JP5108862B2

JP5108862B2 - 空気入りタイヤの製造方法

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Publication number: JP5108862B2
Application number: JP2009266574A
Authority: JP
Inventors: 准司大平
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 2009-11-24
Filing date: 2009-11-24
Publication date: 2012-12-26
Anticipated expiration: 2029-11-24
Also published as: CN102069596B; CN102069596A; JP2011110722A

Description

本発明は、ビード部付近で生じがちな空気溜りを低減しつつ、生産性に優れた空気入りタイヤの製造方法に関する。

空気入りラジアルタイヤの製造工程では、図６（ａ）、（ｂ）に示されるように、図示しない成形ドラム等に円筒状に巻き付られたカーカスプライａに一対のビードコアｂを外挿した後、カーカスプライａの両端部を前記ビードコアｂの回りで折り返して折返し部ｃを形成する工程が行われる。

しかしながら、カーカスプライａには、カーカスコードａ１が配列されているため、その復元力により、カーカスプライａの折返し部ｃが本体部ｄから浮き上がって元に戻ろうとするいわゆる”プライ浮き”が発生し易い。このようなプライ浮きは、特に弾性率の大きいスチールコードが用いられたカーカスプライの場合に顕著に生じる傾向がある。そして、このようなプライ浮きが発生すると、カーカスプライａの本体部ｄと折返し部ｃとの間に空気溜りが生じ、加硫成形後、この部分からクラック等の疵が生じ耐久性や強度を低下させるという問題がある。

このようなプライ浮きを抑制するために、カーカスプライａに、大きな粘着力を有するトッピングゴムを採用することや、カーカスコードａ１に塑性変形し易い材料を採用することが考えられる。

しかしながら、粘着力の大きなトッピンゴムを用いたカーカスプライａは、加工性が悪化する傾向があるため生産コストの増加を招き易く、しかも一旦閉じ込められた空気が排出され難く、不良率の増加につながる傾向にあった。また、塑性変形し易いカーカスコードａ１は、生産コストの増加を招く傾向にある。

一方、下記特許文献１乃至４では、タイヤを構成する各ゴム部材の間に残留した空気を加硫工程でタイヤ外部に排気するため、図７に示されるように、予めカーカスプライａにホールｆ（プライを貫通する小孔）を設けること及びそのためのホーリング装置（図示せず）が記載されている。このようなカーカスプライａは、前記ホールｆから本体部ｄと折返し部ｃとの間の残留空気を外部に排出させることができる。また、従来の安価な材料のカーカスプライを使用できるため、生産コストの増加を抑制することができる。

特開２００３−１５４５７９号公報特開２００８−１０５５号公報特開２００８−１２７６７号公報特開２００８−１２６５２１号公報

しかしながら、カーカスプライａに上述のホールｆを形成する場合、ホーリング装置の針（図示せず）をカーカスプライａに突き刺す必要があり、この工程によってカーカスコードａ１の損傷やコード配列乱れが生じるおそれがある。とりわけ、従来のカーカスプライａには、図７に示したように、少なくともカーカスプライａの本体部ｄから折返し部ｃに亘って、かつ、タイヤ周方向に連続してホールｆが多数設けられる。このようなカーカスプライａを用いて形成される空気入りタイヤは、ユニフォミティや耐久性が悪化し易いという問題がある。

本発明は、以上のような問題点に鑑み案出なされたもので、カーカスプライの本体部と折返し部とに、複数個のホールが小間隔で並ぶホール形成部と、ホールが形成されないホール非形成部とを互い違いに設ける穿設工程を含むことを基本として、生産コストを抑制しつつ、ビードコア周りの残留空気を排気することにより、ユニフォミティや耐久性を向上させた空気入りタイヤの製造方法を提供することを主たる目的としている。

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経てビード部のビードコアに至る本体部と、該本体部に連なりかつ前記ビードコアの周りをタイヤ軸方向内側から外側へ折り返された折返し部とを有するカーカスプライを含むカーカスを具えた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に空気を逃がすための複数のホールを穿設する穿設工程と、前記ホールが穿設されたカーカスプライを前記ビードコアの廻りで折り返すプライ折返し工程とを含み、前記穿設工程は、前記カーカスプライの前記折返し部となる第１の領域に、複数個のホールがタイヤ軸方向及びタイヤ周方向に小間隔で並ぶ第１のホール形成部と、ホールが形成されない第１のホール非形成部とがタイヤ周方向に交互に設けられるとともに、前記折返し部と向き合うカーカスプライの前記本体部側の第２の領域には、第１の領域の折返し時に、前記第１のホール形成部と対向する位置に第２のホール非形成部が設けられるとともに前記第１のホール非形成部と対向する位置に第２のホール形成部が設けられることを特徴とする。

また請求項２記載の発明は、前記ビード部には、ビードコアから半径方向外側に向かってのびる断面三角形状のビードエーペックスが配されるとともに、前記ホールは、前記ビードエーペックスゴムのタイヤ半径方向の外端よりも内側に設けられる請求項１記載の空気入りタイヤの製造方法である。

また請求項３記載の発明は、前記ホールは、直径が０．５〜１．５mmである請求項１又は２記載の空気入りタイヤの製造方法である。

また請求項４記載の発明は、前記ホール形成部は、隣り合うホール間の距離が、１５〜５０mmである請求項１乃至３の何れかに記載の空気入りタイヤの製造方法である。また請求項５記載の発明は、前記カーカスプライの幅方向のホールのピッチＰ１は、前記ビードコアに近づくほど小さくなる請求項１乃至４の何れかに記載の空気入りタイヤの製造方法である。また請求項６記載の発明は、前記カーカスプライの周方向のホールのピッチＰ２は、前記折返し部の外端に近いものほど小さくなる請求項１乃至５の何れかに記載の空気入りタイヤの製造方法である。また請求項７記載の発明は、前記第１のホール形成部のホールの配設数は、前記第２のホール形成部のホールの配設数と同じである請求項１乃至４の何れかに記載の空気入りタイヤの製造方法である。

請求項１記載の空気入りタイヤの製造方法では、カーカスプライに複数のホールを穿設する穿設工程において、カーカスプライの折返し部となる第１の領域に、複数個のホールがタイヤ軸方向及びタイヤ周方向に小間隔で並ぶ第１のホール形成部と、ホールが形成されない第１のホール非形成部とがタイヤ周方向に交互に設けられる。また、穿設工程では、前記折返し部と向き合うカーカスプライの本体部側の第２の領域には、第１の領域を折り返したときに、第１のホール形成部と対向する位置に第２のホール非形成部が設けられるとともに前記第１のホール非形成部と対向する位置に第２のホール形成部が設けられる。このようなホールの配置により、少ないホール数でタイヤ周方向に満遍なく排気通路を確保でき、効率良くビード部付近に残留する空気をタイヤ外部へ排気することができる。従ってユニフォミティや耐久性に優れた空気入りタイヤを製造し得る。

また請求項２乃至４に記載の発明のように、カーカスプライに設けられるホールの数や大きさ又は配設位置を所定の範囲に限定したときには、ユニフォミティや耐久性をさらに向上した空気入りタイヤを製造することができる。

本発明の製造方法で得られた空気入りタイヤの右半分断面図である。穿設工程後のカーカスプライの平面図である。加硫中における残留空気の排気経路を説明する斜視図である。（ａ）〜（ｃ）は、ホールの配置の他の実施形態を示すカーカスプライの右半分平面図である。（ａ）〜（ｃ）は比較例のホールの配置を示すカーカスプライの右半分平面図である。（ａ）、（ｂ）は、プライ折返し工程を説明する斜視図である。従来のホールの配置を示すカーカスプライの右半分平面図である。

以下、本発明の実施の一形態が図面に基づき説明される。
図１には、本実施形態の製造方法で得られた空気入りタイヤ１の断面図を示し、該空気入りタイヤ１は、トレッド部２からサイドウォール部３を経てビード部４のビードコア５に至るカーカス６と、該カーカス６のタイヤ半径方向外側かつトレッド部２の内部に配されるベルト層１３とを含んで構成される。

前記カーカス６は、トレッド部２からサイドウォール部３を経てビード部４のビードコア５に至る本体部６ａと、該本体部６ａに連なりかつ前記ビードコア５の周りをタイヤ軸方向内側から外側へ折り返された折返し部６ｂとを有するカーカスコード６Ｄ（図２に示す）を具えたカーカスプライ６Ａを用いて構成される。

前記カーカスコード６Ｄには、例えばスチールコード又は有機繊維コードが採用され、該カーカスコード６Ｄは、タイヤ赤道Ｃに対して例えば８０〜９０°の角度で配列される。なお、図１には、有機繊維からなるカーカスコードを有する乗用車用タイヤが示されるが、本発明は、特にプライ浮きが生じ易いスチールコードのカーカスプライを有する重荷重用タイヤに特に好適に実施できる。

前記ベルト層１３は、スチールコードをタイヤ赤道Ｃに対して例えば１５〜４５°の角度で傾斜配列した内、外２枚のベルトプライ１３Ａ、１３Ｂにより形成され、前記トレッド部２をその略全巾に亘って補強している。

前記ビード部４は、例えば、カーカスプライ６Ａの本体部６ａと折返し部６ｂとの間にビードコア５からタイヤ半径方向外方にテーパ状にのびるビードエーペックスゴム８が配置され、ビード部４の曲げ剛性が高められる。また、必要により、ビード部４には、タイヤ断面において略Ｕ字状にのびるコード補強層（図示せず）などが配されても良い。

本実施形態の空気入りタイヤ１の製造方法では、カーカスプライ６Ａに空気を逃がすための複数のホール７を穿設する穿設工程と、該ホール７が穿設されたカーカスプライ６Ａをビードコア５の廻りで折り返すプライ折返し工程とを含む。なお、他の工程については、従来の工程がそのまま採用できる。

前記穿設工程は、例えば、成形ドラムに巻き付けられる前のシート状のカーカスプライ６Ａに対して行われる。なお、穿設は、前述の特許文献１ないし４に例示される公知のホーリング装置を用い、それらの針をカーカスプライ６Ａに突き刺すことにより行うことができる。

また、穿設工程では、図２に示されるように、カーカスプライ６Ａの前記折返し部６ｂとなる第１の領域９に、複数個のホール７がタイヤ軸方向及びタイヤ周方向に小間隔で並ぶ第１のホール形成部９Ａと、ホールが形成されない第１のホール非形成部９Ｂとがタイヤ周方向に交互に設けられる。なお、図２において、理解しやすいように、ビードコア５の装着が予定されている位置が仮想線で示されている。

また、穿設工程では、カーカスプライ６Ａの本体部６ａ側の第２の領域１０にもホール７が設けられる。カーカスプライ６Ａの第２の領域１０は、プライ折返し工程が行われたときに、前記折返し部６ｂと向き合う（本実施形態ではビードエーペックスゴム８を介して向き合う）ことになる領域を意味する。そして、本実施形態では、第２の領域１０の第１のホール形成部９Ａと対向する位置に、ホール７が形成されていない第２のホール非形成部１０Ｂが設けられるとともに、第１のホール非形成部９Ｂと対向する位置には、複数個のホール７がタイヤ軸方向及びタイヤ周方向に小間隔で並ぶ第２のホール形成部１０Ａが設けられる。

そして、プライ折返し工程では、上述のようなホール７の配置を有するカーカスプライ６Ａの両端部がビードコア５の回りで折返される。

そして、プライ折返し工程の後、カーカスプライは、シェーピングされてトレッドゴムなど各種のゴムと合体されて生カバーとして成形される。しかる後、生カバーを加硫することにより前記空気入りタイヤ１が得られる。

加硫工程では、図３に示されるように、生カバーは、ブラダーＢにより、タイヤ内腔Ｓ側から押圧される。加硫初期には、ブラダーＢからの圧力により、ビードコア５の周りの残留空気がホール７を通ってタイヤ周方向の各部に分散する。そして、空気は、ゴムの接合面などの隙間を通って例えば金型に設けられたベントラインやベントホール（図示せず）等を介してタイヤ１の外部へと排気できる。なお、前記ホール７は、加硫中のゴムの流動によって最終的には消滅する。これは、カーカスプライ６Ａの強度を高く維持するのに役立つ。

また、本実施形態の空気入りタイヤの製造方法では、折返し部６ｂ側の第１のホール形成部９Ａと、本体部６ａ側の第２のホール形成部１０Ａとが実質的にビードエーペックスゴム８を介して対向することがない。このため、カーカスプライ６Ａは、従来に比してホール７の数を、例えば略１／２まで減じることが可能になる。これにより、穿設工程時のカーカスコード６Ｄの損傷ないしコード配列乱れを大幅に低減させ、ユニフォミティや耐久性に優れた空気入りタイヤを製造することができる。

また、第１のホール形成部９Ａと、第２のホール形成部１０Ａとは、タイヤ周方向に互い違いに千鳥状に形成されるため、本体部６ａ又は折返し部６ｂのいずれか一方に、常にホール形成部を存在させてタイヤ周方向に実質的に連続した空気の抜ける通り道が確保される。このため、少ないホール数で効率良くかつ排気通路を確保でき、大きな空気溜りを無くし又は周方向に分散させて加硫不良や皺の発生を抑制することができる。

前記ホール７の直径Ｄは、特に限定されるものではないが、大きすぎると、カーカスコード６Ｄの損傷やカーカスコード６Ｄの配列乱れを生じさせるおそれがある他、加硫成形によってもホールが消滅し得ず、カーカスプライ６Ａの耐久性を低下させるおそれがある。逆に、前記ホール７の直径Ｄが小さすぎると、空気を外部に排気又はタイヤ周方向に分散させる作用が十分に得られないおそれがある。このような観点より、ホール７の直径Ｄは好ましくは０．５mm以上、より好ましくは０．７mm以上が望ましく、また好ましくは１．５mm以下、より好ましくは１．３mm以下が望ましい。なお、ホール７の開口形状は必ずしも円形に限定されるものではなく、楕円状、矩形状、またこれら以外の多角形状であっても良い。これらの場合のホール７の直径Ｄは、開口面積と同一の面積を有する円に見立てて計算されるものする。

また、各第１及び第２のホール形成部９Ａ、１０Ａにおいて、隣り合うホール７、７間の最大距離Ｌが大きすぎると、空気が移動する距離が長くなり、空気を外部に排気させづらい傾向にある。逆に前記最大距離Ｌが小さすぎると、カーカスコード６Ｄの損傷やその配列に乱れが生じるおそれがある。このような観点より、各ホール形成部９Ａ、１０Ａにおいて、隣り合うホール７、７間の最大距離Ｌは、好ましくは１５mm以上、より好ましくは２５mm以上が望ましく、また好ましくは５０mm以下、より好ましくは３５mm以下が望ましい。

本実施形態の各ホール形成部９Ａ、１０Ａは、ホール７がタイヤ周方向及びカーカスプライの幅方向に等ピッチでグリッド状に配置され、全体として略矩形状の領域に密集して配置されている。これにより、バランス良くビードコア５の付近の残留空気を排出させるのに役立つ。

また、プライ浮きにより、ビードコア５の周りに比較的大きな空気溜まりが生じやすいので、例えば図２において、カーカスプライ６Ａの幅方向のホール７のピッチＰ１を、ビードコア５に近づくほど小さくなるように変化させることも好ましく実施できる。

さらに、プライ折返し工程では、折返し部６ｂの外端側ほど、タイヤ周方向に引き延ばされ、ホール７のタイヤ周方向の間隔が大きくなる傾向がある。このため、例えば図２において、カーカスプライ６Ａの第１の領域９において、周方向のホール７のピッチＰ２を、予め折返し部６ｂの外端６ｂｅに近いものほど小さくなるように変化させることも好ましく実施できる。

また、前記ホール７は、前記ビードエーペックスゴム８のタイヤ半径方向の外端８ｅ（図１に示す）よりもタイヤ半径方向内側に設けられることが望ましい。これにより、プライ浮きが特に生じやすい領域に確実にホール７を設けることができる。

また、カーカスプライ６Ａの本体部６ａに穿設される前記ホール７のタイヤ半径方向の配設位置は、特に限定されるものではないが、ビードエーペックスゴム８のタイヤ半径方向の外端８ｅからベルト層１３のタイヤ軸方向外端１３ｅの高さ付近に至る範囲には、ホール７が設けられることは好ましくない。換言すれば、ベルト層１３のタイヤ軸方向外端間１３ｅ、１３ｅに亘り前記ホール７を形成することもできる。

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得る。例えば、図４（ａ）に示されるように、第１ないし第２のホール形成部９Ａ、１０Ａをそれぞれ三角形状の領域内に密集配置させても良い。また、同図（ｂ）及び（ｃ）に示されるように、第１ないし第２のホール形成部９Ａ、１０Ａは、台形状又は楕円形状の領域内に密集配置させても良い。

スチールコードを具えたカーカスプライを準備し、該カーカスプライにホーリング装置で多数のホールを穿設した。このカーカスプライを、フォーマーに供給し、インナーライナー、サイドウォールゴム、ベルトプライ、トレッドゴム等を貼り合わせて生カバーを成形した。そして、各生カバーイヤを金型で加硫成形し、重荷重用ラジアルタイヤを製造した。タイヤサイズは、１１Ｒ２２．５である。

実施例のホール形成部及びホール非形成部は、図２に示すようにそれぞれ矩形状とし、ホール形成部及びホール非形成部のカーカスプライの幅方向の一辺の長さＳｃを９０mm、ホール形成部のタイヤ周方向の一辺の長さＳａを９０mm及びホール非形成部のタイヤ周方向の一辺の長さＳｂを１１０mmで共通とした。また、比較例については、図５に示す態様とし、（ａ）乃至（ｃ）の第１のホール形成部のカーカスプライの幅方向の一辺の長さＳｄを９０mmとし、同図（ｂ）の第２のホール形成部のカーカスプライの幅方向の一辺の長さＳｅを９０mmとする。また、ホール形成部に設けられるホールの数は、図２及び図５に表される数に限定されるものではなく、表１の仕様の通りのピッチで配設される。これらのタイヤについてテストが行われた。テストの方法は、次の通りである。

＜空気の残留による加硫不良率＞
２００本のタイヤのビード部を目視で観察し、空気の残留によるふくれが見られる不良タイヤの比率を算出した。比較例１の値を１００とする指数で評価した。数値が小さいほど良好である。

＜生産コスト＞
タイヤ１本当たりの生産コストを算出し、比較例１の値を１００とする指数で表示している。指数は小さいほど経済的あることを示す。

＜タイヤのユニフォミティ＞
各テストタイヤについて、ＪＡＳＯＣ６０７：２０００のユニフォミティ試験条件に準拠して、ＲＦＶが下記の条件で測定された。評価は、各ＲＦＶを比較例１の値を１００とする指数で評価した。数値が小さいほど良好である。
リム：２２．５×７．５インチ
内圧：２００ｋＰａ
荷重：２３．５ｋＮ
速度：１０ｋｍ／ｈ
テストの結果を表１に示す。

テストの結果、実施例のものは、比較例に比べて不良数が少なくかつユニフォミティも優れていることが確認できた。

１空気入りタイヤ
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カーカスプライ
６ａ本体部
６ｂ折返し部
６ｃカーカス
７ホール
９第１の領域
９Ａ第１のホール形成部
９Ｂ第１のホール非形成部
１０第２の領域
１０Ａ第２のホール形成部
１０Ｂ第２のホール非形成部

Claims

トレッド部からサイドウォール部を経てビード部のビードコアに至る本体部と、該本体部に連なりかつ前記ビードコアの周りをタイヤ軸方向内側から外側へ折り返された折返し部とを有するカーカスプライを含むカーカスを具えた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に空気を逃がすための複数のホールを穿設する穿設工程と、
前記ホールが穿設されたカーカスプライを前記ビードコアの廻りで折り返すプライ折返し工程とを含み、
前記穿設工程は、前記カーカスプライの前記折返し部となる第１の領域に、複数個のホールがタイヤ軸方向及びタイヤ周方向に小間隔で並ぶ第１のホール形成部と、ホールが形成されない第１のホール非形成部とがタイヤ周方向に交互に設けられるとともに、
前記折返し部と向き合うカーカスプライの前記本体部側の第２の領域には、第１の領域の折返し時に、前記第１のホール形成部と対向する位置に第２のホール非形成部が設けられるとともに前記第１のホール非形成部と対向する位置に第２のホール形成部が設けられることを特徴とする空気入りタイヤの製造方法。
前記ビード部には、ビードコアから半径方向外側に向かってのびる断面三角形状のビードエーペックスが配されるとともに、
前記ホールは、前記ビードエーペックスゴムのタイヤ半径方向の外端よりも内側に設けられる請求項１記載の空気入りタイヤの製造方法。
前記ホールは、直径が０．５〜１．５mmである請求項１又は２記載の空気入りタイヤの製造方法。
前記ホール形成部は、隣り合うホール間の距離が、１５〜５０mmである請求項１乃至３の何れかに記載の空気入りタイヤの製造方法。
前記カーカスプライの幅方向のホールのピッチＰ１は、前記ビードコアに近づくほど小さくなる請求項１乃至４の何れかに記載の空気入りタイヤの製造方法。
前記カーカスプライの周方向のホールのピッチＰ２は、前記折返し部の外端に近いものほど小さくなる請求項１乃至５の何れかに記載の空気入りタイヤの製造方法。
前記第１のホール形成部のホールの配設数は、前記第２のホール形成部のホールの配設数と同じである請求項１乃至４の何れかに記載の空気入りタイヤの製造方法。