JP2019195919A - タイヤの製造方法 - Google Patents
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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。
・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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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
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
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)
- 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。 - 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。
- 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。
- 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。 - 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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