JP2021041666A - 空気入りタイヤの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】サイクルタイムを低減する空気入りタイヤの製造方法を提供する。【解決手段】空気入りタイヤの製造方法は、成形ドラム５０上のタイヤ構成ゴム部材に第１サイドウォールゴム９０をタイヤ一周分巻き付けることと、第１サイドウォールゴム９０よりも幅が短く且つタイヤ一周分の長さを有する第２サイドウォールゴム９１を第１サイドウォールゴム９０の外周に配置することと、を含む。【選択図】図２

Description

本開示は、空気入りタイヤの製造方法に関する。

インナーライナーゴム、カーカスプライ、ビードコア、ビードフィラ、サイドウォールゴム、ベルト、トレッドなどの複数のタイヤ構成ゴム部材を成形装置によって積層させて生タイヤを製造し、その後、生タイヤをモールド内にて加熱及び加圧して加硫成形することにより空気入りタイヤが製造される。

米国向けのタイヤの一種として、サイドウォールのうちのバッドレス部に凹凸による意匠を設けたタイヤがある。このようなタイヤは、バッドレス部のゴムのボリュームがサイドウォールにおける他の部位に比べて多いことが要求される。サイドウォールゴムだけで見れば、厚い部位と薄い部位が合わさった断面形状となる。このような断面形状のサイドウォールゴムは、押出成形で一度に成形できないため、いわゆるリボン工法で製造している。リボン工法は、帯状のリボンを、タイヤ軸を中心として螺旋状に複数回巻き付けることで、任意の断面形状のゴム部材を成形する工法である（特許文献１参照）。

特開２０１３−２２７８８号公報

しかしながら、リボン工法は、リボンゴムを何回も巻き付けるために時間を要し、サイクルタイムが増大してしまう。

本開示は、サイクルタイムを低減する空気入りタイヤの製造方法を提供する。

本開示の空気入りタイヤの製造方法は、成形ドラム上のタイヤ構成ゴム部材に第１サイドウォールゴムをタイヤ一周分巻き付けることと、前記第１サイドウォールゴムよりも幅が短く且つタイヤ一周分の長さを有する第２サイドウォールゴムを前記第１サイドウォールゴムの外周に配置することと、を含む。

この構成によれば、成形ドラムに第１サイドウォールゴムをタイヤ一周分巻き付け、その後、タイヤ一周分の長さを有する第２サイドウォールゴムを第１サイドウォールゴムの上に配置するので、リボンゴムを複数回巻き付けるリボン工法に比べてサイクルタイムを低減可能となる。それでいて、第２サイドウォールゴムは第１サイドウォールゴムよりも幅が狭いので、サイドウォールゴム全体のゴムボリュームを増やさずに必要な箇所のみのゴムボリュームを容易に増やすことが可能となる。

本開示の第１実施形態の製造方法で製造される空気入りタイヤを示す子午線断面図 第１実施形態における第１組部材の成形に関する説明図 第１実施形態における第１組部材の成形に関する説明図 第１実施形態における第１組部材の成形に関する説明図 第１サイドウォールゴム及び第２サイドウォールゴムの厚みを示す図 第１実施形態における第２組部材の成形に関する説明図 第１実施形態における第１組部材と第２組部材の結合工程に関する説明図 第２実施形態の製造方法で製造される空気入りタイヤを示す子午線断面図 第２実施形態における第１組部材の成形に関する説明図 第２実施形態における第２組部材の成形に関する説明図 第２実施形態における第１組部材と第２組部材の結合工程に関する説明図

＜第１実施形態＞
以下、本開示の第１実施形態を、図面を参照して説明する。

［空気入りタイヤの構造］
図１は、生タイヤを金型で加圧及び加熱して加硫した空気入りタイヤの子午線断面図である。図１に示すように、空気入りタイヤは、一対のビード部１と、各々のビード部１からタイヤ径方向外側ＲＤ１に延びるサイドウォール部２と、サイドウォール部２のタイヤ径方向外側ＲＤ１端同士を連ねるトレッド部３とを備える。ビード部１には、鋼線等の収束体をゴム被覆してなる環状のビードコア１ａと、硬質ゴムからなるビードフィラ１ｂとが配置されている。ビード部１は、リムのビードシート（非図示）に装着され、空気圧が正常（例えばＪＡＴＭＡで決められた空気圧）であれば、タイヤ内圧によりリムフランジ適切にフィッティングし、タイヤがリムに嵌合される。

また、このタイヤは、一対のビード部１の間に架け渡されるように配され、トレッド部３からサイドウォール部２を経てビード部１に至るトロイド状のカーカス４を備える。カーカス４は、少なくとも一枚のカーカスプライにより構成され、その端部がビードコア１ａを介して巻き上げられた状態で係止されている。カーカス４の内周側には、空気圧を保持するためのインナーライナーゴム５が配置されている。

トレッド部３におけるカーカス４の外周には、たが効果によりカーカス４を補強するベルト６が配置されている。ベルト６は、タイヤ周方向に対して所定角度で傾斜して延びるコードを有する２枚のベルトプライを有し、各プライはコードが互いに逆向き交差するように積層されている。ベルト６の外周側には、ベルト補強層７が配され、更にその外周側表面には、トレッドパターンが形成されたトレッドゴム８が配置されている。

サイドウォール部２におけるカーカス４の外周には、タイヤ側面を形成するサイドウォールゴム９が配置されている。タイヤ側面のうちタイヤ最大幅部位Ｗｈよりもタイヤ径方向外側ＲＤ１の領域であるバッドレス部には、意匠としてタイヤ周方向に沿って凹部及び凸部を有する凹凸部１０が形成されている。そのため、図１に示すように、サイドウォールゴム９におけるトレッド部３に近い部位が、サイドウォールゴム９におけるビード部１に近い部位に比べてゴムのボリュームが求められる。図１は加硫成形後のタイヤを示すが、サイドウォールゴム９は、第１サイドウォールゴム９０と第２サイドウォールゴム９１とを含む。第１サイドウォールゴム９０は、ビード部１からトレッド部３に至るシート状のゴム部材であり、タイヤ一周分巻き付けられている。第２サイドウォールゴム９１は、第１サイドウォールゴム９０よりも幅が短いシート状のゴム部材であり、第１サイドウォールゴム９０の外周上にタイヤ一周分巻き付けられている。

［空気入りタイヤの製造方法］
空気入りタイヤの製造方法は、複数のタイヤ構成ゴム部材を積層して生タイヤを製造する工程と、生タイヤＴ３をモールド内にて加熱及び加圧して加硫成形する工程と、を含む。生タイヤＴ３の製造方法は、ファーストケースとも呼ばれる第１組部材Ｔ１を成形する工程と、セカンドケースとも呼ばれる第２組部材Ｔ２を成形する工程と、第２組部材Ｔ２をインフレートして第１組部材Ｔ１と結合して生タイヤＴ３を得る工程と、を含む。

［第１組部材Ｔ１（ファーストケース）の成形］
第１組部材Ｔ１（ファーストケース）を成形する工程を、図２、図３及び図４を用いて説明する。図２に示す成形ドラム５０に、インナーライナーゴム５、チェーハ（非図示）及びカーカス４を巻き付ける。その後、カーカス４の両端にビードフィラ１ｂ及びビードコア１ａを配置して、ブラダをインフレートすることによりカーカス４をビードコア１ａ及びビードフィラ１ｂに巻き上げる。

次に、図２及び図３に示すように、成形ドラム５０上のタイヤ構成ゴム部材（インナーライナーゴム５、カーカス４など）に第１サイドウォールゴム９０をタイヤ一周分巻き付ける。サイドウォールゴム９は一対をなしている。次に、図２及び図４に示すように、第１サイドウォールゴム９０の外周上に第２サイドウォールゴム９１を巻き付けて配置し、第１組部材Ｔ１（ファーストケース）を得る。第２サイドウォールゴム９１は、タイヤ一周分の長さを有し、第１サイドウォールゴム９０よりもタイヤ軸に沿った幅が短い。幅はタイヤ軸に平行な長さである。本実施形態では、第１サイドウォールゴム９０と第２サイドウォールゴム９１のゴム組成は同じであるが、これに限定されない。

図５は、成形ドラム５０の外周に配置した第１サイドウォールゴム９０の厚みおよび第１サイドウォールゴム９０の外周上に配置した第２サイドウォールゴム９１の厚みを示す。計測点を丸で示し、計測点間は直線で結んでいる。図４及び図５に示すように、第２サイドウォールゴム９１におけるトレッド部３に近い第１端９１ａは先細り形状である。第２サイドウォールゴム９１の厚み方向及び幅方向を通る断面において、第１端９１ａの角度θ１は１０度以上且つ２５度以下であることが好ましい。第２サイドウォールゴム９１の周囲にあるゴム部材（例えば、ベルト６、トレッドゴム８等が挙げられる）へのエア入りを抑制又は防止するうえで好ましい。

また、第２サイドウォールゴム９１におけるビード部１に近い第２端９１ｂは先細り形状である。第２端９１ｂの角度θ２は１０度以上且つ３５度以下であることが好ましい。第２サイドウォールゴム９１の加硫時のゴム流れ不良を低減又は防止するうえで好ましい。

第１端９１ａの角度θ１と第２端９１ｂの角度θ２の大小関係はどのような関係であってもよい。すなわち、θ１＞θ２でもよいし、θ１＝θ２でもよいし、θ１＜θ２でもよい。

また、図４及び図５に示すように、第１サイドウォールゴム９０は、タイヤの形状に合わせて、ビード部からトレッド部に向けて厚みが相対的に大きくなる部位を有することが多く、厚み差を有する部材である。図５に示すように、成形ドラム５０に巻き付けた状態において、第１サイドウォールゴム９０における第２サイドウォールゴム９１が配置される部位９０ａの厚み差Ｄ１は２ｍｍ以下であることが好ましい。厚み差Ｄ１が２ｍｍ以下であれば、第１サイドウォールゴム９０と第２サイドウォールゴム９１との間のエア入りを抑制又は防止することが可能となる。

なお、図４に示す実施形態では、タイヤ全体のボリュームを減らして軽量化を図りつつも、意匠を設けたい部分のゴムボリュームを多くするために、第２サイドウォールゴム９１が第１サイドウォールゴム９０よりも厚いが、これに限定されない。例えば、第１サイドウォールゴム９０が第２サイドウォールゴム９１よりも厚くてもよく、第１サイドウォールゴム９０と第２サイドウォールゴム９１の厚みが同じでもよい。

［第２組部材Ｔ２（セカンドケース）の成形］
第２組部材Ｔ２（セカンドケース）を成形する工程を、図６を用いて説明する。図６に示すように、ベルトドラム５１にベルト６及びベルト補強層７（図６では非図示）を巻き付けた後、トレッドゴム８をタイヤ一周分巻き付けて第２組部材Ｔ２（セカンドケース）を得る。

［第１組部材Ｔ１と第２組部材Ｔ２の結合］
図７に示すように、成形装置５２において、第１組部材Ｔ１の外周に第２組部材Ｔ２を配置し、ブラダで第１組部材Ｔ１をインフレートさせながら第１組部材Ｔ１のビード部同士を近づけ、ステッチャで第２組部材Ｔ２を第１組部材Ｔ１に押さえつけて第２組部材Ｔ２と第１組部材Ｔ１とを結合して、生タイヤＴ３を成形する。この方法によれば、図７及び図１に示すように、第１サイドウォールゴム９０及び第２サイドウォールゴム９１の上にトレッドゴム８が乗る構造となる。

＜第２実施形態＞
以下、本開示の第２実施形態を、図面を参照して説明する。

［空気入りタイヤの構造］
図８に示すように、第２実施形態の空気入りタイヤは、図１に示す第１実施形態の空気入りタイヤとほぼ同じであるが、トレッドゴム８の端部が第１サイドウォールゴム９０及び第２サイドウォールゴム９１で挟まれた点が相違する。その他の構造は同じである。

［第１組部材Ｔ１（ファーストケース）の成形］
第１組部材Ｔ１（ファーストケース）を成形する工程を、図９を用いて説明する。第１実施形態では、第１サイドウォールゴム９０の外周に第２サイドウォールゴム９１を巻き付けている。これに対して、第２実施形態では、第１サイドウォールゴム９０を巻き付けた時点で第１組部材Ｔ１が完成し、第２サイドウォールゴム９１を巻き付けない点で相違する。それ以外は、第１実施形態と第２実施形態の第１組部材Ｔ１の成形工程と同じである。

［第２組部材Ｔ２（セカンドケース）の成形］
第２組部材Ｔ２（セカンドケース）を成形する工程を、図１０を用いて説明する。第１実施形態では、トレッドゴム８を巻き付けて第２組部材Ｔ２が完成する。これに対して、第２実施形態では、図１０に示すように、ベルトドラム５１に巻き付けたベルト６及びトレッドゴム８に対し、トレッドゴム８の端から幅方向外側にはみ出るように第２サイドウォールゴム９１をタイヤ一周分巻き付けて第２組部材Ｔ２を得る。トレッドゴム８と第２サイドウォールゴム９１の重なり代は、トレッドゴム８の端から１０ｍｍであるが、これに限定されず、５ｍｍ以上且つ３０ｍｍ以下であればよい。

［第１組部材Ｔ１と第２組部材Ｔ２の結合］
図１１に示すように、成形装置５２において、第１組部材Ｔ１の外周に第２組部材Ｔ２を配置し、ブラダで第１組部材Ｔ１をインフレートさせながら第１組部材Ｔ１のビード部同士を近づけ、ステッチャで第２組部材Ｔ２を第１組部材Ｔ１に押さえつけて第２組部材Ｔ２と第１組部材Ｔ１とを結合して、生タイヤＴ３を成形する。このとき、第１サイドウォールゴム９０の外周上に第２サイドウォールゴム９１が接触して配置されることになる。

図１１に示す工法では、トレッドゴム８に第２サイドウォールゴム９１を巻き付けた時点でベルトドラム５１の径に基づき第２サイドウォールゴム９１の径が定まる。しかし、その後に成形装置５２において第２サイドウォールゴム９１をタイヤ径方向内側へ移動させながら第１サイドウォールゴム９０に貼り付けるため、第２サイドウォールゴム９１の径が縮まり、第２サイドウォールゴム９１にしわが発生するおそれがある。しわはエア入りを招来することが考えられるので生成されない又は小さい方が好ましい。

生タイヤＴ３における第２サイドウォールゴム９１のしわを小さく又は無くすためには、第２サイドウォールゴム９１をトレッドゴム８に巻き付けるときに（図１０参照）、第２サイドウォールゴム９１におけるビード部１に近い第２端９１ｂを、トレッド部３に近い第１端よりもテンションを高くして巻き付けることが好ましい。このようにすれば、第２組部材Ｔ２を第１組部材Ｔ１に結合するときに、予め付与したテンションによって第２端９１ｂが第１端９１ａよりも縮まるので、第２サイドウォールゴム９１に発生するしわを小さくする又はしわの発生を抑制することができ、エア入りを低減可能となる。

以上のように、第１又は第２実施形態の空気入りタイヤの製造方法は、
成形ドラム５０上のタイヤ構成ゴム部材に第１サイドウォールゴム９０をタイヤ一周分巻き付けることと、
第１サイドウォールゴム９０よりも幅が短く且つタイヤ一周分の長さを有する第２サイドウォールゴム９１を第１サイドウォールゴム９０の外周に配置することと、
を含む。

このようにすれば、成形ドラム５０に第１サイドウォールゴム９０をタイヤ一周分巻き付け、その後、タイヤ一周分の長さを有する第２サイドウォールゴム９１を第１サイドウォールゴム９０の外周に配置するので、リボンゴムを複数回巻き付けるリボン工法に比べてサイクルタイムを低減可能となる。それでいて、第２サイドウォールゴム９１は第１サイドウォールゴム９０よりも幅が狭いので、サイドウォールゴム９全体のゴムボリュームを増やさずに必要な箇所のみのゴムボリュームを容易に増やすことが可能となる。

第１又は第２の実施形態のように、第２サイドウォールゴム９１におけるトレッド部３に近い第１端９１ａは先細り形状であり、第２サイドウォールゴム９１の厚み方向及び幅方向を通る断面において、第１端９１ａの角度θ１は１０度以上且つ２５度以下であることが好ましい。

この構成によれば、第２サイドウォールゴム９１の周囲にあるゴム部材（ベルト６、トレッドゴム８等）へのエア入りを抑制又は防止することが可能となる。

第１又は第２実施形態のように、第２サイドウォールゴム９１におけるビード部１に近い第２端９１ｂは先細り形状であり、第２サイドウォールゴム９１の厚み方向及び幅方向を通る断面において、第２端９１ｂの角度θ２は１０度以上且つ３５度以下であることが好ましい。

この構成によれば、ゴム流れ不良を抑制可能となる。

第１又は第２実施形態のように、成形ドラム５０に巻き付けた状態において、第１サイドウォールゴム９０における第２サイドウォールゴム９１が配置される部位９０ａの厚み差は２ｍｍ以下であることが好ましい。

この構成によれば、第１サイドウォールゴム９０と第２サイドウォールゴム９１との間のエア入りを抑制又は防止することが可能となる。

第１又は第２実施形態のように、第２サイドウォールゴム９１は、第１サイドウォールゴム９０よりも厚みが大きいことが好ましい。

このようにすれば、タイヤ全体のボリュームを減らして軽量化を図りつつも、意匠を設けたい部分のゴムボリュームを多くすることが可能となる。

第１実施形態のように、成形ドラム５０に巻き付けた第１サイドウォールゴム９０の外周上に第２サイドウォールゴム９１を巻き付けることが好ましい。

図１〜図７に示す好ましい実施形態の一つである。

第２実施形態のように、成形ドラム５０上のタイヤ構成ゴム部材に第１サイドウォールゴム９０をタイヤ一周分巻き付けて第１組部材Ｔ１を成形することと、ベルトドラム５１に巻き付けたベルト６及びトレッドゴム８に対し、トレッドゴム８の端からはみでるように第２サイドウォールゴム９１を巻き付けて第２組部材Ｔ２を成形することと、第１組部材Ｔ１の外周に第２組部材Ｔ２を配置し、第１サイドウォールゴム９０の外周上に第２サイドウォールゴム９１を配置して生タイヤＴ３を成形することと、を含むことが好ましい。

図８〜図１１に示す好ましい実施形態の一つである。

第２実施形態のように、第２サイドウォールゴム９１をトレッドゴム８に巻き付けるときに、第２サイドウォールゴム９１におけるビード部１に近い第２端９１ｂを、トレッド部３に近い第１端９１ａよりもテンションを高くして巻き付けることが好ましい。

このようにすれば、第２サイドウォールゴム９１の径差を小さくすることができ、第２サイドウォールゴム９１に発生するしわを小さくする又はしわの発生を抑制することができ、エア入りを低減可能となる。

以上、本開示の実施形態について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、これらの実施形態に限定されるものでないと考えられるべきである。本開示の範囲は、上記した実施形態の説明だけではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。

例えば、特許請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現できる。特許請求の範囲、明細書、および図面中のフローに関して、便宜上「まず」、「次に」等を用いて説明したとしても、この順で実行することが必須であることを意味するものではない。

上記の各実施形態で採用している構造を他の任意の実施形態に採用することは可能である。各部の具体的な構成は、上述した実施形態のみに限定されるものではなく、本開示の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。

４ カーカス（タイヤ構成ゴム部材）
５ インナーライナーゴム（タイヤ構成ゴム部材）
５０ 成形ドラム
５１ ベルトドラム
６ ベルト
８ トレッドゴム
９０ 第１サイドウォールゴム
９１ 第２サイドウォールゴム
９１ａ 第１端
９１ｂ 第２端

Claims (8)

1. 成形ドラム上のタイヤ構成ゴム部材に第１サイドウォールゴムをタイヤ一周分巻き付けることと、
   前記第１サイドウォールゴムよりも幅が短く且つタイヤ一周分の長さを有する第２サイドウォールゴムを前記第１サイドウォールゴムの外周に配置することと、
   を含む、空気入りタイヤの製造方法。
2. 前記第２サイドウォールゴムにおけるトレッド部に近い第１端は先細り形状であり、
   前記第２サイドウォールゴムの厚み方向及び幅方向を通る断面において、前記第１端の角度は１０度以上且つ２５度以下である、請求項１に記載の方法。
3. 前記第２サイドウォールゴムにおけるビード部に近い第２端は先細り形状であり、
   前記第２サイドウォールゴムの厚み方向及び幅方向を通る断面において、前記第２端の角度は１０度以上且つ３５度以下である、請求項１又は２に記載の方法。
4. 前記成形ドラムに巻き付けた状態において、前記第１サイドウォールゴムにおける前記第２サイドウォールゴムが配置される部位の厚み差は２ｍｍ以下である、請求項１〜３のいずれかに記載の方法。
5. 前記第２サイドウォールゴムは、前記第１サイドウォールゴムよりも厚みが大きい、請求項１〜４のいずれかに記載の方法。
6. 成形ドラムに巻き付けた前記第１サイドウォールゴムの外周上に前記第２サイドウォールゴムを巻き付ける、請求項１〜５のいずれかに記載の方法。
7. 成形ドラム上のタイヤ構成ゴム部材に前記第１サイドウォールゴムをタイヤ一周分巻き付けて第１組部材を成形することと、
   ベルトドラムに巻き付けたベルト及びトレッドゴムに対し、トレッドゴムの端からはみでるように前記第２サイドウォールゴムを巻き付けて第２組部材を成形することと、
   前記第１組部材の外周に前記第２組部材を配置し、前記第１サイドウォールゴムの外周上に前記第２サイドウォールゴムを配置して生タイヤを成形することと、を含む、請求項１〜５のいずれかに記載の方法。
8. 前記第２サイドウォールゴムを前記トレッドゴムに巻き付けるときに、前記第２サイドウォールゴムにおけるビード部に近い第２端を、トレッド部に近い第１端よりもテンションを高くして巻き付ける、請求項７に記載の方法。
   

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