JP2005289301A

JP2005289301A - 空気入りタイヤ及びその製造方法

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Publication number: JP2005289301A
Application number: JP2004110856A
Authority: JP
Inventors: Yutaka Takasuka; 豊高須賀
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2004-04-05
Filing date: 2004-04-05
Publication date: 2005-10-20

Abstract

【課題】比較的単純な構造でありながら、カーカスプライの折返し端におけるセパレーションを有効に防止して耐久性を向上させた空気入りタイヤ及びその製造方法を提供する。
【解決手段】タイヤ１は、複数本のプライコードを平行配列状態でゴム被覆してなる少なくとも１枚のカーカスプライ２を、１対のビードコア３間にわたってトロイド状に延在させるとともに、その両端部４をビードコア３の周りに折り返してなる。カーカスプライ２を構成するプライコード５の端位置６ａ、６ｂが、タイヤ１の外周Ｃ_０と同心でかつ異なる直径をもつ少なくとも２本の仮想円周Ｃ_１及びＣ_２上に離隔させて配置される。
【選択図】図２

Description

この発明は、複数本のプライコードを平行配列状態でゴム被覆してなる少なくとも１枚のカーカスプライを、１対のビードコア間にわたってトロイド状に延在させるとともに、その両端部をビードコアの周りに折り返してなる空気入りタイヤ及びその製造方法に関するものであり、特にかかるタイヤの、カーカスプライの端部におけるセパレーションの発生を防止することにある。

通常、空気入りタイヤは、複数本のプライコードを平行配列状態でゴム被覆してなる少なくとも１枚のカーカスプライを、１対のビードコア間にわたってトロイド状に延在させており、特に重荷重の加わるトラック、バス用タイヤでは、カーカスプライの引抜けによる故障を防止するために、カーカスプライの両端部を、ビードコアの周りに折り返して、ビードコアで係止する構造を採るのが一般的である。しかし、このような構造を有するタイヤにあっては、走行中にビード部が変形するとカーカスの折返し端部に応力が集中しやすいため、かかる端部でプライコードと被覆ゴムとのセパレーションが発生しやすく、これがタイヤの耐久性を低下させるという問題があった。

かかるカーカスの折返し端部への応力の集中を回避するため、例えば特許文献１には、ビードコアの周りにて、折り返しカーカスを内外２層のスチールチェーファーで包み込み、両スチールチェーファーの子午線方向に対するコード角度をそれぞれ１５°〜３５°の範囲にすると共に、互いに反対方向に交差させ、ビードコアの中心からカーカスの折り返し端までの距離をＨ、タイヤ幅方向外側に位置する外側及び内側スチールチェーファーの端部までの距離をそれぞれｈ１、ｈ２、タイヤ幅方向内側に位置する外側及び内側スチールチェーファーの端部までの距離をそれぞれｈ３、ｈ４とするとき、ｈ１＜ｈ２＜Ｈ＜ｈ３＜ｈ４の関係とし、かつ両スチールチェーファーの巻き上げ端をそれぞれ周囲ゴムより硬いゴムで覆った空気入りタイヤが記載されている。

特許文献２には、カーカスの折り返し端部を、さらにビードコア側に折り返し、この折り返し端末をビードコアに対応する位置に配置した空気入りタイヤが記載されている。

特許文献３には、カーカスの折り返し端部のタイヤ幅方向外側であって、リムフランジの上方に位置するビード部内に補助ビードワイヤを配設し、この補助ビードワイヤの周囲に補強プライを巻き付け、補強プライの先端をビードの先端まで延在させた空気入りタイヤが記載されている。

特許文献４には、ビードコアのタイヤ径方向外側部分と、この外側部分に係合する固定用の輪状体との間にカーカスプライを固定した空気入りタイヤが記載されている。

特許文献５には、タイヤ幅方向断面にて、折り返したカーカスプライの端部をリムフランジのタイヤ径方向外側端を通る直線よりもタイヤ径方向外側に配置し、折返し部に少なくとも１箇所の屈曲部を設け、カーカスプライと前記直線との交点とカーカスプライ端部とを結ぶ直線の長さに対して、前記交点とカーカスプライ端部との間のカーカスプライの実長さを１．３倍以上とした空気入りタイヤが記載されている。

これら特許文献１〜５に記載された空気入りタイヤはいずれも、カーカスの折返し端部からのセパレーションを防止し、耐久性を向上させる点では一定の効果があったものの、製造工程が複雑になったり、従来のタイヤにはない部材を追加する必要があったりするため、製造効率、製造コスト及び重量の面で不利であった。特に、近年は、燃費の低減を目的としてタイヤに対しても軽量化の要請が高まっていることから、これら特許文献に記載された手段とは異なる手段でカーカス折返し端部からのセパレーションを防止することが望まれている。

特開平５−１５５２０８号公報特開平５−１７８０３４号公報特表平５−５０８３６６号公報特開平８−４００２６号公報特開２０００−２２５８１６号公報

したがって、この発明の目的は、比較的単純な構造でありながら、カーカスプライの折返し端におけるセパレーションを有効に防止して耐久性を向上させた空気入りタイヤ及びその製造方法を提供することにある。

上記の目的を達成するため、第１発明は、複数本のプライコードを平行配列状態でゴム被覆してなる少なくとも１枚のカーカスプライを、１対のビードコア間にわたってトロイド状に延在させるとともに、その両端部をビードコアの周りに折り返してなる空気入りタイヤにおいて、少なくとも１枚のカーカスプライは、それを構成するプライコードの端位置が、タイヤの側方から透視して、タイヤ外周と同心でかつ異なる直径をもつ少なくとも２本の仮想円周上に離隔させて配置してなることを特徴とする空気入りタイヤである。

また、同一カーカスプライは、長さが一定であるプライコードで構成し、該プライコードのうちの少なくとも一部のプライコードを、その長さ方向中心位置がタイヤ赤道面位置からずれるように配置してなることが好ましい。

あるいは、同一カーカスプライは、長さが異なる少なくとも２種類のプライコードで構成し、該プライコードの全てを、その長さ方向中心位置がタイヤ赤道面位置と一致するように配置してなることが好ましい。

さらに、プライコードの一方の端位置を仮想線分で連結したときに形成される輪郭形状が、三角波状、正弦波状又は台形波状であることが好ましい。

また、第２発明は、円筒状又はトロイド状をなす剛体上に、少なくとも１本のプライコードを未加硫ゴムで被覆してなる複数枚の狭幅ストリップを順次貼り付けて円環状の未加硫プライを形成する工程と、該未加硫プライ上にビードリングを取り付ける工程と、未加硫プライの両端部をビードリングの周りに折り返す工程とを具える空気入りタイヤの製造方法において、前記剛体上に、単一の長さをもつ狭幅ストリップの複数枚を、剛体の回転軸線方向に交互にずらして貼り付けて、プライコードの端位置が千鳥状になるように未加硫プライを形成することを特徴とする空気入りタイヤの製造方法である。

さらに、第３発明は、円筒状又はトロイド状をなす剛体上に、少なくとも１本のプライコードを未加硫ゴムで被覆してなる複数枚の狭幅ストリップを順次貼り付けて円環状の未加硫プライを形成する工程と、該未加硫プライ上にビードリングを取り付ける工程と、未加硫プライの両端部をビードリングの周りに折り返す工程とを具える空気入りタイヤの製造方法において、前記剛体上に、異なる長さをもつ２種類の狭幅ストリップの複数枚を、それらの長手方向中央位置が前記剛体の中央周線を含む平面位置と一致するように交互に貼り付けて、プライコードの端位置が千鳥状になるように未加硫プライを形成することを特徴とする空気入りタイヤの製造方法である。

第１発明によれば、比較的に単純な構造でありながら、カーカスプライの折返し端におけるセパレーションを有効に防止して耐久性を向上させた空気入りタイヤを提供することが可能となり、第２及び第３発明によれば、第１発明のタイヤを効率良く生産することが可能となる。

以下、図面を参照しつつ、この発明の実施の形態を説明する。図１はこの発明に従う代表的な空気入りタイヤ（以下「タイヤ」という。）のタイヤ幅方向左半断面を示しており、図２は図１のタイヤの側方からカーカスプライの端部の一部を透視して示しており、図３は図１のタイヤのカーカスプライの一部を展開して示している。

図１に示すように、タイヤ１は、複数本のプライコードを平行配列状態でゴム被覆してなる少なくとも１枚のカーカスプライ、図１では１枚のカーカスプライ２を、１対のビードコア３（片側のみ図示）間にわたってトロイド状に延在させるとともに、その両端部４（片側のみ図示）をビードコア３の周りに折り返してなる。なお、図示は省略したが、ベルト層、ビードフィラー、チェーファー等の従来のタイヤを構成する部材を適宜設けてもよい。また、図示の例では、カーカスプライ２をビードコア３の内側から外側に向かって折り返しているが、これをビードコア３の外側から内側に向かって折り返してもよい。

そして、この発明の構成上の主な特徴は、図２に示すように、カーカスプライ２を構成するプライコード５の端位置６ａ、６ｂが、タイヤ１の外周Ｃ_０と同心でかつ異なる直径をもつ少なくとも２本の仮想円周、図２では２本の仮想円周Ｃ_１及びＣ_２上に離隔させて配置することにある。

以下、この発明を完成させるに至った経緯を作用とともに説明する。
ビードコアの周りにカーカスプライを折り返したタイヤの寿命を縮めたり、トラブルを誘発したりする原因のひとつとして、カーカスプライの折返し端部からのセパレーションがあることが知られている。かかるセパレーションの発生の主要因は、走行中にカーカスプライの折返し端部へ繰り返して応力が集中する結果、剛性の異なるプライコードと被覆ゴムとの間に亀裂が成長することによるものと考えられる。前述のように、従来は、カーカスプライの折返し端部の周囲に付加的な部材を配設したり、折返し端部を特殊な形状にして補強することによって、カーカスプライの折返し端部への応力の集中を回避していた。しかし、このような従来技術は構造が複雑であるため、製造効率は下がり、製造コストは上昇し、さらには重量が増加するという問題があった。

発明者は、カーカスプライの折返し端部への応力の集中は、カーカスプライを構成するプライコードの端位置の全てが、タイヤの外周と同心の同一の仮想円周上に並んでいることに起因するとの着想を得た。そこで、発明者は、プライコードの端位置を少なくとも２本の異なる仮想円周上に分散して配置すれば、これに伴って応力も分散される結果、比較的に単純な構造でありながら、カーカスプライの折返し端におけるセパレーションを有効に防止して耐久性を向上させることが可能であることを見出し、第１発明を完成させるに至ったのである。

このようにプライコード５の端位置６を異なる仮想円周上に分散して配置する手段としては、例えば図３に示すように、同一カーカスプライ２を長さが一定であるプライコード５で構成し、プライコード５のうちの少なくとも一部のプライコード、図３では１本毎のプライコードを、その長さ方向中心位置Ｍがタイヤ赤道面位置Ｅからずれるように配置してなることが好ましく、より好ましくは、タイヤ赤道面位置Ｅから等距離で千鳥状にずれるように配置する。かかるカーカスプライは単一長さのプライコードのみで構成されるので、プライコードの製造、管理及び保管が単純になる点で有利である。なお、この場合には、タイヤのユニフォミティを確保する観点からは、プライコード５の長さ方向中心位置Ｍがタイヤ赤道面位置Ｅの右側に位置するプライコードの本数と、長さ方向中心位置Ｍがタイヤ赤道面位置Ｅの左側に位置するプライコードの本数とを同一にすることが好ましい。

また、図４に示すように、同一カーカスプライ２を、長さが異なる少なくとも２種類のプライコード、図４では２種類のプライコード５ａ、５ｂで構成してもよく、この場合、プライコード５ａ、５ｂの全てを、その長さ方向中心位置Ｍがタイヤ赤道面位置Ｅと一致するように配置してなることが好ましい。かかるカーカスプライは全てのプライコードの重心がタイヤ赤道面位置と一致するので、カーカスプライがタイヤ赤道面を中心として左右対称の構造となり、ユニフォミティ向上の点で一層有利である。

また、プライコード５の一方の端位置６を仮想線Ｌで連結したときに形成される輪郭を、種々の形状とすることができる。例えば、図３及び４に示すように、プライコード５の端位置６を交互にずらすことにより、輪郭形状を三角波状とすることができる。また、コード端位置での応力分散効果をより一層高める必要がある場合には、図５に示すように、３本以上の仮想円周（図５では一点鎖線で示す。）上にプライコード５の端位置６を配置することにより前記輪郭形状を正弦波状にしてもよい。さらに、製造工程を単純化する必要が特に高い場合には、複数本のプライコードを１つのユニットとし、ユニット毎にプライコード５の端位置６がずれるように配置することにより、図６（プライコード３本を１つのユニットとした。）に示すように、前記輪郭形状を台形波状にしてもよい。１つのユニットを構成するプライコードの本数に特に制限はないが、周上のバランスの差を小さくし、走行中の振動の発生を抑制する観点からは、１つのユニットを構成するプライコードの本数は３本以下とすることが好ましい。

加えて、図７に示すように、長さ方向中心位置Ｍをタイヤ赤道面位置Ｅからずらして配置したプライコード５ｃ、５ｄと、長さ方向中心位置Ｍをタイヤ赤道面位置Ｅと一致させて配置したプライコード５ｅ、５ｆとを組み合わせて用いることもできる。

次に、第１発明に従うタイヤを製造する方法について説明する。
まず、少なくとも１本のプライコードを未加硫ゴムで被覆し、単一の長さをもつ狭幅ストリップを多数枚準備しておく。次に、縮径可能又は分割可能な円筒状又はトロイド状をなす剛体上に、ガス不透過性のインナーライナーを貼り付ける。この上に、前記の狭幅ストリップを、剛体の回転軸線方向に交互にずらして貼り付ける。そして、狭幅ストリップで剛体の外周面全体を覆うまでこの作業を繰り返すと、図８にその一部の展開図を示すように、プライコード５の端位置６が千鳥状になった円環状の未加硫プライ２が形成される。次に、この未加硫プライ上にビードリングを取り付け、ブラダ等の公知の手段を用いて、未加硫プライの両端部をビードリングの周りに折り返す。そして、従来のタイヤ製造方法に従い、ベルト、トレッド等の必要とされる部材をさらに貼り付けてグリーンタイヤを形成し、これを金型中で加硫成型すると、第１発明に従う空気入りタイヤが得られる。

また、単一の長さをもつ狭幅ストリップに代えて、異なる長さをもつ２種類の狭幅ストリップを用い、それらの長手方向中心位置が剛体の中央周線を含む平面位置と一致するように交互に貼りつけてもよい。この場合、形成される未加硫プライの一部の展開図は図９に示すようになる。

このように、狭幅ストリップを剛体上に貼り付けてカーカスプライを製造する方法は、カーカスプライ製造時のばらつきが少なく、タイヤ品質、特にユニフォミティの向上の点で一層有利である。

あるいは、長さが一定である複数本のプライコードを用い、これらプライコードのうちの少なくとも一部のプライコードを、その長さ方向中心位置がカーカスプライの幅方向中心位置からずれるように平行配置した形状、または、長さが異なる少なくとも２種類のプライコードを用い、これらプライコードの全てを、その長さ方向中心位置がカーカスプライの幅方向中心位置と一致するように平行配置した形状にし、これを従来の製造方法に従ってゴム被覆してなる広幅プライを剛体の周方向に巻回することによって、図３〜６に示すような展開形状を有するカーカスプライと同様のものが得られる。これらの方法によれば、コードのゴム被覆以降の工程を従来のタイヤ製造工程と共有できるという点で特に有利である。

さらに、従来の製造方法に用いる、コードの両端部位置が揃った一定幅のコード入りゴムシートを形成した後、この両端部を所定形状に切断することによって所望の輪郭形状を有するカーカスプライを形成することもできる。

なお、上述したところは、この発明の実施態様の一部を示したにすぎず、請求の範囲において種々の変更を加えることができる。例えば、図２〜９では、プライコードがタイヤ赤道面に対して略直角に延在する、いわゆるラジアルプライを例にして説明を行ったが、この発明は、プライコードがタイヤ赤道面に対して傾斜して延在する、いわゆるバイアスプライにも適用することができる。

この発明によれば、比較的に単純な構造でありながら、カーカスプライの折返し端におけるセパレーションを有効に防止して耐久性を向上させた空気入りタイヤ、及びかかるタイヤを効率良く製造する方法を提供することが可能となった。

この発明に従う代表的な空気入りタイヤの幅方向左半断面図である。図１に示すタイヤの側方から見たカーカスプライの一部の端部の透視図である。図１に示すタイヤのカーカスプライの一部の展開図である。この発明に従う他のタイヤのカーカスプライの一部の展開図である。この発明に従う他のタイヤのカーカスプライの一部の展開図である。この発明に従う他のタイヤのカーカスプライの一部の展開図である。この発明に従う他のタイヤのカーカスプライの一部の展開図である。この発明に従う他のタイヤのカーカスプライの一部の展開図である。この発明に従う他のタイヤのカーカスプライの一部の展開図である。

符号の説明

１タイヤ
２カーカスプライ
３ビードコア
４プライ端部
５、５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、５ｅ、５ｆプライコード
６、６ａ、６ｂプライコード端位置
７狭幅ストリップ

Claims

複数本のプライコードを平行配列状態でゴム被覆してなる少なくとも１枚のカーカスプライを、１対のビードコア間にわたってトロイド状に延在させるとともに、その両端部をビードコアの周りに折り返してなる空気入りタイヤにおいて、
少なくとも１枚のカーカスプライは、それを構成するプライコードの端位置が、タイヤの側方から透視して、タイヤ外周と同心でかつ異なる直径をもつ少なくとも２本の仮想円周上に離隔させて配置してなることを特徴とする空気入りタイヤ。
同一カーカスプライは、長さが一定であるプライコードで構成し、該プライコードのうちの少なくとも一部のプライコードを、その長さ方向中心位置がタイヤ赤道面位置からずれるように配置してなる、請求項１に記載の空気入りタイヤ。
同一カーカスプライは、長さが異なる少なくとも２種類のプライコードで構成し、該プライコードの全てを、その長さ方向中心位置がタイヤ赤道面位置と一致するように配置してなる、請求項１に記載の空気入りタイヤ。
前記プライコードの一方の端位置を仮想線分で連結したときに形成される輪郭形状が三角波状である、請求項１〜３のいずれか一項に記載の空気入りタイヤ。
前記プライコードの一方の端位置を仮想線分で連結したときに形成される輪郭形状が正弦波状である、請求項１〜３のいずれか一項に記載の空気入りタイヤ。
前記プライコードの一方の端位置を仮想線分で連結したときに形成される輪郭形状が台形波状である、請求項１〜３のいずれか一項に記載の空気入りタイヤ。
円筒状又はトロイド状をなす剛体上に、少なくとも１本のプライコードを未加硫ゴムで被覆してなる複数枚の狭幅ストリップを順次貼り付けて円環状の未加硫プライを形成する工程と、該未加硫プライ上にビードリングを取り付ける工程と、未加硫プライの両端部をビードリングの周りに折り返す工程とを具える空気入りタイヤの製造方法において、
前記剛体上に、単一の長さをもつ狭幅ストリップの複数枚を、剛体の回転軸線方向に交互にずらして貼り付けて、プライコードの端位置が千鳥状になるように未加硫プライを形成することを特徴とする空気入りタイヤの製造方法。
円筒状又はトロイド状をなす剛体上に、少なくとも１本のプライコードを未加硫ゴムで被覆してなる複数枚の狭幅ストリップを順次貼り付けて円環状の未加硫プライを形成する工程と、該未加硫プライ上にビードリングを取り付ける工程と、未加硫プライの両端部をビードリングの周りに折り返す工程とを具える空気入りタイヤの製造方法において、
前記剛体上に、異なる長さをもつ２種類の狭幅ストリップの複数枚を、それらの長手方向中央位置が前記剛体の中央周線を含む平面位置と一致するように交互に貼り付けて、プライコードの端位置が千鳥状になるように未加硫プライを形成することを特徴とする空気入りタイヤの製造方法。