(57)【要約】【課題】帯状部材をドラムに巻きつけた際に帯状部材の両端部を適切に接合し、成形不良が生じる可能性を大幅に低減することができるタイヤトレッド製造方法を提供する。【解決手段】帯状のゴム組成物を切断し、切断されたゴム組成物の一端面と他端面とを接合して環状のタイヤトレッドを製造する方法であって、ゴム組成物の内周面と一端面との成す角度を一方の切断角度とし、ゴム組成物の外周面と他端面との成す角度を他方の切断角度としたときに、他方の切断角度が、ゴム組成物の外周面の長さを前記ゴム組成物を環状としたときの厚さ方向中間位置の周長に近似させたときの角度に設定されることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
帯状のゴム組成物を切断し、切断されたゴム組成物の一端面と他端面とを接合して環状のタイヤトレッドを製造する方法であって、
前記ゴム組成物の内周面と前記一端面との成す角度を一方の切断角度とし、前記ゴム組成物の外周面と前記他端面との成す角度を他方の切断角度としたときに、
前記他方の切断角度が、前記ゴム組成物の外周面の長さを前記ゴム組成物を環状としたときの厚さ方向中間位置の周長に近似させたときの角度に設定されることを特徴とするタイヤトレッドの製造方法。
【請求項２】
前記一方の切断角度が前記他方の切断角度よりも大きく設定されることを特徴とする請求項１に記載のタイヤトレッドの製造方法。
【請求項３】
前記他方の切断角度を１５°乃至３５°に設定することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のタイヤトレッドの製造方法。
【請求項４】
切断された帯状のゴム組成物の一端面と他端面とが接合されてなる環状のタイヤトレッドであって、
前記ゴム組成物の内周面と前記一端面との成す一方の切断角度が前記ゴム組成物の外周面と前記他端面との成す他方の切断角度よりも大きいことを特徴とするタイヤトレッド。
【請求項５】
前記他方の切断角度が１５°乃至３５°の範囲内にあることを特徴とする請求項４に記載のタイヤトレッド。
【請求項６】
前記請求項４又は請求項５に記載のタイヤトレッドを備えることを特徴とする空気入りタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タイヤの製造方法に関し、特にタイヤ成形不良を低減させることができるタイヤトレッドの製造方法及びタイヤトレッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、製品タイヤは、製品タイヤを構成するトレッド等の帯状部材を円筒状のタイヤ成形ドラムに巻きつけ、帯状部材の一端部と他端部とをドラム上で接合することによりグリーンタイヤを成形し、当該グリーンタイヤを加硫機によって加硫することにより製造される。このように、グリーンタイヤは複数の帯状部材をドラムに巻きつけることにより成形されるものであるため、帯状部材の両端部を適切に結合することが要求され、両端部を適切に結合する方法としては、帯状部材の両端部を所定の同一角度で切断し、かつ、所定の切断角度を有する帯状部材の一端部と他端部とに凹凸を形成して、一端部と他端部の接合断面積を確保することにより端部同士を適切に接合する方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−１０３６５４号公報
【０００４】
しかし、上記方法は、あくまで帯状部材の両端部を平面上で切断し、両端部の断面を一致させる方法であるため、実際にドラムに巻きつけた場合に帯状部材の外側面の周長が内側面の周長よりも短くなるという周長差が生じることから、作業者は周長差を補正するために帯状部材の一端部を引張りながら他端部に接合することが必要となり、作業者の技量によって接合面のバラツキが生じ易い。
また、製造対象が大型タイヤの場合には、帯状部材のゲージ（厚さ）が大きいため、ドラムに巻きつけたときの周長差がより顕著なものとなり、両端部を引張ることにより突き合わされた接合面近傍においては、外側面や内側面が波状に変形したり、外側面に引張りによる残留応力が生じるため、加硫時にエアが混入する等、加硫の際に成形不良を引き起こす原因となり、加硫後の製品タイヤの品質低下を招く。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで、本発明は上記課題を解決すべく、帯状部材をドラムに巻きつけた際に帯状部材の両端部を適切に接合し、成形不良が生じる可能性を大幅に低減することができるタイヤトレッド製造方法及びタイヤトレッドを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明に係る第一の形態として、帯状のゴム組成物を切断し、切断されたゴム組成物の一端面と他端面とを接合して環状のタイヤトレッドを製造する方法であって、ゴム組成物の内周面と一端面との成す角度を一方の切断角度とし、ゴム組成物の外周面と他端面との成す角度を他方の切断角度としたときに、他方の切断角度が、ゴム組成物の外周面の長さを前記ゴム組成物を環状としたときの厚さ方向中間位置の周長に近似させたときの角度に設定されることを特徴とする。
本形態によれば、予め他方の切断角度が、ゴム組成物の外周面の長さをゴム組成物を環状としたときの厚さ方向中間位置の周長に近似させたときの角度に設定されるため、ゴム組成物を環状とした際に、ゴム組成物の外周面と内周面との周長差を少なくすることができ、ゴム組成物の一端面と他端面とを適切に接合することができるため、成形不良が生じ難いタイヤトレッドを得ることができる。
【０００７】
また、本発明に係る第二の形態として、一方の切断角度が他方の切断角度よりも大きく設定されることも特徴とする。
本形態によれば、ゴム組成物の外周面の長さが、内周面の長さよりも長くなるため、ゴム組成物を環状とした際の周長差をより小さくすることができ、ゴム組成物の一端面と他端面とを適切に接合することができるため、成形不良が生じないタイヤトレッドを得ることができる。
【０００８】
また、本発明に係る第三の形態として、他方の切断角度を１５°乃至３５°に設定することも特徴とする。
本形態によれば、他方の切断角度を１５°乃至３５°までのいずれかの角度としたことにより他端部における一端部との接合面積を適切に定めることができ、成形不良が生じないタイヤトレッドを得ることができる。
【０００９】
また、本発明に係る第一の構成として、切断された帯状のゴム組成物の一端面と他端面とが接合されてなる環状のタイヤトレッドであって、ゴム組成物の内周面と一端面との成す一方の切断角度がゴム組成物の外周面と他端面との成す他方の切断角度よりも大きいことを特徴とする。
本構成によれば、ゴム組成物の外周面の周長が大きく、内周面の周長が小さくなるためゴム組成物を環状とした際の周長差をより小さくすることができ、ゴム組成物の一端面と他端面とを適切に接合することができる。
【００１０】
また、本発明に係る第二の構成として、他方の切断角度が１５°乃至３５°の範囲内にあることも特徴とする。
本構成によれば、他端部の切断角度が１５°乃至３５°の範囲内にあることにより、他端部における一端部との接合面積を適切に定めることができる。
また、本発明に係る第三の構成として、前記タイヤトレッドを備える空気入りタイヤとした。本構成からなる空気入りタイヤによれば、空気入りタイヤの備えるタイヤトレッドの接合面が適切に接合されていることにより、車両走行中に生じるタイヤトレッドの接合面を基点とするセパレーションの発生等の不良を効果的に防止することができる。
なお、本明細書において、「一端面」及び「他端面」とは例えば押出成形機から連続して押し出されるゴム組成物を切断手段により切断したときの両方の切断面（スプライス面）のうちいずれかの切断面をいうものとし、本明細書中において「一方」及び「他方」とは説明を明確化、簡易化するために付される文言であって、いずれを「一方」又は「他方」とするかは任意である。
また、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴のすべてを列挙したものではなく、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた発明となり得る。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】タイヤ成形ドラムの模式図である。
【図２】従来例と本発明に係る実施例とを比較する比較図である。
【図３】複数のゴム組成物を成形する状態を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、発明の実施形態を通じて本発明を詳説するが、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではなく、また実施形態の中で説明される特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らず、選択的に採用される構成を含むものである。
【００１３】
図１は、両端が切断され、帯状部材として成形されるゴム組成物を巻きつけるためのタイヤ成形ドラム１の模式図である。同図においてタイヤ成形ドラム１は、円筒状のドラム本体２を備える。
ドラム本体２には、加硫前のグリーンタイヤ３を構成する複数の帯状部材が貼り付けられる。グリーンタイヤ３は概略、ドラム本体２の周面上に沿って巻きつけられるインナーライナー、カーカス、ベルト等の複数の帯状部材が積層されてなるケース４と、ケース４の周面上に沿って巻きつけられ、所定のゲージ（厚さ）を有するゴム組成物５とから構成される。ゴム組成物５は、ドラム本体２の周方向に沿って長尺な帯状部材であって、一端面８と他端面９とを互いに接合することにより、加硫完了後に路面と接地する側である外周面６とケース４の表面と対向する側である内周面７とが形成される。
ゴム組成物５は、天然ゴムや、合成イソプレン、スチレンブタジエンゴム、ブタジエンゴム、ブチルゴム等の合成ゴムにカーボンブラック等の充填材や、加硫促進剤を配合することにより生成され、グリーンタイヤ３が加硫機によって加硫されることにより空気入りタイヤのトレッドを構成する。
なお、本例においては、ドラム本体２によってグリーンタイヤ３を成形する例を開示するが、グリーンタイヤの成形に限定されるものではなく、例えば台タイヤと、台タイヤに貼り付けられる更正用トレッドとからなる更正タイヤであってもよい。この場合、台タイヤがケース４に相当し、更正用トレッドがゴム組成物５に相当する。
【００１４】
以下、ドラム本体２に巻きつけられるゴム組成物５の周長差について説明する。
帯状のゴム組成物５がケース４の表面上に巻きつけられると、ゴム組成物５の外周面６と内周面７との間には周長差が生じる。具体的には、図１に示すようにドラム本体２のドラム径をａとし、ケース４のゲージ（ドラム径方向厚さ）をｂとし、ゴム組成物５のゲージをｃとすると、ゴム組成物５の外周面６の周長Ａ＝（ａ＋２ｂ＋２ｃ）πとなり、ゴム組成物５の内周面７の周長Ｃ＝（ａ＋２ｂ）πとなる。よって、外周面６と内周面７との周長差はＡ−Ｃとして表される。そして、周長差Ａ−Ｃが大きければ大きい程、より大きな力で外周面６側を引張りながら一端面８と他端面９とを接合する必要があり、外周面６を引張りながら接合すれば接合面近傍の内周面７側が圧縮される状態となるため、外周面６側にはテンションが生じ、内周面７側には圧縮力が生じる。つまり、一端面８と他端面９との接合面或いは接合面近傍に不均一な応力状態が生じることとなる。
以上のとおり、ゴム組成物５を環状としたときの外周面６の周長と内周面７の周長の差である周長差と、接合面の接合状態との間には相関関係があることから、ゴム組成物５を環状としたときの外周面６と内周面７との周長差がより小さくなるように、ゴム組成物５を切断し、外周面６及び内周面７の周方向長さを予め設定しておけば、ゴム組成物５を巻きつけたときの接合面の接合状態を適切な状態とすることができる。
【００１５】
以下、具体的に、外周面６及び内周面７の周方向長さの設定方法について説明する。
図１の仮想線Ｌは、ゴム組成物５の厚さ方向中間位置（ｃ／２）における周長（以下、周長Ｌという）を示し、外周面６の長さ及び内周面７の長さを予め周長Ｌに近似させた長さとすれば、ゴム組成物５を環状したときの周長差を限りなくゼロに近づけることができる。
より詳細には、予め外周面６の周方向の長さをゴム組成物５を環状としたときの周長Ｌに近似させ、かつ、環状としたときの内周面７の周長Ｃよりも周長Ａが長くなるように設定することにより外周面６と内周面７との周長差を小さくすることができる。
【００１６】
図２は、ゴム組成物５の外周面６及び内周面７の長さを同一とした従来例と、外周面６の長さを内周面７の長さより長く設定した場合の実施例とを比較する図である。
図２（ａ）は、ゴム組成物５の内周面７と一端面８との成す狭角、及び、外周面６と他端面９との成す狭角の切断角度をともに２５°とした従来例を示す。
同図において例えば、図１のドラム径ａを８８９ｍｍとし、ケース４のゲージｂを２５．４ｍｍとし、ゴム組成物５のゲージｃを５０．８ｍｍとしてゴム組成物５をドラム本体２に巻きつけた場合には、ゴム組成物５の外周面６の周長Ａ＝（８８９＋（２×２５．４）＋（２×５０．８））π＝３２７１．７ｍｍであり、ゴム組成物５の内周面７の周長Ｃ＝（８８９＋（２×２５．４））π＝２９５２．５であるから周長差（Ａ−Ｃ）は３１９．２ｍｍとなる。
【００１７】
図２（ｂ）は、ゴム組成物５の内周面７と一端面８との成す狭角を４５°とし、外周面６と他端面９との成す狭角を３５°とした実施例を示す。なお、本例においては以下、ゴム組成物５の内周面７と、当該内周面７と鋭角を成す一端面８とからなる角度を一方の切断角度とし、ゴム組成物５の外周面６と、当該外周面６と鋭角を成す他端面９とからなる角度を他方の切断角度とする。
同図においてゴム組成物５は、一方の切断角度を他方の切断角度よりも大きく設定することにより、外周面６の長さを内周面７の長さよりもＹ−Ｘ分だけ長く設定した形態であり、当該ゴム組成物５を環状としたときの周長緩和量（Ｙ−Ｘ）は（１／ｔａｎ３５°―１／ｔａｎ４５°）×５０．８＝２１．７ｍｍとなる。よって、従来例の周長差３１９．２ｍｍと比較して外周面６と内周面７との間に生じる周長差を２９７．５ｍｍに改善することができる。
【００１８】
図２（ｃ）は、ゴム組成物５の内周面７と一端面８との成す狭角（一方の切断角度）を３５°とし、外周面６と他端面９との成す狭角（他方の切断角度）を１５°とした実施例を示す。
同図においてゴム組成物５は、一方の切断角度を他方の切断角度よりも大きく設定することにより、外周面６の周長Ａを内周面７の周長ＣよりもＹ−Ｘ分だけ長く設定した形態であり、当該ゴム組成物５を環状としたときの周長緩和量（Ｙ−Ｘ）は（１／ｔａｎ１５°―１／ｔａｎ３５°）×５０．８＝１１６．８ｍｍとなる。よって、従来例の周長差３１９．２ｍｍと比較して外周面６と内周面７との間に生じる周長差を２０２．４ｍｍに改善することができる。
【００１９】
図２（ｄ）は、ゴム組成物５の内周面７と一端面８との成す狭角（一方の切断角度）を４０°とし、外周面６と他端面９との成す狭角（他方の切断角度）を１０°とした実施例を示す。同図において、当該ゴム組成物５を環状としたときの周長緩和量（Ｙ−Ｘ）は（１／ｔａｎ１０°―１／ｔａｎ４０°）×５０．８＝２２８．６ｍｍとなる。よって、従来例の周長差３１９．２ｍｍと比較して外周面６と内周面７との間に生じる周長差を９０．６ｍｍに改善することができる。
以上、図２から明らかなように、予め一方の切断角度を他方の切断角度よりも大きく設定し、外周面６の長さを内周面７の長さよりも長く設定することにより、ゴム組成物５を環状としたときの周長差を小さくすることができる。よって、一端面８と他端面９とを接合したときに過度なテンション或いは圧縮力が接合面に生じることを防止でき、両端部同士を適切に接合することができる。
なお、一方及び他方の切断角度は、外周面６の長さを内周面７の長さよりも長くし得る角度であればいかなる角度でもよいが、他方の切断角度を１５°よりも小さな角度として設定した場合には、接合面積は増加するものの先端部が細くなり過ぎるため成形不良が生じ易く、逆に３５°よりも大きな角度として設定した場合には、接合面積が減少し接合力が低下することから一端面８及び他端面９を接合したときの接合力を考慮すると、他方の切断角度を１５°から３５°の範囲とするのが望ましい。
【００２０】
図３は、押出成形機により連続して押し出されるゴム組成物を切断し、複数のゴム組成物５を成形した状態を示す模式図である。
同図において、ゴム組成物５が矢印で示す方向に押し出されるものとすると、切断具１０によって先行して切断されるゴム組成物５に続く後続のゴム組成物５´の一方の切断角度αは、ゴム組成物５の他方の切断角度（１５°）と同一角度となる。よって、後続のゴム組成物５´を成形する際には、仮想線で示すように改めて一方の切断角度αが３５°となるように切断して、他方の切断角度βが１５°となるように切断すればよい。
また、押し出されるゴム組成物の切断角度を常にα（１５°）、β（３５°）交互に切断して、一方の切断角度が３５°となるゴム組成物５については上下を反転させてドラム本体２上に巻きつけるようにしてもよい。なお、同図においては、図２（ｃ）に示すような一方の切断角度が３５°他方の切断角度が１５°として形成されるゴム組成物５を例示するが他の形態のゴム組成物５についても同様である。
【００２１】
以上、説明したとおり本発明に係るタイヤトレッドの製造方法によれば、タイヤトレッドを構成するゴム組成物５の両端面の切断角度を予め算出される周長差に基づいて任意に変更することにより、ゴム組成物５の外周面６及び内周面７の長さを設定しゴム組成物５を環状としたときに生じる周長差を緩和することができるので、成形不良が発生し難いタイヤトレッド及び当該タイヤトレッドを備える空気入りタイヤを得ることができる。
【００２２】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に限定されるものではない。上記実施の形態に多様な変更、改良を加え得ることは当業者にとって明らかであり、そのような変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【符号の説明】
【００２３】
１  タイヤ成形ドラム、２  ドラム本体、３  グリーンタイヤ、４  ケース、
５  ゴム組成物、６  外周面、７  内周面、１０  切断具。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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