JP6247730B2 - 空気入りタイヤ、及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、カーカスプライの半径方向内端部をタイヤ軸方向内外のコア片間で狭持させたビード構造を有する空気入りタイヤ、及びその製造方法に関する。

近年、図１１（Ａ）に示すように、加硫済みタイヤのタイヤ内面形状とほぼ等しい外面形状を有する剛性中子ａを用いたタイヤ製造方法（以下、中子工法という場合がある。）が提案されている。この中子工法では、前記剛性中子ａ上で、インナーライナ、カーカスプライ、ビードコア、ベルトプライ、サイドウォールゴム、トレッドゴム等のタイヤ構成部材を順次貼り付けることにより、未加硫タイヤｔが形成される。又前記未加硫タイヤｔは、剛性中子ａごと加硫金型ｂ内に投入され、内型である剛性中子ａと外型である加硫金型ｂとの間で加硫成形される。

この中子工法では、従来タイヤの如くカーカスプライの両端部をビードコアの廻りで折り返して係止させる構造を採用することが難しい。そのため、下記の特許文献１には図１１（Ｂ）に示すように、ビードコアｄをタイヤ軸方向内外のコア片ｄ１、ｄ２に分割し、カーカスプライｃの両端部を前記内外のコア片ｄ１、ｄ２間で狭持する構造が提案されている。この内外のコア片ｄ１、ｄ２は、ビードコード（スチールコード）ｅをタイヤ軸芯廻りで渦巻き状に巻き重ねた渦巻き体として形成される。

しかし前記中子工法により形成されたタイヤの場合、カーカスコードの張力が不十分となって操縦安定性を低下させる場合があることが判明した。その原因として、加硫中、ビードコアｄによるカーカスプライｃへの拘束力が不足し、カーカスプライｃがコア片ｄ１、ｄ２間から抜ける向き（半径方向外側）に動くことが考えられる。その結果、加硫時にカーカスコードに熱収縮が発生した場合にも、前記抜け方向の動きによってカーカスコードに張力（テンション）が充分に掛からなくなるのである。

そして本発明者の研究の結果、前記抜け方向の動きの原因として、図１２（Ａ）に示すように、ビードコードｅの撚り方向Ｔ、及びビードコードｅのタイヤ軸芯Ｊ廻りの巻回方向Ｒが関係していることが判明した。即ち、従来のコア片ｄ１、ｄ２では、ビードコードｅのタイヤ軸芯Ｊ廻りの巻回方向Ｒが互いに同じであり、かつ撚り方向Ｔが同じビードコードｅが使用されていた。そのため、図１２（Ｂ）に例示するように、カーカスコードｃ１に熱収縮ｆが発生した場合、内外のコア片ｄ１、ｄ２のうちの一方のコア片（同図では外のコア片ｄ２)では、ビードコードｅが、その撚りが戻される向きに捻られる。しかしコードのスチール素線は、撚りが戻される向きに容易に動く。そのため、カーカスプライｃは、熱収縮の向きに容易に動いてしまい、張力が掛からなくなる。

特開２００６−１６０２３６号公報

そこで本発明は、内外のコア片おいて、ビードコードの最終の撚り方向と巻回方向とを規制することを基本として、内外のコア片からのカーカスプライの抜けを抑えてカーカスコードに張力を付与することができ、操縦安定性を向上しうる空気入りタイヤ、及びその製造方法を提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、本願請求項１の発明は、トレッド部からサイドウォール部をへてビード部のビードコアに至るカーカスプライからなるカーカスを具える空気入りタイヤであって、
前記ビードコアは、タイヤ軸方向内外のコア片からなり、かつ前記カーカスプライの半径方向内端部が、ビードコアの廻りで折り返されることなく前記内外のコア片間で狭持されるとともに、
前記内外のコア片は、複数本のスチール素線を撚り合わせたビードコードが、タイヤ軸芯廻りで半径方向内側から外側に渦巻き状に巻き重ねた渦巻き体からなり、
しかも前記内のコア片において、ビードコードの最終の撚り方向は、タイヤ軸方向外側からの側面視におけるビードコードのタイヤ軸芯廻りの巻回方向と同方向であり、
かつ前記外のコア片において、ビードコードの最終の撚り方向は、タイヤ軸方向外側からの側面視におけるビードコードのタイヤ軸芯廻りの巻回方向と逆方向であることを特徴としている。

また請求項２では、前記内のコア片におけるビードコードのタイヤ軸芯廻りの巻回方向は、前記外のコア片におけるビードコードのタイヤ軸芯廻りの巻回方向と同方向であることを特徴としている。

また請求項３では、前記カーカスプライは、カーカスコードの１８０°Ｃでの熱収縮率が１．５％以上であることを特徴としている。

また請求項４の発明は、トレッド部からサイドウォール部をへてビード部のビードコアに至るカーカスプライからなるカーカスを具える空気入りタイヤの製造方法であって、
外表面にタイヤ形成面を有する剛性中子を用い、前記タイヤ形成面上に、ビードコアとカーカスプライとを含む未加硫のタイヤ構成部材を順次貼り付けることにより生タイヤを形成する生タイヤ形成工程を具えるとともに、
この生タイヤ形成工程は、前記タイヤ形成面上で、複数本のスチール素線を撚り合わせたビードコードをタイヤ軸芯廻りで半径方向内側から外側に渦巻き状に巻き重ねて内のコア片を形成する第１のコア片工程と、
前記内のコア片のタイヤ軸方向外側にカーカスプライの半径方向内端部を貼付けるステップを有するカーカス形成工程と、
前記カーカスプライの半径方向内端部のタイヤ軸方向外側で、ビードコードをタイヤ軸芯廻りで半径方向内側から外側に渦巻き状に巻き重ねて外のコア片を形成する第第２のコア片工程とを含み、
しかも前記第１のコア片工程では、ビードコードの最終の撚り方向は、タイヤ軸方向外側からの側面視におけるビードコードのタイヤ軸芯廻りの巻回方向と同方向であり、
かつ前記第２のコア片工程では、ビードコードの最終の撚り方向は、タイヤ軸方向外側からの側面視におけるビードコードのタイヤ軸芯廻りの巻回方向と逆方向であることを特徴としている。

また請求項５では、前記第１のコア片工程におけるビードコードの巻回方向は、第２のコア片工程におけるビードコードの巻回方向と同方向であることを特徴としている。

また請求項６では、前記カーカスプライは、カーカスコードの１８０°Ｃでの熱収縮率が１．５％以上であることを特徴としている。

なお前記「熱収縮率」は、ＪＩＳ−Ｌ１０１７の８．１０（ｂ）項の「加熱後乾熱収縮率（Ｂ法）」に準じ、コードを無荷重の状態にて温度１８０℃で５分間加熱した後の加熱後乾熱収縮率を意味する。

本発明は叙上の如く、内のコア片においては、ビードコードの最終の撚り方向は、タイヤ軸方向外側からの側面視におけるビードコードのタイヤ軸芯廻りの巻回方向と同方向としている。これに対して、外のコア片においては、ビードコードの最終の撚り方向は、タイヤ軸方向外側からの側面視におけるビードコードのタイヤ軸芯廻りの巻回方向と逆方向としている。

従って、カーカスコードに熱収縮が発生したとき、内外のコア片のビードコードは、何れもコードの撚りが締まる向きに捻られる。そのため、熱収縮の向きへの拘束力が高まり、カーカスコードに張力を付与することができる。その結果、操縦安定性を向上することができる。

本発明の空気入りタイヤの一実施例を示す断面図である。 ビードコアのコア片を示す側面図である。 内外のコア片における、ビードコードの撚り方向及び巻回方向を示す概念図である。 コア片の形成方法を例示する斜視図である。 （Ａ）、（Ｂ）は、本例の内のコア片に用いるビードコードを示す断面図、及び斜視図である。 （Ａ）、（Ｂ）は、本例の外のコア片に用いるビードコードを示す断面図、及び斜視図である。 本発明の作用効果を説明するビードコアの断面図である。 内外のコア片における、ビードコードの撚り方向及び巻回方向の他の例を示す概念図である。 （Ａ）、（Ｂ）は、カーカスが複数枚のカーカスプライからなる場合のビード構造を例示する略断面図である。 （Ａ）〜（Ｃ）は、第１のコア片工程、カーカス形成工程、及び第２のコア片工程を示す断面図である。 （Ａ）は中子工法を説明する断面図、（Ｂ）は中子工法のタイヤに用いられるビード構造を示す断面図である。 （Ａ）従来のビードコアのコア片を示す概念図、（Ｂ）はそれによる問題点を示す断面図である。

以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。
図１に示すように、本実施形態の空気入りタイヤ１は、トレッド部２からサイドウォール部３をへてビード部４のビードコア５に至るカーカス６を具える。本例では、前記カーカス６の半径方向外側かつトレッド部２の内部に、ベルト層７が配される。

前記ベルト層７は、ベルトコードをタイヤ周方向に対して例えば１０〜３５゜の角度で配列した１枚以上、本例では２枚のベルトプライ７Ａ、７Ｂから形成される。このベルト層７のベルトコードは、プライ間相互で交差する。これにより、ベルト剛性が高まり、トレッド部２が強固に補強される。

又本例では、前記ベルト層７の半径方向外側に、高速耐久性などを高める目的で、バンドコードを周方向に対して螺旋状に巻回させたバンド層９が配される。このバンド層９として、前記ベルト層７のタイヤ軸方向外端部のみを被覆する左右一対のエッジバンドプライ、及びベルト層７の略全巾を覆うフルバンドプライが適宜使用できる。本例では、１枚のフルバンドプライによりバンド層９が形成される場合が示される。

次に、前記カーカス６は、有機繊維のカーカスコードをタイヤ周方向に対して例えば７０〜９０゜の角度で配列した１枚以上、本例では１枚のカーカスプライ６Ａから形成される。このカーカスプライ６Ａは、前記ビード部４、４間を跨るトロイド状をなすとともに、その半径方向内端部６ＡＥは、前記ビードコア５の廻りで折り返されることなく該ビードコア５内に挟まれて係止される。

具体的には、前記ビードコア５は、タイヤ軸方向内外のコア片５ｉ、５ｏから形成される。そして、この内外のコア片５ｉ、５ｏ間で、前記カーカスプライ６Ａの半径方向内端部６ＡＥが挟まれて保持される。なおビード部４には、前記内外のコア片５ｉ、５ｏからそれぞれ半径方外側に向かって先細状にのびる内外のビードエーペックスゴム８ｉ、８ｏが設けられ、ビード部４からサイドウォール部３にかけて補強している。図中の符号１５は、リムずれ防止用のチェーファーゴムである。

図２に示すように、前記内外のコア片５ｉ、５ｏは、ビードコード１０をタイヤ軸芯Ｊ廻りで、半径方向内側から外側に渦巻き状に巻き重ねた渦巻き体から形成される。本例では、前記図１の如く、各コア片５ｉ、５ｏが、タイヤ軸方向に一列で形成される場合が示される。これにより、限られたビードコード１０の巻回数の中でコア片５ｉ、５ｏの半径方向高さを最大限に高めることができ、カーカスプライ６Ａとの接触面積を増し、カーカスプライ６Ａの半径方向内端部６ＡＥへの係止力を高める。なお要求により、コア片５ｉ、５ｏの一方又は双方を、例えば二列で形成し、ビード剛性を高めることもできる。

そして本発明では、図３に概念的に示すように、
（１）前記内のコア片５ｉにおいて、ビードコード１０ｉの最終の撚り方向Ｔｉは、タイヤ軸方向外側からの側面視におけるビードコード１０のタイヤ軸芯Ｊ廻りの巻回方向Ｒｉと同方向であり、かつ
（２）前記外のコア片５ｏにおいて、ビードコード１０ｏの最終の撚り方向Ｔｏは、タイヤ軸方向外側からの側面視におけるビードコード１０のタイヤ軸芯Ｊ廻りの巻回方向Ｒｏと逆方向である。即ち、Ｔｉ＝Ｒｉ、Ｔｏ≠Ｒｏである。

例えば図４に略示するように、各コア片５ｉ、５ｏは、回転する剛性中子ａにビードコード１０を押し付けることで、それぞれ渦巻き状に形成される。従って、通常の場合、前記内のコア片５ｉにおけるビードコード１０ｉの巻回方向Ｒｉと、外のコア片５ｏにおけるビードコード１０ｏの巻回方向Ｒｏとは、同方向（Ｒｉ＝Ｒｏ）となる。図２、３には、巻回方向Ｒｉ、Ｒｏが「左回り」である場合が示される。

従って、本例の場合、前記内のコア片５ｉには、最終の撚り方向Ｔｉが、前記巻回方向Ｒｉ（本例では「左回り」）と同方向である「左回り」（Ｚ撚り）のビードコード１０ｉが採用されるとともに、前記外のコア片５ｏには、最終の撚り方向Ｔｏが、前記巻回方向Ｒｏ（本例では「左回り」）と異なる同きである「右回り」（Ｓ撚り）のビードコード１０ｏが採用される。即ち、Ｔｉ≠Ｔｏとしている。

具体的には、前記ビードコード１０ｉは、図５に示すように、複数本のスチール素線Ｆを撚り合わせることにより形成される。本例では、ビードコード１０ｉは、３本のスチール素線Ｆを撚り合わせたコア１１と、その外側に配される８本のスチール素線Ｆを撚り合わせたシース１２とからなる層撚り構造を有する。この時、最終の撚り方向Ｔｉである前記シース１２の撚り方向を、「左回り」（Ｚ撚り）としている。

他方、前記ビードコード１０ｏは、図６に示すように、撚り方向以外前記ビードコード１０ｉと同構成であり、最終の撚り方向Ｔｏであるシース１２の撚り方向を、「右回り」（Ｓ撚り）としている。

なおビードコード１０ｉ、１０ｏとしては、最終の撚り方向Ｔｉ、Ｔｏが特定されていれば、例えばｎ本のスチール素線Ｆを束ねて撚り合わせた束撚り（１×ｎ）、コアとシースとで撚り方向、撚りピッチを同一としたスラッシュ撚り（ｍ／ｎ）、ｎ本のスチール素線Ｆを下撚りしたストランドのｍ本を撚り合わせた複撚り（ｍ×ｎ）など、種々の撚り構造が採用しうる。

このように構成することにより、図７に示すように、カーカスコード６ｃに熱収縮ｆが発生したとき、内のコア片５ｉのビードコード１０ｉ、及び外のコア片５ｏのビードコード１０ｏは、何れもコードの最外側の撚りが締まる向きに捻られる。そのため、熱収縮ｆの向きに対する拘束力を強く発揮させることができ、カーカスコード６ｃに張力を付与し、操縦安定性能を向上させることが可能となる。このような効果は、コードの最終の撚りピッチが５０mm以下の時、より高く発揮しうる。

なお、カーカスコード６ｃの熱収縮率自体が小さすぎる場合には、前記拘束力を高めても、カーカスコード６ｃに張力が付与されず操縦安定性能を向上することができない。従って、本発明は、カーカスコード６ｃの１８０°Ｃでの熱収縮率が１．５％以上、より好ましくは２．０％以上において操縦安定性能の向上効果がより有効に発揮される。

当然ではあるが、内のコア片５ｉにおけるビードコード１０ｉの巻回方向Ｒｉと、外のコア片５ｏにおけるビードコード１０ｏの巻回方向Ｒｏとが、共に「右回り」である場合には、内のコア片５ｉには、最終の撚り方向Ｔｉを「右回り」（Ｓ撚り）としたビードコード１０ｉが採用され、かつ外のコア片５ｏに、最終の撚り方向Ｔｏを「左回り」（Ｚ撚り）としたビードコード１０ｏが採用される。

又図８に概念的に示すように、内のコア片５ｉにおけるビードコード１０ｉの巻回方向Ｒｉが「左回り」で、かつ外のコア片５ｏにおけるビードコード１０ｏの巻回方向Ｒｏが「右回り」の場合には、前記ビードコード１０ｉ、１０ｏに、それぞれ最終の撚り方向Ｔｉ、Ｔｏを「左回り」（Ｚ撚り）とした同じコードを採用することができる。なお内のコア片５ｉにおけるビードコード１０ｉの巻回方向Ｒｉが「右回り」で、かつ外のコア片５ｏにおけるビードコード１０ｏの巻回方向Ｒｏが「左回り」の場合には、前記ビードコード１０ｉ、１０ｏに、それぞれ最終の撚り方向Ｔｉ、Ｔｏを「右回り」（Ｓ撚り）とした同じコードを採用することができる。

又、カーカスプライ６Ａが例えば２枚等の複数枚の場合、図９（Ａ）に示すように、複数枚のカーカスプライ６Ａを、内外のコア片５ｉ、５ｏ間で狭持することができる。しかし、図９（Ｂ）に示すように、内外のコア片５ｉ、５ｏの組を複数設け、各カーカスプライ６Ａを、それぞれ内外のコア片５ｉ、５ｏ間で狭持するのが、拘束力をより高く発揮する上で好ましい。

次に、前記空気入りタイヤ１の製造方法を説明する。この製造方法は、外表面にタイヤ形成面ａｓを有する剛性中子ａ（図４に示す。）を用い、前記タイヤ形成面ａｓ上に、未加硫のタイヤ構成部材を順次貼り付けることにより生タイヤｔを形成する生タイヤ形成工程と、この生タイヤｔを前記剛性中子ａごと加硫金型ｂ内に投入して加硫成形する加硫工程（図１１（Ａ）に示す。）とを含んで構成される。

又、前記生タイヤ形成工程では、図１０（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、第１のコア片工程Ｓ１と、カーカス形成工程Ｓ２と、第２のコア片工程Ｓ３とを含む。前記第１のコア片工程Ｓ１では、前記タイヤ形成面ａｓ上で、未加硫のゴムで被覆されたゴム引きのビードコード１０ｉをタイヤ軸芯廻りで半径方向内側から外側に渦巻き状に巻き重ねて内のコア片５ｉを形成する。符号１６は、インナーライナゴムである。

前記カーカス形成工程Ｓ２では、前記内のコア片５ｉのタイヤ軸方向外側にカーカスプライ６Ａの半径方向内端部６ＡＥを巻き下ろして貼付けるステップＳ２ａを有する。

前記第２のコア片工程Ｓ３では、前記カーカスプライ６Ａの半径方向内端部６ＡＥのタイヤ軸方向外側で、前記ゴム引きのビードコード１０ｏをタイヤ軸芯廻りで半径方向内側から外側に渦巻き状に巻き重ねて外のコア片５ｏを形成する。

この時、図３、８に示すように、前記第１のコア片工程Ｓ１では、ビードコード１０ｉの最終の撚り方向Ｔｉは、タイヤ軸方向外側からの側面視におけるビードコード１０ｉのタイヤ軸芯Ｊ廻りの巻回方向Ｒｉと同方向である。又第２のコア片工程Ｓ３では、ビードコード１０ｏの最終の撚り方向Ｔｏは、タイヤ軸方向外側からの側面視におけるビードコード１０ｏのタイヤ軸芯Ｊ廻りの巻回方向Ｒｏと逆方向である。

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うる。

本発明の効果を確認すべく、図１に示す内部構造を有する空気入りタイヤ（２２５／４０Ｒ１８）を、中子工法を用いて作成した。各試供タイヤのビード構造は、表１の仕様に基づく。そして各試供タイヤについて、操縦安定性能をテストし、その結果を比較した。各タイヤとも、タイヤ赤道一方側、他方側のビードア構造は、表１のとうり同構成である。

なお表１中のビードコードは、撚り構造（２／７×０．３７）、コード径１．４１mm、撚りピッチ５０mmであり、撚り方向以外同仕様である。カーカスコードにおいて、ＰＥＴは1670/2dtex、レーヨンは1840/2dtex、アラミドは1100/2dtexのコードである。

操縦安定性能：
タイヤをリム（８．５Ｊ）、内圧（２１０ｋＰａ）の条件下で、車両（２０００ｃｃ、ＦＲ車）の全輪に装着し、岡山国際サーキットコースを実車走行（５周連続走行）し、ブレーキング、旋回、加速、ハンドリング、ラップタイムについて、プロドライバーによる官能評価によって総合的に判定した。評価は１０点法で評価している。値が大きいほど操縦安定性能に優れている。

表の如く実施例のタイヤは、操縦安定性能に優れているのが確認できる。

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
５ｉ 内のコア片
５ｏ 外のコア片
６ カーカス
６Ａ カーカスプライ
６ＡＥ 内端部
１０、１０ｉ、１０ｏ ビードコード
Ｆ スチール素線
Ｒｉ、Ｒｏ 巻回方向
Ｓ１ 第１のコア片工程
Ｓ２ カーカス形成工程
Ｓ３ 第２のコア片工程
Ｔｉ、Ｔｏ 撚り方向

Claims (2)

1. トレッド部からサイドウォール部をへてビード部のビードコアに至るカーカスプライからなるカーカスを具える空気入りタイヤであって、
   前記ビードコアは、タイヤ軸方向内外のコア片からなり、かつ前記カーカスプライの半径方向内端部が、ビードコアの廻りで折り返されることなく前記内外のコア片間で狭持されるとともに、
   前記内外のコア片は、複数本のスチール素線を撚り合わせたビードコードが、タイヤ軸芯廻りで半径方向内側から外側に渦巻き状に巻き重ねた渦巻き体からなり、
   前記ビードコードは、コアと、前記コアの外側に配される複数本のスチール素線を撚り合わせたシースとからなり、
   しかも前記内のコア片において、前記シースの撚り方向は、タイヤ軸方向外側からの側面視における前記ビードコードのタイヤ軸芯廻りの巻回方向と同方向であり、
   かつ前記外のコア片において、前記シースの撚り方向は、タイヤ軸方向外側からの側面視における前記ビードコードのタイヤ軸芯廻りの巻回方向と逆方向であり、
   前記内のコア片におけるビードコードのタイヤ軸芯廻りの巻回方向は、前記外のコア片におけるビードコードのタイヤ軸芯廻りの巻回方向と同方向であることを特徴とする空気入りタイヤ。
2. トレッド部からサイドウォール部をへてビード部のビードコアに至るカーカスプライからなるカーカスを具える空気入りタイヤの製造方法であって、
   外表面にタイヤ形成面を有する剛性中子を用い、前記タイヤ形成面上に、ビードコアとカーカスプライとを含む未加硫のタイヤ構成部材を順次貼り付けることにより生タイヤを形成する生タイヤ形成工程を具えるとともに、
   この生タイヤ形成工程は、前記タイヤ形成面上で、複数本のスチール素線を撚り合わせたビードコードをタイヤ軸芯廻りで半径方向内側から外側に渦巻き状に巻き重ねて内のコア片を形成する第１のコア片工程と、
   前記内のコア片のタイヤ軸方向外側にカーカスプライの半径方向内端部を貼付けるステップを有するカーカス形成工程と、
   前記カーカスプライの半径方向内端部のタイヤ軸方向外側で、ビードコードをタイヤ軸芯廻りで半径方向内側から外側に渦巻き状に巻き重ねて外のコア片を形成する第２のコア片工程とを含み、
   前記ビードコードは、コアと、前記コアの外側に配される複数本のスチール素線を撚り合わせたシースとからなり、
   しかも前記第１のコア片工程では、前記シースの撚り方向は、タイヤ軸方向外側からの側面視における前記ビードコードのタイヤ軸芯廻りの巻回方向と同方向であり、
   かつ前記第２のコア片工程では、前記シースの撚り方向は、タイヤ軸方向外側からの側面視における前記ビードコードのタイヤ軸芯廻りの巻回方向と逆方向であり、
   前記第１のコア片工程におけるビードコードの巻回方向は、第２のコア片工程におけるビードコードの巻回方向と同方向であることを特徴とする空気入りタイヤの製造方法。
   

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