JP4388329B2 - 生タイヤの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、タイヤの外観性能及びユニフォミティーを向上させる生タイヤの製造方法に関する。

ラジアルタイヤにおける生タイヤ（加硫前のタイヤ）の製造工程では、カーカスコードをラジアル配列させるため、図４に示すように、いったん円筒状に形成したカーカスプライＡ１を含むタイヤ巻回体Ｂを、ビードコアＣ、Ｃ間でトロイド状に膨張せしめ、この膨張部分Ｂｃを予め待機させたトレッドリングＴに貼着させる工程（インフレート工程）が行われる。そしてこのインフレート工程では、前記タイヤ巻回体Ｂを均一に膨張させカーカスコードの周方向配列を均一化させることが、所謂バルジ・デント等の外観性能及びユニフォミティーにとって重要である。

しかし、タイヤ巻回体Ｂは、カーカスプライＡ１を含む複数のゴム材料が積層された積層体であるため、全周に亘って均一に膨張させることが難しく、例えば図５（Ａ）に示す如く、カーカスコードａの周方向配列に粗な部分ｙ１／密な部分ｙ２が発生するなど周方向配列にばら付き生じ、仕上がりタイヤの外観性能及びユニフォミティーを損ねるという問題がある。特に。図５（Ｂ）の如く、カーカスプライＡ１の周方向端部が重なり合うジョイント部分Ｊでは、厚さや剛性が大となって膨張が抑えられるため、このジョイント部分Ｊと隣り合う隣接部Ｒ、Ｒでの膨張が他の領域に比して過大となり、粗密の差、即ち周方向配列のばら付きをより大きなものとしている。

そこで本発明は、インフレート工程において、高温の作動気体を用いてタイヤ巻回体を予め３０〜５０゜Ｃの範囲で均一温度に予熱加温することを基本として、タイヤ巻回体におけるカーカスコード間のゴムを延び易くかつ延びの差を周方向全体に亘って減じることが可能となり、タイヤ巻回体の膨張の均一性を高めることができ、カーカスコードの周方向配列のばら付きを抑え、仕上がりタイヤにおける外観性能及びユニフォミティーを向上しうる生タイヤの製造方法を提供することを目的としている。

特開２００２−１０３４７２号公報

前記目的を達成するために、本願請求項１の発明は、円筒状のフォーマーの外周面に、カーカスプライを含む１次タイヤ部材を巻回して直円筒状のタイヤ巻回体を形成する巻回体形成工程と、
このタイヤ巻回体の軸心方向両外端からビードコアを挿入し巻回体の半径方向外側でビードコアをセットするビードコアセット工程と、
前記タイヤ巻回体と同芯にかつ半径方向外側に距離を隔てて、少なくともベルトプライとトレッドゴムとからなるトレッドリングを配置するリングセット工程と、
前記タイヤ巻回体をビードコア間でトロイド状に膨張させることにより、この膨張するタイヤ巻回体の中央部分と前記トレッドリングとを貼着するインフレート工程を含み、
前記インフレート工程は、前記タイヤ巻回体の内部かつ少なくともビードコア間において、温度Ｔ１が５０〜１００℃、かつ圧力Ｐ１が５〜５０ｋＰａの高温低圧の予備作動気体を用いて前記タイヤ巻回体を３０〜５０゜Ｃの範囲で均一温度に予熱する予熱ステップと、
該予熱ステップの後、前記作動気体を、温度Ｔ２が前記温度Ｔ１と同範囲かつ圧力Ｐ２を１００〜２５０ｋＰａに上昇させた高温高圧の本作動気体を用いることにより前記膨張を可能とするインフレートステップとを含むことを特徴としている。

又請求項２の発明では、前記圧力Ｐ２は、１４０〜１８０ｋＰａの範囲であることを特徴としている。

又請求項３、４の発明では、前記本作動気体は、前記温度Ｔ２が前記温度Ｔ１と同温、或いは温度Ｔ１よりも高温又は低温であることを特徴としている。

又請求項５の発明では、前記作動気体は、空気及び／又は不活性ガスからなることを特徴としている。

本発明は叙上の如く構成しているため、インフレート工程におけるタイヤ巻回体の膨張の均一性を高めることが可能となり、カーカスコードの周方向配列のばら付きを抑え、仕上がりタイヤにおける外観性能及びユニフォミティーを向上することができる。

以下、本発明の実施の一形態を、図示例とともに説明する。
本発明の生タイヤの製造方法は、
＜１＞ 円筒状のフォーマーＦ１の外周面に、カーカスプライＡ１を含む一次タイヤ部材Ａを巻回して直円筒状のタイヤ巻回体Ｂを形成する巻回体形成工程Ｓ１（図１（Ａ））と、
＜２＞ このタイヤ巻回体Ｂの軸心方向両外端からビードコアＣを挿入し、このビードコアＣをタイヤ巻回体Ｂの半径方向外側でセットするビードコアセット工程Ｓ２（図１（Ｂ））と、
＜３＞ 前記タイヤ巻回体Ｂと同芯にかつ半径方向外側に距離を隔てて、トレッドリングＴを配置するリングセット工程Ｓ３（図２）と、
＜４＞ 前記タイヤ巻回体ＢをビードコアＣ、Ｃ間でトロイド状に膨張させることにより、この膨張するタイヤ巻回体Ｂの中央部分Ｂｃと前記トレッドリングＴとを貼着するインフレート工程Ｓ４（図３（Ａ），（Ｂ））とを少なくとも含んで構成される。

そして本発明では、前記インフレート工程Ｓ４において、前記タイヤ巻回体Ｂの内部かつ少なくともビードコアＣ、Ｃ間に高温の作動気体Ｘを送気し、前記タイヤ巻回体Ｂを３０〜５０゜Ｃの範囲で均一温度Ｔ０に予熱加温するとともに、その後、該作動気体Ｘを用いて前記タイヤ巻回体Ｂをトロイド状にインフレートし、前記トレッドリングＴと貼着することを特徴としている。

ここで本例では、前記生タイヤの製造方法が、所謂２ステージ形成方式に採用される場合を例示しており、前記ビードコアセット工程Ｓ２の後、引き続いて、前記タイヤ巻回体Ｂの両端部分ＢｅをビードコアＣの廻りで折り返す折返し工程Ｓ５（図１（Ｃ））を行っている。これによって得た円筒状の折返しのタイヤ巻回体ＢＴを前記フォーマーＦ１から取外し、図２に示すシェーピングフォーマーＦ２に移し換えた後、前記リングセット工程Ｓ３とインフレート工程Ｓ４とが行われる。

又前記タイヤ巻回体Ｂをなす１次タイヤ部材Ａは、通常は、前記カーカスプライＡ１とその半径方向内側に配されるインナーライナゴムシート（図示しない）とを含んで構成されるが、要求により、ビード部の外皮をなすビードゴム（所謂クリンチゴム等）及び／又はサイドウォール部の外皮をなすサイドウォールゴム等を、前記１次タイヤ部材Ａに加えることもできる。

又前記トレッドリングＴは、複数枚（通常２枚）のベルトプライからなるベルト層Ｔ１と、その半径方向外側に配されるトレッドゴムＴ２とを含んで構成されるが、要求により、バンド層等を付加することができる。このトレッドリングＴは、ベルトドラムを用いた別工程により円環状に一体に形成される。

又本発明の生タイヤの製造方法では、前記インフレート工程Ｓ４のみ従来的なものと相違し、その他の巻回体形成工程Ｓ１、ビードコアセット工程Ｓ２、リングセット工程Ｓ３、及び折返し工程Ｓ５等は、従来と同様の方法で実施できる。

従って、このインフレート工程Ｓ４のみを以下に詳しく説明する。なお前記タイヤ巻回体ＢＴは、図２、図３（Ａ）に示すように、そのビードコアＣ下が、シェーピングフォーマーＦ２のクランプリング１０によって保持される。

そして前記インフレート工程Ｓ４は、図３（Ａ）、（Ｂ）の如く、
（１） 温度Ｔ１が５０〜１００℃、かつ圧力Ｐ１が５〜５０ｋＰａの高温低圧の予備作動気体Ｘ１を、前記クランプリング１０に設ける給排口１１から送気し、タイヤ巻回体Ｂを３０〜５０゜Ｃの範囲で均一温度Ｔ０に加温する予熱ステップＳ４ａと、
（２）温度Ｔ２が前記温度Ｔ１と同範囲かつ圧力Ｐ２を１００〜２５０ｋＰａに上昇させた高温高圧の本作動気体Ｘ２を送気し、前記タイヤ巻回体Ｂをトロイド状に膨張させることにより、膨張するタイヤ巻回体Ｂの中央部分Ｂｃと前記トレッドリングＴとを貼着するインフレートステップＳ４ｂとを含んで構成される。

ここで、未加硫ゴムの伸びは、ゴムの温度の差、及び厚さの差などによって変化する。従って、従来的なインフレート工程では、環境温度の変化、材料温度の変化などに大きく影響を受け、カーカスコードの周方向配列にばら付きが発生し易くなる。特に、従来的なインフレート工程の場合の如く、ゴムの温度が例えば２５℃以下と低温の場合には、ゴムの柔軟性が著しく減じて全体的に伸びにくくなるため、温度の差及び厚さの差が僅かな場合にも、伸びやすい部位に伸びが集中しやすく、周方向配列のばら付きはより大きなものとなる。

これに対して、前記予熱ステップＳ４ａでは、タイヤ巻回体Ｂを３０〜５０゜Ｃの範囲で均一温度Ｔ０に予熱している。そのため、環境温度の変化、及び材料温度の変化などの影響を排除できる。又タイヤ巻回体Ｂのゴムを適度に軟質化し、その伸展性を一様に高めうるため、例えばジョイント部分など厚さに差がある場合にも、このジョイント部分以外の部位（例えばジョイント部分との隣接部）に伸びが集中するのを緩和することができ、前記温度変化の影響の排除と相俟って、周方向配列のばら付きを効果的に抑制することができる。

なお前記均一温度Ｔ０が３０℃未満では、ゴムの柔軟性、伸展性が不足し、周方向配列のばら付き抑制効果を充分に発揮できない。逆に、均一温度Ｔ０が５０℃を越えると軟質化し過ぎ、次のインフレートステップＳ４ｂにおける内圧Ｐ２を支承するのが難しくなり、例えば、カーカスコードの間のゴムが半径方向外側に変形したり或いは破れるなどの新たな問題を発生する。従って、前記均一温度Ｔ０は、３０〜５０℃の範囲が好ましい。

又前記「均一温度Ｔ０」とは、少なくともタイヤ赤道における周方向の４位置の温度を、タイヤ巻回体Ｂの内周面側と外周面側との双方において測定したとき、そのうちの最大値Ｔ０max と最小値Ｔ０min との差( Ｔ０max −Ｔ０min ）が前記最小値Ｔ０min の５％以下であることを意味する。

又前記予熱ステップＳ４ａでは、前記タイヤ巻回体ＢＴが直円筒状に保持されるクランプリング１０の基準位置Ｐ１において、前記予備作動気体Ｘ１の充填を行うことが必要である。それは、クランプリング１０が前記基準位置Ｐ１よりもタイヤ軸方向内方に移動している場合には、前記予備作動気体Ｘ１によってもタイヤ巻回体ＢＴは太鼓状に膨らみ、この予熱ステップＳ４ａにおいて、すでにカーカスコードの周方向配列にばら付きが発生してしまう恐れが生じるからである。

又前記予備作動気体Ｘ１の圧力Ｐ１が、前記５〜５０ｋＰａの範囲と低圧であることも重要であり、５０ｋＰａを越えると、カーカスコード間のゴムに延びや歪みが発生し、以後の周方向配列に悪影響を与えることとなる。なお前記圧力Ｐ１が５ｋＰａ未満、及び温度Ｔ１が５０℃未満では、予備作動気体Ｘ１の熱量が不足するなど加温効果に劣り、タイヤ巻回体Ｂを前記温度Ｔ０に予熱するのに長時間を要することとなる。又前記温度Ｔ１が１００℃を越えると、タイヤ巻回体Ｂの温度Ｔ０を前記範囲にコントロールすることが難しく、又タイヤ巻回体Ｂの内周面側にヤケを招く恐れが生じる。従って、予備作動気体Ｘ１は、その圧力Ｐ１を５〜２５ｋＰａとするのがより好ましく、又温度Ｔ１を５０〜７０℃とするのがより好ましい。なお前記Ｔ１が５０〜１００℃の場合、通常、加温時間は１０〜６０秒程度となる。

次に、前記インフレートステップＳ４ｂでは、図３（Ｂ）の如く、温度Ｔ２が前記温度Ｔ１と同範囲（５０〜１００℃）かつ圧力Ｐ２を１００〜２５０ｋＰａとした高温高圧の本作動気体Ｘ２を用い、前記タイヤ巻回体ＢをビードコアＣ、Ｃ間でトロイド状に膨張させる。このとき、本作動気体Ｘ２の前記温度Ｔ２を、前記温度Ｔ１と同温、或いは温度Ｔ１よりも高温又は低温とすることができるが、周方向配列のばら付き抑制の観点から、前記温度Ｔ２を温度Ｔ１と同温とするのが最も好ましく、ついで温度Ｔ１よりも高温とするのが好ましい。なお温度Ｔ２とＴ１の温度差は１０℃以下とするのが好ましい。

なお前記圧力Ｐ２が１００ｋＰａ未満では、タイヤ巻回体Ｂを充分に膨張するのが難しく、又２５０ｋＰａを越えると、カーカスコードの間のゴムが半径方向外側に変形したり或いは破れるなどの新たな問題を発生する。従ってこの圧力Ｐ２は、１４０〜１８０ｋＰａの範囲とするのがさらに好ましい。

なお予備作動気体Ｘ１、及び本作動気体Ｘ２においては、窒素、アルゴンなどの不活性ガスから選択される１種又は複数種のガス、又は空気、又は空気と前記不活性ガスとの混合気体を用いることができる。

なお前記１次タイヤ部材Ａ以外の２次タイヤ部材は、前記インフレート工程Ｓ４に先駆けてタイヤ巻回体Ｂに添設する、及び／又はインフレート工程Ｓ４以後にタイヤ巻回体ＢとトレッドリングＴとの貼着体に添設することができる。

又所謂シングルステージ形成方式の場合には、タイヤ巻回体Ｂ（又はＢＲ）の移し換えを行うことなく、一つのシングル成形フォーマー（図示しない）上で、各工程Ｓ１〜Ｓ４が順次行われる。このとき折返し工程Ｓ５は、通常、ビードコアセット工程Ｓ２とインフレート工程Ｓ４との間、或いはインフレート工程Ｓ４のインフレートステップＳ４ｂと同時に、或いはインフレートステップＳ４ｂの後に行われている。

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。

本発明の製造方法に基づき、表１の仕様で生タイヤを試作するとともに、各生タイヤを加硫成形し、その仕上がりタイヤ（タイヤサイズ１９５／６５Ｒ１５）のユニフォミティーを測定した。なお比較例と実施例とは、インフレート工程のみ相違している。

（１）ユニフォミティー：
ユニフォミティー試験機を用い、仕上がりタイヤ（各２０本）に対し、ＬＲＯ（ラテラルランアウト）、ＲＦＶ（ラジアルフォースバリエーション）、ＲＦＶ一次（ラジアルフォースバリエーションの一次）、ＬＦＶ（ラテラルフォースバリエーション）、ＣＯＮ（コニシティ）をそれぞれ測定し、その平均値、及び標準偏差を比較した。

表の如く実施例品は、特にＬＲＯ、ＲＦＶ、及びＲＦＶ一次が大巾に改善されたのが確認できる。

（Ａ）〜（Ｃ）は、巻回体形成工程、ビードコアセット工程、及び折返し工程を説明する線図である。 リングセット工程を説明する線図である。 （Ａ）、（Ｂ）は、インフレート工程を説明する線図である。 従来技術を説明する線図である。 （Ａ）、（Ｂ）は、その問題点を示す線図である。

符号の説明

Ａ１ カーカスプライ
Ａ 一次タイヤ部材
Ｂ タイヤ巻回体
Ｃ ビードコア
Ｆ１ フォーマー
Ｓ１ 巻回体形成工程
Ｓ２ ビードコアセット工程
Ｓ３ リングセット工程
Ｓ４ インフレート工程
Ｓ４ａ 予熱ステップ
Ｓ４ｂ インフレートステップ
Ｔ トレッドリング
Ｔ０ 均一温度
Ｘ 作動気体
Ｘ１ 予備作動気体
Ｘ２ 本作動気体

Claims (5)

1. 円筒状のフォーマーの外周面に、カーカスプライを含む１次タイヤ部材を巻回して直円筒状のタイヤ巻回体を形成する巻回体形成工程と、
   このタイヤ巻回体の軸心方向両外端からビードコアを挿入し巻回体の半径方向外側でビードコアをセットするビードコアセット工程と、
   前記タイヤ巻回体と同芯にかつ半径方向外側に距離を隔てて、少なくともベルトプライとトレッドゴムとからなるトレッドリングを配置するリングセット工程と、
   前記タイヤ巻回体をビードコア間でトロイド状に膨張させることにより、この膨張するタイヤ巻回体の中央部分と前記トレッドリングとを貼着するインフレート工程とを含み、
   前記インフレート工程は、前記タイヤ巻回体の内部かつ少なくともビードコア間において、温度Ｔ１が５０〜１００℃、かつ圧力Ｐ１が５〜５０ｋＰａの高温低圧の予備作動気体を用いて前記タイヤ巻回体を３０〜５０゜Ｃの範囲で均一温度に予熱する予熱ステップと、
   該予熱ステップの後、前記作動気体を、温度Ｔ２が前記温度Ｔ１と同範囲かつ圧力Ｐ２を１００〜２５０ｋＰａに上昇させた高温高圧の本作動気体を用いることにより前記膨張を可能とするインフレートステップとを含むことを特徴とする生タイヤの製造方法。
2. 前記圧力Ｐ２は、１４０〜１８０ｋＰａの範囲である請求項１記載の生タイヤの製造方法。
3. 前記本作動気体は、前記温度Ｔ２が前記温度Ｔ１と同温であることを特徴とする請求項１記載の生タイヤの製造方法。
4. 前記本作動気体は、前記温度Ｔ２が前記温度Ｔ１よりも高温又は低温であることを特徴とする請求項１記載の生タイヤの製造方法。
5. 前記作動気体は、空気及び／又は不活性ガスからなることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の生タイヤの製造方法。

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