JP2009262325A - タイヤの成形方法及び同成形方法で成形されたタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】タイヤ構成ゴムの加硫時におけるゴムの流れを抑制し、加硫後の部材配置の精度を向上することができるようにすると共に、モールドの凸部に対応する凹部の溝底におけるゲージを確保してクラック等が生じないようにする。
【解決手段】リボン状ゴムを積層して形成したタイヤのベースゴム４及び外皮ゴム２を備えた未加硫ゴムタイヤ成形方法であって、ゴム押出機が支持体の回転軸方向に相対移動しつつリボン状ゴムを押し出し、押し出したリボン状ゴムを支持体上でモールドの凹凸形状に対応した形状６に積層してベースゴム４を形成し、更に形成したベースゴム４上にモールドの凹凸形状に対応した形状に積層して外皮ゴム２を形成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、未加硫のリボン状ゴムを支持体上に積層して行うタイヤの成形方法及び同成形方法で成形されたタイヤに関する。

一般に、タイヤを構成する中間部材の一つであるグリーン・トレッドは、ゴムを押出機からトレッド口金を経由して、所望の仕上げ断面形状に押し出し成形することによって製造される。
しかしながら、ゴム押出機のヘッド部に設ける口金の種類、製作、管理の問題や、小型の押出機が利用でき、多品種、少量生産が可能であるなどの理由から、ゴムをリボン状に押し出して、それをグリーン・カーカスの上に一部を重ねながら螺旋状に巻き付けて行くことによって所望の断面形状のトレッドを成形することが知られている（特許文献１参照）。
この方法は、とくに、建設車両用タイヤなどのような、大型または超大型のタイヤのトレッドの製造に便利である。

図４は、この製造方法に使用する成形装置Ｍを示す。成形装置Ｍは、基台Ｄと、この基台Ｄに回動自在に支持された円筒状の成形用のフォーマ２４と、該フォーマ２４にゴムストリップＴを供給する２つの第１，２のアプリケータ２６ａ，２６ａからなるストリップ送出し装置２６とを備え、かつ、フオーマ２４の軸心方向にのびる長尺棒状の第１，第２の押さえローラＲＴ，ＲＴからなる押さえ装置２８とを含んでいる。なお、２０はフォーマの外表面に巻装されたバンドである。

前記押さえローラＲＴは、前記被巻付け体に巻装される巻付け体の半分を越える長さの直棒状をなしている。この押さえローラＲＴは、図示しない押さえ装置を構成しその作動を制御することにより、フオーマ２４に対して平行を保持しつつ、軸方向には移動することなくフオーマ２４に近離し、その近接により巻回されるゴム部材の厚さを揃え、かつ押圧により空気抜きを行うとともにゴムストリップＴを均一に押圧して結合させる。

図５は、上記タイヤ成形装置で製造されたタイヤのトレッド部材分を示す断面図である。
タイヤの第２層２２は中央領域では相対的に肉厚にして、第１層２１の上端面が凹状であることを補う形状に形成されており、全体としてゴム厚さは、全体に亘って同じ厚さ、つまり第２層２２の上端面２２Ｓは平坦になっている。
このように、特許文献１に記載されたタイヤ成形方法で得られるタイヤは、トレッド面が平坦である。このトレッド面の形状は、加硫成形時における加硫モールドの凹凸形状とは全く異なる形状となっている。そのため、加硫中にゴムがモールドの凹凸形状に変形する際に、ゴム流れが生じ、それによってタイヤ構成部材の分割位置（各部材の境界面）やベルト等の内部ゴムの配置精度が悪化するという問題がある。
また、それだけではなく、生ゴムの表面移動が大きいため、ミクロ的にはゴム分子の分断が大きくなり物性の劣化が起こり。また、マクロ的には、エアの内包、キュアホールド（クリース）が大きい等の問題が生じる。
特開２００７−１８１９３１号公報

そこで、同様にリボン状ゴムの巻きつけによるタイヤ成形方法において、例えば図６に示すように、リボン状ゴムを形成されるトレッドの形状に合わせるように巻きつけることも考えられる
即ち、例えば、ゴム押出機などにより一定の断面寸法のリボン状ゴムを供給して、それをグリーン・カーカスの上に重ねながら順次巻き付けて行くことによって成形し、これによって、所望の断面形状（コンター）のリボン・トレッドを得るものである。
この成形方法によれば、成形されたタイヤはトレッドの凹凸形状に対応した形状になっているため、モールド内で加硫を行ってもタイヤ表面における生ゴムの流動は少ない。したがって、特許文献１に記載された成形方法によるものに比してゴム分子の分断が小さく物性の劣化が起こり難い。また、マクロ的にみても、エアの内包、キュアホールド（クリース）が少ない等の利点がある。

しかし、このタイヤ成形方法では、加硫後には図７に示すようにタイヤトレッド部材の外皮（外層）部分のみに凹凸が形成されるため、外皮部分に厚み（ｔ_１）が十分確保できない部分が生じ、外皮ゴムが薄い箇所つまり凹溝の底の部分では、クラックが発生する虞がある。

本発明は、上記従来の問題を解決するためになされたものであって、その目的は、タイヤの外層ゴムと内層ゴムから成る未加硫ゴム部材をモールドの凹凸形状に対応するようにリボン状ゴムで積層成形することにより、加硫時におけるゴムの流れを抑制し、加硫後の部材配置の精度を向上することができるようにすると共に、凹部の溝底におけるゲージを確保してクラック等が生じないようにすることである。

本発明はタイヤの成形方法であって、リボン状ゴムを支持体上に積層して形成した内層ゴム及び外層ゴムを備えた未加硫ゴムタイヤの成形方法であって、前記支持体の回転軸方向に相対移動しつつリボン状ゴムを供給する工程と、リボン状ゴムを前記支持体上でモールドの凹凸形状に対応した形状に積層して内層ゴムを形成する工程と、形成した内層ゴム上にリボン状ゴムを前記モールドの凹凸形状に対応した形状に積層して外層ゴムを形成する工程と、を有することを特徴とする。
また、本発明はタイヤであって、上記タイヤの成形方法で成形されたことを特徴とする。

本発明によれば、表面をモールドの凹凸形状に対応した形状にすることで、加硫中にゴムが流れるのを抑制でき、しかも上記凹部の溝底で外層ゴム（ＣＡＰ）のクラックが発生するのを抑制することができる。
また、一定幅及び厚みのリボン状ゴムを使用するため、押出機のインサート、口金などを繰り返し修正する必要がなく、積層工程を管理するプログラムを変更するのみで、短時間に所望の薄い部材や形状が得られるため、製品タイヤの性能が向上し、また、エンジニアリング時間が短縮できる。つまり良好なタイヤを早く作ることができるという効果がある。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
図１は本発明の実施形態に係るリボン積層体で形成したタイヤのトレッド部材の断面図である。本実施形態に係るリボン・トレッド部材１は、外皮ゴム（キャップ（ＣＡＰ）ゴム）２と内層ゴムであるベースゴム４とから成っている。
タイヤトレッドゴムには、例えば、タイヤの耐摩耗性と転がり抵抗のように相反する性能が求められるため、トレッドゴム層をそれぞれ異なるゴム材料で構成されたベースゴムとキャップ（ＣＡＰ）ゴムで構成したキャップアンドベースゴム構造が採用されている。
本発明は、このようにゴム層が内外二重層からなることを利用して、外層である外皮ゴム表面の形状をモールドの凹凸形状に合わせた形状にしたときに問題となる凹部の溝部におけるゲージ不足を、内層ゴム層の形状で補完することでクラックが生じることがないようにするものである。
なお、ここで凹凸形状に合わせた形状とは、モールドが凸なら内層、外層ゴムを凹状にすること、モールドが凹なら内層、外層ゴムを凸状にすることをいう。

本実施形態によれば、図示のように、外皮ゴム２とベースゴム４のいずれにも図示しない加硫モールドの凹凸形状の凸部に対応した凹部６が形成されている。そのため、従来のように、外皮ゴム２のみに凹部６を形成した場合のように、外皮ゴム２の厚みが凹部６の底の部分で薄くなることが抑制され、凹部６つまり溝底のゲージが充分確保できるため、凹部６の部分にクラックが発生するのを抑制できる。

図２は、本実施形態に係るリボン・トレッドを製造するトレッド製造装置の斜視図である。このトレッド製造装置は、基台１１と、基台１１内のモータに接続し、基台１１の側面から突き出して設けた回転軸１２と、回転軸１２に取り付けた円筒状の支持体１３と、ゴム押出機１４とから成っている。

ゴム押出機１４は、従来と同様にホッパから投入されたゴムを内蔵するスクリューで可塑化し、支持体１３に向けられた口金より、リボン状ゴム１５を押し出す。ゴム押出機１４は、矢印Ｐ，Ｑに示すように、支持体１３の回転中心軸方向及びその回転軸と直交する方向に移動可能である。
ゴム押出機１４は、リボン状ゴム１５を供給しつつ、支持体１３の回転速度やリボン状ゴム１５の巻回数に対応してゴム押出機１４の回転軸方向の移動速度及び巻き付け位置を制御することにより、リボン状ゴム１５を一部重なるようにし、かつその重なりの程度を調節して螺旋状に巻き付けることにより、支持体１３の上にモールドの凹凸形状に対応した形状になるようにベースゴム及びリボン・トレッドのコンターを形成する。

このコンターの形状は、例えば、予めモールドの凹凸の形状を測定しておき、これをコンピュータに入力しておく。コンピュータはその凹凸形状に対応したコンターを得るために、リボン状ゴムの厚み、幅、支持体の回転速度などのデータに基づき、タイヤの特定箇所における支持体１３上での巻き数を演算し、その数値データに基づき、コンター形成用プログラムによりゴム押出機の回転軸方向における移動速度及び巻き付け位置を制御することで巻き付け制御を行う。
このように、支持体１３の回転速度に対応するゴム押出機１４の巻き付け制御を行うことによって、特定位置において必要数のリボン状ゴムの巻回を行う。

本実施形態では、まず、支持体上に内層ゴム、例えばベースゴム４を形成するため、ベースゴム４を積層形成するためのリボン状ゴムの巻き付け制御を行い、支持体上にモールドの凹凸に対応した形状のコンターが得られるようにベースゴム４の巻き付けを行う。
支持体１３上にベースゴム４の巻き付けが終了した段階で、続いて、トレッドの外皮ゴム（外層ゴム）２の巻き付けを行う。この巻き付けは、ベースゴム４と同様にモールドの凹凸に対応したコンターが得られるように外皮ゴム２の巻き付けを行う。巻き付け方法はベースゴム４の場合と同様である。なお、ベースゴム４の巻き付けによる上記凹部の外面形状は、外皮ゴム２に比してなだらかなものであってもよいが、その位置はモールドの凸部に合わせるため、外皮部分２の凹部の底部分に十分な厚み（ゲージ）が形成できる。
図３は、このようにして成形されたタイヤの加硫後のトレッド部材の断面図である。図示のようにトレッドの外皮ゴムの底面には厚さｔ_２の充分なゲージが形成されている。

なお、以上の実施形態では、リボン状ゴムを押出機から直接支持体上に供給して巻き付けつつ押出機を支持体の軸方向に移動制御しているが、本発明はこれに限るものではない。例えばゴム押出機から押し出したリボン状ゴムをアキュムレータ及びトラバーサを用いて支持体に巻き付けるなど、他のゴム供給手段を用いるように構成してもよいし、ゴム供給手段を移動する代わりに支持体が移動するように構成してもよい。
また、上記説明は、リボン・トレッドに関するものであるが、本発明のリボン積層体はトレッドだけはではなく、サイドウォール、チェーファー、インナーライナー等のタイヤ構成部材のリボン積層体にも適用できる。また、これら各タイヤ構成部材をタイヤ半径方向の複数層で構成する場合は、各層毎に本発明の方法を適用することが好適である。
したがって、本願発明でいう内層ゴムは一層とは限らない。

本実施形態では、生タイヤをモールドの凹凸に合わせてリボン積層で形成するため、加硫時にゴムの流れが抑制され、その結果、タイヤの各構成部材の分割精度が加硫時に崩れにくく、製品の分割ライン（各タイヤ構成要素の境界面）の精度が従来のものよりも向上する。

本タイヤの成形方法では加硫時に生ゴムの表面移動が抑制されるので、ミクロのゴム分子の分断が少なく物性の劣化が少なく、マクロのエア内包、キャアホールド（クリース）が少ない。また、形状補正の手間がリボン枚数と位置の調整を行うだけで可能であるので、プロセス適合作業が容易で迅速に行えるという利点がある。
したがって、このようにして成形されたタイヤは、従来のように、外皮（外層）ゴムの凹部の溝底にクラックが生じたり、或いは加硫時におけるゴム流れによりタイヤの各構成部材間の分割精度が崩れるなどの問題がなく良好な品質を有する。

本発明の１実施形態に係るタイヤのトレッド部材の断面図である。 本発明のタイヤを製造するためのリボン状ゴムによるタイヤ成形装置の斜視図である。 図１に示すタイヤトレッド部材の加硫後の断面図である。 従来のリボン状ゴムによるタイヤ成形装置の斜視図である。 従来のタイヤ成形装置で成形されたタイヤのトレッド部材の断面図である。 タイヤの外皮ゴムのみをモールドの凹凸形状に対応させたタイヤトレッド部材の断面図である。 図６に示すタイヤトレッド部材の加硫後の断面図である。

符号の説明

１・・・リボン・トレッド部材、２・・・外皮（外層）ゴム、４・・・ベースゴム（内層ゴム）、６・・・凹部、１１・・・基台、１２・・・回転軸、１３・・・支持体、１４・・・ゴム押出機、１５・・・リボン状ゴム。

Claims (4)

1. リボン状ゴムを支持体上に積層して形成した内層ゴム及び外層ゴムを備えた未加硫ゴムタイヤの成形方法であって、
   前記支持体の回転軸方向に相対移動しつつリボン状ゴムを供給する工程と、
   供給したリボン状ゴムを前記支持体上でモールドの凹凸形状に対応した形状に積層して内層ゴムを形成する工程と、
   形成した内層ゴム上にリボン状ゴムを前記モールドの凹凸形状に対応した形状に積層して外層ゴムを形成する工程と、
   を有することを特徴とするタイヤの成形方法。
2. 請求項１に記載されたタイヤの成形方法において、
   前記リボン状ゴムを前記支持体又は前記内層ゴム上に前記モールドの凹凸形状に対応した形状に積層する工程は、前記リボン状ゴムの巻き付け数及び巻き付け位置を制御することによって行うことを特徴とするタイヤの成形方法。
3. 請求項２に記載されたタイヤの形成方法において、
   前記リボン状ゴムを前記支持体又は前記内層ゴム上に前記モールドの凹凸形状に対応した形状に積層する工程は、
   計測した前記モールドの凹凸形状データを蓄積する工程と、
   前記モールドの凹凸形状データと、巻回するリボン状ゴムの厚み及び幅に基づき、前記モールドの凹凸形状に対応した積層形状となるよう、支持体の特定の位置における前記リボン状ゴムの巻回数を演算する工程と、
   前記演算結果及び前記支持体の回転速度に基づき、前記支持体への前記リボン状ゴムの巻回を制御する工程と、
   を有することを特徴とするタイヤの成形方法。
4. 請求項１ないし３のいずれかに記載されたタイヤの成形方法で成形されたことを特徴とするタイヤ。

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