JP5089445B2 - 未加硫タイヤの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、インナーライナーをタイヤ成型体内面に圧着して未加硫タイヤを製造する方法に関し、特に、インナーライナー圧着後のインナーライナーとタイヤ成型体内面間のエア残りを防止する未加硫タイヤの製造方法に関する。

空気入りタイヤ７１は、図６（従来の空気入りタイヤの構造を示す断面図）に示すように、タイヤ幅方向両端にタイヤをリムに固定するためのビードワイヤー７２を有し、このビードワイヤー７２間にトロイダル状に延びたカーカス７３がビードワイヤー７２の周りでタイヤの内側から外側に向けて巻き上げるように配置されている。このカーカス７３のタイヤ半径方向外側（図中上側）にはカーカス７３を補強するためのベルト層７４が配置され、その外側にはトレッド部７５が設けられている。

また、カーカス７３の両側方にはサイドウォールゴム７６が貼り付けられ、他方、カーカス７３の内側には、タイヤ空気圧を一定に保持するためにフィルム状のシートから成るインナーライナー７７が配置されている。
このインナーライナー７７は、少なくともタイヤ成型ドラムの円周以上の長さに裁断されたフィルム状シートを、タイヤ成型ドラムに巻き付けて、その端部同士を熱処理して接合して形成している。

図７は、従来のインナーライナーを成型するためフィルム状シートをタイヤ成型ドラムに巻き付けた状態を示す図であり、図７Ａはフィルム状シートを巻き付けたタイヤ成型ドラムの概略平面図、図７Ｂはその概略側面図である。
タイヤ成型ドラム８１は、図７Ａに示すように、供給手段（図示せず）から供給されたフィルム状シート８２の先端部８２ａを同成型ドラム８１上の図示しない吸着手段で吸着しながら、図中の矢印方向に回転して巻き取りを行う。

フィルム状シート８２は、タイヤ成型ドラム８１に巻き取られた後、図７Ｂに示すように、後端部８２ｂを先端部８２ａの上に重ねてジョイント部８２ｃを形成し、そのジョイント部８２ｃを加熱しつつ圧着して筒状のフィルムインナーライナーを成型する。

ところで、このようにして成型したフィルムインナーライナーは、その加熱処理をしたジョイント部８２ｃでは、二枚のフィルム状シート８２が熱溶着しているため、加熱処理を行っていない部分に比べて厚くなり、剛性が高くなる。
なお、この現象はフィルム同士を溶着してインナーライナーを製造する場合だけではなく、例えば後端部８２ｂに接着剤を塗布し、先端部８２ａと後端部８２ｂとを接着して、フィルムインナーライナーを製造する場合においても起こり得る。即ち、上記ジョイント部８２ｃの二枚のフィルム状シート８２が接着剤の固化によって一体化すると、その部分の剛性が高くなり、伸張性が低下する。
その結果、筒状のタイヤ構成部材を生タイヤの形状に拡張させると、この加熱処理等をしたジョイント部８２ｃだけが加熱処理等をしていない部分に比べて剛性が高くなるため、タイヤ全体として均一に拡張できず、結果としてタイヤのユニフォミティーが悪化したり、ジョイント部８２ｃを核に加硫後のゴム部材にクラックが発生するという問題が生じる。

そこで、タイヤ構成部材の継ぎ目をなくすため、例えばインナーライナーとなる合成樹脂フィルムを継ぎ目なしの筒状に形成し、これを用いてタイヤを成型することが知られている。
例えば、押出機の口金から筒状のインナーライナーを連続的に下方に押し出し、押し出したインナーライナーを、グリーンタイヤ内に挿入して保持し、かつブラダーでグリーンタイヤの内側に貼り付けるようにしてタイヤを成型するタイヤ成型装置が知られている（特許文献１参照）。

しかしながら、このタイヤ成型装置では単純にブラダーをインフレートしてそれに装着した筒状インナーライナーをグリーンタイヤの内側に押しつけて接合するため、筒状インナーライナーがグリーンタイヤのセンター部に圧着されるとは限らず、センター部より先にサイド部やビード部に圧着されることがあり、例えば、サイド部からセンター部へと圧着が進行すると、巻き込まれたエアが排出されず、筒状インナーライナーとグリーンタイヤ間にエア残りが発生する。グリーンタイヤと上記筒状インナーライナーとの間にエア残りが発生すると、両者が密着せず剥離する虞がある。

そこで、本出願人は、先に、筒状の樹脂フィルム（インナーライナー）を外周に取り付けたブラダーを、そのブラダーの端部間の距離、即ち足幅を狭めた状態でインフレートし、ブラダーの膨張幅を狭めることで、樹脂フィルムをタイヤ成型体（ここでは、インナーライナーを除くタイヤ構成部材で成型された未加硫タイヤ）の内面センター部に最初に圧着させ、徐々にブラダーの足幅を広げて、樹脂フィルムの圧着領域をサイド部へと拡大させるタイヤ製造方法を提案した（特許文献２参照）。

このタイヤ製造方法によれば、樹脂フィルムがタイヤ成型体の内面センター部に最初に圧着し、エアを排出しながら圧着領域を拡大するため、樹脂フィルムとタイヤ内面間のエア残りを効果的に抑制することができる。
しかしながら、所定の条件を有するタイヤ、例えばタイヤ内面に曲率半径が小さい部分を局所的に有するタイヤ等においては、この製造方法でタイヤを製造しても、この曲率半径が小さい部分に樹脂フィルムを圧着することができずにエア残りが発生する場合があり、更なる改良が求められている。
特開昭５９−９３３４４号公報 特願２００７−１６８６６９号

本発明は、上記従来の問題を解決するためになされたもので、その目的は、タイヤ成型体の内面にインナーライナーを貼り付ける際に、タイヤ成型体の内面とインナーライナーとの間のエア残りをより効果的に防止することである。

本発明は、タイヤ成型体の内面に樹脂フィルムを圧着して未加硫タイヤを製造する方法であって、タイヤ成型体を成型する工程と、タイヤ成型体に穿孔してエア抜き孔を形成する工程と、エア抜き孔が形成されたタイヤ成型体の内面に樹脂フィルムを圧着する工程と、を備えたことを特徴とする。

本発明によれば、タイヤ成型体の内面にインナーライナーを貼り付ける際に、タイヤ成型体の内面とインナーライナーとの間のエア残りをより効果的に防止することができ、グリーンタイヤとインナーライナーの剥離を完全に防止することができる。

以下、本発明の実施形態に係る未加硫タイヤの製造方法について、添付した図面を参照して説明する。
図１は、本発明の未加硫タイヤの製造方法を実施する装置の一例である、特許文献２に記載されたフィルムインナーライナー貼付装置の正面図である。
フィルムインナーライナー貼付装置１は、成型後のタイヤ成型体ＧＴを保持するタイヤ成型体ホルダ１０と、ブラダー２５と、ブラダー２５を保持するブラダーホルダ２０とから成っている。

タイヤ成型体ホルダ１０は、例えば、床面上に敷設したレールＲ上を走行する台車１２に設置した支柱１４と、この支柱１４又は台車１２に搭載した、例えば歯車伝動機構、ねじ伝動機構等の周知の伝動機構及びパルスモータなどの駆動装置により、支柱１４に沿って上下に互いに接近又は離隔自在に構成されたタイヤ成型体ＧＴ支持用の上下のアーム１４ａ、１４ｂを備えている。

ブラダーホルダ２０は、本実施形態ではタイヤ成型体ホルダ１０と同様にレールＲ上を走行する台車２２に設置した支柱２４と、この支柱２４の上端部に直角に取り付けたブラダー支持アーム２６を有し、ブラダー支持アーム２６には図中左右の位置にそれぞれブラダーセット用の例えばリング２６ａ、２６ｂが取り付けられている。この左右のブラダー２５セット用のリング２６ａ、２６ｂには、ゴム膜で構成した筒状のブラダー２５の両端面が気密に取り付けられている。

上記リング２６ａ、２６ｂは、例えば歯車伝動機構、ねじ伝動機構等の周知の伝動機構及びモータなどの駆動装置により、互いに接近又は離隔自在に構成されている。本実施形態では図示のように、伝動機構としてねじ杆２７が使用されており、ねじ杆２７の一端部にはパルスモータなどの駆動機構（図示せず）が連結されている。従って、パルスモータなどを駆動してねじ杆２７を正逆回転させることにより、これに螺合するブラダーセット用のリング２６ａ、２６ｂ間の距離、つまりブラダー２５の足幅を自在に調整できるようになっている。
なお、図示していないが、ブラダー２５内にエアを供給したときに、外部にエアが抜けないような構成になっている。
また、図示していないが、後述するブラダー２５による、筒状合成樹脂フィルム（以下、単に「筒状樹脂フィルム」という）のタイヤ成型体ＧＴ内面への圧着時において、上記パルスモータの回転方向及び回転速度を制御するための制御部が別途備えられている。

ブラダー支持アーム２６にセットされたブラダー２５は、排気した状態では上記リング２６ａ、２６ｂで両端面が規定された筒状をなし、上記リング２６ａ、２６ｂと共に、タイヤ成型体ＧＴの中心穴（リム穴）を自由に通過できる大きさに形成されている。また、ブラダー２５には、ブラダー２５を膨張又は収縮（バキュームに）するためのエア給排気管（図示せず）が繋ぎ込んである。

ブラダー２５の周面には、タイヤの最内層を構成するフィルムインナーライナーとなる筒状樹脂フィルムＦが装着され、タイヤ成型体ＧＴ内にブラダー２５を配置して、当該ブラダー２５の足幅を調節しつつインフレートすることで、上記筒状樹脂フィルムＦをタイヤ成型体ＧＴの内面に圧着する。

図２は、図１に示したタイヤ成型体ＧＴの拡大図であり、図２Ａはタイヤ成型体ＧＴの断面図を、図２Ｂはタイヤ成型体ＧＴの一部を断面で示した斜視図を示す。
このタイヤ成型体ＧＴは、図２Ａに示すように、ショルダー部内面の曲率半径が小さく形成されている（図中囲い部分）ため、この内面に図１に示したフィルムインナーライナー貼付装置１で筒状樹脂フィルムＦを圧着する際、筒状樹脂フィルムＦがタイヤ成型体ＧＴ内面のショルダー部に圧着する前にサイド部に圧着され、ショルダー部にエア残りが発生する虞がある。
そこで、ショルダー部のエア残りの発生を防止するために、このタイヤ成型体ＧＴには、タイヤ成型体ＧＴの内面に筒状樹脂フィルムＦを圧着する際に、タイヤ成型体ＧＴの内面と筒状樹脂フィルムＦとの間のエアをタイヤ成型体ＧＴの外部へ排出できるよう、図２Ｂに示すように複数のエア抜き孔３０が両ショルダー部の周上略等間隔に形成されている。

このエア抜き孔３０は、例えば錐や千枚通し等の穿孔手段を用いて手作業で形成され、筒状樹脂フィルムＦを圧着したタイヤ成型体ＧＴ（グリーンタイヤ）を後段の加硫工程で加硫する際に、グリーンタイヤを構成するゴムが流動及び膨張して閉塞される。

エア抜き孔３０の孔径は、０．５ｍｍ未満であるとエア抜きの効果が小さく、筒状樹脂フィルムＦをタイヤ成型体ＧＴ内面に圧着したときにエアが完全に排出されるまでに時間が掛かり、エア抜きが完全にできないことがある。また、５ｍｍを超えると、エア抜きを迅速且つ安全に行うことができるが、グリーンタイヤの加硫時にエア抜き孔３０周辺のゴムがエア抜き孔３０を閉塞する際に流動する量が多く、部分的にゴム厚が不均一になり、製品タイヤの品質が低下する虞がある。従って、この孔径は０．５ｍｍ〜５ｍｍであることが好ましく、より１ｍｍ〜２ｍｍが好ましい。
また、このエア抜き孔３０は、タイヤ成型体ＧＴの表・裏面間に直角ではなく斜めに穿孔することが好ましい。その理由は、タイヤ成型体ＧＴの表・裏面間に斜めに穿孔する場合は、直角に穿孔する場合に比して、加硫時にエア抜き孔３０を閉塞するために流動するゴムの範囲がタイヤ成型体ＧＴのより広範な領域に拡散されるから、タイヤ成型体ＧＴのゴム厚への局所的な影響を低減して、加硫時のベア（表面ゴム流れの荒れ）を抑制し、エア抜き孔３０の痕跡が残り難くするためである。
なお、エア抜き孔３０の形成位置はショルダー部に限らないが、エア残りの生じやすい箇所、即ち曲率半径の小さい箇所に形成すると効率よくエア抜きを行うことができる。

図３は、インナーライナー圧着手順に従った上記フィルムインナーライナー貼付装置１の各状態を概略的に示す断面図であり、図３Ａは、タイヤ成型体ホルダ１０に保持されたタイヤ成型体ＧＴ中に、上記筒状樹脂フィルムＦを装着したブラダーを挿入した状態を、図３Ｂは、タイヤ成型体ＧＴ内でブラダーをインフレート中の状態を、図３Ｃは、タイヤ成型体ＧＴ内面全体に筒状樹脂フィルムＦを圧着しつつある状態を、さらに、図３Ｄは、タイヤ成型体ＧＴ内でブラダーを完全にインフレートして、それに装着した筒状樹脂フィルムＦをタイヤ成型体ＧＴ内面全体に圧着した状態を示す。

次に、上記図３Ａ〜３Ｄに示す本実施形態における筒状樹脂フィルムＦの圧着手順と図４に示すフロー図に従って、本実施形態の未加硫タイヤの製造方法について説明する。
まず、通常の空気入りタイヤの成型において行うブチルゴム製のインナーライナーの成型は行わず、エア透過防止層つまりインナーライナーなしの未加硫タイヤ、即ちタイヤ成型体ＧＴを形成する（Ｓ１０１）。

次に、成型後のタイヤ成型体ＧＴをタイヤ成型機から取り出し（Ｓ１０２）、錐や千枚通し等の穿孔手段でタイヤ成型体ＧＴの両ショルダー部の周上略等間隔に穿孔し、エア抜き孔３０を複数個形成する（Ｓ１０３）。
続いて、このエア抜き孔３０が形成されたタイヤ成型体ＧＴを、上記タイヤ成型体ホルダ１０のアーム１４ａ，１４ｂで、そのアーム１４ａ，１４ｂ間の幅を調整して保持する（Ｓ１０４）。次に、図３Ａに示すようにブラダーホルダ２０を移動させて、上記保持されたタイヤ成型体ＧＴの中心穴（リム穴）内に、その周面に筒状樹脂フィルムＦを装着したブラダー２５を挿入して所定位置に配置する（Ｓ１０５）。

タイヤ成型体ＧＴ内の所定位置にブラダー２５を配置した後、上記ねじ杆２７を回転させることにより、これに螺合するブラダーセット用のリング２６ａ、２６ｂ間の距離、つまりブラダー２５の足幅を所定幅に狭め、ブラダー２５内にエアを送ってこれをインフレートする（Ｓ１０６）。なお、足幅を所定幅に狭めながらブラダー２５をインフレートしてもよい。
ここで、上記所定幅は、ブラダー２５が断面球状に膨張する際に、筒状樹脂フィルムＦが最初にタイヤ成型体ＧＴのセンター部内面に圧着するように設定される（図３Ｂ参照）。

筒状樹脂フィルムＦが、最初にタイヤ成型体ＧＴのセンター部内面に圧着した後、圧着部分が剥離しないようにブラダー２５内にエアを供給し続けながら、上記ねじ杆２７を逆回転させて、これに螺合するブラダーセット用のリング２６ａ、２６ｂ間の距離、つまりブラダー２５の足幅を徐々に拡大していき、筒状樹脂フィルムＦをタイヤ成型体ＧＴ内面のセンター部（トレッド部）からショルダー部に向かってその圧着領域を拡大していく（Ｓ１０７）。
このとき、図３Ｃに示すように、センター部に筒状樹脂フィルムＦが圧着した後、曲率半径の小さいショルダー部に圧着する前にサイド部に圧着されるが、既に説明したように、ショルダー部にエア抜き孔３０が形成されているため、エア抜き孔３０からエアが排出される（図中矢印）。
このように、エア抜き孔３０からショルダー部のエアを排出しつつ、図２Ｄに示すように、筒状樹脂フィルムＦがタイヤ成型体ＧＴ内面全体に圧着させたとき（Ｓ１０８，ＹＥＳ）、ブラダー２５による筒状樹脂フィルムＦのタイヤ成型体内面への貼付処理を終了し、グリーンタイヤが形成される。

以上で説明したように、本実施形態では、筒状樹脂フィルムＦがタイヤ成型体ＧＴのセンター部に接触した後、ショルダー部に圧着される前にサイド部やビード部に圧着しても、ショルダー部の周上等間隔にエア抜き孔３０を形成しているから、このエア抜き孔３０からエアが排出され、タイヤ成型体ＧＴと筒状樹脂フィルムＦ間のエア残りの発生を防止することができる。
なお、ブラダー２５で筒状樹脂フィルムＦをタイヤ成型体ＧＴ内面に圧着させた後、圧着をより一層進行させるためにタイヤ成型体ＧＴ内面にローラをかける等して、樹脂フィルムＦとタイヤ成型体ＧＴ内面間のエアをエア抜き孔３０から排出する工程を備えるとより好ましい。
また、本実施形態では、ブラダー２５を用いて筒状樹脂フィルムＦを圧着するものとして説明したが、この筒状樹脂フィルムＦの圧着工程は本実施形態の構成に限定されるものではない。

以上の説明では、タイヤ成型体ＧＴの内面に筒状の樹脂フィルムＦを貼り付けることでグリーンタイヤを成型しているが、これに限らず、例えば図５に示すように、それぞれの端部同士を重ねて繋ぎ合わせた短冊状の樹脂フィルムＦ’をタイヤ成型体ＧＴの内面に所定の貼付手段で貼り付けて、グリーンタイヤを成型してもよい。
この場合は、タイヤ成型体ＧＴの各短冊状樹脂フィルムＦ’に対応する位置にエア抜き孔３０を形成する。例えば図示のように短冊状樹脂フィルムＦ’を貼り付けた位置の両ショルダー部に各１つ、即ち合計で２つ形成する等、エア抜き孔３０はフィルム枚数以上形成することが好ましい。これにより、各短冊状樹脂フィルムＦ’をタイヤ成型体ＧＴ内面に貼り付けることによって生じるタイヤ成型体ＧＴと各短冊状樹脂フィルムＦ’との間のエア残りを防止する。

また、エア抜き孔３０は、タイヤ成型体ＧＴを成型した後に形成するものとして説明したが、タイヤ成型体ＧＴを成型する前、即ちタイヤ成型体ＧＴを構成する前の各タイヤ構成部材（カーカスプライ、ベルト、トレッド等）に予めそれぞれ形成してもよい。
但し、各タイヤ構成部材にエア抜き孔３０を形成すると、この各タイヤ構成部材からタイヤ成型体ＧＴを成型するときに、エア抜き孔３０の位置決めを必要とする。また、エア抜き孔３０は、所定の穿孔装置を用いて自動的に形成するようにしてもよい。
なお、本発明は、タイヤ成型体ＧＴの内面に貼り付ける樹脂フィルムの枚数、継ぎ目の有無及びその他の構成によらず適用可能である。

（タイヤ試験）
本発明の効果を確認するため、タイヤ成型体の両ショルダー部付近の周上１０箇所（計２０箇所）に１．２ｍｍの径を有する錐でエア抜き孔３０を等間隔に形成した後、その内面に図４の処理フローにて説明した未加硫タイヤの製造方法で一箇所にジョイント部を有する筒状樹脂フィルム（フィルムインナーライナー）を貼り付け、加硫機で加硫した実施例のタイヤ（以下、実施品という）と、エア抜き孔を設けないタイヤ成型体の内面に同製造方法で同フィルムインナーライナーを貼り付けた後、加硫機で加硫したタイヤ（以下、比較品という）のエア入りを検査した。
実施品及び比較品は共に、ＪＡＴＭＡ（THE Japan Automobile Tyre Manufacturers Association） ＹＥＡＲ ＢＯＯＫで定めるタイヤサイズ１８５／６０Ｒ１５の乗用車用のラジアルプライタイヤである。

エア入り検査は、各タイヤをそれぞれ１００本製造して、これらの各タイヤの内部からフィルムインナーライナーの表面を目視することで行い、タイヤとフィルムインナーライナー間にエアが入っているタイヤの本数を検査した。

表１に示すように、各タイヤの検査結果は、エア残りのタイヤの本数はショルダー部にエア抜き孔３０を有する実施品が０本、エア抜き孔３０がない比較品が４本と、実施品のエア残りの防止性能が高いことが証明された。
これにより、筒状樹脂フィルムから成るタイヤ構成部材を、タイヤ成型体の内面に安定して圧着させることができることが確認された。

フィルムインナーライナー貼付装置の正面図である。 タイヤ成型体の拡大図であり、図２Ａはタイヤ成型体の断面図を、図２Ｂはタイヤ成型体の一部を断面で示した斜視図を示す。 インナーライナー圧着手順に従った上記フィルムインナーライナー貼付装置の各状態を概略的に示す断面図である。 本実施形態における未加硫タイヤの製造手順を示すフロー図である。 短冊状樹脂フィルムを貼り付けたタイヤ成型体の一部を断面で示した斜視図である。 従来の空気入りタイヤの構造を示す断面図である。 従来のインナーライナーを成型するためフィルム状シートをタイヤ成型ドラムに巻き付けた状態を示す図である。

符号の説明

１・・・フィルムインナーライナー貼付装置、１０・・・タイヤ成型体ホルダ、１２，２２・・・台車、１４・・・支柱、１４ａ、１４ｂ・・・アーム、２０・・・ブラダーホルダ、２４・・・支柱、２５・・・ブラダー、２６・・・ブラダー支持アーム、２６ａ，２６ｂ・・・リング、２７・・・ねじ杆，３０・・・エア抜き孔、ＧＴ・・・グリーンタイヤ，Ｆ・・・筒状合成樹脂フィルム、Ｆ’・・・短冊状樹脂フィルム，７１・・・空気入りタイヤ，７２・・・ビードワイヤー、７３・・・カーカス、７４・・・ベルト層、７５・・・トレッド部、７６・・・サイドウォールゴム、７７・・・インナーライナー、８２ａ・・・先端部、８２ｂ・・・後端部、８２ｃ・・・ジョイント部。

Claims (5)

1. タイヤ成型体の内面に樹脂フィルムを圧着して未加硫タイヤを製造する方法であって、
   タイヤ成型体を成型する工程と、タイヤ成型体にエア抜き孔を形成する工程と、エア抜き孔が形成されたタイヤ成型体の内面に樹脂フィルムを圧着する工程と、を備えたことを特徴とする未加硫タイヤの製造方法。
2. 請求項１に記載された未加硫タイヤの製造方法において、
   前記エア抜き孔を形成する工程は、エア抜き孔をタイヤ成型体のショルダー部に形成する工程であることを特徴とする未加硫タイヤの製造方法。
3. 請求項１又は２に記載された未加硫タイヤの製造方法において、
   前記エア抜き孔の孔径は、０．５ｍｍ〜５ｍｍであることを特徴とする未加硫タイヤの製造方法。
4. 請求項１ないし３のいずれかに記載された未加硫タイヤの製造方法において、
   前記エア抜き孔を形成する工程は、エア抜き孔をタイヤ成型体の表・裏面間に斜めに形成する工程であることを特徴とする未加硫タイヤの製造方法。
5. 請求項１ないし４のいずれかに記載された未加硫タイヤの製造方法において、
   前記圧着する工程は、複数枚の短冊状樹脂フィルムをタイヤ成型体内面に圧着する工程であり、前記エア抜き孔を形成する工程は、エア抜き孔をタイヤ成型体の前記各短冊状樹脂フィルムに対応する位置に形成する工程であることを特徴とする未加硫タイヤの製造方法。

Images