JP7067348B2 - 生タイヤ製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、ビードエーペックスゴムを、ゴムストリップの巻き重ねによって形成する生タイヤ製造方法に関する。

従来より、巾狭帯状のゴムストリップを用いてタイヤ構成部材を成形する技術（ストリップワインド方式）が知られている。

そして特許文献１の図８には、成形フォーマ上に形成された円筒状のカーカスプライの外周面上で、ゴムストリップを螺旋状に巻き重ね、これによりビードエーペックスゴムをタイヤ軸方向に倒れた横向き状態で形成することが提案されている。

この場合、ビードエーペックスゴムを横向き状態で形成するため、ゴムストリップの巻き付けを安定して行うことができる。しかし、シェーピング時には、横向き状態のビードエーペックスゴムを、縦向き状態（半径方向に立ち上がる状態）に起き上がらせる必要がある。しかし、このとき、半径方向外側となるゴムストリップの巻回部ほど、半径方向内側に強く引っ張られる。その結果、巻回乱れが生じ、ビードエーペックスゴムに変形を招くなど形成精度を低下させるという傾向がある。

この傾向は、半径方向高さが大なビードエーペックスゴムほどより顕著となる。

なお、半径方向高さが大なビードエーペックスゴムは、剛性バランス等の観点から、硬質ゴムからなる半径方向内側の第１ゴム部と、軟質ゴムからなる半径方向外側の第２ゴム部とで形成される場合が多い。このようなビードエーペックスゴムをストリップワインド方式で形成する場合、第１ゴム部及び第２ゴム部を、それぞれ別々のゴムストリップの巻き重ねによって形成するが、このとき、第１ゴム部と第２ゴム部との境界で空気溜まりが発生し易く、タイヤ品質を損ねる傾向となる。

特開２００７－１６８２４１号公報

本発明は、硬質の第１ゴム部と軟質の第２ゴム部とからなるビードエーペックスゴムを、ストリップワインド方式で形成する際、空気溜まりの発生を抑えるとともに、ゴムストリップの巻回乱れを抑えてビードエーペックスゴムの形成精度を高めうる生タイヤ製造方法を提供することを課題としている。

本発明は、成形フォーマ上で、カーカスプライとビードコアとビードエーペックスゴムとを含む円筒状の１次成形体を形成する第１工程と、
前記１次成形体をトロイド状に膨張させてシェーピングする第２工程とを含む生タイヤ製造方法であって、
前記第１工程は、円筒状のカーカスプライ上に、ビードコアをセットするコアセット段階と、前記ビードコアよりもタイヤ軸方向内側となる位置にビードエーペックスゴムを形成するエーペックス形成段階とを含み、
前記エーペックス形成段階は、
前記円筒状のカーカスプライ上で、加硫後のゴム硬度が大となる未加硫の第１のゴムストリップを螺旋状に巻き重ねることにより、第１ゴム部を形成する第１ステップと、
前記第１ゴム部上で、加硫後のゴム硬度が小となる未加硫の第２のゴムストリップを螺旋状に巻き重ねることにより第２ゴム部を形成する第２ステップとを含み、
しかも前記第１、第２のゴムストリップは、それぞれ、タイヤ軸方向内側から外側に向かって巻き付けられる。

本発明に係る生タイヤ製造方法では、前記第１工程において、ビードエーペックスゴムは、前記ビードコアからタイヤ軸方向内側に距離を隔てて形成されるのが好ましい。

本発明に係る生タイヤ製造方法では、前記第１工程で形成されるビードエーペックスゴムは、前記第２工程におけるシェーピングにより、前記ビードコアの半径方向外面と接合するのが好ましい。

本発明は叙上の如く、エーペックス形成段階が、第１ステップと第２ステップとを含む。第１ステップでは、円筒状のカーカスプライ上で、第１のゴムストリップを螺旋状に巻き重ねて硬質側の第１ゴム部を形成する。又、第２ステップでは、第１ゴム部上で、第２のゴムストリップを螺旋状に巻き重ねて軟質側の第２ゴム部を形成する。

従って、半径方向高さが大なビードエーペックスゴムを、剛性バランスを確保しながらストリップワインド方式により形成することが可能になる。

ここで、横向き状態で形成されたビードエーペックスゴムを、縦向き状態に起き上がらせるとき、半径方向外側の巻回部ほど、強い張力を受けて半径方向内側に強く引っ張られる。その結果、従来においては、巻き付けに乱れが生じ、ビードエーペックスゴムに変形を招く。

しかし、本発明では、第１、第２のゴムストリップが、それぞれ、タイヤ軸方向内側から外側に向かって巻き付けられている。

この場合、縦向き状態に起き上がる際、半径方向内側に最も強く引っ張られる巻始め端部（タイヤ軸方向内端部）が、２周目、３周目・・・の巻回部に順次重ね合わされ、カーカスプライに押し付けられる。その結果、巻始め端部側の動きが拘束され、起き上がりに際してのゴムストリップの巻回乱れを抑制しうる。又粘着性の観点からは、硬質側となる第１のゴムストリップの方が、軟質側となる第２のゴムストリップより粘着性に劣るため、一般に、巻回乱れが生じやすい傾向にある。しかし、第２ゴム部が第１ゴム部をカーカスプライに押し付けるため、この点からも巻回乱れをさらに抑制しうる。

又第１、第２のゴムストリップの巻き付け方向が同じとなるため、第１ゴム部と第２ゴム部との境界での空気溜まりの発生を低く抑えうる。

本発明の生タイヤ製造方法を用いて形成された空気入りタイヤの一例を示す断面図である。 第１工程を概念的に示す断面図である。 第２工程を概念的に示す断面図である。 （Ａ）はエーペックス形成段階における第１ステップを概念的に示す部分断面図、（Ｂ）は、第２ステップを概念的に示す部分断面図である。

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、本発明の生タイヤ製造方法を用いて形成された空気入りタイヤ１の断面図である。図１に示すように、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をへてビード部４のビードコア５に至るカーカス６と、ビードコア５から半径方向外側にのびるビードエーペックスゴム８とを具える。

カーカス６は、カーカスコードをタイヤ周方向に対して例えば７５～９０゜の角度で配列した１枚以上、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間に跨るトロイド状のプライ本体部６ａと、その両端に連なりかつビードコア５の回りをタイヤ軸方向内側から外側に折り返されるプライ折返し部６ｂとを具える。

カーカス６の半径方向外側かつトレッド部２の内部には、ベルト層７が配される。ベルト層７は、ベルトコードをタイヤ周方向に対して例えば１０～４５゜の角度で配列した２枚以上、本例では２枚のベルトプライ７Ａ、７Ｂから形成される。ベルト層７は、各ベルトコードがプライ間相互で交差し、これによりベルト剛性が高められる。

ビードエーペックスゴム８は、断面三角形状をなし、プライ本体部６ａとプライ折返し部６ｂとの間を通ってビードコア５から半径方向外側にのびる。

ビードエーペックスゴム８は、境界線Ｘによって区分される第１ゴム部８Ａと第２ゴム部８Ｂとを具える。境界線Ｘは、タイヤ軸方向内方に向かって半径方向外方に傾斜する。また第１ゴム部８Ａは、境界線Ｘよりも半径方向内側に配され、第２ゴム部８Ｂは、境界線Ｘよりも半径方向外側に配される。

第１ゴム部８Ａは、第２ゴム部８Ｂよりもゴム硬度が大なゴムから形成され、第２ゴム部８Ｂは、第１ゴム部８Ａよりもゴム硬度が小なゴムから形成される。このように、ビードエーペックスゴム８を、ゴム硬度が異なる第１ゴム部８Ａと第２ゴム部８Ｂとで形成することで、優れた剛性バランスを保ちながら、ビードエーペックスゴム８の半径方向高さを高め、操縦安定性、耐久性等を向上させることが可能になる。

次に、空気入りタイヤ１のための生タイヤ製造方法を説明する。
この生タイヤ製造方法は、第１工程Ｓ１（図２に示す）と、第２工程Ｓ２（図３に示す）とを具える。

図２に示すように、第１工程Ｓ１では、成形フォーマＦ上で、カーカスプライ６Ａとビードコア５とビードエーペックスゴム８とを含む円筒状の１次成形体１０が形成される。

詳しくは、第１工程Ｓ１では、円筒状のカーカスプライ６Ａ上に、ビードコア５をセットするコアセット段階Ｓ１ａと、ビードコア５よりもタイヤ軸方向内側となる位置にビードエーペックスゴム８を横向き状態Ｋａで形成するエーペックス形成段階Ｓ１ｂとを含む。

円筒状のカーカスプライ６Ａは、成形フォーマＦ上で、シート状のカーカスプライ６Ａを巻回させる（例えば一周巻き）ことにより形成される。シート状のカーカスプライ６Ａとしては、その内面にインナーライナゴム（図示しない）を積層した複合シートを採用しうる。しかし、カーカスプライ６Ａの巻回に先駆けて、成形フォーマＦ上で、シート状のインナーライナゴムを巻き付けておいても良い。

成形フォーマＦとしては、所謂シングルステージ形成方法にて使用されるフォーマが好適に採用される。この成形フォーマＦは、ビードコア５を支持するビードロック手段（図示省略）と、プライ折返し部６ｂを半径方向外側に巻き上げる巻き上げ手段（図示省略）等を具えた周知構造をなす。

前記コアセット段階Ｓ１ａでは、成形フォーマＦのタイヤ軸方向両外側から挿入した一対のビードコア５を、所定のセット位置Ｐまで移動し、かつビードロック手段を作動させることによりビードコア５をセットする。このコアセット段階Ｓ１ａは、エーペックス形成段階Ｓ１ｂに先駆けて行うことができるが、好ましくは、エーペックス形成段階Ｓ１ｂの後に行われる。

エーペックス形成段階Ｓ１ｂは、第１ゴム部８Ａを形成する第１ステップＳ１ｂ_１（図４（Ａ）に示す）と、第２ゴム部８Ｂを形成する第２ステップＳ１ｂ_２（図４（Ｂ）に示す）とを具える。

図４（Ａ）に示すように、第１ステップＳ１ｂ_１では、円筒状のカーカスプライ６Ａ上で、第１ゴム部８Ａ形成用の未加硫の第１のゴムストリップＧ１を螺旋状に巻き重ねる。これにより、前記セット位置Ｐよりもタイヤ軸方向内側となる位置に、未加硫の第１ゴム部８Ａがストリップ巻回体２１として形成される。

第１のゴムストリップＧ１は、タイヤ軸方向内側の巻始め端部Ｅ１ａからタイヤ軸方向外側の巻終わり端部Ｅ１ｂまで、タイヤ軸方向外側に向かって螺旋巻きされる。

図４（Ｂ）に示すように、第２ステップＳ１ｂ２では、第１ゴム部８Ａ（ストリップ巻回体２１）上で、第２ゴム部８Ｂ形成用の未加硫の第２のゴムストリップＧ２を螺旋状に巻き重ねる。これにより、未加硫の第２ゴム部８Ｂがストリップ巻回体２２として形成される。

第２のゴムストリップＧ２は、タイヤ軸方向内側の巻始め端部Ｅ２ａからタイヤ軸方向外側の巻終わり端部Ｅ２ｂまで、タイヤ軸方向外側に向かって螺旋巻きされる。

前記巻始め端部Ｅ２ａは、巻始め端部Ｅ１ａよりもタイヤ軸方向内側に配される。従って、第２ゴム部８Ｂ（ストリップ巻回体２２）は、前記巻始め端部Ｅ１ａよりもタイヤ軸方向内側の領域Ｙｉにおいては、カーカスプライ６Ａ上に重なり、巻始め端部Ｅ１ａよりもタイヤ軸方向外側の領域Ｙｏにおいては、第１ゴム部８Ａ（ストリップ巻回体２１）上に重ね合わされる。

ストリップ巻回体２１、２２の断面形状及びサイズは、加硫成形後の第１ゴム部８Ａ、第２ゴム部８Ｂの断面形状及びサイズに応じて適宜設定される。

又第１、第２のゴムストリップＧ１、Ｇ２の断面形状及びサイズは、特に規制されることがなく、ストリップワインド方式に使用される従来のゴムストリップの断面形状及びサイズが好適に採用しうる。

図４（Ｂ）に示すように、第１工程Ｓ１では、ビードエーペックスゴム８は、セット位置Ｐのビードコア５からタイヤ軸方向内側に距離Ｌを隔てて形成される。この距離Ｌは、ビードコア５の半径方向高さＨ以下であるのが好ましく、特には、高さＨの０．６倍以上であるのが好ましい。なおビードエーペックスゴム８のタイヤ軸方向外側の側面ｆｏが、ビードコア５の半径方向外面５ｓに接合される。本例では、ビードコア５が略矩形状断面を有する場合が示される。しかし、６角形状断面であっても良い。

図３に示すように、第２工程Ｓ２では、円筒状の前記１次成形体１０をトロイド状に膨張させてシェーピングが行われる。シェーピングでは、膨張する１次成形体１０の膨張部分とトレッドリング１１とが一体に連結され、生タイヤが形成される。

なお１次成形体１０の膨張は、ビードコア５、５間を近づけながら、ビードコア５、５間のカーカスプライ６Ａをトロイド状に膨張させることにより行われる。このとき、横向き状態Ｋａのビードエーペックスゴム８が、カーカスプライ６Ａとともに縦向き状態Ｋｂに起き上がり、ビードエーペックスゴム８の側面ｆｏがビードコア５の半径方向外面５ｓに押し付けられて接合される。

図４（Ｂ）に示すように、前記距離Ｌが高さＨより大きいと、接合時、ビードエーペックスゴム８とビードコア５との間に隙間が生じ、空気溜まりの発生原因となる。又距離Ｌが高さＨの０．６倍より小さいと、起き上がり時に、ビードエーペックスゴム８がビードコア５と強く擦れてビードエーペックスゴム８の変形を招く。このような観点から、前記距離Ｌの上限は、高さＨの０．８倍以下がより好ましく、下限は、高さＨの０．６倍以上がより好ましい。

この生タイヤ製造方法では、エーペックス形成段階が、第１ステップＳ１ｂ_１と第２ステップＳ１ｂ_２とを含むため、半径方向高さが大なビードエーペックスゴム８を、剛性バランスを確保しながらストリップワインド方式により形成することができる。

又第１、第２のゴムストリップＧ１、Ｇ２が、それぞれ、タイヤ軸方向内側から外側に向かって巻き付けられる。そのため、第１ゴム部８Ａでは、巻始め端部Ｅ１ａが、第１のゴムストリップＧ１の２周目、３周目・・・の巻回部に順次押さえ付けられ。その結果、巻始め端部Ｅ１ａ側の動きが拘束され、起き上がりに際してのゴムストリップＧ１の巻回乱れが抑制される。

同様に、第２ゴム部８Ｂでは、巻始め端部Ｅ２ａが、第２のゴムストリップＧ２の２周目、３周目・・・の巻回部に順次押さえ付けられ。その結果、巻始め端部Ｅ２ａ側の動きが拘束され、起き上がりに際してのゴムストリップＧ２の巻回乱れが抑制される。なお、粘着性の観点からは、第１のゴムストリップＧ１の方が、第２のゴムストリップＧ２より粘着性に劣るため、巻回乱れが生じやすい傾向にある。しかし、巻始め端部Ｅ１ａが巻始め端部Ｅ２ａよりタイヤ軸方向外側に位置すること、及び第２ゴム部８Ｂが第１ゴム部８Ａを押さえ付けることにより、ビードエーペックスゴム８全体として巻回乱れをさらに抑制しうる。

又第１、第２のゴムストリップＧ１、Ｇ２の巻き付け方向が同じとなるため、第１ゴム部８Ａと第２ゴム部８Ｂとの境界における空気溜まりの発生が低く抑えられる。

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。

５ ビードコア
５ｓ 外面
６Ａ カーカスプライ
８ ビードエーペックスゴム
８Ａ 第１ゴム部
８Ｂ 第２ゴム部
１０ １次成形体
Ｆ 成形フォーマ
Ｇ１ 第１のゴムストリップ
Ｇ２ 第２のゴムストリップ
Ｌ 距離
Ｓ１ 第１工程
Ｓ１ａ コアセット段階
Ｓ１ｂ エーペックス形成段階
Ｓ１ｂ_１ 第１ステップ
Ｓ１ｂ_２ 第２ステップ
Ｓ２ 第２工程

Claims (3)

1. 成形フォーマ上で、カーカスプライとビードコアとビードエーペックスゴムとを含む円筒状の１次成形体を形成する第１工程と、
   前記１次成形体をトロイド状に膨張させてシェーピングする第２工程とを含む生タイヤ製造方法であって、
   前記第１工程は、円筒状のカーカスプライ上に、ビードコアをセットするコアセット段階と、前記ビードコアよりもタイヤ軸方向内側となる位置にビードエーペックスゴムを形成するエーペックス形成段階とを含み、
   前記エーペックス形成段階は、
   前記円筒状のカーカスプライ上で、加硫後のゴム硬度が大となる未加硫の第１のゴムストリップを螺旋状に巻き重ねることにより、第１ゴム部を形成する第１ステップと、
   前記第１ゴム部上で、加硫後のゴム硬度が小となる未加硫の第２のゴムストリップを螺旋状に巻き重ねることにより第２ゴム部を形成する第２ステップとを含み、
   しかも前記第１、第２のゴムストリップは、それぞれ、タイヤ軸方向内側から外側に向かって巻き付けられる生タイヤ製造方法。
2. 前記第１工程では、ビードエーペックスゴムは、前記ビードコアからタイヤ軸方向内側に距離を隔てて形成される請求項１記載の生タイヤ製造方法。
3. 前記第１工程で形成されるビードエーペックスゴムは、前記第２工程におけるシェーピングにより、前記ビードコアの半径方向外面と接合する請求項２記載の生タイヤ製造方法。

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