JP4716282B2 - タイヤ用のモールド及びタイヤ製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、空気入りタイヤの製造に用いられるモールドに関する。詳細には、本発明は、モールドのビードリングの改良に関する。

空気入りタイヤの加硫工程に、割モールドが用いられている。図９は、従来の割モールド２の一部がグリーンタイヤＧ及びブラダーＢと共に示された断面図である。この割モールド２は、トレッドセグメント４と、サイドプレート６と、ビードリング８とを備えている。ビードリング８は、内周面１０と底形成面１２とを備えている。加硫工程では、まず予備成形されたグリーンタイヤＧが、開かれたモールド２に投入される。次に、モールド２が閉められる。次に、ブラダーＢに高温気体が充填される。ブラダーＢは内周面１０に沿いつつ膨張し、モールド２とブラダーＢとによってキャビティが形成される。グリーンタイヤＧは、キャビティにおいて加圧されつつ加熱される。加圧と加熱とにより、ゴム組成物は流動する。加熱によりゴムが架橋反応を起こし、タイヤが得られる。ビードリング８とブラダーＢとにより、ビードが形成される。このようなモールド２は、特開２００１−９８４０公報に開示されている。
特開２００１−９８４０公報

モールド２に投入されたとき、図１０に示されるように、グリーンタイヤＧの端部Ｅが内周面１０と底形成面１２との境界１６に引っ掛かることがある。ブラダーＢの膨張により、端部Ｅは矢印Ａ１で示されるように軸方向外側に押され、底形成面１２に向けて移動する。このとき、ゴム組成物がブラダーＢと内周面１０とに挟まれることがある。ゴム組成物が挟まれることにより、図１１に示されるように、ビードＢｅのトウ側に舌状部Ｔｏが形成される。この現象は、「ロングトウ」と称される。ラバーチェーファー（織布が用いられていないチェーファー）を備えたタイヤの場合、キャンバスチェーファー（ゴムが含浸した織布からなるチェーファー）を備えたタイヤよりもゴム組成物が流動しやすいので、舌状部Ｔｏが形成されやすい。舌状部Ｔｏは、タイヤの外観及び品質を低下させる。寸法の大きな舌状部Ｔｏは、除去される必要がある。この除去作業は、ナイフが用いられて手作業で行われる。この除去作業には、手間がかかる。

グリーンタイヤＧの端部Ｅの厚みが小さく設定されれば、舌状部Ｔｏの発生は抑制されうる。しかし、薄い端部Ｅにより、ビードＢｅのボリューム不足が生じることがある。この現象は、「スマッシュ」と称されている。スマッシュの発生したタイヤでは、ビードとリムとのエアシールが十分ではない。このタイヤでは、ビードの厚みが不十分なので、リムへタイヤが組み込まれるときにビードが損傷を受けるおそれもある。さらに、このタイヤでは、断面毎のビードコアの位置がばらつく。このばらつきは、タイヤのユニフォーミティを阻害する。同様の問題は、ツーピースモールドによって得られるタイヤにも見られる。

本発明の目的は、品質に優れたタイヤが得られるモールドの提供にある。

本発明に係るタイヤ用モールドは、ビードリングを備えている。このビードリングは、ビード底に当接してこのビード底の形状を決定する底形成面と、この底形成面よりも径方向内側に位置するブラダー支持面と、このブラダー支持面よりも径方向内側であってかつ軸方向外側に位置するブラダー案内面とを備える。このブラダー支持面の径方向距離は、５．０ｍｍ以下である。

好ましくは、ブラダー案内面は、径方向内側から径方向外側に向かって軸方向内向きに傾斜している。ブラダー案内面の径方向に対する角度は、１５°以上７５°以下である。

好ましくは、ブラダー案内面の距離は、５ｍｍ以上である。好ましくは、ビードのコアの軸方向幅Ｗ２に対する底形成面の軸方向幅Ｗ１の比（Ｗ１／Ｗ２）は、２．５以下である。

本発明に係るタイヤ製造方法は、
（１）ビード底に当接してこのビード底の形状を決定する底形成面と、この底形成面よりも径方向内側に位置するブラダー支持面と、このブラダー支持面よりも径方向内側であってかつ軸方向外側に位置するブラダー案内面とを備えており、このブラダー支持面の径方向距離が５．０ｍｍ以下であるビードリングを含むモールドに、グリーンタイヤが投入される工程
及び
（２）このグリーンタイヤが、モールドとブラダーとに囲まれたキャビティ内で加圧及び加熱され、ビードリングによってビードが形成される工程
を含む。

このモールドでは、ブラダー案内面に沿ってブラダーが膨張するので、ブラダーとグリーンタイヤとが接触したとき、接触点においてブラダーが起立している。さらにブラダーが膨張することで、グリーンタイヤは径方向外側へと押される。このモールドでは、グリーンタイヤがブラダーによって軸方向外向きに押されることが抑制される。このモールドにより、舌状部の発生が抑制される。

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は本発明の一実施形態に係るタイヤ用モールド２２が示された平面図であり、図２は図１のII−II線に沿った拡大断面図である。図２には、加硫工程完了直前のグリーンタイヤＧも示されている。

このモールド２２は、多数のトレッドセグメント２４と、上側サイドプレート２６と、上側ビードリング２８と、下側サイドプレート３０と、下側ビードリング３２とからなる。トレッドセグメント２４の平面形状は、実質的に円弧状である。多数のトレッドセグメント２４が、リング状に連結される。上側サイドプレート２６、下側サイドプレート３０、上側ビードリング２８及び下側ビードリング３２は、実質的にリング状である。トレッドセグメント２４の数は、通常３以上２０以下である。このモールド２２は、いわゆる「割モールド」である。

図３は、図２の下側ビードリング３２が示された一部切り欠き断面図である。図３において矢印Ｘで示されているのは、下側ビードリング３２の断面における径方向である。図３において、右側は径方向内側であり左側は径方向外側である。図３において矢印Ｙで示されているのは、下側ビードリング３２の断面における軸方向である。図３において、上側は軸方向内側であり下側は軸方向外側である。下側ビードリング３２は、サイド形成面３４、底形成面３６、ブラダー支持面３８及びブラダー案内面４０を備えている。図２から明らかなように、上側ビードリング２８も、下側ビードリング３２と同様、サイド形成面、底形成面、ブラダー支持面及びブラダー案内面を備えている。

サイド形成面３４は、径方向に対して略平行である。サイド形成面３４は、グリーンタイヤＧの端部Ｅ近傍の外面と当接する。サイド形成面３４により、タイヤのビードのサイドが形成される。

底形成面３６は、サイド形成面３４の径方向内側に位置している。底形成面３６は、概して、軸方向外側から軸方向内側に向かって径方向内向きに傾斜している。底形成面３６は、湾曲部４２及び平坦部４４からなる。湾曲部４２は、サイド形成面３４に連続している。平坦部４４は、湾曲部４２に連続している。

ブラダー支持面３８は、底形成面３６の径方向内側に位置している。この支持面３８は、底形成面３６に連続している。この支持面３８は、径方向に延在している。支持面３８が、径方向に対して多少傾斜してもよい。この場合、径方向に対する支持面３８の角度は、１５°以下が好ましい。

ブラダー案内面４０は、支持面３８よりも径方向内側であってかつ軸方向外側に位置している。この案内面４０は、支持面３８に連続している。この案内面４０は、径方向内側から径方向外側に向かって軸方向内向きに傾斜している。

このモールド２２が用いられたタイヤ製造方法では、まず、モールド２２が開いておりブラダーＢが収縮している状態で、予備成形によって得られたグリーンタイヤＧがモールド２２に投入される。次に、ブラダーＢに高温の気体が充填される。ブラダーＢは、図４（ａ）に示されるように、案内面４０に沿って膨張する。案内面４０よりも径方向外側のブラダーＢは、案内面４０によって起立させられる。この状態で、ブラダーＢがグリーンタイヤＧと当接する。ブラダーＢは、グリーンタイヤＧに対して十分な角度をもって、グリーンタイヤＧに当接する。グリーンタイヤＧは、ブラダーＢによって矢印Ａ２の方向へと押され、底形成面３６に填り込む。このとき、グリーンタイヤＧのゴム組成物は、ブラダーＢと支持面３８との間に挟まれない。

図４（ｂ）には、ブラダーＢがさらに膨張した様子が示されている。ブラダーＢは、支持面３８で湾曲している。支持面３８は、ブラダーＢを支持している。グリーンタイヤＧはブラダーＢによってサイド形成面３４及び底形成面３６に押しつけられる。ブラダーＢがさらに膨張することにより、グリーンタイヤＧは、トレッドセグメント２４（図２参照）及びサイドプレート２６、３０のキャビティ面にも押しつけられる。グリーンタイヤＧは、モールド２２とブラダーＢとに囲まれたキャビティ内で加圧される。同時にグリーンタイヤＧは、高温気体からの熱伝導により加熱される。加圧と加熱とにより、ゴム組成物がキャビティ面に沿って流動する。図５には、加圧工程の途中にあるグリーンタイヤＧが示されている。グリーンタイヤＧの端部Ｅは、ブラダーＢ、底形成面３６及びサイド形成面３４に囲まれている。さらなる加熱によってゴムが架橋反応を起こし、タイヤが得られる。

図６は、図１から５に示されたモールド２２で得られたタイヤＴの一部が示された断面図である。この図６には、ビードＢｅの近傍が示されている。このビードＢｅは、サイド部Ｓ及びビード底Ｂｂを備えている。サイド部Ｓの形状は、サイド形成面３４によって決定される。ビード底Ｂｂの形状は、底形成面３６によって決定される。

前述のように、ブラダーＢは案内面４０によって起立させられる。起立したブラダーＢがグリーンタイヤＧに当接することにより、支持面３８とブラダーＢとの間にゴム組成物が挟まれることが抑制される。このモールド２２が用いられることにより、ロングトウが防止される。一般にロングトウは、周方向に不均一に生じるので、ビードの質量の不均一を招来する。本発明に係るモールド２２により、ビードＢｅの質量の不均一が抑制される。この製造方法で得られたタイヤＴは、ユニフォーミティに優れる。このモールド２２が用いられれば、グリーンタイヤＧにおいてロングトウ防止策がなされる必要が無いので、スマッシュも抑制される。このモールド２２により、高品質なタイヤＴが得られる。このタイヤＴの製造方法では、舌状部の除去作業が不要である。この製造方法は、生産性に優れる。

図７は、図３の下側ビードリング３２の一部が示された拡大断面図である。この図７において両矢印θで示されているのは、案内面４０の径方向に対する角度である。角度θ（ｄｅｇｒｅｅ）は、１５°以上７５°以下が好ましい。角度θが１５°以上に設定されることにより、ブラダーＢが十分に起立し、ロングトウが抑制される。ロングトウ抑制の観点から、角度θは２０°以上がより好ましく、２５°以上が特に好ましい。角度θが７５°以下に設定されることにより、支持面３８によるブラダーＢの傷付きが抑制される。ブラダーＢの傷つき防止の観点から、角度θは６０°以下がより好ましく、５０°以下が特に好ましい。

図７において両矢印Ｌ１で示されているのは、案内面４０の距離である。十分な距離Ｌ１が設定されることにより、ブラダーＢが起立してロングトウが抑制される。この観点から、距離Ｌ１は５ｍｍ以上が好ましく、１０ｍｍ以上がより好ましい。ビードリング２８、３２の耐久性の観点から、距離Ｌ１は３０ｍｍ以下が好ましい。

図７において両矢印Ｌ２で示されているのは、支持面３８の径方向距離である。距離Ｌ２が過大であると、膨張課程においてブラダーＢが支持面３８に沿うので、起立の程度が小さなブラダーＢがグリーンタイヤＧに当接する。この場合、ロングトウが生じやすい。ロングトウ抑制の観点から、距離Ｌ２が小さいほど好ましい。距離Ｌ２は５．０ｍｍ以下が好ましく、３．０ｍｍ以下がより好ましく、２．０ｍｍ以下が特に好ましい。距離Ｌ２がゼロであってもよい。距離Ｌ２がゼロの場合、底形成面３６と案内面４０とが線を介して隣接する。理論上は線の幅はゼロであるが、実際のモールド２２では、不可避的に多少の幅を有する支持面３８が形成される。ブラダーＢの傷つき防止の観点から、距離Ｌ２は０．１ｍｍ以上が好ましく、０．５ｍｍ以上がより好ましい。

図７において両矢印Ｗ１で示されているのは、底形成面３６の軸方向幅である。図６において両矢印Ｗ２で示されているのは、コアの軸方向幅である。底形成面３６の幅Ｗ１が小さいほど、グリーンタイヤＧがモールド２２に投入されるときにグリーンタイヤＧがビードリング２８、３２に填りやすい。この観点から、幅Ｗ１の幅Ｗ２に対する比（Ｗ１／Ｗ２）は２．５以下が好ましく、２．３以下がより好ましく、２．０以下が特に好ましい。比（Ｗ１／Ｗ２）は、１．５以上である。

本発明においてコアの幅Ｗ２は、タイヤＴが正規リムに組み込まれ、正規内圧となるようにタイヤＴに空気が充填された状態で測定される。測定時には、タイヤＴには荷重がかけられない。本明細書において正規リムとは、タイヤＴが依拠する規格において定められたリムを意味する。ＪＡＴＭＡ規格における「標準リム」、ＴＲＡ規格における「Design Rim」、及びＥＴＲＴＯ規格における「Measuring Rim」は、正規リムである。本明細書において正規内圧とは、タイヤＴが依拠する規格において定められた内圧を意味する。ＪＡＴＭＡ規格における「最高空気圧」、ＴＲＡ規格における「TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES」に掲載された「最大値」、及びＥＴＲＴＯ規格における「INFLATION PRESSURE」は、正規内圧である。測定時には、タイヤＴに荷重が負荷されない。

案内面４０を備えたビードリングは、従来のビードリング８（図９参照）の再利用によって得られうる。具体的には、従来のビードリング８の内周面１０が切削されることにより、案内面４０が形成される。再利用によって得られたビードリングは、安価である。

ラバーチェーファーを備えたタイヤでは、ゴム組成物の流動が激しいので、ロングトウが生じやすい。本発明に係るモールド２２は、ラバーチェーファーを備えたタイヤに適している。もちろん、キャンバスチェーファーを備えたタイヤの製造にも、このモールド２２は用いられうる。

図８は、参考例の実施形態に係るモールド４８の一部が示された断面図である。このモールド４８も、図２に示されたモールド２２と同様、多数のトレッドセグメントと、上側サイドプレートと、上側ビードリングと、下側サイドプレートと、下側ビードリング５０とからなる。図８には、下側ビードリング５０が示されている。

この下側ビードリング５０は、サイド形成面３４、底形成面３６、ブラダー支持面５２及びブラダー案内面４０を備えている。支持面５２は、丸められている。この支持面５２の径方向距離は、理論上はゼロである。実際の金型では不可避的に多少の幅を有する支持面５２が形成される。このモールド４８でも、ブラダーＢは案内面４０によって起立させられ、支持面５２によって支持される。このモールド４８でも、ロングトウが抑制される。ロングトウ抑制の観点から、丸めの曲率半径Ｒは５．０ｍｍ以下が好ましく、２．０ｍｍ以下がより好ましい。ブラダーＢの傷付き防止の観点から、曲率半径Ｒは０．１ｍｍ以上が好ましく、０．５ｍｍ以上がより好ましく、１．０ｍｍ以上が特に好ましい。

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１から図５及び図７に示された形状を有するモールドを準備した。このモールドでは、支持面の径方向距離Ｌ２は３．０ｍｍであり、案内面の角度θは４５°であり、底形成面の幅Ｗ１は２１．０ｍｍである。このモールドにグリーンタイヤを投入し、加圧及び加熱して、タイヤを得た。このタイヤのサイズは、「１９５／７５Ｒ１５」である。このタイヤのコアの幅Ｗ２は、１０．０ｍｍである。従って、比（Ｗ１／Ｗ２）は２．１である。

［参考例１］
図８に示されるモールドを用いた他は実施例１と同様にして、タイヤを得た。このモールドの支持面は、丸められている。丸めの曲率半径Ｒは、０．５ｍｍである。このモールドの支持面の径方向距離Ｌ２は、理論上はゼロである。

［実施例３から５及び比較例１から３］
下記の表１に示された径方向距離Ｌ２を備えたモールドを用いた他は実施例１と同様にして、タイヤを得た。

［実施例６から１３］
下記の表２に示された角度θを備えたモールドを用いた他は実施例１と同様にして、タイヤを得た。

［実施例１４から１７］
底形成面の幅Ｗ１が異なるモールドを用いた他は実施例１と同様にして、タイヤを得た。

［従来例］
図９及び図１０に示されたモールドを用いた他は実施例１と同様にして、タイヤを得た。このモールドは、支持面及び案内面を備えていない。

［外観観察］
ビードの外観を目視で観察した。この結果が、下記の表１から表３に示されている。

［ＲＦＶの測定］
「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から表３に示されている。

表１から表３から明らかなように、実施例のモールドでは、不良が発生しにくい。この評価結果から、本発明の優位性は明らかである。

支持面及び案内面を備えたビードリングは、割モールドのみならず、ツーピースモールドにも適用されうる。

図１は、本発明の一実施形態に係るタイヤ用モールドが示された平面図である。 図２は、図１のII−II線に沿った拡大断面図である。 図３は、図２の下側ビードリングが示された一部切り欠き断面図である。 図４は、図３のビードリングがグリーンタイヤとともに示された拡大断面図である。 図５は、図２のモールドがグリーンタイヤとともに示された拡大断面図である。 図６は、図１から５に示されたモールドで得られたタイヤの一部が示された断面図である。 図７は、図３のビードリングが示された拡大断面図である。 図８は、参考例の実施形態に係るモールドの一部が示された断面図である。 図９は、従来のモールドの一部がグリーンタイヤと共に示された断面図である。 図１０は、図９のモールドの一部がグリーンタイヤと共に示された拡大断面図である。 図１０は、図８のモールドで得られたタイヤの一部が示された断面図である。

符号の説明

２２、５０・・・モールド
２４・・・トレッドセグメント
２６・・・上側サイドプレート
２８・・・上側ビードリング
３０・・・下側サイドプレート
３２・・・下側ビードリング
３４・・・サイド形成面
３６・・・底形成面
３８、５２・・・ブラダー支持面
４０・・・ブラダー案内面
Ｂ・・・ブラダー
Ｇ・・・グリーンタイヤ
Ｔ・・・タイヤ

Claims (3)

1. タイヤのビードを加硫・成形するためのビードリングを備えており、
   このビードリングが、ビード底に当接してこのビード底の形状を決定する底形成面と、
   この底形成面よりも径方向内側に位置するブラダー支持面と、
   このブラダー支持面よりも径方向内側であってかつ軸方向外側に位置するブラダー案内面とを備えており、
   このブラダー支持面が径方向に延在しており、
   このブラダー支持面の径方向距離が０．５ｍｍ以上５．０ｍｍ以下であり、
   このブラダー案内面が径方向内側から径方向外側に向かって軸方向内向きに傾斜しており、ブラダー案内面の径方向に対する角度が３０°以上６０°以下であるタイヤ用のモールド。
2. 上記ブラダー案内面の距離が５ｍｍ以上である請求項１に記載のモールド。
3. 上記ビードのコアの軸方向幅Ｗ２に対する、底形成面の軸方向幅Ｗ１の比（Ｗ１／Ｗ２）が２．５以下である請求項１又は２に記載のモールド。

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