JP2019038204A - 空気入りタイヤの製造方法及び装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ストリップゴムを巻き付けてサイドウォールゴムを形成する工法であっても、エア入りの発生を確実に防止する。【解決手段】外周部を構成するクラウン部１３と、両側面部を構成するサイド部１４とを有し、クラウン部１３の外周にトレッドゴム８を備えたケース本体７に対し、サイド部１４及びトレッドゴム８の一部に、帯状のストリップゴム１７を巻き付けることにより、サイドウォールゴム２６の少なくとも一部を形成するサイドウォール形成工程を含む。サイドウォール形成工程は、トレッドゴム８又はケース本体７のいずれか一方から残る他方に向かってストリップゴム１７を巻き付けることにより第１巻付体２８を形成する第１巻付工程と、第１巻付体にストリップゴム１７を巻き付けることにより第２巻付体２９を形成する第２巻付工程と、ストリップゴム１７の外面にエア抜き溝２７を形成する溝付け工程と、を含む。【選択図】図１

Description

本発明は、空気入りタイヤの製造方法及び装置に関する。

従来、空気入りタイヤの製造方法として、リボン巻き工法にて、ドラムに保持したトレッドゴムを有するケース本体に対して、帯状のストリップゴムを螺旋状に巻き付けてサイドウォールオントレッド（ＳＷＯＴ）構造を得る際、ストリップゴムに風を当てて冷却するようにしたものが公知である（例えば、特許文献１参照）。

しかしながら、前記従来の方法では、巻き付けるストリップゴムの間に空気が混入する、いわゆるエア入りが発生しやすいという問題がある。

特開２０１５−１００９２５号公報

本発明は、ストリップゴムを巻き付けてサイドウォールゴムを形成する工法であっても、エア入りを効果的に防止できる空気入りタイヤの製造方法及び装置を提供することを課題とする。

本発明は、前記課題を解決するための手段として、
外周部を構成するクラウン部と、両側面部を構成するサイド部とを有し、前記クラウン部の外周にトレッドゴムを備えたケース本体に対し、前記サイド部及び前記トレッドゴムの一部に、帯状のストリップゴムを巻き付けることにより、サイドウォールゴムの少なくとも一部を形成するサイドウォール形成工程を含み、
前記サイドウォール形成工程は、
前記トレッドゴム又は前記ケース本体のいずれか一方から残る他方に向かって前記ストリップゴムを巻き付けることにより第１巻付体を形成する第１巻付工程と、
前記第１巻付体の外面に前記ストリップゴムを巻き付けて第２巻付体を形成する第２巻付工程と、
前記ストリップの外面にエア抜き溝を形成する溝付け工程と、
を含むことを特徴とする空気入りタイヤの製造方法を提供する。

これによれば、先に巻き付けたストリップゴムにエア抜き溝を形成しておくことができるので、次にストリップゴムを巻き付ける際、エア抜き溝を介してエアを排出することができる。したがって、先に巻き付けたストリップゴムと、後に巻き付けるストリップゴムとの間へのエア入りを防止できる。

前記第２巻付工程では、前記第１巻付体を形成するストリップゴムを巻き付ける方向を反対方向に折り返して前記第１巻付体の外面に巻き付けることにより、前記第２巻付体を形成するのが好ましい。

これによれば、第１巻付体と第２巻付体の双方を、一連のストリップゴムの巻付作業にて一度に行うことができ、作業効率がよい。

前記第１巻付工程では、前記ストリップゴムを複数回巻き付けることにより、前記トレッドゴムの端部を覆うように前記第１巻付体を形成し、
前記第２巻付工程では、前記ストリップゴムを折り返し、少なくともトレッドゴムの側縁位置を越えるまで複数回巻き付けて前記第２巻付体を形成することができる。

前記溝付け工程では、前記ステッチャーにより、前記ストリップゴムの外面にローレット加工を施すのが好ましい。

これによれば、ストリップゴムを巻き付けて行く際、種々の方向にエアを排出することができ、より一層エア入りを効果的に防止できる。

前記ストリップゴムは、幅方向の両端に向かって厚みが小さくなる断面形状を有し、
前記第１巻付工程では、前記ストリップゴムの幅方向中央位置と、前記トレッドゴムと前記ケース本体との境界位置とを一致させて１周目を前記境界位置と平行に巻き付けるのが好ましい。

これによれば、段差の大きくなるトレッドゴムとケース本体との境界位置に、厚みの大きなストリップゴムの幅方向中央位置を位置させることによりエアの残留を効果的に防止できる。

本発明は、前記課題を解決するための手段として、
外周部を構成するクラウン部と、両側面部を構成するサイド部とを有し、前記クラウン部の外周にトレッドゴムを備えたケース本体を保持するドラムと、
前記ドラムを回転駆動する駆動手段と、
帯状のストリップゴムを供給する供給手段と、
前記ケース本体に巻き付けるストリップゴムの外面にエア抜き溝を形成するステッチャーと、
前記ドラムに対して前記供給手段を相対的に、前記ドラムの軸心方向に移動させる移動手段と、
前記駆動手段及び前記移動手段を駆動制御することにより、前記ケース本体の外面にストリップゴムを巻き付け、前記ステッチャーを駆動制御することにより、前記ストリップゴムの外面にエア抜き溝を形成する制御手段と、
を備えていることを特徴とする空気入りタイヤの製造装置を提供する。

本発明によれば、先に巻き付けたストリップゴムにエア抜き溝を形成するようにしたので、次に巻き付けるストリップゴムとの間へのエア入りを防止できる。

本実施形態に係るサイドウォール形成工程に使用する製造装置の概略説明図である。 図１に使用するギザロールの正面図である。 本実施形態に係るグリーンタイヤの子午線半断面図である。 本実施形態に係るタイヤケースの子午線半断面図である。 図４に第１巻付体を形成した状態を示す子午線部分断面図である。 図５の第１巻付体部分の拡大断面図である。 図５に第２巻付体を形成した状態を示す子午線部分断面図である。 他の実施形態に係るタイヤケースの子午線部分断面図である。 図８に第１巻付体を形成した状態を示す子午線部分断面図である。 図９に第２巻付体を形成した状態を示す子午線部分断面図である。

以下、本発明に係る実施形態を添付図面に従って説明する。なお、以下の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物、あるいは、その用途を制限することを意図するものではない。また、図面は模式的なものであり、各寸法の比率等は現実のものとは相違している。

図１は、本実施形態に係る空気入りタイヤの製造装置の一部を構成するサイドウォール形成装置１を示す。このサイドウォール形成装置１は、ドラム２、ゴム供給部３、圧着ローラ４、ステッチャー５等を備える。

ドラム２は、軸心を中心とする円筒状に形成されている。ドラム２の外周面は径方向に拡縮可能な金属セグメントやブラダー等で構成されている。ドラム２は、外径側に拡張した状態で、その外周面によって別工程で形成されたタイヤケース６（図４参照）を保持できるようになっている。またドラム２は、図示しないモータ等の駆動手段によって軸心を中心として回転する。

図４に示すように、タイヤケース６は、ケース本体７にトレッドゴム８を一体化したものである。

ケース本体７は、ビードコア９、カーカスプライ１０、インナーライナー１１及びリムストリップゴム１２を備える。ケース本体７は、全体として円筒状となっており、外周部分を構成するクラウン部１３と、その両側面部のサイド部１４とを備える。

ビードコア９は、複数本のワイヤを束ねたものを環状とし、左右に間隔を空けて配置されている（図４では、一方のビードコア９のみ図示）。カーカスプライ１０はトロイド状で、カーカスコードをゴムで被覆した少なくとも１枚のプライで構成されている。カーカスプライ１０の両側部はビードコア９に巻き付けられている。インナーライナー１１は、カーカスプライ１０の内側に配置されている。リムストリップゴム１２は、ビードコア９の外側に配置されている。

トレッドゴム８は、ケース本体７のクラウン部１３に、ベルト１５及びベルト補強層１６を介して配置されている。

図１に戻って、ゴム供給部３は帯状のストリップゴム１７を供給するためのもので、押出機の先端部分に口金１８を有するダイ１９を備える。ゴム供給部３は、図示しないモータ等の駆動手段（移動手段）によってドラム２の外周面に対して口金１８をドラム２の径方向に接離し、ドラム２の軸心方向に沿って往復移動する（ドラム２をその軸心方向に移動させてもよいが、ドラム２とゴム供給部３とが相対的に移動できればよい。）。口金１８には、ストリップゴム１７を押し出すための開口が形成されている。開口の断面形状は、中央部から両端に向かって徐々に幅が狭くなった扁平状である。これにより、口金１８から押し出されるストリップゴム１７は、全体としては扁平状であるが、厳密には、中央部分が最も厚く、両側に向かうに従って徐々に薄くなる横断面三角形状に形成される。具体的には、幅が１５〜３５ｍｍで、中央の最大厚みが１．０〜３．０ｍｍに形成されている。好ましくは、幅が２０〜２５ｍｍで、中央の最大厚みが２．０〜３．０ｍｍである。

圧着ローラ４は円筒状で、シリンダ２０によって進退可能なピストン２１の先端に回転軸４ａを中心として回転可能に取り付けられている。圧着ローラ４は、その回転軸４ａの軸心方向がドラム２の軸心方向と平行となるように配置される。シリンダ２０を駆動してピストン２１を前進させることにより、圧着ローラ４の外周面で、ゴム供給部３から供給されたストリップゴム１７をタイヤケース６の外面に押し付けて貼り付けることができるようになっている。

ステッチャー５は、シリンダ２２によって進退可能なピストン２３の先端に円筒状のローラを回転可能に取り付けたものである。ローラは歯車状で（以下、ギザローラ２４と記載する。）、図２に示すように、ピストン２３の先端の回転軸２４ａを中心として、軸心方向に若干の隙間を有して配置される一対で構成されている。但し、ギザローラ２４は一体物の１つで構成してもよい。また、ギザローラ２４の外周面には、軸心方向に沿う突条２４ｂが周方向に所定間隔で全周に亘って並設されている。各突条２４ｂの横断面は三角形状となっている。但し、最も突出した部分は鋭角ではなく、平坦面又は湾曲面で構成されている。ギザローラ２４の外周面の形状は、ローレット加工や溝加工によって形成すればよい。

次に、前記構成のグリーンタイヤ形成装置によってグリーンタイヤを形成する方法について説明する。

別工程で、公知の次の方法によりタイヤケース６を形成する（タイヤケース形成工程）。

まず、ドラム２の外周面にインナーライナー１１とカーカスプライ１０を円筒状に形成する。そして、カーカスプライ１０の幅方向両側にビードコア９を配置する。続いて、カーカスプライ１０の端部を折り返してビードコア９を包み込むことにより円筒状のケース本体７を得る。

また、別のドラム（図示せず）の外周面にベルト１５及びベルト補強層１６を巻き付ける。そして、ベルト補強層１６の外周面にトレッドゴム８を形成することによりトレッドリング２５を形成する。トレッドゴム８は、例えば、帯状のストリップゴム１７をタイヤ周方向に沿って螺旋状に複数回巻き付けるリボン巻き工法により形成できる。

次いで、ケース本体７の外周側にトレッドリング２５を配置する。この状態で、ドラム２を外径側に拡張することにより、ケース本体７をタイヤ径方向に膨張変形させ、その外周面をトレッドリング２５の内周面に密着させる。これにより、図４に示すクラウン部１３と両側のサイド部１４とを備えたタイヤケース６が得られる。

このようにして得られた中空円筒状のタイヤケース６に、次のようにしてサイドウォールゴム２６を形成する（サイドウォール形成工程）。

ドラム２に対してゴム供給部３からストリップゴム１７を供給する。供給したストリップゴム１７を圧着ローラ４によりタイヤケース６の外面に押し付ける。このとき、図４に示すように、ストリップゴム１７の最も厚みの大きい中央部分Ｃをタイヤケース６のトレッドゴム８とケース本体７との境界位置Ｂに対向させる。ストリップゴム１７の１周目の巻付は、前記境界位置が延びる方向と平行に行う。このとき、タイヤケース６にストリップゴム１７を貼り付けながらステッチャー５のギザローラ２４をストリップゴム１７に押し付ける。これにより、貼り付けられるストリップゴム１７の外表面に、巻付方向すなわちタイヤ周方向に延びる複数本のエア抜き溝２７が形成される。

続いて、ゴム供給部３をドラム２の軸心方向の一方（図４では上方）に向かって所定の送り速度で移動させる。ここでは、図５に示すように、ゴム供給部３の送り量がストリップゴム１７の幅寸法の１／２の値となるように送り速度を決定している。つまり、先に巻き付けたストリップゴム１７ａの中央位置Ｃと、次に巻き付けるストリップゴム１７ｂの一方の側縁位置Ｅとを一致させた状態で螺旋状に巻回する。そして、ストリップゴム１７の他方の側縁がトレッドゴム８の表面側の側縁に至ることにより第１巻付体２８が得られる（第１巻付工程）。

図６に示すように、ストリップゴム１７を螺旋状に巻回している間も、ステッチャー５のギザローラ２４による押し付けを行い、ストリップゴム１７の外表面に複数本のエア抜き溝２７を形成する（溝付け工程）。ストリップゴム１７は順次、圧着ローラ４によって押し付けられて、幅方向に半分ずつ重なりながら巻き付けられるが、形成されるエア抜き溝２７により、重なり部分に空気を残留させることなくスムーズに排出できる。

第１巻付体２８が得られた時点で、ゴム供給部３のドラム２の軸心方向への移動を一旦停止させる。このとき、ステッチャー５のギザローラ２４をストリップゴム１７から離間させ、ストリップゴム１７の外表面へのエア抜き溝２７の作成を停止する。そして、ストリップゴム１７の他方の側縁位置とトレッドゴム８の表面側の側縁位置とを一致させた状態で、トレッドゴム８をタイヤ径方向の同一円周上に１周巻き付ける。

図７に示すように、ゴム供給部３の送り方向を逆向きとし、ドラム２の軸心方向の他方（図中下方）に向かって、所定の送り速度で移動させることにより螺旋状に巻回する（このときの送り量も、前記同様、ストリップゴム１７の幅寸法の１／２の値となるように送り速度を決定してもよい。）。このとき、先に巻き付けたストリップゴム１７のうち、少なくともこれから巻き付けようとするストリップゴム１７によって覆われる部分にステッチャー５のギザローラ２４を押し付ける。ここでは、ストリップゴム１７の巻付方向側の半分にエア抜き溝２７を形成するが、全体に形成するようにしてもよい。これにより、先に巻き付けた部分と次に巻き付ける部分との重なり部分に空気が残留することがなくなる。ストリップゴム１７は、少なくともトレッドゴム８とケース本体７との境界位置Ｂを超えた第１巻付体２８を覆う位置まで巻き付ける。ここでは、ストリップゴム１７をリムストリップゴム１２の外表面の側縁１２ａまで巻き付けている。これにより、第１巻付体２８を覆う第２巻付体２９が得られる（第２巻付工程）。このように、第２巻付工程でも、空気の残留を有効に防止できる。

このようにして、図４に示すように、タイヤケース６に対して、いわゆるＪ字状にストリップゴム１７を巻き付けてサイドウォールゴム２６が得られることによりグリーンタイヤが完成する。完成したグリーンタイヤを加硫金型のモールドにセットして加硫成型することにより空気入りタイヤが得られる。

前記サイドウォール形成工程により形成されたグリーンタイヤは、次のような特徴を有する。
（１）ストリップゴム１７の最も厚みの大きい中央部分Ｃをタイヤケース６のトレッドゴム８とケース本体７との境界位置Ｂに一致させた状態で、１周巻き付けたので、この部分への空気の抱き込みを防いでエア入りを抑制できる。
（２）サイドウォールゴム２６を形成する際、ストリップゴム１７の外表面にタイヤ周方向に延びるエア抜き溝２７を形成したので、第１巻付体２８及び第２巻付体２９のいずれを形成する場合であっても、ストリップゴム１７の間でのエア入りを抑制できる。

なお、本発明は、前記実施形態に記載された構成に限定されるものではなく、種々の変更が可能である。

前記実施形態では、ステッチャー５のギザローラ２４によりタイヤ周方向に延びるエア抜き溝２７のみを形成する構成としたが、突出部２４ｂを格子状等に形成することにより、タイヤ周方向のみならず、タイヤ幅方向にも延びるエア抜き溝２７を形成するようにしてもよい。タイヤ幅方向に延びるエア抜き溝２７は、タイヤ周方向に延びるエア抜き溝２７に対して直交している必要はなく、斜めに交差していてもよい。

前記実施形態では、ストリップゴム１７を、一定の送り量が得られるように送り速度を決定するようにしたが、ドラム２が１回転する毎に１ピッチ分（例えば、ストリップゴム１７の幅寸法の１／２の値）ずらせるようにしてもよい。

前記実施形態では、ストリップゴム１７を同一の送り量で巻き付けるようにしたが、サイドウォールゴム２６の厚みの違い等に応じて適宜変更すればよい。例えば、トレッドゴム８とケース本体７との境界位置Ｂよりもタイヤ外径側であれば、第１巻付体２８に巻き付けるストリップゴム１７の送り量を大きく設定し、タイヤ内径側であれば逆に小さく設定すればよい。

前記実施形態では、第１巻付体２８と第２巻付体２９を繋がった１本のストリップゴム１７で形成するようにしたが、別個のストリップゴム１７でそれぞれを形成するようにしてもよい。この場合、各ストリップゴム１７は、同種材料で構成してもよいし、異種材料で構成してもよい。また、第１巻付体を形成してから第２巻付体を形成してもよいが、工程時間の短縮化のため、第１巻付体を形成しつつ、第２巻付体を形成してもよい。すなわち、第１巻付体の外面側に第２巻付体を形成するのであれば、例えば、第１巻付体の巻き付けが完了する前に第２巻付体の巻き付けを開始してもよいし、第１巻付体の巻き付けと第２巻付体の巻き付けを同時に開始してもよい。

前記実施形態では、ストリップゴム１７の巻き付けを１回のみ折り返すことで、第１巻付体と第２巻付体とを形成するようにしたが、２回以上折り返すことにより、第２巻付体の外側にさらに巻付体を形成するようにしてもよい。

前記実施形態では、サイドウォールゴム２６を形成する際、ストリップゴム１７をケース本体７側からトレッドゴム８側へと巻き付けた後、トレッドゴム８側からケース本体７側へと巻き付けるようにしたが、逆に行うようにしてもよい。すなわち、スタート地点はトレッドゴム８とケース本体７との境界位置Ｂで同じであるが、ストリップゴム１７を、トレッドゴム８側からケース本体７側へと巻き付けた後、ケース本体７側からトレッドゴム８側へと巻き付けるようにしてもよい。

この場合、図８に示すように、タイヤケース６には、ケース本体７のサイド部１４に、予めサイドウォールゴム２６の一部としてゴム部材３０を形成するのが好ましい。但し、ゴム部材３０を設けることなく、サイドウォールゴム２６の全体をストリップゴム１７の巻き付けにより形成することもできる。

第１巻付工程では、ストリップゴム１７を、境界位置Ｂに沿って１周巻き付けた後、図９に示すように、トレッドゴム８とケース本体７との境界位置Ｂから、タイヤ内径（図中下方）側に向かってゴム部材３０に至るまで螺旋状に巻き付けることにより第１巻付体２８を形成する。第１巻付体２８を形成する際にも、前記実施形態と同様に、ステッチャー５のギザローラ２４によって先に貼り付けるストリップゴム１７の外表面にエア抜き溝２７を形成する。

第２巻付工程では、図１０に示すように、ストリップゴム１７を、ゴム部材３０側から少なくともトレッドゴム８とケース本体７との境界位置Ｂを超えて第１巻付体２８を覆う位置まで螺旋状に巻き付けることにより第２巻付体２９を形成する。ここでは、ストリップゴムは、トレッドゴム８の上端縁に至るまで巻き付けている。第２巻付工程でも、前記第１巻付工程の場合と同様に、先に巻き付けたストリップゴム１７のうち、少なくともこれから巻き付けようとするストリップゴム１７によって覆われる部分にステッチャー５のギザローラ２４を押し付け、エア抜き溝２７を形成しておく。これにより、先に巻き付けた部分と次に巻き付ける部分との重なり部分に空気が残留することがなくなる。

このように、図８に示すように、タイヤケース６に対して、いわゆる逆Ｊ字状にストリップゴム１７を巻き付けてサイドウォールゴム２６が得られ、グリーンタイヤが完成する。完成したグリーンタイヤを加硫金型のモールドにセットして加硫成型することにより空気入りタイヤが得られる。

１…サイドウォール形成装置
２…ドラム
３…ゴム供給部（供給手段）
４…圧着ローラ
５…ステッチャー
６…タイヤケース
７…ケース本体
８…トレッドゴム
９…ビードコア
１０…カーカスプライ
１１…インナーライナー
１２…リムストリップゴム
１３…クラウン部
１４…サイド部
１５…ベルト
１６…ベルト補強層
１７…ストリップゴム
１８…口金
１９…ダイ
２０…シリンダ
２１…ピストン
２２…シリンダ
２３…ピストン
２４…ギザローラ
２５…トレッドリング
２６…サイドウォールゴム
２７…エア抜き溝
２８…第１巻付体
２９…第２巻付体
３０…ゴム部材

Claims (6)

1. 外周部を構成するクラウン部と、両側面部を構成するサイド部とを有し、前記クラウン部の外周にトレッドゴムを備えたケース本体に対し、前記サイド部及び前記トレッドゴムの一部に、帯状のストリップゴムを巻き付けることにより、サイドウォールゴムの少なくとも一部を形成するサイドウォール形成工程を含み、
   前記サイドウォール形成工程は、
   前記トレッドゴム又は前記ケース本体のいずれか一方から残る他方に向かって前記ストリップゴムを巻き付けることにより第１巻付体を形成する第１巻付工程と、
   前記第１巻付体の外面に前記ストリップゴムを巻き付けて第２巻付体を形成する第２巻付工程と、
   前記ストリップの外面にエア抜き溝を形成する溝付け工程と、
   を含む、空気入りタイヤの製造方法。
2. 前記第２巻付工程では、前記第１巻付体を形成したストリップゴムを折り返して前記第１巻付体の外面に巻き付けることにより、前記第２巻付体を形成する、請求項１に記載の空気入りタイヤの製造方法。
3. 前記第１巻付工程では、前記ストリップゴムを複数回巻き付けることにより、前記トレッドゴムの端部を覆うように前記第１巻付体を形成し、
   前記第２巻付工程では、前記ストリップゴムを巻き付ける方向を反対方向に折り返し、少なくとも前記トレッドゴムと前記ケース本体との境界位置を越えるまで複数回巻き付けて前記第２巻付体を形成する、請求項１又は２に記載の空気入りタイヤの製造方法。
4. 前記溝付け工程では、前記ステッチャーにより、前記ストリップゴムの外面にローレット加工を施す、請求項１から３のいずれか１項に記載の空気入りタイヤの製造方法。
5. 前記ストリップゴムは、幅方向の両端に向かって厚みが小さくなる断面形状を有し、
   前記第１巻付工程では、前記ストリップゴムの幅方向中央位置と、前記トレッドゴムと前記ケース本体との境界位置とを一致させて１周目を前記境界位置と平行に巻き付ける、請求項１から４のいずれか１項に記載の空気入りタイヤの製造方法。
6. 外周部を構成するクラウン部と、両側面部を構成するサイド部とを有し、前記クラウン部の外周にトレッドゴムを備えたケース本体を保持するドラムと、
   前記ドラムを回転駆動する駆動手段と、
   前記サイド部及び前記トレッドゴムの一部に、帯状のストリップゴムを供給する供給手段と、
   前記ケース本体にストリップゴムを巻き付けるストリップゴムの外面にエア抜き溝を形成するステッチャーと、
   前記ドラムに対して前記供給手段を相対的に、前記ドラムの軸心方向に移動させる移動手段と、
   前記駆動手段及び前記移動手段を駆動制御することにより、前記ケース本体の外面にストリップゴムを巻き付け、前記ステッチャーを駆動制御することにより、前記ストリップゴムの外面にエア抜き溝を形成する制御手段と、
   を備えている、空気入りタイヤの製造装置。

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