JP4397149B2 - 空気入りタイヤおよびそれの製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、少なくとも、タイヤのサイドウォールゴム層を、ほぼ円周方向に連続する狭幅ゴムストリップの、所定の積層ピッチでの巻回構造になる積層体によって構成したタイヤの、側壁表面へのクラックの発生を有効に防止した空気入りタイヤおよびそれの製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
空気入りタイヤの、従来の一般的な製造方法としては、作業者の手作業をもって、円筒フォーマ上で、必要幅のインナーライナ素材、カーカスプライ素材、型付け成形されたサイドウォール素材その他の順次の貼付けを行ってグリーンケースを成型するとともに、そのグリーンケースを、製品タイヤの形状に近い形状にシェーピングし、次いで、その外周側に、これも必要幅のベルト層素材、型付け成形されたトレッド素材等を貼付けてグリーンタイヤを成型する方法がある。
【０００３】
ところが、近年においては、タイヤ材料としてのゴム組成物、ゴム複合体等に対する要求性能が益々高度化し、また多様化する傾向を示しており、これにより、成型工程の一層の複雑化が余儀なくされるため、作業者の手作業による成型作業能率の低下および、各種の素材の貼付け精度の低下、ひいては、製品タイヤの品質低下が不可避となるという問題があった。
【０００４】
そこで、成型作業能率の向上および貼付け精度の向上を目的として、特公平７−９４１５５号公報には、ゴム材料の配設位置の近傍に、定容押出機の出口オリフィスを設け、そのオリフィスから押し出されたゴム材料を、回転する支持体の周面上に機械的に貼付ける方法および装置が提案されており、また、特開２０００−７９６４３号公報には、複数種類のゴム材料を、一台の押出装置をもって、回転支持体の周面上へ、混合しながら直接的に押し出す方法および装置が提案されている。
【０００５】
またこの一方で、タイヤの成型作業全般の、機械化による自動化および、製品タイヤのユニフォミティの向上等を目的として、製品タイヤの内面形状に近似する外面輪郭形状を有する分割型の剛性コア上に、必要なゴム材料およびコード材料のほとんどについて、小片または狭幅ストリップを直接的に連続巻回して、未加硫トレッドゴム層、未加硫サイドウォールゴム層その他を、所定の巻付けピッチの巻回構造になる積層体によって形成してグリーンタイヤを成型し、このグリーンタイヤを、剛性コアとともに加硫モールド内に入れ込んで加硫硬化させる方法および装置も提案されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
このようにして製造される空気入りタイヤはいずれも、表面外観上は同一のものとなるが、円筒フォーマ上で作業者の手作業によって成型したタイヤでは、とくにサイドウォール素材の接合部が、製品タイヤの周上の一個所で、そのタイヤのほぼ半径方向に延在して存在することになるのに対し、分割型の剛性コア上で成型したタイヤでは、加硫硬化後のタイヤの、とくにサイドウォールゴム層内に、成型ゴムストリップの積層接合部が、円周方向に相互にほぼ平行に延びて、半径方向の全体にわたって多数存在することになる。
【０００７】
これがため、近年多用されるに至っている、偏平比が０．６以下のタイヤのように、サイドウォール部、ひいては、タイヤ半径方向の可撓域が狭く、タイヤの負荷転動に当って、タイヤ最大幅位置と、トレッド側部との間の側部表面にとくに大きな表面歪が発生することとなるタイヤでは、それが、剛性コア上で成型されて、多くのストリップ接合部を有するものである場合には、その接合部に沿って延びるクラックがタイヤの側部表面に発生し易いという問題があった。
この一方で、円筒フォーマ上で成型される前者のタイヤでは、サイドウォール素材の接合部が唯一個所であるため、クラックの発生のおそれは極めて小さかった。
【０００８】
この発明は、従来技術が抱えるこのような問題点を解決することを課題とするものであり、それの目的とするところは、トレッドゴム層およびサイドウォールゴム層のそれぞれを、ほぼ円周方向に連続する狭幅ゴムストリップの、所定の積層ピッチでの巻回構造になる積層体により構成したタイヤにあって、ゴムストリップの接合部に沿うクラックの、タイヤの側部表面への発生を有効に防止した空気入りタイヤおよびそれの製造方法を提供するにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る空気入りタイヤは、トレッド部と、このトレッド部のそれぞれの側部に連続して半径方向内方に延びる一対のサイドウォール部と、各サイドウォール部の内周側に連続するビード部とを具えるとともに、これらの各部を補強する、一枚以上のカーカスプライからなるカーカスおよび、このカーカスのクラウン域の外周側に配設した二層以上のベルト層からなるベルトを具えるものであり、ベルトの外周側に位置するトレッドゴム層および、カーカスの両側部の外側に位置するサイドウォールゴム層のそれぞれを、ほぼ円周方向に連続して延びるゴムストリップの、所定の積層ピッチでの巻回構造になる積層体により構成するとともに、適用リムに組付けたタイヤの断面高さに対し、リムベース側から測って、それの４０〜９０％の領域で、タイヤ外表面を、狭幅ゴムストリップの積層ピッチより広幅で、０．２〜１．０ｍｍの範囲の厚みをもつ一枚の被覆ゴム層または樹脂フィルム層により形成したものである。
【００１０】
なおここで、「適用リム」とは、ＪＡＴＭＡ ＹＥＡＲ ＢＯＯＫ等で規定される、タイヤの性能を有効に発揮させるために適したリムをいい、タイヤの「断面高さ」とは、同ＹＥＡＲ ＢＯＯＫ等でいう、タイヤの外径とリム径の差の１／２をいう。なお、ここでのタイヤの外径は、タイヤを適用リムに装着し、規定の空気圧としたときの無負荷状態のタイヤ外径を意味する。
【００１１】
このタイヤでは、それの偏平比、すなわち、タイヤの断面幅に対する断面高さ比が０．６以下で、タイヤの負荷転動に当って、タイヤ側部の、それの最大幅位置より外周側部分に大きな歪が発生しても、その歪は、タイヤの側部外表面を形成する被覆ゴム層または樹脂フィルム層に生じることになり、この結果として、歪外力が被覆ゴム層等によって有効に緩和されるので、被覆ゴム層等で覆われるサイドウォールゴム層の、ゴムストリップ接合部へのクラックの発生を十分に防止することができる。
【００１２】
ここで、被覆ゴム層のゴム組成物としては、サイドウォールゴム層を構成するゴムストリップと同一のものを用いることができる他、接着性に問題がなければ、他の種類のゴム組成物を用いることもできる。
また、樹脂フィルム層をもって、側部外表面を形成する場合には、そのフィルム層を、サイドウォールゴム層を構成するゴムストリップと共架橋できるもの、あるいは加硫時に接着できるもので、耐候性および耐クラック性にすぐれたものとすることが好ましい。
【００１３】
ところでここでは、被覆ゴム層または樹脂フィルム層による外表面の形成域を、リムベース側から測ってタイヤ断面高さの４０〜９０％の領域とすることで、一般的な低偏平比タイヤにおいて表面歪の最も大きくなる範囲を被覆ゴム層等をもって十分にカバーして、その被覆ゴム層等に所期した通りの機能を効果的に発揮させることができる。
【００１４】
この場合、上記領域を、一枚の被覆ゴム層等をもってカバーすることがとくに有利であるが、単位被覆ゴム層等の幅を、ゴムストリップの積層ピッチより広くすることで、ゴムストリップそれ自体の接合部を有効にカバーしてその接合部へのクラックの発生を防止することができる。
しかるに、単位被覆ゴム層等の幅が狭すぎると、外表面層を形成する被覆ゴム層等に、ゴムストリップの接合部と近似した数の接合部が発生することになるので、外表面層が所期した機能を発揮し得なくなって、その外表面層にクラックが発生し、このクラックがサイドウォールゴム層に伝播するうれいがある。
【００１５】
なおここで、被覆ゴム層等の厚みは、０．２〜１．０ｍｍの範囲とすることが、所期した機能を適正に発揮させる上で必要となる。すなわち、それが０．２ｍｍ未満では、ゴムストリップの接合部へのクラックの発生を抑制することが困難であるのみならず、その被覆ゴム層等の貼付け時に、それにしわ等が発生し易く、貼付け作業が困難になる。一方、その厚みが１．０ｍｍを越えると、厚みの増加に伴う効果の向上が認められなくなり、タイヤ重量が無意味に増加することになる。
【００１６】
かかるタイヤにおいて、偏平比を０．６以下とした場合には、タイヤの負荷転動に当って、それの最大幅位置とトレッドゴム層の側部部分との間にとくに大きく発生する歪に対し、ゴムストリップ接合部へのクラックの発生を効果的に防止することができる。
【００１７】
そしてまた、被覆ゴム層または樹脂フィルム層の幅を３０〜８０ｍｍの範囲とし、一枚の被覆ゴム層等をもって所要の領域の全体を、被覆ゴム層等に接合部を生じさせることなくカバーした場合には、クラックの発生をより有効に防止することができ、これと併せて、被覆ゴム層等の厚みを０．３０〜０．６０ｍｍの範囲とすることで、クラックの発生を一層適切に防止することができる。
【００１８】
ところで、タイヤ側壁の外表面のほぼ全体、すなわち、トレッドゴム層の側部からサイドウォールゴム層のほぼ全体にわたる領域の外表面を、被覆ゴム層または樹脂フィルム層により形成した場合には、タイヤ側部のいずれの部分に発生する歪に対しても、ゴムストリップの接合部へのクラックの発生を防止することができる。
【００１９】
また、この発明に係る空気入りタイヤの製造方法は、上述したようなタイヤを製造するに当って、とくに、未加硫のベルトの外周側に位置する未加硫トレッドゴム層および未加硫カーカスの両側部の外側に位置する未加硫サイドウォールゴム層のそれぞれを、ほぼ円周方向に延在させた未加硫の狭幅ゴムストリップの、所定の巻付けピッチでの螺旋状もしくは渦巻状の巻回によって成型し、次いで、未加硫トレッドゴム層の側部から未加硫サイドウォールゴム層の全体にわたる領域内の、適用リムに組付けた製品タイヤの断面高さに対し、リムベース側から測って、それの４０〜９０％の領域と対応する範囲に、狭幅ゴムストリップの巻付けピッチの二倍以上の幅を有するとともに、０．２〜１．０ｍｍの範囲の厚みを有する一枚の未加硫被覆ゴム層もしくは樹脂フィルム層を、上記範囲の全体にわたって貼付け、その後、他の所定の部材を貼付けて成型したグリーンタイヤを加硫硬化させるにある。
【００２０】
この場合、グリーンタイヤは、製品タイヤの偏平比が０．６以下になるように成型することができ、また、外表面の形成に寄与する未加硫被覆ゴム層または樹脂フィルム層は、幅が３０〜８０ｍｍ、厚みが０．３０〜０．６０ｍｍとすることが好ましい。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下にこの発明の実施形態を図面に示すところに基づいて説明する。
図１は、この発明に係る、空気入りタイヤの製造方法の実施形態を示す略線横断面図である。
【００２３】
この方法は、製品タイヤの内面形状と近似する外面輪郭形状を有する分割型の剛性コア１の周面上に、所要のタイヤ構成部材を所要の順序で貼付けてグリーンタイヤを成型するものであり、ここでは、剛性コア１の周面上に、未加硫のインナライナゴム２をその全周にわたって貼付け、そして、このインナライナゴム２の外周に、一枚以上、図では一枚のカーカスプライ素材からなる未加硫カーカス３を貼付ける。ここでこのカーカスプライ素材は、例えば剛性コア１のラジアル方向に延在するコードにゴム被覆を施したものとすることができる。
【００２４】
また、未加硫カーカス３のクラウン域の外周側には、たとえば、コードを相互に交差する方向に延在させた二層のベルト層素材からなる未加硫ベルト４を配設する。なお、ここにおけるそれぞれのベルト層素材は、剛性コアの円周方向に対して比較的小さな角度で傾いて延びるコードにゴム被覆を施したものとすることができる。
【００２５】
またここでは、カーカス３の半径方向内端部分を、ゴム引きスチールワイヤの渦巻巻回構造になる未加硫のビード補強部材５をもって挟み込み固定するとともに、このビード補強部材５の半径方向外方で、未加硫カーカス３の外側に隣接させて、狭幅のビードフィラ素材を巻回積層して、半径方向外方に向けて厚みが漸減する未加硫ビードフィラ６を配設する。
【００２６】
その後は、未加硫ベルト４の外周側に位置することとなる未加硫トレッドゴム層７、未加硫カーカス３の両側部外側に位置することとなる未加硫サイドウォールゴム層８および、未加硫ビード補強部材４の外側に位置することになる未加硫ゴムチェーファ層９のそれぞれを、各々の適用狭幅ゴムストリップ、たとえば、幅が５〜４０ｍｍ、厚みが０．５〜３．０ｍｍのゴムストリップの巻回積層によって所要の順序で、たとえば、半径方向外側の層から順に形成する。
【００２７】
ここで、トレッドゴム層７は、所要の物性を有するゴム組成物の狭幅ストリップ７ａを、ほぼ円周方向に延在させて、所定の巻付けピッチｐ_１で、一端から他端に向けて、または往復させて螺旋状に連続巻回することにより形成することができ、サイドウォールゴム層８は、所要のゴム組成物の狭幅ストリップ８ａを円周方向に延在させて、所定の巻付けピッチｐ_２で、半径方向内方側から、もしくはその逆側から渦巻状に連続巻回することにより形成することができる。そして、ゴムチェーファ層９もまたサイドウォールゴム層８と同様にして形成することができる。
【００２８】
次いで、このようにして形成された未加硫トレッドゴム層７の側部から未加硫サイドウォールゴム層８の全体にわたる領域内の、適用リムＲに組付けた製品タイヤの断面高さＨに対し、リムベース側から測って、それの４０〜９０％の領域と対応する範囲ｗに、ゴム組成物の狭幅ストリップ７ａ，８ａの巻付けピッチｐ_１，ｐ_２の二倍以上の幅と、０．２〜１．０ｍｍの厚みを有する、より好ましくは、３０〜８０ｍｍの幅と、０．３０〜０．６０ｍｍの厚みとを有する未加硫被覆ゴム層もしくは樹脂フィルム層、たとえば未加硫被覆ゴム層１０を、好ましくは周上の一個所で両端部を接合させて、上記範囲ｗの全体にわたって貼付け、さらには、他の所定の部材を貼付けてグリーンタイヤ１１を成型し、しかる後、このグリーンタイヤ１１を、剛性コア１とともに加硫モールド内へ入れ込んで加硫硬化させて製品タイヤとする。
【００２９】
このようにして製造した空気入りタイヤでは、図２に示すように、それを適用リムに装着し、規定の空気圧を充填した姿勢の下で、たとえば０．６の偏平比を有するものとすることができ、また、ベルト１４の外周側のトレッドゴム層１７および、カーカス１３の両側部外側のサイドウォールゴム層１８のそれぞれは、ほぼ円周方向に連続する狭幅ゴムストリップ（７ａ，８ａ）の、所定の積層ピッチ（ｐ_１，ｐ_２）での巻回構造になる積層体により構成されることになり、また、タイヤ断面高さＨに対し、リムベース側から測って、それの４０〜９０％の範囲に、その全体を、狭幅ゴムストリップの積層ピッチより広幅で、０．２〜１．０ｍｍの厚みをもつ、好ましくは、３０〜８０ｍｍの幅と、０．３０〜０．６０の厚みとをもつたとえば被覆ゴム層２０によってカバーしてなる外表面層を有することになる。
【００３０】
以上のような空気入りタイヤによれば、タイヤの負荷転動に際してそれの側部表面に大きな歪が生じても、その歪は外表面層を形成する被覆ゴム層２０の歪として顕在化され、被覆ゴム層２のこの歪変形の故に、それの内層側に存在する狭幅ゴムストリップの接合部への歪外力の伝播が有効に緩和されるので、その接合部へのクラックの発生は効果的に防止されることになる。
【００３１】
ところで、被覆ゴム層２０からなる外表面層において、被覆ゴム層それ自体によってもたらされる接合部は、好ましくは周方向の一個所で、半径方向の延在形態をとるものであり、たとえ、その接合部が周方向の複数個所に発生するものであっても、また、被覆ゴム層それ自体に、周方向に延びる一本以上の接合部が生じることがあっても、発生する接合部の総数は、トレッドゴム層１７およびサイドウォールゴム層１８の構成のための、狭幅ゴムストリップの積層接合個所に比べてはるかに少なくなるので、仮に、被覆ゴム層２０の接合部にクラックが発生することがあっても、それの、ゴムストリップ接合部への進行は、両接合部の非整列下で常に有効に防止されるので、そのクラックがタイヤの深部に達するおそれを十分に取り除くことができる。
【００３２】
【実施例】
サイズが２４５／４０ Ｒ１８で、図１および２に関連して述べた構造を有し、被覆ゴム層を、サイドウォールゴム層と同一のゴム組成物により形成するとともに、その厚みを０．５ｍｍとし、それの配設域をタイヤ断面高さの４０〜９０％の範囲とした実施例タイヤを、ＪＡＴＭＡ ＹＥＡＲ ＢＯＯＫに規定される最大負荷能力の作用下で、２０，０００ｋｍ負荷転動させたところ、タイヤの側壁表面へのクラックの発生状況は表１に示す通りとなった。
なお表中の従来タイヤ１は、従来技術で述べたように、円筒フォーマ上で成型した、実施例タイヤと同一構造のタイヤであり、従来タイヤ２は、実施例タイヤから、被覆ゴム層よりなる外表面層を取り除いたものである。
【００３３】
【表１】

【００３４】
表１によれば、実施例タイヤでは、ゴムストリップの接合部に沿うクラックの発生を効果的に阻止できることが明らかである。
【００３５】
【発明の効果】
かくしてこの発明によれば、狭幅ゴムストリップの、所定の積層ピッチでの巻回構造になる積層体により構成したトレッドゴム層およびサイドウォールゴム層において、狭幅ゴムストリップの接合部を被覆ゴム層または樹脂フィルム層からなる外表面層で覆うことにより、その外表面層およびそれの内層のゴムストリップ接合部へのクラックの発生を有効に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明に係る方法の実施形態を示す横断面図である。
【図２】 この発明に係るタイヤの実施形態を示す横断面図である。
【図３】 ゴムストリップの接合部へのクラックの発生形態を示す部分側面図である。
【符号の説明】
１ 剛性コア
２ 未加硫インナライナゴム
３ 未加硫カーカス
４ 未加硫ベルト
５ ビード補強部材
６ 未加硫ビードフィラ
７ 未加硫トレッドゴム層
７ａ，８ａ 狭幅ストリップ
８ 未加硫サイドウォールゴム層
９ 未加硫ゴムチェーファ層
１０ 未加硫被覆ゴム層
１１ グリーンタイヤ
１３ カーカス
１４ ベルト
１７ トレッドゴム層
１８ サイドウォールゴム層
２０ 被覆ゴム層
ｗ 特定範囲
ｐ_１，ｐ_２ 巻付けピッチ
Ｈ タイヤ断面高さ
Ｒ 適用リム

Claims (4)

1. トレッド部と、ともに対をなすサイドウォール部およびビード部と、これらの各部を補強する、一枚以上のカーカスプライからなるカーカスおよび、このカーカスのクラウン域の外周側に配設した二層以上のベルト層からなるベルトとを具える空気入りタイヤであって、
   ベルトの外周側に位置するトレッドゴム層および、カーカスの両側部の外側に位置するサイドウォールゴム層のそれぞれを、ほぼ円周方向に連続する狭幅ゴムストリップの、所定の積層ピッチでの巻回構造になる積層体により構成するとともに、適用リムに組付けたタイヤの断面高さに対し、リムベース側から測って、それの４０〜９０％の領域で、タイヤ外表面を、狭幅ゴムストリップの積層ピッチより広幅で、０．２〜１．０ｍｍの範囲の厚みをもつ一枚の被覆ゴム層または樹脂フィルム層により形成してなる空気入りタイヤ。
2. 偏平比を０．６以下としてなる請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. トレッド部と、ともに対をなすサイドウォール部およびビード部と、これらの各部を補強する、一枚以上のカーカスプライからなるカーカスおよび、このカーカスのクラウン域の外周側に配設した二層以上のベルト層からなるベルトとを具える、請求項１もしくは２に記載の空気入りタイヤを製造するに当り、
   未加硫ベルトの外周側に位置する未加硫トレッドゴム層および、未加硫カーカスの両側部の外側に位置する未加硫サイドウォールゴム層のそれぞれを、ほぼ円周方向に延在させた未加硫の狭幅ゴムストリップの、所定の巻付けピッチでの螺旋状もしくは渦巻状の巻回によって成型し、次いで、未加硫トレッドゴム層の側部から未加硫サイドウォールゴム層の全体にわたる領域内の、適用リムに組付けた製品タイヤの断面高さに対し、リムベース側から測って、それの４０〜９０％の領域と対応する範囲に、狭幅ゴムストリップの巻付けピッチの二倍以上の幅を有するとともに、０．２〜１．０ｍｍの範囲の厚みを有する一枚の未加硫被覆ゴム層もしくは樹脂フィルム層を、上記範囲の全体にわたって貼付け、その後、他の所定の部材を貼付けて成型したグリーンタイヤを加硫硬化させる空気入りタイヤの製造方法。
4. 製品タイヤの偏平比が０．６以下となるようにグリーンタイヤを成型する請求項３に記載の空気入りタイヤの製造方法。

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