JP4316401B2 - タイヤ製造用ブラダー及びその製造方法、並びに、該ブラダーを用いた空気入りタイヤの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、空気入りタイヤの製造時にタイヤ内面側に配置されるブラダーに関し、さらに詳しくは、ブラダーの膨張特性に起因するタイヤ性能の悪化や加硫故障の発生を防止することを可能にしたタイヤ製造用ブラダー及びその製造方法、並びに、該ブラダーを用いた空気入りタイヤの製造方法に関する。

ブラダーを備えた加硫機を用いて空気入りタイヤを加硫する場合、未加硫タイヤを金型内に投入した後、ブラダー内部に蒸気や高圧ガス等を充填して未加硫タイヤの内面側でブラダーを膨らませ、該ブラダーにより未加硫タイヤを金型内面に押し付けた状態で加硫を行う。

このようなブラダーは、通常、タイヤとの接触部分が略均一に加工されており、内圧が掛けられたとき丸みを帯びながら均一に膨らもうとする。そのため、ブラダーはタイヤセンター部及びタイヤビード部に対応する部位が先にタイヤ内面に押し付けられ、最後にタイヤショルダー部に対応する部位がタイヤ内面に押し付けられることになる。その結果、加硫後の空気入りタイヤにおいてカーカス張力に不均一を生じ易くなり、これがタイヤの性能を悪化させる要因になっている。また、ブラダーとタイヤ内面との間に介在するエアがタイヤショルダー部の近傍に溜まり易く、そのエア溜まりによって加硫故障を生じ易いという問題もある。

このような事態に鑑みて、ブラダーの肉厚を部位に応じて変化させることで、膨張時のブラダーのプロファイルを制御することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。しかしながら、ブラダーの偏肉では、ブラダープロファイルの制御範囲が狭いため、タイヤプロファイルに合わせてブラダーを膨らませることは依然として困難である。また、ブラダーを偏肉させた場合、加硫時の温度伝達が不均一になるという不都合もある。
特開２００３−２３１１２８号公報

本発明の目的は、ブラダーの膨張特性に起因するタイヤ性能の悪化や加硫故障の発生を防止することを可能にしたタイヤ製造用ブラダー及びその製造方法、並びに、該ブラダーを用いた空気入りタイヤの製造方法を提供することにある。

上記目的を解決するための本発明のタイヤ製造用ブラダーは、空気入りタイヤの製造時にタイヤ内面側に配置される円筒状のブラダーであって、タイヤ内面に当接する胴部を短繊維入りのゴムから構成し、その胴部のタイヤショルダー部に対応する部位よりもタイヤセンター部及びタイヤビード部に対応する部位において短繊維の配合割合を多くしたことを特徴とするものである。

また、短繊維の長さは０．５〜１０ｍｍとすると良い。そして、短繊維はブラダー周方向に配向させると良い。

本発明のタイヤ製造用ブラダーの製造方法は、上記ブラダーの製造方法であって、短繊維入りのゴムを押出機から押し出して短繊維に配向性を持たせたシート材を成形し、少なくとも該シート材を含む未加硫ブラダーを成形し、該未加硫ブラダーを金型内で加硫することを特徴とするものである。

本発明の空気入りタイヤの製造方法は、上記ブラダーを用いた空気入りタイヤの製造方法であって、ブラダーを土台として未加硫タイヤを成形し、該未加硫タイヤを金型内で加硫することを特徴とするものである。

また、本発明の空気入りタイヤの製造方法は、上記ブラダーを用いた空気入りタイヤの製造方法であって、未加硫タイヤを金型内に投入し、該未加硫タイヤの内面側でブラダーを膨張させつつ該未加硫タイヤを加硫することを特徴とするものである。

本発明では、タイヤ製造用ブラダーにおいて、タイヤ内面に当接する胴部を短繊維入りのゴムから構成し、胴部のタイヤショルダー部に対応する部位よりもタイヤセンター部及びタイヤビード部に対応する部位において短繊維の配合割合を多くすることで、タイヤセンター部及びタイヤビード部に対応する部位の膨らみを相対的に小さくし、タイヤショルダー部に対応する部位の膨らみを相対的に大きくする。これにより、タイヤプロファイルに合わせてブラダーを膨らませることが可能になる。

このようなブラダーを未加硫タイヤの内面側で膨張させつつ金型内で未加硫タイヤを加硫した場合、加硫後の空気入りタイヤにおけるカーカス張力が均一になり、操縦安定性等のタイヤ性能を改善することができる。また、ブラダーとタイヤ内面との間に介在するエアがタイヤショルダー部の近傍に溜まり難くなり、エア溜まりによる加硫故障の発生を防止することができる。

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は本発明の実施形態からなるタイヤ加硫用ブラダーを示すものである。図１において、円筒状のブラダー１は、膨張時にタイヤ内面に当接する胴部２と、該胴部２の両端部で径方向内側に屈曲した取り付け部３，３とを備えている。取り付け部３，３は、胴部２よりも厚肉であり、それぞれ加硫機のクランプに固定されるようになっている。

ブラダー１はゴム製であるが、特に胴部２は短繊維入りのゴムから構成され、短繊維の配合割合が部位によって異なっている。つまり、胴部２をタイヤセンター部に対応する部位２ａ、タイヤショルダー部に対応する部位２ｂ、タイヤビード部に対応する部位２ｃに区分したとき、タイヤショルダー部に対応する部位２ｂよりもタイヤセンター部及びタイヤビード部に対応する部位２ａ，２ｃにおいて短繊維の配合割合を多くしてある。その結果、ブラダー１のモジュラスが場所によって異なっている。例えば、短繊維のゴム１００重量部に対する配合量は、タイヤセンター部に対応する部位２ａで５重量部とし、タイヤショルダー部に対応する部位２ｂで０重量部とし、タイヤビード部に対応する部位２ｃで１０重量部とすれば良い。なお、上記部位２ａ〜２ｃの区分は厳密である必要はない。

ブラダー１を構成するゴムは、特に限定されるものではなく、天然ゴム、ジエン系ゴム、オレフィン系ゴム等の公知の材料を使用することができる。補強用の短繊維は、特に限定されるものではないが、ポリビニルアルコール、芳香族ポリアミド、ナイロン、ポリエステル、ポリエチレン、天然セルロース等の繊維を使用することが好ましい。また、短繊維の長さは０．５〜１０ｍｍ、好ましくは２〜５ｍｍであると良い。

ゴム中の短繊維には配向性を持たせることができる。短繊維の配向は、ブラダー１の膨張を最も効果的に制御するためにブラダー１の周方向と一致させることが好ましいが、ブラダー１の形状を制御するために周方向に対して任意の角度で傾斜させたり、配向を交差させて編み目状にしても良い。特に、タイヤセンター部に対応する部位２ａでは短繊維をブラダー１の周方向に配向させることで、その部分の伸び率を小さくし、タイヤ内面への当たりを効果的に調整することができる。

図２は本発明に係るブラダーの製造方法の一例を示すものである。図２において、１１は下型、１２は上型、１３は中子である。これら下型１１及び上型１２はブラダー１の外面形状を規定し、中子１３はブラダー１の内面形状を規定するものである。ブラダー１を製造するには、例えば、短繊維入りのゴムを押出機から押し出して短繊維に配向性を持たせたシート材１４ａ，１４ｃと、短繊維を含まないゴムを押出機から押し出してシート材１４ｃを成形する。短繊維入りのゴムを押出機から押し出してシート材を成形した場合、その押し出し工程を通して短繊維に配向性を持たせることができ、その結果、ブラダーの生産性を向上することができる。

そして、図２に示すように、シート材１４ａ〜１４ｃ等の材料をブラダー１の胴部２に対応する中子１３の適当な位置に巻き付けて未加硫ブラダー１５を成形する。その後、未加硫ブラダー１５を金型（１１，１２）内で加硫する。これにより、短繊維の配合割合を胴部２の部位に応じて変化させたブラダー１を得ることができる。

上記ブラダー１は、未加硫タイヤの内面側で膨張自在となるようにタイヤ加硫機に設置される。そして、未加硫タイヤを加硫機の金型内に投入し、その未加硫タイヤの内面側でブラダーを膨張させた状態で未加硫タイヤを加硫する。

ブラダー１は、膨張状態において、タイヤセンター部に対応する部位２ａ及びタイヤビード部に対応する部位２ｃの膨らみが相対的に小さくなり、タイヤショルダー部に対応する部位２ｂの膨らみが相対的に大きくなるので、膨張時のプロファイルがタイヤプロファイルと一致し易くなる。

このようなブラダーを未加硫タイヤの内面側で膨張させつつ金型内で未加硫タイヤを加硫した場合、加硫後の空気入りタイヤにおけるカーカス張力が均一になり、操縦安定性等のタイヤ性能を改善することができる。また、加硫前にシェーピング段階でタイヤ内面にブラダーが密着するようになり、ブラダー表面に設けた溝によるエア抜き効果を最大限に発揮することができる。そのため、ブラダーとタイヤ内面との間に介在するエアがタイヤショルダー部の近傍に溜まり難くなるので、エア溜まりによる加硫故障の発生を防止することができる。

上述した実施形態ではタイヤ加硫用ブラダーの場合について説明したが、本発明はタイヤ成形用ブラダーにも適用することができる。つまり、上述のように膨張特性が制御されたブラダーは、未加硫タイヤを成形する際の土台としても有効に機能する。この場合、ブラダーを土台として未加硫タイヤを成形し、該未加硫タイヤを金型内で加硫することで、所望の空気入りタイヤを得ることができる。

図１に示すブラダーを備えた加硫機を用いて、タイヤサイズ２４５／４０Ｒ１８のスリックタイヤ（実施例）を加硫した。比較のため、実施例のブラダーと同一形状を有するものの短繊維を含まないゴム製のブラダーを備えた加硫機を用いて、同サイズのスリックタイヤ（従来例）を加硫した。

これら試験タイヤをそれぞれ２５００ｃｃの乗用車に装着し、空気圧を２００ｋＰａとし、１周４ｋｍのサーキットを周回し、その平均ラップタイムを計測した。その結果、従来例のスリックタイヤでは平均ラップタイムが１分３１秒２５であったが、実施例のスリックタイヤでは平均ラップタイムが１分３０秒６７であり、タイヤ性能の明らかな改善が認められた。

本発明の実施形態からなるタイヤ加硫用ブラダーを示す一部切り欠き正面図である。 本発明に係るブラダーの製造方法を実施するための装置を示す断面図である。

符号の説明

１ ブラダー
２ 胴部
２ａ タイヤセンター部に対応する部位
２ｂ タイヤショルダー部に対応する部位
２ｃ タイヤビード部に対応する部位
３ 取り付け部
１１ 下型
１２ 上型
１３ 中子
１４ａ，１４ｂ，１４ｃ シート材
１５ 未加硫ブラダー

Claims (6)

1. 空気入りタイヤの製造時にタイヤ内面側に配置される円筒状のブラダーであって、タイヤ内面に当接する胴部を短繊維入りのゴムから構成し、前記胴部のタイヤショルダー部に対応する部位よりもタイヤセンター部及びタイヤビード部に対応する部位において前記短繊維の配合割合を多くしたことを特徴とするタイヤ製造用ブラダー。
2. 前記短繊維の長さを０．５〜１０ｍｍとしたことを特徴とする請求項１に記載のタイヤ製造用ブラダー。
3. 前記短繊維をブラダー周方向に配向させたことを特徴とする請求項１又は２に記載のタイヤ製造用ブラダー。
4. 請求項１〜３のいずれかに記載のブラダーの製造方法であって、短繊維入りのゴムを押出機から押し出して短繊維に配向性を持たせたシート材を成形し、少なくとも該シート材を含む未加硫ブラダーを成形し、該未加硫ブラダーを金型内で加硫することを特徴とするタイヤ製造用ブラダーの製造方法。
5. 請求項１〜３のいずれかに記載のブラダーを用いた空気入りタイヤの製造方法であって、前記ブラダーを土台として未加硫タイヤを成形し、該未加硫タイヤを金型内で加硫することを特徴とする空気入りタイヤの製造方法。
6. 請求項１〜３のいずれかに記載のブラダーを用いた空気入りタイヤの製造方法であって、未加硫タイヤを金型内に投入し、該未加硫タイヤの内面側で前記ブラダーを膨張させつつ該未加硫タイヤを加硫することを特徴とする空気入りタイヤの製造方法。

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