JP6199719B2 - タイヤ材料の製造方法およびその製造装置 - Google Patents

Description

本発明は、タイヤ材料の製造方法およびその製造装置に関する。

ＰＣＲタイヤ（普通自動車用ラジアルタイヤ）等の製造に用いる生タイヤの成形方法の１つに、サイドウォールが貼り合された後にサイドウォールの半径方向の外側面が覆われるようにトレッドをサイドウォールに貼り合せるＴＯＳ（トレッド・オーバー・サイドウォール）方式がある。

このＴＯＳ方式において、トレッドは、図５に示すように、トレッドゴムＧの両側縁部に形成されたウィング部ＧａとトレッドゴムＧとの下にアンダー材Ｓ３が積層された帯状のトレッドゴム複合体として供給され、アンダー材Ｓ３を介して、サイドウォールが貼り合された後の生タイヤ成形体の上面に貼り合わされる。その後、貼り合されたトレッドゴム複合体のウィング部Ｇａをステッチャーロールを用いて押圧することによりサイドウォールとトレッドゴム複合体とが貼り合されて、生タイヤの成形が行なわれる。

このとき、ウィング部Ｇａの下部には、図５に示すように、アンダー材Ｓ３が配置されていない空間４０（トレッドゴムＧおよびウィング部Ｇａと、アンダー材Ｓ３との界面に形成された段差）があるため、ステッチャーロールによる押圧に際して、サイドウォールとトレッドゴム複合体の境界に形成されるショルダー部にエア残りが生じることがある。なお、図５はトレッドゴム複合体の概要を示す断面図である。

そこで、トレッドゴム複合体の貼り合せに際して、エア残りが生じないようにする技術が提案されている（例えば、特許文献１）。

特開２００６−１４２５５７号公報

しかしながら、近年、製品タイヤへの要求は益々厳しくなっており、エア残りの発生をさらに低減することができる技術が強く求められている。

そこで本発明は、ＴＯＳ方式による生タイヤの成形において、従来に比べて、エア残りの発生をさらに低減することができるタイヤ材料の製造方法およびその製造装置を提供することを課題とする。

請求項１に記載の発明は、
両側縁部にウィング部が形成された帯状のトレッドゴムと、アンダー材とを、上下一対のラミネーションローラーによって貼り合わせてタイヤ材料を製造するタイヤ材料の製造方法であって、
前記上下一対のラミネーションローラーによる貼り合わせに際して、上方のラミネーションローラーの両側縁部に設けられた溝付きローラーを用いて前記ウィング部を押圧することにより、前記ウィング部に搬送方向と直交する方向に溝を形成すると共に、前記トレッドゴムおよび前記ウィング部と、前記アンダー材との界面に形成された段差を潰す
ことを特徴とするタイヤ材料の製造方法である。

請求項２に記載の発明は、
前記ウィング部に、４．５〜５．５ｍｍの間隔の溝を形成することを特徴とする請求項１に記載のタイヤ材料の製造方法である。

請求項３に記載の発明は、
前記ウィング部に、０．４〜０．７ｍｍの深さの溝を形成することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のタイヤ材料の製造方法である。

請求項４に記載の発明は、
両側縁部にウィング部が形成された帯状のトレッドゴムと、アンダー材とを、上下一対のラミネーションローラーによって貼り合わせてタイヤ材料を製造するタイヤ材料の製造装置であって、
上方のラミネーションローラーの両側縁部に、溝が形成された溝付きローラーが配置されており、
前記溝付きローラーが、前記上下一対のラミネーションローラーによる貼り合わせに際して、前記ウィング部を押圧することにより、前記ウィング部にその搬送方向と直交する方向に溝を形成すると共に、前記トレッドゴムおよび前記ウィング部と、前記アンダー材との界面に形成された段差を潰すように構成されている
ことを特徴とするタイヤ材料の製造装置である。

本発明によれば、ＴＯＳ方式による生タイヤの成形において、従来に比べて、エア残りの発生をさらに低減することができるタイヤ材料の製造方法およびその製造装置を提供することができる。

本発明の一実施の形態に係るタイヤ材料の製造装置が組み込まれたタイヤ材料の製造ラインの概要を示す図である。 溝付きローラーがトレッドゴム複合体を押圧する様子を説明する図である。 溝付きローラーの一例を示す斜視図である。 溝付きローラーの溝の部分の拡大図である。 トレッドゴム複合体の概要を示す断面図である。

以下、実施の形態に基づき、図面を参照しつつ、本発明を具体的に説明する。

図１は、本発明の一実施の形態に係るタイヤ材料の製造装置が組み込まれたタイヤ材料の製造ラインの概要を示す図である。

図１に示すように、タイヤ材料の製造ライン１は、概略、トレッドを作製するトレッド作製ライン２、アンダー材Ｓ３を作製するアンダー材作製ライン３、および、トレッドとアンダー材とをラミネートしてトレッドゴム複合体に加工するラミネーションラインとから構成されている。

上記したタイヤ材料の製造ライン１は、基本的には、従来のタイヤ材料の製造ラインと同じ構成である。しかし、このタイヤ材料の製造ライン１には、ラミネーションラインにおいて、上下一対のラミネーションローラー６の内、上方に配置されたラミネーションローラー６の両端に溝付ローラー５（スターローラーとも称する）が配置された本実施の形態に係るタイヤ材料の製造装置が用いられている点において、従来のタイヤ材料の製造ラインとは異なっている。以下、このタイヤ材料の製造ライン１を用いたタイヤ材料の製造手順を順に説明する。

（１）トレッド作製ライン
トレッド作製ライン２においては、まず、トレッドゴムを形成するトレッドゴム組成物Ｓ１を折り畳んで搭載している第１テーブル２０から供給されたトレッドゴム組成物Ｓ１が、ロードミル２２、サージミル２３およびフィードミル２４を用いて、順に混練りされた後、押出成型機２５の第１供給口２５ａに送られる。

一方、ウィング部を形成するウィングゴム組成物Ｓ２を折り畳んで搭載している第２テーブル２１から供給されたウィングゴム組成物Ｓ２が、押出成型機２５の第２供給口２５ｂに送られる。

押出成型機２５に送られたトレッドゴム組成物Ｓ１およびウィングゴム組成物Ｓ２は、押出成型機２５により押出口２５ｃから多層押出されて、トレッドゴムの両側縁部にウィング部が形成された帯状のトレッドに加工され、その後、ベルトコンベア４に送られる。

（２）アンダー材作製ライン
アンダー材作製ライン３においては、帯状のアンダー材Ｓ３を折り畳んで収容しているカセット３０から取り出されたアンダー材Ｓ３が、テープ３１、ローラー３２を介して、ベルトコンベア４に送られる。

（３）ラミネーションライン
ラミネーションラインにおいては、まず、ベルトコンベア４が、アンダー材供給ライン３から送り出されてきたアンダー材Ｓ３を受け入れると共に、押出成型機２５から排出されたトレッドをアンダー材Ｓ３の上面に重ね合わせて、上下一対に設けられたラミネーションローラー６に向けて搬送する。

搬送されてきたトレッドおよびアンダー材Ｓ３は、一対のラミネーションローラー６により押圧されることにより貼り合わされて（ラミネート）、トレッドゴム複合体Ｈに加工される。なお、図１においては、上段側のラミネーションローラー６は、溝付きローラー５に隠れて表示されていない。

このラミネートに際して、前記したように、一対のラミネーションローラー６の内、上方に配置されたラミネーションローラー６の両端に溝付ローラー５が配置された本実施の形態に係るタイヤ材料の製造装置が用いられる。

（４）溝付きローラー
以下、本実施の形態における特徴部である溝付きローラーについて説明する。

溝付きローラー５は、図１に示す一対のラミネーションローラー６の上方に配置されたラミネーションローラー６の両側縁に配置されて、一対設けられている。

図２に、この溝付きローラー５がトレッドゴム複合体を押圧する様子を説明する図を示す。図２に示すように、溝付きローラー５は、押圧力ｆにより、溝５０がトレッドゴム複合体に押圧される。

これにより、ウィング部Ｇａの下部に形成されている空間４０（トレッドゴムＧおよびウィング部Ｇａと、アンダー材Ｓ３との界面に形成された段差）が押し潰されると共に、トレッドのウィング部Ｇａの表面にトレッドゴム複合体の搬送方向と直交する方向に溝５０が形成される。なお、形成される溝５０の深さは、溝付きローラー５の押圧力ｆによって適宜調整することができる。

形成される溝５０の間隔は、４．５〜５．５ｍｍであることが好ましく、このように設定することにより、エア残りの発生を充分に低減させることができる。

形成される溝５０の深さは、０．４〜０．７ｍｍであることが好ましく、このように設定することにより、エア残りの発生を充分に低減させることができる。

このようなトレッドゴム複合体を用いて、サイドウォールが貼り合された後の生タイヤ成形体の上面に貼り合わせた場合、前記したように、空間４０が押し潰されると共に、ウィング部Ｇａの表面に溝５０が形成されているため、貼り付けられたトレッドゴム複合体のウィング部Ｇａをステッチャーロールを用いて押圧する際、充分にエアを排出することができ、エア残りの発生を充分に低減させることができる。

なお、溝付きローラー５は、上段のラミネーションローラー６の回転軸の両端部に回転自在の状態で取り付けられており、さらに、種々のトレッドゴム複合体の幅に対応して回転軸方向（幅方向）に移動できるように構成されている。これにより、トレッドゴム複合体の搬送速度に合わせて、溝５０を等間隔に形成することができる。

このように、溝付きローラー５が、下段のラミネーションローラー６の端部に対向して配置されているため、押圧に際して、下段のラミネーションローラー６を土台として用いることができ、空間４０を容易に押し潰すことができると共に、ウィング部Ｇａの表面に溝５０を容易に形成させることができる。

そして、溝付きローラー５は、図３および図４に示すように、外側から内側に向かって径が小さくなっている円錐台形であり、溝付きローラー５の回転軸および溝５０が、それぞれ、タイヤ材料の搬送方向と直交する方向に配置されていることが好ましい。これにより、ウィング部Ｇａの表面に、空間４０をより容易に押し潰すことができると共に、溝をより容易に形成させることができる。

溝付きローラー５は、最外側におけるピッチ間隔ｐが５ｍｍかつ歯の高さｈが５ｍｍであり、最内側におけるピッチ間隔ｐが４ｍｍかつ歯の高さｈが４ｍｍであることが好ましい。

溝５０を形成する歯のピッチ間隔ｐが狭過ぎると製品タイヤに凹み跡ができてしまう。一方、ピッチ間隔ｐが広過ぎると、残留エアの排出効果が弱くなる。

溝５０を形成する歯の高さｈが高過ぎるとトレッドゴム複合体Ｈのウィング部Ｇａの表面に形成される溝が深くなり過ぎて製品タイヤに凹み跡ができてしまう。一方、歯の高さｈが低過ぎると、溝が浅くなり過ぎて残留エアの排出効果が弱くなる。

また、溝５０を形成する歯の先端は、断面が鋭角三角形状を示すことが好ましい。先端の角度が大きくなると、トレッドのウィング部Ｇａの表面に溝を形成することが難しくなる。

さらに、溝付きローラー５は、外側から内側に向かって、傾斜角度αで傾斜している外周を有する円錐台形であることが好ましい。特に、溝付きローラー５は、外側から内側に向かって８０度の傾斜角度αで傾斜している外周を有する円錐台形であることが好ましい。

また、このようにして作製されたトレッドゴム複合体Ｈを用いた場合、トレッドゴム複合体Ｈのサイドウォールへの貼り付けに際して、従来行っていたようなホーリングなどによるエア抜きを行う必要がないため、タイヤ強度の低下を招いたりする恐れがない。

１．溝のピッチ間隔とエア溜りの発生との関係
溝のピッチ間隔が異なる５種類のトレッドゴム複合体Ｈを、図１に示す製造装置を使用して作製した。このとき、溝のピッチ間隔の変更は、溝５０の最外側のピッチ間隔ｐが３ｍｍ、４ｍｍ、５ｍｍ、６ｍｍ、７ｍｍの５種類の溝付きローラー５を使用することによって行った。なお、このとき、溝最外側の仕上がり深さは５ｍｍに固定した。

作製された各トレッドゴム複合体Ｈを用いて、サイズ２１５／４５Ｒ１７の評価タイヤを５０本ずつ製造した。

製造された各タイヤについて、エア残りの発生を観察し、評価した。結果を表１に示す。

溝付きローラー５を用いなかった場合に比べて、表１の全ての場合で、エア溜りの発生が減少していることが分かった。この内でも、溝の外側のピッチ間隔が４ｍｍ〜６ｍｍの場合には、エア残りの発生が認められなかった。

一方、溝の外側のピッチ間隔が７ｍｍと広くなると、タイヤ材料相互の貼着面に入り込んだエアの抜け道の数が少なくなり、エア溜りの発生の確率が上昇することが認められた。

また、溝の外側のピッチ間隔が３ｍｍと狭くなると、エアの抜け道の数は多くなるけれども、溝を形成し難くなる。そのため、溝付きローラー５の押圧力ｆを高くしなければならず、トレッドゴム複合体Ｈのウィング部Ｇａの形状を変形させてしまったり、凹み跡が残ったりするという不具合が認められた。

この結果より、溝の外側のピッチ間隔の最適範囲は、４．５ｍｍ〜５．５ｍｍであることが分かった。

２．溝の仕上がり深さとエア溜りの発生との関係
溝の仕上がり深さが異なる７種類のトレッドゴム複合体Ｈを、図１に示す製造装置を使用して作製した。このとき、溝の仕上がり深さの変更は、溝付きローラー５の押圧力ｆを調整することによって行った。なお、このとき、溝外側のピッチ間隔は５ｍｍに固定した。

作製された各トレッドゴム複合体Ｈを用いて、上記と同様にして、評価タイヤを５０本ずつ製造した。

製造された各タイヤについて、上記と同様に、エア残りの発生を観察し、評価した。結果を表２に示す。

溝付きローラー５を用いなかった場合に比べて、表２の全ての場合で、エア溜りが減少していることが分かった。この内でも、溝の外側の仕上がり深さが０．３ｍｍ〜０．８ｍｍの場合には、タイヤ材料相互の貼着面に入り込んだエアが完全に排出され、エア残りの発生が認められなかった。

一方、溝の外側の仕上がり深さが０．９ｍｍと深くなると、エア溜りの発生の確率が上昇することが認められた。溝による凹み跡が残ったりするという不具合が認められた。

また、溝の外側の仕上がり深さが０．１ｍｍ〜０．２ｍｍと浅くなると、エアが抜け難くなり、エア溜りの発生の確率が上昇することが認められた。

この結果より、溝の外側の仕上がり深さの最適範囲は、０．４ｍｍ〜０．７ｍｍであることが分かった。

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 製造ライン
２ トレッド作製ライン
３ アンダー材作製ライン
４ ベルトコンベア
５ 溝付きローラー
６ ラミネーションローラー
２０ 第１テーブル
２１ 第２テーブル
２２ ロードミル
２３ サージミル
２４ フィードミル
２５ 押出成型機
２５ａ 第１供給口
２５ｂ 第２供給口
２５ｃ 押出口
３０ カセット
３１ テープ
３２ ローラー
４０ 空間
５０ 溝
ｆ 押圧力
Ｇ トレッドゴム
Ｇａ ウィング部
Ｈ トレッドゴム複合体
Ｓ１ トレッドゴム組成物
Ｓ２ ウィングゴム組成物
Ｓ３ アンダー材
ｐ ピッチ間隔
ｈ 歯の高さ
α 傾斜角度

Claims (4)

1. 両側縁部にウィング部が形成された帯状のトレッドゴムと、アンダー材とを、上下一対のラミネーションローラーによって貼り合わせてタイヤ材料を製造するタイヤ材料の製造方法であって、
   前記上下一対のラミネーションローラーによる貼り合わせに際して、上方のラミネーションローラーの両側縁部に設けられた溝付きローラーを用いて前記ウィング部を押圧することにより、前記ウィング部に搬送方向と直交する方向に溝を形成すると共に、前記トレッドゴムおよび前記ウィング部と、前記アンダー材との界面に形成された段差を潰す
   ことを特徴とするタイヤ材料の製造方法。
2. 前記ウィング部に、４．５〜５．５ｍｍの間隔の溝を形成することを特徴とする請求項１に記載のタイヤ材料の製造方法。
3. 前記ウィング部に、０．４〜０．７ｍｍの深さの溝を形成することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のタイヤ材料の製造方法。
4. 両側縁部にウィング部が形成された帯状のトレッドゴムと、アンダー材とを、上下一対のラミネーションローラーによって貼り合わせてタイヤ材料を製造するタイヤ材料の製造装置であって、
   上方のラミネーションローラーの両側縁部に、溝が形成された溝付きローラーが配置されており、
   前記溝付きローラーが、前記上下一対のラミネーションローラーによる貼り合わせに際して、前記ウィング部を押圧することにより、前記ウィング部にその搬送方向と直交する方向に溝を形成すると共に、前記トレッドゴムおよび前記ウィング部と、前記アンダー材との界面に形成された段差を潰すように構成されている
   ことを特徴とするタイヤ材料の製造装置。

Images