JP6346554B2 - 生タイヤの成形方法 - Google Patents

Description

本開示は、空気入りタイヤを加硫する前の生タイヤを成形する方法に関する。

トラックやバスなどに使用される重荷重用空気入りタイヤには、ビード部において、カーカスプライの外側に１層のスチールチェーハと２層以上のナイロンチェーハが設けられる場合がある。

上記空気入りタイヤを加硫する前の生タイヤは、特許文献１に記載の成形装置を用いて成形される。具体的には、生タイヤのビード部をビードロックで固定した状態で、ローラを下方から上方へ動かすことでカーカスプライ、チェーハ及びサイドウォールゴムをローラで押し上げる。

特開平９−３０９１５９号公報

図５の上部に示すように、ナイロンチェーハ１ｄのナイロンコードＣは、ラジアル方向に対して一定角度で傾斜しているのが好ましい。しかしながら、図５の下部に示すように、上記ローラによる押し上げに起因してナイロンチェーハ１ｄのナイロンコードＣが端部において曲がるコードウェーブが生じ、ナイロンコードＣ間が開き、ナイロンチェーハの端の耐久性が低下し、ビード部の故障を招来してしまうことがわかった。よって、生タイヤの製造時にコードウェーブを抑制することが求められる。

本開示は、このような課題に着目してなされたものであって、その目的は、成形時のコードウェーブを抑制してビード耐久力を向上させるための生タイヤの成形方法を提供することである。

本開示は、上記目的を達成するために、次のような手段を講じている。

すなわち、本開示の生タイヤの成形方法は、
トレッド部からサイドウォール部を経て一対のビード部に至るカーカスプライと、前記トレッド部において前記カーカスプライの外側に設けられるベルトと、前記ビード部において前記カーカスプライの内側に配置されるビードコアと、前記ビード部において前記カーカスプライの外側に配置される１層のスチールチェーハ及び２層以上のナイロンチェーハと、を有する生タイヤを成形する方法であって、
前記カーカスプライの端部、前記各チェーハの端部が巻き上げられていない状態の生タイヤのビード部をビードロック機構で固定するステップと、
最もタイヤ幅方向内側となる前記ビードコアの端からの垂線と前記ビードロック機構の把持面との交点をビードロック点とした場合に、最もタイヤ幅方向外側になる前記ベルトの端と前記ビードロック点とを結ぶ直線に対する水平線の角度が５０°以上且つ７０°以下となるように、前記ビードロック機構同士の間隔を設定するステップと、
前記生タイヤの内側に圧力を加えた状態において下方から上方へ動くローラで前記カーカスプライ及び前記各チェーハを押して巻き上げるステップと、
を含む。

このように、角度を設定すれば、ナイロンチェーハのコードウェーブを抑制でき、ビード部の故障を低減して耐久性を向上させることが可能となる。

ビード部の耐久性を更に向上させるためには、前記生タイヤの内側に加える圧力は、０．０３ＭＰａ以上且つ０．１ＭＰａ以下であることが好ましい。

エア入り不良を抑制するためには、前記ビードコアのタイヤ径方向外側にビードフィラーが設けられており、前記ビードロック機構で前記ビード部を固定した状態において、前記ビードフィラーの先端と前記カーカスプライとは離間していることが好ましい。

カーカスプライ、スチールチェーハ及びナイロンチェーハを巻き上げた生タイヤを示す断面図。 加硫後の空気入りタイヤのビード部を示す拡大断面図。 カーカスプライ、スチールチェーハ及びナイロンチェーハを巻き上げていない状態の生タイヤを模式的に示す図。 本開示の生タイヤの成形方法を示すフローチャート。 ナイロンチェーハのコードウェーブに関する説明図。

以下、本開示の一実施形態の生タイヤの成形方法について、図面を参照して説明する。

図１は、カーカスプライ、スチールチェーハ及びナイロンチェーハを巻き上げた生タイヤを示す断面図である。図２は、加硫後の空気入りタイヤのビード部を示す拡大断面図である。図３は、カーカスプライ、スチールチェーハ及びナイロンチェーハを巻き上げていない状態の生タイヤを模式的に示す図である。

図１〜３に示すように、生タイヤは、一対のビード部１と、各々のビード部１からタイヤ径方向外側ＲＤ１に延びるサイドウォール部２と、両サイドウォール部２のタイヤ径方向外側ＲＤ１の端に連なるトレッド部３とを備える。ビード部１には、鋼線等の収束体をゴム被覆してなる環状のビードコア１ａと、硬質ゴムからなるビードフィラー１ｂとが配設されている。

生タイヤは、トレッド部３からサイドウォール部２を経てビード部１に至るトロイド状のカーカスプライ４を備える。カーカスプライ４は、少なくとも１層をなし、その端部がビードコア１ａを介して巻き上げられた状態で係止されている。カーカスプライ４は、タイヤ赤道ＣＬに対して略直角に延びるコードをトッピングゴムで被覆して形成されている。カーカスプライ４の内側には、空気圧を保持するためのインナーライナーゴム４ａが配置されている。

さらに、生タイヤは、トレッド部３におけるカーカスプライ４の外側に設けられたトレッドゴム５と、サイドウォール部２におけるカーカスプライ４の外側に設けられたサイドウォールゴム６と、ビード部１におけるカーカスプライ４の外側に設けられたリムストリップゴム７とを有する。トレッドゴム５の内側には、カーカスプライ４を補強するためにベルト４ｂが設けられている。カーカスプライ４の外側には、ラジアル方向に対して傾斜するスチールコードを有する１層のスチールチェーハ１ｃが設けられ、更にその外側には、ラジアル方向に対して傾斜するナイロンコードを有する２層のナイロンチェーハ１ｄが設けられている。ナイロンコードＣのラジアル方向に対する傾斜角度は３０°以上且つ５０°以内であれば適宜変更可能である。また、本実施形態においてナイロンチェーハ１ｄは２層にしているが、３層以上にすることができる。タイヤ軸に沿って見た場合に、各々のナイロンチェーハ１ｄ・１ｄは、互いに同方向に傾斜するように配置してもよいし、一方のナイロンチェーハ１ｄが他方のナイロンチェーハ１ｄと交差するように配置してもよい。

図３に示すように、ビードロック機構Ｄ１及びローラＤ２を有する成形装置Ｄを用い、インナーライナーゴム４ａ、カーカスプライ４、スチールチェーハ１ｃ、ナイロンチェーハ１ｄ及びサイドウォールゴム６を円筒状に巻き付けたケースＣに、ビードコア１ａ及びビードフィラー１ｂを載置してビードロック機構Ｄ１で固定し、ケースＣの端部をローラＤ２で巻き上げることで生タイヤが成形される。

具体的には、同３に示すように、ステップＳＴ１（図４参照）において、カーカスプライ４の端部、各チェーハ１ｃ・１ｄの端部が巻き上げられていない状態の生タイヤのビード部１をビードロック機構Ｄ１で固定する。

次のステップＳＴ２（図４参照）において、最もタイヤ幅方向外側になるベルト４ｂの端Ｐ１とビードロック点Ｐ２とを結ぶ直線Ｌ１に対する水平線Ｌ２の角度αが５０°以上且つ７０°以下となるように、ビードロック機構Ｄ１同士の間隔Ｗ１を設定する。ビードロック点Ｐ２は、最もタイヤ幅方向内側となるビードコア１ａの端からの垂線Ｌ３とビードロック機構Ｄ１の把持面との交点である。上記角度αは、ビードロック機構Ｄ１の間隔Ｗ１により定まる。

次のステップＳＴ３（図４参照）において、生タイヤの内側にエアで圧力を加えた状態において下方から上方へ動くローラＤ２でカーカスプライ４及び各チェーハ１ｃ・１ｄを押して巻き上げる。上記角度αは、巻き上げ開始時点から巻き上げ終了時点まで少なくとも維持される。

生タイヤの内側に加える圧力は、０．０３ＭＰａ以上且つ０．１ＭＰａ以下であることが好ましい。内圧が低ければ、ナイロンチェーハ１ｄのコードウェーブを抑制する効果が高まるが、逆にカーカスプライ４のコードウェーブが招来されてしまう。内圧が高ければ、ナイロンチェーハ１ｄのコードウェーブが生じやすくなる。上記内圧値は、タイヤサイズに関係なく使用可能である。

同図に示すように、ビードコア１ａのタイヤ径方向外側にビードフィラー１ｂが設けられている。ビードロック機構Ｄ１でビード部１を固定した状態において、ビードフィラー１ｂの先端とカーカスプライ４とは離間していることが好ましい。ビードフィラー１ｂの先端とカーカスプライ４とが離間した状態であれば、ローラＤ２で下方から上方へ順次押されることでエア入りが抑制される。しかし、巻き上げ前からビードフィラー１ｂの先端がカーカスプライ４（ケースＣ）にくっついている状態であれば、そのときにエアを巻き込んでしまっている可能性があり、ビード部１の故障を招来する原因となる。好ましくは、ビードフィラー１ｂが図のように直立している状態（ビードフィラー１ｂ先端とビードコア１ａ中心を結ぶ直線Ｌ４が水平線に対して９０°の状態）が好ましい。このように直立させれば、ビードフィラー１ｂが不意に倒れてエアを抱き込むことを抑制できるからである。

以上のように、本実施形態の生タイヤの成形方法は、トレッド部３からサイドウォール部２を経て一対のビード部１に至るカーカスプライ４と、トレッド部３においてカーカスプライ４の外側に設けられるベルト４ｂと、ビード部１においてカーカスプライ４の内側に配置されるビードコア１ａと、ビード部１においてカーカスプライ４の外側に配置される１層のスチールチェーハ１ｃ及び２層以上のナイロンチェーハ１ｄと、を有する生タイヤを成形する方法であって、
カーカスプライ４の端部、各チェーハ１ｃ・１ｄの端部が巻き上げられていない状態の生タイヤのビード部１をビードロック機構Ｄ１で固定するステップ（ＳＴ１）と、
最もタイヤ幅方向内側となるビードコア１ａの端からの垂線Ｌ３とビードロック機構Ｄ１の把持面との交点をビードロック点Ｐ２とした場合に、最もタイヤ幅方向外側になるベルト４ｂの端Ｐ１とビードロック点Ｐ２とを結ぶ直線Ｌ１に対する水平線Ｌ２の角度αが５０°以上且つ７０°以下となるように、ビードロック機構Ｄ１同士の間隔Ｗ１を設定するステップ（ＳＴ２）と、
生タイヤの内側に圧力を加えた状態において下方から上方へ動くローラＤ２でカーカスプライ４及び各チェーハ１ｃ・１ｄを押して巻き上げるステップ（ＳＴ３）と、
を含む。

このように、角度αを設定すれば、ナイロンチェーハ１ｄのコードウェーブを抑制でき、ビード部１の故障を低減して耐久性を向上させることが可能となる。ローラＤ２だけで押し上げられるとコードウェーブが発生しやすいと考えられるところ、角度αを小さくすれば、ナイロンチェーハ１ｄ端の巻き上げ後の高さが低くなり、ビード部１が寝る姿勢になるので、ナイロンチェーハ１ｄの自重で積極的に接着され、ローラＤ２から局所的に受ける力を低減でき、ナイロンチェーハ１ｄのコードウェーブを抑制できると考えられる。ナイロンチェーハ１ｄの変化量が１５°以内に抑制できた。

本実施形態において、生タイヤの内側に加える圧力は、０．０３ＭＰａ以上且つ０．１ＭＰａ以下である。内圧が０．０３ＭＰａよりも小さければ、ナイロンチェーハ１ｄのコードウェーブの抑制効果は高くなる一方で、逆にカーカスプライ４のコードウェーブが招来されてしまうからである。内圧が０．１ＭＰａよりも大きくなれば、ナイロンチェーハ１ｄのコードウェーブが招来されてしまうからである。

本実施形態において、ビードコア１ａのタイヤ径方向外側にビードフィラー１ｂが設けられており、ビードロック機構Ｄ１でビード部１を固定した状態において、ビードフィラー１ｂの先端とカーカスプライ４とは離間している。このように両者を離間させた状態で巻き上げを開始すれば、巻き上げ時に両者が順に当接することで、エア入りを抑制することが可能となる。

本開示の構成と効果を具体的に示すために、下記実施例について下記の評価を行った。

（１）ナイロンチェーハの角度変化
成形後の生タイヤからサンプルをピックアップし、ナイロンチェーハの角度変化量（コードウェーブ量）を計測した。比較例１を１００として指数で表した。数値が小さいほど、コードウェーブが少なく、ビード部１の耐久性向上に寄与していると考えられる。

（２）カーカスプライの角度変化
成形後の生タイヤからサンプルをピックアップし、カーカスプライの角度変化量（コードウェーブ量）を計測した。所定量以上のコードウェーブが発生した場合には、×、許容範囲内であれば○と表記している。

（３）耐久試験走行距離
タイヤサイズ１１Ｒ２２．５を７．５０×２２．５のリムに装着し、内圧７００ｋＰａ、荷重５４５０ｋｇｆ（１６８時間毎に１０％増大させる）、速度５０ｋｍ／ｈの条件において、ドラム上でビード部１が故障するまでタイヤを走行させた。走行距離について比較例１を１００として指数で表した。数値が大きいほど、走行距離が長いので、ビード耐久性能が良好となる。

比較例１
表に示すように、角度αを７５°、生タイヤ成形時の内圧を０．０８ＭＰａとして成形した生タイヤを加硫して製造した空気入りタイヤを用いた。

実施例１
角度αを５０°、生タイヤ成形時の内圧を０．０８ＭＰａとして成形した生タイヤを加硫して製造した空気入りタイヤを用いた。

実施例２
角度αを６０°、生タイヤ成形時の内圧を０．０８ＭＰａとして成形した生タイヤを加硫して製造した空気入りタイヤを用いた。

実施例３
角度αを７０°、生タイヤ成形時の内圧を０．０８ＭＰａとして成形した生タイヤを加硫して製造した空気入りタイヤを用いた。

実施例４
角度αを６０°、生タイヤ成形時の内圧を０．０２ＭＰａとして成形した生タイヤを加硫して製造した空気入りタイヤを用いた。

実施例５
角度αを６０°、生タイヤ成形時の内圧を０．０３ＭＰａとして成形した生タイヤを加硫して製造した空気入りタイヤを用いた。

実施例６
角度αを６０°、生タイヤ成形時の内圧を０．０５ＭＰａとして成形した生タイヤを加硫して製造した空気入りタイヤを用いた。

実施例７
角度αを６０°、生タイヤ成形時の内圧を０．１ＭＰａとして成形した生タイヤを加硫して製造した空気入りタイヤを用いた。

比較例１、実施例１〜３によれば、角度αが小さければナイロンチェーハ１ｄのコードウェーブを抑制できることが分かる。ただし、角度αが５０°を下回ると、ベルトドラム径を小さくする変更が必要となる。現時点のベルトドラム径は最適と思われる径にしているところ、ベルトドラム径を小さくすると、高速耐久力及び偏摩耗の悪化を招くため、実施できなかった。よって、角度αの好適な範囲は、５０°以上且つ７０°以下であることが分かる。

実施例４，５によれば、内圧が０．０３ＭＰａよりも小さければ、カーカスプライ４にコードウェーブが発生してしまうことが分かった。実施例２，４〜７によれば、内圧は０．０３以上０．１ＭＰａ以下が好ましいことが分かる。

上記の各実施形態で採用している構造を他の任意の実施形態に採用することは可能である。各部の具体的な構成は、上述した実施形態のみに限定されるものではなく、本開示の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。

１…ビード部
１ａ…ビードコア
１ｂ…ビードフィラー
１ｃ…スチールチェーハ
１ｄ…ナイロンチェーハ
２…サイドウォール部
３…トレッド部
４…カーカスプライ
４ｂ…ベルト
Ｄ１…ビードロック機構
Ｄ２…ローラ

Claims (3)

1. トレッド部からサイドウォール部を経て一対のビード部に至るカーカスプライと、前記トレッド部において前記カーカスプライのタイヤ径方向外側に設けられるベルトと、前記ビード部において前記カーカスプライが巻き上げられるビードコアと、前記ビード部において前記ビードコアを基準として前記カーカスプライよりも外側に配置される１層のスチールチェーハ及び２層以上のナイロンチェーハと、を有する生タイヤを成形する方法であって、
   前記カーカスプライの端部、前記各チェーハの端部が巻き上げられていない状態の生タイヤのビード部をビードロック機構で固定するステップと、
   最もタイヤ幅方向内側となる前記ビードコアの端からの垂線と前記ビードロック機構の把持面との交点をビードロック点とした場合に、最もタイヤ幅方向外側になる前記ベルトの端と前記ビードロック点とを結ぶ直線に対する水平線の角度が５０°以上且つ７０°以下となるように、前記ビードロック機構同士の間隔を設定するステップと、
   前記生タイヤの内側に圧力を加えた状態において下方から上方へ動くローラで前記カーカスプライ及び前記各チェーハを押して巻き上げるステップと、
   を含む生タイヤの成形方法。
2. 前記生タイヤの内側に加える圧力は、０．０３ＭＰａ以上且つ０．１ＭＰａ以下である請求項１に記載の生タイヤの成形方法。
3. 前記ビードコアのタイヤ径方向外側にビードフィラーが設けられており、
   前記ビードロック機構で前記ビード部を固定した状態において、前記ビードフィラーの先端と前記カーカスプライとは離間している請求項１又は２に記載の生タイヤの成形方法。

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