(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
未加硫ゴムからなるグリーンタイヤを金型内に挿入し、該グリーンタイヤの外面を該金型の内面に押圧しながら加硫成形する空気入りラジアルタイヤの製造方法において、前記グリーンタイヤの少なくともビード部を含むビード近傍領域をタイヤ内側から分割可能な補助金型によって挟持しながら加硫成形する空気入りラジアルタイヤの製造方法。
【請求項２】
前記グリーンタイヤの前記補助金型により挟持される以外の領域をブラダーを介して加圧加熱するようにした請求項１に記載の空気入りラジアルタイヤの製造方法。
【請求項３】
前記グリーンタイヤの前記補助金型により挟持される以外の領域を加圧された加熱流体で直接加圧加熱するようにした請求項１に記載の空気入りラジアルタイヤの製造方法。
【請求項４】
前記グリーンタイヤの前記補助金型により挟持される以外の領域を拡縮可能なドラム状金型で加圧加熱するようにした請求項１に記載の空気入りラジアルタイヤの製造方法。
【請求項５】
前記グリーンタイヤの前記補助金型によって挟持されたビード近傍領域を、それ以外の領域よりも先に加熱するようにした請求項１乃至４のいずれか１項に記載の空気入りラジアルタイヤの製造方法。
【請求項６】
前記補助金型を電磁誘導によって加熱するようにした請求項１乃至５のいずれか１項に記載の空気入りラジアルタイヤの製造方法。
【請求項７】
前記補助金型を電気式発熱素子によって加熱するようにした請求項１乃至５のいずれか１項に記載の空気入りラジアルタイヤの製造方法。
【請求項８】
未加硫ゴムからなるグリーンタイヤを金型内に挿入し、該グリーンタイヤの外面を該金型の内面に押圧して加硫成形する空気入りラジアルタイヤの製造装置において、前記グリーンタイヤの内側に少なくともビード部を含むビード近傍領域をタイヤ内側から挟持する補助金型を設け、該補助金型をタイヤ周方向に４つ以上に分割すると共に、これら分割された補助金型をタイヤ内径より内側に格納可能にした空気入りラジアルタイヤの製造装置。
【請求項９】
前記分割された複数の補助金型をそれぞれ回転拡縮機構に連結し、隣接し合う補助金型を回転位相を互いにずらして拡縮するようにした請求項８に記載の空気入りラジアルタイヤの製造装置。
【請求項１０】
前記補助金型のタイヤ径方向の頂部が前記グリーンタイヤのビードコア外周から２０ｍｍ以上外側に位置するようにした請求項８又は９に記載の空気入りラジアルタイヤの製造装置。
【請求項１１】
前記補助金型の前記グリーンタイヤとの接触面に金属よりも剛性が低い弾性材料を貼り付けた請求項８乃至１０のいずれか１項に記載の空気入りラジアルタイヤの製造装置。
【請求項１２】
複数本のカーカスコードをラジアル方向に配列させた少なくとも１層のカーカス層を左右一対のビード部間に装架すると共に、そのビードコアの外周面上にＪＩＳ−Ａ硬度６０以上１００未満のビードフィラーを配置した空気入りラジアルタイヤにおいて、少なくとも前記ビードコア内周から、該ビードコア外周からタイヤ径方向外側に２０ｍｍの高さＨ1 とタイヤ断面高さＳＨの５０％の高さＨ2 との間までのビード近傍領域におけるカーカスコードの伸び率を、それ以外のサイド領域におけるカーカスコードの伸び率よりも低くし、該サイド領域におけるカーカスコードの伸び率を前記ビード近傍領域におけるカーカスコードの伸び率の１．５倍以上にした空気入りラジアルタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、乗用車用として好適な空気入りラジアルタイヤとその製造方法及び装置に関し、さらに詳しくは、タイヤ形状及び構造を変更することなく、車内騒音、いわゆるロードノイズを低減することを可能にする空気入りラジアルタイヤとその製造方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、乗用車用空気入りラジアルタイヤでは、ロードノイズを低減するためにタイヤに構造部材を追加してタイヤの持つ固有振動数を変化させたり、キャップトレッドの硬さを低減して振動入力を緩和するなど種々の改良が行なわれている。しかし、このような外的付加による改良では、タイヤ重量の増加を招いたり、タイヤの組み立て工程の工数が増加したり、或いはゴム物性の変化に起因して耐摩耗性や操縦安定性等の性能を悪化させる虞がある。
【０００３】
これに対して、近年、カーカスコードの張力分布を適正化することによりロードノイズを低減する方法が提案されている。例えば、特開平３−１９３５１０号公報では、ビード近傍のタイヤ内面に硬質ゴムを追加し、この硬質ゴムに加硫時の内圧を分担させてビード近傍におけるカーカスコードの張力を低減することにより、ロードノイズの原因である振動を遮断するようにしている。
【０００４】
しかしながら、上述の方法では少なくともタイヤ内面に追加部材が必要であるため重量増加を免れないと共に、加硫中に硬質ゴムのモジュラスが低下することにより硬質ゴムによる内圧分担能力が低下し、カーカスコードに内圧が負荷されるためビード近傍におけるカーカスコードの張力を十分に低減することができないという問題があった。
【０００５】
また、特開平８−２１６１５４号公報では、タイヤのサイド形状及びカーカスラインをタイヤ内面に向かって内側に凸とするような形状にすることにより、サイド部にカーカスコードの張力が低い領域を形成している。しかしながら、タイヤのサイド部は比較的変形量の多い領域であるため、上記のような形状にすると耐久性が低下してしまう。また、上記方法では、仕様の異なる全てのタイヤについてブラダー及びブラダー用金型を変更する必要があるので、タイヤの製造コストが大幅に増大するという問題があった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、タイヤ形状及び構造を変更することなく、かつ製造コストを大幅に増大させることなく、ロードノイズを低減することを可能にする空気入りラジアルタイヤとその製造方法及び装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明の空気入りラジアルタイヤの製造方法は、未加硫ゴムからなるグリーンタイヤを金型内に挿入し、該グリーンタイヤの外面を該金型の内面に押圧しながら加硫成形する空気入りラジアルタイヤの製造方法において、前記グリーンタイヤの少なくともビード部を含むビード近傍領域をタイヤ内側から分割可能な補助金型によって挟持しながら加硫成形することを特徴とするものである。
【０００８】
このようにグリーンタイヤの少なくともビード部を含むビード近傍領域をタイヤ内側から分割可能な補助金型によって挟持しながら加硫成形することにより、加硫成形時の内圧が補助金型によって分担されるので、このビード近傍領域におけるカーカスコードの張力を選択的に低減することができ、それによりロードノイズを低減することが可能になる。また、本発明の製造方法では、タイヤ形状及び構造を変更する必要はなく、しかも分割可能な補助金型は仕様の異なるタイヤに対して共通して使用することが可能であるためタイヤの製造コストを大幅に増大させることはない。
【０００９】
また、本発明の空気入りラジアルタイヤの製造装置は、未加硫ゴムからなるグリーンタイヤを金型内に挿入し、該グリーンタイヤの外面を該金型の内面に押圧して加硫成形する空気入りラジアルタイヤの製造装置において、前記グリーンタイヤの内側に少なくともビード部を含むビード近傍領域をタイヤ内側から挟持する補助金型を設け、該補助金型をタイヤ周方向に４つ以上に分割すると共に、これら分割された補助金型をタイヤ内径より内側に格納可能にしたことを特徴とするものである。
【００１０】
このようにグリーンタイヤの内側に少なくともビード部を含むビード近傍領域をタイヤ内側から挟持する補助金型を設け、該補助金型をタイヤ周方向に少なくとも４つ以上に分割すると共に、これら分割された補助金型をタイヤ内径より内側に格納可能にしたことにより、上述した本発明の製造方法を実施することが可能になる。特に、本発明の製造装置では、分割された補助金型をタイヤ径方向に回転させてタイヤ内側への挿入及びタイヤ内側からの離脱を行なう回転拡縮機構を設け、互いに隣り合う補助金型の回転位相をずらして拡縮を行なうようにすれば、分割された補助金型を互いに干渉させることなく容易に拡縮することができる。
【００１１】
更に、本発明の空気入りラジアルタイヤは、複数本のカーカスコードをラジアル方向に配列させた少なくとも１層のカーカス層を左右一対のビード部間に装架すると共に、そのビードコアの外周面上にＪＩＳ−Ａ硬度６０以上１００未満のビードフィラーを配置した空気入りラジアルタイヤにおいて、少なくとも前記ビードコア内周から、該ビードコア外周からタイヤ径方向外側に２０ｍｍの高さＨ1 とタイヤ断面高さＳＨの５０％の高さＨ2 との間までのビード近傍領域におけるカーカスコードの伸び率を、それ以外のサイド領域におけるカーカスコードの伸び率よりも低くし、該サイド領域におけるカーカスコードの伸び率を前記ビード近傍領域におけるカーカスコードの伸び率の１．５倍以上にしたことを特徴とするものである。
【００１２】
このように少なくともビードコア内周から、該ビードコア外周からタイヤ径方向外側に２０ｍｍの高さＨ1 とタイヤ断面高さＳＨの５０％の高さＨ2 との間までのビード近傍領域におけるカーカスコードの伸び率を、それ以外のサイド領域におけるカーカスコードの伸び率よりも低くしたことにより、タイヤ形状及び構造を変更する必要はなく、ロードノイズを低減することができる。このような空気入りラジアルタイヤは、本発明の製造方法及び装置によって容易に製造することが可能である。
【００１３】
また、上記タイヤにおいて、ロードノイズの低減効果を十分に得るためにサイド領域におけるカーカスコードの伸び率を、ビード近傍領域におけるカーカスコードの伸び率の１．５倍以上にする。なお、本発明において、カーカスコードの伸び率とは、タイヤから取り出し、被覆ゴムを取り除いた状態のカーカスコード片の長さに対する該カーカスコード片のノンインフレート時のタイヤにおける装架状態での長さである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について添付の図面を参照して詳細に説明する。図１及び図２は本発明の実施形態からなる空気入りラジアルタイヤの製造装置を示すものである。図において、空気入りラジアルタイヤは未加硫ゴムからなるグリーンタイヤＧとして、上下一対の上型１及び下型２とタイヤ周方向に分割された複数個のセクター３とからなる金型Ｍに挿入した状態で加硫成形されるようになっている。
【００１５】
金型Ｍの中心には、加硫中心軸４が上下に立設されている。この加硫中心軸４には、金型Ｍ内のグリーンタイヤＧに向けて延長する上下一対の支柱５，５が周方向に等間隔で８対設けられている。各支柱５には、それぞれ図２に示すようにタイヤ周方向に１６分割されてなる一対の補助金型６，７が支持軸８を介して回動可能に軸支されている。これら補助金型６，７はそれぞれグリーンタイヤＧのビード部Ｂを含むビード近傍領域の内面形状に整合するように成形された成形面６ａ，７ａを有している。
【００１６】
補助金型６，７にはそれぞれリンク機構９の一端が連結されており、さらにリンク機構９の他端が油圧等によって加硫中心軸４に沿って上下方向に摺動可能な移動体１０に連結されている。そして、これらリンク機構９と移動体１０とを備えた回転拡縮機構１１を操作することにより、補助金型６，７が支持軸８の廻りに回動するようになっている。
【００１７】
補助金型６，７は共に加硫中心軸４に対して実質的に垂直になったときに開状態となり、加硫中心軸４に対して実質的に平行になったときに閉状態となる。開状態において、補助金型６，７はタイヤ全周にわたって互いに組み合わされ、その成形面６ａ，７ａによってグリーンタイヤＧの少なくともビード部Ｂを含むビード近傍領域をタイヤ内側から挟持するようになっている。
【００１８】
また、図２に示すように補助金型６，７の分割面６ｂ，７ｂは加硫中心軸４に対して傾斜しており、互いに組み合わされたときに補助金型６の分割面６ｂが補助金型７の分割面７ｂの上に覆いかぶさるようになっている。なお、補助金型６，７はタイヤ全周にわたって切れ目なく配置されることが好ましいが、互いに離間していてもよい。補助金型６，７が互いに離間する場合は、これら補助金型６，７がタイヤ周方向の少なくとも８０％を覆うようにすることが好ましい。
【００１９】
一方、閉状態において、分割された補助金型６，７はグリーンタイヤＧの内径より内側に格納されるようになっている。これら分割された補助金型６，７の格納位置はタイヤ径方向に互いに異なるようになっている。即ち、上述の回転拡縮機構１１は、補助金型６，７をタイヤ径方向に回転させてタイヤ内側への挿入及びタイヤ外側への離脱を行なうに際し、隣接し合う補助金型６，７の角速度を互いに異ならせ、回転位相を互いにずらしながら拡縮を行なうようになっている。従って、補助金型６，７を開状態から閉状態へ移行させても、これら補助金型６，７を互いに干渉させることなく容易に拡縮することが可能である。
【００２０】
補助金型６，７のタイヤ径方向の頂部は、グリーンタイヤＧのビードコア外周から２０ｍｍ以上外側に位置させ、ビード近傍領域をこの高さまで補助金型６，７によって挟持することが好ましい。また、補助金型６，７のグリーンタイヤＧに接触する成形面６ａ，７ａには、金属よりも剛性が低い弾性材料からなるシートを貼り付けることが好ましい。このような弾性材料を貼り付けることにより、多少のゴム容積の差を吸収し、同一機構によって多様なグリーンタイヤを加硫可能とすることができる。
【００２１】
上記装置において、加硫成形時にグリーンタイヤＧの内側にブラダーを挿入し、このブラダーを介してグリーンタイヤＧに圧力及び熱を与えることが可能である。また、グリーンタイヤＧのベルト層に相当する位置に、該グリーンタイヤＧをタイヤ内側から支持する拡縮可能なドラム状金型を配置するようにしてもよい。この場合、グリーンタイヤＧがタイヤ内側から支持されているので、ブラダーを使用せずにグリーンタイヤＧの内側に加熱及び加圧された流体を直接送り込むことが可能になる。
【００２２】
なお、上記装置において、グリーンタイヤＧの挿入時には金型Ｍを規定位置まで閉じる前に補助金型６，７を開状態にしてグリーンタイヤＧを把持し、その後に金型Ｍを規定位置まで閉じるようにし、加硫成形終了時には金型Ｍを開けて後退させてから補助金型６，７を閉状態にしてタイヤから離脱させるようにすることにより、これら金型Ｍの動作と補助金型６，７の動作とが互いに干渉するのを回避することができる。
【００２３】
上述の装置を使用して空気入りラジアルタイヤを製造する場合、先ず、未加硫ゴムからなるグリーンタイヤＧを金型Ｍ内に挿入した後、グリーンタイヤＧの少なくともビード部Ｂを含むビード近傍領域をタイヤ内側から分割可能な補助金型６，７によって挟持するようにする。そして、この状態からグリーンタイヤＧの内側にブラダーを挿入し、このブラダーを介してグリーンタイヤＧに圧力及び熱を与えるか、或いはグリーンタイヤＧの内側に加熱及び加圧された流体を直接送り込むことにより、グリーンタイヤＧの外面を金型Ｍの内面に押し当てながら加硫成形する。
【００２４】
本発明によれば、グリーンタイヤＧの少なくともビード部Ｂをタイヤ内側から分割可能な補助金型６，７によって挟持しながら加硫成形を行なうようにすることにより、加硫成形時の内圧が補助金型６，７によって分担されるので、ビード近傍領域におけるカーカスコードの張力を選択的に低減することができ、それによりロードノイズを低減することができる。
【００２５】
また、上記のようにカーカスコードの張力に変化を与えても、他の性能に悪影響を与えることはない。しかも、基本的に部材を追加する必要がないので、重量増加を伴うこともない。更に、本発明によれば、タイヤ形状及び構造を変更する必要はなく、しかも分割可能な補助金型６，７は仕様の異なるタイヤに対して共通して使用することが可能であるためタイヤの製造コストを大幅に増大させることはない。
【００２６】
上述の加硫成形工程において、グリーンタイヤＧの補助金型６，７によって挟持されたビード近傍領域を、それ以外の領域よりも先に加熱することが好ましい。このようにビード近傍領域の加硫をそれ以外の領域よりも先行させることにより、本加硫において内圧が負荷されてもビード近傍領域におけるカーカスコードに張力が懸かり難くなる。このような先行加硫は、補助金型６，７を電磁誘導や電気式発熱素子（ヒータ）を使用して加熱することにより容易に行なうことが可能である。
【００２７】
次に、上述した製造方法及び装置によって製造される空気入りラジアルタイヤについて説明する。図３は本発明の実施形態からなる空気入りラジアルタイヤを示すものである。図において、左右一対のビード部Ｂ，Ｂ間には複数本のカーカスコードをラジアル方向に配列させた少なくとも１層のカーカス層２１が装架されており、そのタイヤ幅方向両端部がビードコア２２の廻りにタイヤ内側から外側に巻き上げられている。
【００２８】
また、ビードコア２２の外周面上にはＪＩＳ−Ａ硬度６０以上１００未満のゴムからなるビードフィラー２３がカーカス層２１の巻き上げ部に包まれるように配置されている。一方、トレッド部Ｔｒには、カーカス層２１の外周上に複数本の補強コードからなる２層のベルト層２４が層間でコード角度を互いに交差させるように配置されている。
【００２９】
この空気入りラジアルタイヤＴにおいて、ビードコア２２の内周を下端とし、ビードコア２２の外周からタイヤ径方向外側に２０ｍｍの高さＨ1 とタイヤ断面高さＳＨの５０％の高さＨ2 との間に上端を有するビード近傍領域におけるカーカスコードの伸び率は、それ以外のサイド領域におけるカーカスコードの伸び率よりも低くなっている。なお、サイド領域とはベルト層２４の端部とビード近傍領域の上端との間の領域である。
【００３０】
このように上記範囲に規定されるビード近傍領域におけるカーカスコードの伸び率を、それ以外のサイド領域におけるカーカスコードの伸び率よりも低くしたことにより、タイヤ構造部材の追加やゴム物性の変更を伴うことなく、換言すれば、タイヤの諸性能や耐久性を低下させることなく、ロードノイズを低減することができる。
【００３１】
本発明において、カーカスコードの伸び率を低下させるビード近傍領域の上端は、ビードコア２２の外周からタイヤ径方向外側に２０ｍｍの高さＨ1 とタイヤ断面高さＳＨの５０％の高さＨ2 との間に位置させる。このビード近傍領域の上端が高さＨ1 より低い位置にあるとロードノイズの低減効果が得られず、逆に高さＨ2 より高い位置にあるとタイヤの耐久性が不十分になってしまう。
【００３２】
また、カーカスコードの伸び率を変化させる割合として、サイド領域におけるカーカスコードの伸び率を、ビード近傍領域におけるカーカスコードの伸び率の１．５倍以上にする。このようにサイド領域とビード近傍領域との間でカーカスコードの伸び率に１．５倍以上の差をつけることにより、タイヤの耐久性を確保しながら、ロードノイズの低減効果を得ることができる。
【００３３】
【実施例】
タイヤサイズを１９５／６５Ｒ１５とし、図３のタイヤ構造を有し、カーカスコードの張力（伸び率）だけを種々異ならせた従来タイヤ、比較タイヤ１，２及び本発明タイヤ１，２をそれぞれ製作した。従来タイヤは金型内に挿入したグリーンタイヤに内側からブラダーを介して内圧を負荷しながら加硫成形したものである。
【００３４】
比較タイヤ１は従来タイヤのビード部内面に硬質ゴムを追加することにより張力を調整したものである。比較タイヤ２は従来タイヤにおけるカーカスコードの張力を全体的に低下させたものである。本発明タイヤ１，２は本発明の製造装置を使用して、グリーンタイヤのビード近傍領域を補助金型によって挟持し、このビード近傍領域だけを電磁誘導によって先に２分間加熱した後に全体の加硫成形を行なったものである。
【００３５】
なお、各タイヤにおいて、ビードフィラーのビードコア外周からの高さを５０ｍｍとし、このビードフィラーを構成するゴムのＪＩＳ−Ａ硬度を８７とした。また、カーカスコードの伸び率の測定は、タイヤ断面高さＳＨの５０％の高さＨ2 とベルト端との間の領域（Ｘ）と、ビードフィラートップの前後３０ｍｍの領域（Ｙ）と、ビードコアの内周前後４０ｍｍの領域（Ｚ）において測定した。このカーカスコードの伸び率は、タイヤから切り取ったカーカスコード片の長さと、そのカーカスコード片を切り取った領域の長さとから算出した。
【００３６】
これら従来タイヤ、比較タイヤ１，２及び本発明タイヤ１，２について、下記試験方法によりロードノイズ、低圧耐久性及びタイヤ重量をそれぞれ評価し、その結果を表１に示した。
【００３７】
ロードノイズ：
各試験タイヤを２０００ｃｃの乗用車に装着し、空気圧２．０ｋｇ／ｃｍ2 とし、ドライバーのみが乗車して速度６０ｋｍ／ｈで走行したときの車内騒音（デシベル和）を測定した。評価結果は、従来タイヤを１００とする指数で示した。この指数値が小さいほどロードノイズのレベルが低い。
【００３８】
低圧耐久性：
各試験タイヤをリムサイズ１４×５．５Ｊのリムに組付け、空気圧２．０ｋｇ／ｃｍ2 とし、ＪＩＳ  Ｄ−４２３０に準拠して低圧耐久性試験を行なった。評価結果は、従来タイヤを１００とする指数で示した。この指数値が大きいほど耐久性が優れている。
【００３９】
タイヤ重量：
各試験タイヤの重量を測定し、従来タイヤを１００とする指数で示した。この指数値が大きいほどタイヤ重量が重いことを示す。
【００４０】
0004096998.tif 000002
【００４１】
この表１から明らかなように、本発明タイヤ１，２はいずれも従来タイヤと略同じタイヤ重量で同等の低圧耐久性を備えていながら、ロードノイズが低減されていた。これに対して、比較タイヤ１はロードノイズが若干低減されたものの、タイヤ重量が増加していた。また、比較タイヤ２はロードノイズが低減されたものの、低圧耐久性が著しく低下していた。
【００４２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の製造方法によれば、グリーンタイヤの少なくともビード部を含むビード近傍領域をタイヤ内側から分割可能な補助金型によって挟持しながら加硫成形を行なうようにしたことにより、ビード近傍領域におけるカーカスコードの張力を選択的に低減するので、タイヤ形状及び構造を変更することなく、かつ製造コストを大幅に増大させることなく、ロードノイズを低減することができる。
【００４３】
また、本発明の製造装置によれば、グリーンタイヤの内側に少なくともビード部を含むビード近傍領域をタイヤ内側から挟持する補助金型を設け、該補助金型をタイヤ周方向に４つ以上に分割すると共に、これら分割された補助金型をタイヤ内径より内側に格納可能にしたことにより、上記製造方法を実施することが可能になる。
【００４４】
更に、上記方法及び装置により製造可能な本発明の空気入りラジアルタイヤによれば、少なくともビードコア内周から、該ビードコア外周からタイヤ径方向外側に２０ｍｍの高さＨ1 とタイヤ断面高さＳＨの５０％の高さＨ2 との間までのビード近傍領域におけるカーカスコードの伸び率を、それ以外のサイド領域におけるカーカスコードの伸び率よりも低くし、該サイド領域におけるカーカスコードの伸び率をビード近傍領域におけるカーカスコードの伸び率の１．５倍以上にしたことにより、タイヤ形状及び構造を変更することなく、ロードノイズを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態からなる空気入りラジアルタイヤの製造装置を示す断面図である。
【図２】図１の製造装置の一部を拡大して示す平面図である。
【図３】本発明の実施形態からなる空気入りラジアルタイヤを示す断面図である。
【符号の説明】
６，７  補助金型
１１  回転拡縮機構
２１  カーカス層
２２  ビードコア
２３  ビードフィラー
Ｂ  ビード部
Ｇ  グリーンタイヤ
Ｍ  金型
【図１】
0004096998.tif 000003
【図２】
0004096998.tif 000004
【図３】
0004096998.tif 000005