JP4316525B2 - 空気入りタイヤの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、ジョイントレス構造のベルト補強層を備えた空気入りタイヤを製造する方法に関し、更に詳しくは、生産性を大幅に高めると同時に、ラジアル・フォース・バリエーション（ＲＦＶ）の悪化を防止するようにした空気入りタイヤの製造方法に関する。

空気入りタイヤにおいて、トレッド部におけるベルト層の外周側に、複数本の補強コードを含むストリップ材をタイヤ周方向に螺旋状に巻回してなるジョイントレス構造のベルト補強層を設けたものがある。

このようなジョイントレス構造のベルト補強層を成形する場合、ストリップ材を巻き付けヘッドから成形ドラム上に供給し、そのストリップ材の積層構造に基づいてベルト補強層による締付力を設定している。例えば、ストリップ材をトレッド部の中央領域では２重巻きとする一方でベルト層のエッジ領域では３重巻きとしている。

一般に、ストリップ材の巻き付けは単一の巻き付けヘッドにより行われているが、この場合、巻き付け工程に多大な時間を要し、生産性が悪いという欠点がある。そのため、２台の巻き付けヘッドを用いて２本のストリップ材を同時に成形ドラムの周囲に巻き付けることが提案されている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。

しかしながら、２台の巻き付けヘッドを用いてジョイントレス構造のベルト補強層を成形し、ストリップ材の積層構造をタイヤ幅方向の位置に応じて変化させる場合、ストリップ材の重なり具合がタイヤ周上で複雑に変化することになる。例えば、ストリップ材はタイヤ周方向に対して僅かに傾斜しているが、このような傾斜はストリップ材の重なり具合に微妙に影響を与える。そして、ストリップ材が３重巻きとなる部分がタイヤ周上で不均一に存在していると、ベルト補強層のタイヤ周上での剛性変動が大きくなり、ラジアル・フォース・バリエーションが悪くなるという問題がある。

そのため、２台の巻き付けヘッドを用いてジョイントレス構造のベルト補強層を成形するに際し、ストリップ材が３重巻きとなる部分をタイヤ周上で均一にすることにより、ラジアル・フォース・バリエーションの悪化を防止することが望まれている。
特許第２６３９７０３号公報 特開平８−１４２２２６号公報

本発明の目的は、生産性を大幅に高めると同時に、ラジアル・フォース・バリエーションの悪化を防止するようにした空気入りタイヤの製造方法を提供することにある。

上記目的を達成するための本発明の空気入りタイヤの製造方法は、トレッド部におけるベルト層の外周側に、複数本の補強コードを含むストリップ材をタイヤ周方向に螺旋状に巻回し、該ストリップ材をトレッド部の中央領域では２重巻きとする一方でベルト層のエッジ領域では３重巻きとするジョイントレス構造のベルト補強層を設けた空気入りタイヤを製造する方法において、
前記ベルト補強層を成形ドラム上で成形するに際し、２本のストリップ材をそれぞれ個別の巻き付けヘッドから成形ドラムに供給し、ベルト補強層の両エッジ位置からそれぞれストリップ材の１／２幅だけベルト補強層の中央側にずれた位置を始点として前記ストリップ材を同時にベルト補強層の中央側に向かって成形ドラムの周囲に巻き付け、これらストリップ材をベルト補強層の中央部で互いに交差させ、更にベルト補強層の両エッジ位置で反対方向に折り返し、その折り返し部でのストリップ材の巻き付け回転量を制御する方法であって、
前記ベルト補強層の総幅が前記ストリップ材の幅で割り切れない関係にあるとき、前記折り返し部におけるストリップ材の巻き付け回転量θを３６０°×ｎ−３０°≦θ≦３６０°×ｎ＋３０°の範囲（ｎ：整数）にすることを特徴とするものである。

本発明では、２台の巻き付けヘッドを用いてベルト補強層を成形ドラム上で成形するに際し、２本のストリップ材をベルト補強層の両エッジ位置からそれぞれストリップ材の１／２幅だけベルト補強層の中央側にずれた位置を始点として同時にベルト補強層の中央側に向かって成形ドラムの周囲に巻き付け、これらストリップ材をベルト補強層の中央部で互いに交差させ、更にベルト補強層の両エッジ位置で反対方向に折り返すような巻き付け手法を採用する。これにより、単一の巻き付けヘッドを用いてベルト補強層を成形する場合に比べて、生産性を大幅に高めるができる。

ここで、ベルト補強層の総幅がストリップ材の幅で割り切れない関係にあるとき、折り返し部におけるストリップ材の巻き付け回転量θを３６０°×ｎ−３０°≦θ≦３６０°×ｎ＋３０°の範囲に設定し、つまり、折り返し部におけるストリップ材の巻き付け回転数を実質的にｎ回転とする。このような制御を行うことにより、ストリップ材が３重巻きとなる部分をタイヤ周上で均一にし、ベルト補強層のタイヤ周上での剛性変動を最小限に抑え、ラジアル・フォース・バリエーションの悪化を防止することが可能になる。

上記制御方法は、ベルト補強層の総幅をストリップ材の幅で除算したときの余りがストリップ材の幅の０．５倍である場合に最も有効であるが、その余りがストリップ材の幅の０．４５倍〜０．５５倍である場合にも適用可能である。ここで言うストリップ材の幅とは、ストリップ材が巻き付けられた状態でドラム軸方向（タイヤ軸方向）に測定される幅である。

本発明において、２本のストリップ材の巻き付け開始位置をドラム周方向に互いに異ならせ、その巻き付け開始位置のずれ量をドラム軸廻りに３０°〜６０°の範囲に設定することが好ましい。２本のストリップ材の巻き付け開始位置を上記の如く設定した場合、ストリップ材の重なり具合を最適化することができる。

本発明によれば、上記製造方法により、トレッド部におけるベルト層の外周側に、複数本の補強コードを含むストリップ材をタイヤ周方向に螺旋状に巻回し、該ストリップ材をトレッド部の中央領域では２重巻きとする一方でベルト層のエッジ領域では３重巻きとするジョイントレス構造のベルト補強層を備え、そのストリップ材を所定の巻き付け構造とした空気入りタイヤが提供される。このような空気入りタイヤは、生産性に優れ、かつユニフォミティーが良好である。

以下、本発明の構成について添付の図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は本発明の実施形態からなる空気入りタイヤを示すものである。図１において、１はトレッド部、２はサイドウォール部、３はビード部である。左右一対のビード部３，３間にはカーカス層４が装架され、カーカス層４の端部がビードコア５の廻りにタイヤ内側から外側に折り返されている。トレッド部１におけるカーカス層４の外周側には、２層のベルト層６がタイヤ全周にわたって配置されている。これらベルト層６は、タイヤ周方向に対して傾斜する補強コードを含み、かつ層間で補強コードが互いに交差するように配置されている。ベルト層６の外周側には、長手方向に引き揃えられた複数本の補強コードを含むストリップ材をタイヤ周方向に螺旋状に巻回し、該ストリップ材をトレッド部１の中央領域では２重巻きとする一方でベルト層６のエッジ領域では３重巻きとするジョイントレス構造のベルト補強層７が配置されている。

図２及び図３はベルト補強層の成形装置を簡略的に示すものである。図２及び図３において、成形ドラム１１は、その径方向に拡縮自在であって中心軸の廻りに回動するように構成されている。この成形ドラム１１の近傍には、２台の巻き付けヘッド１２，１２が配設されている。これら巻き付けヘッド１２，１２は、成形ドラム１１の周方向に互いにずれた位置に配置され、かつ成形ドラム１１の軸方向に往復移動するように構成されている。巻き付けヘッド１２，１２は、複数本の補強コードを含むストリップ材Ｓを成形ドラム１１上に連続的に供給するものであれば、その構成が特に限定されるものではない。ジョイントレス構造のベルト補強層７は、成形ドラム１１上にベルト層６を形成した後、そのベルト層６の上にストリップ材Ｓを巻き付け、ドラム軸方向の位置に応じてストリップ材Ｓの巻き付け回数を変化させることで成形される。

図４は本発明の実施形態からなるストリップ材の巻き付け方法を示すものである。図４は、本発明の理解を容易にするために、タイヤ１周分（０°〜３６０°）のベルト補強層を展開してドラム軸方向に引き延ばした状態を示している。

図４において、２本のストリップ材Ｓ_A ，Ｓ_B は同一幅を有し、それぞれ個別の巻き付けヘッドから成形ドラム上に供給される。Ｅ_A1はストリップ材Ｓ_A の始端、Ｅ_A2はストリップ材Ｓ_A の終端、Ｅ_B1はストリップ材Ｓ_B の始端、Ｅ_B2はストリップ材Ｓ_B の終端である。ストリップ材Ｓ_A は、ベルト補強層の一方のエッジ位置Ｘからストリップ材の１／２幅だけベルト補強層の中央側にずれた位置を始点としてベルト補強層の他方のエッジ位置Ｙに向かって成形ドラムの周囲に巻き付けられ、ベルト補強層の他方のエッジ位置Ｙで反対方向に折り返される。ストリップ材Ｓ_B は、ベルト補強層の他方のエッジ位置Ｙからストリップ材の１／２幅だけベルト補強層の中央側にずれた位置を始点としてベルト補強層の一方のエッジ位置Ｘに向かって成形ドラムの周囲に巻き付けられ、ベルト補強層の一方のエッジ位置Ｘで反対方向に折り返される。これらストリップ材Ｓ_A ，Ｓ_B の巻き付けは同時に行われる。

また、２本のストリップ材Ｓ_A ，Ｓ_B の巻き付け開始位置はドラム周方向に互いに異なっており、その巻き付け開始位置のずれ量がドラム軸廻りに３０°〜６０°の範囲に設定されている。図４では、ストリップ材Ｓ_B の巻き付け開始位置に対するストリップ材Ｓ_A の巻き付け開始位置のずれ量が＋６０°になっている。

上記ストリップ材Ｓ_A ，Ｓ_B の巻き付けに際して、折り返し部Ｗ_A ，Ｗ_B におけるストリップ材Ｓ_A ，Ｓ_B の巻き付け回転量が制御される。この折り返し部Ｗ_A ，Ｗ_B とは、ストリップ材Ｓ_A ，Ｓ_B がベルト補強層のエッジ位置で反対方向に折り返されてから終端に至るまでの部分である。ここで、ベルト補強層の総幅がストリップ材Ｓ_A ，Ｓ_B の幅で割り切れない関係にあるとき、例えば、ベルト補強層の総幅が２３５ｍｍで、ストリップ材Ｓ_A ，Ｓ_B の幅が１０ｍｍであるとき、折り返し部Ｗ_A ，Ｗ_B におけるストリップ材の巻き付け回転量θを３６０°×ｎ−３０°≦θ≦３６０°×ｎ＋３０°の範囲（ｎ：整数）にする。但し、整数ｎは１〜５の範囲から選択される。本実施形態では、折り返し部Ｗ_A ，Ｗ_B におけるストリップ材Ｓ_A ，Ｓ_B の巻き付け回転数は３回転（θ＝１０８０°）となっている。

図４において、斜線部はストリップ材Ｓ_A ，Ｓ_B が３重巻きとなる部分であり、網線部はストリップ材Ｓ_A ，Ｓ_B が単層となる部分であり、それ以外の部分はストリップ材Ｓ_A ，Ｓ_B が２重巻きとなる部分である。このようにストリップ材Ｓ_A ，Ｓ_B の重なり具合はタイヤ周上で複雑に変化している。

図５は図４に示すベルト補強層においてストリップ材が３重巻きとなる部分と単層となる部分の総幅をタイヤ周方向の位置毎に加算して示すものである。図５に示すように、ストリップ材が３重巻きとなる部分の総幅はタイヤ周上で略均等になっている。なお、折り返し部におけるストリップ材の巻き付け回転数を２．５回転とした場合、ストリップ材が３重巻きとなる部分の総幅は図５の破線にて示すようにタイヤ周上で不均一になる。折り返し部におけるストリップ材の巻き付け回転数は厳密に３回転である必要はなく、±３０°の範囲の変動であれば許容することができる。この許容範囲から外れるとストリップ材が３重巻きとなる部分のタイヤ周上の均一性が不十分になる。

図６は本発明の他の実施形態からなるストリップ材の巻き付け方法を示すものである。図６は、本発明の理解を容易にするために、タイヤ１周分（０°〜３６０°）のベルト補強層を展開してドラム軸方向に引き延ばした状態を示している。本実施形態は、ストリップ材Ｓ_A ，Ｓ_B の巻き付け開始位置が上記実施形態とは異なるだけであるので、同一部分には同一符号を付してその部分の詳細な説明は省略する。図６においては、ストリップ材Ｓ_B の巻き付け開始位置に対するストリップ材Ｓ_A の巻き付け開始位置のずれ量が−６０°になっている。

本実施形態においても、上記ストリップ材Ｓ_A ，Ｓ_B の巻き付けに際して、折り返し部Ｗ_A ，Ｗ_B におけるストリップ材Ｓ_A ，Ｓ_B の巻き付け回転量が制御される。つまり、ベルト補強層の総幅がストリップ材Ｓ_A ，Ｓ_B の幅で割り切れない関係にあるとき、折り返し部Ｗ_A ，Ｗ_B におけるストリップ材の巻き付け回転量θを３６０°×ｎ−３０°≦θ≦３６０°×ｎ＋３０°の範囲（ｎ：整数）にする。本実施形態では、折り返し部Ｗ_A ，Ｗ_B におけるストリップ材Ｓ_A ，Ｓ_B の巻き付け回転数は３回転（θ＝１０８０°）となっている。

図６において、斜線部はストリップ材Ｓ_A ，Ｓ_B が３重巻きとなる部分であり、網線部はストリップ材Ｓ_A ，Ｓ_B が単層となる部分であり、それ以外の部分はストリップ材Ｓ_A ，Ｓ_B が２重巻きとなる部分である。このようにストリップ材Ｓ_A ，Ｓ_B の重なり具合はタイヤ周上で複雑に変化している。

図７は図６に示すベルト補強層においてストリップ材が３重巻きとなる部分と単層となる部分の総幅をタイヤ周方向の位置毎に加算して示すものである。図７に示すように、ストリップ材が３重巻きとなる部分の総幅はタイヤ周上で略均等になっている。なお、折り返し部におけるストリップ材の巻き付け回転数を２．５回転とした場合、ストリップ材が３重巻きとなる部分の総幅は図７の破線にて示すようにタイヤ周上で不均一になる。折り返し部におけるストリップ材の巻き付け回転数は厳密に３回転である必要はなく、±３０°の範囲の変動であれば許容することができる。

上述のように２台の巻き付けヘッドを用いてジョイントレス構造のベルト補強層を成形するに際し、ストリップ材が３重巻きとなる部分をタイヤ周上で均一にすることにより、空気入りタイヤのラジアル・フォース・バリエーションの悪化を防止することができる。勿論、２台の巻き付けヘッドを用いてベルト補強層を効率良く成形することができる。

本発明の実施形態からなる空気入りタイヤを示す子午線半断面図である。 本発明で使用されるベルト補強層の成形装置を示す平面図である。 本発明で使用されるベルト補強層の成形装置を示す側面図である。 本発明の実施形態からなるストリップ材の巻き付け方法を示す展開図である。 図４に示すベルト補強層においてストリップ材が３重巻きとなる部分と単層となる部分の総幅をタイヤ周方向の位置毎に加算して示すグラフである。 本発明の他の実施形態からなるストリップ材の巻き付け方法を示す展開図である。 図６に示すベルト補強層においてストリップ材が３重巻きとなる部分と単層となる部分の総幅をタイヤ周方向の位置毎に加算して示すグラフである。

符号の説明

１ トレッド部
２ サイドウォール部
３ ビード部
４ カーカス層
５ ビードコア
６ ベルト層
７ ベルト補強層
１１ 成形ドラム
１２ 巻き付けヘッド
Ｓ，Ｓ_A ，Ｓ_B ストリップ材
Ｗ_A ，Ｗ_B 折り返し部
Ｘ，Ｙ ベルト補強層のエッジ位置

Claims (2)

1. トレッド部におけるベルト層の外周側に、複数本の補強コードを含むストリップ材をタイヤ周方向に螺旋状に巻回し、該ストリップ材をトレッド部の中央領域では２重巻きとする一方でベルト層のエッジ領域では３重巻きとするジョイントレス構造のベルト補強層を設けた空気入りタイヤを製造する方法において、
   前記ベルト補強層を成形ドラム上で成形するに際し、２本のストリップ材をそれぞれ個別の巻き付けヘッドから成形ドラムに供給し、ベルト補強層の両エッジ位置からそれぞれストリップ材の１／２幅だけベルト補強層の中央側にずれた位置を始点として前記ストリップ材を同時にベルト補強層の中央側に向かって成形ドラムの周囲に巻き付け、これらストリップ材をベルト補強層の中央部で互いに交差させ、更にベルト補強層の両エッジ位置で反対方向に折り返し、その折り返し部でのストリップ材の巻き付け回転量を制御する方法であって、
   前記ベルト補強層の総幅が前記ストリップ材の幅で割り切れない関係にあるとき、前記折り返し部におけるストリップ材の巻き付け回転量θを３６０°×ｎ−３０°≦θ≦３６０°×ｎ＋３０°の範囲（ｎ：整数）にすることを特徴とする空気入りタイヤの製造方法。
2. ２本のストリップ材の巻き付け開始位置をドラム周方向に互いに異ならせ、その巻き付け開始位置のずれ量をドラム軸廻りに３０°〜６０°の範囲に設定した請求項１に記載の空気入りタイヤの製造方法。

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