JP7135832B2 - 空気入りタイヤの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、空気入りタイヤの製造方法に関する。詳細には、本発明は、サイドウォールが内側層と外側層とを備える空気入りタイヤの製造方法に関する。

低燃費化の実現のため、サイドウォールが内側層と外側層とを備えたタイヤがある。このタイヤでは、内側層を低発熱ゴムで形成することで転がり抵抗を低減し、低燃費化を実現している。外側層を耐外傷性及び耐候性に優れたゴムで形成することで、優れた耐久性及び外観品質を維持している。

このタイヤの製造において、サイドウォールは、ストリップワインド法で形成される。この方法では、外側層を形成するための帯状の未加硫ゴム（第一ストリップ）及び内側層を形成するための帯状の未加硫ゴム（第二ストリップ）が準備される。例えばドラム上に第一ストリップを螺旋状に巻き回すことで、外側層が形成される。この外側層上に第二ストリップを螺旋状に巻き回すことで、内側層が形成される。これにより、サイドウォールが得られる。

上記のサイドウォールは、このタイヤの他の構成部材と組み合わされて、ローカバーが形成される。ローカバーは、加硫工程においてモールド内に入れられ、加圧及び加熱される。この加熱により未加硫ゴムが架橋反応を起こし、タイヤが得られる。サイドウォールが内側層と外側層とを備えたタイヤの製造方法についての検討が、特開２００２－１２７７１８公報で開示されている。

特開２００２－１２７７１８公報

サイドウォールの形成では、外側層は第一ストリップを巻き回して形成されるため、その表面は、滑らかではない。この外側層の上に第二ストリップを巻き回して内側層を形成するため、外側層と内側層との間にはエアーが残り易い。ローカバーを加硫するためのモールドは、ローカバーの投入や得られたタイヤの取り出しを行うため、複数の要素から構成される。例えば、典型的なモールドは、セグメントと、セグメントの半径方向内側に位置しセグメントと接触するサイドプレートとを備える。これらは、いずれもサイドウォールの外面と接触する。外側層と内側層との間にエアーが残留すると、この部分においてサイドウォールの表面が膨張することがある。この膨張により、モールドを閉じる際に、サイドウォールと接触するこれらの要素の間に、サイドウォールのゴムを挟み込むこと（ゴム噛み）が起こりうる。タイヤの製造において、サイドウォールでのゴム噛みを防止することが重要となる。

本発明の目的は、サイドウォールでのゴム噛みが防止されたタイヤの製造方法の提供にある。

本発明は、サイドウォールがその外面を構成する外側層とこの外側層の軸方向内側に位置する内側層とを備える空気入りタイヤの製造方法に関する。この製造方法は、
（Ａ）帯状の第一ストリップを螺旋状に巻くことによる上記外側層の形成及び帯状の第二ストリップを螺旋状に巻くことによる上記内側層の形成を行うことで、上記サイドウォールを得る工程、
（Ｂ）上記サイドウォールとこのタイヤの他の構成部材とを組み合わせて、ローカバーを得る工程、
及び
（Ｃ）上記ローカバーを、上記サイドウォールの外面と接触する第一要素と、この第一要素の半径方向内側においてこの第一要素と隣接しこのサイドウォールの外面と接触する第二要素とを備えるモールドで加圧及び加熱する工程
を含む。上記内側層が上記第一要素と第二要素との分割線に対応するシームより半径方向内側に位置するように、上記（Ａ）の工程において内側層が形成される。

好ましくは、上記第一要素がローカバーのトレッド面及びサイドウォールの外面と接触するセグメントであり、上記第二要素がローカバーのサイドウォールの外面と接触するサイドプレートである。

好ましくは、半径方向において、上記シームと上記内側層の外側端との距離は、２ｍｍ以上である。

本発明に係るタイヤの製造方法では、サイドウォールの外面と接触する第一要素と、この第一要素の半径方向内側においてこの第一要素と隣接しこのサイドウォールの外面と接触する第二要素とを備えるモールドが使用される。サイドウォールの内側層は、この第一要素と第二要素との境界（分割線）に対応する、ローカバーの外面上の位置（シーム）よりも半径方向内側に位置している。半径方向において、シームの位置及びその外側には、内側層と外側層との境界が存在しないため、この領域では、エアーの残留が抑制されている。この領域では、エアーの残留によるサイドウォールの表面の膨張が抑えられている。これは、第一要素と第二要素との間でのゴム噛みを効果的に防止する。このタイヤでは、サイドウォールでのゴム噛みが防止されている。

図１は、本発明に係る製造方法で製造されるタイヤの一例が示された断面図である。 図２は、本発明に係る製造方法で使用されるストリップが示された斜視図である。 図３は、図２のストリップを使用して、ドラム上にサイドウォールを形成する途中の様子が示された正面図である。 図４は、図３の方法でドラム上に形成されたサイドウォールが示された断面図である。 図５は、図４の一部が拡大された断面図である。 図６は、本発明に係る製造方法で使用されるモールドが示された平面図である。 図７は、図６のIIV－IIV線に沿った断面図である。

以下、適宜図面が参照されつつ、好ましい実施形態に基づいて本発明が詳細に説明される。

図１に、本発明に係る製造方法で製造される空気入りタイヤ２の一例が示されている。図１において、上下方向がタイヤ２の半径方向であり、左右方向がタイヤ２の軸方向であり、紙面との垂直方向がタイヤ２の周方向である。一点鎖線ＣＬは、タイヤ２の赤道面を表わす。このタイヤ２の形状は、トレッドパターンを除き、赤道面に対して対称である。

このタイヤ２は、トレッド４、サイドウォール６、チェーファー８、ビード１０、カーカス１２、ベルト１４、インナーライナー１６及びインスレーション１８を備えている。このタイヤ２は、チューブレスタイプである。このタイヤ２は、トラック、バス等に装着される。このタイヤ２は、重荷重用である。

図１に示されるとおり、サイドウォール６は、トレッド４の端から半径方向略内向きに延びている。このタイヤ２のサイドウォール６は、外側層２０と内側層２２とを備えている。

外側層２０の外面は、タイヤ２の外面の一部を形成している。外側層２０は、内側層２２の軸方向外側に位置する。外側層２０の半径方向内側端２４は、チェーファー８と接している。外側層２０は耐外傷性及び耐候性に優れる架橋ゴムからなる。

内側層２２は、外側層２０の軸方向内側に位置する。内側層２２は、外側層２０の軸方向内側面と接している。内側層２２の半径方向内側端２６は、ビード１０の軸方向外側に位置している。半径方向において、内側層２２の外側端２８は、外側層２０の外側端３０より内側に位置している。内側層２２は、外側層２０の外側端３０まで延びていない。内側層２２は、外側層２０よりも低発熱の架橋ゴムからなる。

このタイヤ２の製造方法は、
（１）ストリップを準備する工程、
（２）サイドウォール６を得る工程、
（３）ローカバーを得る工程
及び
（４）ローカバーを加圧及び加熱する工程
を含む。

上記（１）の工程では、サイドウォール６の形成に使用される帯状のストリップが準備される。詳細には、外側層２０用のゴム組成物から形成された第一ストリップと、内側層２２用のゴム組成物から形成された第二ストリップとが準備される。図２に、第一ストリップ３２が示されている。第二ストリップ３４は、第一ストリップ３２と同様の形状である。従って、図２は、第二ストリップ３４の図でもある。第一ストリップ３２及び第二ストリップ３４は、例えば原料となる未加硫のゴム組成物を押出機で連続して押出し、これを金口に通して所望の幅と厚みに成形することで形成される。第一ストリップ３２及び第二ストリップ３４の厚みＴは典型的には０．５ｍｍ以上２．０ｍｍ以下であり、これらの幅Ｗは典型的には５．０ｍｍ以上３０．０ｍｍ以下である。

上記（２）の工程では、図３で示されるドラム３６が使用される。第一ストリップ３２が、このドラム３６に供給される。第一ストリップ３２の先端３８がドラム３６の外周に載せられる。ドラム３６が回転するとともに、第一ストリップ３２を供給するヘッド（図示されず）がドラム３６の軸方向（図３の右方向）に移動される。これにより、図３で示されるように、ドラム３６の外周に第一ストリップ３２が螺旋状に巻かれる。これにより、外側層２０が形成される。この方法は、ストリップワインド法と称される。外側層２０は、ストリップワインド法により、形成される。

上記（２）の工程では、さらに、第二ストリップ３４がこのドラム３６に供給される。第二ストリップ３４の先端が外側層２０に載せられる。ドラム３６が回転するとともに、第二ストリップ３４を供給するヘッドがドラム３６の軸方向に移動する。これにより、外側層２０の外周に第二ストリップ３４が螺旋状に巻かれる。これにより、内側層２２が形成される。内側層２２は、ストリップワインド法により、形成される。これにより、サイドウォール６が得られる。

図４は、ドラム３６上に形成されたサイドウォール６が示された断面図である。図５は、図４の符号Ｅで示された領域が拡大された断面図である。図５で示されるように、この断面において、隣接する第一ストリップ３２の断面４０は、重なりを有している。第一ストリップ３２の巻き始めの位置及び巻き終わりの位置、並びにこの断面４０の重なり量（すなわち、第一ストリップ３２を巻き回すときの送り量）を調整することで、所望の形状の外側層２０が形成される。同様に、隣接する第二ストリップ３４の断面４２は、重なりを有している。第二ストリップ３４の巻き始めの位置及び巻き終わりの位置、並びに第二ストリップ３４を巻き回すときの送り量を調整することで、所望の形状の内側層２２が形成される。

なお、図４及び５のサイドウォール６と、図１のサイドウォール６とは同じではない。後述するとおり、図４及び５のサイドウォール６が架橋されて、図１のサイドウォール６となる。本明細書では、特に混乱することもないため、これらは共に「サイドウォール６」と称される。このタイヤ２の他の構成物材についても同様である。

上記（３）の工程では、サイドウォール６に、このタイヤ２の他の構成部材が組み合わされる。図４で示されるように、この実施形態では、このドラム３６で、チェーファー８が組み合わされる。図示されないが、他のドラムにおいて、インナーライナー１６、インスレーション１８、カーカス１２及びビード１０が組み合わされ、これがトロイダル状にシェーピングされる。これに、上記サイドウォール６とチェーファー８とが張り合わされる。さらにこの半径方向外側に、ベルト１４及びトレッド４が積層されて、ローカバーが形成される。この工程にて、ローカバーが得られる。

上記（４）の工程では、図６に示されたモールド４４が使用される。この図は、モールド４４の平面図である。図６において、矢印Ｘで示された方向が半径方向内向きであり、紙面に対して垂直な方向が軸方向であり、両矢印Ａで示された方向が周方向である。図７は、図６のVII－VII線に沿った断面図である。図７において、矢印Ｘで示された方向が半径方向内向きであり、矢印Ｙで示された方向が軸方向であり、紙面と垂直な方向が周方向である。図７には、上記（３）の工程で得られたローカバーＲも示されている。

モールド４４は、ローカバーＲの投入や得られたタイヤ２の取り出しのため、開閉可能となっている。このため、モールド４４は複数の要素で構成される。このモールド４４は、複数のセグメント４６と、一対のサイドプレート４８と、一対のビードリング５０とを備えている。図６に示されるように、セグメント４６の平面形状は、実質的に円弧状である。複数のセグメント４６が、リング状に配置されている。サイドプレート４８及びビードリング５０は、実質的にリング状である。

上記（４）の工程では、ローカバーＲは、モールド４４が開いた状態でこのモールド４４に入れられる。セグメント４６が図６のＸ方向に移動し、モールド４４が閉じられる。図７には、モールド４４が閉じられた状態が示されている。 図７に示されるように、この状態において、セグメント４６は、サイドプレート４８と接触する。サイドプレート４８は、セグメント４６の半径方向内側において、セグメント４６と隣接する。

図７において、符号Ｓで示されるのが、セグメント４６とサイドプレート４８との境界（セグメント４６とサイドプレート４８との分割線）に対応する、ローカバーＲの外面上の位置である。分割線に対応するローカバーＲの外面上の位置Ｓは、シームと称される。図１及び図４－５にも、シームＳが示されている。これらの図で示されるように、シームＳはサイドウォール６の外面上に位置する。換言すれば、セグメント４６はトレッド面及びサイドウォール６の外面と接触し、サイドプレート４８はセグメント４６の半径方向内側においてサイドウォール６の外面と接触する。

図１に示されるように、サイドウォール６の内側層２２は、シームＳより半径方向内側に位置している。半径方向において、シームＳの位置及びその外側には、内側層２２は存在しない。半径方向におけるシームＳの位置及びその外側では、サイドウォール６は外側層２０より構成されている。換言すれば、図５に示されるように、上記（２）の工程において、内側層２２は、シームＳより半径方向内側に位置するように、形成される。

上記（４）の工程では、ローカバーＲはモールド４４の中で加圧及び加熱される。加圧と加熱とにより、ローカバーＲのゴム組成物がキャビティ内を流動する。加熱によりゴムが架橋反応を起こし、タイヤ２が形成される。モールド４４が開かれて、タイヤ２がモールド４４から取り出される。これにてタイヤ２が得られる。

以下本発明の作用効果が説明される。

第一ストリップを巻き回して形成された外側層の表面は滑らかではないため、この外側層の上に第二ストリップを巻き回して内側層を形成したとき、外側層と内側層との間にはエアーが残り易い。外側層と内側層との間のエアーにより、ローカバーＲのサイドウォール表面が膨張することがある。図６で示されるように、ローカバーＲはモールド４４に入れられた後、セグメント４６がＸ方向に移動することで、モールド４４が閉じられる。サイドウォール表面の膨張により、セグメント４６とサイドプレート４８との間にサイドウォールのゴムを挟み込むこと（ゴム噛み）が起こりうる。

本発明に係るタイヤ２の製造方法では、サイドウォール６の内側層２２は、セグメント４６とサイドプレート４８の分割線に対応するシームＳよりも半径方向内側に位置している。半径方向において、シームＳの位置及びその外側には、内側層２２と外側層２０との境界は存在しない。この領域では、エアーの残留が抑制されている。この領域では、サイドウォール６の表面の膨張が抑えられている。これは、セグメント４６とサイドプレート４８との間でのゴム噛みを効果的に防止する。この方法では、サイドウォール６でのゴム噛みが防止されている。

サイドウォールの半径方向外側端の近辺では、構造上、外側層と内側層との間、及び内側層と内側層の内面と接触する他の構成部材との間にエアーが残留し易い。本発明に係るタイヤ２の製造方法では、半径方向において、シームＳの位置及びその外側には内側層２２と外側層２０との境界は存在しない。この製造方法では、サイドウォール６の半径方向外側端の近辺における、外側層２０と内側層２２との間でのエアーの残留が抑えられている。さらに、シームＳの位置及びその外側が外側層２０で構成されているため、この領域が外側層と内側層とで構成されたサイドウォールと比べて、軸方向におけるサイドウォール６の内面はなめらかである。これは、サイドウォール６の内面とこの内面と接触する他の構成部材との間のエアーの残留の防止に効果的に寄与する。この製造方法では、サイドウォール６の半径方向外側端の近辺における、サイドウォール６の内面側でのエアーの残留が効果的に抑えられている。

この製造方法では、外側層２０の外側端３０の位置と、内側層２２の外側端２８の位置とが一致していない。これらは、離れている。換言すれば、第一ストリップ３２の巻き終わりの位置と、第二ストリップ３４の巻き終わりの位置とが離れている。このため、サイドウォール６は、安定して精度よく形成できる。これはタイヤ２のユニフォミティに寄与する。この製造方法では、ユニフォミティに優れるタイヤ２が製造できる。

図１において、両矢印Ｌは、シームＳと内側層２２の外側端２８との半径方向距離を表す。この距離Ｌは、タイヤ２がモールド４４に入れられた状態で、計測される。距離Ｌは、２ｍｍ以上が好ましい。距離Ｌを２ｍｍとすることで、サイドウォール６でのゴム噛みが効果的に防止される。この観点から、距離Ｌは２．５ｍｍ以上がより好ましい。内側層２２を設けることの効果（この実施形態では、転がり抵抗の低減）を十分に発揮させるとの観点から、距離Ｌは５ｍｍ以下が好ましい。

本発明の他の実施形態に係るタイヤ２の製造方法は、
（１ａ）ストリップを準備する工程、
（２ａ）内側ローカバーを得る工程、
（３ａ）サイドウォール６を得る工程、
（４ａ）ローカバーＲを得る工程
及び
（５ａ）ローカバーＲを加圧及び加熱する工程
を含む。

上記（１ａ）の工程は、前述の（１）の工程と同じである。この工程において、外側層２０用のゴム組成物から形成された第一ストリップ３２と、内側層２２用のゴム組成物から形成された第二ストリップ３４とが準備される。

図示されないが、上記（２ａ）の工程ではドラムが使用される。このドラムにおいて、インナーライナー１６、インスレーション１８及びカーカス１２が積層される。さらに、このドラム上で、ビード１０及びチェーファー８が組み合わされ、内側ローカバーが得られる。

なお、上記（１ａ）の工程と（２ａ）の工程とは、どちらが先に実施されてもよい。次の（３ａ）の工程の前に、これらの工程が終了していればよい。

上記（３ａ）の工程では、上記ドラムに第二ストリップ３４が供給される。第二ストリップ３４の先端が内側ローカバーに載せられる。ドラムが回転するとともに、第二ストリップ３４を供給するヘッドがドラムの軸方向に移動する。これにより、内側ローカバーの外周に第二ストリップ３４が螺旋状に巻かれる。これにより、内側層２２が形成される。

上記（３ａ）の工程では、さらに、第一ストリップ３２がこのドラムに供給される。第一ストリップ３２の先端が、内側層２２又は内側ローカバーの所定の位置に載せられる。ドラムが回転するとともに、第一ストリップ３２を供給するヘッドがドラムの軸方向に移動する。これにより、内側層２２及び内側ローカバーの外周に、第一ストリップ３２が螺旋状に巻かれる。これにより、外側層２０が形成される。これにより、サイドウォール６が得られる。

上記（４ａ）の工程では、上記の内側ローカバー及びサイドウォール６に、このタイヤ２の他の構成部材が組み合わされる。この工程では、上記の内側ローカバー及びサイドウォール６がトロイダル状にシェーピングされ、この半径方向外側に、ベルト１４及びトレッド４が積層されて、ローカバーＲが形成される。この工程にて、ローカバーＲが得られる。

上記（５ａ）の工程は、前述の（４）の工程と同じである。この工程において、ローカバーＲはモールド４４に入れられる。このとき、セグメント４６とサイドプレート４８の分割線に対応するシームＳは、サイドウォール６の外面上に位置する。サイドウォール６の内側層２２は、シームＳより半径方向内側に位置している。換言すれば、上記（３ａ）の工程で、内側層２２は、シームＳより半径方向内側に位置するように、形成される。モールド４４内でローカバーＲが加圧及び加熱されて、タイヤ２が得られる。

このタイヤ２の製造方法では、サイドウォール６の内側層２２は、セグメント４６とサイドプレート４８の分割線に対応するシームＳよりも半径方向内側に位置している。半径方向において、シームＳの位置及びその外側には、内側層２２と外側層２０との境界は存在しない。この領域では、エアーの残留が抑制されている。この領域では、サイドウォール６の表面の膨張が抑えられている。これは、セグメント４６と、サイドプレート４８との間でのゴム噛みを効果的に防止する。この方法では、サイドウォール６でのゴム噛みが防止されている。

本発明のさらに他の実施形態では、上記（２ａ）の工程の後に、この内側ローカバーをシェーピングする工程を含む。このシェーピングした内側ローカバーに、第二ストリップ３４が巻かれることで内側層２２が形成され、さらに第一ストリップ３２が巻かれることで外側層２０が形成される。これによりサイドウォール６が形成される。このとき内側層２２は、シームＳより半径方向内側に位置するように、形成される。この実施形態では、上記（４ａ）と同様にしてローカバーＲが得られ、上記（５ａ）と同様にしてタイヤ２が得られる。

上述の実施形態では、モールド４４はセグメント４６とサイドプレート４８とを備えていた。モールドの構成は、これに限られない。サイドウォール６の外面と接触する第一要素と、第一要素の半径方向内側においてこの第一要素と隣接しサイドウォール６の外面と接触する第二要素とを備えるモールドであれば、本発明の対象となる。このとき、内側層２２は、第一要素と第二要素との境界線に対応するシームの位置より半径方向内側に位置するように、形成される。

以下、実施例によって本発明の効果が明らかにされるが、この実施例の記載に基づいて本発明が限定的に解釈されるべきではない。

［実施例１］
上記（１）から（４）の工程で、タイヤを製作した。内側層は、シームの半径方向内側に位置している。このときの距離Ｌは、３ｍｍとされた。

［比較例１］
半径方向において、内側層が、シームを越えて外側層の外側端まで延びていることの他は実施例１と同様にして、タイヤを製作した。

［エアー残り］
実施例１及び比較例１のそれぞれについて、タイヤを１００００本製作した。サイドウォール内部及びサイドウォール内側面と他の構成部材との間でのエアー残りの発生の有無が、Ｘ線により検査された。その結果、実施例１のエアー残りの発生率は、比較例１のエアー残りの発生率の３５％であった。

［サイドウォールでのゴム噛み］
上記で製作したタイヤについて、サイドウォールでのゴム噛みの発生の有無が目視で確認された。その結果、実施例１のゴム噛みの発生率は、比較例１のゴム噛みの発生率の１５％であった。

上記実施例の結果に示されるように、実施例の製造方法では、比較例の製造方法に比べて評価が高い。この評価結果から、本発明の優位性は明らかである。

以上説明された方法は、種々のタイヤの製造にも適用されうる。

２・・・タイヤ
４・・・トレッド
６・・・サイドウォール
８・・・チェーファー
１０・・・ビード
１２・・・カーカス
１４・・・ベルト
１６・・・インナーライナー
１８・・・インスレーション
２０・・・外側層
２２・・・内側層
２４・・・外側層の内側端
２６・・・内側層の内側端
２８・・・内側層の外側端
３０・・・外側層の外側端
３２・・・第一ストリップ
３４・・・第二ストリップ
３６・・・ドラム
３８・・・第一ストリップの先端
４０・・・第一ストリップの断面
４２・・・第二ストリップの断面
４４・・・モールド
４６・・・セグメント
４８・・・サイドプレート
５０・・・ビードリング

Claims (3)

1. サイドウォールがその外面を構成する外側層とこの外側層の軸方向内側に位置する内側層とを備える空気入りタイヤの製造方法であって、
   （Ａ）帯状の第一ストリップを螺旋状に巻くことによる上記外側層の形成及び帯状の第二ストリップを螺旋状に巻くことによる上記内側層の形成を行うことで、上記サイドウォールを得る工程、
   （Ｂ）上記サイドウォールとこのタイヤの他の構成部材とを組み合わせて、ローカバーを得る工程、
   及び
   （Ｃ）上記ローカバーを、上記サイドウォールの外面と接触する第一要素と、この第一要素の半径方向内側においてこの第一要素と隣接しこのサイドウォールの外面と接触する第二要素とを備えるモールドで加圧及び加熱する工程
   を含み、
   上記内側層が上記第一要素と第二要素との分割線に対応するシームより半径方向内側に位置するように、上記（Ａ）の工程において内側層が形成される、空気入りタイヤの製造方法。
2. 上記第一要素がローカバーのトレッド面及びサイドウォールの外面と接触するセグメントであり、上記第二要素がローカバーのサイドウォールの外面と接触するサイドプレートである、請求項１に記載の空気入りタイヤの製造方法。
3. 半径方向において、上記シームと上記内側層の外側端との半径方向距離が、２ｍｍ以上である請求項１又は２に記載の空気入りタイヤの製造方法。

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