特開 2023-81651 タイヤ製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023081651

(43)【公開日】2023-06-13

(54)【発明の名称】タイヤ製造方法

(51)【国際特許分類】

   B29D 30/28 20060101AFI20230606BHJP

【ＦＩ】

B29D30/28

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021195530

(22)【出願日】2021-12-01

(71)【出願人】

【識別番号】000003148

【氏名又は名称】ＴＯＹＯ ＴＩＲＥ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000729

【氏名又は名称】弁理士法人ユニアス国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】竹元 翔

【テーマコード（参考）】

4F215

【Ｆターム（参考）】

4F215AH20

4F215AM32

4F215AP06

4F215AR09

4F215VA02

4F215VD10

4F215VK02

4F215VL08

4F215VL12

4F215VP10

4F215VP11

4F215VP35

4F215VQ07

4F215VR03

(57)【要約】

【課題】タイヤ構成部材に含まれるオーバーラップジョイント部の周辺でのエアの残留を低減できるタイヤ製造方法を提供する。
【解決手段】回転支持体に支持された円筒状の第１のタイヤ構成部材の外周面に第２のタイヤ構成部材を圧着するために、前記回転支持体を回転させながら前記第２のタイヤ構成部材の外周面に押圧ローラを押し当てるステッチング工程を備え、前記第１のタイヤ構成部材に含まれるオーバーラップジョイント部において、相対的に径方向外側に位置する端部を外側端部と呼び、相対的に径方向内側に位置する端部を内側端部と呼ぶとき、前記ステッチング工程では、前記オーバーラップジョイント部を通過する前記押圧ローラが前記外側端部の外周面から前記内側端部の外周面に至るよう、所定方向に沿って前記回転支持体を回転させる。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

回転支持体に支持された円筒状の第１のタイヤ構成部材の外周面に第２のタイヤ構成部材を圧着するために、前記回転支持体を回転させながら前記第２のタイヤ構成部材の外周面に押圧ローラを押し当てるステッチング工程を備え、
前記第１のタイヤ構成部材に含まれるオーバーラップジョイント部において、相対的に径方向外側に位置する端部を外側端部と呼び、相対的に径方向内側に位置する端部を内側端部と呼ぶとき、
前記ステッチング工程では、前記オーバーラップジョイント部を通過する前記押圧ローラが前記外側端部の外周面から前記内側端部の外周面に至るよう、所定方向に沿って前記回転支持体を回転させる、タイヤ製造方法。

【請求項2】

前記第１のタイヤ構成部材がカーカスプライを含んでおり、
前記オーバーラップジョイント部は、前記カーカスプライを円筒状に成形するときに一端部と他端部とを相互に重ね合わせた成形プライジョイント部である、請求項１に記載のタイヤ製造方法。

【請求項3】

前記ステッチング工程では、前記押圧ローラが前記オーバーラップジョイント部を通過する際に、前記回転支持体の回転速度を一時的に低下させる、請求項１または２に記載のタイヤ製造方法。

【請求項4】

前記オーバーラップジョイント部の周方向位置を検出器で検出し、その検出結果に基づいて前記回転支持体の回転速度を一時的に低下させるタイミングを制御する、請求項３に記載のタイヤ製造方法。

【請求項5】

ＪＩＳ Ｋ６３０１準拠のＡ型デュロメータによる前記押圧ローラの硬度が５５以下である、請求項１～４いずれか１項に記載のタイヤ製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、ステッチング工程を備えたタイヤ製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

空気入りタイヤの製造方法として、ステッチング工程を経てグリーンタイヤ（未加硫タイヤ）を成形する手法が知られている。ステッチング工程では、成形ドラムに支持された円筒状の第１のタイヤ構成部材の外周面に第２のタイヤ構成部材を圧着することを目的として、成形ドラムを回転させながら第２のタイヤ構成部材の外周面に押圧ローラが押し当てられる（例えば、特許文献１参照）。

【0003】

ステッチング工程を実施した場合であっても、第１のタイヤ構成部材と第２のタイヤ構成部材との間にエアが残留することがある。このようなエアの残留は、タイヤの成形不良の原因になりうるため、出来る限り低減することが望まれる。本発明者が調査したところ、第１のタイヤ構成部材に含まれるオーバーラップジョイント部の周辺でエアが残留しやすく、これに対策を講じることで大きな改善効果が得られることが判明した。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１６－１１７１７３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本開示は上記実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、タイヤ構成部材に含まれるオーバーラップジョイント部の周辺でのエアの残留を低減できるタイヤ製造方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示のタイヤ製造方法は、回転支持体に支持された円筒状の第１のタイヤ構成部材の外周面に第２のタイヤ構成部材を圧着するために、前記回転支持体を回転させながら前記第２のタイヤ構成部材の外周面に押圧ローラを押し当てるステッチング工程を備え、
前記第１のタイヤ構成部材に含まれるオーバーラップジョイント部において、相対的に径方向外側に位置する端部を外側端部と呼び、相対的に径方向内側に位置する端部を内側端部と呼ぶとき、
前記ステッチング工程では、前記オーバーラップジョイント部を通過する前記押圧ローラが前記外側端部の外周面から前記内側端部の外周面に至るよう、所定方向に沿って前記回転支持体を回転させる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】グリーンタイヤを成形する工程を模式的に示す半断面図

【図2】図１（Ｃ）のＸ－Ｘ矢視に沿った成形ドラムの縦断面図

【図3】図２の要部拡大図

【図4】オーバーラップジョイント部を示す断面図

【図5】帯状プライを形成する工程を模式的に示す概略図

【発明を実施するための形態】

【0008】

本開示のタイヤ製造方法の実施形態について、図面を参照しながら説明する。

【0009】

図１は、グリーンタイヤの成形工程の一例を模式的に示す半断面図である。まずは、図１（Ａ）に示すように、成形ドラムＤ１において、インナーライナゴム１、リムストリップゴム２、カーカスプライ３（後述する帯状プライ６０）を順に巻き付ける。これによって、カーカスバンドをなす円筒状のグリーンケース１０Ａが成形される。次に、図１（Ｂ）に示すように、成形ドラムＤ２において、グリーンケース１０Ａの両サイドにビード４を組み付け、そのビード４の周りでカーカスプライ３を折り返す。これによって、ターンアップが施された円筒状のグリーンケース１０Ｂが成形される。

【0010】

そして、図１（Ｃ）に示すように、成形ドラムＤ３において、グリーンケース１０Ｂの外周面に、所定の断面形状を有するサイドウォールゴム５をタイヤ周方向に沿って巻き付ける。続いて、後述するステッチング工程によってサイドウォールゴム５をグリーンケース１０Ｂに圧着させる。これによって、サイドウォールゴム５が貼り付けられた円筒状のグリーンケース１０Ｃが成形される。本実施形態では、図１（Ａ）～（Ｃ）の各工程を別個の成形ドラムＤ１～Ｄ３において実施しているが、これに限られず、共通の成形ドラムを用いて実施することも可能である。

【0011】

また、図１（Ｄ）に示すように、成形ドラムＤ４において、ベルトプライ６，７、トレッドゴム８などを順に巻き付ける。これによって、円筒状のトレッドバンド２０が成形される。そして、図１（Ｅ）に示すように、成形ドラムＤ５において、グリーンケース１０Ｃをトロイダル状に膨出変形させ、その径方向外側に配置したトレッドバンド２０と合体させる。このようにして成形した未加硫のグリーンタイヤを、図示しないタイヤ加硫金型を用いて加硫成形することにより、空気入りタイヤが製造される。

【0012】

図１（Ｃ）で示したサイドウォールゴム５の貼り付けに関し、図２～４を参照して詳しく説明する。図２は、図１（Ｃ）のＸ－Ｘ矢視に沿った成形ドラムＤ３の縦断面図であり、ステッチング工程を実施する前の状態を示している。図３は、図２の矩形枠ＲＦで囲まれた部分の拡大図である。図３では成形ドラムＤ３の外周面を平坦に描いているが、実際には緩やかに湾曲している。回転支持体である成形ドラムＤ３は、軸１０を中心として回転可能に構成されている。成形ドラムＤ３の回転は、駆動装置１１によって駆動される。成形ドラムＤ３が回転する速度やタイミングは制御装置１２によって制御される。

【0013】

成形ドラムＤ３は拡縮可能に構成されており、そのための機構は従来公知である。成形ドラムＤ３は円筒状の外周面を有し、その外周面にグリーンケース１０Ｂが嵌合されている。円筒状のグリーンケース１０Ｂに縮径状態の成形ドラムＤ３を挿入した後、その成形ドラムＤ３を拡径することにより、グリーンケース１０Ｂが成形ドラムＤ３によって嵌合状態で支持される。グリーンケース１０Ｂの外周面には、図示しない供給装置から供給されたサイドウォールゴム５が巻き付けられている。サイドウォールゴム５は、図１（Ｃ）のように一対で配設されている。

【0014】

押圧ローラ１３は、成形ドラムＤ３の外周面と対向するようにして配置されている。押圧ローラ１３は、変位シリンダ１４（例えば、エアシリンダ）を介して、図示しない移動装置に支持されている。変位シリンダ１４は、サイドウォールゴム５に向けて押圧ローラ１３を変位させるアクチュエータとして機能する。移動装置は、成形ドラムＤ３の軸方向に沿って移動自在に構成されている。変位シリンダ１４及び移動装置の作動は、制御装置１２によって制御される。押圧ローラ１３、変位シリンダ１４及び移動装置は、一対のサイドウォールゴム５に対応して一対で設けられている。

【0015】

グリーンケース１０Ｂの外周面にサイドウォールゴム５が巻き付けられると、ステッチング工程が実施される。ステッチング工程では、成形ドラムＤ３によって支持された円筒状のグリーンケース１０Ｂ（第１のタイヤ構成部材に相当）の外周面にサイドウォールゴム５（第２のタイヤ構成部材に相当）を圧着するために、成形ドラムＤ３を回転させながらサイドウォールゴム５の外表面に押圧ローラ１３を押し当てる。その際、変位シリンダ１４が伸長し、それに応じた圧力で押圧ローラ１３がサイドウォールゴム５に押し付けられる。押圧ローラ１３は、変位シリンダ１４のロッドの先端に回転自在に設けられているため、従動的に回転する。

【0016】

図３は、グリーンケース１０Ｂに含まれる（カーカスプライ３の）オーバーラップジョイント部３０の周辺を示す。図４は、そのオーバーラップジョイント部３０を抽出して示している。グリーンケース１０Ｂに含まれるオーバーラップジョイント部３０（以下、単に「ジョイント部３０」と呼ぶ）において、相対的に径方向外側に位置する端部を外側端部３１と呼び、相対的に径方向内側に位置する端部を内側端部３２と呼ぶ。ジョイント部３０では、外側端部３１と内側端部３２とを相互に重ね合わせているために段差が形成され、それにより外周面が隆起している。

【0017】

本発明者が研究したところ、ステッチング工程を実施してもグリーンケース１０Ｂとサイドウォールゴム５との間にエアが残留するのは、押圧ローラ１３がジョイント部３０に乗り上げる際に段差を跳び越えてしまい、そのためジョイント部３０の脇３０ｓに押圧ローラ１３が十分に押し当たらないことが主な原因であることが判明した。また、そのような押圧ローラ１３の跳び現象は、押圧ローラ１３が図３右側に相対移動する（換言すると、位置Ｐ２からジョイント部３０を経由して位置Ｐ１に至る）場合において、特に顕著に発生することが分かった。

【0018】

そこで、本実施形態におけるステッチング工程では、ジョイント部３０を通過する押圧ローラ１３が外側端部３１の外周面から内側端部３２の外周面に至るよう、所定方向に沿って成形ドラムＤ３を回転させる。即ち、図３において、押圧ローラ１３が図３左側に相対移動する（換言すると、位置Ｐ１からジョイント部３０を経由して位置Ｐ２に至る）よう、成形ドラムＤ３をＲ１方向（図２参照）に回転させる。外側端部３１と内側端部３２との位置関係が反対であれば、成形ドラムＤ３をＲ２方向（図２参照）に回転させる。これにより、ジョイント部３０に乗り上げる押圧ローラ１３は外側端部３１の外周面に沿って移動するため、押圧ローラ１３の跳び現象が抑えられる。その結果、ジョイント部３０の周辺でのエアの残留を低減し、延いてはタイヤの成形不良（エア入り不良）の発生を抑制できる。

【0019】

押圧ローラ１３の跳び現象を抑えるには、押圧ローラ１３の硬度を低めて、ジョイント部３０を押圧するときの反動を軽減することも有効である。かかる観点から、押圧ローラ１３の硬度は、５５以下であることが好ましく、５０以下であることがより好ましい。また、押圧ローラ１３に所要の耐久性を付与する観点から、押圧ローラ１３の硬度は４０以上であることが好ましい。この押圧ローラ１３の硬度は、ＪＩＳ Ｋ６３０１準拠のＡ型デュロメータによる硬度を指す。

【0020】

既述の通り、グリーンケース１０Ｂはカーカスプライ３を含んでいる。本実施形態において、ジョイント部３０は、そのカーカスプライ３を円筒状に成形するときに一端部と他端部とを相互に重ね合わせた成形プライジョイント部である。つまり、ジョイント部３０は、図１（Ａ）のように成形ドラムＤ１に帯状プライ（後述する帯状プライ６０）を巻き付けて円筒状に成形する際に生じたジョイント部である。帯状プライを巻き付けるときの始端部が内側端部３２となり、終端部が外側端部３１となる。このような成形プライジョイント部は、円筒状をなすカーカスプライ３の周方向の一箇所に形成されている。

【0021】

図５は、帯状プライ６０を形成する工程を示す概略図である。上述の通り、この帯状プライ６０を成形ドラムＤ１に巻き付けることにより円筒状のカーカスプライ３が成形される。帯状プライ６０は、複数の短冊状プライ５０によって形成される。短冊状プライ５０は、図示しないカレンダーロールなどから供給されたトッピングシート４０を、裁断装置４１によって所定長さに裁断することにより形成される。この所定長さは、カーカスプライ３の幅に対応した寸法に設定される。トッピングシート４０は、引き揃えられた複数のカーカスコード３Ｃに未加硫ゴムをトッピングして形成されている。

【0022】

形成された短冊状プライ５０は、裁断装置４１による裁断方向と平行な方向に搬送され、先行する短冊状プライ５０の搬送方向後方側の端部と、後続する短冊状プライ５０の搬送方向前方側の端部とが重ね合わされる。そして、短冊状プライ５０の端部同士が重ね合わされた状態で圧着装置５１が幅方向に移動することにより、複数の短冊状プライ５０が接合される。所定数の短冊状プライ５０を連接することにより、所定長さを有する帯状プライ６０が形成される。このように帯状プライ６０を形成するときに短冊状プライ５０の端部同士を相互に重ね合わせたジョイント部６１は、裁断プライジョイント部と呼ばれる。

【0023】

図５の例では、短冊状プライ５０を接合した後にゴムテープ６２を貼り付けている。ゴムテープ６２は、成形ドラムＤ１に巻き付けられた帯状プライ６０（即ち、図１（Ａ）のカーカスプライ３）とインナーライナゴム１との間に介在する。ゴムテープ６２は、加硫成形時の拡張が大きいバットレス領域に配置されている。バットレス領域は、タイヤのサイドウォールにおける径方向外側の領域であり、平坦な舗装路での通常走行時には接地しない部分となる。バットレス領域にゴムテープ６２を配設することにより、インナーライナゴム１に対するカーカスコード３Ｃの押し当たりを抑えることができる。

【0024】

本実施形態では、成形プライジョイント部であるジョイント部３０の態様に基づき、成形ドラムＤ３を所定方向（図２のＲ１方向）に回転させる例を示したが、このジョイント部３０は裁断プライジョイント部であってもよい。但し、成形プライジョイント部では、外側端部３１と内側端部３２との間にゴムテープ６２が介在することと相俟って、裁断プライジョイント部よりも段差が大きくなる傾向にあるため、押圧ローラ１３の跳び現象が起こりやすい。したがって、エアの残留を低減する効果を高めるうえでは、ジョイント部３０が成形プライジョイント部であることが好ましい。

【0025】

ステッチング工程では、押圧ローラ１３がジョイント部３０を通過する際に、成形ドラムＤ３の回転速度を一時的に低下させてもよい。これにより、押圧ローラ１３の跳び現象を抑える効果を高めて、エアの残留をより効果的に抑制できる。かかる成形ドラムＤ３の回転動作は、制御装置１２によって制御される。制御装置１２は、押圧ローラ１３とジョイント部３０との相対位置に基づき、押圧ローラ１３がジョイント部３０を通過するタイミングを把握できる。グリーンケース１０Ｂが成形ドラムＤ３によって支持された時点で、ジョイント部３０の周方向位置が常に一定である場合（例えば、図３のようにジョイント部３０が常に軸１０の真上に位置する場合）は、そのジョイント部３０の位置情報を制御装置１２に一旦入力しておけばよい。

【0026】

ジョイント部３０の周方向位置を検出器で検出し、その検出結果に基づいて成形ドラムＤ３の回転速度を一時的に低下させるタイミングを制御してもよい。ジョイント部３０の位置を都度把握することにより、ジョイント部３０の周方向位置が一定しない状況にも対応できる。この場合、サイドウォールゴム５を巻き付ける前に、またはサイドウォールゴム５を巻き付けながら、グリーンケース１０Ｂを一周以上回転させて、ジョイント部３０の位置を検出することが好ましい。検出器には、レーザ変位計など、対象物との距離を検出可能な非接触タイプの距離センサ１５が好適に用いられる。成形プライジョイント部と裁断プライジョイント部とは、段差の大きさや長さなどに基づいて区別できる。

【0027】

事前に付けた印Ｍ（図４参照）に基づいてジョイント部３０の周方向位置を検出器で検出し、その検出結果に基づいて成形ドラムＤ３の回転速度を一時的に低下させるタイミングを制御してもよい。かかる印Ｍは、例えば、図５または図１（Ａ）に示す工程においてカーカスプライ３（帯状プライ６０）の外周面に付けることができる。この場合、検出器としては、印Ｍを検出可能なカメラ１６を使用できる。図４では、三角形の印Ｍを採用しているが、印の形状はこれに限られない。印Ｍの色彩は、カーカスプライ３の色彩（通常は黒色）とは異なる色彩にしてもよい。

【0028】

また、ジョイント部３０の向き（即ち、外側端部３１と内側端部３２との位置関係）を検出器で検出し、その検出結果に基づいて成形ドラムＤ３を所定方向に沿って回転させるようにしてもよい。かかる方法によれば、ジョイント部３０の向きが一定しない状況にも対応できる。例えば、検出器としてのカメラ１６で印Ｍの三角形の向きを検出し、それに基づいてジョイント部３０の向きを検出することが考えられる。その場合、制御装置１２は、検知した印Ｍの三角形の向きが図４の向きであれば成形ドラムＤ３をＲ１方向（図２参照）に回転させ、図４とは逆向きであれば成形ドラムＤ３をＲ２方向（図２参照）に回転させる。

【0029】

以上のように、本実施形態のタイヤ製造方法は、成形ドラムＤ３に支持された円筒状のグリーンケース１０Ｂ（第１のタイヤ構成部材に相当）の外周面にサイドウォールゴム５（第２のタイヤ構成部材に相当）を圧着するために、成形ドラムＤ３を回転させながらサイドウォールゴム５の外周面に押圧ローラ１３を押し当てるステッチング工程を備える。グリーンケース１０Ｂに含まれるオーバーラップジョイント部３０において、相対的に径方向外側に位置する端部を外側端部３１と呼び、相対的に径方向内側に位置する端部を内側端部３２と呼ぶとき、ステッチング工程では、オーバーラップジョイント部３０を通過する押圧ローラ１３が外側端部３１の外周面から内側端部３２の外周面に至るよう、所定方向（図２ではＲ１方向）に沿って成形ドラムＤ３を回転させる。これにより、押圧ローラ１３の跳び現象を抑えて、オーバーラップジョイント部３０の周辺でのエアの残留を低減できる。

【0030】

本実施形態では、第１のタイヤ構成部材としてのグリーンケース１０Ｂがカーカスプライ３を含んでおり、オーバーラップジョイント部３０は、そのカーカスプライ３を円筒状に成形するときに一端部と他端部とを相互に重ね合わせた成形プライジョイント部である。裁断プライジョイント部に比べて段差が大きくなりがちな成形プライジョイント部の態様に基づいて成形ドラムＤ３を所定方向に回転させることにより、エアの残留を低減する効果を高めることができる。

【0031】

ステッチング工程では、押圧ローラ１３がオーバーラップジョイント部３０を通過する際に、成形ドラムＤ３の回転速度を一時的に低下させてもよい。かかる方法によれば、押圧ローラ１３の跳び現象を抑える効果を高めて、エアの残留をより効果的に抑制できる。また、その場合、オーバーラップジョイント部３０の周方向位置を検出器（例えば、距離センサ１５やカメラ１６）で検出し、その検出結果に基づいて成形ドラムＤ３の回転速度を一時的に低下させるタイミングを制御してもよい。これにより、ジョイント部３０の周方向位置が一定しない状況にも対応できる。

【0032】

ＪＩＳ Ｋ６３０１準拠のＡ型デュロメータによる押圧ローラ１３の硬度は５５以下であることが好ましい。これにより、ジョイント部３０を押圧するときの反動を軽減して、押圧ローラ１３の跳び現象をより効果的に抑えることができる。

【0033】

本実施形態では、グリーンケース１０Ｂに含まれるカーカスプライ３の外周面にサイドウォールゴム５を圧着するためのステッチング工程について説明したが、これに限られず、本開示の方法は、他のタイヤ構成部材を圧着するためのステッチング工程においても採用することができる。

【0034】

本開示のタイヤ製造方法は、上述した実施形態に何ら限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変更が可能である。

【符号の説明】

【0035】

３ カーカスプライ
５ サイドウォールゴム（第２のタイヤ構成部材）
１０Ｂ グリーンケース（第１のタイヤ構成部材）
１３ 押圧ローラ
１５ 距離センサ（検出器）
１６ カメラ（検出器）
３０ オーバーラップジョイント部
３１ 外側端部
３２ 内側端部
Ｄ３ 成形ドラム（回転支持体）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】