JP7099343B2 - 空気入りタイヤの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、空気入りタイヤを製造する方法に関し、更に詳しくは、サイドプレートとセクターとの分割位置においてタイヤ表面に形成される不要な突出物を効率良く排除し、それによって空気抵抗が低減された空気入りタイヤを得ることを可能にした空気入りタイヤの製造方法に関する。

空気入りタイヤを加硫するにあたって、サイドウォール部を成形するための下側サイドプレート及び上側サイドプレートと、ビード部を成形するための下側ビードリング及び上側ビードリングと、トレッド部を成形するための複数のセクターとを有するセクショナルタイプの金型が一般的に使用されている（例えば、特許文献１～３参照）。

このような金型を用いて加硫を行う場合、加硫機の構造上、サイドプレートとセクターとの分割位置には段差が形成されることがある。この場合、得られた空気入りタイヤにおけるサイドプレートとセクターとの分割位置には金型の段差に起因する出っ張りが形成される。また、通常、セクターはアルミニウム合金から構成され、サイドプレートは鉄合金から構成され、両者の熱膨張具合が互いに異なるため、仮に閉型時に両者が密着していたとしても、サイドプレートとセクターとの分割位置からゴムのオーバーフローが発生することがある。この場合、得られた空気入りタイヤにおけるサイドプレートとセクターとの分割位置にはフィルム状のバリがタイヤ周方向に沿って形成される。しかも、タイヤ表面から突出するフィルム状のバリを切除することは極めて困難である。

一方、サイドプレートとセクターとの分割位置においてタイヤ表面に形成される不要な突出物は、走行時の空気抵抗を増大させる要因となる。そのため、空気入りタイヤの転がり抵抗を低減するという観点から、サイドウォール部のプロファイルラインから突き出した突出物を可及的に小さくすることが求められている。

特開２００３－２８５３３１号公報 特開２００５－４７２０２号公報 特開２００５－６６８４８号公報

本発明の目的は、サイドプレートとセクターとの分割位置においてタイヤ表面に形成される不要な突出物を効率良く排除し、それによって空気抵抗が低減された空気入りタイヤを得ることを可能にした空気入りタイヤの製造方法を提供することにある。

上記目的を達成するための本発明の空気入りタイヤの製造方法は、空気入りタイヤのサイドウォール部を成形するためのサイドプレートと空気入りタイヤのトレッド部を成形するためのセクターとを有し、前記サイドプレート及び前記セクターの突き合わされたエッジ部にそれぞれ面取り部が形成された金型を用いて加硫を行い、該金型内で加硫された空気入りタイヤにおける前記サイドプレートと前記セクターとの分割位置に前記面取り部に沿ってタイヤ周方向に延在する突条を形成し、該突条をタイヤ周方向に沿ってカッターで切断することを特徴とするものである。

本発明では、サイドプレート及びセクターの突き合わされたエッジ部にそれぞれ面取り部を設けることにより、空気入りタイヤにおけるサイドプレートとセクターとの分割位置にタイヤ周方向に延在する突条を切断代として形成し、該突条をタイヤ周方向に沿ってカッターで切断する。面取り部に基づいて意図的に形成された突条はフィルム状のバリに比べて剛性が高いので、カッターにより安定的かつ容易に切除することができる。これにより、サイドプレートとセクターとの分割位置においてタイヤ表面に形成される不要な突出物を効率良く排除することができ、それによって空気抵抗が低減された空気入りタイヤを容易に得ることができる。

本発明において、セクターのエッジ部の仮想頂点から該セクターの成形面に形成された凹部又は凸部までの最短距離が２ｍｍ以上であることが好ましい。このようにセクターのエッジ部の仮想頂点からその成形面に形成された凹部又は凸部までの最短距離を十分に確保することにより、カッターによる突条の切断作業を容易に行うことが可能になる。

各面取り部の幅は１．０ｍｍ～２．０ｍｍの範囲にあり、各面取り部の深さは０．５ｍｍ～２．０ｍｍの範囲にあることが好ましい。面取り部の幅及び深さを上記範囲に設定することにより、突条に適度な剛性を持たせることができ、カッターによる突条の切断作業を容易に行うことが可能になる。

サイドプレートに形成された面取り部の曲率半径Ｒｓは０．３ｍｍ～２．０ｍｍの範囲にあり、セクターに形成された面取り部の曲率半径Ｒｔは０．５ｍｍ～５．０ｍｍの範囲にあることが好ましい。特に、セクターに形成された面取り部の曲率半径Ｒｔはサイドプレートに形成された面取り部の曲率半径Ｒｓよりも大きいことが好ましい。面取り部の曲率半径Ｒｓ，Ｒｔを上記範囲に設定することにより、突条に適度な形状を持たせることができ、カッターによる突条の切断作業を容易に行うことが可能になる。

サイドプレートのエッジ部の仮想頂点をＡとし、セクターのエッジ部の仮想頂点をＢとし、該仮想頂点Ｂに対してタイヤ幅方向内側をマイナスとし、該仮想頂点Ｂに対してタイヤ幅方向外側をプラスとしたとき、仮想頂点Ａが仮想頂点Ｂに対して－０．５ｍｍ～＋０．３ｍｍの範囲にあることが好ましい。仮想頂点Ａ，Ｂの位置関係を上記範囲に設定することにより、突条に適度な形状を持たせることができ、カッターによる突条の切断作業を容易に行うことが可能になる。

本発明で使用されるタイヤ加硫装置を示す子午線断面図である。 図１のタイヤ加硫装置における金型要部（Ｘ部）を示す拡大断面図である。 図１のタイヤ加硫装置における金型要部（Ｘ部）を寸法線と共に示す拡大断面図である。 空気入りタイヤにおけるサイドプレートとセクターとの分割位置に形成された突条の切断工程を示す斜視図である。 図４の空気入りタイヤの細部（Ｙ部）を示す側面図である。 タイヤ加硫装置における金型要部の変形例を示す断面図である。 タイヤ加硫装置における金型要部の他の変形例を示す断面図である。

以下、本発明の構成について添付の図面を参照しながら詳細に説明する。図１は本発明で使用されるタイヤ加硫装置を示し、図２及び図３はその金型要部を示すものである。

図１に示すように、このタイヤ加硫装置は、空気入りタイヤＴの外表面を成形する金型１０と、空気入りタイヤＴの内側に挿入される筒状のブラダー２０とを備えている。また、このタイヤ加硫装置は、ブラダー２０内にスチーム等の加熱加圧媒体を供給する不図示の加熱加圧媒体供給手段や金型１０を加熱する不図示の加熱手段を具備している。

金型１０は、空気入りタイヤＴのサイドウォール部を成形するための一対のサイドプレート１１（下側サイドプレート１１Ａ及び上側サイドプレート１１Ｂ）と、空気入りタイヤＴのビード部を成形するための一対のビードリング１２（下側ビードリング１２Ａ及び上側ビードリング１２Ｂ）と、空気入りタイヤＴのトレッド部を成形するための複数のセクター１３から構成され、その金型１０の内側で空気入りタイヤＴを加硫成形するようになっている。

ブラダー２０は、その下端部が下側ビードリング１２Ａと下側クランプリング２１との間に把持され、その上端部が上側クランプリング２２と補助リング２３との間に把持されている。図１に示すような加硫状態において、ブラダー２０は空気入りタイヤＴの径方向外側に向かって拡張した状態にあるが、加硫後に空気入りタイヤＴを金型１０内から取り出す際には上側クランプリング２２が上方に移動し、それに伴ってブラダー２０が空気入りタイヤＴの内側から抜き取られるようになっている。

不図示の加熱加圧媒体供給手段は、所定の温度及び圧力に調整されたスチームと、所定の圧力に調整された窒素ガスとを加熱加圧媒体として適時供給するようになっている。このような加熱加圧媒体がブラダー２０内に導入されると、その圧力に基づいて空気入りタイヤＴが内側から金型１０の内面に向かって押圧される。なお、加熱加圧媒体としてスチームのみを用いることも可能である。

不図示の加熱手段は、金型１０を構成する下側サイドプレート１１、上側サイドプレート１２及びセクター１３に付設されていて、その加熱手段により金型１０を加熱することにより、空気入りタイヤＴの加硫が行われるようになっている。

このように構成されるタイヤ加硫装置において、図２及び図３に示すように、金型１０を構成するサイドプレート１１及びセクター１３の突き合わされたエッジ部にはそれぞれ面取り部１１０，１３０が形成されている。これら面取り部１１０，１３０はいずれも金型１０の内側に向かって凸となる円弧状の断面形状を有し、サイドプレート１１とセクター１３との分割位置においてタイヤ周方向に沿って連続的に形成されている。図２及び図３において、破線部は面取り加工が施されていない状態のサイドプレート１１及びセクター１３を示している。点Ｂはセクター１３のエッジ部の仮想頂点である。また、セクター１３の成形面１３１には例えばラグ溝成形骨１３２が形成されており、このラグ溝成形骨１３２により空気入りタイヤＴのトレッド部にタイヤ幅方向に延びるラグ溝１３３が形成されるようになっている。

上述したタイヤ加硫装置を用いて空気入りタイヤＴを加硫する場合、金型１０内に未加硫の空気入りタイヤＴを投入し、その空気入りタイヤＴの内側にブラダー２０を挿入し、ブラダー２０内に加熱加圧媒体を導入すると共に金型１０を外側から加熱することで空気入りタイヤＴを加硫する。これにより、金型１０内で加硫された空気入りタイヤＴにおけるサイドプレート１１とセクター１３との分割位置に面取り部１１０，１３０に沿ってタイヤ周方向に延在する突条１５０を形成する。突条１５０は面取り部１１０，１３０の断面形状に対応するような概ね三角形の断面形状を有している。

図４は突条の切断工程を示し、図５はその細部を示すものである。図４及び図５に示すように、空気入りタイヤＴにおけるサイドプレート１１とセクター１３との分割位置にはタイヤ周方向に延在する突条１５０が形成されている。このような突条１５０はカッター１７０によりタイヤ周方向に沿って切断される。その際、カッター１７０は手作業でタイヤ周方向に沿って移動させても良く、或いは、機械によりタイヤ周方向に沿って移動させても良い。また、カッター１７０を固定する一方で、空気入りタイヤＴを回転させても良い。カッター１７０の構造は特に限定されるものではなく、各種の刃物を使用することができる。概ね三角形の断面形状を有する突条１５０はその高さ方向（プロファイル法線方向）の任意の位置で切除することが可能であるが、タイヤ表面に近い位置で切除するとタイヤ表面を傷付ける恐れがあり、タイヤ表面から離れた位置で切除すると突条１５０のコシが無くなるため切断し難くなる。そのため、適切な高さ位置で突条１５０を切断することが望ましい。

上述した空気入りタイヤＴの製造方法では、サイドプレート１１及びセクター１３の突き合わされたエッジ部にそれぞれ面取り部１１０，１３０を設けることにより、空気入りタイヤＴにおけるサイドプレート１１とセクター１３との分割位置にタイヤ周方向に延在する突条１５０を切断代として形成し、該突条１５０をタイヤ周方向に沿ってカッター１７０で切断する。面取り部１１０，１３０に基づいて意図的に形成された突条１５０は、サイドプレート１１とセクター１３との隙間へのゴムの浸入により不意に形成されるフィルム状のバリに比べて剛性が高いので、カッター１７０により安定的かつ容易に切除することができる。これにより、サイドプレート１１とセクター１３との分割位置においてタイヤ表面に形成される不要な突出物を効率良く排除することができる。そして、空気抵抗が低減された空気入りタイヤを容易に得ることができる。

上記金型１０において、図２及び図３に示すように、セクター１３のエッジ部の仮想頂点Ｂから該セクター１３の成形面１３１に形成された凹部又は凸部（本実施形態では、溝成形骨１３２）までの最短距離Ｌは２ｍｍ以上であることが好ましい。つまり、空気入りタイヤＴにおいて、サイドプレート１１とセクター１３との分割位置に形成される突条１５０に沿って、溝や飾り文字等に起因する凸部又は凹部を持たない帯状の平坦領域が形成されることが好ましい。このようにセクター１３のエッジ部の仮想頂点Ｂからその成形面１３１に形成される凹部又は凸部までの最短距離Ｌを十分に確保することにより、カッター１７０が凹凸に引っ掛かることが回避されるので、カッター１７０による突条１５０の切断作業を容易に行うことが可能になる。最短距離Ｌを２ｍｍ以上とすることは必須ではないが、セクター１３のエッジ部の仮想頂点Ｂから２ｍｍ以内の領域に高さ０．３ｍｍ以上の凸部又は深さ０．３ｍｍ以上の凹部が配置されることは回避されるべきである。

図３に示すように、サイドプレート１１の面取り部１１０の幅Ｗｓ及びセクター１３の面取り部１３０の幅Ｗｔはそれぞれ１．０ｍｍ～２．０ｍｍの範囲にあり、サイドプレート１１の面取り部１１０の深さＤｓ及びセクター１３の面取り部１３０の深さＤｔはそれぞれ０．５ｍｍ～２．０ｍｍの範囲にあると良い。面取り部１１０，１３０の深さＤｓ，Ｄｔはプロファイル法線方向の深さである。面取り部１１０，１３０の幅Ｗｓ，Ｗｔ及び深さＤｓ，Ｄｔを上記範囲に設定することにより、突条１５０に適度な剛性を持たせることができ、カッター１７０による突条１５０の切断作業を容易に行うことが可能になる。

ここで、面取り部１１０，１３０の幅Ｗｓ，Ｗｔが２．０ｍｍよりも大きいと突条１５０の剛性が過剰になるため切断が難しくなり、逆に１．０ｍｍよりも小さいと突条１５０のコシが無くなるため切断が難しくなる。また、面取り部１１０，１３０の深さＤｓ，Ｄｔが０．５ｍｍよりも小さいと突条１５０のカッター１７０による切断が難しくなり、逆に２．０ｍｍよりも大きいと廃棄される切断片が無用に大きくなる。なお、面取り部１１０，１３０の各々の寸法を上記範囲に設定した場合、閉型時にサイドプレート１１とセクター１３との間に若干のずれが生じた場合であっても、切断代として好適な突条１５０を形成することが可能になる。

サイドプレート１１に形成された面取り部１１０の曲率半径Ｒｓは０．３ｍｍ～２．０ｍｍの範囲にあり、セクター１３に形成された面取り部１３０の曲率半径Ｒｔは０．５ｍｍ～５．０ｍｍの範囲にあると良い。特に、セクター１３に形成された面取り部１３０の曲率半径Ｒｔはサイドプレート１１に形成された面取り部１１０の曲率半径Ｒｓよりも大きいことが好ましい。これは、通常のタイヤプロファイル形状を考慮したとき、サイドプレート１１側のエッジ部は子午線断面視で鋭角をなし、セクター１３側のエッジ部は子午線断面視で鈍角をなすからである。面取り部１１０，１３０の曲率半径Ｒｓ，Ｒｔを上記範囲に設定することにより、突条１５０に適度な形状を持たせることができ、カッター１７０による突条１５０の切断作業を容易に行うことが可能になる。

ここで、サイドプレート１１に形成された面取り部１１０の曲率半径Ｒｓが０．３ｍｍよりも小さいと突条１５０の高さが制約され、逆に２．０ｍｍよりも大きいと突条１５０の剛性が過剰になるため切断が難しくなる。また、セクター１３に形成された面取り部１３０の曲率半径Ｒｔが０．５ｍｍよりも小さいと突条１５０の高さが制約され、逆に５．０ｍｍよりも大きいと突条１５０の剛性が過剰になるため切断が難しくなる。

図６及び図７はそれぞれタイヤ加硫装置における金型要部の変形例を示すものである。これら実施形態はサイドプレート１１とセクター１３の配置だけを上述した実施形態とは異ならせたものであるので、同一物には同一符号を付してその部分の詳細な説明は省略する。図６及び図７において、サイドプレート１１のエッジ部の仮想頂点をＡとし、セクター１３のエッジ部の仮想頂点をＢとし、該仮想頂点Ｂに対してタイヤ幅方向内側をマイナスとし、該仮想頂点Ｂに対してタイヤ幅方向外側をプラスとしたとき、仮想頂点Ａと仮想頂点Ｂとの距離Ｘが－０．５ｍｍ～＋０．３ｍｍの範囲にあると良い。この距離Ｘはサイドプレート１１とセクター１３の割り面の方向に沿って測定される距離である。

図６に示すように、サイドプレート１１のエッジ部の仮想頂点Ａをセクター１３のエッジ部の仮想頂点Ｂよりもタイヤ幅方向内側に配置したり、図７に示すように、サイドプレート１１のエッジ部の仮想頂点Ａをセクター１３のエッジ部の仮想頂点Ｂよりもタイヤ幅方向外側に配置したりすることが可能である。その際、仮想頂点Ａ，Ｂの距離Ｌを上記範囲に設定することにより、突条１５０に適度な形状を持たせることができ、カッター１７０による突条１５０の切断作業を容易に行うことが可能になる。特に、図６のようにサイドプレート１１のエッジ部の仮想頂点Ａがセクター１３のエッジ部の仮想頂点Ｂよりもタイヤ幅方向内側に配置された構造を採用した場合、突条１５０の切断作業性を高めることができる。ここで、仮想頂点Ａと仮想頂点Ｂとの距離Ｘが－０．５ｍｍ～＋０．３ｍｍの範囲から外れると、突条１５０に適切な形状を与えることができないため切断が難しくなる。

上述した実施形態では、サイドプレート１１とセクター１３との分割位置が空気入りタイヤＴのショルダー部付近に設定された場合について説明したが、サイドプレート１１とセクター１３との分割位置はタイヤ最大幅位置の近傍にあっても良い。

サイドウォール部を成形するためのサイドプレートとトレッド部を成形するためのセクターとを有する金型を用いてタイヤサイズ２２５／５５Ｒ１７の空気入りタイヤの加硫を行うにあたって、その金型の構造を種々異ならせた（従来例、比較例１及び実施例１～４）。

従来例では、サイドプレート及びセクターの突き合わされたエッジ部のうちサイドプレートのエッジ部のみに面取り部を形成した。比較例１では、サイドプレート及びセクターの突き合わされたエッジ部に面取り部を形成しなかった。実施例１～４では、サイドプレート及びセクターの突き合わされたエッジ部にそれぞれ面取り部を形成した。

従来例、比較例１及び実施例１～４において、セクターのエッジ部の仮想頂点から該セクターの成形面に形成されたラグ溝成形骨までの最短距離Ｌ、サイドプレートの面取り部の幅Ｗｓ、セクターの面取り部の幅Ｗｔ、サイドプレートの面取り部の深さＤｓ、セクターの面取り部の深さＤｔ、サイドプレートの面取り部の曲率半径Ｒｓ、セクターの面取り部の曲率半径Ｒｔ、サイドプレートのエッジ部の仮想頂点Ａとセクターのエッジ部の仮想頂点Ｂとの距離Ｘは表１のように設定した。

上述した従来例、比較例１及び実施例１～４の製造方法によりそれぞれ６０本の空気入りタイヤを加硫し、各タイヤにおいてサイドプレートとセクターとの分割位置に形成された突出物（突条又はバリ）をカッターでトリムカットし、タイヤ表面に残された段差（カット残り）の高さを計測し、６０本のタイヤの平均値を求めた。また、６０本のタイヤについて、表側と裏側のトリムカットに掛かった合計時間を計測し、タイヤ１本当たりの平均作業時間を求めた。その結果を表１に併せて示す。

表１から判るように、実施例１～４では、従来例との対比において、サイドプレートとセクターとの分割位置に形成される突条を効率良く切除し、当該部位に形成される段差を可及的に小さくすることができた。一方、比較例１では、空気入りタイヤにおけるサイドプレートとセクターとの分割位置にフィルム状のバリがタイヤ周方向に沿って形成され、そのようなバリをカッターでトリムすることは実質的に不可能であった。

１０ 金型
１１ サイドプレート
１２ ビードリング
１３ セクター
１１０ サイドプレートの面取り部
１３０ セクターの面取り部
１５０ 突条
１７０ カッター
Ｔ 空気入りタイヤ

Claims (6)

1. 空気入りタイヤのサイドウォール部を成形するためのサイドプレートと空気入りタイヤのトレッド部を成形するためのセクターとを有し、前記サイドプレート及び前記セクターの突き合わされたエッジ部にそれぞれ面取り部が形成された金型を用いて加硫を行い、該金型内で加硫された空気入りタイヤにおける前記サイドプレートと前記セクターとの分割位置に前記面取り部に沿ってタイヤ周方向に延在する突条を形成し、該突条をタイヤ周方向に沿ってカッターで切断することを特徴とする空気入りタイヤの製造方法。
2. 前記セクターのエッジ部の仮想頂点から該セクターの成形面に形成された凹部又は凸部までの最短距離が２ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤの製造方法。
3. 各面取り部の幅が１．０ｍｍ～２．０ｍｍの範囲にあり、各面取り部の深さが０．５ｍｍ～２．０ｍｍの範囲にあることを特徴とする請求項１又は２に記載の空気入りタイヤの製造方法。
4. 前記サイドプレートに形成された面取り部の曲率半径Ｒｓが０．３ｍｍ～２．０ｍｍの範囲にあり、前記セクターに形成された面取り部の曲率半径Ｒｔが０．５ｍｍ～５．０ｍｍの範囲にあることを特徴とする請求項１～３のいずれかに記載の空気入りタイヤの製造方法。
5. 前記セクターに形成された面取り部の曲率半径Ｒｔが前記サイドプレートに形成された面取り部の曲率半径Ｒｓよりも大きいことを特徴とする請求項４に記載の空気入りタイヤの製造方法。
6. 前記サイドプレートのエッジ部の仮想頂点をＡとし、前記セクターのエッジ部の仮想頂点をＢとし、該仮想頂点Ｂに対してタイヤ幅方向内側をマイナスとし、該仮想頂点Ｂに対してタイヤ幅方向外側をプラスとしたとき、前記仮想頂点Ａが前記仮想頂点Ｂに対して－０．５ｍｍ～＋０．３ｍｍの範囲にあることを特徴とする請求項１～５のいずれかに記載の空気入りタイヤの製造方法。

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