JPWO2007010591A1 - カーカスプライの製造方法 - Google Patents

Abstract

異なる幅寸法を有する幅広プライ原反３０ａと幅狭プライ原反３０ｂを定尺切断し、得られた幅広短冊プライ２６ａと幅狭短冊プライ２６ｂの少なくとも一方の短冊プライ２６を複数枚用い、各短冊プライ２６の非切断面側を接合して帯状のプライ部材２８を成型し、前記プライ部材２８を引っ張り率３％以下の引っ張り状態で成型ドラム５０に巻き付けることを特徴とする。【選択図】 図３

Description

本発明は、例えばラジアルタイヤのカーカス層を構成するカーカスプライの製造方法に関し、主として、多品種生産を効率よく行うことができるカーカスプライの製造方法に関する。

従来、空気入りラジアルタイヤのカーカス層を構成するカーカスプライの製造は、まず、引き揃えられた多数本の補強コードに未加硫ゴムを含浸するようにカレンダー処理してプライ原反を製造する。

次に、このプライ原反をタイヤ幅に対応した長さの短冊プライに定尺切断する。切断された短冊プライはタイヤ周方向に沿った方向に接続されて帯状の長尺プライ部材としてロール状に巻き取られて一旦保管される。

そして、カーカスプライ成型時にロールから帯状の長尺プライ部材を引き出し搬送し、これを所望のタイヤ周長に相当する長さに切断した後、成型ドラムに貼り付けてプライ成型を行う。

しかし、タイヤのカーカス層は、タイヤサイズに応じて長さや幅が異なるため、タイヤの仕様毎に寸法の違う長尺プライ部材が巻き取られたロールを多種類用意しておかなければならず、多種類のロールを保管しておく広いストックスペースを要する問題がある。また、他のタイヤ仕様のロールを転用できないため、タイヤ仕様を変更する毎にロールを交換する必要があり、その作業工数は多大なものとなって、多品種小ロット生産に対応することが困難である問題がある。

下記特許文献１には、πインチの整数倍の幅寸法を有するプライ原反をタイヤ幅に対応した長さに定尺切断した複数枚の短冊プライのそれぞれを、πインチの整数倍の外周長を有する成型ドラムの周面に、両側縁が成型ドラム軸線と平行をなす姿勢でその全周にわたって順次に貼着し、成型ドラムの周方向に隣接するそれぞれの短冊プライの各側端面を相互に突き合わせ接合することでカーカスプライを成型する技術が開示されている。

これにより、短冊プライの幅寸法の切り換えなしに各種の成型ドラムの外周面全体を丁度覆うことができ、幅寸法の異なる多種類のロールが不要となり、上記問題が解決することができるというものである。

ところで、プライ部材が巻き付けられカーカス層が形成された成型ドラムは、その外側にベルト層、トレッドゴム等が環状に巻き付けられることで円筒状のグリーンタイヤが成型された後、該グリーンタイヤを高内圧により凹状の金型内面に圧着することでトロイダル状のラジアルタイヤに加硫成型されるが、その際、成型ドラムに巻き付けられたプライ部材やベルト層等はタイヤ幅方向中央部ほど拡径するような拡張変形を起こす。

カーカス層やベルト層に使用されている補強コードは、通常繊維コードやスチールコードなどが使用されているため、この拡径時に補強コードが伸長せずに、カーカス層やベルト層の中央側ほど補強コード間の幅が広くなるように変形し、過度に補強コード間の幅が広がれば充分なタイヤ強度が得られないことがある。

そのため、タイヤ仕様によっては、上記のようなタイヤ強度の要請から成型ドラムの外周長が制限されπインチの整数倍に設定できない場合があり、かかる場合、上記特許文献１の開示の技術では短冊プライを成型ドラムの外周面全体を丁度覆うことができない問題がある。

また、成型ドラムの外周長をπインチの整数倍とすることができた場合であっても、複数枚のプライ部材を巻き付けて多層構造とする場合、１層目は成型ドラムの外周面全体を丁度覆うことができても、２層目以上はその下の層を構成するプライ部材の厚みによって周面全体を丁度覆うことができない問題がある。

また、成型ドラムの周長が、例えば１７πインチあるいは１９πインチなどのπインチの素数倍の場合、すなわち、タイヤサイズが素数インチの場合には、短冊プライの幅寸法を１πインチに設定せざるを得ず、短冊プライの貼着枚数が増加することとり、製造工数の増加につながり問題である。
特開平４−２２６７４２号公報

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、短冊プライの幅を変更することなく任意の外周長を有する成型ドラムに対して成型可能として、効率よく多品種小ロット生産を行うことができるカーカスプライの製造方法を提供することを目的とする。

本発明にかかるカーカスプライの製造方法は、タイヤのカーカス層を構成するカーカスプライの成型方法であって、異なる幅寸法を有する幅広プライ原反と幅狭プライ原反を定尺切断し、得られた幅広短冊プライと幅狭短冊プライの少なくとも一方の短冊プライを複数枚用い、各短冊プライの非切断面側を接合して帯状のプライ部材を成型し、前記プライ部材を引っ張り率３％以下の引っ張り状態で成型ドラムに巻き付けることを特徴とする。

このように、幅広短冊プライと幅狭短冊プライの幅寸法を適宜設定することにより、各短冊プライの幅を変更することなく貼着枚数を抑えて任意の外周長を有する成型ドラムの外周面全周をプライ部材によって覆うことができる。そのため、タイヤサイズの異なる多品種小ロット生産に対応することができるとともに、短冊プライの接合回数を抑えることができ、コスト安価に製造することができる。しかも、プライ部材を引っ張り率３％以下の引っ張り状態で成型ドラムに巻き付けるため、複数枚のプライ部材を巻き付けて多層構造をなすカーカス層を形成する場合であっても、同一長さのプライ部材によって成型ドラムの外周面全周を覆うことができる。そのため、プライ部材を多種類準備する必要がなくなり、これを保管しておくストックスペースが不要となる。

また、上記本発明において、前記プライ部材は、これを構成する短冊プライの非切断面側が所定量重ね合わせられた状態で接合されてもよい。この場合、各短冊プライの接合強度を十分に確保することができるため、プライ部材を引っ張り状態で成型ドラムに巻き付ける際に、プライ部材が破損することを抑えることができる。

以上のように本発明によれば、短冊プライの幅を変更することなく、任意の外周長を有する成型ドラムの外周面全周をプライ部材で覆うことができるため多品種小ロット生産に対応可能となり、しかも、短冊プライの貼着枚数を抑えることができるため安価に製造することができる。

以下、本発明の一実施形態について図面に基づいて詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係る空気入りラジアルタイヤの断面図であり、図２はプライ部材２８を示す図、図３〜図５はカーカスプライを製造方法の要部を示す説明図である。

図１は本実施形態に係る空気入りラジアルタイヤ（以下、タイヤという）１０の一例を示し、１２はインナーライナー部、１４はトレッド部、１６はサイドウォール部、１８はビード部である。タイヤ内側に配されたインナーライナー部１２の外周側には、２層のカーカスプライ２０ａ、２０ｂを積層してなるカーカス層２０が配置され、その両端部がビードコア２２を挟み込むようにしてタイヤ内側から外側へ折り返されている。

各カーカスプライ２０ａ、２０ｂは、図２（ａ）（ｂ）に示すように、引き揃えられた複数本の補強コードＣに未加硫ゴムを含浸するようにカレンダー処理した長尺帯状のプライ原反を切断してなる整数枚の短冊プライ２６を接合した帯状のプライ部材２８からなり、タイヤ１０の周方向Ｔと補強コードＣが略垂直になるようになっている。

詳細には、短冊プライ２６は、短冊矩形状をなし、その長辺の長さ寸法が等しく、短辺の長さ寸法（すなわち、幅寸法）が異なる２種類の幅広短冊プライ２６ａと幅狭短冊プライ２６ｂとからなる。プライ部材２８は、幅広短冊プライ２６ａと幅狭短冊プライ２６ｂをそれぞれ所定枚数ずつ用いて、各短冊プライ２６の長辺側の側縁部を互いに所定量重ね合わせた状態で接合することでタイヤ１周分を構成している。なお、図２（ａ）において、Ｗａは幅広短冊プライ２６ａの幅寸法、Ｗｂは幅狭短冊プライ２６ｂの幅寸法であり、Ｐは各短冊プライ２６ａ、２６ｂに設けられた重ね代の幅である。

トレッド部１４のカーカス層２０の外周側には、スチールコードからなる２層のベルトプライ２４ａ、２４ｂをタイヤ周方向に角度を持って積層してなるベルト層２４が設けられている。

このような構成のタイヤ１０は、通常の方法により成型ドラム５０の外周面にインナーライナーゴムを巻き付けてインナーライナー部１２を形成した後、カーカス層２０を構成する２層のカーカスプライ２０ａ、２０ｂを図３〜図５に示すように成型する。

図３〜図５において、５２は幅広プライ原反３０ａが、５４は幅狭プライ原反３０ｂが、それぞれロール状に巻回されたストリップロールである。５６、５８は、それぞれストリップロール５２、５４より引き出される連続する各プライ原反３０ａ、３０ｂの搬送コンベヤである。６０、６２はそれぞれの搬送コンベヤ５６、５８の送り方向下流側において、搬送されてくる各プライ原反３０ａ、３０ｂを受け入れて、所定長さの幅広短冊プライ２６ａ及び幅狭短冊プライ２６ｂに切断し、これを一時的にストックする定尺カットコンベヤである。この定尺カットコンベヤ６０、６２には、図４に示すように、定尺切断するためのカッター６４、６６が装備されている。なお、搬送コンベヤ５６、５８を省略して、定尺カットコンベヤ６０、６２が搬送コンベヤを兼ねる構成としてもよい。

６８は、定尺カットコンベヤ６０、６２にストックされている各短冊プライ２６ａ、２６ｂが移載されて、各短冊プライ２６ａ、２６ｂの非切断面側の側縁部を所定量重ね合わせた状態で接合してプライ部材２８を成型する貼合コンベヤであり、貼合コンベヤ６８の送り方向Ｆ１が、定尺カットコンベヤ６０、６２の送り方向Ｆ２に対して垂直となるように配置され、貼合コンベヤ６８上のプライ部材２８を成型ドラム５０へ搬送するようになっている。この貼合コンベヤ６８には、図示を省略しているが、短冊プライ２６ａ、２６ｂの重ね合わせ部分を押圧するための押圧装置が装備されている。

７０はカッター６４、６６によって定尺切断された短冊プライ２６ａ、２６ｂを貼合コンベヤ６８へ移載する短冊プライ移載装置である。この短冊プライ移載装置７０は、定尺切断された短冊プライ２６ａ、２６ｂを主として真空吸着により把持する把持手段７４と、該把持手段７４をシリンダ装置などの手段により上下動させ、かつ、定尺カットコンベヤ５６、５８と貼合コンベヤ６８との間を移動させる移送手段７８を備えており、定尺カットコンベヤ６０、６２上にストックされている短冊プライ２６ａ、２６ｂを把持手段７４により把持して貼合コンベヤ６８上へ移載できるようになっている。

８２は、貼合コンベヤ６８上において短冊プライ２６ａ、２６ｂを接合して作成したプライ部材２８を成型ドラム５０の外周面へ搬送するためのプライ部材搬送装置であり、上述の短冊プライ移載装置７０と同様に、真空吸着によりプライ部材２８を把持する把持手段８４と、該把持手段８４を上下動させ、かつ、貼合コンベヤ６８と成型ドラム５０との間を移動させる移送手段８６を備える。

なお、成型ドラム５０の構造及び回転駆動手段、あるいは貼合コンベヤ６８上のプライ部材２８を成型ドラム５０の所定位置に貼り付けるためのセンタリング手段や位置決め手段などは、従来と同様に備えるものとする。

各カーカスプライ２０ａ、２０ｂの成型は、まず、幅広短冊プライ２６ａと幅狭短冊プライ２６ｂの幅寸法Ｗａ、Ｗｂと等しい幅寸法を有する幅広プライ原反３０ａと幅狭プライ原反３０ｂとを、ストリップロール５２、５４よりそれぞれ連続して引き出し、搬送コンベヤ５６、５８を介してその送り方向下流側に配置された定尺カットコンベヤ６０、６２へ搬送する。

そして定尺カットコンベヤ６０、６２において、搬送されてくる幅広プライ原反３０ａ及び幅狭プライ原反３０ｂをタイヤ幅に対応した所定長さの幅広短冊プライ２６ａ及び幅狭短冊プライ２６ｂに定尺切断する。切断された幅広プライ原反３０ａ及び幅狭プライ原反３０ｂは、そのまま定尺カットコンベヤ６０、６２上に一時的にストックする。この際、定尺カットコンベヤ６０、６２は送り動作を行わず、また搬送コンベヤ５６、５８も搬送を一時停止する。

一方、短冊プライ移載装置７０は、所定長さのプライ部材２８になるように幅広短冊プライ２６ａと幅狭短冊プライ２６ｂをそれぞれ所定枚数ずつ貼合コンベヤへ移載する。

具体的には、短冊プライ移載装置７０は、上述のように切断された幅広短冊プライ２６ａあるいは幅狭短冊プライ２６ｂがストックされている所定の定尺カットコンベヤ（ここでは幅広短冊プライ２６ａをストックしている定尺カットコンベヤ６０とする）の上方位置に停止し、該移載装置７０における把持手段７４が降下して定尺カットコンベヤ６０上の幅広短冊プライ２６ａを把持し、この状態で上昇して貼合コンベヤ６８の上方位置へ移動して停止し、前記把持手段７４が降下して把持を解除することにより、幅広短冊プライ２６ａを貼合コンベヤ６８上に移載する。このように貼合コンベヤ６８に移載された幅広短冊プライ２６ａは、その非切断面側の側端部が所定の貼り付け位置に来るように貼合コンベヤ６８上を搬送される。

また、貼合コンベヤ６８に移載されて幅広短冊プライ２６ａがストックされていない定尺カットコンベヤ６０では、再度、ストリップロール５２より幅広プライ原反３０ａを引き出して搬送し、定尺カットコンベヤ６０での受け入れ及び切断を行い、定尺切断された幅広短冊プライ２６ａを一時的にストックし、次回の移載に備えるようになっている。

次いで、再び、短冊プライ移載装置７０により、幅広短冊プライ２６ａあるいは幅狭短冊プライ２６ｂがストックされている所定の定尺カットコンベヤ（ここでは幅狭短冊プライ２６ｂをストックしている定尺カットコンベヤ６２とする）から幅狭短冊プライ２６ｂを貼合コンベヤ６８に移載する。このとき、幅狭短冊プライ２６ｂは、その非切断面側の側縁部が先に移載された幅広短冊プライ２６ａの非切断面側の側縁部と所定量重ね合うように移載され、重ね合わせ部分を押圧装置により押圧して接合する。

そして、貼合コンベヤ６８は、幅狭短冊プライ２６ｂの非切断面側の側端部が所定の貼り付け位置に来るように、接合された短幅広冊プライ２６ａと幅狭短冊プライ２６ｂを搬送する。

また、定尺カットコンベヤ６２では、再度、ストリップロール５４より幅狭プライ原反３０ｂを引き出して搬送し、定尺カットコンベヤ６２での受け入れ及び切断を行い、定尺切断された幅狭短冊プライ２６ｂを一時的にストックする。

以後、短冊プライ移載装置７０による所定の定尺カットコンベヤ上の短冊プライの移載、押圧装置による接合、貼合コンベヤ６８の接合された短冊プライの搬送、移載した短冊プライ２６のストックを繰り返し行って、幅広短冊プライ２６ａ及び幅狭短冊プライ２６ｂをそれぞれ所定枚数ずつ、その非切断面側の側縁部を所定量重ね合わせた状態で接合して、タイヤ１周分に対応した所定長さのプライ部材２８を貼合コンベヤ６８上に成型する。

ここで、「タイヤ１周分に対応した長さ」とは、成型ドラム５０に対するプライ部材２８の巻き付け長さの９７％以上１００％以下の長さをいい、例えば、１層目カーカスプライ２０ａを構成するプライ部材２８においてはインナーライナーゴムが巻き付けられた状態における成型ドラム５０の外周長、２層目カーカスプライ２０ｂを構成するプライ部材２８においては１枚目のプライ部材２８が巻き付けられて１層目のカーカスプライ２０ａが形成された状態における成型ドラム５０の外周長の９７％以上１００％以下の長さをいう。

また、「それぞれ所定枚数ずつ」とは、幅広短冊プライ２６ａと幅狭短冊プライ２６ｂの両方を用いてプライ部材２８を成型する場合だけでなく、いずれか一方のみを所定枚数用いてプライ部材２８を成型する場合も含まれる。

成型されたプライ部材２８は、その成型ドラム５０側の端部をプライ部材搬送装置８２における把持手段８４が把持し、移送手段８６により該把持手段８４を成型ドラム５０へ移動させることでインナーライナーゴムが巻き付けられた成型ドラム５０の外周面へ移載され、その外周面全周を覆うように巻き付けられ、１層目のカーカスプライ２０ａが成型される。上記のようにプライ部材２８は、成型ドラム５０に対する巻き付け長さの９７％以上１００％以下の長さであるため、下記式により定義される引っ張り率Ｒが３％以下の引っ張り状態で該成型ドラム５０に巻き付けられている。

数式１

Ｒ＝（Ｌ−ｌ）／Ｌ×１００
ここで、ｌはプライ部材２８の長さ、Ｌは成型ドラム５０に対するプライ部材２８の巻き付け長さである。

インナーライナー部１２は、下層に巻き付けられたラバーチェーファ等の補強用のゴム部材によって、その両側端部が盛り上がり、その他の部分に比べ多少周長が長い場合がある。このような場合、プライ部材２８を引っ張り状態で巻き付けようとすると、両側端部以外の部分において、プライ部材２８の重なりが生じる。この重なりは、引っ張り率Ｒが大きくなるにつれ、巻き付けられたプライ部材２８がインナーライナー部１２と密着することとなるため、より顕著となる。引っ張り率Ｒが４％より大きくなると、プライ部材２８中の補強コードＣの間隔が広がりすぎて、タイヤ強度が低下することに加え、上記したプライ部材２８の重なりに起因する凹凸が加硫成型後のタイヤのサイドウォール部１６に現れ、美観を損ねることとなる。

そのため、引っ張り率Ｒが４％以下、より好ましくは３％以下の引っ張り状態でプライ部材２８を成型ドラム５０に巻き付ける。このような場合、加硫成型後のタイヤのサイドウォール部１６に凹凸が生じることが無く美観を損ねることがない。

２層目のカーカスプライ２０ｂも１層目のカーカスプライ２０ａと同様に、短冊プライ２６をそれぞれ所定枚数ずつ接合してカーカス部材２８を成型し、それを１層目のカーカスプライ２０ａが巻き付けらた成型ドラム５０の外周面に巻き付けることで、引っ張り率Ｒが３％以下の引っ張り状態で２層目のカーカスプライ２０ｂが成型されている。

２層のカーカスプライ２０ａ、２０ｂを形成した後、従来の方法により、ビードコア、サイドウォールゴムを貼り付けてカーカスバンドを成型し、シェーピングドラムでトロイダル状に変形させ、その外周に予め成型しておいたベルト層２４の上にトレッドゴムが巻き付けられたベルト・トレッド積層体を移載する。そして、ステッチャーによりトロイダル状のカーカスバンドにベルト・トレッド積層体を隙間無く貼り付け、グリーンタイヤを成型する。このグリーンタイヤを金型内で加硫成型することで、タイヤ１０を得ることができる。

以下、本発明の実施例を示すが、本発明はこれに限定されるものではない。

本発明において、例えば、幅広短冊プライ２６ａの幅Ｗａを２４９ｍｍ、幅狭短冊プライ２６ｂの幅Ｗｂを１６６ｍｍとした場合における、１５〜２２インチまで１インチ刻みのタイヤサイズに対応した各成型ドラムに、上記のように成型されたプライ部材を１〜３層巻き付けてカーカスプライを形成したときの引っ張り率Ｒを下記の表２に示す。

なお、Ｎａは幅広短冊プライ２６ａの使用枚数、Ｎｂは幅狭短冊プライ２６ｂの使用枚数、ｌは幅広短冊プライ２６ａ及び幅狭短冊プライ２６ｂをそれぞれ所定枚数ずつ用いて成型されたプライ部材の長さであり、各短冊プライの重ね代Ｐを３．６ｍｍとしている。Ｌは成型ドラムに対するプライ部材２８の巻き付け長さであり、本実施例では、各短冊プライの重ね代Ｐと等しい長さの重ね代を設けて巻き付けプライ部材の両端を接合するため、１層目のカーカスプライにおいては、インナーライナーゴムが巻き付けられた成型ドラムの外周長に重ね代Ｐの長さを加えた長さであり、２層目及び３層目のカーカスプライにおいては、１層目及び２層目のカーカスプライが形成された状態における成型ドラムの外周長に重ね代Ｐの長さを加えた長さである。

また、各タイヤサイズにおいて使用される成型ドラムの外径は、それぞれ４１５ｍｍ（１６．３インチ）、４４０ｍｍ（１７．３インチ）、４７１ｍｍ（１８．５インチ）、４９６ｍｍ（１９．５インチ）、５２２ｍｍ（２０．６インチ）、５４７ｍｍ（２１．５インチ）、５７２ｍｍ（２２．５インチ）、５９８ｍｍ（２３．５インチ）であり、これらの外周長はいずれもπインチの整数倍となっていない。

表２に示すように、幅広短冊プライ２６ａの幅Ｗａを２４９ｍｍ、幅狭短冊プライ２６ｂの幅Ｗｂを１６６ｍｍとすることで、各短冊プライ２６ａ、２６ｂをそれぞれ整数枚ずつ使用して成型したプライ部材２８は、１５インチ〜２２インチまでのタイヤサイズにおいて使用される各成型ドラムに対して、引っ張り率Ｒが３％以下の引っ張り状態で巻き付けてカーカスプライを成型することができ、しかも、２層目あるいは３層目のカーカスプライを成型する場合であっても引っ張り率Ｒが３％以下の引っ張り状態で巻き付けることができる。また、各タイヤサイズにおける短冊プライ２６の合計使用枚数を８枚以下に抑えることができる。

以上のように、本発明によれは、幅広短冊プライと幅狭短冊プライの幅寸法を適宜設定することにより、各短冊プライの幅を変更することなく任意の外周長を有する成型ドラムの外周面全周をプライ部材によって巻き付けカーカスプライを成型することができるととに、複数枚のプライ部材を巻き付けて多層構造をなすカーカス層を形成する場合であっても、各短冊プライの幅を変更することなく成型ドラムの外周面全周に巻き付けることができる。そのため、タイヤサイズの異なる多品種小ロット生産に対応することができ、また、プライ部材を多種類準備する必要がなくなり、コスト安価に製造することができる。

また、プライ部材２８は、各短冊プライ２６ａ、２６ｂに重ね代Ｐを設けて接合して形成されているため、各短冊プライ２６ａ、２６ｂの接合強度を十分に確保して、プライ部材を引っ張り状態で成型ドラムに巻き付ける際に、プライ部材が破損することを抑えることができる。

本発明の一実施形態に係る空気入りラジアルタイヤの構造を示す断面図である。 （ａ）プライ部材の平面図、（ｂ）はプライ部材の側面図である。 本発明の一実施形態に係るカーカスプライの製造方法を示す略示平面図である。 同上の貼合コンベヤの流れ方向から見た略示側面図である。 成型ドラムと貼合コンベヤの略示側面図である。

符号の説明

１０…タイヤ
２０…カーカス層
２０ａ、２０ｂ…カーカスプライ
２６ａ…幅広短冊プライ
２６ｂ…幅狭短冊プライ
２８…プライ部材
３０ａ…幅広プライ原反
３０ｂ…幅狭プライ原反
５０…成型ドラム

Claims (3)

1. タイヤのカーカス層を構成するカーカスプライの成型方法であって、
   異なる幅寸法を有する幅広プライ原反と幅狭プライ原反を定尺切断し、得られた幅広短冊プライと幅狭短冊プライの少なくとも一方の短冊プライを複数枚用い、各短冊プライの非切断面側を接合して帯状のプライ部材を成型し、前記プライ部材を引っ張り率３％以下の引っ張り状態で成型ドラムに巻き付けることを特徴とするカーカスプライの成型方法。
2. 前記プライ部材は、これを構成する短冊プライの非切断面側が所定量重ね合わせられた状態で接合されていることを特徴とする請求項１に記載のカーカスプライの製造方法。
3. 請求項１又は２に記載のカーカスプライを用いたことを特徴とする空気入りラジアルタイヤ。

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