JP5989380B2 - 空気入りタイヤの製造方法及びビード製造装置 - Google Patents

Description

本発明は空気入りタイヤの製造方法及びビード製造装置に関する。

従来、空気入りタイヤは、ホイールのリムに噛み合わせられる１対のビードを形成するビード形成工程、ビードとカーカス及びサイドウォールを一体に貼り付ける１次成型工程、スチールベルト及びトレッドを巻き付けて生タイヤにする２次成型工程、生タイヤを加硫する加硫工程を備えている。

ビード形成工程では、環状のビードコアの外周にビードフィラーを配置して１対のビードを形成する。１次成型工程では、ビード形成工程で形成された１対のビード間に筒状のカーカスを配置し、カーカスの両端部を１対のビード部の各ビードフィラーの内側からビードコアを回ってビードフィラーの外側に折り返すことで、カーカスを１対のビードに一体に貼り付ける。

１次成型工程で、ビードの回りにカーカスとサイドウォールを巻き込むときにビードとカーカスの間に空気が巻き込まれ、ビードフィラーが倒れ込む際のビードフィラーの局部的な変形によりゴムがはみ出す結果、空気が排出されずに残留し、ビードフィラーにエア入りが発生し、成型不良となることがある。

特許文献１では、ビードフィラーの内周面側又は外周面側に切り込みを設けることで、製造時のビードフィラーを曲げ易くし、倒れ込みを容易にするとともに、倒れ込みの際のゴムのはみ出しを防止し、エア入りを抑制する方法が記載されている。
しかし、この切り込みはビードコアの長手方向（径方向）に沿って設けられているため、ゴムのはみ出しは防止されるが、切り込み内に一旦入り込んだエアは排出することができないため、ビードフィラー内に残留し、品質が低下する。

特許文献２では、ビードエーペックスゴム（ビードフィラー）の内面又は外面に非平滑な凹凸領域を設けた、ビードエーペックスゴムの粘着性を低下させることによりエアを閉じ込めにくくし、かつ閉じ込められたエアを分散する方法が記載されている。
しかし、この方法は、ビードフィラーの粘着性が低下するため、ビードフィラーとカーカスなどの他の部材との貼り合わせが困難となるうえ、閉じ込められたエアが分散されても、排出されずに残留するため、品質が低下する。

特開２００８−１７８９８７号公報 特開２００３−３９５７０号公報

本願発明は、前記従来の問題点に鑑みてなされたもので、ビードフィラーとカーカスの間に巻き込まれた空気を排出してエア入りを防止し、品質の良い空気入りタイヤを製造することができる空気入りタイヤの製造方法及びビード製造装置を提供することを課題とする。

前記課題を解決するために、本発明に係る空気入りタイヤの製造方法は、
環状のビードコアの外周にビードフィラーを配置して１対のビードを形成するビード形成工程と、前記１対のビード間に筒状のカーカスを配置し、前記カーカスの両端部を前記１対のビード部の各ビードフィラーの内側から前記ビードコアを回って前記ビードフィラーの外側に折り返して前記カーカスを前記１対のビードに一体に貼り付ける成型工程と、を備える空気入りタイヤの製造方法において、
前記ビード形成工程は、前記ビードフィラー側面に前記ビードコアの接線に対して傾斜して延びる溝を設けることを含み、前記溝の半径方向内側の先端を前記ビードコアに至らしめる。

本発明に係る空気入りタイヤの製造方法では、ビードフィラー側面にビードコアの接線に対して傾斜して延びる溝を設けるため、ビードフィラーが曲がり易くなり、ビードの回りにカーカスを巻き込む際のビードフィラーの倒れ込みが容易となり、作業性が向上する。また、ビードフィラー側面に設ける溝の半径方向内側の先端をビードコアに至らしめる
ため、ビードフィラーとカーカスの間に巻き込まれた空気を溝に通してビードコアのワイヤ間の空間に排出し、エア入りを防止することができる。

前記溝の延びる方向を屈曲させることが好ましい。これにより、ビードの回りにカーカスを巻き込む際にエアを溝に取り込み易くすることができる。

前記溝の半径方向外側の先端は前記ビードフィラーの中腹まで延びていることが好ましい。中腹とは、ビードコアからのビードフィラーの高さの１０〜６０％の範囲をいう。これにより、曲がりが大きく空気を巻き込み易いビードフィラーの中腹からエアを溝に取り込むことができ、巻き込まれた空気を溝に通して十分に排出することができる。

前記溝は前記ビードコアに向かうにつれて溝幅を広くすることが好ましい。これにより、溝に沿って流れるエアの流量を増加できるので、溝の両側からもエアを取り込んで、エアを効率よく排出することができる。

前記溝は前記溝の両壁が底に向かって接近する形状の断面を有することが好ましい。これにより、ビードフィラーが曲がる際に溝が隙間無く閉じるので、エア溜まりが防止される。

前記溝は前記ビードフィラーの周方向に等間隔に形成することが好ましい。これにより、ビードフィラーの曲がり均一になり、ビードの回りにカーカスを巻き込む際のビードフィラーの倒れ込みが容易となり、作業性が向上する。また、ビードフィラーとカーカスの間に巻き込まれた空気を周方向に均一に溝に通してビードコアに排出し、エア入りを防止することができる。

前記溝は前記ビードフィラーの内側、外側、或いは両側に設けてもよい。
成型工程やその後の加硫工程でビードフィラーがどちらの方向に倒れ込んでも、巻き込まれたエアを排出することができる。

また、本発明に係る空気入りタイヤの製造方法に用いるビード製造装置は、
環状のビードコアの外周にビードフィラーを配置して１対のビードを形成するビード形成工程と、
前記１対のビード間に筒状のカーカスを配置し、前記カーカスの両端部を前記１対のビード部の各ビードフィラーの内側から前記ビードコアを回って前記ビードフィラーの外側に折り返して前記カーカスを前記１対のビードに一体に貼り付ける成型工程と、
を備える空気入りタイヤのビード製造装置において、
前記ビード成形工程に、前記ビードコアに巻き付けられる前記ビードフィラー側面に前記ビードコアの接線に対して傾斜して延びる溝を形成する溝形成装置を設ける。

前記溝形成装置は、前記ビードコアに巻き付けられる前記ビードフィラーを挟持する１対の円盤からなり、前記円盤の内側に前記溝を形成する突起を形成する。
前記溝形成装置は、前記ビードコアに供給される前記ビードフィラーを挟持する１対のローラからなり、前記ローラの外周面に前記溝を形成する突起を形成する。
この溝形成装置により、ビードフィラー側面に溝を簡単に形成することができる。

本発明によれば、ビードフィラー側面にビードコアの接線に対して傾斜して延びる溝を設けるため、ビードフィラーが曲がり易くなり、作業性が向上する。また、ビードフィラー側面に設ける溝の半径方向内側の先端をビードコアに至らしめるため、ビードフィラーとカーカスの間に巻き込まれた空気を溝に通してビードコアのワイヤ間の空間に排出し、エア入りを防止することができ、品質を向上することができる。

空気入りタイヤの断面図。 ビードの正面図（ａ）及び断面図（ｂ）． ビードに形成する溝を示すビードの拡大正面図（ａ）及び断面図（ｂ）。 ビードに形成する溝の断面形状の一実施例（ａ）及び他の実施例（ｂ）を示す断面図。 ビードに溝を形成する装置を示す正面図。 図５のビード形成装置の部分側面図。 図５のビード形成装置の搬送ローラの拡大断面図。 成型工程の一例を示す断面図。 溝を通じてエアが排出される状況（ａ），及び溝が閉じられた状態（ｂ）を示す断面図。 成型工程の一例を示す断面図。 成型工程の一例を示す断面図。 ビードに形成する溝の他の例を示す拡大正面図。

以下、添付図面を参照して本発明の実施形態について説明する。

図１は、本発明に係る空気入りタイヤ１を示す。この空気入りタイヤ１は、環状のビードコア２の外周にビードフィラー３を配置した１対のビード４と、１対のビード４間に配置され、両端部が１対のビード４の各ビードフィラー３の内側からビードコア２を回ってビードフィラー３の外側に至るカーカス５と、カーカス５の両端部の外側に配置されたサイドウォール６と、カーカス５の上に配置されたスチールベルト７と、スチールベルト７の上に配置されたトレッド８とを備えている。

１対のビード４のビードフィラー３の両側面には、図２に示すように、周方向に等間隔に溝９が形成されている。溝９の周方向の間隔は、１０〜３０ｍｍが好ましい。溝９は、図３に示すように、ビードコア２の外周面上のある一点ａから、該点ａを通る接線Ｌｔに対して傾斜して外周側に向かってビードフィラー３の中腹まで延びている。換言すれば、溝９は、ビードフィラー３の両側面上の中腹のある一点ｂから、該点ｂとビード４の中心Ｏとを結ぶ線Ｌｒに対して傾斜して内周側に向かって延びている。ビードフィラー３の中腹とは、ビードフィラー３の内周から半径方向に向かう高さの１０〜６０％の範囲をいう。１０％以下ではエアの排出が不十分となり、６０％以上ではタイヤの剛性が低下し、操縦安定性が低下する。溝９は、ビードフィラー３の両側面に形成してもよいが、内側面にのみ形成してもよいし、外側面にのみ形成してもよい。

溝９の断面は、図４（ａ）に示すように対応する壁面が直線形、又は図４（ｂ）に示すように対向する壁面が凸形状であって、底に向かって溝幅が狭まり、両壁が接近するような形状であればよい。溝９の幅としては、１ｍｍが好ましい。また、溝９の深さは０．５〜２ｍｍで、特に１ｍｍが好ましい。

本発明に係る空気入りタイヤ１の製造方法は、ビード形成工程、１次成型工程、２次成型工程及び加硫工程を備える。

ビード形成工程では、図示しないホイールのリムに噛み合わせられるビードコア２とビードフィラー３かなる１対のビード４を形成する。図５に示すように、鋼線を巻回してなる環状のビードコア２を回転させながら、ビードコア２の外周に混合ゴムからなるビードフィラー３を巻き付けて固定する。ビードフィラー３は、搬送ローラ１０を介して搬送され、ビードコア２上に供給された時点で、回転する１対の成型円板１１により厚み方向から挟持されて所定の形状に成型される。具体的には、ビードフィラー３の外周縁が内周縁よりも薄くなるように成型される。

図５のビード形成装置には溝形成装置が設けられている。すなわち、１対の成型円板１１のビードフィラー３を挟持する面に、図６に示すように、周方向に等間隔で配置された突起１２が形成されている。これにより、ビードフィラー３が１対の成型円板１１により挟持された際に、突起１２がビードフィラー３に押し付けられて、ビードフィラー３の側面に溝９が周方向に等間隔に形成される。成型円板１１の対応する両面に突起１２を形成すれば、ビードフィラー３の両側面に溝９が形成される。

１つの成型円板１１に突起１２を形成する代わりに、図６に示すように、１対の搬送ローラ１０の外周面に突起１３を形成して、ビードフィラー３がこの１対の搬送ローラ１０を通過する間に、ビードフィラー３に溝９が形成されるようにしてもよい。

１次成型工程では、図８に示すように、ビード形成工程で形成された１対のビード４間に、繊維コードからなる筒状のカーカス５を配置し、カーカス５の両端部を１対のビード４の各ビードフィラー３の内側からビードコア２を回ってビードフィラー３の外側に折り返すことで、カーカス５を１対のビード４に一体に貼り付ける。続いて、カーカス５の外側部の上に混合ゴムからなるサイドウォール６を巻き付けて貼り付ける。

カーカス５の両端部をビードフィラー３の外側に折り返す際に、ビードフィラー３はカーカス５の上に倒れ込む。ビードフィラー３には、両側面に溝９が形成されて曲がり易くなっているので、作業性がよい。ビードフィラー３が倒れ込むとき、ビードフィラー３の外周縁は薄くなっているためカーカス５に先に接触する。この結果、ビードフィラー３とカーカス５の本体部との間の空間にエアが閉じ込められる。閉じ込められたエアは、図９（ａ）に示すように、ビードフィラー３の内側面に形成された溝９を通ってビードコア２のワイヤ間の空間に排出されるので、ビードフィラー３内部へのエア入りが防止される。

また溝９の半径方向外側の先端はビードフィラー３の中腹まで延びているので、曲がりが大きく空気を巻き込み易いビードフィラー３の中腹から、エアを溝９に取り込むことができ、巻き込まれた空気を溝９に通して十分に排出することができる。

さらに、溝９は、該溝９の両壁が底に向かって接近する形状の断面を有するので、図９（ｂ）に示すように、ビードフィラー３が曲がるにつれて溝９が隙間無く閉じるので、エア溜まりが防止される。

溝９は、ビードフィラー３の周方向に等間隔に形成されているので、ビードフィラー３の曲がり均一になり、ビード４の回りにカーカス５を巻き込む際のビードフィラー３の倒れ込みが容易となり、作業性が向上する。また、ビードフィラー３とカーカス５の間に巻き込まれた空気を周方向に均一に溝９に通してビードコア２に排出し、エア入りを防止することができる。

また、カーカス５の外側部をビードフィラー３の外側面に巻き込む際にも、カーカス５の外側部の外周端部がビードフィラー３に先に接触する。この結果、ビードフィラー３とカーカス５の外側部の間の空間にエアが閉じ込められる。閉じ込められたエアは、ビードフィラー３の外側面に形成された溝９を通って、ビードコア２のワイヤ間の空間に排出されるので、ビードフィラー３内部へのエア入りが防止される。

２次成型工程では、図１０に示すように、カーカス５を径方向外側に膨出させてカーカス５の上にスチールベルト７及び混合ゴムからなる合成トレッド８を巻き付けて貼り付け、生タイヤを形成する。カーカス５を径方向外側に膨出させる際に、ビードフィラー３が外側に向かって立ち上がるが、ビードフィラー３とカーカス５の本体部又は外側部に残留していたエアは、カーカス５の内側面又は外側面に形成された溝を通って、ビードコア２のワイヤ間の空間に排出されるので、ビードフィラー３内部へのエア入りが防止される。

加硫工程では、生タイヤを成型型内に設置し、生タイヤを型に押し付けながら所定時間加熱して加硫し、トレッド８に溝を形成する。加硫時には、図１１に示すように、ビードフィラー３が外側に倒れ込むが、ビードフィラー３とカーカス５の本体部又は外側部に依然として残留していたエアは、ビードフィラー３の内側面又は外側面に形成された溝９を通って、ビードコア２のワイヤ間の空間に排出されるので、ビードフィラー３内部へのエア入りが防止される。

このように、成型時にビードフィラー３とカーカス５の間に閉じ込められたエアがビードフィラー３に形成された溝９を通ってビードコア２に排出されるので、ビードフィラー３へのエア入りが防止され、品質が向上する。

ビードフィラー３に形成する溝９としては、図３（ａ）に示すように、溝幅を一定にする代わりに、以下の種々の形態にすることができる。

図１２（ａ），（ｂ）に示すように、ビードフィラー３の中複から内周側に向かって溝幅が大きくなるように形成することができる。このようにすることで、溝９に沿って流れるエアの流量を増加できるので、溝９の両側からもエアを取り込んで、エアを効率よく排出することができる。

図１２（ｃ）に示すように、溝の９延びる方向を屈曲させることができる。図１２（ｄ）に示すように、溝９から枝分かれした副溝９ａを設けることもできる。このようにすると、周方向のより多くの部分からエアを溝９，９ａに取り込むことができ、エア入りをより確実に防止することができる。

本発明者らは、本発明の効果を確認するために実験を行った。
従来品として、ビードフィラーに溝がないものを用意した。
比較例１として、ビードコアの接線方向に平行（角度０°）に溝を配置したもの、比較例２として、ビードコアの接線方向に平行（角度０°）に溝を配置するとともに、溝幅を大きくしたものを準備した。
また、実施例１−４として、溝をビードコアの接線方向に対してそれぞれ１５°、３０°、４５°、６０°傾斜させるとともに、ビードフィラーの高さ分だけ延ばしたものを用意した。
さらに、実施例５として、溝をビードコアの接線方向に対して４５°傾斜させるとともに、ビードフィラーの中腹からビードコアまで延ばしたものを用意した。
また、いずれも、溝の断面形状は、図４（ａ）に示すＶ字形とした。
タイヤサイズは、１９５／６５Ｒ１５とした。

従来品、比較例１，２、実施例１−５について、７２本当たりのエア入り発生の有無、ベアー発生の有無、操縦安定性能を評価し、比較した。その結果を表１に示す。ベアーとは、フィラーに溝を形成したことによるゴムの不足により、表面に凹みが出来ることをいう。操縦安定性能とは、各タイヤをリムサイズ１５×６ＪＪのホールに装着し、空気圧２００ｋＰａとして、２０００ｃｃ前輪駆動車に装着し、時速８０−１４０ｋｍでのレーンチェンジ時のフィーリング評価値であり、従来品を１００％としたときの相対指数で示す。

表１に示すように、ビードフィラーに溝がない従来品は、エア入りが頻発した。
溝の角度が０°の比較例１，２では、従来品に比べてエア入りが減少したが、ベアーが発生し、操縦安定性も低下した。
溝の角度を１５−６０°とした実施例１−４のうち、溝の角度が１５°の実施例１は従来品よりもエア入りが減少したが、ベアー発生が見られ、溝の角度が６０°の実施例４はベアー発生は無かったがエア入りが多少見られた。溝の角度が３０，４５°の実施例２，３はエア入りが無く、ベアーの発生も少なかった。したがって、溝の角度は３０〜４５°が望ましいことが分かった。
また、溝の角度が４５°で、溝の位置をフィラーの中腹からコマまでとした実施例５は、エア入り発生もなく、ベアー発生もなく、操縦安定性も良かった。

１ 空気入りタイヤ
２ ビードコア
３ ビードフィラー
４ ビード
５ カーカス
９ 溝
１０ 搬送ローラ
１１ 成型円板
１２ 突起
１３ 突起

Claims (12)

1. 環状のビードコアの外周にビードフィラーを配置して１対のビードを形成するビード形成工程と、前記１対のビード間に筒状のカーカスを配置し、前記カーカスの両端部を前記１対のビード部の各ビードフィラーの内側から前記ビードコアを回って前記ビードフィラーの外側に折り返して前記カーカスを前記１対のビードに一体に貼り付ける成型工程と、を備える空気入りタイヤの製造方法において、
   前記ビード形成工程は、前記ビードフィラー側面に前記ビードコアの接線に対して傾斜して延びる溝を設けることを含み、前記溝の半径方向内側の先端を前記ビードコアに至らしめることを特徴とする空気入りタイヤの製造方法。
2. 前記溝は屈曲してい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. 前記溝の半径方向外側の先端は前記ビードフィラーの中腹まで延びていることを特徴とする請求項１又は２に記載の空気入りタイヤの製造方法。
4. 前記溝は前記ビードコアに向かうにつれて溝幅を広くしたことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の空気入りタイヤの製造方法。
5. 前記溝は前記溝の両壁が底に向かって接近する形状の断面を有することを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の空気入りタイヤの製造方法。
6. 前記溝は前記ビードフィラーの周方向に等間隔に形成したことを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の空気入りタイヤの製造方法。
7. 前記溝は前記ビードフィラーの内側の側面に設けたことを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の空気入りタイヤの製造方法。
8. 前記溝は前記ビードフィラーの外側の側面に設けたことを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の空気入りタイヤの製造方法。
9. 前記溝は前記ビードフィラーの両側の側面に設けたことを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の空気入りタイヤの製造方法。
10. 環状のビードコアの外周にビードフィラーを配置して１対のビードを形成するビード形成工程と、
    前記１対のビード間に筒状のカーカスを配置し、前記カーカスの両端部を前記１対のビード部の各ビードフィラーの内側から前記ビードコアを回って前記ビードフィラーの外側に折り返して前記カーカスを前記１対のビードに一体に貼り付ける成型工程と、
    を備える空気入りタイヤのビード製造装置において、
    前記ビード形成工程に、前記ビードコアに巻き付けられる前記ビードフィラー側面に前記ビードコアの接線に対して傾斜して延びる溝を形成する溝形成装置を設けたことを特徴とする空気入りタイヤのビード製造装置。
11. 前記溝形成装置は、前記ビードコアに巻き付けられる前記ビードフィラーを挟持する１対の円盤からなり、前記円盤の内側に前記溝を形成する突起を形成してなることを特徴とする請求項１０に記載の空気入りタイヤのビード製造装置。
12. 前記溝形成装置は、前記ビードコアに供給される前記ビードフィラーを挟持する１対のローラからなり、前記ローラの外周面に前記溝を形成する突起を形成してなることを特徴とする請求項１０に記載の空気入りタイヤのビード製造装置。

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