JP2648658B2 - タイヤの製造方法およびビードエーペックスゴム押出し装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、タイヤ方向に連続する
孔を多数設けたビードエーペックスを具えるタイヤの製
造方法及びそのビードエーペックスゴム押出し装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】近年、エネルギーについて環境問題から
車両の低燃費性能の向上が求められ、タイヤにあっても
その転動抵抗の減少、軽量化が望まれている。

【０００３】タイヤの重量を軽減するには、各部の厚
さ、体積を減少する手法が考えられるが、不容易な減少
は、操縦安定性、耐摩耗性、耐外傷性などのタイヤ性能
を低下させることとなる。

【０００４】他方、ビードエーペックスについて、体積
を減じることなく軽量化する提案が特開平４−５９４０
２号公報、特開平４−９５５１３号公報によってなされ
ている。

【０００５】前者は、ビードエーペックスを、タイヤ子
午断面においてタイヤ内側の内殻と外側との外殻とを梁
で連結した断面細長三角のラチス梁状とすることにより
軽量化している。しかしこのものは、軽量に過ぎビード
エーペックスの剛性、周方向の剛性を低下させやすく、
操縦安定性の低下を将来する。

【０００６】また、後者の特開平４−９５５１３号公報
のものは、ハニカム構造を有するビードエーペックスを
具えたタイヤを開示しているが、このビードエーペック
スはタイヤ軸と平行な面においてハニカム構造をなして
いるため、タイヤ周方向の剛性の低下が著しい。

【０００７】そこで出願人は、特願平５−１００２５号
において、タイヤ周方向にのびる複数の孔を設けた一体
のゴムからなるビードエーペックスの提案を行った。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】このようなビードエー
ペックスは、加硫金型を用いて輪郭を成形したのち、ド
リル等を用いて前記孔を穿設することによっても形成し
うるが、このような方法では手間を要し、かつコスト高
となる。

【０００９】なおビードエーペックスのゴム材料として
発泡性を有するゴム組成のものを用いて、発泡させて比
重の軽いビードエーペックスを形成することも考えられ
るが、この発泡技術は安定した空隙率を保持して量産す
るのが困難であり、このような製法は採用し得ない。

【００１０】発明者らは、能率よく生産できかつタイヤ
を軽減化しうるビードエーペックスの製造方法を見出す
べく試作、研究を重ねた結果、ゴム押出し装置からビー
ドエーペックスを押出すゴム通り孔を設けた押出しノズ
ルに、そのゴム通り孔の中に配されかつ孔の入口側で保
持されるピン材を複数個設けかつそのピン材について寸
法的な規制を加えることにより、前記目的を達成しうる
ことを見出し本発明を完成させたのである。

【００１１】本発明は、タイヤの走行諸性能を低下させ
ることなく、タイヤの軽量化を図りうるビードエーペッ
クスを具えるタイヤの製造方法およびそのビードエーペ
ックスゴム押出し装置の提供を目的としている。

【００１２】

【課題を解決するための手段】第１発明は、ビードエー
ペックス用のゴムを混練する工程、ビードエーペックス
の横断面外周形状に合う押出し口を出口側に有する内周
壁に囲まれるゴム通り孔を設けたノズル基体と、入口側
から前記出口側の前記押出し口位置まで前記内周壁およ
び互いに離間して延在しかつ出口側で途切れるとともに
直径１〜３mmしかも入口側で前記ノズル基体に固定され
る複数のピン材とからなり、前記押出し口の開口面積Ｓ
と、押出し口におけるピン材の横断面積の総和Σｓとの
比Σｓ／Ｓを０．１〜０．７とした押出しノズルを具え
てなるビードエーペックスゴム押出し装置を用いて、前
記混練されたビードエーペックス用のゴムを押出す押出
し工程、このビードエーペックスを生カバーに組込む組
立工程および生カバーを加硫成形しタイヤとする工程か
らなるタイヤの製造方法である。

【００１３】又第２発明は、ビードエーペックスの横断
面外周形状に合う押出し口を出口側に有する内周壁に囲
まれるゴム通り孔を設けたノズル基体と、入口側から前
記出口側の前記押出し口位置まで前記内周壁および互い
に離間して延在しかつ出口側で途切れるとともに直径１
〜３mmしかも入口側で前記ノズル基体に固定される複数
のピン材とからなり、前記押出し口の開口面積Ｓと、押
出し口におけるピン材の横断面積の総和Σｓとの比Σｓ
／Ｓを０．１〜０．７とした押出しノズルを具えてなる
ビードエーペックスゴム押出し装置である。

【００１４】なお第１及び第２発明において、ピン材に
途切れ端側の横断面積ｓｏが入口側の横断面積ｓｉより
も大としたテーパ部を設けるのが好ましい。

【００１５】

【作用】第２発明において、押出しノズルはノズル基体
のゴム通り孔には、その内周壁および互いに延在しかつ
出口側で途切れ、入口側でノズル基体に固定される複数
のピン材を配している。従ってこの押出しノズルを具え
るビードエーペックスゴム押出し装置は、タイヤ周方向
に連続する複数の孔を具えたゴムからなるビードエーペ
ックスを量産することが出来る。

【００１６】なおピン材の直径が１mm未満ではゴムの押
出し時において強度不足により折損が生じやすく、３mm
をこえると押し出し抵抗が増し、成形能率が低下する。

【００１７】又、押出し口の開口面積Ｓと押出し口にお
けるピン材の横断面積の総和Σｓとの比Σｓ／Ｓを０．
１〜０．７としている。比Σｓ／Ｓが０．１未満では、
重量軽減の効果が少なく、０．７をこえると成形された
ビードエーペックスの孔面積が過大となり、ビードエー
ペックスの剛性が均一になりにくいからである。

【００１８】従って前記構成のビードエーペックスゴム
押出し装置を用いて形成されたビードエーペックスを、
タイヤの部材として採用することにより、タイヤ諸性能
を保持しつつタイヤの重量軽減をなしうる。

【００１９】第１発明においては、前記したビードエー
ペックスゴム押出し装置を用いて混練されたビードエー
ペックス用のゴムを押出し工程を含むタイヤの製造方法
であるため、タイヤの走行諸性能、耐久性を維持しつつ
軽量化されたタイヤを製造しうる。

【００２０】

【実施例】以下本発明の一実施例を図面に基づき説明す
る。なおタイヤの製造方法及びビードエーペックスゴム
の押出し装置の説明に先立ちこの製造方法及び装置を用
いて形成されるタイヤの構造について述べる。

【００２１】タイヤＴは図８に示す如く空気入りタイヤ
として形成され、トレッド部２２からサイドウォール部
２３を経てビード部２４のビードコア２５の周りをタイ
ヤ軸方向から外側にかけて折返されるラジアル配列のコ
ードを有するカーカス２６を有する。カーカス２６は、
１層または複数層、本例では１層のカーカスプライから
構成される。

【００２２】トレッド部２２の内方かつカーカス２６の
タイヤ半径方向外側にはブレーカー２７が配置される。
又カーカス２６の本体部と折返し部２６Ａとの間で前記
ビードコア２５から、タイヤ半径方向外側にのびるビー
ドエーペックス２０が配置される。

【００２３】前記ビードエーペックス２０は、半径方向
外方を頂点とする細長三角形をなし、本例では、ビード
コア２５側の下部片２０Ａと、その半径方向外方に連な
る上部片２０Ｂとの２つの部材によって形成される。

【００２４】下部片２０Ａは、ＪＩＳＡ硬度が８８〜９
５°の硬質のゴム組成物からなり、又、必要に応じてゴ
ム組成の中に短繊維を対ゴム比を０．１〜０．５の比率
で混入してなるハードのエーペックスであり、かつタイ
ヤ周方向にのびる多数の孔２１…を設ける。他方、上部
片２０Ｂは、下部片２０Ａに比べて軟質の、例えばＪＩ
ＳＡ硬度が５０〜７０°のゴム組成物によって形成され
たソフトエーペックスである。このように異種の構成に
よる２つの部材を用いてビードエーペックス２０を形成
することによって、タイヤの走行性能及び耐久性をバラ
ンスよく向上することが出来る。

【００２５】下部片２０Ａに設けた前記孔２１は、ビー
ドエーペックス２０の剛性、耐久性を維持しつつ重量軽
減を目的としており、又この孔２１に、ビードエーペッ
クス２０の剛性を更に安定させるため、前記下部片２０
Ａを形成するゴム組成物よりも比重が小さい、例えば発
泡材、繊維質材などの軽量充填材を充填することも出来
る。

【００２６】このようなビードエーペックス２０は、ビ
ードエーペックスゴム押出し装置１（以下ゴム押出し装
置１という）を用いて形成される。

【００２７】ゴム押出し装置１には、タイヤ周方向に連
続する孔２１を有する前記下部片２０Ａを形成するため
の押出しノズル２が設けられる。このゴム押出し装置１
は、例えばコンピューターの指令により速度を制限され
るモータ３１により回転するスクリュー３２を具え、投
入口３３からビードエーペックス用のゴム材として配合
されかつ混練された生ゴムを、スクリュー３２によって
撹拌、昇温させることにより、この生ゴムを粘状化する
とともに、前記押出しノズル２から連続して押出す。

【００２８】押出しノズル２は、前記スクリュー３２の
下流端にて押出し装置の基体１Ａに取外し可能に取付け
られる。又押出しノズル２は、スクリュー軸線の延長上
にゴム通り孔３を設けたノズル基体４と、前記ゴム通り
孔３の中に配される複数のピン材５…とからなる。又ノ
ズル基体４は装置の基体１Ａに向く入口側Ｉと外に向く
出口側Ｏとを有し、出口側Ｏでは、ゴムの通り孔３を、
ビードエーペックス２０の前記下部片２０Ａの横断面形
状に合う押出し口６として形成している。

【００２９】前記ピン材５は、本実施例では断面円形の
棒状をなし、前記入口側Ｉにおいて、支持片７を介して
ノズル基体４に取付けられる。

【００３０】支持片７は、本実施例では、前記ゴム通り
孔３を跨がりかつゴム通り孔３方向を長手とする薄厚の
板状体であり、その両端部は、前記ゴム通り孔３の内周
壁９に入口側Ｉで開口する有底の溝部３６に嵌入するこ
とにより、出口側Ｏ方向には移動不能に係止された状態
でノズル基体４に取付けられる。

【００３１】前記支持片７には、ピン材５の基部５Ａに
設ける切込溝３７を支持片７に嵌め入れ位置決めすると
ともに、ピン材５と支持片７とをピン止めすることによ
り該基部５Ａは支持片７に固着される一方、該ピン材５
の先端である途切れ端５Ｂは、前記押出し口６の位置ま
でのびている。なお一つの支持片７は２〜４本のピン材
５…を、内周壁９に対して、又ピン材５、５相互に離間
させて取付けている。又、これらの複数のピン材５…と
支持片７とは、１枚の板体から削り出して形成してもよ
い。

【００３２】前記ピン材５は基部５Ａから途切れ端５Ｂ
側に向かってピンの断面積ｓが増すテーパ部１０を有
し、かつ途切れ端５Ｂにおける直径ｄを１〜３mmとして
いる。これによって途切れ端５Ｂ側の横断面積ｓｏが入
口Ｉ側の横断面積ｓｉよりも大となる。

【００３３】又、前記押出し口６では、押出し口６の開
口面積Ｓとこの押出し口６におけるピン材５の横断面積
の総和Σｓとの比を０．１〜０．７としている。

【００３４】なおピン材５は図６に示す、支持構成によ
ってもノズル基体４に取付けることが出来る。本実施例
におけるピン材５の支持は、ノズル基体４の入口側Ｉに
該ノズル基体４と間隙Ｇを有して配される板状の支持板
８Ａを、その三方において前記間隙Ｇを保持しつつノズ
ル基体４からのびる各支柱４１…に固着する一方、この
支持板８Ａに、各ピン材５…の基部５ａを取付けてい
る。

【００３５】本実施例における基部５ａは、途切れ端５
ｂに向く向きに縮径するテーパによって形成され、支持
板８Ａに透設されかつ前記基部５ａと同じ向きのテーパ
孔からなる取付孔４２に嵌入することにより、ピン材５
は押出し口６から抜け出し不能に、かつ支持片８を介し
てノズル基体４に取付けられる。

【００３６】然して、ビードエーペックス用ゴムとして
配合されかつ混練された生ゴムをゴム押出し装置１の投
入口３３から投入し、スクリュー３４の回転によって撹
拌することにより、該生ゴムは５０〜９０℃の範囲に、
好ましくは７０℃に昇温し、その昇温により粘状化す
る。この粘状化された生ゴムは、押出しノズル２の入口
側に向かって送り出される。

【００３７】粘状化した生ゴムはゴム通り孔３を通る間
ビードエーペックス２０の下部片２１Ａの横断面形状の
輪郭と、複数のピン材５…によって長手方向に連続する
複数の孔２１…を有する生の下部片２０ａが連続して押
出される。この押出し時の押出し圧力は７０〜１７０kg
／cm² の範囲、好ましくは１３０kg／cm² 、又押出し速
度は１２〜１３mm／min の範囲とするのが適切である。

【００３８】前記撹拌による生ゴムの昇温が５０℃に達
しないときは生ゴムの硬さが高くなり、押出し圧力を１
７０kg／cm² 以下に、又生ゴムの押出し速度を１２mm／
min以上に保つことが困難となる。逆に生ゴムの温度が
９０℃をこえて昇温すると、生ゴムの流動性が高まり、
押出し圧力を８０kg／cm² 以上に、押出し速度を１３mm
／min 以下に保持することが困難となり、何れも成形さ
れた生の下部片２０ｆの成形精度が劣ることとなる。

【００３９】又、ピン材５は、その途切れ端６側の横断
面積ｓｏが入口側Ｉの横断面ｓｉよりも大とすることに
よって、押出された生の下部片２０ａの孔２１は精度よ
く形成される。又開口面積ｓと押出し口６におけるピン
５の横断面積の総和Σｓとの比Σｓ／Ｓを０．１〜０．
７の範囲としたため、それに加えて支持片７、８による
ピン材の支持を３箇所以下であることと相まって、ゴム
通り孔３に流入する生ゴムは孔２１、２１間で接着力が
高まり均質な生の下部片２０ａを形成しうるとともに、
おし開く力が作用し、孔２１の形成が容易となり高品質
の生の下部片２０ａを形成しうる。

【００４０】前記押出しノズル２から連続して押出され
る長尺の生の下部片２０ａは搬送コンベヤ４４によって
巻取機４５に送られ、かつ所定の長さ例えばタイヤ１本
又は２本分の長さに切断のうえ前記巻取機４５によって
巻取られる。

【００４１】他方、上部片２０Ｂは、ピン材を設けな
い、即ちノズル基体４のみによって形成された押出しノ
ズルを装着した前記構成のゴム押出し装置を用いて、孔
２１を設けない、即ちソリッドの生の上部片２０ｂを形
成する。然る後前記生の下部片２０ａと生の上部片２０
ｂとを接着剤又は加熱融着などにより接合しかつ一体化
することにより生のビードエーペックス２０ｆが形成さ
れる。

【００４２】次にタイヤの製造方法についてのべる。タ
イヤＴは、（Ａ）ビードエーペックス用のゴムを混練す
る工程、（Ｂ）前記構成に係るゴム押出し装置１を用い
て前記混練された生のビードエーペックス用のゴムを押
出す押出し工程、（Ｃ）この生のビードエーペックスを
生カバーに組込む組立工程、（Ｄ）前記生カバーを加硫
成形し、タイヤＴとする工程、の各工程を経て完成され
る。

【００４３】混練する工程Ａは、通常のタイヤ用として
の生ゴムを混練するのと同じ処理によって行われ、ビー
ドエーペックスの下部片又は上部片としてのゴム組成原
料を配合しかつ混練してそれぞれのビードエーペックス
用のゴム生地を形成する。

【００４４】押出し工程Ｂは、前記詳述した如く、ゴム
押出し装置１を用いて、生の下部片２０ａ及び生の上部
片２０ｂをそれぞれ押出し成形するとともに、この両者
を貼合わせて生のビードエーペックス２０ｆが作られ
る。

【００４５】なお本発明においては、前記生の下部片２
０ａ及び生の上部片２０ｂはともに予備加硫を行うこと
なく直ちに次の組立工程Ｃに送られる。

【００４６】組立工程Ｃは、例えば図７に示す如く、下
記手順によって行われる。 （１）筒状をなすフォーマ５０の上にカーカス部材２６
ｆをセットする。なおフォーマ５０は中央に位置する中
央のフォーマ５０Ａと、この中央のフォーマ５０Ａの軸
方向両側に配され中央のフォーマ５０Ａに向かって進退
しうる一対の側のフォーマ５０Ｂ、５０Ｂとからなる。

【００４７】（２）ビードコア部材２５ｆをカーカス部
材２６ｆにセットする。 （３）前記生のビードエーペックス２０ｆをビードコア
部材２５ｆの上に起立状態でセットする。

【００４８】（４）フォーマ５０の前記中央、側の両フ
ォーマ部５０Ａ、５０Ｂの間から高圧空気を送り込みカ
ーカス部材２６ｆをタイヤ半径方向外方に向かって膨出
させる。又、このカーカス部材２６ｆの膨出によって、
側のフォーマ部５０Ｂは、中央のフォーマ５０Ａに向か
って移動する。

【００４９】（５）カーカス部材２６ｆの折返し部２６
Ａｆは、フォーマ５０の両側に配されるゴムシート状の
ブラダ５１をその内方から高圧空気の送り込みにより膨
らませかつブラダー５１の側部に固着されるブラダ抑え
リング５２を中心に向かって移動させることによって、
カーカス部材の前記折返し部２６Ａｆは生のビードエー
ペックス２０ｆに圧着される。

【００５０】（６）然る後、ブレーカ部材、トレッドゴ
ム部材、サイドウォール部材を所定の位置で重ね合わせ
て生カバーを形成する。

【００５１】加硫工程Ｄは、加硫成形金型を用いて、生
カバー１２に定められた温度と圧力を加えて、生カバー
を前記加硫成形金型に押付け加硫、成形しタイヤ形成品
が完成する。なおこのタイヤ形成品はバリ除去、バフ処
理等の仕上げ工程を経てタイヤが完成される。

【００５２】なお加硫に際しての温度、圧力、及び保持
時間は、一般的なタイヤ用ゴムの加硫処理と略同様であ
り、ゴム組成及び加硫後のゴム硬度に応じて適宜定めら
れる。

【００５３】このように、本例におけるタイヤの製造方
法は、前記構成のゴム押出し装置１を用いて、タイヤ周
方向にのびる複数の孔２１を有する生のビードエーペッ
クス２０ｆを押出し成形する工程を含むため、走行諸性
能及び耐久性を維持しつつ軽量化されたタイヤを経済的
に製造しうる。

【００５４】

【発明の効果】叙上の如く本発明のタイヤの製造方法
は、前記した構成からなるゴム押出し装置を用いてビー
ドエーペックス用のゴムを押出す押出し工程を含んでい
るため、走行諸性能及び耐久性を維持しつつ軽量化され
たタイヤの製造を経済的になしうる。

【００５５】又、ゴム押出し装置は、前記構成を具える
ことにより、タイヤ周方向に連続する複数の孔を有する
ビードエーペックスを効率よく製造でき、走行諸性能及
び耐久性を維持しつつ軽量化されたタイヤを形成しう
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のゴム押出し装置の一実施例を示す正面
図である。

【図２】本発明のタイヤの製造方法の工程を略示する線
図である。

【図３】ゴム押出し装置の押出しノズルを例示する正面
図である。

【図４】そのＸ−Ｘ線断面図である。

【図５】そのピン材を取付けとともに示す斜視図であ
る。

【図６】押出しノズルの他の実施例を示す断面図であ
る。

【図７】生カバーの組立ての一例を例示する断面図であ
る。

【図８】本発明の製造方法により形成されたタイヤの一
例を示す断面図である。

【符号の説明】

２ 押出しノズル ３ ゴム通り孔 ４ ノズル基体 ５ ピン材 ６ 押出し口 ７、８ 支持片 ９ 内周壁 １０ テーパ部 Ａ 混練する工程 Ｂ 押出し工程 Ｃ 組立工程 Ｄ 加硫成形工程 ｄ ピン材の直径 Ｉ 入口側 Ｏ 出口側 Ｓ 押出し口の開口面積 ｓ ピン材の横断面積 ｓｏ ピン材の途切れ端側の横断面積 ｓｉ ピン材の入口側の横断面積 Ｔ タイヤ

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ビードエーペックス用のゴムを混練する工
   程、ビードエーペックスの横断面外周形状に合う押出し
   口を出口側に有する内周壁に囲まれるゴム通り孔を設け
   たノズル基体と、入口側から前記出口側の前記押出し口
   位置まで前記内周壁および互いに離間して延在しかつ出
   口側で途切れるとともに直径１〜３mmしかも入口側で前
   記ノズル基体に固定される複数のピン材とからなり、前
   記押出し口の開口面積Ｓと、押出し口におけるピン材の
   横断面積の総和Σｓとの比Σｓ／Ｓを０．１〜０．７と
   した押出しノズルを具えてなるビードエーペックスゴム
   押出し装置を用いて、前記混練されたビードエーペック
   ス用のゴムを押出す押出し工程、このビードエーペック
   スを生カバーに組込む組立工程および生カバーを加硫成
   形しタイヤとする工程からなるタイヤの製造方法。
2. 【請求項２】ビードエーペックスの横断面外周形状に合
   う押出し口を出口側に有する内周壁に囲まれるゴム通り
   孔を設けたノズル基体と、入口側から前記出口側の前記
   押出し口位置まで前記内周壁および互いに離間して延在
   しかつ出口側で途切れるとともに直径１〜３mmしかも入
   口側で前記ノズル基体に固定される複数のピン材とから
   なり、前記押出し口の開口面積Ｓと、押出し口における
   ピン材の横断面積の総和Σｓとの比Σｓ／Ｓを０．１〜
   ０．７とした押出しノズルを具えてなるビードエーペッ
   クスゴム押出し装置。
3. 【請求項３】前記ピン材は、途切れ端側の横断面積ｓｏ
   が入口側の横断面積ｓｉよりも大であるテーパ部を有す
   ることを特徴とするタイヤの製造方法及びビードエーペ
   ックスゴム押出し装置。
4. 【請求項４】前記ピン材は、このピン材から側方にのび
   る支持片を介してノズル基体に取付けられるとともに、
   支持片による各ピン材の支持は３個所以下としたことを
   特徴とするビードエーペックスゴム押出し装置。