JP5973343B2 - 空気入りタイヤ及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、空気入りタイヤ、特にカーカスプライをタイヤ幅方向外側から内側に巻き上げる構造の空気入りタイヤ及びその製造方法に関する。

従来より、下記特許文献１〜３に示されるように、カーカスプライをタイヤ幅方向外側から内側に巻き上げることにより、カーカスプライにかかる張力の分布が変更され、タイヤ剛性に寄与しやすい位置の張力が増し、操縦安定性能が向上する空気入りタイヤが知られている。

下記特許文献１には、カーカス層が単層構造であり、ビードコアに対してタイヤ幅方向外側から内側に巻き付けられ、カーカス層の端部がビードコアのタイヤ径方向内側に配置され、カーカス層の端部はビードコアを包み込まない程度にその折返し位置からタイヤ径方向外側に向かって巻き上げられることにより、タイヤの操縦安定性を向上させることを目的とした空気入りタイヤが示されている。

下記特許文献２には、カーカスプライがビードコアの周りでタイヤ幅方向外側から内側へ巻き上げられることで早期のタイヤ破損発生頻度を実質的に減少させることを目的としたタイヤが示されている。

下記特許文献３には、カーカスプライがビードフィラーよりタイヤ外面側を通って、プライ両端部が両側のビードコアに対し外側から内側に向かって巻き上げて支持される構成としたことにより、操縦安定性等の性能を低下させることなく、タイヤ軽量化に寄与でき、剛性を保持できる空気入りラジアルタイヤが示されている。

特開２００７−１３１１７３号公報 特表２００２−５１３３６０号公報 特開平７−３１５０１３号公報

しかしながら、上記特許文献１〜３に示される公知技術においては、そのいずれもビードコアに直接カーカスプライが接触している構成であるため、タイヤに内圧を与えた際に、張力が発生することでカーカスプライとビードコアが擦れ、破断し、耐久性が悪化する課題がある。

そこで、本発明者は、鋭意研究を重ねた結果、カーカスプライがビードコアの周りをタイヤ幅方向外側からタイヤ幅方向内側へ巻き上げられてなり、前記インナーライナーの両端部が前記ビード及び前記カーカスプライの間に延在してなる構造により、インナーライナーをビードとカーカスプライの間に緩衝材として配置することで、特別な緩衝部材を追加配置することなく、軽量で高剛性なタイヤが得られ、操縦安定性能を向上させることができる空気入りタイヤ及びその製造方法を案出した。

本発明に係る請求項１に記載の空気入りタイヤは、ビードコアを含む左右一対のビードと、前記ビードコアに架け渡されたカーカスプライと、前記カーカスプライの内周側に配置されるインナーライナーを有する空気入りタイヤにおいて、前記カーカスプライがビードコアの周りをタイヤ幅方向外側からタイヤ幅方向内側へ巻き上げられてなり、前記インナーライナーの両端部が前記ビード及び前記カーカスプライの間に延在してなることを特徴とするものである。

上記のように構成したことにより、本発明に係る空気入りタイヤは、カーカスプライをタイヤ幅方向外側から内側へ巻き上げる構造により、カーカスプライにかかる張力分布が変化し、特にタイヤトレッドのタイヤ幅方向最外側のショルダー領域からタイヤの最大幅位置にかけての張力が高まり、高剛性となる。一方、インナーライナーをビードとカーカスプライの間に緩衝材として配置することで、特別な緩衝部材を追加配置することなく、高張力状態となった時にビードコアとカーカスプライが直接接触して擦れることによる破断を重量増加させずに防止することができる。

本発明に係る請求項２に記載の空気入りタイヤは、上記請求項１において、前記インナーライナーがビードコアの周りにタイヤ幅方向内側からタイヤ幅方向外側へ巻き上げられてなることを特徴とするものである。

本発明に係る請求項３に記載の空気入りタイヤは、上記請求項１又は２において、ビードコアの周りにおいて、ラバーチェーハーが配置されてなることを特徴とするものである。

本発明に係る請求項４に記載の空気入りタイヤは、上記請求項３において、前記ラバーチェーハーは、少なくともカーカスプライを巻き上げた端部を被覆するように配置されてなることを特徴とするものである。

本発明に係る請求項５に記載の空気入りタイヤは、上記請求項２において、インナーライナーを巻き上げる高さは、ノミナル径から垂直方向上方にタイヤ断面高さの５％以下であることを特徴とするものである。インナーライナーを巻き上げる高さがノミナル径から垂直方向にタイヤ断面高さの５％を超えると、不要な重量の増加につながり、転がり抵抗などの性能に悪影響を及ぼすおそれがある。

本発明に係る請求項６に記載の空気入りタイヤは、上記請求項１〜５のいずれか１項において、カーカスプライを巻き上げる高さは、ノミナル径から垂直方向上方にタイヤ断面高さの５５％以下であることを特徴とするものである。カーカスプライを巻き上げる高さが、ノミナル径から垂直方向にタイヤ断面高さの５５％を超えると、タイヤの回転中に発生する撓みにより歪みが増大する原因となり、タイヤの耐久性に悪影響を及ぼすおそれがある。

本発明に係る請求項７に記載の空気入りタイヤの製造方法は、成型ドラム上にインナーライナーを貼り付ける工程と、前記インナーライナー上に、ビードコアとビードフィラーとを備えた一対のビードを、タイヤ幅中心に対して等間隔に載置する工程と、前記インナーライナーの両端部をビードのタイヤ幅方向外側に巻き上げると共に、前記ビードフィラーを前記インナーライナー上に圧着する工程と、前記インナーライナー上に圧着した前記ビードフィラーの上にカーカスプライを貼り付ける工程と、カーカスプライの上にサイドウォールゴムを貼り付ける工程と、前記カーカスプライ及び前記サイドウォールゴムをインナーライナーの巻上部に圧着すると共に、カーカスプライの両端部をビードの内周側に折返してグリーンケースを形成する工程と、前記グリーンケースを拡張させてベルト及びトレッドゴムからなるトレッドリングに貼り付けた後、カーカスプライの両端部をビードのタイヤ幅方向内側に巻き上げる工程とを含むことを特徴とするものである。

上記の本発明に係る製造方法は、一番最後にタイヤ内面にカーカスプライの両端部を巻き上げて圧着させることで、精度よく成型できる。

本発明に係る請求項８に記載の空気入りタイヤの製造方法は、上記請求項７において、前記カーカスプライの上にサイドウォールゴムを貼り付けると共に前記カーカスプライの両端部にラバーチェーハーを貼り付ける工程と、前記カーカスプライ及び前記サイドウォールゴムを前記インナーライナーの巻上部に圧着すると共にカーカスプライの両端部をラバーチェーハーと共にビードの内周側に折返してグリーンケースを形成する工程と、前記グリーンケースを拡張させてベルト及びトレッドゴムからなるトレッドリングに貼り付けた後、前記カーカスプライの両端部をラバーチェーハーと共にビードのタイヤ幅方向内側に巻き上げてラバーチェーハーによりカーカスプライの巻上部を被覆する工程とを更に含むことを特徴とするものである。

本発明の空気入りタイヤは、上記のように、カーカスプライがビードコアの周りをタイヤ幅方向外側からタイヤ幅方向内側へ巻き上げられてなり、前記インナーライナーの両端部が前記ビード及び前記カーカスプライの間に延在してなる構成としたことにより、軽量で高剛性なタイヤが得られ、操縦安定性能を向上させることができた。

本発明の実施例１に係る空気入りタイヤの概略部分断面図である。 図１におけるビード周辺の部分拡大図である。 本発明の空気入りタイヤの製造方法の工程を示し、タイヤ成型ドラムにインナーライナーを貼り付ける状態を示す概略図である。 本発明の空気入りタイヤの製造方法の工程を示し、インナーライナー上にビードを載置する状態を示す概略図である。 本発明の空気入りタイヤの製造方法の工程を示し、ビードフィラーをインナーライナーに圧着する状態を示す概略図である。 本発明の空気入りタイヤの製造方法の工程を示し、インナーライナーにカーカスプライを貼り付ける状態を示す概略図である。 本発明の空気入りタイヤの製造方法の工程を示し、カーカスプライの上にサイドウォールゴム及びラバーチェーハーを貼り付ける状態を示す概略図である。 本発明の空気入りタイヤの製造方法の工程を示し、カーカスプライの両端部をビードの内側に折り返す状態を示す概略図である。 本発明の空気入りタイヤの製造方法の工程を示し、カーカスプライ上にトレッドリングを合体する状態を示す概略図である。 本発明の空気入りタイヤの製造方法の工程を示し、カーカスプライの両端部をビードの内側に巻き上げる状態を示す概略図である。

以下、本発明に係る好適な実施例について、図面に基づいて詳細に説明する。

実施例１の概要は、カーカスプライがビードコアの周りをタイヤ幅方向外側からタイヤ幅方向内側へ巻き上げられてなり、前記インナーライナーの両端部が前記ビード及び前記カーカスプライの間に延在してなる構造である。

図１及び図２は実施例１を示し、図中の符号Ｔは空気入りタイヤを示し、当該空気入りタイヤＴは、タイヤトレッド１、サイドウォール２及びビード３を備えている。タイヤトレッド１は、ベルト及びベルト補強１ａ及びトレッドゴム１ｂを含む。ビード３は、ビードコア３ａ及びビードコア３ａよりタイヤ半径方向外方に延びる硬質ゴムよりなるビードフィラー３ｂを含む。

符号４は、タイヤ内面に配置されているインナーライナーであり、両端部が前記ビード及び前記カーカスプライの間に延在する。両端部の構成は特に限定されないが、ビードコア３ａの周りにタイヤ幅方向内側からタイヤ幅方向外側へ巻き上げられた形態が耐久性の面で好ましい。

符号５は、カーカスプライであり、当該カーカスプライ５は、タイヤトレッド１、サイドウォール２及びビード３に亘って各ビードコア３ａ間を跨ぐように配置されており、ビードコア３ａの周りをタイヤ幅方向外側からタイヤ幅方向内側へ巻き上げられている。

そして、前記インナーライナー４及びカーカスプライ５は、ビードコア３ａの周りにおいて、インナーライナー４がカーカスプライ５の内側に配置されている。

また、符号６は、ラバーチェーハーであり、当該ラバーチェーハー６は、ビードコア３ａの周りにおいて、インナーライナー４及びカーカスプライ５を被覆するように配置されている。詳しくは、当該ラバーチェーハー６の配置は、リム組時においてビード３がリムと接触する部位を被覆すると共に、少なくともカーカスプライ５を巻き上げた端部５ａを被覆するようにラバーチェーハー６の端部をインナーライナー４上で終端させる構成とする。したがって、インナーライナー４及びカーカスプライ５は、それらの端部４ａ、５ａを含めてビード３の表面に露出しない。

前記インナーライナー４を巻き上げた端部４ａの位置の高さＨｉは、ノミナル径から垂直方向のタイヤ断面高さＨ、すなわち本発明のタイヤをリムに組み付けた際のビード３の下端３ａ’から垂直方向上方のタイヤトレッド１の頂部１’までの距離の５％に設計されている。インナーライナー４を巻き上げる高さＨｉが５％を超えると、不要な質量の増加につながり、転がり抵抗などの性能に悪影響を及ぼすおそれがある。

また、カーカスプライ５を巻き上げた端部５ａの位置の高さＨｐは、前記ノミナル径から垂直方向にタイヤ断面高さＨの５５％に設計されている。カーカスプライ５を巻き上げる高さＨｐが５５％を超えると、タイヤの回転中に発生する撓みにより歪みが増大する原因となり、タイヤの耐久性に悪影響を及ぼすおそれがある。

上記のように、本実施例に係る空気入りタイヤＴは、カーカスプライ５をタイヤ幅方向外側から内側へ巻き上げる構造により、カーカスプライ５にかかる張力分布が変化し、特にタイヤトレッド１のショルダー領域１ｃからタイヤの最大幅位置２ａにかけての張力が高まり、高剛性となる。また、本実施例に係る空気入りタイヤＴは、インナーライナー４をビード３とカーカスプライ５の間に配置することで、ビードコア３ａとカーカスプライ５が直接接触しない。したがって、高張力状態となった時にビードコアとカーカスプライが直接接触して擦れることによる破断を防止するために特別な緩衝部材を追加配置する必要がないので、重量増加させずにビードコアとカーカスプライとの破断を防止することができる。

次に、上記実施例１に示す空気入りタイヤＴの製造方法について説明する。

まず、図３に示すように、ビードセット２０ａ及び中子２０ｂを備えるタイヤ成型ドラム２０上にインナーライナー１４を貼り付ける。そして、図４に示すように、インナーライナー１４上に、ビードコア１３ａとビードフィラー１３ｂとを備えた一対のビード１３をタイヤ幅中心に対して等間隔に載置する。次に、図５に示すように、インナーライナー１４を拡張させると共にインナーライナー１４の両端部１４ａをビード１３の外側に巻き上げる。そして、ビードフィラー１３ｂをタイヤ幅中心側に傾斜させてインナーライナー１４上に圧着する。

そして、図６に示すように、インナーライナー１４上に圧着されたビードフィラー１３ｂの上に、カーカスプライ１５を貼り付ける。さらに、カーカスプライ１５の上に、図７に示すように、サイドウォールゴム１７及びラバーチェーハー１８を貼り付ける。そこで、図８に示すように、ビード１３の外側に巻き上げられたインナーライナー１４の両端部１４ａを覆い包みながらカーカスプライ１５の両端部１５ａと共にラバーチェーハー１８をビードコア１３ａの下に折り返してグリーンケースを形成する。このようにすることにより、ビード１３の外側に巻き上げたインナーライナー１４の両端部１４ａがカーカスプライ１５の内側に位置することになる。なお、「グリーンケース」とはインナーライナー、ビード、カーカスプライ、サイドウォールゴム、ラバーチェーハーを貼り合わせて形成された未加疏のタイヤ中間製品を指す。

次に、図９に示すように、前記グリーンケースを常法により拡張させて、インナーライナー１４と、ベルト及びトレッドゴムからなるトレッドリング１１に貼り付ける。その後に、図１０に示すように、ステッチャーロール２０ｃでカーカスプライ１５の両端部１５ａと共にラバーチェーハー１８をビード１３の内側に巻き上げて圧着させると、ラバーチェーハー１８によりカーカスプライ１５の巻き上げた両端部１５ａが被覆される。

以上の工程を経ることにより、実施例１に示す空気入りタイヤＴが製造される。

［比較試験］
次に本発明に係る空気入りタイヤについて、以下の条件の下に、上記の実施例１、下記の比較例１及び従来例について比較試験を行った。

試験タイヤサイズ： １９５／６５Ｒ１５ ９１Ｈ
試験車両： 国産 １．８Ｌ セダン
［比較例１の構成］
比較例１の空気入りタイヤの概要は、ビードコアの周りにカーカスプライをタイヤ幅方向外側から内側へ巻き上げ、カーカスプライの外側に重ねてインナーライナーをタイヤ幅方向内側から外側へ巻き上げた構造である。すなわち、実施例１の空気入りタイヤＴとの相違は、実施例１の空気入りタイヤＴにおいてはインナーライナーがカーカスプライの内側に位置するのに対し、比較例１の空気入りタイヤはインナーライナーがカーカスプライの外側に位置する。

［従来例の構成］
従来例の空気入りタイヤの概要は、ビードコアの周りにカーカスプライをタイヤ幅方向内側から外側へ巻き上げ、カーカスプライの外側に重ねてインナーライナーをタイヤ幅方向内側から外側へ巻き上げた構造である。すなわち、実施例１の空気入りタイヤＴとの相違は、実施例１の空気入りタイヤＴにおいてはインナーライナーがカーカスプライの内側に位置し、インナーライナーがタイヤ幅方向内側から外側へ巻き上げられ、カーカスプライがタイヤ幅方向外側から内側に巻き上げられるのに対し、従来例の空気入りタイヤはインナーライナーがカーカスプライの外側に位置し、インナーライナー及びカーカスプライが共にタイヤ幅方向内側から外側に巻き上げられる。

表中の「軽量化効果」は、タイヤ質量を測定し、従来例の測定結果を１００として指数で実施例１及び比較例１の軽量化効果を評価するものである。当該指数が大きいほど軽量化効果が高いことを示す。

表中の「耐久性」は、ＦＭＶＳＳ１３９に準拠した試験方法により、タイヤが故障するまでの走行距離を測定し、従来例の測定結果を１００として指数で実施例１及び比較例１の耐久性を評価するものである。当該指数が大きいほど耐久性に優れていることを示す。

表中の「横剛性」は、圧縮試験機を用いてタイヤに基準負荷値（４．２ｋＮ）をかけた状態で、基準負荷の３０％の横方向の力を更にタイヤにかけて横撓み量を測定し、その横撓み量の測定値で横方向の力を除して横剛性を測定し、従来例の測定結果を１００として横剛性を指数で評価するものである。当該指数が大きいほど横剛性が高いことを示す。

表中の「操縦安定性」は、テスト車両を速度１００ｋｍ／ｈでの実車走行により、運転者が乾燥路にて、操縦安定性の官能評価を行ない、従来例の官能評価を１００として実施例１及び比較例１の操縦安定性を指数で評価するものである。当該指数が大きいほど操縦安定性が良好であることを示す。

［比較試験の結果］
軽量化効果については、実施例１の空気入りタイヤよりも比較例１の空気入りタイヤが劣っている結果となった。この結果から、インナーライナーをカーカスプライの内側に位置させる構成が軽量化効果を向上させることが判明した。

耐久性については、実施例１の空気入りタイヤよりも比較例１の空気入りタイヤが劣っている結果となった。この結果から、インナーライナーをカーカスプライの内側に位置させる構成が耐久性を向上させることが判明した。

横剛性については、実施例１の空気入りタイヤは比較例１の空気入りタイヤとさほど変化がなく、従来例の空気入りタイヤより優れている結果となった。この結果から、カーカスプライをタイヤ幅方向外側から内側に巻き上げる構成が横剛性を向上させることが判明した。

操縦安定性については、比較例１の空気入りタイヤは従来例の空気入りタイヤより優れ、さらに実施例１の空気入りタイヤは比較例１の空気入りタイヤより優れている結果となった。この結果から、カーカスプライをタイヤ幅方向外側から内側に巻き上げる構成が操縦安定性を向上させ、インナーライナーをカーカスプライの内側に位置させる構成がさらに操縦安定性を向上させることが判明した。

以上の試験結果から、カーカスプライをタイヤ幅方向外側から内側に巻き上げ、インナーライナーをカーカスプライの内側に位置させる構成が、軽量化効果、耐久性及び操縦安定性の全てを向上させることが判明した。

なお、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これら実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

Ｔ………空気入りタイヤ
１………タイヤトレッド
１’……タイヤトレッドの頂部
１ａ……ベルト及びベルト補強
１ｂ……トレッドゴム
１ｃ……ショルダー領域
２………サイドウォール
２ａ……タイヤの最大幅位置
３………ビード
３ａ……ビードコア
３ａ’…ビードコアの下端
３ｂ……ビードフィラー
４………インナーライナー
４ａ……インナーライナーの端部
５………カーカスプライ
５ａ……カーカスプライの端部
６………ラバーチェーハー
Ｈ………タイヤ断面の高さ（タイヤをリムに組み付けた際のビードの下端から垂直方向上方のタイヤトレッド１の頂部１’までのタイヤ径方向の距離）
Ｈｉ……インナーライナーの巻き上げ高さ（タイヤをリムに組み付けた際のビードの下端からインナーライナーを巻き上げた上端までのタイヤ径方向の距離）
Ｈｐ……カーカスプライの巻き上げ高さ（タイヤをリムに組み付けた際のビードの下端からカーカスプライを巻き上げた上端までのタイヤ径方向の距離）
１１……トレッドリング
１３……ビード
１３ａ…ビードコア
１３ｂ…ビードフィラー
１４……インナーライナー
１４ａ…インナーライナーの両端部
１５……カーカスプライ
１５ａ…カーカスプライの両端部
１７……サイドウォールゴム
１８……ラバーチェーハー
２０……タイヤ成型ドラム
２０ａ…ビードセット
２０ｂ…中子
２０ｃ…ステッチャーロール

Claims (8)

1. ビードコアを含む左右一対のビードと、前記ビードコアに架け渡されたカーカスプライと、前記カーカスプライの内周側に配置されるインナーライナーを有する空気入りタイヤにおいて、
   前記カーカスプライがビードコアの周りをタイヤ幅方向外側からタイヤ幅方向内側へ巻き上げられてなり、
   前記インナーライナーの両端部が前記ビード及び前記カーカスプライの間に延在してなる
   ことを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記インナーライナーがビードコアの周りにタイヤ幅方向内側からタイヤ幅方向外側へ巻き上げられてなることを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. ビードコアの周りにおいて、ラバーチェーハーが配置されてなることを特徴とする請求項１又は２に記載の空気入りタイヤ。
4. 前記ラバーチェーハーは、少なくともカーカスプライを巻き上げた端部を被覆するように配置されてなることを特徴とする請求項３に記載の空気入りタイヤ。
5. インナーライナーを巻き上げる高さは、ノミナル径から垂直方向上方にタイヤ断面高さの５％以下であることを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
6. カーカスプライを巻き上げる高さは、ノミナル径から垂直方向上方にタイヤ断面高さの５５％以下であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
7. 成型ドラム上にインナーライナーを貼り付ける工程と、
   前記インナーライナー上に、ビードコアとビードフィラーとを備えた一対のビードを、タイヤ幅中心に対して等間隔に載置する工程と、
   前記インナーライナーの両端部をビードのタイヤ幅方向外側に巻き上げると共に、前記ビードフィラーを前記インナーライナー上に圧着する工程と、
   前記インナーライナー上に圧着した前記ビードフィラーの上にカーカスプライを貼り付ける工程と、
   カーカスプライの上にサイドウォールゴムを貼り付ける工程と、
   前記カーカスプライ及び前記サイドウォールゴムをインナーライナーの巻上部に圧着すると共に、カーカスプライの両端部をビードの内周側に折返してグリーンケースを形成する工程と、
   前記グリーンケースを拡張させてベルト及びトレッドゴムからなるトレッドリングに貼り付けた後、カーカスプライの両端部をビードのタイヤ幅方向内側に巻き上げる工程と
   を含むことを特徴とする空気入りタイヤの製造方法。
8. 前記カーカスプライの上にサイドウォールゴムを貼り付けると共に前記カーカスプライの両端部にラバーチェーハーを貼り付ける工程と、
   前記カーカスプライ及び前記サイドウォールゴムを前記インナーライナーの巻上部に圧着すると共にカーカスプライの両端部をラバーチェーハーと共にビードの内周側に折返してグリーンケースを形成する工程と、
   前記グリーンケースを拡張させてベルト及びトレッドゴムからなるトレッドリングに貼り付けた後、
   前記カーカスプライの両端部をラバーチェーハーと共にビードのタイヤ幅方向内側に巻き上げてラバーチェーハーによりカーカスプライの巻上部を被覆する工程と
   を更に含むことを特徴とする請求項７に記載の空気入りタイヤの製造方法。

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