JP4802863B2 - 空気入りタイヤの製造方法及び空気入りタイヤの製造装置、並びに空気入りタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、空気入りタイヤの製造に関し、さらに詳しくは、グリーンタイヤのサイドトレッド部と金型との間の空気溜まりを抑制できる空気入りタイヤの製造方法及び空気入りタイヤの製造装置、並びに空気入りタイヤに関する。

空気入りタイヤを製造するにあたって、剛体コアや成形ドラム上で帯状のゴム部材を巻き付けて積層し、グリーンタイヤを製造する空気入りタイヤの製造方法が提案されている。特許文献１には、帯状のゴム部材の、少なくとも一方の幅方向端部における厚さを実質的に０とし、この端部に最も近い、最大厚さの幅方向位置からこの端部に向かうにしたがって、厚さが漸減する断面形状を有する帯状のゴム部材が開示されている。

国際公開第０２／０７８９３９号パンフレット

特許文献１に開示されている帯状のゴム部材は、少なくとも一方の幅方向端部における厚さを実質的に０とすることで、帯状のゴム部材を積層した部分の段付きを抑制して、空気入りタイヤの製造過程に起因する不良や故障を低減する。しかし、幅方向端部における厚さを実質的に０とした帯状のゴム部材を押し出し成形することは難しく、空気入りタイヤの生産性については改善の余地がある。

そこで、この発明は、上記に鑑みてなされたものであって、空気入りタイヤの生産性を向上させ、かつ空気入りタイヤの不良や故障を低減できる空気入りタイヤの製造方法及び空気入りタイヤの製造装置、並びに空気入りタイヤを提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る空気入りタイヤの製造方法は、タイヤ成形用構造体に帯状のゴム部材を巻き付けて空気入りタイヤのトレッド部を形成するにあたり、前記帯状のゴム材の長辺側端部のうち少なくとも一方を非直線状に形成して、トレッド用帯状ゴム部材を形成する手順と、前記トレッド用帯状ゴム部材を前記タイヤ成形用構造体に巻き付ける手順と、を含むことを特徴とする。

この空気入りタイヤの製造方法は、タイヤ成形用構造体に帯状のゴム部材を巻き付けて空気入りタイヤのトレッド部を形成するにあたり、前記帯状のゴム材の長辺側端部のうち少なくとも一方を非直線状に形成したトレッド用帯状ゴム部材を用いる。これによって、トレッド用帯状ゴム部材を製造する際には、長辺側端部の厚さを実質的に０とする必要はないので、トレッド用帯状ゴム部材を容易に製造することができる。その結果、空気入りタイヤの生産性を向上させ、かつ空気入りタイヤの不良や故障を低減できる。

次の本発明に係る空気入りタイヤの製造方法は、前記空気入りタイヤの製造方法において、非直線状に形成される長辺側端部は、平面視において、山部と谷部とが交互に繰り返すジグザグ形状であることを特徴とする。

次の本発明に係る空気入りタイヤの製造方法は、前記空気入りタイヤの製造方法において、隣接する山部同士の間隔は、０．５ｍｍ以上１０ｍｍ以下であり、かつ、前記トレッド用帯状ゴム部材の長辺と直交する方向における前記山部の頂部と前記谷部の底部との距離は、前記トレッド用帯状ゴム部材の長辺と直交する方向における前記トレッド用帯状ゴム部材の寸法の３％以上２０％以下とすることを特徴とする。

次の本発明に係る空気入りタイヤの製造方法は、前記空気入りタイヤの製造方法において、前記長辺側端部のうち少なくとも一方に、前記トレッド用帯状ゴム部材の長辺と略直交し、かつ前記トレッド用帯状ゴム部材の長辺と平行な平面で切った場合の断面が略Ｖ字の溝又は略Ｕ字の溝が複数形成されることを特徴とする。

次の本発明に係る空気入りタイヤの製造方法は、前記空気入りタイヤの製造方法において、隣接する前記略Ｖ字溝又は略Ｕ字溝のピッチは０．５ｍｍ以上１０ｍｍ以下であり、かつ、前記トレッド用帯状ゴム部材の長辺と直交する方向における前記略Ｖ字溝又は略Ｕ字溝の寸法は、前記トレッド用帯状ゴム部材の長辺と直交する方向における前記トレッド用帯状ゴム部材の寸法の３％以上２０％以下とすることを特徴とする。

次の本発明に係る空気入りタイヤの製造方法は、前記空気入りタイヤの製造方法において、前記トレッド用帯状ゴム部材の厚さは、前記長辺側端部に近づくにしたがって小さくなることを特徴とする。

次の本発明に係る空気入りタイヤの製造方法は、前記空気入りタイヤの製造方法において、前記トレッド用帯状ゴム部材を前記タイヤ成形用構造体に巻き付ける際に、非直線状に形成された長辺側端部を押圧することを特徴とする。

次の本発明に係る空気入りタイヤの製造方法は、前記空気入りタイヤの製造方法において、前記トレッド用帯状ゴム部材は、加硫時において、非直線状に形成されている長辺側端部が加硫用金型と接するように積層されながら、グリーンタイヤ成形用構造体へ巻き付けられることを特徴とする。

次の本発明に係る空気入りタイヤの製造装置は、空気入りタイヤのトレッド部を形成するトレッド用帯状ゴム部材を製造するトレッド用帯状ゴム部材製造手段と、前記トレッド用帯状ゴム部材を巻き付けて、空気入りタイヤのトレッド部を形成するタイヤ成形用構造体と、を備えることを特徴とする。

この空気入りタイヤの製造装置は、タイヤ成形用構造体に帯状のゴム部材を巻き付けて空気入りタイヤのトレッド部を形成する際に用いるものであり、前記帯状のゴム材の長辺側端部のうち少なくとも一方を非直線状に形成するトレッド用帯状ゴム部材製造手段を備える。これによって、トレッド用帯状ゴム部材を製造する際には、長辺側端部の厚さを実質的に０とする必要はないので、トレッド用帯状ゴム部材を容易に製造することができる。その結果、空気入りタイヤの生産性を向上させ、かつ空気入りタイヤの不良や故障を低減できる。

次の本発明に係る空気入りタイヤの製造装置は、前記空気入りタイヤの製造装置において、前記トレッド用帯状ゴム部材製造手段はギヤ状のローラであり、このギヤ状のローラをゴムストリップの少なくとも一方の長辺側端部に押し当てることにより、複数の略Ｖ字溝又は略Ｕ字溝を形成することを特徴とする。

次の本発明に係る空気入りタイヤは、長辺側端部の少なくとも一方を非直線状に形成したトレッド用帯状ゴム部材を、非直線状に形成された長辺側端部が加硫用金型と接するように積層して構成されるサイドトレッド部を備えることを特徴とする。

この空気入りタイヤは、前記帯状のゴム材の長辺側端部のうち少なくとも一方を非直線状に形成したトレッド用帯状ゴム部材を積層することによって、トレッド部が形成される。これによって、トレッド用帯状ゴム部材を製造する際には、長辺側端部の厚さを実質的に０とする必要はないので、トレッド用帯状ゴム部材を容易に製造することができる。その結果、空気入りタイヤの生産性を向上させ、かつ空気入りタイヤの不良や故障を低減できる。なお、この空気入りタイヤには、使用によりトレッド部が摩耗した空気入りタイヤのトレッド部を再生することによって得られる更正タイヤも含まれる。

次の本発明に係る空気入りタイヤは、前記空気入りタイヤにおいて、非直線状に形成される長辺側端部は、平面視において、山部と谷部とが交互に繰り返すジグザグ形状であることを特徴とする。

次の本発明に係る空気入りタイヤは、前記空気入りタイヤにおいて、隣接する山部同士のピッチは、０．５ｍｍ以上１０ｍｍ以下であり、かつ、前記山部の頂部と前記谷部の底部との距離は、長辺側端部と直交する方向における前記トレッド用帯状ゴム部材の寸法の３％以上２０％以下とすることを特徴とする。

次の本発明に係る空気入りタイヤは、前記空気入りタイヤにおいて、前記長辺側端部のうち少なくとも一方に、前記トレッド用帯状ゴム部材の長辺と略直交し、かつ前記トレッド用帯状ゴム部材の長辺と平行な平面で切った場合の断面が略Ｖ字の溝又は略Ｕ字の溝が複数形成されることを特徴とする。

次の本発明に係る空気入りタイヤは、前記空気入りタイヤにおいて、隣接する前記略Ｖ字溝又は略Ｕ字溝のピッチは０．５ｍｍ以上１０ｍｍ以下であり、かつ、前記トレッド用帯状ゴム部材の長辺と直交する方向における前記略Ｖ字溝又は略Ｕ字溝の寸法は、前記トレッド用帯状ゴム部材の長辺と直交する方向における前記トレッド用帯状ゴム部材の寸法の３％以上２０％以下とすることを特徴とする。

次の本発明に係る空気入りタイヤは、前記空気入りタイヤにおいて、前記トレッド用帯状ゴム部材の厚さは、前記長辺側端部に近づくにしたがって小さくなることを特徴とする。

この発明に係る空気入りタイヤの製造方法及び空気入りタイヤの製造装置、並びに空気入りタイヤによれば、空気入りタイヤの生産性を向上させ、かつ空気入りタイヤの不良や故障を低減できる。

以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この発明を実施するための最良の形態（以下実施形態という）によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、あるいは実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲内にあるものが含まれる。本発明の適用対象は、帯状のゴム部材を巻き付けることによりトレッド部が形成される空気入りタイヤであり、特に、乗用車用、バス、トラック用の空気入りタイヤに対して好適である。

（実施形態１）
実施形態１は、タイヤ成形用構造体に帯状のゴム部材を巻き付けて空気入りタイヤのトレッド部を形成する手法において、前記帯状のゴム材の長辺側端部のうち少なくとも一方を非直線状に形成したトレッド用帯状ゴム部材を用いる点に特徴がある。

図１は、空気入りタイヤの子午断面形状を示す断面図である。子午断面とは、空気入りタイヤの回転軸を含む子午面で切った断面である。空気入りタイヤ１の回転軸はＹ軸である。Ｘ軸はＹ軸に直交し、かつ空気入りタイヤ１の進行方向に対して平行な軸である。また、Ｚ軸は、Ｘ軸及びＹ軸に直交するとともに、空気入りタイヤ１の接地面と直交する軸である。次に、図１を用いて、この実施形態に係る空気入りタイヤの構造を説明する。

図１に示すように、キャップトレッド２は、空気入りタイヤ１の路面接地部に配置されており、カーカス６、ベルト５又はブレーカの外側を覆うゴム層である。キャップトレッド２は、路面等からの衝撃や外傷からカーカス６やベルト５を保護するとともに、摩耗寿命を延長する役目を持っている。アンダトレッド３は、キャップトレッド２とベルト５との間に配置されるゴム層で、発熱性、接着性等を向上させる目的で用いられる。サイドトレッド４は、サイドウォール部ＳＷの最も外側に配置されて、空気入りタイヤ１の外部からの傷がカーカス６に達するのを防止するとともに、ラジアル空気入りタイヤの場合には、車軸からの駆動力を路面に伝える補助的役割も担っている。

ベルト５は、キャップトレッド２とカーカス６との間に配置されたゴム引きコード層である。なお、バイアス空気入りタイヤの場合、ベルト５は、ブレーカと呼ばれる。ラジアル空気入りタイヤにおいて、ベルト５は形状保持及び強度メンバーとして重要な役割を担っている。カーカス６は空気入りタイヤ１の骨格をなすゴム引きコード層である。カーカス６は、空気入りタイヤ１に空気を充填した際に圧力容器としての役目を果たす強度メンバーであり、空気入りタイヤ１に充填された空気の内圧によって荷重を支え、走行中の動的荷重に耐える構造を有している。

ビード部Ｃは、内圧によって発生するカーカス６のコード張力を支えているスチールワイヤの束を、硬質ゴムで固めたリングである。ここで、前記スチールワイヤの束が、ビードコア７となる。ビード部Ｃは、空気入りタイヤ１をホイールのリムに固定させる役割を果たす他、カーカス６、ベルト５及びトレッドとともに、空気入りタイヤ１の強度部材となる。ビードフィラー８は、カーカス６をビードコア７の周囲に巻き込む際に生ずる空間へ充填するゴムである。そして、ビードフィラー８は、カーカス６をビードコア７に固定するとともにその部分の形状を整え、ビード部Ｃ全体の剛性を高める。この実施形態において、カーカス６は、ビードコア７で折り返される、いわゆるターンアップ構造であるが、カーカス６をビードコア７で係止する構造としてもよい。

図２は、加硫時に加硫金型へ接触する空気入りタイヤのトレッド部を形成する過程を示す子午断面図である。図３−１、図３−２は、空気入りタイヤのサイドトレッドを形成する過程を示す説明図である。ここで、図２は、加硫前のグリーンタイヤ１Ｇを示している。また、図３−１、図３−２は、加硫前のグリーンタイヤ１Ｇを成形する手順の一部である。加硫時に加硫金型へ接触する空気入りタイヤ１のトレッド部は、キャップトレッド２とサイドトレッド４である。この実施形態に係る空気入りタイヤ１（図１）は、図２に示すように、帯状のゴム部材（トレッド用帯状ゴム部材、以下ゴムストリップという）１０を積層することによってグリーンタイヤ１Ｇのキャップトレッド２及びサイドトレッド４が形成される。

サイドトレッド４は、ゴムストリップ１０の長辺側端部が重ね合わせられながらサイドウォール部ＳＷに巻き付けられて形成される。サイドトレッド４を形成するにあたっては、図３−１に示すように、タイヤ成形用構造体である成形ドラム（あるいはタイヤ構成部材用成形ドラム）３０に、ゴムストリップ１０の長辺側端部を重ね合わせながら巻き付けていく。また、図３−２に示すように、タイヤ成形用構造体である剛体コア３１に、ゴムストリップ供給装置３２から供給されるゴムストリップ１０の長辺側端部を重ね合わせながら巻き付けて、サイドトレッド４を形成してもよい。

サイドトレッド４及びキャップトレッド２を形成してグリーンタイヤ１Ｇ（図２）を形成したら、これを加硫金型に入れて加硫する。これによって、空気入りタイヤ１（図１）が完成する。このように、この実施形態において、空気入りタイヤ１のサイドトレッド４及びキャップトレッド２は、ゴムストリップ１０の少なくとも一部を積層することによって形成される。次に、この実施形態に係る空気入りタイヤ１を構成するゴムストリップ１０について説明する。

図４は、実施形態１に係る空気入りタイヤを構成するゴムストリップの斜視図である。図５−１は、実施形態１に係る空気入りタイヤを構成するゴムストリップの平面図である。図５−２は、図５−１のＡ−Ａ断面図である。図６は、加硫金型内のゴムストリップを示す説明図である。図４、図５−１に示すように、この実施形態に係る空気入りタイヤを構成するゴムストリップ１０は、長辺側端部１０ｌｔが非直線状に形成される。この実施形態では、図５−１に示すように、平面視において、山部Ｍと谷部Ｖとが交互に繰り返すジグザグ形状（波状）に形成される。また、図５−２に示すように、この実施形態に係るゴムストリップ１０の断面（長辺に直交する平面で切った断面）は、矩形に形成される。すなわち、ゴムストリップ１０の長辺と直交する方向においては、ゴムストリップ１０の厚さｔは略一定である。

このようにすることで、加硫時におけるゴムの流れが促進されるので、加硫時におけるゴム流れ不良や圧着不足に起因する故障を低減できる。また、ゴムストリップ１０と加硫金型５０の内壁５０ｗｉ（図６参照）との間（特にゴムストリップ１０の長辺側端部１０ｌｔの部分）の空気が一箇所に集まりにくくなって、前記空気は加硫金型５０の空気抜き孔５１から加硫金型５０の外部へ排出される。その結果、エア溜まりができにくくなるので、良品率が向上する。また、加硫前に、ステッチャー等の工具を用いて積層したゴムストリップ１０の長辺側端部を滑らかに形成する必要はないので、生産性が向上する。

図５−１に示すように、ゴムストリップ１０の長辺と直交する方向における、長辺側端部１０ｌｔの山部Ｍの頂部と谷部Ｖの底部との距離（振幅）Ｗ１は、ゴムストリップ１０の幅、すなわち、ゴムストリップ１０の長辺と直交する方向におけるゴムストリップ１０の寸法Ｗの３％以上２０％以下とすることが好ましく、より好ましい範囲は５％以上１５％以下である。また、隣接する山部Ｍ同士の間隔あるいは隣接する谷部Ｖの間隔（ピッチ）Ｐは、１ｍｍ以上１０ｍｍ以下が好ましく、より好ましい範囲は２ｍｍ以上４ｍｍ以下である。このようにすることで、加硫時におけるゴム流れ不良や圧着不足に起因する故障やエア溜まりによる不良品の発生を効果的に低減することができる。

図７−１、図７−２は、実施形態１に係る空気入りタイヤを構成するゴムストリップの他の例を示す断面図である。図７−１、図７−２に示されるゴムストリップの断面は、ゴムストリップの長辺に直交する平面で切った断面である。図７−３は、図７−１に示すゴムストリップを加硫金型内で加硫する際の状態示す説明図である。図７−１、図７−２に示すゴムストリップ１０'、１０''のように、ゴムストリップ１０'、１０''の厚さｔは、長辺側端部１０ｌｔ'、１０ｌｔ''に近づくにしたがって小さく形成される。

このようにすると、図７−３に示すように、ゴムストリップ１０'等を積層した場合には、長辺側端部１０ｌｔ'の段差が低減され、加硫金型５０の内壁５０ｗｉと接する部分は滑らかになる。これによって、加硫時におけるゴムの流れはさらに促進されるので、加硫時におけるゴム流れ不良や圧着不足に起因する故障をより低減できる。また、ゴムストリップ１０'等と加硫金型５０の内壁５０ｗｉとの間（特にゴムストリップ１０'等の長辺側端部１０ｌｔ'等の部分）の空気はさらに一箇所に集まりにくくなるので、よりエア溜まりができにくくなって良品率がさらに向上する。

図８−１は、実施形態１に係る空気入りタイヤの製造装置の構成を示す概略図である。図８−２は、図４や図５−１等に示すゴムストリップを製造する過程を示す説明図である。この実施形態に係る空気入りタイヤ１（図１参照）は、図８−１に示す空気入りタイヤの製造装置１００を用いて製造することができる。この空気入りタイヤの製造装置１００は、図４や図５−１に示すゴムストリップ１０を製造するトレッド用帯状ゴム部材製造手段（以下ゴムストリップ製造部という）１０１と、タイヤ成形用構造体（この例では成形ドラム３０）とを含んで構成される。なお、タイヤ成形用構造体には、タイヤ構成部材用成形ドラムを用いてもよい。

ゴムストリップ製造部１０１は、押出ダイス３４を備える押出機３３と、押出機３３から押し出された帯状ゴム部材Ｇを切断してゴムストリップ１０の長辺側端部をジグザグ状に形成する切断手段３５とを備える。押出ダイス３４は、出口がゴムストリップ１０の断面（ゴムストリップ１０の長辺に直交する平面で切った断面）形状と相似の形状に形成される。例えば、図４、図５−１に示すゴムストリップ１０であれば、前記断面形状は矩形である。押出ダイス３４の出口形状を変更することで、様々な断面形状のゴムストリップ、例えば、図７−１に示すゴムストリップ１０'や図７−２に示すゴムストリップ１０''を製造することができる。

この実施形態において、切断手段３５は、例えば、刃の部分を波状に形成した円形の刃を用いる。そして、切断手段３５と押しローラ３６との間に押出機３３から押し出された帯状ゴム部材Ｇを挟んで切断して、ゴムストリップ１０を形成する（図８−２）。そして、ゴムストリップ１０は、タイヤ成形用構造体である成形ドラム３０へ、図３−１に示すように巻き付けられて、サイドトレッド４（図２参照）が形成される。この空気入りタイヤの製造装置１００は、ゴムストリップ１０の製造からサイドトレッド４の形成までを一貫して行うことができるが、ゴムストリップ製造部１０１とタイヤ成形用構造体とを別個にしてもよい。例えば、ゴムストリップ製造部１０１で製造したゴムストリップ１０を巻き取り機に巻き取っておき、前記巻き取り機に巻き取ったゴムストリップ１０を繰り出してタイヤ成形用構造体に巻き付けて、サイドトレッド等を形成する。

図９−１〜図９−３は、実施形態１に係る空気入りタイヤを構成するゴムストリップ他の例を示す平面図である。図９−１に示すゴムストリップ１０ａのように、２個ある長辺側端部１０ｌｔ₁、１０ｌｔ₂のうち一方のみ（この実施形態では長辺側端部１０ｌｔ₁）を非直線状に形成してもよい。すなわち、ゴムストリップは、長辺側端部の少なくとも一方を非直線状に形成すればよい。ただし、加硫時においては、非直線状に形成した長辺側端部が加硫金型の内壁に接するように、ゴムストリップを積層しながら巻き付ける。

図９−２に示すゴムストリップ１０ｂは、長辺側端部１０ｌｔ₁、１０ｌｔ₂が、曲線を組み合わせた波状に形成される。また、図９−３に示すゴムストリップ１０ｃは、２個ある長辺側端部１０ｌｔ₁、１０ｌｔ₂のうち一方のみ（この実施形態では長辺側端部１０ｌｔ₁）が、曲線を組み合わせた波状に形成してある。このようにしても、故障低減、良品率の向上といった効果が得られる。

実施形態１では、グリーンタイヤを製造する例を説明したが、実施形態１の手法は、使用によりトレッド部が摩耗した空気入りタイヤのトレッド部を再生して、更正タイヤを製造する際に適用してもよい。この場合、ゴムストリップ１０等を巻き付ける対象は、タイヤ成形用構造体ではなく台タイヤ（トレッド部が摩耗した空気入りタイヤからトレッド部を除去したもの）上に、前記ゴムストリップ１０等の少なくとも一部を積層させながら巻き付ける。

以上、この実施形態では、タイヤ成形用構造体に帯状のゴム部材を巻き付けて空気入りタイヤのトレッド部を形成する手法において、前記帯状のゴム材の長辺側端部のうち少なくとも一方を非直線状に形成したトレッド用帯状ゴム部材を用いる。これによって、トレッド用帯状ゴム部材を簡易に製造できるので空気入りタイヤの生産性が向上する。また、加硫時におけるゴム流れを抑制できるので、ゴム流れ不良や圧着不足に起因する故障を低減でき、さらに、加硫時における空気溜まりを低減できるので、良品率が向上する。また、ゴムストリップの長辺側端部を非直線状に形成するので、トレッド部に発生したクラックの成長を阻止する効果も得られる。これによって、トレッド部の表面から発生するクラックに対する耐クラック性が向上する。なお、この実施形態と同様の構成を備えるものは、この実施形態と同等の作用、効果を奏する。また、この実施形態で開示した構成は、以下の実施形態においても適用することができる。

（実施形態２）
実施形態２は、ゴムストリップの長辺側端部の少なくとも一方を非直線状に形成する点では実施形態１と同様であるが、長辺側端部を立体的なジグザグ形状とする点が異なる。他の構成は実施形態１と同様である。

図１０は、実施形態２に係る空気入りタイヤを構成するゴムストリップの斜視図である。図１１−１は、実施形態２に係る空気入りタイヤを構成するゴムストリップの平面図である。図１１−２は、図１１−１のＢ−Ｂ断面図である。図１２は、実施形態２の変形例に係るゴムストリップを示す側面図である。

図１０、図１１−１に示すように、この実施形態に係る空気入りタイヤを構成するゴムストリップ１１は、長辺側端部１１ｌｔが非直線状に形成される。この実施形態では、図１０、図１１−２に示すように、長辺側端部１１ｌｔには、ゴムストリップ１１の長辺と直交する方向に向かって形成される溝１２が複数設けられる。溝１２の断面（溝１２の形成方向と直交する断面、すなわちゴムストリップ１１の長辺と平行な平面で切った断面）は、略Ｖ字形状である。なお、図１２に示すゴムストリップ１１'のように、溝１２'の断面を略Ｕ字形状にしてもよい。このように、この実施形態に係るゴムストリップ１１等は、ゴムストリップ１１等の長辺と直交する方向から見た場合において、長辺側端部１１ｌｔが波状になるように形成される。これによって、ゴムストリップ１１等の長辺側端部１１ｌｔは、非直線状かつ立体的に形成される。

このようにすることで、加硫時におけるゴムの流れが促進されるので、加硫時におけるゴム流れ不良や圧着不足に起因する故障を低減できる。また、ゴムストリップ１１と加硫金型５０の内壁５０ｗｉ（図６参照）との間（特にゴムストリップ１１の長辺側端部１１ｌｔの部分）の空気が一箇所に集まりにくくなって、前記空気は加硫金型５０の空気抜き孔５１から加硫金型５０の外部へ排出される。その結果、エア溜まりができにくくなるので、良品率が向上する。また、加硫前に、ステッチャー等の工具を用いて積層したゴムストリップ１１の長辺側端部を滑らかに形成する必要はないので、生産性が向上する。

ここで、図１０に示すように、この実施形態に係るゴムストリップ１１等の断面（ゴムストリップ１１等の長辺に直交する平面で切った断面）は、矩形に形成される。すなわち、ゴムストリップ１１等の長辺と直交する方向においては、ゴムストリップ１１等の厚さｔは略一定である。なお、ゴムストリップ１１等の断面の形状は矩形に限られるものではなく、実施形態１で説明したように、長辺側端部１１ｌｔに近づくにしたがってゴムストリップ１１等の厚さｔを小さくしてもよい。

図１１−１に示すように、ゴムストリップ１１等の長辺と直交する方向における溝１２の寸法Ｗ２は、ゴムストリップ１１の幅、すなわちゴムストリップ１１等の長辺と直交する方向におけるゴムストリップ１１の寸法Ｗの３％以上２０％以下とすることが好ましく、より好ましい範囲は５％以上１５％以下である。また、隣接する溝１２同士の間隔（ピッチ）Ｐは、１ｍｍ以上１０ｍｍ以下が好ましく、より好ましい範囲は２ｍｍ以上４ｍｍ以下である。このようにすることで、加硫時におけるゴム流れ不良や圧着不足に起因する故障やエア溜まりによる不良品の発生を効果的に低減することができる。

図１３−１〜図１３−３は、実施形態２に係るゴムストリップを製造する手順を示す説明図である。図１３−１に示すように、帯状ゴム部材Ｇが押出機３３の押出ダイス３４から押し出される。次に、帯状ゴム部材Ｇの長辺側端部がギヤ状の成形ローラ３７で圧着されて、成形ローラ３７の歯形が帯状ゴム部材Ｇに転写される。これによって、長辺側端部１１ｌｔに複数の溝１２を形成する。また、図１３−３に示すように、ゴムストリップ１１等を巻き付ける際に、長辺側端部１１ｌｔに形成した溝１２をステッチャーローラ（押圧ローラ）３８で押圧することにより押しつぶして、ゴムストリップ１１等の厚さｔが長辺側端部１１ｌｔに近づくにしたがって小さくなるようにしてもよい。

以上、実施形態２では、タイヤ成形用構造体に帯状のゴム部材を巻き付けて空気入りタイヤのトレッド部を形成する手法において、前記帯状のゴム材の長辺側端部のうち少なくとも一方を非直線状かつ立体的に形成したトレッド用帯状ゴム部材を用いる。これによって、トレッド用帯状ゴム部材を簡易に製造できるので空気入りタイヤの生産性が向上する。また、長辺側端部は、例えばギヤ状の成形ローラに歯形を帯状のゴム部材の長辺側端部へ転写することで非直線状に形成することができるので、帯状のゴム部材を効率よく用いることができる。

さらに、加硫時におけるゴム流れを抑制できるので、ゴム流れ不良や圧着不足に起因する故障を低減でき、また、加硫時における空気溜まりを低減できるので、良品率が向上する。また、ゴムストリップの長辺側端部を非直線状に形成するので、トレッド部に発生したクラックの成長を阻止する効果も得られる。これによって、トレッド部の表面から発生するクラックに対する耐クラック性が向上する。なお、この実施形態と同様の構成を備えるものは、この実施形態と同等の作用、効果を奏する。

実施例１は、上記実施形態１に対応するものであり、両方の長辺側端部をジグザグ状に形成したものである。表１に示す発明例１、発明例２は、ジグザグ状に形成された長辺側端部のピッチＰ及び振幅Ｗ１（図５−１参照）が異なる。表１の比較例、発明例１及び発明例２に示すゴムストリップを用いてサイドトレッド部を作成し、１９５／６０Ｒ１５のタイヤを試作した。そして、加硫後におけるサイドトレッド部の表面傷、所定距離を走行した後におけるサイドトレッド部の亀裂損傷、劣化加速条件におけるドラム試験機による試験で評価した長期耐久性（耐オゾンクラックを評価）を評価した。これらは、いずれも目視による観察で評価した。所定距離の走行は、ドラム試験機による試験で評価した。この試験条件は、試作したタイヤを６ＪＪのリムに装着し、内圧は１９０ｋＰａ、速度は８０ｋｍ／ｈで、走行距離は３００００ｋｍである。また、劣化加速条件におけるドラム試験機による試験の条件は、内圧１２０ｋＰａ、荷重３９２０Ｎ、リム１４×５ＪＪ、走行速度８０ｋｍ／ｈで、直径１７００ｍｍのドラム上を走行させるに際し、オゾン濃度１ｐｐｍの空気をバットレス部に吹き付けつつ２５００ｋｍ走行した後、サイドトレッド部におけるクラック発生を目視により評価した。この評価結果からわかるように、発明例１、発明例２は、比較例に対して加硫後の表面傷及び走行後の損傷状態ともに優れていることがわかる。

実施例２は、上記実施形態２に対応するものであり、両方の長辺側端部に複数のＶ字溝を形成したものである。表２に示す発明例３が実施例２に対応する。表２に示す発明例２は、上記実施例１における発明例２であり、長辺側端部がジグザグ状に形成される。表２の比較例、発明例３及び発明例２に示すゴムストリップを用いてサイドトレッド部を作成し、１９５／６０Ｒ１５のタイヤを試作した。そして、加硫後におけるサイドトレッド部の表面傷、及び所定距離を走行した後におけるサイドトレッド部の亀裂損傷、劣化加速条件におけるドラム試験機による試験で評価した長期耐久性（耐オゾンクラックを評価）及び生産性を評価した。これらは、いずれも目視による観察で評価した。所定距離の走行は、ドラム試験機による試験で評価した。この試験条件は、試作したタイヤを６ＪＪのリムに装着し、内圧は１９０ｋＰａ、速度は８０ｋｍ／ｈで、走行距離は３００００ｋｍである。また、劣化加速条件におけるドラム試験機による試験の条件は、内圧１２０ｋＰａ、荷重３９２０Ｎ、リム１４×５ＪＪ、走行速度８０ｋｍ／ｈで、直径１７００ｍｍのドラム上を走行させるに際し、オゾン濃度１ｐｐｍの空気をバットレス部に吹き付けつつ２５００ｋｍ走行した後、サイドトレッド部におけるクラック発生を評価した。この結果からわかるように、発明例３は、比較例に対して加硫後の表面傷及び走行後の損傷状態ともに優れていることがわかる。また、発明例３は、発明例２に対してゴムストリップの生産性に優れることがわかる。

以上のように、本発明に係る空気入りタイヤの製造方法及び空気入りタイヤの製造装置、並びに空気入りタイヤは、空気入りタイヤの製造に有用であり、特に、帯状のゴム部材を積層して空気入りタイヤのトレッド部を形成することに適している。

空気入りタイヤの子午断面形状を示す断面図である。 加硫時に加硫金型へ接触する空気入りタイヤのトレッド部を形成する過程を示す子午断面図である。 空気入りタイヤのサイドトレッドを形成する過程を示す説明図である。 空気入りタイヤのサイドトレッドを形成する過程を示す説明図である。 実施形態１に係る空気入りタイヤを構成するゴムストリップの斜視図である。 実施形態１に係る空気入りタイヤを構成するゴムストリップの平面図である。 図５−１のＡ−Ａ断面図である。 加硫金型内のゴムストリップを示す説明図である。 実施形態１に係る空気入りタイヤを構成するゴムストリップの他の例を示す断面図である。 実施形態１に係る空気入りタイヤを構成するゴムストリップの他の例を示す断面図である。 図７−１に示すゴムストリップを加硫金型内で加硫する際の状態示す説明図である。 実施形態１に係る空気入りタイヤの製造装置の構成を示す概略図である。 図４や図５−１等に示すゴムストリップを製造する過程を示す説明図である。 実施形態１に係る空気入りタイヤを構成するゴムストリップ他の例を示す平面図である。 実施形態１に係る空気入りタイヤを構成するゴムストリップ他の例を示す平面図である。 実施形態１に係る空気入りタイヤを構成するゴムストリップ他の例を示す平面図である。 実施形態２に係る空気入りタイヤを構成するゴムストリップの斜視図である。 実施形態２に係る空気入りタイヤを構成するゴムストリップの平面図である。 図１１−１のＢ−Ｂ断面図である。 実施形態２の変形例に係るゴムストリップを示す側面図である。 実施形態２に係るゴムストリップを製造する手順を示す説明図である。 実施形態２に係るゴムストリップを製造する手順を示す説明図である。 実施形態２に係るゴムストリップを製造する手順を示す説明図である。

符号の説明

１ タイヤ
１Ｇ グリーンタイヤ
２ キャップトレッド
３ アンダトレッド
４ サイドトレッド
５ ベルト
６ カーカス
７ ビードコア
８ ビードフィラー
９ ビード部
１０、１０'、１０''、１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１１ ゴムストリップ
１０ｌｔ、１０ｌｔ₁、１１ｌｔ 長辺側端部
１２ 溝
３０ 成形ドラム
３１ 剛体コア
３２ ゴムストリップ供給装置
３３ 押出機
３４ 押出ダイス
３５ 切断手段
３６ 押しローラ
３７ 成形ローラ
５０ 加硫金型
１００ 製造装置
１０１ ゴムストリップ製造部

Claims (16)

1. タイヤ成形用構造体に帯状のゴム部材を巻き付けて空気入りタイヤのトレッド部を形成するにあたり、
   前記帯状のゴム材の長辺側端部のうち少なくとも一方を非直線状に形成して、トレッド用帯状ゴム部材を形成する手順と、
   前記トレッド用帯状ゴム部材を前記タイヤ成形用構造体に巻き付ける手順と、
   を含むことを特徴とする空気入りタイヤの製造方法。
2. 非直線状に形成される長辺側端部は、平面視において、山部と谷部とが交互に繰り返すジグザグ形状であることを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤの製造方法。
3. 隣接する山部同士の間隔は、０．５ｍｍ以上１０ｍｍ以下であり、かつ、前記トレッド用帯状ゴム部材の長辺と直交する方向における前記山部の頂部と前記谷部の底部との距離は、前記トレッド用帯状ゴム部材の長辺と直交する方向における前記トレッド用帯状ゴム部材の寸法の３％以上２０％以下とすることを特徴とする請求項２に記載の空気入りタイヤの製造方法。
4. 前記長辺側端部のうち少なくとも一方に、前記トレッド用帯状ゴム部材の長辺と略直交し、かつ前記トレッド用帯状ゴム部材の長辺と平行な平面で切った場合の断面が略Ｖ字の溝又は略Ｕ字の溝が複数形成されることを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤの製造方法。
5. 隣接する前記略Ｖ字溝又は略Ｕ字溝のピッチは０．５ｍｍ以上１０ｍｍ以下であり、かつ、前記トレッド用帯状ゴム部材の長辺と直交する方向における前記略Ｖ字溝又は略Ｕ字溝の寸法は、前記トレッド用帯状ゴム部材の長辺と直交する方向における前記トレッド用帯状ゴム部材の寸法の３％以上２０％以下とすることを特徴とする請求項４に記載の空気入りタイヤの製造方法。
6. 前記トレッド用帯状ゴム部材の厚さは、前記長辺側端部に近づくにしたがって小さくなることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の空気入りタイヤの製造方法。
7. 前記トレッド用帯状ゴム部材を前記タイヤ成形用構造体に巻き付ける際に、非直線状に形成された長辺側端部を押圧することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の空気入りタイヤの製造方法。
8. 前記トレッド用帯状ゴム部材は、加硫時において、非直線状に形成されている長辺側端部が加硫用金型と接するように積層されながら、グリーンタイヤ成形用構造体へ巻き付けられることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の空気入りタイヤの製造方法。
9. 空気入りタイヤのトレッド部を形成するトレッド用帯状ゴム部材を製造するトレッド用帯状ゴム部材製造手段と、
   前記トレッド用帯状ゴム部材を巻き付けて、空気入りタイヤのトレッド部を形成するタイヤ成形用構造体と、
   を備えることを特徴とする空気入りタイヤの製造装置。
10. 前記トレッド用帯状ゴム部材製造手段はギヤ状のローラであり、このギヤ状のローラをゴムストリップの少なくとも一方の長辺側端部に押し当てることにより、複数の略Ｖ字溝又は略Ｕ字溝を形成することを特徴とする請求項９に記載の空気入りタイヤの製造装置。
11. 長辺側端部の少なくとも一方を非直線状に形成したトレッド用帯状ゴム部材を、非直線状に形成された長辺側端部が加硫用金型と接するように積層して構成されるサイドトレッド部を備えることを特徴とする空気入りタイヤ。
12. 非直線状に形成される長辺側端部は、平面視において、山部と谷部とが交互に繰り返すジグザグ形状であることを特徴とする請求項１１に記載の空気入りタイヤ。
13. 隣接する山部同士のピッチは、０．５ｍｍ以上１０ｍｍ以下であり、かつ、前記山部の頂部と前記谷部の底部との距離は、長辺側端部と直交する方向における前記トレッド用帯状ゴム部材の寸法の３％以上２０％以下とすることを特徴とする請求項１２に記載の空気入りタイヤ。
14. 前記長辺側端部のうち少なくとも一方に、前記トレッド用帯状ゴム部材の長辺と略直交し、かつ前記トレッド用帯状ゴム部材の長辺と平行な平面で切った場合の断面が略Ｖ字の溝又は略Ｕ字の溝が複数形成されることを特徴とする請求項１１に記載の空気入りタイヤ。
15. 隣接する前記略Ｖ字溝又は略Ｕ字溝のピッチは０．５ｍｍ以上１０ｍｍ以下であり、かつ、前記トレッド用帯状ゴム部材の長辺と直交する方向における前記略Ｖ字溝又は略Ｕ字溝の寸法は、前記トレッド用帯状ゴム部材の長辺と直交する方向における前記トレッド用帯状ゴム部材の寸法の３％以上２０％以下とすることを特徴とする請求項１４に記載の空気入りタイヤ。
16. 前記トレッド用帯状ゴム部材の厚さは、前記長辺側端部に近づくにしたがって小さくなることを特徴とする請求項１１〜１５のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。

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