(57)【要約】【課題】熱可塑性材料の注入圧力を低減させることによりビードコアの位置精度を向上させることができるタイヤの製造方法、及び、金型を提供することを課題とする。【解決手段】金型１０のキャビティＳ内の所定位置にビードコア１１を配置し、熱可塑性の溶融樹脂を押圧してキャビティＳ内に注入するメルトキャスティングを行い、タイヤ骨格部材２０を成形する。このようにメルトキャスティングを行って熱可塑性の溶融樹脂を押圧して注入するので、射出成形することに比べ、押圧力を著しく低くすることができる。従って、注入しているときのビードコア１１の動きを抑え易いので、ビードコア１１の位置精度を容易に高くすることができる。また、金型１０の耐圧構造を大幅に簡素にすることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
タイヤ骨格部材を成形する金型のキャビティの上方に、熱可塑性材料を溶融する溶融ポットを設け、
前記キャビティ内にビードコアを配置し、
前記溶融ポットに貯めた溶融した熱可塑性材料を押圧して前記キャビティ内に注入することで、少なくともタイヤビード部を構成するタイヤ骨格部材を成形する、タイヤの製造方法。
【請求項２】
前記熱可塑性材料として樹脂ペレットを溶融し、プレス機で前記溶融ポット内を押圧して熱可塑性材料を前記キャビティ内に押し込むことによりメルトキャスティングを行う、請求項１に記載のタイヤの製造方法。
【請求項３】
前記タイヤ骨格部材として、タイヤビード部からタイヤセンターまでの骨格部分を形成する、請求項１又は２に記載のタイヤの製造方法。
【請求項４】
熱可塑性材料をタイヤセンター側から注入する、請求項３に記載のタイヤの製造方法。
【請求項５】
溶融した熱可塑性材料を前記キャビティ内に注入する注入用ディスクゲートを設け、熱可塑性材料を前記注入用ディスクゲートから注入する、請求項１〜４のうち何れか１項に記載のタイヤの製造方法。
【請求項６】
溶融した熱可塑性材料を前記キャビティ内に注入する注入用ピンゲートと、前記キャビティ内の空気を排気する排気用ピンゲートと、をタイヤ周方向に沿って交互に配置して、前記キャビティ内の空気を前記排気用ピンゲートで排気しつつ熱可塑性材料を前記注入用ピンゲートから注入する、請求項１〜４のうち何れか１項に記載のタイヤの製造方法。
【請求項７】
熱可塑性材料を溶融する溶融ポットがキャビティの上方に設けられ、
前記溶融ポットに貯めた溶融した熱可塑性材料が押圧されて前記キャビティ内に注入されることで、少なくともタイヤビード部を構成するタイヤ骨格部材が成形される、金型。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タイヤ骨格部材を成形するタイヤの製造方法、及び、金型に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ゴム、有機繊維材料、及びスチール部材で形成されているタイヤが知られている。近年、軽量化やリサイクルのし易さの観点から、熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）や熱可塑性樹脂等の熱可塑性高分子材料をタイヤに用いることが求められている。このため、例えば特許文献１には、熱可塑性エラストマーでビードコアを覆ってタイヤ骨格部材を形成することが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平０５−１１６５０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１では、金型内部にかかる圧力、すなわち熱可塑性エラストマーの注入圧力が極めて高いのでビードコアが動き易い。このため、ビードコアの位置精度を上げることが難しくことや、ビードコアが変形することがあるなどの問題があった。
【０００５】
一方、位置精度を向上させるために、支持片の形状を複雑にしたり支持片を大きくしたりすると、釜抜き時にタイヤを構成する熱可塑性材を破壊したり、熱可塑性材に孔を形成する必要があるなどの難点が生じ、タイヤ性能やタイヤ外観への悪影響が懸念される。
【０００６】
本発明は、上記事実を考慮して、熱可塑性材料の注入圧力を低減させることによりビードコアの位置精度を向上させることができるタイヤの製造方法、及び、金型を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載の発明は、タイヤ骨格部材を成形する金型のキャビティの上方に、熱可塑性材料を溶融する溶融ポットを設け、前記キャビティ内にビードコアを配置し、前記溶融ポットに貯めた溶融した熱可塑性材料を押圧して前記キャビティ内に注入することで、少なくともタイヤビード部を構成するタイヤ骨格部材を成形する。
【０００８】
請求項１に記載の発明では、熱可塑性材料を押圧して注入するので、射出成形することに比べ、押圧力を著しく低くすることができる。従って、注入しているときのビードコアの動きを抑え易いので、ビードコアの位置精度を容易に高くすることができる。また、金型の耐圧構造を大幅に簡素にすることができる。
【０００９】
なお、熱可塑性の溶融材料の注入は射出成形をするための高圧の注入であってもよい。また、タイヤ骨格部材をチューブ状に形成して、タイヤ骨格部材内に空気を充填できる構造にしてもよい。
【００１０】
熱可塑性材料としては、ゴム様の弾性を有する熱可塑性樹脂、熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）等を用いることができるが、走行時の弾性と製造時の成形性とを考慮すると熱可塑性エラストマーを注入することが好ましい。
【００１１】
熱可塑性エラストマーとしては、例えば、ＪＩＳ  Ｋ６４１８に規定されるアミド系熱可塑性エラストマー（ＴＰＡ）、エステル系熱可塑性エラストマー（ＴＰＣ）、オレフィン系熱可塑性エラストマー（ＴＰＯ）、スチレン系熱可塑性エラストマー（ＴＰＳ）、ウレタン系熱可塑性エラストマー（ＴＰＵ）、熱可塑性ゴム架橋体（ＴＰＶ）、若しくはその他の熱可塑性エラストマー（ＴＰＺ）等が挙げられる。熱可塑性合成樹脂としては、例えば、ウレタン樹脂、オレフィン樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリアミド樹脂等が挙げられる。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、前記熱可塑性材料として樹脂ペレットを溶融し、プレス機で前記溶融ポット内を押圧して熱可塑性材料を前記キャビティ内に押し込むことによりメルトキャスティングを行う。
これにより、メルトキャスティングを容易に行うことができる。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、前記タイヤ骨格部材として、タイヤビード部からタイヤセンターまでの骨格部分を形成する。
請求項３に記載の発明では、タイヤ半部を構成するタイヤ骨格部材を形成することになる。従って、２つのタイヤ骨格部材をタイヤセンターで接合することにより、タイヤ全体用のビードコア付きの骨格部材を形成することができる。
【００１４】
請求項４に記載の発明は、熱可塑性材料をタイヤセンター側から注入する。
請求項４に記載の発明では、タイヤを製造する際、ビードコアの近くから熱可塑性材料を注入しなくて済む。なお、熱可塑性材料を注入する際、ビード部形成端から吸引等により空気を排気することが多い。
請求項４に記載の発明により、熱可塑性材料の注入によるビードコアの位置ずれや変形を抑制することができる。
【００１５】
請求項５に記載の発明は、溶融した熱可塑性材料を前記キャビティ内に注入する注入用ディスクゲートを設け、熱可塑性材料を前記注入用ディスクゲートから注入する。
これにより、キャビティ内に熱可塑性材料を均一に注入し易い。
【００１６】
請求項６に記載の発明は、溶融した熱可塑性材料を前記キャビティ内に注入する注入用ピンゲートと、前記キャビティ内の空気を排気する排気用ピンゲートと、をタイヤ周方向に沿って交互に配置して、前記キャビティ内の空気を前記排気用ピンゲートで排気しつつ熱可塑性材料を前記注入用ピンゲートから注入する。
これにより、キャビティ内に熱可塑性材料を空気が混入しない状態に注入し易い。
なお、キャビティ内の空気を排気する際、成形性の観点で、吸引による排気が好適である。
【００１７】
請求項７に記載の発明は、熱可塑性材料を溶融する溶融ポットがキャビティの上方に設けられ、前記溶融ポットに貯めた溶融した熱可塑性材料が押圧されて前記キャビティ内に注入されることで、少なくともタイヤビード部を構成するタイヤ骨格部材が成形される。
【００１８】
請求項７に記載の発明では、熱可塑性材料を押圧して注入するので、射出成形することに比べ、押圧力を著しく低くすることができる。従って、注入しているときのビードコアの動きを抑え易いので、ビードコアの位置精度を容易に高くすることができる。また、金型の耐圧構造を大幅に簡素にすることができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、熱可塑性材料の注入圧力を低減させることによりビードコアの位置精度を向上させたタイヤの製造方法、及び、金型とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１（Ａ）から（Ｅ）は、それぞれ、第１実施形態で、溶融ポット内で樹脂を溶融してキャビティ内に溶融樹脂を注入して成形することを示す工程図である。
【図２】図２（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、第１実施形態で下金型にビードコアを配置して支持部で支えたことを示す部分斜視断面図、及び、図２（Ａ）の部分拡大図である。
【図３】図３（Ａ）から（Ｃ）は、それぞれ、第１実施形態で、加熱溶融部の斜視図、過熱溶融部の溶融ポットに樹脂ペレットを入れたことを示す斜視図、及び、形成されたタイヤ骨格部材の斜視図、である。
【図４】第１実施形態で、タイヤ全体のタイヤ骨格部材を示す側面断面図である。
【図５】第２実施形態で、溶融樹脂を注入してタイヤ骨格部材を形成することを示す側面断面図である。
【図６】第２実施形態の変形例で、溶融樹脂を注入してタイヤ骨格部材を形成することを示す側面断面図である。
【図７】第３実施形態で、上金型に樹脂注入用ピンゲートと、キャビティ内の空気を排気する空気排気用ピンゲートとを、上金型にタイヤ周方向に沿って交互に配置したことを説明する斜視図である。
【図８】第３実施形態で、樹脂注入用ピンゲートからキャビティ内に溶融樹脂を注入することを示す側面断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、実施形態を挙げ、本発明の実施の形態について説明する。なお、第２実施形態以下では、既に説明した構成要素と同様のものには同じ符号を付して、その説明を省略する。
【００２２】
［第１実施形態］
まず、第１実施形態について説明する。本実施形態ではプレス機を用いる。このプレス機は、図１〜図３に示すように、外金型１２と内金型１４とで構成される金型１０と、金型１０の上側に設けられた加熱溶融部１６と、加熱溶融部１６の上側に設けられたプレス部１８と、を有する。
【００２３】
金型１０は、ビード部ＢからタイヤセンターＣＬまでを構成するタイヤ骨格部材２０を成形することができるように、タイヤ外面側を成形する外金型１２と、タイヤ内面側を成形する内金型１４とを有する。外金型１２と内金型１４との間には、タイヤ骨格部材形状のキャビティＳ（空間）が形成されている。外金型１２には、ビードコア固定用の凸状の支持部２２がキャビティ内に突出するように形成されている。
【００２４】
外金型１２の上部及び内金型１４の上部は、同一平面を形成している。そして、この同一平面上に上記の加熱溶融部１６が設けられている。この加熱溶融部１６には注入用の熱可塑性材料として固体樹脂（例えば樹脂ペレットＰ。図３（Ｂ）参照）を投入する溶融ポット１７が形成されている。そして、加熱溶融部１６には、溶融ポット１７の底面とキャビティＳの上端ＳＴとに連通するゲート２６が形成されている。ゲート２６には、上から下にかけて径が徐々に細くなる円錐台面状の壁面が形成されている。また、プレス部１８は、この溶融ポット１７に挿入されて溶融ポット１７内の溶融樹脂Ｍをゲート２６へ押し出す押出し部２１を有する。
【００２５】
本実施形態では、このキャビティＳ内にビードコア１１を所定位置に配置し、熱可塑性樹脂などの熱可塑性材料を注入して、タイヤ一方側半部を構成するタイヤ骨格部材２０（図１（Ｅ）、図３（Ｃ）参照）を成形する。そして、タイヤ一方側半部とタイヤ他方側半部とをタイヤセンターＣＬで接合して、タイヤ全体用のタイヤ骨格部材Ｚを形成する（図４参照）。
【００２６】
そして、クラウン部の補強としてスチールコードＫをタイヤ周方向に螺旋巻きに巻き付け、周方向の剛性を上げる。また、ホイール（リムフランジ）に嵌合する部位にゴム材Ｇ１を貼り付けて、リムへのフィット性を向上させる。また、路面に接する部位にゴム材（トレッドゴムＧ２）を貼り付けて、耐摩耗性、耐破壊性を向上させる。
【００２７】
以下、熱可塑性樹脂を用い、この金型１０で、タイヤ骨格部材２０を成形することを詳細に説明する。
【００２８】
まず、金型１０を開き、ビードコア１１を支持部２２で支えさせ（図２、図３（Ａ）参照）、金型１０を閉じる。支持部２２は、例えば磁力により磁性体のビードコア１１を支えてもよい。
【００２９】
また、溶融ポット１７に熱可塑性の固体樹脂として樹脂ペレットＰを投入する（図３（Ｂ）参照）。樹脂ペレットＰを投入する際、樹脂押出し機等を用いてペレットを投入してもよい。また、溶融ポット１７を開放状態にして直接に流し込んでも良いし、大気に触れないように溶融ポット１７内を閉じた空間にし、その中に樹脂押出し機等で直接に注入してもよい。
【００３０】
更に、加熱溶融部１６で樹脂ペレットＰを加熱して、溶融ポット１７内で溶融樹脂Ｍの状態にする（図１（Ａ）参照）。
そして、プレス部１８を下げて押出し部２１を溶融ポット１７に挿入し、溶融樹脂Ｍを低圧で押圧する（図１（Ｂ）参照）。この結果、溶融樹脂Ｍがゲート２６へ流れ始める。溶融樹脂Ｍの流れ始めではプレス部１８によるプレス圧が急減する。その後、やや高圧でプレス部１８を押圧して、溶融樹脂ＭをキャビティＳ内へ注入していく（図１（Ｃ）参照）。
【００３１】
キャビティＳ内に溶融樹脂Ｍが充填された後、金型１０の冷却を開始し、溶融樹脂Ｍを固化する（図１（Ｄ）参照）。
【００３２】
冷却終了後、金型１０を開いてタイヤ骨格部材２０を取り出す（図１（Ｅ）、図３（Ｃ）参照）。
【００３３】
以上説明したように、本実施形態では、メルトキャスティングを行って熱可塑性の溶融樹脂を押圧して注入するので、射出成形することに比べ、注入に必要な押圧力を著しく低くすることができる。例えば、射出成形する場合に比べ、キャビティ内の圧力を１／１０以下にすることが可能である。また、注入しているときのビードコア１１の動きを抑え易いので、ビードコア１１をあまり強固に支えない簡素な支持部２２（例えば磁力等により支える支持部）を設けることができ、ビードコア１１の位置精度を容易に高くすることができる。
【００３４】
また、熱可塑性材料として樹脂ペレットＰを用い、溶融樹脂Ｍにしてプレス部１８でキャビティＳ内に押し込むことによりメルトキャスティングを行っている。これにより、メルトキャスティングを容易に行うことができる。
【００３５】
更に、タイヤ骨格部材２０として、ビード部ＢからタイヤセンターＣＬまでの骨格部分を形成している。従って、タイヤ半部を構成するタイヤ骨格部材２０を形成することになる。よって、２つのタイヤ骨格部材をタイヤセンターで接合することにより、タイヤ全体用のビードコア付きの骨格部材を形成することができる。
【００３６】
また、溶融樹脂ＭをタイヤセンターＣＬ側から注入している。これにより、タイヤを製造する際、注入によるビードコア１１の位置精度の影響を大幅に小さくすることができる。
【００３７】
なお、キャビティＳ内の空気をビード部形成端ＳＥから排気する排気路を形成し、キャビティ内の空気を排気しつつ熱可塑性材料をキャビティＳに注入してもよい。これにより、キャビティＳ内に熱可塑性材料をスムーズに注入することができる。
【００３８】
［第２実施形態］
次に、第２実施形態について説明する。本実施形態では、第１実施形態に比べ、加熱溶融部１６に代えて、図５に示すように、熱可塑性の溶融樹脂を下方へ押出す用にスクリュー部２９が設けられた押出しスクリュー３０と、樹脂注入口３２を上面側中央部に形成して押出しスクリュー３０からの溶融樹脂が注入される板状の樹脂案内部３４と、が設けられている。樹脂案内部３４は、キャビティＳの上端側、すなわちタイヤセンター側に連通するディスクゲート３６を形成する下部３４Ｌと、樹脂注入口３２からの溶融樹脂をディスクゲート３６にまで案内する案内路３８が形成された上部３４Ｕと、で構成されている。
【００３９】
本実施形態では、キャビティＳ内に溶融樹脂をメルトキャスティングで注入する際、リング状に開口したディスクゲート３６から下方に樹脂注入を行う。このようにディスクゲート３６から注入するので、ピンゲートから注入する場合に比べ、キャビティＳ内に溶融樹脂を均一に容易に注入し易く、成形性の観点で好ましい。
【００４０】
なお、本実施形態ではタイヤセンター側のディスクゲート３６から樹脂注入したが、図５に示した金型１０を上下反転させて、ビード部形成端ＳＥから溶融樹脂を注入することも可能である。
【００４１】
また、図６に示すように、側方から溶融樹脂を注入するように押出しスクリュー４０を設けてもよい。
【００４２】
［第３実施形態］
次に、第３実施形態について説明する。本実施形態では、第２実施形態に比べ、図７、図８に示すように、金型５０及び樹脂案内部６０の構造が異なる。また、熱可塑性の溶融樹脂を下方へ押出す押出しスクリュー７０が押出しスクリュー３０に代えて設けられている。
【００４３】
金型５０は、外金型５２と内金型５４とで構成される。金型５０の中央部には中空部５６が形成されている。そして、図８に示すように、金型５０を閉じた状態でビード部形成端ＳＥからキャビティＳ内の空気を排気可能にする排気路５８が形成されている。この排気路５８は中空部５６に連通している。
【００４４】
また、樹脂案内部６０は、図７に示すように、樹脂注入用ピンゲート６２とキャビティＳ内の空気を排気する空気排気用ピンゲート６４とがディスクゲート３６（図５参照）に代えてタイヤ周方向に沿って交互に配置された下部６０Ｌと、上側に形成された樹脂注入口６１からの溶融樹脂を樹脂注入用ピンゲート６２にまで案内する案内路６８が形成された上部６０Ｕと、で構成されている。
【００４５】
そして、押出しスクリュー７０は、樹脂注入口６１に注入できる位置に配置されている。
【００４６】
本実施形態では、メルトキャスティングを行ってキャビティＳ内に溶融樹脂を注入する際、キャビティＳ内を各空気排気用ピンゲート６４及び排気路５８から空気排気しつつ、押出しスクリュー７０から熱可塑性の溶融樹脂を押し出して各樹脂注入用ピンゲート６２からキャビティＳ内に注入する。これにより、キャビティＳ内に溶融樹脂を空気が混入しない状態でスムーズに注入し易い。また、排気路５８はビード部形成端ＳＥに開口しているので、ビード部形成端ＳＥにまで溶融樹脂が充填され易い。
【００４７】
以上、実施形態を挙げて本発明の実施の形態を説明したが、これらの実施形態は一例であり、要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施できる。また、これらの実施形態では、キャビティ内の空気を吸引により排気することが成形性の観点で好ましい。また、本発明の権利範囲がこれらの実施形態に限定されないことは言うまでもない。
【符号の説明】
【００４８】
１０  金型
１８  プレス部（プレス部）
２０  タイヤ骨格部材
３６  ディスクゲート（注入用ディスクゲート）
５０  金型
６２  樹脂注入用ピンゲート（注入用ピンゲート）
６４  空気排気用ピンゲート（排気用ピンゲート）
Ｂ    タイヤビード部
ＣＬ  タイヤセンター
Ｐ    樹脂ペレット
Ｓ    キャビティ
【図２】
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【図４】
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【図７】
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【図１】
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【図３】
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【図５】
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【図６】
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【図８】
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