JP4605706B2

JP4605706B2 - 空気入りタイヤ及びインナーライナー部材の形成方法

Info

Publication number: JP4605706B2
Application number: JP2005035899A
Authority: JP
Inventors: 和馬西谷
Original assignee: Toyo Tire and Rubber Co Ltd
Current assignee: Toyo Tire Corp
Priority date: 2005-02-14
Filing date: 2005-02-14
Publication date: 2011-01-05
Anticipated expiration: 2025-02-14
Also published as: JP2006219059A

Description

本発明は、タイヤ断面高さが１１０ｍｍ未満であり、タイヤ内周面に配されるインナーライナー層がリボン巻き工法により形成されたインナーライナー部材からなる空気入りタイヤと、そのインナーライナー部材の形成方法に関する。

従来、空気入りタイヤを構成するゴム部材の形成方法としてリボン巻き工法が知られている。リボン巻き工法は、例えば下記特許文献１に開示されるように、未加硫ゴム組成物からなる小巾且つ小厚さのゴムリボンをタイヤ周方向に沿って巻き付けることでゴム部材を形成する工法であり、ゴム押出品をカットして所望の断面形状を得る場合に比べて、ゴム部材を精度良く容易に形成することができる。

しかしながら、リボン巻き工法によるとゴム部材の表面にゴムリボンの界面が形成されるため、リボン巻き工法により形成されたインナーライナー部材を用いて、タイヤ断面高さが１１０ｍｍ未満の偏平率が低い空気入りタイヤを成形した場合に、次のような不具合を生じることがわかった。即ち、タイヤ断面高さが１１０ｍｍ未満である空気入りタイヤでは、走行中にベルト層のタイヤ軸方向の外端近傍からタイヤ断面最大幅位置にかけて大きな歪みが作用するため、かかる領域のタイヤ内周面に形成されたゴムリボンの界面よりクラックが発生しやすく、耐久性を低下させることがわかった。

ここで、下記特許文献２には、インナーライナー部材をリボン巻き工法により形成し、そのインナーライナー部材とカーカスプライとの間に、ベルト層のタイヤ軸方向の外端近傍からタイヤ断面最大幅位置に延びるインスレーションゴムを配した空気入りタイヤが開示されている。しかしながら、かかる空気入りタイヤは、ゴムリボンの界面がタイヤ内周面に一律に形成されるものであるため、上記クラックの問題を解決しうるものではない。

また、下記特許文献３には、幅寸法が４０ｍｍ以下のゴムリボンを所定の重なり幅で巻き付けしてなる表面層により、インナーライナー部材のタイヤ内周面となる面を形成する方法が開示されている。しかしながら、当該方法によれば、比較的幅狭のゴムリボンの使用を前提としているため、タイヤ断面高さが１１０ｍｍ未満である空気入りタイヤにおいて、大きな歪みが作用する領域のタイヤ内周面にゴムリボンの界面が形成されやすく、上記クラックの発生を抑制することができない。

更に、下記特許文献４には、一体に押出成形されたゴム押出品の両縁部にゴムリボンを巻き付けて、インナーライナー部材を形成する方法が開示されている。しかしながら、当該方法は、ゴム押出品を用いることによりゴムリボンの巻き付け工程を低減し、生産性を高めるためのものであり、リボン巻き工法単独でインナーライナー部材を形成するものではないと解される。そもそも、上記クラックの問題に対しては、大きな歪みが作用する領域のタイヤ内周面におけるゴムリボンの界面を低減させることが大変重要となってくるが、上記いずれの製造方法もそのことを開示するものではない。
特開２００２−１７８４１５号公報特開２００２−１６０５０８号公報特開２００２−７９５９０号公報特開２０００−９４５４２号公報

本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、タイヤ断面高さが１１０ｍｍ未満で、大きな歪みが作用する領域のタイヤ内周面に発生するクラックを抑制しうる空気入りタイヤと、その空気入りタイヤのタイヤ内周面に配されてインナーライナー層となるインナーライナー部材の形成方法を提供することにある。

上記目的は、下記の如き本発明により達成することができる。即ち、本発明に係る空気入りタイヤは、タイヤ断面高さが１１０ｍｍ未満であり、タイヤ内周面に配されるインナーライナー層が、ゴムリボンをタイヤ周方向に沿って巻き付けることにより形成されたインナーライナー部材からなる空気入りタイヤにおいて、前記インナーライナー層が、幅寸法が４０ｍｍを超える幅広ゴムリボンをタイヤ周方向に沿って巻き付けて形成され、少なくともベルト層のタイヤ軸方向の外端近傍からタイヤ断面最大幅位置にわたって配された幅広ゴムリボン領域と、前記幅広ゴムリボンよりも幅寸法が小さい幅狭ゴムリボンをタイヤ周方向に沿って螺旋状に巻き付けて形成され、前記幅広ゴムリボン領域の両縁部に続け合わされた幅狭ゴムリボン領域と、を有し、前記幅広ゴムリボンの幅寸法が７０ｍｍ未満であり、前記幅狭ゴムリボンの幅寸法が３０ｍｍ未満であるものである。

本発明に係る空気入りタイヤは、タイヤ内周面に配されるインナーライナー層が、ベルト層のタイヤ軸方向の外端近傍からタイヤ断面最大幅位置にわたって配される幅広ゴムリボン領域を有し、その幅広ゴムリボン領域は幅寸法が４０ｍｍを超える比較的幅広な幅広ゴムリボンを巻き付けして形成されるものである。そのため、タイヤ断面高さが１１０ｍｍ未満の空気入りタイヤにおいて、走行時に大きな歪みが作用する領域のタイヤ内周面に存在するゴムリボンの界面を低減することができ、その界面より発生するクラックを抑制することができる。また、幅広ゴムリボン領域の両縁部に、比較的幅寸法が小さい幅狭ゴムリボンを巻き付けて形成される幅狭ゴムリボン領域を有することにより、インナーライナー層を構成するインナーライナー部材の重量バランス及び均一性を高めることができ、良好なユニフォミティを確保することができる。

上記のように、本発明に係る空気入りタイヤでは、前記幅広ゴムリボンの幅寸法が７０ｍｍ未満であり、前記幅狭ゴムリボンの幅寸法が３０ｍｍ未満である。

幅広ゴムリボンの幅寸法が４０ｍｍを超えて７０ｍｍ未満であることにより、タイヤ断面高さが１１０ｍｍ未満である空気入りタイヤの、ベルト層のタイヤ軸方向の外端近傍からタイヤ断面最大幅位置にわたるタイヤ内周面に配される幅広ゴムリボン領域を少ない巻き付け回数で形成して、ゴムリボンの界面を効率的に低減することができると共に、設備の大型化とユニフォミティの悪化を回避することができる。また、幅狭ゴムリボンの幅寸法が３０ｍｍ未満であることにより、幅狭ゴムリボン領域を精度良く形成することができ、幅広ゴムリボンを用いながらも良好なユニフォミティを確保することができる。

また、本発明に係るインナーライナー部材の形成方法は、タイヤ断面高さが１１０ｍｍ未満である空気入りタイヤのタイヤ内周面に配されてインナーライナー層となるインナーライナー部材の形成方法において、幅寸法が４０ｍｍを超える幅広ゴムリボンをタイヤ周方向に沿って巻き付け、タイヤ成形時に少なくともベルト層のタイヤ軸方向の外端近傍からタイヤ断面最大幅位置にわたって配される幅広ゴムリボン領域を形成する工程と、前記幅広ゴムリボンよりも幅寸法が小さい幅狭ゴムリボンをタイヤ周方向に沿って螺旋状に巻き付け、前記幅広ゴムリボン領域の両縁部に続け合わされる幅狭ゴムリボン領域を形成する工程と、を備え、前記幅広ゴムリボンの幅寸法が７０ｍｍ未満であり、前記幅狭ゴムリボンの幅寸法が３０ｍｍ未満であるものである。

本発明に係るインナーライナー部材の形成方法によれば、幅寸法が４０ｍｍを超える比較的幅広な幅広ゴムリボンを巻き付けてなる幅広ゴムリボン領域が形成され、その幅広ゴムリボン領域はタイヤ成形時にベルト層のタイヤ軸方向の外端近傍からタイヤ断面最大幅位置にわたって配される。そのため、タイヤ断面高さが１１０ｍｍ未満の空気入りタイヤにおいて、走行時に大きな歪みが作用する領域のタイヤ内周面におけるゴムリボンの界面を低減することができ、その界面より発生するクラックを抑制することができる。また、幅広ゴムリボン領域の両縁部に比較的幅寸法が小さい幅狭ゴムリボンを巻き付けてなる幅狭ゴムリボン領域を続け合わせることにより、インナーライナー部材の重量バランス及び均一性を高めることができ、所望の断面形状を精度良く形成して良好なユニフォミティを確保することができる。

上記のように、本発明に係るインナーライナー部材の形成方法では、前記幅広ゴムリボンの幅寸法が７０ｍｍ未満であり、前記幅狭ゴムリボンの幅寸法が３０ｍｍ未満である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。図１は、タイヤ断面の一例を示す半断面図である。タイヤＴは、一対のビード部１と、ビード部１から各々タイヤ径方向外側に延びるサイドウォール部２と、サイドウォール部２の各々の外周側端にショルダー部を介して連なるトレッド部３とを備える。ビード部１には、ビードワイヤの収束体である環状のビード１ａと、ビード１ａのタイヤ径方向外側に配されたビードフィラー１ｂとが配設されている。カーカス層４は、ポリエステルコード等のコードをタイヤ赤道線Ｃに対して略９０°の角度で平行配列した少なくとも１枚のカーカスプライからなり、本実施形態では一対のビード部１の間に２枚のカーカスプライが架け渡されるように配されている。

カーカス層４のタイヤ外周側には、たが効果による補強を行うベルト層６が配設されている。ベルト層６は、コードをタイヤ周方向に平行配列した少なくとも１枚のベルトプライから構成され、本実施形態では、スチールコードがタイヤ赤道線Ｃに対して２０°前後に傾斜した２枚のベルトプライが、その傾斜方向が互いに逆向きになるように積層されている。ベルト層６のタイヤ外周側にはベルト補強層７が配設され、更にそのタイヤ外周側にはトレッドゴム層８が配設されている。

一方、カーカス層４のタイヤ内周側には、タイヤの内圧を保持するためのインナーライナー層５が配設されている。インナーライナー層５は、帯状の未加硫ゴム組成物からなるゴムリボンをタイヤ周方向に沿って巻き付けることにより形成されたインナーライナー部材１２（図２参照）からなり、幅寸法が４０ｍｍを超える幅広ゴムリボンを巻き付けて形成された幅広ゴムリボン領域１０と、幅広ゴムリボンよりも幅寸法が小さい幅狭ゴムリボンを巻き付けて形成された幅狭ゴムリボン領域１１とを有する。

図２（ａ）は、インナーライナー部材の一例を模式的に示す断面図であり、図２（ｂ）は、そのインナーライナー部材の幅広ゴムリボン領域近傍を示す線図である。インナーライナー部材１２は、所謂リボン巻き工法により形成され、幅寸法が４０ｍｍを超える幅広ゴムリボン１０ａをタイヤ周方向に沿って巻き付けて形成される幅広ゴムリボン領域１０と、幅寸法が幅広ゴムリボン１０ａよりも小さい幅狭ゴムリボン１１ａをタイヤ周方向に沿って螺旋状に巻き付けて形成される幅狭ゴムリボン領域１１とを有する。

本実施形態の幅広ゴムリボン領域１０は、幅広ゴムリボン１０ａをタイヤ周方向に沿って１周巻き付けることで形成されている。インナーライナー部材１２に対して幅広ゴムリボン領域１０が占める比率は、タイヤ成形時に幅広ゴムリボン領域１０が少なくともベルト層６のタイヤ軸方向の外端Ｅ近傍からタイヤ断面最大幅位置Ｗにわたる領域２０（図１参照）に配されるように設定されている。ここで、タイヤ断面最大幅位置Ｗとは、タイヤ子午線断面におけるタイヤプロファイルの最大幅位置を意味し、図１に示すような外側に膨出するリムプロテクタ９は考慮しないものとする。

インナーライナー部材１２は、例えば図３に示す装置を用いて形成することができる。成形ドラム１５は、軸１６を中心としてＲ方向に回転可能に構成されている。ゴムリボン供給装置１７は、所定の断面形状の幅広ゴムリボン１０ａ又は幅狭ゴムリボン１１ａを供給する機能を有する。ゴムリボン供給装置１７は、不図示の移動機構によりドラム軸方向に移動可能に構成されている。制御装置１８は、成形ドラム１５の回転およびゴムリボン供給装置１７の移動を制御する機能を有する。

上記装置によれば、まず、成形ドラム１５の外周面に幅広ゴムリボン１０ａの巻き付け始端を固定し、成形ドラム１５をＲ方向に回転させて幅広ゴムリボン領域１０を円筒状に形成する。次に、幅広ゴムリボン領域１０の縁部に幅狭ゴムリボン１１ａの巻き付け始端を固定し、成形ドラム１５を回転させながらゴムリボン供給装置１７をドラム軸方向に移動させる。これにより、幅狭ゴムリボン１１ａがタイヤ周方向に沿って螺旋状に巻き付けられ、幅広ゴムリボン領域１０の両縁部に続け合わされる幅狭ゴムリボン領域１１を形成することができる。成形ドラム１５の回転速度およびゴムリボン供給装置１７のドラム軸方向の移動速度は、制御装置１８により適切に調節され、所定の寸法及び断面形状を有するインナーライナー部材１２が形成される。

幅広ゴムリボン１０ａ及び幅狭ゴムリボン１１ａの断面形状は特に限られるものではなく、横長矩形の他に台形や三日月形など種々の形状を採用することができる。また、図４（ａ）（ｂ）にそれぞれ線図で示すように、片側又は両側の幅狭ゴムリボン１１ａを巻き付けした後に、幅広ゴムリボン１０ａを巻き付けするものでも構わない。更に、幅広ゴムリボン１０ａを巻き付けした後に幅狭ゴムリボン１１ａを巻き付けする場合、幅広ゴムリボン１０ａの断面形状が台形であることが好ましく、これにより幅広ゴムリボン領域１０の縁部に幅狭ゴムリボン１１ａを巻き付けやすくなって、継ぎ目の段差を抑制することができる。

タイヤＴが備えるインナーライナー層５は上記インナーライナー部材１２からなり、タイヤＴは例えば以下の手順で製造することができる。まず、円筒状の成形ドラムの外周面に、既述の要領でインナーライナー部材１２を形成する。次に、その外周側にカーカスプライを配設し、ビード１ａ及びビードフィラー１ｂをカーカスプライの端部付近に外挿する。続いて、カーカスプライの端部をビード１ａを介して巻き返し、サイドウォール部２等を構成する各ゴム部材を所定位置に配設する。そして、中央部を膨らませてタイヤ形状に沿って変形させた後、トレッド部３にベルトプライを配してベルト層６及びベルト補強層７を形成し、そのタイヤ外周側にトレッドゴム部材を配してトレッドゴム層８を形成する。このとき、インナーライナー部材１２はタイヤ内周面に配されてインナーライナー層５となり、幅広ゴムリボン領域１０は領域２０に配される。

タイヤＴは、タイヤ断面高さＨが１１０ｍｍ未満に設定されており、そのため走行中は領域２０に大きな歪みが作用する。しかしながら、幅寸法が４０ｍｍを越える幅広ゴムリボン１０ａからなる幅広ゴムリボン領域１０が配されることにより、領域２０のタイヤ内周面におけるゴムリボンの界面を低減することができ、その界面より発生するクラックを抑制することができる。

幅広ゴムリボン領域１０は、少なくともベルト層６のタイヤ軸方向の外端Ｅ近傍からタイヤ断面最大幅位置Ｗにわたる領域２０に配されるものであればよいが、幅広ゴムリボン領域１０の片方の縁部は、ベルト層６の外端Ｅからタイヤ幅方向内側１５ｍｍまでの領域に配されることが好ましい。また、他方の縁部は、タイヤ断面最大幅位置Ｗより少しタイヤ径方向内側に配されることが好ましい。これにより、大きな歪みが作用する領域全体に幅広ゴムリボン領域１０が確実に配され、タイヤ内周面に発生するクラックをより効果的に抑制することができる。

幅広ゴムリボン１０ａの幅寸法は、４０ｍｍを超えて７０ｍｍ未満である。これにより、領域２０のタイヤ内周面に配される幅広ゴムリボン領域１０を少ない巻き付け回数で形成して、ゴムリボンの界面を効率的に低減することができる。一方、幅寸法が７０ｍｍ以上である場合には、設備の大型化とユニフォミティの悪化を引き起こしやすい。また、幅狭ゴムリボン１１ａの幅寸法は、３０ｍｍ未満であり、１５ｍｍを超えて３０ｍｍ未満であるものが例示される。これにより、幅狭ゴムリボン領域１１を精度良く形成することができ、ユニフォミティが良好なインナーライナー部材１２を精度良く形成することができる。

本実施形態のように、幅広ゴムリボン領域１０が幅広ゴムリボン１０ａをタイヤ周方向に１周巻き付けてなる場合、幅広ゴムリボン領域１０に幅広ゴムリボン１０ａ同士の界面が形成されないため、クラックの発生がより効果的に抑制されうる。また、本発明では、各ゴムリボン１０ａ、１１ａの厚み寸法は特に限られるものではないが、上記の場合には、インナーライナー部材１２の厚み寸法に対応した厚み寸法を有する幅広ゴムリボン１０ａが用いられる。

［別実施形態］
（１）図５は、前述の実施形態と異なる方法で形成されたインナーライナー部材の、幅広ゴムリボン領域近傍を示す線図である。インナーライナー部材１３は、幅広ゴムリボン領域１０の両縁部だけでなく、外周にも幅狭ゴムリボン１１ａが巻き付けられている。このようなインナーライナー部材１３は、幅広ゴムリボン１０ａを巻き付けて幅広ゴムリボン領域１０を形成した後、（ａ）では幅広ゴムリボン領域１０の外周から両側に向かって、（ｂ）ではインナーライナー部材１３の幅方向外側（図５では左側）から幅広ゴムリボン領域１０の外周を通って、巻き付け工程を分断することなく幅狭ゴムリボン１１ａを連続的に巻き付けることができ、生産性を向上することができる。

かかる場合、幅広ゴムリボン領域１０の外周に巻き付けられる幅狭ゴムリボン１１ａはタイヤ周方向に沿って螺旋状に側面を突き合わせて巻き付けられることが好ましい。これにより、幅広ゴムリボン領域１０の外周において幅狭ゴムリボン１１ａの重なり部分が形成されず、インナーライナー部材１３の重量バランスおよび均一性が高められ、ユニフォミティが良好となる。このような巻き付けは、ゴムリボン供給装置１７のドラム軸方向の移動速度ないしピッチを適宜調節することにより実施することができる。

（２）前述の実施形態では、幅広ゴムリボン領域１０が幅広ゴムリボン１０ａをタイヤ周方向に１周巻き付けてなる例を示したが、本発明はこれに限られるものではない。例えば図６に示すインナーライナー部材１４のように、幅広ゴムリボン１０ａがタイヤ周方向に沿って螺旋状に２周以上巻き付けられるものでもよい。これにより、幅広ゴムリボン１０ａのタイヤ周方向のジョイント部が形成されず、耐久性を向上することができる。かかる場合、内外に積層された幅広ゴムリボン１０ａ同士の界面は、ベルト層６の外端よりもタイヤ幅方向内側もしくはタイヤ断面最大幅位置Ｗよりもタイヤ径方向内側に配されることが好ましい。

本発明の効果を具体的に示すため、耐久性試験を行ったので以下に説明する。試験はＪＩＳＤ４２３０に規定する方法に従って行い、走行距離と故障との関係について調査した。テストタイヤとして、図１に示すタイヤ構造を有するタイヤサイズ２０５／４０Ｒ１７８０Ｖ（タイヤ断面高さ７９ｍｍ）のタイヤを用意した。ここで、インナーライナー層を構成するインナーライナー部材が、断面矩形の幅狭ゴムリボン（幅寸法１８ｍｍ、厚み１．２ｍｍ）のみからなるものを従来例とし、上記幅狭ゴムリボンと断面矩形の幅広ゴムリボン（幅寸法５０ｍｍ、厚み１．５ｍｍ）とからなるものを実施例とした。実施例では、図５（ａ）に示すように、幅広ゴムリボン領域の外周側に幅狭ゴムリボンを巻き付ける構造とした。表１に結果を示す。

表１に示すように、従来例では、走行距離が７０００ｋｍを越えた時点でタイヤ内周面にクラックが確認された。このクラックは、ベルト層のタイヤ軸方向の外端近傍からタイヤ断面最大幅位置にわたる領域のタイヤ内周面において、ゴムリボンの界面に沿って周方向に発生したものであった。一方、実施例では、走行距離が１２０００ｋｍを越えた時点においてもクラック等の故障が確認されなかった。以上の結果から、実施例では、幅広ゴムリボン領域によりクラックの発生が抑制されており、従来例に比べて耐久性に優れていることがわかる。

本発明に係る空気入りタイヤを示す半断面図インナーライナー部材の断面図及び線図ゴムリボンの巻き付けを行う装置の構成を示す模式図別形態に係るインナーライナー部材の幅広ゴムリボン領域近傍を示す線図別形態に係るインナーライナー部材の幅広ゴムリボン領域近傍を示す線図別形態に係るインナーライナー部材の幅広ゴムリボン領域近傍を示す線図

符号の説明

１ビード部
２サイドウォール部
３トレッド部
４カーカス層
５インナーライナー層
６ベルト層
８トレッドゴム層
１０幅広ゴムリボン領域
１０ａ幅広ゴムリボン
１１幅狭ゴムリボン領域
１１ａ幅狭ゴムリボン
１２インナーライナー部材
１５成形ドラム
１７ゴムリボン供給装置
１８制御装置

Claims

タイヤ断面高さが１１０ｍｍ未満であり、タイヤ内周面に配されるインナーライナー層が、ゴムリボンをタイヤ周方向に沿って巻き付けることにより形成されたインナーライナー部材からなる空気入りタイヤにおいて、
前記インナーライナー層が、
幅寸法が４０ｍｍを超える幅広ゴムリボンをタイヤ周方向に沿って巻き付けて形成され、少なくともベルト層のタイヤ軸方向の外端近傍からタイヤ断面最大幅位置にわたって配された幅広ゴムリボン領域と、
前記幅広ゴムリボンよりも幅寸法が小さい幅狭ゴムリボンをタイヤ周方向に沿って螺旋状に巻き付けて形成され、前記幅広ゴムリボン領域の両縁部に続け合わされた幅狭ゴムリボン領域と、を有し、
前記幅広ゴムリボンの幅寸法が７０ｍｍ未満であり、前記幅狭ゴムリボンの幅寸法が３０ｍｍ未満であることを特徴とする空気入りタイヤ
タイヤ断面高さが１１０ｍｍ未満である空気入りタイヤのタイヤ内周面に配されてインナーライナー層となるインナーライナー部材の形成方法において、
幅寸法が４０ｍｍを超える幅広ゴムリボンをタイヤ周方向に沿って巻き付け、タイヤ成形時に少なくともベルト層のタイヤ軸方向の外端近傍からタイヤ断面最大幅位置にわたって配される幅広ゴムリボン領域を形成する工程と、
前記幅広ゴムリボンよりも幅寸法が小さい幅狭ゴムリボンをタイヤ周方向に沿って螺旋状に巻き付け、前記幅広ゴムリボン領域の両縁部に続け合わされる幅狭ゴムリボン領域を形成する工程と、を備え、
前記幅広ゴムリボンの幅寸法が７０ｍｍ未満であり、前記幅狭ゴムリボンの幅寸法が３０ｍｍ未満であることを特徴とするインナーライナー部材の形成方法。