、その振幅を被覆層９の幅寸法の３０％、両側での位相のずれを１００％すなわち同位相としている。
実施例３では、図５に示すように、ビードフィラー９の先端縁を３周期のｓｉｎ波形とし、その振幅を被覆層９の幅寸法の３０％、両側での位相のずれを５％としている。
実施例４では、図６に示すように、ビードフィラー９の先端縁を５周期のｓｉｎ波形とし、その振幅を被覆層９の幅寸法の３０％、両側での位相のずれを５％としている。
実施例５では、ビードフィラー９の先端縁を３周期のｓｉｎ波形とし、その振幅を被覆層９の幅寸法の３０％、両側での位相のずれを２０％としている。

表１から明らかなように、実施例１から３のいずれでもｓｉｎ波の周期を３周期以上とし、振幅を３０％とし、位相のズレを２０％以下とすることにより、タイヤ径方向の変動力の悪化もなく、エア入り不良発生率を低減することができた。

なお、本発明は、前記実施形態に記載された構成に限定されるものではなく、種々の変更が可能である。

前記実施形態では、ビードフィラー９の先端縁すなわち変位部１２の形状をｓｉｎ波形としたが、ジグザグ状等、先端方向に向かって増減するような形状であれば、いずれの形状であっても採用することが可能である。この形状は、補助変位部１５であっても同様である。

本発明は空気入りタイヤ、特に、トラック、バス等の重荷重用の空気入りタイヤに適用することができる。

１…トレッド部
２…ショルダー部
３…サイド部
４…ビード部
５…ベルト
６…補強カーカスプライ
７…カーカスプライ
８…ビードコア
９…ビードフィラー
１０…窪み部
１１…膨らみ部
１２…変位部
１３…補助窪み部
１４…補助膨らみ部
１５…補助変位部

Claims

ビード部に隣接して配置されるビードフィラーを備えた空気入りタイヤであって、
前記ビードフィラーは、前記ビード部とは反対側に位置する先端縁が、タイヤ径方向に増減することにより形成される窪み部と膨らみ部とを繰り返す変位部で構成され、
前記変位部の窪み部と膨らみ部とは、繰り返し回数は３以上であり、タイヤ幅方向の両側のビードフィラー間で位相をずらせたことを特徴とする空気入りタイヤ。
前記変位部のタイヤ径方向の増減範囲は、前記ビードフィラーのタイヤ径方向の長さの１５から４０％の範囲であることを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤ。
前記変位部の窪み部と膨らみ部とは、タイヤ幅方向の両側で逆位相としたことを特徴とする請求項１又は２に記載の空気入りタイヤ。
前記窪み部は、前記変位部よりも少ない変位量でタイヤ径方向に増減することにより形成される、補助窪み部と補助膨らみ部とを繰り返す補助変位部を備えたことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
前記補助変位部の補助窪み部と補助膨らみ部とで構成される先端縁は、ｓｉｎ波形であることを特徴とする請求項４に記載の空気入りタイヤ。
前記変位部の窪み部と膨らみ部とで構成される先端縁は、ｓｉｎ波形であることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
ビードフィラーの先端縁に、先端方向に増減する、窪み部と膨らみ部とを繰り返す変位部を形成し、
前記ビードフィラーをビードコアと共にカーカスプライの外面に配置し、
前記カーカスプライをビード部で内側から外側へと折り返し、
前記カーカスプライの折り返し部を、ビード部側から貼り付けることを特徴とする空気入りタイヤの製造方法。