JP4261937B2 - 空気入りタイヤの製造方法及びその装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カーカスとトレッドリングとを接合する際、ブレーカ下でカーカスコードが蛇行するのを抑制でき、仕上がりタイヤにおけるカーカスコードテンションの均一化を図り、操縦安定性およびユニフォミティー等を向上しうる空気入りタイヤの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術、及び発明が解決しようとする課題】
一般に、ラジアルタイヤにおける生タイヤ製造工程においては、図８に示すように、ビードコアａで両側が係止されたカーカスプライｂを含む筒状の本体カバーｃを形成し、軸方向に近づくビードコアａ、ａ間で前記本体カバーｃをトロイド状に膨出させることにより、その半径方向外側で待機するトレッドリングｄの内周面と圧接せしめ、該トレッドリングｄと本体カバーｃとが一体化した生タイヤを形成している。このとき、前記本体カバーｃの膨出は、従来、高圧空気の充填によって行われている。
【０００３】
しかし、この高圧空気の充填によるトレッドリングｄと本体カバーｃとの接合では、ブレーカｄ１下でカーカスコードが蛇行するという問題がある。その結果、加硫成形時、ブレーカｄ１下のカーカスコードに充分な張力が作用しなくなり、コードテンションの不均一化を招き、操縦安定性や乗り心地性を損ねるとともに、加硫成形時にカーカスが動きやすくなりユニフォミティーに悪影響を及ぼしている。
【０００４】
このカーカスコードの前記蛇行は、内圧充填によって円弧状に膨出しようとするカーカスコードｂ１（同図に一点鎖線で示す）が、トレッドリングｄにより直線状に拘束されることに原因し、その差だけカーカスコードｂ１が長さ方向に圧縮を受けて蛇行する。又この蛇行は、トレッドリングｄの内径が小さい、即ち偏平率の小さなタイヤほどより顕著に発生する。
【０００５】
なお本体カバーを、１００ｋＰａ以下の低内圧と、縮径可能な中子の拡径とによって膨出させてトレッドリングｄの内周面に貼着させる技術が、特許文献１に記載されている。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００２−６７１８４号公報
【０００７】
本発明は、プロフアイルデッキの拡径によってカーカスを膨出せしめ、トレッドリングの内周面に、前記プロフアイルデッキによる押上げ形状のカーカスを貼着することを基本として、ブレーカ下でのカーカスコードの蛇行を抑制でき、加硫成形の際のカーカスの動きを抑えるとともにコードテンションの均一化を図り、操縦安定性およびユニフォミティー等を向上しうる空気入りタイヤの製造方法の提供を目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本願請求項１は、空気入りタイヤの製造方法の発明であって、一対のビードコアで両側が係止されたカーカスプライを含む筒状の本体カバーを、拡縮径可能なプロフアイルデッキの周囲に配するとともに、
該本体カバーの前記ビードコアを、軸方向に近づけ可能な一対のクランプリングによってクランプし、
かつ前記クランプリングの近づき移動に伴い、前記プロファイルデッキが拡径することにより前記本体カバーを該プロフアイルデッキに沿う形状で押上げてビードコア間で膨出させ、
ブレーカとトレッドゴムとを含むトレッド部材からなる環状のトレッドリングの半径方向内周面に、前記プロフアイルデッキによる押上げ形状の本体カバーの外周面を貼着することを特徴としている。
【０００９】
又請求項１の発明は、前記プロフアイルデッキは、軸方向と直角な向きの断面において、周方向の両側面が半径方向内方に向かって漸近する先細状の第１のセグメントと、その逆に両側面が半径方向外方に向かって漸近する第２のセグメントとを交互に組み合わせて形成され、かつこの第１のセグメントと、第２のセグメントとは、拡径状態において、その半径方向外周面が、真円状に形成されるとともに、拡径状態におけるプロファイルデッキのタイヤ赤道上での直径Ｄ１は、仕上がり状態におけるブレーカ内周面の直径Ｄ２から、本体カバーの厚さを減じた値に準じていることを特徴としている。
【００１０】
さらに請求項１の発明は、タイヤ軸を含む子午断面において、前記プロファイルデッキの半径方向外周面は、その曲率半径Ｒ１と、前記トレッドリングのブレーカの半径方向内周面の仕上がり曲率半径Ｒ２との差を２００ｍｍ以下とし、かつそのタイヤ軸方向の巾Ｗ１を前記ブレーカの半径方向内周面のタイヤ軸方向の巾Ｗ２よりも１０〜５０ｍｍの範囲で大としたことを特徴としている。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の空気入りタイヤの製造方法の実施の一形態を、それに用いる製造装置とともに図面を用いて説明する。図１は、本発明の製造方法によって形成された空気入りタイヤの子午断面図、図２はその製造方法を概念的に示す略図である。
【００１２】
図１において、空気入りタイヤＴは、本例では乗用車用タイヤであって、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、トレッド部２の内方かつカーカス６の半径方向外側に重置されるブレーカ７とを含んで形成される。
【００１３】
前記カーカス６は、カーカスコードをタイヤ周方向に対して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、前記ビードコア５、５間を跨るプライ本体部６ａの両端に、前記ビードコア５の廻りで内から外に折り返して係止されるプライ折返し部６ｂを一体に具え、その間には、前記ビードコア５から半径方向外方にのびるビード補強用のビードエーペックスゴム８が配されている。
【００１４】
又前記ブレーカ７は、ブレーカコードをタイヤ周方向に対して例えば１０〜３５°の角度で配列した２枚以上、本例では２枚のブレーカプライ７Ａ、７Ｂから構成される。各ブレーカプライ７Ａ、７Ｂは、そのコードがプライ間相互で交差することによりブレーカ剛性を高め、トレッド部２の略全巾をタガ効果を有して強固に補強する。
【００１５】
又タイヤ軸を含む子午断面において、前記トレッド部２は、タイヤ赤道Ｃからトレッド端Ｅに向かって凸円弧状に湾曲してのび、本例では、加硫金型内での仕上がり状態において、前記ブレーカ７の半径方向内周面７Ｓ（以下ブレーカ内周面７Ｓという場合がある）を、曲率半径Ｒ２が凸円弧状プロファイルで形成している。なお曲率半径Ｒ２は、前記ブレーカ内周面７Ｓが単一円弧以外の場合、ブレーカ内周面７Ｓのタイヤ軸方向の中央点と両外端点とを通る３点円弧の曲率半径として測定する。
【００１６】
次ぎに、このタイヤＴの製造方法は、図２に概念的に示すように、
▲１▼ 一対のビードコア５で両側が係止されたカーカスプライ６Ａを含む筒状の本体カバー９を成形する本体カバー形成工程Ｓ１（図３に示す）と；
▲２▼ この本体カバー９を拡縮径可能なプロフアイルデッキ２１の周囲に配した後、前記ビードコア５をクランプリング２０によってクランプするクランプ工程Ｓ２と；
▲３▼ 前記クランプリング２０の近づき移動に伴って前記プロファイルデッキ２１が拡径することにより、前記本体カバー９を、該プロフアイルデッキ２１に沿う形状で押上げてビードコア５、５間で膨出せしめ、予め形成した環状のトレッドリング１５の半径方向内周面に、前記プロフアイルデッキ２１による押上げ形状の本体カバー９の外周面を貼着して一体化する膨出・貼着工程Ｓ３と：
を含んで構成される。
【００１７】
ここで、前記本体カバー形成工程Ｓ１は、本例では、図３に略示するように、周知構造のフォーマ１０を用い、従来と実質的に同様の方法で実施される。なお前記フォーマ１０は、拡径可能な円筒状の成形ドラム１１を有し、以下のステップ順序で前記本体カバー９を形成する。即ち、
（ａ） 前記成形ドラム１１の外周面に、カーカスプライ６Ａを含む本体カバー構成部材を巻回し、直円筒状の巻回体１２を形成するステップＳ１ａと、
（ｂ） この巻回体１２の軸方向両外端よりビードコア５を挿入し、巻回体１２の半径方向外側でビードコア５をセットするステップＳ１ｂと、
（ｃ） 前記巻回体１２の両端部分１２ａをビードコア５の廻りで折り返し、これによってカーカスプライ６Ａの両端を係止するステップＳ１ｃとを含む。
【００１８】
なお前記本体カバー構成部材は、一般に、前記カーカスプライ６Ａとその半径方向内側に配されるインナーライナゴムとからなるが、要求により、さらにサイドウォールゴム、クリンチゴムなどを含ませることもできる。
【００１９】
又前記トレッドリング１５も、従来と実質的に同様の方法により、即ち、周知構造のベルトドラム上で、前記ブレーカ７とトレッドゴム２Ｇとを含むトレッド部材を順次巻装することにより形成される。本例では、トレッドリング１５は、子午断面において、その内周面が直線状をなす断面略台形状に形成される。なおトレッドリング１５の内周面の直径Ｄｔは、仕上がり状態における前記ブレーカ内周面７Ｓのタイヤ赤道Ｃ上での直径Ｄ２（図１に示す）よりも、加硫ストレッチ率（１〜５％）だけ小に設定される。
【００２０】
そして本例では、前記本体カバー形成工程Ｓ１によって形成された本体カバー９を、前記成形ドラム１１の縮径によってフォーマ１０から取外した後、前記製造装置１に移送し、該製造装置１を用いて前記クランプ工程Ｓ２および膨出・貼着工程Ｓ３を行う。
【００２１】
前記製造装置１は、図４に示すように、移送された前記本体カバー９のビードコア５、５を軸方向に近づけ可能にクランプする一対のクランプリング２０と、前記本体カバー９をビードコア５、５間で膨出させるプロファイルデッキ２１とを有する膨出貼着手段２２を具えている。
【００２２】
なお前記クランプリング２０は、本例では、図５に示すように、カーカスプライ６Ａ等を介して、ビードコア５の底面を着座して受ける着座部２３Ａと、この着座部２３Ａの軸方向内端から小高さで立上がることによりビードコア５の軸方向内側面を係止・位置決めする係止部２３Ｂと、前記着座部２３Ａの軸方向外端から下傾斜でコーン状にのびるビードコア案内用の傾斜部２３Ｃとを具えて形成される。
【００２３】
そして、一方（図４では右側）のクランプリング２０Ａは、本例では、第１の取付け金具２４を用いて、ドラム軸２６の例えば先端部に、このドラム軸２６とは一体回転可能に固定される。又他方（図４では左側））のクランプリング２０Ｂは、第２の取付け金具２５を用い、ドラム軸２６に外挿されるスリーブ管２７を介して、前記ドラム軸２６とは一体回転可能にかつ軸方向にはスライド移動可能に保持される。
【００２４】
なお前記第１の取付け金具２４は、前記ドラム軸２６に固定される固着部から半径方向外方に立上がる円板状の側壁部２４Ａを有し、その半径方向外縁部分で前記クランプリング２０Ａをボルト連結している。
【００２５】
又第２の取付け金具２５は、前記スリーブ管２７に外挿される摺動自在なスライド筒２９と、該スライド筒２９の軸方向内端側に固定される取付け金具本体３０とからなる。この取付け金具本体３０は、スライド筒２９よりも大径をなすことにより前記スリーブ管２７との間にピストン室Ｈを形成する筒状の胴部３０Ａを具えるとともに、該胴部３０Ａの軸方向外端には、前記スライド筒２９にボルト連結される第１の側壁部３０Ｂが、又軸方向内端には、クランプリング２０Ｂにボルト連結される第２の側壁部３０Ｃがそれぞれ一体に形成される。
【００２６】
なお、前記スライド筒２９の軸方向外端側には、ボールベアリング等の軸受け片３１を介してケース部３２が回転自在に取付くとともに、このケース部３２には、例えばボールネジ機構等を用いたスライド移動手段３３が連係する。
【００２７】
従って、前記スライド移動手段３３によるケース部３２の平行移動によって、クランプリング２０Ａ、２０Ｂは相対的に近離移動しうるとともに、近離移動の各位置で、取付け金具２４、２５及びクランプリング２０Ａ、２０Ｂは、ドラム軸２６に伴って一体回転を行いうる。
【００２８】
次に、前記プロファイルデッキ２１は、軸方向と直角な向きの断面（周方向断面）において、図６に示すように、周方向の両側面ｓａが半径方向内方に向かって漸近する先細状の大な第１のセグメント２１Ａと、その逆に両側面ｓｂが半径方向外方に向かって漸近する小な第２のセグメント２１Ｂとを交互に組み合わせて形成される。
【００２９】
このセグメント２１Ａ、２１Ｂは、後述する拡縮径手段３４によって半径方向外方に移動でき、隣り合う側面ｓａ、ｓｂが略当接する拡径状態Ｙ１において、その半径方向外周面２１Ｓ（以下デッキ外周面２１Ｓという場合がある）は、真円状に形成される。又縮径に際しては、第２のセグメント２１Ｂの半径方向内方への移動距離を、第１のセグメント２１Ａの移動距離に比して大きくなるように構成することにより前記プロファイルデッキ２１は縮径できる。
【００３０】
なおプロファイルデッキ２１は、その拡縮径の動作を円滑に行い、かつ拡縮径の半径差を充分に確保するために、８〜１６個のセグメントで構成するのが好ましい。又前記拡径状態Ｙ１におけるプロファイルデッキ２１のタイヤ赤道上での直径Ｄ１は、仕上がり状態におけるブレーカ内周面７Ｓの前記直径Ｄ２から、本体カバー９の厚さを減じた値と実質的に一致する。
【００３１】
そして、本発明にとって特に重要なことは、図７に示すように、タイヤ軸を含む子午断面において、前記デッキ外周面２１Ｓが、前記仕上がり状態におけるブレーカ内周面７Ｓに準じた凸円弧状プロファイルを有することにある。
【００３２】
詳しくは、子午断面において、前記デッキ外周面２１Ｓは、本例では単一円弧からなり、その曲率半径Ｒ１（図６において、Ｄ１＝２・Ｒ１の「Ｄ１」として図に示している）と、前記仕上がり状態におけるブレーカ内周面７Ｓの曲率半径Ｒ２との差（Ｒ１−Ｒ２）を２００ｍｍ以下としたブレーカ内周面７Ｓに近い形状に形成している。好ましくは、前記差（Ｒ１−Ｒ２）を１５０ｍｍ以下、さらには１００ｍｍ以下とし、前記ブレーカ内周面７Ｓにより近似させるのが望ましい。なおデッキ外周面２１Ｓが単一円弧以外の場合、デッキ外周面２１Ｓの中央点と両外端点とを通る３点円弧の曲率半径を前記Ｒ１とする。又デッキ外周面２１Ｓは、そのタイヤ軸方向の巾Ｗ１を、前記仕上がり状態におけるブレーカ内周面７Ｓのタイヤ軸方向の巾Ｗ２（図１に示す）よりも１０〜５０ｍｍの範囲で大としている。
【００３３】
次に、前記拡縮径手段３４は、各セグメント２１Ａ、２１Ｂを半径方向内外に案内する案内手段３４Ａと、前記セグメント２１Ａ、２１Ｂを案内手段３４Ａに沿って移動させる移動手段３４Ｂとを具える。
【００３４】
前記案内手段３４Ａは、前記ドラム軸２６から半径方向外方に向かって放射状にのびる複数の案内軸３６からなり、この案内軸３６は、各セグメント２１Ａ、２１Ｂに設けるガイド孔と填り合うことにより、各セグメント２１Ａ、２１Ｂを半径方向内外に案内できる。
【００３５】
又前記移動手段３４Ｂは、前記ピストン室Ｈ内に配されかつ前記スリーブ管２７上を軸方向にスライド移動しうる筒状の往復動部材３９、該往復動部材３９と前記第１のセグメント２１Ａとの間を連結する第１のリンク体４０、及び往復動部材３９と前記第２のセグメント２１Ａとの間を連結する第２のリンク体４１を含む。ここで、前記第２のリンク体４１のリンク長さは、第１のリンク体４０のリンク長さよりも大であり、これによって、拡径状態Ｙ１からの第２のセグメント２１Ｂの縮径量を第１のセグメント２１Ａの縮径量よりも小に設定できる。
【００３６】
又前記往復動部材３９は、本例では、フレームＦに固定されるエアシリンダである直線作動機４２によって軸方向の内外にスライド移動しうる。この直線作動機４２は、前記第１の側壁部３０Ｂを貫通して軸方向にのびる継ぎ軸４３Ａを含むロッド部材４３を介して往復動部材３９と連結される。
【００３７】
本例では、前記移動手段３４Ｂがプロフアイルデッキ２１の一方側（図３において左側）のみに配される場合を例示したが、要求により、プロフアイルデッキ２１の両側に配することもできる。
【００３８】
然して、図２の如く、製造装置１に移し換えられた筒状の本体カバー９を、そのビードコア５をクランプリング２０に着座させて保持する（クランプ工程Ｓ２）。
【００３９】
しかる後、膨出・貼着工程Ｓ３を行う。この工程では、スライド移動手段３３を作動し、所定のビード間距離が得られる所定位置Ｊまでビードコア５を、互いに近接する向きにスライド移動させるとともに、直線作動機４２の作動によりプロファイルデッキ２１を拡径させる。これにより、本体カバー９を、プロフアイルデッキ２１に沿う形状で押上げて膨出でき、予め待機させたトレッドリング１５の内周面に、前記プロフアイルデッキ２１による押上げ形状の本体カバー９の外周面を押し付けて貼着ができる。
【００４０】
このとき、
・プロファイルデッキ２１の拡径により、カーカスコードに充分な張力を付与することができること；及び
・前記デッキ外周面２１Ｓが、仕上がり状態のブレーカ内周面７Ｓに近似した凸円弧状プロファイルを有するため、前記トレッドリング１５を仕上がり状態に近いプロファイルに変形しながら本体カバー９と貼着できること；
により、ブレーカ下でのカーカスコードの蛇行を確実に抑制することができる。しかも貼着時、ブレーカ下のカーカスコードに、仕上がり状態に近い張力を付与しうるため、加硫成形の際のカーカスコードテンションをより均一化でき、しかも加硫成形の際のカーカスの動きをより抑制しうる。従って、仕上がりタイヤにおける操縦安定性、乗り心地性等のタイヤ性能、およびユニフォミティーを向上しうる。
【００４１】
又従来においては、ステッチャを用いてトレッドリング１５の両端部を半径方向内側に巻き下ろして本体カバー９に貼り付けるため、巻き下ろし部分に皺などが生じ、かつブレーカ端にコード配列の乱れが発生している。しかし、本発明では、本体カバー９がプロフアイルデッキ２１によって前記押上げ形状に強固に保持されているため、トレッドリング両端部の巻き下ろし量を大幅に減じることができ、皺やコード配列の乱れを抑制し、ユニフォミティー等をいっそう向上させることができる。
【００４２】
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、例えばシングルステージ成形方法に準じ、本体カバー９をフォーマ１０から移し換えることなく、プロフアイルデッキ２１の周囲に本体カバー９を直接形成する如く構成しうるなど、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。
【００４３】
【実施例】
本発明の製造方法に基づき、タイヤサイズが２２５／６０Ｒ１６の乗用車用タイヤを、表１の仕様で試作するとともに、各試供タイヤの操縦安定性、乗り心地性、ロードノイズ性、及びユニフォミティー（ＲＦＶ）等を測定し、本体カバーを高圧空気によって膨出させた従来例と比較した。なおタイヤは、本体カバーの膨出方法以外、同条件で形成している。
【００４４】
（１）操縦安定性及び乗り心地性；
試供タイヤを、リム（１６×６．５）、内圧（２００ｋＰａ）の基で車両（２５００ｃｃ）の全輪に装着し、ドライアスファルトのテストコースを走行するとともに、そのときの操縦安定性、及び乗り心地性を、ドライバーの官能評価により従来例を１００とする指数で表示している。指数の大きい方が良好である。
【００４５】
（２）ロードノイズ性；
前記車両を用い、スムース路面を速度５０ｋｍ／ｈにて走行させ、運転席にてオーバーオールの騒音レベルｄＢ（Ａ）を測定し、従来例を１００とする指数で表示している。指数の大きい方が良好である。
【００４６】
（３）ユニフォミティー（ＲＦＶ）；
ユニフォミティー試験機を用い、夫々１００本のタイヤについてＲＦＶを測定し、その平均値で評価した。
【００４７】
（４）タイヤの仕上がり状態；
加硫前のタイヤを解体し、ブレーカ下でのカーカスコードの蛇行の有無、及びブレーカ端でのブレーカコードの配列乱れの有無を観察した。
【００４８】
【表１】

【００４９】
【発明の効果】
叙上の如く本発明は、高圧空気に代えてプロフアイルデッキの拡径によってカーカスを膨出せしめ、トレッドリングの内周面にカーカスを押し付けて貼着しているため、ブレーカ下でのカーカスコードの蛇行を抑制できる。その結果、加硫成形の際のカーカスの動きを抑えるとともにコードテンションの均一化を図ることができ、操縦安定性、乗り心地性、およびユニフォミティー等を向上しうる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のタイヤの製造方法によって形成された空気入りタイヤの一実施例を示す断面図である。
【図２】本発明の製造方法の一実施例を概念的に示す線図である。
【図３】本体カバー形成工程を説明する線図である。
【図４】タイヤの製造装置の構造の一例を説明する断面図である。
【図５】クランプリングを拡大して示す断面図である。
【図６】プロファイルデッキの拡径及び縮径の状態を示す周方向断面図である。
【図７】プロファイルデッキの輪郭形状を示す子午断面図である。
【図８】従来技術を説明する線図である。
【符号の説明】
２Ｇ トレッドゴム
５ ビードコア
６Ａ カーカスプライ
７ ブレーカ
９ 本体カバー
１５ トレッドリング
２０ クランプリング
２１ プロフアイルデッキ
２２ 膨出貼着手段

Claims (1)

1. 一対のビードコアで両側が係止されたカーカスプライを含む筒状の本体カバーを、拡縮径可能なプロフアイルデッキの周囲に配するとともに、
   該本体カバーの前記ビードコアを、軸方向に近づけ可能な一対のクランプリングによってクランプし、
   かつ前記クランプリングの近づき移動に伴い、前記プロファイルデッキが拡径することにより前記本体カバーを該プロフアイルデッキに沿う形状で押上げてビードコア間で膨出させ、
   ブレーカとトレッドゴムとを含むトレッド部材からなる環状のトレッドリングの半径方向内周面に、前記プロフアイルデッキによる押上げ形状の本体カバーの外周面を貼着するとともに、
   前記プロフアイルデッキは、軸方向と直角な向きの断面において、周方向の両側面が半径方向内方に向かって漸近する先細状の第１のセグメントと、その逆に両側面が半径方向外方に向かって漸近する第２のセグメントとを交互に組み合わせて形成され、かつこの第１のセグメントと、第２のセグメントとは、拡径状態において、その半径方向外周面が、真円状に形成されるとともに、拡径状態におけるプロファイルデッキのタイヤ赤道上での直径Ｄ１は、仕上がり状態におけるブレーカ内周面の直径Ｄ２から、本体カバーの厚さを減じた値に準じるとともに、
   タイヤ軸を含む子午断面において、前記プロファイルデッキの半径方向外周面は、その曲率半径Ｒ１と、前記トレッドリングのブレーカの半径方向内周面の仕上がり曲率半径Ｒ２との差を２００ｍｍ以下とし、かつそのタイヤ軸方向の巾Ｗ１を前記ブレーカの半径方向内周面のタイヤ軸方向の巾Ｗ２よりも１０〜５０ｍｍの範囲で大としたことを特徴とする空気入りタイヤの製造方法。

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