JP2014069335A - 空気入りタイヤの製造方法、及び空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】 加硫成形後、中子本体のタイヤからの取り外し性を高める。
【解決手段】 タイヤ成形面を有する中子本体を具える剛性中子を用いた空気入りタイヤの製造方法であって、前記中子本体は、周方向に交互に配される第１、第２の複数の中子セグメントから構成される。少なくとも１つの第２の中子セグメントのタイヤ成形面に、このタイヤ成形面の半径方向内端位置の付近から中子最大巾位置の付近まで周方向に対して４５〜９０°の角度でのびる凹溝を形成した。
【選択図】図４

Description

本発明は、加硫形成後における剛性中子のタイヤからの取り外しを容易とした空気入りタイヤの製造方法、及び空気入りタイヤに関する。

近年、タイヤの形成精度を高めるため、剛性中子を用いたタイヤ形成方法（以下、「中子工法」と呼ぶ。）が提案されている（例えば特許文献１、２参照。）。前記剛性中子は外表面に、加硫済みタイヤのタイヤ内腔面と等しい輪郭形状のタイヤ成形面を有し、このタイヤ成形面上でインナーライナゴム、カーカスプライ、ベルトプライ、サイドウォールゴム、トレッドゴム等の未加硫のタイヤ構成部材を順次貼り付けることにより、生タイヤが形成される。又前記生タイヤは、剛性中子ごと加硫金型内に投入され、これにより内型である剛性中子と外型である加硫金型との間に挟まれて、生タイヤが加硫成形される。

他方、中子工法では、加硫成形後に、前記剛性中子をタイヤから取り出す必要がある。そのため、図８（Ａ）に示すように、中子本体ａは、周方向に分割される複数の中子セグメントｂから形成される。詳しくは、前記中子セグメントｂは、周方向に交互に配される第１、第２の中子セグメントｂ１、ｂ２からなり、前記第１の中子セグメントｂ１は、その周方向両端面が、半径方向内方に向かって周方向巾が減少する向きに傾斜する。又前記第２の中子セグメントｂ２は、その周方向両端面が、半径方向内方に向かって周方向巾が増加する向きに傾斜する。

従って、中子セグメントｂのうち、第２の中子セグメントｂ２から一つずつ半径方向内方に移動させることができ、この移動によって、第２の中子セグメントｂ２から順にタイヤのビード部から取り出すことが可能となる。

しかしながら加硫成形時には、図８（Ｂ）に示すように、中子本体ａとタイヤｔとは密着状態にある。そのため、中子セグメントｂの半径方向内方への引っ張りでは、中子セグメントｂをタイヤｔから容易に引き剥がすことが難しく、中子本体ａのタイヤｔからの取り外し作業に多くの時間が必要となる。特に、最初の中子セグメントｂの引き剥がしが難しい。

なお中子本体ａの表面に離型剤を塗布して、中子本体ａのタイヤｔからの剥離性を高めることが提案される。しかしこの場合、生タイヤ形成時、中子本体ａの表面にタイヤ構成部材を貼り付けることが難くなり、生タイヤの形成効率や形成精度の低下を招く。

特開２０１１−１３１５２６号公報 特開２０１１−１６１８９６号公報

そこで本発明は、少なくとも１つの第２の中子セグメントにおけるタイヤ成形面の所定位置に、凹溝を所定角度で形成することを基本として、加硫成形後のタイヤと中子セグメントとの間の剥離を、離型剤を用いることなく容易に行うことができ、中子本体のタイヤからの取り外し性を高めうる空気入りタイヤの製造方法、及び空気入りタイヤを提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、本願請求項１の発明は、外表面にタイヤ成形面を設けた環状の中子本体を具える剛性中子を用いた空気入りタイヤの製造方法であって、
前記タイヤ成形面上に、未加硫のタイヤ構成部材を順次貼り付けることにより生タイヤを形成する生タイヤ形成工程と、前記生タイヤを剛性中子ごと加硫金型内に投入して加硫成形する加硫工程とを含むとともに、
前記中子本体は、周方向に分割される複数の中子セグメントからなり、
かつ前記中子セグメントは、周方向両端面が半径方向内方に向かって周方向巾が減少する向きに傾斜する第１の中子セグメントと、周方向両端面が半径方向内方に向かって周方向巾が増す向きに傾斜し、かつ前記第１の中子セグメントと交互に配される第２の中子セグメントとから構成されるとともに、
少なくとも１つの第２の中子セグメントのタイヤ成形面に、このタイヤ成形面の半径方向内端位置の付近から該タイヤ成形面がタイヤ軸方向外側に最も突出する中子最大巾位置の付近まで周方向に対して４５〜９０°の角度でのびる凹溝を形成したことを特徴としている。

また請求項２では、前記凹溝は、溝深さＨｇが１．０ｍｍ以下、かつタイヤ成形面での溝巾Ｗｇが５．０ｍｍ以下であることを特徴としている。

また請求項３では、前記凹溝の断面において、溝壁とタイヤ成形面とが交わる上コーナ、及び溝壁と溝底とが交わる下コーナは、円弧面で形成されるとともに、前記円弧面の半径を０．５ｍｍ以上としたことを特徴としている。

また請求項４は空気入りタイヤの発明であって、請求項１〜３の何れかに記載の製造方法によって形成されたことを特徴としている。

本発明は叙上の如く、中子セグメントのタイヤ成形面に、このタイヤ成形面の半径方向内端位置の近傍からコア最大巾位置の近傍まで周方向に対して４５〜９０°の角度でのびる凹溝を形成している。この凹溝は、中子セグメントを半径方向内側に引き出すとき、空気路として機能し、中子セグメントとタイヤとの間の界面に空気層ができるのを助ける。その結果、中子セグメントとタイヤとの剥離性が高まり、中子本体のタイヤからの取り外し作業性を向上させることができる。なお前記凹溝が、最初に引き出される中子セグメントに形成されることで、前記効果が有効に発揮される。従って凹溝は、少なくとも１つの第２の中子セグメントに形成されていればよい。しかし各第２の中子セグメントに形成するのがより好ましく、さらには各第１、第２の中子セグメントに形成するのが好ましい。

本発明の空気入りタイヤの製造方法における生タイヤ形成工程を説明する断面図である。 加硫工程を説明する断面図である。 中子本体を示す側面図である。 剛性中子を示す分解斜視図である。 凹溝の長さ方向と直角な断面図である。 （Ａ）〜（Ｃ）は、タイヤ構成部材を形成する部材材料の斜視図である。 （Ａ）、（Ｂ）は、カーカスプライの形成方法の説明図、（Ｃ）、（Ｄ）はベルトプライの形成方法の説明図である。 （Ａ）、（Ｂ）は、タイヤからの中子本体の取り外し方法の説明図である。

以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。
本発明の空気入りタイヤの製造方法は、剛性中子１０を用いた生タイヤ形成工程Ｋ１と加硫工程Ｋ２とを含む。図１に示すように、剛性中子１０は、外表面にタイヤ成形面Ｓを有する環状の中子本体１１を具え、前記生タイヤ形成工程Ｋ１では、前記タイヤ成形面Ｓ上に、未加硫のタイヤ構成部材Ｔを順次貼り付けることにより生タイヤ６を形成する。

図１に、前記生タイヤ形成工程Ｋ１によって形成された生タイヤ６の一実施例が示される。この生タイヤ６は、本例では、
（ア）トレッド部６ａからサイドウォール部６ｂへてビード部６ｃに至る１枚以上、本例では１枚のカーカスプライＴ１、
（イ）前記カーカスプライＴ１の半径方向外側かつ前記トレッド部６ａの内部に配される１枚以上、本例では２枚のベルトプライＴ２、
（ウ）前記ベルトプライＴ２のさらに半径方向外側に配される１枚以上、本例では１枚のバンドプライＴ３、
（エ）前記トレッド部６ａの外表面をなすトレッドゴムＴ４、
（オ）前記サイドウォール部６ｂの外表面をなすサイドウォールゴムＴ５、
（カ）前記ビード部６ｃの外表面をなすリムズレ防止用のチェーファゴムＴ６、
（キ）タイヤ内腔面をなすインナーライナゴムＴ７、
（ク）前記ビード部６ｃに配され、かつ前記カーカスプライＴ１の半径方向内端部をタイヤ軸方向内外から狭持する内、外のビードコアＴ８、Ｔ９及び
（ケ）各前記内外のビードコアＴ８、Ｔ９からそれぞれ立ち上がるビード補強用の内外のビードエーペックスゴムＴ１０、Ｔ１１、
である複数のタイヤ構成部材Ｔから形成される。

前記カーカスプライＴ１は、タイヤ赤道Ｃｏに対して例えば９０°の角度で配列するカーカスコードと、それを被覆するトッピングゴムとを有する。前記ベルトプライＴ２は、タイヤ赤道Ｃｏに対して例えば１０〜４０°の角度θ（図７（Ｄ）に示す。）で配列するベルトコードと、それを被覆するトッピングゴムとを有する。前記バンドプライＴ３は、タイヤ周方向に配列するバンドコードと、それを被覆するトッピングゴムとを有する。

これらタイヤ構成部材Ｔのうち、前記トレッドゴムＴ４、サイドウォールゴムＴ５、チェーファゴムＴ６、インナーライナゴムＴ７、ビードエーペックスゴムＴ１０、Ｔ１１であるゴム部材は、本例では、図６（Ａ）に示すように、長尺テープ状のゴムストリップ８を螺旋状に巻回する所謂ストリップワインド法（ＳＴＷ法）にて形成される。前記ゴムストリップ８のゴム組成、及び断面寸法は、タイヤ構成部材Ｔ毎に設定される。

又前記タイヤ構成部材Ｔのうち、前記カーカスプライＴ１、ベルトプライＴ２、バンドプライＴ３であるコードプライは、図６（Ｂ）に示すコードストリップ９を用いて形成される。前記コードストリップ９は、長さ方向に引き揃えたタイヤコード９ａの配列体をトッピングゴム９ｂで被覆した長尺テープ状をなす。前記カーカスプライＴ１の場合、図７（Ａ）、（Ｂ）に示すように、前記コードストリップ９を所定長さで切断した短冊片９Ａを、そのタイヤコード９ａがタイヤ赤道Ｃｏに対して直角となる向きで、タイヤ周方向に順次貼り付けることにより形成される。又ベルトプライＴ２の場合、図７（Ｃ）、（Ｄ）に示すように、前記コードストリップ９を所定長さで斜めに切断した短冊片９Ｂを、そのタイヤコード９ａがタイヤ赤道Ｃｏに対して前記角度θで傾斜する向きで、タイヤ周方向に順次貼り付けることにより形成される。又バンドプライＴ３は、前記コードストリップ９を、タイヤ周方向に螺旋状に連続して巻回することにより形成される。なお前記コードストリップ９におけるタイヤコード９ａの材質、太さ、コード間距離、及びトッピングゴム９ｂのゴム組成等は、タイヤ構成部材Ｔ毎に設定される。

又前記タイヤ構成部材Ｔのうち、前記内外のビードコアＴ８、Ｔ９は、図６（Ｃ）に示すゴム引きワイヤ７を、半径方向内側から外側に渦巻き状に巻回することにより形成される。

又前記加硫工程Ｋ２では、図２に略示するように、前記生タイヤ６を剛性中子１０ごと加硫金型２内に投入して加硫成形する。

なお前記生タイヤ形成工程Ｋ１、及び加硫工程Ｋ２は、これに限定されるものではなく、剛性中子１０を用いた従来的な種々の生タイヤ形成工程、及び加硫工程が好適に採用できる。

次に、本発明で用いられる剛性中子１０は、図１、４に示すように、外表面にタイヤ成形面Ｓを有する中子本体１１を少なくとも含む。本例では、剛性中子１０が、中子本体１１と、この中子本体１１の中心孔１１ｈに内挿される円筒状のコア１２と、前記中子本体１１の軸心方向両側に配される一対の側板１３、１３とを具える場合が示される。

前記タイヤ成形面Ｓは、加硫済みタイヤのタイヤ内腔面と等しい輪郭形状をなし、トレッド成形面部Ｓａと、サイドウォール成形面Ｓｂと、ビード成形面Ｓｃとから形成される。又中子本体１１は、図３、４に示すように、周方向に分割される複数の中子セグメント１４からなり、又中子セグメント１４は、周方向に交互に配置される第１、第２の中子セグメント１４Ａ、１４Ｂから構成される。前記第１の中子セグメント１４Ａは、その周方向両端面が、半径方向内方に向かって周方向巾が減少する向きに傾斜している。又前記第２の中子セグメント１４Ｂは、その周方向両端面が、半径方向内方に向かって周方向巾が増す向きに傾斜している。

従って中子本体１１では、従来と同様、第２の中子セグメント１４Ｂから一つずつ半径方向内方に移動することができ、この移動によって第２の中子セグメント１４Ｂから一つずつ順にタイヤのビード部から取り出すことができる。

この時、中子セグメント１４のタイヤからの剥離を容易とし、中子本体１１のタイヤからの取り外し作業性を向上させるために、少なくとも最初に取り出される中子セグメント１４Bのタイヤ成形面Sに凹溝２０を形成している。即ち、少なくとも１つの第２の中子セグメント１４Bのタイヤ成形面Sに凹溝２０を形成している。本例では、図１、３に示すように、各中子セグメント１４のタイヤ成形面Ｓに凹溝２０を形成した最も好ましい場合が示される。

前記凹溝２０は、前記タイヤ成形面Ｓの半径方向内端位置Ｐ１の付近から中子最大巾位置Ｐ２の付近までの間を、周方向に対して４５〜９０°の角度αでのびる。前記中子最大巾位置Ｐ２とは、前記タイヤ成形面Ｓがタイヤ軸方向外側に最も突出する位置であり、又中子最大巾位置Ｐ２の「付近」とは、前記中子最大巾位置Ｐ２からの半径方向距離が１０ｍｍ以下の範囲の領域を意味する。又前記半径方向内端位置Ｐ１の「付近」とは、前記半径方向内端位置Ｐ１からの半径方向距離が１０ｍｍ以下の範囲の領域を意味する。

このような凹溝２０は、中子セグメント１４を半径方向内側に移動させる際、空気路として機能し、中子セグメント１４とタイヤとの間の界面に空気層ができるのを助ける。その結果、中子セグメント１４とタイヤとの剥離性が高まり、中子本体１１のタイヤからの取り外し作業性を向上させることができる。

なお凹溝２０の前記角度αが４５°を下回る場合、前記凹溝２０とその内部に充填されるゴムからなるタイヤ側の凸条突起との嵌合力が、大きな抵抗となってしまい、中子本体１１の取り外し作業性を低下させる傾向を招く。従って前記角度αは４５°以上であり、好ましくは６０°以上、さらには７５°以上が望ましい。

又前記凹溝２０の半径方向内端２０Ｌが、前記内端位置Ｐ１よりも半径方向内側に位置する場合、前記内端位置Ｐ１を越えた部分にゴムが流れ込み、スピュを発生させる。そして前記内端位置Ｐ１からの距離が１０ｍｍを越える場合には、前記スピュが過大となって、リム組後の気密性に不利を招く。逆に、凹溝２０の内端２０Ｌが、前記内端位置Ｐ１よりも半径方向外側に位置し、かつ前記内端位置Ｐ１からの距離が１０ｍｍを越える場合には、中子セグメント１４とタイヤとの間に空気が入り難くなってしまい、剥離性を低下させる。このような理由により、前記凹溝２０の内端２０Ｌの前記内端位置Ｐ１からの半径方向内外の距離は、それぞれ１０ｍｍ以下であり、好ましくは５ｍｍ以下、さらには３ｍｍ以下が望ましい。

又前記凹溝２０の半径方向外端２０Ｕが、前記中子最大巾位置Ｐ２よりも半径方向内側に位置し、かつ中子最大巾位置Ｐ２からの距離が１０ｍｍを越える場合には、中子セグメント１４とタイヤとの間に空気が入り難くなって、剥離性を低下させる。又凹溝２０の外端２０Ｕが、前記中子最大巾位置Ｐ２を半径方向外側に越えても、剥離性のさらなる向上は見込まれない。しかし、タイヤ成形面Ｓの表面積が低下する結果、生タイヤ形成時におけるタイヤ成形面Ｓとタイヤ構成部材Ｔとの粘着力を低下させる傾向を招く。その結果、特に前記ゴムストリップ８の巻回によってインナーライナゴムＴ７を形成する場合には、ゴムストリップ８との粘着が不十分となって、生タイヤの形成効率や形成精度に不利を招く。しかも、凹溝２０内に充填されるゴム（前記タイヤ側の凸条突起に相当する。）の分だけ、タイヤ質量や材料コストに不利を招く。このような理由により、前記凹溝２０の外端２０Ｕの前記中子最大巾位置Ｐ２からの半径方向内外の距離は、それぞれ１０ｍｍ以下であり、好ましくは５ｍｍ以下、さらには３ｍｍ以下が望ましい。

又前記凹溝２０では、図５に示すように、その溝深さＨｇは１．０ｍｍ以下、かつタイヤ成形面Ｓにおける溝巾Ｗｇは５．０ｍｍであるのが好ましい。なお前記溝深さＨｇが１．０ｍｍを越える場合、及び溝巾Ｗｇが５．０ｍｍを越える場合には、凹溝２０内に充填されるゴム量が不必要に増加するため、タイヤ質量や材料コストに不利を招く。さらに溝巾Ｗｇが５．０ｍｍを越える場合、タイヤ成形面Ｓの表面積が減じてタイヤ構成部材Ｔとの粘着性を低下させる結果、生タイヤ形成に不利を招く。

なお溝深さＨｇが小さすぎても、又溝巾Ｗｇが小さすぎても、中子セグメント１４とタイヤとの間に空気が入り難くなって、剥離性を十分高めることが難しくなる。従って、前記溝深さＨｇの下限値は０．３ｍｍ以上が好ましく、又溝巾Ｗｇの下限値は１．０ｍｍ以上が好ましい。

又同図５に示すように、前記凹溝２０の断面において、その溝壁２０ａとタイヤ成形面Ｓとが交わる上コーナＵ、及び溝壁２０ａと溝底２０ｂとが交わる下コーナＬは、それぞれ円弧面２１で形成されるのが好ましく、特に前記円弧面２１の半径Ｒを０．５ｍｍ以上とするのが好ましい。これにより前記凹溝２０内に充填されるゴムからなるタイヤ側の凸条突起の断面が滑らかとなる。その結果、凸条突起を起点とするクラックなどの発生を抑制しうる。

なお前記凹溝２０は、最初に引き出される中子セグメント１４に形成されることで、前記効果が有効に発揮される。従って、凹溝は、少なくとも１つの第２の中子セグメント１４Bに形成されていればよい。しかし各第２の中子セグメント１４Bに形成するのがより好ましく、さらには各第１、第２の中子セグメント４A、４Ｂに形成するのが好ましい。又前記凹溝２０の形成数は、１つの中子セグメント１４に対して１本以上であり、その上限は、タイヤ構成部材Ｔとの粘着性の観点から３６本以下、さらには１２本以下が好ましい。又複数本の凹溝２０を形成する場合、凹溝２０同士を交差させることもできる。

又本例の剛性中子１０では、図４に示すように、前記コア１２の外周面、及び前記中子セグメント１４の内周面に、中子軸心方向にのびかつ互いに係合する蟻溝１５ａ及び蟻ほぞ１５ｂの一方、他方が形成される。これにより、コア１２と各中子セグメント１４とは、軸心方向にのみ相対移動可能に連結される。又前記コア１２の軸心方向の一方側の端部には、側板１３が固着され、又他方側の端部には側板１３が着脱自在に取り付く。前記コア１２は、各中子セグメント１４が半径方向内側に移動するのを防止し、又両側の側板１３は、各中子セグメント１４が軸心方向に移動するのを防止する。

以上、本発明の特に好ましい実施形態について詳述したが、本発明は図示の実施形態に限定されることなく、種々の態様に変形して実施しうる。

本発明の効果を確認するため、図３、４に示す構造をなす、タイヤサイズ２０５／５５Ｒ１６のタイヤ形成用の剛性中子１０を、表１の仕様で試作するとともに、各剛性中子１０を用いてタイヤを製造した。そして加硫成形後に、既加硫タイヤから中子本体１１を取り出す際の作業時間を比較した。

各剛性中子１０とも、凹溝２０以外は実質的に同仕様である。凹溝２０は、中子セグメント１４の両側の側面に形成している。各凹溝２０とも、凹溝２０の半径方向内端２０Ｌは、タイヤ成形面Ｓの半径方向内端位置Ｐ１に位置し、かつ凹溝２０の半径方向外端２０Ｕは中子最大巾位置Ｐ２に位置している。又凹溝２０の上コーナ、下コーナは、それぞれ半径５ｍｍの円弧面２１で形成している。

表１に示すように、実施例の剛性中子１０は、凹溝２０の形成によって剥離性が高まり、中子本体１１のタイヤからの取り出し作業時間を大幅に短縮しうるのが確認できた。

６ 生タイヤ
１０ 剛性中子
１１ 中子本体
１４Ａ、１４Ｂ、１４ 中子セグメント
２０ 凹溝
２０ａ 溝壁
２０ｂ 円弧面
Ｋ１ 生タイヤ形成工程
Ｋ２ 加硫工程
Ｌ 下コーナ
Ｐ１ 内端位置
Ｐ２ 中子最大巾位置
Ｓ タイヤ成形面
Ｔ タイヤ構成部材
Ｕ 上コーナ

Claims (4)

1. 外表面にタイヤ成形面を設けた環状の中子本体を具える剛性中子を用いた空気入りタイヤの製造方法であって、
   前記タイヤ成形面上に、未加硫のタイヤ構成部材を順次貼り付けることにより生タイヤを形成する生タイヤ形成工程と、前記生タイヤを剛性中子ごと加硫金型内に投入して加硫成形する加硫工程とを含むとともに、
   前記中子本体は、周方向に分割される複数の中子セグメントからなり、
   かつ前記中子セグメントは、周方向両端面が半径方向内方に向かって周方向巾が減少する向きに傾斜する第１の中子セグメントと、周方向両端面が半径方向内方に向かって周方向巾が増す向きに傾斜し、かつ前記第１の中子セグメントと交互に配される第２の中子セグメントとから構成されるとともに、
   少なくとも１つの第２の中子セグメントのタイヤ成形面に、このタイヤ成形面の半径方向内端位置の付近から該タイヤ成形面がタイヤ軸方向外側に最も突出する中子最大巾位置の付近まで周方向に対して４５〜９０°の角度でのびる凹溝を形成したことを特徴とする空気入りタイヤの製造方法。
2. 前記凹溝は、溝深さＨｇが１．０ｍｍ以下、かつタイヤ成形面での溝巾Ｗｇが５．０ｍｍ以下であることを特徴とする空気入りタイヤの製造方法。
3. 前記凹溝の断面において、溝壁とタイヤ成形面とが交わる上コーナ、及び溝壁と溝底とが交わる下コーナは、円弧面で形成されるとともに、前記円弧面の半径を０．５ｍｍ以上としたことを特徴とする請求項１記載の空気入りタイヤの製造方法。
4. 請求項１〜３の何れかに記載の製造方法によって形成されたことを特徴とする空気入りタイヤ。
   

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