JP2008254383A - 生タイヤの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】湾曲状のサイドゴムを所定位置に精度良く貼着し、タイヤのユニフォミティーを向上させる。
【解決手段】生タイヤ成形用フォーマ２０に設けるターンアップブラダ２７の外表面のサイドゴム巻回領域２７Ｓに、クリンチゴム１４とサイドウォールゴム１３とが一体接合された帯状のサイドゴム１５を巻回して円筒状サイドゴム１５Ａを形成するサイドゴム巻回工程Ｋ１を含む。前記サイドゴム巻回領域２７Ｓは、ドラム軸心からの半径Ｒがタイヤ軸方向外側に向かって段階的または連続的に増加する傾斜部２８からなり、しかもこの傾斜部２８のタイヤ軸方向外端の半径Ｒｏと、内端の半径Ｒｉとの半径差Ｒｏ−Ｒｉを１．７〜９．２ｍｍの範囲、かつ前記傾斜部２８のタイヤ軸方向の巾Ｗを５５〜１００ｍｍとした。
【選択図】図６

Description

本発明は、クリンチゴムとサイドウォールゴムとが一体接合されたサイドゴムを、ターンアップブラダ上で円筒状に巻き付ける際の巻き付け精度を向上でき、タイヤのユニフォミティーを高めうる生タイヤの製造方法に関する。

ラジアル構造のタイヤでは、ベルト層のコード角度が小であるため、カーカスプライをトロイド状にシェーピングさせた後に、前記ベルト層を貼着することが必要となる。従ってラジアルタイヤには、一般に、カーカスプライ等を巻き付けてタイヤ本体を円筒状に成形する第１フォーマーと、この円筒状のタイヤ本体をトロイド状にシェーピングしかつそのクラウン部分に、ベルト層を含むトレッド構成部材を貼着して生タイヤを成形する第２フォーマーとを用いた所謂ツーステージ成形法が広く採用される。

そして前記第１フォーマーａは、図１０に示すように、カーカスプライｄが円筒状に巻回される縮径可能な中央ドラムｂと、その両外側に配されるターンアップブラダｃ１を有する巻上げ手段ｃとを具え、下記の手順によって前記タイヤ本体ｅが形成される。まず、
（１） 前記ターンアップブラダｃ１の収縮状態において、その外表面上で、クリンチゴムｆ１とサイドウォールゴムｆ２とが一体接合された帯状のサイドゴムｆを巻回して円筒状に形成する；
（２） カーカスプライｄを前記中央ドラムｂの外周面上で巻回して円筒状に形成する；
（３） 前記円筒状のカーカスプライｄのタイヤ軸方向両外側部に、ビードコアｇをセットする；
（４） 前記ターンアップブラダｃ１を膨張させ、前記カーカスプライｄにおけるビードコアｇからのはみ出し部分ｄ１を、サイドゴムｆとともに巻き上げる。

しかしながら、前記サイドゴムｆをなすクリンチゴムｆ１は、タイヤのリムずれを防止しするために耐摩耗性に優れることが必要であり、そのため未加硫状態においても高い粘弾性を有している。これ対してサイドウォールゴムｆ２はサイドウォール部におけるしなやかさを実現するために、未加硫状態においても柔らかであるなど低い粘弾性を有している。従って、このような物性の異なるゴムｆ１、ｆ２が一体に押出成形される前記サイドゴムｆは、図１１に誇張して示すように、クリンチゴム側が引けた湾曲状に変形する傾向がある。その結果、このサイドゴムｆを、ターンアップブラダｃ１上に巻回したとき、その側縁ｆｅがタイヤ軸方向に変動するなど所定位置に正確に貼着することが困難となり、タイヤのユニフォミティー、特にＬＦＶを悪化させるという問題が生じる。

そこで本発明は、前記ターンアップブラダにおいて、サイドゴムを巻回する領域であるサイドゴム巻回領域を、傾斜部として形成することを基本として、湾曲状のサイドゴムを、その側縁がタイヤ軸方向に変動するのを抑えて所定位置に精度良く貼着することができ、タイヤのユニフォミティーを向上させうる生タイヤの製造方法を提供することを目的としている。

特開２００２−５２６２２号公報

前記目的を達成するために、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のビードコアに至るカーカスプライからなるカーカスと、該カーカスの外側に配されかつ前記サイドウォール部の外側面をなすサイドウォールゴムと、このサイドウォールゴムの下端に連なり前記ビード部の外側面をなすリムずれ防止用のクリンチゴムとを具える生タイヤの製造方法であって、
カーカスプライを外周面上で巻回して円筒状カーカスプライを形成する縮径可能な中央ドラムと、
この中央ドラムの両外側に配され、前記円筒状カーカスプライの軸方向両外側部にセットされるビードコアよりも軸方向外側にはみ出すはみ出し部分を、膨張によって巻き上げるターンアップブラダを有する巻上げ手段とを具える生タイヤ成形用フォーマを用い、
前記クリンチゴムとサイドウォールゴムとが一体に接合された帯状のサイドゴムを、前記ターンアップブラダの外表面のサイドゴム巻回領域にて巻回して円筒状サイドゴムを形成するサイドゴム巻回工程と、
このサイドゴム巻回工程の後、カーカスプライを前記中央ドラムの外周面上で巻回して円筒状カーカスプライを形成するカーカスプライ巻回工程と、
前記円筒状カーカスプライのタイヤ軸方向両外側部に、ビードコアをセットするコアセット工程と、
前記ターンアップブラダを膨張することにより、前記円筒状カーカスプライの前記はみ出し部分を、前記円筒状サイドゴムとともに巻き上げるターンアップ工程とを含むとともに、
前記サイドゴム巻回領域は、前記ターンアップブラダの外表面のドラム軸心からの半径がタイヤ軸方向外側に向かって段階的または連続的に増加する傾斜部からなり、しかもこの傾斜部のタイヤ軸方向外端の半径Ｒｏと、内端の半径Ｒｉとの半径差Ｒｏ−Ｒｉを１．７〜９．２ｍｍの範囲、かつ前記傾斜部のタイヤ軸方向の巾Ｗを５５〜１００ｍｍとしたことを特徴としている。

又請求項２の発明では、前記半径差Ｒｏ−Ｒｉと前記巾Ｗとの比（Ｒｏ−Ｒｉ）／Ｗは、０．０３０〜０．０９３の範囲であることを特徴としている。

本発明は叙上の如く、サイドゴムが巻回されるターンアップブラダ外表面のサイドゴム巻回領域を、その半径がタイヤ軸方向外側に向かって増加する傾斜部で形成するとともに、この傾斜部の勾配を所定範囲に規制している。このような傾斜部は、円錐状をなすため平面に展開したとき、前記サイドゴムと同様の扇状に湾曲する。即ちサイドゴムの歪み（湾曲状の変形）を吸収でき、その側縁がタイヤ軸方向に変動するのを抑えうるなど、サイドゴムを所定位置に精度良く巻き付けることが可能となる。

以下、本発明の実施の一形態を、図示例とともに説明する。図１は本発明の製造方法による生タイヤを用いて形成された空気入りタイヤを示す断面図、図２はその生タイヤの製造に用いる生タイヤ成形用フォーマを示す側面図である。

図１に示すように、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のビードコア５に至るカーカス６と、該カーカス６の外側に配されかつ前記サイドウォール部３の外側面３Ｓをなすサイドウォールゴム１３と、このサイドウォールゴム１３の下端に連なり前記ビード部４の外側面４Ｓをなすリムずれ防止用のクリンチゴム１４とを少なくとも具える。

前記カーカス６は、カーカスコードをタイヤ周方向に対して例えば７０〜９０°の角度で配列した１枚以上、本例では１枚のカーカスプライ９から形成される。このカーカスプライ９は、前記ビードコア５、５間に跨るプライ本体部９ａの両側に、前記ビードコア５の廻りでタイヤ軸方向内側から外側に折り返されるプライ折返し部９ｂを一連に具える。そして、該プライ本体部９ａとプライ折返し部９ｂとの間には、前記ビードコア５から半径方向外方に向かって先細状にのびるビード補強用のビードエーペックスゴム８が配される。なお前記カーカス６の半径方向外側かつトレッド部２の内方には、ベルトコードをタイヤ周方向に対して例えば１０〜４０°の角度で配列した２枚以上、本例では２枚のベルトコードプライ７Ａ、７Ｂからなるベルト層７が配される。このベルト層７は、前記ベルトコードがプライ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を強固に補強する。

又前記クリンチゴム１４は、耐摩耗性に優れる高弾性のゴムからなり、本例ではビードヒール部分Ｂｈからリムフランジ１８の上端を半径方向外方に超えた高さ位置まで立ち上がるクリンチ本体１４Ａのみで形成された場合を例示している。しかしこのクリンチ本体１４Ａに、ビード底面をなすクリンチ底部（図示しない）を延設することもできる。又前記クリンチゴム１４の半径方向外端には、前記クリンチゴム１４よりもゴム硬度が小な柔軟なゴムからなる前記サイドウォールゴム１３が連設される。

次に、前記空気入りタイヤ１における生タイヤの製造方法を説明する。
本実施形態の製造方法では、図２に示す生タイヤ成形用フォーマ２０を用い、図８に示すサイドゴム巻回工程Ｋ１と、カーカスプライ巻回工程Ｋ２と、コアセット工程Ｋ３と、ターンアップ工程Ｋ４とを行うことにより、タイヤ本体１７を円筒状に形成する。その後、従来と同様、この円筒状のタイヤ本体１７を、図９に示す如く周知の第２フォーマーＦに移し替え、該タイヤ本体１７をトロイド状にシェーピングするとともに、そのクラウン部分に、前記ベルト層７、トレッドゴム２Ｇ等のトレッド構成部材からなるトレッドリング１６を貼着することで生タイヤが形成される。

前記生タイヤ成形用フォーマ２０は、本例では、所謂シングルステージの成形フォーマであって、図２に示すように、縮径可能な中央ドラム２１と、その両外側に配される巻上げ手段２３とを具える。

前記中央ドラム２１はドラム軸２４に回転自在に支持される円筒状体であって、図３に示すように、周方向に等分割された複数個のセグメント２５からなるとともに、各セグメント２５は、リンク機構やシリンダ機構等を用いた周知構造の縮径手段（図示しない）によって、半径方向に進退可能に支持される。本例では、前記中央ドラム２１が所謂コラップスタイプのドラムである場合を例示している。具体的には、各セグメント２５は、半径方向線に対して例えば３０〜６０度の角度θで傾斜する周方向端面２５Ｓを有し、隣り合う各端面２５Ｓが互いに突き合わされて外周面２１Ｓが真円状に接続される非縮径状態Ｙ１と、隣り合う周方向端面２５Ｓが半径方向内外に位置ズレして折り畳まれることにより前記外周面２１Ｓの直径が実質的に減じる縮径状態Ｙ２との間を半径方向に移動できる。

次に、前記巻上げ手段２３は、図４に示すように、前記ドラム軸２４に取り付く円筒状のブラダ受け金具２６と、このブラダ受け金具２６に保持されるターンアップブラダ２７とを具える。なお前記ブラダ受け金具２６には、その外周面に、ターンアップブラダ２７を保持するブラダ受け面２６Ｓを具える。

又前記ターンアップブラダ２７は、周知の如く、ゴムなどの弾性材料からなる膨張可能な袋状体であり、膨張前である通常時は、前記ブラダ受け面２６Ｓ上に、略円筒状に折り畳まれた収縮状態Ｚ１で保持されるとともに、高圧空気の流入によってトロイド状に膨張する。なおターンアップブラダ２７は、その空気流入出口２７Ｈの一方、他方の口縁部２７Ｈｅがタイヤ軸方向内外に位置を隔てて前記ブラダ受け金具２６に固定されるとともに、この口縁部２７Ｈｅ、２７Ｈｅ間に、前記ブラダ受け金具２６に設ける空気流路２６ｊが開口している。

そして、前記サイドゴム巻回工程Ｋ１では、前記４、６、８に示すように、前記収縮状態Ｚ１のターンアップブラダ２７の外表面上のサイドゴム巻回領域２７Ｓに、帯状のサイドゴム１５を巻き付けることにより、円筒状サイドゴム１５Ａを形成する。前記サイドゴム１５は、二層ゴム押出機を用いて、前記クリンチゴム１４とサイドウォールゴム１３とが一体に押出し成形された一体押出成形体であり、前記クリンチゴム１４とサイドウォールゴム１３とのゴム物性の相違によって、前記サイドゴム１５は、図５に誇張して示すように、クリンチゴム１４側に引けが生じ、クリンチゴム側である内側縁１５ａの長さがサイドウォールゴム側である外側縁１５ｂの長さに比して小となる扇状に湾曲変形する。

そこで本発明では、図６（Ａ）に誇張して示すように、前記サイドゴム巻回領域２７Ｓを、ターンアップブラダ２７の外表面のドラム軸心からの半径Ｒがタイヤ軸方向外側に向かって順次増加する傾斜部２８にて形成している。本例では、この傾斜部２８が、前記半径Ｒがタイヤ軸方向外側に向かって連続的に傾斜する傾斜面２９として形成される場合を例示している。

この傾斜部２８からなるサイドゴム巻回領域２７Ｓは、円錐状をなすため、図６（Ｂ）の如く平面に展開したときの展開面２７Ｓ１は、前記サイドゴム１５と同様、サイドゴム巻回領域２７Ｓのタイヤ軸方向内側の側縁２７Ｓａが、外側の側縁２７Ｓｂに比して小となる扇状湾曲面となる。

そして、前記傾斜部２８のタイヤ軸方向外端２８ｏの半径Ｒｏと、内端２８ｉの半径Ｒｉとの半径差（Ｒｏ−Ｒｉ）を１．７〜９．２ｍｍの範囲、かつ前記傾斜部２８のタイヤ軸方向の巾Ｗを５５〜１００ｍｍとすることで、サイドゴム１５の湾曲による歪みを、充分に吸収することができ、サイドゴム１５を所定位置に精度良く貼着することが可能となる。

ここで、前記サイドゴム１５の湾曲変形の度合いは、サイドゴム１５の巾、ゴム物性の差などによって大きく変化するが、その外側縁１５ｂの湾曲による曲率半径ｒＧは、およそ３５００〜１２０００ｍｍの範囲内となることが、本発明者の研究の結果判明した。

他方、前記傾斜部２８では、その展開面２７Ｓ１におけるの前記側縁２７Ｓｂの曲率半径ｒＤは、下記の式（１）で導き出すことができる。
ｒＤ＝［Ｒｏ×√｛（Ｒｏ−Ｒｉ）^２＋Ｗ^２｝］／［｛２×（Ｒｏ−Ｒｉ）｝］ ----（１）
そして、この式（１）に、実際に用いるドラム径であるＲｏ等のデータを代入して演算することにより、該曲率半径ｒＤが前述の範囲（３５００〜１２０００ｍｍ）となるための前記巾Ｗ、及び半径差（Ｒｏ−Ｒｉ）の範囲を導き出すことができる。

前記半径差（Ｒｏ−Ｒｉ）が１．７ｍｍ未満では、前記傾斜部２８の展開面２７Ｓ１における湾曲が過小となるため、歪みの吸収効果が低下し、サイドゴム１５の貼着精度を充分に向上することができない。又半径差（Ｒｏ−Ｒｉ）が９．２ｍｍを越えると、逆に前記展開面２７Ｓ１における湾曲の度合いが、サイドゴム１５よりも過大となって、サイドゴム１５の貼着精度の低下を招く。又前記傾斜部２８のタイヤ軸方向の巾Ｗが１００ｍｍを越える場合には、前記展開面２７Ｓ１における湾曲の度合いがサイドゴム１５に比して過小となり、逆に５５ｍｍ未満では、前記展開面２７Ｓ１における湾曲の度合いがサイドゴム１５に比して過大となるため、貼着精度の低下を招く。

このような観点から、前記半径差Ｒｏ−Ｒｉと巾Ｗとの比（Ｒｏ−Ｒｉ）／Ｗで定義される前記傾斜部２８の傾斜の度合いは、０．０３０〜０．０９３の範囲であることが、貼着精度の向上のために好ましい。

ここで、前記傾斜部２８は、本例では、前記ブラダ受け面２６Ｓの一部に傾斜を設けることにより形成されるが、前記ブラダ受け面２６Ｓを円筒面とし、前記ターンアップブラダ２７のゴム厚さを変化させることにより前記傾斜部２８を形成することもできる。前記傾斜部２８として、本例では、前記半径Ｒが連続的に変化する直線状の傾斜面２９として形成される場合を例示しているが、図７に示すように、段階的に変化する段差部３０ａを複数段有するステップ面３０とすることもできる。斯かる場合には、巻き付け時のサイドゴム１５と傾斜部２８との滑りを抑制しうるため、貼着精度の向上により好ましいものとなる。なお前記段差部３０ａの形成数は、３以上さらには５以上が好ましい。

そして、このサイドゴム巻回工程Ｋ１が行われた後、前記図８に示すように、従来の製造方法と同様の前記カーカスプライ巻回工程Ｋ２、コアセット工程Ｋ３、及びターンアップ工程Ｋ４が行われる。

前記カーカスプライ巻回工程Ｋ２は、前記中央ドラム２１の外周面２１Ｓ上で、シート状のカーカスプライ９を巻き付けて円筒状カーカスプライ９Ａを形成する工程である。前記円筒状カーカスプライ９Ａでは、その軸方向両外側部９Ａ１が前記中央ドラム２１の両端から軸方向外方に突出する。又この外側部９Ａ１は、次工程Ｋ３に先駆け、所謂フィンガ等によって半径方向内側に引き下げられ、前記サイドゴム１５と粘着される。なお前記カーカスプライ９として、本例では、その内面に、ブチルゴムなどの耐空気透過性ゴムからなるインナーライナゴムを積層した積層シートを使用しているが、このカーカスプライ９に先駆けてインナーライナゴムを巻き付けても良く、又トッピングゴムに耐空気透過性ゴムを用いてインナーライナゴムの機能を持たせた一層のカーカスプライ９を巻き付けても良い。

次に前記コアセット工程Ｋ３では、カーカスプライ９Ａの前記両外側部９Ａ１上に、ビードエーペックスゴム８付きのビードコア５をセットする。このビードコア５は、前記カーカスプライ９Ａを介して、前記中央ドラム２１の外端面に当接する位置まで挿入され、従って、カーカスプライ９Ａの外側部９Ａ１には、セットされるビードコア５よりも軸方向外側にはみ出すはみ出し部分９Ａ１ａが形成される。

次に前記ターンアップ工程Ｋ４では、前記ターンアップブラダ２７を高圧空気の流入によって膨張させる。これにより、前記カーカスプライ９Ａの前記はみ出し部分９Ａ１ａを、前記円筒状サイドゴム１５Ａとともに半径方向外側に巻き上げる。なお前記膨張するターンアップブラダ２７は、本例では、シリンダー等を用いた補助具３１によってさらにタイヤ軸方向内側に押し付けられ、前記巻き上げられたサイドゴム１５Ａ等を、ビードコア５、５間のカーカスプライ９Ａに押し付けて貼着する。これにより円筒状のタイヤ本体１７が形成される。

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。

発明に係わるターンアップブラダを有する生タイヤ成形用フォーマを用い、図８に示す工程にて生タイヤを形成した、そして、これを金型内で加硫成形した製品タイヤについて、ユニフォミティー（ＬＦＶ、動的バランス、コニシティ）を測定し、従来タイヤと比較した結果、ＬＦＶ、動的バランス、コニシティともに、２０〜４０％改善されたことが確認できた。

なお実験に使用した生タイヤ成形用フォーマ２０は、サイドゴム巻回領域２７Ｓが傾斜面２９からなる傾斜部２８を有し、この傾斜部２８の半径Ｒｏを３２５ｍｍ、半径差（Ｒｏ−Ｒｉ）を５ｍｍ、巾Ｗを１００ｍｍとしている。なお従来タイヤでは、傾斜部２８がなく、サイドゴム巻回領域２７Ｓの半径が一定（３２５ｍｍ）の円筒状ターンアップブラダを使用している。前記サイドゴム１５は、その巾が６５ｍｍであり、又巻き付け前における湾曲の曲率半径ｒＧは、何れも４０００ｍｍであった。

本発明の製造方法による生タイヤを用い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。 生タイヤの製造に用いる生タイヤ成形用フォーマを示す側面図である。 中央ドラムの縮径動作を示す断面図である。 巻上げ手段を示す断面図である。 サイドゴムの湾曲変形を誇張して示す平面図である。 （Ａ）はサイドゴム巻回領域の傾斜部を拡大して示す側面図、（Ｂ）は前記傾斜部を平面に展開した展開図である。 サイドゴム巻回領域の傾斜部の他の例を示す側面図である。 サイドゴム巻回工程、カーカスプライ巻回工程Ｋ２、コアセット工程Ｋ３、及びターンアップ工程を略示する断面図である。 シェーピングの工程を示す断面図である。 従来的な生タイヤ製造方法を説明する断面図である。 （Ａ）サイドゴムの湾曲変形を誇張して示す平面図、（Ｂ）はそのサイドゴムを円筒状に巻き付けたときの問題点を示す側面図である。

符号の説明

２ トレッド部
３ サイドウォール部
３Ｓ 外側面
４ ビード部
４Ｓ 外側面
５ ビードコア
６ カーカス
９ カーカスプライ
９Ａ 円筒状カーカスプライ
９Ａ１ａ はみ出し部分
１３ サイドウォールゴム
１４ クリンチゴム
１５ サイドゴム
１５Ａ 円筒状サイドゴム
２０ 生タイヤ成形用フォーマ
２１ 中央ドラム
２３ 巻上げ手段
２７ ターンアップブラダ
２７Ｓ サイドゴム巻回領域
２８ 傾斜部
Ｋ１ サイドゴム巻回工程
Ｋ２ カーカスプライ巻回工程
Ｋ３ コアセット工程
Ｋ４ ターンアップ工程

Claims (2)

1. トレッド部からサイドウォール部をへてビード部のビードコアに至るカーカスプライからなるカーカスと、該カーカスの外側に配されかつ前記サイドウォール部の外側面をなすサイドウォールゴムと、このサイドウォールゴムの下端に連なり前記ビード部の外側面をなすリムずれ防止用のクリンチゴムとを具える生タイヤの製造方法であって、
   カーカスプライを外周面上で巻回して円筒状カーカスプライを形成する縮径可能な中央ドラムと、
   この中央ドラムの両外側に配され、前記円筒状カーカスプライの軸方向両外側部にセットされるビードコアよりも軸方向外側にはみ出すはみ出し部分を、膨張によって巻き上げるターンアップブラダを有する巻上げ手段とを具える生タイヤ成形用フォーマを用い、
   前記クリンチゴムとサイドウォールゴムとが一体に接合された帯状のサイドゴムを、前記ターンアップブラダの外表面のサイドゴム巻回領域にて巻回して円筒状サイドゴムを形成するサイドゴム巻回工程と、
   このサイドゴム巻回工程の後、カーカスプライを前記中央ドラムの外周面上で巻回して円筒状カーカスプライを形成するカーカスプライ巻回工程と、
   前記円筒状カーカスプライのタイヤ軸方向両外側部に、ビードコアをセットするコアセット工程と、
   前記ターンアップブラダを膨張することにより、前記円筒状カーカスプライの前記はみ出し部分を、前記円筒状サイドゴムとともに巻き上げるターンアップ工程とを含むとともに、
   前記サイドゴム巻回領域は、前記ターンアップブラダの外表面のドラム軸心からの半径がタイヤ軸方向外側に向かって段階的または連続的に増加する傾斜部からなり、しかもこの傾斜部のタイヤ軸方向外端の半径Ｒｏと、内端の半径Ｒｉとの半径差Ｒｏ−Ｒｉを１．７〜９．２ｍｍの範囲、かつ前記傾斜部のタイヤ軸方向の巾Ｗを５５〜１００ｍｍとしたことを特徴とする生タイヤの製造方法。
2. 前記半径差Ｒｏ−Ｒｉと前記巾Ｗとの比（Ｒｏ−Ｒｉ）／Ｗは、０．０３０〜０．０９３の範囲であることを特徴とする請求項１記載の生タイヤの製造方法。

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