JP5226970B2 - 空気入りタイヤ及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、成形不良を防止できかつユニフォミティに優れた空気入りタイヤ及びその製造方法に関する。

従来、例えば図１０に示されるように、円筒状の被巻付体ｃに、リボン状の未加硫のゴムストリップＳを螺旋状に巻き重ねることにより形成されたストリップ積層体ｂをタイヤのトレッドゴムｆとして用いることが提案されている（下記特許文献１参照。）。

このようなストリップ積層体ｂからなるトレッドゴムｆは、ゴムストリップＳの巻き付けピッチなどを変えることにより、所望の断面形状を容易に得ることができる。従って、従来のような押出機による一体押出品に比べて、各断面形状に応じた多種類の押出用の口金の準備や交換等が不要になる。また、このようなストリップ積層体ｂは、例えばベルト層の外側に直接形成されることにより、トレッドゴムｆの中間在庫を無くし、タイヤの生産効率を一層高めるという利点をもたらす。

特許第３５６６９１５号公報

ところで、ゴムストリップＳの巻付け回数を少なくすることにより、短時間でストリップ積層体ｂを形成し、ひいては空気入りタイヤの生産性を向上させるためには、ゴムストリップＳの厚さをある程度大きくする必要がある。

しかしながら、図１１（ａ）及び（ｂ）に示されるように、そのようなゴムストリップＳを用いた場合、該ゴムストリップＳの巻付け開始側の端縁ｅ１及び巻付け終了側の端縁ｅ２では、それぞれ比較的大きな段差が形成される傾向がある。このような段差は、タイヤのユニフォミティを悪化させる他、特に巻付け終了側の端縁ｅ２は、タイヤ外表面に傷のような模様として残存する場合があった。

また、巻付け開始側の端縁ｅ１では、前記段差部分に空気溜まりｉが残存しやすいという欠点もあった。このような空気溜まりｉは、ベアやデントといった成形不良をもたらす傾向がある。

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、請求項１乃至４に係る発明では、加硫工程に、ゴムストリップの巻付け終了側の端縁の少なくとも６０％をタイヤ加硫金型のトレッド溝成形用の突起で押圧する段階を含ませることを基本として、巻付け終了側の端縁での段差を押し潰して平滑化でき、ひいてはユニフォミティを向上しつつタイヤ外表面での傷の残存を抑制しうる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。

また請求項４記載の発明では、トレッドゴムに設けられたトレッド溝の溝表面に、ゴムストリップの巻付け終了側の端縁の少なくとも６０％を位置させることを基本として、ゴムストリップの巻付け終了側の端縁での段差を押し潰して平滑化でき、ひいてはユニフォミティを向上しつつタイヤ外表面での傷の残存を抑制しうる空気入りタイヤ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、リボン状の未加硫のゴムストリップをタイヤ周方向に螺旋状に巻き付けることにより形成されたトレッドゴムを用いて生タイヤを成形する工程と、前記トレッドゴムにトレッド溝を凹設するためのトレッド溝成形用の幅が３mm以上の突起を具えたタイヤ加硫金型を用いて前記生タイヤを加硫する加硫工程とを含むとともに、前記加硫工程は、前記ゴムストリップの巻付け終了側の端縁の少なくとも６０％を前記タイヤ加硫金型の前記突起で押圧する工程を含むことを特徴とする。

また請求項２記載の発明は、前記加硫工程は、前記ゴムストリップの巻付け開始側の端縁の半径方向外側に前記タイヤ加硫金型の前記突起の少なくとも一部が位置した状態で行われる請求項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、前記突起は、タイヤ周方向にのびる縦溝成形用突起と、前記縦溝成形用突起と交わる向きにのびる横溝成形用突起とを含む請求項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、リボン状の未加硫のゴムストリップをタイヤ周方向に螺旋状に巻き付けることにより形成されたストリップ積層体を用いてトレッドゴムが形成され、かつ加硫工程において、前記トレッドゴムにタイヤ加硫金型のトレッド溝成形用の幅が３mm以上の突起を押圧することによりトレッド溝が凹設された空気入りタイヤであって、 前記トレッド溝の溝表面に、前記ゴムストリップの巻付け終了側の端縁の少なくとも６０％が含まれることを特徴とする。

本発明の空気入りタイヤの製造方法では、加硫工程において、ゴムストリップの巻付け終了側の端縁の少なくとも５０％をタイヤ加硫金型のトレッド溝成形用の突起で押圧する段階を含む。これにより、巻付け終了側の端縁での段差を押し潰して平滑化でき、ひいてはユニフォミティを向上しうる。また、前記端縁がタイヤ外表面に傷として残存するのを抑制しうる。

本発明の空気入りタイヤでは、トレッド溝の溝底に、ゴムストリップの巻付け終了側の端縁の少なくとも５０％が位置する。これにより、ゴムストリップの巻付け終了側の端縁での段差が押し潰されて平滑化され、ひいてはユニフォミティが向上する。また、前記端縁がタイヤ外表面で傷として残存するのを抑制しうる。

以下、本発明の実施の一形態を図面に基づき説明する。
図１には本実施形態の製造方法により製造された空気入りタイヤの断面図、図２にはそのトレッド部の平面図がそれぞれ示される。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に至るトロイド状のカーカス６と、該カーカス６の半径方向外側に配されるベルト層７とを含む。

前記カーカス６は、カーカスコードがタイヤ赤道Ｃに対して例えば７０〜９０°の角度で傾けて配列された少なくとも１枚のカーカスプライ６Ａから形成される。該カーカスプライ６Ａは、例えばトレッド部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に至る本体部６ａと、該本体部６ａに連なりかつビードコア５の周りでタイヤ軸方向内側から外側に折り返された折返し部６ｂとを具える。また、前記ベルト層７は、例えばスチールからなるベルトコードをタイヤ赤道Ｃに対して例えば１０〜３５°の角度で配列した本実施形態では２枚のベルトプライ７Ａ及び７Ｂから形成される。

また、前記空気入りタイヤ１は、ベルト層７の外側に配されたトレッドゴムＧ１と、サイドウォール部３においてカーカス６のタイヤ軸方向外側に配されたサイドウォールゴムＧ２と、カーカス６の内側に配された空気非透過性のゴムからなるインナーライナーゴムＧ３と、ビード部４においてカーカス６のタイヤ軸方向外側に配され図示しないリムと接触しうる耐摩耗性に優れるクリンチゴムＧ４と、ビードコア５からタイヤ半径方向外側に先細状でのびる硬質のビードエーペックスＧ５を主要なゴム部材として含む。

前記トレッドゴムＧ１には、図２に示されるように、排水用のトレッド溝１０が設けられる。該トレッド溝１０は、例えば、タイヤ周方向にのびる複数本の縦溝８と、前記縦溝８と交わる向きにのびる横溝９とを含んで構成される。

前記縦溝８は、例えばタイヤ赤道Ｃ上をのびる中央縦溝８ａと、該中央縦溝８ａの両側に設けられた例えば一対の外側縦溝８ｂとを含む。また、前記横溝９は、中央縦溝８ａと外側縦溝８ｂとの間をのびる中央横溝９ａと、外側縦溝８ｂとトレッド接地端Ｅとの間をのびる外側横溝９ｂとを含む。これにより、トレッド部２には、多数のブロックが区分されたブロックパターンが形成される。

本実施形態の縦溝８及び横溝９は、いずれも直線状でのびるものとして形成されるが、ジグサグ状や波状など種々の曲線であっても良い。また、トレッドパターンは、例示のブロックパターンに限定されるものではなく、例えばリブパターンやラグパターン、さらにはこれらを組み合わせたリブ・ラグパターンなど種々の態様に変更できる。

次に、このような空気入りタイヤ１の製造方法について述べる。
図３〜図５に示されるように、リボン状かつ未加硫のゴムストリップＳを略円筒状の被巻付体Ｕに螺旋状に巻き重ねることにより形成されたストリップ積層体ＲからなるトレッドゴムＧ１を用いて生タイヤ１Ｍを成形する工程が行われる。

前記被巻付体Ｕは、略円筒状のものであれば特に限定されるものではない。このような被巻付体Ｕとしては、例えば成形ドラムが挙げられるが、好ましくは生タイヤの一部、例えばベルト層７やバンド層（図示せず）であっても良い。即ち、ベルト層７等の外側面にゴムストリップＳを直接巻き付けることによりトレッドゴムＧ１を形成できる。これは、トレッドゴムの中間在庫を省略しうる点で特に好ましい。

図３に示されるように、未加硫のゴムストリップＳは、実質的に一定の幅Ｗ及び厚さｔを有するリボン状をなし、例えば押出機とカレンダー装置とを経て被巻付体Ｕに連続的に供給される。なお、本明細書において「未加硫」とは、完全な加硫に至っていない全ての態様を意味する。従って、半加硫ないし一部が加硫されたゴム部材は、前記「未加硫」の概念に包含される。

ゴムストリップＳの厚さｔや幅Ｗは特に限定されないが、これらが小さすぎるとトレッドゴムＧ１を作るためのゴムストリップＳの巻き付け回数が増加して生産性が悪化する他、巻付け時に破断しやすくなり好ましくない。このような観点より、ゴムストリップＳの前記厚さｔは、好ましくは０．８mm以上、より好ましくは１．０mm以上が望ましい。同様に、ゴムストリップＳの幅Ｗは、好ましくは５mm以上、より好ましくは１０mm以上が望ましい。

他方、ゴムストリップＳの厚さｔ又は幅Ｗが過度に大きくなると、被巻付体Ｕへの巻き付け作業性が悪化したり、また正確に所望の断面形状を得るのが難しくなる傾向がある。このような観点より、ゴムストリップＳの前記厚さｔは、好ましくは３．０mm以下、より好ましくは２．５mm以下が望ましい。同様に、ゴムストリップＳの幅Ｗは、好ましくは４０mm以下、より好ましくは３０mm以下が望ましい。

図４に示されるように、本実施形態のトレッドゴムＧ１は、２本のゴムストリップＳを用いて成形される。即ち、ゴムストリップＳは、タイヤ軸方向の一端側Ａに巻付け開始側の端縁ｅ１を有する第１のゴムストリップＳａと、タイヤ軸方向の他端側Ｂに巻付け開始側の端縁ｅ１を有する第２のゴムストリップＳｂとを含む。図４では、理解しやすいように、各ゴムストリップＳａ及びＳｂの色を異ならせて表示しているが、本実施形態ではこれらのゴム配合は実質的に同一である。

第１のゴムストリップＳａは、前記一端側Ａから他端側Ｂに向かってその側縁を互いに重ねながら螺旋状に巻き付けられる。そして、該第１のゴムストリップＳａは、トレッドゴムＧ１の幅のほぼ中心にその巻付け終了側の端縁ｅ２が設けられる（図４においては示されない）。従って、第１のゴムストリップＳａは、トレッドゴムＧ１の略半分の領域を形成している。

第２のゴムストリップＳｂは、前記他端側Ｂから一端側Ａに向かってその側縁を互いに重ねながら螺旋状に巻き付けられる。また、第２のゴムストリップＳｂも、トレッドゴムＧ１の幅のほぼ中心にその巻付け終了側の端縁ｅ２が設けられる。これにより、第２のゴムストリップＳｂもトレッドゴムＧ１の略半分を形成している。

本実施形態において、第２のゴムストリップＳｂの巻付け終了側の端縁ｅ２は、第１のゴムストリップＳａの巻付け終了側の端縁ｅ２と周方向にずらせた位置、好ましくは１８０度ずらせた位置に設けられる。そして、第１のゴムストリップＳａ及び第２のゴムストリップＳｂの各巻付け終了側の端縁ｅ２は、図７（ａ）に示されるように、いずれもトレッドゴムＧ１の外面に露出した状態で設けられている。

第１のゴムストリップＳａ及び第２のゴムストリップＳｂは、それぞれ被巻付体Ｕに同時に巻き付けられるのが望ましい。これによって生産性が向上する。この際、ゴムストリップが被巻付体Ｕに巻付く位置をタイヤ周方向にずらせることにより、両ゴムストリップＳａ及びＳｂを互いに干渉させることなく巻付けできる。

生タイヤ１Ｍは、図５に示されるように、前記ビードコア５、該ビードコア５、５間に架け渡されかつ両端部がビードコア５の周りで折り返された前記カーカスプライ６Ａ、前記ベルト層７、前記ビードゴムＧ４、前記インナーライナーゴムＧ３、サイドウォールゴムＧ２及び前記トレッドゴムＧ１を含んでトロイド状に形成される。このような生タイヤ１Ｍは、図示しない成形ドラムを用いて慣例に従い成形される。

次に、図６に示されるように、前記生タイヤ１Ｍをタイヤ加硫金型１２を用いて加硫する加硫工程が行われる。

前記タイヤ加硫金型１２は、例えば生タイヤ１Ｍの一方のサイドウォール領域の外面を成形しうる下型１２ａと、該下型１２ａと接離可能に配されかつ生タイヤ１Ｍの他方のサイドウォール領域の外面を成形しうる上型１２ｂと、半径方向内外に移動できかつ生タイヤ１Ｍのトレッド領域を成形しうるトレッド成形型１２ｃと、生タイヤ１Ｍのビード部を保持しうる一対のビードリング１２ｄとを含んで構成される。

該タイヤ加硫金型１２は、下型１２ａ、上型１２ｂ、トレッド成形型１２ｃ及びビードリング１２ｄを嵌め合わせることにより、内部に生タイヤ１Ｍの外面を成形しうる成形面１３で囲まれたキャビティ１６が形成される。また、慣例に従い、このキャビティ１６に投入された生タイヤ１Ｍの内腔面には、例えば上型１２ｂ側に設けられたブラダー１８が配される。そして、該ブラダー１８を、その内部に高圧流体を供給して膨張させることにより、生タイヤ１Ｍの外側面をタイヤ加硫金型１２の成形面１３に押し付けることができる。

前記トレッド成形型１２ｃには、加硫時にトレッド溝１０を凹設するためのトレッド成形用の突起１４が設けられている。前記突起１４は、図１に示された縦溝８及び横溝９の三次元形状を反転させた突起形状を有し、タイヤ周方向にのびることにより前記縦溝８を成形しうる縦溝成形用突起１４ａと、この縦溝成形用突起１４ａと交わる向きにのびることにより前記横溝９を成形しうる横溝成形用突起１４ｂとを含んでいる。

図７（ａ）には、図５に示した生タイヤ１ＭのＹ−Ｙ断面図が示される。図７（ａ）から明らかなように、生タイヤ１Ｍの状態では、トレッドゴムＧ１の外面に、ゴムストリップＳの巻付け終了側の端縁ｅ２によって段差が形成される。しかし、本発明の空気入りタイヤの製造方法では、生タイヤ１Ｍを加硫成形する加硫工程において、ゴムストリップＳの巻付け終了側の端縁ｅ２の少なくとも６０％を、タイヤ加硫金型１２の前記トレッド溝成形用の突起１４で押圧する工程を含む。なお、ゴムストリップＳの端縁ｅ１、ｅ２は、ゴムストリップＳの端縁で幅方向にのびる縁を意味する。

図７（ｂ）には、加硫初期の図６のＸ−Ｘ断面図を示すが、前記ゴムストリップＳの巻付け終了側の端縁ｅ２は、縦溝成形用突起１４ａの内方に位置合わせされかつこれによって押圧される。トレッド溝成形用の突起１４の内側にあるゴムは、他の部分に比べてより強く押圧されるので、加硫初期において、ゴムストリップの端縁ｅ２が形成している段差が十分に押し潰され、ひいてはその付近を含めてトレッドゴムＧ１の表面が平坦化される。これは、仕上がりタイヤのユニフォミティを向上させるのみならず、仕上がりタイヤの表面に、ゴムストリップの端縁ｅ２が肉眼で観察されるような傷として残存するのを効果的に防止しうる。

ここで、ゴムストリップＳの前記端縁ｅ２の少なくとも６０％がトレッド溝成形用の突起１４に押圧されていれば良く、より好ましくは６０％以上が前記突起１４で押圧されることが望ましい。これによって、図２に示したように、トレッド溝１０（縦溝８）の溝表面、より好ましくは溝底内に、ゴムストリップＳの巻付け終了側の端縁ｅ２の少なくとも５０％を位置させた空気入りタイヤが得られる。ここで、溝表面とは、接地面から凹んでいるトレッド溝の全ての溝表面を含むものとする。また、ゴムストリップＳの巻付け態様や端縁ｅ２の位置などは、トレッドゴムを切断した断面から確認することができるのは言うまでもない。

また、ゴムストリップＳの端縁ｅ２を効果的に押圧するために、前記トレッド溝成形用の突起１４の幅が３mm以上である。言い換えると、ゴムストリップＳの端縁ｅ２が設けられたトレッド溝８の溝幅ＧＷは、３mm以上である。

また、本実施形態では、前記加硫工程において、図８に示されるように、ゴムストリップＳの巻付け開始側の端縁ｅ１の半径方向外側にタイヤ加硫金型の前記突起１４の少なくとも一部が位置した状態で行われる。つまり、ゴムストリップの前記端縁ｅ１を半径方向外側に投影したときに、該投影された端縁の少なくとも一部が前記トレッド溝成形用の突起１４と交わる。これにより、図２に示したように、例えば外側縦溝９ｂの内方に、第１及び第２のゴムストリップＳａ、Ｓｂの巻付け開始側の端縁ｅ１を位置させることができる。このような空気入りタイヤ１は、加硫工程において、前記同様、ゴムストリップの端縁ｅ１の部分がより強く圧縮されるため、その付近になる空気も押し出され、金型１２に設けられているベントホール（図示省略）から金型外部へと排出させ得る。従って、空気残りによって生じるベアやデントといった成形不良をも効果的に抑制しうる点で好ましい。

なお、トレッドゴムＧ１において、巻付け開始側の端縁ｅ１の位置は、通常、外部から見えない。しかし、トレッドゴムＧ１を形成する際に、予め巻付け開始時の位置を記憶しておき、巻付け完了後、トレッドゴムＧ１の表面にその位置に目印等を付けることにより容易に確認できる。

また、上記実施形態では、ゴムストリップの端縁ｅ１及び／又はｅ２は、いずれも横溝成形用突起１４ｂによって押圧されても良い。この場合、図９に示されるように、タイヤの横溝９の溝表面内に、前記ゴムストリップＳの端縁ｅ１及び／又はｅ２の少なくとも５０％、より好ましくは１００％が位置するように加硫されるのが望ましい。この際、ゴムストリップＳの端縁ｅ１又はｅ２を、横溝９のと同じ方向に傾く斜辺とすることにより、比較的小さな溝幅であって効率良く端縁ｅ１又はｅ２を溝底に配することができるので、生産性に優れる。

以上本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上記の具体的な実施形態に限定されるものではなく種々の態様に変形して実施できる。

表１の仕様にてサイズ２１５／４５ＺＲ１７の乗用車用空気入りタイヤがそれぞれ１００本製造された。表に記載の部分以外は、いずれも同一とした。そして、各タイヤの加硫成形後のトレッドゴムの仕上がり状態及びユニフォミティがテストされた。
テスト方法は次の通りである。

＜加硫後の仕上がり状態＞
加硫成形後のトレッドゴム表面を肉眼で観察し、ゴムストリップの巻付け終了側の端縁が原因である傷が生じているタイヤの本数を調べ、その発生率をパーセンテージで示した。数値が小さいほど良好である。

＜ユニフォミティ＞
各テストタイヤについて、ＪＡＳＯ Ｃ６０７：２０００のユニフォミティ試験条件に準拠して、回転時のタイヤ半径方向の力の変動成分であるラジアルフォースバリエーション（ＲＦＶ）が測定された。ＲＦＶについては、低速回転時（１０ｋｍ／ｈ）のオーバーオールである。数値が小さいほどユニフォミティに優れていることを示す。
テストの結果を表１に示す。

テストの結果より、実施例のタイヤは、比較例に比べて加硫後の仕上がり状態及びユニフォミティの双方において優れるという有意な効果が確認できた。

本発明により製造された空気入りタイヤの断面図である。 そのトレッド部の平面図である。 ゴムストリップの斜視図である。 ストリップ積層体からなるトレッドゴムの断面図である。 生タイヤの断面図である。 加硫工程を説明するタイヤ加硫金型の断面図である。 （ａ）は図５の生タイヤのＹ−Ｙ断面図、（ｂ）は図６のＸ−Ｘ断面図である。 （ａ）はトレッド部のゴムストリップの端縁ｅ１での断面図、（ｂ）はその加硫中の断面図である。 本発明の他の実施形態を説明する平面図である。 従来のストリップ積層体からなるトレッドゴムの断面図である。 （ａ）、（ｂ）はそれぞれゴムストリップの巻付け開始側及び巻付け終了側の断面図である。

符号の説明

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
１２ タイヤ加硫金型
１４ トレッド溝成形用の突起
１４ａ 縦溝成形用突起
１４ｂ 横溝成形用突起
Ｓ ゴムストリップ
Ｇ１ トレッドゴム
ｅ１ ゴムストリップの巻付け開始側の端縁
ｅ２ ゴムストリップの巻付け終了側の端縁
Ｒ ストリップ積層体
Ｕ 被巻付体

Claims (4)

1. リボン状の未加硫のゴムストリップをタイヤ周方向に螺旋状に巻き付けることにより形成されたトレッドゴムを用いて生タイヤを成形する工程と、
   前記トレッドゴムにトレッド溝を凹設するためのトレッド溝成形用の幅が３mm以上の突起を具えたタイヤ加硫金型を用いて前記生タイヤを加硫する加硫工程とを含むとともに、
   前記加硫工程は、前記ゴムストリップの巻付け終了側の端縁の少なくとも６０％を前記タイヤ加硫金型の前記突起で押圧する工程を含むことを特徴とする空気入りタイヤの製造方法。
   
2. 前記加硫工程は、前記ゴムストリップの巻付け開始側の端縁の半径方向外側に前記タイヤ加硫金型の前記突起の少なくとも一部が位置した状態で行われる請求項１記載の空気入りタイヤの製造方法。
3. 前記突起は、タイヤ周方向にのびる縦溝成形用突起と、前記縦溝成形用突起と交わる向きにのびる横溝成形用突起とを含む請求項１又は２記載の空気入りタイヤの製造方法。
4. リボン状の未加硫のゴムストリップをタイヤ周方向に螺旋状に巻き付けることにより形成されたストリップ積層体を用いてトレッドゴムが形成され、かつ
   加硫工程において、前記トレッドゴムにタイヤ加硫金型のトレッド溝成形用の幅が３mm以上の突起を押圧することによりトレッド溝が凹設された空気入りタイヤであって、
   前記トレッド溝の溝表面に、前記ゴムストリップの巻付け終了側の端縁の少なくとも６０％が含まれることを特徴とする空気入りタイヤ。
   

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