JP2005212278A - タイヤの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 ベルトコードの蛇行を防止、ユニフォミティに優れたタイヤを製造する。
【解決手段】 トレッド部材を成形するに際し、円筒状ベルトプライ１２を成形する工程と、前記円筒状ベルトプライ１２の内周面側に位置しかつ断面がタイヤ半径方向外側に凸となる略円弧状の外周面１９を有するプロファイルデッキ１５をベル１０Ａ、１０Ｂが離間した隙間１３から半径方向外側に突出させることにより、円筒状ベルトプライ１２をプロファイルデッキ１５の外周面１９に沿って湾曲した湾曲ベルトプライ２０へと成形する工程とを少なくとも含む。
【選択図】 図３

Description

本発明は、例えば自動二輪車用ラジアルタイヤのようにベルト層が比較的大きな曲率で湾曲したタイヤを製造するのに適したタイヤの製造方法に関する。

一般に、ラジアルタイヤにおける生タイヤ製造工程としては、下記特許文献１のような方法が知られている。具体的には、図７に示されるように、円筒状の表面を持っているフラットデッキａに、１ないし複数枚のベルトプライｂ１、ｂ２と、トレッドゴムｃとを巻き付けて円筒状のトレッド部材ｄが形成される。他方、図８（Ａ）に示すように、ビードコアｅ、ｅと、その両側が係止されたカーカスプライｆとを含む筒状のカバー基体ｇを形成し、ビードコアｅ、ｅを軸方向で互いに近づけながら前記カバー基体ｇをトロイド状に膨出させ、その外周面が予めその半径方向外側で待機するトレッド部材ｄの内周面に貼り付けられる。

また図８（Ｂ）に示されるように、前記貼り付けに際して、円筒状のトレッド部材ｄの両端部は、本体カバーｇの湾曲形状に合わせてタイヤ半径方向内方に向けて変形（いわゆるステッチダウン）させる必要がある。トレッドゴムｃは、未加硫状態ゆえ可塑性を有し比較的自由に変形させることができる。ところが、ベルトプライｂ１、ｂ２は、タイヤ周方向と比較的近い角度でのびるベルトコードが配列されている。このため、ベルトプライｂ１ないしｂ２は、外径が著しく減少するいわゆるマイナスストレッチにより、両端部が波打ち状に変形してしまい、かつ、本来均一に配列されているベルトコードが蛇行するという不具合がある。特にこの傾向は、ベルトプライがタイヤ半径方向外側に凸となる円弧状で湾曲した自動二輪車用のラジアルタイヤにおいて顕著となる。またベルトコードの蛇行は、タイヤのユニフォミティを悪化させ、走行時に予期しない振動を発生させたり、操縦安定性を悪化させる。

特開２０００−６７１８４号公報

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、トレッド部材を成形するに際し、ベルトプライをその幅方向の中心から該幅方向に離間可能な一対のベル上に巻き付けて円筒状ベルトプライを成形する工程と、円筒状ベルトプライの内周面側に位置しかつ断面がタイヤ半径方向外側に凸となる略円弧状の外周面を有するプロファイルデッキを前記ベルが離間した隙間から半径方向外側に突出させることにより、前記円筒状ベルトプライをプロファイルデッキの前記外周面に沿って湾曲した湾曲ベルトプライへと成形する工程とを少なくとも含ませることを基本として、湾曲ベルトプライの両端部においてベルトコードの蛇行を防止し、ユニフォミティの悪化を抑制しうる空気入りタイヤを能率良く製造しうる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、ベルトプライを含む環状のトレッド部材の内周面に、カーカスプライを含む生カバー基体の外周面を貼り付けて生カバーを形成する生カバー形成工程を含むタイヤの製造方法であって、前記トレッド部材を成形するに際し、ベルトプライをその幅方向の中心から該幅方向に離間可能な一対のベル上に巻き付けて円筒状ベルトプライを成形する工程と、前記円筒状ベルトプライの内周面側に位置しかつ断面がタイヤ半径方向外側に凸となる略円弧状の外周面を有するプロファイルデッキを前記ベルが離間した隙間から半径方向外側に突出させることにより、前記円筒状ベルトプライをプロファイルデッキの前記外周面に沿って湾曲した湾曲ベルトプライへと成形する工程とを少なくとも含み、かつ、前記湾曲ベルトプライが下記式（１）を満たすことを特徴とするタイヤの製造方法である。
（Ｄｓ＋Ｄｃ）／２＞Ｄｂ …（１）
（ただし、Ｄｓは湾曲ベルトプライのタイヤ軸方向の外縁の最小内径、Ｄｃは湾曲ベルトプライの最大内径及びＤｂは円筒状ベルトプライの内径である。）

また請求項２記載の発明は、前記湾曲ベルトプライは、下記式（２）を満たすことを特徴とする請求項１に記載のタイヤの製造方法である。
Ｄｓ≧Ｄｂ …（２）

また請求項３記載の発明は、前記前記湾曲ベルトプライは、下記式（３）を満たすことを特徴とする請求項１又は２に記載のタイヤの製造方法である。
Ｄｓ＜１．４×Ｄｂ …（３）

また請求項４記載の発明は、前記湾曲ベルトプライの外側にトレッドゴムを貼り付ける工程をさらに含む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の製造方法である。

本発明によれば、トレッド部材を成形するに際し、ベルトプライをその幅方向の中心から該幅方向に離間可能な一対のベル上に巻き付けて円筒状ベルトプライを成形する工程と、円筒状ベルトプライの内周面側に位置しかつ断面がタイヤ半径方向外側に凸となる略円弧状の外周面を有するプロファイルデッキを前記ベルが離間した隙間から半径方向外側に突出させることにより、前記円筒状ベルトプライをプロファイルデッキの前記外周面に沿って湾曲した湾曲ベルトプライへと成形する工程とを含む。しかも湾曲ベルトプライは、そのタイヤ軸方向の外縁の最小内径と最大内径の平均値が、円筒状ベルトプライの内径よりも大に成形される。これにより、湾曲ベルトプライのタイヤ軸方向の両端部が過度のマイナスストレッチとなるのを防止でき、ひいてはベルトコードの蛇行を防止しうる。

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、本実施形態の製造方法により製造された空気入りタイヤ１として自動二輪車用ラジアルタイヤ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と、その両端であるトレッド端Ｔｅからタイヤ半径方向内側にのびる一対のサイドウォール部３と、各サイドウォール部３の内方端に位置するビード部４とを有する。トレッド部２は、その表面であるトレッド面２Ｓがタイヤ半径方向外側に凸となる滑らかな円弧状の断面輪郭形状で形成される。またトレッド部２は、トレッド端Ｔｅ、Ｔｅ間のタイヤ軸方向の距離であるトレッド巾ＴＷが、タイヤ最大巾となるよう形成される。

空気入りタイヤ１は、カーカス６とベルト層７とで補強される。前記カーカス６は、１枚のカーカスプライ６Ａにより構成される。該カーカスプライ６Ａは、本実施形態ではトレッド部２からサイドウォール部３を経てビード部４に埋設されたビードコア５に至る本体部６ａと、該本体部６ａに連なりかつビードコア５の回りで折り返された折返し部６ｂとで構成されている。なお本体部６ａと折返し部６ｂとの間には、ビードエーペックス８が配設される。

前記カーカスプライ６Ａは、カーカスコードをタイヤ赤道Ｃに対して例えば７５゜〜９０゜、より好ましくは８０〜９０゜の角度で傾けて配列したタイヤ用のコードプライにより構成される。カーカスコードには、ナイロン、ポリエステル、レーヨン等の有機繊維コードが好適に採用される。

前記ベルト層７は、少なくとも１枚、本実施形態ではタイヤ半径方向で重ねられた２枚のベルトプライ７Ａ、７Ｂから構成される。ベルトプライ７Ａ、７Ｂは、ベルトコードをタイヤ赤道Ｃに対して例えば１５〜３０度の角度で傾けて配列されたタイヤ用のコードプライが用いられる。ベルトコードとしては、有機繊維コードが好適であるが、必要によりスチールコードなども採用できる。

また本実施形態では、各ベルトプライ７Ａ、７Ｂは、ベルトコードが互いに交差する向きに重ねられている。各ベルトプライ７Ａ、７Ｂの幅は異なっており、この例では、タイヤ半径方向外側のベルトプライ７Ｂがその内側のベルトプライ７Ａよりも大きい幅を持っている。またベルトプライ７Ａ、７Ｂは、前記トレッド面２Ｓにほぼ沿ってタイヤ半径方向外側に凸となる円弧状で湾曲している。具体的には、該空気入りタイヤ１を正規リムにリム組みし正規内圧を充填した無負荷の状態において、前記各ベルトプライ７Ａ、７Ｂは、そのキャンバー比（ベルトプライのタイヤ軸方向の幅Ｂでベルトプライのタイヤ半径方向の膨出量Ａを除した値）が概ね０．０１〜０．５０程度、さらには０．１０〜０．５０程度に設定されている。

次に、このような湾曲したベルトプライを有する空気入りタイヤ１の製造方法の実施形態について説明する。本実施形態の製造方法は、生カバーを形成する生カバー形成工程を含んでいる。周知のように、空気入りタイヤ１は、生カバーをタイヤ加硫金型で加硫することにより製造できる。

前記生カバー形成工程では、従来のように、ベルトプライ７Ａ、７Ｂを含む環状のトレッド部材の内周面に、カーカスプライを含む生カバー基体の外周面を貼り付けることで行われる。しかし、本実施形態では、トレッド部材を成形するに際して以下のような特徴的な工程を含んでいる。

先ず図２に示されるように、ベルトプライ７Ａ、７Ｂを、一対のベル１０Ａ、１０Ｂ上に巻き付けて円筒状ベルトプライ１２を成形する工程が行われる。前記ベル１０Ａ、１０Ｂは、略真円状の外周面１１を有する中空の円筒形状で構成されている。また一対のベル１０Ａ、１０Ｂは、本実施形態では予め幅Ｗａの隙間１３を介し、かつ、互いの軸中心を揃えて配置されている。さらにベル１０Ａ、１０Ｂは、その軸方向に接離移動が可能に設けられている。従って、ベル１０Ａ、１０Ｂを軸方向に離間移動（矢印にて示す）させることにより、ベル１０Ａ、１０Ｂ間の前記隙間１３の幅Ｗａを拡大することができる。

前記ベルトプライ７Ａ、７Ｂは、いずれもその幅方向の中心ＢＣを揃え、かつ、その中心ＢＣを前記隙間１３の幅中心に実質的に揃えてベル１０Ａ、１０Ｂに跨って巻き付けられる。この際、前記隙間１３の幅Ｗａは、ベルトプライ７Ａ、７Ｂの巻き付け形状が不安定にならない程度に小さい値に調節されており、また任意の状況では零とすることができる。ベルトプライ７Ａ、７Ｂは、いずれもベル１０Ａ、１０Ｂに１周巻きされ両端部を小長さでオーバラップさせて円筒状に形成される。この際、ベルトプライ７Ａと７Ｂとにおいて、それぞれのオーバラップ部分は１８０゜相反する位置に設定されるのが好ましい。

またベル１０Ａ、１０Ｂの内側の空間には、プロファイルデッキ１５が配置される。図５にはプロファイルデッキ１５の側面略図が示される。該プロファイルデッキ１５は、タイヤ周方向で交互に配された第１のセグメント１６と、第２のセグメント１７とを組み合わせて構成される。各セグメント１６、１７は、図示しない駆動機構を用いてタイヤ半径方向内外に移動することができる。また第１、第２のセグメント１６、１７は、その移動量を異ならせることができる。これにより、プロファイルデッキ１５は、その外径を、図５の仮想線で示される小径の状態Ｓ１と、実線で示される大径の状態Ｓ２との間で拡縮させ得る。

各セグメント１６、１７は、図２に示されるように、タイヤ回転軸を含む断面形状において、タイヤ半径方向外側に凸となる略円弧状の外周面１９を有する。この外周面１９の断面形状は、ベルトプライのキャンバー比と実質的に等しく設定されている。また前記外周面１９は、初期状態において、ベル１０Ａ、１０Ｂの内側に位置している。従って、円筒状ベルトプライ１２の形成を妨げることはない。また前記大径の状態Ｓ１において、プロファイルデッキ１５は、実質的に前記セグメント１６ないし１７の外周面１９をタイヤ周方向に連続させることができる。またプロファイルデッキ１５は、その軸方向の中心が前記ベルトプライ７Ａ、７Ｂの中心ＢＣに揃えて配置されている。

本実施形態の製造方法では、図３（Ａ）、（Ｂ）に示されるように、プロファイルデッキ１５をベル１０Ａ、１０Ｂが離間した隙間１３から半径方向外側に突出させることにより、円筒状ベルトプライ１２をプロファイルデッキ１５の前記外周面１９に沿って湾曲した湾曲ベルトプライ２０へと成形する工程がさらに行われる。

本工程はプロファイルデッキ１５の外周面１９を拡径させるとともに、これに対応してベル１０Ａ、１０Ｂを離間移動させながら行われる。従って、円滑にプロファイルデッキ１５を拡径しうる。初期のベル１０Ａ、１０Ｂの隙間１３の幅Ｗａは小さく設定されているが、ベル１０Ａ、１０Ｂを軸方向に離間させることで、プロファイルデッキ１５の外周面１９がベル１０Ａ、１０Ｂを超えて突出するための隙間１３が得られる。また、ベルの外周面１１は、ベルトプライ７Ａないし７Ｂの内周面に対して滑りを生じながら移動する。従って、両者の間には、摩擦力を低減しうる摩擦低減材等を予め介在させておくことも好ましい。

またベル１０Ａ、１０Ｂは、一気に離間させてしまうのではなく、図３（Ａ）のように、プロファイルデッキ１５の外周面１９が少なくともベルトプライ７Ａに接触するまでは該ベルトプライ７Ａを保持する事が必要である。また好ましくは、ベル１０Ａ、１０Ｂは、プロファイルデッキ１５の拡径が続いている間においても、できるだけ長くベルトプライ７Ａ又は７Ｂの両端部を保持することが望ましい。これにより、プロファイルデッキ１５の拡径に伴ったベルトプライをタイヤ半径方向外側に引き延ばす力を、該ベルトプライ７Ａ、７Ｂの中心ＢＣ側から幅方向の外側へと徐々に作用させることができ、ベルトコードの配列乱れを防止するのに役立つ。

また湾曲ベルトプライ２０は、下記式（１）を満たすように成形されることが必要である。
（Ｄｓ＋Ｄｃ）／２＞Ｄｂ …（１）
ここで、”Ｄｓ”は湾曲ベルトプライ２０のタイヤ軸方向の外縁の最小内径、”Ｄｃ”は湾曲ベルトプライ２０の最大内径及び”Ｄｂ”は前記円筒状ベルトプライ１２の内径である。なおＤｃ＞Ｄｂである。

式（１）が意味するところは、図３（Ｂ）に示されるように、湾曲ベルトプライ２０（ここでは外側のベルトプライ７Ｂを例に挙げている）のタイヤ軸方向の外縁２０ｅの最小内径Ｄｓと最大内径Ｄｃとの平均値｛（Ｄｓ＋Ｄｃ）／２｝が、円筒状ベルトプライ１２の内径Ｄｂよりも大に成形されることを意味する。発明者らの種々の実験の結果、式（１）のように湾曲ベルトプライ２０の形状を規定すると、円筒状ベルトプライ１２に適度なストレッチを与えることができること、そして、湾曲ベルトプライ２０のタイヤ軸方向の外縁２０ｅを含む両端部において過度のマイナスストレッチを防止し、ひいてはベルトコードの蛇行を防止しうることが判明した。特に好ましくは、湾曲ベルトプライ２０が下記式（２）を満たすこと、即ち湾曲ベルトプライ２０のタイヤ軸方向の外縁の最小内径Ｄｓを、円筒状ベルトプライ１２の内径Ｄｂ以上とすることが望ましい。これによれば、ベルトプライの外縁２０ｅが、マイナスストレッチとなることを完全に防止することができる。
Ｄｓ≧Ｄｂ …（２）

また前記湾曲ベルトプライ２０のタイヤ軸方向の外縁２０ｅの最小内径Ｄｓが大きすぎてもベルトコードの過度の目開きが生じたり、プライの拡径が困難となる。このような観点より、湾曲ベルトプライ２０は、下記式（３）、より好ましくは下記式（４）を満たすことが望ましい。
Ｄｓ＜１．４×Ｄｂ …（３）
Ｄｓ＜１．３×Ｄｂ …（４）

さらに好ましい態様として、湾曲ベルトプライ２０は、下記式（５）を満たすことが望ましい。これにより、ベルトプライ７Ａ、７Ｂに過度のストレッチが作用するのを防止できる。
Ｄｃ＜１．５×Ｄｂ …（５）

なお予め完全に拡径したプロファイルデッキ１５の外周面１９に、直接ベルトプライを巻き付けることで湾曲ベルトプライを形成することも考えられるが、この方法では、先ずベルトプライ７Ａ、７Ｂに周方向の均一なストレッチを与えることが難しく、しかも両端部ではやはりマイナスストレッチになり易いためベルトコード蛇行を確実に防止することはできない。

さらに本実施形態では、図４に示されるように、湾曲ベルトプライ２０の外側に帯状のトレッドゴム２１を貼り付けることでトレッド部材２３を形成する工程が行われる。トレッドゴム２１は未加硫で可塑性を有するため、巻き付け時はフラットであっても湾曲ベルトプライ２０の湾曲形状に沿って容易に変形させることができる。この後、プロファイルデッキ１５を縮径することによって、断面が湾曲した環状のトレッド部材２３を該プロファイルデッキ１５から取り外すことができる。

そして、図６（Ａ）に示されるように、カーカスプライ６Ａと、ビードコア５とを含む筒状の生カバー基体２４（図示していないが、必要に応じ、この段階で適宜インナーライナやサイドウォールゴムなどが貼り付けされることがある。）を、同図（Ｂ）に示されるように、ビードコア５、５を軸方向で互いに近づけながら前記生カバー基体２４をトロイド状に膨出させる。他方、前記湾曲ベルトプライ２０を含む環状のトレッド部材２３を、従来同様、予め生カバー基体２４のタイヤ半径方向外側に外側から保持し待機させておくことにより、該トレッド部材２３の内周面に、生カバー基体２４の外周面を貼り付けて生カバー２５を形成することができる。このような生カバー２５は、ベルトプライ７Ａ、７Ｂの両端部おいて、ベルトコードが蛇行することが無い。従って、この生カバー２５を加硫して得られた空気入りタイヤは、加硫後においてベルトプライについては優れた寸法安定性を示し、ひいてはこれに起因したユニフォミティの悪化を防止することができる。なおベルトプライに作用するストレッチを考慮して、ベルトプライの初期のエンズなどが適宜調整される。

以上本発明の実施形態について説明したが、空気入りタイヤ１は自動二輪車用ラジアルタイヤに限定されるわけではなく、仕上がり状態においてベルトプライの前記キャンバー比が比較的大きく設計された乗用車用ラジアルタイヤなどにも適用しうるのは言うまでもない。またベルトプライの枚数などについても適宜変更することができる。

本発明方法に従いタイヤサイズ１９０／５５ＺＲ１７の自動二輪車用ラジアルタイヤ（実施例タイヤ）を製造し、そのユニフォミティを測定した。また比較のために、図７ないし８で示されたフラットデッキを用いて成形されたトレッド部材を用いて自動二輪車用ラジアルタイヤ（従来例タイヤ）を製造し、性能を比較した。タイヤの内部構造は、図１に示した通りであり、ナイロンコードよりなる１枚のカーカスプライと、芳香族ポリアミドコードよりなる２枚のベルトプライを具えるものである。

ユニフォミティについては、各方法にて製造されたタイヤからそれぞれの２０本を無作為に抽出し、クラウン部におけるラジアルフォースバリエーション（ＲＦＶ）、ラテラルフォースバリエーション（ＬＦＶ）、ラジアルランナウト（ＲＲＯ）、両側のショルダ部でのラテラルランナウト（ＬＲＯＴ、ＬＲＯＢで末尾の「Ｔ」はトップの略で、上下２分割金型の上型側で成型されたショルダ部のＬＲＯを意味しており、同「Ｂ」はボトムの略で、上下２分割金型の下型側で成型されたショルダ部のＬＲＯを意味する。）をそれぞれ測定し、その平均値を示した。いずれも値が小さいほど良好である。なお測定条件は、ＪＡＳＯ Ｃ６０７に準拠し、リムサイズＭＴ６．００×１７、内圧２５０ｋＰａ、荷重２．２６ｋＮとした。テスト結果を表１に示す。

テストの結果、実施例タイヤは、ユニフォミティを評価する力の大きさ及び振れ量の値が、従来例タイヤに比べて有意に低減されていることが確認できる。従って、本発明の製造方法によれば、ユニフォミティに優れた空気入りタイヤを製造することができる。

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。 円筒状ベルトプライを成形する工程を示す断面略図である。 （Ａ）、（Ｂ）は、湾曲ベルトプライを成形する工程の過程を示す断面略図である。 トレッド部材を成形する工程の過程を示す断面略図である。 プロファイルデッキを略示する側面図である。 （Ａ）、（Ｂ）は、本発明に従うトレッド部材とカバー基体との貼り付け工程を示す断面図である。 従来のトレッド部材を成形する方法を説明する断面図である。 （Ａ）、（Ｂ）は、従来のトレッド部材とカバー基体との貼り付け工程を示す断面図である。

符号の説明

１ 空気入りタイヤ
７Ａ、７Ｂ ベルトプライ
１２ 円筒状ベルトプライ
２０ 湾曲ベルトプライ
２５ トレッド部材
２４ 生カバー基体
２５ 生カバー

Claims (4)

1. ベルトプライを含む環状のトレッド部材の内周面に、カーカスプライを含む生カバー基体の外周面を貼り付けて生カバーを形成する生カバー形成工程を含むタイヤの製造方法であって、
   前記トレッド部材を成形するに際し、ベルトプライをその幅方向の中心から該幅方向に離間可能な一対のベル上に巻き付けて円筒状ベルトプライを成形する工程と、
   前記円筒状ベルトプライの内周面側に位置しかつ断面がタイヤ半径方向外側に凸となる略円弧状の外周面を有するプロファイルデッキを前記ベルが離間した隙間から半径方向外側に突出させることにより、前記円筒状ベルトプライをプロファイルデッキの前記外周面に沿って湾曲した湾曲ベルトプライへと成形する工程とを少なくとも含み、
   かつ、前記湾曲ベルトプライが下記式（１）を満たすことを特徴とするタイヤの製造方法。
   （Ｄｓ＋Ｄｃ）／２＞Ｄｂ …（１）
   （ただし、Ｄｓは湾曲ベルトプライのタイヤ軸方向の外縁の最小内径、Ｄｃは湾曲ベルトプライの最大内径及びＤｂは円筒状ベルトプライの内径である。）
2. 前記湾曲ベルトプライは、下記式（２）を満たすことを特徴とする請求項１記載のタイヤの製造方法。
   Ｄｓ≧Ｄｂ …（２）
3. 前記湾曲ベルトプライは、下記式（３）を満たすことを特徴とする請求項１又は２に記載のタイヤの製造方法。
   Ｄｓ＜１．４×Ｄｂ …（３）
4. 前記湾曲ベルトプライの外側にトレッドゴムを貼り付ける工程をさらに含む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の製造方法。

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