JP2007022045A - タイヤ製造用シェーピングブラダー及びタイヤ製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 設備の簡素化、設備コストの削減を図りつつ、タイヤ形状やサイズに関係なく、所定のプロファイルのタイヤを効率よく製造できるとともに、製品タイヤのユニフォミティ及び外観品質の向上を図れるようにする。
【解決手段】 螺旋巻きされた補強コード５が埋設されたシェーピングブラダー１の膨張により、その外周側に配置した生タイヤ基体１０をトロイダル状に変形させた後、シェーピングブラダー１をタイヤプロファイルに必要な形状に規制保持したままで、生タイヤ基体１０外周面への補強コード１３の巻き付け、その後、巻き付け補強コード１３の外周面上にトレッド構成部材１４を貼り付ける。
【選択図】 図６

Description

本発明は、タイヤ製造用シェーピングブラダー及びタイヤ製造方法に関し、特に、トレッド部の曲率半径が小さい自動二輪車用タイヤの製造に好適に用いられるものである。

自動二輪車用タイヤにおいては、車体を大きくバンクさせて旋回するという特性から、そのトレッド部は四輪用タイヤに比して曲率半径が非常に小さい円弧状プロファイルに形成されている。そのため、自動二輪車用の生タイヤのトレッドリングは、加硫後の製品タイヤのトレッドプロファイルに近似した小円弧状に成形されていることが要求される。

生タイヤを小円弧状のトレッドプロファイルに成形する方法として、従来、製品タイヤのトレッドプロファイル毎に、専用のプロファイルデッキを用い、このプロファイルデッキにより最終形状に近い形状に膨出された筒状の本体カバーの表面（外周面）上に補強コードを巻き付けるとともに、その補強コードの外周面上にトレッド構成部材をステッチダウンして貼り付けるというタイヤ製造方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。

また、図８（Ａ）に示すように、カーカスプライ、ビード、インナーライナ、サイドウォールを含めて予め円筒状に成型された生タイヤ基体５１を、シェーピングフォーマー５２に移し換えて両ビード部５３，５３を固定保持させ、この状態で、１枚のゴムシートまたは複数枚のゴムシートを貼り合わせた層構造のシェーピングブラダー５４の内部に流体圧を充填して前記生タイヤ基体５１の両ビード部５３，５３を軸方向に接近移動させながら、シェーピングブラダー５４を径外方へ膨張させることにより、前記生タイヤ基体５１をトロイダル状に変形させて、該生タイヤ基体５１をその半径方向の外側に待機させているトレッドゴムを含むトレッド構成部材５５にドッキングさせアッセンブリするというタイヤ製造方法も知られている。

さらに、前記の図８（Ａ）に示す製造方法に使用するシェーピングブラダーとして、ゴムシートの幅方向中央部で製品タイヤのトレッド部に相当する外周面（通称、クラウン部）に生タイヤ基体の周方向に対して傾斜するコードからなる複数の補強層をコードの傾斜方向が交差する状態に重ねて形成したものも従来より提案されている（例えば、特許文献２参照）。

特開２００３−１１８０１１号公報 特開２００４−１２２５９０号公報

しかしながら、特許文献１の製造方法の場合は、タイヤサイズ毎だけでなく、同一サイズであっても、タイヤプロファイルが異なる毎に専用のプロファイルデッキの使用が必要となる。よって、多種多様なサイズ、プロファイルのタイヤを製造する際、多種類のプロファイルデッキを作製準備し、それらを選択使用しなければならないために、設備コストが増大するだけでなく、生産効率も悪くてタイヤの製造コストの上昇原因につながるという問題がある。

また、図８（Ａ）に示す製造方法の場合は、シェーピングブラダー５４の膨張によりトロイダル状に変形される生タイヤ基体５１をその外側に待機させているトレッド構成部材５５にドッキングさせる際、前記シェーピングブラダー５４の膨張状態の形状を規制保持することができないために、トレッド構成部材５５内面の曲率半径ｒ１と生タイヤ基体５１の膨張部の曲率半径ｒ２とが合致しないで、両者５１，５５間にエアー溜まりｘが発生しやすい。
また、図８（Ｂ）に示すように、トレッド構成部材５５のエッジ部５５ｅが生タイヤ基体５１の外周面に接触して所定のドッキングが行えなくなったり、あるいは、無理やりドッキングさせることによって、前記エッジ部５５ｅが咬み込まれて生タイヤ基体５１の外周面にベア（凹状の傷）を生じるなど、製品タイヤのユニフォミティや外観品質の低下を招きやすいという問題がある。

さらに、特許文献２で示すような補強層が形成されたシェーピングブラダーを使用して図８（Ａ）で示すものと同様なドッキングを行う製造方法の場合も、シェーピングブラダー自体の形状を製品タイヤのトレッドプロファイルに規制保持することができないために、上記と同様の問題が生じる。即ち、所定どおりドッキングできなかったり、ドッキングできても生タイヤ基体５１とトレッド構成部材５５とのセンターずれ（オフセット）を起こしてベアを生じ、製品タイヤのユニフォミティや外観品質の低下は避けられない。

殊に、近年の車両高速化、高性能化に伴いタイヤに求められる運動特性の要求は一段と厳しくなっている。それにつれて、図９の点線で示す従来のものに比べて、図９の実線に示すように、製品タイヤのキャンバ値Ｌｙ／Ｌｘが大きくて曲率半径の小さいトレッドプロファイルになる傾向にあり、上述したような従来方法では成形できないサイズ、プロファイルのタイヤが増加している。

本発明は前記問題に鑑みてなされたもので、プロファイルデッキの使用が不要で設備の簡素化、設備コストの削減を図りつつ、タイヤ形状やサイズに関係なく、所定のプロファイルのタイヤを効率よく成形できるとともに、製品タイヤのユニフォミティ及び外観品質の向上を達成することができるタイヤ製造用シェーピングブラダー及びタイヤ製造方法を提供することを課題としている。

前記課題を解決するために、第１の発明として、カーカスプライ、ビード、インナーライナ、サイドウォールを含めて予め円筒状に成型された生タイヤ基体の内周側に配置され、内部への流体圧の充填に伴いシェーピングフォーマーのクランプに保持された生タイヤ基体の両ビード部を軸方向に接近移動させながら、径外方へ膨張させることにより、前記生タイヤ基体をトロイダル状に変形させるタイヤ成形用シェーピングブラダーであって、
ゴムシートの内部に周方向に略平行に螺旋巻きされた補強コードが埋設され、流体圧の充填により径外方へ膨張させたとき、所定のタイヤプロファイルに必要な形状を規制保持可能としていることを特徴とするタイヤ製造用シェーピングブラダーを提供している。

前記補強コードとしては、ポリエステル、ナイロン、ポリエチレン、レーヨン、芳香族ポリアミドなどの有機繊維もしくはスチールなどの金属またはそれら異種材料を撚り合わせた複合材料から構成されていることが好ましい。中でも、芳香族ポリアミドの使用が有効である。この芳香族ポリアミド製の補強コードを用いた場合は、ブラダー本体を膨張・収縮させる時の変形性（柔軟性）と膨張状態で所定のプロファイルに必要な形状を規制保持させるための剛性とを両立させることが可能であるとともに、繰り返し強度及び形状規制に対する耐久性にも優れている。

前記タイヤ製造用シェーピングブラダーを、ゴムシートの内部に周方向に略平行に螺旋巻きされた補強コードは、少なくとも製品タイヤのトレッド部における補強コードの幅以上の範囲に亘って埋設された構成とすることが好ましい。
前記構成とすると、生タイヤ基体を所定のプロファイルに必要な形状に変形させるように膨張・収縮させる時の柔軟性を確保しつつ、膨張状態では外部から作用する力に抗して所定のプロファイルに必要な形状を規制保持するに十分な剛性を、より発揮させることができる。これによって、タイヤ製造用シェーピングブラダー自体を、トレッドゴムを含むトレッド構成部材を貼り付け用のプロファイルデッキに共用することが可能となり、タイヤ成形設備の簡素化、設備コストの削減化に寄与することができる。

また、第２の発明として、ゴムシートの内部に周方向に略平行に螺旋巻きされた補強コードが少なくとも製品タイヤのトレッド部における補強コードの幅以上の範囲に亘って埋設されてなるシェーピングブラダーをシェーピングフォーマーのクランプに取り付けるとともに、このシェーピングブラダーの外周側に、カーカスプライ、ビード、インナーライナ、サイドウォールを含めて予め円筒状に成型された生タイヤ基体を、そのビード部が前記シェーピングフォーマーのクランプに固定される状態にセットし、
その後、前記シェーピングブラダーの内部に流体圧を充填して前記生タイヤ基体の両ビード部を軸方向に接近移動させながら、シェーピングブラダーを径外方へ膨張させることにより、前記生タイヤ基体をトロイダル状に変形させ、
しかる後、前記シェーピングブラダーを径外方への膨張により所定のタイヤプロファイルに必要な形状に規制保持したままで、トロイダル状に変形した生タイヤ基体の外周面に補強コードを巻き付け、
最後に、前記巻き付け補強コードの外周面上にトレッド構成部材を貼り付けることを特徴とするタイヤ製造方法を提供している。

前記シェーピングブラダーの補強コードとしては、ポリエステル、ナイロン、ポリエチレン、レーヨン、芳香族ポリアミドなどの有機繊維もしくはスチールなどの金属またはそれら異種材料を撚り合わせた複合材料から構成されていることが好ましい。

前記第２の発明によると、生タイヤ基体をトロイダル状に変形させるために用いるシェーピングブラダーが、膨張・収縮時の柔軟性並びに膨張状態で外部から作用する力に抗して所定のプロファイルに必要な形状を規制保持するに十分な剛性を備えているので、このシェーピングブラダー自体を、トレッドゴムを含むトレッド構成部材をステッチングやテープ巻等をして貼り付け用のプロファイルデッキに共用することが可能で、タイヤ成形設備の簡素化、設備コストの削減化を図ることができるだけでなく、所定プロファイルのタイヤを効率よく製造することができる。

また、シェーピングブラダーを径外方への膨張により所定のタイヤプロファイルに必要な形状に規制保持したままで、生タイヤ基体の外周面に直接、補強コードを巻き付けることで、従来のプロファイルデッキを用いる方法では巻き付けることができないようなプロファイルのきつい（曲率半径が非常に小さい）場合でも、容易に巻き付けることが可能でタイヤ形状やサイズに関係なく、プロファイル設計の自由度を広げることができる。
特に、プロファイルデッキを用いる方法では、補強コードとしてジョイントレスのものを使用しなければならないといったように、使用する補強コードの形態に制約がある。その理由は、ジョイントのある補強コードを使用すると、プロファイルデッキ自体が剛体であるために、ジョイント部分の重なりを吸収することができず、その結果、製品タイヤの径方向外側に凸が残存し、それがユニフォミティの悪化原因になるからである。
これに対し、第２の発明の場合は、ジョイント部分の重なりを膨張したシェーピングブラダー自体の変形により吸収することが可能であるから、補強コードとしてジョイントのあるものを使用したとしても、製品タイヤの径方向外側に凸が残存することがなく、加硫後の製品タイヤのユニフォミティ及び外観品質を向上することができる。

さらに、トレッド構成部材をステッチングやテープ巻きして貼り付けるので、トロイダル状に変形される生タイヤ基体をその半径方向の外側に待機させているトレッド構成部材にドッキングさせアッセンブリする従来方法の場合のように、エアー溜まりの発生及びトレッド構成部材のエッジ部が生タイヤ基体の外周面に接触し咬み込まれて生タイヤ基体の外周面にベア（凹状の傷）を生じるなどの問題も解消することができる。

以上の説明より明らかなように、第１の発明によれば、タイヤ製造用シェーピングブラダー自体を、トレッドゴムを含むトレッド構成部材の貼り付け用のプロファイルデッキに共用することができるので、多種多様なサイズ、プロファイルのタイヤを製造する際に、多種類のプロファイルデッキを作製準備し、それらを選択使用するといった必要が全くなく、タイヤ成形設備の簡素化、設備コストの削減化に寄与することができるのみならず、タイヤの生産効率を高めることができ、その結果、タイヤの製造コストの低減化に寄与することができる。

また、第２の発明によれば、第１の発明と同様に、シェーピングブラダー自体をプロファイルデッキに共用することが可能で、多種多様なサイズ、プロファイルのタイヤを製造する際の設備の簡素化、コストの削減化に寄与することができるとともに、タイヤの生産効率を高めることができるのはもとより、タイヤ形状やサイズに関係なく、プロファイル設計の自由度を広げることができる。
しかも、タイヤの補強コードとして、ジョイントレスのものに限らず、ジョイントのあるものを使用しても製品タイヤの径方向外側に凸が残存することを防ぐことができて、カーカスのような部材がジョイントを持つタイヤの成形（製造）にも有効に適用できる。加えて、トレッド構成部材を貼り付けるので、従来の製造方法では避けることができなかったエアー溜まりの発生やトレッド構成部材のエッジ部が生タイヤ基体の外周面に咬み込まれることに起因するベア（凹状の傷）の発生なども無くすることができ、製品タイヤのユニフォミティ及び外観品質の著しい向上を達成することができる。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。
第１の発明に係るタイヤ製造用シェーピングブラダー１は、図１に示すように、無負荷の自然状態で円筒状をなすブラダー胴部２の軸方向の両端に、該両端から径方向内方へ向けて小さい長さで折れ曲がるブラダー側部３，３を介して開口部４，４が形成されている。

このシェービングブラダー１は、上下のゴムシート１ａ，１ａ間に予めタイヤプロファイルに近い状態で周方向に略平行に螺旋巻きされた補強コード５を埋設してなる。
具体的には、前記補強コード５が、１ｍｍ程度の直径で且つ５〜１０ｍｍ程度の幅の５〜１０本のテープを周方向に３°以下、好ましくは、１°以下の角度に傾斜させて巻き付けられている。シェービングブラダー１は、前記補強コード５の上下にゴムシート１ａ，１ａを被覆コーティングすることにより作製されている。

前記補強コード５は、ポリエステル、ナイロン、ポリエチレン、レーヨン、芳香族ポリアミン（アラミド）などの有機繊維もしくはスチールなどの金属またはそれら異種材料を撚り合わせた複合材料のいずれかから構成してもよいが、中でも剛性が高い割りに変形しやすい柔軟性を併せもつ芳香族ポリアミンから構成されていることが最も好ましい。

また、前記補強コード５は、製品タイヤのトレッド部における補強コード（後述する）の幅以上の範囲Ｌに亘って埋設されている。この補強コード５の埋設範囲Ｌは、シェーピングブラダー１の全幅あるいはブラダー胴部２の全幅に亘る範囲であってもよいが、作製コストの点、並びに、シェーピングブラダー１を膨張・収縮させる時に変形しやすいようにする点からみて、製品タイヤのトレッド部における補強コードの幅に等しい範囲に埋設することが好ましい。

前記のように構成されたシェーピングブラダー１は、図２に示すように、タイヤ製造工程の一つ工程設備として設置されるシェーピングフォーマー６に取り付けられて用いられる。シェーピングフォーマー６の基本構成は周知であり、概要を説明すると、主軸７に串刺し状に保持されてその軸方向に相対近接、相対離反移動可能に構成された一対の可動ホイール８，８を有している。

前記シェーピングフォーマー６における可動ホイール８，８の外周部にはそれぞれインナクランプ９Ａとアウタクランプ９Ｂとからなるリング状のクランプ９が設けられている。また、そのクランプ９のアウタクランプ９Ｂには、後述する生タイヤ基体１０のビード部１１，１１を固定保持可能なビード保持部１２が備えられている。

前記シェーピングブラダー１は、そのブラダー側部３，３を、図３に明示するように、前記シェーピングフォーマー６におけるクランプ９のインナクランプ９Ａとアウタクランプ９Ｂ間に気密状態に固定保持することにより、円筒形を呈し、その内部への流体圧の充填に伴い径外方へ膨張可能であるようにシェーピングフォーマー６に取り付け可能とされている。一方、生タイヤ基体１０は、そのビード部１１，１１をシェーピングフォーマー６におけるビード保持部１２，１２に固定保持させることにより、前記シェーピングブラダー１の外周側に配置されてシェーピングフォーマー６に取り付け可能とされている。

なお、生タイヤ基体１０は、カーカスプライ、ビードコア、ビードエーペックスゴム、インナーライナゴム、サイドウォールゴムを含めて、予めドラム状フォーマー（周知であるため、図示省略する）などにより円筒状に成形されている。

次に、上述したような構成のシェーピングブラダー１を使用する第２の発明に係るタイヤ製造方法を、工程順に区別して説明する。

第１工程：
まず、シェーピングブラダー１のブラダー側部３，３を、図３で示したとおり、前記シェーピングフォーマー６におけるクランプ９のインナクランプ９Ａとアウタクランプ９Ｂ間に気密状態に固定保持するとともに、このシェーピングブラダー１の外周側において生タイヤ基体１０のビード部１１，１１をシェーピングフォーマー６におけるビード保持部１２，１２に固定保持させるようにセットする。このとき、シェーピングブラダー１の内部から流体圧を抜いて収縮させることにより、このシェーピングブラダー１の径を生タイヤ基体１０の径よりも小さくしている。

第２工程：
その後、前記シェーピングブラダー１の内部に、例えば１００ｋＰａ以下、好ましくは、４０〜８０ｋＰａの低流体圧を充填してシェーピングフォーマー６における可動ホイール８，８の軸方向への相対近接移動に伴い前記生タイヤ基体１０のビード部１１，１１を軸方向に接近移動させながら、シェーピングブラダー１のブラダー胴部２を径外方へ膨張させる。これにより、図４に示すように、前記生タイヤ基体１０をトロイダル状に変形させる。

第３工程：
その後、シェーピングブラダー１を径外方への膨張により所定のタイヤプロファイルに必要な形状に規制保持したままで、図５に示すように、トロイダル状に変形された生タイヤ基体１０の外周面にタイヤ用の補強コード１３を巻き付ける。このとき、トロイダル状に変形された生タイヤ基体１０の外周面への巻き付けであるので、タイヤプロファイルがきつい（曲率半径が非常に小さい）場合でも、補強コード１３及び生タイヤ基体１０のゴム同士の粘着性によって容易かつ自由に巻き付けることが可能である。かつ、タイヤ形状やサイズに関係なく、タイヤプロファイルの設計自由度を広げることができる。
また、補強コード１３として、ジョイントのある補強コードを使用する場合であってもそのジョイント部分の重なりをシェーピングブラダー１自体の変形により吸収することができる。よって、補強コードとしてジョイントのあるものを使用したとしても、製品タイヤの径方向外側に凸が残存することがなく、製品タイヤのユニフォミティ及び外観品質の低下を無くすることができる。

第４工程：
最後に、前記巻き付け補強コード１３の外周面上に、図６に示すように、トレッドゴムを含むトレッド構成部材１４を、ステッチャー１５を用いて貼り付ける。
このようにトレッド構成部材１４をステッチダウンして貼り付けるので、従来の製造方法では避けることができないトレッド構成部材のエッジ部が生タイヤ基体１０の外周面に咬み込まれることに起因するベア（凹状の傷）の発生や、エアー溜まりの発生なども無くすることができ、製品タイヤのユニフォミティ及び外観品質の著しい向上を達成することができる。

以上の第１〜第４工程を経て所定のプロファイルに成形された生タイヤ基体１０及びトレッド構成部材１４を、シェーピングフォーマー６から取り外した後、加硫機の金型内に装填して加硫成形することにより、例えば図７に示すように、タイヤ赤道点ＰＣからトレッド端Ｐｅまでのタイヤ軸方向の距離Ｌｘと半径方向の距離Ｌｙとの比であるキャンバ値Ｌｙ／Ｌｘが、例えば０．３以上で四輪車用タイヤに比して曲率半径が小さなトレッドプロファイルの自動二輪車用タイヤＴを製造することができる。

なお、前記実施の形態では、製品タイヤが自動二輪車用タイヤである場合を例示したが、四輪車用タイヤの製造に適用してもよいこともちろんである。

第１の発明に係るタイヤ製造用シェーピングブラダーの無負荷自然状態の断面図である。 第１の発明に係るタイヤ製造用シェーピングブラダーを使用するシェーピングフォーマーの概要構成を示す断面図である。 第２の発明に係るタイヤ製造方法の第１工程を説明する要部の縦断正面図である。 第２の発明に係るタイヤ製造方法の第２工程を説明する要部の縦断正面図である。 第２の発明に係るタイヤ製造方法の第３工程を説明する要部の縦断正面図である。 第２の発明に係るタイヤ製造方法の第４工程を説明する要部の縦断正面図である。 第２の発明に係る製造方法によって成形され製造された自動二輪車用タイヤの一例を示す断面図である。 （Ａ）は、従来の製造方法を説明する要部の縦断正面図、（Ｂ）はその製造方法の問題点を説明する要部の拡大断面図である。 近年の車両高速化、高性能化に対応する製品タイヤのプロファイルを示す線図である。

符号の説明

１ シェーピングブラダー
１ａ ゴムシート
５ 螺旋巻き補強コード
６ シェーピングフォーマー
９ クランプ
１０ 生タイヤ基体
１１ ビード部
１３ タイヤ補強コード
１４ トレッド構成部材
Ｔ 製品タイヤ

Claims (5)

1. カーカスプライ、ビード、インナーライナ、サイドウォールを含めて予め円筒状に成型された生タイヤ基体の内周側に配置され、内部への流体圧の充填に伴いシェーピングフォーマーのクランプに保持された生タイヤ基体の両ビード部を軸方向に接近移動させながら、径外方へ膨張させることにより、前記生タイヤ基体をトロイダル状に変形させるタイヤ製造用シェーピングブラダーであって、
   ゴムシートの内部に周方向に略平行に螺旋巻きされた補強コードが埋設され、流体圧の充填により径外方へ膨張させたとき、所定のタイヤプロファイルに必要な形状を規制保持可能としていることを特徴とするタイヤ製造用シェーピングブラダー。
2. 前記補強コードは、少なくとも製品タイヤのトレッド部における補強コードの幅以上の範囲に亘って埋設されている請求項１に記載のタイヤ製造用シェーピングブラダー。
3. 前記補強コードが、有機繊維もしくは金属またはそれらの複合材料から構成されている請求項１または請求項２に記載のタイヤ製造用シェーピングブラダー。
4. ゴムシートの内部に周方向に略平行に螺旋巻きされた補強コードが少なくとも製品タイヤのトレッド部における補強コードの幅以上の範囲に亘って埋設されているシェーピングブラダーを、シェーピングフォーマーのクランプに取り付けるとともに、該シェーピングブラダーの外周側に、カーカスプライ、ビード、インナーライナ、サイドウォールを含めて予め円筒状に成型された生タイヤ基体を、そのビード部が前記シェーピングフォーマーのクランプに固定される状態にセットし、
   その後、前記シェーピングブラダーの内部に流体圧を充填して前記生タイヤ基体の両ビード部を軸方向に接近移動させながら、シェーピングブラダーを径外方へ膨張させることにより、前記生タイヤ基体をトロイダル状に変形させ、
   その後、前記シェーピングブラダーを径外方への膨張により所定のタイヤプロファイルに必要な形状に規制保持したままで、トロイダル状に変形した生タイヤ基体の外周面に補強コードを巻き付け、
   最後に、前記巻き付け補強コードの外周面上にトレッド構成部材を貼り付けることを特徴とするタイヤ製造方法。
5. 前記タイヤは、自動二輪車用タイヤである請求項４に記載のタイヤ製造方法。

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