JP6068565B2 - 空気入りタイヤ及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、カーカスのターンアップがない空気入りタイヤ及びその製造方法に関するものであって、より詳しくは、タイヤのカーカス及びビード部の配置構造及び形態を改良し、ビード部の安全性や耐久性を向上させた空気入りタイヤ及びその製造方法に関する。

一般的に空気入りタイヤは高い荷重に耐えることができるようにビード部を補強することが必要であるが、これは、空気入りタイヤの受けるストレスがリムに結着されたホイールと当接する界面で最も大きく現れるためである。

図１は、従来の空気入りタイヤのビード部を抜粋して図示した断面図である。従来の空気入りタイヤは、図１に示されるように、トレッド１及びサイドウォール２とビード部３で構成され、前記ビード部３は、ビードコア３１とビードコア上部のビードフィラー３２で構成され、前記ビードコア３１にカーカス４がターンアップさせて設けられ、これの外側にスチルチェーファー４１とナイロンチェーファー４２が各々設けられて構成されるものである。このようなタイヤのビード部３のカーカス４のターンアップエッジは、高剛性のスチール材質がゴムと接合されながら、非常に高い応力集中が発生し、クラックの発生の危険性が高く、走行時に屈伸運動によるビード部の分離（ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ）に非常に脆弱であるというデメリットがある。

他の方式のカーカス補強体の構造では、図２に示されているように、ビードワイヤが２列以上の積層体６１の形態に置かれているビードの間に高強度のゴムをインシュレーションさせた後、カーカス４の端部をビードの間に位置させて、カーカス４をターンアップさせずに固定する方式も提案されてきた。

しかし、このようなタイプのタイヤは、カーカスコードを固定する側方向の剛性が充分でないため、タイヤの耐久性確保のための改善が求められてきた。

本発明は前述した技術的要求に応えるためのものであって、本発明の一つの目的は、ビード部がビードワイヤが積層体の形態に配列された構造のビードワイヤコードで構成される空気入りタイヤにおいて、カーカスの端部をビードワイヤコードの間に巻き上げてカーカス端部の支持力を確保し、ビード部でのより高い剛性を確保して、ビード部の安全性や耐久性を向上させた空気入りタイヤを提供することである。

本発明の他の目的は、ビード部を設計するとき、カーカスが最適の形状を保持し、ビード部のカーカスに対する拘束力及びリムに対する圧着性が増加するように改良されたビード部を備える空気入りタイヤ及びその製造方法を提供することである。

前述した目的を達成するための本発明の一つの態様は、トレッド、サイドウォール、及び一つ以上のカーカスプライで構成されるカーカスを備え、前記カーカスプライの一側または両側にビードワイヤを多数層に積層配列させた一つ以上のビードワイヤコードが形成され、前記ビードワイヤコードの間には一つ以上のビードフィラーフィルムが挿入され、前記カーカスプライの端部は一つ以上のビードワイヤコードの周りに巻き上げられ、カーカスプライの巻き上げ端部が隣接するビードワイヤコードの間に挟み込まれたり、または最外側のビードワイヤコードの側面に配置されるように構成された空気入りタイヤである。

前記カーカスプライは、前記ビードワイヤコードをタイヤの内側から外側に巻き上げたり、タイヤの外側から内側に巻き上げるように構成されることができる。前記カーカスは、二つ以上のカーカスプライで構成され、前記ビードワイヤコードは、２列以上のビードワイヤコードで構成されることができる。前記カーカスが二つ以上のカーカスプライで構成される場合、各々のカーカスプライの端部が各々個別的に互いに相違するビードワイヤコードの周りに巻き上げられるように構成されることができる。

本発明の他の態様は、タイヤを製造する方法において、インナーライナーゴム、ボンディングゴム及び一つの第２のビードフィラーフィルムをトーラス構造物に順次に積層させる段階と、前記第２のビードフィラーフィルム上に第１のビードワイヤコードの周りに巻き上げ部分（ｗｒａｐ−ａｒｏｕｎｄ ｐｏｒｔｉｏｎ）を有するようにカーカスプライを積層またはニッティングする段階と、前記カーカスプライに一つの第１のビードフィラーフィルムを積層させ、第１のビードワイヤコードを３回以上ワインディングする段階と、ワインディングされた第１のビードワイヤコードの外側に二番目の第１のビードフィラーフィルムを積層し、前記カーカスを前記第１のビードワイヤコードの周りに巻き上げ、カーカスプライの巻き上げ端部が隣接するビードワイヤコードの間に挟み込まれたり、または最外側のビードワイヤコードの側面に配置されるように巻き上げる段階と、巻き上げたカーカス上に三番目の第１のビードフィラーフィルムを積層し、第２のビードワイヤコードを３回以上ワインディングし、他の第２のビードフィラーフィルムを積層する段階と、を含む空気入りタイヤの製造方法に関するものである。

本発明の多様な実施態様の空気入りタイヤは、既存のカーカスターンアップ方式のタイヤに比べ、カーカスとゴムの変形による損傷を緩和させるため、ビード部で生じるビード部の事故の中で、ビード部の分離を防止するのに大きく寄与し、タイヤの安全性及び耐久性を向上させることができる。

また、本発明の多様な実施態様による空気入りタイヤは、カーカス端部をビードワイヤが多数層に積層体の形態に積層配列されたビードワイヤコードの間に巻き上げることによって、カーカス端部の支持力を向上させ、ビード部の安全性や耐久性を向上させる効果を提供することができる。

従来の空気入りタイヤの概略断面図である。 従来のカーカスをターンアップさせない構造の空気入りタイヤの概略断面図である。 本発明の一実施態様の空気入りタイヤのビード部の概略断面図である。 本発明の一実施態様の空気入りタイヤのビード部の製造方法を説明するための模式図である。 本発明の他の実施態様の空気入りタイヤのビード部の概略断面図である。 本発明の他の実施態様の空気入りタイヤのビード部の製造方法を説明するための模式図である。 本発明のさらに他の実施態様の空気入りタイヤのビード部の概略断面図である。 本発明のさらに他の実施態様の空気入りタイヤのビード部の製造方法を説明するための模式図である。 本発明のさらに他の実施態様の空気入りタイヤのビード部の概略断面図である。 本発明のさらに他の実施態様の空気入りタイヤのビード部の製造方法を説明するための模式図である。

以下で、例示として添付された図面を参照して、本発明についてさらに詳しく説明する。

本願での用語「コード」は、単一のフィラメント及び多重のフィラメントまたはケーブルがねじれたもの或いは同等の組立体の形態のような組立体を意味する。

本発明で使用される場合、「ビード」はタイヤをリムに装着させる役割を行うタイヤの部品を意味し、「ビードワイヤコード」は金属ワイヤにゴムをトッピングさせたビードワイヤが積層体の形態に配列されたタイヤの円周方向に配列されたコードの配列を意味し、このようなコードは金属のものが適合であり、コードの一部または全ては織物または他の材料からなることができる。

本願で使用される場合、「ビードフィラーフィルム」という用語はビードフィラーゴムがシート状に構成されたもので、その厚みが１．５〜２．０ｍｍであることが好ましい。

「円周方向」は軸方向に垂直な環状のトレッド表面の周辺部に沿って延長する方向を意味する。

本願で使用される「軸方向」及び「軸方向に」という用語は、タイヤの回転軸に平行な直線または方向を示すために用いられる。

「内側」は、タイヤの中の方を意味する。

「外側」は、タイヤの外の方を意味する。

図３は、本発明の一実施態様の空気入りタイヤのビード部の概略断面図であり、図４は、本発明の一実施態様の空気入りタイヤのビード部の製造方法を説明するための模式図である。

図３を参照すると、本発明の一実施態様の空気入りタイヤは、トレッド１０とサイドウォール２０及び一つ以上のカーカスプライで構成されるカーカス１０３を備え、前記カーカスプライの一側または両側にビードワイヤを多数層に積層させた一つ以上のビードワイヤコード１０５、１０８が形成され、前記ビードワイヤコード１０５、１０８の間には一つ以上のビードフィラーフィルム１０６、１０７が挿入され、前記カーカス１０３のカーカスプライの端部は一つ以上のビードワイヤコード１０５の周りに巻き上げられ、カーカスプライの巻き上げ端部Ｔｕが隣接するビードワイヤコード１０５、１０８の間に挟み込まれたり、または最外側のビードワイヤコードの側面に配置されるように構成される。即ち、このような本発明のタイヤは、カーカス１０３の端部をビードワイヤコード１０５の周りに巻き上げて、端部Ｔｕを隣接するビードワイヤコード１０５、１０８の間に挿入して固定させた構造であるので、タイヤの内部に空気圧が注入されると、圧縮力によってビード部とリムの間が圧縮され、これによって前記カーカス１０３の巻き上げ端部Ｔｕを圧縮力でもう一度取って固定させるようになっている。

本発明でカーカス１０３を構成するカーカスプライは、モノプライに限定されるわけではなく、二つ以上のカーカスプライで構成されることができ、前記ビードワイヤコード１０５、１０８もまた２列以上のビードワイヤコードで構成されることができる。

本発明のタイヤで前記巻き上げ端部Ｔｕは、前記ビードワイヤコード１０５の周りに巻き上げられ、そのエッジ（ｅｄｇｅ）が前記ビードワイヤコード１０５のエッジの高さと同一であったり、若干高く形成されることができる。前記カーカス１０３のカーカスプライの巻き上げ端部Ｔｕの長さは、１０ｍｍ以上のものが好ましい。

前記カーカス１０３のカーカスプライは、前記ビードワイヤコード１０５をタイヤの内側から外側に巻き上げたり、タイヤの外側から内側に巻き上げるように構成されることができる。

前記カーカス１０３が二つ以上のカーカスプライで構成される場合、各々のカーカスプライの端部が各々個別的に互いに相違するビードワイヤコードの周りに巻き上げられるように構成されることができる。このとき、各々のビードワイヤコードが巻かれる方向はタイヤの軸方向に互いに同一であってもよく、異なっていてもよい。

各々のカーカスプライの端部が互いに相違する軸方向に巻き上げられる場合、一つのカーカスプライの端は一つのビードワイヤコードをタイヤの内側から外側に巻き上げるように構成され、もう一つのカーカスプライの端部はもう一つのビードワイヤコードをタイヤの外側から内側に巻き上げるように構成されることができる。

前記ビードワイヤコード１０５、１０８の間には、第１のビードフィラーフィルム１０６、１０７が配置され、前記内側ビードワイヤコード１０５の両側には第１のビードフィラーフィルム１０４、１０６が配置され、外側のビードワイヤコード１０８の外側には第２のビードフィラーフィルム１０９が配置される。

図５は、単一のカーカスプライよりなるカーカス２０４と２列のビードワイヤコード２０６、２０９で構成される本発明の他の実施態様のタイヤを図示したものである。、

図５を参照すると、カーカス２０４は、第１のビードワイヤコード２０６の周りに巻き上げられ、タイヤの内側から外側に巻き上げられ、第１のビードワイヤコード２０６の周りに巻き上げられた巻き上げ端部Ｔｕの外側に第２のビードワイヤコード２０９がワインディングされ、カーカスを支持・保有する構造で形成される。

図５を参照すると、前記ビードワイヤコード２０６、２０９の間及び第１のビードワイヤコード２０６の両側には第１のビードフィラーフィルム２０５、２０７、２０８が配置され、前記カーカス２０４のカーカスプライのタイヤ軸方向の内側には一つの第２のビードフィラーフィルム２０３が配置され、タイヤ軸方向の最外側のビードワイヤコード２０９の外側にはもう一つの第２のビードフィラーフィルム２１０が配置される。

図７を参照すると、さらに他の実施態様の空気入りタイヤは、 単一のカーカスプライ３０６と２列のビードワイヤコード３０４、３０８で構成され、カーカス３０６が第１のビードワイヤコード３０４と第２のビードワイヤコード３０８の間に入って、外側のビードワイヤコード３０８の周りに巻き上げられ、その巻き上げ端部が外側のビードワイヤコード３０８の側面に配置されることになる。前記ビードワイヤコード３０４、３０８の間のカーカス３０６の両側に第１のビードフィラーフィルム３０５、３０７が配置され、外側のビードワイヤコード３０８の両側に第１のビードフィラーフィルム３０７、３０９が配置され、前記内側ビードワイヤコード３０４の内側に一つの第２のビードフィラーフィルム３０３が配置され、 カーカス３０６の巻き上げ端部の外側にはもう一つの第２のビードフィラーフィルム３１０が配置される。

図９を参照すると、さらに他の実施態様の空気入りタイヤは、単一のカーカスプライよりなるカーカス４０６と３列のビードワイヤコード４０４、４０８、４１１で構成される。カーカス４０６が３列のビードワイヤコードのうち、中間に位置する中間のビードワイヤコード４０８を巻き上げるように構成され、カーカスの巻き上げ端部は中間のビードワイヤコード４０８と外側のビードワイヤコード４１１の間に配置されることになる。前記中間のビードワイヤコード４０８の両側には第１のビードフィラーフィルム４０７、４０９が配置され、前記外側のビードワイヤコード４１１の内側にもう一つの第１のビードフィラーフィルム４１０が配置され、内側ワイヤコード４０４の内側及び外側に各々第２のビードフィラーフィルム４０３、４０５が配置され、外側のビードワイヤコード４１１の外側には、もう一つの第２のビードフィラーフィルム４１２が配置される。

前記第１のビードフィラーフィルム１０４、１０６、１０７、２０５、２０７、２０８、３０５、３０７、３０９、４０７、４０９、４１０はショアA硬度値が８０以上であり、１０％モジュラス値が６０Mpa以上であり、５０％モジュラス値が９０Mpa以上であることがよく、前記第２のビードフィラーフィルム１０９、２０３、２１０、３０３、３１０、４０３、４０５、４１２はショアA硬度値が８０以下であり、１０％モジュラス値が６０Mpa以下であり、５０％モジュラス値が９０Mpa以下であることが好ましい。

本発明の空気入りタイヤは、前記最外側のビードワイヤコードに隣接する第２のビードフィラーフィルムの外側にゴムスティフナー（ｒｕｂｂｅｒ ｓｔｉｆｆｅｎｅｒ）を含むゴム補強層１１０、２１１、３１１、４１３をさらに含むことができる。

第１及び第２のビードフィラーフィルムは、ビードベースからビードフィラーフィルムの端に行くほど幅が薄くなる断面略三角形状のプロファイルを有することができる。

本発明の他の態様は、空気入りタイヤの製造方法に関するものであって、特にビード部の積層方法に関するものである。本発明のタイヤの製造方法を図６を参照して説明する。

本発明の方法によってタイヤを製造する場合は、インナーライナーゴム２０１とボンディングゴム２０２をトーラス構造物に順次に積層させ、一番目の第２のビードフィラーフィルム２０３を積層させ、円周方向に沿ってカーカス２０４のカーカスプライが一定のＥＰＩ（Ｅａｃｈ ｐｅｒ ｉｎｃｈ）を有し、第１のビードワイヤコード２０６の周りに巻き上げ端部の長さが１０ｍｍ以上となるようにカーカス２０４のカーカスプライを積層またはニッティングする。次いで、一番目の第１のビードフィラーフィルム２０５をカーカス２０４に積層させ、第１のビードワイヤコード２０６を３回以上ワインディングした後、ワインディングされた第１のビードワイヤコード２０６の外側に二番目の第１のビードフィラーフィルム２０７を積層し、第１のビードワイヤコード２０６を包むように周りにカーカス２０４を巻き上げる。このとき、 カーカスプライの巻き上げ端部が隣接するビードワイヤコード２０６、２０９の間に配置されるように巻き上げる。巻き上げられたカーカス２０４上に三番目の第１のビードフィラーフィルム２０８を積層し、第２のビードワイヤコード２０９を３回以上ワインディングし、二番目の第２のビードフィラーフィルム２１０を積層してビード部を構成することができる。必要に応じて、前記第２のビードフィラーフィルム２１０上にゴムスティフナーを含むゴム補強層２１１がさらに積層されることができる。

図４、図８及び図１０に本発明の他の実施態様のタイヤのビードワイヤコードの連続積層方法を模式図で示した。このような実施態様のタイヤの場合は、層の構成が相違するが、基本的にカーカス１０３、３０６、４０６を両側にビードフィラーフィルムが積層されたビードワイヤコードのうち一つ以上の周りに巻き上げた後、他のビードフィラーフィルムを積層する過程は同一に行われる。第１のビードフィラーフィルム２０５、２０７、２０８、３０５、３０７、３０９、４０７、４０９、４１０を２枚以上とし、第２のビードフィラーフィルム２０３、２１０、３０３、３１０、４０３、４０５、４１２も３枚以上の複数で構成することができる。

以上で本発明の具体的な実施態様を挙げて本発明を詳しく説明したが、これは単に例示のためのものであって、本発明は、本発明の精神及び範囲を外れない範囲内で多様に変形または変更実施されることができる。従って、本発明の保護範囲は前記実施態様に制限されることはなく、添付された特許請求の範囲によってのみ定められなければならない。

１０１、２０１、３０１、４０１ : インナーライナー
１０２、２０２、３０２、４０２ : ボンディングゴム
１０３、２０４、３０６、４０６ : カーカス
１０４、１０６、１０７、２０５、２０７、２０８ : 第１のビードフィラーフィルム
３０５、３０７、３０９、４０７、４０９、４１０ : 第１のビードフィラーフィルム
１０９、２０１、２１０、３０３、３１０、４０３、４０５、４１２: 第２のビードフィラーフィルム
１０５、１０８、２０６、２０９、３０４、３０８、４０４、４０８、４１１ : ビードワイヤコード
１１０、２１１、３１１、４１３ : ゴム補強層

Claims (3)

1. タイヤを製造する方法において、
   インナーライナーゴム、ボンディングゴム及び一つの第２のビードフィラーフィルムをトーラス構造物に順次に積層させる段階と、
   前記第２のビードフィラーフィルム上に第１のビードワイヤコードの周りに巻き上げ部分を有するようにカーカスプライを積層またはニッティングする段階と、
   前記カーカスプライに一つの第１のビードフィラーフィルムを前記カーカスプライに積層させ、第１のビードワイヤコードを３回以上ワインディングする段階と、
   ワインディングされた第１のビードワイヤコードの外側に二番目の第１のビードフィラーフィルムを積層し、前記カーカスを前記第１のビードワイヤコードの周りに巻き上げ、カーカスプライの巻き上げ端部が隣接するビードワイヤコードの間に挟み込まれたり、または最外側のビードワイヤコードの側面に配置されるように巻き上げる段階と、
   巻き上げたカーカス上に三番目の第１のビードフィラーフィルムを積層し、第２のビードワイヤコードを３回以上ワインディングし、他の第２のビードフィラーフィルムを積層する段階と、を含む空気入りタイヤの製造方法。
2. 前記第１のビードフィラーフィルムは３枚以上であることを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤの製造方法。
3. 前記第２のビードフィラーフィルムは２枚以上であることを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤの製造方法。