JP4942550B2 - 空気入りタイヤの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、空気入りタイヤの製造方法に関し、特にベルト補強層がスパイラルベルトにより構成されている空気入りタイヤの製造方法に関するものである。

従来、空気入りタイヤでは、カーカスを所謂たが効果により補強するため、該カーカスの外周にベルト層及びベルト補強層を配設している。一般に、ベルト層は、ベルトドラムの外周面に１枚目のベルトプライを巻き付けて筒状にした後、その外周に２枚目のベルトプライを巻き付けて筒状にすることで形成される。これらのベルトプライは、それぞれタイヤ周方向に対して例えば１０〜４０°の角度で傾斜したコードを含んでおり、プライ間でコードが互いに逆向きに交差するように積層される。

また、ベルト補強層は、タイヤ周方向に実質的に平行とした補強コードを含む補強プライからなり、ベルト層の外周にシート状の補強プライを巻き付けることで形成される場合もあるが、高速耐久性等を高める目的で、ゴム被覆した長尺の補強コードをベルト層の外周にらせん状に巻き付けて、所謂スパイラルベルトとして形成する方法が知られている（例えば、下記特許文献１、２）。

ベルト補強層の外周には、トレッドゴムが貼り付けられて一体化され、筒状のベルト・トレッド組立体が形成される。この組立体は、別の成形ドラムに移送され、その成形ドラム上で成形された、インナーライナー、カーカス、ビードコア、ビードフィラー、サイドウォール等を貼り合わせてなる円筒状部材の外周側に保持される。そして、その円筒状部材に内圧を負荷して膨出変形させ、ベルト層の内周面にカーカスを圧接することにより、円筒状部材とベルト・トレッド組立体とを一体化したグリーンタイヤが成形される。

成形したグリーンタイヤは、加硫成形型にセットされ、その成形型内面にトレッド部を圧接した状態で加硫成形が行われる。このとき、成形型内面が径方向外側に凸となる湾曲形状をなすことから、グリーンタイヤのトレッド部は中央部が拡径するように変形し、それに伴ってベルト層及びベルト補強層も拡張変形する。ところが、ベルト層は、上述したコード構造に起因して局部的な変形を起こすことがあり、それによってコード配列が乱れると、トレッド部の剛性にばらつきを生じてタイヤ性能を悪化させることがある。

そこで、外周面が軸方向に平行となる通常のベルトドラムに代わり、外周面が径方向外側に凸となる太鼓状のベルトドラムを用いて、ベルト層を形成することが提案されている（例えば、下記特許文献３、４）。これにより、ベルト層に予め曲率を持たせておくことができ、加硫成形時にベルト層が局部的な変形を起こすのを防ぐことができる。

しかしながら、そのような曲率を有するベルトドラムを使用する場合、特にベルト層の幅方向端部の近傍では勾配が大きくなるため、下記特許文献３に記載のようにスパイラルベルトを形成する際に、補強コードが外側にずり落ちてしまって的確に巻き付けることができないという問題がある。これの対策として、下記特許文献４に記載のように、スパイラルベルトの幅方向端部をベルト層よりも内側に配置することが考えられるが、かかる場合には、ベルト層の幅方向端部の拘束力が低減し、ベルト補強層による補強効果が十分に得られないという問題が生じる。
特開２００１−３１０６０４号公報 特開２００５−７５０３７号公報 特開２００２−１８９７７号公報 特開２００３−２２５９５３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、曲率を有するベルトドラムを使用しながらもスパイラルベルトを適切に形成することができ、しかもベルト層の補強効果を確保す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にある。

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の製造方法は、複数枚のベルトプライを積層してベルト層を形成する第１工程と、ゴム被覆した補強コードを前記ベルト層の外周にらせん状に巻き付けることでベルト補強層を形成する第２工程と、を備える空気入りタイヤの製造方法において、前記第１工程が、軸方向に沿った外周断面形状が径方向外側に凸となる円弧状をなすベルトドラムを用いて、前記ベルトドラムの外周面に第１のベルトプライを巻き付けて筒状に形成する工程と、前記第１のベルトプライの幅方向端部の外周に、前記ベルト補強層の幅方向端部よりも外側に張り出すゴム層を配設する工程と、前記第１のベルトプライの外周に、前記第１のベルトプライよりも幅狭の第２のベルトプライを巻き付けて筒状に形成する工程と、を有し、前記第２工程では、前記ベルト補強層の幅方向端部を前記第１のベルトプライよりも外側に配置し、前記ゴム層が周方向に沿った帯状体であり、その外周面が複数本の周方向溝を配列してなる凹凸面により形成されているものである。

本発明に係る空気入りタイヤの製造方法では、第１工程でベルト層を形成し、第２工程でベルト補強層を形成するが、このベルト補強層は、ゴム被覆した補強コードをらせん状に巻き付けてなるスパイラルベルトとして形成され、その幅方向端部が第１のベルトプライの幅方向端部よりも外側に配置される。そのため、ベルト層の幅方向端部をベルト補強層により適切に拘束して、ベルト層の補強効果を十分に確保することができる。そして、本発明では、第１工程にて、第１のベルトプライの幅方向端部の外周に、ベルト補強層の幅方向端部よりも外側に張り出すゴム層を配設することにより、該ベルト補強層となるスパイラルベルトを形成する際に、ベルト層の幅方向端部の近傍で補強コードが外側にずり落ちることを防ぐことができる。その結果、曲率を有するベルトドラムを使用しながらも、補強コードを的確に巻き付けてスパイラルベルトを適切に形成することができる。

上記構成によれば、ゴム層が周方向に沿った帯状体で、その外周面が複数本の周方向溝を配列してなる凹凸面により形成されていることにより、ベルト補強層としてのスパイラルベルトを形成する際に、補強コードのずり落ちを効果的に防止でき、スパイラルベルトをより適切に形成することができる。

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。本発明は、図６，７に示すように、帯状体であるゴム層１３の外周面が、複数本の周方向溝１２を配列してなる凹凸面により形成されたものであるが、図１〜５において、そのような凹凸面を形成しない場合について、この空気入りタイヤの製造方法を予め説明する。図１は、本実施形態で用いられるベルトドラムの縦断面図である。

ベルトドラム１０は、拡縮自在に構成されており、少なくとも図1に示す拡径状態では、軸方向に沿った外周断面形状が径方向外側に凸となる円弧状をなす。ベルトドラム１０の外周面は、単一又は複数の曲率半径を有しており、加硫成形後の製品タイヤのベルト層の曲率に近い曲率を有する。ベルトドラム１０では、ベルト・トレッド組立体が形成される。ベルト・トレッド組立体を形成する工程は、以下に詳しく説明するように、複数枚のベルトプライを積層してベルト層を形成する第１工程と、形成したベルト層の外周にベルト補強層を形成する第２工程とを有する。

第１工程では、まず、図２に示すように、拡径状態にあるベルトドラム１０の外周面に、ベルトプライ１（前記第１のベルトプライに相当する。）を巻き付けて筒状に形成する。ベルトプライ１は、タイヤ周方向（ベルトドラム１０の周方向でもある。）に対して例えば１０〜４０°の角度で傾斜して配列した複数本のスチールコードをゴム被覆してなる、シート状のプライにより構成される。

次に、ベルトプライ１の幅方向端部の外周に、断面矩形をなす帯状のゴム層３を配設する。ゴム層３は、タイヤ周方向に沿ってベルトプライ１の幅方向端部を覆うように貼り付けられ、ベルトプライ１の幅方向端部よりも外側にはみ出すように、更には、後工程にて形成されるベルト補強層７の幅方向端部よりも外側に張り出すように配設される。ドラム軸方向に沿って測定される、ベルトプライ１の幅方向端部からのゴム層３のはみ出し幅Ｗ１は、例えば２〜１０ｍｍである。

ゴム層３を構成するゴムは、後述するトレッドゴム４と異種のゴムであってもよく、ＪＩＳＫ６２５３のデュロメータ硬さ試験（タイプＡ）に準じて測定したゴム硬度は、例えば７５〜８５°である。また、ゴム層３の厚みとしては、ベルトプライ１の厚みが１．２ｍｍである場合に０．６ｍｍであるものが例示される。なお、筒状に形成したベルトプライ１の幅方向端部にゴム層３を貼り付けるものに限られず、予めベルトプライ１の幅方向端部にゴム層３を貼り付けておき、それをベルトドラム１０に巻き付けて筒状に形成してもよい。

続いて、図３に示すように、ベルトプライ１の外周に、ベルトプライ１よりも幅狭のベルトプライ２（前記第２のベルトプライに相当する。）を巻き付けて筒状に形成し、ベルトプライ１とベルトプライ２とを積層してなるベルト層６を形成する。ベルト層６は、ベルトドラム１０の外周面の曲率に応じて湾曲し、幅方向中央部の径が幅方向両側の径よりも大きい太鼓状となる。図３では、ベルトプライ２とゴム層３とが端部同士を突き合わせたように示しているが、本発明ではベルトプライ２の幅方向端部をゴム層３と重ねても構わない。

ベルトプライ２は、ベルトプライ１と同様に構成されており、ベルトプライ１とベルトプライ２との間でスチールコードが互いに逆向きに交差するように積層されている。なお、ベルトプライ１、２を構成するコードとしては、スチールコードに限られず、ポリエステルやレーヨン、ナイロン、アラミド等の有機繊維コード等も採用でき、これらを組み合わせて採用してもよい。

このようにしてベルト層６を形成した後、第２工程にて、図４に示すようなベルト補強層７を形成する。第２工程では、ゴム被覆した長尺の補強コードを周方向に沿ってらせん状に巻き付け、スパイラルベルトを形成してベルト補強層７とする。ベルト補強層７を構成する補強コードは、実質的にタイヤ周方向に並行配列される。本実施形態では、１枚のベルト補強層７を形成する例を示すが、この上に更にベルト補強層を形成して複数枚を積層したものでも構わない。

前述の補強コードとしては、ポリエステルやレーヨン、ナイロン、アラミド等の有機繊維コードのほか、スチールコードも採用可能である。また、１本の補強コードをゴム被覆したものでもよく、複数本の補強コードをリボン状にゴム被覆したものでもよいが、本発明では、曲率を有するベルト層６の外周に形成することに鑑みて、各補強コードに作用する張力を均一化する観点から前者であることが好ましい。

スパイラルベルトを形成するに際しては、ベルト補強層７の幅方向端部がベルトプライ１よりも外側に配置されるように、補強コードの巻き付け始端又は終端が定められる。これにより、ベルト層６の幅方向端部をベルト補強層７により適切に拘束して、ベルト層６の補強効果を十分に確保し、高速耐久性等を向上することができる。ドラム軸方向に沿って測定される、ベルトプライ１の幅方向端部からのベルト補強層７のはみ出し幅Ｗ２は、例えば２〜１０ｍｍである。このように、本発明では、ゴム層３の幅方向端部よりも内側にベルト補強層７が配置され、そのベルト補強層７の幅方向端部よりも内側にベルトプライ１が配置される。

また、スパイラルベルトを形成するにあたっては、ベルト層６の幅方向端部の近傍で勾配が大きいために、ベルト層６から外側にはみ出してベルトドラム１０の外周面に補強コードを巻き付けようとすると、補強コードが外側にずり落ち易くなるが、本発明では、そのベルト層６の幅方向端部にゴム層３を配設していることにより、補強コードをゴム層３の外周面に巻き付けることができる。そのため、補強コードのずり落ちを防いで、スパイラルベルトを適切に形成することができ、延いては上記のベルト層６の補強効果の確保に寄与しうる。

ベルト層６及びベルト補強層７を形成した後は、図５に示すように、それらの外周にトレッドゴム４を貼り付けて一体化し、ベルト・トレッド組立体１５を形成する。そして、ベルトドラム１０を縮径し、ベルト・トレッド組立体１５を別の成形ドラムに移送する。以後の工程は既述の通りである。すなわち、カーカスやビードコア等を貼り合わせてなる円筒状部材の外周側にベルト・トレッド組立体１５を配置し、ベルト層６の内周面に該カーカスを圧接してグリーンタイヤを成形し、そのグリーンタイヤに加硫成形を施す。

本発明では、図６に示すように、外周面が複数本の周方向溝１２を配列してなる凹凸面により形成されたゴム層１３を用いる。これにより、スパイラルベルトを形成してベルト補強層７とする際に、補強コードのずり落ちを効果的に防止でき、スパイラルベルトをより適切に形成することができる。かかる場合には、周方向溝１２をらせん状に形成して、ゴム被覆した１本の補強コードを巻き付けることで、図７に示すように補強コードＣの各々を周方向溝１２に落ち込ませてずり落ちを防止することもできる。

本発明の空気入りタイヤの製造方法は、ベルト層及びベルト補強層を上記の如く形成すること以外は、従来公知の材料、形状、構造、製法などが何れも本発明に採用することができる。

ベルトドラムの縦断面図 ベルト層を形成する様子を示す縦断面図 ベルト層を形成する様子を示す縦断面図 ベルト補強層を形成する様子を示す縦断面図 ベルト・トレッド組立体を形成する様子を示す縦断面図 本発明の実施形態における第１のベルトプライの幅方向端部を示す縦断面図 本発明の実施形態におけるゴム層の外周面を拡大して示す縦断面図

符号の説明

１ 第１のベルトプライ
２ 第２のベルトプライ
３ ゴム層
４ トレッドゴム
６ ベルト層
７ ベルト補強層（スパイラルベルト）
１０ ベルトドラム
１２ 周方向溝
１３ ゴム層
１５ ベルト・トレッド組立体
Ｃ 補強コード

Claims (1)

1. 複数枚のベルトプライを積層してベルト層を形成する第１工程と、ゴム被覆した補強コードを前記ベルト層の外周にらせん状に巻き付けることでベルト補強層を形成する第２工程と、を備える空気入りタイヤの製造方法において、
   前記第１工程が、軸方向に沿った外周断面形状が径方向外側に凸となる円弧状をなすベルトドラムを用いて、前記ベルトドラムの外周面に第１のベルトプライを巻き付けて筒状に形成する工程と、前記第１のベルトプライの幅方向端部の外周に、前記ベルト補強層の幅方向端部よりも外側に張り出すゴム層を配設する工程と、前記第１のベルトプライの外周に、前記第１のベルトプライよりも幅狭の第２のベルトプライを巻き付けて筒状に形成する工程と、を有し、
   前記第２工程では、前記ベルト補強層の幅方向端部を前記第１のベルトプライよりも外側に配置し、
   前記ゴム層が周方向に沿った帯状体であり、その外周面が複数本の周方向溝を配列してなる凹凸面により形成されていることを特徴とする空気入りタイヤの製造方法。
   

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