(57)【要約】【課題】  内型としてブラダーを備えた加硫装置において、タイヤ内面を所望の形状に型付けすることを可能にし、かつ加硫時に型付けを効率良く行う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。【解決手段】  グリーンタイヤＴを金型１内にセットし、グリーンタイヤＴの内側に加硫用ブラダー２を挿入して膨張させることによりグリーンタイヤＴをタイヤ径方向外側へ押し付けて加硫成形するとき、グリーンタイヤＴのトレッド部Ｔ１に相当する領域においてグリーンタイヤＴと加硫用ブラダー２との間に、その外周面に凹部３Ａ及び凸部３Ｂを有する剛性強化環３を介在させることで、剛性強化環３の凹部３Ａ及び凸部３Ｂに基づいてグリーンタイヤＴのトレッド部Ｔ１におけるタイヤ内面に型付けを行う。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
グリーンタイヤを金型内にセットし、前記グリーンタイヤの内側に加硫用ブラダーを挿入して膨張させることにより該グリーンタイヤをタイヤ径方向外側へ押し付けて加硫成形するとき、前記グリーンタイヤのトレッド部に相当する領域において前記グリーンタイヤと前記加硫用ブラダーとの間に、その外周面に凹部及び凸部を有する剛性強化環を介在させることで、該剛性強化環の凹部及び凸部に基づいて前記グリーンタイヤのトレッド部におけるタイヤ内面に型付けを行うことを特徴とする空気入りタイヤの製造方法。
【請求項２】
前記剛性強化環は周方向に延在する補強線材を内包す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。
【請求項３】
前記剛性強化環の凹部及び凸部が周方向に沿って連続的に延在す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。
【請求項４】
前記剛性強化環の凹部に追加型として補助環を介在させることを特徴とする請求項３に記載の空気入りタイヤの製造方法。
【請求項５】
前記剛性強化環の両端部が幅方向外側に向かって徐々に薄くなるように該両端部において前記加硫用ブラダーと当接する面に傾斜面を設けたことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の空気入りタイヤの製造方法。
【請求項６】
前記剛性強化環は深さが異なる複数種類の凹部を有すると共に該凹部の深さに応じて厚さを変化させた厚肉部及び薄肉部を有し、これら厚肉部と薄肉部との段差部において前記加硫用ブラダーと当接する面に傾斜面を設けたことを特徴とする請求項５に記載の空気入りタイヤの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気入りタイヤの製造方法に関し、更に詳しくは、内型としてブラダーを備えた加硫装置において、タイヤ内面を所望の形状に型付けすることを可能にし、かつ加硫時に型付けを効率良く行うことを可能にした空気入りタイヤの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
空気入りタイヤは、一般に、内型としてブラダーを備えた加硫装置により製造される。そのため、タイヤ内面はブラダーによって滑らかな形状に成形される。これに対して、タイヤ内面を所望の形状に型付けすることが求められている。例えば、走行時の直進安定性を高めるためにタイヤ内面にタイヤ周方向に延在するリブを形成したり、或いは、タイヤ内面に情報機器やセンサーデバイス等を設置する場合には、それらを設置するためのプラットホームをタイヤ内面に形成することが求められている。
【０００３】
タイヤ内面に型付けを行う手法として、ブラダーの外表面に凹凸を形成し、その凹凸形状をタイヤ内面に転写することが可能である（例えば、特許文献１参照）。しかしながら、ブラダーは収縮自在のゴム袋であるため、タイヤ内面を所望の形状に型付けすることが困難である。
【０００４】
また、タイヤ内面に型付けを行う他の手法として、内型として剛性中子を使用し、剛性中子の外表面に凹凸を形成し、その凹凸形状をタイヤ内面に転写することが可能である（例えば、特許文献２参照）。しかしながら、剛性中子を備えた加硫装置は汎用性が低く、設備コストが大きいという欠点がある。
【０００５】
更に、タイヤ内面にデバイスを取付ける方法として、係合受け部の形状に対応する形状を有する型転写部材を生タイヤの内面に設置し、生タイヤを加硫成形した後に、加硫成形タイヤから型転写部材を取り除くことにより係合受け部を形成し、このような係合受け部を使用してデバイスを取り付けることが提案されている（例えば、特許文献３参照）。しかしながら、タイヤ内面において係合受け部毎に型転写部材を設置し、加硫後に型転写部材を取り外す作業は煩雑であり、タイヤ内面への型付け作業を効率良く行うことができない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１５−２０７３１号公報
【特許文献２】特開２００６−２２４３７７号公報
【特許文献３】特開２０１２−２５３１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、内型としてブラダーを備えた加硫設備において、タイヤ内面を所望の形状に型付けすることを可能にし、かつ加硫時にタイヤ内面の型付けを効率良く行う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。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
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、グリーンタイヤを金型内にセットし、前記グリーンタイヤの内側に加硫用ブラダーを挿入して膨張させることにより該グリーンタイヤをタイヤ径方向外側へ押し付けて加硫成形するとき、前記グリーンタイヤのトレッド部に相当する領域において前記グリーンタイヤと前記加硫用ブラダーとの間に、その外周面に凹部及び凸部を有する剛性強化環を介在させることで、該剛性強化環の凹部及び凸部に基づいて前記グリーンタイヤのトレッド部におけるタイヤ内面に型付けを行うことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明では、凹部及び凸部を有する剛性強化環を用いることによりタイヤ内面に様々な形状を型付けすることが可能となり、しかも、このような剛性強化環は内型としてブラダーを備えた加硫設備において使用することが可能であって汎用性が高い。また、上記剛性強化環を用いた場合、加硫時にタイヤ内面の型付けを効率良く行うことができる。
【００１０】
本発明において、剛性強化環は周方向に延在する補強線材を内包することが好ましい。剛性強化環が補強線材を内包することにより、剛性強化環の周方向の剛性が確保され、タイヤ内面の輪郭をしっかりと形成することができる。
【００１１】
剛性強化環の凹部及び凸部は周方向に沿って連続的に延在することが好ましい。これにより、剛性強化環の凹部及び凸部に対応する凸部及び凹部をタイヤ周方向に沿って連続的に形成することができる。
【００１２】
また、剛性強化環の凹部に追加型として補助環を介在させることが好ましい。追加型は様々な型付けのバリエーションに対応できる柔軟性を有すると共に、追加型の使用によって部品やセンサーなどをタイヤ内面に取り付けるための形状加工を加硫時に行なうことが可能となる。
【００１３】
更には、剛性強化環の両端部が幅方向外側に向かって徐々に薄くなるように該両端部において加硫用ブラダーと当接する面に傾斜面を設けることが好ましい。また、剛性強化環は深さが異なる複数種類の凹部を有すると共に該凹部の深さに応じて厚さを変化させた厚肉部及び薄肉部を有する場合、これら厚肉部と薄肉部との段差部において加硫用ブラダーと当接する面に傾斜面を設けることが好ましい。このような剛性強化環に傾斜面を設けることにより、加硫用ブラダーが剛性強化環に対して段差なく当接するようになり、グリーンタイヤに対して圧力が均等に伝わるので、熱伝導の遅れが抑制されて加硫に要する時間を短縮することが可能となる。また、剛性強化環に凹部の深さに応じて厚さを変化させた厚肉部及び薄肉部を設けることにより、剛性強化環の厚さが全体的に薄くなるので、このことも加硫時間の短縮に寄与する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の空気入りタイヤの製造方法に使用される加硫装置の一例を示す子午線断面図である。
【図２】図１の加硫装置において加硫時に膨張した状態にある加硫用ブラダーを示す断面図である。
【図３】図１の加硫装置における剛性強化環を示す斜視図である。
【図４】図３の剛性強化環を示す断面図である。
【図５】剛性強化環の変形例を示す断面図である。
【図６】剛性強化環の他の変形例を示す断面図である。
【図７】剛性強化環の更に他の変形例を示す断面図である。
【図８】本発明の空気入りタイヤの製造方法で好適に使用される追加型の一例を示す斜視図である。
【図９】図８の追加型を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
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、加硫成形時の金型１、加硫用ブラダー２及びグリーンタイヤＴを模式的に示している。図１では、加硫用ブラダー２が膨張することにより、グリーンタイヤＴが金型１の内面に押し付けられた様子を示している。また、グリーンタイヤＴは、トレッド部Ｔ１、サイド部Ｔ２及びビード部Ｔ３からなる。
【００１６】
本発明では、グリーンタイヤＴのトレッド部Ｔ１に相当する領域においてグリーンタイヤＴと加硫用ブラダー２との間に剛性強化環３が配置される。剛性強化環３は円筒形の環であり、その周方向に所定量の引張り変形をさせるのに要する応力が、周方向に所定量の圧縮変形をさせるのに要する応力よりも大きいことが必要である。即ち、剛性強化環３は、タイヤ周方向に伸長し難く、かつ圧縮しやすい性質を有する。
【００１７】
剛性強化環３を加硫用ブラダー２の外周に外嵌めすることにより、加硫成形時に加硫用ブラダー２が膨張するとき、剛性強化環３が周方向に伸長し難くその直径の変化を抑制するので、加硫用ブラダー２の外径、とりわけトレッド部Ｔ１が意に反して丸く膨らむのを抑制し、加硫用ブラダー２の外周形状を制限する。即ち、剛性強化環３を使用することにより、加硫成形時に加硫用ブラダー２が膨張するときのタイヤの内周面の形状を限定し、トレッド部Ｔ１に相当する領域におけるタイヤ径方向の厚さを調整し寸法精度を高くすることが可能となる。このため剛性強化環３は、そのタイヤ周方向の引張り剛性が、加硫用ブラダー２のタイヤ周方向の引張り剛性よりも大きいことが好ましい。
【００１８】
また、剛性強化環３に外嵌めされた加硫用ブラダー２は、タイヤ径方向への膨張が制限されるため、剛性強化環３の開口部、即ちタイヤ幅方向へ膨張しやすくなる。これにより従来、金型の内面へ接触するのが比較的遅く押付け力を十分に付与することが難しいため、加硫時間が長くなる原因の一つであったグリーンタイヤのショルダー領域に対して十分に加熱・加圧処理を施すことが可能となる。即ち、剛性強化環３を使用することにより、タイヤショルダー部の厚さを薄くして寸法精度を高くすると共に、加硫時間を短くすることが可能となる。
【００１９】
剛性強化環３は、その周方向の引張り応力が大きいことに加え、周方向の圧縮応力が小さいという特徴を有する。タイヤの加硫成形の初期段階では、タイヤ内面に近いカーカスやベルト層等のゴムの加硫が進行し、次の中期段階以降にタイヤ内部を含むタイヤ断面全体の加硫が進行する。未加硫ゴムの加硫が進行すると熱膨張によりゴムの体積が増大する。このため、中期段階以降にタイヤ断面全体の加硫が進行すると、熱膨張のために初期段階で加硫が進行したタイヤ内面に近い加硫ゴムは、タイヤ内腔の周長を縮小させる必要がある。本発明の剛性強化環３は、周方向の圧縮応力が小さいため、中期段階以降の加硫ゴムの挙動に追従することができ、バックリング等の故障が起きるのを防ぐことが可能となる。
【００２０】
剛性強化環３は円筒形の環であり、その寸法は特に限定されるものではないが、剛性強化環３の外径が加硫したタイヤの内径と略同等で、剛性強化環３の幅が加硫したグリーンタイヤＴのトレッド部Ｔ１の幅と略同等であるとよい。これにより、グリーンタイヤＴのトレッド部Ｔ１に相当する領域の径方向内側の形状を調整することが可能となる。
【００２１】
剛性強化環３は周方向の引張り応力が圧縮応力より大きい特徴を有するものであれば、その構成が特に制限されるものではない。剛性強化環３を構成する材料としては例えば加硫ゴムや樹脂等がある。剛性強化環３の厚さは、特に制限されるものではないが、好ましくは、１〜１０ｍｍ、より好ましくは２〜６ｍｍであると良い。剛性強化環３の厚さが１ｍｍ未満であると、加硫成形時におけるタイヤ内周面の形状を調整する作用が十分に得られない虞がある。また、剛性強化環３の厚さが１０ｍｍを超えると、加硫成形の中期段階以降に周長を縮小させる作用が十分に得られない虞がある。さらに、加硫されるタイヤの形状や大きさ等に応じて剛性強化環３の最適な厚さは一律ではない。
【００２２】
また、剛性強化環３は周方向に延在する補強線材４（図４〜図７参照）を内包することが好ましい。この補強線材４としては、有機繊維コード、スチールコードが挙げられる。有機繊維コードとしては、例えばポリエステル繊維コード、ポリアミド繊維コード、レーヨン繊維コード、アラミド繊維コード、ポリエチレンナフタレート繊維コード、ポリオレフィンケトン繊維コード、アクリル繊維コード等が例示される。これら繊維コードの撚り構造は、剛性強化環３にしたとき所定の引張り応力及び圧縮応力が得られるように適宜決めることが可能となる。また、補強線材４に適当な張力をかけながらタイヤ周方向に螺旋状に巻回することにより補強体を形成する。補強線材４の撚り構造及び巻回時の張力により、剛性強化環３の周方向の引張り応力を調整することが可能となる。
【００２３】
図２は本発明の空気入りタイヤの製造方法に使用される加硫装置において加硫時に膨張した状態にある加硫用ブラダー２を示し、図３及び図４はその加硫装置における剛性強化環３を示すものである。グリーンタイヤＴと加硫用ブラダー２との間に介在する剛性強化環３の外周面には凹部３Ａ及び凸部３Ｂが形成されている。図３に示すように、剛性強化環３の凹部３Ａ及び凸部３Ｂは周方向に沿って連続的に延在していることが好ましい。また、図示はしていないが、剛性強化環３は周方向に沿って断続的に凹部３Ａ及び凸部３Ｂを形成することもできる。
【００２４】
図４に示すように、剛性強化環３には複数の補強線材４が埋設されている。これら補強線材４は凹部３Ａの底面及び凸部３Ｂの頂面に沿って配置されている。また、図示はしていないが、別の実施形態として補強線材４を剛性強化環３の内面に沿って配置することもできる。
【００２５】
なお、剛性強化環３の凹部３Ａの深さは特に限定されるものではないが、少なくとも凹部３Ａの深さが０．５ｍｍ以上であり、好ましくは１ｍｍ〜５ｍｍであると良い。また、剛性強化環３の凹部３Ａの幅は、特に限定されるものではない。
【００２６】
図５〜図７は剛性強化環３の変形例を示す断面図である。図５において、剛性強化環３には深さが異なる複数の種類の凹部３Ａが形成されている。より具体的には、幅方向中央部に位置する凹部３Ａが最も深くなっており、その両側の他の凹部３Ａは相対的に浅くなっている。
【００２７】
図６においては、図５の例と同様に、剛性強化環３には深さが異なる複数の種類の凹部３Ａが形成されている。また、それぞれの凹部３Ａの深さに応じて剛性強化環３の厚さが変化している。つまり、凹部３Ａが深い部分では厚さｔ１を有する厚肉部３Ｃを構成し、凹部３Ａが浅い部位では厚さｔ２を有する薄肉部３Ｄを構成している。厚肉部３Ｃと薄肉部３Ｄとが隣接する箇所には段差部が形成されるが、この段差部において加硫用ブラダー２と当接する面には傾斜面３Ｅが形成されている。更に、剛性強化環３の幅方向断面において、剛性強化環３の両端部は幅方向外側に向かって徐々に薄くなっており、その両端部において加硫用ブラダー２と当接する面に傾斜面３Ｆが設けられている。なお、剛性強化環３の両端部における傾斜面３Ｆは図４や図５の例にも適用可能である。
【００２８】
様々な型付けのバリエーションに対応する方法として、剛性強化環３の凹部３Ａに剛性強化環３に追加型６として補助環を介在させることも可能である。図７は、剛性強化環３に追加型６として補助環を介在させる場合の剛性強化環３の断面図である。追加型６の断面形状に応じて凹部３Ａが形成されており、追加型６が剛性強化環３の凹部３Ａに嵌合する。グリーンタイヤＴの加硫成形時に、剛性強化環３の凹部３Ａに追加型６を嵌合させて使用する。
【００２９】
追加型６は、図８に示すように、周方向に沿って連続的に延在する凹部６Ａ及び凸部６Ｂが形成されており、図示はしていないが、追加型６は周方向に沿って断続的に凹部６Ａ及び凸部６Ｂを形成することもできる。図９に示すように、追加型６は周方向に延在する複数の補強線材４を内包することが好ましい。この補強線材４は追加型６の凹部６Ａの底面及び凸部６Ｂの頂面に沿って配置されている。図示はしていないが、補強線材４は追加型６の内面に沿って配置することもできる。この追加型６を構成する補強線材４としては、剛性強化環３と同様の有機繊維コード、スチールコードを使用することが好ましい。
【００３０】
なお、追加型６の厚さは、特に制限されるものではないが、剛性強化環３の厚さが１０ｍｍを超えると、加硫成形の中期段階以降に周長を縮小させる作用が十分に得られない虞があることから、剛性強化環３の凹部３Ａに追加型６を介在させた状態での全体の厚さが１０ｍｍを超えない範囲で追加型６の厚さを規定し、好ましくは３〜８ｍｍであると良い。
【００３１】
以下、剛性強化環３を使用した空気入りタイヤの製造方法について説明する。本発明の空気入りタイヤの製造方法におけるタイヤの加硫方法は、グリーンタイヤＴのトレッド部Ｔ１に相当する領域においてグリーンタイヤＴと加硫用ブラダー２との間に剛性強化環３を配置した状態で金型１内にセットする。
【００３２】
また、追加型６として補助環を介在させる場合、剛性強化環３の凹部３Ａに追加型６を嵌合させる。その状態で、剛性強化環３をグリーンタイヤＴと加硫用ブラダー２との間に配置し、金型１内にセットすることも可能である。
【００３３】
次に、加硫用ブラダー２を膨張させることにより、金型１に対してグリーンタイヤＴをタイヤ径方向外側へ押し付ける。加硫用ブラダー２が膨張した状態において、グリーンタイヤＴのトレッド部Ｔ１に相当する領域では剛性強化環３の凹部３Ａ及び凸部３Ｂに基づいて型が形成され、グリーンタイヤＴのトレッド部Ｔ１におけるタイヤ内面に型付けを行う。このように、剛性強化環３の単体で又は剛性強化環３と追加型６を併せて使用してグリーンタイヤＴの加硫成形を行う。
【００３４】
上述した空気入りタイヤの製造方法において、グリーンタイヤＴのトレッド部Ｔ１に相当する領域においてグリーンタイヤＴと加硫用ブラダー２との間に、その外周面に凹部３Ａ及び凸部３Ｂを有する剛性強化環３を介在させ、剛性強化環３の凹部３Ａ及び凸部３Ｂに基づいてグリーンタイヤＴのトレッド部Ｔ１におけるタイヤ内面に型付けを行うことにより、タイヤ内面に様々な形状を型付けすることが可能となる。しかも、このような剛性強化環３は内型としてブラダーを備えた加硫設備において使用することが可能であって汎用性が高い。また、上記剛性強化環３を用いた場合、加硫時にタイヤ内面の型付けを効率良く行うことができる。
【００３５】
また、剛性強化環３は周方向に延在する補強線材４を内包することが好ましい。これにより、剛性強化環３の周方向の剛性が確保され、タイヤ内面の輪郭をしっかりと形成することができる。
【００３６】
剛性強化環３の凹部３Ａ及び凸部３Ｂは周方向に沿って連続的に延在することが好ましい。これにより、剛性強化環３の凹部３Ａ及び凸部３Ｂに対応する凹部及び凸部をタイヤ周方向に沿って連続的に形成することができる。
【００３７】
剛性強化環３の凹部３Ａに追加型６として補助環を介在させることが好ましい。追加型６は様々な型付けのバリエーションに対応できる柔軟性を有すると共に、追加型６の使用によって部品やセンサーなどをタイヤ内面に取り付けるための形状加工を加硫時に行なうことが可能となる。
【００３８】
更には、剛性強化環３の両端部が幅方向外側に向かって徐々に薄くなるように該両端部において加硫用ブラダー２と当接する面に傾斜面３Ｆを設けることが好ましい。また、剛性強化環３は深さが異なる複数種類の凹部３Ａを有すると共に凹部３Ａの深さに応じて厚さを変化させた厚肉部３Ｃ及び薄肉部３Ｄを有する場合、これら厚肉部３Ｃと薄肉部３Ｄとの段差部において加硫用ブラダー２と当接する面に傾斜面３Ｅを設けることが好ましい。このような剛性強化環３に傾斜面３Ｅ，３Ｆを設けることにより、加硫用ブラダー２が剛性強化環３に対して段差なく当接するようになり、グリーンタイヤＴに対して圧力が均等に伝わるので、熱伝導の遅れが抑制されて加硫に要する時間を短縮することが可能となる。また、剛性強化環３に凹部３Ａの深さに応じて厚さを変化させた厚肉部３Ｃ及び薄肉部３Ｄを設けることにより、剛性強化環３の厚さが全体的に薄くなるので、このことも加硫時間の短縮に寄与する。
【００３９】
以下、実施例により本発明を更に説明するが、本発明の範囲はこれらの実施例に限定されるものではない。
【実施例】
【００４０】
同一仕様の空気入りタイヤ（タイヤサイズ２０５／５５Ｒ１６）の製造するとき、従来例１〜２においてはブラダー表面加工により又は剛性中子を使用して加硫成形を行い、実施例１〜２においては剛性強化環を使用して加硫成形を行って、従来例１〜２及び実施例１〜２の空気入りタイヤを製造した。
【００４１】
なお、実施例１の剛性強化環においては、剛性強化環の両端部に傾斜面を設けていない（図５：段差大）。実施例２の剛性強化環においては、剛性強化環の凹部の深さに応じて厚さを変化させた厚肉部と薄肉部との段差部において加硫用ブラダーと当接する面に傾斜面を設けると共に、剛性強化環の両端部が幅方向外側に向かって徐々に薄くなるように該両端部において加硫用ブラダーと当接する面に傾斜面を設けた（図６：段差小）。
【００４２】
これら試験タイヤについて、型付け精度、製造コスト、加硫方法の汎用性、熱伝導の効率性の各項目に関して評価を行い、その結果を表１に示した。
【００４３】
型付け精度、加硫方法の汎用性、熱伝導の効率性：
上記の各項目が優れている場合を「◎」で示し、良好である場合を「○」で示し、悪い場合を「×」で示した。
【００４４】
製造コスト：
製造コストが非常に低く抑えられている場合を「◎」で示し、製造コストが低い場合を「○」で示し、高い場合を「×」で示した。
【００４５】
【表１】
2017042957.tif 000003
【００４６】
この表１から判るように、本発明の剛性強化環を使用して空気入りタイヤを製造することで、実施例１〜２のタイヤはタイヤ内面に精度の高い型付けがなされると共に、これらタイヤを低コストで製造することができた。また、このような空気入りタイヤの製造方法は汎用性が高いものである。
【符号の説明】
【００４７】
１  金型
２  加硫用ブラダー
３  剛性補強環
３Ａ  凹部
３Ｂ  凸部
３Ｃ  厚肉部
３Ｄ  薄肉部
３Ｅ，３Ｆ  傾斜面
４  補強線材
６  追加型
６Ａ  凹部
６Ｂ  凸部
Ｔ  グリーンタイヤ
Ｔ１  トレッド部
Ｔ２  サイド部
Ｔ３  ビード部
【図１】
2017042957.tif 000004
【図２】
2017042957.tif 000005
【図３】
2017042957.tif 000006
【図４】
2017042957.tif 000007
【図５】
2017042957.tif 000008
【図６】
2017042957.tif 000009
【図７】
2017042957.tif 000010
【図８】
2017042957.tif 000011
【図９】
2017042957.tif 000012