JP3766178B2 - タイヤ用発泡チューブを成型するためのモールド及びタイヤ用発泡チューブの製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、空気入りタイヤの中空のゴムチューブの代わりに用いられるタイヤ用発泡チューブを成型するためのモールド及びタイヤ用発泡チューブの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、モトクロス用モーターサイクルに装着するタイヤには、パンクを防止するために、エアーチューブの代わりにドーナツ円環状のゴム等の弾性体からなるスポンジをタイヤ内に充填する場合がある。
【０００３】
従来、このような円環状のスポンジは以下にようにして製造されていた。
（１） 先ず、発泡剤、発泡助剤等を含んだゴム組成物をカレンダーロール等にて厚さ１〜５mmのゴムシートに圧延し、規定寸度のゴムシートにてノリ巻き状に巻いて円柱状ゴム素材を作り、両端を接合してドーナツ状円環体を成型する。
（２） 次に、図１３（Ａ）に示すように、ドーナツ状円環体１００を上型１０２Ａと下型１０２Ｂとからなるモールド１０２に充填し、図示しない締付金具で上型１０２Ａと下型１０２Ｂとを固定した後、モールド１０２を熱盤で挟持して１次加硫（１回の加硫しか行わない。）する。
【０００４】
加硫後、モールド１０２を熱盤から外し、締付金具を外すと、ドーナツ状円環体１００が膨張し、スポンジ状のタイヤ用発泡チューブが得られる。なお、このようにして得られたタイヤ用発泡チューブは、室温にて自然冷却されるが、発泡率が低下して安定するまで保管され、寸度が安定した状態のものが使用される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来方法には以下のような問題があった。
（１） １次加硫後、モールドを開けて大気圧開放すると、ゴム中に発生したガスが気泡となって膨張し、これによりドーナツ状円環体の体積が１０〜１２倍に急激に膨張する。
【０００６】
ゴムの膨張速度に対してモールドの開く速度が遅かったため、図１３（Ｂ）に示すように、モールド１０２の合わせ目からドーナツ状円環体１００の一部が急激にせり出し、その膨張力がゴムの引張強度より大きいため、図１４に示すように、いわゆるサイド割れ１０６と呼ばれるクレーターが発泡したドーナツ状円環体１００の外周及び内周部に発生する問題があった。
【０００７】
サイド割れを防止するためには発泡率を１次加硫直後で５００％程度しか上げられず、使用時には発泡率が３００％程度に低下してしまうため、ライダー評価でゴツゴツ感が高過ぎるという問題がある。
（２） 図１３（Ｂ）に示すように、モールド１０２を開けた瞬間の狭い合わせ目から発泡ゴムが急激にせり出すため、モールド端縁１０８（丸で囲った角部分）の所謂髭剃り効果に因ってドーナツ状円環体１００の表面にピーリングが発生し、外観上好ましくない。
（３） 発泡ゴムは、モールドが開いた直後の形状がそのまま残る性質があるので、取り出し方に因り歪みとなって所期の製品が得られないことがある。
【０００８】
例えば、図１５に示すように、モールド１０２が開き始めると、ドーナツ状円環体１００の一部がその狭い隙間より外方（矢印方向）に飛び出そうとするが、モールド１０２が開いた瞬間のこの外側凸部分は形状記憶合金の様に形状を記憶し、図１６に示すように製品となった発泡チューブ１１０の表面にそのまま外側凸が残ることがある。外側凸が残ると、この部分にストレスがかかり、それが嵩じるとサイド割れに発展することがある。
【０００９】
また、発泡チューブに大きな外側凸があると、図１６に示すように、タイヤ１０９に発泡チューブ１１０を入れてリム組みしたとき、タイヤインナーペリフェリやリム１１２にフィットせず、走行時に発泡チューブ１１０が発熱し、ダカールラリー等の過酷な環境で走行する時に発泡チューブ１１０がメルトダウンし、走行不可能に陥る虞れがある。
【００１０】
この問題を解決するために、ドーナツ状円環体１００の表皮を発泡しない現行のエアー入りチューブと同質のブチルゴム系ゴムシートでカバーすることで、サイド割れを発生させないようにできるが、手間暇がかかってコストが高くなる。
【００１１】
また、ブチルゴム系シートを表皮として円柱状ゴム素材の外周に貼り付けると、加硫時の発生ガスの逃げ場がないためブリスターが発生する。
【００１２】
本発明は上記問題を解決することの出来るタイヤ用発泡チューブを成型するためのモールド及びタイヤ用発泡チューブの製造方法を提供することが目的である。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、環状のタイヤ用発泡チューブを成型するためのモールドであって、第１のモールドと、この第１のモールドと対となる第２のモールドと、前記第１のモールド及び前記第２のモールドの各々に形成され、前記第１のモールドと前記第２のモールドとを互いに接近させて組み合わせたときに、タイヤ用発泡チューブを成型する第１の環状空間を構成する第１環状凹部と、
前記第１のモールド及び前記第２のモールドの各々に形成され、前記第１のモールドと前記第２のモールドとを互いに接近させて組み合わせたときに、前記第１の環状空間よりも半径方向内側に設けられて、前記第１の環状空間よりも容積の小さい第２の環状空間を構成する第２環状凹部と、前記第１のモールド及び前記第２のモールドの各々に形成され、前記第１のモールドと前記第２のモールドとを互いに接近させて組み合わせたときに、前記第１の環状空間よりも半径方向外側に設けられて、前記第１の環状空間よりも容積の小さい第３の環状空間を構成する第３環状凹部と、を有し、第１のモールド及び第２のモールドの各々の接合面は、少なくとも前記第２環状凹部よりも半径方向内側部分と、前記第３環状凹部よりも半径方向外側部分は、前記接近方向と直交する方向に対して傾斜したテーパー面であることを特徴としている。
【００１４】
次に請求項１に記載のモールドの作用を説明する。
先ず最初に、円環形状に形成した発泡剤入りのゴム組成物を予め予熱したモールドの第１の環状凹部と対応する部分に位置決めし、第１のモールドと第２のモールドとを閉じる。
【００１５】
その後、モールドをヒーターで加熱してゴム組成物の加硫を行う。これにより、発泡剤によってガスが発生して無数の独立気泡がゴム組成物中に形成され、内圧が上昇する。
【００１６】
所定時間加熱した後、モールドを開いてゴム組成物を取り出す。モールドを開けると気泡が膨張し、ゴム組成物が膨張して発泡ゴムとなる。
【００１７】
このモールドでは、第１のモールドと第２のモールドとを組み合わせたときの接合面が、少なくとも第２環状凹部よりも半径方向内側部分と、第３環状凹部よりも半径方向外側部分は、接近方向と直交する方向に対して傾斜したテーパー面である。
【００１８】
したがって、モールドを開けた時の初期の段階では、第１のモールドと第２のモールドとの離間寸法に対してテーパー面部分の隙間は狭いままである。
【００１９】
このため、モールドが開き始める時、狭い合わせ目からすぐに直接大気中に発泡ゴムが急激にせり出さない様に、テーパー面の部分で発泡ゴムのせり出し速度を遅らせ、発泡ゴムの頭（隙間から出る部分）を押さえることができる。
【００２０】
このため、第１の環状空間に充填されたゴム組成物（後にタイヤ用発泡チューブとなる本体部分）が膨張する際にモールドの端縁（第１の環状凹部の半径方向内側の端部及び外側の端部）に急激に擦れることに因るピーリングを抑制することができる。
【００２１】
このとき、断面円形状の発泡剤入りのゴム組成物の幅が、半径方向を短手方向とする断面楕円形状の第１の環状凹部の開口部分の幅よりも大きいときには、第１のモールドと第２のモールドとを閉じたときに、発泡剤入りのゴム組成物を第１の環状空間に充填するが、一部は第２の環状空間及び第３の環状空間にも充填することができる。
【００２２】
そして、第２の環状空間及び第３の環状空間に流れて充填されたゴム組成物は、あとでタイヤ用発泡チューブとなる本体部分の半径方向内側及び外側に位置して環状のゴムバンドのような役目を果たし、膨張時に本体部分がモールドの端縁（第２環状凹部よりも半径方向内側部分にあるテーパー面の半径方向内側端部及び、第３環状凹部よりも半径方向外側部分にあるテーパー面の半径方向外側端部）に直接当接しないようにクッションの役目を果たし、ピーリング効果を防いで、あとでタイヤ発泡チューブとなる本体部分のサイド割れを防止することができる。
【００２３】
モールドを完全に開き、発泡した円環状のゴム組成物を取り出し、室温にて発泡率が安定するまで放置し、その後、第２の環状空間及び第３の環状空間によって成型されたゴムバンド状のゴム組成物を取り除くと、タイヤ用発泡チューブが完成する。
【００２４】
なお、モールドには、第１の環状空間と第２の環状空間とを連結する第１の連通部と、第１の環状空間と第３の環状空間とを連結する第２の連通部と、を設けても良い。
【００２５】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のモールドにおいて、前記第２の環状空間の容積と前記第３の環状空間の容積とを合計した容積が、前記第１の環状空間の容積の３％以上であることを特徴としている。
【００２６】
例えば、円環形状に形成した発泡剤入りのゴム組成物が保管中に断面形状が変形したり、寸度が収縮したりした場合でもはみ出しが出るが、第２の環状空間の容積と第３の環状空間の容積とを合計した容積が、第１の環状空間の容積の３％未満であると、第２の環状空間及び第３の環状空間にはみ出したゴム組成物を十分に溜めることが出来なく、モールドの接合時にゴムかみして第１のモールドの接合面と第２のモールドの接合面とが完全に接合出来ず、モールドが少し片開きの状態となり、発泡が完全に行えなくなる事があり、また、第２の環状空間及び第３の環状空間に溜まったゴム組成物がクッションの役目を果たすことが出来なくなる。
【００２７】
請求項２に記載のモールドは、第２の環状空間の容積と第３の環状空間の容積とを合計した容積が、第１の環状空間の容積の３％以上であるため、第２の環状空間及び第３の環状空間によって形成された環状のゴムバンドが、本体部分（タイヤ用発泡チューブとなる部分）がモールドの端縁に直接当たらないように確実にクッションの役目を果たす。なお、第２の環状空間の容積と第３の環状空間の容積とを合計した容積が、第１の環状空間の容積の３％未満になると、環状のゴムバンドの容積が小さくクッション効果が低下する。なお、第２の環状空間の容積と第３の環状空間の容積とを合計した容積は、第１の環状空間の容積の３０％以下が好ましい。
【００２８】
請求項３に記載のタイヤ用発泡チューブの製造方法は、請求項１または請求項２に記載のモールドの少なくとも第１の環状空間に発泡剤入りのゴム組成物を充填し、第１のモールドと第２のモールドとを組み合わせてゴム発泡剤入りゴム組成物を加熱して加硫することを特徴としている。
【００２９】
次に請求項３に記載のタイヤ用発泡チューブの製造方法の作用を説明する。
先ず最初に、円環形状に形成した発泡剤入りのゴム組成物を予め予熱したモールドの少なくとも第１の環状空間に充填し、第１のモールドと第２のモールドとが隙間を生じないように強固に密着させ、モールドをヒーターで加熱してゴム組成物の加硫を行う。
【００３０】
ゴム組成物が加硫されると、発泡剤によってガスが発生して無数の独立気泡がゴム組成物中に形成され、内圧が上昇する。
【００３１】
所定時間加熱した後、モールドを開いてゴム組成物を取り出す。モールドを開けると気泡が膨張し、ゴム組成物が膨張して発泡ゴムとなる。
【００３２】
モールドは、第１のモールドと第２のモールドとを組み合わせたときの接合面が、少なくとも第２環状凹部よりも半径方向内側部分と、第３環状凹部よりも半径方向外側部分は、接近方向と直交する方向に対して傾斜したテーパー面であるので、モールドを開けた時の初期の段階では、第１のモールドと第２のモールドとの離間寸法に対してテーパー面部分の隙間は狭いままである。
【００３３】
このため、モールドが開き始める時、狭い合わせ目からすぐに直接大気中に発泡ゴムが急激にせり出さない様に、テーパー面の部分で発泡ゴムのせり出しを遅らせ、発泡ゴムの頭（隙間から出る部分）を押さえることができる。
【００３４】
また、第２の環状空間及び第３の環状空間にはみ出したゴムが流れて充填された場合には、第１の環状空間に充填されたゴム組成物（後にタイヤ用発泡チューブとなる本体部分）の半径方向内側及び外側に位置して環状のゴムバンドのような役目を果たし、膨張時に本体部分がモールドの端縁（第２環状凹部よりも半径方向内側部分にあるテーパー面の半径方向内側端部及び、第３環状凹部よりも半径方向外側部分にあるテーパー面の半径方向外側端部）に直接当接しないようにクッションの役目を果たし、ピーリング効果を防いで、あとでタイヤ発泡チューブとなる本体部分のサイド割れを防止することができる。
【００３５】
モールドを完全に開き、発泡した円環状のゴム組成物を取り出し、室温にて発泡率が安定するまで放置し、その後、第２の環状空間及び第３の環状空間によって成型されたゴムバンド状のゴム組成物を取り除くと、タイヤ用発泡チューブが完成する。
【００３６】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載のタイヤ発泡チューブの製造方法において、充填する発泡剤入りのゴム組成物の容積を、第１〜３の環状空間の容積の８０％〜９５％に設定したことを特徴としている。
【００３７】
次に請求項４に記載のタイヤ用発泡チューブの製造方法の作用を説明する。
充填する発泡剤入りのゴム組成物の容積を、第１〜３の環状空間の容積の８０％〜９５％に設定したことにより、モールドを開いた時の膨張率が、第１〜３の環状空間にゴム組成物を１００％充填したときの膨張率よりも低くなり、この結果、ゴム組成物の膨張力を低減でき、サイド割れを更に抑制することができる。
【００３８】
請求項５に記載のタイヤ用発泡チューブの製造方法は、請求項３に記載のタイヤ用発泡チューブの製造方法において、充填する発泡剤入りのゴム組成物の容積を、前記第１の環状空間の容積の８０〜１００％に設定したことを特徴としている。
【００３９】
次に請求項５に記載のタイヤ用発泡チューブの製造方法の作用を説明する。
充填する発泡剤入りのゴム組成物の容積を、第１の環状空間の容積の８０％〜１００％に設定したことにより、モールドを開いた時の膨張率が、第１〜３の環状空間にゴム組成物を１００％充填したときの膨張率よりも低くなり、この結果、ゴム組成物の膨張力を低減でき、サイド割れを更に抑制することができる。
【００４０】
なお、第１の環状空間の容積のみ又は第１〜第３の環状空間の容積に対するゴム組成物の容積の割合、即ち、ゴム部材の充填率は、以下の理由によって決められた。
【００４１】
ゴム部材の充填率を種々変えて試験した結果、図１７のグラフに示すような充填率とサイド割れの発生割合との関係が判明し、サイド割れを少なくするためには、充填する発泡剤入りのゴム組成物の容積を第１の環状空間の容積の８０％〜１００％、即ち、第１の環状空間の充填率を８０％〜１００％とすることが良いことが分かった（なお、図１７のグラフの充填率１００％は、第１の環状空間の容積＝ゴム組成物の容積となった場合である。）。
【００４２】
なお、ゴム組成物の充填率が８０％未満の時の不具合は、以下の通りである。加硫後モールドから取り出す時、発泡チューブ表面粗度（アバタ状）悪化をきたし、外観性が損なわれる。
【００４３】
走行時他と発泡チューブとの滑りを円滑にし摩擦熱を抑える為、リム組み時発泡チューブ表面にシリコングリースを塗布するが、発泡チューブ表面がアバタ状だとシリコングリースが吸収され所謂化粧のりが悪くなり、本来の性能が出せず好ましくない。
【００４４】
更に充填率が７５％の場合、発泡率が９０％しかならず使用不可能となる。つまり８０％未満の場合は寸度安定性に支障を来す。
【００４５】
なお、第１〜第３の環状空間の容積に対するゴム組成物の容積で見ると、充填する発泡剤入りのゴム組成物の容積を第１〜３の環状空間の容積の８０％〜９５％とすることが良いことが分かった。
【００４６】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施形態を図面を参照しながら説明する。
【００４７】
本実施形態では、モーターサイクルの空気入りタイヤ（タイヤサイズ：ＲＥＡＲ １４０／８０−１８）に用いるタイヤ用発泡チューブの製造方法を説明する。
【００４８】
先ず、発泡剤を含んだゴム組成物を、図１に示すように、押出し機６の円形の開口を有する口金８から押出し、長手方向直角断面が円形（直径５２mm）の長尺状押出しゴム部材１０を得る。押出し機６を用いることにより、一定断面形状で一定寸法の均質な長尺状押出しゴム部材１０を連続して得ることができる。
【００４９】
なお、発泡剤を含んだゴム組成物は、一例として、ブチルゴム１００重量部、充填剤２０〜５０重量部、プロセス油０〜２０重量部、加硫剤１〜５重量部、加硫促進剤１〜３重量部、発泡剤４〜１５重量部、発泡助剤０〜８重量部等からなる。
【００５０】
発泡剤としては、ジニトロソペンタメチレンテトラアミン（ＤＰＴ）、アゾジカルボンアミド（ＡＤＣＡ）、ジニトロソペンタスチレンテトラミンやベンゼンスフォニルヒドラジド誘導体、オキシビスベンゼンスルホニルヒドラジド（ＯＢＳＨ）等を用いることができる。
【００５１】
発泡助剤としては、尿素、ステアリン酸亜鉛、ベンゼンスルフィン酸亜鉛や亜鉛華等、通常発泡製品の製造に用いられる助剤が好ましく適用される。
【００５２】
なお、発泡剤及び発泡助剤は、上記のもの以外を用いても良い。
次に、押し出された長尺状押出しゴム部材１０をカッタ等で所定長さ（本実施形態では、１０６５mm）に切断する。図２（Ａ）に示すように、長尺状押出しゴム部材１０の切断面１２は長手方向に対して直角よりも傾斜していることが好ましく、切断面１２の角度θを３０°程度とすることが好ましい。こうすることで、切断面１２の面積、即ち、接合面積を大きくとることができる。
【００５３】
次に、図２（Ｂ）に示すように両端の切断面１２同士を接合し、長尺状押出しゴム部材１０を図３に示すようにドーナツ円環体１４とする。
【００５４】
巻き皺や巻き縞の無い均一で新鮮な斜めの切断面１２同士をジョイントするので、ジョイント部分１５の強度は他の部分（ジョイントしていない部分）と同等近くまで増加でき、エアー入りや加硫後のジョイント外れを防止できる。
【００５５】
このようにして形成されたドーナツ円環体１４を、図４，５に示すようなモールド１６で加硫する。
【００５６】
モールド１６は、互いに開閉可能な第１のモールドとしての上型１６Ａと第２のモールドとしての下型１６Ｂとから構成されており、上型１６Ａと下型１６Ｂとを閉じたとき、内部に断面が楕円形状とされた第１の環状空間としてのドーナツ円環状の空間１８（中心部の径ＤA が３３９mm、楕円形状部分の長軸の寸法ＬA が６０mm、短軸の寸法ＬB が４６mm、断面積が２１６８mm2 ）が形成されるように、上型１６Ａには、図５に示すように断面半楕円の環状凹部１８Ａが形成され、下型１６Ｂには断面半楕円の環状凹部１８Ｂが形成されている。
【００５７】
さらに、モールド１６には、図４に示すように、空間１８の半径方向内側及び外側に、断面略矩形状とされた第２の環状空間としてのドーナツ円環状の空間２０（軸方向の寸法ＬC が１２mm、径方向の寸法ＬD が平均で５mm、断面積が６０mm2 ）及び第３の環状空間としてのドーナツ円環状の空間２２（軸方向の寸法ＬE が１２mm、径方向の寸法ＬF が平均で５mm、断面積が６０mm2 ）が形成されるように、上型１６Ａには図５に示すように断面略矩形の環状凹部２０Ａ，２２Ａが形成され、下型１６Ｂには断面略矩形の環状凹部２０Ｂ，２２Ｂが形成されている。
【００５８】
空間１８の容積に対する空間２０，２２の容積の合計の割合は、（６０mm2 ＋６０mm2 ）／２１６８mm2 ＝５．５％で従来対比約７倍である。
【００５９】
また、図４に示すように、空間１８と空間２０との間隔ＬG は７mm、空間１８と空間２２との間隔ＬH は７mmである。
【００６０】
なお、図４に示すようにモールド１６を閉めた時であっても、空間１８と空間２０との間（間隔ＬG 部分）及び空間１８と空間２２との間（間隔ＬH 部分）は、ゴムが流動する若干の隙間が形成されている場合も考えられる。
【００６１】
図４，５に示すように、上型１６Ａの接合面２４及び下型１６Ｂの接合面２６は、ドーナツ円環状の空間２０と空間２２との間では、モールド１６の軸芯Ｃに対して９０°であり、空間２２から半径方向外側の部分及び空間２０から半径方向内側の部分では、軸芯Ｃに対して比較的浅い角度（θ：２０°〜３０°の範囲内が好ましい。）で傾斜したテーパー面となっている。
【００６２】
次に、図６にしたがって、モールド１６の取り付けられているプレス機２８を説明する。該図は押下げ型であるが突上げ型も同様である。
【００６３】
プレス機２８の基台３０及び、この基台３０の上方に配置されて上下移動するピストンロッド３２の下端には、各々内部にヒータ等の熱源（図示省略）を有する熱盤３４が取り付けられており、上側の熱盤３４には上型１６Ａが、下側の熱盤３４には下型１６Ｂがそれぞれ図示しない取付金具によって固定されている。
【００６４】
図４に示すように、上型１６Ａの外周面には突出した取付部１７が外周方向に３０°間隔で形成されており、直径φＤB 上には時計回り方向側に開口し、その幅がｄとされた湾曲した略Ｕ字状の切り欠き１７Ａ（中心の曲率半径がＤB ／２）が形成されている。
【００６５】
また、下型１６Ｂの外周面にも同様の取付部１９が外周方向に３０°間隔で形成されており、直径φＤC （本実施形態では、ＤC ＝ＤB ）上には時計回り方向側に開口し、その幅がｄとされた湾曲した略Ｕ字状の切り欠き１９Ａ（中心の曲率半径がＤC ／２）が形成されている。
【００６６】
上型１６Ａを取り付ける熱盤３４には切り欠き１７Ａと対応する位置にボルト孔（図示せず）が設けられており、下型１６Ｂを取り付ける熱盤３４には切り欠き１９Ａと対応する位置にボルト孔（図示せず）が設けられており、ボルト孔にねじ込んだボルトを締め込む（緩める）ことにより上型１６Ａ及び下型１６Ｂを簡単に固定（離脱）でき、また、上型１６Ａと下型１６Ｂとの芯出しも簡単になる。
【００６７】
また、切り欠き１７Ａ及び切り欠き１９Ａの位置を統一しておけば（ＤC ＝ＤB ）、モールド１６のサイズが変わっても同一のボルトで取り付け可能である。
【００６８】
次に、ドーナツ円環体１４の加硫方法を説明する。
ドーナツ円環体１４を予め与熱されたモールド１６の断面が楕円形状とされたドーナツ円環状の空間１８内に充填し、ピストンロッド３２を下降させて上型１６Ａと下型１６Ｂとを密着させる（図４参照。なお図４ではドーナツ円環体１４は図示せず。）。なお、ここでいう充填率は、空間１８の容積に対するゴム部材の容積の割合である。
【００６９】
プレス機を下げる事でドーナツ状円環体１４（断面が円）をモールド１６の空間１８（断面が楕円）に充填させるが、図５に示すように、断面積を等しくしても円を楕円に変形させるとき、環状凹部１８Ａ、環状凹部１８Ｂでドーナツ状円環体１４を若干削り取る場合があり、削り取られたゴム部材が空間２０及び空間２２に溜まる事になる。そして削り取られたゴム部材が発泡加硫されて空間２０及び空間２２でゴムバンド状に成長する。
【００７０】
その後、ドーナツ円環体１４を予め設定した所定温度で所定時間加熱して加硫する。加硫を行うと、発泡剤によりゴム中にガスが発生して空間１８内のゴム部材が膨張し、隙間を介して空間２０，２２にもゴム部材が充填される場合も考えられる。
【００７１】
所定時間経過後、ピストンロッド３２を上昇させてモールド１６を開く。モールド１６を開くと、ゴム中のガスの気泡が膨張し、ゴム部材が発泡する。
【００７２】
このモールド１６では、上型１６Ａの接合面２４及び下型１６Ｂの接合面２６が、空間２２から半径方向外側の部分及び空間２０から半径方向内側の部分では、比較的浅い角度（θ）で傾斜したテーパー面となっているので、図７に示すように、開き始めの段階では上型１６Ａと下型１６Ｂとの離間寸法ＳA に対してテーパー面部分の隙間ＳB は極めて狭いままである（図７ではゴム部材は図示省略。）。
【００７３】
したがって、モールド１６が開き始める時、狭い合わせ目からすぐに直接大気中に発泡したゴム部材が急激にせり出さない様に、テーパー面の部分で発泡したゴム部材のせり出しを遅らせ、発泡したゴム部材の頭（隙間に出る先端部分）をある程度押さえることができ、空間１８内のゴム部材（後にタイヤ用発泡チューブ４４となる本体部分）が膨張する際にモールド１６の端縁１０８（図５参照）による髭剃り効果を抑えることができる。
【００７４】
なお、モールド１６を開く速度は、従来の速度（２．２ｍ／分）よりも速い速度、例えば、６．６ｍ／分が良く、このように、膨張速度に対してモールドの開き速度をより速くすることで、隙間からせり出そうとするゴムがモールド１６に擦れる度合いを低減できる。
【００７５】
モールド１６を完全に開いた後、図８に示すような断面形状をした発泡したドーナツ円環体１４を取り出し、室温にて発泡率が安定するまで放置する。
【００７６】
その後、モールド１６の空間２０，２２によって成型されたゴムバンド状のゴム部材４０，４２をドーナツ円環体１４から取り除くと、図９に示すようなタイヤ用発泡チューブ４４が完成する。
【００７７】
ちなみに、寸法の安定したタイヤ用発泡チューブ４４は、平均の発泡率が７６０％、内径ＤA が約４７８mm、外径ＤB が約６７７mm、軸方向の厚さＴが約１２２mmとなる。ここで、発泡率をＶｓとすると、Ｖｓ＝Ｖ1 ／Ｖ0 ×１００（％）で表される。なお、Ｖ1 は加硫後の微小気泡を有するゴムのドーナツ円環体１４の体積ｃｍ3 、Ｖ0 は微小気泡を有するゴムのモールド１６の空間１８の体積ｃｍ3 である。
【００７８】
なお、空間２０，２２に充填されていたゴム部材は、空間１８に充填されていた後に発泡チューブとなる断面楕円形状の本体部分の半径方向内側及び外側に位置して環状のゴムバンドのような役目を果たし、後に発泡チューブとなる本体部分が膨張時にモールド１６の端縁３６（図５参照）に直接当接しないようにクッションの役目を果たし、後に発泡チューブとなる本体部分のサイド割れを防止することができる。
【００７９】
ちなみに、図１３に示すように、従来のモールド１０２には、合わせ目からのゴムの食みだしを防止するために、ゴム溜まり１１４が設けられていたが、大きさが小さく（断面の大きさが軸方向寸法２mm×径方向寸法４mm＝断面積８mm2 で、環状空間１０４の容積に対するゴム溜まり１１４の容積は１％弱である。）、サイド割れを防止するクッションを作るためのものでは無かった。
【００８０】
また、本実施形態のモールド１６には、上型１６Ａの接合面２４及び下型１６Ｂの接合面２６に各々テーパー面を設けたので、上型１６Ａと下型１６Ｂとの位置合わせを行い易い。
【００８１】
なお、押出し直後の長尺状押出しゴム部材１０は、８０°Ｃ位と熱く粘着性があり、冷却するにつれて長手方向は収縮し、断面方向は膨張する性質がある。この時、保管面に対し粘着させない様にライナー（織布、ビニール等）を入れると、滑って収縮し、ライナー皺等が長尺状押出しゴム部材１０に移って皺が発生し、それが、加硫しても残り、外観上好ましくない。このため、ライナーを介さないで、直接ステンレス板等に直置きすることで、ライナー皺を防止することが好ましい。
【００８２】
また、加硫前に、ドーナツ円環体１４にジョイント痕残りや、打ち傷等の外傷が有った場合には、例えば、厚さ０．５mm、幅２０mmの圧延した未加硫のゴムシートを貼り付けて暈すことが好ましい。
【００８３】
また、タイヤ用発泡チューブ４４の表面の、モールド１６の合わせ目（接合面２４及び接合面２６）に対応した部分に外側凸が残る場合には、図１０及び図１１に示すように、上型１６Ａの接合面２４付近及び下型１６Ｂの接合面２６付近に予め内側凸部５０，５２を形成しておけば良い。
【００８４】
これにより、モールド１６が開き始めた瞬間、図１２に示すように、空間１８内の発泡したゴム部材の内側凸部５０，５２に対応していた部分は凹部が無くなって略平面となり、その形状が記憶される。
【００８５】
その後、ゴムバンド状のゴム部材４０，４２をドーナツ円環体１４から取り除けば、外周面に外側凸の無いタイヤ用発泡チューブ４４を得られる。
【００８６】
なお、内側凸部５０，５２の先端付近は、図１１に示すようにピーリング防止のために僅かなアールを付けておくことが好ましい。
【００８７】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に記載のモールドでは、サイド割れのないタイヤ用発泡チューブを製造できる、という優れた効果を有する。
【００８８】
請求項２に記載のモールドでは、サイド割れを確実に防止できる、という優れた効果を有す
請求項３に記載のタイヤ用発泡チューブの製造方法では、サイド割れのないタイヤ用発泡チューブを製造できる、という優れた効果を有する。
【００８９】
請求項４及び５に記載のタイヤ用発泡チューブの製造方法では、サイド割れを更に抑制することができる、という優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】押出し装置の断面図である。
【図２】（Ａ）は、長尺状押出しゴム部材の切断面付近を示す側面図であり、（Ｂ）は長尺状押出しゴム部材の接合部分を示す側面図である。
【図３】ドーナツ円環体の斜視図である。
【図４】（Ａ）は閉じたモールドの断面図であり、（Ｂ）は取付部の平面図である。
【図５】開いたモールドの断面図である。
【図６】モールドを取り付けたプレス機の要部の正面図である。
【図７】開き始めのモールドの断面図である。
【図８】モールドから取り出したドーナツ円環体の断面図である。
【図９】発泡チューブの斜視図である。
【図１０】他の実施形態に係るモールドの断面図である。
【図１１】内側凸部の拡大断面図である。
【図１２】他の実施形態に係るモールドの開きはじめの断面図である。
【図１３】（Ａ）は従来のモールドの閉じた状態を示す断面図であり、（Ｂ）は開き始めの状態を示す断面図である。
【図１４】サイド割れの生じた発泡チューブの断面図である。
【図１５】ドーナツ状円環体の一部が、開き始めのモールドの隙間より外方に飛び出そうとした状態を示すモールドの断面図である。
【図１６】外側凸部分を有する発泡チューブを充填したリム組みタイヤの断面図である。
【図１７】充填率とサイド割れとの関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１０ 長尺状押出しゴム部材
１４ ドーナツ円環体
１６ モールド
１６Ａ 上型（第１のモールド）
１６Ｂ 下型（第２のモールド）
１８ 空間（第１の環状空間）
１８Ａ 環状凹部（第１環状凹部）
１８Ｂ 環状凹部（第１環状凹部）
２０ 空間（第２の環状空間）
２０Ａ 環状凹部（第２環状凹部）
２０Ｂ 環状凹部（第２環状凹部）
２２ 空間（第３の環状空間）
２２Ａ 環状凹部（第３環状凹部）
２２Ｂ 環状凹部（第３環状凹部）
２４ 接合面
２６ 接合面
４４ タイヤ用発泡チューブ
【発明の属する技術分野】
本発明は、空気入りタイヤの中空のゴムチューブの代わりに用いられるタイヤ用発泡チューブを成型するためのモールド及びタイヤ用発泡チューブの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、モトクロス用モーターサイクルに装着するタイヤには、パンクを防止するために、エアーチューブの代わりにドーナツ円環状のゴム等の弾性体からなるスポンジをタイヤ内に充填する場合がある。
【０００３】
従来、このような円環状のスポンジは以下にようにして製造されていた。
（１） 先ず、発泡剤、発泡助剤等を含んだゴム組成物をカレンダーロール等にて厚さ１〜５mmのゴムシートに圧延し、規定寸度のゴムシートにてノリ巻き状に巻いて円柱状ゴム素材を作り、両端を接合してドーナツ状円環体を成型する。
（２） 次に、図１３（Ａ）に示すように、ドーナツ状円環体１００を上型１０２Ａと下型１０２Ｂとからなるモールド１０２に充填し、図示しない締付金具で上型１０２Ａと下型１０２Ｂとを固定した後、モールド１０２を熱盤で挟持して１次加硫（１回の加硫しか行わない。）する。
【０００４】
加硫後、モールド１０２を熱盤から外し、締付金具を外すと、ドーナツ状円環体１００が膨張し、スポンジ状のタイヤ用発泡チューブが得られる。なお、このようにして得られたタイヤ用発泡チューブは、室温にて自然冷却されるが、発泡率が低下して安定するまで保管され、寸度が安定した状態のものが使用される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来方法には以下のような問題があった。
（１） １次加硫後、モールドを開けて大気圧開放すると、ゴム中に発生したガスが気泡となって膨張し、これによりドーナツ状円環体の体積が１０〜１２倍に急激に膨張する。
【０００６】
ゴムの膨張速度に対してモールドの開く速度が遅かったため、図１３（Ｂ）に示すように、モールド１０２の合わせ目からドーナツ状円環体１００の一部が急激にせり出し、その膨張力がゴムの引張強度より大きいため、図１４に示すように、いわゆるサイド割れ１０６と呼ばれるクレーターが発泡したドーナツ状円環体１００の外周及び内周部に発生する問題があった。
【０００７】
サイド割れを防止するためには発泡率を１次加硫直後で５００％程度しか上げられず、使用時には発泡率が３００％程度に低下してしまうため、ライダー評価でゴツゴツ感が高過ぎるという問題がある。
（２） 図１３（Ｂ）に示すように、モールド１０２を開けた瞬間の狭い合わせ目から発泡ゴムが急激にせり出すため、モールド端縁１０８（丸で囲った角部分）の所謂髭剃り効果に因ってドーナツ状円環体１００の表面にピーリングが発生し、外観上好ましくない。
（３） 発泡ゴムは、モールドが開いた直後の形状がそのまま残る性質があるので、取り出し方に因り歪みとなって所期の製品が得られないことがある。
【０００８】
例えば、図１５に示すように、モールド１０２が開き始めると、ドーナツ状円環体１００の一部がその狭い隙間より外方（矢印方向）に飛び出そうとするが、モールド１０２が開いた瞬間のこの外側凸部分は形状記憶合金の様に形状を記憶し、図１６に示すように製品となった発泡チューブ１１０の表面にそのまま外側凸が残ることがある。外側凸が残ると、この部分にストレスがかかり、それが嵩じるとサイド割れに発展することがある。
【０００９】
また、発泡チューブに大きな外側凸があると、図１６に示すように、タイヤ１０９に発泡チューブ１１０を入れてリム組みしたとき、タイヤインナーペリフェリやリム１１２にフィットせず、走行時に発泡チューブ１１０が発熱し、ダカールラリー等の過酷な環境で走行する時に発泡チューブ１１０がメルトダウンし、走行不可能に陥る虞れがある。
【００１０】
この問題を解決するために、ドーナツ状円環体１００の表皮を発泡しない現行のエアー入りチューブと同質のブチルゴム系ゴムシートでカバーすることで、サイド割れを発生させないようにできるが、手間暇がかかってコストが高くなる。
【００１１】
また、ブチルゴム系シートを表皮として円柱状ゴム素材の外周に貼り付けると、加硫時の発生ガスの逃げ場がないためブリスターが発生する。
【００１２】
本発明は上記問題を解決することの出来るタイヤ用発泡チューブを成型するためのモールド及びタイヤ用発泡チューブの製造方法を提供することが目的である。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、環状のタイヤ用発泡チューブを成型するためのモールドであって、第１のモールドと、この第１のモールドと対となる第２のモールドと、前記第１のモールド及び前記第２のモールドの各々に形成され、前記第１のモールドと前記第２のモールドとを互いに接近させて組み合わせたときに、タイヤ用発泡チューブを成型する第１の環状空間を構成する第１環状凹部と、
前記第１のモールド及び前記第２のモールドの各々に形成され、前記第１のモールドと前記第２のモールドとを互いに接近させて組み合わせたときに、前記第１の環状空間よりも半径方向内側に設けられて、前記第１の環状空間よりも容積の小さい第２の環状空間を構成する第２環状凹部と、前記第１のモールド及び前記第２のモールドの各々に形成され、前記第１のモールドと前記第２のモールドとを互いに接近させて組み合わせたときに、前記第１の環状空間よりも半径方向外側に設けられて、前記第１の環状空間よりも容積の小さい第３の環状空間を構成する第３環状凹部と、を有し、第１のモールド及び第２のモールドの各々の接合面は、少なくとも前記第２環状凹部よりも半径方向内側部分と、前記第３環状凹部よりも半径方向外側部分は、前記接近方向と直交する方向に対して傾斜したテーパー面であることを特徴としている。
【００１４】
次に請求項１に記載のモールドの作用を説明する。
先ず最初に、円環形状に形成した発泡剤入りのゴム組成物を予め予熱したモールドの第１の環状凹部と対応する部分に位置決めし、第１のモールドと第２のモールドとを閉じる。
【００１５】
その後、モールドをヒーターで加熱してゴム組成物の加硫を行う。これにより、発泡剤によってガスが発生して無数の独立気泡がゴム組成物中に形成され、内圧が上昇する。
【００１６】
所定時間加熱した後、モールドを開いてゴム組成物を取り出す。モールドを開けると気泡が膨張し、ゴム組成物が膨張して発泡ゴムとなる。
【００１７】
このモールドでは、第１のモールドと第２のモールドとを組み合わせたときの接合面が、少なくとも第２環状凹部よりも半径方向内側部分と、第３環状凹部よりも半径方向外側部分は、接近方向と直交する方向に対して傾斜したテーパー面である。
【００１８】
したがって、モールドを開けた時の初期の段階では、第１のモールドと第２のモールドとの離間寸法に対してテーパー面部分の隙間は狭いままである。
【００１９】
このため、モールドが開き始める時、狭い合わせ目からすぐに直接大気中に発泡ゴムが急激にせり出さない様に、テーパー面の部分で発泡ゴムのせり出し速度を遅らせ、発泡ゴムの頭（隙間から出る部分）を押さえることができる。
【００２０】
このため、第１の環状空間に充填されたゴム組成物（後にタイヤ用発泡チューブとなる本体部分）が膨張する際にモールドの端縁（第１の環状凹部の半径方向内側の端部及び外側の端部）に急激に擦れることに因るピーリングを抑制することができる。
【００２１】
このとき、断面円形状の発泡剤入りのゴム組成物の幅が、半径方向を短手方向とする断面楕円形状の第１の環状凹部の開口部分の幅よりも大きいときには、第１のモールドと第２のモールドとを閉じたときに、発泡剤入りのゴム組成物を第１の環状空間に充填するが、一部は第２の環状空間及び第３の環状空間にも充填することができる。
【００２２】
そして、第２の環状空間及び第３の環状空間に流れて充填されたゴム組成物は、あとでタイヤ用発泡チューブとなる本体部分の半径方向内側及び外側に位置して環状のゴムバンドのような役目を果たし、膨張時に本体部分がモールドの端縁（第２環状凹部よりも半径方向内側部分にあるテーパー面の半径方向内側端部及び、第３環状凹部よりも半径方向外側部分にあるテーパー面の半径方向外側端部）に直接当接しないようにクッションの役目を果たし、ピーリング効果を防いで、あとでタイヤ発泡チューブとなる本体部分のサイド割れを防止することができる。
【００２３】
モールドを完全に開き、発泡した円環状のゴム組成物を取り出し、室温にて発泡率が安定するまで放置し、その後、第２の環状空間及び第３の環状空間によって成型されたゴムバンド状のゴム組成物を取り除くと、タイヤ用発泡チューブが完成する。
【００２４】
なお、モールドには、第１の環状空間と第２の環状空間とを連結する第１の連通部と、第１の環状空間と第３の環状空間とを連結する第２の連通部と、を設けても良い。
【００２５】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のモールドにおいて、前記第２の環状空間の容積と前記第３の環状空間の容積とを合計した容積が、前記第１の環状空間の容積の３％以上であることを特徴としている。
【００２６】
例えば、円環形状に形成した発泡剤入りのゴム組成物が保管中に断面形状が変形したり、寸度が収縮したりした場合でもはみ出しが出るが、第２の環状空間の容積と第３の環状空間の容積とを合計した容積が、第１の環状空間の容積の３％未満であると、第２の環状空間及び第３の環状空間にはみ出したゴム組成物を十分に溜めることが出来なく、モールドの接合時にゴムかみして第１のモールドの接合面と第２のモールドの接合面とが完全に接合出来ず、モールドが少し片開きの状態となり、発泡が完全に行えなくなる事があり、また、第２の環状空間及び第３の環状空間に溜まったゴム組成物がクッションの役目を果たすことが出来なくなる。
【００２７】
請求項２に記載のモールドは、第２の環状空間の容積と第３の環状空間の容積とを合計した容積が、第１の環状空間の容積の３％以上であるため、第２の環状空間及び第３の環状空間によって形成された環状のゴムバンドが、本体部分（タイヤ用発泡チューブとなる部分）がモールドの端縁に直接当たらないように確実にクッションの役目を果たす。なお、第２の環状空間の容積と第３の環状空間の容積とを合計した容積が、第１の環状空間の容積の３％未満になると、環状のゴムバンドの容積が小さくクッション効果が低下する。なお、第２の環状空間の容積と第３の環状空間の容積とを合計した容積は、第１の環状空間の容積の３０％以下が好ましい。
【００２８】
請求項３に記載のタイヤ用発泡チューブの製造方法は、請求項１または請求項２に記載のモールドの少なくとも第１の環状空間に発泡剤入りのゴム組成物を充填し、第１のモールドと第２のモールドとを組み合わせてゴム発泡剤入りゴム組成物を加熱して加硫することを特徴としている。
【００２９】
次に請求項３に記載のタイヤ用発泡チューブの製造方法の作用を説明する。
先ず最初に、円環形状に形成した発泡剤入りのゴム組成物を予め予熱したモールドの少なくとも第１の環状空間に充填し、第１のモールドと第２のモールドとが隙間を生じないように強固に密着させ、モールドをヒーターで加熱してゴム組成物の加硫を行う。
【００３０】
ゴム組成物が加硫されると、発泡剤によってガスが発生して無数の独立気泡がゴム組成物中に形成され、内圧が上昇する。
【００３１】
所定時間加熱した後、モールドを開いてゴム組成物を取り出す。モールドを開けると気泡が膨張し、ゴム組成物が膨張して発泡ゴムとなる。
【００３２】
モールドは、第１のモールドと第２のモールドとを組み合わせたときの接合面が、少なくとも第２環状凹部よりも半径方向内側部分と、第３環状凹部よりも半径方向外側部分は、接近方向と直交する方向に対して傾斜したテーパー面であるので、モールドを開けた時の初期の段階では、第１のモールドと第２のモールドとの離間寸法に対してテーパー面部分の隙間は狭いままである。
【００３３】
このため、モールドが開き始める時、狭い合わせ目からすぐに直接大気中に発泡ゴムが急激にせり出さない様に、テーパー面の部分で発泡ゴムのせり出しを遅らせ、発泡ゴムの頭（隙間から出る部分）を押さえることができる。
【００３４】
また、第２の環状空間及び第３の環状空間にはみ出したゴムが流れて充填された場合には、第１の環状空間に充填されたゴム組成物（後にタイヤ用発泡チューブとなる本体部分）の半径方向内側及び外側に位置して環状のゴムバンドのような役目を果たし、膨張時に本体部分がモールドの端縁（第２環状凹部よりも半径方向内側部分にあるテーパー面の半径方向内側端部及び、第３環状凹部よりも半径方向外側部分にあるテーパー面の半径方向外側端部）に直接当接しないようにクッションの役目を果たし、ピーリング効果を防いで、あとでタイヤ発泡チューブとなる本体部分のサイド割れを防止することができる。
【００３５】
モールドを完全に開き、発泡した円環状のゴム組成物を取り出し、室温にて発泡率が安定するまで放置し、その後、第２の環状空間及び第３の環状空間によって成型されたゴムバンド状のゴム組成物を取り除くと、タイヤ用発泡チューブが完成する。
【００３６】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載のタイヤ発泡チューブの製造方法において、充填する発泡剤入りのゴム組成物の容積を、第１〜３の環状空間の容積の８０％〜９５％に設定したことを特徴としている。
【００３７】
次に請求項４に記載のタイヤ用発泡チューブの製造方法の作用を説明する。
充填する発泡剤入りのゴム組成物の容積を、第１〜３の環状空間の容積の８０％〜９５％に設定したことにより、モールドを開いた時の膨張率が、第１〜３の環状空間にゴム組成物を１００％充填したときの膨張率よりも低くなり、この結果、ゴム組成物の膨張力を低減でき、サイド割れを更に抑制することができる。
【００３８】
請求項５に記載のタイヤ用発泡チューブの製造方法は、請求項３に記載のタイヤ用発泡チューブの製造方法において、充填する発泡剤入りのゴム組成物の容積を、前記第１の環状空間の容積の８０〜１００％に設定したことを特徴としている。
【００３９】
次に請求項５に記載のタイヤ用発泡チューブの製造方法の作用を説明する。
充填する発泡剤入りのゴム組成物の容積を、第１の環状空間の容積の８０％〜１００％に設定したことにより、モールドを開いた時の膨張率が、第１〜３の環状空間にゴム組成物を１００％充填したときの膨張率よりも低くなり、この結果、ゴム組成物の膨張力を低減でき、サイド割れを更に抑制することができる。
【００４０】
なお、第１の環状空間の容積のみ又は第１〜第３の環状空間の容積に対するゴム組成物の容積の割合、即ち、ゴム部材の充填率は、以下の理由によって決められた。
【００４１】
ゴム部材の充填率を種々変えて試験した結果、図１７のグラフに示すような充填率とサイド割れの発生割合との関係が判明し、サイド割れを少なくするためには、充填する発泡剤入りのゴム組成物の容積を第１の環状空間の容積の８０％〜１００％、即ち、第１の環状空間の充填率を８０％〜１００％とすることが良いことが分かった（なお、図１７のグラフの充填率１００％は、第１の環状空間の容積＝ゴム組成物の容積となった場合である。）。
【００４２】
なお、ゴム組成物の充填率が８０％未満の時の不具合は、以下の通りである。加硫後モールドから取り出す時、発泡チューブ表面粗度（アバタ状）悪化をきたし、外観性が損なわれる。
【００４３】
走行時他と発泡チューブとの滑りを円滑にし摩擦熱を抑える為、リム組み時発泡チューブ表面にシリコングリースを塗布するが、発泡チューブ表面がアバタ状だとシリコングリースが吸収され所謂化粧のりが悪くなり、本来の性能が出せず好ましくない。
【００４４】
更に充填率が７５％の場合、発泡率が９０％しかならず使用不可能となる。つまり８０％未満の場合は寸度安定性に支障を来す。
【００４５】
なお、第１〜第３の環状空間の容積に対するゴム組成物の容積で見ると、充填する発泡剤入りのゴム組成物の容積を第１〜３の環状空間の容積の８０％〜９５％とすることが良いことが分かった。
【００４６】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施形態を図面を参照しながら説明する。
【００４７】
本実施形態では、モーターサイクルの空気入りタイヤ（タイヤサイズ：ＲＥＡＲ １４０／８０−１８）に用いるタイヤ用発泡チューブの製造方法を説明する。
【００４８】
先ず、発泡剤を含んだゴム組成物を、図１に示すように、押出し機６の円形の開口を有する口金８から押出し、長手方向直角断面が円形（直径５２mm）の長尺状押出しゴム部材１０を得る。押出し機６を用いることにより、一定断面形状で一定寸法の均質な長尺状押出しゴム部材１０を連続して得ることができる。
【００４９】
なお、発泡剤を含んだゴム組成物は、一例として、ブチルゴム１００重量部、充填剤２０〜５０重量部、プロセス油０〜２０重量部、加硫剤１〜５重量部、加硫促進剤１〜３重量部、発泡剤４〜１５重量部、発泡助剤０〜８重量部等からなる。
【００５０】
発泡剤としては、ジニトロソペンタメチレンテトラアミン（ＤＰＴ）、アゾジカルボンアミド（ＡＤＣＡ）、ジニトロソペンタスチレンテトラミンやベンゼンスフォニルヒドラジド誘導体、オキシビスベンゼンスルホニルヒドラジド（ＯＢＳＨ）等を用いることができる。
【００５１】
発泡助剤としては、尿素、ステアリン酸亜鉛、ベンゼンスルフィン酸亜鉛や亜鉛華等、通常発泡製品の製造に用いられる助剤が好ましく適用される。
【００５２】
なお、発泡剤及び発泡助剤は、上記のもの以外を用いても良い。
次に、押し出された長尺状押出しゴム部材１０をカッタ等で所定長さ（本実施形態では、１０６５mm）に切断する。図２（Ａ）に示すように、長尺状押出しゴム部材１０の切断面１２は長手方向に対して直角よりも傾斜していることが好ましく、切断面１２の角度θを３０°程度とすることが好ましい。こうすることで、切断面１２の面積、即ち、接合面積を大きくとることができる。
【００５３】
次に、図２（Ｂ）に示すように両端の切断面１２同士を接合し、長尺状押出しゴム部材１０を図３に示すようにドーナツ円環体１４とする。
【００５４】
巻き皺や巻き縞の無い均一で新鮮な斜めの切断面１２同士をジョイントするので、ジョイント部分１５の強度は他の部分（ジョイントしていない部分）と同等近くまで増加でき、エアー入りや加硫後のジョイント外れを防止できる。
【００５５】
このようにして形成されたドーナツ円環体１４を、図４，５に示すようなモールド１６で加硫する。
【００５６】
モールド１６は、互いに開閉可能な第１のモールドとしての上型１６Ａと第２のモールドとしての下型１６Ｂとから構成されており、上型１６Ａと下型１６Ｂとを閉じたとき、内部に断面が楕円形状とされた第１の環状空間としてのドーナツ円環状の空間１８（中心部の径ＤA が３３９mm、楕円形状部分の長軸の寸法ＬA が６０mm、短軸の寸法ＬB が４６mm、断面積が２１６８mm2 ）が形成されるように、上型１６Ａには、図５に示すように断面半楕円の環状凹部１８Ａが形成され、下型１６Ｂには断面半楕円の環状凹部１８Ｂが形成されている。
【００５７】
さらに、モールド１６には、図４に示すように、空間１８の半径方向内側及び外側に、断面略矩形状とされた第２の環状空間としてのドーナツ円環状の空間２０（軸方向の寸法ＬC が１２mm、径方向の寸法ＬD が平均で５mm、断面積が６０mm2 ）及び第３の環状空間としてのドーナツ円環状の空間２２（軸方向の寸法ＬE が１２mm、径方向の寸法ＬF が平均で５mm、断面積が６０mm2 ）が形成されるように、上型１６Ａには図５に示すように断面略矩形の環状凹部２０Ａ，２２Ａが形成され、下型１６Ｂには断面略矩形の環状凹部２０Ｂ，２２Ｂが形成されている。
【００５８】
空間１８の容積に対する空間２０，２２の容積の合計の割合は、（６０mm2 ＋６０mm2 ）／２１６８mm2 ＝５．５％で従来対比約７倍である。
【００５９】
また、図４に示すように、空間１８と空間２０との間隔ＬG は７mm、空間１８と空間２２との間隔ＬH は７mmである。
【００６０】
なお、図４に示すようにモールド１６を閉めた時であっても、空間１８と空間２０との間（間隔ＬG 部分）及び空間１８と空間２２との間（間隔ＬH 部分）は、ゴムが流動する若干の隙間が形成されている場合も考えられる。
【００６１】
図４，５に示すように、上型１６Ａの接合面２４及び下型１６Ｂの接合面２６は、ドーナツ円環状の空間２０と空間２２との間では、モールド１６の軸芯Ｃに対して９０°であり、空間２２から半径方向外側の部分及び空間２０から半径方向内側の部分では、軸芯Ｃに対して比較的浅い角度（θ：２０°〜３０°の範囲内が好ましい。）で傾斜したテーパー面となっている。
【００６２】
次に、図６にしたがって、モールド１６の取り付けられているプレス機２８を説明する。該図は押下げ型であるが突上げ型も同様である。
【００６３】
プレス機２８の基台３０及び、この基台３０の上方に配置されて上下移動するピストンロッド３２の下端には、各々内部にヒータ等の熱源（図示省略）を有する熱盤３４が取り付けられており、上側の熱盤３４には上型１６Ａが、下側の熱盤３４には下型１６Ｂがそれぞれ図示しない取付金具によって固定されている。
【００６４】
図４に示すように、上型１６Ａの外周面には突出した取付部１７が外周方向に３０°間隔で形成されており、直径φＤB 上には時計回り方向側に開口し、その幅がｄとされた湾曲した略Ｕ字状の切り欠き１７Ａ（中心の曲率半径がＤB ／２）が形成されている。
【００６５】
また、下型１６Ｂの外周面にも同様の取付部１９が外周方向に３０°間隔で形成されており、直径φＤC （本実施形態では、ＤC ＝ＤB ）上には時計回り方向側に開口し、その幅がｄとされた湾曲した略Ｕ字状の切り欠き１９Ａ（中心の曲率半径がＤC ／２）が形成されている。
【００６６】
上型１６Ａを取り付ける熱盤３４には切り欠き１７Ａと対応する位置にボルト孔（図示せず）が設けられており、下型１６Ｂを取り付ける熱盤３４には切り欠き１９Ａと対応する位置にボルト孔（図示せず）が設けられており、ボルト孔にねじ込んだボルトを締め込む（緩める）ことにより上型１６Ａ及び下型１６Ｂを簡単に固定（離脱）でき、また、上型１６Ａと下型１６Ｂとの芯出しも簡単になる。
【００６７】
また、切り欠き１７Ａ及び切り欠き１９Ａの位置を統一しておけば（ＤC ＝ＤB ）、モールド１６のサイズが変わっても同一のボルトで取り付け可能である。
【００６８】
次に、ドーナツ円環体１４の加硫方法を説明する。
ドーナツ円環体１４を予め与熱されたモールド１６の断面が楕円形状とされたドーナツ円環状の空間１８内に充填し、ピストンロッド３２を下降させて上型１６Ａと下型１６Ｂとを密着させる（図４参照。なお図４ではドーナツ円環体１４は図示せず。）。なお、ここでいう充填率は、空間１８の容積に対するゴム部材の容積の割合である。
【００６９】
プレス機を下げる事でドーナツ状円環体１４（断面が円）をモールド１６の空間１８（断面が楕円）に充填させるが、図５に示すように、断面積を等しくしても円を楕円に変形させるとき、環状凹部１８Ａ、環状凹部１８Ｂでドーナツ状円環体１４を若干削り取る場合があり、削り取られたゴム部材が空間２０及び空間２２に溜まる事になる。そして削り取られたゴム部材が発泡加硫されて空間２０及び空間２２でゴムバンド状に成長する。
【００７０】
その後、ドーナツ円環体１４を予め設定した所定温度で所定時間加熱して加硫する。加硫を行うと、発泡剤によりゴム中にガスが発生して空間１８内のゴム部材が膨張し、隙間を介して空間２０，２２にもゴム部材が充填される場合も考えられる。
【００７１】
所定時間経過後、ピストンロッド３２を上昇させてモールド１６を開く。モールド１６を開くと、ゴム中のガスの気泡が膨張し、ゴム部材が発泡する。
【００７２】
このモールド１６では、上型１６Ａの接合面２４及び下型１６Ｂの接合面２６が、空間２２から半径方向外側の部分及び空間２０から半径方向内側の部分では、比較的浅い角度（θ）で傾斜したテーパー面となっているので、図７に示すように、開き始めの段階では上型１６Ａと下型１６Ｂとの離間寸法ＳA に対してテーパー面部分の隙間ＳB は極めて狭いままである（図７ではゴム部材は図示省略。）。
【００７３】
したがって、モールド１６が開き始める時、狭い合わせ目からすぐに直接大気中に発泡したゴム部材が急激にせり出さない様に、テーパー面の部分で発泡したゴム部材のせり出しを遅らせ、発泡したゴム部材の頭（隙間に出る先端部分）をある程度押さえることができ、空間１８内のゴム部材（後にタイヤ用発泡チューブ４４となる本体部分）が膨張する際にモールド１６の端縁１０８（図５参照）による髭剃り効果を抑えることができる。
【００７４】
なお、モールド１６を開く速度は、従来の速度（２．２ｍ／分）よりも速い速度、例えば、６．６ｍ／分が良く、このように、膨張速度に対してモールドの開き速度をより速くすることで、隙間からせり出そうとするゴムがモールド１６に擦れる度合いを低減できる。
【００７５】
モールド１６を完全に開いた後、図８に示すような断面形状をした発泡したドーナツ円環体１４を取り出し、室温にて発泡率が安定するまで放置する。
【００７６】
その後、モールド１６の空間２０，２２によって成型されたゴムバンド状のゴム部材４０，４２をドーナツ円環体１４から取り除くと、図９に示すようなタイヤ用発泡チューブ４４が完成する。
【００７７】
ちなみに、寸法の安定したタイヤ用発泡チューブ４４は、平均の発泡率が７６０％、内径ＤA が約４７８mm、外径ＤB が約６７７mm、軸方向の厚さＴが約１２２mmとなる。ここで、発泡率をＶｓとすると、Ｖｓ＝Ｖ1 ／Ｖ0 ×１００（％）で表される。なお、Ｖ1 は加硫後の微小気泡を有するゴムのドーナツ円環体１４の体積ｃｍ3 、Ｖ0 は微小気泡を有するゴムのモールド１６の空間１８の体積ｃｍ3 である。
【００７８】
なお、空間２０，２２に充填されていたゴム部材は、空間１８に充填されていた後に発泡チューブとなる断面楕円形状の本体部分の半径方向内側及び外側に位置して環状のゴムバンドのような役目を果たし、後に発泡チューブとなる本体部分が膨張時にモールド１６の端縁３６（図５参照）に直接当接しないようにクッションの役目を果たし、後に発泡チューブとなる本体部分のサイド割れを防止することができる。
【００７９】
ちなみに、図１３に示すように、従来のモールド１０２には、合わせ目からのゴムの食みだしを防止するために、ゴム溜まり１１４が設けられていたが、大きさが小さく（断面の大きさが軸方向寸法２mm×径方向寸法４mm＝断面積８mm2 で、環状空間１０４の容積に対するゴム溜まり１１４の容積は１％弱である。）、サイド割れを防止するクッションを作るためのものでは無かった。
【００８０】
また、本実施形態のモールド１６には、上型１６Ａの接合面２４及び下型１６Ｂの接合面２６に各々テーパー面を設けたので、上型１６Ａと下型１６Ｂとの位置合わせを行い易い。
【００８１】
なお、押出し直後の長尺状押出しゴム部材１０は、８０°Ｃ位と熱く粘着性があり、冷却するにつれて長手方向は収縮し、断面方向は膨張する性質がある。この時、保管面に対し粘着させない様にライナー（織布、ビニール等）を入れると、滑って収縮し、ライナー皺等が長尺状押出しゴム部材１０に移って皺が発生し、それが、加硫しても残り、外観上好ましくない。このため、ライナーを介さないで、直接ステンレス板等に直置きすることで、ライナー皺を防止することが好ましい。
【００８２】
また、加硫前に、ドーナツ円環体１４にジョイント痕残りや、打ち傷等の外傷が有った場合には、例えば、厚さ０．５mm、幅２０mmの圧延した未加硫のゴムシートを貼り付けて暈すことが好ましい。
【００８３】
また、タイヤ用発泡チューブ４４の表面の、モールド１６の合わせ目（接合面２４及び接合面２６）に対応した部分に外側凸が残る場合には、図１０及び図１１に示すように、上型１６Ａの接合面２４付近及び下型１６Ｂの接合面２６付近に予め内側凸部５０，５２を形成しておけば良い。
【００８４】
これにより、モールド１６が開き始めた瞬間、図１２に示すように、空間１８内の発泡したゴム部材の内側凸部５０，５２に対応していた部分は凹部が無くなって略平面となり、その形状が記憶される。
【００８５】
その後、ゴムバンド状のゴム部材４０，４２をドーナツ円環体１４から取り除けば、外周面に外側凸の無いタイヤ用発泡チューブ４４を得られる。
【００８６】
なお、内側凸部５０，５２の先端付近は、図１１に示すようにピーリング防止のために僅かなアールを付けておくことが好ましい。
【００８７】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に記載のモールドでは、サイド割れのないタイヤ用発泡チューブを製造できる、という優れた効果を有する。
【００８８】
請求項２に記載のモールドでは、サイド割れを確実に防止できる、という優れた効果を有す
請求項３に記載のタイヤ用発泡チューブの製造方法では、サイド割れのないタイヤ用発泡チューブを製造できる、という優れた効果を有する。
【００８９】
請求項４及び５に記載のタイヤ用発泡チューブの製造方法では、サイド割れを更に抑制することができる、という優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】押出し装置の断面図である。
【図２】（Ａ）は、長尺状押出しゴム部材の切断面付近を示す側面図であり、（Ｂ）は長尺状押出しゴム部材の接合部分を示す側面図である。
【図３】ドーナツ円環体の斜視図である。
【図４】（Ａ）は閉じたモールドの断面図であり、（Ｂ）は取付部の平面図である。
【図５】開いたモールドの断面図である。
【図６】モールドを取り付けたプレス機の要部の正面図である。
【図７】開き始めのモールドの断面図である。
【図８】モールドから取り出したドーナツ円環体の断面図である。
【図９】発泡チューブの斜視図である。
【図１０】他の実施形態に係るモールドの断面図である。
【図１１】内側凸部の拡大断面図である。
【図１２】他の実施形態に係るモールドの開きはじめの断面図である。
【図１３】（Ａ）は従来のモールドの閉じた状態を示す断面図であり、（Ｂ）は開き始めの状態を示す断面図である。
【図１４】サイド割れの生じた発泡チューブの断面図である。
【図１５】ドーナツ状円環体の一部が、開き始めのモールドの隙間より外方に飛び出そうとした状態を示すモールドの断面図である。
【図１６】外側凸部分を有する発泡チューブを充填したリム組みタイヤの断面図である。
【図１７】充填率とサイド割れとの関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１０ 長尺状押出しゴム部材
１４ ドーナツ円環体
１６ モールド
１６Ａ 上型（第１のモールド）
１６Ｂ 下型（第２のモールド）
１８ 空間（第１の環状空間）
１８Ａ 環状凹部（第１環状凹部）
１８Ｂ 環状凹部（第１環状凹部）
２０ 空間（第２の環状空間）
２０Ａ 環状凹部（第２環状凹部）
２０Ｂ 環状凹部（第２環状凹部）
２２ 空間（第３の環状空間）
２２Ａ 環状凹部（第３環状凹部）
２２Ｂ 環状凹部（第３環状凹部）
２４ 接合面
２６ 接合面
４４ タイヤ用発泡チューブ
Claims (5)
- 環状のタイヤ用発泡チューブを成型するためのモールドであって、
第１のモールドと、
この第１のモールドと対となる第２のモールドと、
前記第１のモールド及び前記第２のモールドの各々に形成され、前記第１のモールドと前記第２のモールドとを互いに接近させて組み合わせたときに、タイヤ用発泡チューブを成型する第１の環状空間を構成する第１環状凹部と、
前記第１のモールド及び前記第２のモールドの各々に形成され、前記第１のモールドと前記第２のモールドとを互いに接近させて組み合わせたときに、前記第１の環状空間よりも半径方向内側に設けられて、前記第１の環状空間よりも容積の小さい第２の環状空間を構成する第２環状凹部と、
前記第１のモールド及び前記第２のモールドの各々に形成され、前記第１のモールドと前記第２のモールドとを互いに接近させて組み合わせたときに、前記第１の環状空間よりも半径方向外側に設けられて、前記第１の環状空間よりも容積の小さい第３の環状空間を構成する第３環状凹部と、
を有し、
第１のモールド及び第２のモールドの各々の接合面は、少なくとも前記第２環状凹部よりも半径方向内側部分と、前記第３環状凹部よりも半径方向外側部分は、前記接近方向と直交する方向に対して傾斜したテーパー面であることを特徴とするモールド。 - 前記第２の環状空間の容積と前記第３の環状空間の容積とを合計した容積が、前記第１の環状空間の容積の３％以上であることを特徴とする請求項１に記載のモールド。
- 請求項１または請求項２に記載のモールドの少なくとも第１の環状空間に発泡剤入りのゴム組成物を充填し、第１のモールドと第２のモールドとを組み合わせてゴム発泡剤入りゴム組成物を加熱して加硫することを特徴とするタイヤ用発泡チューブの製造方法。
- 充填する発泡剤入りのゴム組成物の容積を、第１〜３の環状空間の容積の８０％〜９５％に設定したことを特徴とする請求項３に記載のタイヤ発泡チューブの製造方法。
- 充填する発泡剤入りのゴム組成物の容積を、前記第１の環状空間の容積の８０〜１００％に設定したことを特徴とする請求項３に記載のタイヤ用発泡チューブの製造方法。
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