JP4941720B2 - タイヤ成形方法 - Google Patents

Description

本発明は、主にトラック、バス等の重荷重用の空気入りタイヤの製造に用いられるタイヤ成形方法に関するものである。

一般に、この種の空気入りタイヤを製造する場合には、成形ドラムにインナーライナ及びカーカス部材を巻き付けるとともに、カーカス部材のタイヤ軸方向両端側にそれぞれビード部材を配置した後、カーカス部材をタイヤ径方向に膨張させてベルトの内周面に接触させ、カーカス部材とベルトとを組付けて未加硫タイヤを成形している（例えば、特許文献１参照。）。
特開平７−６８６６１号公報

ところで、前記未加硫タイヤのカーカスコードはタイヤ周方向に対して直角になるように配置されるが、図１３(a) に示すように加硫時のリフト張力によってベルト２０のベルトコード２０ａが角度変化を生じ、これに伴ってカーカスコード２１が波状に屈曲するという問題がある。このようなカーカスコードの屈曲が生ずると、各ビード間のカーカスコードが本来の最短距離にならならないため、車両装着時の内圧によりカーカスコードが直線状に伸びようとして走行時に外径成長が生ずるとともに、ベルト層に剪断歪みが生じ、ベルト層の耐久性低下や偏摩耗の発生を来すという問題点があった。

また、未加硫タイヤの成形時に、ステッチングによってベルトコードの角度変化に対抗する癖付けを行うことにより、カーカスコードの屈曲を抑制する方法もあるが、ベルトコードの角度変化は点対称の複雑な変化となるため、これに完全に対抗するようにステッチングを行うことは困難であるとともに、このような方法ではステッチングがタイヤの左右非対称になり、未加硫タイヤの偏肉を生ずるという問題点があった。

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、加硫時のリフト張力によってベルトコードが角度変化を生じても、加硫後のカーカスコードが波状に屈曲することのないタイヤ成形方法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、複数本のカーカスコードがタイヤ周方向に配列されたカーカス部材を成形ドラムに巻き付けるとともに、カーカス部材のタイヤ軸方向両端側にそれぞれビード部材を配置した後、各ビード部材間のカーカス部材をタイヤ径方向に膨張させ、タイヤ周方向に対して傾斜したベルトコードを有するベルトの内周面にカーカス部材の外周面を接触させるとともに、カーカス部材の軸方向両端側をそれぞれビード部材からタイヤ外側面側に折り返して未加硫タイヤを成形した後、未加硫タイヤを加硫するタイヤ成形方法において、前記カーカスコードがタイヤ軸方向に対して所定の第１の角度をなすように所定方向に傾斜した状態でカーカス部材をタイヤ径方向に膨張させてベルトに接触させた後、ベルトとの接触部分以外に位置するタイヤ軸方向両側のカーカスコードを第１の角度の傾斜方向に対してそれぞれ反対方向に所定の第２の角度ずつ傾斜させ、カーカス部材の軸方向両端側をそれぞれビード部材からタイヤ外側面側に折り返して未加硫タイヤを成形し、未加硫タイヤの加硫時のリフト張力によってベルトコードが角度変化を生ずることにより、ベルトに接触する部分のカーカスコードを第１の角度の反対方向に傾斜させるとともに、カーカスコードのタイヤ軸方向両側をそれぞれ第２の角度の反対方向に傾斜させるようにしている。

これにより、加硫時のリフト張力によってベルトコードが角度変化を生じた際、ベルトに接触する部分のカーカスコードが第１の角度だけ反対方向に傾斜してタイヤ周方向に対してほぼ直角になるとともに、これに伴ってカーカスコードのタイヤ軸方向両側がそれぞれ第２の角度の反対方向に傾斜してタイヤ周方向に対してほぼ直角になることから、加硫後のカーカスコードが波状に屈曲することがない。

本発明によれば、加硫時のリフト張力によってベルトコードが角度変化を生じても、加硫後のカーカスコードが波状に屈曲することがないので、走行時の外径成長によるベルト層の剪断歪みの発生やベルト層の耐久性の低下による偏摩耗の発生を効果的に防止することができる。

図１乃至図５は本発明の第１の実施形態を示すもので、図１は空気入りタイヤの部分正面断面図、図２はタイヤ成形工程を示す成形ドラム及びカーカス部材の側面図、図３はタイヤ成形工程を示す概略平面図、図４はその概略斜視図、図５はその部分正面断面図である。

この空気入りタイヤは、外周面側に形成されるトレッド部１と、幅方向両側に形成されるサイドウォール部２と、サイドウォール部２のタイヤ径方向内側に形成されるビード部３とから構成される。

前記空気入りタイヤを製造する場合は、成形ドラムＤにインナーライナ４及びカーカス部材５を巻き付けるとともに、カーカス部材５のタイヤ軸方向両端側にそれぞれビード部材６を配置した後、インナーライナ４及びカーカス部材５をタイヤ径方向に膨張させてベルト６の内周面に接触させ、カーカス部材５にベルト７、トレッド部材８及びサイドウォール部材９を組付けて未加硫タイヤを成形し、未加硫タイヤを加硫成型機で加硫する。

インナーライナ４は気密性を有するシート状のゴムからなり、カーカス部材５の内周面側に配置される。

カーカス部材５は、複数本のカーカスコード５ａがタイヤの周方向に配列されたシート状のゴムからなり、その長手方向（タイヤ周方向）の一端部及び他端部をスプライスして円筒状に形成されるとともに、その幅方向両端側をビード部材６を巻き込むようにタイヤ幅方向内側から外側に向けてサイドウォール部２側に折り返される。また、各カーカスコード５ａはタイヤ周方向に対して直角になるように配置されている。

ビード部材６は、金属線等のワイヤを束ねてなるビードコア６ａと、断面略三角形状のゴムからなるビードフィラー６ｂとからなり、ビードフィラー６ｂはビードコア６ａの外周側に配置される。

ベルト７はスチールや高強度繊維等からなるベルトコード７ａをシート状のゴム材で被覆してなり、カーカス部材５の外周面側に配置される。また、ベルトコード７ａはタイヤ周方向に対して傾斜するように配置されている。

トレッド部材８は押出成形によって形成されたゴムからなり、ベルト７の外周面側を覆うように配置される。また、トレッド部材８の外周面には、所定のトレッドパターンをなす溝８ａが加硫成型時に形成される。

サイドウォール部材９は押出成形によって形成されたゴムからなり、カーカス部材５の幅方向両端側の外面を覆うように配置される。

前記空気入りタイヤの製造に用いる成形ドラムＤは、軸方向両端側のドラム部Ｄ1 がそれぞれ回動可能に設けられ、各ドラム部Ｄ1 は互いに反対方向に回動するようになっている。各ドラム部Ｄ1 は拡径することによりビードコア６ａに対応する部分を把持可能に形成されるとともに、それぞれ軸方向に移動可能に設けられている。

次に、本実施形態のタイヤ成形方法について説明する。尚、以下に説明する工程はタイヤ製造工程の一部を示すもので、他の製造工程については従来と同等であるため省略する。

まず、成形ドラムＤにインナーライナ４を巻き付けるとともに、図２(a) に示すようにカーカス部材５を巻き付けて円筒状に成形した後、図２(b) に示すようにカーカス部材５の軸方向両端側にそれぞれ各ビード部材６を配置し、成形ドラムＤの各ドラム部Ｄ1 を拡径してビードコア６ａを把持する。ここで、図３(a) 及び図４(a) に示すように成形ドラムＤの各ドラム部Ｄ1 を互いに反対方向に回動してカーカス部材５のカーカスコード５ａをタイヤ軸方向に対して所定の第１の角度θ1 だけ所定方向に傾斜させながら各ドラム部Ｄ1 を互いに近づくように移動させることにより、カーカス部材５をタイヤ径方向に膨張させ、図５に示すようにカーカス部材５の外周面をベルト７の全幅Ｗの７５％以上９０％以下の接触幅Ｗ1 でベルト７の内周面に接触させる。この状態で各ドラム部Ｄ1 を前記回動方向とは反対方向にそれぞれ回動することにより、図３(b) 及び図４(b) に示すようにベルト７との接触部分以外に位置するタイヤ軸方向両側のカーカスコード５ａを第１の角度θ1 の反対方向に第２の角度θ2 だけ傾斜させた後、カーカス部材５の軸方向両端側をそれぞれビードコア６ａからタイヤ外側面側に折り返し、ステッチングにより未加硫タイヤを成形する。

この後、未加硫タイヤを加硫する際、加硫時のリフト張力によってベルトコード７ａがタイヤ周方向に対して角度変化を生じ、これに伴ってカーカスコード５ａの角度も変化するが、ベルト７に接触する部分のカーカスコード５ａは予めタイヤ軸方向に対して第１の角度θ1 だけ所定方向に傾斜しているので、ベルトコード７ａの角度変化に伴ってカーカスコード５ａが第１の角度θ1 の反対方向に傾斜し、図３(c) に示すようにベルト７に接触する部分のカーカスコード５ａがタイヤ周方向に対してほぼ直角になる。また、タイヤ軸方向両側（ベルト７に接触する部分以外の部分）のカーカスコード５ａは予めタイヤ軸方向に対して第２の角度θ2 だけ第１の角度θ1 の反対方向に傾斜しているので、ベルト７に接触する部分のカーカスコード５ａの角度変化に伴ってカーカスコード５ａのタイヤ軸方向両側がそれぞれ第２の角度θ2 の反対方向に傾斜し、図３(c) に示すようにカーカスコード５ａのタイヤ軸方向両側もタイヤ周方向に対してほぼ直角になる。

このように、本実施形態のタイヤ成形方法によれば、カーカスコード５ａがタイヤ軸方向に対して所定の第１の角度θ1 をなすように所定方向に傾斜した状態でカーカス部材５をベルト７に接触させた後、タイヤ軸方向両側のカーカスコード５ａをタイヤ軸方向に対して第１の角度θ1 の反対方向にそれぞれ所定の第２の角度θ2 だけ傾斜させることにより、加硫時のリフト張力によってベルトコード７ａが角度変化を生じた際、ベルト７に接触する部分のカーカスコード５ａが第１の角度θ1 だけ反対方向に傾斜してタイヤ周方向に対してほぼ直角になるとともに、これに伴ってカーカスコード５ａのタイヤ軸方向両側がそれぞれ第２の角度θ2 の反対方向に傾斜してタイヤ周方向に対してほぼ直角になるようにしたので、加硫後のカーカスコード５ａが波状に屈曲することがなく、走行時の外径成長によるベルト層の剪断歪みの発生やベルト層の耐久性の低下による偏摩耗の発生を効果的に防止することができる。

この場合、成形ドラムＤの軸方向両端側のドラム部Ｄ1 を互いに反対方向に回動させることにより、タイヤ軸方向両側のカーカスコード５ａを第１及び第２の角度θ1 ，θ2 にそれぞれ傾斜させるようにしたので、成形ドラムＤによってカーカスコード５ａを傾斜させることができ、カーカスコード５ａが傾斜していない通常のカーカス部材５を用いることができる。

また、カーカス部材５をベルト７に接触させる際、接触幅Ｗ1 がベルト７の全幅Ｗの９０％よりも大きいと、未加硫タイヤの外径が大きくなりすぎたり、ステッチングによる成形圧力が高められないなどの不具合があり、接触幅Ｗ1 がベルト７の全幅Ｗの７５％よりも小さいと、カーカス部材５とベルト７との接触が不十分になるため、カーカス部材５の外周面をベルト７の全幅Ｗの７５％以上９０％以下の接触幅Ｗ1 でベルト７の内周面に接触させることにより、常に良好な成形を行うことができる。

図６及び図７は本発明の第２の実施形態を示すもので、図６はタイヤ成形工程を示す成形ドラム及びカーカス部材の側面図、図７はタイヤ成形工程を示す概略平面図である。尚、前記実施形態と同等の構成部分には同一の符号を付して示す。

本実施形態では、図６(a) に示すようにカーカスコード１０ａがタイヤ軸方向に対して予め第１の角度θ1 に傾斜するように形成されたカーカス部材１０を成形ドラムＤに巻き付けて円筒状に成形した後、図６(b) に示すようにカーカス部材１０の軸方向両端側にそれぞれ各ビード部材６を配置し、成形ドラムＤの各ドラム部Ｄ1 を拡径してビードコア６ａを把持する。この後、各ドラム部Ｄ1 を互いに近づくように移動させることにより、図７(a) に示すようにカーカスコード１０ａが予め第１の角度θ1 に傾斜したカーカス部材１０をタイヤ径方向に膨張させ、第１の実施形態と同様にカーカス部材１０の外周面をベルト７の内周面に接触させる。この状態で各ドラム部Ｄ1 を前記回動方向とは反対方向にそれぞれ回動することにより、図７(b) に示すようにベルト７との接触部分以外に位置するタイヤ軸方向両側のカーカスコード１０ａを第１の角度θ1 の反対方向に第２の角度θ2 だけ傾斜させた後、カーカス部材１０の軸方向両側をそれぞれビードコア６ａからタイヤ外側面側に折り返し、ステッチングにより未加硫タイヤを成形する。

この後、未加硫タイヤを加硫する際、加硫時のリフト張力によってベルトコード７ａがタイヤ周方向に対して角度変化を生じ、これに伴ってカーカスコード１０ａの角度も変化するが、ベルト７に接触する部分のカーカスコード１０ａは予めタイヤ軸方向に対して第１の角度θ1 だけ所定方向に傾斜しているので、ベルトコード７ａの角度変化に伴ってカーカスコード１０ａが第１の角度θ1 の反対方向に傾斜し、図７(c) に示すようにベルト７に接触する部分のカーカスコード１０ａがタイヤ周方向に対してほぼ直角になる。また、タイヤ軸方向両側（ベルト７に接触する部分以外の部分）のカーカスコード１０ａは予めタイヤ軸方向に対して第２の角度θ2 だけ第１の角度θ1 の反対方向に傾斜しているので、ベルト７に接触する部分のカーカスコード１０ａの角度変化に伴ってカーカスコード１０ａのタイヤ軸方向両側がそれぞれ第２の角度θ2 の反対方向に傾斜し、図７(c) に示すようにカーカスコード１０ａのタイヤ軸方向両側もタイヤ周方向に対してほぼ直角になる。

このように、本実施形態のタイヤ成形方法によれば、第１の実施形態と同様、カーカスコード１０ａがタイヤ軸方向に対して所定の第１の角度θ1 をなすように所定方向に傾斜した状態でカーカス部材１０をベルト７に接触させた後、タイヤ軸方向両側のカーカスコード１０ａをタイヤ軸方向に対して第１の角度θ1 の反対方向にそれぞれ所定の第２の角度θ2 だけ傾斜させることにより、加硫時のリフト張力によってベルトコード７ａが角度変化を生じた際、ベルト７に接触する部分のカーカスコード１０ａが第１の角度θ1 だけ反対方向に傾斜してタイヤ周方向に対してほぼ直角になるとともに、これに伴ってカーカスコード１０ａのタイヤ軸方向両側がそれぞれ第２の角度θ2 の反対方向に傾斜してタイヤ周方向に対してほぼ直角になるようにしたので、加硫後のカーカスコード１０ａが波状に屈曲することがなく、走行時の外径成長によるベルト層の剪断歪みの発生やベルト層の耐久性の低下による偏摩耗の発生を効果的に防止することができる。

この場合、カーカスコード１０ａが予め第１の角度θ1 に傾斜するように形成されたカーカス部材１０を成形ドラムＤに巻き付けた後、カーカス部材１０をベルト７に接触させるようにしたので、成形ドラムＤを回動してカーカスコード１０ａを第１の角度θ1 に傾斜させる工程が不要となり、成形行程の簡素化を図ることができる。

ここで、第１及び第２の実施形態の成形方法により成形したタイヤの実施例について、カーカスコードが波状に屈曲する、いわゆるコードウェイブの発生と、ベルト耐久性の試験をそれぞれ行ったところ、以下の結果が得られた。この試験では、タイヤサイズが１１Ｒ２２．５、最大ベルト幅が２００ｍｍ、ベルト角度が２０゜のものを用いて行った。評価方法は、比較例を１００とした場合の指数で評価し、数値が高い方が優位性ありとして判定した。コードウェイブの発生については、試験タイヤの内部をＸ線で撮影し、最大ベルト端５０ｍｍの範囲で１本のカーカスコードがタイヤ軸方向に平行な線を何本跨ぐかを指数化して評価した。指数が低いほどコードウェイブの発生具合が低い（コードが直線状に近い）ことを示す。ベルト耐久性の試験では、ドラム耐久試験機によりタイヤが破壊するまでの走行距離を比較して評価した。

前記試験の結果、本発明の実施例１〜７は、コードウェイブの発生とベルト耐久性の試験の何れにおいても比較例１及び２に比べて良好な結果が得られた。尚、実施例１〜６は前記第１の実施形態に係るもので、実施例７は前記第２の実施形態２に係るものである。

図９乃至図１２は本発明の第３の実施形態を示すもので、図９は空気入りタイヤの部分正面断面図、図１０はタイヤ成形工程を示す成形ドラム及びカーカス部材の側面図、図１１はカーカスコード及び補強コードを示すビード部の概略側面図、図１２は試験結果を示す図である。尚、前記実施形態と同等の構成部分には同一の符号を付して示す。

本実施形態の空気入りタイヤは、ビード部３を補強するための補強層１１を備え、補強層１１は補強部材１２によって形成され、その他の部分は第２の実施形態と同様の成形方法によって成形される。

補強部材１２は、例えばナイロンとスチールとの複合材からなる補強コード１２ａをシート状のゴム材で被覆してなり、補強コード１１ａはタイヤ径方向に対して傾斜するように配置されている。

本実施形態では、図１０(a) に示すようにカーカスコード１０ａがタイヤ軸方向に対して予め第１の角度θ1 に傾斜するように形成されたカーカス部材１０を成形ドラムＤに巻き付けて円筒状に成形した後、補強コード１２ａがタイヤ軸方向に対して予め第３の角度θ3 に傾斜するように形成された補強部材１２をカーカス部材１０のタイヤ軸方向両側にそれぞれ補強コード１２ａの傾斜方向がカーカスコード１０ａの傾斜方向と反対向きになるように巻き付ける。この後、図１０(b) に示すようにカーカス部材１０の軸方向両端側にそれぞれ各ビード部材６を配置し、成形ドラムＤの各ドラム部Ｄ1 を拡径してビードコア６ａを把持した後、各ドラム部Ｄ1 を互いに近づくように移動させることによりカーカス部材１０をタイヤ径方向に膨張させ、カーカス部材１０の軸方向両側をそれぞれビードコア６ａからタイヤ外側面側に折り返す。その際、図１１(a) に示すようにカーカスコード１０ａはタイヤ径方向に対して第１の角度θ1 だけ傾斜し、図１１(b) に示すように補強コード１２ａは第１の角度θ1 の反対方向にタイヤ径方向に対して第３の角度θ3 だけ傾斜することから、カーカスコード１０ａと補強コード１２ａは互いに第１の角度θ1 と第３の角度θ3 を加えた傾斜角度をなす。尚、この後の工程は第２の実施形態と同様である。

このように、本実施形態のタイヤ成形方法によれば、補強コード１２ａがタイヤ軸方向に対して予め第３の角度θ3 に傾斜するように形成された補強部材１２をカーカス部材１０のタイヤ軸方向両側にそれぞれ補強コード１２ａの傾斜方向がカーカスコード１０ａと反対向きになるように巻き付けるようにしたので、カーカスコード１０ａと補強コード１２ａとを互いに第１の角度θ1 と第３の角度θ3 を加えた角度だけ傾斜させることができ、タイヤ径方向に対する補強コード１２ａの傾斜角度が小さい補強部材１２を用いた場合でも、カーカスコード１０ａとのなす角度を大きくすることができる。これにより、加硫成形時における補強コード１２ａの角度変化を小さくすることができるので、補強コード１２ａの角度変化に伴うカーカスコード１０ａの曲がりも抑制することができ、走行時の外径成長によるベルト層の剪断歪みの発生やベルト層の耐久性の低下による偏摩耗の発生を効果的に防止することができる。

ここで、第３の実施形態の成形方法により成形したタイヤの実施例について、ビード部の耐久性と外径成長の試験を行ったところ、以下の結果が得られた。この試験では、タイヤサイズが１１Ｒ２２．５のものを用い、タイヤ空気圧７００ｋＰａ、荷重２６．７２×１４０％、速度２０ｋｍ／ｈの条件で行った。評価方法は、比較例を１００とした場合の指数で評価し、数値が高い方が優位性ありとして判定した。ビード部の耐久性試験については、故障を生ずるまでの走行距離を比較して評価し、外径成長については、走行距離５０００ｋｍで測定したタイヤの外周を比較して評価した。

前記試験の結果、本発明の実施例１〜３は、ビード部耐久性と外径成長の試験の何れにおいても比較例に比べて良好な結果が得られた。

本発明の第１の実施形態を示す空気入りタイヤの部分正面断面図 タイヤ成形工程を示す成形ドラム及びカーカス部材の側面図 タイヤ成形工程を示す概略平面図 タイヤ成形工程を示す概略斜視図 タイヤ成形工程を示す部分正面断面図 本発明の第２の実施形態のタイヤ成形工程を示す成形ドラム及びカーカス部材の側面図 タイヤ成形工程を示す概略平面図 試験結果を示す図 本発明の第３の実施形態を示す空気入りタイヤの部分正面断面図 タイヤ成形工程を示す成形ドラム及びカーカス部材の側面図 カーカスコード及び補強コードを示すビード部の概略側面図 試験結果を示す図 従来のタイヤ成形工程を示す概略平面図

符号の説明

５…カーカス部材、５ａ…カーカスコード、６…ビード部材、７…ベルト、１０…カーカス部材、１０ａ…カーカスコード、１２…補強部材、１２ａ…補強コード、Ｄ…成形ドラム、Ｄ1 …ドラム部。

Claims (6)

1. 複数本のカーカスコードがタイヤ周方向に配列されたカーカス部材を成形ドラムに巻き付けるとともに、カーカス部材のタイヤ軸方向両端側にそれぞれビード部材を配置した後、各ビード部材間のカーカス部材をタイヤ径方向に膨張させ、タイヤ周方向に対して傾斜したベルトコードを有するベルトの内周面にカーカス部材の外周面を接触させるとともに、カーカス部材の軸方向両端側をそれぞれビード部材からタイヤ外側面側に折り返して未加硫タイヤを成形した後、未加硫タイヤを加硫するタイヤ成形方法において、
   前記カーカスコードがタイヤ軸方向に対して所定の第１の角度をなすように所定方向に傾斜した状態でカーカス部材をタイヤ径方向に膨張させてベルトに接触させた後、
   ベルトとの接触部分以外に位置するタイヤ軸方向両側のカーカスコードを第１の角度の傾斜方向に対してそれぞれ反対方向に所定の第２の角度ずつ傾斜させ、カーカス部材の軸方向両端側をそれぞれビード部材からタイヤ外側面側に折り返して未加硫タイヤを成形し、
   未加硫タイヤの加硫時のリフト張力によってベルトコードが角度変化を生ずることにより、ベルトに接触する部分のカーカスコードを第１の角度の反対方向に傾斜させるとともに、カーカスコードのタイヤ軸方向両側をそれぞれ第２の角度の反対方向に傾斜させる
   ことを特徴とするタイヤ成形方法。
2. 前記成形ドラムの軸方向両端側を互いに反対方向に回動することによりカーカスコードを第２の角度に傾斜させる
   ことを特徴とする請求項１記載のタイヤ成形方法。
3. 前記カーカス部材をベルトの全幅の７５％以上９０％以下の幅でベルトに接触させた状態でカーカスコードを第２の角度に傾斜させる
   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。
4. 前記カーカス部材が巻き付けられた成形ドラムの軸方向両端側を互いに反対方向に回動することによりカーカスコードを第１の角度に傾斜させた後、カーカス部材をベルトに接触させる
   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。
5. 前記カーカスコードが予め第１の角度に傾斜するように形成されたカーカス部材を成形ドラムに巻き付けた後、カーカス部材をベルトに接触させる
   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。
6. 成形ドラムに巻き付けられたカーカス部材のタイヤ軸方向両側に、タイヤ軸方向に対して所定の第３の角度に傾斜した補強コードを有する補強部材をそれぞれ補強コードの傾斜方向がカーカスコードの傾斜方向と反対向きになるように巻き付ける
   ことを特徴とする請求項５記載のタイヤ成形方法。

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