JP5185703B2

JP5185703B2 - タイヤ用のゴム部材、その製造方法及びタイヤの製造方法

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Publication number: JP5185703B2
Application number: JP2008158318A
Authority: JP
Inventors: 雅之坂本
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 2007-08-27
Filing date: 2008-06-17
Publication date: 2013-04-17
Anticipated expiration: 2028-06-17
Also published as: JP2009073177A

Description

本発明は、タイヤのユニフォミティを向上させるとともに加硫時の成形不良を防止するのに役立つタイヤ用のゴム部材、その製造方法及びタイヤの製造方法に関する。

空気入りタイヤは、トレッドゴム、サイドウォールゴム、クリンチゴム、クッションゴム及びインナーライナゴムなど各種のゴム部材から構成される。従来、これらの各ゴム部材は、例えばゴム押出機等から所定の断面形状で押し出し成形されていた。しかし、このような方法は、断面形状毎に押出機の口金を準備する必要がある他、その交換作業にも多くの時間を要する欠点がある。

従来の欠点を解消するために、例えば図９に示されるように、円筒状の被巻付体ｃに、リボン状をなす未加硫のゴムストリップＳを螺旋状に巻き重ねることにより形成されたいわゆるストリップ積層体（この例ではトレッドゴムとして用いられるストリップ積層体が示される、）ｂをタイヤ用のゴム部材として用いることが提案されている（下記特許文献１ないし２参照。）。

このようなストリップ積層体ｂは、ゴムストリップＳの巻き付けピッチなどを変えることにより、容易に所望の断面形状を得ることができる。従って、従来のように、多種類の口金等を準備し、またこれらを逐次交換等する必要が無い。また、このような方法は、例えばストリップ積層体ｂをタイヤ構成部材の外側に直接形成することにより、ゴム部品の中間在庫を無くし、タイヤの生産効率を一層高めるという利点をもたらす。

特開２０００−２０２９２１号公報特開２００６−１６８３２９号公報

ところで、ゴムストリップＳを用いて空気入りタイヤのゴム部材を成形する場合、図１０に示されるように、略円筒状の被巻付体ｃに未加硫のゴムストリップＳの巻付け開始側の端部ｅ１を固着し、しかる後、ゴムストリップＳを例えば軸方向Ａの向きに螺旋状に巻き付ける工程が行われる。この際、ゴムストリップＳの前記端部ｅ１は、通常、周回してきたゴムストリップＳによって覆われる。

しかしながら、従来のゴムストリップＳの前記端部ｅ１は、該ゴムストリップＳの側縁に対してほぼ直角に切断されていたので、該端部ｅ１の位置では、軸方向にのびる大きな段差が形成されるという欠点がある。このような段差は、質量のアンバランスを悪化させ、ひいてはタイヤのユニフォミティを悪化させる傾向がある。また、図１０のＡ−Ａ断面図である図１１（ａ）に示されるように、段差の内部には、空気溜まりｉが生じやすいという欠点があった。これらの段差や空気溜まりｉは、加硫成形後、傷や膨らみとしてゴム表面に表れる加硫不良をもたらす。同様に、図１０（ｂ）に示されるように、ゴムストリップＳの巻付け終了側の端部ｅ２においても、同様にタイヤ軸方向にのびる段差が形成されるという欠点がある。

本発明は、以上のような問題点に鑑み案出なされたもので、ゴムストリップの巻付け開始側の端部に、平面視において、先端をなす一方の側縁側からゴムストリップの他方の側縁に向かってのびかつ前記一方の側縁に対して１０度以上かつ８０度以下の角度αで斜めにのびる傾斜端縁を設けることを基本として、タイヤ軸方向にのびる大きな段差の発生を防止し、ひいてはタイヤの成形不良やユニフォミティの悪化を防止しうるタイヤ用のゴム部材、その製造方法及びタイヤの製造方法を提供することを目的としている。

本発明のうち請求項１記載の発明は、未加硫のゴムストリップを螺旋状に巻き付けることにより形成されたタイヤ用のゴム部材であって、前記ゴムストリップの巻付け開始側の端部は、平面視において、先端をなす一方の側縁側からゴムストリップの他方の側縁に向かってのびかつ前記一方の側縁に対して１０度以上かつ８０度以下の角度αで斜めにのびる傾斜端縁を有し、前記ゴムストリップの前記巻付け開始側の端部は、前記他方の側縁がゴム部材の幅方向の外縁に位置するとともに、前記他方の側縁側から一方の側縁側に向かう方向でかつ前記傾斜端縁の少なくとも一部を覆ってゴムストリップが螺旋状に巻き付けられていることを特徴とする。

また請求項２記載の発明は、前記傾斜端縁は、前記角度αが２５〜７５度である請求項１記載のタイヤ用のゴム部材である。

また請求項３記載の発明は、前記ゴムストリップは、前記巻付け開始側の端部から実質的に前記ゴム部材の円周方向と平行に巻き付けられるとともに、前記ゴムストリップは、前記他方の側縁側から前記一方の側縁側に向かう方向にかつゴムストリップの幅とほぼ等しい距離で局部的に斜めに曲げられた後、再び円周方向と平行に巻き付けられ、前記傾斜端縁の少なくとも一部は、周回してきた前記ゴムストリップに覆われている請求項1又は２記載のタイヤ用ゴム部材である。

また請求項４記載の発明は、前記傾斜端縁が設けられたゴムストリップの端部は、該傾斜端縁に向かって厚さが漸減するテーパ部が設けられていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のタイヤ用のゴム部材である。

また請求項５記載の発明は、前記テーパ部は、そのテーパ角βが０度よりも大かつ４５度以下である請求項４記載のタイヤ用のゴム部材である。

また請求項６記載の発明は、未加硫のゴムストリップを螺旋状に巻き付けることによりタイヤ用のゴム部材を製造する方法であって、前記ゴムストリップの巻付け開始側の端部は、平面視において、先端をなす一方の側縁側からゴムストリップの他方の側縁に向かってのびかつ前記一方の側縁に対して１０度以上かつ８０度以下の角度αで斜めにのびる傾斜端縁を有するとともに、該端部を略円筒状の被巻付体に固着する工程と、前記ゴムストリップを、前記他方の側縁側から一方の側縁側に向かう方向でかつ前記傾斜端縁の少なくとも一部を覆うように巻き付ける工程とを含むことを特徴とするタイヤ用のゴム部材の製造方法である。

また請求項７記載の発明は、請求項６に記載の製造方法によって製造されたタイヤ用ゴム部材を用いて生タイヤを成形する工程と、該生タイヤを加硫する工程とを含むタイヤの製造方法である。

本発明のうち請求項１記載の発明では、ゴムストリップの巻付け開始側の端部は、平面視において、先端をなす一方の側縁側からゴムストリップの他方の側縁に向かってのびかつ前記一方の側縁に対して１０度以上かつ８０度以下の角度αで斜めにのびる傾斜端縁を有する。このような傾斜端縁の上にゴムストリップが巻き重ねられた場合、段差はタイヤ軸方向に対して傾斜してのびるものとなる。このような段差は、質量がタイヤ周方向に分散されるため、従来に比してタイヤのユニフォミティを向上させる。

また、請求項６記載のゴム部材の製造方法では、前記傾斜端縁を有するゴムストリップの巻付け開始側の端部を略円筒状の被巻付体に固着する工程と、ゴムストリップを、前記他方の側縁側から一方の側縁側に向かう方向にかつ前記傾斜端縁の少なくとも一部を覆うように巻き付ける工程とを含む。ここで、傾斜端縁は他方の側縁にのびるため、傾斜端縁の上にゴムストリップが巻き重ねられる際、両ゴムストリップ間の空気はこの傾斜端縁に沿ってゴム部材の外部へと容易に排出される。従って、内部に空気溜まりの少ないゴム部材を製造することができる。

以下、本発明の実施の一形態を図面に基づき説明する。
図１には、本実施形態のゴム部材を用いて製造された空気入りタイヤの一実施形態の断面図が示される。該空気入りタイヤ１は、トレッド部２からサイドウォール部３を経てビード部４のビードコア５に至るトロイド状のカーカス６と、該カーカス６の半径方向外側に配されるベルト層７とを含む。

前記カーカス６は、カーカスコードがタイヤ赤道Ｃに対して例えば７０〜９０°の角度で配列された少なくとも１枚のカーカスプライ６Ａから形成される。該カーカスプライ６Ａは、例えばトレッド部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に至る本体部６ａの両側に、ビードコア５の周りでタイヤ軸方向内側から外側に折り返された折返し部６ｂとを具える。また、前記ベルト層７は、例えばスチールからなるベルトコードをタイヤ赤道Ｃに対して例えば１０〜３５°の角度で配列した本実施形態では２枚のベルトプライ７Ａ及び７Ｂで形成される。

また、前記空気入りタイヤ１は、ベルト層７の外側に配されたトレッドゴムＧ１、サイドウォール部３においてカーカス６のタイヤ軸方向外側に配されたサイドウォールゴムＧ２、カーカス６の内側に配された空気非透過性のゴムからなるインナーライナーゴムＧ３、ビード部４においてカーカス６のタイヤ軸方向外側に配され図示しないリムと接触しうる耐摩耗性に優れるクリンチゴムＧ４、ベルト層７の両端部かつその半径方向内側に配された断面略三角形状のクッションゴムＧ５及びビードコア５からタイヤ半径方向外側に先細状でのびる硬質のビードエーペックスＧ６を主要なゴム部材として含む。

また、空気入りタイヤ１は、前記各ゴム部材Ｇ１ないしＧ６のうちの少なくとも一つが、図２及び図３に示されるようなリボン状の未加硫のゴムストリップＳを、図４に模式的に示されるように、略円筒状の被巻付体Ｕに螺旋状に巻き重ねることにより形成されたストリップ積層体からなるゴム部材Ｒを用いて形成される。なお、図４（ａ）には、トレッドゴムＧ１用のゴム部材Ｒ１が、また図４（ｂ）には、サイドウォールゴムＧ２用のゴム部材Ｒ２がそれぞれ例示される。

図２に示されるように、ゴムストリップＳの巻き付け開始側の端部ｅ１は、平面視において、鋭な先端Ｔをなす一方の側縁Ｅ１からゴムストリップＳの他方の側縁Ｅ２までのびるとともに、前記一方の側縁Ｅ１に対して１０度以上かつ８０度以下の角度αで斜めにのびる傾斜端縁１０を具える。

このようなゴムストリップＳは、図５に示されるように、傾斜端縁１０の上に周回されてきたゴムストリップＳが巻き重ねられる場合、段差は傾斜端縁１０に沿ってタイヤ軸方向に対して傾斜してのびる。このような段差は、質量の不均一部分がタイヤ周方向に分散されるので、質量アンバランスが小さい。従って、このようなゴムストリップＳを用いて製造されたゴム部材Ｒは、タイヤのユニフォミティを向上させる。なお、図示していないが、ゴムストリップＳの巻付け終了側の端部ｅ２を、ゴム部材Ｒ上に設けた場合においても同様の効果が得られる。

また、ゴム部材Ｒを製造する方法の例としては、先ずゴムストリップＳの巻付け開始側の端部ｅ１が、自らの粘着性を利用して略円筒状の被巻付体Ｕに固着される。そして、ゴムストリップＳは、その他方の側縁Ｅ２から一方の側縁Ｅ１に向かう方向Ｘにかつ前記傾斜端縁１０の少なくとも一部が周回してきたゴムストリップＳ１で覆われるよう巻き付けられる。この際、傾斜端縁１０の上に巻き重ねられるゴムストリップＳは、傾斜端縁１０に、その先端Ｔ側から接触するので、半径方向内外のゴムストリップＳ、Ｓ間の空気は、傾斜端縁１０に沿ってゴム部材Ｒの外側へと排出されやすくなる。従って、空気溜まりの少ないゴム部材Ｒが製造できる点で特に好ましい。

なお、図５の実施形態において、ゴムストリップＳは、巻付け開始側の端部ｅ１から実質的に被巻付体Ｕの円周方向と平行に巻き付けられるとともに、傾斜端縁１０を実質的に覆った後、他方の側縁Ｅ２側から一方の側縁Ｅ１側に向かう方向（矢印Ｘ）にかつゴムストリップＳの幅Ｗとほぼ等しい距離で局部的に斜めに曲げられた後、再び円周方向と平行に巻き付けられる。以後、ゴムストリップ一方の側縁Ｅ１に他方の側縁Ｅ２が接するよう、同様に巻き付けられるものが例示される。なお、本明細書において、上述のような巻付け態様は、ゴムストリップＳを「螺旋状」に巻き付ける態様に包含されるものとする。

ここで、前記傾斜端縁１０の角度αが１０度未満であると、ゴムストリップＳの先端Ｔの剛性が著しく低下するため、その形状が安定せず取り扱いが困難になる。逆に前記角度αが８０度を超えると、段差の質量をタイヤ周方向に分散させる効果が低下する他、上述の内部空気の排出効果も低下する傾向がある。このような観点より、前記角度αは、より好ましくは２５度以上、さらに好ましくは３０度以上が望ましく、また、好ましくは７５度以下、より好ましくは６０度以下が望ましい。なお、傾斜端縁１０は、ゴムストリップＳを斜めに切断することにより容易に得ることができる。

また、図３に示されるように、前記ゴムストリップＳの厚さｔや幅Ｗは特に限定されないが、これらが小さすぎるとゴム部材Ｒを作るためのゴムストリップＳの巻き付け回数が増加して生産性が悪化する傾向がある。よって、ゴム部材Ｒの生産性、ひいては空気入りタイヤ１の生産性を向上するために、ゴムストリップＳの前記厚さｔは、好ましくは０．２mm以上、より好ましくは０．３mm以上が望ましい。同様に、ゴムストリップＳの幅Ｗは、好ましくは３mm以上、より好ましくは５mm以上が望ましい。

他方、ゴムストリップＳの厚さｔ又は幅Ｗが過度に大きくなると、被巻付体Ｕへの巻き付け作業性が悪化したり、また正確に所望の断面形状を形成するのが難しくなる傾向がある。このような観点より、ゴムストリップＳの前記厚さｔは、好ましくは５mm以下、より好ましくは４mm以下が望ましい。同様に、ゴムストリップＳの幅Ｗは、好ましくは５０mm以下、より好ましくは４０mm以下が望ましい。

さらに、本実施形態のゴムストリップＳの巻付け開始側の端部ｅ１は、図３に示されるように、傾斜端縁１０に向かって厚さが漸減するテーパ部１２が設けられるのが望ましい。このようなテーパ部１２は、厚さが滑らかに変化するため、図５のＢ−Ｂ断面図である図６（ａ）に示されるように、その上に巻き重ねられるゴムストリップＳを自らに密着させて容易に配することができる。従って、前記端部ｅ１において、ゴム部材ｂの厚さの変化が非常に滑らかになるため、質量アンバランスがより一層軽減され、タイヤのユニフォミティが向上する他、従来のような大きな空気溜まりが形成されるのをより確実に防止できる。また、図６（ｂ）に示されるように、巻き付け終了側の端部ｅ２においても、テーパ部１２を設けることにより、ゴム部材ｂの厚さの変化が非常に滑らかにできる。

ここで、図７に示されるように、前記テーパ部１２のテーパ角βは、好ましくは８０度以下、より好ましくは６０度以下、さらに好ましくは４５度以下、最も好ましくは３０度以下が望ましい。但し、加工性を考慮すると、４５度程度が望ましい。なお、前記テーパ角βは、図７に示されるように、テーパ部１２の傾斜面１２ａと、それと向かい合う平坦な面１２ｂとによって挟まれる角度であり、図２のＡ−Ａ線のように傾斜端縁１０と直交する断面で測定されるものとする。また、テーパ部１２は、本実施形態のように、傾斜端縁１０まで連続して形成され、該端縁１０で厚さが零となる先鋭なものが望ましい。

なお、ゴムストリップＳが巻き付けられる前記被巻付体Ｕは、略円筒状のものであれば特に限定されるものではない。このような被巻付体Ｕとしては、例えば成形ドラムが挙げられるが、生タイヤの一部を形成しているカーカス６やベルト層７であっても良い。即ち、カーカス６やベルト層７の外側にゴムストリップＳを直接巻き付けることによりゴム部材Ｒを形成しても良い。

以上説明したようなゴム部材Ｒ１ないしＲ２を用いて生カバーを形成し、これを加硫することにより、ユニフォミティに優れた空気入りタイヤを容易に製造しうる。また、このようにして製造された空気入りタイヤ１では、上述の通り、前記ゴムストリップＳの端部において段差や空気溜まりが生じにくいので、加硫不良やユニフォミティの悪化を防止できる。

図８（ａ）、（ｂ）には、ゴム部材Ｒの製造方法（ゴムストリップＳの巻付け形態）の他の実施形態が示される。図８（ａ）の実施形態では、図５の巻付け方法を基調としているが、傾斜端縁１０の一部だけが周回してきたゴムストリップＳに覆われる態様が示される。本発明のゴム部材Ｒはこのような実施形態を含むが、周回してきたゴムストリップＳによって覆われている傾斜端縁１０の幅ＣＷが過度に小さくなると、傾斜端縁１０のゴム部材Ｒの端縁にノッチ状の凹部１５が形成され、傷や空気溜まりの原因となるおそれがある。このような観点より、前記傾斜端縁１０の被覆幅ＣＷをゴムストリップＳの幅Ｗで除した被覆量（ＣＷ／Ｗ）は、好ましくは２０％以上、より好ましくは３０％以上が望ましい。

また、図８（ｂ）の実施形態では、ゴムストリップＳの端部ｅ１の傾斜端縁１０を完全に覆うようにゴムストリップＳを円周方向に１周よりも多く巻付けた後、ゴムストリップＳを滑らかに螺旋状に巻き付けても良い。また、図示はしていないが、軸方向で隣り合うゴムストリップＳは、その側縁が互いに接する態様の他、重なり合っても良いのは言うまでもない。

以上本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上記の具体的な実施形態に限定されるものではなく種々の態様に変形して実施できる。

表１に示されるゴムストリップを図５に示した形態で巻き重ねることにより形成したクリンチゴムを用いてサイズ２１５／４５ＺＲ１７の乗用車用空気入りタイヤがそれぞれ１００本製造された。他の部分はいずれも同一であり、ゴムストリップには、幅１０mm、厚さ１．０mmのリボン状のものが用いられ、両端部には、表１のような処理が施された。また、そして、各タイヤの加硫成形後のクリンチゴムの仕上がり状態及びユニフォミティがテストされた。
テスト方法は次の通りである。

＜加硫後のクリンチゴムの仕上がり状態＞
加硫成形後のクリンチゴム表面を肉眼で観察し、ゴムストリップの巻付け終了側の端部が主たる原因となる表面の傷及びゴム部材の内部に空気が残存することが主たる原因で生じる膨らみをそれぞれ調べた。結果は、傷及び膨らみが生じた本数を記録した。数値が小さいほど良好である。

＜ユニフォミティ＞
各テストタイヤについて、ＪＡＳＯＣ６０７：２０００のユニフォミティ試験条件に準拠して、回転時のタイヤ半径方向の力の変動成分であるラジアルフォースバリエーション（ＲＦＶ）が測定された。ＲＦＶについては、低速回転時（６．８ｋｍ／Ｈ）のオーバーオールである。数値が小さいほどユニフォミティに優れていることを示す。
テストの結果を表１に示す。

テストの結果より、実施例のタイヤは、比較例に比べて加硫不良が少なくかつユニフォミティにも優れるという有意な効果が確認できた。

本発明により製造された空気入りタイヤの断面図である。ゴムストリップの平面図である。ゴムストリップの斜視図である。（ａ）、（ｂ）はゴムストリップを用いて作られたストリップ積層体からなるゴム部材の断面図である。ゴム部材を製造する工程を示す平面図である。（ａ）は図５のＢ−Ｂ断面図、（ｂ）はゴムストリップＳの巻付け終了側の断面図である。図２のＡ−Ａ断面図である。（ａ）、（ｂ）はゴム部材の製造方法の他の実施形態を示す平面図である。従来のストリップ積層体の断面図である。その巻付け開始側の端部の拡大平面図である。（ａ）は図１０のＡ−Ａ断面図、（ｂ）は、ゴムストリップの巻付け終了側の端部の断面図である。

符号の説明

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
１０傾斜端縁
１２テーパ部
Ｓゴムストリップ
ｅ１、ｅ２ゴムストリップの端部
Ｅ１ゴムストリップの一方の側縁
Ｅ２ゴムストリップの他方の側縁
Ｒゴム部材
Ｕ被巻付体
Ｔゴムストリップの先端

Claims

未加硫のゴムストリップを螺旋状に巻き付けることにより形成されたタイヤ用のゴム部材であって、
前記ゴムストリップの巻付け開始側の端部は、平面視において、先端をなす一方の側縁側からゴムストリップの他方の側縁に向かってのびかつ前記一方の側縁に対して１０度以上かつ８０度以下の角度αで斜めにのびる傾斜端縁を有し、
前記ゴムストリップの前記巻付け開始側の端部は、前記他方の側縁がゴム部材の幅方向の外縁に位置するとともに、
前記他方の側縁側から一方の側縁側に向かう方向でかつ前記傾斜端縁の少なくとも一部を覆ってゴムストリップが螺旋状に巻き付けられていることを特徴とするタイヤ用のゴム部材。
前記傾斜端縁は、前記角度αが２５〜７５度である請求項１記載のタイヤ用のゴム部材。
前記ゴムストリップは、前記巻付け開始側の端部から実質的に前記ゴム部材の円周方向と平行に巻き付けられるとともに、
前記ゴムストリップは、前記他方の側縁側から前記一方の側縁側に向かう方向にかつゴムストリップの幅とほぼ等しい距離で局部的に斜めに曲げられた後、再び円周方向と平行に巻き付けられ、
前記傾斜端縁の少なくとも一部は、周回してきた前記ゴムストリップに覆われている請求項1又は２記載のタイヤ用ゴム部材。
前記傾斜端縁が設けられたゴムストリップの端部は、該傾斜端縁に向かって厚さが漸減するテーパ部が設けられていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のタイヤ用のゴム部材。
前記テーパ部は、そのテーパ角βが０度よりも大かつ４５度以下である請求項４記載のタイヤ用のゴム部材。
未加硫のゴムストリップを螺旋状に巻き付けることによりタイヤ用のゴム部材を製造する方法であって、
前記ゴムストリップの巻付け開始側の端部は、平面視において、先端をなす一方の側縁側からゴムストリップの他方の側縁に向かってのびかつ前記一方の側縁に対して１０度以上かつ８０度以下の角度αで斜めにのびる傾斜端縁を有するとともに、該端部を略円筒状の被巻付体に固着する工程と、
前記ゴムストリップを、前記他方の側縁側から一方の側縁側に向かう方向でかつ前記傾斜端縁の少なくとも一部を覆うように巻き付ける工程とを含むことを特徴とするタイヤ用のゴム部材の製造方法。
請求項６に記載の製造方法によって製造されたタイヤ用ゴム部材を用いて生タイヤを成形する工程と、該生タイヤを加硫する工程とを含むタイヤの製造方法。