JP2021016992A - 空気入りタイヤの製造方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】複合シートを精度良く形成することができる空気入りタイヤの製造方法を提供する。【解決手段】シート状インナーライナ11Nと一対のシート状チェーファ12Nとを複合した複合シート13を形成する複合シート形成工程S1を含んでいる。複合シート形成工程S1は、第1ゴムシート14と第2ゴムシート15とを重ね合わせてシート状インナーライナ11Nを形成するインナーライナ形成ステップs1、第1ゴムシート14の両端14eを検出する検出ステップs2、及び、検出された両端14eの位置に基づいて、シート状インナーライナ11Nとシート状チェーファ12Nとを貼り付ける貼付ステップs3を含んでいる。【選択図】図1

Description

本発明は、インナーライナとチェーファとを含む空気入りタイヤの製造方法に関する。
例えば下記の特許文献1には、未加硫のシート状インナーライナとシート状チェーファとを複合した複合シートを形成する複合シート形成工程を含む空気入りタイヤの製造方法が記載されている。前記複合シート形成工程は、前記シート状インナーライナのタイヤ軸方向両側縁部に、シート状チェーファを重ね継ぎする継ステップを含んでいる。
特開2015−541号公報
しかしながら、上記特許文献1は、シート状チェーファとシート状インナーライナとを精度良く重ね合わることについて検討されたものではなかった。
そこで本発明は、シート状チェーファとシート状インナーライナとが精度良く重ね合わせられた複合シートを形成することができる空気入りタイヤの製造方法を提供することを課題としている。
本発明は、インナーライナと、前記インナーライナのタイヤ軸方向の両端部に配される一対のチェーファとを含む空気入りタイヤの製造方法であって、未加硫のシート状インナーライナと未加硫かつ一対のシート状チェーファとを複合した複合シートを形成する複合シート形成工程を含み、前記複合シート形成工程は、第1ゴムシートと前記第1ゴムシートよりも幅広な第2ゴムシートとを重ね合わせて前記シート状インナーライナを形成するインナーライナ形成ステップ、前記第1ゴムシートの両端を検出する検出ステップ、及び、検出された前記第1ゴムシートの両端の位置に基づいて、前記シート状インナーライナと前記各シート状チェーファとを貼り付ける貼付ステップを含む。
本発明に係る空気入りタイヤの製造方法は、前記検出ステップには、前記第1ゴムシートの両端を撮影するための撮像手段が用いられるのが望ましい。
本発明に係る空気入りタイヤの製造方法は、前記シート状インナーライナが、前記第1ゴムシートの両端よりも外側に前記第2ゴムシートが延びているのが望ましい。
本発明に係る空気入りタイヤの製造方法は、前記貼付ステップでは、前記第1ゴムシートの両端よりも外側で前記第2ゴムシートと前記各シート状チェーファとが重なり合うのが望ましい。
本発明の空気入りタイヤの製造方法は、シート状インナーライナと一対のシート状チェーファとの重ね合わせ位置を、検出ステップで検出された第1ゴムシートの両端に基づいて位置決めする。これにより、本発明の空気入りタイヤの製造方法は、前記シート状インナーライナと前記各シート状チェーファとを複合した複合シートを精度良く形成することができる。
本発明の製造方法によって形成された空気入りタイヤの一実施例を示す右半分の断面図である。 複合シートの断面図である。 (a)は、インナーライナ形成ステップを概念的に示す側面図、(b)は、シート状インナーライナの断面図である。 検出ステップ及び貼付ステップを概念的に示す斜視図である。 (a)は、シート状チェーファの搬送状態を概念的に示す平面図、(b)は、(a)のA−A線断面図である。 (a)は、複合シート巻付け工程を概念的に示す断面図、(b)は、カーカスプライ巻付け工程及びビードコア装着工程を概念的に示す断面図、(c)は、シェーピング工程を概念的に示す断面図である。 (a)は、本実施形態の製造方法により製造された複合シートの精度を表わすグラフ、(b)は、比較例の製造方法により製造された複合シートの精度を表わすグラフである。
以下、本発明の実施の一形態が、図面に基づき説明される。
図1は、本発明の製造方法によって形成された空気入りタイヤ(以下、単に「タイヤ」という場合がある)1の一実施例を示す断面図である。図1には、例えば、乗用車用のタイヤ1が示されている。しかしながら、本発明は、自動二輪車用や重荷重用等の他のカテゴリーのタイヤ1に適用することができる。
図1に示されるように、本実施形態のタイヤ1は、カーカス6と空気非透過性のインナーライナ11とリムズレ防止用のチェーファ12とを具える。
本実施形態のカーカス6は、トレッド部2からサイドウォール部3をへてビード部4のビードコア5に至る。カーカス6は、例えば、カーカスコードが配列された1枚のカーカスプライ6Aから構成される。カーカスプライ6Aは、本実施形態では、両側のビードコア5間を延びる本体部6aと、本体部6aに連なりビードコア5の廻りをタイヤ軸方向内側から外側に折り返される一対の折返し部6bとを含んでいる。なお、カーカス6は、このような態様に限定されるものではなく、種々の周知の態様が採用される。
カーカス6のタイヤ半径方向外側には、例えば、ベルト層7a又はバンド層7bを含むトレッド補強層7と、トレッド部2の外面を形成するトレッドゴム2Gとが配される。本体部6aと折返し部6bとの間には、硬質ゴムからなるビードエーペックス8が配される。トレッド補強層7、トレッドゴム2G及びビードエーペックス8は、種々の周知の態様が採用される。
インナーライナ11は、例えば、カーカス6のタイヤ半径方向内側に配されて、タイヤ1の内腔面1Sを形成している。インナーライナ11は、本実施形態では、内腔面1Sに沿う内層部11aとその外側に配される外層部11bとの2層構造で形成される。
内層部11aは、例えば、空気非透過性のブチルゴム系の第1ゴムG1からなる。第1ゴムG1は、本実施形態では、ブチルゴム、その誘導体であるハロゲン化ブチルゴム、及びゴム成分中にブチルゴム又はハロゲン化ブチルゴムを60質量%以上含むブレンドゴムが採用される。ブレンドゴムの場合、残部ゴムとして、NR(天然ゴム)、SBR(スチレン・ブタジエンゴム)、BR(ブタジエンゴム)、IR(イソプレインゴム)等のジエン系ゴムが好適である。
外層部11bは、例えば、接着性に優れるNR系の第2ゴムG2からなる。このような外層部11bは、内層部11aとカーカス6との間の接着強度を高める。第2ゴムG2は、本実施形態では、NR、及びゴム成分中にブチルゴム又はハロゲン化ブチルゴムを60質量%以上含むブレンドゴムが採用される。なお、ブレンドゴムの場合、残部ゴムとして、SBR、BR、IR等のジエン系ゴムが好適である。
チェーファ12は、例えば、繊維材によって補強されたゴムシート状で形成されている。チェーファ12は、本実施形態では、アラミド、ナイロン、レーヨン等の有機繊維からなるキャンパス布をゴム被覆したキャンパスチェーファとして形成されている。なお、チェーファ12は、このような態様に限定されるものではなく、例えば、コード配列体をゴム被覆した周知構造のものでも良い。
チェーファ12は、例えば、基部12aと内側部12bと外側部12cとを含んで形成される。基部12aは、本実施形態では、ビード底面4Sに沿って延びている。内側部12bは、本実施形態では、基部12aのタイヤ軸方向内側で折れ曲がり、内腔面1Sに沿って延びている。内側部12bの外端は、本実施形態では、インナーライナ11の内層部11aの内端と突き合わされている。外側部12cは、本実施形態では、基部12aのタイヤ軸方向外側で折れ曲がり、折返し部6bに沿って延びている。
次に、タイヤ1の製造方法が説明される。本実施形態の製造方法では、図2に示されるように、複合シート13を形成する複合シート形成工程S1が含まれる。複合シート13は、未加硫のシート状インナーライナ11Nと未加硫かつ一対のシート状チェーファ12N、12Nとを複合することで得られる。
複合シート形成工程S1は、本実施形態では、インナーライナ形成ステップs1、検出ステップs2及び貼付ステップs3を含んでいる。
図3(a)に示されるように、インナーライナ形成ステップs1では、第1ゴムシート14と第1ゴムシート14よりも幅広な第2ゴムシート15とを重ね合わせてシート状インナーライナ11Nが形成される。第1ゴムシート14は、例えば、第1ゴムG1を周知のカレンダー手段16で圧延することで得られる。第2ゴムシート15は、例えば、第2ゴムG2を周知のカレンダー手段16で圧延することで得られる。
第1ゴムシート14及び第2ゴムシート15は、本実施形態では、周知構造の搬送ローラ17上で重ね合わせられることで、シート状インナーライナ11Nが形成される。図3(b)に示されるように、シート状インナーライナ11Nは、第2ゴムシート15が第1ゴムシート14からはみ出したはみ出し部18を含んでいる。はみ出し部18は、本実施形態では、第2ゴムシート15の幅方向の両端側に配されている。
なお、シート状インナーライナ11Nは、例えば、周知構造の冷却ドラム19を通過することにより冷却される。冷却されたシート状インナーライナ11Nは、例えば、いったんロール状に巻き取られた後、次の検出ステップs2に送られても良いし、シート状のまま検出ステップs2に搬送されても良い。
次に、検出ステップs2及び貼付ステップs3が行われる。検出ステップs2では、シート状インナーライナ11Nの第1ゴムシート14の両端14e、14eが検出される。貼付ステップs3では、検出された両端14e、14eの位置に基づいて、シート状インナーライナ11Nにシート状チェーファ12Nが貼り付けられて複合シート13に形成される。図4は、検出ステップs2及び貼付ステップs3を概念的に示す斜視図である。図4に示されるように、シート状インナーライナ11Nは、本実施形態では、第2ゴムシート15を下側、第1ゴムシート14を上側として、周知の搬送コンベヤ20によって搬送されている。なお、搬送方向の下流F側には、周知の成型ドラム32(図6(a)に示す)が配されている。搬送コンベヤ20で搬送された複合シート13は、成型ドラム32に巻き付けられる。
本明細書では、シート状インナーライナ11Nの搬送方向(長手方向)が矢印Yで表されている。また、矢印Yと直角な鉛直(上下)方向が、矢印Zで表されている。さらに、矢印Y及び矢印Zと直角なシート状インナーライナ11Nの幅方向が矢印Xで表されている。幅方向Xは、例えば、水平方向である。
本実施形態の検出ステップs2及び貼付ステップs3では、第1ゴムシート14の両端14e(図3(b)に示す)を検出する検出装置21とシート状インナーライナ11Nとシート状チェーファ12Nとを貼り付ける貼付装置22とが用いられる。
検出装置21は、例えば、撮像手段23と制御手段24とを含んでいる。
撮像手段23は、例えば、第1ゴムシート14の両端14e、14eを撮影して、その画像データを取得し、両端14e、14eの位置に対応する電気信号を制御手段24に出力する。このような撮像手段23としては、例えば、カメラやビデオカメラ、とりわけ、株式会社キーエンス製の画層処理システム(XG−Xシリーズ)のラインスキャンカメラ等のCCDカメラが好適である。前記CCDカメラは、黒色の第2ゴムシート15上に配された黒色の第1ゴムシート14の両端14e、14eの位置を、ゴムシートの重なった影を利用して精度良く検出することができる。撮像手段23は、本実施形態では、2台のCCDカメラを含んでいる。これらCCDカメラは、幅方向Xに離間して配されている。なお、検出装置21は、撮像手段23に変えて、レーザ変位計などの周知の距離測定手段(図示省略)を含み、距離測定手段で両端14e、14eを検知してもよい。
制御手段24は、撮像手段23からの電気信号に基づいて、貼付装置22を制御する。これにより、シート状インナーライナ11Nとシート状チェーファ12Nとを精度良く貼り付けることができる。
制御手段24は、例えば、CPU(中央演算装置)からなる演算部と、制御手順やプログラムが予め記憶されている記憶部と、記憶部から制御手順が読み込まれる作業用メモリとを含んでいる(図示省略)。制御手段24は、処理結果等を表示するための表示部や、作業者が操作するための操作部が設けられてもよい。このような制御手段24としては、例えば、周知のプログラマブルシーケンサ、マイコン、パーソナルコンピュータ等が望ましい。
貼付装置22は、本実施形態では、アプリケータ25と押圧ローラ26とを含んでいる。
アプリケータ25は、搬送コンベヤ20上のシート状インナーライナ11Nに、シート状チェーファ12Nを供給するためのものである。アプリケータ25は、例えば、シート状チェーファ12Nを搬送コンベヤ20上に案内するガイド部27と、ガイド部27を移動させる移動具28とを含んでいる。アプリケータ25は、例えば、図示しない搬送ローラを含み、これにより、ガイド部27上のシート状チェーファ12Nが搬送される。
図5(a)及び(b)に示されるように、ガイド部27は、例えば、載置片27aと第1立上げ片27bと第2立上げ片27cとを含んでいる。載置片27aは、本実施形態では、シート状チェーファ12Nが載置される。第1立上げ片27bは、本実施形態では、載置片27aの幅方向Xの一端から立ち上がっている。第2立上げ片27cは、本実施形態では、載置片27aの幅方向Xの他端から立ち上がっている。載置片27a、第1立上げ片27b及び第2立上げ片27cは、搬送方向Yに沿って延びている。このようなガイド部27は、シート状チェーファ12Nを載置片27aから脱落させることなく安定してシート状インナーライナ11N上に案内し得る。第1立上げ片27bは、本実施形態では、シート状インナーライナ11Nの幅方向Xの内側に配され、第2立上げ片27cは、本実施形態では、シート状インナーライナ11Nの幅方向Xの外側に配される。
ガイド部27は、本実施形態では、載置片27aの第1立上げ片27b側から第2立上げ片27c側に向かって上方に傾斜して延びるガイド片27dが設けられている。載置片27a上のシート状チェーファ12Nは、ガイド片27dの上側を通り、ガイド片27dに支持されるように搬送される。このため、シート状チェーファ12Nの幅方向の一端が、載置片27aの第1立上げ片27b側の一端に沿うように位置決めされる。これにより、シート状チェーファ12Nの幅方向Xの位置が精度良く決定される。
ガイド片27dは、例えば、シート状チェーファ12Nの幅よりも大きい長さを有している。ガイド片27dは、本実施形態では、棒状部材で形成されている。
図4に示されるように、移動具28は、本実施形態では、幅方向Xに伸縮可能なロッド部29aを有する周知構造のシリンダ機構29で形成されている。本実施形態のロッド部29aには、ガイド部27が固着されている。ロッド部29aの伸縮によってガイド部27の幅方向Xの位置が決められる。ロッド部29aの伸縮量は、制御手段24に入力された撮像手段23からの前記電気信号に基づいて決定される。これにより、ガイド部27に案内されるシート状チェーファ12Nの幅方向Xが所定の位置に移動される。したがって、本実施形態の製造方法では、精度良く複合シート13を製造することができる。なお、移動具28は、このようなシリンダ機構のものに限定されるものではなく、例えば、ボールネジ機構やピニオン・ラック機構を有するものでも良い。
押圧ローラ26は、例えば、ガイド部27で案内されたシート状チェーファ12Nをシート状インナーライナ11Nに押し付けて張り合わせるためのものである。本実施形態の押圧ローラ26は、幅方向Xに延びる支持軸26aと、支持軸26aに回転可能に保持されたローラ部26bとを含む周知構造のものが採用される。支持軸26aは、本実施形態では、ガイド部27に固着された周知構造の移動手段30によって三軸方向に移動可能に保持されている。このような検出装置21及び貼付装置22によって、一対のシート状チェーファ12Nが、シート状インナーライナ11Nの両側に、所定の位置に精度良く貼り付けられて複合シート13が形成される。複合シート13は、例えば、第1ゴムシート14の両端14e、14eにシート状チェーファ12Nが突き合わされて形成される。
なお、例えば、シート状チェーファ12Nとシート状インナーライナ11Nとの重ね合わせ位置が予め定められた所定の位置から大きく逸れて複合された複合シート13は、タイヤ1のユニフォミティ等の品質を低下させる。このため、このような複合シート13は、貼付ステップs3をやり直す必要がある。また、前記複合シート13を使用して製造されたタイヤ1は、例えば、ユニフォミティが悪くなる他、空気がタイヤ1内に残存することになるので、廃棄される。このように、前記重ね合わせ位置が所定の位置から大きく逸れた複合シート13は、大きな製造ロスを招くことになる。本実施形態の空気入りタイヤの製造方法では、前記重ね合わせ位置を所定の位置に貼付けることができるため、貼付ステップs3のやり直しやタイヤ1の廃棄を抑制できるので、製造ロスの発生を抑えることができる。
この製造方法では、複合シート形成工程S1の後、複合シート巻付け工程S2、カーカスプライ巻付け工程S3、ビードコア装着工程S4及びシェーピング工程S5が行われる。図6(a)に示されるように、複合シート巻付け工程S2では、例えば、複合シート13が周知構造の成型ドラム32の外周面に巻きつけられる。図6(b)に示されるように、カーカスプライ巻付け工程S3では、例えば、複合シート13の外側にシート状のカーカスプライ6Nが巻き付けられて、円筒状のカーカス積層体Mが形成される。ビードコア装着工程S4では、例えば、カーカス積層体Mの外周面上かつ両端側にビードコア5とビードエーペックス8とからなる一対のビードコア組立体Kがセットされる。図6(c)に示されるように、シェーピング工程S5では、例えば、ビードコア組立体K、K間を近づけながら、このビードコア組立体K、K間でカーカス積層体がトロイド状にシェーピングされる。これにより、カーカス積層体Mの膨張部分と、予めタイヤ半径方向外側で待機させたトレッドゴム2Gとトレッド補強層7とを形成するトレッドリングPとが接合され、未加硫の生タイヤ1aが形成される。複合シート巻付け工程S2、カーカスプライ巻付け工程S3、ビードコア装着工程S4及びシェーピング工程S5は、従来的な種々の方法が採用される。
以上、本発明の特に好ましい実施形態について詳述したが、本発明はこれらの実施形態に限定されることなく、種々の態様に変形して実施しうる。
本発明の効果を確認するため、図2に示された複合シートが、図4に記載された検出装置及び貼付装置を用いて製造されて、シート状チェーファの実際の貼付位置と予め定められた所定の位置との差Δが測定された。前記複合シートは、実施例及び比較例ともに5000本製造された。また、前記複合シートは、従来の方法による複合シート巻付け工程S2、カーカスプライ巻付け工程S3、ビードコア装着工程S4及びシェーピング工程S5、さらに周知も加硫工程を経て空気入りタイヤに製造された。なお、比較例の複合シートは、作業員の手作業によってシート状インナーライナとシート状チェーファとが重ね合わせられたものである。複合シートの共通仕様は、以下の通りである。
第1シートゴム:110000mm×500mm×1.0mm(長さ×幅×厚さ)
第2シートゴム:110000mm×570mm×1.0mm(長さ×幅×厚さ)
チェーファゴム:110000mm×45mm×0.8mm(長さ×幅×厚さ)
<工程能力指数Cpk>
前記差Δのばらつきの範囲(公差)を±5.0mmと設定して、工程能力指数Cpk値を算出した。Cpk値は下記式(1)により求めた。
Cpk値=(1−K)×Cp…(1)
Cp=(U−L)/(6×σ)
K=|(U+L)/2−μ|/(U−L)/2:かたより度
U:上限規格(公差上限値)
L:下限規格(公差下限値)
σ:ばらつきの標準偏差
μ:ばらつきの平均値
結果は、Cpk値の大きい方が良好である。また、この測定結果を用いた差Δの比率を表わすグラフが図7に示される。図7(a)は、本実施形態の製造方法による差Δの比率である。図7(b)は、比較例の製造方法による差Δの比率である。
<材料返却率・タイヤスクラップ率>
上記工程能力指数の算出時に測定された差Δに基づいて、複合シート巻付け工程S2以降の検査によって、複合シート形成工程に返却された前記複合シートの比率と、ユニフォミティ検査で不合格となった空気入りタイヤの比率とが算出された。結果は、比率で表され、数値が小さい方が良好である。
テストの結果が表1に示される。
Figure 2021016992
テストの結果、実施例の製造方法は、比較例の製造方法よりも精度良く複合シートを製造できることが確認された。また、実施例の製造方法では、図7(a)に示されるように、差Δの全数が、−2.0〜3.0mmの範囲内に収められている。さらに、全数の約85%以上が、−2.0〜2.0mmの範囲に収められている。また、比較例の製造方法では、図7(b)に示されるように、差Δの全数が、−4.0〜5.0mmの範囲内であり、実施例よりも差の範囲が広い。また、全数の約75%が、−2.0〜2.0mmの範囲に収められており、実施例よりも小さい。なお、差Δの「−」は、シート状チェーファの貼付位置が予め定められた所定の位置よりもシート状インナーライナの幅方向の中央側にあること示す。
1 空気入りタイヤ
11N シート状インナーライナ
12N シート状チェーファ
14 複合シート
15 第1ゴムシート
16 第2ゴムシート
14e 両端
S1 複合シート形成工程
s1 インナーライナ形成ステップ
s2 検出ステップ
s3 貼付ステップ

Claims (4)

  1. インナーライナと、前記インナーライナのタイヤ軸方向の両端部に配される一対のチェーファとを含む空気入りタイヤの製造方法であって、
    未加硫のシート状インナーライナと未加硫かつ一対のシート状チェーファとを複合した複合シートを形成する複合シート形成工程を含み、
    前記複合シート形成工程は、
    第1ゴムシートと前記第1ゴムシートよりも幅広な第2ゴムシートとを重ね合わせて前記シート状インナーライナを形成するインナーライナ形成ステップ、
    前記第1ゴムシートの両端を検出する検出ステップ、及び、
    検出された前記第1ゴムシートの両端の位置に基づいて、前記シート状インナーライナと前記各シート状チェーファとを貼り付ける貼付ステップを含む、
    空気入りタイヤの製造方法。
  2. 前記検出ステップには、前記第1ゴムシートの両端を撮影するための撮像手段が用いられる、請求項1に記載の空気入りタイヤの製造方法。
  3. 前記シート状インナーライナは、前記第1ゴムシートの両端よりも外側に前記第2ゴムシートが延びている、請求項1又は2に記載の空気入りタイヤの製造方法。
  4. 前記貼付ステップでは、前記第1ゴムシートの両端よりも外側で前記第2ゴムシートと前記各シート状チェーファとが重なり合う、請求項3に記載の空気入りタイヤの製造方法。
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