JP4612372B2 - 空気入りタイヤ、及びその製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は、ストリップワインド方式によりサイドウォールゴム及びクリンチゴムを形成する際の、巻き付け作業効率を高めうるとともに、ゴムストリップの乱れを抑制しうる空気入りタイヤ、及びその製造方法に関する。
空気入りタイヤにおいては、加硫成形用の生タイヤを、例えば図7(A)〜(D)に示す工程により形成する場合がある。具体的には、フォーマa上かつその両端側に、ゴム押出機から一体に押出し成形されたサイドウォールゴムb1とクリンチゴムゴムb2との複合ゴム体bを一周巻きし、しかる後、この複合ゴム体b,b間に、カーカスプライdを架け渡しつつ一周巻きする。
そして、前記複合ゴム体bとカーカスプライdとの重なり部分上に、ビードコアeをセットするとともに、このビードコアe,e間において、前記カーカスプライdをトロイド状に膨張させる。これにより、別途形成されかつ半径方向外側に待機させたトレッド部をなすトレッドリングf(トレッドゴムf1を含む)に、前記カーカスプライdの膨張部分を押し付けて貼着し、一体結合している。又前記ビードコアeよりもフォーマ軸心方向外側にはみ出す部分jは、前記ビードコアeの廻りで巻き上げられ、トロイド状カーカスプライdの側面に押し付けて貼着することにより、サイドウォール部が形成される。
他方、長尺なゴムストリップを周方向かつ螺旋状に重ねて巻き付けたストリップ巻付体により、例えばサイドウォールゴム、クリンチゴムゴム、トレッドゴム等のゴム部材を形成する方式(所謂ストリップワインド方式)が、近年提案されている(例えば特許文献1参照)。この方式では、大型のゴム押出機が不要となり、かつゴム部材用の押出し成形体を中間在庫として保管する必要がなくなるため、省スペース化を図ることができるなど、多品種少量生産の傾向が強いタイヤにとって大きなメリットを具えている。
特開2002−254980号公報
しかし、前述の生タイヤ形成工程において、前記複合ゴム体bに相当するサイドウォールゴムとクリンチゴムとをストリップワインド方式を用いて形成する場合、ゴム組成を違えた2種類のゴムストリップを順次巻回し、一方のゴム(例えばクリンチゴム)を形成し終えた後、その端部に連ねて他方のゴム(例えばサイドウォールゴム)を形成していく必要がある。
そのため、巻回に時間を要し、生産効率を損ねるという問題がある。又前記はみ出し部分jを巻き上げて、トロイド状カーカスプライdの側面に押し付ける工程(図7(C),(D))では、円筒状のはみ出し部分jを、円盤状に変形させるが、この時、ビードコアeから半径方向に離れるに従い周方向の伸びが大きくなる。そのため、ゴムストリップの巻回に乱れが生じ、タイヤの外観品質を損ねる傾向を招く。
そこで本発明は、ストリップワインド方式によりサイドウォールゴム及びクリンチゴムを形成するに際し、各ゴムストリップを、ビード側からトレッド側に向かって互いに同方向に巻回することを基本として、各ゴムストリップの同時の巻回が可能となり、巻回時間を短縮でき生産効率を高めうるとともに、はみ出し部分を巻き上げる際のゴムストリップの乱れを抑制し、タイヤの外観品質を向上しうる空気入りタイヤ、及びその製造方法を提供することを目的としている。
前記目的を達成するために、本願請求項1の発明は、トレッド部からサイドウォール部をへてビード部のビードコアに至るカーカスと、該カーカスの外側に配されかつ前記サイドウォール部の外側面をなすサイドウォールゴムと、このサイドウォールゴムの下端に連なり前記ビード部の外側面をなすリムずれ防止用のクリンチゴムとを具える空気入りタイヤであって、
前記サイドウォールゴム及びクリンチゴムは、長尺のサイドウォール用のゴムストリップ及びクリンチ用のゴムストリップを周方向かつ螺旋状に重ねて巻き付けたストリップ巻付体からなるとともに、
各ゴムストリップは、ビード部側からトレッド部側に向かって互いに同方向に巻回し、
前記ビード部は、前記ビードコアから半径方向外方にのびるビードエーペックスゴムを具え、かつこのビードエーペックスゴムと前記クリンチゴムとの間に、該クリンチゴムに隣接してのびしかもクリンチゴムよりもゴム硬度(デュロメータA硬さ)が小なインナークリンチゴム層を設け、
前記インナークリンチゴム層は、長尺のインナークリンチ用のゴムストリップを周方向かつ螺旋状に重ねて巻き付けたストリップ巻付体からなるとともに、
前記インナークリンチ用のゴムストリップは、ビード部からトレッド部側に向かって巻回されることを特徴としている。
又請求項2の発明では、前記クリンチゴムのゴム硬度Hs1は70〜79°、かつ前記インナークリンチゴム層のゴム硬度Hs2は、前記ゴム硬度Hs1との差(Hs1−Hs2)を10〜20°しかもサイドウォールゴムのゴム硬度Hs3よりも大としたことを特徴としている。
又請求項3の発明では、前記サイドウォールゴムとクリンチゴムとの境界線は、タイヤ軸方向外側に向かって半径方向外方に傾斜することを特徴としている。
又請求項4の発明では、トレッド部からサイドウォール部をへてビード部のビードコアに至るカーカスと、該カーカスの外側に配されかつ前記サイドウォール部の外側面をなすサイドウォールゴムと、このサイドウォールゴムの下端に連なり前記ビード部の外側面をなすリムずれ防止用のクリンチゴムとを具える空気入りタイヤの製造方法であって、
フォーマ上で、生のサイドウォール用のゴムストリップを周方向かつ螺旋状に重ねて巻き付けることにより生のサイドウォールゴムを形成する生サイドウォールゴム形成工程と、
前記フォーマ上で、生のクリンチ用のゴムストリップを周方向かつ螺旋状に重ねて巻き付けることにより生のクリンチゴムを形成する生クリンチゴム形成工程とを含み、
かつ前記生クリンチゴム形成工程は、前記生のクリンチ用のゴムストリップを、内の巻き付け開始位置からタイヤ赤道側であるフォーマ軸心方向内方に向かって巻き付けるとともに、
前記生サイドウォールゴム形成工程は、前記生クリンチゴム形成工程と同時に、しかも前記生のサイドウォール用のゴムストリップを、前記内の巻き付け開始位置よりもタイヤ赤道から離れる向きに隔たる外の巻き付け開始位置からフォーマ軸心方向内方に向かって巻き付け、かつ前記生のサイドウォールゴムのフォーマ軸心方向内端部を、前記生のクリンチゴムのフォーマ軸心方向外端部の半径方向外側に重ね合わせて終端させたことを特徴としている。
本発明は叙上の如く構成しているため、各ゴムストリップの同時の巻回を可能とし、巻回時間の短縮を図り生産効率を高めうる。又はみ出し部分を巻き上げてサイドウォール部を形成する際のゴムストリップの乱れを抑制でき、タイヤの外観品質を向上することができる。
以下、本発明の実施の一形態を、図示例とともに説明する。図1は、本発明の空気入りタイヤが、重荷重用タイヤである場合を例示する断面図、図2はそのビード部を拡大して示す断面図である。
図1において、空気入りタイヤ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、該カーカス6の外側に配されかつ前記サイドウォール部3の外側面3Sをなすサイドウォールゴム20と、このサイドウォールゴム20の下端に連なり前記ビード部4の外側面4Sをなすリムずれ防止用のクリンチゴム21とを少なくとも具える。
前記カーカス6は、カーカスコードをタイヤ周方向に対して例えば70〜90°の角度で配列した1枚以上、本例では1枚のカーカスプライ6Aから形成される。このカーカスプライ6Aは、前記ビードコア5、5間に跨るプライ本体部6aの両側に、前記ビードコア5の廻りでタイヤ軸方向内側から外側に折り返されるプライ折返し部6bを一連に具える。そして、該プライ本体部6aとプライ折返し部6bとの間には、前記ビードコア5から半径方向外方に向かって先細状にのびるビード補強用のビードエーペックスゴム8を設けている。
なお本例では、前記ビード部4に、カーカスプライ6Aに沿ってU字に折り返すビード補強コード層9を配するとともに、前記プライ折返し部6bを、ビードエーペックスゴム8の先端よりも半径方向内方、かつ前記ビード補強コード層9のタイヤ軸方向外片部9aの先端よりも半径方向外方で終端している。
又前記カーカス6の半径方向外側かつトレッド部2の内方には、2枚以上、重荷重用タイヤの場合には通常3〜4枚のベルトプライからなるベルト層7が配される。本例では、ベルト層7として、ベルトコードをタイヤ周方向に対して例えば60±15°の角度で配列させた最内の第1のベルトプライ7Aと、その外側に順次はされかつベルトコードをタイヤ周方向に対して例えば10〜35°の角度で配列させた第2〜4のベルトプライ7B〜7Dとからなる4枚構造のものを例示している。このベルト層7では、ベルトコードがプライ間で互いに交差する箇所を1箇所以上有することによりベルト剛性を高め、トレッド部2をタガ効果を有して強固に補強している。
次に、前記クリンチゴム21は、耐摩耗性に優れるゴムからなり、図2に示すように、本例ではビード部4の外側面4Sをなしビードヒール部分Bhからリムフランジ(図示しない)の上端を半径方向外方に超えた高さ位置まで立ち上がるクリンチ基部21Aと、ビード底面をなかつ前記クリンチ基部21Aからビードトウ部分Btまでのびるクリンチ底部21Bとを含んで構成される。
又前記クリンチ基部21Aには、サイドウォール部3の外側面3Sをなすサイドウォールゴム20が境界線Kを介して連設される。このサイドウォールゴム20は、クリンチゴム21よりもゴム硬度が小な柔軟なゴムからなり、本例では、前記境界線Kから半径方向外方にのび、かつトレッドゴム2Gの外側面を覆ってトレッド端近傍で終端する所謂SOT(サイドウォール・オーバー・トレッド)構造のものを例示している。
そして前記サイドウォールゴム20及びクリンチゴム21は、長尺のサイドウォール用のゴムストリップ22及びクリンチ用のゴムストリップ23を周方向かつ螺旋状に重ねて巻き付けたストリップ巻付体によって形成している。
このとき、各ゴムストリップ22,23が、ビード部4側からトレッド部2側に向かって互いに同方向に巻回することが重要である。これにより、各ゴムストリップ22,23の同時の巻回を可能とし、巻回時間の短縮を図り生産効率を高めることができる。又生タイヤ成形工程において、前記ゴムストリップ22の巻回の乱れを抑えることが可能となり、タイヤの外観品質を向上できる。その理由については、タイヤの製造方法の説明において詳述する。
又硬質のクリンチゴム21をストリップ巻付体により形成した場合には、そのタイヤ軸方向内側に配されるタイヤ部材との接着性に劣る傾向がある。そこで本例では、前記ビードエーペックスゴム8とクリンチゴム21との間に、該クリンチゴム21の内側面に隣接してのびる薄い軟質のインナークリンチゴム層26を設け、クリンチゴム21とその内側のタイヤ部材との接着性を高めている。本例では、前記内側のタイヤ部材が、ビード補強コード層9の前記外片部9a、及びその先端とプライ折返し部6bの先端とを被覆するパッキンゴム27である場合を例示しているが、前記内側のタイヤ部材が前記外片部9a、プライ折返し部6b、ビードエーペックスゴム8であっても良い。
なお前記インナークリンチゴム層26のゴム硬度Hs2(デュロメータA硬さ)は、前記クリンチゴム21のゴム硬度Hs1(デュロメータA硬さ)よりも小であって、本例では、その差(Hs1−Hs2)を10〜20°とするとともに、前記サイドウォールゴム20のゴム硬度Hs3よりも大に設定してる。差(Hs1−Hs2)が、10°未満では接着性の向上が充分に見込めず、逆に20°をこえると耐久性が劣る不具合がある。クリンチゴムのゴム硬度Hs1は、従来と同様、70〜79°の範囲である。
本例では、前記インナークリンチゴム層26も、長尺のインナークリンチ用のゴムストリップ28を周方向かつ螺旋状に重ねて巻き付けたストリップ巻付体により形成しているが、巾広の帯状ゴム体を一周巻きすることにより形成することもできる。
次に、前記空気入りタイヤの製造方法を説明する。この製造方法では、生タイヤの形成に際し、図4に示すように、
(1) フォーマ30上で、生のサイドウォール用のゴムストリップ22Nを周方向かつ螺旋状に重ねて巻き付けることにより生のサイドウォールゴム20Nを形成する生サイドウォールゴム形成工程S1と;
(2) 前記フォーマ30上で、生のクリンチ用のゴムストリップ23Nを周方向かつ螺旋状に重ねて巻き付けることにより生のクリンチゴム21Nを形成する生クリンチゴム形成工程S2と;
を含むことを第1の特徴としている。
なお前記工程S1、S2以後は、従来と同様、図5(A)〜(C)に略示するように、 (3) 前記生のクリンチゴム21N、21N間に、生のカーカスプライ6ANを架け渡しつつ一周巻きする工程S3;(本例では生のカーカスプライ6ANとして、その内面に生のインナーライナゴムを積層した積層シートを使用しているが、生のカーカスプライ6ANに先駆けて生のインナーライナゴムを一周巻きしても良く、又トッピングゴムにインナーライナゴムの機能を持たせた一層の生のカーカスプライ6ANを一周巻きしても良い。)
(4) 前記生のクリンチゴム21Nと生のカーカスプライ6ANとの重なり部分上にビードコア5をセットする工程S4;
(5) 前記ビードコア5,5間を近づけるとともに、このビードコア5,5において前記生のカーカスプライ6ANをトロイド状に膨張させ、別途形成させたトレッドリング11Nに押し付けることにより、生のカーカスプライ6ANとトレッドリング11Nとを一体結合する工程S5;
(6) 前記ビードコア5よりもフォーマ軸心方向外側にはみ出す、生のクリンチゴム21N及び生のサイドウォールゴム20Nのはみ出し部分29を、前記ビードコア5の廻りで巻き上げ、前記トロイド状の生のカーカスプライ6ANの側面に押し付けて貼着することにより、サイドウォール部を形成する工程S6;が順次行われ、生タイヤが形成される。
ここで前記フォーマ30は、所謂シングルステージの成形フォーマであって、図3に概念的に示すように、フォーマ軸心方向に近離可能に相対移動しうる一対のスライド筒31に、セットされるビードコア5を支持するビードロック手段33と、前記はみ出し部分29を半径方向外側に巻き上げるサイドウォール巻き上げ手段34とを設けた周知構造をなす。
なお前記ビードロック手段33は、拡縮径可能なリング状のビード受け金具33Aを具え、拡径によりその外周面でビードコア5を嵌着して保持できる。又サイドウォール巻き上げ手段34は、空気等の充填により膨張可能なブラダー34Aからなり、本例では、その内端が前記ビード受け金具33Aのフォーマ軸心方向内方で固定され、かつ外端がフォーマ軸心方向外方で固定される。そしてブラダー34Aは、膨張前の基準状態Y1において、前記外端よりもフォーマ軸心方向外方で折り返された円筒状に折り畳まれる。なお図中の符合35は、中央のブラダーであって、膨張前の基準状態Z1では円筒状をなし、前記工程S3において、生のカーカスプライ6ANを一周巻きする際のガイド及び支持を行う。又中央のブラダー35は、ビード受け金具33A,33A間の近接移動に伴って膨張し、前記工程S5、6において生のカーカスプライ6ANをトロイド状に膨張(シェーピング)させる。
そして前記製造方法では、図4に示すように、前記生クリンチゴム形成工程S2、及び前記生サイドウォールゴム形成工程S1が、それぞれ以下の要件を含むことを第2の特徴としている。
詳しくは、生クリンチゴム形成工程S2では、フォーマ30上、即ち折り畳まれたブラダー34A上において、前記生のクリンチ用のゴムストリップ23Nを、フォーマ軸心方向内外に隔たる2つの巻き付け開始位置Qi,Qoのうちの内の巻き付け開始位置Qiからフォーマ軸心方向内方に向かって巻き付け、生のクリンチゴム21Nを形成する。
又前記生サイドウォールゴム形成工程S1では、前記生クリンチゴム形成工程S2と同時に、前記生のサイドウォール用のゴムストリップ22Nを、外の巻き付け開始位置Qoからフォーマ軸心方向内方に向かって巻き付ける。そして形成される生のサイドウォールゴム20Nは、そのフォーマ軸心方向内端部20Naが、前記生のクリンチゴム21Nのフォーマ軸心方向外端部21Nbの半径方向外側に重なり合うように終端される。
このように、ゴムストリップ22,23の巻回方向を同方向とすることにより、各ゴムストリップ22,23を異なる巻き付け開始位置Qi,Qoから同時に巻回することが可能となり、巻回時間の短縮を達成することができる。
又前記巻回方向を、フォーマ軸心方向の外側から内側としている。これによりサイドウォール用のゴムストリップ22の巻き付け始端部22bは、2周目、3周目・・・の巻回部分が順次重ね合わされることとなり、前記ブラダー34Aとの間に押さえ付けられてその動きが強く拘束される。
ここで、生のサイドウォールゴム20Nは、図6に概念的に示すように、フォーマ30状で円筒状に形成された後、前記ブラダー34Aによる巻き上げ工程S5によって円盤状に変形し、トロイド状の生のカーカスプライ6ANの側面に貼り付けられる。このとき、生のサイドウォールゴム20Nでは、円筒状におけるフォーマ軸心方向外端側(円盤状における半径方向外端側)において、周方向に強い張力を受けることとなり、この外端側に位置するゴムストリップ22の端部に位置ズレを招き、ゴムストリップの巻回乱れが発生する。
しかし本発明のように、ゴムストリップ22の巻回方向を、フォーマ軸心方向の外側から内側に特定した場合には、前述の如く、外端側に位置するゴムストリップ22の始端部22bの動きが、2周目以降の巻回部分とブラダー34Aとの間で押さえ付けられて強く拘束される。その結果、巻き上げに際してのゴムストリップの巻回乱れが抑制され、タイヤの外観品質を高めかつユニフォミティーを向上させることが可能となる。
次に、ゴムストリップの巻回方向をフォーマ軸心方向外側から内側とした前記生のクリンチゴム21N及び生のサイドウォールゴム20Nでは、巻き上げられた状態においては、ビード部4側からトレッド部2側に向かっての巻回方向となって現れる。従って、本製造方法で形成されたタイヤでは、サイドウォールゴム20及びクリンチゴム21におけるゴムストリップ巻回方向は、ビード部4側からトレッド部2側となるという特徴を有することとなる。
又前記生のサイドウォールゴム20Nの内端部20Naと、生のクリンチゴム21Nの外端部21Nbとの重なり部R(図4に示す)の境界線KNは、巻き上げられた状態、即ちタイヤの状態においては、タイヤ軸方向外側に向かって半径方向外方に傾斜するという特徴となって現れる。
次に本例では、前記工程S3に先駆け、前記生のクリンチゴム21N上に、生のインナークリンチゴム層26Nを形成する工程S6(図4に示す)を設けている。この工程S6では、本例では、生のインナークリンチ用のゴムストリップ用い、このゴムストリップを、前記生のクリンチゴム21N上で周方向かつ螺旋状に重ねて巻き付けることにより前記生のインナークリンチゴム層26Nを形成している。このときのゴムストリップの巻回方向は特に規制されることがない。なお、生のインナークリンチゴム層26Nを、巾広の生の帯状ゴム体の一周巻きにて形成しても良い。
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。
本発明の空気入りタイヤの一実施例を示す断面図である。 そのビード部を拡大して示す断面図である。 フォーマを概念的に示す断面図である。 生サイドウォールゴム形成工程、及び前記生クリンチゴム形成工程を説明する断面図である。 (A)〜(C)は、他の工程を説明する略断面図である。 巻き上げによる生のサイドウォールゴムの変形を説明する斜視図である。 (A)〜(D)は、従来の生タイヤの製造方法を説明する略断面図である。
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
8 ビードエーペックスゴム
20 サイドウォールゴム
20N 生のサイドウォールゴム
21 クリンチゴム
21N 生のクリンチゴム
22,23 ゴムストリップ
22N,23N 生のゴムストリップ
26 インナークリンチゴム層
30 フォーマ
K 境界線
Qi,Qo 巻き付け開始位置
S1 生サイドウォールゴム形成工程
S2 生クリンチゴム形成工程

Claims (4)

  1. トレッド部からサイドウォール部をへてビード部のビードコアに至るカーカスと、該カーカスの外側に配されかつ前記サイドウォール部の外側面をなすサイドウォールゴムと、このサイドウォールゴムの下端に連なり前記ビード部の外側面をなすリムずれ防止用のクリンチゴムとを具える空気入りタイヤであって、
    前記サイドウォールゴム及びクリンチゴムは、長尺のサイドウォール用のゴムストリップ及びクリンチ用のゴムストリップを周方向かつ螺旋状に重ねて巻き付けたストリップ巻付体からなるとともに、
    各ゴムストリップは、ビード部側からトレッド部側に向かって互いに同方向に巻回し、
    前記ビード部は、前記ビードコアから半径方向外方にのびるビードエーペックスゴムを具え、かつこのビードエーペックスゴムと前記クリンチゴムとの間に、該クリンチゴムに隣接してのびしかもクリンチゴムよりもゴム硬度(デュロメータA硬さ)が小なインナークリンチゴム層を設け、
    前記インナークリンチゴム層は、長尺のインナークリンチ用のゴムストリップを周方向かつ螺旋状に重ねて巻き付けたストリップ巻付体からなるとともに、
    前記インナークリンチ用のゴムストリップは、ビード部からトレッド部側に向かって巻回されることを特徴とする空気入りタイヤ。
  2. 前記クリンチゴムのゴム硬度Hs1は70〜79°、かつ前記インナークリンチゴム層のゴム硬度Hs2は、前記ゴム硬度Hs1との差(Hs1−Hs2)を10〜20°しかもサイドウォールゴムのゴム硬度Hs3よりも大としたことを特徴とする請求項1記載の空気入りタイヤ。
  3. 前記サイドウォールゴムとクリンチゴムとの境界線は、タイヤ軸方向外側に向かって半径方向外方に傾斜することを特徴とする請求項1又は2記載の空気入りタイヤ。
  4. トレッド部からサイドウォール部をへてビード部のビードコアに至るカーカスと、該カーカスの外側に配されかつ前記サイドウォール部の外側面をなすサイドウォールゴムと、このサイドウォールゴムの下端に連なり前記ビード部の外側面をなすリムずれ防止用のクリンチゴムとを具える空気入りタイヤの製造方法であって、
    フォーマ上で、生のサイドウォール用のゴムストリップを周方向かつ螺旋状に重ねて巻き付けることにより生のサイドウォールゴムを形成する生サイドウォールゴム形成工程と、
    前記フォーマ上で、生のクリンチ用のゴムストリップを周方向かつ螺旋状に重ねて巻き付けることにより生のクリンチゴムを形成する生クリンチゴム形成工程とを含み、
    かつ前記生クリンチゴム形成工程は、前記生のクリンチ用のゴムストリップを、内の巻き付け開始位置からタイヤ赤道側であるフォーマ軸心方向内方に向かって巻き付けるとともに、
    前記生サイドウォールゴム形成工程は、前記生クリンチゴム形成工程と同時に、しかも前記生のサイドウォール用のゴムストリップを、前記内の巻き付け開始位置よりもタイヤ赤道から離れる向きに隔たる外の巻き付け開始位置からフォーマ軸心方向内方に向かって巻き付け、かつ前記生のサイドウォールゴムのフォーマ軸心方向内端部を、前記生のクリンチゴムのフォーマ軸心方向外端部の半径方向外側に重ね合わせて終端させたことを特徴とする空気入りタイヤの製造方法。
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