JP4625319B2 - 空気入りタイヤ及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、サイドウォール部を薄肉として軽量化や生産性の向上を図るとともに、操縦安定性や高速耐久性を確保しうる空気入りタイヤ空気入りタイヤ及びその製造方法に関する。

近年の強い省資源化、低燃費化の要望に伴い、チューブレスタイヤにおいてもさらなる軽量化が望まれている。

そこで本発明者は、図１２に略示する如く、生タイヤ成形の際、予め未加硫の生カーカスプライａの外面に、薄いシート状の生サイドウォールゴムｂを貼り付けて一体化した複合カーカスプライｃを準備し、この複合カーカスプライｃを成形ドラムＤ上で巻回して円筒状の複合カーカスプライ巻回体ｅを形成することを特願２００４−８３２０６号において提案している。なお複合カーカスプライ巻回体ｅには、その後、その両端部分ｅ１にビードエーペックスゴム付きビードコアｆがセットされ、その周りで前記両端部分ｅ１が折り返されるとともに、ビードコアｆ、ｆ間では複合カーカスプライ巻回体ｅがトロイド状に膨出（シェーピング）され、トレッドリングｇと接合されることにより生タイヤが形成される。

このような製造方法では、従来の如き、ゴム押出機を用いた複雑な断面形状での生サイドウォールゴムの押出工程、並びに成形ドラム上での生サイドウォールゴムの個別の巻回貼り付け工程を不要として製造工程を簡略化でき、生産効率を高めうる。又予め生カーカスプライａと生サイドウォールゴムｂとを一体化して取扱う前記製造方法のためには、生サイドウォールゴムを例えば厚さ３mm以下の薄いシート状とすることが必要であるが、これによりタイヤ重量の大巾な低減も達成できる。

しかしこのようなタイヤでは、サイドウォール部が薄肉となるため、タイヤ剛性が不十分であり、操縦安定性及び高速耐久性を低下させるとともに、縁石等との擦れや外傷に対する強度（耐外傷性）低下を招くという問題がある。

そこで本発明は、カーカスプライとサイドウォールゴムとの間に、硬質のゴムからなるゴム補強層とキャンバス布からなる繊維補強層とを所定領域に設けることを基本として、サイドウォール部を薄肉とし軽量化や生産性の向上を図りながらも、操縦安定性や高速耐久性、及び耐外傷性を充分に確保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。

特開２０００−１７７３０８号公報 特開２００３−１９１７２０号公報

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へてビード部のビードコアに至るプライ本体部に、前記ビードコアの廻りでタイヤ軸方向内方から外方に折り返されるプライ折返し部を一連に設けた１枚のカーカスプライからなるカーカス、トレッド部の内方かつ前記カーカスの半径方向外側に配されるベルト層、前記プライ本体部とプライ折返し部との間を通って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、及び前記サイドウォール部の外面をなすサイドウォールゴムを具える空気入りタイヤであって、
前記プライ折返し部は、前記ビードエーペックスゴムの外端よりも半径方向内方で途切れ、しかも前記プライ本体部とサイドウォールゴムとの間に、ゴム硬度が７０〜１１０°の硬質のゴムからなりかつプライ本体部に隣接するゴム補強層と、ゴム引きのキャンバス布からなりかつ前記サイドウォールゴムに隣接する繊維補強層とを設けるとともに、
前記ゴム補強層は、半径方向内端部に前記ビードエーペックスゴムとはそのタイヤ軸方向内側で重なる重複部を有し、かつ半径方向外端が、タイヤ最大幅位置から前記ベルト層のタイヤ軸方向外端部までの領域で途切れ、
かつ前記繊維補強層は、半径方向外端部に前記ベルト層とはその半径方向内側で重なる重複部を有し、かつ半径方向内端部が、ビードベースラインからの半径方向高さがタイヤ断面高さＨの５０〜７０％の領域で途切れるとともに、 ビードベースラインからの半径方向高さがタイヤ断面高さＨの２５〜７５％の高さ領域において、前記サイドウォール部の総厚さＴは３．０〜５．０ｍｍの範囲かつその最大の厚さＴmax と最少の厚さＴmin との差（Ｔmax −Ｔmin ）を２．０ｍｍ以下としたことを特徴としている。

又請求項２の発明では、前記ゴム補強層は厚さが０．５〜１．５ｍｍ、かつ前記サイドウォールゴムは厚さが０．５〜１．５ｍｍであることを特徴としている。

又請求項３の発明では、前記繊維補強層の半径方向外端は、前記ゴム補強層の半径方向外端からカーカスプライに沿って１０ｍｍ以上の距離Ｌ１を隔たることを特徴としている。

又請求項４の発明では、前記カーカスプライは、カーカスコードの配列体と、該配列体の両面を被覆するトッピングゴムとからなり、かつプライ本体部がタイヤ内腔面をなすとともに、タイヤ内腔面側の内のトッピングゴム部をブチル系ゴムにより形成したことを特徴としている。

又請求項５の発明では、前記ゴム補強層は、前記重複部のカーカスプライに沿う重複巾Ｗ１を５〜１０ｍｍとしたことを特徴としている。

又請求項６の発明では、前記繊維補強層は、前記重複部のカーカスプライに沿う重複巾Ｗ２を１０〜３０ｍｍとしたことを特徴としている。

又請求項７の発明では、前記サイドウォールゴムの半径方向内端部は、前記ビードエーペックスゴムの半径方向外端部と接して、或いは該半径方向外端部よりも半径方向外方に離間して途切れることを特徴としている。

又請求項８の発明では、前記サイドウォールゴムの半径方向内端部は、前記ビードエーペックスゴムとはそのタイヤ軸方向内側で重なって途切れることを特徴としている。

又請求項９の発明では、前記ビード部は、ビード部の少なくとも底面と外側面とをなすチェーファゴムを具えるとともに、該チェーファゴムは、前記プライ折返し部と、ビードエーペックスゴムと、サイドウォールゴムのビード部側とに順に接してこれらを被覆することを特徴としている。

又請求項１０の発明は、請求項１〜９の何れかの空気入りタイヤを製造する空気入りタイヤの製造方法であって、
前記カーカスプライの加硫前の生カーカスプライの外面に、実質的に一定の厚さをなすシート状の生ゴム補強層、生繊維補強層、及び生サイドウォールゴムを貼り付けて複合カーカスプライを形成する複合カーカスプライ形成工程と、
この複合カーカスプライを成形ドラムの外周面に巻回して円筒状の複合カーカスプライ巻回体を形成する巻回工程とを含む生タイヤ成形工程を具えることを特徴としている。

又請求項１１の発明では、前記複合カーカスプライ形成工程は、前記生カーカスプライの内面に、実質的に一定の厚さをなすシート状の生チェーファゴムを、その外端を前記生カーカスプライの端縁からはみ出す張り出し部を有して貼着する処理を含むことを特徴としている。

なお前記タイヤ断面高さＨ等のタイヤの各部の寸法等は、特に断りがない限り、非リム組状態において、タイヤサイズで規定されるリム巾に合わせてビード部を保持したときに特定される値とする。又ゴム硬度は、ＪＩＳ−Ｋ６２５３に基づいて測定したデュロメータＡ硬さを意味する。

本発明は叙上の如く構成しているため、サイドウォール部を薄肉とし軽量化や生産性の向上を図りながら、操縦安定性や高速耐久性、及び耐外傷性を充分に確保することができる。

以下、本発明の実施の一形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の空気入りタイヤが乗用車用のチューブレスタイヤである場合を示す子午断面図である。
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、トレッド部２の内方かつ前記カーカス６の半径方向外側に配されるベルト層７、及び前記ビードコア５から半径方向外方にのびるビードエーペックスゴム８を具える。又空気入りタイヤ１には、前記ベルト層７の外側に配されかつトレッド部２の外面をなすトレッドゴムＴｇ、前記カーカス６の外側に配されかつサイドウォール部３の外面をなすサイドウォールゴムＳｇ、及び前記ビード部４に配されかつその底面とタイヤ軸方向外側面とをなすチェーファゴムＣｇが設けられる。

前記ベルト層７は、スチールコード等の高強力のベルトコードがタイヤ周方向に対して例えば１０〜４５°の角度で配列するコード配列体を用いた少なくとも２枚、本例で２枚のベルトプライ７Ａ、７Ｂから形成される。このベルト層７は、前記ベルトコードがプライ相互で互いに交差することによりベルト剛性を高め、トレッド部２の略全巾をタガ効果を有して補強する。

又前記カーカス６は、カーカスコードがタイヤ周方向に対して例えば７５〜９０度の角度で配列するコード配列体を用いた１枚のカーカスプライ６Ａから形成される。カーカスコードとして、本例では、ポリエステルコードを採用するが、これ以外にもナイロン、レーヨン、アラミド、ビニロンなどの有機繊維コードや必要によりスチールコードをも採用しうる。

前記カーカスプライ６Ａは、前記ビードコア５、５間を跨るプライ本体部６ａの両側に、該ビードコア５の廻りでタイヤ軸方向内方から外方に折り返されるプライ折返し部６ｂを一連に具える。本例では、このプライ本体部６ａの内面が、タイヤ内腔面をなす所謂インナーライナーレスタイヤとして構成される。

詳しくは、前記カーカスプライ６Ａは、図２に図１のＡ−Ａ線断面図を示すように、カーカスコード１０の配列体の両面をトッピングゴム１２によって被覆した周知構造をなすが、このとき本例では、タイヤ内腔面側の内のトッピングゴム部１２ｉをブチル系ゴムにより形成している。ブチル系ゴムは、空気非透過性に優れるため、前記内のトッピングゴム部１２ｉが従来のインナーライナの機能を兼ねる。従って、カーカスプライ６Ａとは別個にインナーライナを設ける必要が無くなり、タイヤ重量を軽減できる。なおブチル系ゴムは、接着力が低い傾向にあるため、隣接する他のタイヤ部材との接合強度を確保するため、外のトッピングゴム部１２ｏには、非ブチル系ゴムを使用する。

本明細書において、「ブチル系ゴム」とは、ゴムポリマー１００重量部中に、ブチルゴム及び／又はその誘導体を１０重量部以上含有するゴムであり、「非ブチル系ゴム」とは、これ以外のゴムとして定義される。ブチルゴム（ＩＩＲ）の誘導体としては、ブチルゴムに塩素、臭素等を反応させた塩素化ブチルゴム、臭素化ブチルゴムなどを含むハロゲン化ブチルゴムがある。前記ブチル系ゴムにおいて、ブチルゴム又はその誘導体の含有量が前述の如く１０重量部以上でないと、十分な内圧保持性能を発揮させることが難しく、このような観点より、特に好ましくはブチルゴム及び／又はその誘導体の含有量を３０重量部以上とするのが望ましい。又ブチル系ゴムでは、ゴムポリマーの残部として、例えば天然ゴム（ＮＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）等のジエン系ゴムの１種又は２種以上を含むことができる。このゴムポリマーには、一般的なトッピングゴムと同様、必要に応じた各種の充填材（例えばカーボンブラック等の補強剤、加硫剤、加硫促進剤、軟化剤）が添加される。なお非ブチル系のゴムは、特に限定はされないが、ゴムポリマーとして前記ジエン系ゴムを９５重量部以上、より好ましくは１００重量部含有するものが望ましい。

又カーカス６の前記プライ本体部６ａとプライ折返し部６ｂとの間には、図１の如く前記ビードコア５からタイヤ半径方向外側に先細状にのびる硬質ゴムからなるビードエーペックスゴム８が設けられ、ビード部４を補強しかつ必要なビード剛性等を確保している。

ここで、前記ビードエーペックスゴム８は、ビードベースラインＢＬからの半径方向の高さｈ１が、タイヤ断面高さＨの５％〜３５％と低く設定される。これは、本発明の製造方法で製造されたタイヤ１では、前記チェーファゴムＣｇの半径方向高さｈ２を、前記高さｈ１よりも大とすることが必要だからである。従って、もし前記高さｈ１がタイヤ断面高さＨの３５％をこえると、タイヤ変形時の表面歪みが大きい最大幅位置Ｍに、前記チェーファゴムＣｇが近づくため、該チェーファゴムＣｇの外端にクラック等が発生し易い傾向となる。そのため、前記高さｈ１はタイヤ断面高さＨの３０％以下、さらには２５％以下がより好ましい。しかしタイヤ断面高さＨの５％を下回ると、ビード剛性が過小となって必要な操縦安定性が確保できなくなる。

なおビードエーペックスゴム８のゴム硬度Ｈｓｂは、従来的なタイヤと同様、７０〜１１０°の範囲が採用される。又前記プライ折返し部６ｂのビードベースラインＢＬからの高さｈ３は、前記高さｈ１よりも小であり、好ましくは、リムフランジ上端（図示しない）よりも半径方向内方で終端させる。これにより、プライ折返し部６ｂの外端での損傷をより効果的に抑制しうる。

次に前記タイヤ１では、サイドウォール部３を薄肉化しタイヤの軽量化を図るため、ビードベースラインＢＬからの半径方向高さがタイヤ断面高さＨの２５〜７５％の高さ領域Ｙｓ（図１に示す）において、前記サイドウォール部３の総厚さＴを３．０〜５．０ｍｍの範囲と、従来的なタイヤの場合（通常６．０ｍｍ程度）に比して薄く設定している。このとき、前記高さ領域Ｙｓにおける最大の厚さＴmax と最少の厚さＴmin との差（Ｔmax −Ｔmin ）を２．０ｍｍ以下として、厚さの均一化を図る。なお前記総厚さＴとは、前記最大の厚さＴmax と最少の厚さＴmin との平均値（Ｔmax ＋Ｔmin ）／２を意味する。

しかしサイドウォール部３を上述のように薄肉化したタイヤでは、サイドウォール部３の剛性が充分ではなく、操縦安定性、及び高速耐久性を損ねる傾向にある。特にカーカス６のトッピングゴムにブチル系ゴムを採用したインナーライナーレスタイヤの場合には、該ブチル系ゴムが弾性特性に劣るため、この傾向が強くなる。そこで本実施形態では、カーカス６の前記プライ本体部６ａとサイドウォールゴムＳｇとの間に、プライ本体部６ａに隣接するゴム補強層１３と、サイドウォールゴムＳｇに隣接する繊維補強層１４とを設けている。

なお前記サイドウォールゴムＳｇには、従来と同様、ゴム硬度Ｈｓｓが５０〜７０°さらには５０〜６５°の範囲の軟質のゴムが使用され、サイドウォール表面に柔軟性を付与し、表面歪を緩和吸収してクラック等の発生を防止する。このサイドウォールゴムＳｇの厚さｔｓ（図３に示す）は、０．５ｍｍ〜１．５ｍｍの範囲が好ましく、０．５ｍｍ以下ではクラック等の防止効果が不十分となる。又厚さｔｓが１．５ｍｍを越えると、前記総厚さＴが増加して軽量化を阻害する、或いはゴム補強層１３の厚さ減少を強いられるなど操縦安定性の確保を難しくする。

又前記ゴム補強層１３は、ゴム硬度Ｈｓ１が７０〜１１０°かつ前記ゴム硬度Ｈｓｓよりも大な硬質のゴムからなる薄いシート状体であり、図３に示すように、その半径方向内端部に、前記ビードエーペックスゴム８とはそのタイヤ軸方向内側で重なる重複部２０を具える。又ゴム補強層１３の半径方向外端部は、タイヤ最大幅位置Ｍから前記ベルト層７のタイヤ軸方向外端部７Ｅまでの領域Ｙ１（図１に示す）で終端している。

このようなゴム補強層１３は、特にビードエーペックスゴム８との重複部２０を有するため、ビード部４から前記領域Ｙ１に至る広い範囲をバランス良く補強でき、サイドウォール部３の薄肉化を維持しながら、その曲げ剛性を充分にしかも均一に高めることができる。特に曲げ剛性を均一に高めることにより、ビードエーペックスゴム８及びプライ折返し部６ｂの前記高さｈ１、ｈ３を低く設定すること、及び前記高さ領域Ｙｓにおける総厚さＴの最大、最少の差を低く抑えることと相俟って、カーカスコード１０の各部に充分かつ均等な張力を付与させることが可能となる。その結果、カーカスコードが有する本来の性能を最大限に発揮させうるなど、カーカス６全体の荷重支持能力を高めることができ、しかも局部的な変形が抑えられリニヤリティが高まるため、薄いゴム補強層１３による少ない剛性アップによっても、操縦安定性を充分に確保することができる。

ここでゴム補強層１３では、その厚さｔ１を０．５〜１．５ｍｍの範囲とするのが好ましく、又前記重複部２０のカーカスプライ６Ａに沿う重複巾Ｗ１を５〜１０ｍｍの範囲とするのが好ましい。

前記ゴム硬度Ｈｓｓが７０°より小、及び厚さｔ１が０．５ｍｍより小では充分な曲げ剛性が確保できず、逆にゴム硬度Ｈｓｓが１１０°より大、及び厚さｔ１が１．５ｍｍより大では、曲げ剛性が過大となって乗り心地性を損ねる。しかも厚さｔ１が１．５ｍｍより大では、総厚さＴの増加を招き軽量化を阻害する、或いはサイドウォールゴムＳｇの厚さ減少を強いられるなど、クラック等の防止効果を損ねる。又重複巾Ｗ１が５ｍｍより小では、ビードエーペックスゴム８の外端近傍で剛性が局部的に減じるなど剛性が不均一化し、高速走行だけでなく通常走行においても操縦安定性を低下させる。又１０ｍｍを越えると、軽量化に不利となる。このような観点から、前記ゴム硬度Ｈｓｓの下限値は、８０°以上さらには８５°以上が好ましく、又上限値は、１００°以下が好ましい。又ゴム補強層１３は、本例の如くビードエーペックスゴム８と接しているのが補強効果の点で好ましい。又前記厚さｔ１を、サイドウォールゴムＳｇの厚さｔｓとの比ｔ１／ｔｓで０．７〜１．３の範囲とするのも好ましい。

次に、前記繊維補強層１４は、ゴム引きの薄いキャンバス布から形成され、図４に示すように、その半径方向外端部に前記ベルト層７とはその半径方向内側で重なる重複部２１を具える。又繊維補強層１４の半径方向内端部は、ビードベースラインＢＬからの半径方向高さがタイヤ断面高さＨの５０〜７０％の領域Ｙ２（図１に示す）で終端している。なおキャンバス布は、例えばナイロン、ポリエステル、レーヨン、芳香族ポリアミド等の有機繊維糸を縦糸、横糸として製織した薄い網状体であり、例えば太さが３００〜８００ｄｔｅｘ（例えば４９０ｄｔｅｘ）の縦糸，横糸を、それぞれ２０〜５０本／５ｃｍ（例えば３８本／５ｃｍ）のピッチ間隔で織り込んだ厚さ０．５〜１．０ｍｍ程度、好ましくは０．７〜０．９ｍｍのものが好適に使用できる。

このような繊維補強層１４は、縦糸、横糸が織り込みによって互いに拘束し合うため補強効果が高く、曲げ剛性に与える影響を抑えながら最も変形しやすいバットレス部分での変形を効果的に抑制できる。特に優れたタガ効果を有するため、トレッドショルダ部分からバットレス部分に至る領域でのリフティングを抑える効果が高く、前記ゴム補強層１３との相乗作用によって操縦安定性や高速耐久性を高めることができる。なお繊維補強層１４は、耐カット性にも優れるため、カーカス６に至る深い外傷の発生を効果的に防止でき、サイドウォールゴムＳｇが薄肉化したことによる耐外傷性低下の欠点を補う。

又繊維補強層１４では、前記重複部２１のカーカスプライ６Ａに沿う重複巾Ｗ２を１０〜３０ｍｍとするのが好ましく、１０ｍｍより小では、ベルト層７へのリフティング抑制効果が不十分となり、逆に３０ｍｍより大では、過剰品質となりコスト及び軽量化に不利となる。又繊維補強層１４の半径方向外端は、前記ゴム補強層１３の半径方向外端から、カーカスプライ６Ａに沿って１０ｍｍ以上の距離Ｌ１を隔たることが好ましく、前記距離Ｌ１が１０ｍｍより小となると、端部での応力集中によって耐久性が悪化する。又繊維補強層１４では、その半径方向内端部が前記領域Ｙ２を越えて半径方向内方で終端した場合にも、過剰品質となり、コスト及び軽量化に不利を招き、逆に前記領域Ｙ２の半径方向外方で終端した場合には、リフティング抑制効果や耐外傷性を充分に発揮することができなくなる。なお操縦安定性のためには、前記ゴム補強層１３は、前記領域Ｙ２を越えて半径方向外方に延在するのが好ましく、このときゴム補強層１３は繊維補強層１４とは互いに重なる重なり部を形成する。

なお繊維補強層１４では、縦糸、横糸の双方がタイヤ周方向と交差する向きに配されていれば、その傾斜角度は特に規制されない。この繊維補強層１４は、未加硫状態においては、縦糸、横糸がパンタグラフ状に変形して自在に伸縮しうるため、皺などの発生もなくタイヤ成形性を阻害することはない。特に、インナーライナレス構造をなすこと、カーカス６が１枚のプライからなること、サイドウォール部３が薄肉であることなどにより、繊維補強層１４に充分な張力が付加される。そのため、タイヤ成型時には繊維補強層１４の伸縮がより容易となりタイヤ成形性やタイヤ品質に好ましいものとなる。又加硫後のタイヤにおいては、繊維補強層１４に均一な張力が作用するため、より高いタガ効果を発揮でき、例えば操縦安定性及び高速耐久性を高く確保しながら、従来的なバンド層を排除しうる等、軽量化や生産性の向上に一層貢献することが可能となる。

又前記サイドウォールゴムＳｇでは、図４の如くその半径方向外端部を、前記繊維補強層１４の外端部を越えてタイヤ軸方向内方に延出せしめ、カーカスプライ６Ａに沿った延出長さＬ２を１０ｍｍ以上確保するのが好ましい。これによりベルト層７の外端及び繊維補強層１４の外端にそれぞれ作用する剪断力を、軟質のサイドウォールゴムＳｇによって緩和でき、端部剥離を抑制しうる。なお前記延出長さＬ２の上限値は、コスト及び軽量化の観点から２５ｍｍ以下が好ましい。

又サイドウォールゴムＳｇの半径方向内端部は、本例では前記図３の如く、前記ビードエーペックスゴム８の半径方向外端部に接して終端している。これは、本発明の製造方法によると、サイドウォールゴムＳｇの半径方向内端部を、ビードエーペックスゴム８とはそのタイヤ軸方向外側で重複させることが困難であるからである。従って本例では、ビードエーペックスゴム８の外端部に接して終端させることにより、該ビードエーペックスゴム８の外端部での剛性低下を最小限に抑えている。しかし図５（Ａ）に略示する如く、サイドウォールゴムＳｇの半径方向内端部をビードエーペックスゴム８の半径方向外端部よりも半径方向外方に離間させて終端させることもでき、係る場合には、その離間距離Ｌ３を１０ｍｍ以下に設定するのが好ましい。又図５（Ｂ）に略示する如く、サイドウォールゴムＳｇの半径方向内端部を、ビードエーペックスゴム８とはそのタイヤ軸方向内側で重複させて終端させても良い。

次に、リムずれ防止用の前記チェーファゴムＣｇは、サイドウォールゴムＳｇよりも硬質の耐摩耗性及び耐カット性に優れるゴムからなる。そして、このチェーファゴムＣｇは、図３の如く前記プライ本体部６ａの半径方向内端部分と、プライ折返し部６ｂと、ビードエーペックスゴム８と、サイドウォールゴムＳｇのビード部側とに順次接してこれらを被覆保護する。特にこのチェーファゴムＣｇでは、そのゴム硬度Ｈｓｃを、前記ゴム補強層１３のゴム硬度Ｈｓ１との差｜Ｈｓ１−Ｈｓｃ｜が１０°以下の略同硬度とし、ゴム補強層１３と協働して前記ビードエーペックスゴム８の外端部での剛性低下を抑えるのが好ましい。

次に、このような空気入りタイヤ１の製造方法について説明する。この製造方法では、以下に示す複合カーカスプライ形成工程（図８）、巻回工程（図１０）、ビードコアセット工程（図１０）、膨出・折返し工程（図１１）、及び接合工程（図１１）を含む生タイヤ成形工程によって生タイヤ３８（図１１）を形成するとともに、この生タイヤ３８を、従来と同様、加硫金型により加硫成形することによって、図１に示すタイヤ１を製造する。

先ず、前記カーカスプライ６Ａ形成用の未加硫の生カーカスプライ３０を、図６に示す如く形成する。この生カーカスプライ３０は、カーカスコード１０の配列体の内面側をインナーライナを兼ねる前記ブチル系ゴムからなる生トッピングゴム３２ｉで、かつ外面側を非ブチル系ゴムの生トッピングゴム３２ｏで被覆することにより形成される。従って、カーカスプライとは別のインナーライナゴムの準備工程や成形ドラムへの巻き付け工程などを不要として製造工程を簡略化しうる。

本例では、ブチル系の生トッピングゴム３２ｉの厚さｔｉと、非ブチル系の生トッピングゴム３２ｏの厚さｔｏとが実質的に同一で形成されているが場合を例示しているが、例えば図７に示すように、各厚さｔｉ、ｔｏを違えることができる。図７の例では、接着性に優れる生トッピングゴム３２ｏだけがカーカスコード１０の配列体に接触しているため、カーカスコード１０のゴム剥離等の損傷を防止でき、カーカス６の耐久性を向上するのに役立つ。なお前記厚さｔｉ、ｔｏの和（ｔｉ＋ｔｏ）は、好ましくはカーカスコード１０の外径ｄの２倍以上、より好ましくは２．５倍以上が望ましく、同上限については５倍以下、より好ましくは４倍以下が望ましい。前記厚さの和（ｔｉ＋ｔｏ）がカーカスコード１０の外径ｄの５倍を超えると、軽量化に不利となり、逆に２倍未満であると、プライ強度が十分に得られない傾向がある。また生トッピングゴム３２ｉの前記厚さｔｉは、空気非透過性を高めるために、０．５mm以上、さらには０．６mm以上であるのが好ましい。しかし前記厚さｔｉが大きすぎても重量増加を招くため、その上限は１．４mm以下、さらには１．２mm以下であるのが好ましい。

次に、図８に示すように、シート状の生カーカスプライ３０の外面に、実質的に一定の厚さを有するシート状の未加硫の生ゴム補強層３３、生繊維補強層３４、及び生サイドウォールゴムＮｓｇを貼り付けて複合カーカスプライ３１を形成する（複合カーカスプライ形成工程）。

前記生ゴム補強層３３、生繊維補強層３４、及び生サイドウォールゴムＮｓｇは、前述の如く厚さが、それぞれ０．５〜１．５mm、０．５〜１．０mm、０．５〜１．５mmのシート体であり、前記生カーカスプライ３０の中心線ＣＬを中心とした左右対称位置に貼り付けられる。このとき図９の示すように、ドラム軸方向外端側では、生ゴム補強層３３は、前記重複部２０を形成しうるように生サイドウォールゴムＮｓｇよりもドラム軸方向外方に突出する。又ドラム軸方向内端側では、生繊維補強層３４は、前記重複部２１を形成しうるように生ゴム補強層３３よりもドラム軸方向内方に前記Ｌ１の距離を突出するとともに、生サイドウォールゴムＮｓｇは、この生繊維補強層３４よりもドラム軸方向内方にさらに前記Ｌ２の距離を突出している。

又本例では、前記複合カーカスプライ形成工程として、生カーカスプライ３０の内面に、チェーファゴムＣｇ形成用の未加硫の生チェーファゴムＮｃｇを貼着する処理を含む。この生チェーファゴムＮｃｇも実質的に一定の厚さのシート体からなり、そのドラム軸方向外端を、前記生カーカスプライ３０の端縁からドラム軸方向外方にはみ出す張出し部２３を有して生カーカスプライ３０に貼着される。

この複合カーカスプライ形成工程では、生カーカスプライ３０、生ゴム補強層３３、生繊維補強層３４、生サイドウォールゴムＮｓｇ、及び生チェーファゴムＮｃｇが、それぞれ一定厚さの薄いシート体であるため、予め周知の貼付け装置を用いて一体に貼着できるとともに、一体となった複合カーカスプライ３１を、成形ドラムＤの周りで一括して容易に巻き付けることが可能となる。従って、従来のように、円筒状に巻回された生カーカスプライに、生サイドウォールゴム、生チェーファゴムを手作業により順次貼付ける必要が無く、生産性を向上できる。さらに生サイドウォールゴムＮｓｇ及び生チェーファゴムＮｃｇが、従来の如き複雑な断面形状を有する押出成形ではなく、カレンダ成形などによる一定厚さのシート体からなるため、その成形工程自体についても大幅に簡素化でき、生産性のさらなる向上が図れる。なお従来の如く、生サイドウォールゴムが厚くかつ複雑な断面形状を有する場合には、予めこの生サイドウォールゴムを生カーカスプライの貼着して一体化した場合にも、これを円筒状に精度良くかつ容易に巻回することは難しい。

次に、図１０に示すように、前記複合カーカスプライ３１を、成形ドラムＤの外周面に巻回（一周巻き）して円筒状の複合カーカスプライ巻回体４２を形成する（巻回工程）。本例では、前記成形ドラムＤが、所謂シングルステージ方式のドラムであって、この一つのドラムＤ上で前記巻回工程、ビードコアセット工程、膨出・折返し工程、及び接合工程が行われる場合を例示するが、所謂２ステージ方式を採用することもできる。

次に、前記複合カーカスプライ巻回体４２には、そのドラム軸方向両外端側から、予めビードコア５に生ビードエーペックスゴムＮｂｇを接合してなる生ビードコア接合体３５を挿入し、この生ビードコア接合体３５を、前記生カーカスプライ３０と生チェーフアゴムＮｃｇとの重なり領域２４の位置にセットする（ビードコアセット工程）。

しかる後、図１１の如く、前記複合カーカスプライ巻回体４２が前記生ビードコア接合体３５よりもドラム軸方向外方にはみ出す延出部２５を、前記生チェーファゴムの張出し部２３を含んで前記生ビードコア接合体３５の廻りで折り返す折返し部２６を形成するとともに、ビードコア５、５間をトロイド状に膨出して生タイヤ主部３６を形成する（膨出・折返し工程）。

このとき、前記複合カーカスプライ巻回体４２の半径方向外側には、生ベルト層と生トレッドゴムＮｔｇとを含むトレッド部材からなる生トレッドリング３７が予め待機し、前記トロイド状への膨出に伴い、前記生タイヤ主部３６と生トレッドリング３７とが圧接により接合し生タイヤ３８が形成される（接合工程）。そして、この生タイヤ３８を慣例に従い加硫金型で加硫成形することにより、タイヤ１を製造することができる。

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、乗用車用のみならず、自動二輪車用やトラック用などの各種のカテゴリーのタイヤに採用しうるなど、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。また、ブチル系の内のトッピングゴム部１２ｉは、カーカスコード１０の配列体の内面側の全域に配される必要はなく、タイヤ内腔面を形成する範囲にとどめ、他の部分に非ブチル系ゴムを用いることもできる。

図１の基本構造を有する乗用車用ラジアルタイヤ（サイズ：１９５／６５Ｒ１５）を本発明の方法に従いかつ表１の仕様で試作（実施例タイヤ）するとともに、試供タイヤの製造コスト、タイヤ重量、操縦安定性、高速耐久性、一般耐久性について評価した。実施例、比較例はカーカスの内トッピングゴム部をブチル系ゴムで形成している。また従来例は、ブチル系ゴムのインナーライナをカーカスプライとは別のシートで構成し、しかもサイドウォールゴム、チェーファゴムをドラム上で順次巻き付けて生タイヤを成形している。

表１以外の共通仕様は次の通りである。
カーカスプライ数：１枚
カーカスコード：ポリエステル、１１００ｄｔｅｘ／２
打ち込み本数：６１（本／５cm）
カーカスコード角度：９０度（対タイヤ赤道）
ベルト層：スチールコードの２枚プライ
サイドウォールゴム：ゴム硬度Ｈｓｓ（６０度）
ビードエーペックス：ゴム硬度Ｈｓｂ（９２度）
チェーファゴム：ゴム硬度Ｈｓｃ（７０度）
また、テスト方法は次の通りである。

（１）製造コスト：
タイヤ１本を製造するのに要した製造コストを従来例を１００とする指数で表示している。数値が小さいほど製造コストが小さく良好である。

（２）タイヤ重量：
タイヤ１本当たりの重量を測定した。

（３）操縦安定性：
各試供タイヤをリム（６×１５ＪＪ）、内圧（２００ｋＰａ）の条件下で排気量２０００ｃｃの国産ＦＦ乗用車の全輪に装着し、乾燥舗装道路のテストコースを実車走行し、直進性、旋回時の安定性、制動時の車両の挙動などを総合的にプロドライバーによる官能評価によって１０点法で判定した。数値が大きいほど良好である。

（４）高速耐久性：
ドラム試験機を用い、リム（６×１５ＪＪ）、内圧（２６０ｋＰａ）、負荷荷重（５．０ＫＮ）の条件に基づいて、初速度１７０ｋｍ／ｈから１０分毎に、速度を１０ｋｍ／ｈづつステップアップし、タイヤに損傷が生じた時の速度と時間（分）を測定した。

（５）一般耐久性：
ドラム試験機を用い、リム（６×１５ＪＪ）、内圧（２００ｋＰａ）、負荷荷重（７．０ＫＮ）の条件に基づいて、速度８０ｋｍ／ｈで走行させ、タイヤに損傷が生じた時の走行時間を測定した。

（６）内圧保持性：
供試タイヤをリム（６×１５ＪＪ）にリム組みし、内圧２００ｋＰａを充填して３０日間放置し、内圧の低下率（％）を調べた。数値が小さいほど内圧保持性能が高く良好である。

本発明の空気入りタイヤの一実施形態を示す断面図である。 そのＡ−Ａ線断面図である。 ビード部を拡大して示す断面図である。 トレッド部を拡大して示す断面図である。 （Ａ）、（Ｂ）はサイドウォールゴムの内端部の構造を示す断面図である。 生カーカスプライの一例を示す断面図である。 生カーカスプライの他の例を示す断面図である。 複合カーカスプライの一例を示す部分斜視図である。 複合カーカスプライの一部を拡大して示す断面図である。 巻回工程、ビードコアセット工程を説明する線図である。 膨出・折返し工程、接合工程を説明する線図である。 背景技術を説明する断面図である。

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 プライ本体部
６ｂ プライ折返し部
７ ベルト層
８ ビードエーペックスゴム
１２ トッピングゴム
１２ｉ 内のトッピングゴム部
１３ ゴム補強層
１４ 繊維補強層
２０、２１ 重複部
２３ 張出し部
３１ 複合カーカスプライ
４２ 複合カーカスプライ巻回体
Ｃｇ チェーファゴム
Ｍ タイヤ最大幅位置
Ｎｃｇ 生チェーファゴム
Ｓｇ サイドウォールゴム
Ｙｓ、Ｙ１、Ｙ２ 領域

Claims (11)

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プライ本体部に、前記ビードコアの廻りでタイヤ軸方向内方から外方に折り返されるプライ折返し部を一連に設けた１枚のカーカスプライからなるカーカス、トレッド部の内方かつ前記カーカスの半径方向外側に配されるベルト層、前記プライ本体部とプライ折返し部との間を通って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、及び前記サイドウォール部の外面をなすサイドウォールゴムを具える空気入りタイヤであって、
   前記プライ折返し部は、前記ビードエーペックスゴムの外端よりも半径方向内方で途切れ、しかも前記プライ本体部とサイドウォールゴムとの間に、ゴム硬度が７０〜１１０°の硬質のゴムからなりかつプライ本体部に隣接するゴム補強層と、ゴム引きのキャンバス布からなりかつ前記サイドウォールゴムに隣接する繊維補強層とを設けるとともに、
   前記ゴム補強層は、半径方向内端部に前記ビードエーペックスゴムとはそのタイヤ軸方向内側で重なる重複部を有し、かつ半径方向外端が、タイヤ最大幅位置から前記ベルト層のタイヤ軸方向外端部までの領域で途切れ、
   かつ前記繊維補強層は、半径方向外端部に前記ベルト層とはその半径方向内側で重なる重複部を有し、かつ半径方向内端部が、ビードベースラインからの半径方向高さがタイヤ断面高さＨの５０〜７０％の領域で途切れるとともに、
   ビードベースラインからの半径方向高さがタイヤ断面高さＨの２５〜７５％の高さ領域において、前記サイドウォール部の総厚さＴは５．０〜３．０ｍｍの範囲かつその最大の厚さＴmax と最少の厚さＴmin との差（Ｔmax −Ｔmin ）を２．０ｍｍ以下としたことを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記ゴム補強層は厚さが０．５〜１．５ｍｍ、かつ前記サイドウォールゴムは厚さが０．５〜１．５ｍｍであることを特徴とする請求項１記載の空気入りタイヤ。
3. 前記繊維補強層の半径方向外端は、前記ゴム補強層の半径方向外端からカーカスプライに沿って１０ｍｍ以上の距離Ｌ１を隔た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. 前記カーカスプライは、カーカスコードの配列体と、該配列体の両面を被覆するトッピングゴムとからなり、かつプライ本体部がタイヤ内腔面をなすとともに、タイヤ内腔面側の内のトッピングゴム部をブチル系ゴムにより形成したことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の空気入りタイヤ。
5. 前記ゴム補強層は、前記重複部のカーカスプライに沿うの重複巾Ｗ１を５〜１０ｍｍとしたことを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の空気入りタイヤ。
6. 前記繊維補強層は、前記重複部のカーカスプライに沿うの重複巾Ｗ２を１０〜３０ｍｍとしたことを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の空気入りタイヤ。
7. 前記サイドウォールゴムの半径方向内端部は、前記ビードエーペックスゴムの半径方向外端部と接して、或いは該半径方向外端部よりも半径方向外方に離間して途切れることを特徴とする請求項１〜６の何れかに記載の空気入りタイヤ。
8. 前記サイドウォールゴムの半径方向内端部は、前記ビードエーペックスゴムとはそのタイヤ軸方向内側で重なって途切れることを特徴とする請求項１〜６の何れかに記載の空気入りタイヤ。
9. 前記ビード部は、ビード部の少なくとも底面と外側面とをなすチェーファゴムを具えるとともに、該チェーファゴムは、前記プライ折返し部と、ビードエーペックスゴムと、サイドウォールゴムのビード部側とに順に接してこれらを被覆することを特徴とする請求項１〜８の何れかに記載の空気入りタイヤ。
10. 請求項１〜９の何れかの空気入りタイヤを製造する空気入りタイヤの製造方法であって、
    前記カーカスプライの加硫前の生カーカスプライの外面に、実質的に一定の厚さをなすシート状の生ゴム補強層、生繊維補強層、及び生サイドウォールゴムを貼り付けて複合カーカスプライを形成する複合カーカスプライ形成工程と、
    この複合カーカスプライを成形ドラムの外周面に巻回して円筒状の複合カーカスプライ巻回体を形成する巻回工程とを含む生タイヤ成形工程を具えることを特徴とする空気入りタイヤの製造方法。
11. 前記複合カーカスプライ形成工程は、前記生カーカスプライの内面に、実質的に一定の厚さをなすシート状の生チェーファゴムを、その外端を前記生カーカスプライの端縁からはみ出す張り出し部を有して貼着する処理を含むことを特徴とする請求項１０記載の空気入りタイヤの製造方法。

Images