JP5557945B1 - タイヤ製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】路面との接地部となるトップゴム4を加硫成型する工程と、トップゴム4が貼付されるベースゴム18を外周部に備える台タイヤ2を加硫成型する工程と、上記トップゴム4及び台タイヤ2を一体にしてタイヤ1を成形する工程とを有するタイヤ製造方法であって、ベースゴム18の損失正接tanδをトップゴム4の損失正接tanδより小さく、かつ、ベースゴム18の100%Modをトップゴム4の100%Modの85%から60%の範囲に設定し、ベースゴム18の厚さH2をタイヤ1におけるトレッド部総厚さH1の10%から30%の範囲で設定した。
【選択図】図1
Description
しかしながら、上記のように、トップゴムの取扱いを考えて溝底の厚さを設定した場合、トップゴムの厚さにベースゴムの厚さを加えたトレッド部総厚さが、従来のタイヤ製造方法で製造されたトレッド部における厚さよりも厚くなるため、トレッド部に大きな走行ひずみが発生して発熱量が大きくなり、転がり抵抗性能を低下させ、偏摩耗を生じさせてしまう問題があった。
また、本発明に係るタイヤ製造方法の他の形態として、ベースゴムの100%Modを1.6MPa以上に設定したので、転がり抵抗性を向上させることができる。ベースゴムの100%Modが1.6MPa未満の場合、ベースゴムの硬さが柔らか過ぎるために、トップゴムに横揺れが発生しやすくなり転がり抵抗性能が低下してしまう。このためベースゴムの100%Modを1.6MPa以上に設定すると良い。
また、本発明に係るタイヤ製造方法の他の形態として、ベースゴムに、100%Modがトップゴムの100%Modの80%〜75%のゴムを用いたので、走行ひずみをバランスよく吸収して発熱が低減され、転がり抵抗性能をより向上させることができる。
また、本発明に係るタイヤ製造方法の他の形態として、ベースゴムの外周上にトップゴムを貼付するための接着ゴムを設ける工程を有し、上記接着ゴムに、100%Modが上記トップゴムの100%Modの85%から60%のゴムを用いたので、走行ひずみを分散しやすくして転がり抵抗性能の増加を抑制することができる。
ビードコア11は、ビードコードと呼ばれるスチールコードを束ねてリング状に形成された部材であって、台タイヤの左右内径部にそれぞれ設けられている。カーカス12は、一対のビードコア11に巻きつけられ、補強コードが台タイヤの半径方向(ラジアル方向)に配向されてトロイダル状をなしている。ベルト層13は、複数のベルトを積層して形成される。ベルト層13を構成する各ベルトは、補強コードの延長方向が台タイヤの円周方向に対して傾斜するように配向され、隣接して重なるベルトの補強コードが互いに交錯するように積層して形成される。
サイドゴム17は、カーカス12の外側側面を覆うように設けられ、台タイヤ2における側面部を形成する。
なお、トップゴム4及びベースゴム18のゴムの損失正接tanδは、貯蔵弾性率E′を用いて算出されるが、このトップゴム4及びベースゴム18の貯蔵弾性率E′及び損失正接tanδは、周波数52Hz、初期歪率2%、動歪率2%で、25℃において測定された値に基づくものである。
なお、ベースゴム18の厚さH2は、ベルト層13の外周面13aに沿う曲線の法線方向にベースゴム18の外周面である台タイヤ表面1aまでの距離で定義される。また、トレッド部総厚さH1は、ベルト層13の外周面に沿う曲線の法線方向にトップゴム4の表面4aまでの距離で定義される。
タイヤ1は、トップゴム成型工程と、台タイヤ成型工程と、接着ゴム層形成工程と、トップゴム貼付工程と、加硫工程とを経て製造される。
○トップゴム成型工程
トップゴム成型工程では、例えば、所定厚さ及び所定長さで帯状に成形された未加硫のトップゴム部材にトレッドパターンを成型する成型面を有する金型と、貼付面4bを成型する成型面を有する金型とで挟み込み所定温度で加硫することでトップゴム4が加硫成型される。このトップゴム4は、トレッドパターンの溝底4Aから貼付面4bまでの厚さH5が2mm以上、又は、2mm以上4mm以下の範囲で成型される。
○台タイヤ成型工程
台タイヤ成型工程では、まず、円筒状の成形ドラムにインナーライナー16となる未加硫のシート状のインナーライナーゴム部材を円周方向に沿って巻き回し、当該インナーライナーゴム部材の外周にカーカス12となる未加硫のシート状のカーカス部材を巻き回して配設する。次に、ビードコア11とビードフィラー15とが一体にされた部材をそれぞれ成形ドラムの両端側からカーカス部材の外周上の両端側に嵌装し、ビードコア部材及びビードフィラーゴム部材をカーカス部材の端部側を折り返して巻き上げ、ビード領域を形成する。次に、成形ドラムに内蔵される膨出手段を動作させて、上記積層された部材群の幅方向中央を膨出させてトロイダル状に成形し、カーカス部材の台タイヤ幅方向の両端部にベルトアンダークッションゴム部材を巻き回し、さらに、左右のビード領域から台タイヤ2のサイド領域となる位置に相当する両領域に回転中心側サイドゴム部材を巻き回す。そして、最も膨出したカーカス部材中央の外周に、帯状に成形された未加硫のベルトを複数積層するように巻き回してベルト層13を形成する。次に、ベルト層13よりも外側にサイドゴム部材をそれぞれ巻き回す。次に、ベルト層13の外周と、左右の両サイドゴム部材の端部上にベースゴム18となるベースゴム部材を巻き回して積層することで、グリーン台タイヤが成形される。このグリーン台タイヤをモールドに投入して加硫成型することで台タイヤ2となる。このモールドは、台タイヤ2の外周部を形成するベースゴム18を直線、あるいは径方向外側又は内側に向かって凸状の円弧状曲線に成型する成型面を備えている。
○接着ゴム層形成工程
台タイヤ成型工程で加硫成型された台タイヤ2のベースゴム18の外周であるトップゴム貼付面2a上に、所定厚さ、例えば、厚さH3が1mmのシート状に成形された未加硫のクッションゴムをタイヤ1周分巻きまわすことで接着用ゴム3が配設される。
○トップゴム貼付工程
接着用ゴム3が配設された台タイヤ2のトップゴム貼付面2aにトップゴム成型工程で加硫成型されたトップゴム4をタイヤ1周分巻き付けて台タイヤ2にトップゴム4が貼付される。
○加硫工程
トップゴム貼付工程でトップゴム4が貼付された状態の台タイヤ2の外側表面を包皮体で覆った後に、加硫缶と呼ばれる加硫装置内に投入し、包皮体と台タイヤの外側表面との間の空気圧を調整しながら、所定温度で接着用ゴム3を加熱することにより台タイヤ2とトップゴム4とが一体となってタイヤ1が製造される。
図2は、本発明に係る製造方法により製造されたタイヤ(実施例1乃至実施例13)と、従来のタイヤ製造方法により製造されたタイヤ(従来例)及び本発明に係るタイヤ製造方法により比較例として製造されたタイヤ(比較例1乃至比較例7)の性能をまとめた表である。図2の表に示す項目(1)のタイヤ形成において、Aは未加硫の台タイヤのベースゴム上に未加硫のトップゴムを設けてモールドにより一体に成型した従来のタイヤ製造方法で製造されたタイヤであり、Bはトップゴム4と台タイヤ2とを個別に加硫成型した後にトップゴム4と台タイヤ2とを一体にしたタイヤである。(2)は、ベースゴム18の弾性率であり、トップゴム4の100%Modに対する100%Modの割合(%)を示したものである。(3)はベースゴム18の厚さH2であり、トレッドゴム総厚さH1に対する比を割合(%)で示したものである。(5)の偏摩耗は、実際に30000km走行後の偏摩耗の発生を有無で示したものである。(6)転がり抵抗性能及び(7)操縦安定性は、従来例を基準(100)とする相対評価で示したもので、数値が高いほど性能に優れていることを示している。
この場合、実施例1乃至5では従来例よりもいずれも転がり抵抗性能が向上しているが、比較例1,2では、転がり抵抗性能が低下している。
比較例1では、ベースゴム18の100%Modをトップゴム4の100%Modに対して90%としたため、トレッド部におけるベースゴム18の硬さが硬く、トップゴム4だけが変形することになって転がり抵抗性能を低下させたものと考えられる。これは、比較例7で示すように、ベースゴム18の100%Modを硬くした場合にも比較例1と同様の結果が得られることからベースゴム18が硬すぎることに起因していることは明らかである。
また、比較例2では、ベースゴム18の100%Modをトップゴム4の100%Modに対して55%としたため、トレッド部におけるベースゴム18の硬さが柔らかくなりすぎ、トップゴム4だけが変形することになって転がり抵抗性能を低下させたものと考えられる。この場合、ベースゴム18の柔らかさにより操縦安定性能も低下している。これには、比較例6で示すように、ベースゴム18の100%Modを柔らかくした場合にも比較例2と同様の結果が得られることからベースゴム18が柔らかすぎることに起因していることは明らかである。
特に、トップゴム4の弾性に対するベースゴム18の弾性は、実施例2及び実施例3で示すように、80%から75%の範囲に設定することで、より転がり抵抗性能に優れたタイヤを得ることができる。
この場合、実施例3,実施例6及び実施例7では、従来例よりもいずれも転がり抵抗性能が向上しているが、比較例3,4では、転がり抵抗性能が低下し、比較例3においては操縦安定性能も低下している。
比較例3では、ベースゴム18の厚さをトレッド部総厚さH1の35%に設定したため、発熱要因であるトレッド部の体積が増加し、これにともなって転がり抵抗が増加し、転がり抵抗性能が低下したものと考えられる。加えて、トップゴム4よりも柔らかいベースゴム18の割合がトレッド部において多くなったため、走行時の摩擦によってトレッド部に横揺れが生じ、操縦安定性能等に影響を及ぼした結果、操縦安定性能を低下させたものと考えられる。
また、比較例4では、ベースゴム18の厚さH2をトレッド部総厚さH1の5%としたため、トレッド部で走行ひずみをバランス良く吸収できなくなり、トップゴム4のみで走行ひずみを吸収することになったため、トップゴム2が異常に発熱して転がり抵抗性能を低下させたものと考えられる。この場合、トレッド部における剛性が得られていることで、操縦安定性能の評価は低下しなかった。
したがって、ベースゴム18の厚さは、実施例3,実施例6及び実施例7で示すように、トレッド部総厚さH1の10%から30%の範囲で設定すると良いことがわかる。
比較例5,実施例3,実施例11乃至実施例13に示すように、100%Modが1.5MPa以上1.9MPaの範囲では、従来例に比べて転がり抵抗性能が向上している。
しかし、比較例5では、実施例3,実施例11乃至実施例13及び従来例に比べて操縦安定性能が低下している。これは、トレッド部におけるベースゴム18の硬さが柔らか過ぎるために、トレッド部全体に横揺れが発生して操縦安定性能を低下させたものと考えられる。例えば、比較例6では、比較例5よりもトップゴム4の弾性に対するベースゴム18の弾性の割合を下げたとき、すなわち、トップゴム4に対するベースゴム18の硬さをより柔らかくした場合には、転がり抵抗性能及び操縦安定性能まで低下させていることことから、ベースゴム18の柔らかさに起因していることがわかる。
したがって、ベースゴム18には、100%Modが1.6MPa以上のゴム素材を用いると良いことがわかる。
上述したように、ベースゴム18に100%Modが1.6MPa以上、かつ、トップゴム4の100%Modに対して100%Modを85%から60%の範囲の弾性を有するゴム素材で設定された実施例8乃至実施例10では、転がり抵抗性能が向上している。しかし、上記組合せから外れた比較例6及び比較例7では、転がり抵抗性能が低下し、比較例6にあっては操縦安定性能も低下している。
つまり、比較例6ではトレッド部においてベースゴム18が柔らかすぎ、比較例7ではトレッド部においてベースゴム18が硬すぎると転がり抵抗性能や操縦安定性能を低下させることがわかった。
17 サイドゴム、18 ベースゴム、H1乃至H5 厚さ。
Claims (4)
- 路面との接地部となるトップゴムを加硫成型する工程と、トップゴムが貼付されるベースゴムを外周部に備える台タイヤを加硫成型する工程と、上記トップゴム及び台タイヤを一体にしてタイヤを成形する工程とを有するタイヤ製造方法であって、
上記ベースゴムの損失正接tanδを上記トップゴムの損失正接tanδより小さく、かつ、ベースゴムの100%Modをトップゴムの100%Modの85%から60%の範囲に設定し、ベースゴムの厚さをタイヤにおけるトレッド部総厚さの10%から30%の範囲で設定したことを特徴とするタイヤ製造方法。 - 上記ベースゴムの100%Modを1.6MPa以上に設定したことを特徴とする請求項1記載のタイヤ製造方法。
- 上記ベースゴムの100%Modをトップゴムの100%Modの80%〜75%の範囲に設定したことを特徴とする請求項1又は請求項2記載のタイヤ製造方法。
- 上記ベースゴムの外周上にトップゴムを貼付するための接着層となるクッションゴムを配設する工程を有し、上記クッションゴムの100%Modを上記トップゴムの100%Modの85%から60%に設定したことを特徴とする請求項1乃至請求項3いずれか記載のタイヤ製造方法。
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