JP5367219B2 - タイヤの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、タイヤの製造方法に関する。

空気入りタイヤの製造方法に含まれる加硫・成形工程では、加硫装置が用いられる。この加硫装置は、ブラダーとモールドとを備えている。この加硫・成形工程では、まず予備成形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。次に、ガスの充填によりブラダーが膨張する。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る。次に、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面とに挟まれて、加圧される。グリーンタイヤは、ブラダー及びモールド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。加熱によりゴムが架橋反応を起こし、タイヤが得られる。この加硫装置の一例が、特開２００５−２３１１９５公報に開示されている。この加硫装置では、ブラダーの形状が最適化されて、膨張時におけるパンクの発生が抑制されている。
特開２００５−２３１１９５公報

ブラダーには、加硫装置に組付けられるジョイントリングから放射状に延在するリブが設けられる。このリブは、ブラダーを補強する。ブラダーでは、このリブと、このリブに隣り合う他のリブとの間の領域は、容易に変形する。従って、ブラダーには、変形しやすい領域と変形しにくい領域とが周方向に存在している。

タイヤが生産されるとき、加硫・成形工程は繰り返される。このとき、ブラダーは、膨張及び収縮を繰り返す。この膨張及び収縮は、ブラダーの変形しやすい領域に、シワを形成させる。このシワには、応力が集中する。このため、ブラダーが継続して使用されると、このシワを起点としたクラックが発生する。さらに使用が継続されると、このクラックは成長する。このクラックの成長は、ブラダーの耐久性に影響を与える。このようなブラダーは、交換を余儀なくされる。

ブラダーが交換されるとき、加硫装置は停止される。このため、ブラダーが頻繁に交換されると、この加硫装置の稼働率が低下する。このようなブラダーでは、タイヤを所定本数製造するために、多くのブラダーが必要とされる。このようなブラダーが用いられるタイヤの製造方法は、タイヤの生産性に影響を与える。

本発明の目的は、生産性に寄与しうるタイヤの製造方法の提供にある。

本発明に係るタイヤの製造方法は、
（１）ブラダーと、このブラダーが収容されるモールドとを備える加硫装置において、このモールドに、グリーンタイヤが投入される工程と、
（２）このブラダーが膨張する工程と、
（３）このモールドのキャビティ面と、このブラダーとの間において、このグリーンタイヤが加圧及び加熱されてタイヤが得られる工程と
を含んでいる。この加硫装置は、このブラダーを把持するクランプを備えている。このクランプは、このブラダーの外側に位置する上リングと、このブラダーの内側に位置する下リングとを備えている。この下リングの外周面は、複数の凹部を有している。これらの凹部は、この下リングの周方向に沿って配設されている。この凹部の数は、８個以上１２個以下である。

本発明に係る他のタイヤの製造方法は、
（１）ブラダーと、このブラダーが収容されるモールドとを備える加硫装置において、このモールドに、グリーンタイヤが投入される工程と、
（２）このブラダーが膨張する工程と、
（３）このモールドのキャビティ面と、このブラダーとの間において、このグリーンタイヤが加圧及び加熱されてタイヤが得られる工程と
を含んでいる。このブラダーは、この加硫装置に取り付けられるジョイントリングと、このジョイントリングを中心にして放射状に延びる複数のリブとを備えている。これらのリブは、このブラダーの内面に形成されている。このリブの高さは、８ｍｍ以上１２ｍｍ以下である。このリブの幅は、８ｍｍ以上１２ｍｍ以下である。このリブの本数は、６本以上１２本以下である。

この製造方法では、ブラダーに形成されるシワの数は、従来の製造方法で用いられるブラダーに比べて多い。このため、このシワに作用する応力は、従来の製造方法に比べて小さい。この製造方法では、このシワを起点としたクラックの発生及びこのクラックの成長が抑えられる。この製造方法は、ブラダーの耐久性に寄与しうる。この製造方法では、ブラダーの交換頻度は少ない。この製造方法は、タイヤの生産性に寄与しうる。

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、本発明の一実施形態に係るタイヤの製造方法に用いられる加硫装置２の一部が示された正面図である。この加硫装置２は、モールド４と、クランプ６と、ブラダー８と、ベースプレート１０と、ロッド１２とを備えている。この図１には、このモールド４に設けられる下型ビードリング１４が示されている。この下型ビードリング１４は、ベースプレート１０に支持されている。図示されていないが、このモールド４は、多数のトレッドセグメント、上型ビードリング及び一対のサイドプレートも備えている。なお、この図１には、収縮状態にあるブラダー８が示されている。

このクランプ６は、上リング１６と下リング１８とボルト２０とを備えている。この上リング１６は、ブラダー８の外側に位置している。この下リング１８は、このブラダー８の内側に位置している。このクランプ６は、ロッド１２に連結されている。このロッド１２は、図示されない手段により、昇降させられうる。このロッド１２の昇降により、このクランプ６は昇降しうる。

図２は、図１の加硫装置２に設けられるブラダー８が示された断面図である。図３は、図２のIII−III線に沿った断面図である。この図２及び図３において、ブラダー８は、このブラダー８の製造に用いられるモールドにある状態で示されている。図示されているように、このブラダー８は、略円筒状を呈している。このブラダー８は、ゴム組成物が架橋されることにより得られる。このブラダー８は、上ジョイントリング２２と、下ジョイントリング２４と、複数のリブ２６とを備えている。上ジョイントリング２２は、このブラダー８の一方の端に設けられている。下ジョイントリング２４は、このブラダー８の他方の端に設けられている。リブ２６は、ブラダー８の内面２８に形成されている。このリブ２６は、下ジョイントリング２４を中心にして、放射状に延在している。図３に示されているように、このブラダー８は８本のリブ２６を備えている。図示されていないが、この加硫装置２では、このブラダー８がモールド４に収容されている。

図４は、図２のIV−IV線に沿った断面図である。この図４には、ブラダー８に形成されているリブ２６が示されている。このリブ２６は、このブラダー８の内面２８から上方に突出している。図示されているように、このリブ２６の断面において、このリブ２６の角部は丸めとされている。このリブ２６は、ブラダー８を補強する。

この製造方法では、ブラダー８は次のようにして加硫装置２に取り付けられる。まず、ブラダー８の上ジョイントリング２２が、上リング１６と下リング１８とに挟まれる。次に、ボルト２０が下リング１８のネジ孔（図示されず）にねじ込まれる。この上ジョイントリング２２は、このクランプ６に把持されて固定される。図示されていないが、この加硫装置２では、ベースプレート１０に別のクランプが設けられている。このブラダー８の下ジョイントリング２４は、この別のクランプに把持されて固定される。

図５は、図１のＶ−Ｖ線に沿った断面図である。この図５には、ブラダー８と下リング１８とが示されている。下リング１８は、ブラダー８の内側に位置している。この下リング１８は、その外周面３０に複数の凹部３２を備えている。この加硫装置２では、この下リング１８は８の凹部３２を備えている。これらの凹部３２は、この下リング１８の周方向に沿って配設されている。従って、この下リング１８の外周面３０において、一の凹部３２とこの一の凹部３２に隣接する他の凹部３２との間に凸部３４が形成されている。

この加硫装置２が用いられたタイヤの製造方法では、まず、図１のようにブラダー８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がモールド４に投入される。次に、ロッド１２が伸張し、ブラダー８のクランプ６が所定位置まで上昇する。この上昇と共に、ブラダー８にガスが充填される。充填により、ブラダー８は膨張する。ブラダー８の膨張に伴って、グリーンタイヤが変形する。次に、モールド４が締められる。次に、ブラダー８の内圧が上昇する。グリーンタイヤはブラダー８によってモールド４のキャビティ面に押しつけられ、加圧される。加圧と共に、グリーンタイヤは加熱される。加圧と加熱とにより、ゴム組成物がキャビティ面及びブラダー８の外面に沿って流動する。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。このタイヤは、ブラダー８が収縮されてモールド４から取り出される。この製造方法では、グリーンタイヤからタイヤが得られる工程は、加硫・成形工程と称される。

前述したように、この製造方法に用いられるブラダー８は、下ジョイントリング２４を中心に放射状に延びる複数のリブ２６を備えている。このリブ２６はブラダー８を補強するので、その剛性は高い。このため、このブラダー８では、一のリブ２６と、この一のリブ２６に隣り合う他のリブ２６との間の領域は、容易に変形する。このブラダー８には、その周方向に、変形しやすい領域と変形しにくい領域とが存在している。タイヤが生産されるとき、加硫・成型工程は繰り返される。ブラダー８は、膨張及び収縮を繰り返す。この膨張及び収縮は、この変形しやすい領域にシワを形成させる。このブラダー８に設けられるリブ２６の本数は、１２本以下である。この本数は、従来のブラダーに比べて少ない。このブラダー８では、変形しやすい領域が従来のブラダーに比べて広い。このため、このブラダー８に形成されるシワの数は、従来のブラダーに比べて多い。従って、このシワに作用する応力は、従来のブラダーに比べて小さい。このブラダー８では、このシワを起点としたクラックの発生及びこのクラックの成長が抑えられる。このブラダー８は、耐久性に優れる。このブラダー８が用いられた製造方法では、ブラダー８の交換頻度は少ない。この製造方法では、一枚当たりのブラダー８が生産しうるタイヤの本数は多い。この製造方法は、タイヤの生産性に寄与しうる。なお、このブラダー８のリブ２６による効果は、従来の下リングを用いたタイヤの製造方法においても得られうる。

前述したように、この製造方法に用いられる下リング１８は、その外周面３０に複数の凹部３２及び凸部３４が設けられている。図５に示されているように、この凸部３４の先端に、ブラダー８の内面２８は当接する。この凹部３２とブラダー８の内面２８との間には、隙間が形成される。この凹部３２の外側に位置するブラダー８は、内側に凹む。この製造方法では、この凸部３４に当接するブラダー８は、引き延ばされているので、変形しにくい。一方、この凹みの外側に位置するブラダー８は、弛んでいるので、変形しやすい。従って、このブラダー８には、その周方向に、変形しやすい領域と変形しにくい領域とが存在している。タイヤが生産されるとき、加硫・成型工程は繰り返される。ブラダー８は、膨張及び収縮を繰り返す。この膨張及び収縮は、この変形しやすい領域にシワを形成させる。従来の製造方法に用いられる下リングには、その外面に凹みは形成されていない。このため、この製造方法では、従来の製造方法に比べて、ブラダー８にシワが形成されやすい上に、形成されるシワの数は多い。従って、このシワに作用する応力は、従来の製造方法に用いられるブラダーのシワに作用する応力に比べて小さい。この製造方法に用いられるブラダー８では、このシワを起点としたクラックの発生及びこのクラックの成長が抑えられる。この製造方法は、ブラダー８の耐久性に寄与しうる。この製造方法では、ブラダー８の交換頻度は少ない。この製造方法では、一枚当たりのブラダー８が生産しうるタイヤの本数は多い。この製造方法は、タイヤの生産性に寄与しうる。なお、この下リング１８の凹部３２による効果は、従来のブラダーを用いたタイヤの製造方法においても得られうる。

この製造方法では、多くのシワを有するブラダー８では、このシワに集中する応力が緩和されうる。このようなブラダー８は、耐久性に優れる。この製造方法は、タイヤの生産性に寄与しうる。この観点から、この製造方法で用いられるブラダー８に形成されるシワの数は、５以上であるのが好ましい。特に好ましくは、このシワの数は、８である。

このタイヤの製造方法では、ブラダー８に設けられるリブ２６の本数は、６本以上１２本以下であるのが好ましい。リブ２６の本数が６本以上に設定されることにより、ブラダー８のシワに作用する応力が適切に分散されうる。このブラダー８を用いたタイヤの製造方法は、タイヤの生産性に寄与しうる。この観点から、この本数は８本以上がより好ましい。この本数が１２本以下に設定されることにより、ブラダー８の内面２８とリブ２６との擦れが防止されうるので、ブラダー８の耐久性が維持されうる。この観点から、この本数は１０本以下がより好ましい。

図２において、両矢印線ＬＡはリブ２６の長さを表している。図４において、両矢印線ＨＡはリブ２６の高さを表している。両矢印線ＷＡは、リブ２６の幅を表している。矢印線ＲＡは、リブ２６の角部の半径を表している。

このタイヤの製造方法では、長さＬＡは８０ｍｍ以上１５０ｍｍ以下であるのが好ましい。この長さが８０ｍｍ以上に設定されることにより、ブラダー８のシワに作用する応力が適切に分散されうる。このブラダー８を用いたタイヤの製造方法は、タイヤの生産性に寄与しうる。この観点から、この長さは１００ｍｍ以上がより好ましい。この長さが１５０ｍｍ以下に設定されることにより、ブラダー８の内面２８とリブ２６との擦れが防止されうるので、ブラダー８の耐久性が維持されうる。この観点から、この長さは１３０ｍｍ以下がより好ましい。特に好ましくは、この長さは１１５ｍｍである。

このタイヤの製造方法では、高さＨＡは８ｍｍ以上１２ｍｍ以下であるのが好ましい。この高さが８ｍｍ以上に設定されることにより、ブラダー８のシワに作用する応力が適切に分散されうる。このブラダー８を用いたタイヤの製造方法は、タイヤの生産性に寄与しうる。この観点から、この高さは９ｍｍ以上がより好ましい。この高さが１２ｍｍ以下に設定されることにより、ブラダー８の内面２８とリブ２６との擦れが防止されうるので、ブラダー８の耐久性が維持されうる。この観点から、この高さは１１ｍｍ以下がより好ましい。特に好ましくは、この高さは１０ｍｍである。

このタイヤの製造方法では、幅ＷＡは８ｍｍ以上１２ｍｍ以下であるのが好ましい。この幅が８ｍｍ以上に設定されることにより、ブラダー８のシワに作用する応力が適切に分散されうる。このブラダー８を用いたタイヤの製造方法は、タイヤの生産性に寄与しうる。この観点から、この幅は９ｍｍ以上がより好ましい。この幅が１２ｍｍ以下に設定されることにより、ブラダー８の内面２８とリブ２６との擦れが防止されうるので、ブラダー８の耐久性が維持されうる。この観点から、この幅は１１ｍｍ以下がより好ましい。特に好ましくは、この幅は１０ｍｍである。

このタイヤの製造方法では、近似半径ＲＡは３ｍｍ以上７ｍｍ以下であるのが好ましい。この近似半径が３ｍｍ以上に設定されることにより、ブラダー８の内面２８とリブ２６との擦れが防止されうるので、ブラダー８の耐久性が維持されうる。この観点から、この近似半径は４ｍｍ以上がより好ましい。この近似半径が７ｍｍ以下に設定されることにより、リブ２６による応力分散効果が維持されうる。このブラダー８を用いたタイヤの製造方法は、タイヤの生産性に寄与しうる。この観点から、この近似半径は６ｍｍ以下がより好ましい。

このタイヤの製造方法では、下リング１８に設けられる凹部３２の数は、８個以上１２個以下であるのが好ましい。この凹部３２の数が８個以上に設定されることにより、ブラダー８のシワに作用する応力が適切に分散されうる。このブラダー８を用いたタイヤの製造方法は、タイヤの生産性に寄与しうる。この観点から、この数は９個以上がより好ましい。この数が１２個以下に設定されることにより、この凹部３２によるブラダー８の応力分散効果が維持されうる。この観点から、この数は１０個以下がより好ましい。

図５において、二点鎖線で示されている円ＣＩは下リング１８の外周面３０の内接円である。この内接円ＣＩは、凹部３２の底を通過する。両矢印線ＤＩは、この内接円ＣＩの直径を表している。二点鎖線で示されている円ＣＯは、この外周面３０の外接円である。この外接円ＣＯは、凸部３４の先端を通過する。両矢印線ＤＯは、この外接円ＣＯの直径を表している。矢印線ＲＢは、この凹部３２の近似半径である。この近似半径ＲＢは、この凹部３２の輪郭を表している。

このタイヤの製造方法では、直径ＤＩは１８０ｍｍ以上２８０ｍｍ以下であるのが好ましい。この直径が１８０ｍｍ以上に設定されることにより、ブラダー８のシワに作用する応力が適切に分散されうる。このブラダー８を用いたタイヤの製造方法は、タイヤの生産性に寄与しうる。この観点から、この直径は２２０ｍｍ以上がより好ましい。この直径が２８０ｍｍ以下に設定されることにより、この凹部３２によるブラダー８の応力分散効果が維持されうる。この観点から、この直径は２４０ｍｍ以下がより好ましい。

このタイヤの製造方法では、直径ＤＯは２００ｍｍ以上３００ｍｍ以下であるのが好ましい。この直径が２００ｍｍ以上に設定されることにより、ブラダー８のシワに作用する応力が適切に分散されうる。このブラダー８を用いたタイヤの製造方法は、タイヤの生産性に寄与しうる。この観点から、この直径は２４０ｍｍ以上がより好ましい。この直径が３００ｍｍ以下に設定されることにより、この凹部３２によるブラダー８の応力分散効果が維持されうる。この観点から、この直径は２６０ｍｍ以下がより好ましい。

このタイヤの製造方法では、凹部３２がブラダー８のシワに作用する応力を効果的に分散しうると言う観点から、直径ＤＯと直径ＤＩとの差は２０ｍｍ以上であるのが好ましい。この凹部３２による応力分散効果が維持されうるという観点から、この差は１００ｍｍ以下であるのが好ましい。

このタイヤの製造方法では、下リング１８に設けられる凹部３２の数が８個である場合、近似半径ＲＢは１００ｍｍ以上２００ｍｍ以下であるのが好ましい。より好ましくは、この近似半径ＲＢは１００ｍｍ以上１５０ｍｍ以下である。凹部３２がブラダー８のシワに作用する応力を効果的に分散しうると言う観点から、この近似半径は１２０ｍｍ以上であるのが特に好ましい。この凹部３２による応力分散効果が維持されうるという観点から、この近似半径は１３０ｍｍ以下であるのが特に好ましい。

このタイヤの製造方法では、下リング１８に設けられる凹部３２の数が１２個である場合、近似半径ＲＢは５０ｍｍ以上１００ｍｍ以下であるのが好ましい。凹部３２がブラダー８のシワに作用する応力を効果的に分散しうると言う観点から、この近似半径は７０ｍｍ以上であるのがより好ましい。この凹部３２による応力分散効果が維持されうるという観点から、この近似半径は８０ｍｍ以下であるのがより好ましい。

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及び図５に示された基本構成を備えており下記表１に示された仕様の下リングと、図２、図３及び図４に示された基本構成を備えており下記表１に示された仕様のブラダーとを備える加硫装置を用いて、タイヤを製造した。なお、この下リングの外周面の外接円の直径ＤＯは、２８０ｍｍである。この外周面の内接円の直径ＤＩは、２６０ｍｍである。凹部の近似半径ＲＢは、２００ｍｍである。

［比較例１］
従来の下リングと、従来のブラダーとを備える加硫装置を用いて、タイヤを製造した。

［比較例２及び比較例３並びに実施例３及び実施例４］
凹部の数が下記表１の通りとされた他は実施例１の下リングと同一の構成を有する下リングと、従来のブラダーとを備える加硫装置を用いて、タイヤを製造した。

［比較例５並びに実施例４、６及び８］
従来の下リングと、リブの本数が下記表１及び表２の通りとされた他は実施例１のブラダーと同一の構成とされたブラダーとを備える加硫装置を用いて、タイヤを製造した。

［比較例４並びに実施例５及び７］
従来の下リングと、リブの高さ及び幅が下記表２の通りとされた他は実施例１のブラダーと同一の構成とされたブラダーとを備える加硫装置を用いて、タイヤを製造した。

［評価］
タイヤを量産した場合の、ブラダーが交換されるまでの、ブラダーの使用回数を計測した。このブラダーが交換されたときにおいて、ブラダーの表面に形成されているシワの数も計測した。製造したタイヤのサイズは、１９５／６５Ｒ１５である。

表１及び表２に示されるように、実施例では、ブラダーに形成されるシワの数が多いこと及びこのブラダーの使用回数が多いことが確認された。この製造方法に用いられるブラダーは、耐久性に優れる。この製造方法は、生産性に寄与しうる。この評価結果から、本発明の優位性は明らかである。

本発明に係るタイヤ製造方法は、種々のタイヤの製造に用いられうる。

図１は、本発明の一実施形態に係るタイヤの製造方法に用いられる加硫装置の一部が示された正面図である。 図２は、図１の加硫装置に設けられるブラダーが示された断面図である。 図３は、図２のIII−III線に沿った断面図である。 図４は、図２のIV−IV線に沿った断面図である。 図５は、図１のＶ−Ｖ線に沿った断面図である。

符号の説明

２・・・加硫装置
４・・・モールド
６・・・クランプ
８・・・ブラダー
１０・・・ベースプレート
１２・・・ロッド
１４・・・下型ビードリング
１６・・・上リング
１８・・・下リング
２０・・・ボルト
２２・・・上ジョイントリング
２４・・・下ジョイントリング
２６・・・リブ
２８・・・内面
３０・・・外周面
３２・・・凹部
３４・・・凸部

Claims (2)

1. ブラダーと、このブラダーが収容されるモールドとを備える加硫装置において、このモールドに、グリーンタイヤが投入される工程と、
   このブラダーが膨張する工程と、
   このモールドのキャビティ面と、このブラダーとの間において、このグリーンタイヤが加圧及び加熱されてタイヤが得られる工程とを含んでおり、
   この加硫装置が、このブラダーを把持するクランプと、このクランプと連結しているロッドとを備えており、
   このクランプが、このブラダーの外側に位置する上リングと、このブラダーの内側に位置する下リングとを備えており、
   この下リングの外周面が、複数の凹部を有しており、
   これらの凹部が、この下リングの周方向に沿って配設されており、
   この凹部の数が、８個以上１２個以下であり、
   上記投入工程において、上記ブラダーは収縮しており、上記凹部の外側に位置するブラダーが弛んでおり、
   上記膨張工程において、上記ロッドの上昇により上記クランプが上昇すると共に、このブラダーにガスが充填される、タイヤの製造方法。
2. 上記下リングの外周面において、一の凹部とこの一の凹部に隣接する他の凹部との間に凸部が形成されており、
   上記凸部の先端を通過するこの下リングの外周面の外接円の直径と、上記凹部の底を通過する上記下リングの外周面の内接円の直径との差が、２０ｍｍ以上１００ｍｍ以下である、請求項１に記載のタイヤの製造方法。

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