JP4921793B2 - タイヤ用生ゴム部材の製造方法、及び空気入りタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、ゴムストリップを周方向に螺旋状に重ねて巻き付けることによりタイヤ用生ゴム部材を形成するタイヤ用生ゴム部材の製造方法、及び空気入りタイヤに関する。

近年、リボン状の未加硫のゴムストリップを、被巻付体（例えば生カーカスや成形フォーマ）に、螺旋状に重ねて巻き付けることにより、環状のタイヤ用生ゴム部材を製造する所謂ストリップワインド法が種々提案されている（例えば下記特許文献参照）。

このようなストリップワインド法では、理論的には、巻き重ねられるゴムストリップの巻き付けピッチなどを変化させることにより、任意の断面形状の生ゴム部材が形成できるとされている。具体的には、ゲージ厚さを厚くする部分（山部）では、巻き付けピッチを小さく、逆にゲージ厚さを薄くする部分（谷部）では、巻き付けピッチを大きくする。

特許第３４７７２８９号公報 特許第３３５２０４５号公報 特許第３３７０２８２号公報 特許第３３９７４３０号公報

しかし、例えば巻き付けピッチを「ピッチ小→ピッチ大」に変化させて「山部→谷部」を形成する場合、ストリップ貼付ヘッドをプログラムされた通りに、「ピッチ小→ピッチ大」に横送りしたとしても、ゴムストリップ自体は、局部的に周速が速い山部に引き寄せられる現象が発生し、結果的に周方向でプロファイルを均一にすることが難しくなるという問題が発生する。

そこで本発明は、複数本のゴムストリップを用い、各ゴムストリップの巻付けの始端部のタイヤ軸方向位置を、ゴムストリップ毎にタイヤ軸方向に相違させることを基本として、タイヤ用生ゴム部材が山部と谷部とを有する凹凸断面形状を具える場合にも、周方向でプロファイルを均一化でき、タイヤのユニフォミティーを向上しうるタイヤ用生ゴム部材の製造方法、及び空気入りタイヤの提供を目的としている。

前記目的を達成するために、本願請求項１の発明は、タイヤ用生ゴム部材の製造方法であって、同一ゴム材からなる複数本の未加流のゴムストリップを用い、各ゴムストリップをタイヤ回転軸芯の周りに螺旋状に重ねて巻き付けることにより形成される複数のゴム領域によってタイヤ用生ゴム部材を形成するとともに、各ゴムストリップの巻付けの始端部のタイヤ軸方向位置を、ゴムストリップ毎にタイヤ軸方向に相違させ、
しかも各ゴムストリップの巻付けの始端部の周方向位置と終端部の周方向位置との間の、前記タイヤ回転軸芯を中心とした周方向角度θを９０°以下とし、かつこの始端部の周方向位置と終端部の周方向位置との中間位置を、ゴムストリップ毎にタイヤ周方向に相違させ、しかも、前記ゴム領域は、ゴムストリップの巻き付けに際して、タイヤ軸方向の単位長さに対して、巻き付け方向に厚さが減少する割合である厚さ減少率が１．０（ｍｍ／ｍｍ）以上となる厚さ急激減少部を具えないことを特徴としている。

又請求項２の発明では、前記ゴムストリップは、前記始端部及び終端部のタイヤ軸方向の各位置を、タイヤ軸方向に互いに相違させたことを特徴としている。
又請求項３の発明では、前記タイヤ用生ゴム部材は、厚さが大な山部と、厚さが小な谷部とをタイヤ軸方向に１以上設けた凹凸断面形状を具えるとともに、前記各谷部に、ゴムストリップの巻付けの始端部を位置させたことを特徴としている。
又請求項４の発明はタイヤであって、請求項１乃至３の何れかに記載の製造方法により得られたタイヤ用生ゴム部材を用いたことを特徴としている。

本発明は叙上の如く、同一ゴム材からなる複数本の未加流のゴムストリップを用い、各ゴムストリップを螺旋状に巻き付けた複数のゴム領域によって、一つのタイヤ用生ゴム部材を形成している。このとき、各ゴムストリップの巻付けの始端部を、ゴムストリップ毎にタイヤ軸方向に相違させている。従って、例えばタイヤ用生ゴム部材が山部と谷部とを有する凹凸断面形状を具える場合にも、その谷部に、ゴムストリップの巻付けの始端部を位置させることにより、ゴムストリップの巻き付け方向において、ゲージ厚さが急激に減少する厚さ急激減少部を排除することが可能となる。従って、タイヤ用生ゴム部材のプロファイルを周方向で均一化させることができる。

又各ゴムストリップの巻付けの始端部の周方向位置と終端部の周方向位置との間の、前記タイヤ回転軸芯を中心とした周方向角度θを９０°以下、即ち始端部と終端部とを周上で近い位置としている。そのため、各ゴム領域において、周上での質量分布の均一性を高めることができる。しかも、前記始端部の周方向位置と終端部の周方向位置との中間位置を、ゴムストリップ毎にタイヤ周方向に相違、即ち周方向に分散している。そのため、高速ＦＶ（例えばＲＦＶやＴＦＶ）における高次成分の要素を意図的に高めることができ、低次成分の影響を減じ、タイヤのユニフォミティーを改善することが可能となる。

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、本発明の製造方法によって製造されたタイヤ用生ゴム部材を用いて加硫成形された空気入りタイヤの一例を示す断面図である。

図１において、空気入りタイヤ１は、ゴム配合を違えた複数種のタイヤ用ゴム部材Ｇ、及びタイヤの骨格をなすカーカス６とその半径方向外側に配されるベルト７とを含むコード補強層を具えて形成される。なおトレッド部２の外表面には、本例では、タイヤ赤道Ｃの両側で周方向に連続してのびる２本の周方向溝ｇを含むトレッド溝からなるトレッドパターンが形成されている。

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からなる。このカーカスプライ６Ａは、本例では、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に至るプライ本体部６ａの両側に、前記ビードコア５の周りで折り返されるプライ折返し部６ｂを一連に具える。

又前記ベルト７は、ベルトコードをタイヤ周方向に対して例えば１０〜３５°の角度で配列した２枚以上、本例では２枚のベルトプライ７Ａ、７Ｂからなり、ベルトコードがプライ間交互で交差することにより、ベルト剛性を高めトレッド部２を強固に補強する。なおベルト７の外側には、高速走行性能を高めることを主目的として、バンドコードをタイヤ周方向に沿って配列させたバンド９を設けることができる。

次に、前記タイヤ用ゴム部材Ｇとしては、前記トレッド部２に配され接地面をなすトレッドゴムＧ１と、前記サイドウォール部３に配されタイヤ外側面をなすサイドウォールゴムＧ２と、前記カーカス６の内側に配されタイヤ内腔面をなすインナーライナゴムＧ３と、前記ビード部４に配されリムずれを防止するクリンチゴムＧ４と、前記ベルト７の両端かつカーカス６との間に配されてベルト外端を保護するベルトクッションゴムＧ５と、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Ｇ６とを含むことができる。

そして、このタイヤ用ゴム部材Ｇ１〜Ｇ６の生ゴム状態であるタイヤ用生ゴム部材Ｇｎのうち、本例ではトレッドゴム２Ｇの生ゴム状態である生トレッドゴム２Ｇｎ（タイヤ用生ゴム部材）を、本発明の製造方法によって形成する。

この生トレッドゴム２Ｇｎは、図２に断面図を示すように、本例では、略断面台形状の基体１０を具え、かつその外表面には、前記周方向溝ｇを形成するための左右の凹溝部１１Ｌ、１１Ｒ（総称する時、凹溝部１１という）を形成している。これにより、生トレッドゴム２Ｇｎは、厚さｔが大な中央の山部１２Ｃと左右の山部１２Ｌ、１２Ｒ、及び厚さｔが小な左右の谷部１３Ｌ、１３Ｒをタイヤ軸方向に設けた凹凸断面形状を具える。なお前記基体１０の最大厚さと凹溝部１１の最小厚さ部との中間厚さを基準線Ｎとし、この基準線Ｎよりも厚さが大な領域を山部１２Ｃ、１２Ｌ、１２Ｒ（総称する時、山部１２という）と定義し、又前記凹溝部１１Ｌ、１１Ｒのうちで基準線Ｎよりも厚さが小な領域を谷部１３Ｌ、１３Ｒ（総称する時、谷部１３という）と定義している。

次に、同一ゴム材からなる複数本の未加流のゴムストリップ１５を用い、各ゴムストリップ１５をタイヤ回転軸芯の周りに螺旋状に重ねて巻き付けることにより形成される複数のゴム領域Ｙによって、前記凹凸断面形状の生トレッドゴム２Ｇｎを作成している。

具体的には、図３、４に示すように、生トレッドゴム２Ｇｎは、本例では第１のゴムストリップ１５Ａからなるゴム領域ＹＡと、第２のゴムストリップ１５Ｂからなるゴム領域ＹＢとから形成されるとともに、各ゴムストリップ１５Ａ、１５Ｂの巻付けの始端部Ｅ１Ａ、Ｅ１Ｂのタイヤ軸方向位置を、タイヤ軸方向に互いに相違させている。本例では、前記始端部Ｅ１Ａ、Ｅ１Ｂが、それぞれ前記谷部１３Ｌ、１３Ｒに位置させる場合を例示している。

詳しくは、第１のゴムストリップ１５Ａは、その始端部Ｅ１Ａを、右の凹溝部１１Ｒの溝底２２又はその近傍に位置させ、その位置から生トレッドゴム２Ｇｎの左側縁ＴＬまで左方に向かって巻き付けられる。これにより、ゴム領域ＹＡのうちの、主領域部ＹＡｉを形成している。又本例では、第１のゴムストリップ１５Ａは、前記左側縁ＴＬを折り返し位置Ｐとして折り返された後、右方に向かって巻き付けられるとともに、その終端部Ｅ２Ａは、前記左の山部１２Ｌの頂部にて終端し、これにより前記主領域部ＹＡｉ上に重置される副領域部ＹＡｏを形成している。

ここで、前記主領域部ＹＡｉでは、前記中央の山部１２Ｃを通る際、ゴムストリップ１５Ａの巻き付けピッチを小として巻回され、これにより前記右の凹溝部１１Ｒにおける左溝壁面に沿って厚さが急激に増加する厚さ急激増加部２３ａを形成する。又この厚さ急激増加部２３ａの形成後は、巻き付けピッチを次第に大きくしながら巻回され、これにより、厚さが緩やかに減少する厚さ緩減少部２４ａを前記左の凹溝部１１Ｌの溝底２２下まで形成する。又前記左の山部１２Ｌを通る際にも同様に、ゴムストリップ１５Ａの巻き付けピッチを小として、前記左の凹溝部１１Ｌにおける左溝壁面に沿って厚さが急激に増加する厚さ急激増加部２３ｂを形成するとともに、この厚さ急激増加部２３ｂの形成後は、巻き付けピッチを次第に大きくして、厚さが緩やかに減少する厚さ緩減少部２４ｂを、前記折り返し位置Ｐまで形成する。

他方、前記副領域部ＹＡｏでは、前記折り返し位置Ｐから終端部Ｅ２Ａまで、ゴムストリップ１５Ａは巻き付けピッチを滑らかに変化させて巻き付けられる。

次に、第２のゴムストリップ１５Ｂは、図４に示すように、その始端部Ｅ１Ａを、前記左の凹溝部１１Ｌの溝底２２又はその近傍に位置させ、その位置から生トレッドゴム２Ｇｎの右側縁ＴＲまで右方に向かって巻き付けられる。これにより、ゴム領域ＹＢの主領域部ＹＢｉを形成している。又本例では、第２のゴムストリップ１５Ｂは、前記右側縁ＴＲを折り返し位置Ｐとして折り返された後、左方に向かって巻き付けられるとともに、その終端部Ｅ２Ｂは、前記右の山部１２Ｒの頂部にて終端し、これにより前記主領域部ＹＢｉ上に重置される副領域部ＹＢｏを形成している。

ここで、前記主領域部ＹＢｉでは、前記中央の山部１２Ｃを通る際、ゴムストリップ１５Ａの巻き付けピッチを小として巻回され、これによって、前記左の凹溝部１１Ｌにおける右溝壁面に沿って厚さが急激に増加する厚さ急激増加部２５ａを形成する。又この厚さ急激増加部２５ａの形成後は、巻き付けピッチを次第に大きくして厚さ緩減少部２６ａを形成するとともに、本例では前記右の凹溝部１１Ｒの溝底２２下まで、ほぼ一定の巻き付けピッチで形成している。又前記右の山部１２Ｒを通る際も同様に、ゴムストリップ１５Ｂの巻き付けピッチを小として、前記右の凹溝部１１Ｒにおける右溝壁面に沿って厚さが急激に増加する厚さ急激増加部２５ｂを形成するとともに、この厚さ急激増加部２５ｂの形成後は、巻き付けピッチを次第に大きくし、厚さが緩やかに減少する厚さ緩減少部２６ｂを、前記折り返し位置Ｐまで形成する。

他方、前記副領域部ＹＢｏでは、前記折り返し位置Ｐから終端部Ｅ２Ｂまで、ゴムストリップ１５Ｂは、巻き付けピッチを滑らかに変化させて巻き付けられる。

このように、本発明では複数のゴムストリップ１５を用い、その始端部Ｅ１の位置、及び巻き付け方向を特定することにより、厚さ急激増加部２３，２５、厚さ緩減少部２４、２６を用いて、厚さが急激に変化する凹凸断面形状の生トレッドゴム２Ｇｎを形成することが可能となる。即ち、巻き付けピッチを、「ピッチ小→ピッチ大」に急激に変化させる厚さ急激減少部の形成を排除することができる。この「厚さ急激減少部」は、ゴムストリップ１５の巻き付け方向において、厚さ減少率が１．０（ｍｍ／ｍｍ）以上となる部位であって、プロファイルの周方向における不均一化の原因となる。なお、前記「厚さ減少率」は、タイヤ軸方向の単位長さに対して巻き付け方向に厚さが減少する割合を意味する。

又ゴムストリップが不連続となる始端部Ｅ１の位置を、ゴムストリップ毎にタイヤ軸方向に相違させて分散しているため、この不連続に起因するタイヤ軸方向のユニフォミティーを低減することができる。特に本例では、各ゴムストリップ１５の始端部Ｅ１と終端部Ｅ２との各位置をタイヤ軸方向に互いに相違させているため、タイヤ軸方向のユニフォミティーの低減をより効果的に抑制しうる。

なお本例では、２本のゴムストリップ１５を用いたが、例えば、前記副領域部ＹＡｏ、ＹＢｏを第３、第４のゴムストリップ１５を用いて形成しうるなど、ゴムストリップ１５の本数は自在に設定しうる。

又ゴムストリップ１５の本数に応じた数のストリップ貼付ヘッドを用い、各ゴムストリップ１５を同時に、或いは時間差を隔てて巻き始めるのが、タイヤ用生ゴム部材の形成時間を短縮する観点から好ましい。しかし、１つのストリップ貼付ヘッドを用い、各ゴム領域Ｙを順次形成していくこともできる。

次に、複数のゴムストリップ１５を用いた場合、各ゴム領域Ｙにおいて、周上での質量分布の不均一化を招いて周方向のユニフォミティーを低下させる問題がある。そこで本例では、図５に概念的に示すように、各ゴムストリップ１５において、その巻付けの始端部Ｅ１の周方向位置と終端部Ｅ２の周方向位置との間の、前記タイヤ回転軸芯を中心とした周方向角度θを９０°以下、好ましくは７０°、さらに好ましくは５０°以下、特に好ましくは２０°以下に設定している。即ち、各ゴムストリップ１５毎に、前記始端部Ｅ１と終端部Ｅ２とを周上で近い位置としている。そのため、各ゴム領域において、周上での質量分布の均一性を高めることができる。

又本発明では、前記始端部Ｅ１の周方向位置と、終端部Ｅ２の周方向位置との中間位置Ｅｃを、図６に示すように、ゴムストリップ１５毎にタイヤ周方向に相違、即ち周方向に分散させている。図６には３本のゴムストリップ１５を用いた場合を例示している。そのため、高速ＦＶ（例えばＲＦＶやＴＦＶ）における高次成分の要素を意図的に高めることができ、低次成分の影響を減じ、タイヤのユニフォミティーを改善することができる。この中間位置Ｅｃは、周方向に均一に分散させるのがユニフォミティーの観点から望ましく、従って、中間位置Ｅｃ、Ｅｃ間の前記タイヤ回転軸芯を中心とした周方向角度αを、（３６０／ｎ）°±１０％の範囲内とするのが好ましい。なお「ｎ」は前記ゴムストリップ１５の本数である。

なお前記生トレッドゴム２Ｇｎとしては、図７に示すように、タイヤ赤道Ｃ上に１本の凹溝部１１を具えた凹凸断面形状であっても良く、斯かる場合にも、例えば２本のゴムストリップ１５Ａ、１５Ｂを用いることにより、巻き付け方向に対して厚さ急激減少部を形成をすることなく、生トレッドゴム２Ｇｎを形成することができる。

また本発明の製造方法は、生トレッドゴムに限定されることなく、例えば生サイドウォールゴムなど、種々のタイヤ用生ゴム部材の形成に採用することができる。

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。

本発明の製造方法によって製造されたタイヤ用生ゴム部材を用いて形成された空気入りタイヤの実施の一形態を示す断面図である。 それに用いる生トレッドゴムを示す断面図である。 生トレッドゴムにおける第１のゴムストリップの巻き付け状態を説明する断面図である。 生トレッドゴムにおける第２のゴムストリップの巻き付け状態を説明する断面図である。 ゴムストリップにおける巻付けの始端部と終端部との間の、タイヤ回転軸芯を中心とした周方向角度を概念的に示す図面である。 各ゴムストリップにおける始端部と終端部との中間位置の、周方向の分散を概念的に示す図面である。 生トレッドゴムの他の例を示す断面図である。

符号の説明

１２ 山部
１３ 谷部
１５ ゴムストリップ
Ｅ１ 始端部
Ｅ２ 終端部
Ｅｃ 中間位置
Ｇ タイヤ用生ゴム部材
Ｙ ゴム領域

Claims (4)

1. 同一ゴム材からなる複数本の未加流のゴムストリップを用い、各ゴムストリップをタイヤ回転軸芯の周りに螺旋状に重ねて巻き付けることにより形成される複数のゴム領域によってタイヤ用生ゴム部材を形成するとともに、
   各ゴムストリップの巻付けの始端部のタイヤ軸方向位置を、ゴムストリップ毎にタイヤ軸方向に相違させ、
   しかも各ゴムストリップの巻付けの始端部の周方向位置と終端部の周方向位置との間の、前記タイヤ回転軸芯を中心とした周方向角度θを９０°以下とし、かつこの始端部の周方向位置と終端部の周方向位置との中間位置を、ゴムストリップ毎にタイヤ周方向に相違させ、
   しかも、前記ゴム領域は、ゴムストリップの巻き付けに際して、タイヤ軸方向の単位長さに対して、巻き付け方向に厚さが減少する割合である厚さ減少率が１．０（ｍｍ／ｍｍ）以上となる厚さ急激減少部を具えないことを特徴とするタイヤ用生ゴム部材の製造方法。
2. 前記ゴムストリップは、前記始端部及び終端部のタイヤ軸方向の各位置を、タイヤ軸方向に互いに相違させたことを特徴とする請求項１記載のタイヤ用生ゴム部材の製造方法。
3. 前記タイヤ用生ゴム部材は、厚さが大な山部と、厚さが小な谷部とをタイヤ軸方向に１以上設けた凹凸断面形状を具えるとともに、前記各谷部に、ゴムストリップの巻付けの始端部を位置させたことを特徴とする請求項１又は２記載のタイヤ用生ゴム部材の製造方法。
4. 請求項１乃至３の何れかに記載の製造方法により得られたタイヤ用生ゴム部材を用いて加硫成形されたタイヤ。

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