(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周面に、リボン状の帯状プライを螺旋状に巻き付けてタイヤのトレッド補強層を成形するための成形ドラムであって、
前記外周面は、前記帯状プライの巻付け位置をガイドするための凹溝が螺旋状に設けられている成形ドラム。
【請求項２】
前記外周面は、ドラム半径方向外側に凸の円弧状のプロファイルを有する基準面と、前記基準面から凹む前記凹溝とを含む請求項１記載の成形ドラム。
【請求項３】
前記凹溝の幅は、前記帯状プライの幅の１．０〜１．１倍である請求項１又は２記載の成形ドラム。
【請求項４】
前記凹溝の深さは、前記帯状プライの厚さよりも小さい請求項１乃至３のいずれかに記載の成形ドラム。
【請求項５】
前記凹溝の深さは、前記帯状プライの厚さの０．５〜０．８倍である請求項４に記載の成形ドラム。
【請求項６】
空気入りタイヤの製造方法であって、
帯状プライを、請求項１乃至５のいずれかに記載された成形ドラムの外周面に設けられた凹溝に嵌め込みながら螺旋状に巻きつけてトレッド補強層を形成する工程を含むことを特徴とする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】
本発明は、タイヤの生産性と乗り心地性能とを向上させた成形ドラム及びこれを用いた空気入りタイヤの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、トレッド部を補強するトレッド補強層と、その外側に配されたトレッドゴムとが設けられた空気入りタイヤが知られている。このようなトレッド補強層の製造方法としては、例えば、ドラムの外周面にリボン状の帯状プライを螺旋状に巻き付けて形成する方法がある。このような製造方法では、帯状プライとドラムの外周面との滑りや、帯状プライの巻付け誤差等により、帯状プライの巻き崩れが発生しやすい。このため、従来の製造方法では、上述の滑りや巻付け誤差を抑制するために、タイヤ軸方向に隣り合う帯状プライ同士の側縁を、オーバーラップさせる又は突き合わせて成形していた。
【０００３】
しかしながら、このように形成されたトレッド補強層は、高い剛性を有するので、乗り心地性能が悪化しやすいという問題があった。
【０００４】
また、上述のように形成されたトレッド補強層でも、幅広帯状のトレッドゴム材をタイヤ赤道側から外側に向かってトレッド補強層に押し付けるステッチ時、及び、成形ドラムとトレッド補強層とを離間する離間時（図示省略）において、帯状プライには、タイヤ軸方向の力が作用する。このため、ステッチ時、及び、離間時にも、帯状プライの巻き崩れが発生し、生産性が悪化し易いという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−２４７０１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、以上のような実状に鑑み案出されたもので、成形ドラムの外周面を改善することを基本として、タイヤの生産性と乗り心地性能とを向上させた成形ドラム及びこれを用いた空気入りタイヤの製造方法を提供することを主たる目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、外周面に、リボン状の帯状プライを螺旋状に巻き付けてタイヤのトレッド補強層を成形するための成形ドラムであって、前記外周面は、前記帯状プライの巻付け位置をガイドするための凹溝が螺旋状に設けられている。
【０００８】
本発明に係る成形ドラムは、前記外周面が、ドラム半径方向外側に凸の円弧状のプロファイルを有する基準面と、前記基準面から凹む前記凹溝とを含むのが望ましい。
【０００９】
本発明に係る成形ドラムは、前記凹溝の幅が、前記帯状プライの幅の１．０〜１．１倍であるのが望ましい。
【００１０】
本発明に係る成形ドラムは、前記凹溝の深さが、前記帯状プライの厚さよりも小さいのが望ましい。
【００１１】
本発明に係る成形ドラムは、前記凹溝の深さが、前記帯状プライの厚さの０．５〜０．８倍であるのが望ましい。
【００１２】
本発明の空気入りタイヤの製造方法は、帯状プライを、請求項１乃至５のいずれかに記載された成形ドラムの外周面に設けられた凹溝に嵌め込みながら螺旋状に巻きつけてトレッド補強層を形成する工程を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の成形ドラムは、外周面に、リボン状の帯状プライを螺旋状に巻き付けてタイヤのトレッド補強層を成形するためのドラムである。成形ドラムの外周面は、帯状プライの巻付け位置をガイドするための凹溝が設けられている。このような凹溝は、帯状プライの巻き付けを固定することができるので、帯状プライの巻き付け時やトレッドゴムのステッチ時等において、帯状プライの巻き崩れを抑制することができるため、生産性を向上することができる。
【００１４】
また、凹溝が螺旋状に設けられている。このような凹溝によって形成されたトレッド補強層は、帯状プライが形成される形成領域と、形成領域間に挟まれかつ帯状プライが形成されない非形成領域とを有している。このような非形成領域は、タイヤの剛性を効果的に小さくするので、乗り心地性能が向上する。また、タイヤ軸方向に隣り合う帯状プライ間のピッチを均一にできるので、乗り心地性能と帯状プライの材料コストとをバランス良く高めることができる。従って、本発明の空気入りタイヤの製造方法では、タイヤの生産性と乗り心地性能とをバランス良く向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態の成形ドラムの外周面の展開図である。
【図２】図１のＡ−Ａ部の拡大断面図である。
【図３】本発明の成形ドラムを用いて製造される空気入りタイヤの断面図である。
【図４】帯状プライの一実施形態を示す斜視図である。
【図５】（Ａ）は、バンド形成工程を説明する断面図、（Ｂ）は、トレッドゴム貼付工程を説明する断面図である。
【図６】他の実施形態の帯状プライの展開図である。
【図７】従来例の成形ドラムの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の一形態が、図面に基づき説明される。
図１には、本実施形態の成形ドラム１１の外周面１１ａの展開図である。成形ドラム１１は、例えば、加硫前のタイヤ構成部材を成形するのに利用される。図１の縦軸は、タイヤ周方向の角度、横軸は、タイヤ軸方向を示している。図２は、図１の成形ドラム１１のＡ−Ａ部の拡大断面図である。
【００１７】
図１及び図２に示されるように、成形ドラム１１の外周面１１ａは、基準面１２と、基準面１２から凹む凹溝１３とを含んでいる。本実施形態では、凹溝１３と基準面１２とがタイヤ軸方向に交互に設けられている。
【００１８】
本実施形態の基準面１２は、ドラム半径方向外側に凸の円弧状のプロファイル１４を有している。このプロファイル１４は、タイヤ１のトレッド部２（図３に示す）のプロファイルに近似している。これにより、トレッドゴム８の外面８ａをトレッド部２のプロファイルに近似させることができる。本実施形態のプロファイル１４は、自動二輪車用タイヤのプロファイルである。なお、本発明の成形ドラム１１を用いて製造されるタイヤ１は、自動二輪車用に限定されるものではなく、例えば、乗用車用のタイヤ１でも良い。
【００１９】
図３は、正規リム（図示省略）にリム組みされかつ正規内圧が充填されしかも無負荷である正規状態における自動二輪車用のタイヤ１の断面図である。図３に示されるように、自動二輪車用のタイヤ１は、トレッド部２のトレッド端２ｔ、２ｔ間の外面２ａが、キャンバー角が大きい旋回時においても十分な接地面積が得られるように、タイヤ半径方向外側に凸の円弧状に湾曲してのびている。なお、トレッド端２ｔ、２ｔ間の外面２ａの展開長さが、トレッド展開幅ＴＷである。
【００２０】
前記「正規リム」とは、タイヤが基づいている規格を含む規格体系において、当該規格がタイヤ毎に定めるリムであり、例えば、ＪＡＴＭＡであれば"標準リム"、ＴＲＡであれば "Design Rim" 、ＥＴＲＴＯであれば "Measuring Rim" である。
【００２１】
前記「正規内圧」とは、タイヤが基づいている規格を含む規格体系において、各規格がタイヤ毎に定めている空気圧であり、例えば、ＪＡＴＭＡであれば"最高空気圧"、ＴＲＡであれば表 "TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES" に記載の最大値、ＥＴＲＴＯであれば "INFLATION PRESSURE" である。本明細書において、特に断りがない場合、タイヤ１の各部の寸法は、正規状態での値である。
【００２２】
タイヤ１は、カーカス６と、トレッド補強層７と、トレッドゴム８とを具えている。カーカス６は、トレッド部２からサイドウォール部３をへてビード部４のビードコア５にのびている。トレッド補強層７は、カーカス６の半径方向外側かつトレッド部２の内部に配されている。トレッドゴム８は、トレッド補強層７の半径方向外側に配され、トレッド部２の外面２ａを有している。外面２ａには、適宜排水用の溝（図示省略）が設けられてもよい。
【００２３】
カーカス６は、本実施形態では、１枚のカーカスプライ６Ａにより構成されている。カーカスプライ６Ａは、トレッド部２からサイドウォール部３を経てビード部４に埋設されたビードコア５に至る本体部６ａと、本体部６ａに連なりかつビードコア５で折り返される折返し部６ｂとを含んでいる。本体部６ａと折返し部６ｂとの間には、硬質のゴムからなるビードエーペックスゴムＢａが設けられている。
【００２４】
トレッド補強層７は、少なくとも１枚のプライから構成される。本実施形態のトレッド補強層７は、１枚のバンドプライ９Ａからなるバンド層９で形成されている。バンドプライ９Ａは、リボン状の帯状プライ１０をタイヤ周方向に螺旋状に巻回すことにより形成されている。
【００２５】
トレッド補強層７を展開した最大幅Ｗｔは、好ましくはトレッド展開幅ＴＷの７５％〜９０％である。これにより、カーカス６が効果的にタガ締めされて、高速安定性能や操縦安定性能がバランス良く向上するとともに、高い乗り心地性能が維持される。
【００２６】
図４は、帯状プライ１０の斜視図である。図４に示されるように、帯状プライ１０は、例えば、スチールからなる１本の補強コード２１をトッピングゴム２２にて被覆することにより形成されている。補強コード２１としては、タイヤ周方向に対して５度以下、より好ましくは１度以下の角度で巻き回されるのが望ましい。補強コード２１としては、撚りコードが望ましい。
【００２７】
特に限定されるものではないが、帯状プライ１０の幅Ｗａは、例えば１．０〜５．０mm程度が望ましい。また、帯状プライ１０の厚さｔは、例えば０．８〜２．０mm程度が望ましい。
【００２８】
図１及び図２に示されるように、凹溝１３は、本実施形態では、タイヤ軸方向にのびる底部１５と、底部１５と基準面１２とを継ぐ一対の側部１６、１６とを含む矩形状である。このような凹溝１３は、帯状プライ１０の巻付け位置をガイドする。即ち、凹溝１３の側部１６は、帯状プライ１０の端面１０ｅをその摩擦力で保持して、帯状プライ１０の巻き付け位置を固定することができる。これにより、凹溝１３は、帯状プライ１０の巻き付け時やトレッドゴム８のステッチ時等において、帯状プライ１０の巻き崩れを抑制することができる。これにより、生産性が向上する。本実施形態の底部１５は、基準面１２に対して平行、即ち、円弧状にのびている。
【００２９】
凹溝１３は、螺旋状にのびている。このような凹溝１３で形成されたトレッド補強層７は、帯状プライ１０が形成される形成領域１８と、形成領域１８、１８間に挟まれかつ帯状プライ１０が形成されない非形成領域１９とを有している。これによりタイヤ１の剛性が効果的に小さくなるので、乗り心地性能が向上する。
【００３０】
本実施形態の凹溝１３は、タイヤ周方向に連続する１本で形成されている。即ち、凹溝１３は、タイヤ軸方向の一端１３ａと他端１３ｂとを有している。このような凹溝１３は、帯状プライ１０を一端１３ａから他端１３ｂまで連続して配することができるので、トレッド補強層７の剛性の過度の低下を抑制することができる。なお、凹溝１３の形状は、このような態様に限定されるものではない。
【００３１】
本実施形態のように、凹溝１３内に帯状プライ１０の両側の端面１０ｅ、１０ｅが嵌め込まれるのが望ましい。これにより、帯状プライ１０の巻き崩れが一層抑制されるので、さらに生産性が向上する。
【００３２】
凹溝１３の幅（展開方向の長さ）Ｗは、帯状プライ１０の幅Ｗａ（図４に示す）の１．０〜１．１倍であるのが望ましい。凹溝１３の幅Ｗが帯状プライ１０の幅Ｗａの１．０倍未満である場合、帯状プライ１０の両側の端面１０ｅ、１０ｅを凹溝１３に嵌め込むことができず、帯状プライ１０を強固に固定できないおそれがある。凹溝１３の幅Ｗが帯状プライ１０の幅Ｗａの１．１倍を超える場合、側部１６による固定力が低下し、帯状プライ１０の巻き崩れを抑制できないおそれがある。
【００３３】
凹溝１３の幅Ｗは、凹溝１３の１ピッチ（展開方向の長さ）Ｐの４０％〜９０％が望ましい。凹溝１３の幅Ｗが凹溝１３の１ピッチＰの９０％を超える場合、トレッド補強層７の剛性を小さくできず、乗り心地性能を高めれないおそれがある。凹溝１３の幅Ｗが凹溝１３の１ピッチＰの４０％未満の場合、トレッド補強層７の剛性が過度に小さくなり、操縦安定性や旋回性などの走行性能が悪化するおそれがある。
【００３４】
また、凹溝１３の深さＤは、帯状プライ１０の厚さｔよりも小さいのが望ましい。即ち、凹溝１３の深さＤが帯状プライ１０の厚さｔよりも大きい場合、帯状プライ１０とトレッドゴム８とを強固に固着できない。このため、トレッド補強層７の成形ドラム１１からの離間時、帯状プライ１０とトレッドゴム８とをスムーズに離間することができず、帯状プライ１０の巻き崩れが生じるおそれがある。このような観点より、凹溝１３の深さＤは、より好ましくは、帯状プライ１０の厚さｔの０．８倍以下で有るのが望ましい。
【００３５】
凹溝１３の深さＤが帯状プライ１０の厚さｔよりも過度に小さい場合、凹溝１３の固定力が小さくなり、帯状プライ１０の巻き付け時やトレッドゴム８のステッチ時に、帯状プライ１０の巻き崩れが発生するおそれがある。このため、凹溝１３の深さＤは、好ましくは、帯状プライ１０の厚さｔの０．５倍以上である。
【００３６】
底部１５と側部１６とでなす角度θは、９０〜９５°が望ましい。前記角度θが９５°を超える場合、凹溝１３の側部１６による固定力が小さくなり、外周面１１ａへの帯状プライ１０の巻付け時、ステッチ時に巻き崩れが発生するおそれがある。前記角度θが９０°未満の場合、帯状プライ１０を凹溝１３内にスムーズに嵌め込みできなくなるおそれがある。
【００３７】
図５（Ａ）、（Ｂ）には、本実施形態のタイヤ１のトレッド補強層７及びトレッドゴム８の製造方法の一例が、概念的に示される。図５に示されるように、本実施形態では、成形ドラム１１と、成形ドラム１１の外周面１１ａに帯状プライ１０を供給するアプリケータ２５とを含んだ製造装置Ｔが用いられる。なお、カーカス６やビードエーペックスゴムＢａ等の他のタイヤ構成部材は、周知の製造方法により形成されるため、その説明が省略される。
【００３８】
成形ドラム１１は、例えば、外周面１１ａを回転させるための動力伝達装置等を有する基台（図示せず）によって、その回転軸が回動可能に支持されている。
【００３９】
また、成形ドラム１１は、従来と同様、周方向に分割された複数個のデッキセグメントから形成され、周知の縮径手段を介して縮径可能に保持される態様が望ましい。例えば、成形ドラム１１の縮径状態において、トレッド補強層７及びトレッドゴム８の取り外しが行われる。
【００４０】
アプリケータ２５は、例えばコンベヤ状で形成され、その下流側に送り出しローラ２６を有している。送り出しローラ２６は、帯状プライ１０を成形ドラム１１の外周面１１ａで螺旋状に巻き付ける。アプリケータ２５の上流側には、例えば、帯状プライ１０を連続して押し出すゴム押出機などが設けられる（図示省略）。これにより、帯状プライ１０が連続して供給される。アプリケータ２５は、例えば、成形ドラム１１に対してその軸方向及び半径方向に往復移動可能な３次元移動装置（図示省略）などで支持されている。
【００４１】
本実施形態のトレッド補強層７及びトレッドゴム８を製造する製造方法は、バンド層９を形成するトレッド補強層形成工程Ｓ１と、バンド層９の外側に配されたトレッドゴム８をバンド層９と一体接合するトレッドゴム貼付工程Ｓ２とを有している。
【００４２】
図５（Ａ）に示されるように、トレッド補強層形成工程Ｓ１では、例えば、１本の帯状プライ１０を、凹溝１３のタイヤ軸方向一端１３ａから他端１３ｂまで凹溝１３内に嵌め込んで止着する。これにより、バンド層９が形成される。このとき、帯状プライ１０を確実に止着するために、例えば、図示しない押圧ローラ（省略）が用いられても良い。また、帯状プライ１０の皺を抑制しかつ凹溝１３内に精度良く帯状プライ１０を嵌め込むために、周知の制御装置によって成形ドラム１１の回転速度とアプリケータ２５の移動速度とを制御するのが望ましい。
【００４３】
次に、図５（Ｂ）に示されるように、トレッドゴム貼付工程Ｓ２では、例えば、幅広帯状の未加硫のトレッドゴム材２０が準備される。次に、トレッドゴム材２０が、成形ドラム１１の外周面１１ａ上を円筒状に一周巻きして巻き付けられる（Ｓ２ａ工程）。次に、例えば、周知のローラを具えるステッチャー（図示省略）を用いて、トレッドゴム材２０がバンド層９に押し付けられて巻き下ろされる（Ｓ２ｂ工程）。これにより、バンド層９とトレッドゴム８とが一体接合される。このとき、凹溝１３によって帯状プライ１０が強固に固定されているので、帯状プライ１０の巻き崩れの発生が抑制される。
【００４４】
次に、例えば、成形ドラム１１の縮径装置（図示省略）により縮径されて成形ドラム１１からバンド層９とトレッドゴム８とが取り外される。このときも、凹溝１３が上述の大きさで形成されているので、帯状プライ１０と凹溝１３とがスムーズに離間され、帯状プライ１０の巻き崩れの発生が抑制される。
【００４５】
図６には、帯状プライ１０の他の実施形態が示される。帯状プライ１０は、例えば、凹溝１３のタイヤ軸方向一端１３ａからタイヤ赤道Ｃ上の中間位置１３ｃまで巻き付けられる第１部分１０Ａと、凹溝１３の前記中間位置１３ｃからタイヤ軸方向他端１３ｂまで巻き付けられる第２部分１０Ｂとで構成されてても良い。これにより、アプリケータを２台用いる（図示省略）ことで、第１部分１０Ａと第２部分１０Ｂとが外周面１１ａに同時に巻き付けることができるので、生産性がさらに向上する。
【００４６】
以上、本発明の空気入りタイヤ及びその製造方法について詳細に説明したが、本発明は上記の具体的な実施形態に限定されることなく種々の態様に変更して実施される。
【実施例】
【００４７】
図１の基本構造を有するサイズ１８０／５５Ｒ１７の自動二輪車用タイヤが、表１の仕様に基づき試作され、各試供タイヤの生産性、走行性能及び乗り心地性能がテストされた。各試供タイヤの共通仕様やテスト方法は、以下の通りである。
トレッド補強層の最大幅Ｗｔ／ＴＷ：８４％
帯状プライの補強コードの本数：１本
帯状プライの補強コードの材料：スチール
帯状プライの幅Ｗａ：４．２mm
帯状プライの厚さｔ：１．０mm
【００４８】
＜生産性＞
図５に示される製造装置Ｔを用いて、タイヤ１本分のトレッドゴム及びトレッド補強層を１セットとする１００セットが製造され、トレッド補強層にて巻き崩れの生じたセット数が確認された。結果は、実数で表示されている。巻き崩れの生じたセット数が３以下を合格とする。
【００４９】
＜走行性能・乗り心地性能＞
上記生産性のテストにおいて製造された帯状プライの巻き崩れのないトレッド補強層及びトレッドゴムを用いて各試供タイヤ製造し、下記の条件で、排気量７５０ccの自動二輪車の後輪に装着された。テストドライバーは、上記車両を乾燥アスファルト路面のテストコースを走行させた。このときの直進安定性、旋回性、トラクション及びグリップ等に関する走行性能と、乗り心地性能とがテストドライバーの官能により評価された。結果は、実施例１を１００とする評点で表示されている。数値が大きいほど良好である。なお前輪には市販のタイヤ（サイズ：１２０／７０Ｒ１７）が使用された。数値の１０ポイント差は、両者の間に顕著な性能変化がある場合であり、５ポイント差は、両者の間に明らかな性能変化がある場合を示す。３ポイント以下の差のものは、同乗者が気付き難い程度の差である。テストの結果が表１に示される。
内圧（全輪）：２００kPa
【００５０】
【表１】
0006457873.tif 000002
【００５１】
テストの結果、実施例のタイヤは、比較例に比べて生産性、走行性能及び乗り心地性能が総合的に優れていることが確認できた。また、帯状プライの大きさを好ましい範囲において変化させた帯状プライと、この帯状プライに見合った成形ドラムとを用いたテストを行なったが、本テスト結果と同じであった。
【符号の説明】
【００５２】
１    タイヤ
７    トレッド補強層
１０    帯状プライ
１１    成形ドラム
１１ａ  外周面
１２    基準面
１３    凹溝
【図１】
0006457873.tif 000003
【図２】
0006457873.tif 000004
【図３】
0006457873.tif 000005
【図４】
0006457873.tif 000006
【図５】
0006457873.tif 000007
【図６】
0006457873.tif 000008
【図７】
0006457873.tif 000009