JP2015208974A - 空気入りタイヤの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】加硫時におけるカーカス層の変形を抑制することを可能にした空気入りタイヤの製造方法を提供する。
【解決手段】
グリーンタイヤＧを成形する際に、未加硫のキャップトレッドゴム層１１Ｕの加硫後のタイヤＴにおけるラグ溝１４の周方向中心位置に対応する位置に薄肉部１４Ｕを形成し、未加硫のキャップトレッドゴム層１１Ｕにおいて周方向に隣り合う薄肉部１４Ｕ間の周方向中心位置でのゲージＲと薄肉部１４ＵにおけるゲージＬとを、ラグ溝１４の溝深さＤに対して、０．４×Ｄ≦Ｒ−Ｌ≦Ｄの関係を満たすように設定する。
【選択図】図４

Description

本発明は、空気入りタイヤの製造方法に関し、更に詳しくは、加硫時におけるカーカス層の変形を抑制することを可能にした空気入りタイヤの製造方法に関する。

整地されていない砂利道等を走行することの多い建設車両用の空気入りタイヤでは、トレッドパターンとして、例えば、ラグ溝をタイヤ周方向に左右交互に間欠的に設けたラグ0パターンが採用される（例えば、特許文献１を参照）。このような空気入りタイヤでは、ラグ溝の溝深さが乗用車用タイヤ等に比べて大きく設計されている。

このような溝深さの大きいラグ溝を有するタイヤを加硫する際、図１１に例示するように、金型Ｍのラグ溝を形成するための溝骨ｍに押されたグリーンタイヤＧを構成するゴム層ｇは、図中に矢印で示すように、隣接する溝骨ｍのタイヤ周方向中心、即ち、成形後のタイヤにおける陸部に相当する部位に流れ込み、更に、タイヤ内周側に隆起するように移動する。その結果、タイヤ内周側に隆起したゴム層の部分に押されてカーカス層４を構成するカーカスコードが局所的にタイヤ内周側に曲がって変形や凹凸が発生するという問題がある。特に、溝深さが大きいタイヤでは、溝骨が高くなり、移動するゴム量が増加するため、上述の加硫時におけるカーカス層の変形が発生し易く、対策が求められている。

特開２００３−３２０８１１号公報

本発明の目的は、加硫時におけるカーカス層の変形を抑制することを可能にした空気入りタイヤの製造方法を提供することにある。

上記目的を達成するための本発明の空気入りタイヤの製造方法は、左右一対のビード部間にスチールコードを用いた少なくとも１層のカーカス層が装架され、トレッド部がキャップトレッドゴム層とアンダートレッドゴム層とから構成され、前記トレッド部の表面に少なくともタイヤ幅方向に延びる複数本のラグ溝を有し、前記キャップトレッドゴム層中における溝体積比率が３０％以上である空気入りタイヤを製造する方法であって、グリーンタイヤを成形する際に、未加硫のキャップトレッドゴム層の前記ラグ溝の周方向中心位置に対応する位置に薄肉部を形成し、前記未加硫のキャップトレッドゴム層において周方向に隣り合う前記薄肉部間の周方向中心位置でのゲージＲと前記薄肉部におけるゲージＬとを、前記ラグ溝の溝深さＤに対して、０．４×Ｄ≦Ｒ−Ｌ≦Ｄの関係を満たすように設定することを特徴とする。

本発明では、上述のように予め薄肉部を設けて、加硫後のタイヤにおける陸部に相当する部位を相対的に厚くする一方で、加硫後のタイヤにおけるラグ溝に相当する部位を相対的に薄くすることで、金型の溝骨から受ける変形を抑制すると共に、ゴム流れを抑制し、加硫時におけるカーカス層の変形を抑制することができる。

本発明においては、未加硫のキャップトレッドゴム層を全周に亘ってゲージが均一である内側ゴム層と薄肉部が形成される外側ゴム層とから構成し、外側ゴム層のゲージＢを、ラグ溝の溝深さＤに対して、０．５×Ｄ≦Ｂ≦１．５×Ｄの関係を満たすように設定することが好ましい。これにより、タイヤの内周側に向かうゴム流れを効果的に抑制することができ、加硫時におけるカーカス層の変形を抑制するには有利になる。

このとき、内側ゴム層をリボン状又はシート状のゴム材料を積層して構成する一方で、外側ゴム層をシート状のゴム材料を積層して構成するか又は単層の押出物からなるゴム材料で構成し、内側ゴム層を構成するゴム材料の厚さよりも外側ゴム層を構成するゴム材料の厚さを大きくすることが好ましい。これにより、成形時に内側ゴム層をアンダートレッドゴム層に圧着する工程を省くことができ、カーカス層の変形を抑制することが可能になる。

このとき、例えば、薄肉部を外側ゴム層に切欠きを設けて内側ゴム層を露出させることで形成するか、又は、薄肉部を外側ゴム層に凹み加工を施すことで形成することができる。このように薄肉部を形成することで、溝骨が当たる部位のゴム量を充分に減少することができ、加硫時におけるカーカス層の変形を抑制するには有利になる。

或いは、本発明においては、キャップトレッドゴム層を単一のゴム材料からなる単層構造にし、薄肉部をキャップトレッドゴム層に切欠きを設けて形成するか、又は、キャップトレッドゴム層を単一のゴム材料からなる単層構造にし、薄肉部をキャップトレッドゴム層に凹み加工を施すことで形成することもできる。このように薄肉部を形成することで、溝骨が当たる部位のゴム量を充分に減少することができ、加硫時におけるカーカス層の変形を抑制するには有利になる。

本発明の空気入りタイヤの製造方法により製造される空気入りタイヤの一例 を示す子午線半断面図である。 図１の空気入りタイヤのトレッドパターンの一部を例示する正面図である。 図１，２のＸ−Ｘ矢視断面図である。 本発明の製造方法により図１の空気入りタイヤを製造する際のグリーンタイ ヤの図３に対応する断面図である。 本発明の製造方法により図１の空気入りタイヤを製造する際のグリーンタイ ヤのトレッド部の一部を拡大して示す断面図である。 図４のグリーンタイヤを製造する方法の一例を模式的に示す説明図である。 本発明の別の製造方法におけるグリーンタイヤの図３に対応する断面図であ る。 本発明の別の製造方法におけるグリーンタイヤの図３に対応する断面図であ る。 本発明の別の製造方法におけるグリーンタイヤの図３に対応する断面図であ る。 本発明の別の製造方法におけるグリーンタイヤの図３に対応する断面図で ある。 従来の製造方法における加硫時のゴムの動きを模式的示す説明図である。

以下、本発明の構成について添付の図面を参照しながら詳細に説明する。

図１に例示する空気入りタイヤＴにおいて、ＣＬはタイヤセンターライン、１はトレッド部、２はサイドウォール部、３はビード部である。左右一対のビード部３間にはカーカス層４が装架されている。このカーカス層４は、タイヤ径方向に延びる複数本のスチールコードを含み、各ビード部３に配置されたビードコア５の廻りにタイヤ内側から外側に折り返されている。また、ビードコア５の外周上にはビードフィラー６が配置され、このビードフィラー６がカーカス層４の本体部分と折り返し部分により包み込まれている。

一方、トレッド部１におけるカーカス層４の外周側には複数層（図１では４層）のベルト層７が埋設されている。これらベルト層７はタイヤ周方向に対して傾斜する複数本の補強コードを含み、かつ層間で補強コードが互いに交差するように配置されている。ベルト層７において、補強コードのタイヤ周方向に対する傾斜角度は例えば１０°〜６５°の範囲に設定されている。

また、トレッド部１のベルト層７の外周側はキャップトレッドゴム層１１とアンダートレッドゴム層１２とからなるトレッドゴム層１０から構成されている。アンダートレッドゴム層１２はキャップトレッドゴム層１１よりも硬度高くなるように設定されている。キャップトレッドゴム層１１のＪＩＳ‐Ａ硬度は例えば６０〜８０であり、アンダートレッドゴム層１２のＪＩＳ‐Ａ硬度は例えば５５〜７５である。

更に、図２，３に例示するように、トレッド部１にはタイヤ周方向に延びる１本の周方向溝１３とタイヤ幅方向に延びる複数本のラグ溝１４とが設けられ、これら周方向溝１３及びラグ溝１４により複数の陸部１５が区画形成されている。周方向溝１３はタイヤセンターラインを中心にジグザグ状に延在し、ジグザグ形状の角部（折れ曲がり部）においてラグ溝１４と連通している。ラグ溝１４は、周方向溝１３の折れ曲がり部からタイヤ幅方向外側に延びることで、周方向溝１３を境にタイヤ周方向に左右交互に間欠的に設けられている。ラグ溝１４の溝深さＤは例えば５０ｍｍ〜１５０ｍｍである。また、キャップトレッドゴム層１１における周方向溝１３及びラグ溝１４の溝面積比率は３０％以上、好ましくは３５％以上４５％以下に設定されている。

本発明は、このような建設車両用の空気入りタイヤを製造する製造方法であり、製造される空気入りタイヤの具体的な構造は上述の基本構造に限定されるものではないが、カーカス層４がスチールコードから構成され、キャップトレッドゴム層１１における溝面積比率が３０％以上であることが本発明の製造方法により製造される空気入りタイヤとして必須である。

以下、図４〜図１０を参照しながら、上述した空気入りタイヤＴを例にとって本発明の製造方法を説明する。

本発明では、グリーンタイヤＧを成形するにあたって、図４に例示するように、未加硫のキャップトレッドゴム層１１Ｕの加硫後のタイヤＴにおけるラグ溝１４の周方向中心位置に対応する位置にゲージの小さい薄肉部１４Ｕを形成する。尚、図４のグリーンタイヤＧにおいて、１２Ｕは未加硫のアンダートレッドゴムである。このとき、未加硫のキャップトレッドゴム層１１Ｕの周方向に隣接する薄肉部１４Ｕ間の周方向中心位置Ｐ（即ち、加硫後のタイヤＴにおける陸部１５の周方向中心位置に相当）でのゲージをＲとし、薄肉部１４ＵにおけるゲージをＬとし、これらゲージＲ及びゲージＬを、加硫後のタイヤＴにおけるラグ溝１４の溝深さＤに対して、０．４×Ｄ≦Ｒ−Ｌ≦Ｄの関係を満たすように設定する。言い換えれば、ゲージＲとゲージＬとの差（即ち、薄肉部１４Ｕにおいて周囲から凹ませた量）を加硫後のタイヤＴにおけるラグ溝１４の溝深さＤの０．４倍以上１倍以下に設定する。

このようにグリーンタイヤＧに予め薄肉部１４Ｕを設けることで、ラグ溝１４を形成する溝骨が当接する部分のゴム量が減らすことができ、グリーンタイヤＧを金型に投入する際に、金型の溝骨から受ける変形を抑制すると共に、加硫時に溝骨に押されて加硫後のタイヤＴにおける陸部１５に相当する部位に流れ込むゴム量を削減することができ、加硫時におけるカーカス層４の変形を抑制することができる

このときゲージＲとゲージＬとの差Ｒ−Ｌがラグ溝１４の溝深さＤの０．４倍よりも小さいと、薄肉部１４Ｕと他の部位との差が殆ど無くなるため、加硫時におけるカーカス層４の変形を抑制する効果が殆ど得られない。ゲージＲとゲージＬとの差Ｒ−Ｌがラグ溝１４の溝深さＤの１倍よりも大きいと、トレッド部１を構成するゴムの量が不足し、タイヤＴを所望の形状に正しく成形することができなくなる。

図４に例示するグリーンタイヤＧでは、未加硫のキャップトレッドゴム層１１Ｕは、複数種類のゴム材料からなる積層構造になっている。特に、図４の例では、全周に亘ってゲージＡが均一である内側ゴム層１１ｉと、薄肉部１４Ｕが実際に形成される外側ゴム層１１ｏとから構成されている。この例では、薄肉部１４Ｕは、外側ゴム層１１ｏに切欠きが設けられ、この切欠きによって内側ゴム層１１ｉが露出することで形成されている。そのため、この例では、ゲージＡとゲージＬとが一致している。このとき、外側ゴム層１１ｏのゲージＢを、加硫後のタイヤＴにおけるラグ溝１４の溝深さＤに対して、０．５×Ｄ≦Ｂ≦１．５×Ｄの関係を満たすように設定することが好ましい。

このように未加硫のキャップトレッドゴム層１１Ｕを内側ゴム層１１ｉと外側ゴム層１１ｏとから構成し、外側ゴム層１１ｏのゲージＢを設定することで、加硫時に主として外側ゴム層１１ｏが変形して加硫後のタイヤＴにおけるトレッドパターン（溝１３，１４及び陸部１５）を構成し、内側ゴム層１１ｉの変形が抑制されるので、加硫時におけるカーカス層４の変形を抑制するには有利になる。このとき、ゲージＢがラグ溝１４の溝深さＤの０．５倍よりも小さいと、結果的に内側ゴム層１１ｉの厚さが増し、薄肉部１４Ｕを充分に形成することができなくなるため、カーカス層４の変形を抑制する効果を充分に得ることが難しくなる。ゲージＢがラグ溝１４の溝深さＤの１．５倍よりも大きいと、ラグ溝１４に対して外側ゴム層１１ｏ（未加硫のキャップトレッドゴム層１１Ｕ）が厚くなり過ぎ、タイヤＴを所望の形に設計することが困難になる。

図５に示すように、本発明のグリーンタイヤＧでは、内側ゴム層１１ｉをリボン状のゴム材料ｇを積層して構成し、外側ゴム層１１ｏはシート状のゴム材料ｇを積層して構成することもできる。このように各層１７，１８を所定の形状のゴム材料ｇから構成するとき、内側ゴム層１１ｉを構成するゴム材料ｇの厚さａよりも外側ゴム層１１ｏを構成するゴム材料ｇの厚さｂを大きくすることが好ましい。このようにグリーンタイヤＧを構成することで、成形時に内側ゴム層１１ｉを外側のプロファイルの傾斜が大きいアンダートレッドゴム層に圧着する工程を省くことができ、カーカス層の変形を抑制することが可能になる。

尚、内側ゴム層１１ｉを構成するゴム材料ｇは上述のリボン状の他、シート状であっても良い。また、外側ゴム層１１ｏは上述のようにゴム材料ｇはシート状のゴム材料を積層して構成する他、単層の押出物からなるゴム材料で構成することもできる。この場合であっても、内側ゴム層１１ｉを構成するゴム材料ｇの厚さａよりも外側ゴム層１１ｏを構成するゴム材料ｇの厚さｂを大きくするとよい。

図４の例のようにグリーンタイヤＧを成形するには、例えば、図６に示すように、複数の押出物からなるゴム材料ｇを、内側ゴム層１１ｉ上に、図中の矢印のように、加硫後のタイヤＴにおける陸部１５に対応する位置に沿うように載置することで成形することができる。

図４，６の例では、切欠きによって薄肉部１４Ｕを形成しているが、例えば、図７に例示するように、外側ゴム層１１ｏに凹み加工を施すことで薄肉部１４Ｕを形成することもできる。この場合も、外側ゴム層１１ｏのゲージＢは上記関係を満たすように設定するとよい。

図８に例示するように、未加硫のキャップトレッドゴム層１１Ｕが複数種類のゴム材料からなる積層構造である場合に、未加硫のキャップトレッドゴム層１１Ｕ全体に対して凹み加工を施すことも可能である。但し、この場合、凹み加工によって未加硫のキャップトレッドゴム層１１Ｕを構成する全ての層に凹みが生じるため、未加硫のキャップトレッドゴム層１１Ｕは全周に亘ってゲージが均一である内側ゴム層１１ｉを含まない。

上述の例では、未加硫のキャップトレッドゴム層１１Ｕが複数層のゴム材料からなる積層体から構成されていたが、未加硫のキャップトレッドゴム層１１Ｕは単一のゴム材料ｇからなる単層構造であってもよい。この場合、図９に示すように、単層構造のゴム材料ｇから構成される未加硫のキャップトレッドゴム層１１Ｕをアンダートレッドゴム層１２Ｕ上に、加硫後のタイヤＴにおける陸部１５に対応する位置に沿うように載置することで成形することもできる。言い換えれば、単層構造のゴム材料ｇからなる未加硫のキャップトレッドゴム層１１Ｕに切欠きを設けて薄肉部１４Ｕを形成するようにしても良い。或いは、図１０に示すように、単層構造のゴム材料ｇからなる未加硫のキャップトレッドゴム層１１Ｕに凹み加工を施すことで薄肉部１４Ｕを形成することもできる。尚、薄肉部１４Ｕを形成するためにどのような切欠きを設けるとしても、切欠きがキャップトレッドゴム層１１Ｕを分断する（即ち、キャップトレッドゴム層１１Ｕが存在せずにアンダートレッドゴム層１２Ｕが露出する）ことはない。

タイヤサイズが２３．５Ｒ２５ ＲＬ５１であり、図２のトレッドパターンを有し、図３の断面構造を有する空気入りタイヤを製造するに当たり、グリーンタイヤにおける加硫後のタイヤの陸部の周方向中心位置に相当する位置でのゲージＲと薄肉部でのゲージＬとの差Ｒ−Ｌ、外側ゴム層のゲージＢを表１に記載のように異ならせた従来例１、比較例１〜２、実施例１〜６の９種類の試験タイヤを製造した。

尚、表１において「Ｄ」は加硫後のタイヤにおけるラグ溝の溝深さであり、具体的には７８ｍｍである。

これら９種類の試験タイヤについて、下記の評価方法によりカーカス曲り角度を評価し、その結果を表１に併せて示した。

カーカス曲り角度
各試験タイヤについて、隣接するラグ溝間の陸部下のカーカス層をＸ線で投影し、カーカス層の曲り部分において、一方側の曲り開始部の曲線と曲りの折り返し部の曲線との変曲点における接線と他方側の曲り開始部の曲線と曲りの折り返し部の曲線との変曲点における接線とが成す角度をカーカス曲り角度として測定した。評価結果は、カーカス曲り角度の測定値（実数値）で示した。この測定値が１６０°以上であれば加硫時におけるカーカスの変形が抑制されていることを意味する。

表１から判るように、実施例１〜６はいずれも、加硫時におけるカーカスの変形を抑制することができた。一方、差Ｒ−Ｌが本発明の条件を満たさない比較例１，２は、加硫時におけるカーカスの変形を充分に抑制することができなかった。

１ トレッド部
２ サイドウォール部
３ ビード部
４ カーカス層
５ ビードコア
６ ビードフィラー
７ ベルト層
１０ トレッドゴム層
１１ キャップトレッドゴム層
１１Ｕ 未加硫のキャップトレッドゴム層
１１ｉ 内側ゴム層
１１ｏ 外側ゴム層
１２ アンダートレッドゴム層
１２Ｕ 未加硫のアンダートレッドゴム層
１３ 周方向溝
１４ ラグ溝
１４Ｕ 薄肉部
１５ 陸部
ＣＬ タイヤセンターライン
Ｔ 空気入りタイヤ
Ｇ グリーンタイヤ
ｇ ゴム材料

Claims (7)

1. 左右一対のビード部間にスチールコードを用いた少なくとも１層のカーカス層が装架され、トレッド部がキャップトレッドゴム層とアンダートレッドゴム層とから構成され、前記トレッド部の表面に少なくともタイヤ幅方向に延びる複数本のラグ溝を有し、前記キャップトレッドゴム層中における溝体積比率が３０％以上である空気入りタイヤを製造する方法であって、
   グリーンタイヤを成形する際に、未加硫のキャップトレッドゴム層の前記ラグ溝の周方向中心位置に対応する位置に薄肉部を形成し、前記未加硫のキャップトレッドゴム層において周方向に隣り合う前記薄肉部間の周方向中心位置でのゲージＲと前記薄肉部におけるゲージＬとを、前記ラグ溝の溝深さＤに対して、０．４×Ｄ≦Ｒ−Ｌ≦Ｄの関係を満たすように設定することを特徴とする空気入りタイヤの製造方法。
2. 前記未加硫のキャップトレッドゴム層を全周に亘ってゲージが均一である内側ゴム層と前記薄肉部が形成される外側ゴム層とから構成し、前記外側ゴム層のゲージＢを、前記ラグ溝の溝深さＤに対して、０．５×Ｄ≦Ｂ≦１．５×Ｄの関係を満たすように設定することを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤの製造方法。
3. 前記内側ゴム層をリボン状又はシート状のゴム材料を積層して構成する一方で、前記外側ゴム層をシート状のゴム材料を積層して構成するか又は単層の押出物からなるゴム材料で構成し、前記内側ゴム層を構成するゴム材料の厚さよりも前記外側ゴム層を構成するゴム材料の厚さを大きくしたことを特徴とする請求項２に記載の空気入りタイヤの製造方法。
4. 前記薄肉部を前記外側ゴム層に切欠きを設けて前記内側ゴム層を露出させることで形成することを特徴とする請求項２又は３に記載の空気入りタイヤの製造方法。
5. 前記薄肉部を前記外側ゴム層に凹み加工を施すことで形成することを特徴とする請求項２又は３に記載の空気入りタイヤの製造方法。
6. 前記キャップトレッドゴム層を単一のゴム材料からなる単層構造にし、前記薄肉部を前記キャップトレッドゴム層に切欠きを設けて形成することを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤの製造方法。
7. 前記キャップトレッドゴム層を単一のゴム材料からなる単層構造にし、前記薄肉部を前記キャップトレッドゴム層に凹み加工を施すことで形成することを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤの製造方法。

Images