JP2006015708A - 空気入りラジアルタイヤの製造方法及びビード部成型装置 - Google Patents

Abstract

【課題】空気入りラジアルタイヤのビード部をリムに良好にフィットさせ、ユニフォーミティの良好なタイヤを得る。
【解決手段】空気入りラジアルタイヤにおいて、生タイヤを成型した後、加硫前に、ビード部成型機１０により、生タイヤのビード部を加硫後のタイヤのビード部の形状に型付けする。このように型付けした生タイヤは加硫機の上下型内に設置したときに、ビード部の周りと型との間に隙間が生じず、加硫時におけるゴムの流動が抑制されるため、リムの形状に合致した真円度の高いリード部を得ることができる。
【選択図】 図２

Description

本発明はラジアルタイヤの真円度を高め、ユニフォミティーに優れた空気入りラジアルタイヤの製造方法及びビード部成型装置に関する。

図４は、従来のタイヤの一般的な製造工程を模式的に示す図である。従来のタイヤ製造方法では、空気の透過率の低いインナーライナーとプライトリートとをビードコア及びビードフィラーゴムを包むようにして折り返し、これにサイドゴムなどを貼り付け、円筒状に成型した中間体（円筒状ケース）Ａを作り、この中間体Ａの中央部分を拡張させながら、別途ベルト部とトレッド部を円筒状に形成したものと合体させ、押さえローラーなどで圧着して成形して、いわゆるグリーンタイヤ（生タイヤ）Ｂを作成する。このグリーンタイヤＢを金型にセットした後、内部からブラダーにより圧力を加えつつ、内外から熱を加えて一定時間保持させて加硫を行い、製品タイヤを作製する。

図５は、このようにして作製された生タイヤのビード部の形状の１例を示す図である。この生タイヤのビード１８周りは、図示のようにビード底部１８ａを含め全体が丸い形状をなしている。
これに対し、製品ビード１８周りは、例えば図６に示すように、ビード部が破線で示すリムＬと隙間なくフィットするようにその底部１８ａはフラットな形状であり、またビードヒール部１８ｂはこれもリムと隙間なくフィットするように丸い形状かやや出っ張ったラウンド形状となっている。更に、ビード背面１８ｃ形状もリムＬのフランジ部分にフィットするようにリムのフランジ曲線に近いラインを成しており、製品のビード周り全体の形状はリムＬに近い形状となっている。

ラジアルタイヤのビード部１８がこのような形状を採るのは、ビード部がリムＬにタイヤをしっかりと固定する部分であり、車両のハンドル操作でリムがその向きを変えたり、トラクション、ブレーキ操作時といったタイヤ回転の前後方向に力が加わる際に、タイヤ本体にその力やその向き等を的確に伝えなくてはならない非常に重要な部分であるためである。タイヤ転動中に加わるこれらの力はきわめて大きく、ビード部はこれに十分に耐えられるように頑丈なスチールワイヤーを束ねたビードコア１４を備え、リムＬからのビード外れやリム滑りなどが生じないように設計されている。

また、リムＬは通常スチールやアルミニュームなどの金属でできているため、そのリムに如何に正確にタイヤビード部１８をフィットさせることができる否かで車輪の真円性が決まるといっても過言でなく、タイヤビード部１８の重要性は極めて高い。

ところで、グリーンタイヤは、加硫工程では加硫金型（モールド）の上型と下型で挟持し、その後、ブラダーを膨張して上型及び下型のタイヤ形成面に押圧すると共に、ブラダー内に供給する高温高圧のスチーム等によって加熱し、全体のゴムを加硫して所定の形状のタイヤを成型する。その場合、生タイヤと金型がずれないように、生タイヤを極力型の中心位置を合わせるように金型内にセットするが、中心位置にセットしても、生タイヤのビード周りの形状は、第５図に示すように金型のビード周りの形状と著しく異なっているため、セットしたとき金型との隙間が大きく、熱と圧力が加わる加硫工程では、ビード周りのゴムの流動量は大きいものとならざるを得ない。

生タイヤを加硫する場合、金型の細かな凹凸はゴムが流れてその隙間を埋めることができるが、ゴム流動量が大きいと製品のゴムボリュームが部分的に不足し、いわゆるベア不良やエア入り不良などが生じることがある。そこで、このような事態にならないように予めゴム流動性を計算又は経験などから予測して、ゴムボリュームを多めにしたり、ゲージ分布を調整したりしている。

しかしながら、そもそもゴムの流動量の予測は非常に難しく、その上流度量が大きいとバラツキの変動量の巾もまた大きくなる傾向にあるため、上記のような方法では余分なゴムを使用することとなり、当初の設計目標のタイヤ重量より重くなることがしばしばであり、また不良の発生そのものは一旦は抑制できたとしても、季節により或いは温度の一寸した違いによってもゴムの流動量が増大し不良が発生することがある。

タイヤ周上のビード周りのゴムの流動量にバラツキができると、製品タイヤではビードコアのずれとなって現れ、真円度の高いリムにビードコアが偏芯した状態でリム組みされるため、タイヤのフィット状態が周方向で異なる結果、ユニフォーミティーの悪化が生じる。
即ち、ビードコアが左右にずれて製品になっている場合や、左右のビードフィット状態が異なる場合は、足元がふらついてリムに組み込まれているに等しく、その上に位置するサイド部やトレッド、ベルト部は更にふらつきが助長され、トレッド部などは重量も重く、タイヤが高速で回転すると振動や異音などを発生させる原因となる。

この問題を解決するため、特許文献ではないが、製品に近い形状で組立を行うコア成型、コア加硫（製品タイヤ時のタイヤ内面形状に近い形の中子に部材を巻きつけて成型、加硫するもの。生タイヤから製品までの形状変化が少ない製法）などの生産方法が提案され、一部製品化も実施されているが、大量生産などの生産効率の観点からは、従来の生産方法である拡張成型、拡張加硫（ゴム製のプラダーによって生タイヤ形状を変形させながら成型、加硫を行う製法）の方が適合しており、かつ、コア型、コア加硫といった新規な生産方式に一気に変更するには新たな設備投資が必要であり、これまでの生産設備を有効に利用することができないという問題がある。

なお、製品タイヤのユニフォーミティー悪化の要因としては、例えば、ブラダーの膨張時に生タイヤのプライコードに張力が作用し、ビード部周辺でプライコードの引抜きが生じ、この引抜き量がタイヤ周方向において均一にならないことによる問題もある。つまり、グリーンタイヤにはプライコード長さの周方向均一性があっても、加硫後には均一性が悪化するため、タイヤのユニフォミティーが悪化し、タイヤ使用時に乗り心地悪化、振動等が発生する。

この問題を解決するため、生タイヤのビード部を予備加硫してから本加硫する方法が提案されている（特許文献１参照）。
この方法によれば、加硫成型工程において、プラダーが膨張する際にカーカスプライに張力が作用するが、ビードコア周りのゴムが加硫されてカーカスプライがビードコアに対して固定されているため、カーカスプライが従来のように引き抜かれることがなく、加硫成型時におけるユニフォーミティーの悪化を防止することができる。

しかしながら、この方法では、グリーンタイヤのビード部を予備加硫するため、ビード部は本加硫と合わせて二重に加硫されるため過加硫となり、その部分が劣化するおそれがあるばかりではなく、この方法では加硫時におけるリード周りのゴム流動量の抑制はできない。

特開平６−２４６７５１号公報

本発明は、以上で述べた従来の加硫時における過剰なゴム流動量に起因するタイヤユニフォーミティー悪化の問題を解決すべくなされたものであって、従来のタイヤ製造方法を踏襲しながら、しかもビード部の周りのゴムの流動量をできる限り小さくして、空気入りラジアルタイヤのユニフォーミティー悪化を最小限に抑制することを目的とする。

請求項１の発明は、成型した生タイヤを加硫成型して空気入りラジアルタイヤを製造する方法において、生タイヤを成型した後、加硫前に、生タイヤのビード部を加硫後のビード部形状に略等しい形状に予め型付けする工程を備えたことを特徴とする空気入りラジアルタイヤの製造方法である。
請求項２の発明は、請求項１に記載された空気入りラジアルタイヤの製造方法において、前記型付けする工程は、生タイヤのビード部を、加硫後のビード部の形状と略等しい形状を備えた第１及び第２の金型で該生タイヤを押圧型付けする工程であることを特徴とする空気入りラジアルタイヤの製造方法である。
請求項３の発明は、グリーンタイヤのビード部を、加硫後のビード部の形状と略等しい形状に予め成型するための第１及び第２の金型と、前記ビード部を前記第１及び第２の金型で型付けするため、少なくとも一方の金型を他方の金型に対し押圧する押圧手段を有することを特徴とするグリーンタイヤのビード部成型装置である。
請求項４の発明は、請求項３に記載されたグリーンタイヤのビード部成型装置において、前記第１の金型は、加硫後のタイヤのビード部外面及び底面形状と略等しい型面を有し、前記第２の金型は略平板の型面を有することを特徴とするグリーンタイヤのビード部成型装置である。
請求項５の発明は、請求項３又は４に記載されたグリーンタイヤのビード部成型装置において、前記第１及び第２の金型は、グリーンタイヤの周面に沿って配置される複数の分割金型からなることを特徴とするグリーンタイヤのビード部成型装置である。
請求項６の発明は、請求項３又は４に記載されたグリーンタイヤのビード部成型装置において、前記第１及び第２の金型は、当該タイヤの周面に沿って相対移動自在であり、グリーンタイヤ全周に渡りビード部を押圧型付けすることを特徴とするグリーンタイヤのビード部成型装置である。

本発明によれば、生タイヤを加硫する際、加硫リングと生タイヤビード部のフィット性が安定し、タイヤの精度が向上し、タイヤのユニフォーミティを改善することができる。
即ち、生タイヤを金型に入れ加硫する前の段階で生タイヤのビード部の先端から所定の範囲で加硫後のタイヤ、即ち製品タイヤのビード外面の形状をした金属製の型で押さえ、さらに内側からほぼ平らな金属板によって外側の型と挟み込み所定の圧力を加えることで、加硫後のビード部形状即ち製品形状に近い形状に変形するため、その後の加硫工程でのゴム流動量は少なくなり、製品タイヤのユニフォーミティーを向上することができる。

本発明を図１乃至図３を参照して説明する。
図１は、筒状に形成された加硫前のグリーンタイヤ１２の一例の断面図を示す。このグリーンタイヤ１２は、一対のビードコア１４と、両ビードコア１４に内側から折り返えし、更に図示してはいないがカーカスのクラウン部に少なくとも２層のベルト層で補強したカーカスプライ１６とを有している。

図２は、図１に示すグリーンタイヤ１２のビード部１８を成形するためのビード部成型装置１０の１実施形態が示されている。
ビード部成型装置１０は、ベース２０上に一対の支柱２２を備えている。各支柱２２の上端には、それぞれ駆動手段であるシリンダ２４が同軸にかつシリンダロッド２６が互いに対向するように取り付けられている。
各シリンダ２４のシリンダロッド２６先端には、グリーンタイヤ１２を支持するビード支持装置２８が取り付けられている。

ビード支持装置２８は、グリーンタイヤ１２のビード部１８のタイヤ内面側を形成する環状の内面形成金型３０Ａを備えている。この内面形成金型３０Ａは、周方向に複数個に分割され、それぞれがビード支持装置２８に設けられた矢印Ｔ２方向における拡縮手段を介してシリンダロッド２６の先端に支持されており、図２の状態から縮径できるように構成されている。なお、この拡縮手段としては、ドラム状の生タイヤを形成する際に使用される成形用ドラムの拡縮機構を用いることができる。

成形金型３０は、図２に示すように、ビード部内面形成金型３０Ａ及び外面形成金型３０Ｂからなっており、ビード部内面形成金型３０Ａは略平坦な面を有し、かつ、外面形成金型３０Ｂは、加硫後のタイヤ即ち製品タイヤのビード部１８のビードベース部分及びビードコア１４近傍のタイヤ外面形状を形成する形成面を有している。ビード部外面形成金型３０Ｂは、シリンダ２４に取り付けられ、内面形成金型３０Ａと対になってグリーンタイヤ１２のビード部１８のタイヤ外側面に略等しい外側面に成型即ち型付けする。

次に、グリーンタイヤ１２の型付け工程を説明する。先ず、成型装置１０のシリンダロッド２６を伸ばしてビード支持装置２８を互いに近接させるように内側に移動させ、また、拡縮手段を縮径させた後、シリンダロッド２６をシリンダ２４側に縮めることによってビード支持装置２８を外側に移動させ、ビード支持装置２８の間にグリーンタイヤ１２を挿入する空間を設ける。

次に、ビード支持装置２８の間にグリーンタイヤ１２を挿入し、グリーンタイヤ１２の軸心をシリンダロッド２６の軸心と同軸にする。この状態でシリンダロッド２６を伸ばしてビード支持装置２８を内側に移動させ、次に内面形成金型３０を拡縮手段で拡径させ、つづいてシリンダロッド２６を縮めてビード支持装置２８を外側に移動させて、内面形成金型３０と外面形成金型３４とでグリーンタイヤ１２のビード部１８を例えば50mm程度の巾で挟持し、所定の圧力、例えば４００kpa程度で押圧する（図２の状態）。

ビードコア１４周りの加圧成形が終了した後に、グリーンタイヤ１２を成型装置１０から取り外してビード部の成型工程が終了する。その後、周知の加硫成形機にてグリーンタイヤ１２の加硫を行う。

ここで、ビード周りで使用されるゴムは、ビードフィラーゴムやゴムチェーファーなど比較的硬いゴムである場合が多いので、その場合には複数回挟み込み（型付け）を実施してもよく、また、外気温が低い場合などは５０〜６０゜Ｃ程度暖めた金型を用いると良好な成型ができる。

以上の実施形態では、ビード部１８のタイヤ内周面を成型する内面形成金型３０Ａを、シリンダロッド２６の作用で外面形成金型３０Ｂに押し付けグリーンタイヤのビード部に型付けする構成として説明したが、押圧機構はシリンダ及びシリンダロッドに限定されず、カム機構、リンク機構、加圧流体（気体）を金型に直接印加する機構等、任意の機構を用いることができる。また、金型についても、以上説明した形態とは逆に、外面形成金型３０Ｂを内面形成金型３０Ａに押し付けるものであってもよい。
また、本発明の成型装置は１０、位置固定したグリーンタイヤのリード部を、リード部全周に沿って配置した分割金型で挟持押圧して型付けするものに限らず、生タイヤを固定した状態で金型をビード部に沿って回転させながら型付けを行ってもよいし、或いは、逆に金型を固定してグリーンタイヤを図示しない装置で回転させて型付けを行ってもよい。
要は、グリーンタイヤのビード部を、金型により加硫後のビード部形状に略等しい形状に型付けできればどのような機構を用いてもよい。

（実施例）
成形が終了したタイヤサイズ２１５／４５Ｌ１７のグリーンタイヤを準備し、従来通りそのまま加硫した従来例と、製品ビード外径形状を備えた金型と内側の平板で挟み込み、型付けして加硫したタイヤで効果を比較した。
効果の確認は、それぞれ１０本ずつのタイヤのＬＦＶ（Lateｒal Foｒce Variation）を測定し、タイヤのユニフォーミティー性とし、それぞれの平均値を求めて比較した。
その結果、以下のように、本発明の空気入りラジアルタイヤの製造方法によれば、タイヤユニフォーミティー（LFV）Nについて、約３０％の改善が認められ、本発明の有効性が確認できた。
従来例 実施例
加硫前ビード圧縮行程 なし あり
タイヤユニフォーミティ（LFV）N ３８．５ ２６．１

生タイヤの要部断面図である。 加圧成型装置を模式的に示す断面図である。 生タイヤのビード部成型用金型の断面図である。 従来のタイヤ製造工程を説明するための図である。 生タイヤのビード部の形状を示す断面図である。 製品タイヤのビード部の形状を示す断面図である。

符号の説明

１０・・・（ビード部）成型装置、１２・・・グリーンタイヤ、１４・・・ビードコア、１６・・・カーカスプライ、２０・・・ベース、２２・・・支柱、２４・・・シリンダ、２６・・・シリンダロッド、２８・・・ビード支持装置、３０・・・成型金型

Claims (6)

1. 成型した生タイヤを加硫成型して空気入りラジアルタイヤを製造する方法において、
   生タイヤを成型した後、加硫前に、生タイヤのビード部を加硫後のビード部形状に略等しい形状に予め型付けする工程を備えたことを特徴とする空気入りラジアルタイヤの製造方法。
2. 請求項１に記載された空気入りラジアルタイヤの製造方法において、
   前記型付けする工程は、生タイヤのビード部を、加硫後のビード部の形状と略等しい形状を備えた第１及び第２の金型で該生タイヤを押圧型付けする工程であることを特徴とする空気入りラジアルタイヤの製造方法。
3. グリーンタイヤのビード部を、加硫後のビード部の形状と略等しい形状に予め成型するための第１及び第２の金型と、前記ビード部を前記第１及び第２の金型で型付けするため、少なくとも一方の金型を他方の金型に対し押圧する押圧手段を有することを特徴とするグリーンタイヤのビード部成型装置。
4. 請求項３に記載されたグリーンタイヤのビード部成型装置において、
   前記第１の金型は、加硫後のタイヤのビード部外面及び底面形状と略等しい型面を有し、前記第２の金型は略平板の型面を有することを特徴とするグリーンタイヤのビード部成型装置。
5. 請求項３又は４に記載されたグリーンタイヤのビード部成型装置において、
   前記第１及び第２の金型は、グリーンタイヤの周面に沿って配置される複数の分割金型からなることを特徴とするグリーンタイヤのビード部成型装置。
6. 請求項３又は４に記載されたグリーンタイヤのビード部成型装置において、
   前記第１及び第２の金型は、当該タイヤの周面に沿って相対移動自在であり、グリーンタイヤ全周に渡りビード部を押圧型付けすることを特徴とするグリーンタイヤのビード部成型装置。

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