(57)【要約】少なくとも一方の幅方向端部の厚さが実質的にゼロであり、最大厚さの幅方向位置からこの端部に向かうにしたがって、厚さが漸減する断面形状を有するゴムストリップを巻き付けて積層してグリーンタイヤもしくはタイヤ構成部材を形成し、あるいは、ゴムストリップを巻き付けて積層してできたグリーンタイヤもしくはタイヤ構成部材の段差部分の凸部を磨り潰し、グリーンタイヤでのエアの残留や、鋸歯状の外表面の生成を防止し、よって、製品タイヤでのエアの残留、ベアー、フロークラックあるいは異物の咬込みの発生を抑制し、このことによって、製品タイヤの耐久性を高める。
2002078939.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
剛体コア上もしくは成型ドラム上で螺旋状に巻き付けてグリーンタイヤを成形するためのゴムストリップ、もしくは、タイヤ構成部材成型用ドラム上で螺旋状に巻き付けてタイヤ構成部材を成型するためのゴムストリップであって、
少なくとも一方の幅方向端部の厚さが実質的にゼロであり、この端部にもっとも近い、最大厚さの幅方向位置からこの端部に向かうにしたがって、厚さが漸減する断面形状を有してなるゴムストリップ。
【請求項２】
最大厚さ部分が有限の幅を有してなる請求の範囲第１項に記載のゴムストリップ。
【請求項３】
最大厚さ部分の厚さが０．２ｍｍ以上、８ｍｍ以下である請求の範囲第１項もしくは第２項に記載のゴムストリップ。
【請求項４】
最大厚さ部分に隣接し、厚さが実質的にゼロの幅方向端部を有する側部の幅が０．２ｍｍ以上である請求の範囲第１〜３項のいずれかに記載のゴムストリップ。
【請求項５】
請求の範囲第１〜４項のいずれかに記載のゴムストリップを、剛体コア上もしくは成型ドラム上で螺旋状に巻き付けて積層し、所定のグリーンタイヤを成型するタイヤの製造方法。
【請求項６】
請求の範囲第１〜４項のいずれかに記載のゴムストリップを、タイヤ構成部材成型用ドラム上で螺旋状に巻き付けて積層し、所定のタイヤ構成部材を成型するタイヤの製造方法。
【請求項７】
剛体コア上もしくは成型ドラム上でゴムストリップを螺旋状に巻き付けて積層し、所定のグリーンタイヤを成型するタイヤの製造方法において、
ゴムストリップの一の部分と、この一の部分と重ね合わせられる他の部分とによって生じる段差部分の凸部を磨潰すタイヤの製造方法。
【請求項８】
前記凸部の磨潰しを、磨潰しロールにより行う請求の範囲第７項に記載のタイヤの製造方法。
【請求項９】
前記剛体コアもしくは成型ドラムの回転速度と磨潰しロールのローラの回転速度との速度差を、剛体コアもしくは成型ドラムの回転速度の０〜３０％とする請求の範囲第８項に記載のタイヤの製造方法。
【請求項１０】
前記磨潰しロールのローラの回転方向を、ゴムストリップの、剛体コア上もしくは成型ドラム上での延在方向に対して０〜３０°とする請求の範囲第８項もしくは第９項に記載のタイヤの製造方法。
【請求項１１】
前記ゴムストリップの巻き付けと、前記凸部の磨潰しとを、ほぼ同時に行う請求の範囲第７〜１０項のいずれかに記載のタイヤの製造方法。
【請求項１２】
一のタイヤ構成部材の成型のために、ゴムストリップの巻き付けを行った後に、そのタイヤ構成部材に生じる、前記凸部の磨潰しを行い、これらの巻き付けおよび磨潰しの各動作を、全てのタイヤ構成部材の形成について順次に行う請求の範囲第７〜１０項のいずれかに記載のタイヤの製造方法。
【請求項１３】
タイヤ構成部材成型用ドラム上でゴムストリップを螺旋状に巻き付けて積層し、所定のタイヤ構成部材を成型するタイヤ構成部材の製造方法において、
ゴムストリップの一の部分と、この一の部分と重ね合わせられる他の部分とによって生じる段差部分の凸部を磨潰すタイヤ構成部材の製造方法。
【請求項１４】
前記凸部の磨潰しを、磨潰しロールにより行う請求の範囲第１３項に記載のタイヤ構成部材の製造方法。
【請求項１５】
前記タイヤ構成部材成型用ドラムの回転速度と磨潰しロールのローラの回転速度との速度差を、タイヤ構成部材成型用ドラムの回転速度の０〜３０％とする請求の範囲第１４項に記載のタイヤ構成部材の製造方法。
【請求項１６】
前記磨潰しロールのローラの回転方向を、ゴムストリップの、タイヤ構成部材成型用ドラム上での延在方向に対して０〜３０°とする請求の範囲第１５項もしくは第１６項に記載のタイヤ構成部材の製造方法。
【請求項１７】
前記ゴムストリップの巻き付けと、前記凸部の磨潰しとを、ほぼ同時に行う請求の範囲第１３〜１６項のいずれかに記載のタイヤ構成部材の製造方法。
【請求項１８】
前記ゴムストリップの巻き付けを行った後に、前記凸部の磨潰しを行う請求の範囲第１３〜１６項のいずれかに記載のタイヤ構成部材の製造方法。
【請求項１９】
剛体コアもしくは成型ドラムと、剛体コアもしくは成型ドラムに巻き付けて積層するゴムストリップを押出すゴムストリップ押出機と、ゴムストリップを剛体コアもしくは成型ドラムに巻き付けるゴムストリップ巻き付装置と、剛体コアもしくは成型ドラムに巻き付けられるゴムストリップの一の部分と、この一の部分と重ね合わせられる他の部分とによって形成される段差部分の凸部を磨潰す磨潰しロールとからなるタイヤの製造装置。
【請求項２０】
前記磨潰しロールのローラ表面に、ローレット加工を施してなる請求の範囲第１９項に記載のタイヤの製造装置。
【請求項２１】
タイヤ構成部材成型用ドラムと、タイヤ構成部材成型用ドラムに巻き付けて積層するゴムストリップを押出すゴムストリップ押出機と、ゴムストリップをタイヤ構成部材成型用ドラムに巻き付けるゴムストリップ巻き付装置と、タイヤ構成部材成型用ドラムに巻き付けられるゴムストリップの一の部分と、この一の部分と重ね合わせられる他の部分とによって形成される段差部分の凸部を磨潰す磨潰しロールとからなるタイヤ構成部材の製造装置。
【請求項２２】
前記磨潰しロールのローラ表面に、ローレット加工を施してなる請求の範囲第２１項に記載のタイヤ構成部材の製造装置。
【発明の詳細な説明】
技術分野
この発明は、剛体コア上もしくは成型ドラム上で螺旋状に巻き付けてグリーンタイヤを成形するためのゴムストリップ、もしくは、タイヤ構成部材成型用ドラム上で螺旋状に巻き付けてタイヤ構成部材を成型するためのゴムストリップ、および、それを用いた、タイヤもしくはタイヤ構成部材の製造方法、ならびに、それらの製造方法に用いる装置に関し、特に、製品タイヤでのエアの残留、ベアーやフロークラック等の発生を抑制し、よって、製品タイヤの耐久性の向上を実現するものである。
背景技術
近年、タイヤを製造するにあたり、ビードフィラ、ベルト、およびトレッド等のタイヤ構成部材を予め準備することなく、作業工数および作業時間の低減を図るとともに、タイヤ構成部材の製造機械を不要として、機械の占有スペースをなくした、より小規模での製造ユニットを実現するべく、剛体コア上もしくは成型ドラム上でゴムストリップを巻き付けて積層し、所定のグリーンタイヤを成型するタイヤの製造方法が提案されている。
しかるに、剛体コア上もしくは成型ドラム上でゴムストリップを巻き付けて積層することによって、グリーンタイヤを成型した場合には、ゴムストリップの一の部分と、この一の部分と重ね合わせられる他の部分とによって段差部分が生じ、加硫時に、タイヤクラウン部からビード部にかけて形成された段差部分が十分に型付けされず、このため、製品タイヤにおいてベアーやフロークラックが発生し、製品タイヤの耐久性を低下させ、また、タイヤの外観を損なうという問題があった。
また、タイヤ内部にできた上記段差部分に滞留したエアは、加硫時にも抜けることなくタイヤ内部に残留し、また、タイヤ表面上の上記段差部分とタイヤ加硫金型に閉塞されたエアも、加硫時のゴムの流れによって巻き込まれてタイヤ内部に残留することから、製品タイヤ使用時にエアの残留部に応力が集中して、他の部分に比して亀裂が発生しやすく、優れた耐久性を実現することができないという問題もあった。
さらに、タイヤサイドウォール部に形成された段差部分においては、金型離型剤等の異物が堆積し易く、加硫によってタイヤが膨張すると、ゴム表面と金型との間に挟まれた上記異物がゴム内に食い込み、製品タイヤの表面に異物の咬込み部分が生じて、これがクラックの発生原因となることからも、優れた耐久性を実現することができないという問題があった。
ところで、以上に記載したタイヤ製造方法に対し、グリーンタイヤ成型前に、ビードフィラ、ベルト、トレッド等のタイヤ構成部材を個別に成型しておき、その後にこれらのタイヤ構成部材をドラム上で貼合わせ、所定のグリーンタイヤを成型するタイヤの製造方法が知られているところ、このタイヤ製造方法に使用するタイヤ構成部材を、タイヤ構成部材成型用ドラム上でゴムストリップを巻き付けて積層して成型する当該タイヤ構成部材の製造方法も提案されている。
しかしながら、この提案にしたがい、ビードフィラ等のタイヤ構成部材を、タイヤ構成部材成型用ドラム上でゴムストリップを巻き付けて積層した場合にあっても、ゴムストリップの一の部分と、この一の部分と重ね合わせられる他の部分とによって段差部分が生じるため、前述の説明のとおり、タイヤ加硫時に上記ベアーの発生、エアの残留、そして異物の咬込みが生じて、クラックの発生原因となるおそれがあるという問題があった。
以上のべたことを、図１０〜図１３を参照して具体的に例示する。図１０は、従来の製造方法にて成型したグリーンタイヤを示す断面図である。このグリーンタイヤ９０を形成するに際し、インナーライナ９１、カーカス層９２、ビード９３Ａ、９３Ｂ、サイドウォール９４およびベルト層９５Ａ、９５Ｂを形成したあと、ゴムストリップ９７を螺旋状に巻き付けて積層し、トレッド９６を形成する。
トレッド９６を形成するのに用いられるゴムストリップ９７は、一般に、図１１ａに示すように、偏平な矩形断面形状を有している。図１２ａ、図１２ｂは、それぞれ、図１０のａ部、ｂ部の詳細を示す断面図であるが、グリーンタイヤの成型に際しては、矩形断面のゴムストリップ９７を斜めに階段状に傾けて巻き付けて積層するので、図１２ａに示すように、先に貼り付けられて形成されたサイドウォール９４と、トレッド９６のゴムストリップ９７の段差部分との間には空隙が残り、これは、製品タイヤ内にエアを残留させ応力集中に起因する耐久性の低下を招く原因となる。また、図１２ｂに示すように、トレッド９６の外表面も同様に、ゴムストリップ９７の段差部分により鋸刃状に形成されることとなり、これは、前述のベアーやフロークラック等の原因とる。
この問題を解決するため、特開２０００−２５４９８０号公報には、図１１ｂに示す断面形状をしたゴムストリップ９９を用いることが提案されていて、このゴムストリップ９９は、最大厚さ部分９９ａと、この最大厚さ部分９９ａより薄い厚さの矩形断面形状をした耳ゴム部９９ｂとを有している。
図１３ａ、図１３ｂは、それぞれ、図１０に示すゴムストリップ９７の代わりに、耳ゴム部９９ｂを有するゴムストリップ９９を巻き付けて積層したグリーンタイヤ９０のトレッド９６の、図１０のａ部、ｂ部に対応する部分の詳細を示す断面図であるが、このゴムストリップ９９も、その耳ゴム部９９ｂが矩形状をしているため、ゴムストリップ９９を斜めに倒して巻き付けて積層するに際して、図１３ａに示すように、矩形断面の耳ゴム部９９ｂの付近の段差部分によって形成される空隙が残り、エアの残留が発生することは避けられない。また、トレッド９６の外表面についても、図１３ｂに示すように、矩形断面の耳ゴム部９９ｂが階段状に積層されるため十分に滑らかにはできず、鋸刃形状の表面に起因する、ベアー、フロークラックや異物の咬込みが発生する問題を解消してはいない。
この発明は、従来技術が抱えるこのような問題を解決することを課題とするものであり、それの目的とするところは、製品タイヤにおいて、ベアーやフロークラックの発生、エアの残留、そして異物の咬込みによって起こり得る問題を抑制するべく、加硫前に、ゴムストリップの一の部分と、この一の部分と重ね合わせられる他の部分とによって形成された段差部分の段差量およびエアの残留を小さくし、製品タイヤの耐久性を向上させるための、ゴムストリップ、および、それを用いたタイヤおよびタイヤ構成部材の製造方法、ならびに、それらに用いる装置を提供することにある。
発明の開示
発明者らは、上記目的を達成するため、まず、ゴムストリップの断面形状を最適化する手段を検討した。従来のゴムストリップがエアの残留や鋸刃形状の外表面を形成する要因を検討した結果、第一の要因は、ゴムストリップの端部がゼロでない厚さを持っていることにあり、第二の要因は、最大厚さ部分から端部に向かって、厚さが緩やかに減少していないことにあることがわかった。これを、図１１（ｂ）に示す、最大厚さ部分９９ａに耳ゴム部９９ｂを取りつけた形状の、公知のゴムストリップ９９を例にとって説明すると、このゴムストリップ９９は、第一に端部厚さがゼロではなく、第二に最大厚さ部分９９ａから端部に向かって階段状に厚さか減少しているので、図１３ａ、図１３ｂに示すように、鋸刃形状の表面を生じることがわかる。
さらに、ゴムストリップの断面形状を最適化する上述の手段以外のものとしては、ゴムストリップを巻き付けて積層してできた段差部分の凸部を磨り潰す手段が前述の目的を達成するためには有効であることも見出した。
本発明は、このような知見をさらに検討して完成されたものであり、その主たる達成手段は、ゴムストリップの断面形状を最適化することと、段差部分の凸部を磨り潰すことおよびその磨り潰し方法を最適化することにあり、その要旨と作用は下記の通りである。
なお、以下の説明において、「成型ドラム」とは、１ｓｔドラム、２ｎｄフォーマ等の各種の成型ドラムを意味し、また、「タイヤ構成部材成型用ドラム」とは、ビードフィラ用ドラム等、タイヤ構成部材を単独に成型するためのドラムを意味する。
（１）
本発明のゴムストリップは、剛体コア上もしくは成型ドラム上で螺旋状に巻き付けてグリーンタイヤを成形するためのゴムストリップ、もしくは、タイヤ構成部材成型用ドラム上で螺旋状に巻き付けてタイヤ構成部材を成型するためのゴムストリップであって、
少なくとも一方の幅方向端部の厚さが実質的にゼロであり、この端部にもっとも近い、最大厚さの幅方向位置からこの端部に向かうにしたがって、厚さが漸減する断面形状を有してなるものである。
本発明のゴムストリップによれば、幅方向端部の厚さはゼロであり、最大厚さを与える幅方向位置からこの端部に向かって厚さが漸減しているので、前述の、従来のゴムストリップ９７もしくは９９が有する第一および第二の要因を解消することができ、エアの残留を防止するとともに、外表面を滑らかに形成してベアー、フロークラックあるいは異物の咬込みの原因を除去して、製品タイヤの耐久性を高めることができる。
また、以上述べたことは、剛体コア上もしくは成型ドラム上でゴムストリップを螺旋状に巻き付けてグリーンタイヤを形成する場合に限らず、タイヤ構成部材成型用ドラム上でゴムストリップを螺旋状に巻き付けてタイヤ構成部材を形成する場合にも、同様の作用を奏することができる。
なお、上記の説明において、ゴムストリップの「幅方向端部の厚さが実質的にゼロである」とは、設計上の幅方向端部の厚さはゼロであるが、ゴムストリップを製造するに際し、やむを得ず、厚さを完全にゼロに制御できない場合も、これをゼロと見なすことを意味する。
（２）
本発明のゴムストリップは、（１）に記載された発明において、最大厚さ部分が有限の幅を有してなるものである。このゴムストリップによれば、最大厚さ部分がある幅をもって幅方向に延在しているので、これを螺旋状に巻き付けて積層してゆく際、このゴムストリップは、これと同一の厚さと同一の幅とを有し、最大厚さ部分の幅がゼロであるゴムストリップ、例えば、断面三角形状のゴムストリップに対比して、隙間なく積層でき、しかも、断面積が大きい分だけ、巻き付け回数を減じることができ、よって、グリーンタイヤもしくはタイヤ構成部材を形成する際の品質を安定させ、エアの残留を防止するとともに生産性の向上に寄与させることができる。
（３）
本発明のゴムストリップは、（１）もしくは（２）に記載された発明において、最大厚さ部分の厚さを０．２ｍｍ以上、８ｍｍ以下とするものである。
最大厚さ部分の厚さが０．２ｍｍ未満では、巻き付ける回数が多くなり，生産性が低下する。また、巻き付ける際エアを巻込む可能性を生じて、エア残留の原因となり得る。一方、ゴムストリップの最大厚さ部分の厚さが８ｍｍを越えると、ゴムストリップを積層する際、大きな段差を生じるので、幅方向端部の厚さをゼロとしても、側部で、急激に厚さが変化することにより、エアの残留や鋸刃状の外表面が引起す前述の問題を解消することができなくなる場合がある。
（４）
本発明のゴムストリップは、（１）〜（３）のいずれかに記載された発明において、最大厚さ部分に隣接し、厚さが実質的にゼロの前記幅方向端部を有する側部の幅を０．２ｍｍ以上とするものである。
ゴムストリップの側部の幅を０．２ｍｍ未満にすると、最大厚さ部分から幅方向端部に向かって急激に厚さが減少することとなり、滑らかな仕上げ表面を形成することができず、前述の問題を解消できない場合がある。
（５）
本発明のタイヤの製造方法は、（１）〜（４）のいずれかに記載されたゴムストリップを、剛体コア上もしくは成型ドラム上で螺旋状に巻き付けて積層し、所定のグリーンタイヤを成型するものである。
このタイヤの製造方法によれば、前述の通り、エアの残留や鋸刃形状の表面のないグリーンタイヤを形成することができ、よって、製品タイヤでのベアーの発生、エアの残留、そして異物の咬込みの発生を抑制することができる。
（６）
本発明のタイヤの製造方法は、（１）〜（４）のいずれかに記載されたゴムストリップを、タイヤ構成部材成型用ドラム上で螺旋状に巻き付けて積層し、所定のタイヤ構成部材を成型するものである。
このタイヤの製造方法によれば、前述の通り、エアの残留や鋸刃形状の表面のないタイヤ構成部材を形成することができる。
（７）
本発明のタイヤの製造方法は、剛体コア上もしくは成型ドラム上でゴムストリップを螺旋状に巻き付けて積層し、所定のグリーンタイヤを成型するタイヤの製造方法において、
ゴムストリップの一の部分と、この一の部分と重ね合わせられる他の部分とによって生じる段差部分の凸部を磨潰すものである。
このタイヤの製造方法では、上記凸部を磨潰すことにより、ゴムストリップの一の部分と、この一の部分と重ね合わせられる他の部分とによって生じる段差部分の段差量を少なくすることができ、これに伴い、加硫時に起こり得る、ベアーやフロークラックの発生、エアの残留、そして異物の咬込みの発生等の問題を抑制して、製品タイヤの耐久性を高めることができる。
（８）
本発明のタイヤの製造方法は、（７）に記載された発明において、前記凸部の磨潰しを、磨潰しロールにより行うものである。
磨潰しロール用いることにより、凸部の磨潰しを確実に行うことができる。
（９）
本発明のタイヤの製造方法は、（８）に記載された発明において、前記剛体コアもしくは成型ドラムの回転速度と磨潰しロールのローラの回転速度との速度差を、剛体コアもしくは成型ドラムの回転速度の０〜３０％とするものである。
上記速度差を、剛体コアもしくは成型ドラムの回転速度の０〜３０％とすることで、剛体コアもしくは成型ドラムの回転方向の剪断応力を発生させ、さらに磨潰し効果を高めることができる。
（１０）
本発明のタイヤの製造方法は、（８）もしくは（９）に記載された発明において、前記磨潰しロールのローラの回転方向を、ゴムストリップの、剛体コア上もしくは成型ドラム上での延在方向に対して０〜３０°とするものである。
磨潰しロールのローラの回転方向を、ゴムストリップの、上記延在方向に対して０〜３０°とすることで、ローラとゴムストリップとの間に、ローラの回転方向の剪断応力を発生させることができることから、さらに一層磨潰し効果を高めることができる。
（１１）
本発明のタイヤの製造方法は、（７）〜（１０）のいずれかに記載された発明において、前記ゴムストリップの巻き付けと、前記凸部の磨潰しとを、ほぼ同時に行うものである。
この製造方法は、単一工程内でゴムストリップの巻き付けと、凸部の磨潰しとを、ほぼ同時に行うので、サイクルタイムの短縮が可能となるのみならず、ゴムストリップの巻き付け直後に磨潰しを行うことから、優れた磨潰し効果を発揮させることができる。
（１２）
本発明のタイヤの製造方法は、（７）〜（１０）のいずれかに記載された発明において、一のタイヤ構成部材の成型のために、ゴムストリップの巻き付けを行った後に、そのタイヤ構成部材に生じる、前記凸部の磨潰しを行い、これらの巻き付けおよび磨潰しの各動作を、全てのタイヤ構成部材の形成について順次に行うものである。
この製造方法よれば、タイヤ構成部材の凸部の、任意の部分を集中的に磨潰すことができ、ベアーの発生、エアの残留、そして異物の咬込みの防止を、任意の部分に対して適宜実現することができる。
（１３）
本発明のタイヤ構成部材の製造方法は、タイヤ構成部材成型用ドラム上でゴムストリップを螺旋状に巻き付けて積層し、所定のタイヤ構成部材を成型するタイヤ構成部材の製造方法において、
ゴムストリップの一の部分と、この一の部分と重ね合わせられる他の部分とによって生じる段差部分の凸部を磨潰すものである。
これによれば、上記凸部を磨潰すことにより、ゴムストリップの一の部分と、この一の部分と重ね合わせられる他の部分とによって生じる段差部分の段差量を少なくすることができ、このことによって、この態様により成型したタイヤ構成部材を用いてグリーンタイヤを成型した場合にも、加硫時に起こり得る、上記ベアーやフロークラックの発生、エアの残留、そして異物の咬込みによって起こり得る問題を抑制することができ、製品タイヤの耐久性を高めることができる。
（１４）
本発明のタイヤ構成部材の製造方法は、（１３）に記載された発明において、前記凸部の磨潰しを、磨潰しロールにより行うものである。
磨潰しロール用いることにより、凸部の磨潰しを確実に行うことができる。
（１５）
本発明のタイヤ構成部材の製造方法は、（１４）に記載された発明において、前記タイヤ構成部材成型用ドラムの回転速度と磨潰しロールのローラの回転速度との速度差を、タイヤ構成部材成型用ドラムの回転速度の０〜３０％とするものである。
上記速度差を、剛体コアもしくは成型ドラムの回転速度の０〜３０％とすることで、剛体コアもしくは成型ドラムの回転方向の剪断応力を発生させることにより、さらに磨潰し効果を高めることができる。
（１６）
本発明のタイヤ構成部材の製造方法は、（１５）もしくは（１６）に記載された発明において、前記磨潰しロールのローラの回転方向を、ゴムストリップの、タイヤ構成部材成型用ドラム上での延在方向に対して０〜３０°とするものである。
磨潰しロールのローラの回転方向を、ゴムストリップの、上記延在方向に対して０〜３０°とすることで、ローラとゴムストリップとの間に、ローラの回転方向の剪断応力を発生させることができることから、さらに一層磨潰し効果を高めることができる。
（１７）
本発明のタイヤ構成部材の製造方法は、（１３）〜（１６）のいずれかに記載された発明において、前記ゴムストリップの巻き付けと、前記凸部の磨潰しとを、ほぼ同時に行うものである。
この製造方法は、単一工程内でゴムストリップの巻き付けと、凸部の磨潰しとを、ほぼ同時に行うので、サイクルタイムの短縮が可能となるのみならず、ゴムストリップの巻き付け直後に磨潰しを行うことから、優れた磨潰し効果を発揮させることができる。
（１８）
本発明のタイヤ構成部材の製造方法は、（１３）〜（１６）のいずれかに記載された発明において、前記ゴムストリップの巻き付けを行った後に、前記凸部の磨潰しを行うものである。
この製造方法よれば、タイヤ構成部材の凸部の、任意の部分を集中的に磨潰すことができ、ベアーの発生、エアの残留、そして異物の咬込みの防止を、任意の部分に対して適宜実現することができる。
（１９）
本発明のタイヤの製造装置は、剛体コアもしくは成型ドラムと、剛体コアもしくは成型ドラムに巻き付けて積層するゴムストリップを押出すゴムストリップ押出機と、ゴムストリップを剛体コアもしくは成型ドラムに巻き付けるゴムストリップ巻き付装置と、剛体コアもしくは成型ドラムに巻き付けられるゴムストリップの一の部分と、この一の部分と重ね合わせられる他の部分とによって形成される段差部分の凸部を磨潰す磨潰しロールとからなるものである。
このタイヤの製造装置は、磨潰しロールを具えているので、前述のとおり、グリーンタイヤでのエアの残留や鋸刃形状の表面の発生を防止し、加硫時に起こり得る、ベアーやフロークラック、エアの残留、そして異物の咬込みを抑制して、製品タイヤの耐久性を高めることができる。
（２０）
本発明のタイヤの製造装置は、（１９）に記載された発明において、前記磨潰しロールのローラ表面に、ローレット加工を施してなるものである。
この装置は、磨潰しロールのローラ表面に施したローレット加工により、さらなる剪断応力の発生に起因した磨潰しの向上と、ローラのゴムへのくい込み作用による磨潰し効果の一層の向上を実現することができ、段差部分の段差量をより小さくし、製品タイヤの耐久性を一層向上させることができる。
（２１）
本発明のタイヤ構成部材の製造装置は、タイヤ構成部材成型用ドラムと、タイヤ構成部材成型用ドラムに巻き付けて積層するゴムストリップを押出すゴムストリップ押出機と、ゴムストリップをタイヤ構成部材成型用ドラムに巻き付けるゴムストリップ巻き付装置と、タイヤ構成部材成型用ドラムに巻き付けられるゴムストリップの一の部分と、この一の部分と重ね合わせられる他の部分とによって形成される段差部分の凸部を磨潰す磨潰しロールとからなるものである。
この製造装置は、磨潰しロールを具えているので、前述のとおり、グリーンタイヤでのエアの残留や鋸刃形状の表面の発生を防止し、加硫時に起こり得る、ベアーやフロークラック、エアの残留、そして異物の咬込みを抑制して、製品タイヤの耐久性を高めることができる。
（２２）
本発明のタイヤ構成部材の製造装置は、（２１）に記載された発明において、前記磨潰しロールのローラ表面に、ローレット加工を施してなるものである。
この装置は、磨潰しロールのローラ表面に施したローレット加工により、さらなる剪断応力の発生に起因した磨潰しの向上と、ローラのゴムへのくい込み作用による磨潰し効果の一層の向上を実現することができ、段差部分の段差量をより小さくし、製品タイヤの耐久性を一層向上させることができる。
発明を実施するための最良の形態
本発明に係る第一の実施形態のゴムストリップ、および、これを用いたタイヤの製造方法を、図１〜図３に基づいて説明する。図１ａ〜図１ｆは、トレッドを形成する場合の、ゴムストリップの例を示す断面図である。図１ａの断面を有するゴムストリップ１９ａは、一定厚さよりなる最大厚さ部分２とその幅方向両側に隣接して延在する両側の側部３ａ、３ｂにより構成されていて、この例においては、最大厚さ部分の厚さＴａは０．３ｍｍである。また、側部３ａ、３ｂはともに、その幅Ｄが１．５ｍｍであり、幅方向端部の厚さＴｂは実質的に０ｍｍである。そして、側部３ａ、３ｂの厚さは最大厚さ部分側の端部に隣接する側より側部３ａ、３ｂの端部に向かってなめらかに減少している。
図１ａ、図１ｂおよび図１ｃに示すゴムストリップはいずれも、最大厚さ部分の幅がゼロではなく、このうち、図１ａに示すゴムストリップ１９ａは、六角形の断面形状を有し、また、図１ｂおよび図１ｃに示すゴムストリップはそれぞれ平行四辺形および台形の断面形状を有している。
また、図１ｄ、図１ｅおよび図１ｆに示すゴムストリップはいずれも最大厚さ部分の幅がゼロであり、これらのゴムストリップの断面形状は、それぞれの図に示す通り、菱形状、レンズ状、三角形状をしている。
図２は、図１ｂのゴムストリップ１９ｂを巻き付けて積層してトレッド１６を形成したグリーンタイヤ１の幅方向断面を示す断面図である。このグリーンタイヤ１を形成するには、剛体コア１０の外側にゴムストリップを巻き付けて積層してインナーライナ１１を貼付け、次いで、ゴム付ビードワイヤを巻回して内側ビード１３Ａを形成し、その外に、カーカス層１２を編み上げる。続いて、外側ビード層１３Ｂを内側ビード層と同様に形成した後、ゴムストリップを巻き付けて積層してサイドウォール１４を貼付け、さらに、二層のベルト層１５Ａ、１５Ｂを編み上げて形成し、最後に、ゴムストリップ１９ｂを巻き付けて積層してトレッド１６を形成する。そして、第一の実施形態のタイヤの製造方法は、このようにして成型されたグリーンタイヤ１を加硫機で加硫して製品タイヤを得るものである。
図３ａ、図３ｂは、それぞれ、図２のａ部、ｂ部の詳細を示す詳細図である。ゴムストリップ１９ｂはその幅方向端部の厚さがゼロであり、最大厚さを有する最大厚さ部分からこの幅方向端部に向かって緩やかに厚さが減少する断面形状を有しているので、グリーンタイヤを成形するためこれを巻回す際に、先述の従来技術とは異なり、先に貼りつけた部材との間に空隙が生じてエアの残留を発生することがなく、また、外表面を滑らかに形成することができるので、加硫後のタイヤでのベアー、フロークラック、エア残留の発生を抑制し、よって、耐久性の低下を防止できる。
以上、剛体コア上で、ゴムストリップを巻き付けて積層しグリーンタイヤのトレッドを形成する際のゴムストリップ、および、このゴムストリップを用いたタイヤの製造方法を説明したが、このグリーンタイヤを成型ドラム上で成型する場合、あるいは、剛体コア上もしくは成型ドラム上で、トレッド以外の構成部材を形成する場合、さらに、タイヤ構成部材を、タイヤ構成部材ドラム上で単独に形成する場合も、同様な断面形状をしたゴムストリップを巻き付けて積層することにより、同様な効果を奏することができる。
本発明の第二の実施形態を、図４〜図７に示すところに基づいて説明する。図４はこの発明にかかるタイヤの製造方法に使用する製造装置であるグリーンタイヤ成型機１０を、サイドウォールを形成する状態で示す斜視図であり、このグリーンタイヤ成型機２０は、ゴムストリップ２２を巻き付けて積層するための剛体コア（成型ドラムでもよい）２１、ゴムストリップ２２を押出すゴムストリップ押出機２３、ゴムストリップ２２を剛体コア１に巻き付けるゴムストリップ巻き付装置２４、および、剛体コア２１に巻き付けられるゴムストリップ２２の一の部分と、この一の部分と重ね合わせられる他の部分とによって形成される段差部分の凸部を磨潰す磨潰しロール２５を具えている。ここで、磨潰しロール２５のローラ２５ａの表面には、ローレット加工が施されている。
以上に示した、グリーンタイヤ成型機２０を用いてタイヤを製造する方法を以下に説明する。まず、剛体コア２１上でゴムストリップ２２を螺旋状に巻き付けて積層する工程では、ゴムストリップ巻き付装置２４を図中の矢印ｘ，ｙ，θの各方向に移動して、ゴムストリップ巻き付装置２４を、剛体コア２１に対して常に所定箇所に位置させ、ゴムストリップ２２を螺旋状に巻き付けて積層する。
また、剛体コア２１に巻き付けられるゴムストリップ２２の一の部分と、この一の部分と重ね合わせられる他の部分とによって形成される段差部分の凸部を磨潰する工程では、磨潰しロール２５のローラ２５ａの表面を図中の矢印ｄ，ｅの各方向に移動して、磨潰しロール２５のローラ２５ａの表面を、剛体コア２１に対して常に所定箇所に位置させ、上記段差部分の凸部を磨潰する。そして、このようにして成型されたグリーンタイヤを加硫することにより、エアの残留、ベアー、あるいはフロークラックのない製品タイヤを形成することができる。
ここで、上記した剛体コア２１上でゴムストリップ２２を螺旋状に巻き付けて積層する工程と、剛体コア２１に巻き付けられるゴムストリップ２２の一の部分と、この一の部分と重ね合わせられる他の部分とによって形成される段差部分の凸部を磨潰する工程とは、図５に示すように、ほぼ同時に行っても、また図６に示すように、一のタイヤ構成部材の成型のために、ゴムストリップ２２の巻き付けを行った後に、そのタイヤ構成部材に生じる、前記凸部の磨潰しを行い、これらの巻き付けおよび磨潰しの各動作を、全てのタイヤ構成部材の形成について順次に行ってもよい。なお、図５には、図示の都合上、ゴムストリップ２２が剛体コア２１の最大径外周面に巻き付けられているように示されているが、実際には、サイドウォールを形成する場合、紙面に対して傾斜して巻き付けられる。
そして、図４では、ゴムストリップ２２の延在方向と磨潰しロール２５のローラ２５ａの回転方向とを同じくした場合を示しているが、図７に示す如く、ゴムストリップ２２の延在方向とローラ２５ａの回転方向の成す角αを０°から３０°までに適宜変化させることで、ローラ２５ａとゴムストリップ２２との間でローラ２５ａの回転方向の剪断応力が発生し、磨潰し効果を一層向上させることができ、また、タイヤ構成部材のゴム物性およびゴムストリップの形状に合わせて、ローラ５ａの表面性状およびローラ２５ａの形状を適宜変化させることで、磨潰し効果をさらに一層向上させることができる。
加えて、磨潰しロール２５のローラ２５ａは、フリーとしてもよいが、これを回転駆動させて、剛体コアに対して回転速度差を持たせた状態で、磨潰しを行った場合には、磨潰し効果を一層向上させることができる。なお、ローラ２５ａの回転速度と剛体コア２１の回転速度との速度差を、剛体コア２１の回転速度の０〜３０％とすれば、剛体コア２１の回転方向の剪断応力を発生させて、磨潰し効果をさらに一層向上させることができる。
以上の説明は、グリーンタイヤ成型機２０についてその構造およびこれを用いたタイヤの製造方法に関するものであるが、グリーンタイヤ成型機２０の剛体コア２１をタイヤ構成部材成型用ドラムに置き換えれば、グリーンタイヤ成型機２０を、タイヤ構成部材の製造装置に適宜設計変更することができ、タイヤ構成部材の製造装置の場合においても、グリーンタイヤ成型機２０の場合と同様の、ゴムストリップの巻き付けおよび凸部の磨潰しに関する効果を得ることができる。
実施例
次に、本発明にかかるグリーンタイヤ成型機２０を製作し、このグリーンタイヤ成型機２０を用いてゴムストリップを巻き付けて形成したサイドウォールを有するグリーンタイヤを、加硫してタイヤを試作した。そして、グリーンタイヤのサイドウォールの段差部分における凸部高さ、製品タイヤのサイドウォール部での異物咬込み発生率、および、製品タイヤの耐久性に関する各評価を、グリーンタイヤにおいて凸部の磨潰しを行ったタイヤ（以下「タイヤＸ」という。）と磨潰しを行わなかったタイヤ（以下「タイヤＹ」という。）のそれぞれについて行ったので、以下に説明する。
タイヤＸおよびタイヤＹはともに、図１に示すグリーンタイヤ成型機２０を用いて、ゴムストリップ２２を螺旋状に巻き付けて積層することによりサイドウォールを形成して、所定のグリーンタイヤを成型した後、加硫を行ったものであるので、それらは構造上全く同じであるが、グリーンタイヤの成型時に、タイヤＸは磨潰しローラによる磨潰しを行ったのに対し、タイヤＹはこの磨潰しを行わなかった点で相違する。
まず、表１に、タイヤＸおよびタイヤＹのそれぞれの、図８に示すような、グリーンタイヤの段差部分での凸部高さＨの測定結果の範囲を示す。
なおここでは、磨潰しロール２５のローラ２５ａの回転方向を、ゴムストリップ２２の、鋼体コア２１上での延在方向に対して１０°とし、さらにゴムストリップ２２巻き付けと、凸部の磨潰しとを、ほぼ同時に行う態様を採用した。
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表１によれば、タイヤＸは、タイヤＹに対してその凸部高さが半分以下になっており、これによって、タイヤ加硫時に上記ベアーの発生、エアの残留、そして異物の咬込みの発生を抑制することができ、製品タイヤの耐久性を向上させることができると考えられる。
次に、図９は、タイヤＸおよびタイヤＹのそれぞれに関し、製品タイヤの、タイヤ幅方向断面における異物の咬込み発生率を評価した結果を示すグラフであり、縦軸に示す、「タイヤ幅方向断面における異物の咬込み発生率」は、タイヤを子午線断面でカットしたとき、そのカット面のサイドウォール部に現れる異物咬込み部分の総数をカウントしたものを、所定数の子午線断面について平均化して断面あたり咬込み数の平均値を算出し、この断面あたり咬込み数の平均値を、タイヤＸのものを１とした指数で表したものである。そして、同様な操作によって、０．１ｍｍ以上の咬込み発生率と０．１ｍｍ未満の咬込み発生率とを求めて、咬込みの大きさによる内訳もあわせて示した。
図９に示すように、０．１ｍｍ以上の咬込みと０．１ｍｍ未満の咬込みとのそれぞれについて、タイヤＸは、タイヤＹに比して極めて優れた結果を示し、これによって、製品タイヤの耐久性を向上させることができると考えられる。
そして、実際に、タイヤＸおよびタイヤＹについて、耐久性に関する試験を行った。ここでは、タイヤＸおよびタイヤＹを米国ＦＭＶＳＳ  Ｎｏ．１０９のテストに準じ、ステップロード方式、すなわち３０分毎にスピードを増加させる方式によって、タイヤが故障したときの速度およびその速度での試験時間を測定して、タイヤＹを１００とした指数評価によって行った。以下、表２にその評価結果を示す。表２によれば、タイヤＸはタイヤＹに比して耐久性が向上していることが判る。
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産業上の利用可能性
本発明によれば、タイヤの加硫前に、ゴムストリップの一の部分と、この一の部分と重ね合わせられる他の部分とによって形成された段差部分の段差量およびエアの残留を小さくすることができ、よって、製品タイヤにおいて、ベアーやフロークラックの発生、エアの残留、そして異物の咬込みによって起こり得る問題を抑制し、製品タイヤの耐久性を向上させることができる。そして、本発明は、剛体コア上、あるいは成型ドラム上にゴムストリップを巻き付けて積層してグリーンタイヤを成型する場合のほか、タイヤ構成部材成型用ドラム上で、タイヤ構成部材を形成する場合にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
図１ａ〜図１ｆは、本発明に係る第一の実施形態のゴムストリップの断面図である。
図２は、図１のゴムストリップを巻き付けて積層して形成されたグリーンタイヤの断面図である。
図３ａ、図３ｂは、それぞれ図２のａ部、ｂ部を示す断面図である。
図４は、本発明に係る第二の実施形態のグリーンタイヤ成型機の斜視図である。
図５は、グリーンタイヤ成型機の側面図である。
図６は、グリーンタイヤ成型機の磨り潰しローラの側面図である。
図７は、グリーンタイヤ成型機の磨り潰しローラのロールの平面図である。
図８は、ゴムストリップの段差部分の凸部を示す図である。
図９は、タイヤ幅方向断面での異物咬込み発生率を示すグラフである。
図１０は、従来のゴムストリップを巻き付けて積層して形成したグリーンタイヤの断面図である。
図１１ａ、図１１ｂは、従来のゴムストリップの断面図である。
図１２ａ、図１２ｂは、それぞれは図１０のａ部、ｂ部を示す断面図である。
図１３ａ、図１３ｂは、それぞれ従来の別のゴムストリップを用いて形成されたグリーンタイヤの、図１０のａ部、ｂ部に対応する部分を示す断面図である。
【図１ａ】
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【図１ｂ】
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【図１ｃ】
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【図１ｄ】
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【図１ｅ】
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【図１ｆ】
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【図２】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１ａ】
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【図１１ｂ】
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【図１２ａ】
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【図１２ｂ】
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【図１３ａ】
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【図１３ｂ】
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【国際調査報告】
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