JP5143536B2 - 騒音性能を向上させるタイヤの成型方法 - Google Patents

Description

本発明は、タイヤの製造に関し、特に成型方法及び成型装置に関する。

走行中、タイヤによって生じる騒音を減少させる多くの方法が開発された。この騒音は、主として、トレッドと地面との接触によって生じるが、タイヤ内部の空気の振動によっても生じる。この特定の騒音は、「キャビティノイズ」とも呼ばれている。

キャビティノイズを減少させるため、新規な解決策、例えば、フォームの使用、ヘルムホルツ共鳴器型の共鳴器の取付け又はタイヤの内面上の音波の伝搬に対する障害物の配設が提案された。

これら障害物は、半径方向に差し向けられた多数個の要素から成る場合があり、かかる要素は、サイズが小さく且つ断面が小さな細長い突起の形態をしており、テーパした端部を有する場合がある。

これら要素は、内壁に取り付けられる場合があり、又は、タイヤの成型及び加硫ステップ中、単に成型される場合がある。

この種のタイヤは、例えば、国際公開第２００６−１１７１１５号パンフレットに記載されている。この特許文献は又、この種のタイヤの製造のための製造方法を開示している。

この方法では、タイヤの加硫作業中、突起を成型する。この目的のため、剛性コアをこのコアが内壁と接触することにより成型及び加硫に必要な圧力及び熱を伝える目的で内部空間全体を占めるような仕方でタイヤブランクの内部空間内に導入する。このコアは、空気を取り出すようになった円周方向ダクト内に半径方向に開口した断面が小さな孔を有する。

コア及びタイヤブランクをモールド内に導入する際、コアによりタイヤの内壁の構成材料に及ぼされる圧力により、この構成材料は、流動により剛性コアに設けられた孔内に移入する。閉じ込められた空気は、円周方向ダクトを介して抜き出される。タイヤの加硫は、突起の加硫と同時に行われ、これら突起は、かくして、コアに設けられている孔の形態を取る。

国際公開第２００６−１１７１１５号パンフレット

しかしながら、この特許文献に記載されているこの方法の具体化及び装置の使用にあたっては、剛性コアの使用に専用の機器及びこの種のコアを収容するのに適した硬化プレスが必要である。

本発明の目的は、標準型硬化プレス、例えば、タイヤの外形を与えるようになったモールドと、タイヤブランクの内側部分を加硫するのに必要な成型圧力及び熱を伝える可撓性メンブレンとを有する硬化プレスに用いることができる方法及び手段を提供することにある。

この方法は、孔を有する弾性の取外し可能なメンブレンをタイヤの内面と硬化用メンブレンとの間に介在させ、孔がメンブレンを真っ直ぐに通る所与の形状及び断面を有することを特徴とする。

これにより、孔中に流れるタイヤの内壁の構成材料によってタイヤの内面を覆って分布して設けられた突起を形成することができる。

本発明の方法は、硬化用メンブレンを含む従来型加硫方法で具体化されるのに特に適しているが、剛性内部コア、例えば国際公開第２００６−１１７１１５号パンフレットに記載された剛性内部コアを用いる形式の硬化／加硫方法において上述した形式の有孔メンブレンを用いることが完全に可能である。

当業者であれば理解できるように、タイヤの内壁に設けられる突起の形状及び配置状態は、有孔メンブレンに設けられる孔の形状及び配置状態に直接関連している。 有孔メンブレンは、その弾性により、特にプレス内シェーピング段階中、タイヤブランクをモールドに形成されたトレッドパターンの底部に向かって半径方向に押したときに、タイヤブランクの内側部分の形状に一致する。

メンブレンの形状は、突起を形成することが望ましいタイヤの内面にマッチするよう合わされなければならない。しかしながら、後で理解されるように、この形状は、突起がクラウン領域のソール部分に配置されると比較的単純化できる。

加硫作業後、有孔メンブレンをタイヤの内側部分から離脱させ、同種のタイヤの別のタイヤを製造するのに再使用できる。

本発明の好ましい実施方法につき図１〜図５を参照して以下に説明する。

図１に示すタイヤ１は、そのクラウンの内面に設けられた形状が細長く且つ断面が小さな多数個の突起１１を有し、かかる突起の機能は、タイヤの走行中、タイヤにより生じる音の共鳴を減衰させることにある。これら突起は、種々の形状のものであって良い。加うるに、所望の減衰の性格に応じて、単位面積当たりの突起の数及び分布状態を変化させることが可能であり、或いは、ベースのところの直径ｄ及び突起の高さｈを変更しても良く、若しくは、突起に特定の形状、例えば円筒形、円錐形、角柱形、角錐形、平行六面体形又はこれら形状の組合せを与えることができる。

本明細書の裏付けとなる図面に記載されている孔の形状及び得られた突起の形状は、円筒形又は円錐形である。

最善の妥協策を見出すことは、本発明の内容ではなく、本発明は、成型方法に関している。というのは、所望の形状は、有孔メンブレンを取り出す作業に関しては、制限要因ではないからである。しかしながら、逆テーパを有する形状若しくはベースのところの直径が非常に小さな形状又は加硫ステップ後の有孔メンブレンの取り出しの際に突起の引き裂きを生じさせがちな形状は、回避される。

図１に示すタイヤの突起は、クラウンの下に配置される。それ故、有孔メンブレン（２）、例えば図２及び図３に示す有孔メンブレンを用いることが可能であり、この有孔メンブレンは、ストリップセグメントの形態をしており、ストリップセグメントの長さＬは、この長さがタイヤブランク（１）のクラウンの内側部分の周囲の長さにほぼ一致するよう調節され、ストリップセグメントの幅Ｗは、タイヤブランク（１）のクラウンの幅にほぼ一致している。

有孔メンブレンのこの単純化された形状がもはや適していないと分かった場合、換言すると、突起をタイヤの内面全体にわたって配置することが望ましい場合、メンブレンの形状をこの内面にマッチするよう合わせると、この形状は、トーラス（円環体）の一部の形態を取る。

このメンブレンは、間隔ｐを置いて設けられた孔を有し（図４参照）、これら孔の断面は、上述の要件に応じて構成されているのが良く、ここでは、円形である。これら孔は、メンブレンを真っ直ぐに貫通している。これは、成型中、特許を形成する材料によって出される空気を除去することが重要だからである。この空気は、硬化用メンブレンに向いた側部に位置する有孔メンブレンの側を介して逃げ出る。通常この分野で実施されている技術と同様、かかる硬化用メンブレンは、タイヤの内面と硬化用メンブレンとの間に閉じ込められた空気を導き、そしてタイヤの底部領域を形成するビードの方向に除去することができるドレンを有するのが良い。

メンブレンの長さは、タイヤブランクの内側展開長に極めて正確に一致するよう調節される。内張りを構成する材料がリングの２つの長手方向端部相互間の当接ライン中に流れ込むのを阻止するためには、この構造に特に注意を払う必要がある。この調節が満足のいくものであるとき、硬化用メンブレンにより及ぼされる圧力がこの時点での有孔メンブレンの長手方向運動を阻止し、かくして２つの縁部相互間に開口部を形成するのに十分であることが観察された。

この問題を軽減するため、閉じリングを形成するよう２つの長手方向端部が互いに接合された有孔メンブレンを提供することも可能であり、この閉じリングの展開長は、タイヤブランクの内側展開長に等しい。

有孔メンブレンを各硬化サイクルの前にタイヤブランクの内側部分に導入し、加硫ステップ後にタイヤから取り出す。

有孔メンブレン２を製造するために用いられる材料は、多数回の熱サイクルを受けることができ、しかも、最高２００℃までの高温に耐えることができる材料でなければならない。

加うるに、有孔メンブレンの表面は、タイヤの内面にくっついてはならず、硬化用メンブレンの表面にくっついてもいけない。この目的のため、有孔メンブレンをシリコーンを主成分とする材料又はゴム状エラストマー、例えばＥＰＤＭで作ることが選択されるのが良い。後者の場合、各使用時に、例えば、こびりつかない溶液、例えばシリコーンを主成分とする溶液を吹き付けることにより表面処理を施すことが必要であろう。

また、タイヤの内側プロフィールの深刻な変形を回避するために高すぎてはならず、しかも、孔が硬化用メンブレンの圧力の影響を受けて変形するのを阻止するには低すぎないショア硬さを有する材料を選択することが重要である。この目的のため、ショアＡスケール硬さが６０〜９０、好ましくは７０の材料が、１ｍｍの間隔を置いて配置される直径が１ｍｍの孔を有する厚さｅが１０ｍｍのメンブレンについて非常に適していることが判明した。

当然のことながら、得ることが望ましい突起の形状及び配置状態に応じて、孔の配置状態、高さ又は間隔に関してあらゆる種類の幾何学的形状に配置された孔を作るために本発明の方法及び装置を採用することが可能である。

有孔メンブレンは、その２つの長手方向側部に沿って、縁部の成型に有利に働くと共に形成される段差を大きすぎるようにする有害な影響が生じないようにするために適当な勾配及び幅を持つ面取り部（２２，２３）を有するのが良い。

一般的に、突起の高さｈは、突起のベースの断面が図５に符号２１１，２１２で示されているように比較的小さい場合、有孔メンブレンの厚さｅに一致する。「小さな断面」又は「断面が小さい」という用語は、断面積が約２ｍｍ²以下を意味するものと理解されたい。

しかしながら、ベースのところの断面が大きな突起を作ることが望ましい場合、孔の形状を変更することが望ましいことが分かる。これは、タイヤの下面を構成する材料が有孔メンブレンを越えて有孔メンブレンと硬化用メンブレンとの間に位置する空間内に流入するのを阻止することが必要不可欠だからである。

この場合、突起の所望の形状及び断面に一致した断面を有する高さｈの孔を作り、次に、断面が非常に小さい高さｅ₁の相補形の穴を作るよう突起の高さよりも大きな厚さｅを有するメンブレンを選択することが必要であり、その結果、高さｈと高さｅ₁の合計が、厚さｅに等しく、それにより硬化用メンブレンと接触状態にある有孔メンブレンの側に、閉じ込められた空気を除去するダクトを形成するようにする。「非常に小さな断面」又は「断面が非常に小さい」という用語は、断面積が０．５ｍｍ²未満であることを意味するものと理解されたい。かかる孔は、図５に参照符号２１３，２１４で示されている。

最後に、硬化時間及び硬化温度は、有孔メンブレンが設けられていることにより、それに応じて調節されなければならないことを指摘することが重要である。

かくして、本発明の方法は、全体として柔軟性があり且つ取り外し可能な弾性有孔メンブレンの使用に基づいて、高価な投資をする必要なく、従来型方法を実施することにより突起を有するタイヤを単純な仕方で製造することができる。

本発明の方法により得られた形式の減衰器を含むタイヤの概略断面図である。 本発明を実施できる有孔メンブレンの概略平面図である。 有孔メンブレンの概略断面図である。 孔の配置状態を示す略図である。 孔の概略断面図である。

符号の説明

１ タイヤブランク
２ メンブレン
１１ 突起
２１，２１１，２１２，２１３ 孔
２２，２３ 面取り部

Claims (15)

1. タイヤを成型して加硫する方法であって、タイヤブランクを硬化プレス内に配置し、前記プレスは、タイヤの外形を与えるようになったモールドと、前記タイヤブランクの内側部分を加硫するのに必要な成型圧力及び熱を伝えることができる手段とを有する、方法において、前記成型及び加硫ステップ中、孔（２１）を有する弾性の取外し可能なメンブレン（２）を前記タイヤの内面と前記手段との間に介在させて前記孔中に流れる前記タイヤの内壁の構成材料によって前記タイヤ（１）のクラウンの内面を覆って分布して設けられた突起（１１）を形成し、前記孔（２１）は、前記メンブレン（２）を真っ直ぐに通る所与の形状及び断面を有する、方法。
2. 前記成型圧力及び熱を前記タイヤの前記内側部分に伝えることができる前記手段は、剛性コアである、請求項１記載の方法。
3. 前記成型圧力及び前記熱を前記タイヤの前記内側部分に伝えることができる前記手段は、可撓性弾性メンブレンである、請求項１記載の方法。
4. 前記有孔メンブレン（２）を前記加硫ステップ後、前記タイヤの前記内壁から離脱させる、請求項１〜３のうちいずれか一に記載の方法。
5. 前記有孔メンブレン（２）を前記タイヤブランクが前記加硫プレス内に導入される前に、前記タイヤブランク（１）の前記内面上に配置する、請求項１〜４のうちいずれか一に記載の方法。
6. 前記有孔メンブレン（２）は、前記タイヤブランクの前記内面に合致したトーラスの形態をしている、請求項５記載の方法。
7. 前記有孔メンブレン（２）は、ストリップセグメントの形態をしており、前記ストリップセグメントの長さＬは、この長さが前記タイヤブランク（１）のクラウンの内側部分の周囲の長さにほぼ一致するよう調節され、前記ストリップセグメントの幅Ｗは、前記タイヤブランク（１）の前記クラウンの幅にほぼ一致している、請求項５記載の方法。
8. 前記メンブレン（２）を長さ方向にそれ自体閉鎖してリングを形成する、請求項７記載の方法。
9. 前記有孔メンブレン（２）の長手方向縁部は、面取り部（２２，２３）を有する、請求項１乃至８の何れか１項に記載の方法。
10. 前記メンブレン（２）に形成された前記孔は、円筒形（２１１，２１４）、円錐形（２１２，２１３）、角柱形、平行六面体形又は角錐形の組合せに基づく形状を有する、請求項１乃至９の何れか１項に記載の方法。
11. 前記突起（１１）の高さｈは、前記有孔メンブレン（２）の厚さｅにほぼ等しい、請求項１乃至１０の何れか１項に記載の方法。
12. 前記突起（１１）の高さｈは、前記有孔メンブレン（２）の厚さｅ未満である、請求項１乃至１０の何れか１項に記載の方法。
13. 前記メンブレン（２）に設けられた前記孔（２１３，２１４）は、高さｈの第１の部分及び高さｅ₁の第２の部分を有し、前記第１の部分の断面は、前記突起の断面にほぼ一致し、前記メンブレンの前記厚さｅは、前記厚さｈと前記高さｅ₁の合計に等しく、前記第２の部分の断面積は、０．５ｍｍ²未満である、請求項１２記載の方法。
14. 前記有孔メンブレン（２）を形成する材料は、ショアＡスケール硬さが６０〜９０のシリコーンを主成分とする材料から選択される、請求項１乃至１３の何れか１項に記載の方法。
15. 前記有孔メンブレン（２）を形成する材料は、ゴム状エラストマーを主成分とする材料から選択され、前記有孔メンブレン（２）は、タイヤブランクを前記プレス内に挿入するたびに、シリコーンを主成分とする溶液を用いて塗布する、請求項１乃至１３の何れか１項に記載の方法。

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