JP6778101B2 - 空気入りタイヤ及びその製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は、空気入りタイヤ及びその製造方法に関するものである。
従来、空気入りタイヤでは、巻付装置から巻き戻したゴムストリップ材を螺旋状に巻回することによりベルトエッジカバー層を形成するようにしたものが公知である（特許文献１参照）。
しかしながら、前記従来の空気入りタイヤでは、ゴムストリップ材を螺旋状に巻き付ける際、その重なり状態にバラツキが発生してしまうことについては全く考慮されていない。この重なり状態のバラツキは、タイヤの回転軸（横）方向に作用する力を変動させる要因となり、又車内騒音の原因の１つとなる。
特開２００６−２１３２７８号公報
本発明は、補強用ベルトの巻き方で重なり状態にバラツキが出るところに着目し、タイヤの回転軸（横）方向に作用する力の変動を抑制できる空気入りタイヤ及びその製造方法を提供することを課題とする。
本発明は、前記課題を解決するための手段として、
インナーライナーの外周面に、第１ベルトを巻回して第１ベルト部を形成した後、第２ベルトを巻回して第２ベルト部を形成してベルト層を得る第１ステップと、さらに補強用ベルトを巻回して補強層を得る第２ステップとを含むグリーンタイヤの形成工程を有する空気入りタイヤの製造方法であって、
前記第２ステップでは、補強用ベルトを第１円周上に１周巻回する第１平行巻き処理と、タイヤ幅方向に螺旋状に巻回する螺旋巻き処理と、第２円周上に、１周を３６０°としたとき、２４０°±３０°の範囲で巻回する第２平行巻き処理と、を含むことを特徴とする空気入りタイヤの製造方法を提供する。
これによれば、巻回した補強用ベルトの重なり状態の違いをタイヤ周方向にバランス良く配置できる。この結果、タイヤの回転軸（横）方向への力の変動（LFV:Lateral Force Variation)を抑制可能となる。
前記第２ステップで、前記補強用ベルトの巻き始めに同一円周での平行巻き処理を行い、前記平行巻き処理を、前記第２ベルト部が位置する領域のタイヤ外径方向側以外で行うのが好ましい。
これによれば、第２ベルトのタイヤ外径側で補強層の占有スペースが増大し、この補強層がタイヤ表面に露出するといった不具合の発生を防止できる。
前記第２ステップでの補強用ベルトの螺旋巻き方向は、前記第２ベルトの角度方向とは反対側にするのが好ましい。
これによれば、第２ベルトの巻回方向と補強用ベルトの巻回方向とを交差させることができる。このため、加硫成型時の第２ベルトの変形を抑制でき、良好のユニフォーミティを確保可能となる。
本発明は、前記課題を解決するための手段として、
インナーライナーの外周面に、第１ベルトを巻回してなる第１ベルト部と、第２ベルトを巻回してなる第２ベルト部とを順次形成したベルト層と、さらに補強用ベルトを巻回して、前記ベルト層のエッジ領域に対応する位置に形成した補強層とを含むグリーンタイヤを加硫成型して得られる空気入りタイヤであって、
前記補強層は、補強用ベルトを第１円周上に１周巻回した第１平行巻回部と、タイヤ幅方向に螺旋状に巻回した螺旋巻回部、第２円周上に、１周を３６０°としたとき、２４０°±３０°の範囲で同一円周上に巻回した第２平行巻き部とを備えていることを特徴とする空気入りタイヤを提供する。
本発明によれば、補強用ベルトの巻き方を工夫することにより、タイヤ周方向での重なり状態のバラツキを解消するようにしたので、走行時のタイヤの回転軸（横）方向に作用する力の変動を抑制できる。
本実施形態に係る空気入りタイヤの概略を示す子午線半断面図である。 図１に示すベルト層での各ベルトの巻回状態の概略を示す断面図である。 図１の補強用ベルトの巻回状態を示す展開図である。 図２の補強用ベルトを最初の１周分平行巻きした状態を示す部分展開図である。 図３からさらに１周分螺旋巻きした状態を示す部分展開図である。 図４からさらに２周目を螺旋巻きした状態を示す部分展開図である。 図５からさらに７周目まで螺旋巻きした後、平行巻きを挟んで１ピッチ送りで１周分螺旋巻きした状態を示す部分展開図である。 比較例に係る補強用ベルトの巻回状態を示す展開図である。
以下、本発明に係る実施形態を添付図面に従って説明する。なお、以下の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物、あるいは、その用途を制限することを意図するものではない。また、図面は模式的なものであり、各寸法の比率等は現実のものとは相違している。
図１は、本実施形態に係る空気入りタイヤの概略を示す子午線半断面図を示す。この空気入りタイヤは、タイヤ径方向の内径側に位置するインナーライナー１からタイヤ外径側に向かって、カーカスプライ２、ベルト層３、補強層４が設けられ、表面側がトレッド部５及びショルダー部６で構成されている。カーカスプラの両端部は、ビードコア７へと延び、タイヤ内側から外側へと折り返され、ビードフィラー８を挟み込む。なお、その他の構成部品については図示及び説明を省略する。
ベルト層３は、タイヤ径方向の内側に配置される第１ベルト部９と、外側に配置される第２ベルト部１０とで構成されている。第１ベルト部９は、タイヤ幅方向のショルダー部６の途中まで延びている。ショルダー部６には、タイヤ幅方向に延びるショルダー横溝１１が形成されている。第２ベルト部１０は、第１ベルト部９よりもタイヤ幅方向外側への形成範囲が狭くなっている。
図２に示すように、第１ベルト部９と第２ベルト部１０は、第１ベルト１２と第２ベルト１３をそれぞれ螺旋状に巻回するリボン工法により得られる。第１ベルト１２及び第２ベルト１３は、スチールコードを所定間隔で複数列に配置し、ゴム材料で被覆したものである。第１ベルト１２と第２ベルト１３とでは、巻始め位置と巻終わり位置とがタイヤ幅方向の反対側で、巻回方向が逆向きとなっている。これにより、第１ベルト１２のスチールコードに対して第２ベルト１３のスチールコードが交差するように巻回される。
補強層４は、ベルト層３を覆うように形成されている。補強層４は、補強用ベルト１４を螺旋状に巻回するリボン工法により得られる。補強用ベルト１４は、樹脂材料（例えば、ナイロン６６）の繊維コードを所定間隔で複数列に配置し、ゴム材料で被覆したものである。
補強用ベルト１４は、一端側のベルト層３の一端部よりも側方部分から巻き始め、他端側のベルト層３の他端部よりも側方部分で巻き終わる。補強用ベルト１４の螺旋巻きでは、巻き始め位置と巻き終わり位置とが第２ベルト１３とはタイヤ幅方向の反対側で、巻回方向が逆向きとなっている。これにより、補強用ベルト１４の繊維コードが前記第２ベルト１３のスチールコードと交差するように巻回される。また、巻始め位置と巻終わり位置では補強用ベルト１４を平行巻きする。また、両端部から内側の所定位置でも補強ベルトを後述する範囲で平行巻きする。なお、平行巻きとは、補強用ベルト１４をタイヤ周方向の同一円周上に巻き付けることを意味する。
前記構成の空気入りタイヤは、次のようにしてグリーンタイヤを形成し、形成されたグリーンタイヤを加硫成型することにより得られる。
グリーンタイヤの加工では、まず、図示しないドラムにインナーライナー１を巻回し、その外周面に、第１ベルト１２を巻回して第１ベルト部９を形成する。次いで第２ベルト１３を巻回して第２ベルト部１０を形成することによりベルト層３を得る（第１ステップ）。
第１ステップでは、第１ベルト部９は、第１ベルト１２をタイヤ幅方向の一端（第１端）から他端（第２端）に向かって螺旋状に巻回することにより得る。第２ベルト部１０は、タイヤ幅方向の第２端から第１端に向かって第２ベルト１３をそのスチールコードの傾斜方向が第１ベルト部９とは逆になるように螺旋状に巻回することにより得る。
続いて、ベルト層３の外周に補強用ベルト１４を巻回して補強層４を得る（第２ステップ）。
第２ステップでの補強用ベルト１４の巻回方法を、図３〜図７を参照して説明する。図中、縦軸にはタイヤ周方向の１周分を０〜３６０°として表している。横軸にはトレッド面でのタイヤ幅方向の位置を表している。図中、２重に重なった領域（２重領域１５）をハッチング、３重に重なった領域（３重領域１６）をクロスハッチングで示している。また、図中、ベルト層３は正確には記載しておらず、補強用ベルト１４を巻回する部分のみを表示している。
第２ステップでは、図４に示すように、ドラムに形成したベルト層３よりもさらに一端側の巻始め位置で補強用ベルト１４を（第１円周上に）３６０°平行巻きする第１平行巻き処理を行い、第１平行巻回部１４Ａを形成する。第１平行巻回部１４Ａは第２ベルト１３の巻始め位置とは反対側とする。また第１平行巻回部は、ベルト層３には重ならない位置とする。このため、ベルト層３上で補強層４が必要以上に厚くなり、トレッド面から補強層４までの距離が短くなることがない。したがって、トレッド面に形成した溝底に補強層４が露出するといった不具合の発生を防止できる。
続いて、補強用ベルト１４を、他端側に向かって螺旋状に巻回する螺旋巻回処理を行い、第１螺旋巻回部１４Ｂを形成する。ここでは、７周巻回するまでは送りピッチを半ピッチとする。図５に示すように、巻始め位置の第１平行巻回部１４Ａと、半ピッチ送りした１周目の螺旋巻回部１４Ｂとは、部分的に２重に重なった２重領域１５（図５中、ハッチングで示す。）を有する状態となる。さらに、図６に示すように、先に螺旋巻きした第１螺旋巻回部１４Ｂと、２周目の第２螺旋巻回部１４Ｃとは、部分的に２重領域１５と、３重に重なった３重領域１６（図６中、クロスハッチングで示す。）とを有する状態となる。
螺旋状に７周巻回すれば一旦、平行巻きを行う第２平行巻き処理を行い、第２平行巻回部１４Ｄを形成する。ここで行う平行巻きは、螺旋巻きの終了位置から（第２円周上を）タイヤ周方向に２７０°となる位置（図７中、２点鎖線で示す）までとしている。但し、好ましい範囲は２４０°±３０°である。
前述の通り図７は、前述のように補強用ベルト１４の螺旋巻きの終了位置からタイヤ周方向に２７０°の位置まで平行巻きを行った場合の重なり具合を示す展開図である。図８は、９０°とした場合の重なり具合を示す展開図である。図７と図８を比較しても明らかであるが、３重領域１６のタイヤ周方向のバラツキ具合が両者で大きく相違しており、図５の方がバランスが良い。
０°から１８０°までをＡ区画、１８０°から３６０°までをＢ区画としたとき、平行巻きの補強ベルトの巻始め位置及び巻終わり位置を３０°単位で変化させた場合の３重領域１６が占める割合（ここでは、面積（単位はcm2））をＡ区画とＢ区画とで比較した。比較結果を表１に示す。
Figure 0006778101
表１から明らかなように、２４０°±３０°の範囲で最もＡ区画の３重量域とＢ区画の３重領域１６の差を小さくすることができた。つまり、空気入りタイヤを回転軸を含む平面で面対称に切断したとき、補強ベルトの巻始め位置及び巻終わり位置が２４０°±３０°の範囲で最もバランスが良かった。但し、タイヤ周方向に分割するのは２区画ではなく９０°単位の４区画あるいは６０°単位の６区画等で比較すれば、よりタイヤ周方向のバランスを適切に判断できる。
その後、補強層４のタイヤ外周側にトレッド部５及びショルダー部６となるゴム層を、前記同様に、リボン工法にて形成することによりグリーンタイヤが得られる。そして、得られたグリーンタイヤを加硫成型することにより空気入りタイヤが完成する。
このようにして完成した空気入りタイヤでは、次のような効果が得られる。
（１）補強ベルトの巻回途中で２４０°±３０°平行巻きを入れることにより、３重領域１６をタイヤ周方向にバランス良く配置することができる。したがって、タイヤ周方向での重量バランスが安定する。また、タイヤ幅方向に作用する力の変動を抑制できる。
（２）補強用ベルト１４の巻始め位置を第２ベルト部１０が位置する領域のタイヤ外径方向側以外とすることにより、第２ベルト部１０のタイヤ外径側の補強層４の厚みを抑えることができる。したがって、この位置のトレッド部５に溝（ショルダー横溝１１）が形成されていたとしても、補強層４が露出することがない。
なお、本発明は、前記実施形態に記載された構成に限定されるものではなく、種々の変更が可能である。
前記実施形態では、補強用ベルト１４を第１エッジ領域及び第２エッジ領域で螺旋状に３回巻回するようにしたが、巻回数はこれに限らず何回でもよい。
１…インナーライナー
２…カーカスプライ
３…ベルト層
４…補強層
５…トレッド部
６…ショルダー部
７…ビードコア
８…ビードフィラー
９…第１ベルト部
１０…第２ベルト部
１１…ショルダー横溝
１２…第１ベルト
１３…第２ベルト
１４…補強用ベルト
１５…２重領域
１６…３重領域

Claims (4)

  1. インナーライナーの外周面に、第１ベルトを巻回して第１ベルト部を形成した後、第２ベルトを巻回して第２ベルト部を形成してベルト層を得る第１ステップと、さらに補強用ベルトを巻回して補強層を得る第２ステップとを含むグリーンタイヤの形成工程を有する空気入りタイヤの製造方法であって、
    前記第２ステップでは、補強用ベルトを第１円周上に１周巻回する第１平行巻き処理と、タイヤ幅方向に螺旋状に巻回する螺旋巻き処理と、第２円周上に、１周を３６０°としたとき、２４０°±３０°の範囲で巻回する第２平行巻き処理と、を含むことを特徴とする空気入りタイヤの製造方法。
  2. 前記第２ステップで、前記補強用ベルトの巻き始めに同一円周での平行巻き処理を行い、前記平行巻き処理を、前記第２ベルト部が位置する領域のタイヤ外径方向側以外で行う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ステップでの補強用ベルトの螺旋巻き方向は、前記第２ベルトとは反対側とす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の製造方法。
  4. インナーライナーの外周面に、第１ベルトを巻回してなる第１ベルト部と、第２ベルトを巻回してなる第２ベルト部とを順次形成したベルト層と、さらに補強用ベルトを巻回して、前記ベルト層のエッジ領域に対応する位置に形成した補強層とを含むグリーンタイヤを加硫成型して得られる空気入りタイヤであって、
    前記補強層は、補強用ベルトを第１円周上に１周巻回した第１平行巻回部と、タイヤ幅方向に螺旋状に巻回した螺旋巻回部、第２円周上に、１周を３６０°としたとき、２４０°±３０°の範囲で同一円周上に巻回した第２平行巻き部とを備えていることを特徴とする空気入りタイヤ。
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