JP5495698B2 - プレキュアトレッド、更生タイヤ及び更生タイヤの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、更生タイヤに関し、特に、農機用タイヤ、航空機用タイヤ、建設車両用タイヤの更生に適したプレキュアトレッド、このプレキュアトレッドを用いて更生された更生タイヤとその製造方法に関する。

農機用タイヤ、航空機用タイヤ、建設車両用タイヤ等に使用されるタイヤを更生タイヤとして製造する場合には、摩耗したトレッドパターンを有するトレッドゴムを切削して取り除き、新品のトレッドゴムを貼り付けるためのバフ面と呼ばれる貼付面を形成し、台タイヤと呼ばれる更生タイヤの基礎となるタイヤを成型した後に、台タイヤのバフ面に加硫成型済みのプレキュアトレッドを貼り付けることにより行われる。

プレキュアトレッドは、互いに成型面を有する一対の金型の成型面同士を対向させ、この成型面の間に未加硫ゴムからなるトレッド素材を配置して、金型で挟み込み、さらに所定時間加熱することでトレッド素材を加硫し、台タイヤのバフ面の周方向長さよりも十分長い断面略台形の平板帯状に成型される。この加硫成型されたプレキュアトレッドは、一方の金型の成型面により台タイヤのバフ面に貼り付けられる貼付面が成型され、他方の金型の成型面によりタイヤ踏面としてのトレッドバターンが成型される。
一方、プレキュアトレッドが貼り付けられる台タイヤのバフ面は、使用済みタイヤのトレッドゴムをバフマシーンにより切削して除去することで、新品のトレッドゴムを貼り付けるバフ面が成型される。このバフ面は、タイヤの径方向にあらかじめ設定された直径、及び、幅方向断面が所定の形状となるように切削される。この形状はバフラインと呼ばれ、例えば、台タイヤとなる使用済みタイヤの構造に合わせて最適な形状に設定される。

また、上記プレキュアトレッドと台タイヤとは、以下のように一体化される。
まず、台タイヤのバフ面にプレキュアトレッドを接着するための未加硫ゴムからなるクッションゴムを配置し、このクッションゴムの上に平板帯状に加硫成型されたプレキュアトレッドを台タイヤの周方向に張力を加えつつ周方向に巻き付け、タイヤ１周分の長さＬ１となったときに、プレキュアトレッドの巻き始め部分と巻き終わり部分とが一致するように切断することにより、台タイヤ表面にプレキュアトレッドを貼り付ける。
その後、ゴム素材からなるエンベロープによりプレキュアトレッドを含むタイヤ表面を被覆し、エンベロープにより被覆された台タイヤ及びプレキュアトレッドを加硫缶と呼ばれる圧力容器の内部に投入し、加硫缶の内部を加圧，加熱することで、クッションゴムが加硫され、台タイヤ表面にプレキュアトレッドが接着することで更生タイヤが製造される。

しかしながら、図４に示すように、プレキュアトレッドの厚さ分の貼付面長さと踏面側長さＬ２の周差の関係から、３次元的に湾曲して成型されるバフ面に平板帯状のプレキュアトレッドをゴムの弾性を利用して張力をかけつつ貼り付ける必要があり、プレキュアトレッドの踏面側には引張り力が作用し、貼付面側には圧縮力が作用し、踏面側、貼付面側の双方に歪が内在された状態で台タイヤに貼り付けられることとなる。このため、更生タイヤが使用されるときには、プレキュアトレッドに内在する歪の影響により、トレッド踏面の特にトレッドパターンを構成するブロックの溝部にクラックが生じ易くなっている。このクラックは、オゾンクラックと呼ばれ、大気中に含まれるオゾンがトレッドパターンの溝部に内在する歪に対して作用することで生じるため、クラックを無くすためには、プレキュアトレッドを台タイヤに貼り付ける際にプレキュアトレッドにできるだけ歪が生じないようにする必要がある。また、特に、農機用タイヤ、航空機用タイヤ、建設車両用タイヤ等では、貼り付けられるプレキュアトレッドのゴム厚さが厚い傾向にあるため、プレキュアトレッドを台タイヤのバフ面に沿って貼り付けたときに、貼付面と踏面との間に大きな周方向長さの差が生じ易く、貼付面と踏面の双方に大きな歪が生じる結果オゾンクラックが生じる可能性が高くなる。
また、プレキュアトレッドの幅方向の両端部を薄肉に成型することで踏面側、貼付面側の幅方向に作用する歪を除去する方法や、プレキュアトレッドを円環形状に形成し、このプレキュアトレッドの内周側に台タイヤを設けて、プレキュアトレッドと台タイヤを貼り付けて踏面側、貼付面側の周方向に作用する歪を除去する方法も提案されているが、前者の方法では、タイヤの周方向においてプレキュアトレッドの踏面側及び貼付面側に歪が内在し、後者の方法では、タイヤの幅方向においてプレキュアトレッドの踏面側及び貼付面側に歪が内在してしまうことから、タイヤの幅方向及び周方向の双方の歪が生じないプレキュアトレッド及び更生タイヤを得ることができなかった。

特開２００６−３４６９３０号公報 特開２００１−１８０２２８号公報

そこで、本発明は、上記課題を解決するため、プレキュアトレッドを台タイヤに貼り付けるときに、プレキュアトレッドの貼付面と踏面の周方向及び径方向に歪を内在させないプレキュアトレッド、更生タイヤ及び更生タイヤの製造方法を提供する。

本発明の第１の構成として、台タイヤ表面の外周長さよりも短い所定長さに形成され、台タイヤ表面に載置されて台タイヤ表面に貼り付けられるプレキュアトレッドであって、台タイヤ表面に貼付される前の貼付面の形状が前記台タイヤ表面の幅方向及び径方向の湾曲形状に沿って湾曲する形状に成型されるようにした。
本発明によれば、プレキュアトレッドの貼付面が、台タイヤのプレキュアトレッドが貼り付けられるタイヤ表面の幅方向及び径方向に沿って湾曲して成型されているので、台タイヤ表面にプレキュアトレッドを貼り付けたときにプレキュアトレッドに歪が内在することがなく、プレキュアトレッドのタイヤ踏面におけるオゾンクラックの発生を抑制することができる。また、プレキュアトレッドの周方向長さが、台タイヤ表面の周方向長さよりも短いので、台タイヤ表面に貼り付けるときに、無理な力をかけることなく台タイヤ表面に貼り付けることができる。

本発明の第２の構成として、プレキュアトレッドの貼付面が台タイヤ表面の幅方向及び径方向の形状と実質的に同一であるようにした。
本発明によれば、台タイヤのタイヤ表面の幅方向及び径方向の形状と実質的に同一にプレキュアトレッドの貼付面が成型されているので、台タイヤ表面にプレキュアトレッドを載せ置くだけで貼り付けることができ、プレキュアトレッドが幅方向及び径方向にほとんど歪むことがないので、プレキュアトレッドのタイヤ踏面におけるオゾンクラックの発生がより抑制される。

本発明の第３の構成として、プレキュアトレッドのトレッド踏面が台タイヤとなる元の製品タイヤの形状に実質的に同一であるようにした。
本発明によれば、上記第１，第２の構成により生じる効果に加え、プレキュアトレッドのトレッド踏面が元の製品タイヤと実質的に同一であるので、元の製品タイヤと同等の性能の更生タイヤを製造することができるようになる。

また、本発明の更生タイヤの製造方法として、請求項１乃至請求項３いずれかに記載のプレキュアトレッドを前記台タイヤ表面に複数組み合わせて台タイヤ表面の１周分にわたり貼付する工程を含むようにしたことを特徴とする。

本発明の第５の構成として、請求項１乃至請求項３いずれかに記載のプレキュアトレッドが台タイヤ表面に複数組み合わされて台タイヤ表面の１周分にわたり貼り付けられるようにした。
本発明によれば、請求項１乃至請求項３いずれかに記載のプレキュアトレッドを台タイヤに貼り付けられる更生タイヤは、プレキュアトレッドに引張りや圧縮の歪みが内在していないので、オゾンクラックの発生がより抑制されたものとなる。

本発明の第６の構成として、更生タイヤが農機用又は航空機用又は建設車両用とした。
本発明によれば、農機用又は航空機用又は建設車両用のタイヤは、タイヤのトレッド部分の肉厚が厚いため、プレキュアトレッドを台タイヤのバフ面に貼り付けたときに、貼付面と踏面との間に大きな周方向長さの差が生じ易く、貼付面と踏面の双方に大きな歪が生じる結果オゾンクラックが生じる可能性が高くなるが、本構成のプレキュアトレッドによれば、引張りや圧縮の歪みが内在しないので、特に農機用又は航空機用又は建設車両用のタイヤを更生するのに適している。

なお、上記発明の概要は、本発明の必要な特徴のすべてを列挙したものではなく、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた発明となり得る。また、以下、発明の実施形態を通じて本発明を詳説するが、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではなく、また実施形態の中で説明される特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らず、選択的に採用される構成又は工程をも含むものである。

本発明に係るプレキュアトレッドの斜視図。 本発明に係るプレキュアトレッドの正面図及び台タイヤの幅方向断面図。 本発明に係るプレキュアトレッドの側面図及び径方向断面図。 プレキュアトレッドの厚さ分の貼付面長さと踏面側長さの周差の関係を示す表。

実施形態
以下、本発明の一実施形態について説明する。
図１は、複数のプレキュアトレッド１Ａ〜１Ｃを貼り付けた斜視図及びプレキュアトレッド１Ａの拡大斜視図である。
図１（ａ）,（ｂ）に示すように、プレキュアトレッド１は、複数のプレキュアトレッド１Ａ〜１Ｃが円環状となるように組み合わされることにより形成される。以下、プレキュアトレッド１の貼付面２及びタイヤ踏面３について詳説する。各プレキュアトレッド１Ａ〜１Ｃは、径方向及び幅方向にあらかじめ湾曲して成型される貼付面２と貼り付け対象となる台タイヤ１１の新品製品時と同様の形状及び寸法となるように成型されるタイヤ踏面３とを有し、台タイヤ１１の外周長さよりも短い所定長さで成型される。

図２はプレキュアトレッド１の正面図及び幅方向Ａ１のＡ−Ａ′断面図を示し、図３はプレキュアトレッド１の側面図及びＢ−Ｂ′断面図を示す。
プレキュアトレッド１の貼付面２は、幅方向Ａ１のＡ−Ａ′断面において、杯状又は椀状に湾曲する形状であり、使用済みタイヤのトレッド部分を切削するときに設定される台タイヤ表面となるバフ面１２のバフライン曲線Ｂ１に沿うように湾曲し、かつ、径方向Ａ２のＢ−Ｂ′断面において、台タイヤ１１のタイヤ回転中心Ｃからバフ面１２までの距離である半径Ｒ１によって形成される周面に沿うように湾曲して成型される。
つまり、図２，図３に示すように、プレキュアトレッド１の貼付面２は、摩耗した農機用タイヤのトレッド部分を切削して、成型されたバフ面１２の径方向Ａ２の半径Ｒ１と一致し、幅方向Ａ１のバフライン曲線Ｂ１と一致するように３次元的に径方向Ａ２と幅方向Ａ１に湾曲して成型される。即ち、貼付面２は台タイヤ表面のタイヤ幅方向及びタイヤ周方向の曲率半径と実質的に同一に前記プレキュアトレッド１の貼付面２が成型される。

タイヤ踏面３は、台タイヤ１１にプレキュアトレッド１を貼り付けて、後述の更生タイヤとしたときに、台タイヤ１１を作成する前の新品の製品タイヤと同じ寸法となるように成型される。すなわち、プレキュアトレッド１が台タイヤ１１に貼り付けられたときに、タイヤ踏面３のトレッドパターンを構成する複数のトレッドブロック６の接地面７によって形成される更生タイヤの外径Ｒ２の溝深さＤ及びタイヤ幅Ｗが製品タイヤと同一寸法となるように成型される。
図１に示すように、プレキュアトレッド１Ａ〜１Ｃの前端面２１は、幅方向中央に向かうに従って漸次突出する山型に成型され、後端面２２は当該前端面２１と対応するように幅方向中央に向かって漸次すぼむ谷型に成型される。また、各プレキュアトレッド１Ａ〜１Ｃは、周方向長さにおいて、図２のバフ面１２の頂部１３の周方向長さの３分の１の長さに形成される。つまり、プレキュアトレッド１Ａ〜１Ｃをバフ面１２に貼り付けることでタイヤ１周分のプレキュアトレッド１が形成される。
なお、プレキュアトレッド１の周方向長さは３分の１に限らず適宜設定すれば良く、本例のような農機用タイヤのようにトレッドブロック６が特徴的な場合にはトレッドブロック６を切断しない長さで設定すれば良い。また、前端面２１を山型に、後端面２２は前端面２１と対応するように谷型に成型するとしたが、形状はこれに限定されず、要は前端面２１に対して後端面２２が対応し、一致するように形成されれば良い。

以下、更生タイヤの製造方法について説明する。
プレキュアトレッド１Ａ〜１Ｃは、製品タイヤと同一となるようなタイヤ踏面３を成型する一方の金型と、台タイヤ１１のバフ面１２と略一致する貼付面２を成型する他方の金型からなる一対の金型により成型される。具体的には、他方の金型に対して、未加硫ゴムからなるトレッド素材を配置した後に、一方の金型を対向させて近接させることにより、一方の金型及び他方の金型により形成される成型空間内にトレッド素材を収容し加熱加圧することで３次元的に湾曲した所定長さのプレキュアトレッド１Ａ〜１Ｃが成型される。

図３に示すように、台タイヤ１１は、使用済みタイヤのトレッド部分のタイヤ表面を所定の厚さ及び形状となるように切削することにより、図２（ｂ）に示すような、径方向Ａ２及び幅方向Ａ１にトロイダル状のタイヤ表面を有する形状に成型される。
具体的には、台タイヤ１１は次のように製造される。
トレッドパターンが摩耗した使用済みタイヤの摩耗したトレッドパターンがバフマシーンにより台タイヤ１１の構造に対応したバフライン曲線Ｂ１となるように切削され、バフ面１２が成型される。このバフ面１２は、上記プレキュアトレッド１の貼付面２に対応するように幅方向Ａ１及び径方向Ａ２に沿って湾曲した形状となっている。

上記工程により成型された台タイヤ１１は、概略、タイヤの内圧を保持して空気がタイヤ内部から漏れないようにタイヤの内圧を保持するためのゴム層からなるインナーライナー３１と、プライコードと呼ばれる繊維コードやスチールコードを骨格としてカーカスゴムに接着して形成されるカーカス３２と、スチールコード等により構成され、ホイールリムとの密着を保持したり、回転するタイヤに作用するトルクに対してタイヤとホイールリムとの間に滑りが生じないようにタイヤをリムに固定するビードコード３３と、ビードコードと一体に形成されタイヤのビード部を補強するビードフィラー３４とを備え、さらにスチールコード等により構成され、タイヤの内圧の変化や回転による変形を抑え、路面からの入力を受け止めて衝撃を緩和する複数のベルト３５が層をなすように重ねてカーカス３２の中央上部に備える構造である。

次にプレキュアトレッド１Ａ〜１Ｃと台タイヤ１１とを一体化することにより作成される更生タイヤの製造方法について説明する。
まず、台タイヤ１１のバフ面１２には、台タイヤ１１とプレキュアトレッド１とを接着するための未加硫のクッションゴムがタイヤ周方向に沿って配置される。このクッションゴムの上に１枚目のプレキュアトレッド１Ａを載せ置くように貼り付ける。
次に１枚目のプレキュアトレッド１Ａの前端面２１と後端面２２に未加硫の穴埋め用ゴム９ａ，９ｂを配置して、この穴埋め用ゴム９ｂを介して、１枚目のプレキュアトレッド１Ａの後端面２２と２枚目のプレキュアトレッド１Ｂの前端面２３とをできる限り密着するように当接させて、２枚目のプレキュアトレッド１Ｂをクッションゴムを介してバフ面１２に貼り付ける。
次に２枚目のプレキュアトレッド１Ｂの後端面２４に未加硫の穴埋め用ゴム９ｃを配置して、この穴埋め用ゴム９ｃを介して、２枚目のプレキュアトレッド１Ｂの後端面２４と３枚目のプレキュアトレッド１Ｃの前端面２５とをできる限り密着するように当接させて、３枚目のプレキュアトレッド１Ｃをクッションゴムを介してバフ面１２に貼り付けることで、３枚目のプレキュアトレッド１Ｃの後端面２６と１枚目のプレキュアトレッド１Ａの前端面２１とが穴埋め用ゴム９ａを介して密着する。
これにより、台タイヤ１１のバフ面１２が３枚のプレキュアトレッド１Ａ〜１Ｃにより覆われ、未加硫の更生タイヤが成型される。この未加硫の更生タイヤは、台タイヤ１１のバフ面１２にプレキュアトレッド１Ａ〜１Ｃを載せ置くだけで良いので、プレキュアトレッド１の貼り付け作業が容易となる。

次に、未加硫の更生タイヤ全体をゴム素材からなるエンベロープにより被覆し、エンベロープと、未加硫の更生タイヤの内径部分とをビードリングと呼ばれる段付き環状の部材を内径部分に嵌め込んで、未加硫の更生タイヤの表面をエンベロープにより密封する。
その後、この被覆された更生タイヤ素材を加硫缶に投入して、加硫缶内を加圧，加熱することで、未加硫のクッションゴムと穴埋め用ゴムとが加硫されて、台タイヤ１１にプレキュアトレッド１Ａ〜１Ｃが強固に接着された状態の更生タイヤが完成する。

このように製造される更生タイヤは、プレキュアトレッド１のタイヤ踏面３や貼付面２に従来のように張力による歪が内在していない状態で加硫接着される。即ち、タイヤ踏面３ではトレッドブロック６の基部６ａと溝面５との間に引張力が発生していないので内在的な引張りによる歪が生じず、また、貼付面２ではクッションゴムと貼付面２との間に圧縮力が発生していないので、内在的な圧縮による歪みが生じないことで、しっかりとプレキュアトレッド１が台タイヤ１１に接着され、台タイヤ１１からの剥離を防止することができる。

本構成に係るプレキュアトレッド１によれば、貼付面２が成型された台タイヤ１１のバフ面１２にプレキュアトレッド１を載せるだけで、バフ面１２と貼付面２とが一致するので、プレキュアトレッド１を引張りつつバフ面１２に貼り付ける必要がなく、タイヤ踏面３側に引張りによる歪が生じることがない。これにより、更生タイヤを使用するときに、トレッドブロック６の基部６ａに生じるクラックや、プレキュアトレッド１が台タイヤ１１から剥離することを抑制することができる。

上記説明において、農機用タイヤの更生タイヤの製造方法について説明したが、航空機用タイヤ、建設車両用タイヤの更生タイヤを製造するときにも上記構成となるように成型されるプレキュアトレッド１を用いても良い。

また、プレキュアトレッド１の貼付面２は、幅方向Ａ１の断面において、使用済みタイヤのトレッド部分を切削するときに設定されるバフライン曲線Ｂ１と同一形状、かつ、径方向Ａ２において台タイヤ１１のタイヤ回転中心Ｃからバフ面１２までの距離からなる半径Ｒ１と一致するように成型されるとしたが、これに限らず、幅方向Ａ１のみバフライン曲線Ｂ１と同一形状にして、タイヤ回転中心Ｃからバフ面１２までの距離よりもやや大きく、又は、やや小さくなるように曲率半径を設定し、３次元的に湾曲するようにしても良い。
このように、加硫成型することで、タイヤサイズが異なった場合でも適宜必要枚数貼り付けて更生タイヤを製造すれば良い。

１；１Ａ；１Ｂ；１Ｃ プレキュアトレッド、２ 貼付面、３ タイヤ踏面、
５ 溝面、６ トレッドブロック、７ 接地面、１１ 台タイヤ、１２ バフ面、
Ａ１ 幅方向、Ａ２ 径方向、Ｂ１ バフライン曲線。

Claims (6)

1. 台タイヤ表面の外周長さよりも短い所定長さに形成され、前記台タイヤ表面に載置されて台タイヤ表面に貼り付けられるプレキュアトレッドであって、
   前記台タイヤ表面に貼付される前の貼付面の形状が前記台タイヤ表面の幅方向及び径方向の湾曲形状に沿って湾曲する形状に成型されたことを特徴とするプレキュアトレッド。
2. 前記プレキュアトレッドの貼付面が前記台タイヤ表面の幅方向及び径方向の形状と実質的に同一であることを特徴とする請求項１に記載のプレキュアトレッド。
3. 前記プレキュアトレッドのトレッド踏面が台タイヤとなる元の製品タイヤの形状に実質的に同一であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のプレキュアトレッド。
4. 前記請求項１乃至請求項３いずれかに記載のプレキュアトレッドを前記台タイヤ表面に複数組み合わされて台タイヤ表面の１周分にわたり貼付する工程を含む更生タイヤの製造方法。
5. 請求項１乃至請求項３いずれかに記載のプレキュアトレッドが台タイヤ表面に複数組み合わせて台タイヤ表面の１周分にわたり貼り付けられたことを特徴とする更生タイヤ。
6. 前記更生タイヤが農機用又は航空機用又は建設車両用であることを特徴とする請求項５に記載の更生タイヤ。

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