JP4614651B2 - インナーライナー部材の形成方法 - Google Patents

Description

本発明は、圧延工法といわゆるリボン巻き工法とを併用するインナーライナー部材の形成方法に関する。

インナーライナー部材の形成方法として、従来より圧延工法とリボン巻き工法の２つの工法が提案されている。圧延工法では、未加硫ゴム組成物をカレンダーロール機等によって一定の厚さに圧延し、得られたゴムシートをインナーライナー部材とする。一方、リボン巻き工法では、未加硫ゴム組成物からなるゴムリボンをタイヤ周方向に沿って螺旋状に巻き付けることにより、インナーライナー部材を形成する。圧延工法の例として下記特許文献１又は２に開示されるものが挙げられ、リボン巻き工法の例として下記特許文献３〜６に開示されるものが挙げられる。

未加硫タイヤを成型する際、インナーライナー部材をタイヤ形状に沿って変形させる必要があるが、ビード部内側に配される領域よりもタイヤ踏面部内側に配される領域の方が拡張率が大きい傾向にある。そのため、圧延工法によって一定の厚みに形成されたインナーライナー部材を用いる場合、成型されたインナーライナー層はタイヤ踏面部内側で薄くなり、ビード部内側で相対的に厚くなる。この傾向は特に外径の大きいタイヤにおいて顕著となる。そこで、インナーライナー部材の踏面部内側となる領域の厚みを予め厚くすることが考えられるが、圧延工法で得られるゴムシートの厚みは一定であるため、インナーライナー部材の全体を厚くするか、厚みの異なる複数のゴムシートをジョイントしてインナーライナー部材を形成する必要がある。しかし、前者ではタイヤ重量の増加を引き起こし、後者ではジョイント部の段差によって工程不良の原因になるという問題があった。

一方、リボン巻き工法は圧延工法と異なり、部材を任意の形状に形成することができるため、局部的に厚みが変化するインナーライナー部材の形成が可能である。しかし、リボン巻き工法は、断面形状の小さいゴムリボンを順次精度良く巻き付けていくものであるため、インナーライナー部材の形成に時間がかかり、特に外径の大きいタイヤであると形成効率が大きく低下するという問題があった。
特開２００１−１６２６９４号公報 特開２００１−２３２６９６号公報 特開平７−３１４５７３号公報 特開２００１−２８７２８３号公報 特開２００２−１７８４１５号公報 特開２００２−２０５５１２号公報

本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、タイヤ重量の増加および工程不良を抑制するとともに、形成効率を向上することができるインナーライナー部材の形成方法を提供することである。

上記目的は、下記の如き本発明により達成できる。即ち、本発明の空気入りタイヤは、圧延によって、ライナー総幅より短い幅寸法と均一な厚みとを有するシート状の圧延ライナー部材を形成する工程と、前記圧延ライナー部材の幅方向両側の傾斜した端部に、ゴムリボンを前記圧延ライナー部材の長手方向に沿って螺旋状に重ねて巻き付けることによって形成されるリボン巻きライナー部材を続け合わせる工程とを備える。

本発明のインナーライナー部材の形成方法によれば、圧延ライナー部材とリボン巻きライナー部材とを併用することで、インナーライナー部材を好適に形成することができる。具体的には、インナーライナー部材に、比較的短時間で形成できる圧延ライナー部材を使用することで、リボン巻き工法のみからなる場合に比べて形成効率を向上することができる。また、圧延ライナー部材の幅方向両側に、任意形状に形成可能なリボン巻きライナー部材を続け合わせることで、タイヤ重量の増加を引き起こすことなく、タイヤ成型時の拡張率が異なる領域にそれぞれ適した厚みを有するインナーライナー部材を形成することができる。更に、リボン巻きライナー部材を用いることで、ジョイント部の段差の発生を防止し、工程不良を抑制することができる。要するに、本発明に係るインナーライナー部材の形成方法によれば、タイヤ重量の増加および工程不良を抑制するとともに、形成効率を向上することができる。ここで、ライナー総幅とは、タイヤ子午線方向に沿ったインナーライナー部材の幅寸法をいう。

上記において、前記圧延ライナー部材の幅寸法を、タイヤ踏面部の幅寸法に略対応させるとともに、前記圧延ライナー部材を前記踏面部のタイヤ内周側に対応した領域に配するものが好ましい。

これにより、圧延ライナー部材の幅寸法をタイヤ踏面部の幅寸法に略対応させつつ、その圧延ライナー部材をタイヤ踏面部内周側に配することにより、タイヤ成型時の拡張率が大きい領域を圧延ライナー部材で、拡張率が小さい領域をリボン巻きライナー部材で形成することができる。その結果、タイヤ成型時の拡張率の違いに好適に対応しつつ、タイヤ重量の増加および工程不良を抑制し、形成効率を向上することができる。

上記において、前記圧延ライナー部材の厚みが、前記リボン巻きライナー部材の厚みよりも厚くなるように形成するものが好ましい。

上記のように、圧延ライナー部材の厚みをリボン巻きライナー部材よりも厚くすることで、インナーライナー部材のタイヤ成型時の拡張率が大きい領域を予め厚くしておくことができ、インナーライナー層の領域によって厚みが大きく異なることがなくなる。また、圧延ライナー部材にリボン巻きライナー部材を続け合わせるものであるため、このような局部的に厚いインナーライナー部材を形成しても、そのジョイント部に段差を発生させることがなく工程不良は抑制される。

また、本発明により形成したインナーライナー部材を用いて得られる空気入りタイヤは、ライナー総幅より短い幅寸法と均一な厚みとを有するシート状の圧延ライナー部材からなる領域と、前記圧延ライナー部材からなる領域の幅方向両側に配され、ゴムリボンを前記圧延ライナー部材の傾斜した幅方向端部に長手方向に螺旋状に重ねて巻き付けて形成したリボン巻きライナー部材からなる領域と、から構成されるインナーライナー部材を用いて得られたインナーライナー層を備える。

上記空気入りタイヤが備えるインナーライナー層は、圧延ライナー部材からなる領域とリボン巻きライナー部材からなる領域とから構成されるインナーライナー部材を用いて得られるものであるため、その形成効率を向上することができるとともに、タイヤ重量の増加およびジョイント部の段差による工程不良を抑制することができる。

上記において、前記圧延ライナー部材からなる領域は、その幅寸法がタイヤ踏面部の幅寸法に略対応するとともに、前記踏面部のタイヤ内周側に対応した領域に配されるものが好ましい。

圧延ライナー部材の幅寸法をタイヤ踏面部の幅寸法に略対応させつつ、その圧延ライナー部材をタイヤ踏面部内周側に配することにより、インナーライナー部材のタイヤ成型時の拡張率が大きい領域を圧延ライナー部材で、拡張率が小さい領域をリボン巻きライナー部材で形成することができる。その結果、タイヤ成型時の拡張率の違いに好適に対応しつつ、タイヤ重量の増加および工程不良を抑制し、形成効率を向上することができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。図１はタイヤ断面の一例を示す図である。タイヤＴは、一対のビード部１´と、ビード部１´から各々タイヤ径方向外側に延びるサイドウォール部３´と、サイドウォール部３´間に設けたトレッド部２´とを備える。一対のビード部１´の間にはカーカス層７が架け渡されるように配され、カーカス層７の内周側には空気圧保持のためにインナーライナー層が形成される。この構造は一般的なタイヤと同じ構造であり、本発明はインナーライナー層を有する何れのタイヤにも適用することができる。

また、タイヤＴは複数のゴム部材から構成されており、図１の例では、トレッド部材２、サイドウォール部材３、リムストリップ部材４、インナーライナー部材５により構成されている。図２は、未加硫タイヤ成型前のインナーライナー部材５の断面図である。インナーライナー部材５は、圧延ライナー部材８と、その幅方向両側に配されたリボン巻きライナー部材９とから構成される。圧延ライナー部材８は、カレンダーロール機等による圧延工程を経て形成され、一定の厚みを有する。一方、リボン巻きライナー部材９は、比較的小さい断面形状を有するゴムリボン６を、圧延ライナー部材８の長手方向に沿って螺旋状に重ねて巻き付けることで形成される。形成方法の具体的な内容は後述する。なお、図２および後述する図３、図６は概念図であり、断面形状に対する厚みやゴムリボン６の大きさは実際にはもっと細かく、断面形状も複雑となる。

図２に示す圧延ライナー部材８は、接着性に優れた接着層１３と、その内周側に配されて空気の透過を防止する透過防止層１４とからなる。これにより、インナーライナー部材５とプライ等の他の部材との接着が良好になるとともに、空気入りタイヤはインナーライナー層によってタイヤの内圧保持が可能となる。接着層１３および透過防止層１４からなる圧延ライナー部材８は、それぞれ別の圧延工程を経て形成されたゴムシートを張り合わせたものでもよく、トッピング加工によって片方のゴムシートに他方のゴム組成物を貼り付けたものでもよい。

圧延ライナー部材８は、その幅寸法がタイヤ踏面部の幅寸法に略対応するとともに、タイヤ踏面部の内周側に対応する領域に配されるように設計されている。したがって、タイヤ踏面部内周側には圧延ライナー部材８が配されるとともに、その両側からビード部１´内周側に亘ってリボン巻きライナー部材９が配される。また、圧延ライナー部材８はリボン巻きライナー部材９よりも厚く形成されており、インナーライナー部材５は中央の厚みが局部的に大きい形状を呈している。これにより、未加硫タイヤの成型における拡張率の差異に好適に対応することができ、インナーライナー層が局部的に薄くなることを抑制することができる。

上述のインナーライナー部材の形成方法について、以下に説明する。図３は、巻き付けドラム１０を上方から見た図である。まず、圧延工程によって形成された圧延ライナー部材８を所定の長さに切断した後、図３（ａ）に示すように、巻き付けドラム１０の外周に巻き付けて両端部を接合する。次に、図３（ｂ）に示すように、圧延ライナー部材８の幅方向端部から、ゴムリボン６を圧延ライナー部材８の長手方向Ａ（タイヤ周方向）に沿って螺旋状に重ねて巻き付けることで、インナーライナー部材５を形成することができる。

圧延ライナー部材８は、図３（ａ）に示すように、幅方向端部が傾斜して裾野を有する断面形状を呈するものが好ましい。これにより、圧延ライナー部材８の幅方向端部にゴムリボン６を続け合わせ易くなり、ジョイント部の段差の発生を好適に抑制することができる。

図４は、ゴムリボンの巻き付けを行う装置の構成を示す模式図である。巻き付けドラム１０は軸１０ａ回りに回転可能であり、巻き付けドラム１０をＲ方向に回転させながら、供給装置１１より押し出されるゴムリボン６を順次供給しつつ、供給装置１１をタイヤ幅方向Ｂに沿って相対移動させることで、リボン巻きライナー部材９を形成することができる。巻き付けドラム１０の回転および供給装置１１の駆動は、制御装置１２によって制御される。

図５は、タイヤ幅方向Ｂへのゴムリボン６の重ね方について説明する図である。図５（ａ）に示すように、断面三日月状を呈するゴムリボン６は、幅寸法Ｘ＝５〜３０ｍｍ、幅中央の厚み寸法Ｈ１＝０．５〜３．０ｍｍ、幅方向両側の厚み寸法Ｈ２＝０．０５〜０．２ｍｍであることが好ましい。これにより、ゴムリボン６を重ねたときに表面の凹凸が目立たず、図５（ｂ）および（ｃ）に示すように、隣接するゴムリボン６ａ、６ｂの重なり具合を変えることによって部材の厚みや形状を容易に制御することができる。重なり具合の制御は、制御装置１２によって供給装置１１のタイヤ幅方向Ｂに沿った相対移動の速度を制御することで行うことができる。なお、図５（ｂ）ではゴムリボン６の幅寸法Ｘの半分、図５（ｃ）では幅寸法Ｘの１／５が重なっている。更に、供給装置１１の供給口の大きさや巻き付けドラム１０の回転速度を変えることで、図５（ｄ）のゴムリボン６ｃに示すように、ゴムリボン６の断面形状の大きさを変えることができる。

このように、隣接するゴムリボンの重なり具合や断面形状の大きさを変化させることにより、リボン巻きライナー部材９を所望の形状に精度良く形成することができる。例えば、図６のインナーライナー部材５の半断面図に示すように、まず、インナーライナー部材５の端部となる位置から矢印Ｃに沿って圧延ライナー部材８の端部までゴムリボン６を巻き付け、続けて反対側に矢印Ｄに沿ってゴムリボン６を巻き付けることで、図２に示したような形状のリボン巻きライナー部材９を形成することができる。

以上のように、一定の厚みで比較的厚く形成するインナーライナー部材５の中央に圧延ライナー部材８を配することで、リボン巻き工法のみからなる場合に比べて形成効率を向上することができる。また、圧延ライナー部材８の両側に任意形状に形成し得るリボン巻きライナー部材９を続け合わせることで、タイヤ重量の増加を伴わずに、局部的に厚みが大きいインナーライナー部材５を形成することができる。その際、ジョイント部に段差を発生させることがなく、工程不良を抑制することができる。

［他の実施形態］
（１）前述の実施形態では、圧延ライナー部材８が接着層１３と透過防止層１４との２層からなる例を示したが、本発明はこれに限られるものではない。例えば、３層以上からなるものでもよく、または接着性と透過防止性を兼ね備える１層のゴムシートからなるものであってもよい。

（２）前述の実施形態では、リボン巻きライナー部材９を、１つの供給装置１１から押し出された１種のゴムリボン６を用いて形成する例を示したが、本発明はこれに限られるものではない。例えば、供給装置１１を２つ用意し、それぞれから接着性と透過防止性に優れるゴムリボンを供給して形成するものであってもよい。その際、接着性に優れるゴムリボンからなる接着層が内周側に、透過防止性に優れるゴムリボンからなる透過防止層がその外周側になるように形成する。

なお、リボン巻きライナー部材９の場合、供給装置１１によって押し出された直後のゴムリボンを用いるため、プライ等の他の部材との接着性に優れており、特に接着性に優れたゴムリボンを使用しなくても構わない。

（３）前述の実施形態では、断面三日月状のゴムリボン６を使用する例を示したが、本発明ではゴムリボンの断面形状が三日月状以外でもよく、例えば、三角形や四角形、楕円形などであってもよい。

（４）本発明において、ライナー総幅に対する圧延ライナー部材８の幅寸法の割合は、１０〜９０％の範囲であればよいが、好ましい範囲は２５〜７５％であり、より好ましくは５０％である。当該圧延ライナー部材８の割合が１０％未満であると、インナーライナー部材５の形成効率が大きく低下する。また、９０％を超えると、タイヤ重量が大きく増加してしまう。

（５）リボン巻きライナー部材９の形成において、ゴムリボン６を巻き付ける方向は特に限定されない。例えば、圧延ライナー部材８の端部からインナーライナー部材５の端部となる位置に向けて巻き付けるものでもよく、逆に、インナーライナー部材５の端部となる位置から圧延ライナー部材８側に向けて巻き付けるものでもよい。

以下、本発明の構成と効果を具体的に示す実施例等について説明する。なお、実施例等における評価項目は下記のようにして測定を行った。

（１）形成効率
サイズが２５５／６５Ｒ１８ １２５Ｓであるタイヤを試作し、インナーライナー部材の形成に要したドラム回転数および実形成効率を評価した。実形成効率は、従来例２の形成効率を１００として指数評価し、指数が小さいほど形成効率に優れていることを示す。なお、インナーライナー部材は図２に示した構成とし、長さ１５００ｍｍ、幅寸法８００ｍｍとした。また、圧延ライナー部材の厚みを２．２ｍｍ、リボン巻きライナー部材の厚みを０．５〜２．２ｍｍとし、幅寸法４０ｍｍのゴムリボンを使用した。

（２）工程不良
試作タイヤの成型工程において、上記インナーライナー部材の形成時に発生した段差等による工程不良の有無を評価した。工程不良が発生したものは×、問題なく成型できたものは◎とした。

（３）ライナー重量
上記インナーライナー部材の重量を測定し、従来例１の重量を１００として指数評価した。指数が小さいほど軽量であることを示す。

従来例１、２
インナーライナー部材を圧延ライナー部材のみで構成したものを従来例１とし、リボン巻きライナー部材のみで構成したものを従来例２とした。

実施例１〜３
インナーライナー部材を圧延ライナー部材とリボン巻きライナー部材とから構成するとともに、ライナー総幅に対する圧延ライナー部材の幅寸法の割合をそれぞれ変化させた。

表１に示すように、従来例１は、ドラムを一回転させて圧延ライナー部材を巻き付けるだけで形成することができ、指数評価は行っていないが形成効率には優れている。しかし、試作タイヤにおいて大きな段差が確認され、当該段差によってエア入り等の不具合が発生するおそれがあり好ましくない。また、相対的にライナー重量が大きくなることも判明した。従来例２は、リボン巻きライナー部材を用いて構成するものであるため、中央が局部的に厚いインナーライナー部材を好適に形成することができ、ライナー重量の増加を抑制することができる。しかし、ドラムの回転数を多くし、ゴムリボンを幾重にも巻き付ける必要があるため形成効率が相対的に悪い。

実施例１〜３では、インナーライナー部材において、厚みが一定で比較的厚い領域に圧延ライナー部材を使用しつつ、比較的薄い領域にリボン巻きライナー部材を使用することで、良好な形成効率を確保するとともにライナー重量の増加を抑制することができる。また、実施例１〜３の場合、圧延ライナー部材の端部に断面形状が小さいゴムリボンを巻き付けて、リボン巻きライナー部材を続け合わせるものであるため、ジョイント部での段差の発生を防止することができる。

本発明によるタイヤ断面の一例を示す図 未加硫タイヤ成型前のインナーライナー部材の断面図 巻き付けドラムを上方から見た図 ゴムリボンの巻き付けを行う装置の構成を示す模式図 ゴムリボンの重ね方について説明する図 インナーライナー部材の半断面図

符号の説明

５ インナーライナー部材
６ ゴムリボン
８ 圧延ライナー部材
９ リボン巻きライナー部材
１０ 巻き付けドラム
１３ 接着層
１４ 透過防止層
Ａ タイヤ周方向
Ｂ タイヤ幅方向

Claims (3)

1. 圧延によって、ライナー総幅より短い幅寸法と均一な厚みとを有するシート状の圧延ライナー部材を形成する工程と、
   前記圧延ライナー部材の幅方向両側の傾斜した端部に、ゴムリボンを前記圧延ライナー部材の長手方向に沿って螺旋状に重ねて巻き付けることによって形成されるリボン巻きライナー部材を続け合わせる工程と、
   を備えることを特徴とするインナーライナー部材の形成方法。
2. 前記圧延ライナー部材の幅寸法を、タイヤ踏面部の幅寸法に略対応させるとともに、前記圧延ライナー部材を前記踏面部のタイヤ内周側に対応した領域に配する請求項１記載のインナーライナー部材の形成方法。
3. 前記圧延ライナー部材の厚みが、前記リボン巻きライナー部材の厚みよりも厚くなるように形成する請求項２記載のインナーライナー部材の形成方法。
   

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