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(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】P2023092027
(43)【公開日】2023-07-03
(54)【発明の名称】空気入りタイヤの製造方法
(51)【国際特許分類】
   B29D 30/48 20060101AFI20230626BHJP
【FI】
B29D30/48
【審査請求】未請求
【請求項の数】5
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2021206984
(22)【出願日】2021-12-21
(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】長谷田 弘到
【テーマコード(参考)】
4F215
【Fターム(参考)】
4F215AH20
4F215AM32
4F215VA11
4F215VD12
4F215VL11
4F215VL24
4F215VL28
(57)【要約】
【課題】ビード部材の冷却時におけるビードフィラーの倒れを防止する空気入りタイヤの製造方法を提供する。
【解決手段】空気入りタイヤの製造方法は、ビードコアの外周部に、前記ビードコアの径方向外側に向かって厚みが薄くなるビードフィラーを圧着して、環状のビード部材を作製する第1工程と、前記ビードフィラーをセパレータに支持させると共に、前記ビードコアの径方向が水平方向に沿うように前記ビード部材を載置する第2工程と、前記ビード部材を冷却する第3工程と、を含む。
【選択図】図4
【特許請求の範囲】
【請求項1】
環状のビードコアの外周部に、前記ビードコアの径方向外側に向かって厚みが薄くなるビードフィラーを圧着して、環状のビード部材を作製する第1工程と、
前記ビードフィラーをセパレータに支持させると共に、前記ビードコアの径方向が水平方向に沿うように前記ビード部材を載置する第2工程と、
前記ビード部材を冷却する第3工程と、を含む、空気入りタイヤの製造方法。
【請求項2】
前記第1工程は、前記ビードフィラーの厚み方向が前記ビードコアの径方向に沿うように配置された前記ビードフィラーの一方の側面部を支持部材に支持させた状態で、前記支持部材で前記ビードフィラーをターンアップさせて前記ビードコアに圧着させる、請求項1に記載の空気入りタイヤの製造方法。
【請求項3】
前記第2工程は、前記セパレータに支持された前記ビード部材を上下方向に複数積層して載置する、請求項1又は2に記載の空気入りタイヤの製造方法。
【請求項4】
前記ビードコアの径方向が上下方向に沿うように前記セパレータに支持された前記ビード部材を立てる第4工程を含む、請求項1~3のいずれか1項に記載の空気入りタイヤの製造方法。
【請求項5】
前記第2工程は、前記ビード部材を載置する載置部材から上方向に沿って延びる柱状部材に前記ビード部材の開口部を挿通して載置し、
前記第3工程は、前記載置部材に載置した状態で前記ビード部材を冷却し、
前記第4工程は、前記載置部材を回転させることによって前記ビード部材を立てる、請求項4に記載の空気入りタイヤの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、空気入りタイヤの製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
空気入りタイヤは、ビード部に埋設された環状のビード部材を備えている。ビード部材は、断面略三角形状に形成されたビードフィラーを、環状のビードコアの外周部に圧着することによって作製される。特許文献1において、作製されたビード部材は、ビードフィラーの一方の側面部をセパレータに支持させて、ビードコアの径方向が上下方向に沿うように立てられる。ビードフィラーの一方の側面部をセパレータに支持させることにより、ビードフィラーが一方の側面部側に倒れることを防止している。
【0003】
しかしながら、ビード部材を立てた状態で冷却すると、ビードフィラーが熱収縮によって変形してセパレータから剥がれ、ビードフィラーがセパレータに支持されていない他方の側面部側に倒れる恐れがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2021-91162号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本開示の目的は、ビード部材の冷却時におけるビードフィラーの倒れを防止する空気入りタイヤの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】
本開示の空気入りタイヤの製造方法は、ビードコアの外周部に、前記ビードコアの径方向外側に向かって厚みが薄くなるビードフィラーを圧着して、環状のビード部材を作製する第1工程と、前記ビードフィラーをセパレータに支持させると共に、前記ビードコアの径方向が水平方向に沿うように前記ビード部材を載置する第2工程と、前記ビード部材を冷却する第3工程と、を含む。
【図面の簡単な説明】
【0007】
図1】空気入りタイヤの一例を示すタイヤ子午面断面図
図2】ビード部材の断面図
図3A】圧着前における圧着装置を示す模式断面図
図3B】圧着後における圧着装置を示す模式断面図
図4】ビード部材の載置状態を示す断面図
図5】積層したビード部材の載置状態を示す断面図
図6】ビード部材を冷却する工程の一例を示す平面図
図7】ビード部材を立てる工程の一例を示す断面図
【0008】
<空気入りタイヤ>
まずは、本実施形態に係る製造方法により製造される空気入りタイヤの一例について、図1を参照しながら説明する。なお、各図(図2図7も同様)において、図面の寸法比と実際の寸法比とは、必ずしも一致しておらず、また、各図面の間での寸法比も、必ずしも一致していない。
【0009】
図1において、第1の方向D1は、空気入りタイヤ(以下、単に「タイヤ」ともいう)Tのタイヤ回転軸と平行であるタイヤ軸方向D1を示し、第2の方向D2は、タイヤTの直径方向であるタイヤ径方向D2を示す。タイヤ径方向D2において、内側は、タイヤ回転軸に近い側を示し、外側は、タイヤ回転軸から遠い側を示す。タイヤ赤道面Sとは、タイヤ回転軸に直交する面で且つタイヤTのタイヤ軸方向D1の中心に位置する面のことであり、タイヤ子午面とは、タイヤ回転軸を含む面で且つタイヤ赤道面Sと直交する面のことである。
【0010】
図1に示すように、タイヤTは、一対のビード部1,1と、一対のビード部1,1の各々からタイヤ径方向D2の外側に延びる一対のサイドウォール2,2と、一対のサイドウォール2,2の各々のタイヤ径方向D2の外側端に連なるトレッド3と、を備えている。
【0011】
一対のビード部1,1の間には、サイドウォール2及びトレッド3にわたってカーカスプライ4が掛け渡されている。カーカスプライ4の内周側には、空気圧を保持するためのインナーライナー5が配設されている。トレッド3におけるカーカスプライ4のタイヤ径方向D2の外側には、ベルト層6が配設されている。トレッド3のタイヤ径方向D2の外側にはトレッドゴム7が配設されており、トレッドパターンが形成されている。
【0012】
ビード部1には、環状のビードコア11が埋設され、ビードコア11のタイヤ径方向D2の外側にビードフィラー12が配設されている。ビードコア11とビードフィラー12とを一体化した部材は、ビード部材10という。ビードフィラー12とサイドウォール2との間には、チェーファーパッド8が配設されている。
【0013】
<空気入りタイヤの製造方法>
次に、本実施形態に係る空気入りタイヤの製造方法について図2図7を参照して説明する。
【0014】
図1のタイヤTは、タイヤ構成部材作製工程とグリーンタイヤ作製工程とタイヤ加硫工程とによって製造される。タイヤ構成部材作製工程は、タイヤ構成部材であるトレッドゴムやサイドウォールゴム、カーカスプライ、インナーライナー、ベルト、ビード部材10などを作製する工程である。グリーンタイヤ作製工程は、上記タイヤ構成部材を成形ドラム上で組み立てることによってグリーンタイヤを作製する工程である。タイヤ加硫工程は、上記グリーンタイヤを加硫金型で加硫することによって加硫済みタイヤを製造する工程である。
【0015】
タイヤの製造方法(タイヤ構成部材作製工程)は、ビード部材10を作製するための第1工程~第3工程を含む。本実施形態において、タイヤの製造方法は、ビード部材10を立てる第4工程を含むが、これに限られない。
【0016】
[第1工程]
図2に示すように、第1工程は、ビードコア11の外周部11aにビードフィラー12の底部12aを圧着することによってビード部材10を作製する。
【0017】
図2図3A図5及び図7も同様)において、第3の方向D3は、ビードコア11の径方向D3を示す。ビードコア11の径方向D3において、内側は、ビードコア11の中心に近い側を示し、外側は、ビードコア11の中心から遠い側(ビードフィラー12側)を示す。径方向D3は、タイヤ径方向D2と同じ方向であってよい。
【0018】
ビードコア11は、鋼線などの不図示の収束体をゴム被覆して形成された環状部材である。ビードコア11は、断面多角形状に形成されている。本実施形態において、ビードコア11は、断面六角形状に形成されている。ビードコア11は、径方向D3と直交する方向に対して傾斜している。具体的には、ビードコア11は、ビードコア11のタイヤ軸方向D1の外側端から内側端に向かってタイヤ径方向D2の内側に傾斜している(図1参照)。なお、ビードコア11は、上記に限られない。
【0019】
ビードフィラー12は、硬質ゴムによって形成された環状部材である。ビードフィラー12は、断面三角形状に形成され、ビードコア11の径方向D3の外側に向かって厚みが薄くなっている。ビードフィラー12は、ビードコア11と圧着される底部12aと、底部12aから径方向D3に沿って外側に延びる第1側面部12b及び第2側面部12cと、径方向D3の外側端に位置する先端部12dと、を備える。底部12aは、ビードコア11の外周部11aの形状に沿った凹状に形成されている。
【0020】
グリーンタイヤ作製工程におけるビードフィラー12とカーカスプライ4との間(図1参照)のエア入りを抑制する観点から、第1側面部12bは、タイヤ軸方向D1の内側に配置され、第2側面部12cは、タイヤ軸方向D1の外側に配置されていることが好ましい。本実施形態において、第1側面部12b及び第2側面部12cは、直線状に形成されているが、これに限られない。例えば、第1側面部12b及び第2側面部12cは、凹状又は凸状に湾曲した形状に形成されていてもよい。
【0021】
ビードフィラー12の高さHは、80mm以上であることが好ましい。これにより、図1のチェーファーパッド8を小さくすることができる。その結果、グリーンタイヤ作製工程において、カーカスプライやチェーファーパッドを含むバンド体の巻き上げを容易に行うことができ、ビードフィラー12と他部材との間にエアが入ることを抑制することができる。高さHは、径方向D3における底部12aの内側端から先端部12dまでの寸法である。先端部12dの角度θは、グリーンタイヤ作製工程においてグリーンタイヤへのエア入りを抑制する観点から、16度以下であることが好ましい。なお、ビードフィラー12は、上記に限られない。
【0022】
ビードコア11とビードフィラー12との圧着は、ビードフィラー12の底部12aと先端部12dとの温度差が25℃以下の状態で行うことが好ましい。底部12aと先端部12dとの温度差を小さくすることにより、それぞれの剛性差を小さくすることができる。これにより、ビードコア11との圧着後におけるビードフィラー12の倒れを抑制することができる。
【0023】
また、ビードコア11とビードフィラー12との圧着は、ビードフィラー12の先端部12dの温度が39℃以上の状態で行うことが好ましい。先端部12dの温度を高くすることにより、底部12aと先端部12dとの温度差による剛性差を小さくすることができる。これにより、ビードコア11との圧着後におけるビードフィラー12の倒れを抑制することができる。圧着時におけるビードフィラー12の先端部12dの温度は、より好ましくは40℃以上であり、さらに好ましくは43~70℃である。
【0024】
図3A及び図3Bに示すように、本実施形態において、ビードコア11とビードフィラー12との圧着は、圧着装置X1を用いて行う。圧着装置X1は、ビードコア11を支持する略円筒状の支持面X11aを有するコア支持部材X11と、ビードフィラー12を支持する複数のフィラー支持部材X12と、を備える。複数のフィラー支持部材X12は、円筒状に配置されている。フィラー支持部材X12は、コア支持部材X11の軸方向に沿った第1位置Y1と、その軸方向と直交する方向に沿った第2位置Y2と、に回転可能である。本実施形態において、コア支持部材X11の支持面X11aは、コア支持部材X11の中心軸に対して傾斜しているが、これに限られない。
【0025】
圧着装置X1を用いたビードコア11とビードフィラー12との圧着について、図3A及び図3Bを参照して説明する。
【0026】
まずは、図3Aに示すように、環状のビードコア11をコア支持部材X11の支持面X11aに配置する。ビードコア11は、例えば、ロボットアームによって支持面X11aに移送及び配置される。そして、押出成形されたゴム部材を第1位置Y1に位置するフィラー支持部材X12の外周上に巻き付け、円環状のビードフィラー12を形成する。その際、ビードフィラー12の第1側面部12b(第2側面部12cでも可)は、フィラー支持部材X12に支持され、ビードフィラー12の厚み方向がビードコア11の径方向D3に沿うように配置されている。ビードフィラー12の底部12aは、ビードコア11と接触又は近接した位置に配置されている。
【0027】
次に、図3Bに示すように、フィラー支持部材X12を第2位置Y2まで回転させ、ビードフィラー12をターンアップさせることによって、ビードコア11にビードフィラー12を圧着する。これにより、環状のビード部材10が作製される。
【0028】
なお、フィラー支持部材X12は、ゴム袋状部材であるブラダーであってもよい。この場合、ブラダーを膨張させることにより、ビードフィラー12をターンアップさせることができる。
【0029】
<第2工程>
第2工程は、図4に示すように、ビードフィラー12をセパレータ20に支持させる(貼り付ける)と共に、ビードコア11の径方向D3が水平方向に沿うようにビード部材10を載置する。その際、ビードフィラー12を支持したセパレータ20が下側(ビードフィラー12が上側)となるように(例えば、載置部材X2に)載置される。
【0030】
本実施形態においては、先に載置されたセパレータ20の上に第1工程で作製したビード部材10を載置している。これにより、ビードフィラー12の自重によって第1側面部12bをセパレータ20に貼り付けることができ、ビードフィラー12を押圧してセパレータ20に貼り付ける作業を省略することができる。ビード部材10及びセパレータ20は、例えば、ロボットアームによって移送及び載置される。なお、上記に限られず、例えば、ビードフィラー12の第1側面部12bをセパレータ20に支持させて(貼り付けて)から、ビード部材10を載置してもよい。
【0031】
第1工程におけるビード部材10の作製と第2工程におけるセパレータ20へのビード部材10の貼り付けとを別工程で行うことにより、それらを同工程で行った場合と比較して、ビードフィラー12がセパレータ20に強固に貼り付くことを防止することができる。これにより、セパレータ20からビードフィラー12を剥がす作業性を向上させることができる。
【0032】
本実施形態においては、図5に示すように、セパレータ20に支持されたビード部材10を上下方向に複数積層して載置している。即ち、セパレータ20とビード部材10とを交互に載置して積層しているが、これに限られない。ビード部材10の積層枚数は、8~10枚であることが好ましい。ビード部材10を8枚以上とすることにより、後述する第3工程におけるビード部材10の冷却時間を確保することができる。ビード部材10を10枚以下とすることにより、積層されたビード部材10及びセパレータ20の重量によって、下側に位置するビード部材10(ビードフィラー12)がセパレータ20に強固に貼り付き、ビードフィラー12がセパレータ20から剥がれ難くなることを抑制することができる。
【0033】
セパレータ20は、実質的に一定の厚み(例えば、5mm)を有する円環状の板状部材である。セパレータ20の外径は、ビード部材10の外径よりも大きい。セパレータ20の内径は、後述する柱状部材X22にセパレータ20に支持されたビード部材10を吊るために、ビード部材10(ビードコア11)の内径と実質的に同じであることが好ましい。セパレータ20は、重量及びコストを削減する観点から、樹脂で形成されていることが好ましい。
【0034】
セパレータ20の曲げ強度は、3MPa~20MPaであることが好ましい。曲げ強度を3MPa以上とすることにより、セパレータ20の剛性を確保することができ、セパレータ20が支持するビードフィラー12の倒れを抑制できる。曲げ強度を20MPa以下とすることにより、セパレータ20を変形させてビードフィラー12を剥がすことができ、セパレータ20からビードフィラー12を剥がす作業性を向上させることができる。なお、セパレータ20は、上記に限られない。
【0035】
載置部材X2は、平板部材X21と、載置部材X2(平板部材X21)から上方向に沿って延びる柱状部材X22と、を備える。本実施形態において、平板部材X21は、多角形状であり、柱状部材X22は、円柱状であるが、これに限られない。平板部材X21の幅及び長さは、セパレータ20の外径よりも大きいことが好ましい。柱状部材X22の高さは、ビード部材10の積層枚数や厚み、セパレータ20の厚みなどによって適宜設定される。ビード部材10は、ビード部材10の開口部10aに柱状部材X22を挿通して平板部材X21に載置される。
【0036】
<第3工程>
第3工程は、ビード部材10を冷却する。ビード部材10は、所定温度である略室温(室温±2度)まで冷却することが好ましい。本実施形態において、ビード部材10の冷却は、自然冷却であり、冷却時間は、15分以上であるが、これに限られない。例えば、ビード部材10を冷却装置(例えば、送風機など)で冷却してもよく、冷却時間は、15分よりも短くてもよい。冷却装置を用いる場合、温度の高いビードフィラー12の底部12aを冷やすことが好ましい。本実施形態において、ビード部材10は、載置部材X2に載置された状態で冷却される。
【0037】
図6に示すように、載置部材X2は、搬送装置X3(例えば、コンベアなど)によって、第2工程における載置位置Y3と、第3工程における冷却位置Y4と、後述する第4工程における回転位置Y5と、に順番に搬送される。回転位置Y5に搬送された載置部材X2は、空にされた後に再び載置位置Y3に搬送される。搬送装置X3は、載置位置Y3において所定枚数のビード部材10が載置部材X2に載置されるまで所定時間停止する。
【0038】
本実施形態において、載置部材X2は、搬送装置X3上に複数(例えば、4つ)配置されている。これにより、所定枚数のビード部材10を載置部材X2に載置した後に、ビード部材10の作製を停止することなく、他の載置部材X2にビード部材10を載置することができる。また、搬送装置X3(載置部材X2)上でのビード部材10の冷却時間を確保することができる。載置部材X2の配置数は、ビード部材10の冷却時間や積層枚数などによって適宜設定される。
【0039】
<第4工程>
第4工程は、図7に示すように、ビードコア11の径方向D3が上下方向に沿うようにセパレータ20に支持されたビード部材10を立てる。即ち、第4工程は、ビードコア11の径方向D3が水平方向に沿うように載置されたビード部材10を80~100度回転する。図7において、回転前のビード部材10を二点鎖線で示し、回転後のビード部材10を実線で示している。
【0040】
本実施形態において、ビード部材10は、載置部材X2に載置された状態で回転手段X4(例えば、モータなど)によって立てられる(回転される)が、これに限られない。回転手段X4は、載置部材X2又は搬送装置X3(図6参照)に配置され、回転位置Y5において載置部材X2を回転させる。
【0041】
第4工程で立てられたビード部材10は、セパレータ20に支持された状態で、ビード部材10を収容するための不図示の吊り部材に移送されて吊るされる。ビード部材10の移送は、ロボットアームやその他の移送手段で行われる。吊り部材は、例えば、水平方向に延びる棒状部材であり、輸送台車に取り付けられている。ビード部材10を吊るして(立てて)吊り部材に収容することにより、ビード部材10を載置して収容した場合よりも多くのビード部材10を収容することができ、ビード部材10の収容効率を向上させることができる。また、セパレータ20に支持された状態でビード部材10を収容することにより、隣接するビード部材10,10同士が接触して付着することを防止することができる。
【0042】
なお、載置されたビード部材10は、ロボットアームなどの移送手段で吊り部材に直接吊るすことによって立ててもよい。これにより、回転手段X4で載置部材X2を回転させることなく、ビード部材10を立てることができる。
【0043】
以上、本実施形態のように、空気入りタイヤTの製造方法は、ビードコア11の外周部11aに、ビードコア11の径方向D3外側に向かって厚みが薄くなるビードフィラー12を圧着して、環状のビード部材10を作製する第1工程と、ビードフィラー12をセパレータ20に支持させると共に、ビードコア11の径方向D3が水平方向に沿うようにビード部材10を載置する第2工程と、ビード部材10を冷却する第3工程と、を含む。
【0044】
斯かる方法によれば、作製したビード部材10をセパレータ20に支持させた状態で載置して冷却することにより、熱収縮による変形によってビードフィラー12がセパレータ20から剥がれた場合でも、ビードフィラー12の自重によって再びビードフィラー12をセパレータ20に支持させることができる。これにより、ビード部材10の冷却時におけるビードフィラー12の倒れを防止することができる。また、ビード部材10を作製直後に立てた場合と比較して、ビード部材10の真円度を確保することができる。
【0045】
また、本実施形態のように、空気入りタイヤTの製造方法において、第1工程は、ビードフィラー12の厚み方向がビードコア11の径方向D3に沿うように配置されたビードフィラー12の一方の側面部(第1側面部12b)を支持部材(フィラー支持部材X12)に支持させた状態で、支持部材(フィラー支持部材X12)でビードフィラー12をターンアップさせてビードコア11に圧着させる、という方法が好ましい。
【0046】
斯かる方法によれば、ビードフィラー12の一方の側面部(第1側面部12b)を支持部材(フィラー支持部材X12)に支持させることによって、ビードフィラー12のターンアップ時に生じるビードフィラー12の一方の側面部(第1側面部12b)側への変形を抑制することができる。また、第1工程におけるビードフィラー12のターンアップ時に生じたビードフィラー12の変形(カール)を、ビードフィラー12の自重によって矯正することができる。
【0047】
また、本実施形態のように、空気入りタイヤTの製造方法において、第2工程は、セパレータ20に支持されたビード部材10を上下方向に複数積層して載置する、という方法が好ましい。
【0048】
斯かる方法によれば、ビードフィラー12の一部(例えば、底部12a)がその上に積層されたビード部材10及びセパレータ20の重量によってセパレータ20に押し付けられる。これにより、ビードフィラー12のセパレータ20への貼り付きを強くすることができ、ビードフィラー12が熱収縮によって変形することを抑制することができる。また、ビードフィラー12の底部12aをその上で積層したビード部材10及びセパレータ20で押さえることにより、ターンアップ時に生じたビードフィラー12の変形(カール)を抑えることができる。
【0049】
また、本実施形態のように、空気入りタイヤTの製造方法は、ビードコア11の径方向D3が上下方向に沿うようにセパレータ20に支持されたビード部材10を立てる第4工程を含む、という方法が好ましい。
【0050】
斯かる方法によれば、ビード部材10を載置した状態よりもビード部材10の収容効率を向上させることができる。
【0051】
また、本実施形態のように、空気入りタイヤTの製造方法において、第2工程は、ビード部材10を載置する載置部材X2から上方向に沿って延びる柱状部材X22にビード部材10の開口部10aを挿通して載置し、第3工程は、載置部材X2に載置した状態でビード部材10を冷却し、第4工程は、載置部材X2を回転させることによってビード部材10を立てる、という方法が好ましい。
【0052】
斯かる方法によれば、ビード部材10を載置した載置部材X2を回転させることによって、ビード部材10を柱状部材X22に吊るすことができる。これにより、ビード部材10を立てる作業性を向上させることができる。
【0053】
なお、空気入りタイヤTの製造方法は、上記した実施形態の構成及び方法に限定されるものではなく、また、上記した作用効果に限定されるものではない。また、空気入りタイヤTの製造方法は、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【0054】
第1工程~第4工程におけるビード部材10やセパレータ20の移送、搬送、回転は、上記に限られず、人が行ってもよい。
【符号の説明】
【0055】
T…空気入りタイヤ、1…ビード部、10…ビード部材、10a…開口部、11…ビードコア、11a…外周部、12…ビードフィラー、12a…底部、12b…第1側面部、12c…第2側面部、12d…先端部、20…セパレータ、2…サイドウォール、3…トレッド、4…カーカスプライ、5…インナーライナー、6…ベルト層、7…トレッドゴム、8…チェーファーパッド、X1…圧着装置、X11…コア支持部材、X11a…支持面、X12…フィラー支持部材、X2…載置部材、X21…平板部材、X22…柱状部材、X3…搬送装置、X4…回転手段
図1
図2
図3A
図3B
図4
図5
図6
図7