JP2019025757A - 空気入りタイヤの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】シェーピングのときに１次ケースがその周方向に均等に膨張しやすい空気入りタイヤの製造方法を提供する。【解決手段】円筒状の１次ケース４０の軸方向両側にビードコア２ａとビードフィラー２ｂとからなるビード部２をセットする工程と、１次ケース４０の２つのビード部２の間の部分を１次ケース４０の径方向外側へ膨張させるシェーピングを行う工程と、シェーピングされた１次ケース４０の膨張部４１の外径側の場所にトレッドリング４２を貼り付ける工程とを備える空気入りタイヤ１の製造方法において、シェーピングのときに、１次ケース４０の膨張部４１におけるビードフィラー２ｂよりも１次ケース４０の径方向外側の位置に、膨張部４１の幅方向両側から押圧部材３０を押し当てる。【選択図】図５

Description

本発明は空気入りタイヤの製造方法に関する。

例えば特許文献１〜３に記載されているように、空気入りタイヤの製造工程の１つとしてシェーピングの工程が知られている。シェーピングの工程では、カーカスプライを含む円筒状の１次ケースのうち左右２つのビード部の間の部分の膨張が行われ、それによって１次ケースがタイヤ形状に近いトロイド形状になる。

特開２０１０−３６３７８号公報 特開２０１１−１０１９７１号公報 特開２０１１−３７１３５号公報

ところで、従来から、上記のシェーピングのときに１次ケースがその周方向に均等に膨張しない場合があった。その場合、カーカスプライの左右２つのビード部の間での長さが、１次ケースの周方向に不均一となり、そのことが空気入りタイヤのＲＦＶ（ラジアルフォースバリエーション）が向上しない原因の１つとなっていた。

そこで本発明は、シェーピングのときに１次ケースがその周方向に均等に膨張しやすい空気入りタイヤの製造方法を提供することを課題とする。

実施形態の空気入りタイヤの製造方法は、カーカスプライを含む円筒状の１次ケースの軸方向両側にビードコアとビードフィラーとからなるビード部をセットする工程と、前記１次ケースの２つの前記ビード部の間の部分を前記１次ケースの径方向外側へ膨張させるシェーピングを行う工程と、シェーピングされた前記１次ケースの膨張部の外径側の場所にトレッドゴムを含むトレッドリングを貼り付ける工程とを備える空気入りタイヤの製造方法において、前記シェーピングのときに、前記１次ケースの前記膨張部における前記ビードフィラーよりも前記１次ケースの径方向外側の位置に、前記膨張部の幅方向両側から押圧部材を押し当てることを特徴とする。

実施形態の空気入りタイヤの製造方法では、シェーピングのときに１次ケースの膨張部にその幅方向両側から押圧部材を押し当てるため、膨張部のカーカスプライをビード部から１次ケースの径方向外側へ引き抜こうとする力が弱まり、１次ケースがその周方向に均等に膨張しやすい。

空気入りタイヤ１の幅方向断面図。 シェーピングドラム１０の軸方向断面図。 押圧部材３０の先端部の左右方向（すなわちシェーピングドラム１０の軸方向）の断面図。 円筒状の１次ケース４０の斜視図。 シェーピングの工程を説明するためのシェーピングドラム１０の軸方向の断面図。（ａ）はシェーピング前の図、（ｂ）はシェーピングで形成された膨張部４１に押圧部材３０が押し当てられたときの図、（ｃ）はシェーピングが完了して押圧部材３０が後退したときの図、（ｄ）はターンアップ中の図。 押圧部材３０を１次ケース４０に押し当てたことによる１次ケース４０の変形を示すための、１次ケース４０の幅方向断面図。 押圧部材３０を１次ケース４０に押し当てる位置を説明するための、１次ケース４０の幅方向断面図。

まず、実施形態の製造方法で製造される空気入りタイヤ１の一例について説明する。

図１に例示するように、タイヤ幅方向両側にビード部２が設けられている。ビード部２は、円形に巻かれた鋼線からなるビードコア２ａと、ビードコア２ａの径方向外側に設けられたゴム製のビードフィラー２ｂとからなる。タイヤ幅方向両側のビード部２にはカーカスプライ５が架け渡されている。カーカスプライ５はタイヤ周方向に直交する方向に並べられた多数のプライコード５ａ（図４参照）がゴムで被覆されたシート状の部材である。カーカスプライ５は、タイヤ幅方向両側のビード部２の間で空気入りタイヤ１の骨格形状を形成するとともに、ビード部２の周りでタイヤ幅方向内側から外側に折り返されることによりビード部２を包んでいる。カーカスプライ５の内側には空気の透過性の低いゴムからなるシート状のインナーライナー６が貼り付けられている。

カーカスプライ５のタイヤ径方向外側には１枚又は複数枚のベルト７が設けられている。ベルト７はスチール製の多数のコードがゴムで被覆されて出来た部材である。ベルト７のタイヤ径方向外側には接地面を有するトレッドゴム３が設けられている。また、カーカスプライ５のタイヤ幅方向両側にはサイドウォールゴム４が設けられている。これらの部材の他にも、空気入りタイヤ１の機能上の必要に応じて、ベルト下パッドやチェーハー等の部材が設けられている。

次に、本実施形態に用いられるシェーピングドラム１０の一例について説明する。

図２に示すように、シェーピングドラム１０は、１本の支持軸１２と、支持軸１２に支持された左右一対のドラム部２０とを備える。左右一対のドラム部２０は支持軸１２に対して摺動可能である。

支持軸１２は、中空の外筒１４と、外筒１４の内側に外筒１４と同心に配置された中心軸１６とを備える。中心軸１６はモータ駆動によって回転する。支持軸１２は図示しないクラッチ機構を備え、このクラッチ機構により、外筒１４と中心軸１６とが連結されて外筒１４と中心軸１６とが一体となって回転する連結状態と、外筒１４と中心軸１６とが分離されて中心軸１６のみが回転する非連結状態とが、切り替え可能となっている。

中心軸１６の左右方向（中心軸１６の延長方向）の一方には右ねじ部１７ａが設けられ、他方には左ねじ部１７ｂが設けられている。右ねじ部１７ａ及び左ねじ部１７ｂには、それぞれナット部１８が連結されている。ナット部１８は外筒１４の内部で左右方向に移動可能な大きさである。２つのナット部１８にはそれぞれ連結部材１９が固定されている。

右ねじ部１７ａ及び左ねじ部１７ｂの外径側の場所には、それぞれ、外筒１４を内外へ貫通する案内溝１５が設けられている。前記連結部材１９は、それぞれ、案内溝１５を通って外筒１４の外部へ出て、ドラム部２０に固定されている。

この構造のため、外筒１４と中心軸１６とが非連結状態となって中心軸１６のみが回転すると、右ねじ部１７ａ及び左ねじ部１７ｂと２つのナット部１８との作用によって、左右の連結部材１９が案内溝１５の内側で接近又は離隔する方向（すなわち左右方向）に移動し、左右の連結部材１９に固定された左右のドラム部２０も接近又は離隔する方向に移動する。

また、外筒１４と中心軸１６とが連結状態となって共に回転すると左右のドラム部２０もそれらと一体となって回転する。

左右のドラム部２０には、それぞれ、複数のビードロックセグメント２２が設けられている。その具体的な構造は次の通りである。

まず、ドラム部２０には、その軸方向から見て放射状に配置された複数の収納穴２１が設けられている。収納穴２１の内部にはそれぞれビードロックセグメント２２が設けられている。ビードロックセグメント２２は、収納穴２１の内壁に対して摺動可能で、ドラム部２０の径方向へ移動可能になっている。

ドラム部２０の内部であって収納穴２１の奥の場所にはシリンダ室２４が設けられ、シリンダ室２４の内部にはピストン２６が摺動可能に設けられている。図示しない流体供給手段がシリンダ室２４のピストン２６より奥の場所に流体を供給すると、ピストン２６がビードロックセグメント２２を押す方向へ移動する。するとピストン２６に押されたビードロックセグメント２２がドラム部２０の径方向外側へ上昇する。一方、流体供給手段がシリンダ室２４のピストン２６より奥の場所から流体を吸引すると、ピストン２６が上記と逆方向へ移動し、ビードロックセグメント２２がドラム部２０の径方向内側へ下降する。

左右のドラム部２０の全てのビードロックセグメント２２は、同時に上昇したり下降したりするよう制御される。

また、左右のドラム部２０にはそれぞれターンアップブラダー２８が設けられている。ターンアップブラダー２８はビードロックセグメント２２よりも左右方向外側の場所に設けられている。ターンアップブラダー２８は、収縮時には円筒形に折り畳まれ、膨張時には環状の浮き輪形になる。ターンアップブラダー２８の膨張及び収縮は、図示しない高圧空気供給手段によって、ターンアップブラダー２８の内部へ高圧空気が供給されたり、ターンアップブラダー２８の内部から高圧空気が回収されたりすることによって行われる。

また、左右一対のドラム部２０の外径側にはそれぞれ押圧部材３０が設けられている。押圧部材３０はドラム部２０より径の大きいリング状の部材である。押圧部材３０は後述するシェーピング時に１次ケース４０の膨張部４１（図５〜図７参照）を左右両側から押さえる部材である。２つの押圧部材３０は、進退装置の駆動によって、互いに接近する方向へ進出したり、左右方向外側へ向かって後退したりする。進退装置としては様々なものが採用可能であるが、例えばシリンダ及びピストンが挙げられ、ピストンの先端に固定された押圧部材３０がピストンの移動に伴って進退する。

押圧部材３０の先端部（１次ケース４０の膨張部４１を押さえる部分）の形状としては、例えば図３に示すものがある。図３（ａ）は先端部の形状が曲面状の押圧部材３０ａ、図３（ｂ）は先端部の形状が平面状の押圧部材３０ｂ、図３（ｃ）は先端部の形状が外径向きのテーパ状の押圧部材３０ｃ、図３（ｄ）は先端部の形状が内径向きのテーパ状の押圧部材３０ｄである。図５〜図７では、押圧部材３０として、先端部の形状が曲面状の押圧部材３０ａが採用されている。しかし、後述するシェーピング時に図６〜図７のように押圧部材３０が１次ケース４０の膨張部４１の最大幅位置よりも下方の部分を押さえる場合は、例えば、先端部の形状がその押さえる場所に沿う形状である外径向きのテーパ状の押圧部材３０ｃが選択されても良い。

シェーピングドラム１０の周囲には、１次ケース４０をシェーピングドラム１０まで運んでシェーピングドラム１０にセットする移送装置（図示省略）や、後述するトレッドリング４２の外径側の部分を保持する保持手段４４等が配置されている。

次に空気入りタイヤ１の製造方法の一例について説明する。

まず、図示しない円筒形のドラム上に、インナーライナー６、カーカスプライ５、サイドウォールゴム４、及びベルト下パッドやチェーハー等が積層されて、図４に示す円筒形の１次ケース４０が形成される。カーカスプライ５のプライコード５ａは１次ケース４０の軸方向に延びている。サイドウォールゴム４は１次ケース４０の軸方向両側（左右方向両側）にそれぞれ配置されている。

また、別の場所では、別の円筒形のドラム上に、ベルト７及びトレッドゴム３が積層され、それによって円筒形のトレッドリング４２が形成される。

次に、上記のシェーピングドラム１０においてシェーピング及びターンアップが行われる。シェーピング及びターンアップについて図５に基づき説明する。なお図５には支持軸１２より上側の部分だけが描かれている。

まず、１次ケース４０がシェーピングドラム１０にセットされる。このとき、左右一対のドラム部２０は離隔しており、また、ビードロックセグメント２２は下降している。１次ケース４０は左右一対のドラム部２０に跨がるようにセットされる。またこのときサイドウォールゴム４はシェーピングドラム１０のビードロックセグメント２２よりも左右方向外側の場所に配置される。

次に、１次ケース４０の左右両側にそれぞれビード部２がセットされる。なおビード部２はあらかじめ別工程で製造されたものである。ビード部２は、左右両側のビードロックセグメント２２の上方の場所にセットされる。その後、ビードロックセグメント２２がドラム部２０の外径方向へ上昇し、それによってビード部２が固定される（図５（ａ））。

次に、保持手段４４がトレッドリング４２の外径側の部分を保持して、トレッドリング４２をシェーピングドラム１０の外径側の場所に運んで来る。保持手段４４は、トレッドリング４２を保持したまま、トレッドリング４２の中心線をシェーピングドラム１０の左右方向の中心位置と一致させて、待機する。

次に、１次ケース４０における２つのビード部２の間の部分を１次ケース４０の径方向外側へ膨張させるシェーピングが行われる。シェーピングは、支持軸１２の中心軸１６のみを回転させることによって左右のドラム部２０を接近させながら、２つのビード部２の間で１次ケース４０の内径側へ空気を充填することにより、行われる。このシェーピングによって１次ケース４０の２つのビード部２の間の部分がトロイド状に膨張する（図５（ｂ））。

シェーピングが開始されると同時に、又はシェーピングが開始される前後いずれかの時に、押圧部材３０が１次ケース４０を押さえる位置に左右両側から進出する。押圧部材３０が進出すると同時に、又は押圧部材３０が進出する前後に、１次ケース４０が膨張するため、その膨張部４１に左右両側から押圧部材３０が押し当てられる（図５（ｂ））。

押圧部材３０が１次ケース４０の膨張部４１に押し当てられない場合の膨張部４１の形状は図６に二点鎖線で示す形状である。しかし、押圧部材３０が膨張部４１に押し当てられることによって、図６に実線で示すように、膨張部４１は径方向により小さく幅方向により大きく膨張する。

図６及び図７に示すように、１次ケース４０の膨張部４１における押圧部材３０が押し当てられる位置Ｒ（すなわち押圧部材３０と膨張部４１とが接触する位置）は、ビードフィラー２ｂよりも１次ケース４０の径方向外側の位置である。

好ましい実施形態としては、膨張部４１における押圧部材３０が押し当てられる位置Ｒは、１次ケース４０の径方向には、押圧部材３０が押し当てられない場合の膨張部４１の左右方向の最大幅位置Ｓ（図６参照）より径方向内側の位置であり、１次ケース４０の幅方向（左右方向）には、ビードコア２ａの内径側端部Ｐよりも幅方向内側の位置である。

この好ましい実施形態において、図７に示すように、ビードコア２ａの内径側端部Ｐから１次ケース４０の膨張部４１とトレッドリング４２との貼り付け位置Ｑまでの１次ケース４０の径方向の高さをＨ０、ビードコア２ａの内径側端部Ｐから押圧部材３０が１次ケース４０に押し当てられる位置Ｒまでの１次ケース４０の径方向の高さをＨ１とすると、
Ｈ１＜（１／３）×Ｈ０
の関係が成立することが、さらに好ましい。

また、上記の好ましい実施形態において、図７に示すように、ビードコア２ａの内径側端部Ｐから押圧部材３０が１次ケース４０に押し当てられる位置Ｒまでの１次ケース４０の幅方向の距離をＷ１とすると、
０＜Ｗ１＜０．６×Ｈ１
の関係が成立することが、さらに好ましい。

１次ケース４０が所定の大きさに膨張すると、その膨張部４１の外径側の部分がシェーピングドラム１０の径方向外側の場所で待機していたトレッドリング４２に到達する。それにより、膨張部４１の外径側の部分にトレッドリング４２が貼り付けられる（図５（ｂ））。

なお、上記の図６の実線で示す膨張部４１の形状はトレッドリング４２が貼り付けられる前の形状であり、図７の膨張部４１の形状はトレッドリング４２が貼り付けられた後の形状である。

１次ケース４０にトレッドリング４２が貼り付けられた後、押圧部材３０が、左右両側へそれぞれ後退し、１次ケース４０の膨張部４１から離隔する（図５（ｃ））。また、１次ケース４０にトレッドリング４２が貼り付けられた後、保持手段４４はトレッドリング４２を離してシェーピングドラム１０から離れる。

次に、１次ケース４０のビード部２よりも左右方向外側の部分がターンアップされる（図５（ｄ））。具体的には、上記のターンアップブラダー２８が膨張することによって、１次ケース４０のビード部２よりも左右方向外側の部分が、ビード部２の周りで折り返されて膨張部４１の径方向外側へ巻き上げられ、膨張部４１に貼り付けられる。これによりビード部２が１次ケース４０によって包み込まれる。このターンアップの結果、サイドウォールゴム４が１次ケース４０の膨張部４１の左右両側に貼り付けられる。

これにより、シェーピングドラム１０上で生タイヤが完成する。なお、以上の工程において、トレッドリング４２やサイドウォールゴム４等のゴム部材の貼り付けが行われる度にステッチャーが行われる。ステッチャーは、ゴム部材にローラを押し付けた状態で、左右のドラム部２０を同時に回転させることにより行われる。

次に、ターンアップブラダー２８の内部から高圧空気が回収され、ターンアップブラダー２８が収縮する。またビードロックセグメント２２が下降してビード部２が解放される。そしてシェーピングドラム１０から生タイヤが取り外される。

次に、生タイヤが、金型に挿入され、金型内部で加熱及び加圧されることによって、加硫成型される。所定時間加硫成型されることによって上記の空気入りタイヤ１が完成する。

次に実施形態の効果について説明する。

本実施形態ではシェーピングのときに１次ケース４０の膨張部４１に左右両側（膨張部４１の幅方向両側）から押圧部材３０が押し当てられるため、押圧部材３０が押し当てられない場合と比較して、膨張部４１が径方向により小さく幅方向により大きく膨張する。すると、カーカスプライ５を、左右のビード部２の下から１次ケース４０の径方向外側へ引き抜こうとする力が弱まる。また、押圧部材３０と膨張部４１との間に摩擦が発生するため、カーカスプライ５を左右のビード部２の下から１次ケース４０の径方向外側へ引き抜こうとする力が弱まる。このようにカーカスプライ５を引き抜こうとする力が弱まるため、左右のビード部２の間でのカーカスプライ５の長さが、１次ケース４０の周方向の一部で長くなることが防止され、１次ケース４０の周方向に均一になりやすい。すなわち、シェーピングのときに１次ケース４０がその周方向に均等に膨張しやすい。そして、１次ケース４０がその周方向に均等に膨張すれば、空気入りタイヤ１のＲＦＶが向上しやすい。

ここで、１次ケース４０の膨張部４１のうちビード部２が設けられている部分は剛性が高いため変形しにくい。しかし、本実施形態ではビードフィラー２ｂよりも１次ケース４０の径方向外側の位置に押圧部材３０を押し当てるため、ビードフィラー２ｂの左右方向の部分に押圧部材３０を押し当てる場合と比較して、膨張部４１が径方向により小さく幅方向により大きくなりやすい。そのため１次ケース４０がその周方向に均等に膨張しやすい。

また、押圧部材３０の先端部が膨張部４１の形状に沿うテーパ状である場合、押圧部材３０と膨張部４１との間の摩擦が大きくなるため、さらに１次ケース４０がその周方向に均等に膨張しやすい。

ここで、上記のように押圧部材３０を押し当てる位置がＨ１＜（１／３）×Ｈ０の関係を満たせば、１次ケース４０の膨張部４１の変形しやすい位置に押圧部材３０を押し当てることになるため、上記の押圧部材３０を押し当てることによる効果が大きくなる。

また、上記のように押圧部材３０を押し当てる位置が０＜Ｗ１の関係を満たせば、上記の押圧部材３０を押し当てることによる効果が発揮される。また、押圧部材３０を膨張部４１に対して押し込み過ぎるとかえってカーカスプライ５がビード部２の下から引き抜かれやすくなるが、Ｗ１＜０．６×Ｈ１の関係を満たせばそのおそれがない。

また、１次ケース４０の膨張部４１にサイドウォールゴム４が貼り付いた後では、膨張部４１の剛性が高くなってしまうため、押圧部材３０を膨張部４１に押し当てても膨張部４１が変形しにくい。しかし本実施形態では、サイドウォールゴム４を貼り付ける前の変形しやすい膨張部４１に押圧部材３０を押し当てて、膨張部４１を変形させる。そして、その変形した膨張部４１にトレッドリング４２を貼り付けることによって、カーカスプライ５を動きにくくしてカーカスプライ５が左右のビード部２の下から１次ケース４０の径方向外側へ引き抜かれないようにする。その後、押圧部材３０を膨張部４１から離隔させてから、ターンアップして膨張部４１の左右両側にサイドウォールゴム４を貼り付ける。このようにすることにより、左右のビード部２の間でのカーカスプライ５の長さが、１次ケース４０の周方向に均一になりやすくなっている。

以上の実施形態は例示であり、発明の範囲はこれらに限定されない。以上の実施形態に対して、発明の要旨を逸脱しない範囲で、様々な変更、置換、省略等を行うことができる。

例えば、１次ケース４０の膨張部４１を押さえる押圧部材は、上記の押圧部材３０のようなリング状の部材ではなく、左右方向に延びる棒状の部材であっても良い。多数のこのような棒状の押圧部材が、ドラム部２０の周りに円周状に並ぶことにより、リング状の押圧部材３０と同じ役割を果たすことができる。

また、サイドウォールゴム４は、シェーピング及びターンアップの前から１次ケース４０に貼り付けられているのではなく、シェーピング及びターンアップの後に１次ケース４０の膨張部４１の幅方向両側に貼り付けられても良い。その場合も、ターンアップ前の膨張部４１に押圧部材３０を押し当てて膨張部４１を変形させ、その変形した膨張部４１にトレッドリング４２を貼り付けてカーカスプライ５を動きにくくし、その後、押圧部材３０を膨張部４１から離隔させてターンアップすることが好ましい。

１…空気入りタイヤ、２…ビード部、２ａ…ビードコア、２ｂ…ビードフィラー、３…トレッドゴム、４…サイドウォールゴム、５…カーカスプライ、５ａ…プライコード、６…インナーライナー、７…ベルト、１０…シェーピングドラム、１２…支持軸、１４…外筒、１５…案内溝、１６…中心軸、１７ａ…右ねじ部、１７ｂ…左ねじ部、１８…ナット部、１９…連結部材、２０…ドラム部、２１…収納穴、２２…ビードロックセグメント、２４…シリンダ室、２６…ピストン、２８…ターンアップブラダー、３０…押圧部材、４０…１次ケース、４１…膨張部、４２…トレッドリング、４４…保持手段

Claims (4)

1. カーカスプライを含む円筒状の１次ケースの軸方向両側にビードコアとビードフィラーとからなるビード部をセットする工程と、前記１次ケースの２つの前記ビード部の間の部分を前記１次ケースの径方向外側へ膨張させるシェーピングを行う工程と、シェーピングされた前記１次ケースの膨張部の外径側の場所にトレッドゴムを含むトレッドリングを貼り付ける工程とを備える空気入りタイヤの製造方法において、
   前記シェーピングのときに、前記１次ケースの前記膨張部における前記ビードフィラーよりも前記１次ケースの径方向外側の位置に、前記膨張部の幅方向両側から押圧部材を押し当てることを特徴とする、空気入りタイヤの製造方法。
2. 前記押圧部材の前記１次ケースを押さえる部分が前記膨張部の形状に沿うテーパ状である、請求項１に記載の空気入りタイヤの製造方法。
3. 前記ビードコアの内径側端部から前記膨張部と前記トレッドリングとの貼り付け位置までの前記１次ケースの径方向の高さをＨ０、前記ビードコアの内径側端部から前記押圧部材が前記１次ケースを押さえる位置までの前記１次ケースの径方向の高さをＨ１、前記ビードコアの内径側端部から前記押圧部材が前記１次ケースを押さえる位置までの前記１次ケースの幅方向の距離をＷ１とすると、
   Ｈ１＜（１／３）×Ｈ０ 及び ０＜Ｗ１＜０．６×Ｈ１
   の関係が成立する、請求項１又は２に記載の空気入りタイヤの製造方法。
4. 前記１次ケースに前記トレッドリングを貼り付けた後に前記押圧部材を前記１次ケースから離隔させ、その後、前記１次ケースの２つの前記ビード部よりも外側の部分をターンアップする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の空気入りタイヤの製造方法。
   

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