JP2016185638A - タイヤ加硫用剛性強化輪 - Google Patents

Abstract

【課題】空気入りタイヤのビード部の寸法精度を高くしながら、加硫時のタイヤ故障を抑制するようにしたタイヤ加硫用剛性強化輪およびタイヤ加硫方法を提供する。【解決手段】グリーンタイヤＴを金型１内にセットし、グリーンタイヤＴの内側にブラダー２を挿入して膨張させることによりタイヤ径方向外側へ押し付けて加硫成形するとき、グリーンタイヤＴのビード部に相当する領域の内周面と、ブラダー２のビード部に相当する領域の外周面の間に、円錐台状をした筒形の本体部４を有する剛性強化輪３を介在させた状態でブラダー２を膨張させることを特徴とする。【選択図】図１

Description

本発明は、空気入りタイヤの加硫成形に使用するタイヤ加硫用内型およびそれを用いたタイヤ加硫方法に関する。

空気入りタイヤを加硫成形する方法として、金型の内部にグリーンタイヤをセットした後、そのグリーンタイヤの内部に加硫用ブラダーを挿入してスチーム等を注入・充填し膨張させることにより、グリーンタイヤを加圧・加熱することが行われる。しかし加硫用ブラダーを使用した加硫成形では、空気入りタイヤの構成部材が流動し設計された通りに配置されないことが起こり得る。このような場合、所期のタイヤ性能が発揮できない虞がある。また高性能な空気入りタイヤを製造するには、タイヤ構成部材の配置精度を一層高くすることが必要である。

特にビード部における加硫成形では、グリーンタイヤのビード部の断面形状と、加硫後のタイヤにおけるビード部の断面形状が大きく相違するため、ブラダーのビード部に相当する領域の外周面には、グリーンタイヤを強く型押しする力が求められる。しかしグリーンタイヤには剛性が高いビードやビードフィラーが埋設されるため、ビード部の形状精度を上げるためには、型押し力をより大きくすることが必要になる。しかもビード部を形成するゴム組成物は、一般に硫黄を多く含むため、硫黄の作用および大きな型押し力が繰り返し負荷されることにより、ブラダーのビード部に相当する領域の外周面は肌荒れしやすく（ラフブラダー）、その寿命を縮める原因になっている。一方、扁平タイヤ等を加硫するとき、グリーンタイヤのトレッド部およびビード部が先に金型の内周面に押し付けられるため、グリーンタイヤのショルダー領域と金型の間に空気が取り残されることがある。このトラップされた空気を上手く排出しないと、加硫故障の原因になる。

空気入りタイヤの寸法精度を高くしてタイヤ性能を高めるため、剛性中子を内型として使用する加硫方法が提案されている（例えば特許文献１参照）。しかしながら、剛性中子を用いた加硫方法では、タイヤ加硫時の熱膨張に対処することが難しく適用可能なタイヤ形状が限定されること、加硫したタイヤを内型から取り外すのが困難で生産性が低いことに加え、製造コストが高くなるという問題がある。このため空気入りタイヤの寸法精度を高くし、かつ加硫時のタイヤ故障を抑制するようにした空気入りタイヤの加硫方法は、未だ確立されていなかった。

特開２００７−６９４９７号公報

本発明の目的は、得られるタイヤの寸法精度を高くしながら、加硫時のタイヤ故障を抑制するようにしたタイヤ加硫用内型およびそれを用いたタイヤ加硫方法を提供することにある。

上記目的を達成する本発明の剛性強化輪は、グリーンタイヤを金型内にセットし、ブラダーを前記グリーンタイヤの内側からタイヤ径方向外側へ押し付けて加硫成形するとき前記グリーンタイヤのビード部に相当する領域の内周面と、前記ブラダーのビード部に相当する領域の外周面の間に介在させる円錐台状をした筒形の本体部を有するタイヤ加硫用内型であり、該タイヤ加硫用内型は前記ブラダーとともに加硫成形機の中心機構に係留され、かつ前記本体部がタイヤ径方向外側へ延在する補強線材を埋設した加硫ゴムからなることを特徴とする。

また本発明のタイヤ加硫方法は、グリーンタイヤを金型内にセットし、前記グリーンタイヤの内側にブラダーを挿入して膨張させることによりタイヤ径方向外側へ押し付けて加硫成形するタイヤ加硫方法であって、前記グリーンタイヤのビード部に相当する領域の内周面と、前記ブラダーのビード部に相当する領域の外周面の間に、前記剛性強化輪を介在させるように前記ブラダーを膨張させることを特徴とする。

本発明の剛性強化輪およびこれを用いたタイヤ加硫方法によれば、グリーンタイヤのビード部の内周面と、ブラダーのビード部の外周面の間に、円錐台状をした筒形の本体部を有するタイヤ加硫用剛性強化輪を配置して加硫成形するので、ブラダーのビード部に対する型押し力を強くするとともに、ビード部の内周面の形状を限定し寸法精度を高くすることができる。またブラダーの外周面および剛性強化輪の間で、少なくともブラダーの凹凸（通気溝）が確保されるのでショルダー領域にトラップされた空気の排出を容易にし、エアーに起因するタイヤ故障の発生を抑制することができる。さらにブラダーがグリーンタイヤのビード部に直に接しないようにするのでラフブラダーを抑制しブラダー寿命を長くすることができる。しかも剛性強化輪を既存のブラダーと共に使用するだけでよいので、生産性を維持すると共に製造コストを悪化させることがない。

前記剛性強化輪は、本体部のタイヤ径方向内側に接続端部を有し、この接続端部が前記ブラダーの端部とともに前記中心機構にクランプすることができる。また前記本体部および接続端部との間に両者を連結する第１係留帯を有することができる。

前記本体部が前記ブラダーの外周面との間に通気手段を有するとよく、この通気手段は対抗する本体部およびブラダーの表面の少なくとも１つに溝を形成するとよい。

本発明において、一対の前記剛性強化輪が、前記グリーンタイヤの幅方向両側のビード部に相当する領域の内周面に配置されるとともに、この一対の剛性強化輪の前記本体部を互いに第２係留帯で連結することができる。

本発明のタイヤ加硫方法は、上述した剛性強化輪を用いてグリーンタイヤを加硫することにより寸法精度が高く、高品質の空気入りタイヤを安定的に低コストで製造することができる。

グリーンタイヤの加硫時に使用された本発明の剛性強化輪の実施形態の一例を模式的に示す子午線方向断面図である。 本発明の剛性強化輪の実施形態の一例を模式的に示す斜視図である。 図１におけるビード部を拡大して示す部分断面図である。 本発明の剛性強化輪の実施形態の他の一例を模式的に示す斜視図である。

以下、本発明の剛性強化輪およびそれを用いたタイヤ加硫方法を図に示した実施形態に基づいて説明する。

図１は、加硫成形時の金型１、加硫用ブラダー２（以下、「ブラダー２」という。）およびグリーンタイヤＴの断面を模式的に示す説明図である。図１では、ブラダー２が膨張することにより、グリーンタイヤＴが金型１の内面に押し付けられた様子を示している。またグリーンタイヤＴは、ビード部Ｔ３、サイド部Ｔ２およびビード部Ｔ３からなる。

本発明では、グリーンタイヤＴのビード部Ｔ３に相当する領域の内周面と、ブラダー２のビード部Ｔ３に相当する領域の外周面の間に、剛性強化輪３が配置される。この剛性強化輪３は、ブラダー２とともに加硫成形機の中心機構に係留され、加硫成型時にブラダー２の膨張に介助されてグリーンタイヤＴの内周面とブラダー３の外周面の間でビード部Ｔ３に相当する領域に介在しシワなく延びるように配置される。これにより剛性強化輪３はグリーンタイヤＴのビード部Ｔ３の内周面に当接し、圧力と熱を伝達する。

剛性強化輪３は、図２に示すように、円錐台状をした筒形の本体部４を有するタイヤ加硫用内型である。剛性強化輪３は、本体部４のタイヤ径方向内側に接続端部６を有し、この接続端部６がブラダー２の端部２ｅとともに加硫成形機の中心機構にクランプされている。接続端部６の形状は、ブラダーの端部２ｅとともに加硫成形機の中心機構にクランプされればよく、その形状は特に限定されるものではない。好ましくは、環状の加硫ゴムの帯で構成するとよい。また接続端部６は、ブラダーの端部２ｅをその径方向内側から幅方向外側にかけて包み込むように形成することができる。

本体部４および接続端部６は第１係留帯５により連結されるとよい。第１係留帯５を使用することにより、本体部４がブラダー２の拡縮に追従しやすくなる。第１係留帯５を配置する数は、特に限定されるものではないが、例えば本体部４の径方向内側の周上で好ましくは２〜３０本、より好ましくは８〜１６本であるとよい。

また剛性強化輪３の本体部４は、タイヤ径方向外側へ延在する補強線材７を埋設した加硫ゴムで構成される。これにより剛性強化輪３の本体部４は、タイヤ径方向の面外剛性を高くすることができる。剛性強化輪３を、加硫ゴムで構成することにより、ブラダーおよびグリーンタイヤと加硫工程を通じて接着しないようにする。これにより加硫したタイヤの金型からの取り外し性（離型性）を良好にすることができる。また剛性強化輪３は、金型１から取り出した加硫済みのタイヤの内側から容易に剥離させて取り出すことができる。

補強線材７としては例えば、ポリエステル繊維、ポリアミド繊維、レーヨン繊維、アラミド繊維、ポリエチレンナフタレート繊維、ポリオレフィンケトン繊維、アクリル繊維等を用いることができる。なお補強線材７は糸状でも布状でも構わないし、例えば、ゴムを浸み込ませた布を剛性強化輪３に重ねて加硫する方法等がある。繊維補強材５を構成する繊維は、タイヤ径方向に対し好ましくは１０°以下、より好ましくは０°〜５°の角度をなしているとよい。またグリーンタイヤＴが加硫され更に加熱されて体積膨張するとき、ビード部Ｔ３がタイヤ周方向内側への縮径を確保することができる。本体部４における補強線材７の配置密度は、特に限定されるものではないが、本体部のタイヤ径方向（高さ方向）中央の周上において、好ましくは５〜８０本／５ｃｍ、よりに好ましくは３０〜６０本／５ｃｍするとよい。補強線材７の配置密度をこのような範囲内にすることにより、ブラダー２の拡縮に追従した本体部４の拡縮を容易にしながら、本体部４の面外剛性を確保することができる。

高い面外剛性を有する強化輪３をブラダー２の外周に外嵌めすることにより、加硫成形時にブラダー２が膨張するとき、ブラダー２のビード部Ｔ３に対する型押し力を強くするとともに、ビード部Ｔ３の内周面の形状を限定し寸法精度を高くする。すなわち剛性強化輪３を使用することにより、加硫成形時にブラダー２が膨張するときのタイヤの内周面の形状を限定し、ビード部領域のタイヤ厚さを調節し寸法精度を高くすることができる。

また加硫ゴムからなる剛性強化輪３をブラダー２の外周面およびグリーンタイヤＴの間に配置することにより、少なくともブラダー２の外周面の凹凸（通気溝）が、剛性強化輪３との間で確保される。これにより、図３に示すように、加硫時にグリーンタイヤのサイド部Ｔ２の内側のブラダー２との間にトラップされた空気Ａがビード部の剛性強化輪３およびブラダー２の間の通気溝９から排出するのを容易にし、エアーに起因するタイヤ故障の発生を抑制することができる。なおに凹凸（通気溝）は本体部４の内周面に形成してもよい。すなわち本体部４およびブラダー２の間に通気手段を有することにより加硫時のエアトッラプに起因するタイヤ故障を抑制することができる。この通気手段としては、本体部４の内周面および／またはブラダー２の外周面に形成された凹凸（通気溝）等を例示することができ、本体部４およびブラダー２がいずれも加硫ゴムからなるため、加硫時に潰れにくくトラップされた空気Ａを効率的に排出することができる。特にサイド部Ｔ２にエアトッラプを起こしやすい扁平タイヤ等を加硫するときでも、剛性強化輪３を使用することにより、空気Ａの排出を容易にし加硫時のタイヤ故障を抑制することができる。

さらに剛性強化輪３を介在させることによりグリーンタイヤのビード部Ｔ３がブラダー２に直に接しないようにするので、硫黄成分がグリーンタイヤのビード部Ｔ３からブラダー２へ移行するのを防ぐことができる。このためブラダーが硫黄成分により劣化するラフブラダーを抑制しブラダー寿命を長くすることができる。

剛性強化輪３を用いる加硫成形は、既存のブラダーに剛性強化輪３を外嵌めし、共に加硫成形機の中心機構に係留するだけでよいので、空気入りタイヤの生産性を維持すると共に製造コストを悪化させることがない。

本発明の剛性強化輪３は、グリーンタイヤの幅方向両側の一対のビード部Ｔ３に相当する領域の内周面にそれぞれ配置され、この一対の剛性強化輪３の本体部４を、図４に示すように、互いに第２係留帯８で連結することができる。第２係留帯８は、互いに向かい合う本体部４のタイヤ径方向外側の端部同士を、ブラダー２のトレッド部に相当する領域を経由して連結する。一対の本体部４の径方向外側の端部を第２係留帯８で連結することにより、ブラダー２の拡縮に伴う未加硫タイヤ内腔への挿入および加硫したタイヤからの脱離を容易にすることができる。第２係留帯８の数は特に制限されるものではないが、例えば本体部４の径方向内側の周上で好ましくは２〜１６本、より好ましくは４〜１０本であるとよい。

剛性強化輪３の本体部４は、上述した補強線材７を未加硫ゴムのシートで挟み込むなどして被覆し、加硫することにより得られる。未加硫ゴムのシートを構成する材料は、特に限定されるものではなく、加硫ブラダー用ゴム組成物やタイヤ用ゴム組成物を通常構成するゴム成分であればよい。ゴム成分としては、例えばブチルゴム、シリコンゴム、フッ素ゴム、天然ゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、スチレンブタジエンゴム等を例示することができる。

なお、剛性強化輪３は、既存の中心機構にブラダー２と共に係留し、通常の条件で加硫成形するだけでよいので、従来の生産性を維持すると共に製造コストを悪化させることがない。

次に剛性強化輪３を使用した空気入りタイヤの加硫方法について説明する。本発明のタイヤ加硫方法は、グリーンタイヤＴのビード部Ｔ３に相当する領域の内周面と、ブラダー２の外周面の間に、上述した剛性強化輪３を介在させた状態を金型１内にセットし、ブラダー２を膨張させることにより加硫成形する。上述した通り、ブラダー２の外周を剛性強化輪３が外嵌めした構成になるので、タイヤビード部Ｔ３の内周側の形状が剛性強化輪３の外周形状により規定されると共に、サイド部にトラップされたエアーの排出を容易にし、かつブラダーの寿命を長くすることができる。

以下、実施例によって本発明を更に説明するが、本発明の範囲はこれらの実施例に限定されるものではない。

同一仕様のグリーンタイヤ（タイヤサイズ２９５／３５Ｒ２１）を加硫成形するとき、実施例１では図２に示す剛性強化輪を使用して加硫し、比較例１では剛性強化輪を使用しないで加硫した。また比較例２ではグリーンタイヤ（タイヤサイズ２１５／６５Ｒ１６）を剛性強化輪を使用しないで加硫した。なお剛性強化輪としては、タイヤ径方向に延在するポリエステル繊維コード（総繊度２２００ｄｔｅｘ、撚り構造が４６×４６（２本撚り）であるコード）をタイヤ周方向のエンド数５０本／５０ｍｍの間隔で配置しブチルゴムで被覆し加硫した円錐台状をした筒形（径方向外側の直径が５８３ｍｍ、径方向内側の直径が４８３ｍｍ、厚さが３．５ｍｍ）の本体部で構成した。

また、各実施例につきブラダーを２本用意して加硫成形を行い、１本目のブラダーが故障したら２本目のブラダーに交換し、すべてのブラダーが故障するまで加硫成形を続けた。このとき各実施例毎に加硫したタイヤのエアー系故障の発生率（％）およびビード部断面形状等の故障の発生率（％）を測定した。得られた結果を表１に示す。さらにブラダーがラフブラダーにより使用に適さなくなるまでの寿命を、加硫したタイヤの本数として測定した。得られた結果を表１に示す。

比較例１、２の対比から明らかなように、タイヤサイズを扁平で大きくした比較例１の加硫でエアー系故障の発生率（％）、ビード部断面形状等の故障の発生率（％）およびブラダー寿命が悪化した。これに対し、実施例１の加硫では、剛性強化輪を使用して加硫することにより、比較例１と同じ扁平で大きなサイズのタイヤを加硫しながら、加硫でエアー系故障の発生率（％）、ビード部断面形状等の故障の発生率（％）およびブラダー寿命が比較例２を上回るレベルにまで大幅に向上することができた。

１ 金型
２ 加硫用ブラダー
２ｅ ブラダーの端部
３ 剛性強化輪
４ 本体部
５ 第１係留帯
６ 接続端部
７ 補強線材
８ 第２係留帯
９ 通気溝
Ｔ グリーンタイヤ
Ｔ１ ビード部
Ｔ２ サイド部
Ｔ３ ビード部

Claims (7)

1. グリーンタイヤを金型内にセットし、ブラダーを前記グリーンタイヤの内側からタイヤ径方向外側へ押し付けて加硫成形するとき前記グリーンタイヤのビード部に相当する領域の内周面と、前記ブラダーのビード部に相当する領域の外周面の間に介在させる円錐台状をした筒形の本体部を有するタイヤ加硫用内型であり、該タイヤ加硫用内型は前記ブラダーとともに加硫成形機の中心機構に係留され、かつ前記本体部がタイヤ径方向外側へ延在する補強線材を埋設した加硫ゴムからなることを特徴とする剛性強化輪。
2. 前記本体部のタイヤ径方向内側に接続端部を有し、該接続端部が前記ブラダーの端部とともに前記中心機構にクランプされていることを特徴とする請求項１に記載のタイヤ加硫用剛性強化輪。
3. 前記本体部および接続端部を連結する第１係留帯を有することを特徴とする請求項２に記載の剛性強化輪。
4. 前記本体部が前記ブラダーの外周面との間に通気手段を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の剛性強化輪。
5. 一対の前記剛性強化輪が、前記グリーンタイヤの幅方向両側のビード部に相当する領域の内周面に配置されるとともに、この一対の剛性強化輪の前記本体部を互いに第２係留帯で連結することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の剛性強化輪。
6. グリーンタイヤを金型内にセットし、前記グリーンタイヤの内側にブラダーを挿入して膨張させることによりタイヤ径方向外側へ押し付けて加硫成形するタイヤ加硫方法であって、前記グリーンタイヤのビード部に相当する領域の内周面と、前記ブラダーのビード部に相当する領域の外周面の間に、請求項１〜５のいずれかに記載の剛性強化輪を介在させるように前記ブラダーを膨張させることを特徴とするタイヤ加硫方法。
7. 請求項６に記載のタイヤ加硫方法により得られた空気入りタイヤ。

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