JP6177220B2 - 空気入りタイヤの製造方法および空気入りタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、トレッドの端部をサイドウォールが覆うように構成された所謂ＳＯＴ（サイドウォールオーバートレッド）構造の空気入りタイヤの製造方法と前記製造方法を用いて製造された空気入りタイヤに関する。

一般に、ＳＯＴ構造の空気入りタイヤは、２段階の成形によりローカバーが成形されている。

具体的には、まず、１ｓｔ成形ドラムの両側辺部にサイドウォ−ルを巻き付け、その後、１ｓｔ成形ドラムの中央部にインナー、プライを順番に貼り付ける。次に、サイドウォ−ルの内側の製品タイヤの幅に応じた位置に１対のビードをセットする。これにより１ｓｔカバーが成形される（１ｓｔカバー成形工程）。

一方、１ｓｔカバーの成形と並行して、２ｎｄ成形ドラム上にブレーカーとＪＬＢ（ジョイントレスバンド）などのバンドを貼り付け、その後、ストリップワインドによりトレッドを巻き重ねてトレッドリングを成形する（トレッドリング成形工程）。

次に、トレッドリングの内側に１ｓｔカバーを挿入して、１ｓｔカバーのビードに挟まれた部分を膨らませてトレッドリングと圧着させ、ローカバーの形状に近い状態に成形する（シェーピング工程）。

次に、トレッドが隙間なく１ｓｔカバーと圧着されるように、ステッチャーを用いてトレッドの側辺部を押圧して、トレッドリングに圧着された１ｓｔカバーの側部湾曲面に沿わせる（ステッチダウン工程）。

その後、ビードの外方のサイドウォールを膨らんだ１ｓｔカバーの側面に向けて折り返し、トレッドの端部を覆うようにサイドウォールを貼り付ける（ターンアップ工程）。これにより、１ｓｔカバーとトレッドリングとが合体されてローカバーの作製が完了する（例えば、特許文献１、２）。

特開２０１３−３９６９５号公報 特開２０１３−１８８８６６号公報

しかしながら、上記したステッチダウン工程は、トレッドリングの径を小さくしてトレッドを湾曲した１ｓｔカバーに沿わせる工程であり、タイヤとして適切な性能を発揮させるように適切にステッチダウンを施すことは容易とは言えず、生産効率の向上を図る上でも問題となっていた。

例えば、ステッチダウンはドラムを回転させながら行われるため、回転スピードをアップするほどローカバーの形状が不均一になりやすく形状の精度維持などが難しくなり、また、ステッチャーのローラー幅によってはトレッド表面に傷やしわなどの不具合が発生する恐れもある。このようなローカバーは不良品として廃棄処分せざるを得ないため、生産効率の低下を招く。

また、ステッチダウンにおけるステッチャーの動作は複雑であるため、ステッチャーに複雑な機構を設ける必要があり、設備コストの上昇を招く。

そこで、本発明は、ＳＯＴ構造の空気入りタイヤの製造において、ステッチダウンを不要、あるいは最少限にして、適切にローカバーの成形を行うことができる空気入りタイヤの製造方法および前記製造方法を用いて製造された空気入りタイヤを提供することを課題とする。

本発明者は、上記課題を解決するため鋭意検討を行った結果、以下に記載する発明により上記課題が解決できることを見出し、本発明を完成させるに至った。

請求項１に記載の発明は、
トレッドの端部をサイドウォールが覆うように構成されたサイドウォールオーバートレッド構造の空気入りタイヤを製造する空気入りタイヤの製造方法であって、
１ｓｔ成形ドラム上の両側辺部にサイドウォ−ルを巻き付けた後、前記１ｓｔ成形ドラムの中央部にインナー、プライを貼り付け、前記サイドウォ−ルの内側に１対のビードをセットし、前記ビードの内側の前記プライ上にストリップワインドによりトレッド側辺部を形成して１ｓｔカバーを成形する１ｓｔカバー成形工程と、
２ｎｄ成形ドラム上に、ブレーカー、バンドを貼り重ね、前記バンド上にストリップワインドによりトレッド中央部を形成して円筒状のトレッドリングを成形するトレッドリング成形工程と、
前記トレッドリングの内側に前記１ｓｔカバーを挿入して、前記１ｓｔカバーの前記ビードに挟まれた部分を膨らませることにより、前記トレッドリングと前記１ｓｔカバーとを圧着してローカバーの形状に成形するシェーピング工程と、
前記ビードの外方の前記サイドウォールを、膨らんだ前記１ｓｔカバーの側面に向けて折り返して前記サイドウォールを前記１ｓｔカバーの側面に貼り付けるターンアップ工程と
を備えており、
前記トレッド側辺部の各々が、前記シェーピング工程において前記１ｓｔカバーが膨らんだ際に前記トレッド中央部の各端部と隣接するように、前記バンドの外側の位置に形成されており、
前記ターンアップ工程において、前記１ｓｔカバーの前記トレッド側辺部と前記トレッドリングの前記トレッド中央部とを貼り合わせることを特徴とする空気入りタイヤの製造方法である。

請求項２に記載の発明は、
前記ターンアップ工程において、前記１ｓｔカバーの前記トレッド側辺部と、前記トレッドリングの前記トレッド中央部とを、タイヤ軸方向において５ｍｍ以上オーバーラップさせて貼り合わせる
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である。

請求項３に記載の発明は、
前記ターンアップ工程において、前記１ｓｔカバーの前記トレッド側辺部と、前記トレッドリングの前記トレッド中央部との貼り合わせ面が、前記トレッドの外面に対して略垂直、または、前記トレッドの外面から前記トレッドの内面に向けて前記サイドウォール側へ傾斜したテーパー面であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の空気入りタイヤの製造方法である。

本発明によれば、ＳＯＴ構造の空気入りタイヤの製造において、ステッチダウンを不要、あるいは最少限にして、適切にローカバーの成形を行うことができる空気入りタイヤの製造方法および前記製造方法を用いて製造された空気入りタイヤを提供することができる。

本発明の一実施の形態に係る空気入りタイヤの製造方法における１ｓｔカバー成形工程を模式的に示す図である。 本発明の一実施の形態に係る空気入りタイヤの製造方法におけるトレッドリング成形工程を模式的に示す図である。 本発明の一実施の形態に係る空気入りタイヤの製造方法におけるローカバー作製工程を模式的に示す図である。 本発明の一実施の形態に係る空気入りタイヤの製造方法におけるシェーピング工程からターンアップ工程に至る過程を模式的に示す図である。 本発明の一実施の形態に係る空気入りタイヤの製造方法を用いて作製されたローカバーのトレッド部の断面を模式的に示す図である。 従来の空気入りタイヤの製造方法を用いて作製されたローカバーのトレッド部の断面を模式的に示す図である。

以下、図面を参照しつつ、本発明を具体的に説明する。

本実施の形態に係る空気入りタイヤの製造方法は、１ｓｔ成形ドラム上に１ｓｔカバーを成形する１ｓｔカバー成形工程と、２ｎｄ成形ドラム上にトレッドリングを成形するトレッドリング成形工程と、トレッドリングの内側に前記１ｓｔカバーを挿入した後、１ｓｔカバーを膨らませてトレッドリングと圧着して略ローカバーの形状に成形するシェーピング工程と、サイドウォールを１ｓｔカバーの側面に向けて折り返してトレッドの端部を覆うようにサイドウォールを貼り付けるターンアップ工程とを備えている点においては、従来の空気入りタイヤの製造方法と同様である。

しかし、本実施の形態に係る空気入りタイヤの製造方法は、トレッドをトレッド中央部とトレッド側辺部に分ける点が、従来の空気入りタイヤの製造方法と異なっている。具体的には、１ｓｔカバー成形工程において１対のビードの内側のプライ上にストリップワインドによりトレッド側辺部を形成させる点、トレッドリング成形工程においてストリップワインドによりトレッド中央部をバンド上に形成させる点、そして、ターンアップ工程においてこのトレッド側辺部とトレッド中央部とを貼り合わせる点で、従来の空気入りタイヤの製造方法と異なっている。

以下、本実施の形態に係る空気入りタイヤの製造方法の具体的な手順を説明する。

（１）１ｓｔカバー成形工程
図１は本実施の形態に係る空気入りタイヤの製造方法における１ｓｔカバー成形工程を模式的に示す図である。図１に示すように、１ｓｔカバー成形工程では、先ず、１ｓｔ成形ドラム３０の両側辺部にサイドウォール（ＳＷ）３４ａ、３４ｂを巻き付けた後、１ｓｔ成形ドラム３０の中央部にシート状のインナー３２、プライ３５を貼り付ける。

次に、サイドウォール３４ａ、３４ｂの内側に１対のビード３６ａ、３６ｂをセットする。なお、１対のビード３６ａ、３６ｂをセットする間隔は、製品タイヤの幅に応じて適宜設定されている。

次に、一対のビード３６ａ、３６ｂの内側のプライ上に帯状のトレッドゴム材料１２ａ、１２ｂを螺旋状に巻き重ね（ストリップワインド）、トレッド側辺部１３ａ、１３ｂ（図３参照）を形成させて、１ｓｔカバー３８の成形を完了する。なお、トレッドゴム材料１２ａ、１２ｂの巻き付けは、１対のビード３６ａ、３６ｂをセットする前に行なってもよい。

具体的には、トレッド側辺部１３ａ、１３ｂは、後述するシェーピング工程において１ｓｔカバー３８が膨らんだ際に、トレッドリングに形成されたトレッド中央部の各端部と隣接するように、ビード３６ａ、３６ｂの内側で後述するＪＬＢ（ジョイントレスバンド）２４の外側の位置に適宜形成する。

（２）トレッドリング成形工程
図２は本実施の形態に係る空気入りタイヤの製造方法におけるトレッドリング成形工程を模式的に示す図である。図２に示すように、トレッドリング成形工程では、先ず、２ｎｄ成形ドラム２０上に、シート状のブレーカー２２を２枚巻き回して貼り付けた後、ブレーカー２２上にストリップワインドを用いてＪＬＢ２４を形成させる。

次に、ＪＬＢ２４の上に、ストリップワインドを用いて帯状のトレッドゴム材料１０ｂを螺旋状に巻き重ねてトレッド中央部１０（図３参照）を形成させて、トレッドリング２６の成形を完了する。

（３）シェーピング工程
図３は本実施の形態に係る空気入りタイヤの製造方法におけるシェーピング工程を模式的に示す図である。図３に示すように、シェーピング工程では、先ず、円筒状のトレッドリング２６の内側に１ｓｔカバー３８を挿入して組み合わせる。

次に、ビード３６ａ、３６ｂ間の１ｓｔカバー３８を膨らませて、トレッドリング２６と１ｓｔカバー３８とを圧着させ、全体をローカバーの形状に成形する。

このとき、図４（Ａ）に示すように、１ｓｔカバー３８のプライ３５上に形成されたトレッド側辺部１３ａは、それぞれ、トレッドリング２６に形成されたトレッド中央部１０の各端部に隣接する。なお、図４は本実施の形態に係る空気入りタイヤの製造方法におけるシェーピング工程からターンアップ工程に至る過程を模式的に示す図であり、左右対称の右半分を記載している。

（４）ターンアップ工程
ターンアップ工程では、ビード３６ａの外方のサイドウォール３４ａを膨らんだ１ｓｔカバー３８の側面に向けて折り返して貼り付けると共に、図４（Ｂ）に示すように、１ｓｔカバー３８のトレッド側辺部１３ａとトレッドリング２６のトレッド中央部１０とを貼り合わせてトレッド１を形成し、ＳＯＴ構造の空気入りタイヤのローカバーの作製を完了する。

なお、上記において、トレッド側辺部１３ａとトレッド中央部１０との間に隙間が生じてエア残りが発生することを適切に防止するという観点から、トレッド側辺部１３ａとトレッド中央部１０とは、タイヤ軸方向において適度にオーバーラップされて貼り付けられることが好ましく、具体的なオーバーラップ量としては、５ｍｍ以上であることが好ましい。

そして、トレッド側辺部１３ａとトレッド中央部１０との貼り合わせ面は、図５（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）に示すような形状にすることが好ましく、また、トレッドの外面からトレッドの内面に向けてサイドウォール側へ傾斜したテーパー面であることも好ましい。

（５）加硫工程
そして、作製されたローカバーをタイヤ加硫機によって加硫処理することにより、空気入りタイヤが製造される。このとき、図５に示すように、貼り合わせされたトレッド側辺部１３ａとトレッド中央部１０とは同じ配合のゴムで構成されているため、加硫処理中に一体化して空気入りタイヤのトレッドを形成するため、本実施の形態に係る空気入りタイヤの製造方法を用いることにより、従来のようにステッチダウン工程を設けなくても、図６に示す従来の空気入りタイヤと同様のＳＯＴ構造を有する空気入りタイヤを適切に製造することができる。なお、図５において、１ａ、１ｂ、１ｃは本実施の形態における各種のトレッドであり、図６において、５０ａ、５０ｂ、５０ｃは従来の空気入りタイヤの製造方法における各種のトレッドである。

（６）本実施の形態の効果
本実施の形態においては、上記したように、従来は一体として形成させていたトレッドをトレッド中央部とトレッド側辺部とに分けて形成し、トレッドリング上にトレッド中央部を、１ｓｔカバー上にトレッド側辺部を形成させて、ローカバーの作製時に貼り合わせているため、従来の空気入りタイヤ製造方法において発生していた種々の問題点を解決することができる。

即ち、前記したように、従来の空気入りタイヤ製造方法におけるステッチダウンは、ドラムを回転させながらゴムを圧縮してトレッドリングの径を小さくしてトレッドを１ｓｔカバーに沿わせているため、回転スピードをアップするほどローカバーの形状が不均一になりやすく形状の精度維持などが難しくなる。

そして、ステッチダウンによりトレッドが伸ばされたりすることにより、トレッドと１ｓｔカバーとの貼り合わせ位置がばらつく恐れがある。トレッドゴムの剛性が高い場合には、その傾向がさらに顕著となる。

また、ステッチャーのローラー幅によってはトレッド表面でスリップして、トレッド表面に傷やしわなどの不具合が発生する恐れがある。

上記のような問題が発生したローカバーは、ＦＶ（Ｆｏｒｃｅ Ｖａｒｉａｔｉｏｎ）などのタイヤ性能に影響するため、前記したように、不良品として廃棄処分される。

また、トレッドゴムの粘着性が低い場合には、ステッチダウン時、巻き重ねられたストリップの巻き崩れが発生して、ローカバーの作製自体が困難になる恐れがある。

これに対して、本実施の形態においては、トレッドの形成に際して、前記したように、トレッド中央部とトレッド側辺部とに分けて、トレッドリング上にトレッド中央部を、１ｓｔカバー上にトレッド側辺部を形成させて、１ｓｔカバーのシェーピングと同時にトレッド中央部とトレッド側辺部とを貼り合わせている。

この結果、ステッチダウンを不要、あるいは最少限とすることができ、上記したローカバーの形状が不均一になることなどの問題の発生を抑制して、ローカバーの形状を精度高く維持することができ、ＦＶなどのタイヤ性能が安定した空気入りタイヤを効率よく製造することができる。

そして、製造された空気入りタイヤの構造上は、前記したように、従来と異ならないため、ステッチダウン工程のための設備を簡素化、もしくは不要とすることができ、さらに生産効率を向上させることができる。

また、本実施の形態においては、トレッド中央部をブレーカーやバンドと略同じ幅に形成し、従来ステッチダウンを施していたトレッド側辺部を１ｓｔカバーに形成しているため、従来のように、剛性が強いゴムを１ｓｔカバーに沿って折り曲げて貼り付けることが困難になるようなことがない。この結果、トレッドの長さやゲージに関係なく、確実に１ｓｔカバーとトレッドリングとを合体させて、優れた品質のローカバーを安定して再現性高く製造することができる。

そして、空気入りタイヤにおいてバットレス部分に入っているトレッドの端部は、その硬度により、タイヤ装着時の自動車の操縦安定性やＲＲＣ（タイヤの転がり抵抗係数）に影響するが、本実施の形態によれば、トレッドの長さやゲージを自由に設定することができるため、これらの性能に適切に対処することができる。

１．試験体の作製
実施例１〜５および比較例１、２の試験体として、上記の実施の形態に記載した空気入りタイヤの製造方法を用いて、表１に示すオーバーラップ量で、タイヤサイズ２２５／４５Ｒ１８のＳＯＴ構造の空気入りタイヤを各５０本作製した。また、従来例の試験体として、従来の製造方法を用い、ステッチャーを２次元で動かすことにより、ＳＯＴ構造の空気入りタイヤを５０本作製した。

なお、比較例１ではトレッド中央部とトレッド側辺部とが点で接しており（オーバーラップ量：０ｍｍ）、比較例２ではトレッド中央部とトレッド側辺部との間に２ｍｍの隙間が形成されている（オーバーラップ量：−２ｍｍ）。

また、実施例５を除いた各実施例および比較例ではステッチャーを用いてステッチダウンを行ったが、実施例１、２、４および比較例１、２ではステッチャーの動きをストレート（１次元）とし、実施例３では従来例と同じ２次元とした。

２．評価
（１）ローカバー作製時間
各試験体のローカバーの作製に要した時間を測定し、各例毎に平均時間を求め、従来例を１００とする比率で評価した。

（２）ＲＦＶ ＯＡ
製造された各空気入りタイヤのオーバーオールのＲＦＶ（Ｒａｄｉａｌ ｆｏｒｃｅ ｖａｒｉａｔｉｏｎ）を測定し、各例毎に平均を求め、従来例を１００とする比率で評価した。

（３）ストリップ巻き崩れの頻度
各試験体のローカバーを作製する際、帯状のトレッド材料（ゴムストリップ）に巻き崩れが生じているか否かを目視にて確認し、各例毎に巻き崩れが発生した割合（頻度）を求めた。

（４）トレッドエッジの位置のバラツキ（Ｒ）
作製後の空気入りタイヤを目視にて観察し、設計上のトレッドエッジの位置からのずれを測定し、その平均値をトレッドエッジの位置のバラツキ（Ｒ、単位：ｍｍ）として算出した。

上記した各評価の結果を表１に示す。

表１より、実施例１〜５および比較例１、２の何れにおいても、従来例よりローカバーの作製に要する時間が短くなっており、トレッドをトレッド側辺部とトレッド中央部とに分けて形成することにより、従来よりも短時間でローカバーを作製できることが分かる。

そして、トレッド側辺部とトレッド中央部とをオーバーラップさせた実施例１〜５では従来例よりＲＦＶが大幅に低くなっている一方、トレッド側辺部とトレッド中央部との間に隙間が形成された（−２ｍｍ）比較例２では従来例よりＲＦＶが高くなっていることから、トレッドをトレッド側辺部とトレッド中央部とに分けて、適切なオーバーラップ量で貼り合わせることにより、タイヤ性能が向上した空気入りタイヤを製造できることが分かる。

さらに、いずれの実施例においても、ストリップ巻き崩れの頻度が従来例よりも少なくなっており、従来例よりも効率良く空気入りタイヤを製造できることが分かる。また、実施例１、３、５においてはストリップ巻き崩れが全く発生せず、確実に空気入りタイヤを製造できた。

そして、いずれの実施例においても、トレッドエッジの位置のバラツキが少なく、タイヤ性能に優れた空気入りタイヤを再現性高く製造できることが確認できた。

特に、実施例１、３、５を比較すると、トレッドをトレッド側辺部とトレッド中央部とに分けて形成して適切に貼り合わせることにより、実施例５のように、ステッチダウン工程を行わなくても、ＲＦＶに優れ、巻き崩れやトレッドエッジ位置のばらつきが少ない空気入りタイヤを短時間で適切に製造できることが確認できた。

以上、本発明を実施の形態に基づき説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではない。本発明と同一および均等の範囲内において、上記の実施の形態に対して種々の変更を加えることが可能である。

１、１ａ、１ｂ、１ｃ、５０ａ、５０ｂ、５０ｃ トレッド
１０ トレッド中央部
１０ｂ、１２ａ、１２ｂ 帯状のトレッドゴム材料
１３ａ、１３ｂ トレッド側辺部
２０ ２ｎｄ成形ドラム
２２ ブレーカー
２４ ＪＬＢ
２６ トレッドリング
３０ １ｓｔ成形ドラム
３２ インナー
３４ａ、３４ｂ サイドウォール
３５ プライ
３６ａ、３６ｂ ビード
３８ １ｓｔカバー
Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３ オーバーラップ量

Claims (3)

1. トレッドの端部をサイドウォールが覆うように構成されたサイドウォールオーバートレッド構造の空気入りタイヤを製造する空気入りタイヤの製造方法であって、
   １ｓｔ成形ドラム上の両側辺部にサイドウォ−ルを巻き付けた後、前記１ｓｔ成形ドラムの中央部にインナー、プライを貼り付け、前記サイドウォ−ルの内側に１対のビードをセットし、前記ビードの内側の前記プライ上にストリップワインドによりトレッド側辺部を形成して１ｓｔカバーを成形する１ｓｔカバー成形工程と、
   ２ｎｄ成形ドラム上に、ブレーカー、バンドを貼り重ね、前記バンド上にストリップワインドによりトレッド中央部を形成して円筒状のトレッドリングを成形するトレッドリング成形工程と、
   前記トレッドリングの内側に前記１ｓｔカバーを挿入して、前記１ｓｔカバーの前記ビードに挟まれた部分を膨らませることにより、前記トレッドリングと前記１ｓｔカバーとを圧着してローカバーの形状に成形するシェーピング工程と、
   前記ビードの外方の前記サイドウォールを、膨らんだ前記１ｓｔカバーの側面に向けて折り返して前記サイドウォールを前記１ｓｔカバーの側面に貼り付けるターンアップ工程と
   を備えており、
   前記トレッド側辺部の各々が、前記シェーピング工程において前記１ｓｔカバーが膨らんだ際に前記トレッド中央部の各端部と隣接するように、前記バンドの外側の位置に形成されており、
   前記ターンアップ工程において、前記１ｓｔカバーの前記トレッド側辺部と前記トレッドリングの前記トレッド中央部とを貼り合わせることを特徴とする空気入りタイヤの製造方法。
2. 前記ターンアップ工程において、前記１ｓｔカバーの前記トレッド側辺部と、前記トレッドリングの前記トレッド中央部とを、タイヤ軸方向において５ｍｍ以上オーバーラップさせて貼り合わせる
   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. 前記ターンアップ工程において、前記１ｓｔカバーの前記トレッド側辺部と、前記トレッドリングの前記トレッド中央部との貼り合わせ面が、前記トレッドの外面に対して略垂直、または、前記トレッドの外面から前記トレッドの内面に向けて前記サイドウォール側へ傾斜したテーパー面であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の空気入りタイヤの製造方法。

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