JP2019195919A - タイヤの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 加硫時間の短縮を図るとともに、過加硫を抑えてタイヤの転がり抵抗性能を向上させる。【解決手段】 加硫時、クリップリング１３Ｕ、１３Ｌに保持されるビード部４のタイヤ軸方向内面４ｓ間の最小幅Ｗｃを、ベルト層７の第２ベルトプライ７Ｂのタイヤ軸方向のプライ幅Ｗｂよりも大とした。【選択図】図３

Description

本発明は、加硫時のドレインに起因する加硫ムラを減じて加硫時間の短縮を図りうるタイヤの製造方法に関する。

一般に、空気入りタイヤの製造方法では、例えば図５に概念的に示すように、未加硫タイヤｔを加硫金型ａ内で加硫する工程が行われる。

この工程では、加硫金型ａ内に未加硫タイヤｔを装着した後、
・未加硫タイヤｔの内腔内に例えばブラダー（図示省略）を介して高温高圧の加熱媒体を供給し、未加硫タイヤｔを内側から加熱する加熱段階と、
・その後、例えば窒素ガスなどの不活性ガス、或いは不活性ガスとスチームとの混合ガスからなる高圧の加圧媒体を引き続いて供給し、加熱状態の未加硫タイヤｔを加硫金型ａの内面に強く押し付ける加圧段階とが順次行われる。

しかし、加熱媒体に相変化時の潜熱放出が大きいスチームを用いた場合、熱交換したスチームが加硫中に液化し、ドレインｄとなって下方側のサイドウォール部ｔｓの凹部ｃに溜まる。そのため、ドレイン面ｄｓより下方となるタイヤの部位ｔ１では、上方となる部位ｔ２に比して低温となって加硫不足に陥りやすい。

特に、厚さが大なトレッド部のうちで、ドレイン面ｄｓより下方となる部分ｔ１ａにおいて、加硫不足が生じやすい。

従来においては、この部分ｔ１ａを加硫の律速位置（加硫時間を決定する位置）と見なし、前記部分ｔ１ａが加硫不足とならないように、加硫時間が設定されている。そのため、上方となる前記部位ｔ２が過加硫となってタイヤ品質、特にタイヤの転がり抵抗性能に悪影響を与えたり、加硫時間が長くなって生産性の低下を招くという問題がある。

なお下記の特許文献１には、ブラダー内にスチームを供給してタイヤを金型内面に型付けする段階と、タイヤとブラダーとの間に低熱容量ガス（窒素等）を供給した後、再度、ブラダー内にスチームを供給してタイヤを加硫する段階とを含む加硫方法が提案されている。この方法では、ドレインとタイヤとの間に低熱容量ガスの層が介在するため、加硫ムラを軽減しうる。しかし、低熱容量ガスの層の介在によりスチームからタイヤへの熱伝導に劣り、加硫時間の短縮にはさらなる改善が望まれる。

特許平０５−１１６１５０号公報

本発明は、加硫の律速位置よりもドレイン面の位置を下げることを基本として、加硫時間の短縮を図るとともに、過加硫を抑えてタイヤの転がり抵抗性能を向上しうるタイヤの製造方法を提供することを課題としている。

本発明は、カーカスの半径方向外側に配されるベルト層が、半径方向最内側の第１ベルトプライと、この第１ベルトプライの半径方向外側に重置される第２ベルトプライとを具えるタイヤの製造方法であって、
加硫時、クリップリングに保持されるビード部のタイヤ軸方向内面間の最小幅Ｗｃを、前記第２ベルトプライのタイヤ軸方向のプライ幅Ｗｂよりも大としている。

本発明に係るタイヤの製造方法では、前記最小幅Ｗｃと前記プライ幅Ｗｂとの差（Ｗｃ−Ｗｂ）は、５mm以上であるのが好ましい。

本発明に係るタイヤの製造方法では、前記最小幅Ｗｃと前記プライ幅Ｗｂとの差（Ｗｃ−Ｗｂ）は、３８mm以下であるのが好ましい。

本発明に係るタイヤの製造方法では、前記タイヤは、前記ビード部のビードコアから半径方向外側にのびるビードエーペックスゴムを具え、
加硫時、加硫金型内において、前記ビードエーペックスゴムの半径方向内面のタイヤ軸方向中点と、前記ビードエーペックスゴムの半径方向外端点とを通る基準線のタイヤ軸方向線に対する角度θが、５０〜６５度であるのが好ましい。

本発明に係るタイヤの製造方法では、タイヤの扁平率は５５％以下であり、かつ前記プライ幅Ｗｂとタイヤ断面幅Ｗ０との比Ｗｂ／Ｗ０は７３％以上であるのが好ましい。

トレッド部のうち、第２ベルトプライの外端よりもタイヤ軸方向内側の部位は、タイヤ厚さが大であり、加硫のためにより多くの熱量が必要な部位である。又ベルト層において第２ベルトプライは、ベルト層の機能（ベルト剛性を高めて操縦安定性等の走行性能を向上させる機能）を発揮する上で重要なプライであり、この第２ベルトプライの外端において加硫不足が生じると、ベルト層の上記機能が十分に発揮されなくなる。このような観点から、第２ベルトプライの外端の位置は、加硫の律速位置と見なすことができる。

本発明では、加硫時、クリップリングに保持されるビード部のタイヤ軸方向内面間の最小幅Ｗｃを、第２ベルトプライのタイヤ軸方向のプライ幅Ｗｂよりも大に設定している。

ここで、前記最小幅Ｗｃは、ビード部を保持するクリップリングの間隔を広けることにより、大きくすることができる。そして、最小幅Ｗｃが大きくなることで、サイドウォール部の凹部が浅くなり、この凹部に溜まるドレイン量を減じるとともに、ドレイン面の位置を下げることができる。

特に、前記最小幅Ｗｃを、第２ベルトプライのタイヤ軸方向のプライ幅Ｗｂより大とすることにより、ドレイン面の位置を第２ベルトプライの外端位置（即ち、加硫の律速位置）よりも下げることができる。これにより、加硫不足を抑制しながら、加硫時間を短縮できる。

又ドレイン面の位置が下がること、及びドレイン量が減ることにより、加硫ムラが減じられ、過加硫に起因するタイヤ品質の低下、特に転がり抵抗性能の低下を抑制することが可能となる。

本発明のタイヤの製造方法によって形成されるタイヤの一実施例を示す断面図である。 加硫時におけるタイヤの状態を示す断面図である。 図２の部分拡大図である。 図１のタイヤの部分拡大図である。 従来の加硫工程における問題点を説明する断面図である。

以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。
図１は、本発明の製造方法によって形成されるタイヤ１が、正規リム（図示省略）にリム組みされかつ正規内圧の５％の内圧が充填された基準状態Ｙ１で示されている。

「正規リム」とは、タイヤが基づいている規格を含む規格体系において、当該規格がタイヤ毎に定めるリムであり、例えばＪＡＴＭＡであれば標準リム、ＴＲＡであれば "Design Rim" 、或いはＥＴＲＴＯであれば "Measuring Rim"を意味する。「正規内圧」とは、前記規格がタイヤ毎に定めている空気圧であり、ＪＡＴＭＡであれば最高空気圧、ＴＲＡであれば表 "TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES" に記載の最大値、ＥＴＲＴＯであれば "INFLATION PRESSURE"を意味するが、乗用車用タイヤの場合には１８０ｋＰａとする。

図１に示すように、本実施形態のタイヤ１は、トレッド部２からサイドウォール部３をへてビード部４のビードコア５に至るカーカス６と、カーカス６の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とを含む。

カーカス６は、ビードコア５、５間に跨るトロイド状の本体部６ａと、その両端に連なりビードコア５の廻りでタイヤ軸方向内側から外側に折り返される折返し部６ｂとを具える。又カーカス６は、カーカスコードをタイヤ周方向に対して例えば７５〜９０゜の角度で配列した１枚以上、本例では半径方向内外のカーカスプライ６Ａ、６Ｂから形成される。

本例では、内のカーカスプライ６Ａの折返し部６ｂＡは、外のカーカスプライ６Ｂの折返し部６ｂＢの外端部を越えて半径方向外側にのび、かつタイヤ最大幅位置Ｍと、ベルト層７の外端７Ｅとの間で終端している。折返し部６ｂＡのビードベースラインＢＬからの半径方向高さＨＡは、タイヤ断面高さＨ０の５５〜７０％の範囲が好ましい。カーカス６が１枚のカーカスプライから形成される場合、このカーカスプライの折返し部６ｂが前記高さ範囲に配されるのが好ましい。

本体部６ａと折返し部６ｂとの間には、ビードコア５から半径方向外側にのびる断面三角形状のビードエーペックスゴム８が配される。このビードエーペックスゴム８のビードベースラインＢＬからの半径方向高さＨ８は、タイヤ断面高さＨ０の２５〜４５％の範囲が好ましい。

ベルト層７は、半径方向最内側の第１ベルトプライ７Ａと、この第１ベルトプライ７Ａの半径方向外側に重置される第２ベルトプライ７Ｂとを含む２枚以上のベルトプライから形成される。第１、第２ベルトプライ７Ａ、７Ｂは、それぞれタイヤ周方向に対して例えば１０〜３５゜の角度で配列したベルトコードを具える。第１、第２ベルトプライ７Ａ、７Ｂは、ベルトコードがプライ間相互で交差するように、ベルトコードの傾斜の向きを違えて配される。

第２ベルトプライ７Ｂのタイヤ軸方向のプライ幅Ｗｂは、第１ベルトプライ７Ａのタイヤ軸方向のプライ幅Ｗａよりも小である。

ここで、扁平率（Ｈ０／Ｗ０）が小さいタイヤでは、タイヤ断面幅Ｗ０が相対的に広いため、ベルト層７のプライ幅Ｗｂも必然的に広くなる。そのため、加硫成形時、ベルト層７の外端７Ｅ側がドレインの影響を受けやすくなり、前記外端７Ｅ側が加硫不足になったり、逆に加硫時間が長くなったり、また加硫ムラにより過加硫を招いてタイヤ品質が低下するなどの問題が発生しやすい。特に、扁平率が５５％以下、かつプライ幅Ｗｂがタイヤ断面幅Ｗ０の７３％以上のタイヤは、この傾向が顕著となる。

そこで、本発明の製造方法では、このような扁平率が５５％以下、かつプライ幅Ｗｂがタイヤ断面幅Ｗ０の７３％以上のタイヤに対して、特に有効に機能しうる。

本発明の製造方法では、図２に示すように、タイヤ軸心（図示省略）を上下に向けた縦置き状態にて、タイヤ１を加硫金型１０内で加硫成形する加硫工程を含む。

加硫金型１０は、トレッドモールド１１と、上下のサイドモールド１２Ｕ、１２Ｌと、上下のクリップリング１３Ｕ、１３Ｌとを含む周知構造をなす。トレッドモールド１１は、トレッド部２を成形するためのトレッド成形面１１ｓを有する。上下のサイドモールド１２Ｕ、１２Ｌは、サイドウォール部３を成形するためのサイドウォール成形面１２ｓを有する。上下のクリップリング１３Ｕ、１３Ｌは、ビード部４のタイヤ軸方向外面及びタイヤ半径方向内周面を成形するためのビード成形面１３ｓを有する。なおタイヤ１のタイヤ軸心側には、周知構造のブラダー（図示省略）、及びブラダーを支持するための中心機構（図示省略）が配される。

加硫工程では、図２、３に示すように、クリップリング１３Ｕ、１３Ｌに保持されるビード部４、４のタイヤ軸方向内面４ｓ間の最小幅Ｗｃを、第２ベルトプライ７Ｂのタイヤ軸方向のプライ幅Ｗｂよりも大とした状態Ｙ２で、タイヤが加硫される。

この最小幅Ｗｃは、クリップリング１３Ｕ、１３Ｌの間隔を広げることにより大きくすることができる。そして、最小幅Ｗｃを大きくすることで、サイドウォール部３の凹部１５が浅くなり、この凹部１５に溜まるドレインｄの量を減じるとともに、ドレイン面ｄｓの位置を下げることができる。なお図３に一点鎖線で示すビード部４は、リム組みされた基準状態Ｙ１におけるビード部４であり、従来のクリップリングによって保持されたビード部４の位置に近似している。

特に、Ｗｃ＞Ｗｂとすることにより、ドレイン面ｄｓの位置を第２ベルトプライ７Ｂの外端７Ｂｅの位置よりも下げることができる。これにより、ドレインｄによる加硫の律速位置Ｋへの影響を抑え、加硫不足を抑制しながら、加硫時間を短縮することができる。

又ドレイン面ｄｓの位置を下げること、及びドレイン量の減少により、加硫ムラを減じ、過加硫に起因するタイヤ品質の低下、特に転がり抵抗性能の低下を抑制することが可能となる。

ドレインｄによる加硫の律速位置Ｋへの影響をより抑えるためには、最小幅Ｗｃとプライ幅Ｗｂとの差（Ｗｃ−Ｗｂ）を、５mm以上、さらには１０mm以上とするの好ましい。しかし、最小幅Ｗｃを広げすぎると、ビードエーペックスゴム８が直立状態に近い状態で加硫される。そのため、正規リムにリム組みした基準状態Ｙ１（図１に示す）においても、ビードエーペックスゴム８が直立状態に近づいてしまい、タイヤの横バネの低下を招き、操縦安定性を低下する。そのため、差（Ｗｃ−Ｗｂ）の上限は３８mm以下さらには３５mm以下が好ましい。

なお操縦安定性を維持するために、図４に拡大して示すように、加硫金型１０内の状態Ｙ２において、ビードエーペックスゴム８の基準線Ｘのタイヤ軸方向線に対する角度θが、５０〜６５度の範囲であるのが好ましい。基準線Ｘは、ビードエーペックスゴム８の半径方向内面８ｓのタイヤ軸方向中点Ｐｍと、ビードエーペックスゴム８の半径方向外端点８ｅとを通る直線で定義される。前記角度θが上記範囲から外れると、横バネの低下を招き、操縦安定性を低下させる。

以上、本発明の特に好ましい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。

本発明に係る製造方法を用い、図１に示す内部構造をなす空気入りタイヤ（サイズ２２５／４５Ｒ１７ ９１Ｗ）が、表１の仕様に基づいて製造された。そして、各試作タイヤに対して転がり抵抗試験、及び横バネ測定試験が実施された。又各試作タイヤの操縦安定性が実車試験によって測定された。

＜転がり抵抗試験＞
転がり抵抗試験機を用い、リム（１７×７．５ＪＪ）、内圧（２１０kPa）、縦荷重（４．８２kN）、速度（８０km/h）の条件にて、転がり抵抗を測定した。結果は、比較例１の値を１００とする指数で表示される。数値が小なほど転がり抵抗が小さく良好である。

＜横バネ測定試験＞
タイヤ静的試験機を用い、リム（１７×７．５ＪＪ）、内圧（２３０kPa）、縦荷重（４．２２kN）の条件における横荷重／横たわみ量の比を、横バネ定数として測定した。結果は、横荷重１．０kNのときの横バネ定数の値を、比較例１を１００とする指数で表示されている。数値が大きいほど横バネ定数が高く良好である。

＜実車試験＞
試供タイヤを、以下の条件にて、テスト車両（排気量２０００cc、ＦＦ車）の全輪に装着し、ドライアスファルト路面のタイヤテストコースを走行した。そのときの、ハンドル応答性、剛性感、グリップ等に関する操縦安定性をドライバーの官能評価により比較例１を３と５段階で評価した。数値が大きい方が操縦安定性に優れている。
リム---１７×７．５ＪＪ
内圧---前輪２３０kPa、後輪２１０kPa
タイヤ１本当たりに付加される荷重---前輪４．５３kN、後輪３．０６kN

表に示されるように、実施例では、加硫時間が短縮されるとともに、タイヤの転がり抵抗性能が向上されているのが確認できる。

１ タイヤ
４ ビード部
４ｓ タイヤ軸方向内面
５ ビードコア
６ カーカス
７ ベルト層
７Ａ 第１ベルトプライ
７Ｂ 第２ベルトプライ
８ ビードエーペックスゴム
８ｅ 外端点
８ｓ 半径方向内面
１３Ｕ、１３Ｌ クリップリング
Ｐｍ 中点
Ｘ 基準線

Claims (5)

1. カーカスの半径方向外側に配されるベルト層が、半径方向最内側の第１ベルトプライと、この第１ベルトプライの半径方向外側に重置される第２ベルトプライとを具えるタイヤの製造方法であって、
   加硫時、クリップリングに保持されるビード部のタイヤ軸方向内面間の最小幅Ｗｃを、前記第２ベルトプライのタイヤ軸方向のプライ幅Ｗｂよりも大としたタイヤの製造方法。
2. 前記最小幅Ｗｃと前記プライ幅Ｗｂとの差（Ｗｃ−Ｗｂ）は、５mm以上である請求項１記載のタイヤの製造方法。
3. 前記最小幅Ｗｃと前記プライ幅Ｗｂとの差（Ｗｃ−Ｗｂ）は、３８mm以下である請求項１又は２記載のタイヤの製造方法。
4. タイヤは、前記ビード部のビードコアから半径方向外側にのびるビードエーペックスゴムを具え、
   加硫時、加硫金型内において、前記ビードエーペックスゴムの半径方向内面のタイヤ軸方向中点と、前記ビードエーペックスゴムの半径方向外端点とを通る基準線のタイヤ軸方向線に対する角度θが、５０〜６５度である請求項１〜３の何れかに記載のタイヤの製造方法。
5. タイヤの扁平率は５５％以下であり、かつ前記プライ幅Ｗｂとタイヤ断面幅Ｗ０との比Ｗｂ／Ｗ０は７３％以上である請求項１〜４の何れかに記載のタイヤの製造方法。

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