JPS6031660B2 - 自動車タイヤのトレツドを射出成形する方法及び装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は自動車タイヤのトレッドを射出成形する方法及
び装置に関する。

本発明はまたトロイダル状或は環状のェラストマ−材料
で作った他の物品の製造にも応用できる。本発明は新品
タイヤ又は再生タイヤの製造のいずれにも応用できる。
当業界においては、適当な方法により、タイヤの本体と
呼ばれる部分が作られることが知られている。このタイ
ヤの本体とは、タイヤ側壁とアンダートレッドと呼ばれ
る部分良Ｐち硬化機体又はテクシタイルの性質をもつト
レッド自体の構造部分を形成する硬化機体部分とから成
る層で被覆されたカーカスである。次いで、タイヤ本体
のアンダートレッド部分上に真のトレッドが施され、こ
のトレッドは側壁を構成する混合物とは普通異なる混合
物から成り、タイヤの使用目的に応じてその外表面に種
々の突出模様則ちトレッドパターンを備えている。

トレッドは種々の異なる方法で作ることができるが、本
発明はこれを射出成形法で作る。この射出成形法は理論
的には既知であるが、その遂行に当って著しい技術的困
難を伴なうため産業上の応用には供されていない。トレ
ッド製造は新品タイヤの製造にも必要だしいわゆる再生
タイヤの製造にも必要である。

新品タイヤ製造の場合、タイヤ製造の最初の工程で新し
いタイヤ本体が作られる。特に、表面上に硬化用布をお
おし・この布に部分的に含浸しているゴム混合物は生の
まま（即ち未加硫のまま）か又は部分的に加稀された状
態にある。タイヤ本体とトレッドとを同時又はほぼ同時
に製造する方法もある。一方、中古タイヤを再処理する
場合、摩耗したトレツドの残部を取除き、硬化横体を施
す。このようにして出来上った構造体は新品タイヤの製
造時に得られるものとほぼ同じであるが、違う点は大半
の部分が既に加硫処理されており、それ故硬化用布をお
おう（及び含浸する）混合物が全体的に放流されている
ことである。トレッド製造に関する問題点は、新品タイ
ヤについても再生タイヤについてもほぼ同じであって、
違う点は単なる質の問題であるから、本発明はこれら両
方のタイヤについて適用できる。これらの理由のため及
び硬化用布を含むタイヤ本体の製造が本発明の要旨を構
成せず、既知の任意の技術で作れるため、このようなタ
イヤ本体に結合するタイヤトレッドのみについて以後説
明する。

また、タイヤ本体は新品のものでも中古のものでもよい
。トレツドを射出成形する技術はフランス国特許第１５
０８１３５号明細書に開示されている。

この特許明細書に開示された種々の例のうちの１つにお
いては、まず、タイヤ本体はタイヤカーカスのまわりに
或る混合物を射出することにより製造されて、側壁及び
アンダートレッドが形成される。コア即ちモールド雄型
を予めカーカス内部に導入しておく。次いで、タイヤ本
体を、所望の位置にトレッドを射出できるように、前記
コアと一緒に所望形状のモールド雌型内へ導入する。単
一の入口開□を介してトレッド用混合物をモールド型間
の空間へ射出すれば、混合物は関口から２つの方向へ分
枝して両方向からモールドの空間を完全に満たす。また
、特願昭５０−８８７７４号明細書には、混合物をモ−
ルドの空間内へ導入するための環状又はほぼ環状の１以
上の通路へ接続された１つの関口を通して混合物を射出
することによりトレッドを射出成形する方法が開示され
ている。更に、特鰯昭５２一２２斑び号明細書には、複
数個の射出開○を通してモールド空間内へ混合物を射出
するようなトレッド成形法が開示されており、これらの
射出関口は複数の流線に従ったモールド空間内への混合
物の流れを決定するような状態で赤道面内に配置されて
おり、この方法においては、周知のようにタイヤ製造に
とって絶対的に必要な幾可学的及び物理的な対称性及び
均一性をすべての地点において示すようなトレッドの成
形を許容するようなフロント（ｆｒｏｎｔ）及び圧力区
域を形成するような射出を行なう。

本発明の目的は自動車タイヤのトレッド又は同種の物品
を射出成形する方法及び装置を提供することであり、本
発明は良質で最良の特性をもつ前記方法及び装置を与え
、もってこの種のモールド成形における問題点を完全に
解決する。

本発明は、上述の特許明細書に開示された発明と一緒に
使用しても良好な効果を与えるが、もちろん単独で使用
しても秀れた効果を与え、もって当業界の既知の技術に
対し著しい進歩をなしとげる。本発明の方法に従えば、
トレッドをモ−ルド成形するための混合物はトレッドを
モールドすべき中空部の軸線に関して対称的に配列され
た複数個の空間（以下、単に「スペース」又は「等価の
室」と呼ぶ）へ供給され、各スペースから、混合物は複
数の射出通路を通って前述の射出中空部へ進み、各等価
の室への混合物の供給は少なくとも１つの供Ｖ給通路を
通して行なわれる。種々の射出通路は、ほぼ同じ優先順
位の平均指動煩斜度ｙ（以後、頃斜度ｙという）を有し
、射出通路の傾斜度ｙと供給通路の煩斜度ｙとの比は８
より小さくなく、好適には８〜２０である。鏡斜度（ｇ
ａｄｉｅｎｔ）ｙは流体力学の分野で周知の量である。

これについての一般的なものは、ェス・ジェイ・カンド
セン（ＳＪ．Ｋｕｎｄｓｅｎ）及びディー・カツッ（Ｄ
．Ｋａｔｚ）著の「フルーイッド ダィナミツクス ア
ンド ヒート トランスフア」（ＦｌｕｉｄＤ叩ａｍｌ
ｃｓａｎｄＨｅａｔＴｒａｎｓｆｅｒ）なる書物（マッ
クグロウーヒル、ニュ−ヨーク、１９５８年発行）（Ｍ
ｃＣｒａｗ−Ｈｉｌｌ，ＮｅｗＹｏｒｋ，１９５８）の
９７頁のジェー・プラスチック・エンジニアリング・１
９，６１９（１９６３王）（Ｊ．ＰｌａｓｔｉｃｓＥｎ
ｇ。１９，６１９）のピー・ラヒチ（Ｐ．Ｌａｈｔｉ）
執筆の部分に、次の式にて規定されている。

ｙ：Ｃ亀Ｐ ここにおいて、Ｑは流体のための種々の条件におけるパ
イプラインの断面を通る送り量。

Ａはパイプラインの断面積。Ｐはこの断面の周囲長さ。
Ｃはフオーム（抗ｒｍ）の係数である。この傾斜度はパ
イプライン中を流れる材料の流れの平均速度及びパイプ
ラインの周囲長さと断面積との比に比例することが判る
。

煩斜度ｙは時間の逆数ｔ‐１の寸法となり、それ故、ｓ
ｅｃ‐１の単位で示す。

平均速度は実際にはパイプラインの送り量と断面積との
比として与えられる。本発明を実施する場合、必須では
ないが、種々の通路が円形断面を有するのが望ましい。

円形断面のパイプラインに関し、フオ−ムの係数Ｃは２
に等しいｏ円形断面とは異なるパイプラインに関して、
上記係数は２より大きく、即ち次のとおりである。

八角形断面の場合 ２．００５６四
角形断面の場合 ２．０１４１二等
辺三角形断面の場合 ２．１繁り半円形断
面の場合 ２．１４４直角三角形
（２辺の比が１：２）断面の場合
２．９３７８直角三角形（２辺の比が１：１０
）断面の場合５．１８６４他の断面に関して、係数Ｃは
上述した関係に基ずく数学的処理により計算される。

本発明に関しては、傾斜度ｙは前述の比ほど重要ではな
いので、同じ断面のパイプライン（幾可学的には、寸法
のみが異なっているもの）の場合、フオームの係数を知
ることは必要でない。

係数はすべての断面に対して同じだからである。本発明
を実施する場合、実際には便利であるが通路が円形断面
である必要は必ずしもない。それ故、本発明の臨界的な
条件は供給通路及び射出通路の傾斜度ｙに従って限定さ
れ、明確にするため、これらの通路の頃斜度をｙａ，ｙ
；でそれぞれ示す。しかし、各供給通路は流体混合物を
作る装置（この装置は、流体混合物製造技術分野におい
て使用される既知の装置でよく、本発明の要旨に含まれ
ないので詳述しない）から各等価の室へ流体混合物を通
過させる供Ｖ給パイプラインを有することは明らかであ
る。このようなパイプラインに沿って鏡斜度ｙは変わる
ことができる。一般には、ネック部に関し著しい変化が
ある区域や落差（ｍｎ）に変化があるが方法に敏感な影
響を与えないように長さが比較的短い区域を除いて、額
斜度は一定である方が良い。好適には等価の室は実質上
円弧から成る軸傾きを有し、そして上述したように、ト
レッドをモ−ルド成形するモールドの中空部のまわりで
対称的に配置されている。

一般にそして好適には、等価の室は円形断面を有するが
、別の断面形状を有してもよい。

もちろん、等価の室は一定の額斜度を有さない。その理
由は、射出通路が混合物の流れの方法に延びているので
、混合物の一部は滞り供Ｖ給速度が減少するが、一方に
おいてはこれに対応して室の断面を変えることが極めて
望ましいとはいえないからである。本発明に従えば、頚
斜度ｙは等価の室の地点にない対応する供給通路の懐斜
度ｙａよりも大きい。

一般に、このような係数は、等価の室が円形断面であり
特にその断面が供給通路の断面と同じであると仮定した
場合に容易に理解できるように、等価の室の全ての点に
おいて低くなるであろう。このような場合、該供Ｖ給通
路の出口に隣接する断面においてその通路の２つの側で
、供給量は供給通路のものの半分となり、同じ断面は煩
斜度ｙは傾斜度ｙａの半分になり、射出通路が延びるに
つれて徐々に減少する。本発明に従えば、トレツドの射
出成形に通した流体混合物を製造しその混合物をモール
ドの区域へ送る手段に関連して、及びトレツドをモール
ドするための射出中空部が限定されているモールドに関
連して、装置は、射出中空部のまわりで対称的に配列さ
れた複数の供給チャンネルと、好適には実質上環状で同
じように対称的に配列されておりしかも供給チャンネル
に通じている複数の室と、各等価の室をモ−ルドの中空
部へ接続している複数の射出オリフィスを含む。

もちろん、モ−ルドの特定な構造は場合場合に応じて、
特に新品タイヤをモールドするか又はトレッドが摩耗し
た中古タイヤを再生するかに応じて、及び使用すべき特
定なモールド技術（本発明の要旨を構成しない）に応じ
て、変えることができる。各射出装置に対して、等価の
室の数とその周辺寸法、各室に対する射出オリフィスの
数及び種々の部分の寸法特に供給チャンネルと射出チャ
ンネルの断面は、射出オリフィスの傾斜度ｙがほぼ近く
なり好適には実質上等しくなりそれ故平均値を示す同じ
記号ｙｉで示せるようにしかも射出オリフィスの傾斜度
と少なくとも等価の室の近くの供給チャンネルの傾斜度
ｙａとの比が８より小さく好適には８〜２０となるよう
に、決定されるべきである。

射出オリフィスの寸法は互にほぼ等しく、その数は各等
価室に対して、それぞれの傾斜度ｙについて著しい差が
ないように定められ、射出オリフィスの直径は等しい。

最も実際的な場合、各等価の室に対する射出オリフィス
の数は４〜６である。射出オリフィスの数が少ない場合
には、装置が複雑になり、性能及び構造の点で好ましく
ない。射出オリフィスの数が多すぎる場合は、少なくと
もタイヤトレツド‘こ最も多く用いられる混合物に対し
て、射出オリフィスの傾斜度ｙを著しく異ならせねばな
らない。その理由は、混合物が供給チャンネルから種々
の射出オリフィスへ流れるラン（ｒ血）間の差及びこれ
に対応する負荷損失の差が感知できるほどの影響を及ぼ
すからである。とにかく、射出の各特別な場合において
、各等価の室に対して許される射出オリフィスの正確な
数は簡単な経験則により容易に決定され、トレッドの射
出成形を行なわねばならない条件に対応する条件におい
て種々の傾斜度ｙを容易に制御できる。著しい困難が伴
なわずそして各等価室に対する射出オリフィスの数を増
やしたい場合には、オリフィスからオリフィスへの煩斜
度ｙの変化は１方のオリフィスの直径と他方のオリフィ
スの直径とを変えることにより補償されうろことに注意
すべきである。一例として、最も頻繁に使用される混合
物を用いてトレッドを成形する最も普通の場合、通路貝
０ち供給チャンネルの煩斜度ｙａは１５０〜２５瓜ｅｃ
‐１の値を有することができ、一方射出オリフィスの傾
斜度ｙｉは１５００〜２５０＄ｅｃ‐１の値を有するこ
とができる。

この場合、比ｙｉ／ｙａは、これら２つの値を適当に関
蓮ずけた場合には、一般に約１０である。

上述の値は最も多くの普通の場合に使用されるし、別の
場合の最適の値を選ぶに当って基礎値となる。既述のよ
うに、射出用混合物を作る技術は既知であり、狭いチャ
ンネルやオリフィス中を混合物が流通できるように熱を
加えて混合物を流体化する手段と加圧状態で流体混合物
を押出す手段とを有する混合物供給源の使用を含む。

これらの手段及び混合物をモールドの近くへ運ぶ通路網
は本発明の要旨に含まれないので詳説しない。ただ、頭
斜度ｙａが上述の値に従がう場合、ｙａより大きいか又
は４・さし・煩斜度を有することが可能であり、例えば
通路網の局部で１５〜４００間で頭斜度を変えることが
できるということを指摘しておく。また、産業上の目的
に必要な特性を有するタイヤを射出成形にて再生する方
法や装置は既知ではないので、本発明に係る射出成形に
よりトレッドを再生されるタイヤは新たな産物と考える
ことができ、それ故本発明の要旨内に含まれる。第１図
を参照すると、モールド１０はタイヤ本体１２を支持す
るコア１１（このコアは前置の操作においてタイヤ本体
を成形するために寄与することができる）から成り、タ
イヤ本体は２つの側壁１３と、アンダートレッドを構成
しトレツドの硬化機体１５及び側壁と連結したゴム層か
ら成る部分１４とを有する。１７はモールド雌型で、こ
の雌型には本発明に関係する中空部及びオリフィスが設
けてある。

これらは第１図には明示しない。第１図においては、タ
イヤ本体は既に成形されたものとして示されている。こ
の実施例において、新品タイヤについても再生タイヤに
ついてもすべて同じなので、モールドの部分はタイヤ本
体を成形する手段を含んでいるかいないかによって異な
るだけである。

それ故、図は、同じ中央断面内で対称的に示されている
モールドの２つの側部のうちの１方のみを示すばかりか
、図示した側部に関しても１部のみを示し他は破断線１
６以下を省略して示す。即ち、ビードに近い側壁部分や
モールド軸線に近いコア１１の部分やモールド雌型の部
分やその他の部分は示さない。上述の実施例において、
混合物はモールドの中空部１８へ入り、ここでトレッド
が成形される。混合物は、モールドの赤道面則ちモール
ドの軸線に垂直なモールドの対称平面に沿って配列され
た複数の射出オリフィス１９、実質上円形断面の弓状の
等価室２０、各等価室に通じた供給チャンネル２１及び
これに通じたパイプライン２２を介して中空部１８へ送
られる。等価室は１つの円周に沿って位置し（円形断面
でない場合は別の平面図となる）、好適にはモールド軸
線とモールドの赤道面との交点を中心にもつ円弧である
準線に沿って或る角度間隔で位置している。これらの部
分１８〜２１を第２，３図に明示する。図示の実施例に
おいて、供給チャンネル２１（第２図）の鞄線、それ故
等価の室２０の軸線は２２ｏ３３の角度間隔で位置し、
従ってチャンネルも室もそれぞれ合計１軌固ずつある（
図には、それぞれ３つずつ示す）。射出オリフィス１９
は各等価室２０に対して４つずつ存在し、合計６４個存
在する。しかし、これらの数は一例を図示したにすぎず
、別の数でもよい。更に、赤道面上にすべて配列された
射出通路の代りに、赤道面から一部又は全部それて配列
された数列の射出通路を用いてもよい。既に指摘したよ
うに、各室２０に対して２つ以上の供給チャンネルを設
けてもよい。流体混合物を作りそれをパイプライン２２
を介して供給通路２１へ送る手段は普通のものでよいの
で詳説しない。第４，５図に示す実施例は、タイヤ全体
が一工程又は数工程で成形され、モールド３０がコア３
１と部分３２′，３２″から成る雌型３２とから成り、
雌型３２が側壁用の２つの中空部３３とトレッド用の中
空部３４とを限定し、トレッドの硬化機体３５がこれら
の中間部３３，３４を分けているという点で、第１〜３
図の実施例を異なる。

側壁用の成形混合物はパイプライン３６，３６′へ通じ
た供給手段（本発明の要旨を構成しないので図示しない
）からこれらのパイプラインを通して中空部３３へ送ら
れる。この第２の実施例は特に、前述したような、ィタ
リャ国特許第９２８５０２号明細書に開示された型式の
タイヤの製造に関する。このようなタイヤに関し、本発
明はその製造又は再生のいずれにも応用できる。等価の
室及びこれに通じた通路に関しては、この第２実施例の
ものは、第２，３図に示した第１実施例における構成と
同じでよい。とにかく、これらの実施例においては円形
断面である室２０の直径は供給通路の直径と同じである
。これは必須の要件ではなく、これらの直径が異なる場
合は、室の直径（円形断面でないときは断面寸法）が供
給通路の直径（又は断面寸法）よりも大きい方が好まし
い。とにかく、射出オリフイスの中心間距離はモールド
の全周に亘つて一定でなければならない。即ち、２つの
隣接する室の隣接する端部における２つのオリフィス（
第２図に、１９ａ，１９ｂで示す）間の間隔は他の任意
の２つの隣接するオリフィス（例えば、１９ｂ，１９ｃ
）間の間隔と同じ又はほぼ同じである。これらの実施例
では、供Ｖ給通路２１は各室２０に対して１つ存在する
。

しかし、各室に対して２つ以上の供給通路を設けても、
本発明を実施するに当って困難は生じない。その理由は
次のとおりである。各等価室に対して２つの供給通路が
存在すると仮定すると、これらの通路は対称的に配列さ
れそしてこれら２つの通路から等間隔にある等価室の断
面部分においては材料の流れは生じないことは明らかで
ある。このような断面部分は壁のような働きをし、それ
故この等価室はこの断面部分により分割された２つの仮
想上の対称的な室から成ると見倣すことができ、従って
各これらの仮想上の室へ各供給通路が通じていると見倣
すことができるからである。これと同じ理由で各室につ
いて対称的に配列された複数個の供給通路が存在しても
差支えないことが判ろう。対称的に配列されていない多
数の供給通路の場合は明らかに好ましくはないが、この
場合でさえ、供聯合通路の配列のいかんにより混合物の
流れを生じさせない上述の如き断面部分により各等価の
室が多数の仮想上の室に分割されていると見倣すことに
より及び本発明の諸条件を各仮想上の室に対して適用す
ることにより、本発明を応用できる。

供給通路の（鞠方向の）長さは本発明にとって明らかに
重要ではなく、これらの供給通路は長いパイプラインの
延長部と見倣してもよい。

射出オリフィスの長さは合計負荷損失を減少させるため
短かければ短かし、ほど望ましい。本発明に係る方法に
ついて更に説明すれば、この方法を上述の装置にて実施
すると仮定した場合の基本的なパラメータについて述べ
る。

図示の実施例は新品タイヤ特に第４図に示した型式のタ
イヤ、又は従来型式の再生ラジアルタイヤの製造に関し
ている。等価室は実質上円形断面を有する。射出オリフ
ィスの傾斜度ｙは各実施例とも同じ１つの値に近いもの
でよい。一方、（本発明に係る等価室に使用する頚斜度
のような）ｙの低い値に関して、これらの頃斜度のパー
センテージ変化は、著しい場合でさえも許される。

その理由は、このような変化は等価室内の圧力降下に著
しい変化を及ぼさないからである。これに反して、（射
出オリフイスに使用したような）高い傾斜度ｙを等価室
に使用した場合、煩斜度のパーセンテージ変化は、大し
て著しくない場合でさえも、等価室内の圧力降下に大き
な変化を与えてしまう。最後に、本発明は混合物の組成
に依存せず、トレツド製造用に使われている既知の混合
物を用いることができる。

一例として、本発明に使用されうる既知の混合物の組成
は次のとおりである。

ＳＢＲ１５００
５０ＳＢＲ１７ｉ２
５０酸化亜鉛 １硫黄 １ 抗酸化剤 １ ステアリン酸 ２ パラフイン １ 芳香油 １０ ランプブラック Ｎ３３９ ６１チ
アゾール促進剤 ３また、種々の
実験により得た本発明の実施に当っての好適な条件を次
の表１に示す。

表１

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の射出成形装置の概略部分断面図。 第２図は第１図の２一２線における部分拡大断面図。第
３図は第２図の一部の更に拡大した断面図。第４図は本
発明の別の実施例の概略部分断面図。第５図は第４図の
５−５線における都分拡大断面図である。１０：モール
ド、１１：コア、１２：タイヤ本体、１７：モールド雌
型、１８：中空部、１９：射出オリフィス、２０：等価
の室、２１：供給通路。 ＦＩＧ．ｌ ＦＩＧ，２ ＦＩＧ，３ ＦＩＧ‐ム ＦＩＧ，５

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 新品タイヤ又は再生タイヤにおけるトレツドを射出
   成形する方法において、 トレツドを成形するための混
   合物が、トレツドを成形する射出中空部に関して等間隔
   で対称的に配置された複数個の等価室へ送られ、該混合
   物が該各等価室から複数個の射出通路を通つて前記射出
   中空部へ送られ、該混合物が少なくとも１つの供給通路
   を通つて前記各等価室へ送られ、前記射出通路の平均滑
   動傾斜度γ＿ｉと前記供給通路の傾斜度γ＿ａとの比が
   ８より小さくないことを特徴とするトレツド射出成形法
   。 ２ 新品タイヤ又は再生タイヤにおけるトレツドを射出
   成形する装置において、トレツド成形用流体混合物を作
   り該混合物をモールドへ送る装置に関連して該モールド
   がトレツドを成形するための射出中空部を備え、前記装
   置が該射出中空部のまわりに対称的に配列された複数個
   の供給チヤンネルと、該供給チヤンネルに通じておりし
   かも射出中空部のまわりで対称的に配列された複数個の
   等価室と、各等価室と射出中空部とを接続する複数個の
   射出オリフイスとから成り、射出オリフイスの横断面積
   と供給チヤンネルの横断面積との比及び各供給チヤンネ
   ルから供給された混合物が通る射出オリフイスの数が、
   トレツド成形用混合物がこれらのチヤンネル及びオリフ
   イスを通るときにこれらのチヤンネル及びオリフイスの
   それぞれの平均滑動傾斜度γの比が８より小さくないよ
   うに選定されていることを特徴とするトレツド成形装置
   。