JP2011042091A - タイヤの製造方法及びタイヤ - Google Patents

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Abstract

【課題】熱可塑性材料をタイヤ骨格部材に用いたタイヤの製造コストの低減を図る。
【解決手段】熱可塑性材料を用いてタイヤ骨格部材12を形成し、該タイヤ骨格部材12の外周面に、クッションゴム14(未加硫ゴム)を配置し、更に該クッションゴム14のタイヤ直径方向外側に、加硫済み又は半加硫状態のトレッドゴム16を配置し、トレッドゴム16をタイヤ骨格部材12側に押し付けるように、トレッドゴム16の外周を帯状拘束部材で覆って仮組品を構成し、該仮組品を容器内に収容し、該容器内を加熱して加硫を行うことで、トレッドゴム16をタイヤ骨格部材12に接着する。
【選択図】図1

Description

本発明は、タイヤの製造方法及びタイヤに関する。
リムに装着されるタイヤにおいて、ビードコアが埋着される1つのビードと該ビードに連なるサイドウォールと該サイドウォールに連なる張出し片とを備えかつ高分子材料により一体成形されると共に張出し片を互いに接合させることによりトレッド底部を形成しうる一対の半環状のタイヤ片からなるタイヤ本体に、該タイヤ本体のトレッド底部のタイヤ半径方向外面に補強コードをタイヤ円周方向に連続して螺旋状に巻回した少なくとも1層の補強層と、該補強層の外側に添着されるトレッドゴムとを、加硫金型内の加硫により一体化する構造が開示されている(特許文献1参照)。
特開平3−143701号公報
従来から、ゴム、有機繊維材料、スチール部材からなるタイヤが知られているが、該タイヤの軽量化やリサイクルし易さの観点から、タイヤ骨格部材に熱可塑性エラストマーや熱可塑性樹脂等の熱可塑性材料を用いることが求められている。そしてこのような熱可塑性材料からなるタイヤ骨格部材を製造するための手法として、上記した従来例のような加硫金型を用いて、タイヤ骨格部材とトレッドゴムとの一体化を行う手法が知られている。
しかしながら、加硫金型を用いる方式では、大型で高価な加硫装置や、タイヤサイズに応じた種々の金型が必要となる。
本発明は、上記事実を考慮して、熱可塑性材料をタイヤ骨格部材に用いたタイヤの製造コストの低減を図ることを目的とする。
請求項1の発明(タイヤの製造方法)は、熱可塑性材料を用いてタイヤ骨格部材を形成し、該タイヤ骨格部材の外周面に、未加硫ゴムを配置し、更に該未加硫ゴムのタイヤ直径方向外側に、加硫済み又は半加硫状態のトレッドゴムを配置し、前記トレッドゴムを前記タイヤ骨格部材側に押し付けるように、該トレッドゴムの外周を帯状拘束部材で覆って仮組品を構成し、該仮組品を容器内に収容し、該容器内の加熱及び加圧を行って加硫を行うことで、前記トレッドゴムを前記タイヤ骨格部材に接着する。
請求項2の発明は、請求項1に記載のタイヤの製造方法において、前記容器内で加硫を行う際に、該容器内を加圧する。
請求項3の発明は、請求項1に記載のタイヤの製造方法において、前記タイヤ骨格部材の前記外周面のうち、前記トレッドゴムが接着される範囲の少なくとも一部に、加硫済みのゴム層を設けておき、前記未加硫ゴムを、少なくとも前記トレッドゴムと前記ゴム層との間に配置する。
請求項4の発明は、請求項1〜請求項3の何れか1項に記載のタイヤの製造方法において、前記ゴム層は、前記タイヤ骨格部材のサイド部に設けられるサイドゴムを、該タイヤ骨格部材の前記外周面まで延設したものである。
請求項5の発明は、請求項1〜請求項4の何れか1項に記載のタイヤの製造方法において、前記タイヤ骨格部材の前記外周面に、予め凹凸部を設けておき、前記未加硫ゴムが加硫後に該凹凸部と嵌まり合うようにする。
請求項6の発明(タイヤ)は、熱可塑性材料を用いてタイヤ骨格部材を形成し、該タイヤ骨格部材の外周面に、未加硫ゴムを配置し、更に該未加硫ゴムのタイヤ直径方向外側に、加硫済み又は半加硫状態のトレッドゴムを配置し、前記トレッドゴムを前記タイヤ骨格部材側に押し付けるように、前記トレッドゴムと、前記未加硫ゴムと、少なくとも前記タイヤ骨格部材の該トレッドゴム側とをエンベロープで覆った状態で加硫を行うことで、前記トレッドゴムが前記タイヤ骨格部材に接着されている。
請求項7の発明は、請求項6に記載のタイヤにおいて、前記タイヤ骨格部材の前記外周面には、予め凹凸部が設けられており、前記未加硫ゴムが加硫後に該凹凸部と嵌まり合っている。
ここで、熱可塑性材料としては、熱可塑性樹脂、熱可塑性エラストマー(TPE)等を用いることができるが、走行時の弾性と製造時の成形性を考慮すると、熱可塑性エラストマーを用いることが望ましい。
熱可塑性エラストマーとしては、例えば、JIS K6418に規定されるアミド系熱可塑性エラストマー(TPA)、エステル系熱可塑性エラストマー(TPC)、オレフィン系熱可塑性エラストマー(TPO)、スチレン系熱可塑性エラストマー(TPS)、ウレタン系熱可塑性エラストマー(TPU)、熱可塑性ゴム架橋体(TPV)、若しくはその他の熱可塑性エラストマー(TPZ)等が挙げられる。
また熱可塑性樹脂としては、例えば、ウレタン樹脂、オレフィン樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリアミド樹脂等が挙げられる。
また、加硫済みとは、最終製品として必要とされる加硫度に至っている状態をいい、半加硫状態とは、未加硫の状態よりは加硫度が高いが、最終製品として必要とされる加硫度には至っていない状態をいう。
請求項1に記載のタイヤの製造方法では、大型で高価な加硫装置が必要となる加硫金型を用いずに、熱可塑性材料を用いたタイヤ骨格部材にトレッドゴムを接着してタイヤを製造することができ、また各種タイヤサイズに対応することができる。このため、熱可塑性材料をタイヤ骨格部材に用いたタイヤの製造コストを低減することができる。
請求項2に記載のタイヤの製造方法では、容器内で加硫を行う際に、該容器内を加熱するだけでなく、更に加圧するので、トレッドゴムがタイヤ骨格部材側より強く押し付けられることとなる。このため、タイヤ骨格部材に対するトレッドゴムの接着性をより高めることができる。
請求項3に記載のタイヤの製造方法では、少なくともトレッドゴムと、タイヤ骨格部材の外周面に設けた加硫済みのゴム層との間に、未加硫ゴムを配置して加硫することで、熱可塑性材料をタイヤ骨格部材にトレッドゴムを容易に接着することができる。
請求項4に記載のタイヤの製造方法では、タイヤ骨格部材の外周面に設けられる加硫済みのゴム層が、サイドゴムの一部であるので、該サイドゴムを別途設ける場合と比較して、工数を削減でき、タイヤの製造コストを低減することができる。
請求項5に記載のタイヤの製造方法では、加硫によりトレッドゴムをタイヤ骨格部材に接着する際に、クッションゴムが、タイヤ骨格部材の外周面の凹凸部に嵌まり合うので、トレッドゴムとタイヤ骨格部材との機械的結合を確保することができ、該トレッドゴムとタイヤ骨格部材との接合強度を向上させることができる。
請求項6に記載のタイヤは、大型の加硫装置が必要となる加硫金型を用いずに製造することができる。このため、熱可塑性材料をタイヤ骨格部材に用いたタイヤを低コストで提供することができる。
請求項7に記載のタイヤでは、タイヤ骨格部材の外周面に設けられた凹凸部が、加硫後のクッションゴムと嵌まり合っており、トレッドゴムとタイヤ骨格部材との機械的結合が確保されているので、トレッドゴムとタイヤ骨格部材との接合強度が高い。
以上説明したように、本発明に係るタイヤの製造方法及びタイヤによれば、熱可塑性材料をタイヤ骨格部材に用いたタイヤの製造コストの低減を図ることができる、という優れた効果が得られる。
タイヤ骨格部材、接着剤、クッションゴム、ゴムセメント組成物及びトレッドゴムを示す分解断面図である。 タイヤ軸方向断面において、タイヤ骨格部材の外周面に形成された凹凸部を示す拡大斜視図である。(A)に示される凹凸部は、逆台形の凸部と台形の凹部とからなっている。(B)に示される凹凸部は、幅寸法が一定の凸部と台形の凹部からなっている。(C)に示される凹凸部は、断面円弧形の凹部と、隣接する凹部の間に位置する凸部とからなっている。(D)に示される凹凸部は、千鳥配置された凸部と、凸部以外の領域である凹部とからなっている。 帯状のトレッドゴムを、タイヤ骨格部材の外周面に配置されたクッションゴムの外周に巻き付ける工程を示す斜視図である。 図3において、クッションゴムの外周に巻き付けた帯状のトレッドゴムの端部同士を突き合わせて円環状とした状態を示す斜視図である。 (A)トレッドゴムの継目において、タイヤ半径方向に沿った端面がタイヤ周方向に対向している例を示す、図4における5A−5A矢視拡大断面図である。(B)トレッドゴムの継目において、タイヤ半径方向に対して傾斜した端面が略平行に対向している例を示す5B−5B矢視拡大断面図である。 治具により、円環状のトレッドゴムを拡径している状態を示す斜視図である。 拡径されたトレッドゴムの内周側に、タイヤ骨格部材を配置した状態を示す斜視図である。 トレッドゴムがクッションゴムのタイヤ直径方向外側に配置された状態を示す斜視図である。 タイヤ骨格部材の外周面のうち、トレッドゴムが接着される範囲の少なくとも一部に、加硫済みのゴム層を設けておき、クッションゴムを、少なくともトレッドゴムとゴム層との間に配置する例を示す断面図である。 図である。 クッションゴムの外周を帯状拘束部材で覆う工程を示す斜視図である。 クッションゴムの外周を帯状拘束部材で覆った仮組品を示す斜視図である。 加硫用の容器内において、仮組品を支持部材で支持した例を模式的に示す断面図である。 台車上の支持部材により支持した仮組品を、該台車ごと加硫用の容器内に配置した例を模式的に示す断面図である。 熱可塑性材料を用いたタイヤ骨格部材にトレッドゴムが接着されたタイヤを示す断面図である。 タイヤ骨格部材として3列のチューブ体を用いたタイヤを示す断面図である。 チューブ体を示す断面図である。 タイヤ骨格部材として単列のチューブ体を用いたタイヤを示す断面図である。
以下、本発明を実施するための形態を図面に基づき説明する。図1から図14において、本実施形態に係るタイヤの製造方法は、熱可塑性材料を用いてタイヤ骨格部材12を形成し、該タイヤ骨格部材12の外周面12Aに、未加硫ゴムの一例たるクッションゴム14を配置し、更に該クッションゴム14のタイヤ直径方向外側に、加硫済み又は半加硫状態のトレッドゴム16を配置し、トレッドゴム16をタイヤ骨格部材12側に押し付けるように、トレッドゴム16の外周を帯状拘束部材18で覆って仮組品20を構成し、該仮組品20を容器22内に収容し、該容器22内の例えば加熱及び加圧を行って加硫を行うことで、トレッドゴム16をタイヤ骨格部材12に接着する、というものである。
(タイヤ骨格部材)
タイヤ骨格部材12は、熱可塑性材料を用いて、例えばタイヤ10のクラウン部24に対応した形状と、該クラウン部24のタイヤ軸方向両側から夫々タイヤ径方向内側に連なるサイド部26に対応した形状と、該サイド部26のタイヤ径方向内側に連なるビード部28に対応した形状とを有するように成型される。ビード部28には、ビードコア30が埋設される。このビードコア30の材料には、例えば金属、有機繊維、有機繊維を樹脂で被覆したもの、又は硬質樹脂が用いられる。なお、ビード部28の剛性が確保され、リム(図示せず)との嵌合に問題がなければ、ビードコア30を省略してもよい。
なお、熱可塑性材料としては、ゴム様の弾性を有する熱可塑性樹脂、熱可塑性エラストマー(TPE)等を用いることができるが、走行時の弾性と製造時の成形性を考慮すると、熱可塑性エラストマーを用いることが望ましい。
熱可塑性エラストマーとしては、例えば、JIS K6418に規定されるアミド系熱可塑性エラストマー(TPA)、エステル系熱可塑性エラストマー(TPC)、オレフィン系熱可塑性エラストマー(TPO)、スチレン系熱可塑性エラストマー(TPS)、ウレタン系熱可塑性エラストマー(TPU)、熱可塑性ゴム架橋体(TPV)、若しくはその他の熱可塑性エラストマー(TPZ)等が挙げられる。
また熱可塑性樹脂としては、例えば、ウレタン樹脂、オレフィン樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリアミド樹脂等が挙げられる。
更にこれらの熱可塑性材料としては、例えば、ISO75−2又はASTM D648に規定される荷重たわみ温度(0.45MPa荷重時)が78℃以上、JIS K7113に規定される引張降伏強さが10MPa以上、同じくJIS K7113に規定される引張降伏点伸びが10%以上、同じくJIS K7113に規定される引張破壊伸びが50%以上、JIS K7206に規定されるビカット軟化温度(A法)が130℃以上であるものを用いることができる。
このタイヤ骨格部材12は、まず、例えばタイヤ10のタイヤ幅方向の中心部、即ちタイヤ赤道面CL、又はその近傍面を中心とした半割り形状に成型され、クラウン部24の端部同士を接合することにより構成される。この接合には、例えば同種又は異種の熱可塑性材料や接着剤等の接合部材34が用いられる。
クラウン部24には、補強用のコード32が例えば螺旋状に巻回されている。このコード32としては、例えばスチールコードや、金属繊維や有機繊維等のモノフィラメント(単線)又はこれらの繊維を撚ったマルチフィラメント(撚り線)を用いるとよい。コード32としてスチールコードを用いる場合、例えばクラウン部24のタイヤ直径方向外側に、熱可塑性材料からなるシート(図示せず)を貼り付けておき、コード32を加熱しながら、該シートに対してタイヤ周方向に螺旋巻きして埋設して行くことができる。このとき、コード32とシートの双方を加熱するようにしてもよい。
このように、クラウン部24に対して、補強用のコード32を、タイヤ周方向に螺旋巻きすることで、該クラウン部24のタイヤ周方向の剛性を向上させると共に、該クラウン部24の耐破壊性を向上させることができる。またこれによって、タイヤ10のクラウン部24における耐パンク性を高めることができる。なお、クラウン部24を補強するに際し、コード32をタイヤ周方向に螺旋状に巻回することが、製造上容易であるため好ましいが、該コード32をタイヤ幅方向において不連続としてもよい。またタイヤ骨格部材12(例えば、ビード部28、サイド部26、クラウン部24等)に、更なる補強材(高分子材料や金属製の繊維、コード、不織布、織布)を埋設配置し、該補強材でタイヤ骨格部材12を補強してもよい。
タイヤ骨格部材12のビード部28のうち、リム(図示せず)に嵌合する部位には、シール層36が設けられる。これにより、ビード部28のリムフィット性を高めることができる。このシール層36としては、タイヤ骨格部材12に用いられる熱可塑性材料よりもシール性の高い、ゴムや樹脂、エラストマー等を用いることができる。なお、タイヤ骨格部材12に用いられる熱可塑性材料のみでリムとの間のシール性が確保できれば、該シール層36を省略してもよい。
図2(A)〜(D)に示されるように、タイヤ骨格部材12の外周面12Aには、例えば予め凹凸部38を設けておき、クッションゴム14(図1)が加硫後に該凹凸部38と嵌まり合うようにすることが好ましい。この凹凸部38は、金型により容易に形成することが可能である。クッションゴム14は、加熱により流動するので、該凹凸部38に対して隙間なく接合することができる。
図2(A)に示される凹凸部38は、タイヤ骨格部材12の外周面12Aに、タイヤ周方向に沿って延びる稜線状の凸部38Aと凹部38Bとを、タイヤ幅方向に交互に形成したものである。タイヤ軸方向断面において、凸部38Aは、タイヤ中心側からタイヤ半径方向外側に向かって幅寸法が拡大する逆台形に設定されている。これに伴い、凹部38Bは、タイヤ中心側からタイヤ半径方向外側に向かって幅寸法が縮小するように設定されている。このような凹凸部38を設けることで、クッションゴム14(図1)が加硫後に該凹凸部38と強固に嵌まり合う、所謂アンカー効果が得られる。
図2(B)に示される凹凸部38は、タイヤ骨格部材12の外周面12Aに、タイヤ周方向に沿って延びる稜線状の凸部38Aと凹部38Bとを、タイヤ幅方向に交互に形成したものであり、タイヤ軸方向断面において、凸部38A及び凹部38Bの幅寸法は、タイヤ半径方向において一定となっている。
図2(C)に示される凹凸部38は、タイヤ骨格部材12の外周面12Aに、タイヤ周方向に沿って延びる断面円弧形の凹部38Bを、タイヤ幅方向に所定間隔で複数本形成したものである。この例では、隣接する凹部38Bの間に位置する領域が、相対的に凸部38Aとなっている。
図2(D)に示される凹凸部38は、タイヤ骨格部材12の外周面12Aに、複数の円柱状又は逆円錐台状の凸部38Aをタイヤ半径方向外側に立設すると共に、該凸部38Aを例えば千鳥配置したものである。この例では、凸部38A以外の領域が、相対的に凹部38Bとなっている。
(クッションゴム及びトレッドゴムの配置)
図1に示されるように、タイヤ骨格部材12の外周面12Aにクッションゴム14を配置する際、該外周面12Aに例えば1層又は2層の接着剤40を塗布することが好ましい。この接着剤40の塗布は、湿度70%以下の雰囲気で行うことが好ましい。接着剤40は、特定の種類に限定されるものではないが、例えばトリアジンチオール系のものを用いることができ、他には塩化ゴム系接着剤、フェノール樹脂系接着剤、イソシアネート系接着剤、ハロゲン化ゴム系接着剤等も用いることができる。
また、外周面12Aに接着剤40を塗布する前に、該外周面12Aをサンドペーパーやグラインダ等でバフ掛けしておくことが好ましい。外周面12Aに接着剤40が付き易くなるからである。更に、バフ掛け後の外周面12Aをアルコール等で洗浄して脱脂しておくことが好ましい。またバフ掛け後の外周面12Aに対し、コロナ処理や紫外線照射処理を行うことが好ましい。
加硫済み又は半加硫状態のトレッドゴム16を、クッションゴム14のタイヤ直径方向外側に配置する際には、該トレッドゴム16の裏面側や該クッションゴム14の外周面側に、粘着性を有する例えばゴムセメント組成物42を塗布しておくことが好ましい。トレッドゴム16がクッションゴム14に貼り付くことで仮止め状態となり、作業性が向上するからである。
トレッドゴム16の材質として、SBR(スチレン−ブタジエンゴム)を用いる場合には、ゴムセメント組成物42として、例えばSBR系のスプライスセメントを用いることが好ましい。また、トレッドゴム16の材質として、NR(天然ゴム)の配合比の高いSBR系ゴムを用いる場合には、SBR系のスプライスセメントにBR(ブタジエンゴム)を配合したものを用いることが好ましい。この他、ゴムセメント組成物42として、液状BR等の液状エラストマーを配合した無溶剤セメントや、IR(イソプレンゴム)−SBRのブレンドを主成分とするセメントを用いることが可能である。
トレッドゴム16は、予め踏面16A側に主溝等のトレッドパターンが形成されたPCT(Pre-Cured Tread)である。トレッドパターンを形成するため、未加硫ゴムをPCT用金型内で加硫して、トレッドゴム16を成型する。このとき、トレッドゴム16は、最終製品として必要とされる加硫度に至った加硫済み状態、又は未加硫の状態よりは加硫度が高いが、最終製品として必要とされる加硫度には至っていない半加硫状態とされる。
トレッドゴム16をクッションゴム14の外周に配置するに際しては、図3から図5に示されるように、帯状のトレッドゴム16をクッションゴム14の外周に円環状に巻き付けるようにしてもよいし、また図6から図8に示されるように、予め円環状に形成されたトレッドゴム16を用いてもよい。
ここで、図3から図5において、帯状のトレッドゴム16をクッションゴム14の直径方向外側に円環状に巻き付ける方法について簡単に説明する。この方法では、図3に示されるように、外周面12Aにクッションゴム14が配置されたタイヤ骨格部材12を、例えば円盤状の支持部材44により支持し、該支持部材44の中心に設けられた支持軸46を中心としてタイヤ骨格部材12を矢印A方向に回転させ、タイヤ軸方向と直交する方向から供給されるトレッドゴム16を、タイヤ骨格部材12の外周面12Aに配置されたクッションゴム14(図1参照)の外周に、1周分巻き付けて切断する。そして、図4に示されるように、端部同士を突き合わせて円環状とする。図5(A),(B)において、その端部同士の継目48には、例えば未加硫ゴム50を配置しておき、後述する加硫工程において端部同士を加硫接着する。継目48の断面形状は、図5(A)に示されるような、タイヤ半径方向に沿った端面がタイヤ周方向に対向する単なる突合せでもよいし、また図5(B)に示されるように、タイヤ半径方向に対して傾斜した端面が略平行に対向する突合せであってもよい。
次に、図6から図8において、円環状のトレッドゴム16をクッションゴム14のタイヤ直径方向外側に配置する方法について簡単に説明する。この方法では、図6に示されるように、環状のトレッドゴム16を治具52によって拡径し、拡径したトレッドゴム16の内周側に、タイヤ骨格部材12を配置する。図示は省略するが、タイヤ骨格部材12の外周面12Aには、クッションゴム14(図1参照)が配置されている。
治具52は円盤状の台座54の上面に、円形に配置された複数(本実施形態では合計で8つ)の移動ブロック56を備えている。これらの移動ブロック56は、シリンダやねじ等の送り手段(図示省略)により台座54の直径方向内側(矢印E方向)と直径方向外側(矢印F方向)に同期して移動可能に構成されている。また、各移動ブロック56には、それぞれ複数(本実施形態では合計で2つ)のピン58が立設されている。台座54におけるピン58の内周側には、複数のピン60が円形に沿って配置されている。
なお、すべてのピン58は、円形に沿った位置に配置されており、各移動ブロック56の移動によって、台座54の直径方向内側(矢印E方向)と直径方向外側(矢印F方向)へ移動させるようになっている。
従って、環状のトレッドゴム16を各ピン58の外周側に配置し、各移動ブロック56を台座54の直径方向外側(矢印F方向)へ移動させることでトレッドゴム16を拡径する。その後、図7に示されるように、該トレッドゴム16の内周側に、タイヤ骨格部材12を配置する。このとき、タイヤ骨格部材12は、該ピン58と、ピン60との間に配置された状態となる。
その後、すべてのピン58、60を、トレッドゴム16とタイヤ骨格部材12との間から引き抜くことで、図8に示されるように、該トレッドゴム16がクッションゴム14(図示せず)のタイヤ直径方向外側に配置された状態となる。このとき、拡径された環状のトレッドゴム16の張力により、タイヤ骨格部材12の外周面12Aとトレッドゴム16との間にクッションゴム14が挟み込まれた状態となる。
なお、図9に示されるように、タイヤ骨格部材12の外周面12Aのうち、トレッドゴム16が接着される範囲の少なくとも一部に、加硫済みのゴム層62Aを設けておき、クッションゴム14を、少なくともトレッドゴム16とゴム層62Aとの間に配置するようにしてもよい。このゴム層62Aは、例えばタイヤ骨格部材12のサイド部26に設けられるサイドゴム62のトレッド側の端部であり、該サイドゴム62をタイヤ骨格部材12の外周面12Aまで延設したものである。サイドゴム62は、タイヤ骨格部材12に対して、例えば接着により固定される。
タイヤ骨格部材12がチューブ体である場合には、該チューブ体に内圧を付与した状態で、帯状のトレッドゴム16をタイヤ円周方向に連続して螺旋状に巻回してもよい。またビード付のタイヤ骨格部材12の場合において、該タイヤ骨格部材12をリム組みして、該リムに設けられたバルブ(図示せず)を通じて内圧を付与した状態で、トレッドゴム16を配置してもよい。
(仮組品の組立て及び加硫)
次に、図10に示されるように、トレッドゴム16の外周を帯状拘束部材18で覆って仮組品20(図11)を構成する。帯状拘束部材18は、綿、脂肪族ポリアミド等を用いて構成されている。クッションゴム14(図1)を介してトレッドゴム16が配置されたタイヤ骨格部材12を、例えば円盤状の支持部材44により支持し、該支持部材44の中心に設けられた支持軸46を中心としてタイヤ骨格部材12を矢印A方向に回転させることで、少なくともトレッドゴム16の外周に、帯状拘束部材18を巻回する。図示の例では、トレッドゴム16の幅に対応した幅広の帯状拘束部材18を巻回しているが、帯状拘束部材18をより細幅に構成して、少なくともトレッドゴム16の外周にタイヤ周方向に螺旋状に巻回するようにしてもよい。このように帯状拘束部材18を巻回して締め付けることにより、トレッドゴム16をタイヤ骨格部材12側に押し付けることができる。
タイヤ骨格部材12の剛性が、帯状拘束部材18による締付けにより変形しない程度の十分な剛性を有している場合には、トレッドゴム16の外周を帯状拘束部材18で覆った状態で加硫を行うことができる。またタイヤ骨格部材12の剛性が若干少なく、帯状拘束部材18による締付け時にタイヤ骨格部材12の変形が生じる場合には、タイヤ骨格部材12のビード部28を例えば円盤状の支持部材44(図11参照)で支持するとよい。更にタイヤ骨格部材12の剛性が少ない場合には、タイヤ半径方向に移動可能な内駒をタイヤ周方向に複数配置した固定治具(図示せず)を用いることができる。各々の内駒をタイヤ半径方向外側に移動させることで、タイヤ骨格部材12のクラウン部24を内面側から支持して、該クラウン部24の形状を保持する。この固定治具は、その分解・組立てが容易であることが好ましい。
そして、図12,図13に示されるように、この仮組品20を容器22内に収容し、該容器22内の加熱及び加圧を行って加硫を行う。この容器22は、所謂加硫缶であるが、仮組品20を収容する容量を有し、加硫時の加熱及び加圧に耐えうる容器であればよく、形式は問わない。加硫条件は、例えば温度が120℃、圧力が2026hPa(2気圧)、時間が1時間である。
トレッドゴム16等の変形を防ぐ観点から、容器22内に仮組品20を収納する際には、該仮組品20の外周部が容器22の内壁等に当接しないようにすることが望ましい。そのための手段としては、例えば、図12に示されるように、単数又は複数の仮組品20を支持部材72により支持する方式や、図13に示されるように、単数又は複数の仮組品20を、台車76上に設けられた支持部材74により支持し、仮組品20を該台車76ごと容器22内に配置する方式が考えられる。
ここで、加硫促進剤としては、硫黄若しくはパーオキサイドを用いることができる。またクッションゴム14の補強剤には、カーボンブラック又はシリカを用いることができ、シリカがより好ましい。更に、カップリング剤には、アミノシラン又はポリスルフィドを用いることができる。
容器22内の加熱及び加圧は、飽和水蒸気を用いて行ってもよいし、加熱した乾いた空気を送り込んで加圧してもよい。容器22の圧力は、好ましくは1519.5hPa以上8104hPa以下(1.5気圧以上8気圧以下)であり、より好ましくは2026hPa以上6078hPa以下(2気圧以上6気圧以下)である。
加硫温度は100℃以上160℃未満であることが好ましい。160℃以上であると、タイヤ骨格部材12に用いられる熱可塑性材料の熱収縮により、コード32により補強されたクラウン部24(図1参照)が座屈してしまう可能性があるからである。また100℃未満であると、クッションゴム14の加硫度が不十分となる場合があるからである。
このように容器22内の温度を設定すると共に、容器22内の圧力を加硫に適した圧力に設定し、所定時間加硫を行うことで、クッションゴム14が加硫される。これにより、図14に示されるように、トレッドゴム16とタイヤ骨格部材12の外周面12Aとが加硫接着されて、タイヤ10(空気入りタイヤ)となる。半加硫状態のトレッドゴム16を用いた場合には、該トレッドゴム16も更に加硫されて最終製品の加硫度に至る。図5(A),(B)に示されるように、帯状のトレッドゴム16を用い、その継目48に未加硫ゴム50を配置しておいた場合には、該未加硫ゴム50が加硫されて、トレッドゴム16の継目48も加硫接着される。
このように、本実施形態では、大型の加硫装置が必要となる加硫金型を用いずに、仮組品20に帯状拘束部材18を巻回するという極めて簡易な方法により、熱可塑性材料を用いたタイヤ骨格部材12にトレッドゴム16を接着してタイヤ10を製造することができる。このため、熱可塑性材料をタイヤ骨格部材12に用いたタイヤ10の製造コストを低減することができる。
なお、容器22内の加圧は、必ずしも必須ではなく。加熱だけでも加硫を行うことは可能である。しかしながら、容器22内の加圧を行うことで、タイヤ骨格部材12に対するトレッドゴム16の接着性をより高めることができる。
また図9に示されるように、トレッドゴム16と、タイヤ骨格部材12の外周面12Aに設けた加硫済みのゴム層62Aとの間に、クッションゴム14を配置して加硫する場合には、加硫ゴム又は半加硫状態のゴム(トレッドゴム16)と、加硫ゴム(ゴム層62A)とを加硫接着できることから、熱可塑性材料を用いたタイヤ骨格部材12にトレッドゴム16を容易に接着することができる。加硫済みのゴム層62Aが、サイドゴム62の一部である場合には、該サイドゴム62を別途設ける場合と比較して、工数を削減でき、タイヤ10の製造コストを更に低減することができる。
なお、加硫済みのゴム層62Aとトレッドゴム16との間だけでなく、更にタイヤ骨格部材12の外周面12Aのうちゴム層62Aが設けられていない領域とトレッドゴム16との間にも、クッションゴム14を設けてもよい。
図2(A)〜(D)に示されるように、タイヤ骨格部材12の外周面12Aに凹凸部38を設けておいた場合には、該凹凸部38が、加硫後のクッションゴム14と嵌まり合い、トレッドゴム16とタイヤ骨格部材12との機械的結合が確保されるので、タイヤ10におけるトレッドゴム16とタイヤ骨格部材12との接合強度が高くなる。
本実施形態に係るタイヤの製造方法における工程の順序は、適宜変更することが可能である。
また上記実施形態に係るタイヤ10は、ビードコア30付きのタイヤ骨格部材12を用いたチューブレスタイプのタイヤであったが、タイヤ10の構成はこれに限られるものではない。図15に示されるように、熱可塑性材料を用いたタイヤ骨格部材12として、タイヤ周方向に円環状に形成され、リム80の外周部に配置される中空のチューブ体78を用いてもよい。このチューブ体78は、タイヤ幅方向において、複列(図15)又は単列(図17)に配置することができる。
図15に示される例では、タイヤ骨格部材12として、3本のチューブ体78がリム80の外周部に配置されている。これらのチューブ体78の外周部分には、例えば補強用のベルト層82が埋設されたトレッドゴム16が、例えばクッションゴム14を介して跨って配置され、加硫接着されている。
図16に示されるように、チューブ体78は、断面半円形状のチューブ半体78Aを互いに向き合わせて溶接用熱可塑性材料86で溶接したり、図示はしないが溶着シートで接合して成形することができる。
また、図17に示される例では、タイヤ骨格部材12として、2つのチューブ半体78Aからなる1本のチューブ体78が、リム80の外周部に配置されている。このチューブ体78の外周部分には、例えば補強用のベルト層82が埋設されたトレッドゴム16が、例えばクッションゴム14を介して配置され、加硫接着されている。
図15,図17に示される何れの構造のタイヤ10においても、チューブ体78の外周部分に対するトレッドゴム16の接着方法として、上記したタイヤの製造方法を用いることができる。
10 タイヤ
12 タイヤ骨格部材
12A 外周面
14 クッションゴム(未加硫ゴム)
16 トレッドゴム
18 帯状拘束部材
20 仮組品
22 容器
38 凹凸部
62 サイドゴム
62A ゴム層

Claims (7)

  1. 熱可塑性材料を用いてタイヤ骨格部材を形成し、
    該タイヤ骨格部材の外周面に、未加硫ゴムを配置し、
    更に該未加硫ゴムのタイヤ直径方向外側に、加硫済み又は半加硫状態のトレッドゴムを配置し、
    前記トレッドゴムを前記タイヤ骨格部材側に押し付けるように、少なくとも該トレッドゴムの外周を帯状拘束部材で覆って仮組品を構成し、
    該仮組品を容器内に収容し、該容器内を加熱して加硫を行うことで、前記トレッドゴムを前記タイヤ骨格部材に接着するタイヤの製造方法。
  2. 前記容器内で加硫を行う際に、該容器内を加圧する請求項1に記載のタイヤの製造方法。
  3. 前記タイヤ骨格部材の前記外周面のうち、前記トレッドゴムが接着される範囲の少なくとも一部に、加硫済みのゴム層を設けておき、
    前記未加硫ゴムを、少なくとも前記トレッドゴムと前記ゴム層との間に配置する請求項1又は請求項2に記載のタイヤの製造方法。
  4. 前記ゴム層は、前記タイヤ骨格部材のサイド部に設けられるサイドゴムを、該タイヤ骨格部材の前記外周面まで延設したものである請求項1〜請求項3の何れか1項に記載のタイヤの製造方法。
  5. 前記タイヤ骨格部材の前記外周面に、予め凹凸部を設けておき、前記未加硫ゴムが加硫後に該凹凸部と嵌まり合うようにする請求項1〜請求項4の何れか1項に記載のタイヤの製造方法。
  6. 熱可塑性材料を用いてタイヤ骨格部材を形成し、
    該タイヤ骨格部材の外周面に、未加硫ゴムを配置し、
    更に該未加硫ゴムのタイヤ直径方向外側に、加硫済み又は半加硫状態のトレッドゴムを配置し、
    前記トレッドゴムを前記タイヤ骨格部材側に押し付けるように、少なくとも該トレッドゴムの外周を帯状拘束部材で覆った状態で加硫を行うことで、前記トレッドゴムが前記タイヤ骨格部材に接着されたタイヤ。
  7. 前記タイヤ骨格部材の前記外周面には、予め凹凸部が設けられており、
    前記未加硫ゴムが加硫後に該凹凸部と嵌まり合っている請求項6に記載のタイヤ。
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