JP4499800B2 - ラジアルタイヤ及びその製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、コードがラジアル方向をなすカーカス層を有するラジアルタイヤ及びその製造方法に関するものである。
一般に、ラジアルタイヤは、複数のタイヤ構成部材により形成されている。例えば、図１３に示すように、インナーライナー２、トレッド３、サイドウォール４、リムストリップ５等のゴム部材と、繊維製や金属製のコードを含むカーカス層１やベルト層７等のタイヤ用補強部材とによりタイヤＴが構成されている。図中の８はビードコア９を含むビード部である。
従来、前記のカーカス層１は、芯材となる合成繊維製のコードを経糸にして、経方向の所要間隔毎に繋ぎの役目を果たす細い緯糸を粗く打ち込んで製織した所謂すだれ状織物を用い、このすだれ状織物に対しカレンダー工程でゴムをトッピングし、次の工程で、カーカス層の幅に応じた所定幅にカットし、カットした部材を前記コードが横方向（幅方向）をなすように順次ジョイントして形成した長尺帯状のカーカス材よりなるもので、通常、前記のカーカス材をロール状に巻き取ってストックしておき、これをタイヤ成型工程に搬送して成型上の必要長さに切断して使用することとしていた。
しかしながら、前記のカーカス材を用いて成型されるタイヤのカーカス層には、成型上の１個所のジョイント部のほかに、前記カーカス材の材料上のジョイント部が複数個所に出現することになる。しかも、前記材料上のジョイント部と成型上のジョイント部とは、タイヤ周上において規則的に出現するのではなく、ランダムに出現することになるため、タイヤの重量バランスを悪化させるおそれがあり、またランダムに出現するためにその対策が難しいものであった。また、前記複数のジョイント部の存在のために、タイヤサイド部に凹凸が出現して外観品質を低下させるおそれもあった。
さらに、前記従来の方法では、カーカス材のストックのための広いエリアを必要とし、また該カーカス材の運搬等のための人員も必要で、生産性に問題があり、また多品種少量生産のタイヤ成型に不利である。
このため、近年、すだれ状織物よりなるカーカス材を使用せずに、接着剤処理あるいはゴム引き処理した単一のコードを、製品タイヤの内周面形状に近似する形状のコア上において順次位置をずらせてジグザグ状に並列させて貼り付けることが提案されている（例えば、下記の特許文献１又は２）。
しかし、前記提案の場合、前記コードの貼り付けのために、複雑で大掛かりな装置が必要になる上、両側端部で前記コードを折り返して連続させた状態のままでは、折り返し部が嵩張ることになってタイヤの重量バランスを損ない、またコード使用量が多くなる等の問題がある。そうかといって、前記コードの貼り付け後に、両側端部をタイヤに応じた幅寸法に合わせてカットするのは、タイヤ成型上で前記のカット工程が別途必要になり、生産性に問題がある。
さらに、別の方法として、複数本のコードを整列してゴムをトッピングすることにより比較的細幅の帯状のカーカス材を形成し、これを所定長さにカットして、該カット片をコードが横方向（幅方向）をなすように並列してタイヤ周方向の一定間隔毎に接合してカーカス層を構成することも提案されている（特許文献３）。
しかし、この提案の場合、各カット材片毎のジョイント部がタイヤ周方向の一定間隔毎に多数存在することになるため、タイヤの重量バランスを悪化させ、またタイヤサイド部に凹凸が多数生じることになる等の問題がある。さらに、タイヤサイズに応じて、前記帯状のカーカス材の幅の算出、調整が必要になり、生産性に問題がある。
特開平４−１２２６２６号公報
特開平１０−１５１９１０号公報
特開２００４−１７５１５７号公報
本発明は、上記の問題を解決するためになしたもので、ゴムを被覆した１本のゴム被覆コードを用いて材料上のジョイント部を生じさせずにカーカス層を構成するようにして、重量バランスや外観品質が良好で、かつ生産性にも優れるラジアルタイヤと、該タイヤを得るための製造方法を提供するものである。
本発明は、補強用のコードがラジアル方向をなすカーカス層を有するラジアルタイヤであって、前記カーカス層は、断面外形が楕円形をなすように形成したゴム被覆コードがタイヤ周方向に整列する１本毎にカットされて接合されている少なくとも１層のコード列層よりなり、該コード列層がタイヤ周上における１個所のみでジョイントされてなることを特徴とするものである。この場合において、前記コード列層の成型上のジョイント部は、重なりを有さないようにジョイントされてなるものとすることも、また重なり幅４ｍｍ以下で僅かな重なりをもってジョイントされてなるものとすることもできる。
このラジアルタイヤによれば、タイヤ周上のカーカス層のコード列層のジョイント部が１個所のみであって、かつこのジョイント部には重なりを有さないか、または４ｍｍ以下の僅かな重なりを有するだけであり、そのため、重量バランスを良好に保持でき、またタイヤサイドのジョイント部による凹凸も殆ど生じないことになり、外観品質も良好に保持される。
しかも、前記カーカス層のコード列層が、断面外形が楕円形をなす前記ゴム被覆コードよりなるため、該コードの楕円形の方向を適宜設定し調整することにより、該コードの整列ピッチを前記楕円形の長径と短径の差の範囲内で変更し調整できる。そのため、前記楕円形の方向による整列ピッチの変更や調整により、該コードのエンド数をある程度自由に変更して設定でき、タイヤ設計の自由度が増し、目的とする形態のタイヤを容易に得ることができる。
また、カットされた前記ゴム被覆コードは、前記楕円形の長径方向がタイヤ周面に対し平行方向、斜め方向、垂直方向のいずれか１種の方向の整列形態、あるいは前記方向の２種以上が混在する整列形態で接合されてなるものとするのがよい。
すなわち、断面外形が楕円形をなす前記ゴム被覆コードであると、その楕円形の長径方向の設定、調整により、該コードの整列ピッチを前記楕円形の長径と短径の差の範囲内で変更し調整できるので、前記楕円形の方向による整列ピッチの変更、調整により、該コードのエンド数を自由に変更して設定でき、例えば、同一のゴム被覆コードを使用しながら、タイヤ周方向のコードの整列ピッチや本数を変更することができる。しかも、この変更は該ゴム被覆コードの整列時に容易に行える。
また、本発明は、前記のラジアルタイヤの製造方法として、断面外形が楕円形をなすように形成してなるゴム被覆コードを用い、カーカス幅に相当する長さにカットされてタイヤ周方向に整列して接合されたコード列層を形成し、少なくとも１層のコード列層をタイヤ周上の１個所でジョイントして前記カーカス層を構成することとして、前記ゴム被覆コードを整列する際に、前記楕円形の方向を調整し、前記楕円形の長径方向がタイヤ周面に対し平行方向、斜め方向、垂直方向の少なくとも１種の方向による整列形態にして接合することを特徴とする。特に、前記ゴム被覆コードを整列する際に、前記楕円形の長径方向がタイヤ周面に対し平行方向、斜め方向、垂直方向の２種以上が混在する整列形態にして接合することができる。
これにより、同一のゴム被覆コードを使用しながら、前記楕円形の長径方向の設定、調整により、コードの整列ピッチやエンド数を容易に変更して設定でき、上記したように重量バランスがよくて、外観上の品質も良好な、目的とする形態のタイヤを容易に製造できる。
本発明のラジアルタイヤ及びその製造方法によれば、その製造上において、従来のすだれ状織物を使用するものとは異なり、ストックしておくための広いエリアを必要としないばかりか、タイヤ周上において材料上のジョイント部を有さず、成型上の１個所のジョイント部のみであって、しかも、このジョイント部の２重の重なりが全く有さないか、又はごく僅かなものとなるので、重量バランスがきわめて良好なものとなり、またタイヤサイドに凹凸が生じることもなく、外観品質も良好で、商品価値を著しく向上できる。
特に、断面外形が楕円形をなすゴム被覆コードを用いて、前記楕円形の方向（長径の方向）を適宜選定して配列し接合することにより、コードエンド数やピッチを任意に且つ整列時に容易に調整できるので、所望の形態のカーカス層を形成できることになる。
次に本発明の実施の形態を図面に示す実施例に基づいて説明する。
図１は、本発明のラジアルタイヤのカーカス層の配列状態の概略を示す説明図、図２及び図３は本発明のラジアルタイヤのカーカス層に使用するゴム被覆コードを示す一部の拡大側面図と断面図、図４〜図７は前記ゴム被覆コードの整列形態を例示する一部の拡大説明図である。図８はゴム被覆コードの整列方法を例示する略示平面図、図９はシート状に展開した状態の平面図である。図１０及び図１１は、それぞれ前記ゴム被覆コードによるカーカス層の説明図である。図１２はジョイント部の一部の拡大説明図である。
本発明にかかるラジアルタイヤＴの基本的な構成は、図１３に示すラジアルタイヤＴと同様であって、ゴム部材であるインナーライナー２、トレッド３、サイドウォール４及びリムストリップ５、コードを含む補強部材であるカーカス層１やベルト層７を有してなるものであり、特に、本発明の場合は、ラジアル方向のコードを含む前記カーカス層１が下記のように構成されてなるものである。
前記カーカス層１は、主にナイロンやポリエステル等の合成繊維又はレーヨン等の天然繊維よりなる主として断面略円形の繊維コードＣにゴムＲを被覆したゴム被覆コードＣ１を、１本毎にカットしてタイヤ周方向に整列して接合することにより層状に構成した少なくとも１層のコード列層よりなる。
前記ゴム被覆コードＣ１は、前記繊維コードＣを、例えばゴム材料の押出機が連接されたゴム被覆用ダイス（図示せず）を通して、その表面にゴムを薄膜状に被覆させることにより得られる。この際、前記ゴム被覆用ダイスの送出側の口部形状を楕円形にしておくことにより、被覆ゴムＲによる断面外形が図３のように楕円形をなすよう整形でき、本発明ではこの断面外形が楕円形をなすゴム被覆コードＣ１が、特に好ましく用いられる。前記の楕円形の扁平度つまり長径と短径の比は適宜設定できるが、好ましくは短径１に対して長径１．２〜１．５とする。また、前記被覆ゴムＲの厚みは、例えば０．２〜０．５ｍｍとする。
このような断面外形が楕円形をなすゴム被覆コードＣ１は、前記被覆ゴムＲ同士を隙間なく接して層をなすように整列して接合するが、この際、前記楕円形の方向によってコードの整列ピッチＰを変更したり微調整することが可能になる。
例えば、前記ゴム被覆コードＣ１の整列形態として、図４のように前記楕円形の長径方向をタイヤ周面、つまりタイヤ成型工程の成型ドラムの周面に対し平行方向にして整列する場合（基準整列）と、図５のように前記楕円形の長径方向を前記タイヤ周面に対し斜め方向にして角度を付けて整列する場合（角度付き整列）と、図６のように前記楕円形の長径方向を前記タイヤ周面に対し垂直方向にして整列する場合（垂直整列）とによって、前記楕円形の長径と短径の差の範囲でそれぞれのコードの整列ピッチＰ１，Ｐ２，Ｐ３が異なり、Ｐ１＞Ｐ２＞Ｐ３の関係になる。
前記ゴム被覆コードＣ１は、図４〜図６の前記各整列形態のいずれか１種を選択して整列することも、また、図７のように前記整列形態の２種以上を適宜組み合わせて混在状態で整列することもでき、この整列形態の選定により、前記コードの整列ピッチＰを適宜設定できかつ調整することができる。特に、複数の整列形態を組み合わせる場合、それぞれの整列形態のコード本数や位置等は任意に設定でき、部分的に配列ピッチＰを変更できることになる。
前記のゴム被覆コードＣ１は、タイヤ成型工程の成型ドラム（図示省略）上でのカーカス層の横幅に相当する所定長さにカットしながら、カットした各コードを前記成型ドラム上で前記のように整列して接合することによりコード列層を形成することも、また整列用のテーブルやコンベア（図示せず）上で、前記所定長さにカットしながら前記のように整列して接合することによりコード列層となるシート状の部材を形成することもできるが、実施上は、下記のように、前記成型ドラムとは別の整列用ドラムを用いて、前記のように整列して接合してからカットすることにより、前記コード列層となるシート状の部材を形成するのが好ましい。
すなわち、図８のように、前記成型ドラム上での前記カーカス層の横幅に略相当する周長を有する回転可能な整列用ドラム１５と、前記ゴム被覆コードＣ１を通す楕円形のガイド孔を有し、かつ前記整列用ドラム１５の軸心に対し平行方向に移動可能な整列ガイド１６とを用い、断面外形が楕円形をなす前記ゴム被覆コードＣ１を、前記整列ガイド１６により前記整列用ドラム１５に対し隙間なく接するように整列して層をなすように所定のピッチで螺旋状に巻き付けるとともに、隣接するコード同士を被覆ゴムＲによりジョイントして、軸方向長さＬが前記成型ドラム上でのカーカス層の周長に略相当する長さ、もしくはこれにジョイント代を含めた長さに相当する筒状体１０を形成する。この際、前記整列ガイド１６のピッチ送りのための移動と前記ガイド孔を中心とする回動を制御することにより、前記の整列形態を適宜選定して巻き付ける。
この巻き付け後に、前記筒状体１０をドラム軸心と平行な幅方向にカットすることにより、カットされた多数のコードが前記整列形態に応じたピッチで平行に整列して接合されたコード列層である図９に示すシート状の部材１１、つまりカーカス材としての部材１１を得ることができる。この部材１１において整列したゴム被覆コードＣ１は、前記整列用ドラム１５に螺旋状に巻き付けるため、前記カット端縁に対する角度は正確に９０°にはならないが、その角度偏差はきわめて小さく実質的に９０°の角度をなすものと変わらないことになる。図８中の１７はカッター、１８はカッター１７による切断の際のガイドの役目をするスリットを示す。
本発明のラジアルタイヤＴは、前記のように形成されたシート状の部材１１を、タイヤ成型工程の成型ドラムに対して前記カット端縁を周方向、カットされた各コードを横方向の向きにして貼り付け、その周方向の両端部、すなわち前記整列用ドラム１５上での螺旋状の巻き始め側の端部１０ａと巻き終わり側の端部１０ｂとをジョイントすることにより、図１０のように１層のコード列層１１Ａよりなるカーカス層１、または図１１のように２層のコード列層１１Ａ，１１Ｂよりなるカーカス層１を形成し、さらに他のタイヤ構成部材を積層して成型する。
前記コード列層１１Ａ；１１Ａ，１１Ｂのジョイント部１２のジョイント形態としては、図１０のように所定の僅かな重なりをもってジョイントすることも、また、図１１のように重なりを有さないか、又は重なりを殆ど生じさせないようにジョイントすることもできる。２層の場合、前記ジョイント部１２の位置をずらせておくのがよい。
図１２は重なりを有する場合の前記ジョイント部１２を拡大して示している。このジョイント部１２の重なりは、重なり幅Ｂが４ｍｍ以下であるのが、過度に大きな重なりが生じず、またジョイント強度が弱くなることもなく、特に好適であるが、もちろんこれに限られるものではない。前記ジョイント部１２は、図１０のように１層のカーカス層１の場合は、重なり幅をもってジョイントするのが強度保持上好ましく、また図１１のように２層のカーカス層１の場合は、殆ど重なりを生じさせないか、又は重なりを有さないように突き合わせて（重なり幅が０ｍｍ）ジョイントするのが、重量バランスや凹凸の発生防止の点から好ましい。
このようにして成型されたラジアルタイヤＴは、タイヤ周上のカーカス層１の各コード列層１１Ａ；１１Ａ，１１Ｂのジョイント部１２がそれぞれ１個所のみであり、しかも、このジョイント部の重なりが全く有さないか、またはごく僅かな重なりになり、そのため重量バランスを良好に保持でき、またタイヤサイドにはジョイント部１２による凹凸が殆ど生じないことになり、外観品質も良好に保持される。
また、前記ゴム被覆コードＣ１の楕円形の長径方向の選定や組み合せにより、該コードの整列ピッチＰを前記楕円形の長径と短径の差の範囲内で変更し調整できるため、前記楕円形の方向による整列ピッチの変更、調整により、該コードのエンド数をある程度自由に変更して設定でき、タイヤ設計の自由度を広くできる。例えば、同一のゴム被覆コードを使用しながら、タイヤ周方向のコードの整列ピッチや本数を変更することができる。しかも、この変更は該ゴム被覆コードの整列、接合時に容易に行える。
なお、ゴム被覆コードＣ１に使用するコードとしては、上記の実施例のように天然又は合成繊維による繊維コードを使用するものには限らず、金属繊維よりなるコードを使用して上記同様に実施することもできる。
本発明はコードがラジアル方向をなすカーカス層を備えるラジアルタイヤにおいて好適に利用できる。
Ｔ…タイヤ、１…カーカス層、２…インナーライナー、３…トレッド、４…サイドウォール、５…リムストリップ、７…ベルト層、８…ビード部、９…ビードコア、１０…筒状体、１０ａ…巻き始め側の端部、１０ｂ…巻き終わり側の端部、１１…シート状の部材、１１Ａ；１１Ａ，１１Ｂ…コード列層、１２…ジョイント部、１５…整列用ドラム、１６…整列ガイド、１７…カッター、１８…切断ガイド用のスリット、Ｂ…ジョイント部の重なり幅、Ｃ…繊維コード、Ｃ１…ゴム被覆コード、Ｌ…筒状体の軸方向長さ、Ｐ（Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３）…整列ピッチ。
Claims (4)
- 補強用のコードがラジアル方向をなすカーカス層を有するラジアルタイヤであって、
前記カーカス層は、断面外形が楕円形をなすように形成されたゴム被覆コードが、タイヤ周方向に整列する１本毎にカットされて、前記楕円形の長径方向がタイヤ周面に対し平行方向、斜め方向、垂直方向の２種以上が混在する整列形態で接合された少なくとも１層のコード列層よりなり、該コード列層がタイヤ周上における１個所のみでジョイントされてなることを特徴とするラジアルタイヤ。 - 前記コード列層の成型上のジョイント部は、重なりを有さないようにジョイントされてなる請求項１に記載のラジアルタイヤ。
- 前記コード列層の成型上のジョイント部は、重なり幅４ｍｍ以下で僅かな重なりをもってジョイントされてなる請求項１に記載のラジアルタイヤ。
- 補強用のコードがラジアル方向をなすカーカス層を有するラジアルタイヤの製造方法であって、
断面外形が楕円形をなすように形成してなるゴム被覆コードを用い、カーカス幅に相当する長さにカットされてタイヤ周方向に整列して接合されたコード列層を形成し、少なくとも１層のコード列層をタイヤ周上の１個所でジョイントして前記カーカス層を構成することとして、前記ゴム被覆コードを整列する際に、前記楕円形の方向を調整し、前記楕円形の長径方向がタイヤ周面に対し平行方向、斜め方向、垂直方向の２種以上が混在する整列形態にして接合することを特徴とするラジアルタイヤの製造方法。
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