JP2013224102A

JP2013224102A - タイヤ用フラップ及びタイヤ用フラップの製造方法

Info

Publication number: JP2013224102A
Application number: JP2012097787A
Authority: JP
Inventors: Kazumi Nakamura; 一三中村
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2012-04-23
Filing date: 2012-04-23
Publication date: 2013-10-31

Abstract

【課題】本発明は、フラップのウィング部の周端部のチューブに対する擦れによる損傷を軽減することができるタイヤ用フラップを提供することを目的とするものである。
【解決手段】タイヤ用フラップ１は、チューブ式タイヤのチューブに装着されるタイヤ用フラップであって、チューブとリムとの間に装着される円筒状のベース部１ａと、ベース部１ａの両側に連接された一対のウィング部１ｂとを備えている。フラップのウィング部１ｂの周端部は、ベース部１ａの中心軸からの距離が最も遠い距離の位置と最も近い距離の位置の間でウェーブ状に連続して変化する形状に形成されている。そのため、チューブに対してフラップ１が周方向にずれた場合でもウィング部１ｂの周端部がチューブに擦れる位置が常時変化するようになる。
【選択図】図１

Description

本発明は、タイヤの内部に装着されたチューブに接触して用いられるタイヤ用フラップ及びタイヤ用フラップの製造方法に関する。

空気入りタイヤは、一般に、スチールや有機繊維等のコードやゴム等からなる複数の部材により構成されるとともに、タイヤ各部のそれぞれに要求される性能に応じて、各部毎に異なる複数種類のゴム部材が使用されている。例えば、チューブ式のタイヤの場合には、ビード部の先端であるビードトウがリムホイール（以下「リム」と略称する）から浮き上がることで、ビードトウとリムとの間に隙間が生じてチューブが入り込むおそれがある。ビードトウとリムとの間にチューブが挟まれると、チューブが損傷して最悪の場合パンクしてしまう問題があった。

こうした問題に対処するために、ビード部とチューブとの間に、ゴム部材であるフラップを挿入しておき、ビードトウとリムとの間にチューブが入り込まないようにしている。図９は、従来のチューブ式タイヤに関する幅方向の断面図である。チューブ式タイヤ１００は、タイヤ本体の中心部にリム１０１が嵌め込まれており、タイヤ本体は、リム１０１に装着される一対のビード部１０２、ビード部１０２に連接された一対のサイドウォール部１０３及びサイドウォール部１０３を連結するトレッド部１０４を備えている。タイヤ本体の内部にはチューブ１０５が収容されており、タイヤ本体のビード部１０２及びリム１０１とチューブ１０５との間にはフラップ１０６が設けられている。チューブ１０５には、リム１０１及びフラップ１０６を貫通してバルブ１０７が取り付けられており、バルブ１０７を通して高圧の空気が充填されている。

フラップ１０６は、リム１０１とチューブ１０５との間に装着される円筒状のベース部１０６ａと、ベース部１０６ａの両側に延設されてビード部１０２とチューブ１０５との間に装着される一対のウィング部１０６ｂとを備えている。図１０は、チューブ１０５に従来のフラップ１０６を装着した状態を示す側面図である。フラップ１０６のウィング部１０６ｂの周端部は、円形に形成されており、チューブ１０５の周面に密着している。タイヤの使用状態では、フラップ１０６がチューブ１０５に対してずれるようになるが、ウィング部１０６ｂの周端部は円形であるためウィング部１０６ｂの周端部がチューブ１０５の周面の同じ円周上に擦るように作用する。そのため、ウィング部１０６ｂの周端部が当接するチューブ１０５の箇所を常時擦るようになって摩耗による損傷を与えるようになる。特にウィング部１０６ｂの周端部が厚く形成されている場合にチューブ１０５に損傷を与えやすくなる傾向があるため、ウィング部１０６ｂの周端部が、所定の値より厚い場合には、周端部の厚い部分をバフして薄くしたり、それでも修正不可能な場合には不良品としていた。

特許文献１では、チューブの損傷を軽減するために、フラップのタイヤ径方向外側へ向けて湾曲するフラップショルダ部とリムとの間に金属層を設けた点が記載されている。

特開２００９−２１４８３４号公報

そこで、本発明は、フラップのウィング部の周端部のチューブに対する擦れによる損傷を軽減することができるタイヤ用フラップ及びタイヤ用フラップの製造方法を提供することを目的とするものである。

本発明に係るタイヤ用フラップは、チューブ式タイヤのチューブに装着されるタイヤ用フラップであって、前記チューブとリムとの間に装着される円筒状のベース部と、前記ベース部の両側に連接された一対のウィング部とを備え、前記ウィング部の周端部は、前記ベース部の中心軸からの距離が連続して変化する形状に形成されている。

本発明は、上記の構成を有することで、フラップのウィング部の周端部のチューブに対する擦れによる損傷を軽減することができる。

本発明に係る実施形態であるタイヤ用フラップに関する側面図及び外観斜視図である。チューブにフラップを装着した状態を示す一部拡大側面図である。タイヤ用フラップを成形する成形型に関する断面図である。ウィング部の成形部分に関する一部拡大断面図である。タイヤ用フラップに関するパラメータの説明図である。成形型に関するパラメータの説明図である。比較例及び実施例において設定したパラメータの数値に関する表である。評価結果を示す表である。従来のチューブ式タイヤに関する幅方向の断面図である。チューブに従来のフラップを装着した状態を示す側面図である。

以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。図１は、本発明に係る実施形態であるタイヤ用フラップ１に関する側面図（図１（ａ））及び外観斜視図（図１（ｂ））である。タイヤ用フラップ１は、円筒状のベース部１ａ及びベース部１ａの両側に連接された一対のウィング部１ｂを備えている。そして、ウィング部１ｂの周端部は、ベース部１ａの中心軸Ｏからの距離ｄが連続的に変化するように設定されている。この例では、中心軸Ｏから最も遠い距離ｄ_１から最も近い距離ｄ_２の間でウェーブ状に周期的に連続変化するように設定されている。図２は、チューブ２にフラップ１を装着した状態を示す一部拡大側面図である。フラップ１をチューブ２に装着した状態でチューブ２に対してフラップ１が点線で示すように周方向にずれた場合、フラップ１のウィング部１ｂの周端部がウェーブ状に連続変化しているため、チューブ２のウィング部１ｂに接触している箇所が連続変化するようになる。そのため、ウィング部１ｂに常時接触している箇所がなくなるため、ウィング部１ｂの周端部が擦れることで受けるチューブ２の損傷は、常時擦れる場合に比べて軽減することができる。

以上説明した例では、ウィング部１ｂの周端部の形状がウェーブ状に周期的に連続変化するように形成しているが、中心軸Ｏからの距離が連続的に変化するように形成されていればよく、特に限定されない。

図３は、本実施形態に係るタイヤ用フラップを成形する成形型に関する断面図である。成形型１０は、上型１１、中型１２及び下型１３を組み合せて構成されており、各型が接合するように組み合わされた内部には、フラップが成形される空間部１４が形成されている。このフラップの製造方法としては、金型に未加硫ゴムを充填して加硫成形するプレス加硫方法と、円筒状の成形用リング（ドラム）の周囲に未加硫ゴムを巻き付けてオーブン中で加硫するオープン加硫方法と、が知られている。なお、これとは別にインジェクションモールドを用いるインジェクション方式という製法も知られている。この方法は精度よくフラップを製造することができるが、設備が高価なため広く普及してはいない。

フラップ１のウィング部１ｂの周端部の成形を行うために、上型１１（又は下型１３）と中型１２とが接合する割り位置１２ａをウィング部の周端部の成形位置１２ｂから上型１１（又は下型１３）側にずらして設定するようにしている。このように設定することで、成形位置１２ｂにおけるウィング部の周端部の厚さを薄く成形することが可能となり、０．５ｍｍ以下の厚さに安定して成形することができる。

図４は、ウィング部の成形部分に関する一部拡大断面図である。ウィング部の周端部を図１に示すようにウェーブ状に連続変化させるように成形する場合には、図１に示す中心軸Ｏから最も遠い距離ｄ_１に対応する成形位置１２ｂと最も近い距離ｄ_２に対応する成形位置１２ｄとの間で連続的にずれて設定されるようになる。そのため、型を接合する割り位置も最も遠い距離ｄ_１に対応する割り位置１２ａと最も近い距離ｄ_２に対応する割り位置１２ｃとの間で連続的にずれて設定される。

ウィング部を成形する空間部を形成する場合には、中型１２を成形位置１２ｂで分離する分離位置１２ｅで予め分けて製作する。分離位置１２ｅは、上型１１の内面１１ａに沿って分離するように設定される。そして、中型１２の上型１１の内面１１ａに対向する面１２ｆには、ウィング部の周端部の連続変化する形状及び厚さに合わせて浮き彫りした型を形成しておく。そのため、分離位置１２ｅで分離した分割体を接合して密着固定することで、成形位置１２ｂ及び１２ｄにおいて所望の形状及び厚さで空間部を形成することができる。なお、以上の説明では、上型１１及び中型１２の接合部分について説明したが、下型１３及び中型１２の接合部分についても同様に構成される。

このように中型１２においてフラップのウィング部の周端部を成形する形状を一体形成することで、加硫する際に使用される材料の量が多い場合や型を締め付ける圧力が小さい場合のように様々な製造条件下においても、周端部のエッジ形状のバラツキを抑えて所望の薄い周端部を安定して成形することができる。また、フラップのウィング部の周端部の形状を連続変化させて薄く形成できるので、チューブに装着した場合にチューブの損傷を軽減することが可能となる。また、ウィング部の周端部の厚さを均一に成形することができるので、周端部の剛性を確保することができ、周端部の裂けにくいフラップを得ることが可能となる。

フラップの成形材料として従来のゴム材料を用い、図３に示す成形型に充填してフラップを成形した。成形では、フラップの形状及び成形型のパラメータを変更して実施例１から６を設定して実施した。フラップの形状は、図５に示すように、フラップのベース部１ａの中心軸Ｏからフラップのウィング部１ｂの周端部の最も遠い距離ｄ_１と最も近い距離ｄ_２との差Δｄ及び両者の位置の間の角度θ_１をパラメータとして変更させ、最も遠い距離の位置と最も近い距離の位置の間は連続的に変化する所定の曲線形状は、ウェーブ形状に形成することが好ましく、より好ましくは正弦波に形成するのがよい。また、成形型については、図６に示すように、最も遠い距離ｄ_１に対応する成形位置１２ｂと最も近い距離ｄ_２に対応する成形位置１２ｄとの間の長さΔｄとしてその間をフラップの形状に対応した曲線形状とした。そして、成形位置１２ｂから割り位置１２ａ（又は成形位置１２ｄから割り位置１２ｃ）までの長さｄ₃をパラメータとして変更した。また、比較例として、図１０に示すように、ウィング部の周端部が円形状のフラップを用いた。なお、比較例では、図６に示す分離位置１２ｅが割り位置に設定されている従来の成形型を用いて成形した。比較例及び実施例１から６におけるθ１、Δｄ及びｄ₃は、図７に示す表のとおりである。

成形されたフラップのウィング部の周端形状を評価した。評価手法は、製品フラップのウィング部厚さをノギスで測り、その厚さが０．５ｍｍ以下になっているか否かを確認した。かつ、他ゴム流れ不良等の不良発生有無を目視にて確認し、評価結果を５段階で評価した。次に、成形されたフラップをチューブに装着して組み立てたチューブ式タイヤを用いて、米国自動車安全基準（FMVSS）に定めるドラム耐久性能試験の耐久試験を行い、耐久試験で得られたチューブの表面の損傷について評価した。評価手法は傷が発生した箇所の多さと傷の長さを測定し、評価結果を５段階で評価した。そして、傷発生の箇所が多い程、かつ、傷の長さが長い程評点が低くなるようにした。評価結果を図８に示す。
評価結果をみると、実施例１から６では、いずれも比較例より良好な結果が得られている。実施例４では、ウィング部の周端部に対応する成形位置から割り位置までの長さが長くなると、成形位置までゴム材料が充填されない箇所が見受けられて評価が他の実施例に比べて低くなったが、比較例と比べた場合には良好な成形結果を得ることができた。また、実施例６では角度θ_１が９０度に設定されていることから、チューブの損傷の評価が他の実施例に比べて低くなったが、比較例に比べてチューブの損傷は抑えることができた。
これらの評価結果をみると、チューブの損傷を軽減する場合には、Δｄが５ｍｍ〜２０ｍｍでθ_１が１５度〜４５度に設定されたフラップがより好ましく、フラップを成形する場合には、ｄ₃が５ｍｍ〜８ｍｍに設定することがより好ましい。

１・・・フラップ、１ａ・・・ベース部、１ｂ・・・ウィング部、２・・・チューブ、１０・・・成形型、１１・・・上型、１２・・・中型、１２ａ・・・割り位置、１２ｂ・・・周端部の成形位置、１３・・・下型。

Claims

チューブ式タイヤのチューブに装着されるタイヤ用フラップであって、前記チューブとリムとの間に装着される円筒状のベース部と、前記ベース部の両側に連接された一対のウィング部とを備え、前記ウィング部の周端部は、前記ベース部の中心軸からの距離が連続して変化する形状に形成されているタイヤ用フラップ。
前記ウィング部の周端部の形状は、ウェーブ状に連続して変化している請求項１に記載のタイヤ用フラップ。
前記ウィング部の周端部の形状は、前記中心軸から最も遠い距離の位置と最も近い距離の位置との差が５ｍｍ〜２０ｍｍに設定されており、前記中心軸から最も遠い距離の位置と最も近い距離の位置との間の間隔が１５度〜４５度の角度に設定されている請求項１又は２に記載のタイヤ用フラップ。
請求項１から３のいずれかのタイヤ用フラップの製造方法であって、複数の型を組み合せて前記フラップの形状に対応する空間部を形成するとともに前記ウィング部の周端部に対応する成形位置を１つの型で形成して当該成形位置からずれた位置に型の割り位置を設定し、前記空間部に流動性を有するゴム材料を充填して成形するタイヤ用フラップの製造方法。
前記成形位置と前記割り位置との間の長さを５ｍｍ〜８ｍｍに設定した請求項４に記載のタイヤ用フラップの製造方法。