JP2016083855A - 剛性強化環およびそれを用いたタイヤ加硫方法 - Google Patents
剛性強化環およびそれを用いたタイヤ加硫方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2016083855A JP2016083855A JP2014218485A JP2014218485A JP2016083855A JP 2016083855 A JP2016083855 A JP 2016083855A JP 2014218485 A JP2014218485 A JP 2014218485A JP 2014218485 A JP2014218485 A JP 2014218485A JP 2016083855 A JP2016083855 A JP 2016083855A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- tire
- ring
- rigidity
- bladder
- green tire
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000004073 vulcanization Methods 0.000 title claims abstract description 52
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 31
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 title abstract description 6
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 claims description 126
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 50
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 claims description 44
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 35
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 claims description 19
- 239000005060 rubber Substances 0.000 claims description 19
- 239000000470 constituent Substances 0.000 claims description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 claims description 2
- 238000000465 moulding Methods 0.000 abstract description 17
- 238000003825 pressing Methods 0.000 abstract description 3
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 16
- 239000012779 reinforcing material Substances 0.000 description 11
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 6
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 6
- 239000004636 vulcanized rubber Substances 0.000 description 6
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 4
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 3
- 229920002972 Acrylic fiber Polymers 0.000 description 2
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 description 2
- 229920000297 Rayon Polymers 0.000 description 2
- 229920006231 aramid fiber Polymers 0.000 description 2
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 2
- 229920005549 butyl rubber Polymers 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 150000002576 ketones Chemical class 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 229920003207 poly(ethylene-2,6-naphthalate) Polymers 0.000 description 2
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 description 2
- -1 polyethylene naphthalate Polymers 0.000 description 2
- 239000011112 polyethylene naphthalate Substances 0.000 description 2
- 229920000098 polyolefin Polymers 0.000 description 2
- 239000002964 rayon Substances 0.000 description 2
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 244000043261 Hevea brasiliensis Species 0.000 description 1
- 239000005062 Polybutadiene Substances 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 1
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 1
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 1
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920003049 isoprene rubber Polymers 0.000 description 1
- 229920003052 natural elastomer Polymers 0.000 description 1
- 229920001194 natural rubber Polymers 0.000 description 1
- 229920002857 polybutadiene Polymers 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920002379 silicone rubber Polymers 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 229920003048 styrene butadiene rubber Polymers 0.000 description 1
- 239000002759 woven fabric Substances 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Tyre Moulding (AREA)
- Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
Abstract
【課題】空気入りタイヤの寸法精度を高くしながら、設計自由度および生産性を低下させないようにした空気入りタイヤの加硫方法を提供する。
【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の内側にブラダー2を挿入して膨張させることによりタイヤ径方向外側へ押し付けて加硫成形するタイヤ加硫方法であって、グリーンタイヤTのトレッド部に相当する領域の内周面と、ブラダー2のトレッド部に相当する領域の外周面の間に、本体部7およびテーパー部4を有する剛性強化環3を介在させた状態でブラダー2を膨張させることを特徴とする。
【選択図】図1
【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の内側にブラダー2を挿入して膨張させることによりタイヤ径方向外側へ押し付けて加硫成形するタイヤ加硫方法であって、グリーンタイヤTのトレッド部に相当する領域の内周面と、ブラダー2のトレッド部に相当する領域の外周面の間に、本体部7およびテーパー部4を有する剛性強化環3を介在させた状態でブラダー2を膨張させることを特徴とする。
【選択図】図1
Description
本発明は、空気入りタイヤの加硫成形に使用する環状部材およびそれを用いたタイヤ加硫方法に関する。
空気入りタイヤを加硫成形する方法として、金型の内部にグリーンタイヤをセットした後、そのグリーンタイヤの内部に加硫用ブラダーを挿入してスチーム等を注入・充填し膨張させることにより、グリーンタイヤを加圧・加熱することが多い。しかし加硫用ブラダーを使用した加硫成形では、空気入りタイヤの構成部材が流動し設計された通りに配置されないことが起こり得る。このような場合、所期のタイヤ性能が発揮できない虞がある。また高性能な空気入りタイヤを製造するには、タイヤ構成部材の配置精度を一層高くすることが必要である。
空気入りタイヤの寸法精度を高くしてタイヤ性能を高めるため、剛性中子を内型として使用する加硫方法が提案されている(例えば特許文献1参照)。しかしながら、剛性中子を用いた加硫方法では、加硫時のタイヤの熱膨張に対処することが難しく適用可能なタイヤ形状が限定されること、加硫したタイヤを内型から取り外すのが困難で生産性が低いことに加え、製造コストが高くなるという問題がある。このため空気入りタイヤの寸法精度を高くしながら、設計自由度および生産性を低下させないようにした空気入りタイヤの加硫方法が求められていた。
本発明の目的は、空気入りタイヤの寸法精度を高くしながら、設計自由度および生産性を低下させないようにしたタイヤ加硫方法を提供することにある。
上記目的を達成する本発明の剛性強化環は、グリーンタイヤを金型内にセットし、ブラダーを前記グリーンタイヤの内側から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の内周面と、前記ブラダーのトレッド部に相当する領域の外周面の間に介在させる円筒形の環であり、該環を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く、前記厚さtを有する本体部および該本体部の両側に配置され、その厚さが前記環の幅方向外側端部に向けて前記厚さtから漸減するテーパー部からなり、該テーパー部の外側端部の厚さが前記厚さtの2分の1以下であることを特徴とする。
また本発明のタイヤ加硫方法は、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ブラダーを挿入して膨張させることによりタイヤ径方向外側へ押し付けて加硫成形するタイヤ加硫方法であって、前記グリーンタイヤのトレッド部に相当する領域の内周面と、前記ブラダーのトレッド部に相当する領域の外周面の間に、前記剛性強化環を介在させた状態で前記ブラダーを膨張させることを特徴とする。
本発明の剛性強化環およびこれを用いたタイヤ加硫方法によれば、グリーンタイヤのトレッド部の内周面と、ブラダーのトレッド部の外周面の間に、その周方向の引張り応力が圧縮応力よりも大きい剛性強化環を配置して加硫成形するので、ブラダーの外径が丸く膨らむのを抑制することによりタイヤの内周面の形状を限定しタイヤ径方向の厚さを調節することができる。またブラダーはタイヤ径方向への膨張が抑制されるので、タイヤ幅方向への膨張が大きくなるのでタイヤショルダー部の厚さを薄くすることができる。これにより空気入りタイヤの寸法精度を高くすることができる。さらに剛性強化環の外径、幅を適宜、調整することによりタイヤの設計自由度をより高くすることができる。しかも剛性強化環を既存のブラダーと共に使用するだけでよいので、生産性を維持すると共に製造コストを悪化させることがない。
また、剛性強化環を本体部とその両側に配置されたテーパー部とで構成し、このテーパー部を厚さtを有する本体部に対して剛性強化環の幅方向外側端部に向けて厚さtから漸減させ、テーパー部の外側端部の厚さが本体部の厚さtの2分の1以下にすることで、テーパー部を有しない場合に比べて空気入りタイヤ内周面のブラダー当接面と剛性強化環当接面との境界に生じる突起の大きさを小さくすることができる。この突起を軽減することで、空気入りタイヤ内周面の外観をよくする。また、タイヤ走行時における動的疲労等の故障を抑制することができる。
前記剛性強化環の少なくともテーパー部を繊維補強することもできる。テーパー部を繊維補強をしていない場合、テーパー部はタイヤ加硫を繰り返すと、引きちぎれたり破損することが懸念されるが、テーパー部を繊維補強することで剛性強化環の耐久性を高くし、剛性強化環の使用可能回数を増やすことができる。
テーパー部の繊維補強の範囲は径方向外側および/または内側を行ってもよい。剛性強化環の寿命(使用可能な回数)やタイヤ加硫後の取り外しやすさ、タイヤに転写される突起部分の状態等は、加硫対象のタイヤによって異なるため、繊維補強の範囲は適時最良な範囲に設定するとよい。
剛性強化環の外径は加硫したタイヤの内径と略同等で、剛性強化環の幅は加硫したタイヤのトレッド部の幅と略同等であることが好ましく、かつ加硫したタイヤおよびブラダーと分離可能である。また剛性強化環は、撚り構造を有する補強線材を少なくともタイヤ周方向に巻回した補強体を、未加硫ゴムで被覆し、これを加硫した環であるとよい。さらに剛性強化環のタイヤ周方向の引張り剛性が、ブラダー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。この剛性強化環は、周方向の引っ張り以外の変形は弱い力で達成でき、加硫成形した空気入りタイヤからの取り外しが容易で、繰り返し加硫成形に使用することができる。
本発明のタイヤ加硫方法において、剛性強化環の外周に、グリーンタイヤの構成部材を一体的にアッセンブリしたグリーンタイヤ組み立て体を製作し、該グリーンタイヤ組み立て体を金型内にセットすることができる。剛性強化環を、予め成形したグリーンタイヤの内腔に挿入して密着させグリーンタイヤ組み立て体を製作し、その内側にブラダーを挿入することができる。これらグリーンタイヤ組み立て体は、複数に分割可能な金型の内側にセットするとよい。
本発明のタイヤ加硫方法は、上述した剛性強化環を用いてグリーンタイヤを加硫することにより寸法精度が高く、高品質の空気入りタイヤを安定的に低コストで製造することができる。
以下、本発明の剛性強化環およびそれを用いたタイヤ加硫方法を図に示した実施形態に基づいて説明する。
図1は、加硫成形時の金型1、加硫用ブラダー2(以下、「ブラダー2」という。)およびグリーンタイヤTを模式的に示す説明図である。図1では、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およびビード部T3からなる。
本発明では、グリーンタイヤTのトレッド部T1に相当する領域の内周面と、ブラダー2のトレッド部T1に相当する領域の外周面の間に、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、本体部7およびテーパー部4からなる。また剛性強化環3は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。すなわち剛性強化環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。
剛性強化環3をブラダー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、ブラダーの外径、とりわけクラウン部(トレッド部)が意に反して丸く膨らむのを抑制し、ブラダー2の外周形状を制限する。すなわち剛性強化環3を使用することにより、加硫成形時にブラダー2が膨張するときのタイヤの内周面の形状を限定し、トレッド部に相当する領域におけるタイヤ径方向の厚さを調節し寸法精度を高くすることができる。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、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。
また剛性強化環3に外嵌めされたブラダー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、すなわ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1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できる。すなわち剛性強化環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できる。
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、タイヤ内腔の周長が収縮するように、径方向内側に変形する。したがって、加硫成形の初期段階でブラダー2の膨張によりその周長を拡大した剛性強化環3は、中期段階以降では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できる。
さらに本発明の剛性強化環3は、図2に例示するように、本体部7とその両側に配置されたテーパー部4とからなる。本体部7は、剛性強化環3の幅方向中央において、ほぼ一定の厚さtを有する。テーパー部4は本体部7の両側に配置され、その厚さが本体部7に接する内側端部9から剛性強化環3の幅方向外側端部8に向け、本体部の厚さtから漸減するように形成される。剛性強化環3がテーパー部4を有することにより、グリーンタイヤTを加硫するとき、タイヤ内周面の剛性強化環3に接する領域と、ブラダー2に接する領域との境界に形成される突起を小さくすることができる。
図3は、図1の点線円内のテーパー部4および本体部7の一部を拡大した断面図である。図3において、テーパー部4の外側端部8の厚さteは、剛性強化環3の本体部7の厚さtの2分の1以下である。テーパー部4の外側端部8の厚さteを本体部7の厚さtの2分の1以下にすることにより、加硫タイヤの内周面の外観を良好にして走行時の動的疲労等の故障を抑制するとともに、加硫成形に繰り返し使用する剛性強化環3の加硫成形に繰り返し使用するときの寿命を十分に確保することができる。テーパー部4の外側端部8の厚さteは、本体部7の厚さtの好ましくは1/6〜1/2、より好ましくは1/5〜1/3であるとよい。
さらに本発明において、テーパー部4の外側端部8から内側端部9の距離Lが本体部7の厚さtに対し、好ましくはt≦L≦6t、より好ましくは2t≦L≦5tの関係を満たしているとよい。距離Lをt以上にすることにより、傾斜を緩やかにすることでき、段差状態を軽減することができる。また距離Lを6t以下にすることにより、クラウン部(トレッド部)における形状精度の向上と、ショルダー部への圧力負荷および熱伝達の促進を両立することができる。尚、テーパー部4の外側端部8は剛性強化環3の幅方向外側端部であり、テーパー部4の内側端部9は、本体部7との境界である。テーパー部4の寸法はタイヤの種類や形状等によって適宜、決めることができる。
図2の剛性強化環3を用いて製造した加硫タイヤ12の子午線方向断面図を模式的に図4に示す。一方、図11に示した環10は、テーパー部4を有さず、本体部7のみからなる円筒形の環である。このテーパー部を有しない環10を用いて製造した加硫タイヤ12を図13に示す。図4、13の点線で囲まれた円内にあるタイヤ内周面の突起11はブラダー2の当接面と剛性強化環3の当接面との境界にできる凸部である(図1、図12参照)。点線の円で囲まれた断面を見てわかるように図4の本発明の剛性強化環3を用いて加硫したタイヤ12は、図11のテーパー部を有しない環10を用いて加硫したタイヤ12と比して、ブラダー2の当接面と剛性強化環3の当接面との境界にできる突起11が小さい。つまり外側端部の厚さteが薄く段差が小さいテーパー部4を有する剛性強化環3を用いることで突起11の大きさを小さくすることができる。これにより空気入りタイヤ内周面の外観を良好にすると共に、タイヤ走行時における動的疲労等の故障を抑制し、より品質の高いタイヤを生産することができる。
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の本体部7の厚さt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2〜7mmであるとよい。剛性強化環3の本体部7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節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の本体部7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。また、加硫されるタイヤの形状や大きさなどに応じて、本体部7の最適な厚さは一律ではない。
また、剛性強化環3は少なくともテーパー部4を繊維補強することが望ましい。テーパー部4の繊維補強をすることで剛性強化環3の耐久性(加硫成形に繰り返し使用することができる回数)を高くすることができる。特にテーパー部4は厚さが中央部の厚さtに対して薄く、グリーンタイヤTを加硫した後に剛性強化環3を加硫タイヤから取り外す際に引きちぎれたり破損する可能性があり、剛性強化環3の破損の原因となりやすい。したがって、テーパー部4を繊維補強することが剛性強化環3の耐久性を高める上で有効である。
図5(a)〜(c)はテーパー部4を部分的に拡大して示す断面図である。図5(a)〜(c)において少なくともテーパー部4が繊維補強されている。図5(a)で例示する実施形態ではテーパー部4および本体部7の一部の径方向外側を繊維補強材5によって繊維補強している。図5(b)で例示する実施形態では幅方向の全域、すなわちテーパー部4および本体部7の全幅の径方向外側を繊維補強材5によって繊維補強している。また(c)の実施形態は、(b)の実施形態に加え、テーパー部4および本体部7の一部の径方向内側を繊維補強材5によって繊維補強している。尚、繊維補強する範囲は、少なくともテーパー部4を含む限り特に限定されず、上記の例に限定されるものではない。さらに剛性強化環3の径方向外側及び径方向内側の両側でもよいし、径方向外側の片側でもよいし、径方向内側の片側でもよい。加硫対象のタイヤの種類や形状によりタイヤ加硫後の取り外しやすさや、タイヤに転写される突起部分の状態などが異なるため、繊維補強材5によって繊維補強する範囲を適宜決めることができる。
繊維補強材5としては例えば、ポリエステル繊維、ポリアミド繊維、レーヨン繊維、アラミド繊維、ポリエチレンナフタレート繊維、ポリオレフィンケトン繊維、アクリル繊維等を用いることができる。尚、繊維補強材5は糸状でも布状でも構わないし、繊維方向も限定されない。繊維補強の方法として例えば、ゴムを浸み込ませた布を剛性強化環3に重ねて加硫する方法等がある。繊維補強材5を構成する繊維は、剛性強化環の周方向に対し好ましくは30°以上、より好ましくは30°〜60°の角度をなしているとよい。これによりテーパー部4および本体部7の接続を効率的に強化することができる。
また図6(a)(b)は、図5(a)(b)の剛性強化環の全体を示す斜視図である。図6(a)は、図5(a)の剛性強化環の実施形態において、外側表面の一部を取り除いて示す模式的な斜視図である。図6(b)は、図5(b)の剛性強化環の実施形態において、その表面の一部を取り除いて示す模式的な図である。
剛性強化環3は図2に示す通り円筒形の環であり、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の幅が加硫したタイヤのトレッド部の幅と略同等であるとよい。これにより、タイヤのトレッド部に相当する領域の径方向内側の形状を調整することができる。
尚、図2は、その外径がタイヤ幅方向に一定である円筒形の剛性強化環3を例示するが、剛性強化環3の外径は図示の例に限定されるものではない。例えばタイヤ断面の内周縁を直線状にした空気入りタイヤを製造するときは、図2に例示する剛性強化環3をそのまま使用することができる。一方、タイヤ断面の内周縁を円弧状に設計した空気入りタイヤを製造するときは、剛性強化環3の外径を、設計した円弧に沿うようにタイヤ幅方向に変化させることができる。すなわち設計されたタイヤの断面形状に応じて剛性強化環3の形状を決めるとよい。これによりタイヤの設計自由度をより高くすることができる。
さらに、剛性強化環3は加硫したタイヤおよびブラダーと分離可能であるとよい。剛性強化環3としては、例えば加硫ゴムで出来た環であることが好ましい。剛性強化環3を、加硫ゴムで構成することにより、未加硫ゴムおよびブラダーと接着しないようにするとよい。これにより加硫したタイヤの離型性を良好にすることができる。また剛性強化環3は、金型1から取り出した加硫済みのタイヤの内側から容易に剥離させて取り出すことができる。
また、剛性強化環3は撚り構造を有する補強線材6を少なくともタイヤ周方向に巻回した補強体を、未加硫ゴムで被覆し、これを加硫した環にすることもできる(図7(a)および図8(a)参照)。剛性強化環3を撚り構造の補強線材6からなる加硫ゴムで構成することにより、周方向の引張応力を大きく、周方向の圧縮応力を小さくすると共に、未加硫ゴムおよびブラダーと接着しないようにすることができる。これにより加硫したタイヤの離型性を良好にすることができる。また、剛性強化環3は、金型1から取り出した加硫済みのタイヤの内側から容易に剥離させて取り出すことができる。
図7(a)〜(c)は、タイヤ周方向に巻回する補強線材6を有する剛性強化環3におけるテーパー部4を部分的に拡大して示す断面図である。図7(a)は、撚り構造を有する補強線材6をタイヤ周方向に巻回した補強体が、本体部7に埋設されている。図7(a)の例では、テーパー部4の内側端部9が、補強線材6の幅方向外側に位置する。しかし内側端部9の位置は、この例に限定されるものではなく、補強線材6からなる補強体と幅方向に重なってもよい。図7(b)は図7(a)の剛性強化環3の本体部7およびテーパー部4の径方向外側を繊維補強する実施形態の断面図である。図7(c)は図7(a)の剛性強化環3をテーパー部4および本体部1の一部の径方向外側および径方向内側を繊維補強する実施形態の断面図である。
また図8(a)(b)および(c)は、図7(a)(b)および(c)の剛性強化環の全体を示す斜視図である。図8(a)は、図7(a)の剛性強化環の実施形態において、外側表面の一部を取り除いて示す模式的な斜視図である。図8(b)は、図7(b)の剛性強化環の実施形態において、その表面の一部を取り除いて幅方向に配向する繊維補強材5を示し、更に繊維補強材5の一部を取り除いて周方向に巻回された補強線材6を示す模式的な斜視図である。図8(c)は、図7(c)の剛性強化環の実施形態において、その表面の一部を取り除いてテーパー部4の径方向外側で、環の幅方向に配向する繊維補強材5を示し、更にその繊維補強材5の一部を取り除くことにより周方向に巻回された補強線材6を示す模式的な斜視図である。図8(b)(c)で例示するように補強線材6を用いた補強体と繊維補強材5を組み合わせることも可能である。補強線材6を用いた補強体と繊維補強材5を組み合わせることで剛性強化環3の耐久性をより一層向上させることができる。尚、繊維補強する範囲は特に限定されない。
剛性強化環3を構成する補強線材6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および圧縮応力が得られるように適宜、決めることができる。また補強線材6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6の撚り構造およ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節することができる。
剛性強化環3は、上述した補強線材6からなる補強体を未加硫ゴムのシートで挟み込むなどして被覆し、加硫することにより得られる。未加硫ゴムでの被覆方法は、予め補強線材6を未加硫ゴムで被覆しておき、これをタイヤ周方向に螺旋状に巻回してもよい。
剛性強化環3を構成する材料は、特に限定されるものではなく、加硫ブラダー用ゴム組成物やタイヤ用ゴム組成物を通常構成するゴム成分であればよい。ゴム成分としては、例えばブチルゴム、シリコンゴム、フッ素ゴム、天然ゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、スチレンブタジエンゴム等を例示することができる。
尚、剛性強化環3は、既存のブラダー2と共に使用して加硫成形するだけでよいので、従来の生産性を維持すると共に製造コストを悪化させることがない。
以下、剛性強化環3を使用した空気入りタイヤの加硫方法について説明する。本発明のタイヤ加硫方法は、グリーンタイヤTのトレッド部T1に相当する領域の内周面と、ブラダー2の外周面の間に、上述した剛性強化環3を介在させた状態を金型1内にセットし、ブラダー2を膨張させることにより加硫成形する。上述した通り、ブラダー2の外周を剛性強化環3が外嵌めした構成になるので、タイヤ内周側の形状が剛性強化環3の外周形状により規定されると共に、ショルダー部におけるグリーンタイヤの押圧を有効に作用させることができる。
本発明の加硫方法において、剛性強化環3の外周に、グリーンタイヤTの構成部材を一体的にアッセンブリしたグリーンタイヤ組み立て体を製作し、得られたグリーンタイヤ組み立て体を金型1内にセットすることができる。これによりグリーンタイヤTのトレッド部T1に相当する領域の内周面に剛性強化環3を確実に配置することができ、タイヤの寸法精度をより高くすることができる。
また別の実施形態として、予めグリーンタイヤTを通常の方法で成形し、得られたグリーンタイヤTの内腔に剛性強化環3を挿入してグリーンタイヤ組み立て体を製作し、これを金型1内にセットすることができる。これによりグリーンタイヤ組み立て体を容易に製作することができる。
得られたグリーンタイヤ組み立て体をセットする金型としては、図9(a)〜(c)に示すように、複数に分割可能な金型1を好ましく使用することができる。図9(a)(b)(c)は、加硫成形時の金型の開閉を、タイヤの赤道方向の断面図で、模式的に示す説明図である。図9(a)はグリーンタイヤを金型にセットするとき、(b)は加硫するとき、(c)は加硫したタイヤを取り出すときのタイヤの赤道方向の断面図である。
図9(a)に例示するように、複数に分割可能な金型1を使用することにより、加硫成形したタイヤの直径とほぼ同じ径を有するグリーンタイヤ組み立て体を、金型1内にセットするのが容易になる。このようなセクショナル金型の分割数は、タイヤ形状およびタイヤサイズに応じて決めることができる。
本発明のタイヤ加硫方法により得られた空気入りタイヤは、設計された値に近い寸法精度を有するため、意図したタイヤ性能をより確実に達成することができる。例えば図2に例示した円筒形の剛性強化環を用いて加硫成形された空気入りタイヤは、トレッド部をフラットにし、かつトレッド部の中央領域の厚さが薄くなるのを防ぎ、略均一の厚さにすることができる。これにより空気入りタイヤの転がり抵抗をより小さくすることができる。
以下、実施例によって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。
同一仕様のグリーンタイヤ(タイヤサイズ205/55R16)を加硫成形するとき、実施例1,2,3では剛性強化環を使用して加硫し、比較例1ではテーパー部を有しない円筒形の環を使用して加硫し、比較例2では剛性強化環および円筒形の環を使用せずに加硫した。なお剛性強化環および円筒形の環としては、ポリエステル繊維コード(総繊度2200dtex、撚り構造が46×46(2本撚り)であるコード)をタイヤ周方向に螺旋状にエンド数50本/50mmで巻回しブチルゴムで被覆し加硫した円筒形の環(直径が570mm、厚さtが2.3mm)を本体部とすることを共通にした。実施例1,2,3に使用した剛性強化環は、テーパー部の外側端部から内側端部の距離Lと外側端部の厚さteを表1に記載したように異ならせた。また実施例3に使用した剛性強化環は、加硫前に径方向外側の全幅にわたりゴムを含浸させた平織り織布(ポリエステル繊維製、200dtex、打ち込み密度が経糸、緯糸それぞれ10本/12.7mm幅)を周方向に対して±45度の角度で糸が配列するように貼り合せ、これを加硫したテーパー部を繊維補強した剛性強化環とした。
実施例1および比較例1における加硫成形時に膨張したブラダーの断面の形態をシミュレーションした結果を図10および図14に示す。図10に示した実施例1におけるブラダーが膨張した断面形態では、トレッド部に相当する領域がフラットであり、トレッド部をフラットにした空気入りタイヤを、厚みを略均一にして加硫することができる。さらにタイヤショルダー部へもブラダーが膨張し十分に押圧することが期待される。
一方、図14に示した比較例におけるブラダーが膨張した断面形態では、トレッド部に相当する領域において、ブラダーが径方向外側に丸く膨らんでいる。このため、トレッド部をフラットにした空気入りタイヤを加硫成形しようとすると、トレッド部の中央領域の厚さが薄くなってしまうことが懸念される。またタイヤショルダー部へのブラダーの膨張が実施例1と比べて少ないことが認められる。
実施例1、2、3および比較例1、2で得られたタイヤの内周面を観察したところ、実施例1、2、3および比較例1のタイヤ内周面は、トレッド部に相当する領域の断面形状がフラットであることが確認された。これらに比べ比較例1のタイヤ内周面は、トレッド部に相当する領域の断面形状が曲線状の凹になっておりトレッド部のゴムの厚さが不均一であることが確認された。また実施例1、2、3のタイヤ内周面では、剛性強化環の当接部の端に、厚さteより低い突起が形成されていた。比較例1には円筒状の環の当接部の端に、厚さteより大きい突起が形成されていた。
また、実施例1、2、3の剛性強化環および比較例1の円筒状の環を使用して加硫成形を繰り返し行い、剛性強化環または円筒状の環に故障が起きるまでの加硫回数(使用可能回数;剛性強化環等の寿命、交換時期)の比較を行った。実施例1の剛性強化環の加硫回数は400回、実施例2の剛性強化環は350回、実施例3の剛性強化環は500回、比較例1の円筒状の環は420回であった。実施例3の剛性強化環の結果により、テーパー部を繊維補強することで円筒形の環同等の寿命を確保できた。
実施例1、2、3および比較例1、2で得られた空気入りタイヤを、それぞれリム(16×6.5J)に装着し、空気圧をJATMA規定空気圧にして、JIS D4230に準拠する室内ドラム試験機(ドラム径1707mm)にかけて、試験荷重4.4kN、走行時間によって速度可変条件のタイヤ耐久試験を行った。その結果、実施例1、2、3および比較例2の空気入りタイヤは耐久試験後のタイヤ内面の状態に問題は見られなかった。一方、比較例1の空気入りタイヤは、突起部分にクラックが発生しているのが確認できた。これにより実施例1,2,3の空気入りタイヤは、タイヤ内面の突起を小さくしたことにより、タイヤ内周面の外観を良好にすると共に、タイヤ耐久性を向上することが認められた。
実施例1、2、3および比較例1、2で得られた空気入りタイヤを、それぞれリム(16×6.5J)に装着し、空気圧をJATMA規定空気圧にして、JIS D4230に準拠する室内ドラム試験機(ドラム径1707mm)にかけて、試験荷重2.94kN、速度50km/時の抵抗力を測定し、転がり抵抗とした。その結果、比較例2の抵抗力を100とする指数として、表1の「転がり抵抗」の欄に記載した。この指数が小さいほど転がり抵抗が小さく優れることを意味する。これにより実施例1、2および3の空気入りタイヤはトレッド部の形状をよりフラットに形成し、転がり抵抗を大幅に低減することが認められた。
1 金型
2 加硫ブラダー
3 剛性強化環
4 テーパー部
5 繊維補強材
6 補強線材
7 本体部
8 テーパー部の外側端部(剛性強化環の幅方向外側端部)
9 テーパー部の内側端部(本体部との境界)
10 テーパー部を有しない環
11 突起
T グリーンタイヤ
T1 トレッド部
T2 サイド部
T3 ビード部
2 加硫ブラダー
3 剛性強化環
4 テーパー部
5 繊維補強材
6 補強線材
7 本体部
8 テーパー部の外側端部(剛性強化環の幅方向外側端部)
9 テーパー部の内側端部(本体部との境界)
10 テーパー部を有しない環
11 突起
T グリーンタイヤ
T1 トレッド部
T2 サイド部
T3 ビード部
Claims (12)
- グリーンタイヤを金型内にセットし、ブラダーを前記グリーンタイヤの内側から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の内周面と、前記ブラダーのトレッド部に相当する領域の外周面の間に介在させる円筒形の環であり、該環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く、前記厚さtを有する本体部および該本体部の両側に配置され、その厚さが前記環の幅方向外側端部に向けて前記厚さtから漸減するテーパー部からなり、該テーパー部の外側端部の厚さが前記厚さtの2分の1以下であることを特徴とする剛性強化環。
- 前記テーパー部の外側端部から内側端部の距離Lが前記厚さtとt≦L≦6tの関係を有することを特徴とする請求項1に記載の剛性強化環。
- 少なくとも前記テーパー部が繊維補強されていることを特徴とする請求項1または2に記載の剛性強化環。
- 前記テーパー部の径方向外側および/または内側が繊維補強されている請求項3に記載の剛性強化環。
- 前記環の外径が加硫したタイヤの内径と略同等で、前記環の幅が加硫したタイヤのトレッド部の幅と略同等であり、かつ加硫したタイヤおよびブラダーと分離可能であることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の剛性強化環。
- 撚り構造を有する補強線材を少なくともタイヤ周方向に巻回した補強体を、未加硫ゴムで被覆し、これを加硫した環からなることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の剛性強化環。
- 前記環のタイヤ周方向の引張り剛性が、前記ブラダーのタイヤ周方向の引張り剛性よりも大きいことを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の剛性強化環。
- 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ブラダーを挿入して膨張させることによりタイヤ径方向外側へ押し付けて加硫成形するタイヤ加硫方法であって、前記グリーンタイヤのトレッド部に相当する領域の内周面と、前記ブラダーのトレッド部に相当する領域の外周面の間に、請求項1〜7のいずれかに記載の剛性強化環を介在させた状態で前記ブラダーを膨張させることを特徴とするタイヤ加硫方法。
- 請求項1〜6のいずれかに記載の剛性強化環の外周に、前記グリーンタイヤの構成部材を一体的にアッセンブリしたグリーンタイヤ組み立て体を製作し、該グリーンタイヤ組み立て体を前記金型内にセットすることを特徴とする請求項8に記載のタイヤ加硫方法。
- 請求項1〜7のいずれかに記載の前記剛性強化環を、予め成形したグリーンタイヤの内腔に挿入してグリーンタイヤ組み立て体を製作し、その内側にブラダーを挿入する特徴とする請求項8に記載のタイヤ加硫方法。
- 前記グリーンタイヤ組み立て体を、複数に分割可能な金型の内側にセットすることを特徴とする請求項9または10に記載のタイヤ加硫方法。
- 請求項8〜11のいずれかに記載のタイヤ加硫方法により得られた空気入りタイヤ。
Priority Applications (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014218485A JP2016083855A (ja) | 2014-10-27 | 2014-10-27 | 剛性強化環およびそれを用いたタイヤ加硫方法 |
US15/507,725 US20170291452A1 (en) | 2014-08-28 | 2015-08-20 | Rigidity Reinforcement Ring and Tire Vulcanizing Method Using Same |
CN201580036046.1A CN106488838B (zh) | 2014-08-28 | 2015-08-20 | 刚性强化环以及使用该刚性强化环的轮胎硫化方法 |
DE112015003937.6T DE112015003937T5 (de) | 2014-08-28 | 2015-08-20 | Steifigkeitsverstärkungsring und Reifenvulkanisierungsverfahren unter Verwendung desselben |
RU2017107975A RU2641131C1 (ru) | 2014-08-28 | 2015-08-20 | Жесткое армирующее кольцо и способ вулканизации шины с его использованием |
PCT/JP2015/073396 WO2016031670A1 (ja) | 2014-08-28 | 2015-08-20 | 剛性強化環およびそれを用いたタイヤ加硫方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014218485A JP2016083855A (ja) | 2014-10-27 | 2014-10-27 | 剛性強化環およびそれを用いたタイヤ加硫方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2016083855A true JP2016083855A (ja) | 2016-05-19 |
Family
ID=55972504
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2014218485A Pending JP2016083855A (ja) | 2014-08-28 | 2014-10-27 | 剛性強化環およびそれを用いたタイヤ加硫方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2016083855A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2018034426A (ja) * | 2016-08-31 | 2018-03-08 | 横浜ゴム株式会社 | タイヤ加硫用ブラダー及びそれを用いたタイヤ製造方法 |
-
2014
- 2014-10-27 JP JP2014218485A patent/JP2016083855A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2018034426A (ja) * | 2016-08-31 | 2018-03-08 | 横浜ゴム株式会社 | タイヤ加硫用ブラダー及びそれを用いたタイヤ製造方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5276647B2 (ja) | 空気入りタイヤの製造方法 | |
JP2019104168A (ja) | 空気入りタイヤの製造方法 | |
US7975741B2 (en) | Pneumatic tire and producing method of pneumatic tire | |
JP2008290336A (ja) | 空気入りタイヤの製造方法 | |
WO2016032520A1 (en) | Improved tire belt construction | |
JP2012135897A (ja) | タイヤ加硫金型及び空気入りタイヤの製造方法 | |
JP4507920B2 (ja) | ランフラットタイヤの製造方法 | |
JP4507921B2 (ja) | ランフラットタイヤ及びその製造方法 | |
JP2016083855A (ja) | 剛性強化環およびそれを用いたタイヤ加硫方法 | |
WO2016031670A1 (ja) | 剛性強化環およびそれを用いたタイヤ加硫方法 | |
JP6464617B2 (ja) | 剛性強化環およびそれを用いたタイヤ加硫方法 | |
JP2016185637A (ja) | タイヤ加硫用内型 | |
JP5557945B1 (ja) | タイヤ製造方法 | |
US20110139328A1 (en) | Process for building green tyre for vehicle wheels and tyres built by said process | |
JP2011020350A (ja) | 空気入りタイヤの製造方法及び空気入りタイヤ | |
JP6428058B2 (ja) | 剛性強化環およびそれを用いたタイヤ加硫方法 | |
JP6743571B2 (ja) | 空気入りタイヤの製造方法 | |
JP5066220B2 (ja) | 空気入りタイヤ及びその製造方法 | |
JP6841697B2 (ja) | タイヤ補強材及び空気入りタイヤ | |
JP6773520B2 (ja) | タイヤ補強材及び空気入りタイヤ | |
JP5026900B2 (ja) | 加硫ブラダの製造方法および加硫ブラダ | |
JP2011148392A (ja) | タイヤ用チューブ | |
JP5973695B2 (ja) | 空気入りタイヤの製造方法 | |
JP5084255B2 (ja) | 空気入りラジアルタイヤの製造方法 | |
JP2023095545A (ja) | 空気入りタイヤ及び空気入りタイヤの製造方法 |