空気入りタイヤ、タイヤ成型装置及び成型方法
【課題】 リボン状ゴムを積層して形成した部分を有する空気入りタイヤにおいて、サイドウォール等のリボン状ゴムの積層部の表面から割れが進展するのを抑制し、空気入りタイヤの耐久性を向上させる。
【解決手段】 リボン状ゴム５０を巻回・積層して形成した空気入りタイヤのサイドウォール３１等の積層部４０の外表面に、１枚のシート状ゴムを貼り付けて形成した表面層４１を設け、積層部４０の凹凸や接合不良を覆ってタイヤ表面を平滑化し、屈曲時の引っ張り力Ｐや圧縮力Ｑでタイヤ表面から割れが進展するのを抑制する。
【解決手段】 リボン状ゴム５０を巻回・積層して形成した空気入りタイヤのサイドウォール３１等の積層部４０の外表面に、１枚のシート状ゴムを貼り付けて形成した表面層４１を設け、積層部４０の凹凸や接合不良を覆ってタイヤ表面を平滑化し、屈曲時の引っ張り力Ｐや圧縮力Ｑでタイヤ表面から割れが進展するのを抑制する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気入りタイヤ、タイヤ成型装置及び成型方法に関し、特に、リボン状ゴムを積層して形成した空気入りタイヤに割れが生じるのを抑制して耐久性を向上させた空気入りタイヤ、タイヤ成型装置及び成型方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
空気入りタイヤは、一般に、ゴム部材からなるトレッドやサイドウォール等の複数のタイヤ構成部材から構成され、これら各部材を組み合わせて未加硫のグリーンタイヤ（生タイヤ）を成型し、加硫成型して所定形状の製品タイヤが製造される。従来、グリーンタイヤの成型には、これら各タイヤ構成部材を予め所定の仕上げ形状に形成しておき、それらを成型ドラム上で順次貼り合わせる等して成型する方法が広く採用されている。
【０００３】
この方法では、タイヤ構成部材は、例えば押出機等により成形され、そのゴム吐き出し口に取り付けられた口金の開口部から所定の仕上げ断面形状で連続して押し出され、裁断等されて形成される。従って、この方法では、タイヤ構成部材の断面サイズが大きくなるため、その成形に必要な口金及び押出機も大型化するとともに、それぞれのタイヤ構成部材に対して、その断面形状に応じた多種類の口金を予め準備する必要がある。また、形状の異なるタイヤ構成部材を成形する度に、押出機の口金交換や調整等の作業も必要であり、特に多品種少量生産を行おうとする場合には、生産効率が非常に低下するという問題がある。
【０００４】
このような問題に対処するため、従来、円筒状やトロイダル状の成型ドラムの外面に未加硫のリボン状ゴムを螺旋状に巻回して積層する等して、グリーンタイヤを成型するタイヤ成型装置が知られている（特許文献１参照）。
【０００５】
図７は、この従来のタイヤ成型装置８０の概略を示す側面図である。
このタイヤ成型装置８０は、図示のように、円筒状の成型ドラム８１と、リボン状ゴムを押し出し成形する押出機８２から構成される。成型ドラム８１は、図示しない駆動手段により回転軸８１Ａを中心に図の矢印Ｓで示す方向に回転する。押出機８２は、複数（図では３個）のゴム材料の供給装置８３と、ゴム材料を押出機８２内部に投入するためのホッパ８４と、押出機８２を成型ドラム８１の軸方向と平行に移動させる移動機構８５と、リボン状ゴムを所定の断面形状に押し出し成形する口金８６とを有する。
【０００６】
このタイヤ成型装置８０は、所定の断面形状のリボン状ゴムを口金８６から連続して押し出し（図の矢印Ｔ）、回転する成型ドラム８１の外周面の所定位置にガイドローラ８７で案内して貼り付ける。この貼り付けを行いつつ、移動機構８５により押出機８２を成型ドラム８１の軸方向と平行に移動させ、成型ドラム８１の外周面にリボン状ゴムを螺旋状に巻回して積層し、所定の断面形状のタイヤ構成部材を形成する等してグリーンタイヤを成型する。
【０００７】
図８は、このような成型に用いられるリボン状ゴム及びその積層状態を示すリボン状ゴムの長手方向に直交する方向の断面図である。
前記タイヤ成型装置８０は、図８Ａに示すような断面矩形のリボン状ゴム５０を、図８Ｂに示すように、その一部を重ねながら１層又は複数層積層することでグリーンタイヤの各部材を所定の断面形状に形成する。従って、このタイヤ成型装置８０では、このような形状のリボン状ゴムを成形する口金８６を数種類準備すればよく、タイヤ構成部材を一体成形する場合に比べて口金８６の数を大幅に減少できる。また、大型の押出機８２を必要とせず、更に、口金８６の調整等の段取り作業の時間を大幅に短縮できるため、多品種少量生産にも容易に対応できる。
【０００８】
しかしながら、このようにリボン状ゴム５０を積層してグリーンタイヤを成型する場合には、リボン状ゴム５０間等の接合が不十分となり、製品タイヤのゴムに割れ等の欠陥が生じる恐れがある。また、重ね合わせたリボン状ゴム５０の縁部には、図８Ｂに示すように、段差５１が生じるが、加硫成型時に段差５１部分が十分に型付けされずに製品タイヤにベアや割れが発生することがある。その結果、製品タイヤの耐久性の低下や、タイヤの外観の悪化等の問題も生じやすくなる。
【０００９】
また、リボン状ゴム５０を複数層積層した場合には、内層側の段差５１部分にエアが閉じこめられて製品タイヤにエア溜まりが生じることがある。加えて、タイヤ外表面の段差５１部分と加硫用金型の内周面の間に閉じこめられたエアも、加硫成型時のゴムの流れによってタイヤ内部に巻き込まれることがある。このようにして製品タイヤにエア溜まりが生じた場合には、車両走行時にその部分に応力が集中して他の部分に比べて亀裂が発生しやすくなり、空気入りタイヤの耐久性が低下するという問題も生じる。更に、タイヤ側面のサイドウォールでは、段差５１部分に金型離型剤等の異物が溜まりやすく、加硫成形時の加圧によってグリーンタイヤが膨張すると、段差５１部分のゴムが変形して異物がゴム内に閉じこめられ、製品タイヤの表面に異物の咬込み部分（接合不良）が生じて割れの発生原因となる恐れもある。
【００１０】
そこで、このような問題に対処するため、リボン状ゴム５０を積層することによって形成される段差５１部分の凸部をローラにより磨り潰すようにしたタイヤ成型装置が知られている（特許文献２参照）。
【００１１】
図９は、この従来のタイヤ成型装置９０の概略を示す側面図である。
タイヤ成型装置９０は、図７に示すタイヤ成型装置８０と同様に、円筒状の成型ドラム９１と、押出機等のリボン状ゴム５０の供給装置９２と、リボン状ゴム５０を案内する２つのガイドローラ９３、９４等を有し、供給装置９２から供給されるリボン状ゴム５０をガイドローラ９３、９４により案内して、回転する成型ドラム９１の外周面に一部を重ねながら螺旋状に巻回する。更に、このタイヤ成型装置９０は、回転自在な円盤状のローラ９５と、ローラ９５を成型ドラム９１の外周面に押し付ける駆動機構９６とを有しており、成型ドラム９１の外周面にリボン状ゴム５０を巻回しながら、リボン状ゴム５０の表面をローラ９５の外周面で押圧する。
【００１２】
このようなローラ９５、又はブラシ等で押圧を行った場合には、リボン状ゴム５０同士やリボン状ゴム５０とその下に巻かれた他の部材等が強固に圧着されるとともに、リボン状ゴム５０表面の段差５１の凸部が磨り潰され、図８Ｃに示すように、その表面を平滑化できる。従って、このタイヤ成型装置９０では、リボン状ゴム５０同士の接合不良や段差５１を原因とした上記した加硫成型時のベア、又は、エア溜まりや異物の咬込み等により生じる製品タイヤの割れ等を抑制できるとともに、リボン状ゴム５０等のゴム部材間の接合力が向上するため、製品タイヤの耐久性を高めることができる。
【００１３】
しかしながら、このようにタイヤ表面を平滑化しつつ部材同士を圧着した場合であっても、製品タイヤの表面に微小な接合不良や凹凸が残ることがあり、それらを起点として走行中に受ける繰り返し負荷や変形等により、図８Ｄに示すような割れ５２が製品タイヤの表面から進展する恐れがある。特に、タイヤの側面を保護するサイドウォールは、走行中に絶えず屈曲されて伸長・圧縮変形を繰り返し受ける部分であるとともに、その屈曲量も他の部分に比べて最も大きくなる。従って、その際の変形量や伸縮力も最も大きく、上記したタイヤ表面から割れが進展する恐れが最も大きくなる。
【００１４】
【特許文献１】特開２０００−７９６４３号公報
【特許文献２】特開２００４−２１６６０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明は、前記従来の問題に鑑みなされたものであって、その目的は、リボン状ゴムを積層して形成した部分を有する空気入りタイヤにおいて、サイドウォール等のリボン状ゴムの積層部の表面から割れが進展するのを抑制し、空気入りタイヤの耐久性を向上させることである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
請求項１の発明は、リボン状ゴムを積層して形成した積層部を有する空気入りタイヤであって、前記積層部の外表面の少なくとも一部に、前記タイヤの外表面を平滑化するシート状ゴムを備えたことを特徴とする。
請求項２の発明は、請求項１に記載された空気入りタイヤにおいて、前記積層部が、サイドウォールであることを特徴とする。
請求項３の発明は、請求項１又は２に記載された空気入りタイヤにおいて、前記シート状ゴムの厚さが、０．０５ｍｍ以上２ｍｍ以下であることを特徴とする。
請求項４の発明は、トロイダル状又は円筒状の外面を有する回転可能な成型ドラムと、該成型ドラムに未加硫のリボン状ゴムを供給する手段と、該リボン状ゴムを前記成型ドラムの外面に巻回して積層する積層手段とを備え、該積層手段により前記リボン状ゴムを積層して所定の断面形状の積層部を形成し、グリーンタイヤを成型するタイヤ成型装置において、前記リボン状ゴムの積層部に未加硫のシート状ゴムを供給する手段と、該シート状ゴムを前記リボン状ゴムの積層部の外表面の少なくとも一部に貼り付ける貼付手段とを備え、前記シート状ゴムにより前記積層部の外表面を平滑化することを特徴とする。
請求項５の発明は、請求項４に記載されたタイヤ成型装置において、前記シート状ゴムを供給する手段が、室温の又は加熱された前記シート状ゴムを供給することを特徴とする。
請求項６の発明は、請求項４又は５に記載されたタイヤ成型装置において、前記シート状ゴムを供給する手段は、前記シート状ゴムを押し出し成形する押出機を有し、該押出機により押し出し成形された前記シート状ゴムを前記貼付手段により前記リボン状ゴムの積層部の外表面に貼り付けることを特徴とする。
請求項７の発明は、請求項４ないし６のいずれかに記載されたタイヤ成型装置において、前記リボン状ゴムの積層部が、サイドウォールであることを特徴とする。
請求項８の発明は、タイヤ成型方法であって、トロイダル状又は円筒状の外面を有する成型ドラムの外面に未加硫のリボン状ゴムを巻回して積層し、所定の断面形状の積層部を形成する工程と、該積層部の外表面の少なくとも一部に未加硫のシート状ゴムを貼り付ける工程とを有し、前記シート状ゴムにより前記積層部の外表面を平滑化することを特徴とする。
請求項９の発明は、請求項８に記載されたタイヤ成型方法において、前記シート状ゴムを貼り付ける工程は、室温の又は加熱された前記シート状ゴムを貼り付けることを特徴とする。
請求項１０の発明は、請求項８又は９に記載されたタイヤ成型方法において、前記積層部が、サイドウォールであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、リボン状ゴムを積層して形成したグリーンタイヤのサイドウォール等の外表面にシート状ゴムを貼り付けて表面層を形成したため、タイヤ表面が平滑化して割れの起点を無くすことができ、タイヤ表面から割れが進展するのを抑制して空気入りタイヤの耐久性を向上できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照して説明する。
図１は、本実施形態のタイヤ成型装置１の一部を模式的に示す側面図であり、リボン状ゴムの積層に関する部分を拡大して示す。
このタイヤ成型装置１は、図７、図９に示す前記従来のタイヤ成型装置８０、９０と同様に、未加硫のリボン状ゴム５０の一部を重ね合わせて積層し、所定の断面形状のサイドウォール等を形成してグリーンタイヤを成型する装置であり、図示のように、成型ドラム２と、押出機３と、それらの間に配置された一対のローラ４、５とを備える。
【００１９】
成型ドラム２は、円筒状又は成型するグリーンタイヤの形状に対応したトロイダル状をなし、図示しない駆動手段により軸線回りに回転する。押出機３は、未加硫のリボン状ゴム５０を供給する手段であり、所定の断面形状の口金を有し、そこからゴムを連続して押し出してリボン状ゴム５０（図８Ａ参照）を成形する。一対のローラ４、５は、成型ドラム２に対向して位置し、一方（図では上方）のローラ４が他方（図では下方）のローラ５よりも大径に形成される。このローラ４、５は、リボン状ゴム５０を成型ドラム５０に向かって搬送しつつ、その位置と角度を制御し、大径な一方のローラ４で成型ドラム２の外面上にリボン状ゴム５０を貼り付ける。
【００２０】
このタイヤ成型装置１は、以上の構成により、押出機３から供給されるリボン状ゴム５０を、ローラ４、５により位置と角度を制御しつつ回転する成型ドラム２の外面上に螺旋状に巻回して積層し、所定の断面形状に形成する。トロイダル状の成型ドラム２の場合には、このようにサイドウォールやトレッド等を形成する等して所定形状のグリーンタイヤを成型し、また、円筒状の成型ドラム２の場合には、円筒状に成型したゴム部材の中央部分をトロイダル状に膨出させつつ、サイドウォールやトレッド等を以上のように形成して所定形状のグリーンタイヤを成型する。
【００２１】
このグリーンタイヤのリボン状ゴム５０の積層部表面には、上記したようにリボン状ゴム５０が重なり合って縁部に段差（図８Ｂ参照）が形成される。従って、このグリーンタイヤをそのまま、又は表面の段差を磨り潰して平滑化してから加硫成型した場合には、上記したように製品タイヤの表面、特に転動時に最も大きく屈曲するサイドウォールの表面に割れ等が生じる恐れがある。そこで、本実施形態のタイヤ成型装置１では、以上の成型に続けて、グリーンタイヤのリボン状ゴム５０の積層部（ここではサイドウォール）の外表面に、比較的薄肉で幅広なシート状ゴムを貼り付けて表面層を形成し、割れの起点となる段差や凹凸等を覆ってタイヤ表面から割れが進展するのを抑制する。従って、タイヤ成型装置１は、以上に加えて、未加硫のシート状ゴムをグリーンタイヤへ供給する供給手段と、供給されたシート状ゴムを所定位置に貼り付ける貼付手段とを備える。
【００２２】
ここで、シート状ゴムの貼り付けには、コールド方式とホット方式の２種類の方式がある。コールド方式は、ゴム成形装置で形成したシート状ゴムを冷却して一旦リール等の巻物に巻き取り、巻物から巻き出しながらシート状ゴムを室温で貼り付ける方式である。従って、この方式では、タイヤ成型装置１にシート状ゴムの巻物を取り付けてグリーンタイヤまで供給する装置が設けられ、この装置とシート状ゴムの巻物等でシート状ゴムの供給手段を構成する。一方、ホット方式は、ゴム成形装置で形成したシート状ゴムを冷却せずにグリーンタイヤ表面に直接貼り付ける方式である。従って、この方式では、タイヤ成型装置１にシート状ゴムの供給手段であるシート状ゴムの成形装置等が設けられる。
【００２３】
このように、装置の構成や貼り付け時の温度等は異なるものの、両方式とも、シート状ゴムは、ゴム成形装置、例えばカレンダー装置や押出機等により、貼り付ける部分に応じた幅及び所定の厚さに成形される。
図２は、このゴム成形装置の例を示す概略側面図であり、図２Ａはカレンダー装置を示し、図２Ｂは押出機を示す。
【００２４】
カレンダー装置１０は、図２Ａに示すように、図示しない駆動手段により回転する円筒状のロール１１、１２を複数本（本実施形態では２本）備えており、各ロール１１、１２は、軸方向が平行に、かつ成形するシート状ゴム５５の厚さに対応した所定の間隔を外周面間に開けて上下方向に並列して設けられている。このカレンダー装置１０は、ロール１１、１２間に送られる（図の矢印Ｖ１）加熱された配合ゴム５６を、互いに逆方向に回転（図の矢印Ｒ）するロール１１、１２間で圧延し、所定の厚さと幅のシート状ゴム５５を連続して成形する（図の矢印Ｖ２）。
【００２５】
一方、押出機２０は、図２Ｂに示すように、配合ゴム５６等を加熱・混練して押し出す押出機本体２１と、そのゴム吐き出し口２２の先端に設けられた一対の円筒状のローラ２６、２７からなるローラヘッド２５とを有する。押出機本体は、略円筒状のシリンダ２３と、シリンダ２３内部で回転する螺旋状のフライトを有する図示しないスクリュと、シリンダ２３側面に設けられた配合ゴム５６等をシリンダ２３内部に投入するためのホッパ２４と、シリンダ先端のゴム吐き出し口２２と、シリンダ２３等を加熱して機体内部のゴムを所定温度に加熱する図示しない加熱手段とを備える。ローラヘッド２５の一対のローラ２６、２７は、軸方向が平行に、かつ成形するシート状ゴム５５の厚さに対応した所定の間隔を外周面間に開けて上下方向に並列して設けられている。
【００２６】
押出機２０は、以上のように構成され、ホッパ２４からシリンダ２３内に投入（図の矢印Ｗ１）される配合ゴム５６等を、回転するスクリュによりゴム吐き出し口２２方向に向かって螺旋状に搬送しながら加熱・混練し（図の矢印Ｓ）、ゴム吐き出し口２２から押し出す。この押し出したゴムをローラヘッド２５の互いに逆方向に回転（図の矢印Ｇ）する一対のローラ２６、２７間で圧延し、所定の厚さと幅のシート状ゴム５５を連続して成形する（図の矢印Ｗ２）。なお、ローラヘッド２５の代わりにゴム吐き出し口２２先端に口金を装着し、その開口部から所定の断面形状のシート状ゴム５５を連続して押し出して成形するようにしてもよい。
【００２７】
本実施形態のタイヤ成型装置１は、以上のように成形したシート状ゴム５５をグリーンタイヤ側面の両サイドウォールの所定位置に貼付手段により貼り付けて、リボン状ゴム５０を積層して形成した積層部の外表面に１枚のシート状ゴム５５からなる表面層を形成する。なお、シート状ゴム５５は、ゴムの粘性を利用してサイドウォールに押し付けて貼り付けてもよく、接着剤等をサイドウォール又はシート状ゴム５５の貼付面に塗布した後、サイドウォールに押し付けて貼り付けてもよい。特に、シート状ゴム５５を成形しつつ貼り付けるホット方式では、コールド方式よりもゴムの温度が高く、その粘性も高いため、シート状ゴム５５を粘性のみで貼り付けても充分な貼り付け強度が得られる。
【００２８】
図３は、シート状ゴム５５をグリーンタイヤ３０の両サイドウォール３１へ貼り付けている状態を模式的に示す斜視図である。
なお、このタイヤ成型装置１では、シート状ゴム５５の貼り付けをグリーンタイヤ３０の両側面で同時に行うが、その手順は同様であるため、以下ではグリーンタイヤ３０の一方の側面のサイドウォール３１への貼り付け手順について説明する。
【００２９】
まず、タイヤ成型装置１は、図３Ａに示すように、グリーンタイヤ３０を停止させた状態で、図示しないシート状ゴム５５の供給手段から、サイドウォール３１にシート状ゴム５５を供給する（図の矢印Ｋ）。次に、シート状ゴム５５の先端がサイドウォール３１の所定位置に達したときに、例えば図示しないセンサがこれを検知すると、シート状ゴム５５の先端を図示しない押圧部材でタイヤ幅方向外側から押圧し、サイドウォール３１の所定位置に圧着する。その後、押圧部材をシート状ゴム５５から離して略同位置に回転自在な円筒状のローラ６を押し付ける。このとき、ローラ６の軸方向が、サイドウォール３１の外面と略平行に、かつグリーンタイヤ３０の回転方向（図３Ｂの矢印Ｆ）と略直交するように押し付ける。
【００３０】
次に、図３Ｂに示すように、シート状ゴム５５の供給速度に同期させてグリーンタイヤ３０を同方向（図の矢印Ｆ）に回転させ、シート状ゴム５５をサイドウォール３１に沿って貼り付ける。このとき、シート状ゴム５５をローラ６で押圧して、下層の部材との間のエアを抜きながらリボン状ゴムの積層部表面の凹凸に合わせてシート状ゴム５５を変形させつつ圧着して貼り付ける。また、シート状ゴム５５のタイヤ半径方向外側のゴムを引き伸ばしながら、サイドウォール３１の形状に対応した略環状になるようにシート状ゴム５５を変形させつつ貼り付ける。
【００３１】
その状態でシート状ゴム５５の供給とグリーンタイヤ３０の回転を続行し、図３Cに示すように、グリーンタイヤ３０が一周してシート状ゴム５５の先端が貼り付け開始位置に達したときに、例えば図示しないセンサがこれを検知すると、グリーンタイヤ３０の回転を停止して図示しない切断手段によりシート状ゴム５５を切断する。その後、ローラ６を表面から離して貼り付け作業を終了するが、このとき、切断したシート状ゴム５５の後端部はローラ６で押圧されて先端部と接合している。
【００３２】
ここで、シート状ゴム５５の厚さが０．０５ｍｍよりも薄い場合には、引っ張り強度が不足して、貼り付け時の変形で破れる恐れがあるとともに、リボン状ゴムの積層部表面の凹凸等に起因する割れを抑制できない恐れがある。逆に、２ｍｍよりも厚い場合には、シート状ゴム５５の剛性が高くなり、貼り付け作業等が困難になるとともに、柔軟性が低下して積層部表面の凹凸に対応した変形が困難となり、部材間にエアが残る恐れがある。従って、シート状ゴム５５の厚さは、０．０５ｍｍ以上２ｍｍ以下であることが好ましい。
【００３３】
なお、ローラ６のタイヤ回転方向下流側に、回転自在な円筒状のブラシを設けてサイドウォール３１の表面に押し付け、貼り付けられたシート状ゴム５５をブラッシングして、その幅方向の両端まで確実にサイドウォール３１に貼り付けるようにしてもよい。また、サイドウォール３１の表面を予めローラやブラシ等で押圧又はブラッシングしてリボン状ゴムの積層部表面を平滑化してからシート状ゴム５５の貼り付けを行ってもよい。
【００３４】
更に、シート状ゴム５５は、予め貼り付けに必要な所定長さに切断してから供給してもよく、貼り付けもサイドウォール３１の片面ずつ行う、即ち、一方の面にシート状ゴム５５を貼り付けた後にグリーンタイヤ３０をタイヤ半径方向を中心に１８０度旋回させて、他方の面の貼り付けを行ってもよい。このように片面ずつ貼り付ける場合には、タイヤ成型装置１に、片面の貼り付けが終了した後にグリーンタイヤ３０を旋回させて、他方の面を貼付手段側に向けるための旋回装置を設ける必要があるが、シート状ゴム５５の供給手段や貼付手段はグリーンタイヤ３０の片面のみに設ければよい。
【００３５】
また、上記したホット方式により貼り付けを行う場合には、シート状ゴム５５の成形装置（図２参照）の各ローラでシート状ゴム５５の貼り付けを行ってもよい。
図４は、押出機２０を用いてホット方式でシート状ゴム５５をサイドウォール３１へ貼り付けている状態を模式的に示すタイヤ半径方向から見た側面図である。
【００３６】
この場合には、図示のように、押出機２０先端のローラヘッド２５の一方（図では上方）のローラ２６を他方（図では下方）のローラ２７よりも大径にし、シート状ゴム５５の貼り付け時には、ローラ２６の外周面をサイドウォール３１の所定位置に押し付ける。その状態で、ゴム吐き出し口２２からゴムを押し出してローラヘッド２５のローラ２６、２７間で圧延して、所定の断面形状のシート状に成形しつつ、ローラ２６でサイドウォール３１の所定位置にシート状ゴム５５を貼り付ける。即ち、ローラ２６、２７を互いに逆方向（図の矢印Ｇ）に回転させてシート状ゴム５５を供給（図の矢印Ｋ）し、グリーンタイヤ３０を回転（図の矢印Ｆ）させて、図３と同様にシート状ゴム５５をサイドウォール３１へ貼り付ける。
【００３７】
以上説明したようにシート状ゴム５５を貼り付けると、図３Ｃに示すように、グリーンタイヤ３０側面のサイドウォール３１の外表面に、１箇所の接合部５７で接合された略環状の表面層が形成される。その後、グリーンタイヤ３０は、タイヤ成型装置１から取り外されて図示しない搬送装置により加硫成型装置に搬送され、金型内で加硫成型されて所定形状の空気入りタイヤ（製品タイヤ）が製造される。
【００３８】
図５は、加硫成型後の空気入りタイヤのサイドウォール３１の構造、及びタイヤ転動時の状態を模式的に示すタイヤ幅方向の拡大断面図である。
この空気入りタイヤは、図５Ａに示すように、サイドウォール３１に、リボン状ゴム５０を螺旋状に巻回・積層して形成した内層側の積層部４０と、その外側のシート状ゴム５５を貼り付けて形成した表面層４１とを備える。即ち、タイヤ側面のサイドウォール３１の外表面は、１枚のゴム層により形成される。
【００３９】
ここで、サイドウォール３１は、タイヤ転動時に最も大きく屈曲して、無負荷状態（図５Ａ）と伸縮状態（図５Ｂ、Ｃ）の間で変形を繰り返す。即ち、屈曲時には、図５Ｂに示すように、タイヤ幅方向外側に向かって湾曲して、引っ張り力（図の矢印Ｐ）が作用して表面層４１等が同方向に伸張するか、又は、図５Ｃに示すように、逆方向のタイヤ幅方向内側に向かって湾曲して、圧縮力（図の矢印Ｑ）が作用して表面層４１等が同方向に圧縮される。
【００４０】
このように、サイドウォール３１は、走行中に大きな力が作用して伸張・圧縮変形を繰り返し受けるため、リボン状ゴム５０の積層のみでサイドウォール３１を形成した場合には、上記したように表面に残る微小な凹凸等を起点として表面から割れが進展する恐れがある。また、リボン状ゴム５０に接合不良が生じた場合には、伸張時の引っ張り力で接合不良部が開き、又は、圧縮力で接合不良部の両面が横方向にずれて、割れが内部等に向かって進展する恐れがある。
【００４１】
しかしながら、この空気入りタイヤでは、リボン状ゴム５０の積層部４０の外表面にシート状ゴム５５を貼り付けて形成した表面層４１を設けたため、割れの起点となる凹凸等を覆って表面を平滑化でき、そこから割れが進展するのを抑制できる。同時に、表面層４１により、接合不良部が開きにくく、又は、ずれにくくなるため、サイドウォール３１の表面から割れが進展するのを抑制でき、空気入りタイヤの耐久性を向上できる。
【００４２】
なお、本実施形態では、幅広のシート状ゴム５５をサイドウォール３１の全面に貼り付けたが、シート状ゴム５５の幅を狭くしてタイヤ半径方向に一部重なるようにずらす等してサイドウォール３１に貼り付けてもよく、幅狭のシート状ゴム５５を特に大きく屈曲する部分のみに貼り付けて、サイドウォール３１の必要な部分のみに表面層４１を形成してもよい。また、表面層４１の強度を高めるため、同一箇所にシート状ゴム５５を２周以上貼り付けて、表面層４１を２枚以上のシート状ゴム５５で形成してもよい。
【００４３】
更に、グリーンタイヤ３０のリボン状ゴム５０を積層して形成した他の部分、例えばトレッド等にシート状ゴム５５を貼り付けて表面層を形成してもよい。この場合にも、サイドウォール３１の場合と同様に、表面からの割れの進展を抑制でき、空気入りタイヤの耐久性を向上できる。
【００４４】
（走行試験）
本発明の効果を確認するため、上記したようにサイドウォール３１にシート状ゴム５５を貼り付けて形成した実施例のタイヤ（以下、実施品という）と、リボン状ゴムを積層してその表面をローラで押圧して部材同士の圧着と凸部の磨り潰しを行って形成した比較例のタイヤ（以下、比較品１という）と、リボン状ゴムの積層のみで形成した比較例のタイヤ（以下、比較品２という）を製造し、走行試験を行った。各タイヤの製造条件や形状等は、以上の違いの他は全て同一であり、それぞれ同数本製造して所定距離走行したときの割れの発生率を比較した。
【００４５】
図６は、走行試験の結果を示すグラフであり、図の横軸は走行距離（万ｋｍ）を示し、縦軸は割れの発生率（％）を示す。
各タイヤの割れの発生率は、所定の走行距離までに割れの発生したタイヤの累計本数を、試験したタイヤの総本数で除した値であり、百分率で示す。また、図中、実施品の割れの発生率は円印で、比較品１は三角印で、比較品２はバツ印で示す。
【００４６】
図示のように、約３万ｋｍ走行したときの割れの発生率は、比較品２の３０％に対して、比較品１と実施品は０％であり、これらでは割れは発生しなかった。約６万ｋｍ走行したときの割れの発生率は、比較品２の５５％に対して、比較品１は０．１％と僅かに割れが発生したが、実施品では０％であり割れは発生しなかった。約１０万ｋｍ走行したときの割れの発生率は、比較品２は１００％と全てに割れが発生し、また、比較品１では０．２％と割れた本数が増加したのに対し、実施品では０％と割れは全く発生しなかった。以上の結果から、本発明により、表面からの割れの進展を抑制でき、空気入りタイヤの耐久性を向上できることが証明された。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本実施形態のタイヤ成型装置の一部を模式的に示す側面図である。
【図２】シート状ゴム成形装置の例を示す概略側面図であり、Ａはカレンダー装置、Ｂは押出機である。
【図３】シート状ゴムをグリーンタイヤの両サイドウォールへ貼り付けている状態を模式的に示す斜視図である。
【図４】押出機を用いてホット方式でシート状ゴムをグリーンタイヤのサイドウォールへ貼り付けている状態を模式的に示すタイヤ半径方向から見た側面図である。
【図５】本実施形態の空気入りタイヤのサイドウォールの構造及びタイヤ転動時の状態を模式的に示すタイヤ幅方向の拡大断面図である。
【図６】走行試験の結果を示すグラフである。
【図７】従来のタイヤ成型装置の概略を示す側面図である。
【図８】従来のタイヤ成型方法に用いるリボン状ゴム及びその積層状態を示すリボン状ゴムの長手方向に直交する方向の断面図である。
【図９】従来のタイヤ成型装置の概略を示す側面図である。
【符号の説明】
【００４８】
１・・・タイヤ成型装置、２・・・成型ドラム、３・・・押出機、４・・・ローラ、５・・・ローラ、６・・・ローラ、１０・・・カレンダー装置、１１・・・ロール、１２・・・ロール、２０・・・押出機、２１・・・押出機本体、２２・・・ゴム吐き出し口、２３・・・シリンダ、２４・・・ホッパ、２５・・・ローラヘッド、２６・・・ローラ、２７・・・ローラ、３０・・・グリーンタイヤ、３１・・・サイドウォール、４０・・・積層部、４１・・・表面層、５０・・・リボン状ゴム、５５・・・シート状ゴム、５６・・・配合ゴム、５７・・・接合部。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気入りタイヤ、タイヤ成型装置及び成型方法に関し、特に、リボン状ゴムを積層して形成した空気入りタイヤに割れが生じるのを抑制して耐久性を向上させた空気入りタイヤ、タイヤ成型装置及び成型方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
空気入りタイヤは、一般に、ゴム部材からなるトレッドやサイドウォール等の複数のタイヤ構成部材から構成され、これら各部材を組み合わせて未加硫のグリーンタイヤ（生タイヤ）を成型し、加硫成型して所定形状の製品タイヤが製造される。従来、グリーンタイヤの成型には、これら各タイヤ構成部材を予め所定の仕上げ形状に形成しておき、それらを成型ドラム上で順次貼り合わせる等して成型する方法が広く採用されている。
【０００３】
この方法では、タイヤ構成部材は、例えば押出機等により成形され、そのゴム吐き出し口に取り付けられた口金の開口部から所定の仕上げ断面形状で連続して押し出され、裁断等されて形成される。従って、この方法では、タイヤ構成部材の断面サイズが大きくなるため、その成形に必要な口金及び押出機も大型化するとともに、それぞれのタイヤ構成部材に対して、その断面形状に応じた多種類の口金を予め準備する必要がある。また、形状の異なるタイヤ構成部材を成形する度に、押出機の口金交換や調整等の作業も必要であり、特に多品種少量生産を行おうとする場合には、生産効率が非常に低下するという問題がある。
【０００４】
このような問題に対処するため、従来、円筒状やトロイダル状の成型ドラムの外面に未加硫のリボン状ゴムを螺旋状に巻回して積層する等して、グリーンタイヤを成型するタイヤ成型装置が知られている（特許文献１参照）。
【０００５】
図７は、この従来のタイヤ成型装置８０の概略を示す側面図である。
このタイヤ成型装置８０は、図示のように、円筒状の成型ドラム８１と、リボン状ゴムを押し出し成形する押出機８２から構成される。成型ドラム８１は、図示しない駆動手段により回転軸８１Ａを中心に図の矢印Ｓで示す方向に回転する。押出機８２は、複数（図では３個）のゴム材料の供給装置８３と、ゴム材料を押出機８２内部に投入するためのホッパ８４と、押出機８２を成型ドラム８１の軸方向と平行に移動させる移動機構８５と、リボン状ゴムを所定の断面形状に押し出し成形する口金８６とを有する。
【０００６】
このタイヤ成型装置８０は、所定の断面形状のリボン状ゴムを口金８６から連続して押し出し（図の矢印Ｔ）、回転する成型ドラム８１の外周面の所定位置にガイドローラ８７で案内して貼り付ける。この貼り付けを行いつつ、移動機構８５により押出機８２を成型ドラム８１の軸方向と平行に移動させ、成型ドラム８１の外周面にリボン状ゴムを螺旋状に巻回して積層し、所定の断面形状のタイヤ構成部材を形成する等してグリーンタイヤを成型する。
【０００７】
図８は、このような成型に用いられるリボン状ゴム及びその積層状態を示すリボン状ゴムの長手方向に直交する方向の断面図である。
前記タイヤ成型装置８０は、図８Ａに示すような断面矩形のリボン状ゴム５０を、図８Ｂに示すように、その一部を重ねながら１層又は複数層積層することでグリーンタイヤの各部材を所定の断面形状に形成する。従って、このタイヤ成型装置８０では、このような形状のリボン状ゴムを成形する口金８６を数種類準備すればよく、タイヤ構成部材を一体成形する場合に比べて口金８６の数を大幅に減少できる。また、大型の押出機８２を必要とせず、更に、口金８６の調整等の段取り作業の時間を大幅に短縮できるため、多品種少量生産にも容易に対応できる。
【０００８】
しかしながら、このようにリボン状ゴム５０を積層してグリーンタイヤを成型する場合には、リボン状ゴム５０間等の接合が不十分となり、製品タイヤのゴムに割れ等の欠陥が生じる恐れがある。また、重ね合わせたリボン状ゴム５０の縁部には、図８Ｂに示すように、段差５１が生じるが、加硫成型時に段差５１部分が十分に型付けされずに製品タイヤにベアや割れが発生することがある。その結果、製品タイヤの耐久性の低下や、タイヤの外観の悪化等の問題も生じやすくなる。
【０００９】
また、リボン状ゴム５０を複数層積層した場合には、内層側の段差５１部分にエアが閉じこめられて製品タイヤにエア溜まりが生じることがある。加えて、タイヤ外表面の段差５１部分と加硫用金型の内周面の間に閉じこめられたエアも、加硫成型時のゴムの流れによってタイヤ内部に巻き込まれることがある。このようにして製品タイヤにエア溜まりが生じた場合には、車両走行時にその部分に応力が集中して他の部分に比べて亀裂が発生しやすくなり、空気入りタイヤの耐久性が低下するという問題も生じる。更に、タイヤ側面のサイドウォールでは、段差５１部分に金型離型剤等の異物が溜まりやすく、加硫成形時の加圧によってグリーンタイヤが膨張すると、段差５１部分のゴムが変形して異物がゴム内に閉じこめられ、製品タイヤの表面に異物の咬込み部分（接合不良）が生じて割れの発生原因となる恐れもある。
【００１０】
そこで、このような問題に対処するため、リボン状ゴム５０を積層することによって形成される段差５１部分の凸部をローラにより磨り潰すようにしたタイヤ成型装置が知られている（特許文献２参照）。
【００１１】
図９は、この従来のタイヤ成型装置９０の概略を示す側面図である。
タイヤ成型装置９０は、図７に示すタイヤ成型装置８０と同様に、円筒状の成型ドラム９１と、押出機等のリボン状ゴム５０の供給装置９２と、リボン状ゴム５０を案内する２つのガイドローラ９３、９４等を有し、供給装置９２から供給されるリボン状ゴム５０をガイドローラ９３、９４により案内して、回転する成型ドラム９１の外周面に一部を重ねながら螺旋状に巻回する。更に、このタイヤ成型装置９０は、回転自在な円盤状のローラ９５と、ローラ９５を成型ドラム９１の外周面に押し付ける駆動機構９６とを有しており、成型ドラム９１の外周面にリボン状ゴム５０を巻回しながら、リボン状ゴム５０の表面をローラ９５の外周面で押圧する。
【００１２】
このようなローラ９５、又はブラシ等で押圧を行った場合には、リボン状ゴム５０同士やリボン状ゴム５０とその下に巻かれた他の部材等が強固に圧着されるとともに、リボン状ゴム５０表面の段差５１の凸部が磨り潰され、図８Ｃに示すように、その表面を平滑化できる。従って、このタイヤ成型装置９０では、リボン状ゴム５０同士の接合不良や段差５１を原因とした上記した加硫成型時のベア、又は、エア溜まりや異物の咬込み等により生じる製品タイヤの割れ等を抑制できるとともに、リボン状ゴム５０等のゴム部材間の接合力が向上するため、製品タイヤの耐久性を高めることができる。
【００１３】
しかしながら、このようにタイヤ表面を平滑化しつつ部材同士を圧着した場合であっても、製品タイヤの表面に微小な接合不良や凹凸が残ることがあり、それらを起点として走行中に受ける繰り返し負荷や変形等により、図８Ｄに示すような割れ５２が製品タイヤの表面から進展する恐れがある。特に、タイヤの側面を保護するサイドウォールは、走行中に絶えず屈曲されて伸長・圧縮変形を繰り返し受ける部分であるとともに、その屈曲量も他の部分に比べて最も大きくなる。従って、その際の変形量や伸縮力も最も大きく、上記したタイヤ表面から割れが進展する恐れが最も大きくなる。
【００１４】
【特許文献１】特開２０００−７９６４３号公報
【特許文献２】特開２００４−２１６６０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明は、前記従来の問題に鑑みなされたものであって、その目的は、リボン状ゴムを積層して形成した部分を有する空気入りタイヤにおいて、サイドウォール等のリボン状ゴムの積層部の表面から割れが進展するのを抑制し、空気入りタイヤの耐久性を向上させることである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
請求項１の発明は、リボン状ゴムを積層して形成した積層部を有する空気入りタイヤであって、前記積層部の外表面の少なくとも一部に、前記タイヤの外表面を平滑化するシート状ゴムを備えたことを特徴とする。
請求項２の発明は、請求項１に記載された空気入りタイヤにおいて、前記積層部が、サイドウォールであることを特徴とする。
請求項３の発明は、請求項１又は２に記載された空気入りタイヤにおいて、前記シート状ゴムの厚さが、０．０５ｍｍ以上２ｍｍ以下であることを特徴とする。
請求項４の発明は、トロイダル状又は円筒状の外面を有する回転可能な成型ドラムと、該成型ドラムに未加硫のリボン状ゴムを供給する手段と、該リボン状ゴムを前記成型ドラムの外面に巻回して積層する積層手段とを備え、該積層手段により前記リボン状ゴムを積層して所定の断面形状の積層部を形成し、グリーンタイヤを成型するタイヤ成型装置において、前記リボン状ゴムの積層部に未加硫のシート状ゴムを供給する手段と、該シート状ゴムを前記リボン状ゴムの積層部の外表面の少なくとも一部に貼り付ける貼付手段とを備え、前記シート状ゴムにより前記積層部の外表面を平滑化することを特徴とする。
請求項５の発明は、請求項４に記載されたタイヤ成型装置において、前記シート状ゴムを供給する手段が、室温の又は加熱された前記シート状ゴムを供給することを特徴とする。
請求項６の発明は、請求項４又は５に記載されたタイヤ成型装置において、前記シート状ゴムを供給する手段は、前記シート状ゴムを押し出し成形する押出機を有し、該押出機により押し出し成形された前記シート状ゴムを前記貼付手段により前記リボン状ゴムの積層部の外表面に貼り付けることを特徴とする。
請求項７の発明は、請求項４ないし６のいずれかに記載されたタイヤ成型装置において、前記リボン状ゴムの積層部が、サイドウォールであることを特徴とする。
請求項８の発明は、タイヤ成型方法であって、トロイダル状又は円筒状の外面を有する成型ドラムの外面に未加硫のリボン状ゴムを巻回して積層し、所定の断面形状の積層部を形成する工程と、該積層部の外表面の少なくとも一部に未加硫のシート状ゴムを貼り付ける工程とを有し、前記シート状ゴムにより前記積層部の外表面を平滑化することを特徴とする。
請求項９の発明は、請求項８に記載されたタイヤ成型方法において、前記シート状ゴムを貼り付ける工程は、室温の又は加熱された前記シート状ゴムを貼り付けることを特徴とする。
請求項１０の発明は、請求項８又は９に記載されたタイヤ成型方法において、前記積層部が、サイドウォールであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、リボン状ゴムを積層して形成したグリーンタイヤのサイドウォール等の外表面にシート状ゴムを貼り付けて表面層を形成したため、タイヤ表面が平滑化して割れの起点を無くすことができ、タイヤ表面から割れが進展するのを抑制して空気入りタイヤの耐久性を向上できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照して説明する。
図１は、本実施形態のタイヤ成型装置１の一部を模式的に示す側面図であり、リボン状ゴムの積層に関する部分を拡大して示す。
このタイヤ成型装置１は、図７、図９に示す前記従来のタイヤ成型装置８０、９０と同様に、未加硫のリボン状ゴム５０の一部を重ね合わせて積層し、所定の断面形状のサイドウォール等を形成してグリーンタイヤを成型する装置であり、図示のように、成型ドラム２と、押出機３と、それらの間に配置された一対のローラ４、５とを備える。
【００１９】
成型ドラム２は、円筒状又は成型するグリーンタイヤの形状に対応したトロイダル状をなし、図示しない駆動手段により軸線回りに回転する。押出機３は、未加硫のリボン状ゴム５０を供給する手段であり、所定の断面形状の口金を有し、そこからゴムを連続して押し出してリボン状ゴム５０（図８Ａ参照）を成形する。一対のローラ４、５は、成型ドラム２に対向して位置し、一方（図では上方）のローラ４が他方（図では下方）のローラ５よりも大径に形成される。このローラ４、５は、リボン状ゴム５０を成型ドラム５０に向かって搬送しつつ、その位置と角度を制御し、大径な一方のローラ４で成型ドラム２の外面上にリボン状ゴム５０を貼り付ける。
【００２０】
このタイヤ成型装置１は、以上の構成により、押出機３から供給されるリボン状ゴム５０を、ローラ４、５により位置と角度を制御しつつ回転する成型ドラム２の外面上に螺旋状に巻回して積層し、所定の断面形状に形成する。トロイダル状の成型ドラム２の場合には、このようにサイドウォールやトレッド等を形成する等して所定形状のグリーンタイヤを成型し、また、円筒状の成型ドラム２の場合には、円筒状に成型したゴム部材の中央部分をトロイダル状に膨出させつつ、サイドウォールやトレッド等を以上のように形成して所定形状のグリーンタイヤを成型する。
【００２１】
このグリーンタイヤのリボン状ゴム５０の積層部表面には、上記したようにリボン状ゴム５０が重なり合って縁部に段差（図８Ｂ参照）が形成される。従って、このグリーンタイヤをそのまま、又は表面の段差を磨り潰して平滑化してから加硫成型した場合には、上記したように製品タイヤの表面、特に転動時に最も大きく屈曲するサイドウォールの表面に割れ等が生じる恐れがある。そこで、本実施形態のタイヤ成型装置１では、以上の成型に続けて、グリーンタイヤのリボン状ゴム５０の積層部（ここではサイドウォール）の外表面に、比較的薄肉で幅広なシート状ゴムを貼り付けて表面層を形成し、割れの起点となる段差や凹凸等を覆ってタイヤ表面から割れが進展するのを抑制する。従って、タイヤ成型装置１は、以上に加えて、未加硫のシート状ゴムをグリーンタイヤへ供給する供給手段と、供給されたシート状ゴムを所定位置に貼り付ける貼付手段とを備える。
【００２２】
ここで、シート状ゴムの貼り付けには、コールド方式とホット方式の２種類の方式がある。コールド方式は、ゴム成形装置で形成したシート状ゴムを冷却して一旦リール等の巻物に巻き取り、巻物から巻き出しながらシート状ゴムを室温で貼り付ける方式である。従って、この方式では、タイヤ成型装置１にシート状ゴムの巻物を取り付けてグリーンタイヤまで供給する装置が設けられ、この装置とシート状ゴムの巻物等でシート状ゴムの供給手段を構成する。一方、ホット方式は、ゴム成形装置で形成したシート状ゴムを冷却せずにグリーンタイヤ表面に直接貼り付ける方式である。従って、この方式では、タイヤ成型装置１にシート状ゴムの供給手段であるシート状ゴムの成形装置等が設けられる。
【００２３】
このように、装置の構成や貼り付け時の温度等は異なるものの、両方式とも、シート状ゴムは、ゴム成形装置、例えばカレンダー装置や押出機等により、貼り付ける部分に応じた幅及び所定の厚さに成形される。
図２は、このゴム成形装置の例を示す概略側面図であり、図２Ａはカレンダー装置を示し、図２Ｂは押出機を示す。
【００２４】
カレンダー装置１０は、図２Ａに示すように、図示しない駆動手段により回転する円筒状のロール１１、１２を複数本（本実施形態では２本）備えており、各ロール１１、１２は、軸方向が平行に、かつ成形するシート状ゴム５５の厚さに対応した所定の間隔を外周面間に開けて上下方向に並列して設けられている。このカレンダー装置１０は、ロール１１、１２間に送られる（図の矢印Ｖ１）加熱された配合ゴム５６を、互いに逆方向に回転（図の矢印Ｒ）するロール１１、１２間で圧延し、所定の厚さと幅のシート状ゴム５５を連続して成形する（図の矢印Ｖ２）。
【００２５】
一方、押出機２０は、図２Ｂに示すように、配合ゴム５６等を加熱・混練して押し出す押出機本体２１と、そのゴム吐き出し口２２の先端に設けられた一対の円筒状のローラ２６、２７からなるローラヘッド２５とを有する。押出機本体は、略円筒状のシリンダ２３と、シリンダ２３内部で回転する螺旋状のフライトを有する図示しないスクリュと、シリンダ２３側面に設けられた配合ゴム５６等をシリンダ２３内部に投入するためのホッパ２４と、シリンダ先端のゴム吐き出し口２２と、シリンダ２３等を加熱して機体内部のゴムを所定温度に加熱する図示しない加熱手段とを備える。ローラヘッド２５の一対のローラ２６、２７は、軸方向が平行に、かつ成形するシート状ゴム５５の厚さに対応した所定の間隔を外周面間に開けて上下方向に並列して設けられている。
【００２６】
押出機２０は、以上のように構成され、ホッパ２４からシリンダ２３内に投入（図の矢印Ｗ１）される配合ゴム５６等を、回転するスクリュによりゴム吐き出し口２２方向に向かって螺旋状に搬送しながら加熱・混練し（図の矢印Ｓ）、ゴム吐き出し口２２から押し出す。この押し出したゴムをローラヘッド２５の互いに逆方向に回転（図の矢印Ｇ）する一対のローラ２６、２７間で圧延し、所定の厚さと幅のシート状ゴム５５を連続して成形する（図の矢印Ｗ２）。なお、ローラヘッド２５の代わりにゴム吐き出し口２２先端に口金を装着し、その開口部から所定の断面形状のシート状ゴム５５を連続して押し出して成形するようにしてもよい。
【００２７】
本実施形態のタイヤ成型装置１は、以上のように成形したシート状ゴム５５をグリーンタイヤ側面の両サイドウォールの所定位置に貼付手段により貼り付けて、リボン状ゴム５０を積層して形成した積層部の外表面に１枚のシート状ゴム５５からなる表面層を形成する。なお、シート状ゴム５５は、ゴムの粘性を利用してサイドウォールに押し付けて貼り付けてもよく、接着剤等をサイドウォール又はシート状ゴム５５の貼付面に塗布した後、サイドウォールに押し付けて貼り付けてもよい。特に、シート状ゴム５５を成形しつつ貼り付けるホット方式では、コールド方式よりもゴムの温度が高く、その粘性も高いため、シート状ゴム５５を粘性のみで貼り付けても充分な貼り付け強度が得られる。
【００２８】
図３は、シート状ゴム５５をグリーンタイヤ３０の両サイドウォール３１へ貼り付けている状態を模式的に示す斜視図である。
なお、このタイヤ成型装置１では、シート状ゴム５５の貼り付けをグリーンタイヤ３０の両側面で同時に行うが、その手順は同様であるため、以下ではグリーンタイヤ３０の一方の側面のサイドウォール３１への貼り付け手順について説明する。
【００２９】
まず、タイヤ成型装置１は、図３Ａに示すように、グリーンタイヤ３０を停止させた状態で、図示しないシート状ゴム５５の供給手段から、サイドウォール３１にシート状ゴム５５を供給する（図の矢印Ｋ）。次に、シート状ゴム５５の先端がサイドウォール３１の所定位置に達したときに、例えば図示しないセンサがこれを検知すると、シート状ゴム５５の先端を図示しない押圧部材でタイヤ幅方向外側から押圧し、サイドウォール３１の所定位置に圧着する。その後、押圧部材をシート状ゴム５５から離して略同位置に回転自在な円筒状のローラ６を押し付ける。このとき、ローラ６の軸方向が、サイドウォール３１の外面と略平行に、かつグリーンタイヤ３０の回転方向（図３Ｂの矢印Ｆ）と略直交するように押し付ける。
【００３０】
次に、図３Ｂに示すように、シート状ゴム５５の供給速度に同期させてグリーンタイヤ３０を同方向（図の矢印Ｆ）に回転させ、シート状ゴム５５をサイドウォール３１に沿って貼り付ける。このとき、シート状ゴム５５をローラ６で押圧して、下層の部材との間のエアを抜きながらリボン状ゴムの積層部表面の凹凸に合わせてシート状ゴム５５を変形させつつ圧着して貼り付ける。また、シート状ゴム５５のタイヤ半径方向外側のゴムを引き伸ばしながら、サイドウォール３１の形状に対応した略環状になるようにシート状ゴム５５を変形させつつ貼り付ける。
【００３１】
その状態でシート状ゴム５５の供給とグリーンタイヤ３０の回転を続行し、図３Cに示すように、グリーンタイヤ３０が一周してシート状ゴム５５の先端が貼り付け開始位置に達したときに、例えば図示しないセンサがこれを検知すると、グリーンタイヤ３０の回転を停止して図示しない切断手段によりシート状ゴム５５を切断する。その後、ローラ６を表面から離して貼り付け作業を終了するが、このとき、切断したシート状ゴム５５の後端部はローラ６で押圧されて先端部と接合している。
【００３２】
ここで、シート状ゴム５５の厚さが０．０５ｍｍよりも薄い場合には、引っ張り強度が不足して、貼り付け時の変形で破れる恐れがあるとともに、リボン状ゴムの積層部表面の凹凸等に起因する割れを抑制できない恐れがある。逆に、２ｍｍよりも厚い場合には、シート状ゴム５５の剛性が高くなり、貼り付け作業等が困難になるとともに、柔軟性が低下して積層部表面の凹凸に対応した変形が困難となり、部材間にエアが残る恐れがある。従って、シート状ゴム５５の厚さは、０．０５ｍｍ以上２ｍｍ以下であることが好ましい。
【００３３】
なお、ローラ６のタイヤ回転方向下流側に、回転自在な円筒状のブラシを設けてサイドウォール３１の表面に押し付け、貼り付けられたシート状ゴム５５をブラッシングして、その幅方向の両端まで確実にサイドウォール３１に貼り付けるようにしてもよい。また、サイドウォール３１の表面を予めローラやブラシ等で押圧又はブラッシングしてリボン状ゴムの積層部表面を平滑化してからシート状ゴム５５の貼り付けを行ってもよい。
【００３４】
更に、シート状ゴム５５は、予め貼り付けに必要な所定長さに切断してから供給してもよく、貼り付けもサイドウォール３１の片面ずつ行う、即ち、一方の面にシート状ゴム５５を貼り付けた後にグリーンタイヤ３０をタイヤ半径方向を中心に１８０度旋回させて、他方の面の貼り付けを行ってもよい。このように片面ずつ貼り付ける場合には、タイヤ成型装置１に、片面の貼り付けが終了した後にグリーンタイヤ３０を旋回させて、他方の面を貼付手段側に向けるための旋回装置を設ける必要があるが、シート状ゴム５５の供給手段や貼付手段はグリーンタイヤ３０の片面のみに設ければよい。
【００３５】
また、上記したホット方式により貼り付けを行う場合には、シート状ゴム５５の成形装置（図２参照）の各ローラでシート状ゴム５５の貼り付けを行ってもよい。
図４は、押出機２０を用いてホット方式でシート状ゴム５５をサイドウォール３１へ貼り付けている状態を模式的に示すタイヤ半径方向から見た側面図である。
【００３６】
この場合には、図示のように、押出機２０先端のローラヘッド２５の一方（図では上方）のローラ２６を他方（図では下方）のローラ２７よりも大径にし、シート状ゴム５５の貼り付け時には、ローラ２６の外周面をサイドウォール３１の所定位置に押し付ける。その状態で、ゴム吐き出し口２２からゴムを押し出してローラヘッド２５のローラ２６、２７間で圧延して、所定の断面形状のシート状に成形しつつ、ローラ２６でサイドウォール３１の所定位置にシート状ゴム５５を貼り付ける。即ち、ローラ２６、２７を互いに逆方向（図の矢印Ｇ）に回転させてシート状ゴム５５を供給（図の矢印Ｋ）し、グリーンタイヤ３０を回転（図の矢印Ｆ）させて、図３と同様にシート状ゴム５５をサイドウォール３１へ貼り付ける。
【００３７】
以上説明したようにシート状ゴム５５を貼り付けると、図３Ｃに示すように、グリーンタイヤ３０側面のサイドウォール３１の外表面に、１箇所の接合部５７で接合された略環状の表面層が形成される。その後、グリーンタイヤ３０は、タイヤ成型装置１から取り外されて図示しない搬送装置により加硫成型装置に搬送され、金型内で加硫成型されて所定形状の空気入りタイヤ（製品タイヤ）が製造される。
【００３８】
図５は、加硫成型後の空気入りタイヤのサイドウォール３１の構造、及びタイヤ転動時の状態を模式的に示すタイヤ幅方向の拡大断面図である。
この空気入りタイヤは、図５Ａに示すように、サイドウォール３１に、リボン状ゴム５０を螺旋状に巻回・積層して形成した内層側の積層部４０と、その外側のシート状ゴム５５を貼り付けて形成した表面層４１とを備える。即ち、タイヤ側面のサイドウォール３１の外表面は、１枚のゴム層により形成される。
【００３９】
ここで、サイドウォール３１は、タイヤ転動時に最も大きく屈曲して、無負荷状態（図５Ａ）と伸縮状態（図５Ｂ、Ｃ）の間で変形を繰り返す。即ち、屈曲時には、図５Ｂに示すように、タイヤ幅方向外側に向かって湾曲して、引っ張り力（図の矢印Ｐ）が作用して表面層４１等が同方向に伸張するか、又は、図５Ｃに示すように、逆方向のタイヤ幅方向内側に向かって湾曲して、圧縮力（図の矢印Ｑ）が作用して表面層４１等が同方向に圧縮される。
【００４０】
このように、サイドウォール３１は、走行中に大きな力が作用して伸張・圧縮変形を繰り返し受けるため、リボン状ゴム５０の積層のみでサイドウォール３１を形成した場合には、上記したように表面に残る微小な凹凸等を起点として表面から割れが進展する恐れがある。また、リボン状ゴム５０に接合不良が生じた場合には、伸張時の引っ張り力で接合不良部が開き、又は、圧縮力で接合不良部の両面が横方向にずれて、割れが内部等に向かって進展する恐れがある。
【００４１】
しかしながら、この空気入りタイヤでは、リボン状ゴム５０の積層部４０の外表面にシート状ゴム５５を貼り付けて形成した表面層４１を設けたため、割れの起点となる凹凸等を覆って表面を平滑化でき、そこから割れが進展するのを抑制できる。同時に、表面層４１により、接合不良部が開きにくく、又は、ずれにくくなるため、サイドウォール３１の表面から割れが進展するのを抑制でき、空気入りタイヤの耐久性を向上できる。
【００４２】
なお、本実施形態では、幅広のシート状ゴム５５をサイドウォール３１の全面に貼り付けたが、シート状ゴム５５の幅を狭くしてタイヤ半径方向に一部重なるようにずらす等してサイドウォール３１に貼り付けてもよく、幅狭のシート状ゴム５５を特に大きく屈曲する部分のみに貼り付けて、サイドウォール３１の必要な部分のみに表面層４１を形成してもよい。また、表面層４１の強度を高めるため、同一箇所にシート状ゴム５５を２周以上貼り付けて、表面層４１を２枚以上のシート状ゴム５５で形成してもよい。
【００４３】
更に、グリーンタイヤ３０のリボン状ゴム５０を積層して形成した他の部分、例えばトレッド等にシート状ゴム５５を貼り付けて表面層を形成してもよい。この場合にも、サイドウォール３１の場合と同様に、表面からの割れの進展を抑制でき、空気入りタイヤの耐久性を向上できる。
【００４４】
（走行試験）
本発明の効果を確認するため、上記したようにサイドウォール３１にシート状ゴム５５を貼り付けて形成した実施例のタイヤ（以下、実施品という）と、リボン状ゴムを積層してその表面をローラで押圧して部材同士の圧着と凸部の磨り潰しを行って形成した比較例のタイヤ（以下、比較品１という）と、リボン状ゴムの積層のみで形成した比較例のタイヤ（以下、比較品２という）を製造し、走行試験を行った。各タイヤの製造条件や形状等は、以上の違いの他は全て同一であり、それぞれ同数本製造して所定距離走行したときの割れの発生率を比較した。
【００４５】
図６は、走行試験の結果を示すグラフであり、図の横軸は走行距離（万ｋｍ）を示し、縦軸は割れの発生率（％）を示す。
各タイヤの割れの発生率は、所定の走行距離までに割れの発生したタイヤの累計本数を、試験したタイヤの総本数で除した値であり、百分率で示す。また、図中、実施品の割れの発生率は円印で、比較品１は三角印で、比較品２はバツ印で示す。
【００４６】
図示のように、約３万ｋｍ走行したときの割れの発生率は、比較品２の３０％に対して、比較品１と実施品は０％であり、これらでは割れは発生しなかった。約６万ｋｍ走行したときの割れの発生率は、比較品２の５５％に対して、比較品１は０．１％と僅かに割れが発生したが、実施品では０％であり割れは発生しなかった。約１０万ｋｍ走行したときの割れの発生率は、比較品２は１００％と全てに割れが発生し、また、比較品１では０．２％と割れた本数が増加したのに対し、実施品では０％と割れは全く発生しなかった。以上の結果から、本発明により、表面からの割れの進展を抑制でき、空気入りタイヤの耐久性を向上できることが証明された。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本実施形態のタイヤ成型装置の一部を模式的に示す側面図である。
【図２】シート状ゴム成形装置の例を示す概略側面図であり、Ａはカレンダー装置、Ｂは押出機である。
【図３】シート状ゴムをグリーンタイヤの両サイドウォールへ貼り付けている状態を模式的に示す斜視図である。
【図４】押出機を用いてホット方式でシート状ゴムをグリーンタイヤのサイドウォールへ貼り付けている状態を模式的に示すタイヤ半径方向から見た側面図である。
【図５】本実施形態の空気入りタイヤのサイドウォールの構造及びタイヤ転動時の状態を模式的に示すタイヤ幅方向の拡大断面図である。
【図６】走行試験の結果を示すグラフである。
【図７】従来のタイヤ成型装置の概略を示す側面図である。
【図８】従来のタイヤ成型方法に用いるリボン状ゴム及びその積層状態を示すリボン状ゴムの長手方向に直交する方向の断面図である。
【図９】従来のタイヤ成型装置の概略を示す側面図である。
【符号の説明】
【００４８】
１・・・タイヤ成型装置、２・・・成型ドラム、３・・・押出機、４・・・ローラ、５・・・ローラ、６・・・ローラ、１０・・・カレンダー装置、１１・・・ロール、１２・・・ロール、２０・・・押出機、２１・・・押出機本体、２２・・・ゴム吐き出し口、２３・・・シリンダ、２４・・・ホッパ、２５・・・ローラヘッド、２６・・・ローラ、２７・・・ローラ、３０・・・グリーンタイヤ、３１・・・サイドウォール、４０・・・積層部、４１・・・表面層、５０・・・リボン状ゴム、５５・・・シート状ゴム、５６・・・配合ゴム、５７・・・接合部。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
リボン状ゴムを積層して形成した積層部を有する空気入りタイヤであって、
前記積層部の外表面の少なくとも一部に、前記タイヤの外表面を平滑化するシート状ゴムを備えたことを特徴とする空気入りタイヤ。
【請求項２】
請求項１に記載された空気入りタイヤにおいて、
前記積層部が、サイドウォールであることを特徴とする空気入りタイヤ。
【請求項３】
請求項１又は２に記載された空気入りタイヤにおいて、
前記シート状ゴムの厚さが、０．０５ｍｍ以上２ｍｍ以下であることを特徴とする空気入りタイヤ。
【請求項４】
トロイダル状又は円筒状の外面を有する回転可能な成型ドラムと、
該成型ドラムに未加硫のリボン状ゴムを供給する手段と、
該リボン状ゴムを前記成型ドラムの外面に巻回して積層する積層手段とを備え、
該積層手段により前記リボン状ゴムを積層して所定の断面形状の積層部を形成し、グリーンタイヤを成型するタイヤ成型装置において、
前記リボン状ゴムの積層部に未加硫のシート状ゴムを供給する手段と、
該シート状ゴムを前記リボン状ゴムの積層部の外表面の少なくとも一部に貼り付ける貼付手段とを備え、
前記シート状ゴムにより前記積層部の外表面を平滑化することを特徴とするタイヤ成型装置。
【請求項５】
請求項４に記載されたタイヤ成型装置において、
前記シート状ゴムを供給する手段が、室温の又は加熱された前記シート状ゴムを供給することを特徴とするタイヤ成型装置。
【請求項６】
請求項４又は５に記載されたタイヤ成型装置において、
前記シート状ゴムを供給する手段は、前記シート状ゴムを押し出し成形する押出機を有し、
該押出機により押し出し成形された前記シート状ゴムを前記貼付手段により前記リボン状ゴムの積層部の外表面に貼り付けることを特徴とするタイヤ成型装置。
【請求項７】
請求項４ないし６のいずれかに記載されたタイヤ成型装置において、
前記リボン状ゴムの積層部が、サイドウォールであることを特徴とするタイヤ成型装置。
【請求項８】
トロイダル状又は円筒状の外面を有する成型ドラムの外面に未加硫のリボン状ゴムを巻回して積層し、所定の断面形状の積層部を形成する工程と、
該積層部の外表面の少なくとも一部に未加硫のシート状ゴムを貼り付ける工程とを有し、
前記シート状ゴムにより前記積層部の外表面を平滑化することを特徴とするタイヤ成型方法。
【請求項９】
請求項８に記載されたタイヤ成型方法において、
前記シート状ゴムを貼り付ける工程は、室温の又は加熱された前記シート状ゴムを貼り付けることを特徴とするタイヤ成型方法。
【請求項１０】
請求項８又は９に記載されたタイヤ成型方法において、
前記積層部が、サイドウォールであることを特徴とするタイヤ成型方法。
【請求項１】
リボン状ゴムを積層して形成した積層部を有する空気入りタイヤであって、
前記積層部の外表面の少なくとも一部に、前記タイヤの外表面を平滑化するシート状ゴムを備えたことを特徴とする空気入りタイヤ。
【請求項２】
請求項１に記載された空気入りタイヤにおいて、
前記積層部が、サイドウォールであることを特徴とする空気入りタイヤ。
【請求項３】
請求項１又は２に記載された空気入りタイヤにおいて、
前記シート状ゴムの厚さが、０．０５ｍｍ以上２ｍｍ以下であることを特徴とする空気入りタイヤ。
【請求項４】
トロイダル状又は円筒状の外面を有する回転可能な成型ドラムと、
該成型ドラムに未加硫のリボン状ゴムを供給する手段と、
該リボン状ゴムを前記成型ドラムの外面に巻回して積層する積層手段とを備え、
該積層手段により前記リボン状ゴムを積層して所定の断面形状の積層部を形成し、グリーンタイヤを成型するタイヤ成型装置において、
前記リボン状ゴムの積層部に未加硫のシート状ゴムを供給する手段と、
該シート状ゴムを前記リボン状ゴムの積層部の外表面の少なくとも一部に貼り付ける貼付手段とを備え、
前記シート状ゴムにより前記積層部の外表面を平滑化することを特徴とするタイヤ成型装置。
【請求項５】
請求項４に記載されたタイヤ成型装置において、
前記シート状ゴムを供給する手段が、室温の又は加熱された前記シート状ゴムを供給することを特徴とするタイヤ成型装置。
【請求項６】
請求項４又は５に記載されたタイヤ成型装置において、
前記シート状ゴムを供給する手段は、前記シート状ゴムを押し出し成形する押出機を有し、
該押出機により押し出し成形された前記シート状ゴムを前記貼付手段により前記リボン状ゴムの積層部の外表面に貼り付けることを特徴とするタイヤ成型装置。
【請求項７】
請求項４ないし６のいずれかに記載されたタイヤ成型装置において、
前記リボン状ゴムの積層部が、サイドウォールであることを特徴とするタイヤ成型装置。
【請求項８】
トロイダル状又は円筒状の外面を有する成型ドラムの外面に未加硫のリボン状ゴムを巻回して積層し、所定の断面形状の積層部を形成する工程と、
該積層部の外表面の少なくとも一部に未加硫のシート状ゴムを貼り付ける工程とを有し、
前記シート状ゴムにより前記積層部の外表面を平滑化することを特徴とするタイヤ成型方法。
【請求項９】
請求項８に記載されたタイヤ成型方法において、
前記シート状ゴムを貼り付ける工程は、室温の又は加熱された前記シート状ゴムを貼り付けることを特徴とするタイヤ成型方法。
【請求項１０】
請求項８又は９に記載されたタイヤ成型方法において、
前記積層部が、サイドウォールであることを特徴とするタイヤ成型方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００７−１０６３５４（Ｐ２００７−１０６３５４Ａ）
【公開日】平成１９年４月２６日（２００７．４．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３０１７３０（Ｐ２００５−３０１７３０）
【出願日】平成１７年１０月１７日（２００５．１０．１７）
【出願人】（０００００５２７８）株式会社ブリヂストン (11,469)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年４月２６日（２００７．４．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１０月１７日（２００５．１０．１７）
【出願人】（０００００５２７８）株式会社ブリヂストン (11,469)
【Ｆターム（参考）】
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