JP5462817B2

JP5462817B2 - 空気入りタイヤの製造方法

Info

Publication number: JP5462817B2
Application number: JP2011034908A
Authority: JP
Inventors: 典克中田
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 2011-02-21
Filing date: 2011-02-21
Publication date: 2014-04-02
Anticipated expiration: 2031-02-21
Also published as: CN102642318B; CN102642318A; JP2012171183A

Description

本発明は、長尺な巾狭帯状のコード入りテープから定寸切りされるテープ切断片を、剛性中子上でカーカスプライを介して順次貼り付けることにより、ベルトプライを形成するベルトプライ形成工程を含む空気入りタイヤの製造方法に関する。

近年、タイヤのユニフォミティを向上させるために、例えば、仕上がりタイヤのタイヤ内腔形状に近い外形を有する剛性中子を用い、この剛性中子の外表面に、カーカスプライおよびベルトプライを含む未加硫のタイヤ構成部材を順次貼り付けることにより生タイヤを形成する生タイヤ形成工程を有する空気入りタイヤの製造方法が提案されている（下記特許文献１、２参照。）。

しかし図９（Ａ）に示すように、剛性中子ａは、タイヤ内腔形状に近い外形を有するため、そのトレッド形成面部ａ１は、凸円弧状に湾曲した丸い輪郭形状を有している。従って、従来のタイヤ製造方法のように、ベルトコードｂ１を長さ方向に対して角度θ（通常１０〜４０°）で傾斜させた幅広帯状のプライ材料ｂを、剛性中子ａ上で周方向に巻き付けた場合には、前記プライ材料ｂのタイヤ軸方向両側部が剛性中子ａから大きく離間してしまう。そのため図９（Ｂ）に示すように、このプライ材料ｂの両側部を、ステッチローラｃで押さえ付けて剛性中子ａに沿わせて絞り込む所謂ステッチダウンが必要となる。

しかし前記絞り込みを行った場合、プライ材料ｂの両側部に皺や波打ちなどの歪みが発生し、剛性中子によるユニフォミティの向上効果が充分に達成されないという問題を招く。又ベルトプライは、タイヤのカテゴリやタイヤサイズに応じて、ベルトコードの傾斜の角度θ、及びタイヤ軸方向巾が相違するため、それに応じた種類のプライ材料ｂを準備する必要がある。そのため多種類の中間部材の在庫が発生するなど、多品種少量生産の傾向が強いタイヤの生産に大きな不利を招く。

特開平１１−２５４９０６号公報特開２００６−１６０２３６号公報

そこで本発明は、巾狭帯状のコード入りテープから定寸切りされるテープ切断片を、その長さ方向をタイヤ周方向に対して角度θで傾けながら剛性中子上で順次貼り付けることにより、各テープ切断片がタイヤ周方向に並列されたベルトプライを形成することを基本として、ベルトプライの両側部での歪みの発生を招くことなく、ベルトプライを剛性中子の輪郭形状に沿って形成でき、剛性中子によるユニフォミティの向上効果を高く発揮させうるとともに、中間部材の在庫の発生を抑えて生産効率を向上させうる空気入りタイヤの製造方法を提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、本願請求項１の発明は、トレッド部からサイドウォール部をへてビード部に至る少なくとも１枚のカーカスプライと、このカーカスプライの半径方向外側かつトレッド部の内部に配される少なくとも１枚のベルトプライとを具えるトロイド状の空気入りタイヤの製造方法であって、外表面に空気入りタイヤの内腔面を形成するタイヤ形成面を設けたトロイド状の剛性中子を用い、該剛性中子のタイヤ形成面上に、カーカスプライとベルトプライとを含む未加硫のタイヤ構成部材を順次貼り付けることにより生タイヤを形成する生タイヤ形成工程を具え、前記生タイヤ形成工程は、前記剛性中子のタイヤ形成面上に、カーカスプライを介してベルトプライを形成するベルトプライ形成工程を含み、前記ベルトプライ形成工程は、互いに平行に引き揃えたベルトコードの配列体をゴム被覆して、テープ巾１０〜５０ｍｍの巾狭帯状の未加硫のコード入りテープを製造するテープ形成ステップと、前記コード入りテープを、その長さ方向前端から、前記長さ方向に対して角度θで順次切断して平行四辺形状のテープ切断片を形成する切断ステップと、切断された前記テープ切断片を、前記剛性中子に供給する搬送ステップと、前記テープ切断片を、その長さ方向をタイヤ周方向に対して前記角度θと実質的に等しい角度αで傾けながら前記剛性中子のタイヤ形成面上にカーカスプライを介して順次貼り付けることにより、各テープ切断片がタイヤ周方向に並列されたベルトプライを形成する貼付けステップとを具え、前記貼付けステップは、前記剛性中子をその軸心廻りで回転させながら、該剛性中子をその軸心方向に平行移動させるとともに、前記テープ切断片を、その長さ方向に沿った直線状に前記剛性中子に供給して前記剛性中子に螺旋巻きする工程を繰り返し、タイヤ周方向で隣り合うテープ切断片の側縁同士を、ベルトプライ外端では互いに突き合わせ、かつトレッド中央側では間隔を有して離間させるものであり、前記テープ形成ステップ及び前記搬送ステップは、前記切断テープが前記剛性中子に供給される前記長さ方向の上流側で行われることを特徴としている。

本発明は叙上の如く、巾狭帯状のコード入りテープから切断されたテープ切断片を用い、このテープ切断片を、その長さ方向をタイヤ周方向に対して角度θで傾けながら剛性中子上にカーカスプライを介して順次貼り付けている。前記テープ切断片は、巾狭であるため、絞り込みを要することなく、剛性中子に沿わせて貼り付けることができ、ベルトプライの両端部での歪みの発生を抑制しうる。

又ベルトプライでは、タイヤ軸方向外端側での周長とトレッド中央側での周長との周長差が大きくなるが、本発明では、タイヤ周方向で隣り合うテープ切断片の側縁同士を、ベルトプライ外端では互いに突き合わせ、かつトレッド中央側では離間させることで前記周長差を吸収している。即ち、テープ切断片の側縁部同士が重なる段差状の重なり部が形成されていない。もし重なり部が形成された場合、この重なり部によって剛性段差を招くため応力が集中しやすくなり、ベルト端剥離などの損傷の起点となって耐久性を低下させる傾向を招く。従って本発明では、重なり部を形成しないことで、前記耐久性の低下を抑制できる。しかもベルトプライ外端では側縁同士を突き合わせているため、トレッド中央側での間隔を最小限に抑えることができ、コード配列の不均一を抑え、前述のベルトプライ両端部での歪みの抑制と相俟って、剛性中子によるユニフォミティの向上効果を高く発揮させることができる。

又、テープ切断片の切断長さ、及びテープ切断片の周方向に対する貼り付け角度を違えることで、ベルトプライの巾及びベルトコード角度を自在に変化させることができる。そのため、一種類のコード入りテープによって、種々のカテゴリやサイズのタイヤのベルトプライを形成することが可能となり、中間部材の在庫の発生を防止でき、多品種少量生産の傾向が強いタイヤを効率よく生産することができる。

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断面図である。生タイヤ形成工程を示す断面図である。加硫工程を示す断面図である。ベルトプライ形成工程を示す平面図である。その側面図である。（Ａ）、（Ｂ）はコード入りテープ、及びテープ切断片を示す平面図である。テープ切断片によるベルトプライの形成状態を示す部分平面図である。テープ切断片の貼り付け方法を示す説明図である。（Ａ）、（Ｂ）は従来の問題点を示す説明図である。

以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。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１の一例を示す断面図であって、前記空気入りタイヤ１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に至るカーカス６と、このカーカス６の半径方向外側かつトレッド部２の内部に配されるベルト層７とを具える。

前記カーカス６は、カーカスコードをラジアル配列させた少なくとも１枚、本例では１枚のカーカスプライ６Ａから形成される。このカーカスプライ６Ａは、前記ビード部４、４間を跨るトロイド状をなすとともに、その両端は、本例の場合、各ビード部４に配されるビードコア５の廻りで折り返されることなく該ビードコア５内に挟まれて係止されている。具体的には、前記ビードコア５は、タイヤ軸方向内外のコア片５ｉ、５ｏからなり、この内外のコア片５ｉ、５ｏ間で前記カーカスプライ６Ａの両端部が狭持されている。

前記内外のコア片５ｉ、５ｏは、非伸張性のビードワイヤ５ａをタイヤ周方向に複数回巻き付けることにより形成される。このとき、外のコア片５ｏでは、内のコア片５ｉに比し、ビードワイヤ５ａの巻回数を例えば１．２〜２．０倍程度大とし、内のコア片５ｉよりも剛性を大とするのが好ましい。これにより、ビードワイヤ５ａの総巻回数を規制しながらビード部４の曲げ剛性を相対的に高めることができ、操縦安定性などの向上に役立つ。なお図中の符号８は、ゴム硬度が例えば８０〜１００度の硬質のゴムからなるビードエーペックスであり、各コア片５ｉ、５ｏから先細状に立ち上がり、ビード剛性を高める。なお本明細書においてゴム硬度は、ＪＩＳ−Ｋ６２５３に基づきデュロメータータイプＡにより、２３℃の環境下で測定したデュロメータＡ硬さを意味する。

又前記ベルト層７は、ベルトコードをタイヤ周方向に対して例えば１０〜３５゜のコード角度で配列した少なくとも１枚、本例では２枚のベルトプライ９、９から形成される。このベルト層７は、各ベルトコードがプライ９、９間相互で交差することにより、ベルト剛性を高め、トレッド部２の略全巾をタガ効果を有して強固に補強している。

又カーカス６の内側には、タイヤの内腔面１Ｓをなす薄いインナーライナ１０が配される。このインナーライナ１０は、例えばブチルゴム、ハロゲン化ブチルゴム等の非空気透過性のゴムからなり、タイヤ内腔内に充填される充填空気を気密に保持する。又前記カーカス６の外側には、サイドウォール部３の外面をなすサイドウォールゴム１１が、又ベルト層７の半径方向外側にはトレッド部２の外面をなすトレッドゴム１２がそれぞれ配されている。

次に、前記空気入りタイヤ１の製造方法を説明する。
この製造方法は、図２に略示するように、前記空気入りタイヤ１の内腔面１Ｓの形状に実質的に一致し、この内腔面１Ｓを形成するタイヤ形成面２０Ｓを外表面に設けたトロイド状の剛性中子２０を用い、該剛性中子２０のタイヤ形成面２０Ｓ上に、カーカスプライ６Ａおよびベルトプライ９、９を含む未加硫のタイヤ構成部材を順次貼り付けることにより生タイヤ１Ｎを形成する生タイヤ形成工程Ｋａと、図３に略示するように、前記生タイヤ１Ｎを、前記剛性中子２０ごと加硫金型２１内に投入して加硫成形する加硫工程Ｋｂとを含んで構成される。

前記生タイヤ形成工程Ｋａは、前記剛性中子２０のタイヤ形成面２０Ｓ上に、カーカスプライ６Ａを介してベルトプライ９を形成するベルトプライ形成工程を含んで構成される。厳密には、前記生タイヤ形成工程Ｋａは、前記剛性中子２０のタイヤ形成面２０Ｓで、インナーライナ１０形成用の部材を貼り付けるインナーライナ形成工程、カーカスプライ６Ａ形成用の部材を貼り付けるカーカスプライ成形工程、ビードコア５形成用の部材を貼り付けるビードコア形成工程、ビードエーペックス８形成用の部材を貼り付けるビードエーペックス形成工程、ベルトプライ９形成用の部材を貼り付ける前記ベルトプライ形成工程、サイドウォールゴム１１形成用の部材を貼り付けるサイドウォール成形工程、トレッドゴム１２形成用の部材を貼り付けるトレッド成形工程等を含んで構成される。

このうち、前記ベルトプライ形成工程以外の工程には、剛性中子２０を用いた周知の種々の方法が適宜採用でき、従って本明細書では、ベルトプライ形成工程のみを以下に説明する。

前記ベルトプライ形成工程では、図４、５に示すように、巾狭帯状の未加硫のコード入りテープＴを順次切断してテープ切断片Ｔｐを形成する切断ステップＳ１と、切断された前記テープ切断片Ｔｐを、前記剛性中子２０のタイヤ形成面２０Ｓ上にカーカスプライ６Ａを介して順次貼り付ける貼付けステップＳ２とを具える。なお図４、５では便宜上、タイヤ形成面２０Ｓ上に先に形成されたカーカスプライ６Ａは、省略して描かれている。

前記コード入りテープＴは、図６（Ａ）に示すように、互いに平行に引き揃えたベルトコード１３の配列体がトッピングゴムによってゴム被覆されたテープ巾Ｗｔが１０〜５０ｍｍの範囲の巾狭帯状体であり、その両側縁Ｅ１は、前記ベルトコード１３と平行をなす。このコード入りテープＴは、本例では、前記図４、５の如く、供給手段２２から搬送コンベヤ２３を介して切断位置Ｊまで搬送される。前記供給手段２２としては、例えば搬送コンベヤ２３の上流側にフェスツーン２４を介して設置されるテープ形成装置２５が採用できる。このテープ形成装置２５は、複数本のベルトコード１３を平行に整列して供給するコードスタンド２５Ａと、供給されたベルトコード１３にゴム引きしてコード入りテープＴを成形するゴム押出機２５Ｂとから構成される。なお供給手段２２としては、前記テープ形成装置２５に代えて、予め形成したコード入りテープＴのロール体からコード入りテープＴを巻き戻し可能に保持するロールスタンドを用いることもできる。

また前記搬送コンベヤ２３は、本例ではベルトコンベヤであって、コード入りテープＴを切断位置Ｊまで搬送する上流側のコンベヤ２３Ａと、前記切断位置で切断手段２６によって切断されたテープ切断片Ｔｐを剛性中子２０に供給する下流側のコンベヤ２３Ｂとを具える。

そして前記切断ステップＳ１では、前記切断手段２６を用い、搬送されたコード入りテープＴを、その長さ方向Ｆの前端から長さ方向Ｆに対して角度θで順次切断することにより、平行四辺形状のテープ切断片Ｔｐを形成する。前記角度θは、加硫形成後の前記空気入りタイヤ１におけるベルトコード１３の前記コード角度（本例では１０〜３５゜）に実質的に一致する。なお前記切断手段２６として周知構造のものが好適に採用しうる。

次に、前記貼付けステップＳ２では、切断された前記テープ切断片Ｔｐを、その長さ方向Ｆをタイヤ周方向に対して前記角度θと実質的に等しい角度αで傾けながら、前記剛性中子２０のタイヤ形成面２０Ｓ上にカーカスプライ６Ａを介して順次貼り付ける。これにより、図７に示すように、各テープ切断片Ｔｐが、タイヤ一周に亘り、タイヤ周方向に並列されたベルトプライ９が形成される。

テープ切断片Ｔｐの貼り付け方法としては、例えば図８に示すように、前記剛性中子２０をその軸心２０ｉ廻りで回転させながら、該剛性中子２０をその軸心２０ｉ方向に平行移動させ、前記テープ切断片Ｔｐをリード角αで周方向に螺旋巻きすることにより行いうる。詳しくは、前記コンベヤ２３Ｂ先端の切断片供給位置Ｑから、前記テープ切断片Ｔｐをその長さ方向Ｆに沿って一定速度で供給する。又前記剛性中子２０は、この剛性中子２０の周方向（タイヤ周方向に相当する。）が、前記長さ方向Ｆに対して前記角度θと実質的に等しい角度αとなる傾斜状態Ｙで、しかも切断片供給位置Ｑが前記軸心２０ｉを通る垂直な子午断面Ｎ上に位置する状態で保持される。そして前記剛性中子２０を、その軸心２０ｉ廻りで一定速度Ｖ１（周速度）で回転させながら、その軸心２０ｉ方向に一定速度Ｖ２で平行移動させる。このとき、比Ｖ２／Ｖ１＝ tanα とすることにより、前記テープ切断片Ｔｐをタイヤ周方向に対して前記角度αで傾けて貼り付けることができる。

又前記貼付けステップＳ２では、前記図７に示す如く、タイヤ周方向で隣り合うテープ切断片Ｔｐ、Ｔｐの側縁Ｅ１同士を、ベルトプライ外端９Ｅでは互いに突き合わせ、かつトレッド中央側では間隔Ｄを有して離間させている。なお前記「突き合わせ」には、前記側縁Ｅ１、Ｅ１間の間隔Ｄｅが０ｍｍとなって完全に接触している状態の他に前記間隔Ｄｅが１．０ｍｍ以下となって実質的に接触している状態を含む。

このようにベルトプライ形成工程では、テープ切断片Ｔｐが巾狭であるため、絞り込みを要することなく剛性中子２０に沿わせて貼り付けることができ、ベルトプライ９の両端部での歪みの発生を抑制しうる。しかも、タイヤ周方向で隣り合うテープ切断片Ｔｐの側縁Ｅ１、Ｅ１同士を、ベルトプライ外端９Ｅでは互いに突き合わせ、かつトレッド中央側では間隔Ｄを有して離間させ、これによってベルトプライ９の外端側とトレッド中央側との間の周長差を吸収している。従って、ベルトプライ外端９Ｅに、テープ切断片Ｔｐの重なり部が形成されることがなく、この重なり部を起点とした剥離損傷などを抑制できる。しかもベルトプライ外端９Ｅでは側縁Ｅ１同士を突き合わせているため、トレッド中央側での間隔Ｄを最小限に抑えることができ、コード配列の不均一を抑え、前述のベルトプライ両端部での歪みの抑制と相俟って、剛性中子２０によるユニフォミティの向上効果を高く発揮させることができる。

ここで、前記コード入りテープＴのテープ巾Ｗｔが５０ｍｍを越えると、前記テープ切断片Ｔｐが剛性中子２０に沿いにくくなって、ベルトプライ９が多角形化する傾向となり、しかもトレッド中央側での間隔Ｄが大きくなってコード配列が不均一化する。そのため、タイヤのユニフォミティーに悪影響を招く。しかも前記間隔Ｄが大きくなることで、生タイヤ形成時、この間で空気溜まりが発生する恐れを招く。又テープ巾Ｗｔが１０ｍｍを下回ると、細すぎて貼り付け時に蛇行しやすく、ユニフォミティーの悪化原因となるとともに、蛇行によって重なり部が発生して耐久性の悪化原因ともなりうる。又貼り付け工数が増えるため、製造効率の低下を招く。

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、本発明は図示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。

図１に示す内部構造を有する空気入りタイヤ（タイヤサイズ１７５／６５Ｒ１４）を、剛性中子を用いた本発明の製造方法に基づいて表１の仕様にて試作するとともに、各試供タイヤのユニフォミティー、耐久性、及びエアー残りについてテストした。又比較のため、図９に示すように、幅広帯状のプライ材料を用い、このプライ材料を剛性中子上で周方向に一周巻きし、かつそのタイヤ軸方向両側部をステッチダウンする従来法によってベルトプライを形成したタイヤを比較例１として製造し、実施例と比較した。又比較例２、３、実施例１〜３は、テープ切断片のテープ巾Ｗｔのみ相違し、ベルトプライ外端において、テープ切断片の側縁間は突き合わせている（Ｄｅ＝０）。又比較例４では、ベルトプライ外端において、テープ切断片の側縁間は、重なり巾２ｍｍで重ね合わされている。なお各タイヤとも、表１に記載以外は、実質的に同構成である。

（１）ユニフォミティー：
タイヤユニフォーミティ試験機を用い、ＪＡＳＯＣ６０７：２０００の「自動車用タイヤのユニフォミティー試験方法」に準拠して、ＲＦＶを測定した。結果はタイヤ２０本の平均値（Ｎ）を求め、比較例１を１００とする指数で表示した。数値が小さいほど良好である。

（２）耐久性
リム（５．５Ｊ×１４）、内圧（２００ｋＰａ）、タイヤ速度（８０ｋｍ／ｈ）、縦荷重（５．３７ｋＮ）の条件に、ドラム試験機上を走行し、トレッド部に、ベルトプライに起因する損傷が発生するまでの走行距離を調べた。評価は、比較例１の走行距離を１００とする指数で表示しており、数値が大きいほど良好である。なお指数１００は、走行距離３００００ｋｍを完走しても損傷しなかったことを意味する。

（３）エアー残り
それぞれ３０本のタイヤを形成し、エアー残りが生じたタイヤの発生率を比較した。

表の如く、実施例のタイヤは、耐久性の低下を招くことなく、かつエアー残りなどの形成不良を招くことなく、ユニフォミティーを向上しうるのが確認できる。

１空気入りタイヤ
１Ｎ生タイヤ
１Ｓ内腔面
２トレッド部
３サイドウォール部
４ビード部
６Ａカーカスプライ
９ベルトプライ
９Ｅベルトプライ外端
１３ベルトコード
２０剛性中子
２０Ｓタイヤ形成面
Ｅ１側縁
Ｋａ生タイヤ形成工程
Ｓ１切断ステップ
Ｓ２貼付けステップ
Ｔコード入りテープ
Ｔｐテープ切断片

Claims

トレッド部からサイドウォール部をへてビード部に至る少なくとも１枚のカーカスプライと、このカーカスプライの半径方向外側かつトレッド部の内部に配される少なくとも１枚のベルトプライとを具えるトロイド状の空気入りタイヤの製造方法であって、
外表面に空気入りタイヤの内腔面を形成するタイヤ形成面を設けたトロイド状の剛性中子を用い、該剛性中子のタイヤ形成面上に、カーカスプライとベルトプライとを含む未加硫のタイヤ構成部材を順次貼り付けることにより生タイヤを形成する生タイヤ形成工程を具え、
前記生タイヤ形成工程は、前記剛性中子のタイヤ形成面上に、カーカスプライを介してベルトプライを形成するベルトプライ形成工程を含み、
前記ベルトプライ形成工程は、互いに平行に引き揃えたベルトコードの配列体をゴム被覆して、テープ巾１０〜５０ｍｍの巾狭帯状の未加硫のコード入りテープを製造するテープ形成ステップと、
前記コード入りテープを、その長さ方向前端から、前記長さ方向に対して角度θで順次切断して平行四辺形状のテープ切断片を形成する切断ステップと、
切断された前記テープ切断片を、前記剛性中子に供給する搬送ステップと、
前記テープ切断片を、その長さ方向をタイヤ周方向に対して前記角度θと実質的に等しい角度αで傾けながら前記剛性中子のタイヤ形成面上にカーカスプライを介して順次貼り付けることにより、各テープ切断片がタイヤ周方向に並列されたベルトプライを形成する貼付けステップとを具え、
前記貼付けステップは、前記剛性中子をその軸心廻りで回転させながら、該剛性中子をその軸心方向に平行移動させるとともに、前記テープ切断片を、その長さ方向に沿った直線状に前記剛性中子に供給して前記剛性中子に螺旋巻きする工程を繰り返し、タイヤ周方向で隣り合うテープ切断片の側縁同士を、ベルトプライ外端では互いに突き合わせ、かつトレッド中央側では間隔を有して離間させるものであり、
前記テープ形成ステップ及び前記搬送ステップは、前記切断テープが前記剛性中子に供給される前記長さ方向の上流側で行われることを特徴とする空気入りタイヤの製造方法。