JP5056440B2

JP5056440B2 - 空気入りタイヤの製造方法及び空気入りタイヤ

Info

Publication number: JP5056440B2
Application number: JP2008019079A
Authority: JP
Inventors: 将一森
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 2008-01-30
Filing date: 2008-01-30
Publication date: 2012-10-24
Anticipated expiration: 2028-01-30
Also published as: JP2009178896A

Description

本発明は、空気入りタイヤの製造方法及びその方法により製造された空気入りタイヤに関し、更に詳しくは、生産性を改善するようにした空気入りタイヤの製造方法及び空気入りタイヤに関する。

従来、ゴムストリップ材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）が周知である（例えば、特許文献１参照）。このストリップワインド方式の採用により、スプライス部分の影響を排除し、タイヤ構成部材の周方向の均一性を高めることができる利点がある。

しかしながら、従来提案のストリップワインド方式では、各タイヤ構成部材を取り付ける成形機上で未加硫ゴムストリップ材を巻回しながらタイヤ構成部材を成形するため、このタイヤ構成部材の成形に時間がかかる分だけグリーンタイヤの成形時間が延び、生産性が低下するという問題がある。特に巻回数が多い場合には生産性の低下が顕著となる。
特開２００４−９６２２号公報

本発明の目的は、未加硫ゴムストリップ材によりタイヤ構成部材を成形する際の生産性を改善することが可能な空気入りタイヤの製造方法及び空気入りタイヤを提供することにある。

上記目的を達成する本発明の空気入りタイヤの製造方法は、未加硫ゴムストリップ材をタイヤ周方向に巻回したタイヤ構成部材を備えたグリーンタイヤを成形する際に、予め前記未加硫ゴムストリップ材を巻回して成形した前記タイヤ構成部材を取り付けて前記グリーンタイヤを成形する空気入りタイヤの製造方法において、
前記タイヤ構成部材は、タイヤ径方向外側に向かって細くなるビードフィラーであり、かつ前記未加硫ゴムストリップ材をタイヤ径方向に積層した構造を有し、前記未加硫ゴムストリップ材をタイヤ径方向外側に位置する部分ほど付与する張力を低減させて巻回することを特徴とする。

本発明の空気入りタイヤは、上記空気入りタイヤの製造方法により製造することを特徴とする。

上述した本発明によれば、予め未加硫ゴムストリップ材を巻回してタイヤ構成部材を成形しておき、それをグリーンタイヤ成形時に取り付けるようにしたので、グリーンタイヤを成形する時間を短縮して生産性の改善が可能になる。

以下、本発明の実施の形態について添付の図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は、本発明の空気入りタイヤの製造方法により製造された空気入りタイヤの一例を示し、１はトレッド部、２はサイドウォール部、３はビード部である。

左右のビード部３間にタイヤ径方向に延在する補強コードをタイヤ周方向に所定の間隔で配置してゴム層に埋設したカーカス層４が延設され、その両端部がビード部３に埋設したビードコア５の周りに断面略三角形状のビードフィラー６を挟み込むようにしてタイヤ軸方向内側から外側に折り返されている。ビードコア５の外周側に配置される環状のビードフィラー６はゴムストリップ材をタイヤ周方向に巻回した構造になっている。

カーカス層４の内側にはインナーライナー層７が配置されている。トレッド部１のカーカス層４の外周側には、複数のベルト層８が設けられている。ベルト層８の外周側にはトレッドゴム層９が配設されている。サイドウォール部２のカーカス層４の外側にはサイドゴム層１０が配置されている。ビード部３のカーカス層４の折り返し部外側にはリムクッションゴム層１１が設けられている。

以下、図２〜８を参照しながら、図１の空気入りタイヤを本発明の製造方法により製造する方法を説明する。

先ず、図２に示すように、成形ドラム２１上に未加硫のインナーライナー層７と未加硫のカーカス層４とを順次取り付ける（貼り付ける）。次いで、図３に示すように、未加硫のビードフィラー６を外周側に配置したビードコア５を取り付ける。

未加硫のビードフィラー６は、図４に示すように、予め１本または複数本の未加硫ゴムストリップ材Ｓを環状に巻回してビードコア５の外周面５Ａ上に成形しておく。成形補助面３１を備えた保持手段３２で保持したビードコア５を回転させながら、その外周面５Ａに張力を付与したストリップ材Ｓを順次巻き付けていく。

未加硫のビードフィラー６は、未加硫ゴムストリップ材Ｓをタイヤ径方向に積層した構造となるが、このような積層構造の場合は、未加硫ゴムストリップ材Ｓをタイヤ径方向外側（図４の上側）に位置する部分ほど付与する張力を低減させて巻回する。即ち、ストリップ材Ｓを巻き付ける際にタイヤ径方向内側に位置する部分ほど巻き付け張力が高く、その張力を次第に減少させタイヤ径方向外側ほど巻き付け張力を漸減させるのである。

未加硫ゴムストリップ材Ｓでビードフィラー６を成形すると、巻き数が多くなる。細高い断面形状のものでは、一層巻き数が多くなる。そのようなビードフィラー６の形状を安定化させるためには、巻回する未加硫ゴムストリップ材Ｓの張力を制御することが必要となり、上記のようにタイヤ径方向外側ほど巻き付け張力を漸減させる張力制御を行うのである。

未加硫ゴムストリップ材Ｓの張力をＴ（Ｎ）、弾性率をＥ（Ｐａ）、断面積をＡ（ｍ^２）とすると、タイヤ断面高さＳＨの中央の位置からタイヤ径方向内側でＴ＝（０．０１〜０．１５）×Ｅ×Ａ、タイヤ断面高さＳＨの中央の位置よりタイヤ径方向外側でＴ＝（０．００１〜０．０１）×Ｅ×Ａとするのが、ユニフォミティの点からよい。

未加硫のビードフィラー６は、好ましくは、図５に示すように、ビードフィラー６の形状を整えるための成形型３３を押し付けて、ビードフィラー６の形状を整えるのがよい。未加硫ゴムストリップ材Ｓを巻回して成形すると、隣接する部分に段差が発生し、更に積層した部分間にエアが閉じ込められ易くなり、それが加硫工程で障害になることがある。そこで、成形型３３を押し付けて形状を整えることにより、段差を修正し、かつ閉じ込められたエアを分散あるいは外部に排出させることができる。より好ましくは、成形型３３による成型中未加硫のビードフィラー６を加熱するのが、形状をより安定させる上でよい。成形型３３は、好ましくはビードフィラー６の最終部材形状となるよう型付けできる構成とするのがよい。

成形型３３に代えて、図６に示すように、回転自在な成形ローラ３４を使用し、それを回転させながら未加硫のビードフィラー６の一方の面に押し付けて形状を整えるようにしてもよい。

上記のようにして予め成形された未加硫のビードフィラー６をビードコア５と共に取り付けた後、従来と同様にして、未加硫のリムクッションゴム層１１、未加硫のサイドゴム層１０を取り付けて、筒状の第１成形体１４を成形する（図７参照）。

第１成形体１４を成形ドラム２１から外して、図８に示すようにシェーピングドラム２２に取り付けて内圧を付与し、それにより第１成形体１４をトロイダル状に膨張させて、第１成形体１４の外周側に配置した、未加硫のベルト層８の外周側に未加硫のトレッドゴム層９を貼り合わせた環状の第２成形体１５の内周側に圧着し、グリーンタイヤを成形する。このグリーンタイヤをモールド内で加圧加熱して加硫し、図１の空気入りタイヤを得るのである。

このように本発明では、未加硫ゴムストリップ材Ｓをタイヤ周方向に巻回したビードフィラー６を備えたグリーンタイヤを成形する際に、未加硫ゴムストリップ材Ｓを成形ドラム２１上で巻回してビードフィラー６を成形せずに、予め未加硫ゴムストリップ材Ｓを巻回してビードフィラー６を成形しておき、それをグリーンタイヤ成形時に取り付けるので、グリーンタイヤの成形時間を短縮し、生産性を向上することができる。

図９は、本発明の空気入りタイヤの製造方法の他の実施形態を示す。この製造方法では、成形ドラム２１に代えて、タイヤの内面形状を有する分割可能な剛体中子２３を用い、この剛体中子２３上に各タイヤ構成部材を貼り付けてグリーンタイヤを成形するようにしたものである。このような製造方法においても、未加硫ゴムストリップ材Ｓを剛体中子２３上で巻回してビードフィラー６を成形せずに、予め未加硫ゴムストリップ材Ｓを巻回して未加硫のビードフィラー６をビードコア５上に成形しておき、それをグリーンタイヤ成形時に取り付けるようにしてもよい。

本発明において、上述した未加硫ゴムストリップ材Ｓは、断面長方形などの四角形状に形成されるが、その幅としては５〜３０ｍｍ、厚さとしては１．０〜５．０ｍｍにすることができる。幅と厚さが上記範囲より小さいと、形状の自由度が低下し（所望の形状にするのが困難）、逆に上記範囲を超えると寸法安定性が悪化する。

また、未加硫ゴムストリップ材Ｓに使用するゴムの弾性率としては、０．１〜１．０ＭＰａの範囲にするのがよい。弾性率が０．１ＭＰａより低いと、ビードフィラー６の硬度が低くなりすぎ、逆に１．０ＭＰａを超えると、硬度が高くなりすぎるため、壊れ易くなり、タイヤ故障の原因となる。なお、ここで言う弾性率は、未加硫ゴムを１００℃で５分間プレスし、厚さ２ｍｍのゴムシートに成形し、そのゴムシートから３号ダンベル状の試験片を打抜き、ＪＩＳＫ６２５１に準拠して１００％伸張させた時の応力を弾性率とする。

タイヤサイズを１９５×６５Ｒ１５で共通にし、断面略長方形状の未加硫ゴムストリップ材（弾性率０．３ＭＰａ、幅１０ｍｍ、厚さ２ｍｍ）をビードフィラーに使用し、本発明の製造方法により予め成形したビードフィラーを取り付けて図１に示す構成を有するグリーンタイヤを成形した（実施例）。また、成形機上で未加硫ゴムストリップ材を巻回してビードフィラーを成形することにより図１に示す構成を有するグリーンタイヤを成形した（比較例）。両者とも、未加硫ゴムストリップ材を巻き付ける張力及び巻き付け速度は一定である。

各グリーンタイヤの成形が終了するまでの成形時間を測定したところ、表１に示す結果を得た。表１の成形時間は、比較例の測定結果を１００とする指数値で示すものである。この指数値が大きいほど、成形時間が短く、生産性が優れている。

表１から、本発明は、成形時間を短縮し、生産性を改善できることがわかる。

タイヤサイズ及び使用する未加硫ゴムストリップ材を実施例１と同じにし、本発明の製造方法において、未加硫ゴムストリップ材を巻き付ける張力を一定（０．５Ｎ）にしてビードフィラーを成形した図１に示す構成の試験タイヤ１（試験例１）、及び巻き付ける張力を０．１Ｎ〜０．５Ｎの範囲でタイヤ径方向外側ほど漸減させてビードフィラーを成形した図１に示す構成の試験タイヤ２（試験例２）をそれぞれ１００本製造した。

これら各試験タイヤをリムサイズ１５×６Ｊのリムに装着し、空気圧を２００ｋＰａにして、ユニフォミティマシンにてＲＦＶ（radial force variation）を測定した際のユニフォミティ歩留まりを調べたところ、表２に示す結果を得た。

表２から、未加硫ゴムストリップ材の巻き付け張力を径方向外側ほど漸減させてビードフィラーを成形することにより、ユニフォミティを改善できることがわかる。

本発明の空気入りタイヤの製造方法による製造される空気入りタイヤの一実施形態を示す断面図である。本発明の空気入りタイヤの製造方法の一実施形態において、未加硫のインナーライナー層とカーカス層を取り付ける工程を示す説明図である。本発明の空気入りタイヤの製造方法の一実施形態において、ビードフィラーを外周側に配置したビードコアを取り付ける工程を示す説明図である。本発明の空気入りタイヤの製造方法の一実施形態において、ビードフィラーを成形する工程を概念的に示す説明図である。ビードフィラーの形状を整える工程の一例を示す説明図である。ビードフィラーの形状を整える工程の他の例を示す説明図である。本発明の空気入りタイヤの製造方法の一実施形態において、成形ドラム上に第１成形体を成形した状態を示す説明図である。本発明の空気入りタイヤの製造方法の一実施形態において、第１成形体を膨張させて第２成形体に圧着し、グリーンタイヤを成形する工程を示す説明図である。本発明の空気入りタイヤの製造方法の他の実施形態の要部を示す説明図である。

符号の説明

５ビードコア
６ビードフィラー（タイヤ構成部材）
３３成形型
Ｓ未加硫ゴムストリップ材

Claims

未加硫ゴムストリップ材をタイヤ周方向に巻回したタイヤ構成部材を備えたグリーンタイヤを成形する際に、予め前記未加硫ゴムストリップ材を巻回して成形した前記タイヤ構成部材を取り付けて前記グリーンタイヤを成形する空気入りタイヤの製造方法において、前記タイヤ構成部材は、タイヤ径方向外側に向かって細くなるビードフィラーであり、かつ前記未加硫ゴムストリップ材をタイヤ径方向に積層した構造を有し、前記未加硫ゴムストリップ材をタイヤ径方向外側に位置する部分ほど付与する張力を低減させて巻回する空気入りタイヤの製造方法。
前記未加硫ゴムストリップ材に使用するゴムの弾性率が０．１〜１．０ＭＰａの範囲にある請求項１に記載の空気入りタイヤの製造方法。
前記タイヤ構成部材の取り付け前に、前記タイヤ構成部材の形状を整える請求項１または２に記載の空気入りタイヤの製造方法。
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の空気入りタイヤの製造方法により製造した空気入りタイヤ。