JP6107343B2 - 空気入りバイアスタイヤの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、レーシングカート用として好適な空気入りバイアスタイヤの製造方法に関し、更に詳しくは、駆動性能及びコーナリング性能を同時に改善することを可能にした空気入りバイアスタイヤの製造方法に関する。

空気入りバイアスタイヤは、タイヤ周方向に対して傾斜する複数本のカーカスコードを含む複数層のカーカス層を一対のビード部間に装架したバイアス構造を有している（例えば、特許文献１〜３参照）。

空気入りバイアスタイヤを製造する場合、タイヤ周方向に対して傾斜する複数本のカーカスコードを含む複数層のカーカス部材を層間でカーカスコードが交差するように成形ドラムの周囲に巻き付け、これらカーカス部材を含む円筒状のグリーンタイヤを成形し、該グリーンタイヤを金型内でトロイダル形状に膨張させた状態で加硫を行う。そのため、空気入りバイアスタイヤにおいては、通常、カーカスコードのタイヤ周方向に対する傾斜角度がサイドウォール部側からトレッド部側に向かって徐々に小さくなっている。

このようなバイアス構造を有する空気入りバイアスタイヤは、例えば、レーシングカート用タイヤとして好ましく使用されているが、近年、レーシングカートの車両性能の向上に伴い、それに装着される空気入りバイアスタイヤにはより高いレベルの性能が求められている。

ここで、空気入りバイアスタイヤの駆動性能を高めるには周剛性を増大させることが必要であり、コーナリング性能を高めるためにはタイヤ幅方向のグリップ力に負けない横剛性を確保することが必要である。また、縦剛性を適度に下げて路面に対する追従性を確保することは駆動性能及びコーナリング性能の両性能を確保するために必要である。しかしながら、空気入りバイアスタイヤは、その製法上、カーカスコードのタイヤ周方向に対する傾斜角度がサイドウォール部側からトレッド部側に向かって徐々に小さくなるようなカーカスラインを有しているため、必要とされる周剛性と横剛性と縦剛性を同時に得ることが難しく、その結果、駆動性能とコーナリング性能とを同時に改善することができないのが現状である。

特開２００９−１９６５２１号公報 特開２０１０−９９４号公報 特開２０１０−９９６号公報

本発明の目的は、駆動性能及びコーナリング性能を同時に改善することを可能にした空気入りバイアスタイヤの製造方法を提供することにある。

上記目的を達成するための本発明の空気入りバイアスタイヤの製造方法は、タイヤ周方向に延在して環状をなすトレッド部と、該トレッド部の両側に配置された一対のサイドウォール部と、前記トレッド部と前記サイドウォール部との間に位置する一対のバットレス部と、前記サイドウォール部のタイヤ径方向内側に配置された一対のビード部とを備え、これら一対のビード部間にタイヤ周方向に対して傾斜する複数本のカーカスコードを含む複数層のカーカス層を装架した構造を有し、前記バットレス部における前記カーカスコードのタイヤ周方向に対する傾斜角度ＡＢを前記トレッド部における前記カーカスコードのタイヤ周方向に対する傾斜角度ＡＣよりも大きくし、前記バットレス部における前記カーカスコードのタイヤ周方向に対する傾斜角度ＡＢを前記サイドウォール部における前記カーカスコードのタイヤ周方向に対する傾斜角度ＡＳよりも大きくし、かつ前記トレッド部における前記カーカスコードのタイヤ周方向に対する傾斜角度ＡＣが１５°≦ＡＣ≦４０°の範囲にある空気入りバイアスタイヤを製造する方法である。

より具体的には、上記目的を達成するための本発明の空気入りバイアスタイヤの製造方法は、上記空気入りラジアルタイヤを製造する方法であって、タイヤ周方向に対して傾斜する複数本のカーカスコードを含むシート状のカーカス部材の幅方向の中央部を把持する中央部把持手段と、前記カーカス部材の幅方向の両端部をそれぞれ把持する一対の端部把持手段と、前記カーカス部材の中央部と両端部との間の中間部を加熱する一対の加熱手段とを備えたカーカス加工装置を使用し、前記中央部把持手段及び前記端部把持手段で前記カーカス部材の中央部及び両端部を把持した状態で前記加熱手段により前記カーカス部材の中間部を加熱して軟化させ、前記端部把持手段を前記カーカス部材の長手方向に沿って前記中央部把持手段に対して相対的に移動させることで軟化させた中間部における前記カーカスコードのタイヤ周方向に対する傾斜角度を増大させ、このようにしてカーカスコードの傾斜角度が調整されたカーカス部材を含むグリーンタイヤを成形し、該グリーンタイヤを加硫することを特徴とする。

本発明では、空気入りバイアスタイヤにおいて、トレッド部におけるカーカスコードのタイヤ周方向に対する傾斜角度ＡＣを１５°≦ＡＣ≦４０°の範囲に設定する一方で、従来のカーカスラインとは異なって、バットレス部におけるカーカスコードのタイヤ周方向に対する傾斜角度をトレッド部におけるカーカスコードのタイヤ周方向に対する傾斜角度よりも大きくし、バットレス部におけるカーカスコードのタイヤ周方向に対する傾斜角度をサイドウォール部におけるカーカスコードのタイヤ周方向に対する傾斜角度よりも大きくすることにより、タイヤの横剛性及び周剛性を維持しつつバットレス部でのタイヤ変形を容易にしてタイヤの縦剛性を低下させることができる。その結果、駆動性能及びコーナリング性能を同時に改善することが可能になる。

本発明において、トレッド部におけるカーカスコードのタイヤ周方向に対する傾斜角度ＡＣが２５°≦ＡＣ≦３５°の範囲にあり、バットレス部におけるカーカスコードのタイヤ周方向に対する傾斜角度ＡＢが６０°≦ＡＢ≦９０°の範囲にあり、サイドウォール部におけるカーカスコードのタイヤ周方向に対する傾斜角度ＡＳが３５°≦ＡＳ≦６０°の範囲にあり、かつＡＣ≦ＡＳ＜ＡＢの関係を満足することが好ましい。これにより、駆動性能及びコーナリング性能を効果的に改善することができる。

カーカス層をビード部に配置されたビードコアの廻りにタイヤ内側から外側へ巻き上げ、カーカス層の巻き上げ端末をビードコア上に配置されたビードフィラーの頂点よりもトレッド部側に配置する場合、カーカス層の巻き上げ端末はバットレス部におけるカーカスコードのタイヤ周方向に対する傾斜角度ＡＢが６０°≦ＡＢ≦９０°となる部位よりもビード部側に配置することが好ましい。これにより、カーカス層の巻き上げ構造に基づいて横剛性を十分に確保して良好なコーナリング性能を発揮することができ、しかもバットレス部におけるタイヤ変形が阻害されるのを回避して良好な駆動性能を確保することができる。

本発明の空気入りラジアルタイヤは、特にレーシングカート用として好適である。レーシングカート用空気入りバイアスタイヤとは、国際カート委員会（ＦＩＡ−ＣＩＫ）の規定に適合する空気入りバイアスタイヤであって、リム径の呼びが５〜６インチの範囲にある空気入りバイアスタイヤを意味する。

また、本発明の空気入りバイアスタイヤの製造方法によれば、シート状のカーカス部材の幅方向の中央部を把持する中央部把持手段と、カーカス部材の幅方向の両端部をそれぞれ把持する一対の端部把持手段と、カーカス部材の中央部と両端部との間の中間部を加熱する一対の加熱手段とを備えたカーカス加工装置を使用することにより、上述のように優れたタイヤ性能を有する空気入りラジアルタイヤの製造を実現することができる。

本発明の実施形態からなるレーシングカート用空気入りバイアスタイヤを示す子午線半断面図である。 図１の空気入りバイアスタイヤにおけるカーカス層の要部を抽出して示す展開図である。 本発明の空気入りバイアスタイヤの製造に使用されるカーカス加工装置を示す平面図である。 本発明の空気入りバイアスタイヤの製造に使用されるカーカス加工装置を示す側面図である。 本発明の空気入りバイアスタイヤの製造方法におけるカーカス加工工程を示し、（ａ）は加工前のカーカス部材を示す平面図であり、（ｂ）は加工後のカーカス部材を示す平面図である。

以下、本発明の構成について添付の図面を参照しながら詳細に説明する。図１は本発明の実施形態からなるレーシングカート用空気入りバイアスタイヤを示し、図２はそのカーカス層の要部を抽出して示すものである。図１及び図２ではタイヤ赤道面ＣＬの片側のみを描写するが、この空気入りバイアスタイヤはタイヤ赤道面ＣＬの両側にて対称的な構造を有するものである。

図１に示すように、この空気入りバイアスタイヤは、タイヤ周方向に延在して環状をなすトレッド部１と、このトレッド部１の両側に配置された一対のサイドウォール部３と、トレッド部１とサイドウォール部３との間に位置する一対のバットレス部２と、サイドウォール部３のタイヤ径方向内側に配置された一対のビード部４とを備えている。バットレス部２はトレッド部１に隣接しつつ接地領域から外れた部位であり、バットレス部２とサイドウォール部３との境界はトレッド部１に配置されたキャップトレッドゴム層１１のタイヤ幅方向の端部位置にて特定される。キャップトレッドゴム層１１のタイヤ幅方向の端部位置は一般的にトレッドデザインの終端位置に相当する。

一対のビード部４，４間には２層のカーカス層５が装架されている。これらカーカス層５は、タイヤ周方向Ｃに対して傾斜するように引き揃えられた複数本のカーカスコード５ａ（図２参照）を含み、そのカーカスコード５ａが層間で互いに交差するように配置されている。カーカスコード５ａとしては、例えば、ナイロン繊維コードやポリエステル繊維コードに代表される有機繊維コードを使用することができる。これらカーカス層５は各ビード部４に配置されたビードコア６の廻りにタイヤ内側から外側に巻き上げられている。また、ビードコア６の外周上にはゴム組成物からなるビードフィラー７が配置され、このビードフィラー７がカーカス層５の本体部分と巻き上げ部分との間に挟み込まれている。

上述したバイアス構造を有するレーシングカート用空気入りバイアスタイヤにおいて、バットレス部２におけるカーカスコード５ａのタイヤ周方向に対する傾斜角度ＡＢはトレッド部１におけるカーカスコード５ａのタイヤ周方向に対する傾斜角度ＡＣよりも大きくなるように設定され、かつ、バットレス部２におけるカーカスコード５ａのタイヤ周方向に対する傾斜角度ＡＢはサイドウォール部３におけるカーカスコード５ａのタイヤ周方向に対する傾斜角度ＡＳよりも大きくなるように設定されている。

なお、トレッド部１における傾斜角度ＡＣはタイヤ赤道面ＣＬの位置で測定されるカーカスコード５ａのタイヤ周方向に対する傾斜角度を意味し、バットレス部２における傾斜角度ＡＢはキャップトレッドゴム層１１のタイヤ幅方向の端部位置で測定されるカーカスコード５ａのタイヤ周方向に対する傾斜角度を意味し、サイドウォール部３における傾斜角度ＡＳはタイヤ最大幅位置で測定されるカーカスコード５ａのタイヤ周方向に対する傾斜角度を意味し、これら傾斜角度ＡＣ，ＡＢ，ＡＳはカーカス層５を同一平面上に展開した状態で上記各部位において測定することができる。

上記レーシングカート用空気入りバイアスタイヤでは、従来のカーカスラインとは異なって、バットレス部２におけるカーカスコード５ａのタイヤ周方向に対する傾斜角度ＡＢをトレッド部１におけるカーカスコード５ａのタイヤ周方向に対する傾斜角度ＡＣよりも大きくし、バットレス部２におけるカーカスコード５ａのタイヤ周方向に対する傾斜角度ＡＢをサイドウォール部３におけるカーカスコード５ａのタイヤ周方向に対する傾斜角度ＡＳよりも大きくすることにより、タイヤの横剛性及び周剛性を維持しつつバットレス部２でのタイヤ変形を容易にしてタイヤの縦剛性を低下させることができる。その結果、駆動性能及びコーナリング性能を同時に改善することが可能になる。

上記空気入りバイアスタイヤにおいて、トレッド部１におけるカーカスコード５ａのタイヤ周方向に対する傾斜角度ＡＣは１５°≦ＡＣ≦４０°の範囲にあることが必要であるが、より好ましくは、トレッド部１におけるカーカスコード５ａのタイヤ周方向に対する傾斜角度ＡＣは２５°≦ＡＣ≦３５°の範囲にあり、バットレス部２におけるカーカスコード５ａのタイヤ周方向に対する傾斜角度ＡＢは６０°≦ＡＢ≦９０°の範囲にあり、サイドウォール部３におけるカーカスコード５ａのタイヤ周方向に対する傾斜角度ＡＳは３５°≦ＡＳ≦６０°の範囲にあり、かつＡＣ≦ＡＳ＜ＡＢの関係を満足すると良い。これにより、駆動性能及びコーナリング性能を効果的に改善することができる。

ここで、トレッド部１における傾斜角度ＡＣが２５°よりも小さいとトレッド部１の横剛性がタイヤ幅方向のグリップ力に対して不足するためコーナリング性能が低下し、逆に３５°よりも大きいとトレッド部１の周方向のグリップ力に抗する周剛性が不足するため駆動性能の改善効果が低下する。また、バットレス部２における傾斜角度ＡＢが６０°よりも小さいと縦剛性が必要以上に高くなるためコーナリング性能及び駆動性能の両性能の改善効果が低下し、逆に９０°よりも大きくすることはカーカス部材の加工が困難である。更に、サイドウォール部３における傾斜角度ＡＳには剛性を発現する適値がある。即ち、３５°よりも小さいとサイドウォール部３の縦剛性が下がり走行姿勢の変化が過剰となるためコーナリング性能の低下を生じることになる。逆に６０°よりも大きいとサイドウォール部３の横剛性が低下するためコーナリング性能の改善効果が低下する。

上記空気入りバイアスタイヤにおいて、カーカス層５をビード部４に配置されたビードコア６の廻りにタイヤ内側から外側へ巻き上げ、カーカス層５の巻き上げ端末５ｅをビードコア６上に配置されたビードフィラー７の頂点よりもトレッド部１側に配置するにあたって、カーカス層５の巻き上げ端末５ｅはバットレス部２におけるカーカスコード５ａのタイヤ周方向に対する傾斜角度ＡＢが６０°≦ＡＢ≦９０°となる部位よりもビード部４側に配置すると良い。これにより、カーカス層５の巻き上げ構造に基づいてサイドウォール部３の周剛性及び横剛性を十分に確保できることから良好なコーナリング性能を発揮することができ、しかもバットレス部２における適度なタイヤ変形が確保できることから良好な駆動性能を発揮することができる。つまり、カーカス層５の巻き上げ構造を適正化することにより、コーナリング性能を十分に確保しながらバットレス部２の柔軟性を確保することができる。

上述した実施形態では２層のカーカス層を備えたレーシングカート用空気入りバイアスタイヤの場合について説明したが、本発明の構成は３層以上のカーカス層を備えたレーシングカート用空気入りバイアスタイヤにも適用可能である。勿論、上記構成はレーシングカート以外の用途の空気入りバイアスタイヤに適用することもできる。

次に、上述した空気入りバイアスタイヤの製造方法について説明する。図３及び図４は本発明の空気入りバイアスタイヤの製造に使用されるカーカス加工装置を示し、図５は本発明の空気入りバイアスタイヤの製造方法におけるカーカス加工工程を示すものである。

図３〜図５に示すように、このカーカス加工装置は、シート状のカーカス部材５０の幅方向の中央部５１が載置される台座２１ａと、該台座２１ａの上面に向かって進退自在に配設された押圧部材２１ｂと、シート状のカーカス部材５０の幅方向の両端部５２，５３がそれぞれ載置される一対の台座２２ａ，２３ａと、これら台座２２ａ，２３ａの上面に向かってそれぞれ進退自在に配設された押圧部材２２ｂ，２３ｂとを備えている。台座２１ａと押圧部材２１ｂとが中央部把持手段２１を構成し、台座２２ａと押圧部材２２ｂとが１つの端部把持手段２２を構成し、台座２３ａと押圧部材２３ｂとが他の端部把持手段２３を構成している。これら端部把持手段２２，２３はタイヤ周方向Ｃと一致するカーカス部材５０の長手方向に沿って中央部把持手段２１に対して相対的に移動自在に構成されている。また、中央部把持手段２１の台座２１ａには、カーカス部材５０の中央部５１と両端部５２，５３との間の中間部５４，５５を加熱するための一対の加熱手段２４，２５が搭載されている。

上述した空気入りバイアスタイヤを製造する場合、先ず、図５（ａ）に示すように、タイヤ周方向Ｃに対して傾斜する複数本のカーカスコード５ａを含むシート状のカーカス部材５０を用意する。このカーカス部材５０は空気入りラジアルタイヤにおいてカーカス層５を構成するものである。次に、図３及び図４に示すようなカーカス加工装置を用いてカーカス部材５０を加工する。つまり、中央部把持手段２１及び端部把持手段２２，２３でカーカス部材５０の中央部５１及び両端部５２，５２を把持した状態で加熱手段２４，２５によりカーカス部材５０の中間部５４，５５を加熱して軟化させる。そして、端部把持手段２２，２３をカーカス部材５０の長手方向に沿って中央部把持手段２１に対して相対的に移動させることにより、軟化状態にある中間部５４，５５におけるカーカスコード５ａのタイヤ周方向に対する傾斜角度を増大させ、図５（ｂ）に示すような形状を有するカーカス部材５０を得る。ここで、必要であれば、カーカスコード５ａの傾斜角度が調整されたカーカス部材５０の中間部５４，５５を冷却し、形状保持性を高めるようにしても良い。

次いで、このようにしてカーカスコード５ａの傾斜角度が調整された複数層のカーカス部材５０を層間でカーカスコード５ａが交差するように成形ドラムの周囲に巻き付け、これらカーカス部材５０を含む円筒状のグリーンタイヤを成形し、そのグリーンタイヤを金型内でトロイダル形状に膨張させた状態で加硫を行う。

上述した空気入りバイアスタイヤの製造方法によれば、トレッド部１におけるカーカスコード５ａのタイヤ周方向に対する傾斜角度ＡＣ、バットレス部２におけるカーカスコード５ａのタイヤ周方向に対する傾斜角度ＡＢ、サイドウォール部３におけるカーカスコード５ａのタイヤ周方向に対する傾斜角度ＡＳを所望の範囲に設定することができる。その結果、上述のように優れたタイヤ性能を有する空気入りラジアルタイヤの製造を実現することができる。

タイヤサイズ７．１×１１．０−５であって、タイヤ周方向に対して傾斜する複数本のカーカスコードを含む２層のカーカス層を一対のビード部間に装架したバイアス構造を有するレーシングカート用空気入りバイアスタイヤにおいて、トレッド部におけるカーカスコードのタイヤ周方向に対する傾斜角度ＡＣ、バットレス部におけるカーカスコードのタイヤ周方向に対する傾斜角度ＡＢ、サイドウォール部におけるカーカスコードのタイヤ周方向に対する傾斜角度ＡＳを表１のように設定して従来例、比較例１，２及び実施例１〜７のタイヤを製作した。

これら試験タイヤについて、下記の評価方法により、駆動性能及びコーナリング性能を評価し、その結果を表１に併せて示した。

駆動性能：
各試験タイヤをリムサイズ２１０−５のホイールに組付け、空気圧を８０ｋＰａとしてＫＦ−２用の車両に装着し、レーシングカート専用の周回路を走行する際の駆動性能についてテストドライバーによる官能評価を行った。評価結果は、従来例を１００とする指数にて示した。この指数値が大きいほど駆動性能が優れていることを意味する。

コーナリング性能：
各試験タイヤをリムサイズ２１０−５のホイールに組付け、空気圧を８０ｋＰａとしてＫＦ−２用の車両に装着し、レーシングカート専用の周回路を走行する際のコーナリング性能についてテストドライバーによる官能評価を行った。評価結果は、従来例を１００とする指数にて示した。この指数値が大きいほどコーナリング性能が優れていることを意味する。

表１から判るように、実施例１〜５のタイヤは、従来例との対比において、駆動性能及びコーナリング性能がいずれも改善されていた。これに対して、比較例１のタイヤは、サイドウォール部におけるカーカスコードの傾斜角度ＡＳをバットレス部におけるカーカスコードの傾斜角度ＡＢと同様に大きくしているためコーナリング性能が低下していた。また、比較例２のタイヤは、トレッド部におけるカーカスコードの傾斜角度ＡＣが大き過ぎるため駆動性能が低下していた。

１ トレッド部
２ バットレス部
３ サイドウォール部
４ ビード部
５ カーカス層
５ａ カーカスコード
６ ビードコア
７ ビードフィラー
１１ キャップトレッドゴム層

Claims (4)

1. タイヤ周方向に延在して環状をなすトレッド部と、該トレッド部の両側に配置された一対のサイドウォール部と、前記トレッド部と前記サイドウォール部との間に位置する一対のバットレス部と、前記サイドウォール部のタイヤ径方向内側に配置された一対のビード部とを備え、これら一対のビード部間にタイヤ周方向に対して傾斜する複数本のカーカスコードを含む複数層のカーカス層を装架した構造を有し、前記バットレス部における前記カーカスコードのタイヤ周方向に対する傾斜角度ＡＢを前記トレッド部における前記カーカスコードのタイヤ周方向に対する傾斜角度ＡＣよりも大きくし、前記バットレス部における前記カーカスコードのタイヤ周方向に対する傾斜角度ＡＢを前記サイドウォール部における前記カーカスコードのタイヤ周方向に対する傾斜角度ＡＳよりも大きくし、かつ前記トレッド部における前記カーカスコードのタイヤ周方向に対する傾斜角度ＡＣが１５°≦ＡＣ≦４０°の範囲にある空気入りバイアスタイヤを製造する方法であって、
   タイヤ周方向に対して傾斜する複数本のカーカスコードを含むシート状のカーカス部材の幅方向の中央部を把持する中央部把持手段と、前記カーカス部材の幅方向の両端部をそれぞれ把持する一対の端部把持手段と、前記カーカス部材の中央部と両端部との間の中間部を加熱する一対の加熱手段とを備えたカーカス加工装置を使用し、前記中央部把持手段及び前記端部把持手段で前記カーカス部材の中央部及び両端部を把持した状態で前記加熱手段により前記カーカス部材の中間部を加熱して軟化させ、前記端部把持手段を前記カーカス部材の長手方向に沿って前記中央部把持手段に対して相対的に移動させることで軟化させた中間部における前記カーカスコードのタイヤ周方向に対する傾斜角度を増大させ、このようにしてカーカスコードの傾斜角度が調整されたカーカス部材を含むグリーンタイヤを成形し、該グリーンタイヤを加硫することを特徴とする空気入りバイアスタイヤの製造方法。
2. 前記空気入りバイアスタイヤにおいて、前記トレッド部における前記カーカスコードのタイヤ周方向に対する傾斜角度ＡＣが２５°≦ＡＣ≦３５°の範囲にあり、前記バットレス部における前記カーカスコードのタイヤ周方向に対する傾斜角度ＡＢが６０°≦ＡＢ≦９０°の範囲にあり、前記サイドウォール部における前記カーカスコードのタイヤ周方向に対する傾斜角度ＡＳが３５°≦ＡＳ≦６０°の範囲にあり、かつＡＣ≦ＡＳ＜ＡＢの関係を満足することを特徴とする請求項１に記載の空気入りバイアスタイヤの製造方法。
3. 前記空気入りバイアスタイヤにおいて、前記カーカス層を前記ビード部に配置されたビードコアの廻りにタイヤ内側から外側へ巻き上げ、前記カーカス層の巻き上げ端末を前記ビードコア上に配置されたビードフィラーの頂点よりもトレッド部側に配置し、前記カーカス層の巻き上げ端末を前記バットレス部における前記カーカスコードのタイヤ周方向に対する傾斜角度ＡＢが６０°≦ＡＢ≦９０°となる部位よりもビード部側に配置したことを特徴とする請求項１又は２に記載の空気入りバイアスタイヤの製造方法。
4. 前記空気入りバイアスタイヤがレーシングカート用であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の空気入りバイアスタイヤの製造方法。

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