JP6794664B2 - 生タイヤの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、トレッドリングをステッチダウンする際の歪みの不均一を減じてタイヤのユニフォーミティを向上させる生タイヤの製造方法に関する。

ラジアルタイヤにおける生タイヤの製造工程では、図１０に示すように、予め形成されたトレッドリングａの内周面と、シェーピングフォーマｂによってトロイド状に膨張された生タイヤ基体ｃの外周面とを、一体に接合することで生タイヤｔが形成される。

このとき、前記トレッドリングａの内周面が直円筒状をなすのに対して、生タイヤ基体ｃの外周面は、凸円弧状に湾曲している。そのため、前記トレッドリングａの両側部分ａ１を生タイヤ基体ｃに貼り付けるために、前記両側部分ａ１をステッチローラ（図示しない）等を用いて半径方向内側に押し付ける所謂ステッチダウンが必要となる（例えば特許文献１参照）。

しかし、このステッチダウンでは、前記両側部分ａ１の縮径変形によりトレッドゴムに圧縮歪みが不均一に発生する。

他方、近年、テープ状の未加硫のゴムストリップを螺旋状に巻き付けることにより、トレッドゴムなどを形成する所謂ストリップワインド法が提案されている（例えば特許文献２参照）。しかし、特にこのストリップワインド法によって形成されたトレッドゴムを有するトレッドリングに、前記ステッチダウンを行った場合、圧縮によりゴムストリップの配列乱れやゴムストリップ間の剥離等も発生する。その結果、歪みの不均一が大きくなってタイヤのユニフォーミティをさらに悪化させるという問題がある。

なお、ステッチダウンを時間をかけてゆっくり行うことで、歪みの不均一をある程度減じることは可能であるが、この場合生産性の低下を招いてしまう。

特開２０１２−１３１１６７号公報 特開２００６−０４３９０８号公報

そこで本発明は、生産性の低下を招くことなく、ストリップワインド法で形成したトレッドゴムをステッチダウンする際の歪みの不均一を減じてタイヤのユニフォーミティを向上させうる生タイヤの製造方法を提供することを課題としている。

本発明は、トレッドリングを形成するトレッドリング形成工程、
及び前記トレッドリングの内周面と、シェーピングフォーマによりトロイド状に膨張させた生タイヤ基体の外周面とを一体に接合する接合工程を含む生タイヤの製造方法であって、
前記トレッドリング形成工程は、
直円筒状のドラム上で、ベルトプライを巻き付けてベルト層を形成する第１ステップと、トレッドゴムストリップを張力を有して螺旋状に巻き付けてトレッドゴムを形成する第２ステップとを具えるとともに、
前記第２ステップにおいて、前記ベルト層のタイヤ軸方向外端位置Ｐよりもタイヤ軸方向外側の領域Ｙｏにおいて巻き付けられるトレッドゴムストリップの張力ＴＡｏを、前記外端位置Ｐよりもタイヤ軸方向内側の領域Ｙｉにおいて巻き付けられるトレッドゴムストリップの張力ＴＡｉよりも大としたことを特徴としている。

本発明に係る生タイヤの製造方法では、前記張力ＴＡｏは、張力ＴＡｉの１０３％以上であることが好ましい。

本発明に係る生タイヤの製造方法では、前記トレッドゴムストリップの巻き付けの開始位置Ｐａは、前記内側の領域Ｙｉに位置してもよく、また外側の領域Ｙｏに位置することもできる。巻き付けの開始位置Ｐａが、前記外側の領域Ｙｏに位置する場合、トレッドゴムストリップは、巻き付け開始から１周した後、前記張力ＴＡｏで巻き付けられることが好ましい。

本発明に係る生タイヤの製造方法では、巻き付けの開始位置Ｐａが、前記内側の領域Ｙｏに位置する場合、前記張力ＴＡｏは、タイヤ軸方向外側に向かって順次大きくなることが好ましい。

本発明に係る生タイヤの製造方法では、巻き付けの開始位置Ｐａが、前記外側の領域Ｙｏに位置する場合、前記張力ＴＡｏは、巻き付け開始から１周目以外は、タイヤ軸方向外側に向かって順次強くなることが好ましい。

本発明に係る生タイヤの製造方法では、巻き付けの開始位置Ｐａが、前記外側の領域Ｙｏに位置する場合、前記巻き付け開始から１周目の張力ＴＡ１は、前記張力ＴＡｉよりも大であることが好ましい。

本発明に係る生タイヤの製造方法では、前記トレッドリング形成工程は、前記第２ステップの後、前記トレッドゴムのタイヤ軸方向外端部に連なってウイングゴムストリップを張力ＴＵを有して螺旋状に巻き付けてウイングゴムを形成する第３ステップを具え、かつ前記張力ＴＵは、前記張力ＴＡｉより大であることが好ましい。

本発明に係る生タイヤの製造方法では、前記トレッドリング形成工程は、前記第１ステップと第２ステップとの間に、ベースゴムストリップを張力を有して螺旋状に巻き付けてトレッドベースゴムを形成する第４ステップを具るとともに、前記外側の領域Ｙｏにおけるベースゴムストリップの張力ＴＢｏを、前記内側の領域Ｙｉにおけるベースゴムストリップの張力ＴＢｉよりも大としたことが好ましい。

本発明は叙上の如く、ベルト層のタイヤ軸方向外端位置Ｐよりもタイヤ軸方向外側の領域Ｙｏにおいて巻き付けられるトレッドゴムストリップの張力ＴＡｏを、内側の領域Ｙｉにおいて巻き付けられるトレッドゴムストリップの張力ＴＡｉよりも大としている。

このようなトレッドリングでは、外側の領域Ｙｏのトレッドゴムストリップが、大な張力ＴＡｏによって長さ方向に縮もうとする。そのため、ドラムから外されたとき、外側の領域Ｙｏに縮径変形が生じ、ステッチダウンの量を少なくすることができる。その結果、ステッチダウンする際の歪み自体が少なくなり、かつ歪みの不均一を減じることができ、タイヤのユニフォーミティを向上させることが可能となる。

またトレッドゴムストリップ間の隙間、特にトレッドゴムストリップとベルト層の外端との間の隙間が、トレッドゴムストリップの収縮によって小さくなり、エアー溜まりの抑制にも効果を有する。

本発明の生タイヤの製造方法を用いて形成された空気入りタイヤの一実施形態を示す断面図である。 接合工程Ｓ２を示す断面図である。 トレッドリング形成工程を示す断面図である。 第２ステップを行う貼付け装置を概念的に示す側面図である。 （ａ）、（ｂ）は、タイヤ軸方向位置と張力ＴＡｉ、ＴＡｏとの関係を示すグラフである。 第２ステップの他の例を示す断面図である。 トレッドゴムストリップにおける巻き付け開始の１周目の張力を説明する概念図である。 第３ステップを示す断面図である。 第４ステップを示す断面図である。 ステッチダウンによる従来の問題点を説明する断面図である。 トレッドゴムストリップが外端位置を通る部分にける張力を説明する概念図である。

以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。
図１は、本実施形態の生タイヤの製造方法に基づいて形成された空気入りタイヤ１の断面図である。図１において、本例の空気入りタイヤ１は、トレッド部２からサイドウォール部３を経てビード部４のビードコア５に至るカーカス６と、カーカス６のタイヤ半径方向外側かつトレッド部２の内部に配されるベルト層７とを具える。

前記カーカス６は、カーカスコードをタイヤ赤道Ｃに対して、例えば７０〜９０°の角度で配列した少なくとも１枚、本例では１枚のカーカスプライ６Ａから形成される。このカーカスプライ６Ａは、ビードコア５、５間を跨る本体部６ａの両端に、ビードコア５の廻りをタイヤ軸方向内側から外側に折り返される折返し部６ｂを一連に具える。また前記本体部６ａと折返し部６ｂとの間には、ビードコア５からタイヤ半径方向外方に向かって先細状にのびるビードエーペックスゴム８が配される。

前記ベルト層７は、ベルトコードをタイヤ赤道Ｃに対して、例えば１５〜４５゜の角度で配列した少なくとも２枚、本例では２枚のベルトプライ７Ａ、７Ｂから形成される。

前記ベルト層７の半径方向外側に、バンド層（図示しない）を形成することもできる。この場合、バンド層のタイヤ軸方向外端は、ベルト層７のタイヤ軸方向外端と略同位置で終端する。なおバンド層は、バンドコードをタイヤ周方向に螺旋状に巻回させた少なくとも１枚のバンドプライから形成される。

また前記ベルト層７の半径方向外側には、トレッド接地面２ｓをなすトレッドゴム２Ｇが配される。

次に、前記空気入りタイヤ１のための生タイヤ１Ｎの製造方法は、図２、３に示すように、トレッドリング形成工程Ｓ１（図３に示す）と、このトレッドリング形成工程Ｓ１により形成されたトレッドリング１０の内周面１０ｓと、シェーピングフォーマ１１によりトロイド状に膨張させた生タイヤ基体１２の外周面１２ｓとを一体に接合する接合工程Ｓ２（図２に示す）を含む。

なお生タイヤ基体１２は、従来と同様の形成工程によって形成されるため、その説明を省略する。また接合工程Ｓもステッチダウンを含む従来と同様の工程であり、その説明を省略する。従って本明細書では、従来の製造方法と相違するトレッドリング形成工程Ｓ１について、以下に説明する。

図３に示すように、前記トレッドリング形成工程Ｓ１は、第１ステップＳ１１と第２ステップＳ１２とを含む。

前記第１ステップＳ１１では、直円筒状のドラム１３上で、ベルトプライ７Ａ、７Ｂを順次巻き付けてベルト層７を形成する。

また前記第２ステップＳ１２では、第１ステップＳ１１の後、ドラム１３上かつベルト層７上を含んで、トレッドゴムストリップ１５を張力を有して螺旋状に巻き付け、これによりトレッドゴム２Ｇを形成する。

この第２ステップＳ１２では、ベルト層７のタイヤ軸方向外端位置Ｐよりもタイヤ軸方向外側の領域Ｙｏにおいて巻き付けられるトレッドゴムストリップ１５の張力ＴＡｏを、前記外端位置Ｐよりもタイヤ軸方向内側の領域Ｙｉにおいて巻き付けられるトレッドゴムストリップ１５の張力ＴＡｉよりも大としている。

「外端位置Ｐ」とは、最も幅広のベルトプライの外端を通る半径方向線の位置として定義される。また図１１に誇張して示すように、トレッドゴムストリップ１５が外端位置Ｐを通る部分１５ｍにおいては、その張力ＴＡｍは、張力ＴＡｉと等しくてもまた張力ＴＡｏと等しくても良く、また張力ＴＡｉと張力ＴＡｏとの間の値であっても良い。

このように形成されたトレッドリング１０では、外側の領域Ｙｏのトレッドゴムストリップ１５が、大な張力ＴＡｏによって長さ方向に縮もうとする。そのため、トレッドリング１０がドラム１３から外されたとき、図２に示すように、トレッドゴム２Ｇの外側の領域Ｙｏに、縮径変形が生じ、ステッチダウンの量を少なくすることができる。その結果、ステッチダウンする際の歪み自体が少なくなり、不均一を減じてタイヤのユニフォーミティを向上させることができる。

前記張力ＴＡｏは、張力ＴＡｉの１０３％以上であることが好ましく、１０３％を下回ると、上記効果が充分に発揮されなくなる。また張力ＴＡｏの上限は、張力ＴＡｉの１１０％以下が好ましく、１１０％を超えると、トレッドゴムストリップ１５の貼付け精度が落ちる傾向となる。

図３に示すように、第２ステップＳ１２では、トレッドゴムストリップ１５の巻き付けの開始位置Ｐａを、前記内側の領域Ｙｉに位置させることが好ましい。この場合、トレッドゴムストリップ１５の巻き付けの開始端Ｅが、ベルト層７に強固に粘着されるとともに、トレッドゴムストリップ１５が低い張力ＴＡｉで巻き始められる。従って、巻き始めから、所定の張力ＴＡｉで精度良くかつ容易にトレッドゴムストリップ１５を巻き付けることができる。

このとき、図５（ａ）に示すように、前記張力ＴＡｉ、ＴＡｏをそれぞれ一定値とすることができる。なおＴＡｉからＴＡｏへの変化は、前記外端位置Ｐを通る部分１５ｍ（図１１に示す）において行われる。また図５（ｂ）に示すように、前記張力ＴＡｏを、タイヤ軸方向外側に向かって順次大きくすることもできる。この場合、トレッドゴム２Ｇの縮径がトレッド端に向かって大きくなり、歪みの不均一がより減じられるため好ましく実施しうる。なお「順次大きくする」には、漸増以外に、段階的に大きくする場合も含まれる。また順次大きくする場合、張力ＴＡｏの最大値を、前記張力ＴＡｉの１０３％〜１１０％の範囲とするのが好ましい。

また図６に示すように、第２ステップＳ１２では、トレッドゴムストリップ１５の巻き付けの開始位置Ｐａを、前記外側の領域Ｙｏに位置させることもできる。本例では、開始位置Ｐａが、トレッドゴム２Ｇのタイヤ軸方向外端に位置する場合が示される。この場合、トレッドゴムストリップ１５の巻き付けの開始端Ｅが、ドラム１３に粘着されるため、滑りやすくなる。従って、図７に示すように、巻き付け開始から１周した後、前記張力ＴＡｏで巻き付けることが好ましい。なお１周目の張力ＴＡ１は、前記張力ＴＡｉよりも小であっても良いが、張力ＴＡｉより大であるのが好ましい。この場合、前記張力ＴＡｏは、巻き付け開始から１周目以外は、タイヤ軸方向外側に向かって順次大きくするのが、歪みの不均一を減じる上で好ましい。

前記第２ステップＳ１２は、例えば図４に示す貼付け装置２０によって行うことができる。本例の貼付け装置２０は、トレッドゴムストリップ１５をドラム１３まで搬送する上下のコンベヤ２１Ｕ、２１Ｌを有する。この上下のコンベヤ２１Ｕ、２１Ｌの搬送ベルトＵａ、Ｌａ間でトレッドゴムストリップ１５を挟んでドラム１３まで搬送する。そして、ドラム１３の周速度に対する、貼付け装置２０の搬送速度を制御することで、トレッドゴムストリップ１５の張力ＴＡをコントロールすることができる。なお搬送速度は駆動モータＭにより制御可能である。図中の符号２２は、トレッドゴムストリップ１５をドラム１３に押し付ける圧接ローラであり、シリンダ２３によりドラム１３に向かって進退移動しうる。

図８に、トレッドリング形成工程Ｓ１の他の例を示す。本例のトレッドリング形成工程Ｓ１は、ウイングゴム２４を形成するための第３ステップＳ１３を具える。なおウイングゴム２４は、周知のようにトレッドゴム２Ｇのタイヤ軸方向外側に連なり、サイドウォールゴムとの接着性を向上させる。

前記第３ステップＳ１３は、第２ステップＳ１２の後、トレッドゴム２Ｇのタイヤ軸方向外端部に連なってウイングゴムストリップ２５を張力ＴＵを有して螺旋状に巻き付けることによりウイングゴム２４を形成する。ウイングゴムストリップ２５の張力ＴＵも、ステッチダウン量を減じるために、前記張力ＴＡｉより大に設定される。特には、張力ＴＵは、前記張力ＴＡｉの１０３〜１１０％の範囲が好ましく、また前記張力ＴＡｏ以上であるのがさらに好ましい。また第３ステップＳ１３では、第２ステップＳ１２と同様、前記張力ＴＵを、タイヤ軸方向外側に向かって順次大きくするのが好ましい。

図９に、トレッドリング形成工程Ｓ１のさらに他の例を示す。本例のトレッドリング形成工程Ｓ１は、トレッドベースゴム２６を形成するための第４ステップＳ１４を具える。なおトレッドベースゴム２６は、周知のようにトレッドゴム２Ｇの半径方向内側に配され、トレッドゴム２Ｇが有するグリップ性や摩耗性能を維持しながら、トレッド剛性や転がり抵抗などを向上させる目的で形成される。

第４ステップＳ１４は、第１ステップＳ１１と第２ステップＳ１２との間に行われる。この第４ステップＳ１４では、ベースゴムストリップ２７を張力を有して螺旋状に巻き付けることによりトレッドベースゴム２６を形成する。この第４ステップＳ１４では、第２ステップＳ１２と同様、前記外側の領域Ｙｏにおいて巻き付けられるベースゴムストリップ２７の張力ＴＢｏを、内側の領域Ｙｉにおいて巻き付けられるベースゴムストリップ２７の張力ＴＢｉよりも大としている。これにより、トレッドベースゴム２６がある場合にも、ステッチダウン量を減じることができる。張力ＴＢｏ及び張力ＴＢｉは、張力ＴＡｏ及び張力ＴＡｉに準じて設定することが好ましい。

以上、本発明の特に好ましい実施形態について詳述したが、本発明は図示の実施形態に限定されることなく、種々の態様に変形して実施しうる。

図１に示す構造を有する空気入りタイヤ（１９５／６５Ｒ１５）を、表１の仕様に基づいて試作するとともに、各試供タイヤに対し、生産性、ユニフォーミティ、エアー溜まり、及び転がり抵抗についてテストした。表に記載以外は実質的に同仕様である。

（１）生産性：
生タイヤを１０００本生産したときの、ステッチダウンを含む接合工程における工程時間の総和を、比較例１を１００とする指数で評価した。数値が小さい方が工程時間が短く、生産性に優れている。

（２）ユニフォーミティ：
ＪＡＳＯ Ｃ６０７のユニフォミティ試験条件に準拠し、ラジアルフォースバリエーション（ＲＦＶ）を２０本のタイヤに対して測定し、その平均値（Ｎ）を比較例１を１００とする指数で評価した。数値が小さい方が優れている。

（３）エアー溜まり：
トレッド部のエアー溜まりによる傷の発生数を、比較例１を１００とする指数で評価した。数値が小さい方が傷の発生数が少なく優れている。

（４）転がり抵抗：
転がり抵抗試験機を用い、規定リム（１５×６ＪＪ）、内圧（２３０ｋＰａ）、荷重（３．４３ｋＮ）、速度（８０ｋｍ／ｈ）の条件での転がり抵抗を測定した。結果は、比較例１を１００とする指数により表示した。数値が小さい方が優れている。

表に示すように、実施例は、生産性の低下を招くことなく、ストリップワインド法で形成したトレッドゴムをステッチダウンする際の歪みの不均一を減じてタイヤのユニフォーミティを向上させうるのが確認できる。

２Ｇ トレッドゴム
７ ベルト層
７Ａ、７Ｂ ベルトプライ
１０ トレッドリング
１１ シェーピングフォーマ
１２ 生タイヤ基体
１３ ドラム
１５ トレッドゴムストリップ
２４ ウイングゴム
２５ ウイングゴムストリップ
２６ トレッドベースゴム
２７ ベースゴムストリップ
Ｓ１ トレッドリング形成工程
Ｓ１１ 第１ステップ
Ｓ１２ 第２ステップ
Ｓ１３ 第３ステップ
Ｓ１４ 第４ステップ
Ｓ２ 接合工程

Claims (9)

1. トレッドリングを形成するトレッドリング形成工程、
   及び前記トレッドリングの内周面と、シェーピングフォーマによりトロイド状に膨張させた生タイヤ基体の外周面とを一体に接合する接合工程を含む生タイヤの製造方法であって、
   前記トレッドリング形成工程は、
   直円筒状のドラム上で、ベルトプライを巻き付けてベルト層を形成する第１ステップと、トレッドゴムストリップを張力を有して螺旋状に巻き付けてトレッドゴムを形成する第２ステップとを具えるとともに、
   前記第２ステップにおいて、前記ベルト層のタイヤ軸方向外端位置Ｐよりもタイヤ軸方向外側の領域Ｙｏにおいて巻き付けられるトレッドゴムストリップの張力ＴＡｏを、前記外端位置Ｐよりもタイヤ軸方向内側の領域Ｙｉにおいて巻き付けられるトレッドゴムストリップの張力ＴＡｉよりも大としたことを特徴とする生タイヤの製造方法。
2. 前記張力ＴＡｏは、張力ＴＡｉの１０３％以上であることを特徴とする請求項１記載の生タイヤの製造方法。
3. 前記トレッドゴムストリップの巻き付けの開始位置Ｐａは、前記内側の領域Ｙｉに位置することを特徴とする請求項１または２記載の生タイヤの製造方法。
4. 前記トレッドゴムストリップの巻き付けの開始位置Ｐａは、前記外側の領域Ｙｏに位置し、かつ前記トレッドゴムストリップは、巻き付け開始から１周した後、前記張力ＴＡｏで巻き付けられることを特徴とする請求項１または２記載の生タイヤの製造方法。
5. 前記張力ＴＡｏは、タイヤ軸方向外側に向かって順次大きくなることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の生タイヤの製造方法。
6. 前記張力ＴＡｏは、巻き付け開始から１周目以外は、タイヤ軸方向外側に向かって順次強くなることを特徴とする請求項４記載の生タイヤの製造方法。
7. 前記巻き付け開始から１周目の張力ＴＡ１は、前記張力ＴＡｉよりも大であることを特徴とする請求項４または６記載の生タイヤの製造方法。
8. 前記トレッドリング形成工程は、前記第２ステップの後、前記トレッドゴムのタイヤ軸方向外端部に連なってウイングゴムストリップを張力ＴＵを有して螺旋状に巻き付けてウイングゴムを形成する第３ステップを具え、かつ前記張力ＴＵは、前記張力ＴＡｉより大であることを特徴とする請求項１〜７の何れかに記載の生タイヤの製造方法。
9. 前記トレッドリング形成工程は、前記第１ステップと前記第２ステップとの間に、ベースゴムストリップを張力を有して螺旋状に巻き付けてトレッドベースゴムを形成する第４ステップを具えるとともに、前記タイヤ軸方向外側の領域Ｙｏにおける前記ベースゴムストリップの張力ＴＢｏを、前記タイヤ軸方向内側の領域Ｙｉにおける前記ベースゴムストリップの張力ＴＢｉよりも大としたことを特徴とする請求項１記載の生タイヤの製造方法。

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