JP6603566B2

JP6603566B2 - 空気入りタイヤの製造方法

Info

Publication number: JP6603566B2
Application number: JP2015241325A
Authority: JP
Inventors: 英行長谷川
Original assignee: Toyo Tire Corp
Current assignee: Toyo Tire Corp
Priority date: 2015-12-10
Filing date: 2015-12-10
Publication date: 2019-11-06
Anticipated expiration: 2035-12-10
Also published as: JP2017105084A

Description

本発明は、空気入りタイヤの製造方法に関する。

一般に、空気入りタイヤは、成形ドラム上でグリーンタイヤを成形した後に、該グリーンタイヤをモールド内にセットして加硫成型することにより製造される。かかるグリーンタイヤを成形する方法として、帯状のリボンゴムをタイヤ周方向に沿って螺旋状に巻き付けることにより、トレッドゴムやサイドウォールゴムなどのゴム部材を形成するリボン巻き工法が知られている（例えば、特許文献１，２参照）。

かかるリボン巻き工法によりサイドウォールゴムを形成する際、一般に、巻き付け装置の制御プログラムを簡略化する要請等から、リボンゴムはタイヤ径方向における一方向に巻き付けられている。すなわち、例えば、図８に示すように、リボンゴム１００は、トレッドゴム１０２のショルダー部近傍から巻き始めて、タイヤ径方向内側のビード部１０４に向かって順次巻き付けて終端するか、あるいはまた、図示しないが、これとは逆に、ビード部側から巻き始めて、タイヤ径方向外側に向かって順次巻き付けてトレッドゴムのショルダー部近傍で終端するように巻き付けられている。

特開２０１４−５１２９９２号公報特開２００４−３３８６２６号公報

しかしながら、このような巻き付け方法では、トレッドゴム１０２の端部１０２Ａとケース本体１０６との段差部１０８に空気溜まり１１０が生じて（図８参照）、外観不具合の要因になることが判明した。すなわち、トロイド状のカーカスプライを含むケース本体１０６と、そのクラウン部外周面に貼り付けられたトレッドゴム１０２の端部１０２Ａとの間には、当該端部１０２Ａの厚みによる凹状の段差部１０８が形成される。かかる段差部１０８を有するものに対して、サイドウォールゴムを形成するために、リボンゴム１００を一方向に巻き付けながら段差部１０８を越えるようにすると、当該段差部１０８に空気を抱き込みやすいという問題がある。

本発明の実施形態は、上記の点に鑑み、リボンゴムを巻き付けてサイドウォールゴムを形成する際に、トレッドゴムの端部とケース本体との段差部における空気溜まりの発生を抑制することができる空気入りタイヤの製造方法を目的とする。

本発明の実施形態に係る空気入りタイヤの製造方法は、トロイド状のカーカスプライを含むケース本体と、前記ケース本体のクラウン部外周に設けられたトレッドゴムと、を備えるタイヤケースを用いて、前記タイヤケースのサイド部にリボンゴムを巻き付けることによりサイドウォールゴムの少なくとも一部を成形するサイドウォール成形工程を含む。前記サイドウォール成形工程は、前記トレッドゴムの端部と前記ケース本体との段差部における両者の境界を起点として当該境界に跨がるようにリボンゴムを巻き付けることにより第１巻付体を形成する工程と、前記第１巻付体の外側にリボンゴムを巻き付けることにより第２巻付体を形成する工程と、を含む。

本実施形態によれば、リボンゴムを巻き付ける際の起点を上記のように設定することにより、トレッドゴムの端部とケース本体との段差部における空気溜まりの発生を抑制することができる。

一実施形態に係る空気入りタイヤの半断面図である。第１実施形態に係るタイヤケースの半断面図である。第１実施形態に係るリボンゴムの巻き付け途中での断面図である。第１実施形態に係るリボンゴムの巻き付け構成を示す断面図である。第２実施形態に係るタイヤケースの半断面図である。第２実施形態に係るリボンゴムの巻き付け途中での断面図である。第２実施形態に係るリボンゴムの巻き付け構成を示す断面図である。比較例のリボンゴムの巻き付け構成を示す断面図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。

図１は、一実施形態に係る空気入りタイヤ１０の半断面図である。このタイヤ１０は、左右一対のビード部１２と、ビード部１２からタイヤ径方向外側に延びる左右一対のサイドウォール部１４と、サイドウォール部１４の外周端同士を連結するトレッド部１６とを備える。本実施形態では、タイヤ１０は、左右対称であるため、図では右半分のみを示している。図中、ＣＬはタイヤ赤道面を示す。本明細書において、タイヤ幅方向とは、タイヤ回転軸に平行な方向であって、図において符号Ｗで示す。また、タイヤ径方向とは、タイヤ回転軸に垂直な方向であり、図において符号Ｒで示す。また、タイヤ周方向とは、タイヤ回転軸を中心とする円周上の方向である。

空気入りタイヤ１０には、一対のビード部１２間に架け渡されたトロイド状のカーカスプライ１８が埋設されている。カーカスプライ１８は、カーカスコードをゴム被覆してなる少なくとも１枚のプライからなり、トレッド部１６から両側のサイドウォール部１４を経てビード部１２に至り、ビード部１２において、ビードコア２０の周りに巻き上げられて係止されている。トレッド部１６におけるカーカスプライ１８の外周側には、ベルト２２が配され、ベルト２２の外周にはベルト補強層２３が設けられている。ベルト２２のタイヤ径方向外側には接地面を構成するトレッドゴム２４が設けられている。サイドウォール部１４におけるタイヤ外面側にはサイドウォールゴム２６が設けられている。符号２８は、サイドウォール部１４とビード部１２との境界部に設けられたサイドプロテクタ部を示す。符号３０は、カーカスプライ１８のタイヤ内面側に設けられたインナーライナーを示す。

空気入りタイヤ１０は、いわゆるＳＷＯＴ構造を持つものであり、すなわち、トレッドゴム２４の端部２４Ａの外側にサイドウォールゴム２６のタイヤ径方向外端部を被せた構造を有している。

次に、第１実施形態に係る空気入りタイヤ１０を製造する方法について説明する。本実施形態では、サイドウォールゴム２６に関する点を除けば、従来のタイヤ製造工程と同様にして製造できるため、主としてサイドウォールゴム２６の成形工程（サイドウォール成形工程）について説明する。

図２に示すように、サイドウォール成形工程では、タイヤケース４０を用いて、該タイヤケース４０のサイド部にリボンゴム４２をタイヤ周方向に沿って巻き付けることにより、サイドウォールゴム２６の少なくとも一部を成形する。この実施形態では、サイドウォールゴム２６の全体を、リボンゴム４２を巻き付けることにより形成する。

タイヤケース４０は、トロイド状のカーカスプライ１８を含むケース本体４４と、該ケース本体４４のクラウン部外周に設けられたトレッドゴム２４と、を備える。より詳細には、ケース本体４４は、左右一対の環状のビードコア２０と、両端部が該一対のビードコア２０でそれぞれ折り返すことにより係止されたトロイド状のカーカスプライ１８と、ケース本体４４の内側面を構成するインナーライナー３０と、ビード部に設けられたリムストリップゴム３２とを備えてなる。トレッドゴム２４の内周側にはベルト２２及びベルト補強層２３が設けられており、トレッドゴム２４とベルト２２を含むトレッドリング４６が、ケース本体４４のクラウン部における外周面に接着一体化されている。

タイヤケース４０は、成形ドラム８０の外周に保持されている。成形ドラム８０は、グリーンタイヤ（生タイヤとも称される）を形作るためのシェーピングドラムである。

タイヤケース４０を成形する方法としては、公知の方法を種々採用することができる。例えば、成形ドラムの外周面にインナーライナーとカーカスプライを円筒状に成形し、その幅方向両側にビードコアを外挿した後、ビードコアを包み込むようにカーカスプライの端部を折り返して、円筒状のケース本体を作製する。一方、トレッドリング成形用ドラムを用いて、その外周にベルト及びベルト補強層を巻き付けた後、その外周にトレッドゴムを成形してトレッドリングを得る。トレッドゴムの成形には、例えば、帯状のリボンゴムをタイヤ周方向に沿って螺旋状に複数回巻き付けるリボン巻き工法を用いることができる。上記の円筒状のケース本体の外周側に、トレッドリングを配置させた状態で、ケース本体を、例えばブラダー等を用いて、タイヤ径方向にトロイド状に膨張変形させ、その外周面をトレッドリングの内周面に密着させる。これにより、図２に示すようなタイヤケース４０が成形される。

このようにして得られたタイヤケース４０のサイド部に、未加硫の帯状ゴムであるリボンゴム４２を巻き付けて、サイドウォールゴム２６を形成する。リボンゴム４２の寸法は特に限定されず、例えば、幅が１５〜３５ｍｍで、厚み（最大厚み部での厚み）が１．０〜３．０ｍｍでもよく、幅が２０〜２５ｍｍで、厚みが２．０〜３．０ｍｍでもよい。

リボンゴム４２の断面形状は特に限定されないが、その幅方向の両端に向かって厚みが漸次小さくなる扁平な断面形状（例えば、図２に示すように、幅方向中央部４２Ａに頂角を持つことで当該中央部４２Ａにおいて厚みが最大となる断面三角形状）を有するものが好ましい。このような断面形状を持つリボンゴム４２は、巻き付け時にロール等で押し付けることにより、図３及び図４に示すように被巻き付け部位の断面形状に沿うように変形して巻き付けられる。

第１実施形態に係るサイドウォール成形工程では、トレッドゴム２４の端部２４Ａとケース本体４４との段差部４８における両者の境界５０を起点として、当該境界５０に跨がるようにリボンゴム４２を巻き付けることにより、図３に示すように第１巻付体５２を形成し、その後、第１巻付体５２の外側にリボンゴム４２を巻き付けることにより、図４に示すように第２巻付体５４を形成する。

詳細には、まず、トレッドゴム２４の端部２４Ａとケース本体４４との段差部４８における両者の境界５０からタイヤ径方向外側Ｒｏに向かってリボンゴム４２を複数回巻き付けることにより、トレッドゴム２４の端部２４Ａを覆うように第１巻付体５２を形成する。

ここで、段差部４８は、図２に示すように、ケース本体４４とそのクラウン部外周面に貼り付けられたトレッドゴム２４の端部２４Ａとの間で形成される、当該端部２４Ａの厚みに起因する凹状の段差部である。この例では、トレッドゴム２４の端部２４Ａとカーカスプライ１８との間で形成されている。

本実施形態では、この段差部４８におけるトレッドゴム２４とケース本体４４との境界５０を跨ぐように、即ち境界５０を挟んだその両側にかかるように、リボンゴム４２を巻き始める。巻き始める際には、図２に示すように、扁平な断面形状を持つリボンゴム４２を、その幅方向中央部４２Ａと境界５０を一致させて巻き始めることが好ましい。また、巻き始めの１周目４２−１は、境界５０に平行に巻き付けること（平行巻き）が好ましい。すなわち、１周目４２−１は、リボンゴム４２の幅方向中央部４２Ａを境界５０と一致させた状態で、全周にわたって巻き付けることが好ましい。

リボンゴム４２は、上記境界５０からタイヤ径方向外側Ｒｏに向かってトレッドゴム２４のショルダー部近傍まで巻き付けるが、その際、周回毎に重なり部を持たせながら、螺旋状又は一周毎にピッチ送りして巻き付けることができる。ここで、螺旋状の巻き付けは、リボンゴム４２の巻き付け位置を成形ドラム８０の回転とともに連続的に変化させることによりなされる。また、ピッチ送りの巻き付けは、リボンゴム４２を平行巻きしながら、成形ドラム８０を１回転させるたびに周上の所定箇所で巻き付け位置を１ピッチ分ずらすことによりなされる。

このようにして図３に示すように第１巻付体５２を形成した後、リボンゴム４２を切断することなく折り返し、今度は、タイヤ径方向内側Ｒｉに向かってリボンゴム４２を複数回巻き付けることにより、図４に示すように第２巻付体５４を形成する。第２巻付体５４は、リボンゴム４２を、第１巻付体５２の外側、即ちタイヤ幅方向外側Ｗｏに重ねて巻き付けることにより形成されている。また、リボンゴム４２は、折り返し後、少なくとも上記境界５０を越えるまで巻き付ける。この例では、リボンゴム４２は、境界５０を越え、更にタイヤ径方向内側Ｒｉのリムストリップゴム３２に接合する位置（サイドプロテクタ部２８に相当する位置）まで巻き付けられ、そこで終端している。

なお、リボンゴム４２の巻き付けピッチは、サイドウォールゴム２６の厚み等に応じて適宜設定することができる。例えば、図４に示す例では、境界５０よりもタイヤ径方向外側Ｒｏにおいて第１巻付体５２と第２巻付体５４が重なっている部分では巻き付けピッチが大きく設定され、境界５０よりもタイヤ径方向内側Ｒｉの部分では、タイヤ径方向外側Ｒｏの部分よりも巻き付けピッチが小さく設定されている。

これにより、タイヤケース４０にサイドウォールゴム２６が成形される。なお、図示しないが、タイヤ幅方向Ｗの反対側のサイドウォール部も同様にして成形される。このようにして成形された図４に示すグリーンタイヤ５６は、常法に従い、加硫金型であるモールドにセットし、加硫成型することにより空気入りタイヤが得られる。

以上よりなる第１実施形態であると、トレッドゴム２４の端部２４Ａとケース本体４４との段差部４８における両者の境界５０を跨ぐようにリボンゴム４２を巻き始めることにより、段差部４８での空気の抱き込みを防いで、空気溜まりの発生を抑制することができる。

また、第１実施形態であると、幅方向の両端に向かって厚みが小さくなる扁平な断面形状を有するリボンゴム４２を、その幅方向中央部４２Ａと段差部４８の境界５０とを一致させて巻き始め、かつ、巻き始めの１周目４２−１を境界５０に平行に巻き付けるようにしたことにより、次の作用効果が奏される。すなわち、巻き始めの一周目４２−１において、リボンゴム４２の最も厚い中央部４２Ａにより全周にわたって境界５０を覆うことができるので、段差部４８に生じる空気溜まりを、より効果的に抑制することができる。

第１実施形態であると、また、段差部４８の境界５０からタイヤ径方向外側Ｒｏに向かってリボンゴム４２を巻き付けて第１巻付体５２を形成した後、リボンゴム４２を切断することなく折り返してタイヤ径方向内側Ｒｉに向かってかつ少なくとも上記境界５０を越えるまでリボンゴム４２を複数回巻き付けて第２巻付体５４を形成するようにしたので、次の作用効果が奏される。すなわち、サイドウォールゴム２６の十分な厚みを確保しながら、段差部４８に生じる空気溜まりを抑制することができる。

なお、第１実施形態では、境界５０から、まずタイヤ径方向外側Ｒｏに向かって巻き付け、折り返し後にタイヤ径方向内側Ｒｉに向かって巻き付けるようにしているが、これとは逆方向に巻き付けてもよい。すなわち、本実施形態では、境界５０からタイヤ径方向Ｒの外側Ｒｏと内側Ｒｉのいずれか一方側に向かってリボンゴム４２を複数回巻き付けて第１巻付体５２を形成した後、リボンゴム４２を切断することなく折り返してタイヤ径方向Ｒの他方側に向かってリボンゴム４２を複数回巻き付けて第２巻付体５４を形成してもよい。

図５〜７は第２実施形態に係る製造工程を示したものであり、リボンゴム４２を、第１実施形態とは逆方向に巻き付けるようにした例である。

図５に示すように、第２実施形態に係るタイヤケース４０Ａでは、ケース本体４４のサイド部に、サイドウォールゴム２６の一部が予め形成されている。すなわち、ケース本体４４は、ビードコア２０と、カーカスプライ１８と、インナーライナー３０と、リムストリップ３２に加え、該リムストリップ３２のタイヤ径方向外側Ｒｏに隣接して、サイドウォールゴム２６の内周側部分を構成するゴム部材２６Ａと、を備えてなる。そのため、第２実施形態では、サイドウォールゴム２６の外周側部分を、リボンゴム４２を巻き付けることにより形成する。

第２実施形態に係るサイドウォール成形工程では、まず、トレッドゴム２４の端部２４Ａとケース本体４４との境界５０からタイヤ径方向内側Ｒｉに向かってリボンゴム４２を複数回巻き付けることにより、第１巻付体５２Ａを形成する（図６参照）。この例では、上記のように、ケース本体４４のサイド部にサイドウォールゴム２６の一部を形成するゴム部材２６Ａが予め設けられているため、このゴム部材２６Ａに至るまでリボンゴム４２を巻き付けて第１巻付体５２Ａを形成する。

その後、リボンゴム４２を切断することなく折り返して、タイヤ径方向外側Ｒｏに向かって、かつ、少なくとも境界５０を越えるまで、リボンゴム４２を複数回巻き付けて、第２巻付体５４Ａを形成する（図７参照）。第２巻付体５４Ａは、リボンゴム４２を、第１巻付体５２Ａの外側、即ちタイヤ幅方向外側Ｗｏに重ねて巻き付けることにより形成されている。この例では、リボンゴム４２は、上記境界５０からタイヤ径方向外側Ｒｏに向かって、トレッドゴム２４の端部２４Ａを覆いショルダー部近傍まで巻き付けられ、そこで終端している。

このように第２実施形態では、リボンゴム４２を第１実施形態とは逆方向に巻き付けているが、その場合にも、第１実施形態と同様、サイドウォールゴム２６の十分な厚みを確保しながら、段差部４８に生じる空気溜まりを抑制することができる。第２実施形態について、その他の構成及び作用効果については、基本的に第１実施形態と同様であり、説明は省略する。

なお、第２実施形態では、ケース本体４４に予めサイドウォールゴム２６の一部を構成するゴム部材２６Ａを設けたが、第１実施形態と同様、このようなゴム部材２６Ａは設けずに、サイドウォールゴム２６の全体をリボンゴム４２の巻き付けにより形成してもよい。すなわち、第１巻付体５２Ａは、タイヤケース４０のサイド部に予め設けられたタイヤ外面を形成するゴム部材（例えば、リムストリップゴム３２や上記のゴム部材２６Ａ）に至るまで、リボンゴム４２を巻き付けて形成すればよい。また、第１実施形態において、第２実施形態のようなサイドウォールゴム２６の一部を構成するゴム部材２６Ａを予め設けておいてもよく、その場合、第２巻付体５４は該ゴム部材２６Ａに至るまで形成すればよい。すなわち、第１実施形態において、第２巻付体は、タイヤケースのサイド部に予め設けられたタイヤ外面を形成するゴム部材に至るまで、リボンゴムを巻き付けて形成すればよい。

上記の実施形態では、リボンゴムの巻き付けを１回のみ折り返すことで、第１巻付体と第２巻付体を形成するようにしたが、２回以上折り返すことにより、第２巻付体の外側に更なる巻付体を形成するようにしてもよい。

また、上記の実施形態では、１本のリボンゴムを切断することなく折り返して第１巻付体と第２巻付体を形成するようにしたが、第１巻付体と第２巻付体を別のリボンゴムを用いて形成してもよい。その場合、第１巻付体と第２巻付体のリボンゴムは同種でも異種でもよい。また、別のリボンゴムを巻き付ける場合、第１巻付体を形成してから第２巻付体を形成してもよいが、工程時間の短縮化のため、第１巻付体を形成しつつ、第２巻付体を形成してもよい。すなわち、段差部における境界を巻き付けの起点として第１巻付体を形成し、該第１巻付体の外側に第２巻付体を形成するものであれば、例えば、第１巻付体の巻き付けが完了する前に第２巻付体の巻き付けを開始してもよく、また、第１巻付体の巻き付けと第２巻付体の巻き付けを同時に開始してもよい。

本実施形態の効果を確認するために、上記の第１実施形態及び第２実施形態と、比較例として図８に示すようにリボンゴム１００をトレッドゴム１０２のショルダー部近傍から巻き始めてビード部１０４に向かって順次巻き付けたものとについて、空気入りタイヤを加硫成型した。その結果、比較例のものでは、加硫成型後のタイヤのトレッドゴムとサイドウォールゴムとの境界部に空気溜まりが存在していたのに対し、第１実施形態と第２実施形態の方法で加硫成型したタイヤでは、トレッドゴムとサイドウォールゴムとの境界部に空気溜まりは発生していなかった。

以上の実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。

１０…空気入りタイヤ、１８…カーカスプライ、２４…トレッドゴム、２４Ａ…端部、
２６…サイドウォールゴム、２６Ａ…ゴム部材、４０，４０Ａ…タイヤケース、
４２…リボンゴム、４２Ａ…幅方向中央部、４２−１…巻き始めの１周目、
４４…ケース本体、４８…段差部、５０…境界、５２，５２Ａ…第１巻付体、
５４，５４Ａ…第２巻付体

Claims

トロイド状のカーカスプライを含むケース本体と、前記ケース本体のクラウン部外周に設けられたトレッドゴムと、を備えるタイヤケースを用いて、前記タイヤケースのサイド部にリボンゴムを巻き付けることによりサイドウォールゴムの少なくとも一部を成形するサイドウォール成形工程を含み、
前記サイドウォール成形工程は、
前記トレッドゴムの端部と前記ケース本体との段差部における両者の境界を起点として当該境界に跨がるようにリボンゴムを巻き付けることにより第１巻付体を形成する工程と、
前記第１巻付体の外側にリボンゴムを巻き付けることにより第２巻付体を形成する工程と、を含む、
空気入りタイヤの製造方法。
幅方向の両端に向かって厚みが小さくなる扁平な断面形状を有する前記リボンゴムを、当該リボンゴムの幅方向中央部と前記境界を一致させて巻き始め、かつ、巻き始めの１周目は前記境界に平行に巻き付ける、請求項１に記載の製造方法。
前記境界からタイヤ径方向外側と内側のいずれか一方側に向かって前記リボンゴムを複数回巻き付けて前記第１巻付体を形成した後、前記リボンゴムを切断することなく折り返してタイヤ径方向の他方側に向かって前記リボンゴムを複数回巻き付けて前記第２巻付体を形成する、請求項１又は２に記載の製造方法。
前記境界からタイヤ径方向外側に向かって前記リボンゴムを複数回巻き付けることにより、前記トレッドゴムの端部を覆うように前記第１巻付体を形成した後、前記リボンゴムを切断することなく折り返してタイヤ径方向内側に向かってかつ少なくとも前記境界を越えるまで前記リボンゴムを複数回巻き付けて前記第２巻付体を形成する、請求項３に記載の製造方法。
前記境界からタイヤ径方向内側に向かって前記リボンゴムを複数回巻き付けることにより、前記タイヤケースのサイド部に予め設けられたタイヤ外面を形成するゴム部材に至るまで前記第１巻付体を形成した後、前記リボンゴムを切断することなく折り返してタイヤ径方向外側に向かってかつ少なくとも前記境界を越えるまで前記リボンゴムを複数回巻き付けて前記第２巻付体を形成する、請求項３に記載の製造方法。