JP2011235783A - 更生タイヤ及びその製造方法 - Google Patents

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利夫 小山
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Abstract

【課題】リム組み性を向上しうる更生タイヤ及びその製造方法を提供する。
【解決手段】使用済みタイヤ1oからトレッドゴム2gを除去した台タイヤ1aに、新たなトレッドゴム2gが貼り付けられた更生タイヤ1である。更生タイヤ1は、ビード部4を有する。ビード部4のビードトウ4tとビードヒール4hとの間をのびるビード底面4sのビードヒール4h側には、ビードトウ4tとビードヒール4hとを結ぶ仮想直線よりもタイヤ半径方向内方に突出してタイヤ周方向に連続してのびるシーリングリブ13が形成される。シーリングリブ13は、仮想直線と直角なリブ高さが3〜5mm、かつ、仮想直線に沿ったリブ幅が3〜7mmである。
【選択図】図1

Description

本発明は、リム組み性を向上しうる更生タイヤ及びその製造方法に関する。
従来より、トラック・バス用等の重荷重用タイヤでは、地球環境資源の保護及び経費節減という観点より、摩耗寿命となった使用済みタイヤのトレッドゴムを交換し、更生タイヤとして再利用することが広く行われている(例えば、特許文献1参照)。
特開2005−112010号公報
一般に、図9(a)に示されるように、使用済みタイヤaoは、走行時に生じる熱等の影響により、リム組みしない自由状態において、未使用タイヤanに比べてビード部bのビードヒールbhのタイヤ軸方向の間隔wが小さくなる。このため、使用済みタイヤaoは、ビードトウbtの内径hが大きくなる傾向がある。従って、使用済みタイヤaoを更生した更生タイヤaは、図9(b)に示されるように、リム組み時において、ビード部bのビード底面bsがリムrのリムシート面rsに十分に密着しないため、内圧を充填してもビード部bがリムrにしっかりと嵌合せず、内圧充填を利用したリム組み(以下、単に「リム組み性」という。)が悪化するという問題があった。
本発明は、以上のような実状に鑑み案出されたもので、ビード部のビード底面のビードヒール側に、ビードトウとビードヒールとを結ぶ仮想直線よりも内方に突出してタイヤ周方向に連続してのびるシーリングリブを形成し、該シーリングリブのリブ高さ及びリブ幅を所定の範囲に規制することを基本として、リム組み性を向上しうる更生タイヤ及びその製造方法を提供することを主たる目的としている。
本発明のうち請求項1記載の発明は、使用済みタイヤからトレッドゴムを除去した台タイヤに、新たなトレッドゴムが貼り付けられた更生タイヤであって、ビード部を有し、該ビード部のビードトウとビードヒールとの間をのびるビード底面のビードヒール側には、前記ビードトウとビードヒールとを結ぶ仮想直線よりもタイヤ半径方向内方に突出してタイヤ周方向に連続してのびるシーリングリブが形成され、該シーリングリブは、前記仮想直線と直角なリブ高さが3〜5mm、かつ、仮想直線に沿ったリブ幅が3〜7mmであることを特徴とする。
また、請求項2記載の発明は、前記シーリングリブは、タイヤ回転軸を含む子午線断面において、半円状の輪郭を具える請求項1記載の更生タイヤである。
また、請求項3記載の発明は、前記シーリングリブは、複素弾性率E*が0.5〜20MPaのゴム材からなる請求項1又は2に記載の更生タイヤである。
また、請求項4記載の発明は、前記シーリングリブのビードヒール側の端は、前記ビードヒールに一致する請求項1乃至3のいずれかに記載の更生タイヤである。
また、請求項5記載の発明は、請求項1乃至請求項4のいずれかに記載の更生タイヤを製造するための方法であって、使用済みタイヤからトレッドゴムを除去して台タイヤを形成する台タイヤ形成工程と、前記台タイヤに新たなトレッドゴムを貼り付けてトレッドゴム付き台タイヤを形成するトレッドゴム付き台タイヤ形成工程と、前記トレッドゴム付き台タイヤを加硫金型で加硫する加硫工程とを含み、前記加硫金型は、トレッドゴム付き台タイヤのビード底面を成形するビードリングを含み、該ビードリングは、前記シーリングリブを成形する凹溝を具えるとともに、前記加硫工程では、前記加硫金型へのトレッドゴム付き台タイヤの投入に先立ち、前記凹溝に、予めシーリングリブとなる未加硫ゴムを収容する工程を含むことを特徴とするである。
前記複素弾性率E*は、JIS−K6394の規定に準じ、次に示される条件で(株)岩本製作所製の粘弾性スペクトロメータを用いて測定した値である。
初期歪:10%
振幅:±1%
周波数:10Hz
変形モード:引張
測定温度:70°C
本発明の更生タイヤは、ビード部のビードトウとビードヒールとの間をのびるビード底面のビードヒール側に、前記ビードトウとビードヒールとを結ぶ仮想直線よりもタイヤ半径方向内方に突出してタイヤ周方向に連続してのびるシーリングリブが形成される。このシーリングリブは、仮想直線と直角なリブ高さが3〜5mm、かつ、仮想直線に沿ったリブ幅が3〜7mmに規制される。
このような更生タイヤは、リム組み初期において、シーリングリブがリムシート面にタイヤ周方向に連続して当接する。従って、本発明の更生タイヤは、リム組み時のタイヤ内腔の気密性が確実に保たれ、ひいては内圧充填によるリム組み性を向上しうる。
本実施形態の更生タイヤを示す断面図である。 ビード部を拡大して示す断面図である。 シーリングリブを拡大して示す断面図である。 更生タイヤのリム組み状態を示す断面図である。 (a)は図5のシーリングリブを拡大して示す断面図、(b)はリム組みを完了して内圧が充填された後のシーリングリブを拡大して示す断面図である。 本実施形態の台タイヤ形成工程及びトレッドゴム付き台タイヤ形成工程を説明する断面図である。 本実施形態の加硫工程を説明する断面図である。 ビードリングを拡大して示す断面図である。 (a)は使用済みタイヤを示す断面図、(b)は更生タイヤのリム組み時のビード部を拡大して示す断面図である。
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に示されるように、本実施形態の更生タイヤ1は、使用済みタイヤからトレッドゴムを除去した台タイヤ1aと、この台タイヤ1aに新たに貼り付けられたトレッドゴム2gとを含んで形成される。
また、更生タイヤ1は、トレッド部2と、その両端からタイヤ半径方向内方にのびる一対のサイドウォール部3と、各サイドウォール部3の内方端に位置するビード部4と、ビード部4のビードコア5、5間を跨るトロイド状のカーカス6と、このカーカス6の外側かつトレッド部2の内方に位置するベルト層7とを具えた重荷重用タイヤである。
本実施形態の更生タイヤ1は、これまでの走行時に生じる熱及び荷重等の影響により、リムRにリム組みしない自由状態(以下、単に「自由状態」ということがある)において、ビード部4の間隔が小さくなる "くせ" が残存する。即ち、ビード底面4sのタイヤ軸方向外端であるビードヒール4h、4h間のタイヤ軸方向の間隔L1が、前記自由状態において、未使用タイヤ1nに比べて小さく変形している。さらに、使用済みタイヤ1oは、自由状態において、ビード部4のタイヤ軸方向内端であるビードトウ4tの内径L3が大きく変形している。なお、ビードヒール4hは、更生タイヤ1を正規リムにリム組みされかつ正規内圧が充填された無負荷の正規状態において、ビードベースライン(図示省略)とビード部4の外面との交点のうち、タイヤ軸方向外側の交点で特定される。
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" とする。
また、「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、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" とする。
前記カーカス6は、例えば、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に至る本体部6aと、この本体部6aに連なりビードコア5の廻りをタイヤ軸方向内側から外側に向けて折り返される折返し部6bとを有するスチールコードからなる1枚のカーカスプライ6Aから構成されている。また、本体部6aと折返し部6bとの間には、ビードコア5からタイヤ半径方向外側に先細状でのび、かつ硬質ゴムからなるビードエーペックス8が配され、ビード部4が適宜補強される。
前記ベルト層7は、例えば、スチールコードからなるベルトコードをタイヤ赤道Cに対して、例えば60±10度程度の角度で傾けた最も内のベルトプライ7Aと、タイヤ赤道Cに対して15〜35度以下の小角度で傾けたベルトプライ7B、7C及び7Dとを含む4層で構成される。また、ベルト層7は、各ベルトプライ7A、7B、7C、7Dのうち、タイヤ半径方向最内側から2番目に配されるベルトプライ7Bが、該ベルト層7の最大幅をなしている。
前記台タイヤ1aは、使用済みタイヤからトレッドゴムが研磨等によって除去されることにより形成される。本実施形態の台タイヤ1aは、タイヤ回転軸を含む子午線断面において、ほぼベルトプライ7Bの輪郭形状に沿って、トレッドゴムが除去されている。
新たに貼り付けられた前記トレッドゴム2gの外面2sには、例えば、タイヤ周方向にのびる周方向溝12Aや、該周方向溝12Aと交わる向きにのびる傾斜溝(図示省略)等を含むトレッドパターン12が形成される。
本実施形態の更生タイヤ1には、ビード部4のビードトウ4tと、ビード部4のビードヒール4hとの間をのびるビード底面4sに、タイヤ半径方向内方に突出してタイヤ周方向に連続してのびるシーリングリブ13が形成される。
前記シーリングリブ13は、図2に拡大して示されるように、自由状態において、ビード底面4sのビードヒール4h側から、ビードトウ4tとビードヒール4hとを結ぶ仮想直線V1よりも、タイヤ半径方向内方に突出して設けられる。ここで、「ビードヒール4h側」とは、図3に示されるように、シーリングリブ13のビード底面4s上における両端部13t、13h間の中間点13cが、ビードトウ4tとビードヒール4hとの仮想直線V1上の中間位置4cよりも、タイヤ軸方向外側に位置することを示している。
本実施形態のシーリングリブ13は、タイヤ回転軸を含む子午線断面において、半円状の輪郭を具える。また、シーリングリブ13は、図2に示されるように、自由状態において、仮想直線V1と直角なリブ高さH1が3〜5mm、かつ、仮想直線V1に沿ったリブ幅W1が3〜7mmに設定される。このシーリングリブ13のタイヤ軸方向両側に配されるビード底面4sは、本実施形態では、図3に示されるように、仮想直線V1上をのびる平面にて形成される。
更生タイヤ1は、図1に示されるように、使用済みタイヤのビード部4の変形が残ったまま再利用される。このような更生タイヤ1は、自由状態において、見かけ上、内径L3が大きくなるため、リム組み初期に、ビード部4のビード底面4sを、リムRのリムシート面Rs(図4に示す)に密着させるのが困難となる。これに対し、本実施形態の更生タイヤ1は、図4に示されるように、リム組み初期に、ビード底面4sのビードヒール4h側に設けられたシーリングリブ13を、リムシート面Rsに、タイヤ周方向に亘って連続して当接させることができ、タイヤ内腔iの気密を保つことができる。これにより、本実施形態の更生タイヤ1は、内圧充填により、ビード部4をリムRに確実に嵌合させることができ、リム組み性が向上する。
しかも、シーリングリブ13は、図2に示されるように、リブ高さH1及びリブ幅W1が上記の範囲に規制されるので、その大きさを最小限に抑えつつ、リムシート面Rsに当接できる。これにより、更生タイヤ1は、リム組み性を発揮しつつ、ビード部4とリムRとの間にシーリングリブ13が介在することによる嵌合不良を防ぎ、ひいては、フォースバリエーション(FV)の悪化等を抑制できる。
なお、シーリングリブ13のリブ高さH1が3mm未満となると、リムシート面Rs(図4に示す)に安定して当接できないおそれがあり、5mmを超えると嵌合不良が発生するおそれがある。このような観点より、シーリングリブ13のリブ高さH1は、上記範囲内が好ましく、4mmが最も好ましい。
また、シーリングリブ13のリブ幅W1が、3mm未満になると、リムシート面Rs(図4に示す)に安定して当接できないおそれがあり、7mmを超えると嵌合不良が発生するおそれがある。このような観点より、シーリングリブ13のリブ幅W1は、好ましくは3mm以上、さらに好ましくは4mm以上が望ましく、また好ましくは7mm以下、さらに好ましくは6mm以下が望ましい。
さらに、本実施形態のシーリングリブ13は、図4に示されるように、タイヤ回転軸を含む子午線断面において、半円状の輪郭を具えるので、ビード部4の間隔L1の大小によってビード底面4sとリムシート面Rsとの角度α1が異なる場合でも、該シーリングリブ13とリムシート面Rsとの密な接触が得られる。これにより、リム組み時のタイヤ内腔iの気密性を安定して保つことができる。
また、シーリングリブ13は、ビード底面4sのビードヒール4h側に形成されるため、リム組み初期に、リムシート面Rsの内径L4が漸増するタイヤ軸方向外側で、該リムシート面Rsと当接でき、以後、リム組みが完了するまで、タイヤ内腔iの気密性をより確実に保つことができる。
上記作用を効果的に発揮させるために、前記自由状態において、シーリングリブ13のビードヒール4h側の端部13hとビードヒール4hとの距離L2(図3に示す)は、好ましくは8mm以下、より好ましくは4mm以下、さらに好ましくは0mm(即ち、シーリングリブ13のビードヒール4h側の端部13hがビードヒール4hに一致すること)が望ましい。
前記シーリングリブ13は、図5(a)に拡大して示されるように、ビード部4のビード底面4sとリムシート面Rsとの間で挟まれて圧縮変形するゴム材からなるのが好ましい。これにより、シーリングリブ13は、リムシート面Rsと安定して密着し、タイヤ内腔iの気密性をより確実に保つことができる。
図5(b)に拡大して示されるように、内圧が大きくなると、ビード部4は、リムシート面Rsとの間で大きな嵌合力を受けながら、該リムシート面Rsに沿ってタイヤ軸方向外側へ移動する。この際、シーリングリブ13も、ビード底面4sとリムシート面Rsとの間で圧縮されつつ、タイヤ軸方向外側に移動する。そして、リム組み完了時には、シーリングリブ13は、リムシート面Rsに沿って偏平に圧縮変形し、ビード部4とリムRとの嵌合力が十分に高められる。これは、嵌合不良によるフォースバリエーション(FV)の悪化を効果的に抑制するのに役立つ。
シーリングリブ13のゴム材の複素弾性率E*については、適宜設定できるが、小さすぎると、空気漏れが生じてリム組み性が低下するおそれがあり、逆に、大きすぎても、シーリングリブ13が十分に圧縮変形されず、フォースバリエーション(FV)が悪化するおそれがある。このような観点より、シーリングリブ13のゴム材の複素弾性率E*は、好ましくは0.5MPa以上、さらに好ましくは1MPa以上が望ましく、また、好ましくは20MPa以下、さらに好ましくは15MPa以下が望ましい。
次に、前記更生タイヤ1の製造方法の一実施形態について説明する。
本実施形態の製造方法では、図6に示されるように、使用済みタイヤ1oから台タイヤ1aを形成する台タイヤ形成工程と、該台タイヤ1aに新たなトレッドゴム2gを貼り付けてトレッドゴム付き台タイヤ1gを形成するトレッドゴム付き台タイヤ形成工程と、該トレッドゴム付き台タイヤ1gを加硫する加硫工程とを含み、所謂リモールド方式が採用される。また、本実施形態の製造方法では、台タイヤ形成工程に先立ち、使用済みタイヤ1oが更生可能か判断する検査工程が行なわれる。
前記検査工程では、使用済みタイヤ1oの外観、釘穴、傷などが検査され、更生可能か否かの判断がなされる。更生可能の判断された使用済みタイヤ1oのみが、台タイヤ形成工程へ進むことができる。
前記台タイヤ形成工程では、使用済みタイヤ1oのトレッドゴム2oが、例えばバフ処理等によって除去されて平滑化される。これにより、台タイヤ1aが形成される。本実施形態では、台タイヤ1aのバフ掛け面17が、タイヤ回転軸を含む子午線断面において、例えば、タイヤ軸方向の最大幅をなすベルトプライ7Bの輪郭形状に沿った略円弧状となるようにバフ処理される。
なお、バフ処理は、使用済みタイヤ1oを正規リムにリム組みしかつ正規内圧の5〜30%の内圧を保持したバフ処理内圧状態で行われるのが好ましい。なお、台タイヤ1aのバフ掛け面17の前記形状は、このバフ処理内圧状態で定義される。また、台タイヤ形成工程では、バフ処理とともに、釘孔の穴埋め等の必要な補修が行なわれる場合がある。
次に、本実施形態のトレッドゴム付き台タイヤ形成工程では、例えば、台タイヤ1aのバフ掛け面17に、新たなトレッドゴム2gが、例えばゴム系接着剤(図示省略)を介して貼り付けられる。これにより、トレッドゴム付き台タイヤ1gが形成される。
前記トレッドゴム2gは、未加硫のゴム材からなり、例えば、台タイヤ1aのバフ掛け面17と向き合う内向き面2giと、トレッド部2の外面2sをなす外向き面2goとを含む断面略矩形状に形成される。なお、本明細書において「未加硫」とは、完全な加硫に至っていない全ての態様を示している。従って、半加硫ないし一部が加硫されたゴム部材は、前記「未加硫」の概念に包含される。
次に、前記加硫工程では、図7に示されるように、加硫金型16を用いて、トレッドゴム付き台タイヤ1gが加硫成形される。
本実施形態の加硫金型16は、例えば、サイドウォール成形面18aを有する側型16Aと、該側型16Aの半径方向外側に配されかつトレッド成形面18bを有する複数の上型16Bと、該側型16Aの半径方向内側に配されかつビード成形面18cを有するビードリング16Cとを含んで構成される。
また、加硫金型16は、側型16A、上型16B、及びビードリング16Cが嵌め合わされることにより、サイドウォール成形面18a、トレッド成形面18b、及びビード成形面18cが連続するタイヤの成形面18が形成される。また、側型16A、上型16B、及びビードリング16Cを互いに離間させることにより、トレッドゴム付き台タイヤ1g又は加硫された更生タイヤ1を出し入れできる。なお、前記上型16Bには、トレッド成形面18bから突出しかつ周方向溝12A等を成形するる凸部22が設けられる。
また、前記ビードリング16Cには、図8に拡大して示されるように、そのビード成形面18cのうち、ビード底面4sを成形する底面成形面18c1から凹んで周方向に連続してのびる凹溝23が設けられる。この凹溝23は、ビード底面4sにシーリングリブ13を形成する。
本実施形態の加硫工程では、加硫金型16にトレッドゴム付き台タイヤ1gが投入される前に、凹溝23に未加硫ゴム24が予め収容される。もし、トレッドゴム付き台タイヤ1gのビード底面4sに、未加硫ゴム24を直接貼り付けてから加硫金型16に投入する場合、未加硫ゴム24がビードリング16Cのビード成形面18cに擦れて成形不良が生じるおそれがある。本実施形態では、このような成形不良を抑制しうる。
凹溝23に未加硫ゴム24が収容される工程が終了した後、図7に示されるように、加硫金型16内に、トレッドゴム付き台タイヤ1gが投入される。トレッドゴム付き台タイヤ1gは、慣例に従い、高圧流体が供給されるブラダー26の膨張により、成形面18に押付けられて加硫成形される。また、未加硫ゴム24は、例えば、ビードリング16C内に配される電熱線等の加熱手段(図示省略)によって加硫され、ビード底面4sにシーリングリブ13が形成される。
上記工程が終了すると、シーリングリブ13が形成されたトレッドゴム付き台タイヤ1gが加硫金型16から取り出され、更生タイヤ1が得られる。
このような製造方法では、ビードリング16Cに形成される凹溝23に、予め未加硫ゴム24を収容する工程を含むことにより、シーリングリブ13を容易かつ確実に形成することができる。
以上、本発明の特に好ましい実施形態について詳述したが、本発明は図示の実施形態に限定されることなく、種々の態様に変形して実施しうる。
図1示すシーリングリブを除いた基本構造を有し、かつ表1に示すシーリングリブを有する更生タイヤを試作するとともに、それらの性能がテストされた。また、比較のために、シーリングリブを有さない更生タイヤについても同様にテストされた。なお共通使用は以下の通りである。
タイヤサイズ:11R22.5
リムサイズ:22.5×7.50
テストの方法は次の通りである。
<リム組み性>
各供試タイヤ200本を上記リムにリム組みし、トレッド部の外面を接地させた縦置き状態で、ビード部をリムに強制的に押付けるインフレータ等を使用することなく内圧を充填し、正常にリム組みできた本数を比較例1を100とする指数で評価した。数値が大きいほど良好である。
<フォースバリエーション(FV)>
各試供タイヤを上記リムにリム組みし、内圧700kPaを充填して、RRO(ラジアルランナウト)を測定し、その平均値を比較例1を100とした指数で表示した。指数が小さいほど良好である。
テストの結果を表1に示す。
Figure 2011235783
Figure 2011235783
テストの結果、実施例の更生タイヤは、リム組み性を大幅に向上することが確認できた。また、実施例の更生タイヤは、フォースバリエーション(FV)の悪化を抑制しうることも確認できた。
1 更生タイヤ
1a 台タイヤ
1o 使用済みタイヤ
2g トレッドゴム
4 ビード部
4s ビード底面
13 シーリングリブ

Claims (5)

  1. 使用済みタイヤからトレッドゴムを除去した台タイヤに、新たなトレッドゴムが貼り付けられた更生タイヤであって、
    ビード部を有し、
    該ビード部のビードトウとビードヒールとの間をのびるビード底面のビードヒール側には、前記ビードトウとビードヒールとを結ぶ仮想直線よりもタイヤ半径方向内方に突出してタイヤ周方向に連続してのびるシーリングリブが形成され、
    該シーリングリブは、前記仮想直線と直角なリブ高さが3〜5mm、かつ、仮想直線に沿ったリブ幅が3〜7mmであることを特徴とする更生タイヤ。
  2. 前記シーリングリブは、タイヤ回転軸を含む子午線断面において、半円状の輪郭を具える請求項1記載の更生タイヤ。
  3. 前記シーリングリブは、複素弾性率E*が0.5〜20MPaのゴム材からなる請求項1又は2に記載の更生タイヤ。
  4. 前記シーリングリブのビードヒール側の端は、前記ビードヒールに一致する請求項1乃至3のいずれかに記載の更生タイヤ。
  5. 請求項1乃至請求項4のいずれかに記載の更生タイヤを製造するための方法であって、
    使用済みタイヤからトレッドゴムを除去して台タイヤを形成する台タイヤ形成工程と、
    前記台タイヤに新たなトレッドゴムを貼り付けてトレッドゴム付き台タイヤを形成するトレッドゴム付き台タイヤ形成工程と、
    前記トレッドゴム付き台タイヤを加硫金型で加硫する加硫工程とを含み、
    前記加硫金型は、トレッドゴム付き台タイヤのビード底面を成形するビードリングを含み、
    該ビードリングは、前記シーリングリブを成形する凹溝を具えるとともに、
    前記加硫工程では、前記加硫金型へのトレッドゴム付き台タイヤの投入に先立ち、前記凹溝に、予めシーリングリブとなる未加硫ゴムを収容する工程を含むことを特徴とする更生タイヤの製造方法。
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