JP3777223B2 - シール剤入りタイヤチューブの製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、空気が充填される空気室とシール剤が充填されるシール剤室とを備えたシール剤入りタイヤチューブの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般のチューブ入りタイヤは、チューブが釘等による刺傷を受けた場合、チューブ内の空気はその刺傷からタイヤ及びチューブ間の微小間隙を通ってリムのニップル孔から外部に漏出し、所謂パンク状態となり易い。
【０００３】
そこで、チューブが刺傷を受けたとき、これを自動的に応急補修するための液状シール剤をチューブ内に予め適量注入しておくものが知られている（特開昭５８−７４３４２号公報参照）。このものは、チューブを成形する際に該チューブの内部にシール剤を充填したカプセルを入れておき、成形後に前記カプセルを破壊してシール剤をチューブ内に充填するようになっているため、カプセルを破壊すべく外力を加えた際にチューブが損傷し易いだけでなく、シール剤がチューブの空気弁を詰まらせたり、チューブ内の空気圧測定時に圧力ゲージを詰まらせたりする場合がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
これを回避すべく、チューブの内部を隔壁によって空気が充填される空気室とシール剤が充填されるシール剤室とに区画し、カプセルを使用せずにシール剤室に直接シール剤を充填することが考えられる。
【０００５】
ところで、このような構成のシール剤入りタイヤチューブの加硫工程では、チューブ素材を加熱型内に挿入し、空気弁から空気室に加熱した空気或いは高温の水蒸気を供給することにより、空気室周壁及びシール剤室周壁を加熱型に密着させるとともに隔壁をシール剤室周壁に密着させ、この状態で加熱型を加熱して加硫を行っている。このとき、加熱型内に挿入されたチューブ素材のシール剤室内に空気が残留していると、空気室に加熱した空気或いは高温の水蒸気を供給しても、隔壁をシール剤室周壁に密着させることができず、チューブ素材の加熱が不均一になる可能性がある。
【０００６】
また、上述したようにシール剤室内に空気が残留した状態で加硫を行うと、チューブ素材を加熱型から取り出した際に、シール剤室内に封入されて熱膨張した空気が隔壁を空気室周壁側に押し広げ、隔壁に膨張癖を付けてしまう。このように隔壁に膨張癖が付くと、釘等によりシール剤室周壁及び隔壁が刺傷を受けた場合、隔壁が空気室周壁側に広がって空気室内の空気がシール剤室側に流入し、シール剤の効果を弱めてしまう可能性がある。
【０００７】
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、チューブ素材の加硫を確実に行うことが可能であり、且つ隔壁に膨張癖が付くことがないシール剤入りタイヤチューブの製造方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明は、空気が充填される空気室とシール剤が充填されるシール剤室とを備えたシール剤入りタイヤチューブの製造方法であって、円形断面を有する周壁の内部を隔壁で仕切って空気室及びシール剤室を画成したチューブ素材を押し出し成形する第１工程と、チューブ素材を両端部において環状に接合する第２工程と、周壁にシール剤室に連通する空気抜き孔を形成する第３工程と、チューブ素材を加熱型内に挿入した状態で空気室に高温・高圧の気体を供給して加硫する第４工程と、シール剤室にシール剤を充填する第５工程と、空気抜き孔を閉塞する第６工程とを備えたことを特徴とする。
【０００９】
また請求項２に記載された発明は、請求項１の構成に加えて、前記第５工程において、前記空気抜き孔を通してシール剤室にシール剤を充填することを特徴とする。
【００１０】
また請求項３に記載された発明は、請求項１の構成に加えて、前記第６工程は、前記空気抜き孔に生ゴムシートを当てがったチューブ素材を一対の圧着子間に挟持して圧着する工程であり、前記一対の圧着子のうちの反生ゴムシート側に当接する圧着子の硬度をチューブ素材の硬度よりも低く設定したことを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施例の形態】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。
【００１２】
図１〜図１１は本発明の第１実施例を示すもので、図１はチューブ入りタイヤを装着した車輪の横断面図、図２はチューブの製造工程を示す図、図３はチューブ素材の横断面図、図４は押し出し成形機の部分斜視図、図５は図４の５方向拡大矢視図、図６はスプライサーの側面図、図７は図６の７−７線拡大矢視図、図８は加熱型の断面図、図９は隔壁に空気抜き孔が無い場合の作用説明図、図１０は生ゴムシート貼付工程の作用説明図、図１１は隔壁に膨張癖が付いた場合の作用説明図である。
【００１３】
図１に示すように、自動二輪車用車輪のリムＲはワイヤスポークを介してハブ（図示せず）に連結される。このリムＲには、タイヤ１と、その内部に収納されるチューブ２とからなるチューブ入りタイヤＴが装着される。チューブ２は、半径方向内側に位置する空気室周壁４ｉと、半径方向外側に位置するシール剤室周壁４ｏとを備えて断面環状に形成された周壁４を備える。周壁４の空気室周壁４ｉとシール剤室周壁４ｏとを接続する一対の接続部間は、それと一体に形成された隔壁５によって相互に接続される。
【００１４】
空気室周壁４ｉと隔壁５との間に画成された断面略円形の空気室３には空気が充填され、シール剤室周壁４ｏと隔壁５との間に画成された断面略円弧状のシール剤室７には公知の液状シール剤８が充填される。また空気室周壁４ｉには空気室３に空気を充填するための空気弁６が設けられる。
【００１５】
而して、チューブ２のシール剤室７は空気室３の空気圧によりタイヤ１の内面に沿った形状に保持されるため、シール剤室７に充填されたシール剤８に車輪の回転による遠心力が作用しても、そのシール剤８がチューブ２の外周側に片寄るのを防ぐことができる。従って、釘等により半径方向あるいは側方からチューブ２が刺傷を受けても、シール剤８がその刺傷を直ちに埋めて補修し、空気室３からの空気の漏出を遅らせる。また、シール剤８はシール剤室７に保持されていて、空気室３側へ流出することがないから、空気弁６やそれに当てがわれる圧力ゲージ等を詰まらせることもない。
【００１６】
次に、前記チューブ２の製造方法について説明する。
【００１７】
図２に示すように、チューブ２の製造工程は、材料混練工程、チューブ素材押し出し成形工程、切断工程、空気弁取付工程、接合工程、孔開け工程、第１加硫工程、シール剤充填工程、生ゴムシート貼付工程、第２加硫工程及び検査工程からなる。
【００１８】
先ず、材料混練工程で混練した材料をチューブ素材押し出し成形工程で押し出し成形することにより、生ゴムよりなるチューブ素材２′を成形する。図３〜図５に示すように、押し出し成形機１１のノズル１２から連続的に押し出し成形されるチューブ素材２′は、横断面円形の周壁４と、この周壁４の直径上に位置する２点を波形に接続する隔壁５とを備える。即ち、周壁４は隔壁５との接続部を境にして空気室周壁４ｉとシール剤室周壁４ｏとに分かれており、空気室周壁４ｉの長さＬｉと、シール剤室周壁４ｏの長さＬｏと、隔壁５の長さＬｃとは略等しく設定されている。隔壁５を波形に形成することにより、急激な屈曲部を発生させることなく前記長さＬｃを確保することができる。
【００１９】
チューブ素材２′を押し出し成形する押し出し成形機１１のノズル１２の内部には、空気室３及びシール剤室７にそれぞれタルク等の離型剤を供給・排出する２個の離型剤吐出口１３，１３及び２個の離型剤吸引口１４，１４が設けられる。チューブ素材２′の空気室３及びシール剤室７を横断面波形の隔壁５によって同一断面積に形成することにより、離型剤吐出口１３，１３及び離型剤吸引口１４，１４を配置するスペースを容易に確保することができる。
【００２０】
続く切断工程でチューブ素材２′を所定長さに切断した後、空気弁取付工程で空気室周壁４ｉの適所に空気弁６を取り付け、更に接合工程でチューブ素材２′の両端部を接合する。
【００２１】
図６及び図７は接合工程で使用されるスプライサーを示すものである。チューブ素材２′の両端部は一対のクランプ部材１５，１６よりなるクランプ１７によって挟持され、クランプ部材１５，１６から僅かに突出したチューブ素材２′の両端面どうしが相互に圧接される。加硫前の生ゴムよりなるチューブ素材２′は前記圧接により環状に接合される。
【００２２】
このとき、チューブ素材２′の一端の空気室周壁４ｉ、隔壁５及びシール剤室周壁４ｏを、それぞれチューブ素材２′の他端の空気室周壁４ｉ、隔壁５及びシール剤室周壁４ｏに正しく接合すべく、前記クランプ１７によって空気室周壁４ｉ及びシール剤室周壁４ｏ間に隔壁５が挟まれて３層になるようにクランプされる（図７参照）。前述したように、空気室周壁４ｉの長さＬｉ、隔壁５の長さＬｃ及びシール剤室周壁４ｏの長さＬｏは全て等しく設定されているため（図３参照）、空気室周壁４ｉ、隔壁５及びシール剤室周壁４ｏは圧縮又は伸長されることなく自然長のままクランプされる。これにより空気室周壁４ｉ、隔壁５又はシール剤室周壁４ｏに皺が寄ることが防止され、その接合を確実に行うことが可能となる。
【００２３】
続く孔開け工程において、チューブ素材２′のシール剤室周壁４ｏにシール剤室７に連通する空気抜き孔４₁ を開設する。
【００２４】
続く第１加硫工程において、図８に示すように前記チューブ素材２′を加熱型１８内に挿入し、空気弁６から空気室３に加熱した空気或いは高温の水蒸気を供給することにより、空気室周壁４ｉ及びシール剤室周壁４ｏを加熱型１８に密着させるとともに隔壁５をシール剤室周壁４ｏに密着させ、この状態で加熱型１８を加熱して加硫を行う。このとき、加熱型１８内に挿入されたチューブ素材２′のシール剤室７内に空気が残留していても、空気室３に供給された加熱した空気或いは高温の水蒸気の圧力で隔壁５がシール剤室周壁４ｏ側に押圧されたときに、シール剤室７に残留した空気を空気抜き孔４₁ から排出して隔壁５をシール剤室周壁４ｏに確実に密着させることができる。これにより、チューブ素材２′の全体を均等に加熱して確実な加硫を行うことができる。
【００２５】
もしも、シール剤室周壁４ｏに空気抜き孔４₁ が無いと仮定すると、図９に示すように空気室３に圧力を加えてもシール剤室７内に残留した空気が邪魔して隔壁５をシール剤室周壁４ｏに密着させることができず、チューブ素材２′の加熱が不均一になる可能性がある。
【００２６】
続くシール剤充填工程で空気抜き孔４₁ からシール剤室７にシール剤８を充填する。このとき、シール剤８の充填に先立って空気弁６から空気を供給して空気室３を膨張させることにより、図８に示す状態と同様に隔壁５をシール剤室周壁４ｏに密着させてシール剤室７内の空気を完全に排出しておき、この状態からシール剤８の充填を開始する。このように、空気抜き孔４₁ を利用してシール剤室７にシール剤８を充填するので、シール剤８の充填用の特別の孔を設ける必要がない。またシール剤室７内の空気を完全に排出した状態からシール剤８の充填を開始することにより、シール剤８に対する空気の混入を確実に防止し、シール剤８のみを充填することができる。更に空気弁６を利用して空気室３に空気を供給しているので、空気室周壁４ｉに空気充填用の孔を開ける必要がない。
【００２７】
続く生ゴムシート貼付工程において、空気抜き孔４₁ を覆うように生ゴムシート１９を貼付した後、第２加硫工程で生ゴムシート１９の近傍を局部的に加硫して空気抜き孔４₁ を閉塞することによりチューブ２を完成する。生ゴムシート貼付工程の内容を更に説明すると、生ゴムシート１９を貼付するチューブ素材２′の空気抜き孔４₁ の周辺をワイヤブラシやサンドペーパー等で表面処理した後、ワイヤブラシやサンドペーパー等で掻き取られた異物であるチューブ素材２′の粉末やタルクを除去し、その部分をトルエンやゴム揮等の溶剤で洗浄する。続いて、空気抜き孔４₁ に直径２０ｍｍ、厚さ１．５ｍｍの生ゴムシート１９を貼付し、１６０〜１７０ｋｇ／ｍ² の圧力で３〜５分間加硫圧着する。尚、前記表面処理をワイヤブラシやサンドペーパーで行う代わりに、酸により環化する方法、塩素化する方法、ヨウ化メチレンを介在させる方法、有機ハロゲン化合物方等の他の公知の方法を採用することができる。
【００２８】
図１０に示すように、加硫圧着装置は相互に対向する下部圧着子２１と上部圧着子２２とを備えている。下部圧着子２１には、チューブ素材２′の硬度（ＪＩＳ−Ａ型、４０〜６０度）よりも低硬度の弾性素材（ＪＩＳ−Ａ型、２０〜４０度）を使用する。上述した低硬度の弾性素材としては、シリコン、スチレン・ブタジエン系ゴム（ＳＢＲ）、エチレン・プロピレン・ジエン系ゴム（ＥＰＤＭ）、天然ゴム、ニトリル系ゴム（ＮＢＲ）、クロロプレン系ゴム（ＣＲ）等の各種ゴムがある。
【００２９】
また金属製の上部圧着子２２の内部には加熱用のヒータ２３が設けられており、空気抜き孔４₁ の周辺に生ゴムシート１９を貼付したチューブ素材２′を下部圧着子２１及び上部圧着子２２間に挟持して圧着する。このとき、上部圧着子２２に接触する生ゴムシート１９及びその周縁のチューブ素材２′は、ヒータ２３による加熱で加硫される。
【００３０】
下部圧着子２１を生ゴムシート１９よりも硬度の高い金属製にすると、生ゴムシート１９を貼付した部分が瘤状に盛り上がってしまうが、下部圧着子２１の硬度をチューブ素材２′の硬度よりも低くすることにより、貼着された生ゴムシート１９の周縁部とチューブ素材２′との境目が滑らかになり、生ゴムシート１９が剥がれ難くなるだけでなく外観形状が美しく仕上がる。この効果が得られる理由は、圧着時に生ゴムシート１９の下方の下部圧着子２１がチューブ素材２′と共に下方に窪むことにより、生ゴムシート１９がチューブ素材２′の内部に沈み込み、生ゴムシート１９の周縁部とチューブ素材２′との間の段差が小さくなるためと考えられる。
【００３１】
このようにチューブ素材２′と同一材料である生ゴムシート１９を使用して空気抜き孔４₁ を閉塞するので、閉塞部の強度を向上させてシール剤８の漏れを確実に防止することができる。而して、完成したチューブ２を検査工程において検査して製造工程を終了する。
【００３２】
ところで、第１加硫工程を終えて加熱型１８からチューブ素材２′を取り出したとき、もしもチューブ素材２′に空気抜き孔４₁ が形成されていないと仮定すると、空気抜き孔４₁ が無いために密閉されたシール剤室７内の圧力は、その内部に封入された残留空気の熱膨張により高まっているのに対し、空気室３の圧力は加熱した空気或いは高温の水蒸気が抜けて大気圧になっている。その結果、図１１（Ａ）に示すようにシール剤室７が膨張して隔壁５を空気室３側に押し広げるため、隔壁５は無理に引き伸ばされて空気室３側に広がろうとする膨張癖が付いてしまう。
【００３３】
このようなチューブ素材２′から製造したチューブ２のシール剤室周壁４ｏ及び隔壁５が釘等によって刺傷を受けた場合、図１１（Ｂ）に示すように隔壁５が膨張癖によって空気室３側に広がろうとするため、空気室３内の空気が隔壁５の刺傷を通過してシール剤室７側に流入してしまい、シール剤８に空気が混入して該シール剤８の効果が弱められてしまう。しかしながら、本実施例ではシール剤室周壁４ｏに空気抜き孔４₁ を形成したことにより、加熱型１８から取り出したチューブ素材２′のシール剤室７が残留空気によって熱膨張することがないため、隔壁５に膨張癖が付くのを確実に回避することができる。
【００３４】
以上、本発明の実施例を詳述したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。
【００３５】
例えば、チューブ素材２′を押し出し成形する際の隔壁５の形状は実施例の波形に限定されず、図１２に示すような他の波形であっても良い。
【００３６】
【発明の効果】
以上のように、請求項１に記載された発明によれば、円形断面を有する周壁の内部を隔壁で仕切って空気室及びシール剤室を画成したチューブ素材を押し出し成形し、空気抜き孔からシール剤室にシール剤を充填した後に該空気抜き孔を閉塞するので、チューブの損傷を防止しつつ空気室及びシール剤室を確実に区画し、シール剤が空気弁を詰まらせたりシール剤が漏れたりするのを防止することができる。またチューブ素材の周壁にシール剤室に連通する空気抜き孔を形成した後にチューブ素材を加熱型内に挿入して加硫を行うので、空気室に高温・高圧の気体を供給した際に、隔壁を周壁に密着させて均等に加熱し、確実な加硫を行うことができる。しかも、隔壁に空気室側に広がろうとする膨張癖が付かないため、チューブが釘等で刺傷を受けたときに空気室の空気がシール剤室７に流入することがなく、これによりシール剤の効果を充分に発揮させることができる。
【００３７】
また請求項２に記載された発明によれば、空気抜き孔を通してシール剤室にシール剤を充填するので、シール剤充填のための特別の孔を設ける必要がない。
【００３８】
また請求項３に記載された発明によれば、空気抜き孔に当てがった生ゴムシートをチューブ素材に圧着する際に、チューブ素材を挟持する一対の圧着子のうちの反生ゴムシート側に当接する圧着子の硬度をチューブ素材の硬度よりも低く設定したので、生ゴムシートをチューブ素材の内部に沈み込ませて生ゴムシートの周縁部とチューブ素材との間の段差を小さくすることができる。これにより生ゴムシートが剥がれ難くなるだけでなく外観形状が美しく仕上がる。
【図面の簡単な説明】
【図１】チューブ入りタイヤを装着した車輪の横断面図
【図２】チューブの製造工程を示す図
【図３】チューブ素材の横断面図
【図４】押し出し成形機の部分斜視図
【図５】図４の５方向拡大矢視図
【図６】スプライサーの側面図
【図７】図６の７−７線拡大矢視図
【図８】加熱型の断面図
【図９】隔壁に空気抜き孔が無い場合の作用説明図
【図１０】生ゴムシート貼付工程の作用説明図
【図１１】隔壁に膨張癖が付いた場合の作用説明図
【図１２】チューブ素材の他の実施例を示す図
【符号の説明】
２′ チューブ素材
３ 空気室
４ 周壁
４₁ 空気抜き孔
５ 隔壁
７ シール剤室
８ シール剤
１８ 加熱型
１９ 生ゴムシート
２１ 下部圧着子（圧着子）
２２ 上部圧着子（圧着子）

Claims (3)

1. 空気が充填される空気室（３）とシール剤（８）が充填されるシール剤室（７）とを備えたシール剤入りタイヤチューブの製造方法であって、
   円形断面を有する周壁（４）の内部を隔壁（５）で仕切って空気室（３）及びシール剤室（７）を画成したチューブ素材（２′）を押し出し成形する第１工程と、
   チューブ素材（２′）を両端部において環状に接合する第２工程と、
   周壁（４）にシール剤室（７）に連通する空気抜き孔（４₁ ）を形成する第３工程と、
   チューブ素材（２′）を加熱型（１８）内に挿入した状態で空気室（３）に高温・高圧の気体を供給して加硫する第４工程と、
   シール剤室（７）にシール剤（８）を充填する第５工程と、
   空気抜き孔（４₁ ）を閉塞する第６工程と、
   を備えたことを特徴とするシール剤入りタイヤチューブの製造方法。
2. 前記第５工程において、前記空気抜き孔（４₁ ）を通してシール剤室（７）にシール剤（８）を充填することを特徴とする、請求項１記載のシール剤入りタイヤチューブの製造方法。
3. 前記第６工程は、前記空気抜き孔（４₁ ）に生ゴムシート（１９）を当てがったチューブ素材（２′）を一対の圧着子（２１，２２）間に挟持して圧着する工程であり、前記一対の圧着子（２１，２２）のうちの反生ゴムシート（１９）側に当接する圧着子（２１）の硬度をチューブ素材（２′）の硬度よりも低く設定したことを特徴とする、請求項１記載のシール剤入りタイヤチューブの製造方法。

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