JP2012106441A - 空気入りタイヤの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】サイドウォール部の外面における凹凸状の変形を抑えて、外観品質を向上させる空気入りタイヤの製造方法を提供する。
【解決手段】タイヤ軸方向に引き揃えたカーカスコード３０の配列体がトッピングゴム３２によって被覆された複数枚の短冊プライ片１３を、剛性中子体上でタイヤ周方向に順次貼り付けることにより、トロイド状のカーカスを形成するカーカス成形工程を含む。カーカスは、トレッド部では、隣り合う短冊プライ片１３の側縁部同士が重なることなく近接又は接して配され、かつサイドウォール部では、前記側縁部同士が重なる重なり部を有する。カーカスコード３０の配列体は、最外側に配される外のカーカスコード３０のモジュラスを、その内側に配される内のカーカスコード３０のモジュラスよりも小とした。
【選択図】図４

Description

本発明は、短冊シート状のプライ片を、剛性中子体上でタイヤ周方向に順次貼り付けることにより、トロイド状のカーカスを成形するカーカス成形工程を含む空気入りタイヤの製造方法に関する。

近年、タイヤのユニフォミティを向上させるために、例えば、仕上がりタイヤのタイヤ内腔形状に近い外形を有する剛性中子体を用い、この剛性中子体上に、インナーライナゴム、カーカスプライなどを含む種々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を形成するとともに、この未加硫タイヤを前記剛性中子体ごと加硫金型内に投入し、内型である剛性中子体と外型である加硫金型との間でタイヤを加硫成形する製造方法が提案されている。

この製造方法の場合、未加硫タイヤの骨格をなすカーカスＤは、例えば図６（Ａ）、（Ｂ）に示すように、タイヤ軸方向に引き揃えたカーカスコードＡ１の配列体Ａがトッピングゴムによって被覆されかつタイヤ周方向巾Ｌ１を小とした短冊シート状の複数枚の短冊プライ片Ｂを用い、この短冊プライ片Ｂを、前記剛性中子体Ｃ上でタイヤ周方向に順次貼り付けることにより形成される（特許文献１参照）。このとき、タイヤのユニフォミティーを高めるために、前記短冊プライ片Ｂは、タイヤ周方向で隣り合う短冊プライ片Ｂの側縁部Ｂｅ、Ｂｅ同士が、トレッド部Ｔａにおいては重なることなく近接又は接するように配されている。そのため、サイドウォール部Ｔｂにおいては、前記側縁部Ｂｅ、Ｂｅ同士が重なる三角形状の重なり部Ｊが必然的に形成されるとともに、この重なり部Ｊでは、図７（Ａ）に示すように、前記配列体Ａにおいて最外側に位置する外のカーカスコードＡ１ａ、Ａ１同士も重なり合うため、コード密度が増加する。なお図中の符号Ｅは、カーカスＤの内側に配されるインナーライナゴムである。

他方、未加硫タイヤを加硫成形する場合、加硫熱によりカーカスコードに熱収縮が発生し、特にコード密度が増加する前記重なり部Ｊでは、収縮力が局部的に高まる。そのため、図７（Ｂ）に示すように、前記重なり部Ｊの一部が、前記インナーライナゴムＥを押し退けてタイヤ内腔面に露出し、タイヤの気密性を低下させるという問題が発生する。

特開平１１−２５４９０６号公報

そこで本発明は、カーカスコードの配列体において最外側に配される外のカーカスコードの熱収縮率を、その内側に配される内のカーカスコードの熱収縮率よりも小とすることを基本として、短冊プライ片の重なり部が、インナーライナゴムを押し退けてタイヤ内腔面に露出するのを抑制しうる空気入りタイヤ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両側のビード部に至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、
剛性中子体を用い、タイヤ軸方向に引き揃えたカーカスコードの配列体がトッピングゴムによって被覆されかつタイヤ周方向巾を小とした短冊シート状の複数枚の短冊プライ片を、前記剛性中子体上でタイヤ周方向に順次貼り付けることにより、トロイド状のカーカスを形成するカーカス成形工程を含み、
しかも前記カーカスは、前記トレッド部では、タイヤ周方向で隣り合う短冊プライ片の側縁部同士が重なることなく近接又は接して配され、かつサイドウォール部では、前記側縁部同士が重なる重なり部を有するとともに、
前記カーカスコードの配列体は、最外側に配される外のカーカスコードと、その内側に配される内のカーカスコードとからなり、かつ前記外のカーカスコードの温度１８０℃での熱収縮率Ｋａを、内のカーカスコードの温度１８０℃での熱収縮率Ｋｂよりも小としたことを特徴としている。

又請求項２の発明では、前記外のカーカスコードの熱収縮率Ｋａは、内のカーカスコードの熱収縮率Ｋｂの０．９倍以下であることを特徴としている。

又請求項３の発明では、前記内のカーカスコードの熱収縮率Ｋｂは、３．０〜６．０％であることを特徴としている。

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゜Ｃで３０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、カーカスコードの配列体において最外側に配される外のカーカスコードの熱収縮率を、内のカーカスコードの熱収縮率よりも小に設定している。従って、コード密度が増加する短冊プライ片間の重なり部において、収縮力が局部的に高まるのを抑えることができ、前記重なり部の一部がインナーライナゴムを押し退けてタイヤ内腔面に露出し、タイヤの気密性を損ねるのを抑制することができる。

本発明の製造方法によって形成された空気入りタイヤの一実施例を示す断面図である。 未加硫タイヤ形成工程を示す断面図である。 加硫工程を示す断面図である。 短冊プライ片を示す斜視図である。 （Ａ）、（Ｂ）はカーカス成形工程を示す説明図である。 （Ａ）、（Ｂ）は、剛性中子体を用いた従来の空気入りタイヤの製造方法を示す説明図である。 （Ａ）、（Ｂ）は、その問題点を説明する短冊プライ片間の重なり部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は、本発明の製造方法によって形成された空気入りタイヤ１の一例を示す断面図であって、前記空気入りタイヤ１は、トレッド部２からサイドウォール部３をへて両側のビード部４、４に至るカーカス６と、カーカス６の半径方向外側かつトレッド部２の内部に配されるベルト層７とを具える。

前記カーカス６は、有機繊維のカーカスコードをラジアル配列させた１層以上、本例では１層のカーカスプライ体６Ａから形成される。このカーカスプライ体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、その両端は、本例の場合、各ビード部４に配されるビードコア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ている。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からなり、この内外のコア片５ｉ、５ｏ間で、前記カーカスプライ体６Ａの両端部が狭持されている。

前記内外のコア片５ｉ、５ｏは、非伸張性のビードワイヤ５ａをタイヤ周方向に複数回巻き付けることにより形成される。このとき、外のコア片５ｏでは、内のコア片５ｉに比し、ビードワイヤ５ａの巻回数を例えば１．２〜２．０倍程度大とし、内のコア片５ｉよりも剛性を大とするのが好ましい。これにより、ビードワイヤ５ａの総巻回数を規制しながらビード部４の曲げ剛性を相対的に高めることができ、操縦安定性などの向上に役立つ。なお図中の符号８は、ゴム硬度が例えば８０〜１００度の硬質のゴムからなるビードエーペックスであり、各コア片５ｉ、５ｏから先細状に立ち上がり、ビード剛性を高める。なお本明細書においてゴム硬度は、ＪＩＳ−Ｋ６２５３に基づきデュロメータータイプＡにより、２３℃の環境下で測定したデュロメータＡ硬さを意味する。

又前記ベルト層７は、スチールコード等の高弾性のベルトコードをタイヤ周方向に対して例えば１０〜３５゜程度で配列した２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。ベルト層７は、各ベルトコードがプライ間相互で交差することにより、ベルト剛性を高め、トレッド部２の略全巾をタガ効果を有して強固に補強している。本例では、このベルト層７の半径方向外側に、高速耐久性を高める目的で、例えばナイロンコード等のバンドコードを周方向に対して５度以下の角度で螺旋状に巻回させたバンド層９を設けている。このバンド層９としては、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を、単独で、或いは適宜組み合わせて使用できる。本例では、バンド層９が、１枚のフルバンドプライからなるものを例示している。

又カーカス６の内側には、タイヤ内腔面をなす薄いインナーライナ１０が配される。このインナーライナ１０は、例えばブチルゴム、ハロゲン化ブチルゴム等の非空気透過性のゴムからなり、タイヤ内腔内に充填される充填空気を気密に保持する。又前記カーカス６の外側には、サイドウォール部３の外面をなすサイドウォールゴム１１が、又バンド層９の半径方向外側にはトレッド部２の外面をなすトレッドゴム１２が配されている。

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、図２に略示するように、前記空気入りタイヤ１のタイヤ内腔形状に実質的に一致する外形を有するトロイド状の剛性中子体２０を用い、該剛性中子体２０の外表面に、未加硫のタイヤ構成部材を順次貼り付けることにより未加硫タイヤ１Ｎを形成する未加硫タイヤ形成工程Ｓ１と、図３に略示するように、前記未加硫タイヤ１Ｎを、前記剛性中子体２０ごと加硫金型２１内に投入して加硫成形する加硫工程Ｓ２とを含んで構成される。

前記未加硫タイヤ形成工程Ｓ１は、剛性中子体２０にインナーライナ１０形成用の部材を貼り付けるインナーライナ形成工程、カーカス７形成用の部材を貼り付けるカーカス成形工程、ビードコア５形成用の部材を貼り付けるビードコア形成工程、ビードエーペックス８形成用の部材を貼り付けるビードコア形成工程、ベルト層７形成用の部材を貼り付けるベルト成形工程、バンド層９形成用の部材を貼り付けるバンド成形工程、サイドウォールゴム１１形成用の部材を貼り付けるサイドウォール成形工程、トレッドゴム１２形成用の部材を貼り付けるトレッド成形工程等を含んで構成される。

このうち、前記未加硫タイヤ形成工程Ｓ１における前記カーカス成形工程以外の工程、及び前記加硫工程Ｓ２には、剛性中子体２０を用いた周知の種々のものが適宜採用でき、従って本明細書では、カーカス成形工程のみを以下に説明する。

前記カーカス成形工程では、図４に示すように、タイヤ軸方向に引き揃えたカーカスコード３０の配列体３１がトッピングゴム３２によって被覆されかつタイヤ周方向巾Ｌ１を小とした短冊シート状の複数枚の短冊プライ片１３を用いるとともに、この複数枚の短冊プライ片１３を、図５（Ａ）、（Ｂ）に示すように、剛性中子体２０上でタイヤ周方向に順次貼り付けることにより、トロイド状のカーカス６を形成する。このとき、タイヤ周方向で隣り合う短冊プライ片１３、１３の側縁部１３ｅ、１３ｅ同士は、トレッド部２においては、互いに重なることなく近接又は接するように配されている。従って、トレッド部２ではカーカスコード３０のコード密度が略均一となり、タイヤのユニフォミティーを高く確保することができる。これに対して、サイドウォール部３においては、前記側縁部１３ｅ、１３ｅ同士が互いに重なる三角形状の重なり部Ｊが、必然的に形成される。従って、この重なり部Ｊでは、カーカスコード３０のコード密度が増加するため、加硫成形時、カーカスコードによる収縮力が局部的に高まり、前記重なり部Ｊの一部が、インナーライナ１０を押し退けてタイヤ内腔面に露出する傾向となる。

そこで本発明では、前記短冊プライ片１３に配されるカーカスコード３０のうちで、最外側に配される外のカーカスコード３０ａの温度１８０℃での熱収縮率Ｋａを、内のカーカスコード３０ｂの温度１８０℃での熱収縮率Ｋｂよりも小に設定している。これにより、加硫成形時、前記重なり部Ｊにおいて収縮力が局部的に高まるのを抑えることができる。本例では、前記短冊プライ片１３内においては、各カーカスコード３０は実質的に等しいピッチ間隔Ｐで配列している。

本例では、外のカーカスコード３０ａと、内のカーカスコード３０ｂとでコード材質を違えることで熱収縮率Ｋａ、Ｋｂを相違させている。例えば、芳香族ポリアミド繊維の熱収縮率は略０％、レーヨン繊維の熱収縮率は略１．５〜２．５％、ナイロン繊維の熱収縮率は略２．３〜３．３％、ハイモジュラスポリエステル繊維の熱収縮率は略３．５〜４．５％、レギュラーポリエステル繊維の熱収縮率は略４．０〜５．０％である。従って、前記外のカーカスコード３０ａに相対的に熱収縮率の低い有機繊維材料を採用し、又内のカーカスコード３０ｂに相対的に熱収縮率の高い有機繊維材料を採用している。

なお熱収縮率を相違させる他の手段として、例えば、短冊プライ片１３を形成する前段階で、予め外のカーカスコード３０ａに加熱処理を施し、ある程度の熱収縮を先に発生させておく、或いはコードにデイッピング処理する際のテンションを低くしてデイッピング処理中のコード収縮を大きくすることで、加硫時の熱収縮率を小とすることもできる。

ここで、未加硫タイヤ１Ｎを、剛性中子体２０ごと加硫金型２１内に投入して加硫成形する場合、従来の製造方法の如く、加硫金型内で未加硫タイヤが膨張する所謂加硫ストレッチが行われない。そのため、内のカーカスコード３０ｂの熱収縮率Ｋｂが小さ過ぎる場合には、加硫時に内のカーカスコード３０ｂがテンション力不足となって蛇行配列し、タイヤのユニフォミティーを損ねる恐れを招く。従って、内のカーカスコード３０ｂの熱収縮率Ｋｂは、３．０％以上、さらには４．０％以上であるのが好ましい。他方、外のカーカスコード３０ａは、全カーカスコード３０に占める割合が非常に低いため、熱収縮率Ｋａを小とした場合にも、ユニフォミティーに与える影響が少なく、従って、ユニフォミティーを維持しながら、重なり部Ｊにおける収縮力の上昇を抑え、重なり部Ｊの一部がインナーライナ１０を押し退けてタイヤ内腔面に露出するのを抑制することが可能となる。

そのためには、外のカーカスコード３０ａの熱収縮率Ｋａを、内のカーカスコード３０ｂの熱収縮率Ｋｂの０．９倍以下、さらには０．８倍以下、さらには０．７倍以下とするのが好ましい。又熱収縮率Ｋａの下限値は、０％、即ち熱収縮率Ｋｂの０．０倍まで許容できるが、ユニフォミティーの観点から０．１倍以上が好ましい。なお内のカーカスコード３０ｂの熱収縮率Ｋｂが大き過ぎると、カーカスコード３０ｂがインナーライナ１０内に入り込む、或いは近づいて、コードルースが発生しやすくなる。従って、前記熱収縮率Ｋｂの上限は６．０％以下が好ましい。

又内外のカーカスコード３０ａ、３０ｂにおいて、外のカーカスコード３０ａのコード１本当たりのモジュラスＭｏは、内のカーカスコード３０ｂのコード１本当たりのモジュラスＭｉ以下が好ましく、特にユニフォミティーの観点から、Ｍｏ／Ｍｉ＜１．０、さらには０、２＜Ｍｏ／Ｍｉ＜０．８が好ましい。なお前記モジュラスは、ＪＩＳＬ１０１７の化学繊維タイヤコード試験方法に準拠して求めたコード１本当たりの初期引張抵抗度であって、同試験方法に準拠して求めたコードの「荷重−伸張」曲線において、原点の近くで伸張変化に対する荷重変化が最大となる最大点における前記「荷重−伸張」曲線の接線の傾きを意味する。

又前記短冊プライ片１３におけるタイヤ周方向の巾Ｌ１が大きすぎると、短冊プライ片１３をトレッド部２からサイドウォール部３にかけてタイヤ半径方向内側に折り曲げる際に、シワが発生してコード乱れが生じやすくなる。又、重なり部Ｊにおける周方向の重なり巾Ｗｊも広くなるため、重なり部Ｊで重なり合うカーカスコードの本数も増加し、本発明の効果が充分に発揮されなくなる。逆にタイヤ周方向の巾Ｌ１が小さすぎると、短冊プライ片１３の貼り付け工数が増して貼り付け効率の低下を招く。従って、前記巾Ｌ１は１０〜３０ｍｍの範囲が好ましく、又前記配列体３１におけるカーカスコード３０の本数は１０〜３０本が好ましい。

また前記重なり部Ｊにおけるカーカスコード３０の重なり本数Ｎは、タイヤ最大幅位置Ｑｍにおいて１〜２本、特には１本であることが好ましい。そのため前記重なり本数Ｎ本が前記範囲となるように、短冊プライ片１３の前記巾Ｗ１、及びトレッド部２においてタイヤ周方向で隣り合う短冊プライ片１３の側縁部１３ｅ同士の間隔などが予め設定される。

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。

図１に示す構造をなす乗用車用タイヤ（タイヤサイズ１７５／６５Ｒ１４）を、剛性中子体を用いかつ表１の仕様に基づき試作するとともに、重なり部のタイヤ内腔面への露出の発生率、及びタイヤのユニフォミティーをテストした。

なお従来例は、剛性中子体を用いず、円筒状の成形ドラム上で１枚のカーカスプライを周方向に一周巻きして筒状カーカスプライを形成するとともに、この筒状カーカスプライをビードコア間で膨張させてトロイド状にシェーピングする膨張工程を有する従来の一般的な製造方法で形成している。比較例、実施例は何れも剛性中子体を使用した。

表１に記載以外は、実質的に同仕様である。
短冊プライ片
・周方向巾Ｌ１ −−−２０ｍｍ、
・コード本数 −−−２０本

（１）露出発生率：
試供タイヤをそれぞれ２０本形成し、重なり部の一部がタイヤ内腔面に露出した露出タイヤの発生本数を測定し、従来例を１００とする指数で表示した。数値が小さいほど発生本数が少なく良好である。

（２）ユニフォミティー：
タイヤユニフォーミティ試験機を用い、ＪＡＳＯ Ｃ６０７：２０００の「自動車用タイヤのユニフォミティー試験方法」に準拠して、ＲＦＶを測定し、従来例を１００とする指数で表示した。数値が小さいほど良好である。測定条件は、リム（５．５Ｊ×１４）、内圧（２００ｋＰａ）、タイヤ回転速度（６０ｒｐｍ）、及び縦荷重（３．５４ｋＮ）とした。

表の如く、実施例のタイヤは、優れたユニフォミティーを確保しながら、重なり部の一部がタイヤ内腔面に露出する不良を低減しうるのが確認できる。

２ トレッド部
３ サイドウォール部
４ ビード部
６ カーカス
１３ 短冊プライ片
１３ｅ 側縁部
２０ 剛性中子体
３０ カーカスコード
３０ａ 外のカーカスコード
３０ｂ 内のカーカスコード
３１ 配列体
３２ トッピングゴム
Ｊ 重なり部

Claims (3)

1. トレッド部からサイドウォール部をへて両側のビード部に至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、
   剛性中子体を用い、タイヤ軸方向に引き揃えたカーカスコードの配列体がトッピングゴムによって被覆されかつタイヤ周方向巾を小とした短冊シート状の複数枚の短冊プライ片を、前記剛性中子体上でタイヤ周方向に順次貼り付けることにより、トロイド状のカーカスを形成するカーカス成形工程を含み、
   しかも前記カーカスは、前記トレッド部では、タイヤ周方向で隣り合う短冊プライ片の側縁部同士が重なることなく近接又は接して配され、かつサイドウォール部では、前記側縁部同士が重なる重なり部を有するとともに、
   前記カーカスコードの配列体は、最外側に配される外のカーカスコードと、その内側に配される内のカーカスコードとからなり、かつ前記外のカーカスコードの温度１８０℃での熱収縮率Ｋａを、内のカーカスコードの温度１８０℃での熱収縮率Ｋｂよりも小としたことを特徴とする空気入りタイヤの製造方法。
2. 前記外のカーカスコードの熱収縮率Ｋａは、内のカーカスコードの熱収縮率Ｋｂの０．９倍以下であることを特徴とする請求項１記載の空気入りタイヤの製造方法。
3. 前記内のカーカスコードの熱収縮率Ｋｂは、３．０〜６．０％であることを特徴とする請求項１又は２記載の空気入りタイヤの製造方法。

Images