JP3315084B2 - 空気入りタイヤの製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高速性能を向上し
うる空気入りタイヤの製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術および発明が解決しようとする課題】近
年、空気入りタイヤ、中でも乗用車用や小型トラック用
の空気入りタイヤにあっては、ラジアル構造が広く普及
している。このようなラジアル構造では、トレッド部に
強靱なスチールコードからなるベルト層が配されている
ため、バイアス構造タイヤに比してトレッド部の耐摩耗
性や高速走行時の操縦安定性に優れる利点がある。

【０００３】ところが、近年では車両の高出力化、高性
能化により、タイヤにあってもさらなる高速性能の向上
が要求されている。一般に、ラジアルタイヤで超高速走
行を行うと、ベルト層の両端縁がタイヤ半径方向外側に
浮き上がるいわゆるリフティング現象が生じる。このと
き、ゴムとの接着力が低いベルト層のスチールコード端
部が周囲のゴムから剥離して、接着破壊を生じ高速時の
耐久性を低下させている。

【０００４】このような問題を改善するために、例えば
図６に示す如く、スチールコードからなるベルト層ｂの
タイヤ半径方向外側に、有機繊維コードを実質的にタイ
ヤ周方向に沿って螺旋に巻回したバンドｆを設けること
が提案されている（例えば特開平８−４００１３号公
報）。

【０００５】このようなバンドｆは、ベルト層ｂの前記
リフティングを抑制して高速性能を向上しうるが、タイ
ヤを製造するコストを上昇させ、また有機繊維コードを
巻回するための作業工程が増えるためタイヤの生産性を
低下させるという問題がある。

【０００６】本発明は、タイヤのトレッドゴムに、短繊
維が実質的に周方向に配向されかつ押し出し成形された
シート状の補強ゴム層と、その外側に配されるトレッド
ゴム層とを一体に成形した生複合ゴム体を用いて形成す
ることを基本として、トレッドゴムの寸法安定性を高
め、生産性に優れかつ精度良く前記高速性能を改善しう
る空気入りタイヤを製造可能な空気入りタイヤの製造方
法を提供することを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明のうち請求項１記
載の発明は、トレッド部からサイドウォール部を経てビ
ード部のビードコアに至るカーカスと、このカーカスの
タイヤ半径方向外側かつトレッド部の内部に配されたベ
ルト層とを有し、かつ前記トレッド部の前記ベルト層の
タイヤ半径方向外側に配されたトレッドゴムを、短繊維
が実質的に周方向に配向されかつ前記ベルト層の全巾に
亘って配されるシート状かつ未加硫の補強ゴム層と、そ
の外側に配される未加硫のトレッドゴム層とを一体に成
形した生複合ゴム体を用いて形成したことを特徴とする
空気入りタイヤの製造方法である。

【０００８】また請求項２記載の発明は、前記トレッド
ゴム層は、トレッド面をなすキャップゴムと、そのタイ
ヤ半径方向内側に配されるベースゴム層とからなること
により、前記生複合ゴム体は、補強ゴム層とベースゴム
層とキャップゴム層の３層構造体からなることを特徴と
する請求項２記載の空気入りタイヤの製造方法である。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の一形態を図
面に基づき説明する。

【００１０】図１は本発明の製造方法により製造しうる
空気入りタイヤを示し，空気入りタイヤは、トレッド部
２からサイドウォール部３を経てビード部４のビードコ
ア５に至るカーカス６と、このカーカス６のタイヤ半径
方向外側かつトレッド部２の内部に配されたベルト層７
とを具えた乗用車用のものを例示している。

【００１１】前記カーカス６は、カーカスコードをタイ
ヤ赤道Ｃに対して７５゜〜９０゜の角度で配列したラジ
アル構造の１枚以上、本例では１枚のカーカスプライ６
Ａから構成されている。前記カーカスコードは、本例で
はポリエステルコードを採用しているが、これ以外にも
ナイロン、レーヨンなどの有機繊維コードを好適に採用
しうる。なおカーカスコードには、タイヤの種類に応じ
てアラミドコードやスチールコードなども採用しうる。

【００１２】また、前記カーカス６は、トレッド部２か
らサイドウォール部３を経てビード部４のビードコア５
に至る本体部６ａと、この本体部６ａに連なりかつ前記
ビードコア５の廻りをタイヤ軸方向内側から外側に折り
返された折返し部６ｂとを有する。またこれらの本体部
６ａと折返し部６ｂとの間には、前記ビードコア５から
タイヤ半径方向外側にのびかつ硬質ゴムからなるビード
エーペックス８が配され、ビード部４を補強している。

【００１３】前記ベルト層７は、本例ではスチールコー
ドをタイヤ赤道に対して１０〜３５°の小角度で傾けて
配列した少なくとも２枚、本例では内、外２枚のベルト
プライ７Ａ、７Ｂを前記コードが互いに交差する向きに
重ね合わせて構成している。なお、半径方向内のベルト
プライ７Ａは、外のベルトプライ７Ｂに比べ巾広に形成
され、ベルト層７の端部での剛性段差を緩和している。

【００１４】そして、本実施形態では前記トレッド部２
の前記ベルト層７のタイヤ半径方向外側に配されるトレ
ッドゴム９は、該ベルト層７の外側に配されかつ厚さｔ
が０．２〜１．０mmである補強ゴム層１０と、この補強
ゴム層１０のタイヤ半径方向外側に配されるトレッドゴ
ム層１１とから構成されたものを例示している。また本
実施形態のトレッドゴム層１１は、トレッド部２の外表
面であるトレッド面２ａをなすキャップゴム１１ａと、
そのタイヤ半径方向内側に配されるベースゴム層１１ｂ
とからなるものを例示している。

【００１５】前記補強ゴム層１０は、ゴム基材１００重
量部に対して少なくとも１０〜３０重量部のゴム補強用
の短繊維と０．５〜２．５重量部の有機酸コバルト塩と
を含むゴム組成物からなり、しかも前記短繊維が実質的
にタイヤ周方向に配向されていることを特徴の一つとし
ている。

【００１６】このような補強ゴム層１０は、短繊維が実
質的にタイヤ周方向に配向されていることにより、その
タイヤ半径方向の剛性を高めることなく、タイヤ周方向
の弾性率を高めることができる。このため、補強ゴム層
１０は、ベルト層７のタイヤ半径方向外側を覆うことに
より従来のバンドと同様、ベルト層７の変位を好適に拘
束し、乗り心地を損ねることなく高速走行時のベルト層
両縁でのリフティングを抑制しうる。また、このような
補強ゴム層１０は、ベルト層７の振動を抑制してロード
ノイズの発生をも低減しうる。さらにこのような短繊維
入りの補強ゴム層は、有機繊維コードを巻回して形成す
るバンドに比して安価かつ生産性に優れている。

【００１７】前記補強ゴム層１０は、前記ベルト層７の
略全巾に亘って配されている。これにより、広範囲に亘
りベルト層７のリフティングを抑制することができる点
で好ましい。

【００１８】前記補強ゴム層１０に含まれるゴム補強用
の短繊維としては、例えばナイロン、レーヨン、ポリエ
ステル、芳香族ポリアミド、セルロース樹脂、結晶性ポ
リブタジエン、木綿糸などの有機繊維材料が好ましい
が、この他にも炭素繊維、金属繊維、ウイスカ、ボロ
ン、ガラス繊維等の無機繊維材料をも用いうる。

【００１９】前記短繊維は、その径が例えば１μmmより
も大きくかつ０．１mm以下であり、かつ長さが例えば２
０μmm〜２mmであるものが好ましい。このように短繊維
の径、長さを限定したのは、短繊維の径及び長さが前記
値よりも小であるとゴム補強効果が相対的に劣る一方、
前記値をこえて大となると補強ゴム層１０の耐疲労性が
悪化する傾向が見られるからである。また「短繊維が実
質的にタイヤ周方向に配向されている」とは、タイヤ周
方向に対する短繊維の長手方向の傾きが０〜２０°の範
囲内であるものを包含する。

【００２０】なお前記短繊維は、ゴム基材などと混練さ
れ、例えば図５に示す如くカレンダーロールｒを用いた
圧延により、補強ゴム層１０をシート状に連続して成形
する際に、短繊維Ｆの配向方向を実質的に材料送り出し
方向に整列させることができる。また、成形ダイを具え
た押出機からの押し出しなどでも良い。

【００２１】ここで、補強ゴム層１０の厚さｔが０．２
mm未満になると短繊維の配向性は非常に優れたものにな
るが、材料が薄すぎてタイヤを成形する際の工程でその
取り扱いが困難となり、またタイヤの一般的な耐久性が
低下する傾向にある。逆に補強ゴム層１０の厚さｔが
１．０mmを超えると、短繊維の配向性が低下する傾向が
ありかつタイヤ重量の増加を招く不具合がある。このよ
うな観点より、前記補強ゴム層１０の厚さは０．２〜
１．０mm、好ましくは０．３〜１．０mm、より好ましく
は０．５〜１．０mmとするのが望ましい。

【００２２】また前記補強ゴム層１０を構成するゴム組
成物において、ゴム基材１００重量部中に前記短繊維が
１０重量部未満しか配合されていないと、短繊維による
周方向のゴム補強効果が得られない。逆に短繊維が３０
重量部を超えるとゴム基材とのなじみが悪くなりゴムと
の接着性や加硫後の耐久性が低下する。好ましくは、ゴ
ム基材１００重量部に対して短繊維を１０〜２８重量部
含ませるのが特に好ましい。

【００２３】また補強ゴム層１０のゴム組成物には、ゴ
ム基材１００重量部に対して有機酸コバルト塩を０．５
〜２．５重量部含ませることが必要である。すなわち、
高速走行性能を向上するためには、ベルト層７のスチー
ルコードと周囲ゴムとの剥離を防止することがきわめて
重要となるが、有機酸コバルト塩を所定量配合すること
によって補強ゴム層１０とスチールコードのベルト層７
との接着性が著しく向上し、ベルト層７の拘束効果と相
まってさらに高速耐久性を向上できる。なお、有機酸コ
バルト塩には、ステアリン酸コバルトが好ましいが、ナ
フテン酸コバルトやロジソン酸コバルトなども用いう
る。

【００２４】なお補強ゴム層１０は、そのゴム基材とし
ては、慣例に従い各種のものを用いうるが、例えば天然
ゴムやジエン系合成ゴムなどの１種又は２種以上のゴム
をブレンドして適宜採用でき、前記短繊維と有機酸コバ
ルト塩の他、カーボンブラック、老化防止剤、酸化亜
鉛、硫黄、加硫促進剤など適宜の配合剤を添加しうるの
は言うまでもない。

【００２５】また、前記キャップゴム１１ａは、直接路
面と接するため、耐摩耗性に富むゴムやウエット走行性
に優れたゴムなどを好適用いることができ、他方、ベー
スゴム１１ｂには、耐発熱性に優れたゴムなどを必要に
応じて採用しうる。

【００２６】本発明の空気入りタイヤの製造方法におい
ては、生カバーを製造するに際して、前記トレッドゴム
９を、図２に示す如く、短繊維が実質的に周方向に配向
されかつ押し出し成形されたシート状かつ未加硫の補強
ゴム層１０と、その外側に配される未加硫のトレッドゴ
ム層１１とを一体に成形した生複合ゴム体Ｇ１を用いて
成形し、これを加硫することにより形成している。

【００２７】このような生複合ゴム体Ｇ１は、トレッド
ゴム層１１と補強ゴム層１０とが一体化しているため、
単体では加硫前状態において縮みや膨張が生じやすいト
レッドゴム層１１の前記寸法変化を、短繊維で補強され
たため未加硫状態でも寸法変化が生じにくい補強ゴム層
１０が防止し、寸法安定性に優れるトレッドゴム９を提
供できる。したがって、これを用いて形成された空気入
りタイヤも、精度や歩留まりを向上しつつ生産性に優れ
るものとなる。

【００２８】なお本実施形態では、トレッドゴム層１１
は、前記キャップゴム１１ａと、そのタイヤ半径方向内
側に配されるベースゴム層１１ｂと、その両側に添設さ
れた断面略三角形状のウイングゴム１２とからなり、前
記生複合ゴム体Ｇ１は、補強ゴム層１０とベースゴム層
とキャップゴム層の３層構造体からなるものを示してい
る。これらのトレッドゴム層１１、ウィングゴム１２は
例えば押出機により一体として押し出しされ、カレンダ
ロールで圧延された補強ゴム層１０と貼り着けられて一
体化され前記生複合ゴム体Ｇ１を構成しうる。なお補強
ゴム層も合わせて押出機で押し出しても良い。

【００２９】図３には、本発明の他の実施形態を示して
いる。この例では、補強ゴム層１０は、ベルト層７のほ
ぼ全幅を覆う第１の層１０Ｆと、その半径方向内側に配
されかつベルト層７の両端部を覆う第２の層１０Ｅとか
らなるものを例示している。前述の如く、ベルト層７の
リフティング量はその両縁部で特に大きくなるため、こ
のように、トレッドゴムの両端部のみ２層の補強部分を
有することにより、タイヤを形成したときに該第１、第
２の層１０Ｆ、１０Ｅがベルト層の両端部を中央部に比
してより拘束しうるように構成することも好ましい。な
お、ベルト層７の両端部では、補強ゴム層の厚さは２．
０mmまで許容しうる。

【００３０】図４は、トレッドゴム９の両端部のみに前
記第２の層１０Ｅを貼り付けたものを単に例示してい
る。このとき、トレッドゴム層１１のタイヤ半径方向内
側に、厚さが０．２〜１．０mmのアンダートレッド層Ｂ
を配することが好ましい。

【００３１】以上本発明の製造方法の一実施形態につい
て詳述したが、本発明は例えば小型トラック用タイヤな
ど、自動二輪車用タイヤなどにも好適に実施しうる。

【００３２】

【実施例】本発明の製造方法によりタイヤサイズが１９
５／６５ＨＲ１４、かつ図１に示す基本構造を有する空
気入りタイヤを試作し（実施例１〜７、比較例１、
２）、高速性能、ロードノイズ、工程作業性、一般耐久
性についてテストし性能を比較した。なお補強ゴム層の
ゴム組成物については、短繊維、有機酸コバルト塩（ス
テアリン酸コバルト）を除き同一とした。

【００３３】テスト条件は次の通りである。

【００３４】（１）高速性能 供試タイヤをリム組みし内圧２８０ｋＰａ、荷重４．５
６ｋＮでドラム上を速度０〜１７０km／ｈで１０分間予
備走行し、以降、速度１７０km／ｈ〜２００km／ｈまで
を１０分間毎に１０km／ｈずつ速度をステップアップし
て行った。評価は比較例１を１００とする指数で表示
し、数値が大きい程良好である。

【００３５】（２）ロードノイズ 試供タイヤを装着したテスト車両を用い、６０km／Ｈの
速度で粗面アスファルトからなる路面上を走行させ、ド
ライバーの右耳相当位置にマイクを設置してオーバーオ
ールの騒音レベルｄＢ（Ａ）を測定し、比較例１を１０
０とする指数で表示した。数値が大きいほど騒音レベル
が小さく良好である。

【００３６】（３）工程作業性 供試タイヤを成形する際の作業性を、補強ゴム層に関し
て下記の三段階で評価した。

【００３７】 ○：良好 △：やや不都合あり ×：生産困難

【００３８】（４）一般耐久性 供試タイヤをリム組みし、内圧１９０ｋＰａ、荷重６．
５７ｋＮ、速度８０km／ｈでドラム上を走行させ、タイ
ヤが破壊するまでの走行距離を比較した。なお結果は、
比較例１を１００とする指数で表示し、数値が大きいほ
ど良好である。テストの結果などを表１に示す。

【００３９】

【表１】

【００４０】次に、補強ゴム層をトレッドゴム層に一体
化させたトレッドゴム（生複合ゴム体）と、補強ゴム層
を有しないトレッドゴム（標準生ゴム体）との寸法安定
性（いずれも、所定長さに切断されたもの）を比較し
た。その結果、表２に示す如く、補強ゴム層をトレッド
ゴム層に一体化させたものではばらつきが非常に小さく
なっていることが確認できた。

【００４１】

【表２】

【００４２】

【発明の効果】以上説明したように請求項１記載の発明
においては、トレッドゴムに、トレッドゴム層と補強ゴ
ム層とが一体化した生複合ゴム体を用いるため、単体で
は加硫前状態において縮みや膨張が生じやすいトレッド
ゴム層の寸法変化を、短繊維で補強されたため未加硫状
態でも寸法変化が生じにくい補強ゴム層が防止し、寸法
安定性に優れるトレッドゴムを提供できる。したがっ
て、これを用いて形成された空気入りタイヤも、精度や
歩留まりを向上しつつ生産性に優れるものとなる。

【００４３】さらにその空気入りタイヤは補強ゴム層
が、短繊維を実質的にタイヤ周方向に配向していること
により、タイヤ半径方向の剛性を高めることなく、タイ
ヤ周方向の弾性率を高めることができる。このため、補
強ゴム層は、ベルト層のタイヤ半径方向外側を覆うこと
によりベルト層を好適に拘束し、乗り心地を損ねること
なく高速走行時のベルト層両縁でのリフティングを抑制
しうる。

【００４４】また、ベルト層の振動を抑制してロードノ
イズの発生を低減しうる。さらにこのような短繊維入り
の補強ゴム層は、有機繊維コードを巻回して形成するバ
ンドに比して安価に生産しうる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の一形態を示す空気入りタイヤの
断面図である。

【図２】トレッドゴムに用いる生複合ゴム体の一例を示
す断面図である。

【図３】トレッドゴムに用いる生複合ゴム体の他の例を
示す断面図である。

【図４】トレッドゴムに用いる生複合ゴム体の他の例を
単に示す断面図である。

【図５】補強ゴム層の製造工程を示す斜視図である。

【図６】従来の空気入りタイヤの断面図である。

【符号の説明】

２ トレッド部 ３ サイドウォール部 ４ ビード部 ５ ビードコア ６ カーカス ６Ａ カーカスプライ ６ａ カーカスプライの本体部 ６ｂ カーカスプライの折返し部 ７ ベルト層 ９ トレッドゴム １０ 補強ゴム層 １１ トレッドゴム層 １１ａ キャップゴム層 １１ｂ ベースゴム層

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】トレッド部からサイドウォール部を経てビ
   ード部のビードコアに至るカーカスと、このカーカスの
   タイヤ半径方向外側かつトレッド部の内部に配されたベ
   ルト層とを有し、 かつ前記トレッド部の前記ベルト層のタイヤ半径方向外
   側に配されたトレッドゴムを、短繊維が実質的に周方向
   に配向されかつ前記ベルト層の全巾に亘って配されるシ
   ート状かつ未加硫の補強ゴム層と、その外側に配される
   未加硫のトレッドゴム層とを一体に成形した生複合ゴム
   体を用いて形成したことを特徴とする空気入りタイヤの
   製造方法。
2. 【請求項２】前記トレッドゴム層は、トレッド面をなす
   キャップゴムと、そのタイヤ半径方向内側に配されるベ
   ースゴム層とからなることにより、前記生複合ゴム体
   は、補強ゴム層とベースゴム層とキャップゴム層の３層
   構造体からなることを特徴とする請求項１記載の空気入
   りタイヤの製造方法。