JP4565938B2

JP4565938B2 - 空気入りタイヤの製造方法

Info

Publication number: JP4565938B2
Application number: JP2004261907A
Authority: JP
Inventors: 佐伯　　勉
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2004-09-09
Filing date: 2004-09-09
Publication date: 2010-10-20
Anticipated expiration: 2024-09-09
Also published as: JP2006076102A

Description

この発明は、タイヤ中間体の半径方向外側にベルト層およびトレッドゴムを貼付けた空気入りタイヤの製造方法に関する。

一般に、空気入りタイヤを製造する場合には、一対のビードコアと、幅方向両端部が前記ビードコアの回りに折り返されたカーカス層とを有し、内圧が充填されることで略トロイダル状に変形されたタイヤ中間体の半径方向外側に、ベルト層およびトレッドゴムを密着配置した後、ステッチングロールをトレッドゴムの外表面に押し付けながらタイヤ中間体を軸線回りに回転させるとともに、前記ステッチングロールを軸方向外側に向かってトレッドゴムの幅方向側端まで移動させることで、ベルト層、トレッドゴムをタイヤ中間体に貼付けて生タイヤを成形し、その後、前記生タイヤを加硫して空気入りタイヤとしている。

ここで、前述のようにステッチングロールを用いてベルト層、トレッドゴムをタイヤ中間体に貼付ける際、ベルト層に重なり合っている部位のトレッドゴムは、周方向剛性の高いベルト層に貼付けられているため、ステッチングロールから回転方向後方に向かう押付け力を受けても、殆どせん断変形をすることはないが、ベルト層の幅方向端からトレッドゴムの幅方向側端までの間のトレッドゴムは、変形を規制する部材が存在しないため、ステッチングロールから押付け力を受けると、軸方向内側の部位に対して回転方向後方にずれるようせん断変形する。

そして、このようにせん断変形した状態でトレッドゴムが幅方向側端に向かってタイヤ中間体に次々と貼付けられるため、貼付け後のトレッドゴムには幅方向側端に向かうに従い前述のようなせん断変形（ずれ）が次々と累積され、幅方向側端において初期位置（貼付け前の位置）からの周方向ずれ量が最大となる。次に、前述のような貼付けが終了してステッチングロールがトレッドゴムから離脱すると、せん断変形したトレッドゴムは弾性復元力によって元の形状に戻ろうとする。

このとき、タイヤ中間体はトレッドゴムに引きずられる形で変形し、これにより、カーカス層内に埋設されたラジアル方向に伸びる非伸張性コードが、トレッドゴムの幅方向側端を最大振幅位置とする波状に変形してしまう、換言すれば、ベルトの幅方向端からトレッドゴムの幅方向側端までの距離の２倍程度の範囲で波状に変形してしまうという問題があった。そこで、このような問題を解決するため、従来、以下の特許文献１に記載されているようなものが提案された。
特開平７−６０８６７号公報

このものは、前述のようにステッチングロールによってベルト層およびトレッドゴムをタイヤ中間体に貼付ける際、このタイヤ中間体のサイドウォール部のビードコア寄り外側面にステッチャーブラダーを配置し、該ステッチャーブラダーによって少なくともサイドウォール部領域の外面をステッチングロールに連動させて押圧成形するようにしたものである。

そして、このようにステッチングロール使用時に、サイドウォール部を高内圧のステッチャーブラダーで押圧するようにすれば、ビード部の位置ずれを防止しながらタイヤ中間体への充填内圧を高くする（例えば 2.3倍以上に上げる）ことができ、これにより、カーカス層内の非伸張性コードに作用する張力を高くすることができる。ここで、前記特許文献１に記載のものにおいても、トレッドゴムの幅方向側端には前述と同一値の周方向ずれが生じているが、前述のようにカーカス層Ｋ内の非伸張性コードＤに高張力が作用しているため、トレッドゴムＴが弾性復元力により元の形状に戻ろうとしたときの非伸張性コードＤの変形量（振幅）を、図５に示すように小さくすることができる。

しかしながら、このような従来の空気入りタイヤにあっては、非伸張性コードの波状変形（振幅）をある程度低減させることができるものの、波状変形の範囲が前述のように広い（ベルトの幅方向端からトレッドゴムの幅方向側端までの距離の２倍程度である）ため、空気入りタイヤのショルダー部の広い範囲に前記非伸張性コードの波状変形に基づく悪影響が波及し、この結果、タイヤの発熱、耐久性およびユニフォミティーが悪化するという課題がある。

また、前述したものはステッチングに先立ってステッチャーブラダーに内圧を充填する必要があるとともに、ステッチングが終了すると、該ステッチャーブラダーから内圧を排出する必要があるが、これらの充填・排出時、生タイヤの成形作業を一時中断しなければならないため、作業能率が低下してしまうという課題もある。さらに、前述のものはステッチャーブラダーを追加設置しなければならないため、装置全体の構造が複雑になるとともに、製作費が高価となってしまうという課題もある。

この発明は、構造簡単で製作費が安価であるにも拘わらず、空気入りタイヤの発熱、耐久性およびユニフォミティーを向上させることができるとともに、その製造における作業能率を向上させることができる空気入りタイヤの製造方法を提供することを目的とする。

このような目的は、一対のビードコアと、幅方向両端部が前記ビードコアの回りに折り返されたカーカス層とを有し、内圧が充填されることで略トロイダル状に変形されたタイヤ中間体の半径方向外側にベルト層およびトレッドゴムを密着配置する工程と、ステッチングロールをトレッドゴムの外表面に押付けながら、タイヤ中間体を軸線回りに回転させるとともに、前記ステッチングロールを軸方向外側に向かってトレッドゴムの幅方向側端まで移動させることで、ベルト層、トレッドゴムをタイヤ中間体に貼付けて生タイヤを成形する工程と、前記生タイヤを加硫し空気入りタイヤとする工程とを備えた空気入りタイヤの製造方法において、ステッチングロールがベルト層の幅方向端からトレッドゴムの幅方向側端に至る途中において前記タイヤ中間体の回転方向を逆転させるようにした空気入りタイヤの製造方法により、達成することができる。

この発明においては、ステッチングロールがベルト層の幅方向端からトレッドゴムの幅方向側端に至る途中でタイヤ中間体の回転方向を逆転させるようにしたので、逆転以後はステッチングロールからトレッドゴムに対して今まで（正転時）と逆方向のせん断変形（周方向ずれ）が付与され、この状態でトレッドゴムがタイヤ中間体に次々と貼付けられる。ここで、逆転前のせん断変形の方向と逆転後のせん断変形の方向とが逆方向であるため、これらのせん断変形同士が互いに相殺し合い、結果的にトレッドゴムの幅方向側端に生じるせん断変形の累積値（初期位置からの周方向ずれ量）が従来のものより小さくなる。

そして、ベルト層、トレッドゴムの貼付け作業が終了すると、せん断変形したトレッドゴムは弾性復元力により元の形状に戻ろうとするが、このとき、前述のようにトレッドゴムの幅方向側端における周方向ずれ量が小さいため、該トレッドゴムにより引きずられて波状に変形する非伸張性コードの範囲が狭くなり、これにより、空気入りタイヤの発熱、耐久性やユニフォミティーが向上する。
また、この発明においては、タイヤ中間体の回転方向を貼付けの途中で逆転させるだけでよいため、その動作を極めて短時間で行うことができ、これにより、作業能率を向上させることができるとともに、ステッチャーブラダー等の特別な部材が不要となって、構造が簡単となるとともに製作費を安価とすることができる。

また、請求項２に記載のように構成すれば、ベルト層の幅方向端からトレッドゴムの幅方向側端までの間でのトレッドゴムのせん断変形の最大累積値（初期位置からの周方向最大ずれ量）を効果的に小さくすることができ、これにより、非伸張性コードの波状変形量（振幅）を小さくすることができる。
さらに、請求項３に記載のように構成すれば、ベルト層の幅方向端とトレッドゴムの幅方向側端との間におけるトレッドゴムのせん断変形の最大累積値を大幅に小さくすることができる。
また、請求項４に記載のように構成すれば、タイヤ中間体の逆回転後にさらに回転方向を変更する場合に比較して、作業能率を向上させることができる。

以下、この発明の実施例１を図面に基づいて説明する。
図１、２、３において、11は生タイヤを成形する成形ドラムであり、この成形ドラム11は図示していない駆動部により適宜駆動回転される水平な主軸12を有する。13、14は前記主軸12に軸方向に所定間隔離れて設置されたリング状のビード受けであり、これらのビード受け13、14は図示していない駆動機構から駆動力を受けて拡縮径するとともに、軸方向に移動し互いに接近離隔する。18はタイヤ中間体であり、このタイヤ中間体18は一対のビードコア19と、幅方向両端部が前記ビードコア19の回りに折り返され、内部に多数本のラジアル方向に延びるスチールコード等の非伸張性コード22が埋設されたカーカス層20と、折り返し後のカーカス層20の幅方向両端部外側に貼付けられたサイドゴム21とから構成されている。

ここで、このようなタイヤ中間体18は、例えば回転している拡縮径可能な図示していない成形ドラムに帯状のカーカス層20を供給して該成形ドラムの周囲に円筒状に貼付けた後、該カーカス層20の外側でその軸方向両端部の所定位置にビードコア19をそれぞれセットし、その後、ビードコア19より軸方向外側のカーカス層20をブラダーによりビードコア19の回りに折り返し、次に、帯状のサイドゴム21を成形ドラムに供給して、前述のように折り返されたカーカス層20の軸方向両端部外側に円筒状に貼付けることで構成される。

このようにして成形されたタイヤ中間体18は図示していない搬送手段により前記成形ドラムから成形ドラム11に搬入されてその外側に嵌合されるが、このとき、タイヤ中間体18のビードコア19の半径方向内側には成形ドラム11のビード受け13、14がそれぞれ位置している。次に、前記ビード受け13、14を拡径しタイヤ中間体18のビードコア19をカーカス層20を介して半径方向内側から強力に把持する。

このとき、図示していないバンド成形ドラムに帯状のベルトプライ23が少なくとも２枚、ここでは３枚次々と供給されて円筒状に貼付けられベルト層24が成形されるとともに、該ベルト層24の半径方向外側に該ベルト層24より幅広の帯状をしたトレッドゴム25が供給されて円筒状に貼付けられる。これにより、該バンド成形ドラムの外側にはベルト層24とトレッドゴム25とから構成され、円筒状を呈するベルト・トレッドバンド26が成形される。

次に、前述のビード受け13、14を軸方向に移動させることで互いに接近させながらタイヤ中間体18の内部に内圧を充填し、円筒状をしたタイヤ中間体18を徐々にトロイダル状となるよう変形させる。このとき、前記バンド成形ドラムによって成形されたベルト・トレッドバンド26を図示していない搬送手段により搬送し、タイヤ中間体18の半径方向外側に嵌合配置する。この結果、タイヤ中間体18の軸方向中央部外周面はベルト層24の内周面に密着する。

31、32は図示していないステッチング装置に設けられた一対のステッチングロールであり、これらのステッチングロール31、32は略円板状を呈するとともに、その中心軸回りにフリー回転することができる。そして、前記主軸12、ビード受け13、14およびタイヤ中間体18が主軸12の中心軸回りに回転（正転）しているとき、従動回転するステッチングロール31、32がトレッドゴム25の外周面に押付けられた状態でその軸方向中央（トレッドセンター）から軸方向外側に向かって移動すると、ベルト層24、トレッドゴム25とタイヤ中間体18との間に残留するエアは軸方向外側に向かって押出され排出されるとともに、これらベルト層24、トレッドゴム25はタイヤ中間体18の半径方向外側に圧着される。

このとき、前記ステッチングロール31、32は、トレッドゴム25の軸方向両端部が軸方向外側に向かうに従い徐々に薄肉となっているとともに、タイヤ中間体18が略トロイダル状となっているため、ハンプ33（エッジ）間を移動しているときには、該ハンプ33間のトレッドゴム25の外周面にほぼ平行な中心軸回りに回転しているが、ハンプ33に到達すると、該ハンプ33とサイドゴム21の外表面とを結ぶ直線に中心軸がほぼ平行となるよう揺動し、この状態でハンプ33から幅方向側端34まで移動する。ここで、ハンプ33とは、トレッドゴム25の肉厚が前述のように軸方向両端部において軸方向外側に向かうに従い徐々に薄肉となっているが、このように薄肉化する開始点のことであり、製品タイヤとなったときにはトレッド端となる。

このようにステッチングロール31、32をトレッドゴム25の外表面に押付けながらタイヤ中間体18を軸線回りに回転させるとともに、前記ステッチングロール31、32を軸方向外側に向かってトレッドゴム25の幅方向側端34まで移動させると、ベルト層24、トレッドゴム25はタイヤ中間体18の外側に貼付けられ生タイヤ36が成形される。その後、該生タイヤ36を加硫金型内に搬入して加硫を行い、乗用車用、重荷重用等の空気入りタイヤとする。

ここで、前述のようにステッチングロール31、32を用いてベルト層24、トレッドゴム25をタイヤ中間体18に貼付ける際、ベルト層24に重なり合っている部位のトレッドゴム25は、周方向剛性の高いベルト層24に貼付けられているため、ステッチングロール31、32から回転方向後方に向かう押付け力を受けても、殆どせん断変形をすることはないが、ベルト層24の幅方向端38からトレッドゴム25の幅方向側端34までの間のトレッドゴム25は、変形を規制する部材が存在しないため、ステッチングロール31、32から押付け力を受けると、軸方向内側の部位に対して回転方向後方にずれるようせん断変形する。

そして、このようにせん断変形した状態でトレッドゴム25がタイヤ中間体18に次々と貼付けられるため、貼付け後のトレッドゴム25には幅方向側端34に向かうに従い前述のようなせん断変形（ずれ）が次々と累積される。しかしながら、この実施例においては、ステッチングロール31、32の軸方向外側への移動を継続しながら、これらステッチングロール31、32がベルト層24の幅方向端38からトレッドゴム25の幅方向側端34に至る途中において、主軸12、ビード受け13、14、タイヤ中間体18の回転方向を一体的に逆転させるようにしている。

この結果、逆転以後はステッチングロール31、32からトレッドゴム25に対して今まで（正転時）と逆方向のせん断変形（周方向ずれ）が付与され、この状態でトレッドゴム25がタイヤ中間体18に次々と貼付けられる。ここで、逆転前（正転時）のせん断変形の方向と逆転後のせん断変形の方向とが逆方向であるため、これらのせん断変形同士が互いに相殺し合い、結果的にトレッドゴム25の幅方向側端34に生じるせん断変形の累積値（貼付け前の初期位置からの周方向ずれ量）が従来のものより小さくなる。

そして、前述したベルト層24、トレッドゴム25の貼付け作業が終了すると、ステッチングロール31、32がトレッドゴム25から離脱するため、せん断変形したトレッドゴム25は弾性復元力により元の形状に戻ろうとする。このとき、前述のようにトレッドゴム25の幅方向側端34における周方向ずれ量が小さいため、該トレッドゴム25により引きずられて波状に変形する非伸張性コード22の長手方向範囲が狭くなり、これにより、空気入りタイヤの発熱、耐久性やユニフォミティーが向上する。

また、この実施例においては、タイヤ中間体18の回転方向を貼付けの途中で逆転させるだけでよいため、その動作を極めて短時間で行うことができ、これにより、作業能率を向上させることができるとともに、ステッチャーブラダー等の特別な部材が不要となって、構造が簡単となるとともに製作費を安価とすることができる。

ここで、前述のようにタイヤ中間体18を回転方向を逆転させた後、ステッチングロール31、32がトレッドゴム25の幅方向側端34に至るまでの間、前述の逆回転をそのまま継続することが好ましい。その理由は、タイヤ中間体18の逆回転後にさらに回転方向を変更する場合に比較して、作業能率を向上させることができるからである。

また、前記ハンプ33から幅方向側端34までの間におけるトレッドゴム25の外表面に沿った距離をＬとしたとき、前記回転方向の逆転開始位置Ｍを前記ハンプ33から幅方向側端34に向かって 1/6Ｌ〜 1/2Ｌだけ離れた範囲内とすることが好ましい。このようにすれば、ベルト層24の幅方向端38からトレッドゴム25の幅方向側端34までの間でのトレッドゴム25のせん断変形の最大累積値（初期位置からの周方向最大ずれ量）を効果的に小さくすることができ、これにより、図４に示すように、非伸張性コード22の波状変形量（振幅）を効果的に小さくすることができる。

ここで、前述の図４のグラフは、以下の試験により求めたものである。この試験に当たっては、幅が 210mmであるベルト層（第２ベルト）と幅が 300mmであるトレッドゴムとからなるベルト・トレッドバンドを、ステッチングロールにより167kPaの内圧が充填され60 rpmで回転するタイヤ中間体に貼付ける際、以下のＡ〜Ｇ点においてタイヤ中間体を逆転させた。ここで、Ａ点は、ベルト層の幅方向端（ベルト端）、Ｂ点はトレッドゴムのハンプ、Ｃ点は前記ハンプから 1/6Ｌだけ離れた位置、Ｄ点は前記ハンプから 1/3Ｌだけ離れた位置、Ｅ点は前記ハンプから 1/2Ｌだけ離れた位置、Ｆ点は前記ハンプから 2/3Ｌだけ離れた位置、Ｇ点はトレッドゴムの幅方向側端である。

なお、この試験に用いたタイヤはトラック・バス用ラジアルタイヤで、サイズは 11.00Ｒ20であった。そして、前述した各位置で回転を逆転させることにより成形した生タイヤを加硫して空気入りタイヤとし、その後、該空気入りタイヤのショルダー部におけるゴムを除去してカーカス層を構成する非伸張性コード22の波状変形量（振幅）を測定した。その結果を前述した図４にグラフとして示しているが、このグラフから理解されるように、逆転位置がハンプから 1/6Ｌ未満の領域にあったり、 1/2Ｌを超えた領域にあるときには、波状変形量（振幅）が急激に増大している。

また、前記回転方向の逆転開始位置Ｍを前記ハンプ33から幅方向側端34に向かって実質上 1/3Ｌだけ離れた位置（Ｄ点）とすれば、図４から明らかなように、ベルト層24の幅方向端38からトレッドゴム25の幅方向側端34までの間でのトレッドゴム25のせん断変形の最大累積値（初期位置からの周方向最大ずれ量）を大幅に小さくすることができるため、さらに好ましい。

この発明は、空気入りタイヤを製造する産業分野に適用できる。

この発明の実施例１を示すトレッドゴム貼付け前の子午線断面図である。生タイヤの子午線断面図である。生タイヤの一部破断平面図である。逆転開始位置と非伸張性コードの波状変形量との関係を示すグラフである。従来の生タイヤの一部破断平面図である。

18…タイヤ中間体 19…ビードコア
20…カーカス層 24…ベルト層
25…トレッドゴム 31、32…ステッチングロール
33…ハンプ 34…幅方向側端
36…生タイヤ 38…幅方向端
Ｍ…逆転開始位置Ｌ…距離

Claims

一対のビードコアと、幅方向両端部が前記ビードコアの回りに折り返されたカーカス層とを有し、内圧が充填されることで略トロイダル状に変形されたタイヤ中間体の半径方向外側にベルト層およびトレッドゴムを密着配置する工程と、ステッチングロールをトレッドゴムの外表面に押付けながら、タイヤ中間体を軸線回りに回転させるとともに、前記ステッチングロールを軸方向外側に向かってトレッドゴムの幅方向側端まで移動させることで、ベルト層、トレッドゴムをタイヤ中間体に貼付けて生タイヤを成形する工程と、前記生タイヤを加硫し空気入りタイヤとする工程とを備えた空気入りタイヤの製造方法において、ステッチングロールがベルト層の幅方向端からトレッドゴムの幅方向側端に至る途中において前記タイヤ中間体の回転方向を逆転させるようにしたことを特徴とする空気入りタイヤの製造方法。
前記トレッドゴムのハンプと幅方向側端との間の外表面に沿った距離をＬとしたとき、前記回転方向の逆転開始位置Ｍは、前記ハンプから 1/6Ｌ〜 1/2Ｌだけ離れた範囲内にある請求項１記載の空気入りタイヤの製造方法。
前記回転方向の逆転開始位置Ｍは、前記ハンプから実質上 1/3Ｌだけ離れている請求項２記載の空気入りタイヤの製造方法。
タイヤ中間体の回転方向を逆転させた後、ステッチングロールがトレッドゴムの幅方向側端に至るまで逆回転を継続するようにした請求項１記載の空気入りタイヤの製造方法。