JP4390252B2 - タイヤ成形方法及びこれに用いる成形ドラム - Google Patents
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Description
本発明は、例えばラジアルタイヤの製造において、グリーンタイヤの外周側に配置される部分を成形するためのタイヤ成形方法及びこれに用いる成形ドラムに関するものである。
従来、この種のタイヤを製造する場合には、成形ドラムの表面に複数のベルト材を重ね合わせて所定幅のベルト層を形成するとともに、ベルト層の上に帯状の補強材をベルト層よりも幅が広くなるように螺旋状に巻き付けた後、補強材の上にトレッド材を巻き付けることにより、グリーンタイヤの外周側に配置される外周側グリーンタイヤを成形し、これをインナーライナ、カーカス、ビード等からなる内周側グリーンタイヤに組付けることにより、完成グリーンタイヤを成形している（例えば、特許文献１参照。）。
特開平１０−５８９１３号公報
ところで、前述のように成形された外周側グリーンタイヤを内周側グリーンタイヤに組付ける際、ショルダー部となる外周側グリーンタイヤの幅方向両端部が内周側グリーンタイヤのサイドウォール側に引張られるが、従来では表面が幅方向に平坦な成形ドラムを用いて外径の均一な円筒状の外周側グリーンタイヤを形成しているため、外周側グリーンタイヤの幅方向両端部がサイドウォール側に引張られると、ベルト材や補強材の幅方向端部におけるタイヤ周方向の収縮が大きくなり、特に補強材は収縮性の小さい材質からなるため、外周側グリーンタイヤの幅方向両端部に皺や波打ちが生じ、その結果、完成グリーンタイヤのショルダー部の表面に凹凸が発生するという問題点があった。
また、前記従来例では、成形ドラムの表面全体を幅方向に緩やかな曲線をなすように形成しているが、外周側グリーンタイヤの幅方向両端部に生ずる皺や波打ちの防止効果は望めず、しかも成形ドラムの表面全体が曲線状に形成されているためにベルト材や補強材を巻き付ける際の正確な位置合わせが困難になるという欠点がある。
本発明は前記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、完成グリーンタイヤの表面に凹凸を発生させることのない外周側グリーンタイヤを成形することのできるタイヤ成形方法及びこれに用いる成形ドラムを提供することにある。
本発明は前記目的を達成するために、請求項１では、成形ドラムの外周面に複数のベルト材を重ね合わせて所定幅のベルト層を形成するとともに、ベルト層の上に帯状の補強材をベルト層よりも幅が広くなるように螺旋状に巻き付けた後、補強材の上にトレッド材を巻き付けることにより外周側グリーンタイヤを成形し、外周側グリーンタイヤを内周側グリーンタイヤに組付けて完成グリーンタイヤを成形するタイヤ成形方法において、幅方向中央部に外径が幅方向に均一な平坦部を有し、幅方向両端側には外径が幅方向外側に向かって徐々に小さくなるテーパ部を有する成形ドラムを用い、成形ドラムの平坦部にベルト材を巻き付けてベルト層を形成するとともに、少なくとも補強材の幅方向端部が成形ドラムのテーパ部上に位置するように補強材をベルト層の上に巻き付けた後、補強材の上にトレッド材を巻き付けて外周側グリーンタイヤを成形するようにしている。これにより、外周側グリーンタイヤを内周側グリーンタイヤに組付ける際、外周側グリーンタイヤの幅方向両端部が内周側グリーンタイヤ側に引張られるが、ベルト材及び補強材の幅方向両端部は成形ドラムのテーパ部によって予め内周側グリーンタイヤ側に湾曲するように成形されているため、外周側グリーンタイヤの幅方向両端部が引張られても、ベルト材及び補強材の幅方向端部が外周側グリーンタイヤの周方向に収縮することがない。
また、請求項２では、請求項１記載のタイヤ成形方法において、前記平坦部がベルト層の幅に対して６０％から１００％の幅寸法に形成された成形ドラムを用いるようにしている。これにより、請求項１の作用に加え、成形ドラムがベルト層の幅に対して６０％から１００％の幅の平坦部を有することから、平坦部によって補強材を精度良く巻き付けることが可能となる。
また、請求項３では、請求項１または２記載のタイヤ成形方法において、前記テーパ部が補強材の幅方向端部に対応する外径を平坦部の外径に対して２％から５％だけ小さく形成された成形ドラムを用いるようにしている。これにより、請求項１または２の作用に加え、成形ドラムが補強材の幅方向端部に対応する外径が平坦部の外径に対して２％から５％だけ小さいテーパ部を有することから、ベルト材及び補強材の幅方向端部を補強材の巻き付け精度を損なうことなく皺や波打ちの発生防止に効果的な曲率に成形することが可能となる。
また、請求項４では、請求項１、２または３記載のタイヤ成形方法において、前記テーパ部が、平坦部に対して所定の傾斜角度をなす第１の傾斜部と、平坦部に対して第１の傾斜部よりも大きい所定の傾斜角度をなす第２の傾斜部とから形成された成形ドラムを用いるようにしている。これにより、請求項１、２または３の作用に加え、成形ドラムが平坦部に対する傾斜角度が段階的に大きくなる第１の傾斜部と第２の傾斜部とからなるテーパ部を有することから、補強材及びベルト材の端部を各傾斜部によって段階的に曲げることが可能となる。
また、請求項５では、複数のベルト材を重ね合わせて所定幅のベルト層を形成するとともに、ベルト層の上に帯状の補強材をベルト層よりも幅が広くなるように螺旋状に巻き付けた後、補強材の上にトレッド材を巻き付けることにより外周側グリーンタイヤを成形し、外周側グリーンタイヤを内周側グリーンタイヤに組付けて完成グリーンタイヤを成形するタイヤ成形方法に用いる成形ドラムにおいて、外周面の幅方向中央部に外径が幅方向に均一になるように形成され、前記ベルト材が巻き付けられる平坦部と、幅方向両端側に外径が幅方向外側に向かって徐々に小さくなるように形成され、少なくとも補強材の幅方向端部が巻き付けられるテーパ部とを備えている。これにより、請求項１の作用を達成し得る成形ドラムが構成される。
また、請求項６では、請求項５記載の成形ドラムにおいて、前記平坦部をベルト層の幅に対して６０％から１００％の幅寸法に形成している。これにより、請求項１の作用に加え、請求項２の作用を達成し得る成形ドラムが構成される。
また、請求項７では、請求項５または６記載の成形ドラムにおいて、前記テーパ部を補強材の幅方向端部に対応する外径が平坦部の外径に対して２％から５％だけ小さくなるように形成している。これにより、請求項５または６の作用に加え、請求項３の作用を達成し得る成形ドラムが構成される。
また、請求項８では、請求項５、６または７記載の成形ドラムにおいて、前記テーパ部を、平坦部に対して所定の傾斜角度をなす第１の傾斜部と、平坦部に対して第１の傾斜部よりも大きい所定の傾斜角度をなす第２の傾斜部とから形成している。これにより、請求項５、６または７の作用に加え、請求項４の作用を達成し得る成形ドラムが構成される。
請求項１のタイヤ成形方法によれば、外周側グリーンタイヤを内周側グリーンタイヤに組付ける際、ベルト材及び補強材の幅方向端部が外周側グリーンタイヤの周方向に収縮することがないので、外周側グリーンタイヤの幅方向両端部に皺や波打ちが生ずることがなく、完成グリーンタイヤの表面における凹凸の発生を確実に防止することができる。これにより、ベルト材及び補強材を幅広く形成することができるので、例えば補強材の幅方向端部によって内周側グリーンタイヤの二次固有振動数を抑制することができ、ロードノイズの低減を図ることができる。更に、ベルト材及び補強材の幅を広くすることが可能となる分、タイヤ設計における自由度を高めることができ、高性能タイヤの開発に貢献することも可能となる。
また、請求項２のタイヤ成形方法によれば、請求項１の効果に加え、成形ドラムの平坦部によって補強材を精度良く巻き付けることができるので、補強材の巻き付け作業を容易且つ正確に行うことができる。
また、請求項３のタイヤ成形方法によれば、請求項１または２の効果に加え、ベルト材及び補強材の幅方向端部を補強材の巻き付け精度を損なうことなく皺や波打ちの発生防止に効果的な曲率に成形することができるので、製造上極めて有利である。
また、請求項４のタイヤ成形方法によれば、請求項１、２または３の効果に加え、補強材及びベルト材の端部を段階的に曲げることができるので、補強材及びベルト材の端部を急激に曲率を変化させることなく十分に湾曲させることが可能となる。
また、請求項５の成形ドラムによれば、請求項１と同様、外周側グリーンタイヤを内周側グリーンタイヤに組付ける際、ベルト材及び補強材の幅方向端部が外周側グリーンタイヤの周方向に収縮することがないので、外周側グリーンタイヤの幅方向両端部に皺や波打ちが生ずることがなく、完成グリーンタイヤの表面における凹凸の発生を確実に防止することができる。これにより、ベルト材及び補強材を幅広く形成することができるので、例えば補強材の幅方向端部によって内周側グリーンタイヤの二次固有振動数を抑制することができ、ロードノイズの低減を図ることができる。更に、ベルト材及び補強材の幅を広くすることが可能となる分、タイヤ設計における自由度を高めることができ、高性能タイヤの開発に貢献することも可能となる。
また、請求項６の成形ドラムによれば、請求項５の効果に加え、請求項２と同様、成形ドラムの平坦部によって補強材を精度良く巻き付けることができるので、補強材の巻き付け作業を容易且つ正確に行うことができる。
また、請求項７の成形ドラムによれば、請求項５または６の効果に加え、請求項３と同様、ベルト材及び補強材の幅方向端部を補強材の巻き付け精度を損なうことなく皺や波打ちの発生防止に効果的な曲率に成形することができるので、製造上極めて有利である。
また、請求項８の成形ドラムによれば、請求項５、６または７の効果に加え、請求項４と同様、補強材及びベルト材の端部を段階的に曲げることができるので、補強材及びベルト材の端部を急激に曲率を変化させることなく十分に湾曲させることが可能となる。
図１乃至図４は本発明の一実施形態を示すもので、図１は成形ドラムの正面図、図２は成形ドラムの要部正面断面図、図３及び図４は成形工程を示す要部正面断面図である。
本実施形態に示すタイヤ成形方法は、例えばラジアルタイヤの製造において、ベルト材１、補強材２及びトレッド材３からなる外周側グリーンタイヤ４を成形ドラム１０を用いて成形するものである。即ち、成形ドラム１０の外周面に計２枚のベルト材１を重ね合わせてベルト層１ａを形成するとともに、ベルト層１ａの上に帯状の補強材２を螺旋状に巻き付けた後、補強材２の上にトレッド材３を巻き付けることにより、外周側グリーンタイヤ４を成形する。
本実施形態に用いる成形ドラム１０は、表面に各部材を巻き付け可能に円筒状に形成され、以下に詳述する表面形状以外の部分は周知の構成からなる。
即ち、成形ドラム１０は、外周面の幅方向中央部に外径が幅方向に均一な平坦部１１を有し、その幅方向両端側には外径が幅方向外側に向かって徐々に小さくなるテーパ部１２を有している。
平坦部１１の幅Ａ1 はベルト層１ａの幅Ｂ1 に対して６０％から１００％の寸法に形成され、例えば幅Ｂ1 に対して７０％程度の寸法が好ましい。
テーパ部１２は補強材２の幅方向端部に対応する外径Ｄ1 を平坦部１１の外径Ｄ2 に対して２％から５％だけ小さく形成され、例えばテーパ部１２の外径Ｄ1 は平坦部１１の外径Ｄ2 に対して３％程度の寸法が好ましい。また、テーパ部１２は、平坦部１１の表面に対して所定の傾斜角度αをなす第１の傾斜部１２ａと、平坦部１１の表面に対して第１の傾斜部１２ａよりも大きい所定の傾斜角度βをなす第２の傾斜部１２ｂとからなり、第１の傾斜部１２ａは曲線状に形成され、第２の傾斜部１２ｂは直線状に形成されている。この場合、テーパ部１２が形成されている範囲のドラム径方向の長さＬ1 のうち、平坦部１１から略１／３の長さＬ2 の範囲に第１の傾斜部１２ａが形成されている。
次に、図３及び図４を参照し、前記成形ドラム１０を用いて外周側グリーンタイヤ４を成形する方法について説明する。
まず、図３(a) に示すように成形ドラム１０の表面に計２枚のベルト材１を互いに重なり合うように巻き付けることにより、幅Ｂ1 のベルト層１ａを形成する。この場合、上側のベルト材１の幅は下側のベルト材１の幅よりも長さＢ2 だけ小さい寸法に形成されており、下側のベルト材１の幅方向端部は成形ドラム１０のテーパ部１２上に位置している。
次に、図３(b) に示すように補強材２をベルト層１ａの上に長さＢ3 だけ幅が広くなるように螺旋状に巻き付ける。その際、補強材２及び下側のベルト材１の端部が成形ドラム１０のテーパ部１２に沿って湾曲するように補強材２を巻き付ける。その際、補強材２及びベルト材１の端部は、テーパ部１２の第１の傾斜部１２ａによって角度αに曲げられるとともに、更に先端側を第２の傾斜部１２ｂによって角度βに曲げられる。
この後、図４(a) に示すように補強材２の上にトレッド材３を巻き付けることにより、外周側グリーンタイヤ４を成形する。
前述のように成形された外周側グリーンタイヤ４は、成形ドラム１０から取外されるとともに、図示しない搬送装置により、インナーライナ、カーカス、ビード等から成形された内周側グリーンタイヤ５の外側に移送され、図４(b) に示すように内周側グリーンタイヤ５の外周面に圧着することにより、完成グリーンタイヤ６となる。その際、ショルダー部７となるトレッド材３の幅方向両端部が内周側グリーンタイヤ５のサイドウォール８側に引張られるが、ベルト材１及び補強材２の幅方向両端部は成形ドラム１０のテーパ部１２によって予めサイドウォール８側に湾曲するように成形されているため、外周側グリーンタイヤ４の幅方向両端部がサイドウォール８側に引張られても、ベルト材１及び補強材２の幅方向端部が完成グリーンタイヤ６の周方向に収縮することがない。
このように、本実施形態のタイヤ成形方法によれば、外周側グリーンタイヤ４を幅方向両端側に外径が幅方向外側に向かって徐々に小さくなるテーパ部１２を有する成形ドラム１０を用いて成形することにより、ベルト材１及び補強材２の幅方向端部を成型ドラム１０のテーパ部１２に沿って予め径方向内側に湾曲させるようにしたので、外周側グリーンタイヤ４を内周側グリーンタイヤ５に組付ける際に外周側グリーンタイヤ４の幅方向両端部に皺や波打ちが生ずることがなく、ショルダー部７の表面における凹凸の発生を確実に防止することができる。これにより、ベルト材１及び補強材２をショルダー部７側まで延出するように幅広く形成することができるので、補強材２の幅方向端部によってカーカス層の二次固有振動数を抑制することができ、ロードノイズの低減を図ることができる。更に、ベルト材１及び補強材２の幅を広くすることが可能となる分、タイヤ設計における自由度を高めることができ、高性能タイヤの開発に貢献することもできる。
また、ベルト層１ａの幅に対して６０％から１００％の幅に形成された平坦部１１を有する成形ドラム１０を用いるようにしたので、平坦部１１によって補強材２を精度良く巻き付けることができ、補強材２の巻き付け作業を容易且つ正確に行うことができる。
更に、テーパ部１２が補強材２の幅方向端部に対応する外径を平坦部１１の外径に対して２％から５％だけ小さく形成された成形ドラム１０を用いるようにしたので、ベルト材１及び補強材２の幅方向端部を補強材２の巻き付け精度を損なうことなく皺や波打ちの発生防止に効果的な曲率に成形することができ、製造上極めて有利である。
また、テーパ部１２が互いに傾斜角度の異なる第１の傾斜部１２ａ及び第２の傾斜部１２ｂからなる成形ドラムを用い、第２の傾斜部１２ｂの傾斜角度βを第１の傾斜部１２ａの傾斜角度αよりも大きく形成したので、補強材２及びベルト材１の端部を各傾斜部１２ａ，１２ｂによって計２段階に曲げることができ、補強材２及びベルト材１の端部を急激に曲率を変化させることなく十分に湾曲させることが可能となる。
１…ベルト材、２…補強材、３…トレッド材、４…外周側グリーンタイヤ、５…内周側グリーンタイヤ、６…完成グリーンタイヤ、１０…成形ドラム、１１…平坦部、１２…テーパ部、１２ａ…第１の傾斜部、１２ｂ…第２の傾斜部。
Claims (8)
- 成形ドラムの外周面に複数のベルト材を重ね合わせて所定幅のベルト層を形成するとともに、ベルト層の上に帯状の補強材をベルト層よりも幅が広くなるように螺旋状に巻き付けた後、補強材の上にトレッド材を巻き付けることにより外周側グリーンタイヤを成形し、外周側グリーンタイヤを内周側グリーンタイヤに組付けて完成グリーンタイヤを成形するタイヤ成形方法において、
幅方向中央部に外径が幅方向に均一な平坦部を有し、幅方向両端側には外径が幅方向外側に向かって徐々に小さくなるテーパ部を有する成形ドラムを用い、
成形ドラムの平坦部にベルト材を巻き付けてベルト層を形成するとともに、
少なくとも補強材の幅方向端部が成形ドラムのテーパ部上に位置するように補強材をベルト層の上に巻き付けた後、
補強材の上にトレッド材を巻き付けて外周側グリーンタイヤを成形する
ことを特徴とするタイヤ成形方法。 - 前記平坦部がベルト層の幅に対して６０％から１００％の幅寸法に形成された成形ドラムを用いる
ことを特徴とする請求項１記載のタイヤ成形方法。 - 前記テーパ部が補強材の幅方向端部に対応する外径を平坦部の外径に対して２％から５％だけ小さく形成された成形ドラムを用いる
ことを特徴とする請求項１または２記載のタイヤ成形方法。 - 前記テーパ部が、平坦部に対して所定の傾斜角度をなす第１の傾斜部と、平坦部に対して第１の傾斜部よりも大きい所定の傾斜角度をなす第２の傾斜部とから形成された成形ドラムを用いる
ことを特徴とする請求項１、２または３記載のタイヤ成形方法。 - 複数のベルト材を重ね合わせて所定幅のベルト層を形成するとともに、ベルト層の上に帯状の補強材をベルト層よりも幅が広くなるように螺旋状に巻き付けた後、補強材の上にトレッド材を巻き付けることにより外周側グリーンタイヤを成形し、外周側グリーンタイヤを内周側グリーンタイヤに組付けて完成グリーンタイヤを成形するタイヤ成形方法に用いる成形ドラムにおいて、
外周面の幅方向中央部に外径が幅方向に均一になるように形成され、前記ベルト材が巻き付けられる平坦部と、
幅方向両端側に外径が幅方向外側に向かって徐々に小さくなるように形成され、少なくとも補強材の幅方向端部が巻き付けられるテーパ部とを備えた
ことを特徴とする成形ドラム。 - 前記平坦部をベルト層の幅に対して６０％から１００％の幅寸法に形成した
ことを特徴とする請求項５記載の成形ドラム。 - 前記テーパ部を補強材の幅方向端部に対応する外径が平坦部の外径に対して２％から５％だけ小さくなるように形成した
ことを特徴とする請求項５または６記載の成形ドラム。 - 前記テーパ部を、平坦部に対して所定の傾斜角度をなす第１の傾斜部と、平坦部に対して第１の傾斜部よりも大きい所定の傾斜角度をなす第２の傾斜部とから形成した
ことを特徴とする請求項５、６または７記載の成形ドラム。
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