JP6447233B2 - 空気入りタイヤの製造方法および装置 - Google Patents

Description

本発明は、空気入りタイヤの製造方法および装置に関し、さらに詳しくは、短繊維等の補強材を用いなくてもトレッドゴムの物性の異方性を従来に比して顕著にすることができ、乗り心地性と操縦安定性を同時に向上させることが可能な空気入りタイヤの製造方法および装置に関するものである。

従来、タイヤトレッドに異方性ゴムを用いた空気入りタイヤが種々提案されている（例えば特許文献１参照）。特許文献１に記載の空気入りタイヤでは、異方性ゴムを用いることにより、トレッドのベースゴム層のショルダー部のタイヤ幅方向モジュラスに対してタイヤ周方向モジュラスを高くしている。加えて、このショルダー部のタイヤ周方向モジュラスを、ベースゴム層のセンター部の周方向モジュラスよりも高くしている。これにより、制動荷重時のタイヤの接地幅の伸びを拡大してタイヤの制動性能を向上させるようにしている。

引用文献１の記載のタイヤでは、ゴム物性に異方性を付与するために短繊維を配合している。しかしながら、短繊維の配合量が増大するほどゴムの破断伸びが低下し耐摩耗性も低下し、短繊維の配向方向の引裂強度も低下する。また、短繊維をゴムに均等に分散させることは難しく、均等に分散させなければゴム物性の異方性が大きくばらつくという問題がある。さらには、短繊維はゴムに比して高価なのでタイヤの製造コストが増大する要因になる。基本的には短繊維はゴムにとっては異物になるので極力配合しないことが望ましい。

一方、短繊維等の補強材を配合しないと、ゴム物性に異方性を生じさせることは難しい。押出機によりゴムを押出すことで、押出方向と押出方向に直交する方向とでゴム物性に異方性は生じるが、ごく僅かである。

本発明の発明者は、種々検討した結果、未加硫ゴムを射出した際のゴムの流動方向と流動方向に直交する方向とで、従来に比してゴム物性に大きな異方性が生じることを見出した。即ち、射出された未加硫ゴムの流動方向ではモジュラスが低くなり、流動方向に直交する方向ではモジュラスが高くなることが明らかになった。そこで、この知見に基づいて更なる検討を加えることにより、本発明を創作するに至った。

特開２００７−３０２０６９号公報

本発明の目的は、短繊維等の補強材を用いなくてもトレッドゴムのモジュラスの異方性を従来に比して顕著にすることができ、乗り心地性と操縦安定性を同時に向上させることが可能な空気入りタイヤの製造方法および装置を提供することにある。

上記目的を達成するため本発明の空気入りタイヤの製造方法は、金属製剛性内型の外周面に未加硫の台タイヤを配置し、この台タイヤを前記剛性内型とともに加硫用金型の中に配置し、次いで、前記未加硫の台タイヤを加硫するとともに、前記加硫用金型の内周面と前記台タイヤの外周面との間に円筒状に形成されたキャビティに未加硫ゴムを射出して、この未加硫ゴムを加硫させことにより前記台タイヤの外周面にトレッド部を形成し、このトレッド部を前記台タイヤの外周面に一体化させる空気入りタイヤの製造方法であって、前記キャビティの外周面となる前記加硫用金型の内周面に、周方向に間隔をあけて前記未加硫ゴムの周面射出口を配置して、この周面射出口のタイヤ幅方向寸法ｗをタイヤ周方向寸法ｄよりも大きくし、前記キャビティの一方側面となる前記加硫用金型の内周面に、周方向に間隔をあけて前記未加硫ゴムの側面射出口を配置し、
幅広の前記周面射出口からタイヤ半径方向内側に向かって前記未加硫ゴムを射出するとともに、前記側面射出口から前記加硫用金型の他方側面に向かって前記未加硫ゴムを射出することを特徴とする。

本発明の空気入りタイヤの製造装置は、未加硫の台タイヤが外周面に配置される金属製剛性内型と、前記未加硫の台タイヤが前記剛性内型とともに中に配置される加硫用金型と、この加硫用金型の内周面と前記未加硫の台タイヤの外周面との間に形成された円筒状のキャビティに未加硫ゴムを射出する射出機とを備え、前記未加硫の台タイヤを加硫するとともに、前記キャビティに射出した未加硫ゴムを加硫させて形成したトレッド部をこの台タイヤの外周面に一体化させる空気入りタイヤの製造装置であって、前記キャビティの外周面となる前記加硫用金型の内周面に、前記未加硫ゴムの周面射出口が周方向に間隔をあけて配置されて、この周面射出口のタイヤ幅方向寸法ｗがタイヤ周方向寸法ｄよりも大きく形成され、前記キャビティの一方側面となる前記加硫用金型の内周面に、前記未加硫ゴムの側面射出口が周方向に間隔をあけて配置されて、幅広の前記周面射出口からタイヤ半径方向内側に向かって前記未加硫ゴムを射出するとともに、前記側面射出口から前記加硫用金型の他方側面に向かって前記未加硫ゴムを射出する構成にしたことを特徴とする。

本発明によれば、加硫用金型の内周面と台タイヤの外周面との間に円筒状に形成されたキャビティに未加硫ゴムを射出して、この未加硫ゴムを加硫させことにより台タイヤの外周面にトレッド部を形成するので、短繊維等の補強材を配合しなくてもトレッドゴムのゴム物性に大きな異方性を生じさせることができる。しかも、キャビティの外周面となる加硫用金型の内周面に、周方向に間隔をあけて配置したタイヤ幅方向に幅広の周面射出口からタイヤ半径方向内側に向かって未加硫ゴムを射出することで、タイヤ半径方向の弾性率を低減させることができる。同時に、キャビティの一方側面となる加硫用金型の内周面に、周方向に間隔をあけて配置した側面射出口から加硫用金型の他方側面に向かって未加硫ゴムを射出することで、タイヤの幅方向一方側に比して幅方向他方側におけるタイヤ幅方向の弾性率を向上させることができる。これにより、製造した空気入りタイヤの乗り心地性と操縦安定性とを同時に向上させることが可能になる。

ここで、例えば、前記周面射出口のタイヤ周方向寸法ｄに対するそのタイヤ幅方向寸法ｗの比ｗ／ｄを２以上にするとともに、タイヤ幅方向寸法ｗを前記台タイヤのタイヤ幅Ｗｂの３０％以上にすることもできる。これにより、周面射出口から射出した未加硫ゴムにより形成されたトレッドゴムのタイヤ幅方向に対するタイヤ半径方向および周方向のゴム物性の異方性が一段と顕著になる。これに伴い、乗り心地性および操縦安定性をより向上させ易くなる。

前記周面射出口および前記側面射出口をそれぞれ、周方向に等間隔に配置することもできる。この場合、トレッドゴムのタイヤ周方向の物性のばらつきが小さくなり、ひいては、ユニフォミティの向上に寄与する。

前記周面射出口と前記側面射出口とを周方向位置を一致させて配置することもできる。或いは、前記周面射出口と前記側面射出口とを周方向位置をずらして配置することもできる。前記周面射出口の周方向位置と前記側面射出口の周方向位置との関係は、周面射出口および側面射出口から射出される互いの未加硫ゴムの流動状況に影響を及ぼす。そのため、製造する空気入りタイヤの種類、サイズ等に応じて、未加硫ゴムの流動方向が適切になるように互いの周方向位置を一致させるのか、ずらすかを選択する。

周方向に隣り合う前記周面射出口の周方向間隔を、前記台タイヤのタイヤ幅Ｗｂよりも大きくすることもできる。この場合、周面射出口から射出した未加硫ゴムにより形成されたトレッドゴムのタイヤ幅方向におけるモジュラスをより安定して向上させることができる。これに伴い、製造した空気入りタイヤの乗り心地性および操縦安定性をより向上させ易くなる。

前記未加硫ゴムとして、線径が０．１ｍｍ（１００μｍ）以下でアスペクト比が３以上の短繊維をゴム１００重量部に対して１重量部未満含有させたゴム組成物を使用することもできる。短繊維はできるだけ配合しない方がゴムの耐久性を悪化させないが、この程度の配合量であれば実質的に耐久性に悪影響がない。そして、配合した短繊維によって、ゴム物性の異方性をより顕著にすることができる。

本発明の空気入りタイヤの製造装置を一部をタイヤ幅方向断面視で例示する全体概要図である。 図１の剛性内型を平面視で例示する説明図である。 図２の剛性内型を分離、分割した状態を平面視で例示する説明図である。 キャビティに未加硫ゴムを射出した状態をタイヤ幅方向断面視で例示する説明図である。 図４の工程でのタイヤ外周面の状態をタイヤ外周面側から見て模式的に例示する説明図である。 図５のＡ矢視図である。 図５のＢ−Ｂ断面図である。 射出されたゴムにおけるゴムの流動方向を例示する斜視図である。

以下、本発明の空気入りタイヤの製造方法および装置を図に示した実施形態に基づいて説明する。

図１〜図７に例示する本発明の空気入りタイヤの製造装置１は、未加硫の台タイヤＢＴが外周面に配置される金属製剛性内型２（以下、剛性内型２という）と、この台タイヤＢＴが剛性内型２とともに中に配置される加硫用金型６と、射出機１１とを備えている。

未加硫の台タイヤＢＴとは、通常のグリーンタイヤにおいてトレッド部ＴＲのゴムがない状態のタイヤをいう。したがって、公知のグリーンタイヤの成形方法においてトレッドゴムの準備工程、すなわち、トレッドゴムの押出工程および台タイヤへの貼り付け工程を省略することにより未加硫の台タイヤＢＴを得ることができる。

図２、図３に例示するように、円筒状の剛性内型２は、周方向に複数に分割可能になっていて、周方向に分割された複数のセグメント３（３Ａ、３Ｂ）が、円筒状に組み付けられる構造になっている。剛性内型２の材質としては、炭素鋼、アルミニウム、アルミニウム合金等の金属を例示できる。この実施形態では、周方向長さが相対的に大きい４つの長セグメント３Ａと、相対的に小さい４つの短セグメント３Ｂの２種類で構成されている。短セグメント３Ｂの周方向両端面は平面視で平行になっている。長セグメント３Ａと短セグメント３Ｂとは周方向に交互に配置されている。

それぞれのセグメント３Ａ、３Ｂは中心軸４から放射状に延設された支持アーム５に取り付けられている。それぞれのセグメント３Ａ、３Ｂ、中心軸４、支持アーム５は別々に分離可能になっている。即ち、剛性内型２は拡縮する構造ではなく、それぞれのセグメント３に別々に分離、分割されて細分化される構造になっている。周方向に隣り合うセグメント３Ａ、３Ｂどうしは必要であれば、その内周側で適宜の連結部材によって連結される。

互いが分離して分割状態のセグメント３Ａ、３Ｂを円筒状に組み付けるとともに、中心軸４および支持アーム５を連結することにより剛性内型２が形成される。形成した剛性内型２では、それぞれのセグメント３Ａ、３Ｂの外側表面は円環状に連続して台タイヤＢＴのトレッド部ＴＲに対応するタイヤ内面の範囲に当接する。

加硫用金型６は、周方向に分割された複数の分割型６ａと上下一対のリング状型６ｂとで構成されている。例えば、４〜８個の分割型６ａが環状に組み付けられる。組み付けられた円筒状の分割型６ａの上下端部の内周側にはリング状型６ｂが配置される。

それぞれの分割型６ａが半径方向内周側に移動して周方向に隣り合う分割型６ａどしが当接するとともに、これらが上下一対のリング状型６ｂと当接することにより加硫用金型６が閉型する。一方、それぞれの分割型６ａが半径方向外周側に移動して周方向に隣り合う分割型６ａどうしが分離するとともに、これらが上下一対のリング状型６ｂと分離することにより加硫用金型６が開型する。

閉型した加硫用金型６は、剛性内型２が内側に配置されている台タイヤＢＴの外周面を覆う。この加硫用金型６の内周面と台タイヤＢＴの外周面との間には円筒状のキャビティ９が形成される。

加硫用金型６の内周面はキャビティ９の外周面となり、製造する空気入りタイヤＴのトレッドパターンを成形する形状になっている。加硫用金型６の内周面には、注入路１０の一端部から分岐した周面側注入路１０ａに接続する周面射出口１２ａが配置されている。注入路１０の他端部は射出機１１に接続されている。キャビティ９の一方側面となる加硫用金型６の内周面には、注入路１０の一端部から分岐した側面側注入路１０ｂに接続する側面射出口１２ｂが配置されている。

図６に例示するように、周面射出口１２ａは周方向に間隔をあけて複数配置されている。周面射出口１２ａは例えば、４〜１６ヶ所程度の周方向位置に配置される。この実施形態では、周面射出口１２ａが周方向に等間隔に配置され、１ヶ所の周方向位置に１個の周面射出口１２ａが配置されている。また、周方向に隣り合う周面射出口１２ａの周方向間隔が、台タイヤＢＴのタイヤ幅Ｗｂよりも大きく設定されている。

１ヶ所の周方向位置に複数の周面射出口１２ａをタイヤ幅方向に並んで配置することもできる。１ヶ所の周方向位置に１個の周面射出口１２ａが配置される場合は、タイヤ幅方向中央部に配置される。

それぞれの周面射出口１２ａは実質的に同じ仕様である。周面側注入路１０ａは、途中で複数本に分岐してそれぞれの周面射出口１２ａに接続されている。

図７に例示するように、側面射出口１２ｂは周方向に間隔をあけて複数配置されている。側面射出口１２ｂは例えば、４〜１６ヶ所程度の周方向位置に配置される。この実施形態では、側面射出口１２ｂが周方向に等間隔に配置され、１ヶ所の周方向位置に１個の側面射出口１２ｂが配置されている。

１ヶ所の周方向位置に複数の側面射出口１２ｂを半径方向に並んで配置することもできる。１ヶ所の周方向位置に１個の側面射出口１２ｂが配置される場合は、キャビティ９の半径方向中央部に配置される。

それぞれの側面射出口１２ｂは、例えば円形断面、正方形断面、多角形断面などであり、実質的に同じ仕様になっている。側面側注入路１０ｂは、途中で複数本に分岐してそれぞれの側面射出口１２ｂに接続されている。

加硫用金型６には、加熱機８に接続される加熱路７が形成されている。加熱機８はスチーム等の加熱媒体を供給し、供給された加熱媒体が加熱路７を流れて加硫用金型６が加熱される。

射出機１１は、未加硫ゴムＲを所定温度で加温しつつ収容するシリンダ１１ａと、シリンダ１１ａに収容されている未加硫ゴムＲを押出すプランジャ１１ｂと備えている。プランジャ１１ｂを前進させることにより、未加硫ゴムＲを所定の射出圧力で射出する。この射出圧力は例えば１０ＭＰａ〜５０ＭＰａである。

未加硫ゴムＲは射出できる流動特性を有し、加硫が可能な仕様であればよく、例えば、天然ゴム、ＩＲ、ＳＢＲ、ＢＲなどのジエン系ゴム、ブチルゴム、ハロゲン化ブチルゴム、ＥＰＤＭなどの非ジエン系ゴム、カーボンブラック、オイル、老化防止剤、加工助剤、軟化剤、可塑剤、加硫剤、加硫促進剤、加硫遅延剤等の各種配合材料が適宜配合されている。

この製造装置１を用いて空気入りタイヤを製造する方法の手順の一例を説明する。

まず、剛性内型２の外周面に未加硫の台タイヤＢＴを配置する。この工程は加硫用金型６の外で行なう。例えば、剛性内型２の外周面に順次未加硫の台タイヤＢＴを構成する部材を積層して台タイヤＢＴを成形することにより、剛性内型２の外周面に未加硫の台タイヤＢＴを配置する。或いは、成形ドラム等で既に成形した未加硫の台タイヤＢＴの内側にセグメント３を挿入して円筒状に組み付けることにより、剛性内型２の外周面に未加硫の台タイヤＢＴを配置する。この工程により、それぞれのセグメント３が台タイヤＢＴの内周面に当接した状態になって剛性内型２によって内周側から強固に支えられることになる。

次いで、台タイヤＢＴを剛性内型２とともに、開型した加硫用金型６の中に配置する。次いで、加硫用金型６を閉型することにより、台タイヤＢＴの外周面を加硫用金型６で覆う。これにより、加硫用金型６の内周面と台タイヤＢＴの外周面との間には円筒状のキャビティ９が形成される。

次いで、図４〜図６に例示するように、射出機１１から未加硫ゴムＲを射出、供給して周面側注入路１０ａおよび側面側注入路１０ｂを通じてキャビティ９に射出、充填する。この際に、未加硫ゴムＲは、それぞれの周面射出口１２ａからタイヤ半径方向内側に向かって射出され、それぞれの側面射出口１２ｂからタイヤ幅方向一方側から他方側に向かって射出される。

キャビティ９の中に射出された未加硫ゴムＲは、図８の破線で例示するように流動する。図８では、Ｗがタイヤ幅方向、Ｃがタイヤ周方向、ｒがタイヤ半径方向（厚み方向）を示している。また、周面射出口１２ａおよび側面射出口１２ｂから射出された未加硫ゴムＲの境界を二点鎖線Ｌで示している。即ち、周面射出口１２ａから射出された未加硫ゴムＲは、タイヤ半径方向外側から内側に流動した後、タイヤ周方向に流動する。一方、側面射出口１２ｂから射出された未加硫ゴムＲは、タイヤ幅方向一方側から他方側に向かって流動する。これら流動した未加硫ゴムＲによりキャビティ９は充填される。

キャビティ９に射出、充填された未加硫ゴムＲは、キャビティ９によって所定形状に成形される。そして、加熱路７を流れる加熱媒体によって加熱された加硫用金型６により、射出した未加硫ゴムＲおよび台タイヤＢＴを形成する未加硫ゴムを加硫させる。剛性内型２も必要に応じて加熱して台タイヤＢＴの加硫を促進させる。剛性内型２には加硫用金型６の熱を伝熱させる、或いは、独立した加熱手段を設けることもできる。

未加硫ゴムＲが加硫されると、台タイヤＢＴの外周面に、この加硫したゴムからなるトレッド部ＴＲが形成されるとともにこのトレッド部ＴＲが台タイヤＢＴの外周面に加硫接着して一体化する。これにより、空気入りタイヤＴが完成する。

次いで、この空気入りタイヤＴを、この空気入りタイヤＴの内側に配置されている剛性内型２とともに加硫用金型６の外に取り出す。その後、加硫用金型６の外において空気入りタイヤＴの内側の剛性内型２をセグメント３に分離、分割して空気入りタイヤＴの内側から取り外す。

空気入りタイヤＴのトレッドゴムが製造される過程においては、周面射出口１２ａから射出された未加硫ゴムＲがタイヤ半径方向外側から内側に流動しているので、従来の一般的な製造方法でタイヤを製造した場合に比して、トレッドゴムのタイヤ半径方向のモジュラスが低くなる。これに伴い、製造された空気入りタイヤＴの半径方向の弾性率が小さくなり、乗り心地性が従来に比して向上する。

一方、周面射出口１２ａから射出された未加硫ゴムＲはタイヤ周方向に流動しているので、タイヤ幅方向に対しては直交する方向に流動している。そのため、従来の一般的な製造方法でタイヤを製造した場合に比して、トレッドゴムのタイヤ幅方向のモジュラスが高くなる。即ち、タイヤ幅方向他方端側から中央部の範囲ではゴムのタイヤ幅方向のモジュラスが高くなり、この範囲ではタイヤ幅方向の弾性率が高くなる。これに伴い、製造されたタイヤＴの操縦安定性が従来に比して向上する。

また、側面射出口１２ｂから射出された未加硫ゴムＲがタイヤ幅方向一方端側から他方端側に流動しているので、タイヤ幅方向一方端側の範囲では他方端側から中央部の範囲に比してゴムのタイヤ幅方向のモジュラスが低くなる。即ち、タイヤ幅方向一方端側の範囲ではゴムのタイヤ幅方向のモジュラスが相対的に低くなり、この範囲ではタイヤ幅方向の弾性率が相対的に低くなる。

したがって、ゴムのタイヤ幅方向のモジュラスがタイヤの幅方向一方端側と他方端側とでは相違する。そこで、タイヤ幅方向のモジュラスが相対的に高いタイヤ幅方向他方端側を車両の外側にし、相対的に低いタイヤ幅方向一方端側を車両の内側にして空気入りタイヤＴを車両に装着するとよい。

空気入りタイヤＴのトレッドゴムにおける車両の外側は内側に比して、コーナーリングの際にタイヤ幅方向に大きな負荷がかかる。それ故、トレッドゴムの車両外側の範囲のタイヤ幅方向のモジュラスが相対的に高ければ、優れた操縦安定性を得るには有利になる。

このように本発明によれば、短繊維等の補強材を配合しなくてもトレッドゴムのゴム物性に大きな異方性を生じさせることができる。しかも、タイヤ幅方向に幅広の複数の周面射出口１２ａからタイヤ半径方向内側に向かって未加硫ゴムＲを射出するとともに、側面射出口１２ｂから加硫用金型６の他方側面に向かって未加硫ゴムＲを射出することで、ゴムのモジュラスの異方性が顕著になり、製造したタイヤＴの乗り心地性と操縦安定性とを同時に向上させることが可能になる。即ち、未加硫ゴムＲの流動方向を巧みに利用することで、タイヤＴの乗り心地性と操縦安定性とを同時に向上させることができるゴム物性の異方性を実現している。

周面射出口１２ａおよび側面射出口１２ｂから射出する未加硫ゴムＲは同じ１種類でだけでよく、異なる複数のゴム種の未加硫ゴムＲを射出させなくてもよい。そのため、周面射出口１２ａおよび側面射出口１２ｂから射出された未加硫ゴムＲの境界Ｌは、同じ未加硫ゴムＲどうしの接合にすることができる。これに伴って、境界Ｌの接合が強固になり、境界Ｌでの剥離を防止するには極めて有利になる。

異なるゴム種を用いる場合は、収縮率等の違いによって互いの境界Ｌでの残留歪みが大きくなり易く、ゴム硬度が大きく異なるゴム種を用いることができない。本発明において周面射出口１２ａおよび側面射出口１２ｂで射出する未加硫ゴムを同種にすれば、境界Ｌでの残留歪みも小さくなり、互いのゴム硬度差を大きくすることも可能になる。さらには、ゴム物性の異方性を得る目的で短繊維等の補強材をゴムに配合する必要もないので、ゴムの耐久性にも悪影響が生じない。

本発明では例えば、周面射出口１２ａのタイヤ周方向寸法ｄに対するそのタイヤ幅方向寸法ｗの比ｗ／ｄを２以上に設定するとともに、そのタイヤ幅方向寸法ｗを台タイヤＢＴのタイヤ幅Ｗｂの３０％以上に設定するとより好ましい。これにより、周面射出口１２ａから射出された未加硫ゴムより形成されたトレッドゴムのタイヤ幅方向に対するタイヤ半径方向および周方向のゴム物性の異方性が一段と顕著になる。これに伴い、タイヤＴの乗り心地性および操縦安定性をより向上させ易くなる。比ｗ／ｄは、例えば２以上１０以下、さらに好ましくは４以上８以下に設定する。周面射出口１２ａのタイヤ幅方向寸法ｗは、例えばＷｂの３０％以上１００以下、さらに好ましくは５０％以上９０％以下にする。

周面射出口１２ａおよび側面射出口１２ｂを周方向に等間隔に配置すると、トレッドゴムのタイヤ周方向の物性のばらつきが小さくなる。これに伴い、タイヤＴのユニフォミティが向上する。

周方向に隣り合う周面射出口１２ａの周方向間隔を、台タイヤＢＴのタイヤ幅Ｗｂよりも大きくすると、周方向射出口１２ａから射出された未加硫ゴムＲがタイヤ周方向に安定して流動するので、周面射出口１２ａから射出した未加硫ゴムＲにより形成されたトレッドゴムのタイヤ幅方向におけるモジュラスをより安定して向上させることができる。これに伴い、製造した空気入りタイヤＴの乗り心地性および操縦安定性をより向上させ易くなる。

この実施形態では、それぞれの周面射出口１２ａとそれぞれの側面射出口１２ｂとが周方向位置を一致させて配置されているが、それぞれの周面射出口１２ａとそれぞれの側面射出口１２ｂとを周方向位置をずらして配置することもできる。周面射出口１２ａの周方向位置と側面射出口１２ｂの周方向位置との関係は、周面射出口１２ａおよび側面射出口１２ｂから射出される互いの未加硫ゴムＲの流動状況に影響を及ぼす。したがって、製造する空気入りタイヤＴの種類、サイズ等に応じて、要求される性能を充足するために未加硫ゴムＲの流動方向が適切になるように、射出口１２ａ、１２ｂどうしの周方向位置を一致させるのか、ずらすかを選択してする。射出口１２ａ、１２ｂどうしの周方向位置をずらす場合は、そのずれ量を適切に設定する。

本発明では、ゴムにとって異物となる短繊維等の補強材を配合していない未加硫ゴムＲを用いることが望ましい。しかしながら、未加硫ゴムＲとして、線径が０．１ｍｍ以下でアスペクト比が３以上の短繊維をゴム１００重量部に対して１重量部未満含有させたゴム組成物を使用することもできる。使用する短繊維のアスペクト比の上限は例えば１０〜２０である。様々な材質の周知の短繊維を用いることができる。

短繊維の配合量がこの程度の僅かな割合であれば実質的にゴムの耐久性には悪影響が生じない。そして、配合した短繊維によって、ゴム物性の異方性をより顕著にすることができる場合がある。

本発明では、加硫用金型６の内周面と未加硫の台タイヤＢＴの外周面との間に形成されたキャビティ９に未加硫ゴムＲを射出することによりトレッド部ＴＲを形成するので、射出した未加硫ゴムＲをキャビティに広く行き渡らせることができる。そのため、従来では適切なゴムボリュームにすることが困難で加硫故障が発生し易かった剛性内型２を用いた方法でありながらも、ゴムボリュームを精度よく適切な量にコントロールしてトレッド部ＴＲおよび台タイヤＢＴを加硫させつつ一体化させて空気入りタイヤＴを製造することができる。それ故、加硫故障を防止しつつ、ユニフォミティ等のタイヤ性能に優れた高品質の空気入りタイヤＴを製造することができる。

タイヤ内周面は堅牢な剛性内型２によって支えられた状態でキャビティ９に未加硫ゴムＲを射出するので、未加硫ゴムＲの射出圧力によって台タイヤＢＴが内側に凹むという不具合を回避できる。これに伴い、加硫用ブラダによって台タイヤＢＴの内側を支える場合に比して、未加硫ゴムＲの射出圧力を高く設定することが可能になる。そのため、射出時間を短縮できるという利点があり、タイヤ生産性の向上に寄与する。また、未加硫ゴムＲをキャビティ９の全範囲に十分に行き渡らせ易くなるという利点もある。したがって、複雑なトレッドパターンであっても成形するには有利になる。これら利点は寸法精度を向上させるにも有利である。

また、本発明では従来の製造方法とは異なり、グリーンタイヤに対して外周側に押し広げる過大な力が作用することがない（いわゆるリフトによる力が作用しない）。そのため、加硫されたトレッド部ＴＲには、この力に起因する残留応力が小さくなり、耐摩耗性の向上等が期待できる。

この実施形態では、剛性内型２を台タイヤＢＴの内側に配置する作業、製造した空気入りタイヤＴの内側から剛性内型２を取り外す作業を加硫用金型６の外部にて行なうことができる。そのため、これら作業を行なうための機構を製造装置１に設ける必要がなくなり、製造装置１の簡素化には有利になる。

この実施形態で用いる剛性内型２は拡縮する構造ではなく、それぞれのセグメント３に別々に分離、分割されて細分化される構造であるが、その構造は上記実施形態に限らず、公知の種々の構造を採用することができる。したがって、拡縮する構造の剛性内型２を採用することもできる。

同一の空気入りタイヤを表１に示すように、３種類（従来例、比較例、実施例）の異ならせた方法で製造し、製造した空気入りタイヤのトレッドゴムからゴムサンプルを切り出して１００％モジュラスを測定し、その結果を表１に示す。従来例は従来の一般的なタイヤの製造方法であり、押出機によって押し出した未加硫ゴムをトレッドゴムに用いたグリーンタイヤを加硫した。比較例は、従来例に対してトレッドゴムにした未加硫ゴムだけを異ならせた。この未加硫ゴムにナイロン製の短繊維（線径１０μｍ、長さ２．０ｍｍ）を配合したことのみが相違点であり、短繊維をゴム１００重量部に対して５重量部配合した。実施例は、上述した実施形態と同様に周方向に間隔をあけて幅広の周面射出口を設けて（側面射出口は設けず）、この周面射出口から未加硫の台タイヤに未加硫のトレッドゴムを射出し加硫して一体化させたものである。トレッドゴムとして使用した未加硫ゴムは従来例と同じである。周面射出口のタイヤ周方向寸法ｄに対するタイヤ幅方向寸法ｗの比ｗ／ｄは３に設定し、タイヤ幅方向寸法ｗは台タイヤＢＴのタイヤ幅Ｗｂの４０％に設定した。

表１のタイヤ幅方向Ｍ１００（１００％モジュラス）／タイヤ半径方向Ｍ１００（１００％モジュラス）とは、製造した空気入りタイヤのトレッドゴムから切り出したゴムサンプルで測定したタイヤ幅方向の１００％モジュラスとタイヤ半径方向（タイヤ厚さ方向）の１００％モジュラスとの比である。この比が大きい程、ゴム物性の異方性が大きいことを意味する。この１００％モジュラスはＪＩＳ Ｋ６２５１（３号ダンベル使用）に準拠して、室温にてゴムサンプルの引っ張り試験を行って測定した。

表１の結果から、実施例は従来例および比較例に対して、トレッドゴムのゴム物性（１００％モジュラス）の異方性が大きいことが分かる。

１ 製造装置
２ 剛性内型
３ セグメント
３Ａ 長セグメント
３Ｂ 短セグメント
３ａ 縁部
３ｂ 連結部
３ｃ 保持リング
４ 中心軸
５ 支持アーム
５ａ 嵌合部
５ｂ シャフト部
５ｃ 連結部材
６ 加硫用金型
６ａ 分割型
６ｂ リング状型
７ 加熱路
８ 加熱機
９ キャビティ
１０ 注入路
１０ａ 周面側注入路
１０ｂ 側面側注入路
１１ 射出機
１１ａ シリンダ
１１ｂ プランジャ
１２ａ 周面射出口
１２ｂ 側面射出口
ＢＴ 台タイヤ
Ｔ 空気入りタイヤ
Ｔｂ ビード部
ＴＲ トレッド部
Ｒ 未加硫ゴム

Claims (13)

1. 金属製剛性内型の外周面に未加硫の台タイヤを配置し、この台タイヤを前記剛性内型とともに加硫用金型の中に配置し、次いで、前記未加硫の台タイヤを加硫するとともに、前記加硫用金型の内周面と前記台タイヤの外周面との間に円筒状に形成されたキャビティに未加硫ゴムを射出して、この未加硫ゴムを加硫させことにより前記台タイヤの外周面にトレッド部を形成し、このトレッド部を前記台タイヤの外周面に一体化させる空気入りタイヤの製造方法であって、
   前記キャビティの外周面となる前記加硫用金型の内周面に、周方向に間隔をあけて前記未加硫ゴムの周面射出口を配置して、この周面射出口のタイヤ幅方向寸法ｗをタイヤ周方向寸法ｄよりも大きくし、前記キャビティの一方側面となる前記加硫用金型の内周面に、周方向に間隔をあけて前記未加硫ゴムの側面射出口を配置し、
   幅広の前記周面射出口からタイヤ半径方向内側に向かって前記未加硫ゴムを射出するとともに、前記側面射出口から前記加硫用金型の他方側面に向かって前記未加硫ゴムを射出することを特徴とする空気入りタイヤの製造方法。
2. 前記周面射出口のタイヤ周方向寸法ｄに対するタイヤ幅方向寸法ｗの比ｗ／ｄを２以上にするとともに、タイヤ幅方向寸法ｗを前記台タイヤのタイヤ幅Ｗｂの３０％以上にする請求項１に記載の空気入りタイヤの製造方法。
3. 前記周面射出口をおよび前記側面射出口をそれぞれ、周方向に等間隔に配置する請求項１または２に記載の空気入りタイヤの製造方法。
4. 前記周面射出口と前記側面射出口とを周方向位置を一致させて配置する請求項１〜３のいずれかに記載の空気入りタイヤの製造方法。
5. 前記周面射出口と前記側面射出口とを周方向位置をずらして配置する請求項１〜３のいずれかに記載の空気入りタイヤの製造方法。
6. 周方向に隣り合う前記周面射出口の周方向間隔を、前記台タイヤのタイヤ幅Ｗｂよりも大きくする請求項１〜５のいずれかに記載の空気入りタイヤの製造方法。
7. 前記未加硫ゴムとして、線径が０．１ｍｍ以下でアスペクト比が３以上の短繊維をゴム１００重量部に対して１重量部未満含有させたゴム組成物を使用する請求項１〜６のいずれかに記載の空気入りタイヤの製造方法。
8. 未加硫の台タイヤが外周面に配置される金属製剛性内型と、前記未加硫の台タイヤが前記剛性内型とともに中に配置される加硫用金型と、この加硫用金型の内周面と前記未加硫の台タイヤの外周面との間に形成された円筒状のキャビティに未加硫ゴムを射出する射出機とを備え、前記未加硫の台タイヤを加硫するとともに、前記キャビティに射出した未加硫ゴムを加硫させて形成したトレッド部をこの台タイヤの外周面に一体化させる空気入りタイヤの製造装置であって、
   前記キャビティの外周面となる前記加硫用金型の内周面に、前記未加硫ゴムの周面射出口が周方向に間隔をあけて配置されて、この周面射出口のタイヤ幅方向寸法ｗがタイヤ周方向寸法ｄよりも大きく形成され、前記キャビティの一方側面となる前記加硫用金型の内周面に、前記未加硫ゴムの側面射出口が周方向に間隔をあけて配置されて、幅広の前記周面射出口からタイヤ半径方向内側に向かって前記未加硫ゴムを射出するとともに、前記側面射出口から前記加硫用金型の他方側面に向かって前記未加硫ゴムを射出する構成にしたことを特徴とする空気入りタイヤの製造装置。
9. 前記周面射出口のタイヤ周方向寸法ｄに対するタイヤ幅方向寸法ｗの比ｗ／ｄが２以上に設定されるとともに、タイヤ幅方向寸法ｗが前記台タイヤのタイヤ幅Ｗｂの３０％以上に設定される請求項８に記載の空気入りタイヤの製造装置。
10. 前記周面射出口および前記側面射出口がそれぞれ、周方向に等間隔に配置される請求項８または９に記載の空気入りタイヤの製造装置。
11. 前記周面射出口と前記側面射出口とが周方向位置を一致させて配置される請求項８〜１０のいずれかに記載の空気入りタイヤの製造装置。
12. 前記周面射出口と前記側面射出口とが周方向位置をずらして配置される請求項８〜１０のいずれかに記載の空気入りタイヤの製造装置。
13. 周方向に隣り合う前記周面射出口の周方向間隔が、前記台タイヤのタイヤ幅Ｗｂよりも大きく設定される請求項８〜１２のいずれかに記載の空気入りタイヤの製造装置。

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