JP5117340B2

JP5117340B2 - 空気入りタイヤの製造方法

Info

Publication number: JP5117340B2
Application number: JP2008246297A
Authority: JP
Inventors: 和馬西谷
Original assignee: Toyo Tire and Rubber Co Ltd
Current assignee: Toyo Tire Corp
Priority date: 2008-09-25
Filing date: 2008-09-25
Publication date: 2013-01-16
Anticipated expiration: 2028-09-25
Also published as: JP2010076218A; US20100071838A1

Description

本発明は、サイドウォール部にサイドゴムと異なる色彩の文字又はラインが形成された空気入りタイヤの製造方法に関する。

従来、ファッション性を高めるなどの目的で、サイドウォール部にサイドゴムと異なる色彩の文字又はラインが形成された空気入りタイヤが知られている。下記特許文献１，２には、サイドウォール部のカーカスの外側にサイドゴムと色彩が異なる異色ゴム（例えば白色ゴム）を配設すると共に、該異色ゴムをサイドゴムと同色のカバーゴムで被覆し、該カバーゴムを文字やラインの形状に削り落として異色ゴムを表出させたタイヤが開示されている。

ところで、かかるタイヤにおいては、カーカスを構成するプライ材に異色ゴムが直接接触すると、異色ゴムの接着性の悪さに起因して剥離が生じ易くなり、耐久性が低下するという問題があった。更には、プライ材から老化防止剤等の変色成分が移行することにより異色ゴムが汚染されるという問題があった。このような耐久性と耐汚染性の問題に対し、従来では、異色ゴムのカーカス側に非汚染性のクッションゴムを別途配設することで対応している。

しかし、非汚染性のクッションゴムは高価であるため、材料コストの向上を招来していた。また、該クッションゴムは、所定の厚みを持ったリボンとして単層で押出成形されていたため、薄肉化によるコストダウンが困難であると共に、異色ゴムとは別工程で配設されることが余儀なくされ、生産性や部材点数の点からも好ましくない。そのため、非汚染性のクッションゴムを配設することなく、耐久性及び耐汚染性を改善し得る手法の提案が強く望まれていた。
国際公開第０４／０３７５２４号パンフレット特開平９−１６９４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、サイドウォール部にサイドゴムと異なる色彩の文字又はラインを形成しながらも、優れた耐久性及び耐汚染性を発揮し得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することができる。即ち、本発明に係る空気入りタイヤの製造方法は、少なくとも片側のサイドウォール部に、第１色彩のサイドゴムとは異なる第２色彩の文字又はラインが形成された空気入りタイヤの製造方法において、第２色彩の異色ゴムリボンとシート状の薄肉ゴムリボンとを共押出して、外表面の少なくとも一面を前記薄肉ゴムリボンで構成した複層ゴムリボンを成形する工程と、前記複層ゴムリボンを、前記薄肉ゴムリボンがカーカス側に位置するようにタイヤ周方向に沿って二周又は三周巻き付けてタイヤ幅方向に重ねて配置する工程と、巻き付けた前記複層ゴムリボンを第１色彩のカバーゴムで被覆し、該カバーゴムの文字又はラインに対応する部分を削り落として前記異色ゴムリボンを表出させる工程と、を備えるものである。

本発明に係る空気入りタイヤの製造方法では、異色ゴムリボンと薄肉ゴムリボンとを共押出して成形した複層ゴムリボンを、該薄肉ゴムリボンがカーカス側に位置するようにして巻き付けることから、異色ゴムとプライ材との接触を回避して耐久性を確保すると共に耐汚染性を高めることができる。本発明によれば、従来使用していたクッションゴムを削減可能であるため、コスト面でメリットがあるだけでなく、生産性の向上や部品点数の削減も見込める。

本発明では、前記複層ゴムリボンをタイヤ周方向に沿って二周又は三周巻き付けてタイヤ幅方向に重ねて配置する。これにより、タイヤのユニフォミティと異色ゴムリボンを表出する時の作業性とを確保できる。即ち、複層ゴムリボンの巻き付けが一周であると、ジョイント部の段差が大きくなるためにタイヤのユニフォミティが低下する傾向にある。一方、複層ゴムリボンの巻き付けが四周以上であると、一周当たりの異色ゴムリボンの厚みが小さくなり、カバーゴムを削り落とした際に異色ゴムリボンまでもが削られて内側の薄肉ゴムリボンが露出し易くなる。

本発明では、前記薄肉ゴムリボンの厚みが０．２〜０．５ｍｍであることが好ましい。これにより、薄肉ゴムリボンのボリュームを小さくして耐汚染性を良好に高めることができる。本発明では、異色ゴムリボンと薄肉ゴムリボンとを共押出することから、単層の押出成形に比べて薄肉ゴムリボンを高度に薄肉化することができ、上記の如き厚みの範囲に形成することが可能となる。

本発明では、前記複層ゴムリボンを巻き付ける際に前記薄肉ゴムリボンが前記異色ゴムリボンのタイヤ径方向内側にも配されるように、前記複層ゴムリボンの断面が区画されていることが好ましい。これにより、異色ゴムリボンと、ビード部側に配設されたサイドゴム或いはビード部に配設されたリムストリップゴムとの間に薄肉ゴムリボンを介在させられるため、耐久性及び耐汚染性において更なる改善効果が得られる。

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、空気入りタイヤの一例を概略的に示すタイヤ子午線半断面図である。この空気入りタイヤは、ビードコア１ａ及びビードフィラー１ｂが配設された一対のビード部１と、ビード部１の各々からタイヤ径方向外側に延びるサイドウォール部２と、そのサイドウォール部２の各々のタイヤ径方向外側に連なるトレッド部３とを備える。

一対のビード部１の間には、少なくとも１枚のプライ材から構成されたカーカス４が配設されている。プライ材は、タイヤ赤道線Ｃに対して略９０°の角度で配列したコードをゴム被覆してなり、該コードとしては、スチールや、ポリエステル、レーヨン、ナイロン、アラミド等の有機繊維を使用できる。カーカス４は、一対のビード部１の間に架け渡されるように配され、その端部はビードコア１ａにて外側に巻き上げられて係止されている。

カーカス４の内周側には、空気圧保持のためにインナーライナーゴム５が配設されている。また、ビード部１にはリムフランジに接触するリムストリップゴム６が配設され、サイドウォール部２のカーカス外周にはサイドゴム７が配設され、トレッド部３の外周にはトレッドゴム８がそれぞれ配設されている。これらのゴムは何れも黒色を呈し、この黒色が前記第１色彩に相当する。

サイドウォール部２の少なくとも片側には、サイドゴム７とは異なる色彩の異色ゴム９が配設されている。本実施形態の異色ゴム９は白色を呈しており、この白色が前記第２色彩に相当する。異色ゴム９は黒色を呈する薄肉のカバーゴム１０により覆われており、このカバーゴム１０を文字やラインの形状に削り落として異色ゴム９を部分的に表出させることで、白色の文字又はラインが形成される。

本発明に係る空気入りタイヤの製造方法は、サイドウォール部２に関する工程を除いて従来公知の方法を採用可能であり、例えば次のような手順によって上記の空気入りタイヤを製造できる。即ち、円筒状に成形したインナーライナーゴム５の外周にカーカス４を構成するプライ材を貼り付け、ビードコア１ａ及びビードフィラー１ｂを外挿し、カーカス４の中央部を膨らませると共に端部を巻き上げ、踏面部にベルトやトレッドゴム８を貼着した後、サイドゴム７を成形して図１に示すような未加硫タイヤを成形する。

以下、上記の手順におけるサイドゴム７の成形について詳しく説明する。まず、図２に示すように、トロイダル状をなす半製品タイヤのサイドウォール部２に対して、文字又はラインを形成する領域に異色ゴム９を配設する。異色ゴム９は、帯状をなす未加硫の異色ゴムリボン２１をタイヤ周方向に沿って一周以上巻き付けることで配設される。

本実施形態では、図３に示すような複層ゴムリボン２０が用いられ、異色ゴムリボン２１はシート状の薄肉ゴムリボン２２と共押出された形態で供される。複層ゴムリボン２０は、異色ゴムリボン２１と薄肉ゴムリボン２２とを共押出することで成形され、外表面の少なくとも一面（図３では底面）が薄肉ゴムリボン２２で構成されている。薄肉ゴムリボン２２は、黒色を呈するゴムにより形成してもよく、サイドゴム７を薄肉化したものでも構わない。

異色ゴム９の配設は、図４に示すような製造設備を用いて行うことができる。この製造設備は、異色ゴムリボン２１と薄肉ゴムリボン２２とを共押出して複層ゴムリボン２０を成形可能なゴムリボン成形装置３０と、ゴムリボン成形装置３０より供給された複層ゴムリボン２０が巻き付けられる回転支持体３１と、ゴムリボン成形装置３０及び回転支持体３１の作動制御を行う制御装置３２とを備える。

ゴムリボン成形装置３０は、一対の押出機３３、３４と、その押出機３３、３４の先端に共通して設けられたゴム合体部３５と、ゴム合体部３５の先端に付設された口金３６とを備えており、口金３６の吐出口３６ａは、複層ゴムリボン２０の断面形状に対応した形状にて開口している。回転支持体３１は、軸３１ａを中心にＲ方向に回転可能に構成されているとともに、軸方向に移動可能に構成されている。

押出機３３は、ゴム材料が投入されるホッパー３３ａと、ゴム材料を前方に送り出すスクリュー３３ｂと、スクリュー３３ｂを内蔵するバレル３３ｃと、スクリュー３３ｂを駆動する駆動装置３３ｄと、ギアポンプを内蔵するヘッド部３３ｅとを備えている。押出機３４は、押出機３３と同様に構成され、ホッパー３４ａと、スクリュー３４ｂと、バレル３４ｃと、駆動装置３５ｄと、ヘッド部３５ｅとを備えている。制御装置３２は、スクリュー３３ｂ、３４ｂ及びギアポンプの駆制動、並びに回転支持体３１の回転と軸方向への移動を制御する。

異色ゴムリボン２１のゴム材料をホッパー３３ａに投入し、薄肉ゴムリボン２２のゴム材料をホッパー３４ａに投入すると、各ゴム材料はスクリュー３３ｂ、３４ｂによって混練されながら前方に送り出され、ヘッド部３３ｅ、３４ｅを経由してゴム合体部３５に供給される。このとき、ヘッド部３３ｅ、３４ｅに内蔵したギアポンプによって、ゴム合体部３５には各ゴム材料が定量で供給される。

各ゴム材料はゴム合体部３５にて合体し、図３に示すような複層ゴムリボン２０が吐出口３６ａより押し出される。押出成形された複層ゴムリボン２０は、ロール３７によって断面形状を整えられながら前方に送り出され、回転支持体３１上に支持された半製品タイヤ（図２参照）に対してタイヤ周方向に沿って巻き付けられる。ローラ３８は、複層ゴムリボン２０を押さえ付けるために設けられている。

図２に示すように、複層ゴムリボン２０は、薄肉ゴムリボン２２がカーカス４側に位置するように巻き付けられる。これにより異色ゴム９とプライ材との接触が回避され、耐汚染性が高められる。薄肉ゴムリボン２２は共押出により高度の薄肉化が可能であり、サイドゴム７等と同種のゴムで形成されていても耐汚染性は好適に確保される。また、異色ゴムリボン２１と薄肉ゴムリボン２２とが共押出により強固に接合されていると共に、異色ゴムリボン２１はプライ材に接触しないことから、異色ゴム９の剥離を抑制して耐久性を確保できる。

複層ゴムリボン２０は、一周以上巻き付けられるが、異色ゴムリボン２１を表出する時の作業性を確保する観点から、三周以内の巻き付けが好ましい。四周以上の巻き付けでは、一周当たりの異色ゴムリボン２１の厚みが小さくなり、カバーゴム１０を削り落とした際に異色ゴムリボン２１までもが削られると、内側の薄肉ゴムリボン２２が露出して文字又はラインの形成に支障を来たし易くなる。また、タイヤのユニフォミティを確保する観点からは二周以上の巻き付けが好ましく、総合すると、複層ゴムリボン２０を二周又は三周巻き付けてタイヤ幅方向に重ねて配置することが好ましい。

複層ゴムリボン２０の幅Ｗは特に限定されるものではないが、３５〜７５ｍｍが例示される。また、異色ゴムリボン２１の厚みは、特に限定されないが、最大で２〜４ｍｍとなるものが好適である。異色ゴムリボン２１の厚みが２ｍｍ以上であると、カバーゴム１０を削り落とした際に異色ゴムリボン２１までもが削られたとしても、内側の薄肉ゴムリボン２２の露出が抑えられ、文字又はラインの形成に支障を来たすことが防がれる。

薄肉ゴムリボン２２は、異色ゴムリボン２１よりも薄肉に形成されており、その厚みｔは０．２≦ｔ≦０．５ｍｍを満たすことが好ましく、０．２＜ｔ＜０．５ｍｍを満たすことがより好ましい。耐汚染性を高める観点から薄肉ゴムリボン２２は出来るだけ薄いことが好ましく、本発明では、異色ゴムリボン２１との共押出により、単層の押出成形に比べて薄肉ゴムリボン２２を高度に薄肉化することができる。

異色ゴム９を配設した後は、図５に示すように、タイヤ径方向の外側と内側にゴムを充填してサイドゴム７を成形し、続いて、巻き付けた複層ゴムリボン２０をシート状のカバーゴム１０で被覆する。これにより、図１に示すような未加硫タイヤが得られる。サイドゴム７は、ゴムリボン１５をタイヤ周方向に沿って巻き付けることで、精度良く成形することができる。なお、サイドゴム７を成形した後に異色ゴム９を配設しても構わない。

成形されたタイヤを加硫した後、カバーゴム１０の文字又はラインに対応する部分をバフ研摩などで削り落とし、異色ゴムリボン２１（異色ゴム９）を部分的に表出させることで、サイドウォール部２に白色の文字又はラインが形成される。

［別実施形態］
（１）複層ゴムリボン２０の断面形状は、前述の実施形態で示したものに限られず、三角形状や、長方形状、楕円形状、台形状など他の形状も採用可能である。また、複層ゴムリボン２０の断面が図６に示すように区画されている場合には、複層ゴムリボン２０を巻き付ける際に薄肉ゴムリボン２２が異色ゴムリボン２１のタイヤ径方向内側にも配される。この場合、異色ゴムリボン２１と、ビード部側に配設されたサイドゴム７或いはビード部１に配設されたリムストリップゴム６との間に薄肉ゴムリボン２２を介在させられるため、耐久性及び耐汚染性において更なる改善効果が得られる。

（２）本発明では、サイドウォール部２の両側に異色ゴム９を配設することも可能である。その場合、装着方向指定型のタイヤにおいて、車両外側に位置する薄肉ゴムリボン２２のゴム硬度を、車両内側に位置する薄肉ゴムリボン２２のゴム硬度よりも高くすることが好ましく、それによってタイヤの車両外側の剛性を高めて操縦安定性能を向上できる。

（３）前述の実施形態では、異色ゴムリボン２１と薄肉ゴムリボン２２とを積層してなる複層ゴムリボン２０を二周巻き付けてタイヤ幅方向に重ねて配置する例を示したが、本発明では、二周目以降を巻き付ける際に薄肉ゴムリボン２２の押出を停止し、外周側は異色ゴムリボン２１の単層としてもよい。これにより、異色ゴム９の耐汚染性を効果的に高められる。

かかる操作は、上述した製造設備を用いることにより簡便に行われる。即ち、複層ゴムリボン２０を一周巻き付けた時点で、ヘッド部３４ｅ内のギアポンプの回転を制止し、必要であればスクリュー３４ｂの回転も制止して、薄肉ゴムリボン２２の押出を停止すればよい。このとき、ヘッド部３３ｅ内のギアポンプの回転数を高め、必要であればスクリュー３３ｂの回転数も高めることで、異色ゴムリボン２１の押出量を増やして複層ゴムストリップ２０の断面形状を維持できる。このようなギアポンプやスクリューの作動制御は、制御装置３２により行うことができる。

（４）前述の実施形態では、カーカス４の中央部を膨出変形させた半製品タイヤのサイドウォール部２に、複層ゴムリボン２０を巻き付けて異色ゴム９を配設する例を示したが、本発明では、中央部を膨出変形させる前のカーカス４の外周に複層ゴムリボン２０を巻き付けて異色ゴム９を配設するものでも構わない。

以下、本発明の構成と効果を具体的に示す実施例について説明する。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）耐久性
米国タイヤ試験新基準（ＦＭＶＳＳ１３９）による耐久性試験を行った。比較例１の結果を１００として指数評価し、当該数値が大きいほど耐久性に優れていることを示す。

（２）耐汚染性
７０℃のギアオープン内で促進劣化試験後、変色度合いを目視にて確認し、○：新品同様、△：うっすらと変色している、×：明らかに変色が見える、の三段階で評価を付けた。

（３）材料コスト
タイヤの製造に要した異色ゴム、サイドゴム、非汚染性のクッションゴム各々の使用量、各部材に使用した配合剤の価格及び配合部数から材料コストを算出した。比較例１の結果を１００として指数評価し、当該数値が大きいほど材料コストが小さいことを示す。

（４）生産性
タイヤサイズの変更に基づく段替えも含めたタイヤ成形に要する時間を計測し、生産性を評価した。比較例１の結果を１００として指数評価し、数値が大きいほど成形時間が短い、即ち生産性に優れていることを示す。

（５）ユニフォミティ
ＪＩＳＤ４２３３に規定する試験方法に基づいて、ＲＦＶ（ラジアルフォースバリエーション）を測定し、タイヤのユニフォミティを評価した。具体的には、所定荷重が負荷されるようにタイヤを回転ドラムに押し付け、両軸間隔を一定に保持しながらタイヤを回転させたときに発生する半径方向の反力の変動量を測定した。比較例１の結果を１００として指数評価し、数値が大きいほど変動量が小さい、即ちユニフォミティに優れていることを示す。

比較例１−４
サイズLT265/75R16 123Q 10PRの空気入りタイヤを製造するにあたり、異色ゴムのカーカス側に非汚染性のクッションゴムを別途配設したものを比較例１−４とした。異色ゴムは、単層の異色ゴムリボンを巻き付けることにより配設し、そのリボン厚と巻き付け数は表１に示す通りである。クッションゴムは、０．６ｍｍ厚のゴムリボンを一周巻き付けることで配設した。また、非汚染性のクッションゴムを配設しないこと以外は、比較例２と同じにしたタイヤを比較例５とした。

実施例１−５
サイズLT265/75R16 123Q 10PRの空気入りタイヤを製造するにあたり、前述の実施形態のように複合ゴムリボンを巻き付けることで異色ゴムを配設したものを実施例１−３及び参考例１，２とした。複合ゴムリボンにおける各リボン厚と巻き付け数は表１に示す通りである。薄肉ゴムリボンは、サイドゴムと同じゴムにより形成した。結果を表１に示す。

表１に示すように、非汚染性のクッションゴムを用いた比較例１−４では、材料コストが比較的高いうえ生産性が比較的低い。また、比較例５では、異色ゴムがカーカスを構成するプライ材に接触する構造となるために耐久性が悪化している。これに対して、実施例１−３及び参考例１，２では、材料コストと生産性を良好に確保しながら、優れた耐久性と耐汚染性を発揮できている。

実施例１−３及び参考例１，２の中でも、実施例１−３及び参考例２はユニフォミティが比較的良好であり、複層ゴムリボンの巻き付けは二周以上が好ましいことが分かる。但し、参考例２では、カバーゴムをバフ研磨する際に内側の薄肉ゴムリボンが露出しがちであったため、巻き付けは二周又は三周が好ましい。実施例３では、薄肉ゴムリボンの厚みが比較的大きいことから、耐汚染性に若干劣る結果となっており、薄肉ゴムリボンの厚みは０．５ｍｍ以下が好ましい。

空気入りタイヤの一例を概略的に示すタイヤ子午線半断面図サイドゴムを成形する手順の一例を概略的に示す断面図複層ゴムリボンの断面図複層ゴムリボンを巻き付けるための製造設備を示す概略構成図サイドゴムを成形する手順の一例を概略的に示す断面図別実施形態における複層ゴムリボンの断面図

符号の説明

１ビード部
２サイドウォール部
３トレッド部
４カーカス
６リムストリップゴム
７サイドゴム
９異色ゴム
１０カバーゴム
２０複層ゴムリボン
２１異色ゴムリボン
２２薄肉ゴムリボン
３０ゴムリボン成形装置
３１回転支持体

Claims

少なくとも片側のサイドウォール部に、第１色彩のサイドゴムとは異なる第２色彩の文字又はラインが形成された空気入りタイヤの製造方法において、
第２色彩の異色ゴムリボンとシート状の薄肉ゴムリボンとを共押出して、外表面の少なくとも一面を前記薄肉ゴムリボンで構成した複層ゴムリボンを成形する工程と、
前記複層ゴムリボンを、前記薄肉ゴムリボンがカーカス側に位置するようにタイヤ周方向に沿って二周又は三周巻き付けてタイヤ幅方向に重ねて配置する工程と、
巻き付けた前記複層ゴムリボンを第１色彩のカバーゴムで被覆し、該カバーゴムの文字又はラインに対応する部分を削り落として前記異色ゴムリボンを表出させる工程と、を備えることを特徴とする空気入りタイヤの製造方法。
前記薄肉ゴムリボンの厚みが０．２〜０．５ｍｍである請求項１に記載の空気入りタイヤの製造方法。
前記複層ゴムリボンを巻き付ける際に前記薄肉ゴムリボンが前記異色ゴムリボンのタイヤ径方向内側にも配されるように、前記複層ゴムリボンの断面が区画されている請求項１又は２に記載の空気入りタイヤの製造方法。