JP2023068957A - タイヤの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 生タイヤにおけるトレッド部の真円性を確保する。【解決手段】 工程Ｓ２と工程Ｓ３とを含む。工程Ｓ２では、カーカス６とビード部４とを有する円筒状の一次成形体１０のビード部４を保持しつつ中子２３を拡径させ、カーカス６の中央部２４を中子２３により膨出させる。工程Ｓ３では、膨出される中央部２４上に、トレッドゴム２Ｇを直接に貼り付ける。【選択図】図３

Description

本開示は、特に不整地走行用の自動二輪車用のタイヤとして好適なタイヤの製造方法に関する。

ラジアルタイヤにおける生タイヤの形成では、従来、カーカスとビード部とを含む円筒状の生タイヤ基体を形成する工程と、ベルトプライとトレッドゴムとを含む円筒状のトレッドリングを形成する工程と、前記生タイヤ基体を内圧充填によりトロイド状に膨出させ、その膨出部分を、予めその半径方向外側で保持させた前記トレッドリングの内周面に圧着させて、両者を接合する工程とを含む（例えば特許文献１参照。）。

特開２００５－２１２２７８号公報

他方、近年、不整地走行用の自動二輪車用のラジアルタイヤでは、ベルトプライやバンドプライ等のトレッド補強用のコード層を設けることなく、カーカスの半径方向外側にトレッドゴムを直接配置した構造のものが提案されている。これにより、エンベロープ効果が高まり、凹凸の激しい不整地路面での操縦安定性が向上される。

しかし上記構造のタイヤの場合、トレッドリングがトレッドゴムのみで形成されるため、剛性が低い。そのため、例えばトランスファーを用いてトレッドリングを生タイヤ基体との接合位置まで移送する際、トレッドリングが変形してトランスファーから脱落する傾向がある。

またトレッドリングは、トランスファーの把持部によって周方向の複数位置で保持される。そのため、生タイヤ基体を膨出させてトレッドリングと圧着させる際、トレッドリングのうち把持部に保持されていない部分が、把持部された部分に比して生タイヤ基体とともに半径方向外側に突出する。その結果、トレッドリングに、凹凸が周方向に繰り返されるなど、生タイヤにおいて、トレッド部の真円性が損なわれる。なお充填内圧を下げた場合、膨出不足となって、生タイヤ基体とトレッドリングとの圧着が不充分となる。

本開示は、生タイヤにおけるトレッド部の真円性を確保することができるタイヤの製造方法を提供することを課題としている。

本開示は、一対のビード部の間を延びるラジアル構造のカーカスと、前記カーカスの半径方向外側に配されるトレッドゴムとを含むタイヤの製造方法であって、
前記カーカスとビード部とを有する円筒状の一次成形体を得る工程と、
前記一次成形体の前記ビード部を保持しつつ拡縮径可能な中子を拡径させ、前記カーカスのタイヤ軸方向の中央部を前記中子の半径方向外面により支持しながら膨出させる工程と、
前記膨出される前記中央部上に、前記トレッドゴムを直接に貼り付ける工程とを含む。

本明細書では、加硫済みのタイヤの各部の寸法等は、加硫金型に保持された状態で特定される値とする。

本開示のタイヤの製造方法は、膨出させる工程と、貼り付ける工程とを含む。前記膨出させる工程では、円筒状の一次成形体のビード部を保持しつつ拡縮径可能な中子を拡径させ、前記カーカスのタイヤ軸方向の中央部を前記中子の半径方向外面により支持しながら膨出させる。

このように、膨出させる工程では、カーカスの中央部を、前記中子の拡径により膨出させる。そのため、内圧充填により膨出させる場合に比して、前記中央部の膨出量及び膨出形状を正確に管理できる。

また前記貼り付ける工程では、膨出される前記中央部上に、トレッドゴムが直接に貼り付けられる。即ち、真円性に優れる中央部上で、トレッドゴムを直接に貼り付ける。そのため、貼り付け後の生タイヤにおいても、トレッド部における真円性が高く維持される。

本開示のタイヤの製造方法により製造されたタイヤの一実施例を示す子午断面図である。 一次成形体を得る工程を説明する概念図である。 膨出させる工程と貼り付ける工程とを説明する概念図である。 中子を概念的に示す周方向の断面図である。 中子の半径方向外面を示す子午断面図である。

以下、本開示の実施の形態について、詳細に説明する。
図１は、本開示の製造方法によって製造されたタイヤ１の断面図であり、本例では、タイヤ１が、不整地走行用の自動二輪車用ラジアルタイヤである場合が示される。

図１に示されるように、本実施形態のタイヤ１は、一対のビード部４、４の間を延びるラジアル構造のカーカス６と、カーカス６の半径方向外側に配されるトレッドゴム２Ｇとを含む。

カーカス６は、具体的には、トレッド部２からタイヤ軸方向両側のサイドウォール部３、３を通って、各サイドウォール部３のタイヤ半径方向内端部に配されるビード部４まで延びる。各ビード部４にはビードコア５が埋設される。

またカーカス６は、カーカスコードをタイヤ周方向に対して７０～９０°の角度で配列させた１枚以上、本例では１枚のカーカスプライ６Ａから形成される。カーカスプライ６Ａは、ビードコア５、５間を跨るプライ本体部６ａの両端に、ビードコア５をタイヤ軸方向内側から外側に折り返して係止されたプライ折返し部６ｂを一連に具える。プライ本体部６ａとプライ折返し部６ｂとの間には、ビードコア５からタイヤ半径方向外方に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が設けられる。

カーカス６の半径方向外側には、トレッド部２の外表面であるトレッド面２ｓをなすトレッドゴム２Ｇが、カーカス６に接して配される。

トレッド面２ｓは、タイヤ赤道Ｃからトレッド端Ｔｅまで凸円弧状に湾曲してのびる。トレッド端Ｔｅ、Ｔｅ間のタイヤ軸方向距離であるトレッド幅ＴＷは、タイヤ最大幅Ｗ１の８０％以上であるのが好ましく、これにより、車体を大きく傾斜させた自動二輪車特有の旋回走行を可能とする。

次に、タイヤ１の製造方法について説明する。この製造方法は、生タイヤ形成工程と、生タイヤ形成工程によって形成された生タイヤを加硫成形してタイヤ１を形成する加硫工程とを具える。加硫工程としては、従来の加硫工程が採用できるので、本明細書ではその説明が省略される。

生タイヤ形成工程は、工程Ｓ１（図２に示す）と、工程Ｓ２（図３に示す）と、工程Ｓ３（図３に示す）とを含む。

図２に示されるように、工程Ｓ１は、カーカス６とビード部４とを有する円筒状の一次成形体１０を得る工程である。この工程Ｓ１では、具体的には、円筒状のドラム２０上で、シート状のカーカスプライ６Ａを周方向に巻回してカーカス円筒体１２が形成された後、カーカス円筒体１２のタイヤ軸方向の両端部にビードコア５が装着されて、一次成形体１０が形成される。

本例では、ビードコア５の装着後に、カーカス円筒体１２の両端部がビードコア５の廻りで折り返された場合が例示されている。なお一次成形体１０には、トレッドゴム２Ｇ以外の構成部材、例えば、タイヤ内腔面１ｓをなすインナーライナーゴム、サイドウォール部３の外面をなすサイドウォールゴム、ビード部４の外面をなすクリンチゴム等から選択される１以上の構成部材を必要に応じて含ませることができる。

一次成形体１０は、ドラム２０の縮径により該ドラム２０から取り外された後、図３に示されるように、シェーピングドラム２１に移載される。シェーピングドラム２１は、一次成形体１０のビード部４を支持するビード保持部２１Ａを有する。ビード保持部２１Ａは、タイヤ赤道Ｃを中心として、タイヤ軸方向両側に近離移動可能に構成される。

その後、工程Ｓ２、工程Ｓ３が順次行われる。

工程Ｓ２は、拡縮径可能な中子２３を用いて、カーカス６のタイヤ軸方向の中央部２４を半径方向外側に膨出させる工程である。具体的には、工程Ｓ２では、一次成形体１０のビード部４を保持しつつ、中子２３を、半径方向内側の待機状態Ｙ１から半径方向外側の拡径状態Ｙ２まで拡径させる。これにより、カーカス６のタイヤ軸方向の中央部２４を、中子２３の半径方向外面２３ｓにより半径方向内側から支持しながら膨出させる（以下、このように変形させられた成形体を「二次成形体」と呼ぶことがある。）。

図４に、中子２３の周方向の断面（タイヤ赤道Ｃに沿った断面）が概念的に示される。図４に示されるように、中子２３は、本例では、周方向に交互に配される第１のセグメント２３Ａと、第２のセグメント２３Ｂとを含む。各セグメント２３Ａ、２３Ｂが、リンクやシリンダなどを用いた周知の拡径手段（図示せず）を介して半径方向内外に移動することで、中子２３は、待機状態Ｙ１と拡径状態Ｙ２との間を拡縮径しうる。本例では、セグメント２３Ａの半径方向の移動量とセグメント２３Ｂの半径方向の移動量とを違えることで、拡径状態Ｙ２において、中子２３の外面２３ｓが真円状をなす場合が示される。中子２３は、シェーピングドラム２１と同芯であり、また中子２３は、シェーピングドラム２１とは同じ回転数にて互いに同調して回転可能に構成される。

図５に、中子２３の子午断面（軸心を含むタイヤ赤道Ｃと直角な断面）が概念的に示される。図５に示されるように、中子２３の外面２３ｓは、タイヤ内腔面１ｓに近い輪郭形状を具える。本例では、外面２３ｓは、タイヤ赤道Ｃ上に中心を有する半径ｒ１の第１円弧Ｒ１からなるクラウン領域Ｐｃと、クラウン領域Ｐｃに滑らかに連なる半径ｒ２の第２円弧Ｒ２からなるショルダ領域Ｐｓとからなる。半径ｒ２は半径ｒ１より大であり、本例では比ｒ２／ｒ１が１．０３～１．１０に設定されている。

図３に示されるように、工程Ｓ３は、二次成形体の膨出された中央部２４上に、トレッドゴム２Ｇを直接に貼り付ける工程である。

本例の工程Ｓ３では、予め押出し成形された断面台形状の帯状のトレッドゴム形成部材２６が、中央部２４上で一周巻きされ、トレッドゴム２Ｇが形成される。なお、一周巻きされたトレッドゴム形成部材２６の巻始め端と巻終わり端とは、上下に重ね合わせてジョイントされる。またジョイント後、トレッドゴム形成部材２６の軸心方向の両側部分は、周知のステッチ手段を用いて巻き下ろされ、中央部２４に沿って貼り付けられる。

このように、工程Ｓ２では、カーカス６の中央部２４を、中子２３の拡径により膨出させるため、内圧充填により膨出させる場合に比して、中央部２４の膨出量及び膨出形状を正確に管理できる。しかも膨出する中央部２４の真円性、及び、中央部２４におけるカーカス６のコード間隔の均一性を高く確保しうる。

中子２３の外面２３ｓには、未加硫ゴムとの粘着を防止する処理が施されるのが好ましい。これにより、中子２３が拡径する際のコード間隔の均一性をより高く確保しうる。なお前記処理として、例えばフッ素系樹脂（テフロン：登録商標）などの低摩擦樹脂のコーティング処理が好適に採用されうる。

また工程Ｓ３では、膨出される中央部２４上に、トレッドゴム２Ｇが直接に貼り付けられる。即ち、真円性及びコード間隔の均一性に優れる中央部２４上で、トレッドゴム２Ｇが直接に貼り付けられるため、貼り付け後の生タイヤにおいても、トレッド部２における真円性が高く維持される。

本実施形態のタイヤ１は、ベルト層を具えていないため、カーカス６上にトレッドゴム２Ｇが直接に形成される。そのため、この種のタイヤの場合、生タイヤの加硫ストレッチが大きい場合、加硫時に、トレッドゴム形成部材２６のジョイント部に、周方向に引っ張る向きの力が集中し、ジョイント外れが生じるという新たな問題を招く。

一方、カーカス６の中央部２４とトレッドゴム２Ｇとの間にベルト層が配される場合には、このベルト層が、加硫ストレッチに起因する前記力（周方向に引っ張る向きの力）を、周方向に均一化させうる。そのため、ベルト層が配される場合には、前述のジョイント外れの問題は発生しない。

そこで、図３に示されるように、本実施形態では、ジョイント外れを防止するために、拡径状態Ｙ２における中子２３の直径ＤＡ（図３に示す）は、加硫済みのタイヤ１のカーカス６の直径Ｄ０（図１に示す）の９０～９５％であるのが好ましい。直径ＤＡは、拡径状態Ｙ２における、中子２３の外面２３ｓのタイヤ赤道Ｃにおける直径で定義される。又直径Ｄ０は、加硫済みのタイヤ１のカーカス６の半径方向内面のタイヤ赤道Ｃにおける直径で定義される。

直径ＤＡが、直径Ｄ０の９０％未満の場合、ジョイント部に作用する力（周方向に引っ張る向きの力）が大であり、ジョイント外れを抑えることが難しくなる。逆に、直径ＤＡが、直径Ｄ０の９５％を越えると、加硫工程において金型を閉じる際、トレッドモールドがトレッドゴム２Ｇを噛み込む所謂ゴム噛みが発生傾向となる。そのために、直径ＤＡの下限は、直径Ｄ０の９１％以上がさらに好ましく、上限は９４％以下がさらに好ましい。

又生タイヤ形成工程では、拡径状態Ｙ２における中子２３の外面２３ｓのタイヤ軸方向外端２３ｅにおける直径ＤＢは、タイヤ赤道Ｃにおける前記直径ＤＡの９３～９８％であるのが好ましい。

直径ＤＢが、直径ＤＡの９３％未満の場合、生タイヤのショルダ部の周長が小さくなるため、トレッドゴム２Ｇのジョイント部に作用する力が大きくなり、加硫時にジョイント部が開く傾向を招く。逆に、直径ＤＢが、直径ＤＡの９８％を越えると、生タイヤのショルダ部の周長が大きくなるため、加硫工程において金型が閉じる際に生タイヤのショルダ部を噛み込んでオーバースピュー等が発生するおそれがある。

又図５に示されるように、中子２３の外面２３ｓのタイヤ軸方向外端２３ｅ間の外面２３ｓに沿う距離Ｌｃは、加硫済みタイヤのトレッド幅ＴＷの１００％～１２０％であるのが好ましい。

距離Ｌｃがトレッド幅ＴＷの１００％を下回ると、中子のタイヤ軸方向の幅が小さくなり、カーカス６とトレッドゴム２Ｇとを十分に粘着させることができなくなり、成形時にエア残り不良が発生する傾向がある。逆に、距離Ｌｃがトレッド幅ＴＷの１２０％を越えると、中子からビード部４へつながるカーカス６のプロファイルの曲率半径が小さくなり、トレッドゴム２Ｇをステッチダウンできなくなるおそれがある。なお工程Ｓ２、Ｓ３においては、外面２３ｓの全面がカーカス６に接してる。

工程Ｓ３としては、例えばテープ状のゴムストリップを、中央部２４上で螺旋状に順次巻き重ねることでトレッドゴム２Ｇを直接に形成しても良い。

以上、本開示の特に好ましい実施形態について詳述したが、本開示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。

本開示の効果を確認するために、図１に示す構造を有する自動二輪車用タイヤ（１２０／１００Ｒ１８）が、表１の仕様に基づく製造方法で試作された。

そして、生タイヤの仕上がり状態、加硫時のトレッドゴムのジョイント外れの状態、及び、加硫金型によるトレッドゴムのゴム噛みの状態がそれぞれ検査された。

比較のために、従来例として、一次成形体を内圧充填によりトロイド状に膨出させ、その膨出部分を、トランスファーによって保持させたトレッドゴムのリング体に圧着させて生タイヤを形成している。

（１）生タイヤの仕上がり状態；
生タイヤを目視検査し、一次成形体とトレッドゴムとの接合の状態、トレッドゴムの凹凸の有無、及び、トレッドゴムの真円性を含む仕上がり状態を検査した。

（２）ジョイント外れの状態：
加硫後のタイヤを目視検査し、トレッドゴムのジョイント外れの有無を、ジョイント外れに原因して生じるトレッド溝の溝底での穴あきの有無で判定した。

（３）ゴム噛みの状態：
加硫後のトレッドモールド(金型）の割面を目視検査し、トレッドゴムのゴム噛みの有無を検査した。

表１に示されるように、実施例では、ベルト層のないラジアルタイヤを形成する際、生タイヤにおけるトレッド部の真円性を確保しうるのが確認できる。

［付記］
本開示は以下の態様を含む。
[本開示１］
一対のビード部の間を延びるラジアル構造のカーカスと、前記カーカスの半径方向外側に配されるトレッドゴムとを含むタイヤの製造方法であって、
前記カーカスとビード部とを有する円筒状の一次成形体を得る工程と、
前記一次成形体の前記ビード部を保持しつつ拡縮径可能な中子を拡径させ、前記カーカスのタイヤ軸方向の中央部を前記中子の半径方向外面により支持しながら膨出させる工程と、
前記膨出される前記中央部上に、前記トレッドゴムを直接に貼り付ける工程とを含む、タイヤの製造方法。
[本開示２］
前記タイヤが、自動二輪車用ラジアルタイヤである、本開示１記載のタイヤの製造方法。
[本開示３］
前記貼り付ける工程では、帯状のトレッドゴム形成部材を、前記中央部上で一周巻きすることにより、前記トレッドゴムが直接に貼り付けられる、本開示１又は２記載のタイヤの製造方法。
[本開示４］
前記中子の拡径状態において、前記中子の半径方向外面のタイヤ赤道における直径ＤＡは、加硫済みのタイヤの前記カーカスの半径方向内面のタイヤ赤道における直径Ｄ０の９０～９５％である、本開示１乃至３のいずれか１項に記載のタイヤの製造方法。
[本開示５］
前記中子の拡径状態において、前記中子の半径方向外面のタイヤ軸方向外端における直径ＤＢは、前記中子の半径方向外面のタイヤ赤道における直径ＤＡの９３～９８％である、本開示１乃至４のいずれか１項に記載のタイヤの製造方法。
[本開示６］
前記中子の半径方向外面のタイヤ軸方向外端間の前記半径方向外面に沿う距離Ｌｃは、加硫済みのタイヤのトレッド幅の１００％～１２０％である、本開示１乃至５のいずれか１項に記載のタイヤの製造方法。

１ タイヤ
２Ｇ トレッドゴム
４ ビード部
６ カーカス
１０ 一次成形体
２３ 中子
２３ｓ 外面
２３ｅ 外端
２４ 中央部
２６ トレッドゴム形成部材
Ｃ タイヤ赤道
Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３ 工程
Ｙ２ 拡径状態

Claims (6)

1. 一対のビード部の間を延びるラジアル構造のカーカスと、前記カーカスの半径方向外側に配されるトレッドゴムとを含むタイヤの製造方法であって、
   前記カーカスとビード部とを有する円筒状の一次成形体を得る工程と、
   前記一次成形体の前記ビード部を保持しつつ拡縮径可能な中子を拡径させ、前記カーカスのタイヤ軸方向の中央部を前記中子の半径方向外面により支持しながら膨出させる工程と、
   前記膨出される前記中央部上に、前記トレッドゴムを直接に貼り付ける工程とを含む、タイヤの製造方法。
2. 前記タイヤが、自動二輪車用ラジアルタイヤである、請求項１記載のタイヤの製造方法。
3. 前記貼り付ける工程では、帯状のトレッドゴム形成部材を、前記中央部上で一周巻きすることにより、前記トレッドゴムが直接に貼り付けられる、請求項１又は２記載のタイヤの製造方法。
4. 前記中子の拡径状態において、前記中子の半径方向外面のタイヤ赤道における直径ＤＡは、加硫済みのタイヤの前記カーカスの半径方向内面のタイヤ赤道における直径Ｄ０の９０～９５％である、請求項１乃至３のいずれか１項に記載のタイヤの製造方法。
5. 前記中子の拡径状態において、前記中子の半径方向外面のタイヤ軸方向外端における直径ＤＢは、前記中子の半径方向外面のタイヤ赤道における直径ＤＡの９３～９８％である、請求項１乃至４のいずれか１項に記載のタイヤの製造方法。
6. 前記中子の半径方向外面のタイヤ軸方向外端間の前記半径方向外面に沿う距離Ｌｃは、加硫済みのタイヤのトレッド幅の１００％～１２０％である、請求項１乃至５のいずれか１項に記載のタイヤの製造方法。

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