JP4323509B2 - タイヤ製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、タイヤの製造方法に関する。詳細には、本発明は、タイヤの加硫工程の改良に関する。

空気入りタイヤの加硫工程に、モールド及びブラダーが用いられている。モールドは、金属からなる。ブラダーは、ゴムからなる。ブラダーは、モールドに収容されている。加硫工程では、予備成形工程で得られたされたグリーンタイヤが、開かれたモールドに投入される。投入のとき、ブラダーは収縮している。投入により、ブラダーはグリーンタイヤの内側に位置する。ブラダーは、ガスの充填により膨張する。この膨張により、グリーンタイヤは変形する。この変形は、シェーピングと称されている。次に、モールドが締められ、ブラダーの内圧が高められる。グリーンタイヤは、モールドのキャビティ面とブラダーの外側表面とに挟まれて、加圧される。グリーンタイヤは、モールド及びブラダーからの熱伝導により、加熱される。加圧と加熱とにより、グリーンタイヤのゴム組成物が流動する。流動によってモールド内のエアーが移動し、モールドから排出される。加熱によりゴムが架橋反応を起こし、タイヤが得られる。ブラダーが用いられたタイヤ製造方法が、特開平６−１４３２８８号公報に開示されている。

タイヤの内側表面の形状は、膨張時のブラダーの形状に依存する。ブラダーはゴムからなるので、膨張時の形状の精度は十分ではない。さらに、ブラダーが繰り返し使用されると、物性や厚みの経時変化により、膨張時の形状が変動する。タイヤの内側表面の形状コントロールは、容易ではない。

膨張の課程において、ブラダーはグリーンタイヤの内周面に徐々に当接する。この当接により、グリーンタイヤのゴム組成物が意図せぬ流動を起こすことがある。この流動により、カーカスの形状が設計形状からずれることがある。さらに、ブラダーの形状が不均一であると、タイヤのユニフォミティが阻害される。

ブラダーに代えて、金属製の中子が用いられることがある。中子は硬質であり、寸法精度に優れる。さらに、この中子では寸法の変動が生じない。この中子により、寸法精度に優れたタイヤが得られうる。
特開平６−１４３２８８号公報

中子が用いられた製造方法では、タイヤのサイズごとに、サイズの異なる中子が準備される必要がある。中子は、概して高価である。中子によるタイヤの製造は、高コストである。

ブラダーと異なり、中子は膨張しない。モールドのキャビティ面と中子との距離は、一定である。換言すれば、グリーンタイヤは中子によって加圧されない。中子が用いられた加硫工程では、グリーンタイヤにかかる圧力は、このグリーンタイヤの熱膨張のみに依存する。この圧力は、十分ではない。特に、グリーンタイヤのうち厚みが小さな領域では、膨張量が少ないことに起因して、圧力が不足する。圧力の不足により、エアーが残留する。圧力の不足に起因して、グリーンタイヤを構成するゴム部材同士の接合が十分になされないこともある。

本発明の目的は、品質に優れたタイヤが低コストで得られる製造方法の提供にある。

本発明に係るタイヤ製造方法は、
（１）トレッド、サイドウォール及びビードを備えたグリーンタイヤが成形される工程、
（２）このグリーンタイヤが、モールドに投入される工程
並びに
（３）このモールドのキャビティ面にグリーンタイヤの外側表面が当接し、このモールド に収容された硬質の中子にビードの内側表面の全部又は一部が当接し、このモールドに 収容された軟質のブラダーにグリーンタイヤの内周面のうち中子に当接しない部分が当 接した状態で、このグリーンタイヤが加熱される工程
を含む。

好ましくは、中子の先端は、半径方向において、ビードのコアの上面とタイヤの最大幅点との間に位置する。好ましくは、中子は縮径及び拡径しうる。好ましくは、中子の内側に膨張したブラダーが当接しうる。

ビードの形状は、タイヤの諸性能に影響を与える。ビードの形状は、重要である。本発明では、モールドと中子とに挟まれてビードが加硫・成形されるので、このビードの形状が設計形状と一致する。本発明では、グリーンタイヤの内周面のうち中子に当接しない部分は、ブラダーによって加圧される。この加圧力は大きい。本発明に用いられる中子は、低コストで得られる。この中子は、汎用性に優れる。本発明により、高品質なタイヤが低コストで得られうる。

以下、適宜図面が参照されつつ、好ましい実施形態に基づいて本発明が詳細に説明される。

図１は、本発明に係る製造方法で得られるタイヤ２の一例が示された断面図である。この図１において、上下方向が半径方向であり、左右方向が軸方向であり、紙面との垂直方向が周方向である。このタイヤ２は、図１中の一点鎖線ＣＬを中心としたほぼ左右対称の形状を呈する。この一点鎖線ＣＬは、タイヤ２の赤道面を表す。このタイヤ２は、トレッド４、一対のサイドウォール６及び一対のビード８を備えている。トレッド４は、半径方向外向きに凸な形状を呈している。トレッド４は、路面と接地する。サイドウォール６は、トレッド４の端から半径方向略内向きに延びている。ビード８は、サイドウォール６から半径方向略内向きに延びている。このタイヤ２は、カーカス１０を備えている。カーカス１０は、トレッド４、サイドウォール６及びビード８に跨って存在している。

ビード８は、コア１２と、このコア１２から半径方向外向きに延びるエイペックス１４とを備えている。コア１２は、リング状である。コア１２は、複数本の非伸縮性ワイヤー（典型的にはスチール製ワイヤー）を含む。エイペックス１４は、半径方向外向きに先細りである。エイペックス１４は、高硬度な架橋ゴムからなる。

図１において符号Ｐで示されているのは、最大幅点である。最大幅点Ｐは、クリンチ部を除き、軸方向において最も外側の点である。両矢印Ｈ１で示されているのは、ビードベースラインＢＬから最大幅点Ｐまでの高さである。高さＨ１は、半径方向において測定される。

図２は、図１のタイヤ２の製造に用いられるモールド１６の一部が示された平面図である。図２には、モールド１６と共に中子１８も示されている。図３は、図２のIII−III線に沿った拡大断面図である。図３には、モールド１６及び中子１８と共に、グリーンタイヤ２０及びブラダー２２も示されている。

このモールド１６は、多数のトレッドセグメント２４と、上下一対のサイドプレート２６と、上下一対のビードリング２８とを備えている。セグメント２４、サイドプレート２６及びビードリング２８は、金属材料からなる。セグメント２４の平面形状は、実質的に円弧状である。セグメント２４は、ホルダー３０と複数のピース３２とからなる。多数のセグメント２４が、リング状に連結される。セグメント２４の数は、通常３以上２０以下である。サイドプレート２６及びビードリング２８は、実質的にリング状である。このモールド１６は、いわゆる「割モールド」である。セグメント２４、サイドプレート２６及びビードリング２８により、キャビティ面３４が形成されている。

中子１８は、一対の中子プレート３６を備えている。中子プレート３６は、実質的にリング状である。図３から明らかなように、中子プレート３６はビードリング２８の内側に位置している。ビードリング２８と中子プレート３６との間には、グリーンタイヤ２０の一部が存在している。サイドプレート２６と中子プレート３６との間にも、グリーンタイヤ２０の一部が存在している。中子プレート３６は、金属材料からなる。図示されていないが、中子プレート３６は周方向において複数の部材に分割されている。この分割により、中子１８は、縮径しうる。

ブラダー２２は、架橋ゴムからなる。ブラダー２２は、中空である。ブラダー２２にガスが充填されることにより、ブラダー２２は膨張しうる。ブラダー２２からガスがリリースされることにより、ブラダー２２は収縮しうる。図３には、膨張した状態のブラダー２２が示されている。ブラダー２２は、中子プレート３６の内側に沿っている。ブラダー２２はさらに、グリーンタイヤ２０にも沿っている。

図４は、図３のモールド１６の一部が示された拡大断面図である。この図４には、グリーンタイヤ２０及び中子プレート３６も示されている。この図４では、ブラダー２２の図示が省略されている。この図４から明らかなように、ビード８の外側表面は、サイドプレート２６及びビードリング２８によって形成されるキャビティ面３４に当接している。ビード８の内側表面の一部は、中子プレート３６に当接している。ビード８は、モールド１６及び中子１８に挟まれている。

このモールド１６が用いられた加硫工程では、中子１８及びブラダー２２が収容されたモールド１６に、グリーンタイヤ２０が投入される。投入のとき、中子１８は縮径しており、ブラダー２２は収縮している。投入により、中子１８及びブラダー２２はグリーンタイヤ２０の内側に位置する。投入後に中子１８が拡径することで、ビード８の内側表面が中子プレート３６に当接する。ガスが充填されることで、ブラダー２２が徐々に膨張する。ブラダー２２はまず、中子プレート３６に沿う。ブラダー２２は、さらに膨張してグリーンタイヤ２０の内側表面に沿う。モールド１６が締められ、ブラダー２２の内圧が高められる。ブラダー２２が最も膨張した状態が、図３に示されている。グリーンタイヤ２０は、モールド１６及びブラダー２２からの熱伝導により、加熱される。加圧と加熱とにより、グリーンタイヤ２０のゴム組成物が流動する。流動によってモールド１６内のエアーが移動し、モールド１６から排出される。加熱によりゴムが架橋反応を起こし、タイヤ２が得られる。

加硫工程では、グリーンタイヤ２０の外側表面は、モールド１６のキャビティ面３４と当接する。さらに、ビード８の内側表面は、中子プレート３６に当接する。換言すれば、ビード８は、硬質な２つの部材に挟まれて、加熱される。この製造方法で得られたタイヤ２では、ビード８の寸法精度が高い。この製造方法により、設計形状からずれていない形状を有するビード８を備えたタイヤ２が得られる。

タイヤ２がリムに組み込まれたとき、ビード８がリムと嵌合する。本発明に係る製造方法で得られたタイヤ２では、ビード８の形状が適切なので、ビード８が適切な状態でリムに当接する。従って、タイヤ２に充填された空気が、ビード８とリムとの間から漏れ出さない。ビード８の形状は、タイヤ２のたわみに影響を与える。このタイヤ２では、適正なたわみが得られる。このタイヤ２がリムに組まれると、適正な嵌合圧が発生する。このタイヤ２のビード８は、車両の急加速及び急減速のとき、リムからずれない。このタイヤ２により、ホイールバランスが維持される。このタイヤ２では、ビード８の寸法の周方向におけるばらつきが少ない。このタイヤ２は、ユニフォミティに優れる。

図３から明らかなように、グリーンタイヤ２０の内周面のうち中子１８に当接しない部分は、ブラダー２２に当接する。このブラダー２２により、グリーンタイヤ２０は十分に加圧される。この加圧により、ゴム組成物が十分に流動し、エアーが排出される。この加圧により、グリーンタイヤ２０を構成するゴム部材同士が確実に接合される。中子１８とブラダー２２とが併用された製造方法により、高品質なタイヤ２が得られる。

この中子１８は、グリーンタイヤ２０の内側表面の全体と当接する従来の中子に比べて安価である。さらにこの中子１８は、ビード８の形状が同一でありサイズが異なる複数のタイヤ２の製造に、用いられうる。この中子１８の汎用性は、高い。この中子１８が用いられることにより、低コストでタイヤ２が得られる。

この製造方法では、中子プレート３６の形状に工夫が施されることにより、ブラダー２２の形状に依存することなく、任意の形状のビード８が形成されうる。特殊な形状のビード８により、高機能なタイヤ２が得られうる。

図４において両矢印Ｌで示されているのは、ビードベースラインＢＬから中子プレート３６の先端までの距離である。両矢印Ｈ２で示されているのはコア１２の上面の高さであり、両矢印Ｈ３で示されているのはエイペックス１４の先端の高さである。高さＨ２及びＨ３は、ビードベースラインＢＬが基準とされる。距離Ｌ並びに高さＨ２及びＨ３は、半径方向において測定される。

ビード８の形状の精度の観点から、距離Ｌは高さＨ２よりも大きいことが好ましい。具体的には、距離Ｌは１０ｍｍ以上が好ましく、１５ｍｍ以上がより好ましい。ブラダー２２によってグリーンタイヤ２０が十分に加圧されるとの観点及び中子１８の汎用性の観点から、距離Ｌは高さＨ１（図１参照）よりも小さいことが好ましい。具体的には、距離Ｌは６０ｍｍ以下が好ましく、４０ｍｍ以下がより好ましい。図４に示された中子プレート３６では、距離Ｌは高さＨ２よりも大きく、高さＨ３よりも小さい。

一方のビード８が中子プレート３６で囲まれ、他方のビード８がブラダー２２で加圧されてもよい。このような製造方法は、非対称タイヤにおいて有効である。

以下、実施例によって本発明の効果が明らかにされるが、この実施例の記載に基づいて本発明が限定的に解釈されるべきではない。

［実施例１］
図２から４に示されたモールド、中子及びブラダーを用い、タイヤを製作した。中子の距離Ｌは、２６ｍｍである。この距離Ｌは、エイペックスの上端の高さＨ３と同一である。このタイヤのサイズは、「２１５／４５ＺＲ１７」である。このタイヤは、１枚のカーカスプライを備えている。これらのカーカスプライは、コアで折り返されている。折り返し部分の端の、ビードベースラインＢＬからの高さＨｅは、２０ｍｍである。このタイヤの、エイペックスの高さ（Ｈ３−Ｈ２）は２０ｍｍである。

［実施例２から４及び６］
中子を変更した他は実施例１と同様にして、タイヤを製作した。中子の距離Ｌが、下記の表１に示されている。実施例２では、距離Ｌは高さＨ２より小さい。実施例３では、距離Ｌは高さＨ２と同一である。実施例４では、距離Ｌは高さＨ２より大きく高さＨ３より小さい。実施例６では、距離Ｌは高さＨ１と同一である。

［実施例５］
カーカスプライの端の高さＨｅを下記の表１に示される通りとした他は実施例１と同様にして、タイヤを製作した。

［ユニフォミティの評価］
「ＪＡＳＯ Ｃ６０７：２０００」に規定されたユニフォーミティ試験の条件に準拠して、ＲＦＶを測定した。２０本のタイヤを測定した結果の平均値が、下記の表１に示されている。

［官能評価］
タイヤをリムに組み込み、このタイヤ及びリムを乗用車に装着した。この乗用車は、フロントエンジン後輪駆動タイプである。この乗用車のエンジンの排気量は、３０００ｃｃである。この乗用車をレーシングサーキットで高速走行させ、ドライバーに応答特性を格付けさせた。この結果が、下記の表１に示されている。数値が大きいほど、評価が高い。

表１に示されるように、実施例のタイヤは諸性能に優れている。この評価結果から、本発明の優位性は明らかである。

以上説明された中子は、ツーピースモールドと組み合わされても用いられうる。

図１は、本発明に係る製造方法で得られるタイヤの一例が示された断面図である。 図２は、図１のタイヤの製造に用いられるモールドの一部が示された平面図である。 図３は、図２のIII−III線に沿った拡大断面図である。 図４は、図３のモールドの一部が示された拡大断面図である。

符号の説明

２・・・タイヤ
８・・・ビード
１２・・・コア
１４・・・エイペックス
１６・・・モールド
１８・・・中子
２０・・・グリーンタイヤ
２２・・・ブラダー
２４・・・トレッドセグメント
２６・・・サイドプレート
２８・・・ビードリング
３４・・・キャビティ面
３６・・・中子プレート

Claims (3)

1. （１）トレッドと、サイドウォールと、コア及びエイペックスを有するビードとを備えたグリーンタイヤが成形される工程、
   （２）このグリーンタイヤが、モールドに投入される工程
   並びに
   （３）このモールドのキャビティ面にグリーンタイヤの外側表面が当接し、このモールドに収容された硬質の中子にビードの内側表面の全部又は一部が当接し、このモールドに収容された軟質のブラダーにグリーンタイヤの内周面のうち中子に当接しない部分が当接した状態で、このグリーンタイヤが加熱される工程
   を含み、
   上記中子が周方向において縮径及び拡径しうるものであり、
   上記中子の先端が、半径方向において、ビードコアの上面とエイペックスの先端との間に位置するタイヤ製造方法。
2. 上記中子が周方向において複数の部材に分割されており、この分割により中子が縮径しうるように構成されている請求項１に記載の製造方法。
3. 上記中子の内側に膨張したブラダーが当接しうる請求項１又は２に記載の製造方法。

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