JP6294652B2 - 空気入りタイヤ及びその製造方法 - Google Patents

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、空気入りタイヤとして、次のような構成のものが公知である。
特許文献１には、生のカーカスの端部を生のビードコアの周りに折り返す前に、端部の内側及び外側にオーバーラップするように応力緩和ゴム層を配置して端部を包み込むようにした空気入りタイヤが開示されている。
特許文献２には、帯状体の巻き始め部と巻き終わり部との間のワイヤースカーカスプライス部と、ビードフィラーのビードフィラースカーカスプライス部とが、周上で同一位置にあるタイヤビード組立部品を用いた空気入りタイヤが開示されている。
特許文献３には、ビードフィラーの断面積をタイヤ周方向において繰り返し変化させるようにした空気入りタイヤが開示されている。
特許文献４には、ビードエーペックスゴムの半径方向外端縁が、半径方向内外に山谷を繰り返して周方向にのびる波線をなすようにした空気入りタイヤが開示されている。

しかしながら、前記いずれの空気入りタイヤであっても、成型前のグリーンタイヤを形成する際、特にカーカスプライを貼り付ける際に最終の先端縁での段差が原因で大きな空気溜まりが発生することを防止するための構成についての開示及び示唆はない。

特開２００８−２５４４００号公報 特開２００２−３６８３３号公報 特開２００７−３２０５４０号公報 特開２００９−５１４１８号公報

本発明は、カーカスプライを貼り付ける際の大きな空気溜まりの発生を抑制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、
トレッド部からビード部へと向かい、前記ビード部で内側から外側へと折り返されて貼り付けられるカーカスプライを備えた空気入りタイヤであって、
前記カーカスプライの先端部は、内側に位置する前記カーカスプライの外面を覆う被覆層で構成され、
前記被覆層の先端縁は、タイヤ径方向に増減することにより形成される窪み部と膨らみ部とを３以上繰り返す変位部で構成し、前記窪み部を、前記変位部よりも少ない変位量でタイヤ径方向に増減することにより形成される、補助窪み部と補助膨らみ部とを繰り返す補助変位部で構成したものである。

この構成により、被覆層を貼り付ける際、大きな空気溜まりが発生することを抑制できる。すなわち、カーカスプライの先端縁が窪み部と膨らみ部とを繰り返す変位部で構成されているので、カーカスプライを回転させながらその折り返し部分をビード部側から貼り付けて行くと、その貼り付け力が窪み部の重なっていない１層部と、膨らみ部の重なった２層部とに交互に作用する。このため、従来のように、カーカスプライが重なった２層部から重なっていない１層部へと段差を移動する際に大きな空気溜まりが発生するといったことがない。つまり空気が１箇所に留まることがなく、複数箇所に分散させることが可能となる。また、窪み部に空気が集中して混入しようとしても、補助変位部により分散させることができる。またたとえ空気が混入したとしても、補助変位部は変位量が小さいので、混入した空気を分散させることが可能である。

前記変位部の窪み部と膨らみ部とで構成される先端縁は、ｓｉｎ波形とすればよい。

前記変位部の窪み部と膨らみ部とは、タイヤ幅方向の両側で位相をずらせて配置するのが好ましい。

この構成により、タイヤ周方向の質量バランスが両側で不均一となることがなく、いわゆるユニフォーミティを向上させることができる。

この場合、前記変位部の窪み部と膨らみ部とは、タイヤ幅方向の両側で逆位相となるように配置するのが好適である。

また本発明は前記課題を解決するための手段として、
空気入りタイヤの製造方法を、
カーカスプライの先端部に形成される被覆層の先端縁に、先端方向に増減する、窪み部と膨らみ部とを３回以上繰り返す変位部を形成し、前記窪み部を、前記変位部よりも少ない変位量でタイヤ径方向に増減することにより形成される、補助窪み部と補助膨らみ部とを繰り返す補助変位部で構成し、
前記カーカスプライを、トレッド部からビード部へと向かわせ、前記ビード部で内側から外側へと折り返し、
前記カーカスプライの被覆層で、内側に位置する前記カーカスプライの外面を覆うことにより行うようにしたものである。

本発明によれば、カーカスプライの先端縁に変位部を形成したので、貼り付ける際に従来のように空気溜まりが１箇所に集中することがなく、複数箇所に分散させることができる。したがって、大きな空気溜まりが形成されて製品不良となるといった不具合の発生を防止することが可能となる。

本実施形態に係るタイヤの子午面での部分断面図である。 （ａ）は図１のカーカスプライの先端部分の被覆層を含む部分断面図、（ｂ）は被覆層を貼り付ける前の状態を示す部分断面図である。 （ａ）は比較例２に係るタイヤの概略正面図、（ｂ）はそのカーカスプライの両端縁の分布状態を示すグラフである。 （ａ）は実施例１に係るタイヤの概略正面図、（ｂ）はそのカーカスプライの両端縁の分布状態を示すグラフである。 実施例２に係るタイヤのカーカスプライの両端縁の分布状態を示すグラフである。 実施例３に係るタイヤのカーカスプライの両端縁の分布状態を示すグラフである。 実施例４に係るタイヤのカーカスプライの両端縁の分布状態を示すグラフである。 本実施形態に係るビードフィラーの先端縁の詳細を示す概略説明図である。

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、以下の説明では、必要に応じて特定の方向や位置を示す用語（例えば、「上」、「下」、「側」、「端」を含む用語）を用いるが、それらの用語の使用は図面を参照した発明の理解を容易にするためであって、それらの用語の意味によって本発明の技術的範囲が限定されるものではない。また、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。

図１は本実施形態に係る空気入りタイヤの子午面に於ける部分断面図である。この空気入りタイヤでは、外部構造は、トレッド部１、ショルダー部２、サイド部３及びビード部４で構成されている。また内部構造は、トレッド部１からショルダー部２にかけて設けられるベルト５を備える。ベルト５の外周側に補強カーカスプライ６が設けられている。ベルト５の内周側にはカーカスプライ７が設けられている。カーカスプライ７はトレッド部１からビード部４に向かい、そこに内蔵されるビードコア８で折り返して外面側に至る。なお、図１では、他の部材については省略している。

図２に示すように、カーカスプライ７は、金属製の線材７ａを複数本並列し、全体をゴム材料からなるゴム層７ｂで覆うことによりシート状としたものである。カーカスプライ７の折り返し部の両端縁部は、線材７ａの端部から先端部分に延びるゴム層７ｂのみで構成される被覆層９となっている。

被覆層９は、先端縁に向かうに従って徐々に一方の面が他方の面へと徐々に接近している。すなわち、カーカスプライ７の外面７ｃに向かって、そこに貼り付ける被覆層９の厚みが徐々に薄くなる断面略三角形状となっている。このため、被覆層９の先端縁とカーカスプライ７の外面７ｃとの間の段差は殆ど形成されないようになっている。

被覆層９の先端縁は先端方向に向かって増減している。これにより、被覆層９の先端縁には、先端側から内側に窪んだ窪み部１０と、先端側に膨らんだ膨らみ部１１とを繰り返す変位部１２が形成されている。

ここでは、変位部１２は３周期以上のｓｉｎ波形からなり、振幅を被覆層９の幅（タイヤ径方向の寸法）に対して３０〜７０％、好ましくは３０〜５０％の範囲に設定されている。但し、この場合のｓｉｎ波形は、円周上に形成されるものであるため、極座標を用いて次式で表される。

a：半径、ｂ：振幅、n：周期

また、変位部１２の先端縁の形状は、両端縁で位相がずれて形成されている。すなわち、一方のｓｉｎ波形に対して他方のｓｉｎ波形は、半ピッチ位相がずれて逆位相となっている。但し、この位相のずれは、１／２周期に対して±２０％以下であるのが好ましく、±１０％以下とするのが好適で、±５％以下とするのが最適である。

また窪み部１０には、図８に示すように、その縁部から内側に窪んだ補助窪み部１３と、外側に膨らんだ補助膨らみ部１４とを繰り返す補助変位部１５が形成されている。補助変位部１５の振幅は、前記変位部１２の振幅よりも小さい値に設定されている。

次に前記構成からなる空気入りタイヤの製造方法について説明する。ここでは、本発明の特徴部分であるカーカスプライ７の形成方法についてのみ言及する。

まずカーカスプライ７の両端部を両側に設けた各ビード部４で折り返し、カーカスプライ７の両端側をそれぞれ重なった２層とする。そしてこれら形成途中の部品を周方向に回転させながら、側方から折り返し部分に図示しないステッチャを押し付けることにより重なり面同士を貼着する。

ステッチャの押付では、折り返し部の先端縁に変位部１２が形成されているため、ステッチャが窪み部１０に形成される１層部と、膨らみ部１１に形成される２層部とを交互に通過する。すなわち、従来のカーカスプライ７のように同一円周上に位置する先端縁であれば、ステッチャが通過するのは１箇所のみであり、空気溜まりがその場所に集中し、大きなものとなる。しかしながら、前記変位部１２であれば、ステッチャが、１層部から２層部、あるいは、２層部から１層部へと複数箇所で段差を移動する。また先端縁はｓｉｎ波形状となっているため、段差を通過する際に空気は膨らみ部側へと逃がすことができる。しかも窪み部１０には補助変位部１５が形成されており、さらに細かく空気溜まりを分散させることができる。したがって、成型後のタイヤに空気溜まりが発生しにくくなると共に、発生する空気溜まりは製品不良とはならない小さなものとして後処理で除去することが可能となる。

ここで、前記構成からなるタイヤの性能について比較実験を行った。
すなわち、比較例１及び２と実施例１から５とに示すように、グリーンタイヤのカーカスプライ７の先端縁での形状を種々変更して成型後に得られたタイヤについて性能を比較した。比較結果を表１に示す。

ここで、形状は、カーカスプライ７の両端縁の形状を示す。ここでは、同一円周上に位置するものと、ｓｉｎ波形をしたものの例が挙げられている。
周期は、カーカスプライ７の両端縁をｓｉｎ波形とした場合に於けるタイヤ周方向の１回転での周期を示す。
振幅は、前記ｓｉｎ波形の振幅を意味する。
初期位相ずれは、カーカスプライ７の両端縁をｓｉｎ波形とした場合の位相の１波長分の位相のずれ量を、ずれ量０％の基準位置に対して、ずれ量０％で逆位相、ずれ量１００％で同位相となるように設定した値である（１／２周期が１００％）。
ＲＦＶ（ＯＡＬ）は、タイヤ径方向の変動力（RFV : Radial Force Variation）を指数化したものである。ここでは、ドラム上でタイヤを回転させ、上下方向の軸力変動を検出し、それを接地面全体（OAL : over all)で評価した。この場合、比較例１を基準値（１００％）とし、値を求めるようにした。値が小さい程、性能が悪いことを示す。
エア入り不良発生率は、生産本数に対するエア入り（溜まり）タイヤの本数の比率から合否を判定したものである。「○」判定のものはエア入り不良が低減したことを示す。

比較例１では、カーカスプライ７の先端縁を同一円周上に位置させている（例えば、特開２００９−２５４４００号公報参照）。
比較例２では、図３に示すように、カーカスプライ７の先端縁を１周期のｓｉｎ波形とし、位相のずれを５％（９°）としている。
実施例１では、図４に示すように、被覆層９の先端縁を３周期のｓｉｎ波形とし、位相のずれを５０％（３０°）としている。
実施例２では、図６に示すように、カスプライの先端縁を３周期のｓｉｎ波形とし、位相のずれを１００％（６０°すなわち同位相）としている。
実施例３では、図７に示すように、被覆層９の先端縁を３周期のｓｉｎ波形とし、位相のずれを５％（３°）としている。
実施例４では、図８に示すように、被覆層９の先端縁を５周期のｓｉｎ波形とし、位相のずれを５％（１．８°）としている。
実施例５では、被覆層９の先端縁を３周期のｓｉｎ波形とし、位相のずれを２０％（１２°）としている。

表１から明らかなように、実施例１から５のいずれでもｓｉｎ波の周期を３周期以上とすることにより、タイヤ径方向の変動力の悪化もなく、エア入り不良発生率を低減することができた。

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、被覆層９の先端縁すなわち変位部１２の形状をｓｉｎ波形としたが、ジグザグ状等、先端方向に向かって増減するような形状であれば、いずれの形状であっても採用することが可能である。この形状は、補助変位部１５であっても同様である。

本発明は空気入りタイヤ、特に、トラック、バス等の重荷重用の空気入りタイヤに適用することができる。

１…トレッド部
２…ショルダー部
３…サイド部
４…ビード部
５…ベルト
６…補強カーカスプライ
７…カーカスプライ
８…ビードコア
９…被覆層
１０…窪み部
１１…膨らみ部
１２…変位部
１３…補助窪み部
１４…補助膨らみ部
１５…補助変位部

Claims (5)

1. トレッド部からビード部へと向かい、前記ビード部で内側から外側へと折り返されて貼り付けられるカーカスプライを備えた空気入りタイヤであって、
   前記カーカスプライの先端部は、内側に位置する前記カーカスプライの外面を覆う被覆層で構成され、
   前記被覆層の先端縁は、タイヤ径方向に増減することにより形成される窪み部と膨らみ部とを３以上繰り返す変位部で構成し、前記窪み部を、前記変位部よりも少ない変位量でタイヤ径方向に増減することにより形成される、補助窪み部と補助膨らみ部とを繰り返す補助変位部で構成したことを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記変位部の窪み部と膨らみ部とで構成される先端縁は、ｓｉｎ波形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。
3. 前記変位部の窪み部と膨らみ部とは、タイヤ幅方向の両側で位相をずらせて配置したことを特徴とする請求項１又は２に記載の空気入りタイヤ。
4. 前記変位部の窪み部と膨らみ部とは、タイヤ幅方向の両側で逆位相となるように配置したことを特徴とする請求項３に記載の空気入りタイヤ。
5. カーカスプライの先端部に形成される被覆層の先端縁に、先端方向に増減する、窪み部と膨らみ部とを３回以上繰り返す変位部を形成し、前記窪み部を、前記変位部よりも少ない変位量でタイヤ径方向に増減することにより形成される、補助窪み部と補助膨らみ部とを繰り返す補助変位部で構成し、
   前記カーカスプライを、トレッド部からビード部へと向かわせ、前記ビード部で内側から外側へと折り返し、
   前記カーカスプライの被覆層で、内側に位置する前記カーカスプライの外面を覆うことを特徴とする空気入りタイヤの製造方法。

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