(57)【要約】【課題】タイヤ用ビード部材を製造する際における未加硫ゴムの射出時間を短縮して、ゴム焦げを抑制する。【解決手段】環状のビードコア１４が配置される第１成形型１１と、該第１成形型１１に重ねた際に、前記ビードコア１４の径方向外側において該第１成形型１１との間にビードフィラー用のキャビティ１８を形成するように構成され、該キャビティ１８内に前記ビードフィラー用の未加硫ゴムを射出可能なように該キャビティ１８に開口すると共に流路方向に沿って延びる溝が内壁面に形成されたノズル２６が設けられた第２成形型１２と、を有している。ノズル２６の内壁面に溝を設けることで、該溝における未加硫ゴムの通過抵抗を、ノズル中央部よりも小さくして、ノズル２６内における通過抵抗の原因である乱流の発生を抑制する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
環状のビードコアが配置される第１成形型と、
該第１成形型に重ねた際に、前記ビードコアの径方向外側において該第１成形型との間にビードフィラー用のキャビティを形成するように構成され、該キャビティ内に前記ビードフィラー用の未加硫ゴムを射出可能なように該キャビティに開口すると共に流路方向に沿って延びる溝が内壁面に形成されたノズルが設けられた第２成形型と、
を有するタイヤ用ビード部材の製造装置。
【請求項２】
前記溝は、前記内壁面の全周に設けられている請求項１に記載のタイヤ用ビード部材の製造装置。
【請求項３】
前記溝は、前記ノズルの径方向断面において、Ｖ字形又は円弧形である請求項１又は請求項２に記載のタイヤ用ビード部材の製造装置。
【請求項４】
環状のビードコアを配置した第１成形型に第２成形型を重ねて、前記ビードコアの径方向外側において前記第１成形型と前記第２成形型との間にビードフィラー用のキャビティを形成する工程と、
前記第２成形型に形成され流路方向に沿って延びる溝が内壁面に形成されたノズルを通じて、前記キャビティ内に前記ビードフィラー用の未加硫ゴムを射出する工程と、
を有するタイヤ用ビード部材の製造方法。
【請求項５】
請求項４に記載のタイヤ用ビード部材の製造方法を用いて製造され、環状の前記ビードコアの外周に、環状の前記ビードフィラーが接着されたタイヤ用ビード部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、射出成形を用いたタイヤ用ビード部材の製造装置、タイヤ用ビード部材の製造方法及びタイヤ用ビード部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
押出機により口金を介してゴムを帯状に押し出し、その帯状ゴムの端部同士を貼り合わせて円環状に成形する工程を備える円環状ゴム部材の製造方法が開示されている（特許文献１参照）。
【０００３】
また射出成形法を利用して、ビードフィラーを有するビード部材を成形する方法が開示されている（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−６１６９１号公報
【特許文献２】特開２００７−２５３４７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記した特許文献１に係る従来例のように、帯状ゴムの端部同士を貼り合わせて円環状に成形してタイヤ用のビードフィラーを成形する方法では、該端部同士のジョイント部におけるゲージのばらつきや、段状のセット位置ずれが発生して、製品タイヤの均一性、即ちタイヤバランスやユニフォーミティーが悪化することが懸念されていた。またジョイント部のゲージが部分的に厚くなると、加硫が遅れるために加硫時間を延長する必要があった。
【０００６】
またこのような課題を解決するために、上記した特許文献２に係る従来例のように、射出成形法を利用して、金型のキャビティ内に、該金型内の流路であるノズルを通じて未加硫ゴムを射出することで、ビードフィラーを有するビード部材を成形する方法が提案されている。
【０００７】
しかしながら、ビードフィラー用の未加硫ゴムは粘度が高く、射出温度領域（１００〜１５０℃）における、ノズルの内壁（金属）との密着力が大きくなる。従って、金型のキャビティ内にノズルを通じて未加硫ゴムを射出する際には、射出圧力を高く設定することが必要である。これにより、ノズルの内壁に対するゴム密着と相まって、ノズル内の未加硫ゴムの流れが乱流となるため、該ノズル内の通過抵抗が大きくなり、射出時間が長くなる傾向がある。
【０００８】
次に、ビードフィラー用の未加硫ゴムは、上記のように粘度が高く、加硫に要する時間が短い。従って、射出時間が長くなると、金型の流路内での未加硫ゴムの滞留時間も長くなり、該未加硫ゴムは上記のように高温に加熱されていることから、キャビティ内への未加硫ゴムの射出が完了する前に、該未加硫ゴムの加硫が進行する、所謂ゴム焦げが発生してしまう。
【０００９】
本発明は、上記事実を考慮して、タイヤ用ビード部材を製造する際における未加硫ゴムの射出時間を短縮して、ゴム焦げを抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１の発明（タイヤ用ビード部材の製造装置）は、環状のビードコアが配置される第１成形型と、該第１成形型に重ねた際に、前記ビードコアの径方向外側において該第１成形型との間にビードフィラー用のキャビティを形成するように構成され、該キャビティ内に前記ビードフィラー用の未加硫ゴムを射出可能なように該キャビティに開口すると共に流路方向に沿って延びる溝が内壁面に形成されたノズルが設けられた第２成形型と、を有している。
【００１１】
請求項１に記載のタイヤ用ビード部材の製造装置では、第２成形型に設けられ該第２成形型と第１成形型と間のキャビティに開口するノズルの内壁面に、流路方向に沿って延びる溝が形成されており、該溝における未加硫ゴムの通過抵抗は、ノズル中央部（非溝部）よりも小さくなる。これにより、ノズル内における通過抵抗の原因である乱流の発生が抑制されるので、タイヤ用ビード部材を製造する際に、所定量の未加硫ゴムをキャビティ内に射出するのに要する時間（射出時間）を短縮することができる。またこれによって、キャビティ内への未加硫ゴムの射出が完了する前に、該未加硫ゴムの加硫が進行すること（ゴム焦げ）を抑制することができる。
【００１２】
請求項２の発明は、請求項１に記載のタイヤ用ビード部材の製造装置において、前記溝は、前記内壁面の全周に設けられている。
【００１３】
請求項２に記載のタイヤ用ビード部材の製造装置では、ノズルの内壁面の溝が、該内壁面の全周に設けられているので、ノズル内における乱流の発生をより抑制することができる。このため、未加硫ゴムの射出時間をより短縮して、ゴム焦げをより一層抑制することができる。
【００１４】
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２に記載のタイヤ用ビード部材の製造装置において、前記溝は、前記ノズルの径方向断面において、Ｖ字形又は円弧形である。
【００１５】
請求項３に記載のタイヤ用ビード部材の製造装置では、ノズルの内壁面の溝が、該ノズルの径方向断面において、Ｖ字形又は円弧形であるので、ノズル内における未加硫ゴムの通過抵抗を減少させて、射出時間を短縮することができる。
【００１６】
請求項４の発明（タイヤ用ビード部材の製造方法）は、タイヤ用ビード部材の製造方法において、環状のビードコアを配置した第１成形型に第２成形型を重ねて、前記ビードコアの径方向外側において前記第１成形型と前記第２成形型との間にビードフィラー用のキャビティを形成する工程と、前記第２成形型に形成され流路方向に沿って延びる溝が内壁面に形成されたノズルを通じて、前記キャビティ内に前記ビードフィラー用の未加硫ゴムを射出する工程と、を有している。
【００１７】
請求項４に記載のタイヤ用ビード部材の製造方法では、流路方向に沿って延びる溝が内壁面に形成されたノズルを通じて、キャビティ内にビードフィラー用の未加硫ゴムを射出するので、該射出に要する時間を短縮して、ゴム焦げを抑制することができ、更にビードフィラー内への空気の混入を抑制することができる。
【００１８】
請求項５の発明（タイヤ用ビード部材）は、請求項４に記載のタイヤ用ビード部材の製造方法を用いて製造され、環状の前記ビードコアの外周に、環状の前記ビードフィラーが接着されている。
【００１９】
請求項５に記載のタイヤ用ビード部材では、請求項４に記載のタイヤ用ビード部材の製造方法を用いて製造され、環状のビードコアの外周に、環状のビードフィラーが接着されているので、該ビードフィラーには継目や段差がなく、かつ該ビードフィラー内への空気の混入もない。このため、このタイヤ用ビード部材を用いてタイヤを製造することで、タイヤバランスやユニフォーミティーに優れた高品質のタイヤを得ることができる。
【発明の効果】
【００２０】
以上説明したように、本発明に係る請求項１に記載のタイヤ用ビード部材の製造装置によれば、タイヤ用ビード部材を製造する際における未加硫ゴムの射出時間を短縮して、ゴム焦げを抑制することができる、という優れた効果が得られる。
【００２１】
請求項２に記載のタイヤ用ビード部材の製造装置によれば、未加硫ゴムの射出時間をより短縮して、ゴム焦げをより一層抑制することができる、という優れた効果が得られる。
【００２２】
請求項３に記載のタイヤ用ビード部材の製造装置によれば、ノズル内における未加硫ゴムの通過抵抗を減少させて、射出時間を短縮することができる、という優れた効果が得られる。
【００２３】
請求項４に記載のタイヤ用ビード部材の製造方法によれば、キャビティ内への未加硫ゴムの射出に要する時間を短縮して、ゴム焦げを抑制することができ、更にビードフィラー内への空気の混入を抑制することができる、という優れた効果が得られる。
【００２４】
請求項５に記載のタイヤ用ビード部材によれば、タイヤバランスやユニフォーミティーに優れた高品質のタイヤを得ることができる、という優れた効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】タイヤ用ビード部材の製造装置を示す断面図である。
【図２】（Ａ）ノズルの断面形状を示す、図１における２Ａ−２Ａ矢視拡大断面図である。（Ｂ）ノズル内における未加硫ゴムの流速分布を示す拡大断面図である。
【図３】（Ａ）ノズルの断面形状を示す、図１における３Ａ−３Ａ矢視拡大断面図である。（Ｂ）ノズル内における未加硫ゴムの流速分布を示す拡大断面図である。
【図４】タイヤ用ビード部材を示す斜視図である。
【図５】タイヤ用ビード部材を示す、図４における５−５矢視拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明を実施するための形態を図面に基づき説明する。図１において、本実施の形態に係るタイヤ用ビード部材の製造装置１０は、第１成形型１１と、第２成形型１２とを有している。
【００２７】
第１成形型１１は、環状のビードコア１４が配置される型であり、該ビードコア１４の載置面１１Ａには、例えばビードコア１４の位置決め部（図示せず）が設けられている。なおビードコア１４の位置決め部は、例えば該ビードコア１４の内径に対応して配置された複数の凸部として構成されている。
【００２８】
第２成形型１２は、第１成形型１１に重ねた際に、ビードコア１４の径方向外側において該第１成形型１１との間にビードフィラー１６（図４，図５）用のキャビティ１８を形成するように構成されている。具体的には、第２成形型１２のうち第１成形型１１の載置面１１Ａに対向する側には、型閉じ状態において該載置面１１Ａに当接する一般面１２Ａが設けられ、該一般面１２Ａの例えば中央部には、ビードコア１４の幅に対応する深さ及びビードフィラー１６の外径に対応する直径を有する凹部１２Ｂが形成されている。
【００２９】
この凹部１２Ｂは、一般面１２Ａと例えば平行に形成され、第１成形型１１の載置面１１Ａとの間にビードコア１４を保持可能な底面１２Ｃと、該ビードコア１４の径方向外側において一般面１２Ａに向けて傾斜し、第１成形型１１の載置面１１Ａ及びビードコア１４との間にキャビティ１８を形成する傾斜面１２Ｄとを有している。これにより、型閉じ時において、キャビティ１８の形状は、タイヤ軸方向断面において、例えば略三角形となる。
【００３０】
また第２成形型１２には、キャビティ１８内にビードフィラー１６用の未加硫ゴム２０（図２（Ｂ），図３（Ｂ），図４，図５）を射出可能なように該キャビティ１８に開口すると共に流路方向に沿って延びる溝２４が内壁面に形成されたノズル２６が設けられている。このノズル２６は、第２成形型１２内に一体成形されており、ビードコア１４の周方向に複数形成されている。またノズル２６は、第２成形型１２の例えば上面１２Ｕに設けられた供給口１２Ｅからキャビティ１８に至る、未加硫ゴム２０用の流路２２の出口部に夫々形成されている。
【００３１】
溝２４は、ノズル２６の内壁面の全周に例えば均等に配列して設けられており、該ノズル２６内の流路方向に沿って延び、該ノズル２６の径方向断面において、例えばＶ字形（図２（Ａ））又は円弧形（図３（Ａ））に形成されている。図２（Ａ），図３（Ａ）における溝２４の寸法例は、表１に示すとおりである。
【００３２】
【表１】
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【００３３】
なお、ノズル２６の内壁面における溝２４の配置は、図示の例に限られるものではなく、該溝２４がノズル２６の内壁面の周方向に断続的に設けられていてもよい。
【００３４】
そして本実施形態に係るタイヤ用ビード部材の製造方法は、環状のビードコア１４を配置した第１成形型１１に第２成形型１２を重ねて、ビードコア１４の径方向外側において第１成形型１１と第２成形型１２との間にビードフィラー１６用のキャビティ１８を形成する工程と、第２成形型１２に形成され流路方向に沿って延びる溝２４が内壁面に形成されたノズル２６を通じて、キャビティ１８内にビードフィラー１６用の未加硫ゴム２０を射出する工程と、を有している。
【００３５】
（作用）
本実施形態は、上記のように構成されており、以下その作用について説明する。図１において、本実施形態に係るタイヤ用ビード部材の製造装置１０では、第１成形型１１の載置面１１Ａの所定位置にビードコア１４を載置し、第２成形型１２を第１成形型１１に重ねる。具体的には、第２成形型１２の一般面１２Ａを第１成形型１１の載置面１１Ａに対向状態で当接させることで型閉めを行う。そして第１成形型１１及び第２成形型１２を例えば１００〜１５０℃に加熱した状態で、第２成形型１２の上面１２Ｕに設けられた供給口１２Ｅから流路２２内に矢印Ａ方向に未加硫ゴム２０を供給する。この未加硫ゴム２０を、ノズル２６からキャビティ１８内に射出してキャビティ１８内に充填することで、ビードコア１４の外周に環状のビードフィラー１６が接着されたタイヤ用ビード部材２８を得ることができる。
【００３６】
このとき、図２，図３に示されるように、ノズル２６の内壁面に、流路方向に沿って延びる溝２４が形成されているので、該溝２４における未加硫ゴム２０の通過抵抗は、ノズル中央部２５（非溝部）よりも小さくなる。換言すれば、溝２４での未加硫ゴム２０の流速Ｓ１が、ノズル中央部２５での未加硫ゴム２０の流速Ｓ２よりも大きくなる。
【００３７】
これにより、ノズル２６内における通過抵抗の原因である乱流の発生が抑制されるので、タイヤ用ビード部材２８を製造する際に、所定量の未加硫ゴム２０をキャビティ１８内に射出するのに要する時間（射出時間）を短縮することができる。またこれによって、キャビティ１８内への未加硫ゴム２０の射出が完了する前に、該未加硫ゴム２０の加硫が進行すること（ゴム焦げ）を抑制することができ、かつビードフィラー１６内への空気の混入を抑制することができる。
【００３８】
更に、ノズル２６の内壁面の溝２４が、該内壁面の全周に設けられており、かつノズル２６の内壁面の溝２４が、該ノズル２６の径方向断面において、Ｖ字形（図２（Ａ））又は円弧形（図３（Ａ））であるので、ノズル２６内における乱流の発生をより抑制することができる。このため、未加硫ゴム２０の射出時間をより短縮して、ゴム焦げをより一層抑制することができる。
【００３９】
（試験例）
従来の溝なしノズルと、本実施形態に係るノズルとを用いて、実際に射出試験を行ったところ、ノズルを通じて２２０ｃｃの未加硫ゴムを射出完了するのに要する時間は、従来の９２秒から２６秒と劇的に減少した。また射出時間が短縮されたため、ビードフィラーにおけるゴム焦げの発生率が、従来の８１％から０％に減少した。更に、ノズル内の未加硫ゴムの流れが改善されたことで、ビードフィラー内への空気の混入の発生率が、従来の８１％から０％に減少した。
【００４０】
（タイヤ用ビード部材）
図４，図５において、タイヤ用ビード部材２８は、上記したタイヤ用ビード部材の製造方法及びタイヤ用ビード部材の製造装置１０を用いて製造されており、環状のビードフィラー１６を半加硫状態とすることで、環状のビードコア１４の外周に、該環状のビードフィラー１６が接着されている。従って、ビードフィラー１６には継目や段差がなく、かつ未加硫ゴム２０の射出時間が短縮されているため該ビードフィラー１６内への空気の混入もない。このため、このタイヤ用ビード部材２８を用いてタイヤ（図示せず）を製造することで、タイヤバランスやユニフォーミティーに優れた高品質のタイヤを得ることができる。なお、半加硫状態とは、未加硫の状態よりは加硫度が高いが、最終製品として必要とされる加硫度には至っていない状態をいう。
【符号の説明】
【００４１】
１０    タイヤ用ビード部材の製造装置
１１    第１成形型
１２    第２成形型
１４    ビードコア
１６    ビードフィラー
１８    キャビティ
２０    未加硫ゴム
２４    溝
２６    ノズル
２８    タイヤ用ビード部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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