(57)【要約】【課題】コーナリングフォースの影響を受けに難くして空気入りの高速耐久性を維持し、摩耗を改善する。【解決手段】  ゲージが０．５ｍｍから２ｍｍ、巾が５ｍｍから１５ｍｍの範囲にある細巾リボン状ゴム部材１をタイヤＴ巾方向に向けて、部分重ね巻きの連続繰り返しにより螺旋状に巻回してトレッドを形成し、その際、前記螺旋巻きの進行方向を車両装着時の内側から外側に向けた方向と同一にし、本空気入りタイヤＴの装着時に走行時に受けるコーナリングフォースの方向が前記積層したリボン状ゴム部材１の露出面をなでる方向となるようにする。【選択図】    図２
2006219045.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
リボン状ゴム部材をタイヤ巾方向で、部分的に重なるように、タイヤ周方向に螺旋状に巻回して形成したトレッドを備えた空気入りタイヤであって、
上記リボン状ゴム部材は、車両装着時の内側相当部分から外側相当部分に向かって螺旋状に巻回したことを特徴とする空気入りタイヤ。
【請求項２】
請求項１に記載された空気入りタイヤにおいて、
前記リボン状ゴム部材は厚さが０．５ｍｍから2mm、かつ巾が５ｍｍから１５ｍｍであることを特徴とする空気入りタイヤ。
【請求項３】
請求項１または２に記載された空気入りタイヤにおいて、
前記リボン状ゴム部材の巾方向端部は中央部に比して厚さが小さくなることを特徴とする空気入りタイヤ。
【請求項４】
請求項３に記載された空気入りタイヤにおいて、
前記巾方向端部は、トレッド踏面の角部を切り欠いたことを特徴とする空気入りタイヤ。
【請求項５】
リボン状ゴム部材をタイヤ巾方向で、部分的に重なるように、タイヤ周方向に螺旋状に巻回して形成したトレッドを備えた空気入りタイヤの配置構造であって、
前記リボン状ゴム部材が装着時に内側から外側に向って螺旋状に巻回されるようにタイヤを車両に装着したことを特徴とする空気入りタイヤの配置構造。
【請求項６】
リボン状ゴム部材をタイヤ巾方向で、部分的に重なるように、タイヤの周方向に螺旋状に巻回する積層成形工程、
リボン状ゴム部材を積層した後、部分的に重ね巻きしたリボン状ゴムをリボン部材の積層成形方向と逆の向きにステッチングを行う工程、
を有することを特徴とする空気入りタイヤの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
産業上の利用分野
本発明は、空気入りタイヤ、特に、主として高性能ラジアルタイヤにおける高速耐久性を維持し、摩耗を改善させた空気入りタイヤ、同タイヤの配置構造及び製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年タイヤ製造方法における成型無人化、工場の縮小化、あるいは幅方向分割トレッドの有効性拡大の流れを受け、従来の押し出し成型方法に対して、トレッドを短冊状の部材を部分重ね巻きの連続繰り返しにより成型する技術の開発が行われてきている。
このような成型法では、リボンを螺旋状に巻回成型していく時、弾性ゴム状部材であるリボン状ゴム部材を突合せで巻回成型していく場合は、リボン間を隙間なく精密にコントロールして巻いてゆくことが現実的には困難であり生産性も阻害する。しかも万一わずかに隙間が残ってしまった場合にはエア入りの原因となり得る。そのために段階状に積層していくことが必要である。
【０００３】
そこで、ゴムストリップを、別途形成したゴム製の基体部上に螺旋状に積層巻回してタイヤを製造することが行われている。例えば、押し出しされたゴム押出し品から環状をなす基体部を拡縮径可能なフォーマ上に形成し、この基体部に、小巾かつ小厚さで帯状をなす未加硫のゴム組成物からなるゴムストリップを巻回する。即ち、前記基体部の軸方向の一端部にその巻き付け始端を固定し、前記フォーマを所定の方向に回転させるとともに、このゴムストリップを他端部側に向けて軸方向に移動させることにより、前記基体部の外周面に該ゴムストリップを周方向かつ螺旋状に巻き付け、その軸方向の移動速度ないしピッチを適宜調節することにより、トレッドゴムの仕上げ断面を形成する積層部を形成したものが知られている（特許文献１参照）。
【０００４】
この従来のタイヤにおいては、軸方向の一方から他方に向けて連続してゴムストリップ（リボン状ゴム部材）を積層状に巻回してタイヤを形成しているが、特許文献１には、軸方向の一方から他方、軸方向中央部から軸方向他方、基体部の軸方向の外側から中央部へ向けてストリップを巻き付けると記載されており（段落番号「００２１」参照）、この記載から明らかなように、ストリップの積層方向はまちまちで、積層方向についての技術的意義についてはとくに考慮が払われてはいない。
【０００５】
ところで、空気入りタイヤ、とくに高性能タイヤに代表されるような高速使用されるタイヤにおいては、ゴムストリップをタイヤの外側から内側に向けて積層した場合、高速走行中の大コーナリングフォース入力時、そのコーナリングフォースにより小巾リボン部材の重ね巻き部分がめくれ上がる、つまりその界面を核として発生した亀裂が進展し、それによる耐摩耗性が悪化するという問題があるが、特許文献１記載の発明は、この問題に対する解決策を提供するものではない。
【特許文献１】特開２０００−９４５４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は従来の空気入りタイヤの前記問題を解決すべくなしたものであって、その第１の目的は、とくに高性能ラジアルタイヤにおいて高速耐久性を維持し、摩耗を改善させることであり、具体的には、リボン状ゴム部材を積層して形成したトレッドを備えたタイヤにおいて、大コーナリングフォースが入力しても積層した小巾リボン状ゴム部材の重ね巻き部分がめくれ上がりワレが発生することがなく、従って、耐摩耗性が損なわれることのない空気入りタイヤを提供することである。
第２の目的は、タイヤの摩耗を均一化して操縦安定性を高めることである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１の発明は、リボン状ゴム部材をタイヤ巾方向で、部分的に重なるように、タイヤ周方向に螺旋状に巻回して形成したトレッドを備えた空気入りタイヤであって、上記リボン状ゴム部材は、車両装着時の内側相当部分から外側相当部分に向かって螺旋状に巻回したことを特徴とする。
請求項２の発明は、請求項１に記載された空気入りタイヤにおいて、前記リボン状ゴム部材は厚さが０．５ｍｍから2mm、かつ巾が５ｍｍから１５ｍｍであることを特徴とする。
請求項３の発明は、請求項１または２に記載された空気入りタイヤにおいて、前記リボン状ゴム部材の巾方向端部は中央部に比して厚さが小さくなることを特徴とする。
請求項４の発明は、請求項３に記載された空気入りタイヤにおいて、前記巾方向端部は、トレッド踏面の角部を切り欠いたことを特徴とする。
請求項５の発明は、リボン状ゴム部材をタイヤ巾方向で、部分的に重なるように、タイヤ周方向に螺旋状に巻回して形成したトレッドを備えた空気入りタイヤの配置構造であって、前記リボン状ゴム部材が装着時に内側から外側に向って螺旋状に巻回されるようにタイヤを車両に装着したことを特徴とする。
請求項６の発明は、空気入りタイヤの製造方法であって、リボン状ゴム部材をタイヤ巾方向で、部分的に重なるように、タイヤの周方向に螺旋状に巻回する積層成形工程、リボン状ゴム部材を積層した後、部分的に重ね巻きしたリボン状ゴムをリボン部材の積層成形方向と逆の向きにステッチングを行う工程、を有することを特徴とする。
【０００８】
作用
タイヤトレッドを構成するリボン状ゴム部材の積層・螺旋巻き付けを、車両の内から外に向かう方向に一致させて行い、かつタイヤをその積層方向をこの方向に一致させて車両に装着することで、高速走行時に大きなコーナリングフォースが左右いずれの方向から作用しても、旋回時外輪側においては、その力の方向は常に積層・螺旋巻きしたリボン状ゴム部材の露出面上をなでつける方向となり、リボン状ゴム部材が積層状態からめくれ上がることがない。また、積層したリボン状ゴム部材の断面形状を露出面側に角部が存在しないように、その角部を取り除いた形状にすることで、巻き付け時における積層リボン状ゴム部材間の段差を少なくすることができると共に、トレッド面をより滑らかにして摩耗を均一に進行させる。
更に、リボン状ゴム部材の積層方向を一方向に揃えたことにより、ステッチングを積層方向と単に逆方向に行うことで、積層されたリボン状ゴム部材の露出面をなでつけながらステッチングを行うことができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、高速コーナリング時におけるコーナリングフォースが左右何れの方向から作用する場合であっても、旋回時外輪側においては、その力の方向が、積層状かつ螺旋状に巻回された各リボン状ゴム部材の露出面をなでつける方向になるから、タイヤの高速耐久性を維持し、その摩耗状態を改善することができる。また、トレッドを構成するリボン状ゴムの露出した角部は削除されているから、摩耗が均一化され、操縦安定性が向上する。更に、ステッチングにより、段差がならされることで製造時の巻き付け不良等も緩和できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の１実施形態に係る空気入りタイヤを図面を参照して説明する。
まず、本発明の原理について説明する。一般に、タイヤへのコーナリングフォースの入力方向は左旋回時と右旋回時で異なっている。例えば左旋回時ではタイヤへの入力としては旋回時外輪となる右輪の方が左輪よりも大きく、その際の右輪タイヤへの入力方向は旋回中心に向いた左方向となる。逆に右旋回時では、左輪への入力が大になり、この際は左輪への入力方向としては旋回中心を向いた右方向となる。つまり、左右輪に関係なく、旋回時には主に旋回中心、つまりタイヤから見て車体の方向の力が入力される。そこで、螺旋巻きによってトレッドを成型する際に、車両装着内側から外側に向いリボン状ゴム部材の積層を行うと、積層状態としてはタイヤへの入力に対し、リボン状積層表面においては撫でつける方向に積まれていることになる。これにより、高速かつ大入力時のリボンのめくれ上がり、あるいは界面を基点としたワレの発生を抑えることができる。
【００１１】
そこで、本発明は、リボン状ゴム部材を、例えば、インナーライナー、カーカスプライ、ベルト等からなるタイヤ構成部材の上に供給し、その上に一部を重ねながら螺旋状に巻回してタイヤトレッド部を形成する際に、その積層方向を車両装着状態における内側から外側に向うようにリボンの積層を行うようにしたものである。
【００１２】
図１は、本発明の実施形態に係る空気入りタイヤを製造するための従来のトレッド成形装置１０の一例を概略的に示した斜視図である。
トレッド成形装置１０は、モータを備えた基台１１と、この基台１１から突出した回転軸１２に一体に設けられた前記タイヤ構成部材２の支持体となるトロイダルコア１３と、このトロイダルコア１３に隣接して配置された押出機１５からなっている。
押出機１５は、投入されたゴム材料をスクリューの回転により口金よりリボン状に成形して押出し、このリボン状ゴム１をトロイダルコア１３上に供給する。また、押出機１５は、トロイダルコア１３の回転中心軸方向に移動可能であると共に、回転中心軸方向と直角方向にも移動可能であり、またゴム材料の押出しの向きを変え、トロイダルコア１３の若干湾曲した外周面に沿って移動できるようにも構成されている。この押出機１５は、コンピュータ１７からの制御信号により制御されるコントローラ１６により駆動される。
【００１３】
トロイダルコア１３には、前記タイヤ構成部材２を配置し、このタイヤ構成部材２の上に前記押出機１５からリボン状ゴム１を供給する。
ここで、トロイダルコア１３はタイヤ構成部材２と共に所定回転数で回転し、押出機１５はコントローラ１６に駆動制御されて主に回転軸方向に移動しながらリボン状ゴム１をタイヤ構成部材２の上に供給する。その際、トロイダルコア１３の回転速度に対する押出機１５の回転軸方向の移動速度を制御することにより、リボン状ゴム１が一部重なるようにし、その重なり程度を調整しながら螺旋状に巻き付け、それによってタイヤ構成部材２上に円筒状のトレッド３を形成する。
【００１４】
コンピュータ１７は押出機１５の能力に基づき所要のトレッド断面形状を得るための積層パターンを予め決定し、この積層パターンに従ってリボン状ゴム１を巻き付けるよう制御する。
【００１５】
図２Ａは、このようにタイヤ構成部材２上に巻き付けたリボン状ゴム部材１により形成したトレッドを有するタイヤの要部拡大断面図である。図２Ｂは比較のために示した従来のタイヤの同様の図である。
本実施形態に係る空気入りタイヤでは、リボン状ゴム部材は、タイヤ巾方向で部分的に重なるように、タイヤ周方向に螺旋状に巻回して車両装着時の内側相当部分から外側相当部分に向かって螺旋状に巻回される。即ちリボン状ゴム部材の積層巻回方向が最もＯＵＴ（外）側のリボン状ゴム部材の右側側部の下に２番目のリボン状ゴム部材１の左側部が来て部分的に重なるように、第２番目のリボン状ゴム部材の上に第１番目のリボン状ゴム部材が巻回され、以下各々隣り合ったリボン状ゴム部材１は同様の関係を持って巻回されて積層成形される。
この構成は、図１に示すトレッド成形装置１０では、タイヤ構成部材２の上にリボン状ゴム部材１を巻回する際に、ＯＵＴ側と反対側つまりＩＮ（内）側からＯＵＴ側に向かってその一部を重ね合わせながら螺旋状に巻回することによって得ることができる。
【００１６】
このようにリボン状ゴム部材１を巻回することで、例えば、図示矢印の方向からコーナリングフォースを受けたとき、その力は図２Ａに示すように、各リボン状ゴム部材１の露出面をなでつける方向Ｙａに作用するから、図２Ｂに示すリボン状ゴム部材１の積層巻回方向が本願発明と逆である従来の空気入りタイヤのように、各リボン状ゴム部材１の積層表面がＹｂの方向にめくれ上がりその界面を基点としたわれが発生するなどの問題が起こることがない。
【００１７】
図３は、このように積層したリボン状ゴム部材上を、上述の巻き付け方向（積層方向）と逆の方向、即ち図示左端から右方にステッチングロール２０を移動させて、螺旋状に巻回したリボン状ゴム部材１同士を押圧して確実に接合させると共にリボン状ゴム部材間に残留したエアを抜く工程を示している。
【００１８】
この工程では、前記トロイダルコア１３上でリボン状ゴム部材１が巻き付けられた後、ステッチングロール２０を用いてステッチングされる。その際にステッチングの方向を、積層時にリボンを螺旋巻きした方向と逆の方向、即ち図示の方向とする。この方向はタイヤ表面の段差をならす方向となるから、この方向でステッチングを行うことで製造時における巻き付け不調を抑えることもできる。
【００１９】
図４は、このようにして形成された空気入りタイヤを車両に装着する際の配置構造を示す平面図である。
この実施形態では、前記タイヤは前記リボン状ゴム部材が装着時に内側から外側に向って螺旋状に巻回されるように車両に装着されている。即ち、図示のように、前後輪ともリボン状ゴム部材の積層方向は互いに左右対称であり、いずれも積層方向が車両の内（ＩＮ）から外（ＯＵＴ）に向うよう配置されている。このように配置することにより、タイヤが高速走行中に左右いずれの方向の大コーナリングフォースが作用しても、その力の方向は各積層したリボン状ゴム部材１の露出した部分をなでつける方向となるから、従来のタイヤのように積層したリボン状ゴムがめくれ上がり、亀裂が発生しかつそれが進展してタイヤの耐摩耗性が損なわれる等の問題は生じない。
ここで、リボン状ゴム部材のゲージ（厚さ）は０．５ｍｍ〜２ｍｍであり、かつその巾は５ｍｍ〜１５ｍｍであることが好ましい。ゲージが０．５ｍｍより薄い場合は、成型時のリボン状ゴム部材の積層回数が増え、生産性を悪化させる。２ｍｍより厚い場合は、リボン状ゴム部材の段差が大きくなり、生産時の不良の原因となる。また、巾が５ｍｍより狭い場合は、ゲージが薄いことと同様に、リボン状ゴム部材の積層回数が増え、生産性を悪化させる。巾が１５ｍｍより広い場合は、複雑な目標トレッドゲージを作ることが困難である。
【００２０】
次に、図５を参照して、リボン状ゴム部材の断面形状について説明する。本実施形態に係る空気入りタイヤのリボン断面形状は、図５Ａに示すように、その角部を切り欠いた又は取り除いた形状、即ち、積層時に上側にくる長方形断面の巾方向端部にテーパ−を付してその厚みを中央部に比して小さくした形状にしている。従って、製品時には、その巾方向端部はトレッド踏面の角部を切り欠いた形状になる。図５Ｂは、比較のため示した従来のリボン状ゴム部材の断面である。その両者を比較すれば明らかなように、本実施形態に係るリボン状ゴム部材は成型時のリボン間の段差を低減することができ、製品時のクリス不良を抑制することができる。また、車両に装着したとき、リボン断面角部における接地圧の上昇を抑えることができ、そのため摩耗が均一化し操縦安定性の向上を図ることができる。
なお、前記従来のゴムストリップを積層して形成したタイヤについては、前記特許文献１の段落番号「００１９」に、そのリボン断面形状について、台形状、巾方向両端が小厚となるものなどを、部材の仕上げ断面形状に応じて種々のかつ好ましい形状が採用できる旨の記載があるが、それは部材の仕上げ断面形状を考慮してリボンの断面形状に種々の断面形状を採用できるというに止まり、本願発明のように、その上面側の重ね巻き時上側に来る側の角の部分を取り除くことで、本発明の前記作用効果を奏するようにしたものではない。
【００２１】
実施例
表１は、本発明の実施品と従来のタイヤとを対比して纏めたものである。
即ち、タイヤサイズを２８５／３０Ｒ１８として、そのカーカス層については、コード種は撚りコード、角度（対周）は０゜、層数は２層、スチールバイアスベルト層としては、コード種は、撚りコード、角度（対周）は５５゜、スパイラルはポリアミドＣＡＰ、トレッドについては、リボン螺旋巻き積層として、いずれも共通し、ただ積層方向が異なる二つのタイヤ、即ち、本発明の実施品では、左右輪とも車両装着時でみて内側から外側に向かって積層したのに対し、左右輪とも車両装着時でみて外側から内側に積層したタイヤを比較した。
【００２２】
【表１】
2006219045.tif 000003
【００２３】
本発明に係る空気入りタイヤの効果を次の試験により評価した。
〈試験条件〉
試験機；ドラム試験機
リムサイズ；１０Ｊ−１８
空気圧；３１０ｋＰａ
荷重；４．０ｋＮ
キャンバ角；０度
スリップ角；４度
速度；３２０ｋｍ／ｈ
時間；８０分
以上の条件でタイヤを高速転動させるとともに、サイドフォースを与えることで、亀裂の発生数に差が現れるか試験を行い，１Ｍ離れた所から目視で確認できる亀裂の数を比較した。従来のタイヤの亀裂の数を１００（指数）としたとき、本発明の実施品の亀裂は６０であった。
このように、本発明の実施品のタイヤでは亀裂の発生が低減し、従って対摩耗性も改善されることが確認された。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】タイヤのトレッド成形機の１例を概略的に示す斜視図である。
【図２】リボン状ゴム部材の積層巻回方向を模式的に示す、空気入りタイヤの要部断面図であり、図２Ａは、本発明の実施形態に係る空気入りタイヤ、図２Ｂは従来の空気入りタイヤを示す。
【図３】積層されたリボン状ゴム部材のステッチング方向を説明するための要部断面図である。
【図４】空気入りタイヤの装着時配置を示す平面図である。
【図５】リボン状ゴム部材の断面形状を示す図であり、図５Ａは本発明の実施形態を示し、図５Ｂは従来のものを示す。
【符号の説明】
【００２５】
１・・・リボン状ゴム部材、２・・・タイヤ構成部材、１０・・・トレッド成形装置、１１・・・基台、１２・・・回転軸、１３・・・トロイダルコア、１５・・・押出機、１６・・・コントローラ、１７・・・コンピュータ、Ｔ・・・空気入りタイヤ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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