JP4266874B2 - 安全タイヤ用補強空気のうの製造方法 - Google Patents

Description

この発明は、タイヤに収納され、該タイヤの所定の空気圧との関係で設定された内圧で空気が充填され、タイヤの内圧が正常な状態では少なくともタイヤ内面との間に空間部を形成し、タイヤの内圧の低下に伴って拡径変形して、荷重の支持をタイヤから肩代わりする中空円管状の安全タイヤ用補強空気のうの製造方法に関し、特にかかる補強空気のうの製造時における不良率の低減と製造効率の向上を図る。

パンク等によってタイヤ内圧が急激に低下したランフラット状態においてもある程度の距離の走行が可能である安全タイヤとしては、補強チューブ、補強ゴム、補強ベルト等の補強部材、又は発泡体、弾性体、中子等にタイヤ負荷を肩代わり支持させるタイヤや、シーラント剤を塗布又は充填してタイヤに生じた孔等の損傷部を塞いで内圧低下を防止したタイヤ等が知られている。しかし、これら従来の安全タイヤは、製造方法が複雑なため、不良率が高くなったり、製造効率が低下したりする場合が多かった。

かかる問題を解消するため、例えば特許文献１及び２には、安全タイヤの内部に収容されて、タイヤの内圧が低下するランフラット状態では、タイヤ内圧の低下に伴って拡張変形して荷重支持をタイヤから肩代わりする中空円管状の空気のう及びこれを用いた安全タイヤが記載されている。また、特許文献３には、これらの空気のうに用いられて、空気のうの補強を司る補強部材の製造方法が記載されている。

これらのタイヤは、空気のうをタイヤと別体に製造するので、製造及び装着が比較的容易となるものの、空気のうによりタイヤ内部の空気流動が阻害されるため、空気がタイヤと空気のうの間の空間部内で流動するにとどまり、特に冷却効果の高いリム外面まで流動することはできない。この結果、発熱したトレッド部の温度を十分に低下させることができず、十分なタイヤ耐久性が得られない上、タイヤ内部の空気の温度がトレッド側とリム側とで大きく異なるという温度分布の不均一化も生じ、これはタイヤ故障を事前に検知する等の目的でタイヤ内部の温度を測定するためにタイヤ内部に装着する温度センサーに大きな誤差を生じさせることになるため好ましくない。

特開２００１−１０３１４号公報 国際公開第０２／４３９７５号パンフレット 国際公開第０２／９６６７８号パンフレット

したがって、この発明の目的は、タイヤ収納状態にて、タイヤ内部に充填された空気がタイヤ内部全体にわたって安定して流動する構成を採用することにより、タイヤ内の温度分布を比較的均一に保つことのできる安全タイヤ用補強空気のうを、不良率を低く抑えつつ、高い製造効率で製造することのできる方法を提供することにある。

上記の目的を達成するため、第１発明は、成型ドラム上に、未加硫のゴムからなる単一材料及び／又は未加硫ゴムと繊維からなる複合材料で構成される第１リング状シートと、空気不透過性の未加硫ゴムからなる第２リング状シートとを順次積層し、次いで、第２リング状シートの両端を成型ドラムから離れる方向に折り返して接合し、未加硫のチューブを形成した後、第１リング状シートを未加硫チューブの外面に沿って折り返し、この折り返された第１リング状シートの両端間であってかつチューブの外面に、補強素子をゴム被覆したリング状補強シートを貼り合わせてから、第１リング状シートの両端とリング状補強シートの両端を接合して、チューブ入りの未加硫環状支持体を形成し、その後、このチューブ入り環状支持体をモールド内で加硫成型し、モールド内に設けたブレードにより、タイヤに収納した際の環状支持体の、少なくともリムと接触する外面部分からタイヤと接触する外面部分にわたる特定外面領域に、リムと空気のうとの間の空気の流動を可能にする流通路を形成することを特徴とする安全タイヤ用補強空気のうの製造方法である。

また、第２発明は、成型ドラム上に、未加硫のゴムからなる単一材料及び／又は未加硫ゴムと繊維からなる複合材料で構成される第１リング状シートと、空気不透過性のゴムからなるチューブとを順次配置し、次いで、第１リング状シートをチューブの外面に沿って折り返し、この折り返された第１リング状シートの両端間であってかつチューブの外面に、補強素子をゴム被覆したリング状補強シートを貼り合わせてから、第１リング状シートの両端とリング状補強シートの両端を接合して、チューブ入りの未加硫環状支持体を形成し、その後、このチューブ入り環状支持体をモールド内で加硫成型し、モールド内に設けたブレードにより、タイヤに収納した際の環状支持体の、少なくともリムと接触する外面部分からタイヤと接触する外面部分にわたる特定外面領域に、リムと空気のうとの間の空気の流動を可能にする流通路を形成することを特徴とする安全タイヤ用補強空気のうの製造方法である。

また、第１発明及び第２発明とも、第１リング状シートが厚く、十分な折り返しが困難な場合には、第１リング状シートを折り返すに先立って、チューブの外面へのリング状補強シートの貼合せを行うことが好ましい。

さらに、第１発明及び第２発明とも、第１リング状シートと第２リング状シートの間に１対の狭幅リング状ビードを配設することが好ましい。

加えて、第１発明及び第２発明とも、第１リング状シートは、中央部と両側部とを異なるゴム部材で構成することが好ましい。なお、ここで「中央部」とは、タイヤに収納した際にリムと接触する部分のことをいい、「両側部」とは、この中央部の両側の部分のことをいうものとする。

この発明によれば、タイヤ収納状態にて、タイヤ内部に充填された空気がタイヤ内部全体にわたって安定して流動する構成を採用することにより、タイヤ内の温度分布を比較的均一に保つことのできる安全タイヤ用補強空気のうを、不良率を低く抑えつつ、高い製造効率で製造することのできる方法を提供することが可能となる。

以下、図面を参照しつつ、この発明の実施の形態を説明する。図１〜４は、この発明に従う補強空気のうの製造方法を説明するための図であり、図５はこの発明に従う方法により製造された補強空気のうを収容した安全タイヤをリムに装着し、所定の内圧を充填した状態で示す幅方向断面図である。

第１発明では、成型ドラム１の上に、未加硫のゴムからなる単一材料及び／又は未加硫ゴムと繊維からなる複合材料で構成される第１リング状シート２と、空気不透過性の未加硫ゴムからなる第２リング状シート３とを順次積層する。この際、必要に応じて第２リング状シートには補強空気のう内に空気を充填するためのバルブスパッド４を取り付ける。次いで、図２に示すように、第２リング状シート３の両端５ａ、５ｂを成型ドラム１から離れる方向、図２では上方向に折り返して接合し、未加硫のチューブ６を形成する。このようにチューブ６を補強空気のうの製造ライン上で製造すれば、加硫済みチューブを使用する必要がなく、加硫が１回で済むこととなるので、製造効率が向上する。

一方、第２発明では、未加硫の第２リング状シート３を折り返してチューブ６を形成するのに代えて、他ラインで予め製造したチューブを用いる。このように予め製造したチューブを用いることにより、成型工程でのサイクルタイムが短縮されるので、製造効率が向上する。

その後、第１発明及び第２発明ともに、図３に示すように、第１リング状シート２をチューブ６の外面に沿って折り返す。次に、図４に示すように、この折り返された第１リング状シート２の両端７ａ、７ｂ間であってかつチューブ６の外面に、補強素子をゴム被覆したリング状補強シート８を貼り合わせてから、第１リング状シート２の両端７ａ、７ｂとリング状補強シート８の両端９ａ、９ｂを接合して、チューブ入りの未加硫環状支持体１０を形成する。このようにして形成された環状支持体１０のベース部１１は、シートの接合部が存在しない滑らかな面となる。

その後、このチューブ入り環状支持体１０を、図示しないモールド内で加硫成型する。このモールド内には、所望の空気流通路の位置及び形状に対応したブレードが設けられており、このブレードに環状支持体１０が押し付けられることによって、加硫成型を終えた空気のう１２には、図５に示すように、タイヤ１３に収納した際の環状支持体１０の、少なくともリム１４と接触する外面部分１５からタイヤ１３と接触する外面部分１６にわたる特定外面領域Ａ（図５では太線で示す。）に流通路が形成される。

図６は特定外面領域Ａの一部の断面斜視図であり、図７（ａ）及び（ｂ）は特定外面領域Ａの一部の展開図である。このように、特定外面領域Ａに流通路１７を形成すると、補強空気のう１２がリム１４に押し付けられた際にも、流通路１７を介してリム１４と空気のう１２との間を空気が流動し、タイヤ内部に充填された空気がタイヤ内部全体にわたって安定して流動する結果、タイヤ内の温度分布を比較的均一に保つことが可能となる。

一般に、ゴム製品をモールド内のブレードにより型付けする際には、ゴム製品とモールドの間にエアーが存在することにより、部分的に型付けの不十分な箇所、いわゆるベアの発生が問題となる。かかるベアの発生した製品は、所期した性能を発揮できないことから不良品とされる。また、このベアは、ゴム製品の型付けを施す面に接合部等の段差があると特に生じやすいことが知られている。そこで、発明者は、環状支持体１０のベース部１１にシートの接合部が存在しないように、凹凸のない平滑な表面をもつ第１リング状シート２で覆えば、モールド内のブレードにより流通路１７を形成するため型付けをする際にも、環状支持体とモールドの間にエアーが混入するおそれがなくなり、製品の不良率が大幅に減少するとの着想を得た。

さらに、環状支持体１０のベース部１１に接合部が存在する場合には、支持面と接合部とを整列させる作業が複雑となり、接合部のシールを自動化することが困難であり、人手による作業に依存しており、これが製造効率の向上を妨げていた。そこで発明者は、上述のように接合部を環状支持体の上面にすれば、成型ドラム上に巻きつけたシートを折り返すだけで接合部が形成され、シール作業の自動化が容易となり、製造効率が格段に向上するとの着想を得、この発明を完成するに至ったのである。

また、図７に示すように、第１リング状シート２を折り返すに先立って、チューブ６の外面へのリング状補強シート８の貼合せを行うことが好ましい。第１リング状シート２を折り返した際に、リング状補強シート８がこれを保持するので、第１リング状シート２が厚く、折り返し後に元の形状に復元しようとする場合にも効率良く製造ができるからである。

図９は、この発明に従う他の補強空気のうを収容した安全タイヤをリムに装着し、所定の内圧を充填した状態の幅方向断面を示すものである。図９に示すように、第１リング状シート２と第２リング状シート３の間であって、かつ好適にはリム１４のビードシートに対応する位置に１対の狭幅リング状ビード１８を配設することが好ましい。かかる狭幅リング状ビード１８を配設することにより、補強空気のう１２がリム１４に強固に拘束され、補強空気のう１２の、タイヤ１３内面の全体にわたるほぼ均等な接触を担保することができ、これにより、補強空気のう１２により一層すぐれた荷重支持能力、耐久性等を発揮させることができるからである。狭幅リング状ビードは、例えば補強素子のゴム被覆体、硬質ゴム、不織布とゴムの複合体から構成することができ、その幅が補強空気のうの最大幅の５〜１０％であることが特に好ましい。

また、第１リング状シート２は、図８に示すように、中央部１９と両側部２０ａ、２０ｂとを異なるゴム部材で構成することが好ましい。中央部１９は、流通路を形成することから比較的硬質のゴム部材を用いることが好ましく、一方、両側部２０ａ、２０ｂは、ランフラット走行時に拡径変形することから比較的軟質のゴム部材を用いることが好ましいので、各部分を異なるゴム部材で構成することにより、第１リング状シートの硬さの分布を適正化することができるからである。

なお、上述したところは、この発明の実施態様の一部を示したにすぎず、請求の範囲において種々の変更を加えることができる。

次に、この発明に従う製造方法の評価を行ったので、以下に説明する。

実施例１及び２では第１発明に従う製造方法により、実施例３及び４では第２発明に従う製造方法により、それぞれ補強空気のうを製造した。また、実施例１及び３では、第１リング状シートを折り返した後に、チューブの外面へのリング状補強シートの貼合せを行い、実施例２及び４では、第１リング状シートを折り返すに先立って、チューブの外面へのリング状補強シートの貼合せを行った。さらに実施例１〜４で製造する補強空気のうはいずれも、第１リング状シートが未加硫ゴムと繊維からなる複合材料で構成されており、第１リング状シートと第２リング状シートの間に１対の狭幅リング状ビードが配設されており、第１リング状シートの中央部と両側部が異なるゴム部材で構成されている。

比較のため、図１０に示すように、空気不透過性のゴムからなるチューブ１００のクラウン部の外面に、未加硫のゴムと繊維からなる複合材料で構成されるシート１０１を密着させて配設し、チューブ１００の外面に沿わせながらシート１０１の側部１０２ａ、１０２ｂを折り曲げて、チューブ１００の外面全体をシート１０１で密着包囲し、シートの両端１０２ａ、１０２ｂを人手によりシールしてチューブ入り環状支持体を形成し、このチューブ入り環状支持体１０３を、図示しないモールド内で加硫成型し、モールド内に設けたブレードにより、タイヤに収納した際の環状支持体の、少なくともリムと接触する外面部分からタイヤと接触する外面部分にわたる特定外面領域に、リムと空気のうとの間の空気の流動を可能にする流通路を形成して、補強空気のうを製造した（比較例）。

実施例１〜４及び比較例の製造方法により、それぞれ２０個の補強空気のうを試作した。そして、不良率は製品２０個中でベアの発生した補強空気のうの個数の百分率により評価し、製造効率は製品１個の製造に要する時間（サイクルタイム）及び費用（加工費）により評価した。これらの評価結果を表１に示す。

なお表１中のサイクルタイム及び加工費はいずれも比較例の評価結果を１００としたときの指数比で示してあり、不良率、サイクルタイム及び加工費の評価結果はいずれも数値が小さいほど優れている。

表１に示す評価結果から、実施例１〜４の製造方法はいずれも比較例の製造方法に比べて、不良率が低く、かつ製造効率が高いことが分かる。

この発明により、タイヤ収納状態にて、タイヤ内部に充填された空気がタイヤ内部全体にわたって安定して流動する構成を採用することにより、タイヤ内の温度分布を比較的均一に保つことのできる安全タイヤ用補強空気のうを、不良率を低く抑えつつ、高い製造効率で製造することのできる方法を提供することが可能となった。

成型ドラム上に第１リング状シートと第２リング状シートとを順次積層した状態を示す模式図である。 第２リング状シートからチューブを形成する工程を説明するための模式図である。 第１リング状シートを折り返す工程を説明するための模式図である。 成型ドラム上で未加硫環状支持体を形成した状態を示す模式図である。 この発明に従う代表的な方法により製造された補強空気のうを収容した安全タイヤをリムに装着し、所定の内圧を充填した状態で示す幅方向断面図である。 特定外面領域Ａの一部の断面斜視図である。 （ａ）及び（ｂ）は特定外面領域Ａの一部の展開図である。 第１リング状シートを折り返すに先立ってチューブの外面にリング状補強シートを貼合せた状態を示す模式図である。 この発明に従う他の方法により製造された補強空気のうを収容した安全タイヤをリムに装着し、所定の内圧を充填した状態で示す幅方向断面図である。 比較例の方法の製造工程を説明するための図である。

符号の説明

１ 成型ドラム
２ 第１リング状シート
３ 第２リング状シート
４ バルブスパッド
５ａ、５ｂ 第２リング状シートの両端
６ チューブ
７ａ、７ｂ 第１リング状シートの両端
８ リング状補強シート
９ａ、９ｂ リング状補強シートの両端
１０ チューブ入り環状支持体
１１ 環状支持体のベース部
１２ 補強空気のう
１３ タイヤ
１４ リム
１５ 補強空気のうのリムと接触する外面部分
１６ 補強空気のうのタイヤと接触する外面部分
１７ 流通路
１８ 狭幅リング状ビード
１９ 第１リング状シートの中央部
２０ａ、２０ｂ 第１リング状シートの両側部

Claims (5)

1. 成型ドラム上に、未加硫のゴムからなる単一材料及び／又は未加硫ゴムと繊維からなる複合材料で構成される第１リング状シートと、空気不透過性の未加硫ゴムからなる第２リング状シートとを順次積層し、次いで、第２リング状シートの両端を成型ドラムから離れる方向に折り返して接合し、未加硫のチューブを形成した後、第１リング状シートを未加硫チューブの外面に沿って折り返し、この折り返された第１リング状シートの両端間であってかつチューブの外面に、補強素子をゴム被覆したリング状補強シートを貼り合わせてから、第１リング状シートの両端とリング状補強シートの両端を接合して、チューブ入りの未加硫環状支持体を形成し、その後、このチューブ入り環状支持体をモールド内で加硫成型し、モールド内に設けたブレードにより、タイヤに収納した際の環状支持体の、少なくともリムと接触する外面部分からタイヤと接触する外面部分にわたる特定外面領域に、リムと空気のうとの間の空気の流動を可能にする流通路を形成することを特徴とする安全タイヤ用補強空気のうの製造方法。
2. 成型ドラム上に、未加硫のゴムからなる単一材料及び／又は未加硫ゴムと繊維からなる複合材料で構成される第１リング状シートと、空気不透過性のゴムからなるチューブとを順次配置し、次いで、第１リング状シートをチューブの外面に沿って折り返し、この折り返された第１リング状シートの両端間であってかつチューブの外面に、補強素子をゴム被覆したリング状補強シートを貼り合わせてから、第１リング状シートの両端とリング状補強シートの両端を接合して、チューブ入りの未加硫環状支持体を形成し、その後、このチューブ入り環状支持体をモールド内で加硫成型し、モールド内に設けたブレードにより、タイヤに収納した際の環状支持体の、少なくともリムと接触する外面部分からタイヤと接触する外面部分にわたる特定外面領域に、リムと空気のうとの間の空気の流動を可能にする流通路を形成することを特徴とする安全タイヤ用補強空気のうの製造方法。
3. 第１リング状シートを折り返すに先立って、チューブの外面へのリング状補強シートの貼合せを行う請求項１又は２に記載の安全タイヤ用補強空気のうの製造方法。
4. 第１リング状シートと第２リング状シートの間に１対の狭幅リング状ビードを配設する請求項１〜３のいずれか一項に記載の安全タイヤ用補強空気のうの製造方法。
5. 第１リング状シートは、中央部と両側部とを異なるゴム部材で構成する請求項１〜４のいずれか一項に記載の安全タイヤ用補強空気のうの製造方法。

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