JP6306975B2 - 空気入りタイヤの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、剛性中子を用いた空気入りタイヤの製造方法に関し、詳しくは成形不良を低減するための方法に関する。

従来、剛性中子を用いて空気入りタイヤを製造する方法が提案されている。剛性中子は、例えば、タイヤ内腔面を成形するための外表面を有する。剛性中子の外側には、インナーライナーゴム、インスレーションゴム（インナーライナーとカーカスプライとの間の接着性を高めるためのゴムで、以下同様である。）、及び、カーカスプライなどのタイヤ構成部材が順次貼り付けられて、生タイヤが形成される。生タイヤは、剛性中子とともに加硫されて、空気入りタイヤが成形される。

剛性中子を用いた空気入りタイヤの製造方法では、インナーライナーゴムやインスレーションゴムを作るために、幅の狭いリボン状の未加硫のゴムストリップが用いられる。剛性中子の外表面上にインナーライナーを形成するために、例えば、第１ゴムストリップが、一方のビード側から他方のビード側に向かう螺旋の向きで巻き付けられる。また、インナーライナーの両側の側面に左右一対のインスレーションゴムを形成するために、例えば、第２ゴムストリップが、他方のビード側から一方のビード側に向かう螺旋の向きで巻き付けられる。これらの際、剛性中子は、いずれも同一の方向に回転される。

しかしながら、上記のような方法では、第１ゴムストリップと第２ゴムストリップの螺旋の向きが互いに異なるため、第２ゴムストリップは、第１ゴムストリップと交差するように巻き付けられる。２つのゴムスリップの交差部分では、接着界面が凸凹化し、ゴムストリップ間に多くの空気が閉じ込められるという傾向がある。このようなゴムストリップ間の空気は、加硫時に成形不良をもたらし、タイヤの外観を悪化させるおそれがある。

関連する技術として、下記特許文献１が提案されているが、この技術は、剛性中子を用いた空気入りタイヤの製造方法ではない。

特開２０１１−３１５８２号公報

本発明は、上記問題点に鑑みなされたもので、成形不良を低減しうる空気入りタイヤの製造方法を提供することを主たる目的としている。

本発明は、タイヤ内腔面を成形するため外表面を有する剛性中子を用いた空気入りタイヤの製造方法であって、前記剛性中子の外側に、第１の配合の第１ゴムストリップを、中子周方向に螺旋状に巻き重ねることにより、前記第１ゴムストリップの側縁部が互いに重なり合う第１重複部を螺旋状に有する第１ゴム層を形成する工程と、前記第１ゴム層の外表面に、第２の配合の第２ゴムストリップを、前記第１ゴムストリップと同じ螺旋の向きに巻き重ねることにより、前記第２ゴムストリップの側縁部が互いに重なり合う第２重複部を螺旋状に有する第２ゴム層を形成する工程とを含み、前記第２ゴム層を形成する工程は、互いに隣り合う前記第１重複部の間に前記第２重複部を形成するように、前記第２ゴムストリップを巻き重ねることを特徴とする。

本発明の空気入りタイヤの製造方法において、前記第１ゴム層は、例えば、前記タイヤ内腔面を形成するインナーライナーであり、前記第２ゴム層は、例えば、タイヤ側面において、前記インナーライナーの外側に配されたインスレーション層である。

本発明の空気入りタイヤの製造方法において、前記第１ゴム層を形成する工程は、前記剛性中子のバットレス領域において、前記第１ゴムストリップの巻き重ねピッチを小さく変化させることにより、前記第１ゴム層の前記バットレス領域での厚さを大きくする工程を含むことができる。

本発明の空気入りタイヤの製造方法において、前記第２ゴム層を形成する工程は、互いに隣り合う前記第１重複部と前記第２重複部との間に隙間を設けるように、前記第２ゴムストリップを巻き重ねることができる。

本発明の空気入りタイヤの製造方法は、剛性中子の外側に、第１の配合の第１ゴムストリップを、中子周方向に螺旋状に巻き重ねることにより、第１ゴムストリップの側縁部が重なり合う第１重複部を螺旋状に有する第１ゴム層を形成する工程と、第１ゴム層の外表面に、第２の配合の第２ゴムストリップを、第１ゴムストリップと同じ向きに螺旋状に巻き重ねることにより、第２ゴムストリップの側縁部が重なり合う第２重複部を螺旋状に有する第２ゴム層を形成する工程とを含んでいる。しかも、第２ゴム層を形成する工程は、互いに隣り合う第１重複部の間に第２重複部が形成されるように、第２ゴムストリップを巻き重ねる。

以上のような製造方法によれば、第２ゴムストリップは、第１ゴムストリップと互いに平行、又は、それに近い角度で巻き重ねることができる。これにより、第１ゴムストリップと第２ゴムストリップとの交差を極力防ぎ、両者の接着界面を平坦化するのに役立つ。また、これらにより、第１ゴムストリップと第２ゴムストリップとの間に空気が閉じ込められるのを防ぐことができるため、加硫時の成形不良などを防止することができる。また、第１ゴム層と第２ゴム層との積層体の厚さの変化を小さくすることができる。これは、他の部材との接着性を向上させ、タイヤの生産性の向上に役立つ。

本発明の製造方法で作られた空気入りタイヤの一実施形態を示す断面図である。 本発明の製造方法で用いられる空気入りタイヤの製造装置の一実施形態を示す斜視図である。 インナーライナーを形成する工程を説明するための剛性中子の拡大断面図である。 インスレーション層を形成する工程を説明するための剛性中子の拡大断面図である。 図４の剛性中子の右側のビード成形面の部分拡大図である。 本発明の他の実施形態で形成されたインナーライナーを説明するための剛性中子の右半分の部分拡大図である。

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には、本発明の空気入りタイヤの製造方法で作られた空気入りタイヤ（以下、単に「タイヤ」と記載される場合がある。）１の右半分の子午線断面図が示されている。本実施形態の空気入りタイヤ１は、例えば、乗用車用として好適に利用され得る。

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のビードコア５に至るカーカスプライ６ａを有するカーカス６と、カーカス６のタイヤ半径方向外側かつトレッド部２の内部に配されたベルト層７と、カーカス６の内側に配されてタイヤ内腔面Ｓを形成するインナーライナー８と、カーカス６とインナーライナー８との間に配されたインスレーション層９とを含んでいる。本実施形態のインスレーション層９は、両側の各タイヤ側面Ｋにのみ配されており、トレッド部２等には設けられていない。

インナーライナー８は、空気非透過性に優れたゴム組成物から作られており、タイヤ内腔内の空気の漏出を抑制しうる。

インスレーション層９は、接着性に優れるゴム組成物からなり、例えば、天然ゴムを含むことが望ましい。インスレーション層９は、カーカス６とインナーライナー８との接着性を高め、ひいては、耐久性を向上させるのに役立つ。

図２には、本実施形態のタイヤ１の製造方法に用いられる製造装置１１の概略斜視図が示されている。図２に示されるように、製造装置１１は、例えば、タイヤ内腔面Ｓを形成する外表面を有する剛性中子１２と、剛性中子１２を支持する支持装置１３と、剛性中子１２に、幅の狭いリボン状のゴムストリップ１５、１６を連続して供給するアプリケータ１４とを含んでいる。アプリケータ１４は、製造時間を短縮するために、ゴムストリップ１５、１６それぞれに対応して複数設けられるのが望ましい。

支持装置１３は、床面等に設置された支持フレーム１３ａと、一端がこの支持フレーム１３ａに回転駆動可能に支持された水平な中心軸１３ｂとを含んで構成されている。この中心軸１３ｂの他端側には、剛性中子１２が片持ち状に接続されている。従って、中心軸１３ｂが回転駆動されることにより、剛性中子１２も、その中心軸回りで回転することができる。なお、中心軸１３ｂと剛性中子１２とは、取り外し自在な接続具を用いて固着されている。

剛性中子１２は、例えば、タイヤ周方向に並べられた複数の中子セグメント１７ａからなる略ドーナツ状の中子本体１７と、各中子セグメント１７ａをその外周面に保持する内筒部１８とを含んでいる。

中子本体１７の外表面には、各種のゴム部材が貼り付けられ、生タイヤが形成される。中子本体１７の外表面は、大きく分けて、タイヤ内腔面Ｓのうちトレッド部分を成形するトレッド成形面２４と、タイヤ内腔面Ｓのうちサイドウォール部分を成形するサイドウォール成形面２５と、タイヤ内腔面Ｓのうちビード部分を成形するビード成形面２６とを含む。

以上のような製造装置１１を用いた本実施形態の製造方法が説明される。
本実施形態のタイヤ１の製造方法は、図３に示されるように、第１の配合の第１ゴムストリップ１５を用いて第１ゴム層２０を形成する工程と、図４に示されるように、第２の配合の第２ゴムストリップ１６を用いて第２ゴム層２１を形成する工程とを含んでいる。これらのゴムストリップ１５、１６は、いずれも未加硫のもので、生タイヤの一部を構成する。

本実施形態では、以下の説明において、第１ゴム層２０は、インナーライナー８である場合を示し、第２ゴム層２１は、インスレーション層９である場合を示している。従って、第１ゴムストリップ１５には、空気非透過性能に優れたブチルゴム又はブチル系の配合が採用され、第２ゴムストリップ１６には、例えば、天然ゴムを主体とした良粘着性のゴム組成物からなる配合が採用される。

図３に示されるように、第１ゴム層２０としてのインナーライナー８を形成する工程は、中子本体１７の外表面２２に、第１ゴムストリップ１５を巻き重ねることにより実施される。

本実施形態では、先ず、第１ゴムストリップ１５の巻付け始端が、中子本体１７の一方側（右側）のビード成形面２６に固着される。この固着は、未加硫ゴムである第１ゴムストリップ１５自体の粘着性を利用して行われる。

次に、支持装置１３（図２に示される。）により、剛性中子１２を回転させるとともに、アプリケータ１４を中子本体１７の外表面２２に沿って矢印Ａの方向に所定の速度で移動させる。これにより、第１ゴムストリップ１５は、図３に矢印Ａで示される向きに、一方側のビード成形面２６から他方側（左側）のビード成形面２６へ向かう第１の螺旋の向きで、中子周方向に巻き付けられる。

このとき、例えば、アプリケータ１４の移動速度をコントロールすることにより、第１ゴムストリップ１５の幅方向の側縁部は、中子本体１７に既に巻き付けられた第１ゴムストリップ１５の側縁部に重なるように巻き付けられる。これにより、第１ゴムストリップ１５同士が互いに重なった第１重複部２７が形成される。この第１重複部２７は、第１ゴムストリップ１５に沿って螺旋状に連続して形成される。

本実施形態では、第１ゴムストリップ１５は、実質的に一定のピッチＰで巻き付けられている。このピッチＰは、例えば、剛性中子１２が一回転する毎に、第１ゴムストリップ１５が中子本体１７の外表面２２のラジアル方向に沿って移動する長さであり、第１ゴムストリップ１５の幅Ｗから第１重複部２７の幅ｔを差し引いた距離に近似する。第１重複部２７の幅ｔは、特に限定はされないが、例えば、第１ゴムストリップ１５の幅Ｗの４０％以下、好ましくは３０％以下程度に設定される。

次に、第１ゴムストリップ１５が他方側のビード成形面２６に至ると、剛性中子１２の回転が停止される。また、第１ゴムストリップ１５が切断される。これにより、中子本体１７の外側に、一方側のビード成形面２６から他方がのビード成形面２６に至るインナーライナー８が形成される。本実施形態のインナーライナー８は、連続する１本の第１ゴムストリップ１５で形成されている。

図４に示されるように、第２ゴム層２１であるインスレーション層９を形成する工程は、インナーライナー８の外表面の一方側（右側）及び他方側（左側）の側面に、それぞれ第２ゴムストリップ１６を巻き重ねることにより実施される。

先ず、一方側のインスレーション層９を形成する工程では、第２ゴムストリップ１６の巻付け始端が、インナーライナー８上かつ一方側のビード成形面２６の近くに固着される。このとき、第２ゴムストリップ１６は、例えば、第１重複部２７を覆うように固着されるのが望ましい。

次に、支持装置１３（図２に示される。）により、剛性中子１２を回転させるとともに、アプリケータ１４を中子本体の外表面に沿って矢印Ｂ１の方向に移動させる。この際、剛性中子１２の回転の向きは、第２ゴムストリップ１６が、第１ゴムストリップ１５と同じ第１の螺旋の向きで巻き重ねられるように設定される。これにより、第２ゴムストリップ１６は、図４に矢印Ｂ１で示される向き、即ち、第１ゴムストリップ１５の第１の螺旋の向きと同じ螺旋の向きで、一方側のビード成形面２６からタイヤ半径方向外側に巻き付けられる。本実施形態では、第２ゴムストリップ１６も、第１ゴムストリップ１５と同様、実質的に一定のピッチＰで巻き付けられる。

また、第２ゴムストリップ１６の側縁部は、インナーライナー８の上に既に巻き付けられた第２ゴムストリップ１６の側縁部に重ねられる。これにより、第２ゴムストリップ１６同士が互いに重なる第２重複部２８が形成される。この第２重複部２８は、インスレーション層９において、螺旋状に形成される。しかも、第２重複部２８は、インナーライナー８の互いに隣り合う第１重複部２７の間に形成される。換言すれば、第２重複部２８は、第１重複部２７に重ならないように形成される。

次に、第２ゴムストリップ１６がサイドウォール成形面２５のタイヤ半径方向外側領域であるバットレス２９付近に至ると、剛性中子１２の回転が停止される。そして、第２ゴムストリップ１６が切断される。これにより、連続する１本の第２ゴムストリップ１６で一方側のインスレーション層９が形成される。

以上のように、第２ゴムストリップ１６は、第１ゴムストリップ１５と互いに平行、又は、それに近い角度で巻き重ねることができる。これにより、第１ゴムストリップ１５と第２ゴムストリップ１６との交差を極力防ぎ、両者の接着界面を平坦化するのに役立つ。また、これらにより、第１ゴムストリップ１５と第２ゴムストリップ１６との間に空気が閉じ込められるのを防ぐことができるため、加硫時の成形不良などを防止することができる。また、インナーライナー８とインスレーション層９との積層体において、その厚さの変化を極力小さくすることができる。これは、他の部材との接着性を向上させ、タイヤの生産性の向上に役立つ。

なお、他方側のインスレーション層９についても、一方側のインスレーション層９と同様に形成される。即ち、第２ゴムストリップ１６の巻付け始端が、インナーライナー８上の他方側のバットレス２９に固着される。このとき、第２ゴムストリップ１６は、例えば、一方側と同様に、第１重複部２７を覆うように固着される。そして、支持装置１３（図２に示される。）により、剛性中子１２を回転させるとともに、アプリケータ１４を矢印Ｂ２の方向に移動させる。これにより、第２ゴムストリップ１６は、図４に矢印Ｂ２で示される向きに、第１ゴムストリップ１５の第１の螺旋の向きと同じ螺旋の向きで、他方側のバットレス２９から他方側のビード成形面２６へ巻き付けられる。これにより、連続する１本の第２ゴムストリップ１６で他方側のインスレーション層９が形成される。

第１ゴムストリップ１５及び第２ゴムストリップ１６の厚さは、巻付時に破断等が生じない程度の強度を得るために、例えば、０．５mm以上、また、螺旋状に巻き重ねて予め設定された断面形状を得るために、例えば、３．０mm以下であるのが望ましい。同様の観点より、第１ゴムストリップ１５及び第２ゴムストリップ１６の幅Ｗは、例えば、５〜５０mmの範囲であるのが望ましい。

図５には、図４の剛性中子１２の一方側（右側）のビード成形面２６付近の部分拡大図が示されている。図５に示されるように、インスレーション層９を形成する工程では、例えば、互いに隣り合う第１重複部２７と第２重複部２８との間に隙間３０が設けられるのが望ましい。この隙間３０は、第１重複部２７と第２重複部２８とが距離を隔てることで形成されている。隙間３０は、第１ゴムストリップ１５と第２ゴムストリップ１６との２層のみで形成されている部分である。隙間３０も、第１の螺旋の向きにそって螺旋状に形成されている。

隙間３０は、インスレーション層９の外側にカーカスプライ６ａ（図１に示される。）が配される際、インスレーション層９とカーカスプライ６ａとの間の空気を排出する連続した導通路となり得る。このような隙間３０は、第２ゴムストリップ１６とカーカスプライ６ａとの間に、空気が残存するのをより一層抑制するのに役立つ。また、隙間３０は、インスレーション層９の表面積を増加させるため、インナーライナー８とカーカスプライ６ａとをより一層強力に接着するのにも役立つ。

ところで、剛性中子１２は、側面視において円形であり、半径方向外側の周方向距離は、半径方向内側の周方向距離より大きい。このため、第１ゴムストリップ１５及び第２ゴムストリップ１６は、中子本体１７の外表面２２の側面又はインナーライナー８の外表面に巻き付けられる際、例えば、半径方向外側の側縁部が引き延ばされる一方、半径方向内側の側縁部が圧縮される。これにより、第１ゴムストリップ１５及び第２ゴムストリップ１６は、例えば、半径方向外側縁部の厚さが、半径方向内側縁部の厚さより小さくなる傾向がある。そこで、例えば、インナーライナー８を形成する工程において、第１ゴムストリップ１５を巻きつける螺旋のピッチＰを小さく変化させる工程を含ませることも望ましい。

例えば、曲率が大きいビード成形面２６又はサイドウォール成形面２５では、第１ゴムストリップ１５の前記ピッチＰをタイヤ半径方向内側ほど小さくして、第１重複部２７の幅ｔを大きくすることにより、第１ゴムストリップ１５の半径方向外側縁部の厚さが小さくなった場合でも、インナーライナー８の厚さをより均一に近づけ、強度が低下するのを防止することが望ましい。インスレーション層９を形成する工程においても、このような工程を採用することができる。

本実施形態の製造方法では、インスレーション層９が形成された後、インナーライナー８及びインスレーション層９の外側に、カーカスプライ６ａ（図１に示される。）が配される。本実施形態では、インナーライナー８とインスレーション層９とからなる積層体の厚さの変化が小さいため、この積層体とカーカスプライ６ａとの接着性が向上される。また、カーカスプライ６ａの貼り付けにより、隙間３０は押しつぶされる。この後、カーカスプライ６ａの外側に、ベルト層７（図１に示される。）等の他のタイヤゴム部材が配され、生タイヤ（全体不図示）が形成される。生タイヤは、剛性中子１２とともに金型で加硫されるて、空気入りタイヤ１が製造される。

図６には、本発明の他の実施形態で形成されたインナーライナー８の断面図であり、その一方側の部分拡大図が示されている。一般に、タイヤ１のバットレス２９の領域は、他所に比してゴム部材の厚さが小さく、その強度が比較的小さい傾向がある。図６の実施形態のインナーライナー８を形成する工程は、中子本体１７のバットレス領域２３に巻き付ける第１ゴムストリップ１５の巻き重ねピッチＰを小さく変化させる工程をさらに含んでいる。このような工程は、タイヤ１のバットレス２９におけるインナーライナー８の厚みを増し、そこでの強度を向上しうる。なお、図６の実施形態において、インスレーション層９を形成する工程は、第２ゴムストリップ１６の巻き重ねピッチＰを、第１ゴムストリップ１５の巻き重ねピッチＰと等しく変化させる工程（図示省略）をさらに含むのが望ましい。

上記各実施形態では、第１ゴム層２０が、インナーライナー８として形成され、第２ゴム層２１が、インスレーション層９として形成される場合について説明されたが、本発明は、これらの組み合わせに限定されるものではない。本発明は、例えば、少なくとも一部で隣接する２つのゴム部材の組み合わせに適用できるのは言うまでもない。

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。

本発明の製造方法により、インナーライナー及びインスレーション層を形成した乗用車用空気入りタイヤ（サイズ：２１５／４５Ｒ１７）が試作され、その性能がテストされた。また、比較例として、第１ゴムストリップを一方側から他方側に巻き重ねてインナーライナーを形成し、第２ゴムストリップを他方側から一方側に巻き重ねてインスレーション層を形成した乗用車用空気入りタイヤが試作された。テスト方法は次の通りである。

各試供タイヤが、１００本づつ試作され、検査官の肉眼により、タイヤ内腔面側に空気の残存による成形不良（へこみ等）の有無が視認された。その結果、比較例のタイヤでは、５５本のタイヤに空気の残存による成形不良が視認されたのに対し、実施例のタイヤでは、１本のタイヤにのみ成形不良が視認された。

１ 空気入りタイヤ
１２ 剛性中子
１５ 第１ゴムストリップ
１６ 第２ゴムストリップ
２０ 第１ゴム層
２１ 第２ゴム層
２７ 第１重複部
２８ 第２重複部

Claims (4)

1. タイヤ内腔面を成形するためビード成形面及びサイドウォール成形面を含む外表面を有する剛性中子を用いた空気入りタイヤの製造方法であって、
   前記剛性中子の外側に、第１の配合の第１ゴムストリップを、中子周方向に螺旋状に巻き重ねることにより、前記第１ゴムストリップの側縁部が互いに重なり合う第１重複部を螺旋状に有する第１ゴム層を形成する工程と、
   前記第１ゴム層の外表面に、第２の配合の第２ゴムストリップを、前記第１ゴムストリップと同じ螺旋の向きに巻き重ねることにより、前記第２ゴムストリップの側縁部が互いに重なり合う第２重複部を螺旋状に有する第２ゴム層を形成する工程とを含み、
   前記第２ゴム層を形成する工程は、互いに隣り合う前記第１重複部の間に前記第２重複部を形成するように、前記第２ゴムストリップを巻き重ね、
   前記ビード成形面及び前記サイドウォール成形面に前記第１ゴム層を形成する工程では、前記第１重複部の幅をタイヤ半径方向内側ほど大きくする工程を含むことを特徴とする空気入りタイヤの製造方法。
   
2. 前記第１ゴム層は、前記タイヤ内腔面を形成するインナーライナーであり、
   前記第２ゴム層は、タイヤ側面において、前記インナーライナーの外側に配されたインスレーション層である請求項１に記載の空気入りタイヤの製造方法。
3. 前記第１ゴム層を形成する工程は、前記剛性中子のバットレス領域において、前記第１ゴムストリップの巻き重ねピッチを小さく変化させることにより、前記第１ゴム層の前記バットレス領域での厚さを大きくする工程を含む請求項１又は２に記載の空気入りタイヤの製造方法。
4. 前記第２ゴム層を形成する工程は、互いに隣り合う前記第１重複部と前記第２重複部との間に隙間を設けるように、前記第２ゴムストリップを巻き重ねる請求項１乃至３のいずれかに記載の空気入りタイヤの製造方法。

Images