JP5016088B2 - タイヤ製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、タイヤ製造方法に関する。詳細には、本発明は、ツーピースモールドを用いたタイヤ製造方法に関する。

図６は、タイヤ用加硫装置２の一部が示された概略図である。符号Ｔで示されているのは、この加硫装置２で製造されたタイヤである。この図６には、このタイヤＴが加硫装置２から取り出されている状況が示されている。

加硫装置２は、モールド４と、ブラダー６と、上側クランプ８と、下側クランプ１０とを備えている。このモールド４は、下型１２を備えている。図示されていないが、このモールド４は上型も備えている。このモールド４は、ツーピースモールドである。このモールド４では、この上型及び下型１２が組み合わされることにより、タイヤＴの外面を形作るキャビティ面１４が構成される。

ブラダー６は、架橋ゴムからなる。ブラダー６は、略円筒状を呈している。図示されていないが、ブラダー６の上側端縁部は上側クランプ８に保持されている。このブラダー６の下側端縁部は、下側クランプ１０に保持されている。このブラダー６の内部には、ガスが充填される。この充填により、ブラダー６は膨張する。このブラダー６は、その内部からガスが排出されると、収縮する。図６に示されたブラダー６は、収縮状態にある。

この加硫装置２では、タイヤＴは次のようにして製造される。開かれたモールド４に、予備成形で得られたローカバー（未架橋タイヤとも称される。）が投入される。ガスの充填により、ブラダー６が膨張する。モールド４が閉じられ、モールド４とブラダー６とに囲まれたキャビティにおいてローカバーが加圧されつつ加熱される。加圧と加熱とにより、ローカバーのゴム組成物がキャビティ内を流動する。加熱によりゴムが架橋反応を起こし、タイヤＴが得られる。図６に示されているように、ガスの排出によりブラダー６が収縮するとともにモールド４が開かれ、タイヤＴが取り出される。

走行性能の観点から、タイヤＴのトレッド面１６に溝が刻まれることがある。このようなタイヤＴを製造する場合、そのキャビティ面１４にこの溝に対応する凸条が設けられたモールド４が使用される。このモールド４では、凸条がタイヤＴのトレッドに食い込むため、タイヤＴをこのモールド４から取り出すとき、このタイヤＴの表面に欠け等の欠陥が生じることがある。

このように、ツーピースモールド４においては、タイヤＴをこのモールド４から取り出す際に、欠陥が生じやすいという問題がある。この問題を解決すべく、ツーピースモールド４で製造されたタイヤＴの取り出し方法について様々な検討がなされている。この検討例が、特開平８−２５３６４号公報及び特開２００７−１８５８５５公報に開示されている。

特開平８−２５３６４号公報 特開２００７−１８５８５５公報

タイヤＴの直進安定性及び排水性の観点から、トレッド面１６のセンター領域に、略周方向に延在する溝が設けられることがある。

ツーピースモールド４は、上型と下型１２との境界としてのパーティングラインを備えている。上記溝に対応する凸条がこのパーティングラインを横切る場合、上型及び下型１２それぞれの分割面１８にはこの凸条の端面が含まれる。この端面の縁は、鋭利である。このモールド４では、タイヤＴを取り出す際、この鋭利な縁によって、このタイヤＴの表面が傷つけられることがある。

上記凸条の赤道面に対する傾斜角度が小さくなるほど、この凸条の端面の縁は、より鋭利となる。タイヤＴを取り出す際、鋭利な縁はタイヤＴの表面を容易に傷つける。ツーピースモールド４では、そのトレッド面１６のセンター領域に略周方向に延在する溝を備えるタイヤＴを、その表面を傷つけることなく製造することは困難である。

本発明の目的は、直進安定性及び排水性に優れるタイヤが、その表面を傷つけることなく得られうる、ツーピースモールドを用いたタイヤ製造方法の提供にある。

本発明に係るタイヤの製造方法は、
（１）予備成形によってローカバーが得られる工程、
（２）上型及び下型を備えており、この上型及び下型の組み合わせにより、このローカバーと当接してタイヤの外面を形作るキャビティ面が構成されるモールドが開かれ、このローカバーがこのモールドに投入される工程、
（３）このローカバーの内側に位置するブラダーに、加圧媒体が充填される工程、
（４）このモールドが閉じられ、このローカバーがこのモールド内で加圧及び加熱される工程、
（５）このブラダーから、この加圧媒体が排出される工程
及び
（６）このモールドが開かれるとともに、このブラダーに他の加圧媒体が充填される工程
を含む、タイヤ製造方法。

好ましくは、このタイヤの製造方法では、上記他の加圧媒体の温度は上記加圧媒体の温度よりも低い。この他の加圧媒体の圧力は、この加圧媒体の圧力よりも低い。

好ましくは、この製造方法で製造される上記タイヤは、その外面がトレッド面をなすトレッドを備えている。このトレッド面に、赤道面に対して傾斜して延在する溝が刻まれている。この溝の傾斜角度は、５°以上４５°以下である。

好ましくは、このタイヤの製造方法では、上記溝は上記トレッド面のセンター領域に位置している。

好ましくは、このタイヤの製造方法では、上記下型は上記上型と当接しうる分割面を備えている。この分割面は、赤道よりも上方に位置している。

本発明によれば、モールドから取り出すときにその表面を傷をつけることなく、直進安定性及び排水性に優れるタイヤが安定に製造されうる。

図１は、本発明の一実施形態に係る製造方法により製造された空気入りタイヤの一部が示された断面図である。 図２は、図１のタイヤのトレッド面が示された展開図である。 図３は、図１のタイヤの製造のための加硫装置の一部が示された概略図である。 図４は、図１のタイヤの製造方法が示されたフロー図である。 図５は、加硫装置からタイヤが取り出されている状況が示された概略図である。 図６は、タイヤ用加硫装置の一部が示された概略図である。

以下、適宜図面が参照されつつ、好ましい実施形態に基づいて本発明が詳細に説明される。

図１に示されているのは、本発明の一実施形態に係る製造方法により製造された空気入りタイヤ２０の断面図である。この図１において、上下方向が半径方向であり、左右方向が軸方向であり、紙面との垂直方向が周方向である。このタイヤ２０は、図１中の一点鎖線ＣＬを中心としたほぼ左右対称の形状を呈する。この一点鎖線ＣＬは、タイヤ２０の赤道面を表す。このタイヤ２０は、トレッド２２、サイドウォール２４、ビード２６、カーカス２８、ベルト３０及びインナーライナー３２を備えている。このタイヤ２０は、チューブレスタイプである。このタイヤ２０は、二輪自動車に装着される。

トレッド２２は、耐摩耗性に優れた架橋ゴムからなる。トレッド２２は、半径方向外向きに凸な形状を呈している。トレッド２２は、トレッド面３４を備えている。このトレッド面３４は、路面と接地する。符号ＴＥで示されているのは、トレッド２２の端である。

サイドウォール２４は、トレッド２２の端ＴＥから半径方向略内向きに延びている。このサイドウォール２４は、架橋ゴムからなる。

ビード２６は、サイドウォール２４よりも半径方向略内側に位置している。ビード２６は、コア３６と、このコア３６から半径方向外向きに延びるエイペックス３８とを備えている。コア３６は、リング状である。コア３６は、非伸縮性ワイヤーが巻かれてなる。エイペックス３８は、半径方向外向きに先細りである。エイペックス３８は、高硬度な架橋ゴムからなる。

カーカス２８は、カーカスプライ４０からなる。カーカスプライ４０は、両側のビード２６の間に架け渡されており、トレッド２２及びサイドウォール２４の内側に沿っている。カーカスプライ４０は、コア３６の周りを、軸方向内側から外側に向かって折り返されている。

図示されていないが、カーカスプライ４０は、並列された多数のコードとトッピングゴムとからなる。各コードが赤道面に対してなす角度の絶対値は、通常は７０°から９０°である。換言すれば、このカーカス２８はラジアル構造を有する。コードは、通常は有機繊維からなる。好ましい有機繊維としては、ポリエステル繊維、ナイロン繊維、レーヨン繊維、ポリエチレンナフタレート繊維及びアラミド繊維が例示される。

ベルト３０は、カーカス２８の半径方向外側に位置している。ベルト３０は、カーカス２８と積層されている。ベルト３０は、カーカス２８を補強する。ベルト３０は、内側層４２及び外側層４４からなる。図示されていないが、内側層４２及び外側層４４のそれぞれは、並列された多数のコードとトッピングゴムとからなる。各コードは、赤道面に対して傾斜している。傾斜角度の絶対値は、１０°以上３５°以下である。内側層４２のコードの傾斜方向は、外側層４４のコードの傾斜方向とは逆である。コードの好ましい材質は、スチールである。コードに、有機繊維が用いられてもよい。好ましい有機繊維としては、ポリエステル繊維、ナイロン繊維、レーヨン繊維、ポリエチレンナフタレート繊維及びアラミド繊維が例示される。

図２は、図１のタイヤ２０のトレッド面３４の一部が示された展開図である。この図２において、上下方向が周方向であり、左右方向が軸方向である。一点鎖線ＣＬは、このタイヤ２０の赤道面である。両矢印ＷＴで示されているのは、両トレッド２２の端ＴＥ間の距離である。この距離ＷＴは、このトレッド面３４の周長である。符号ＲＣで示されているのは、このトレッド面３４のセンター領域である。このセンター領域ＲＣは、赤道上に位置している。このタイヤ２０では、領域ＲＣの軸方向における中心が赤道面に一致している。両矢印ＷＣが、領域ＲＣの幅を表している。この領域ＲＣの幅ＷＣは、距離ＷＴの４０％に設定されている。なお、符号ＲＳで示されているのは、このトレッド面３４のサイド領域である。

図示されているように、トレッド面３４には複数の溝４６が刻まれている。これら溝４６により、トレッドパターンが形成されている。各溝４６は、赤道面に対して傾斜して延在している。このタイヤ２０では、センター領域ＲＣに位置する溝４６の傾斜角度は、サイド領域ＲＳに位置する溝４６の傾斜角度よりも小さい。換言すれば、このタイヤ２０は、そのトレッド面３４のセンター領域ＲＣに略周方向に延在する溝４６を備えている。このタイヤ２０は、そのトレッド２２が適度な剛性を有しているので、直進安定性に優れる。この溝４６が排水を促すので、このタイヤ２０は排水性にも優れる。

図２において、角度αは、赤道を横切る一の溝４６ａの縁が赤道面に対してなす角度を表している。本明細書では、センター領域ＲＣに位置する各溝４６について、角度αが計測され、その最小値が傾斜角度として表される。直進安定性及び排水性の観点から、センター領域ＲＣに位置する溝４６の傾斜角度αは、５°以上が好ましく、４５°以下が好ましい。

このタイヤ２０は、図３に示された加硫装置４８を用いてローカバー（未架橋タイヤとも称される）を加圧及び加熱することにより得られる。この図３において、符号Ｒで示されているのがローカバーである。図３中、一点鎖線ＣＬはこの加硫装置４８で製造されるタイヤ２０の赤道面である。

加硫装置４８は、モールド５０と、ブラダー５２とを備えている。このモールド５０は、下型５４を備えている。図示されていないが、このモールド５０は上型も備えている。このモールド５０は、ツーピースモールドである。このモールド５０では、上型及び下型５４が組み合わされることにより、タイヤ２０の外面を形作るキャビティ面５６が構成される。このモールド５０では、上型及び下型５４が組み合わされたときのズレが小さい上に、キャビティ面５６の真円度が高い。

前述したように、このタイヤ２０はそのトレッド面３４のセンター領域ＲＣに略周方向に延在する溝４６を備えている。図示されていないが、このモールド５０のキャビティ面５６にはこの溝４６に対応する凸条が設けられている。

このモールド５０では、下型５４は上型と当接しうる分割面５８を備えている。上型及び下型５４が組み合わされるとき、上型はこの分割面５８に載せられる。この分割面５８は、この上型と下型５４との境界としてのパーティングラインを構成する。図示されているように、下型５４の分割面５８は、赤道面よりも上方に位置している。換言すれば、このモールド５０のパーティングラインは、赤道面よりも上方に位置している。

ブラダー５２は、架橋ゴムからなる。ブラダー５２は、略円筒状を呈している。このブラダー５２の内部には、加圧媒体が充填される。この充填により、ブラダー５２は膨張する。このブラダー５２は、その内部から加圧媒体が排出されると、収縮する。

このタイヤ２０は、加硫装置４８を用いて次のようにして製造される。図４に示されているのは、このタイヤ２０の製造方法のフロー図である。

この製造方法では、予備成形によって、ローカバーＲが得られる（ＳＴＥＰ１）。ローカバーＲは、モールド５０が開いておりブラダー５２が収縮している状態で、モールド５０に投入される（ＳＴＥＰ２）。ブラダー５２の内部に、第一加圧媒体として、その温度が１８０℃から２００℃に調整されたスチームが充填される（ＳＴＥＰ３）。この充填により、ブラダー５２の内圧が１．５ＭＰａに調整される。この製造方法では、この第一加圧媒体に、その温度が１８０℃に調整された窒素ガスが用いられてもよい。後述するローカバーＲの加熱が容易という観点から、この第一加圧媒体としてはスチームが好ましい。

第一加圧媒体の充填により、ブラダー５２は膨張する。ブラダー５２は、ローカバーＲの内周面６０に当接する。このブラダー５２により、ローカバーＲの形状が整えられる。この状態のローカバーＲが、図３に示されている。この工程（ＳＴＥＰ３）は、シェーピング工程とも称される。

モールド５０が閉じられ、荷重の付与により締め付けられる（ＳＴＥＰ４）。その温度が１８０℃から２００℃に調整された加熱媒体としてのスチームを用いて、モールド５０が加熱される。この加熱されたモールド５０により、ローカバーＲが加熱される（ＳＴＥＰ５）。この加熱工程（ＳＴＥＰ５）では、モールド５０が締め付けられつつ、ローカバーＲが加熱される。

ブラダー５２の内部に、第二加圧媒体がさらに供給される（ＳＴＥＰ６）。この第二加圧媒体の供給により、ブラダー５２の内圧が高められる。ブラダー５２の内圧は、２．１ＭＰａから２．４ＭＰａに調整される。ローカバーＲはブラダー５２によってモールド５０のキャビティ面５６に押しつけられ、加圧される。同時にローカバーＲは、加熱される。この加圧工程（ＳＴＥＰ６）では、加圧と加熱とによりゴム組成物が流動する。加熱によりゴムが架橋反応を起こし、タイヤ２０が形成される。断熱圧縮による温度上昇を防止し適切に加硫されたタイヤが得られるという観点から、この第二加圧媒体は第一加圧媒体の温度よりも低い温度を有するのが好ましい。この製造方法では、特に好ましい第二加圧媒体は、常温の窒素ガスである。窒素ガスは、ブラダー５２の長寿命化に寄与しうる。

前述したように、このモールド５０のキャビティ面５６には、タイヤ２０のトレッド面３４のセンター領域ＲＣに相当する部分に略周方向に延在する凸条が設けられている。図示されていないが、この凸条はこのタイヤ２０のトレッド２２に食い込んでいる。この食い込みにより、トレッド２２に溝４６が形成される。

加圧工程の後、ブラダー５２の内部から第一加圧媒体及び第二加圧媒体が排出されるとともに、モールド５０に付与されていた荷重が除去される。このモールド５０の上型が外されるとともに、ブラダー５２の内部に、第三加圧媒体として、圧縮空気が充填される。このようにしてモールド５０が開かれ、タイヤ２０が取り出される（ＳＴＥＰ７）。

図５には、モールド５０から上型が取り外されてタイヤ２０が取り出される状況が示されている。前述したように、上型が外されるとともに、ブラダー５２の内部に第三加圧媒体が充填される。この充填により、ブラダー５２は膨張する。膨張したブラダー５２は、タイヤ２０のビード２６の部分を軸方向外向きに押し拡げる。このタイヤ２０は、そのトレッド２２の赤道の部分が半径方向内向きに窪むように変形する。図示されていないが、この変形により、モールド５０の凸条がトレッド２２の溝４６から引き抜かれる。この製造方法では、凸条が溝４６から引き抜かれた状態でタイヤ２０がモールド５０から取り出される。なお、図５中、符号Ｃで示されているのはブラダー５２の膨張に伴い上方に移動したクランプである。このクランプＣは、ブラダー５２の上側端縁部を保持しうる。

タイヤ２０が凸条に接触することなくモールド５０から取り出されるので、このタイヤ２０の表面がこの凸条によって傷つくことが効果的に防止される。この製造方法は、これまでツーピースモールド５０で製造することが困難であった、トレッド面３４のセンター領域ＲＣに略周方向に延在する溝４６を有するタイヤ２０を安定に製造しうる。この製造方法は、直進安定性及び排水性に優れるタイヤ２０の製造に寄与しうる。しかも、この製造方法は、モールド５０が多数の部材から構成される割モールド５０に比して安価であるので、生産コストを低減しうる。

前述したように、このモールド５０のパーティングラインは赤道面よりも上方に位置している。しかし、トレッド２２の赤道部分が窪むので、このモールド５０からのタイヤ２０の取り出しは容易である。この製造方法では、モールド５０のパーティングラインが赤道面よりも上方に位置しているにもかかわらず、凸条によってタイヤ２０が傷つけられることなく、タイヤ２０が容易に取り出されうる。この製造方法によれば、外観、直進安定性及び排水性に優れるタイヤ２０が安定に製造されうる。この製造方法で製造されたタイヤ２０は、高品質である。

この製造方法では、第三加圧媒体の充填によるブラダー５２の内圧は、第二加圧媒体の充填によるブラダー５２の内圧よりも低い。この第三加圧媒体の充填によるブラダー５２の内圧は、第一加圧媒体の充填によるブラダー５２の内圧よりも低い。このため、第三加圧媒体が充填されたブラダー５２によるタイヤ２０の変形が適切に制御されている。この製造方法では、第三加圧媒体の充填による、タイヤ２０の急な変形及び特異な変形が抑制されているので、モールド５０からタイヤ２０が引き剥がされる際の、タイヤ２０の損傷が効果的に防止されている。この観点から、この第三加圧媒体の充填によるブラダー５２の内圧は０．０２ＭＰａ以上が好ましく、０．１０ＭＰａ以下が好ましい。特に好ましくは、この内圧は、０．０４ＭＰａである。

この製造方法では、第三加圧媒体の温度は第一加圧媒体のそれよりも低い。低い温度の第三加圧媒体は、タイヤ２０の過加硫を防止しうる。この製造方法では、適切に加硫されたタイヤ２０が得られうる。この製造方法は、高品質なタイヤ２０を製造しうる。この観点から、この第三加圧媒体としては、常温の圧縮空気が好ましい。なお、この第三加圧媒体として常温の窒素ガスが用いられてもよい。

以下、実施例によって本発明の効果が明らかにされるが、この実施例の記載に基づいて本発明が限定的に解釈されるべきではない。

［実施例１］
予備成形によって得られたローカバーが、図３に示された構成を備えたモールドに投入された。シェーピング工程の時、ブラダーの内部には、その温度が２００℃に調整されたスチームが充填された。この充填により、ブラダーの内圧は、１．５ＭＰａに調整された。モールドが閉められた後、ブラダーの内部には、常温の窒素ガスがさらに充填された。この充填により、ブラダーの内圧は２．１ＭＰａに調整された。ローカバーは、このモールド内で加圧及び加熱された。加圧工程の後、ブラダーの内部から、スチーム及び窒素ガスが排出された。排出後、このモールドの上型が外されるとともに、ブラダーの内部に、常温の圧縮空気が充填され、ブラダーが膨張された。ブラダーの内圧は、０．０４ＭＰａに調整された。このモールドから、図１に示された構成を備えたタイヤが取り出された。このタイヤのサイズは、１２０／７０ＺＲ１７である。このタイヤのトレッド面のセンター領域ＲＣには、略周方向に延在する溝が刻まれている。この溝の傾斜角度αは、５°とされた。このタイヤのカーカスは、１枚のカーカスプライから構成されている。このカーカスプライは、ナイロン繊維からなるコードを含んでいる。このコードが赤道面に対してなす角度は、９０°とされた。ベルトの内側層及び外側層のそれぞれは、アラミド繊維からなるコードを含んでいる。このコードが赤道面に対してなす角度は、１９°とされた。

［実施例２及び３並びに参考例１］
タイヤのトレッドパターンを変更し、センター領域ＲＣに刻まれた溝の傾斜角度αを下記表１の通りとした他は、実施例１と同様にして、タイヤを製造した。

［比較例１］
予備成形によって得られたローカバーが、図３に示された構成を備えたモールドに投入された。シェーピング工程の時、ブラダーの内部には、その温度が２００℃に調整されたスチームが充填された。この充填により、ブラダーの内圧は、１．５ＭＰａに調整された。モールドが閉められた後、ブラダーの内部には、常温の窒素ガスがさらに充填された。この充填により、ブラダーの内圧は２．１ＭＰａに調整された。ローカバーは、このモールド内で加圧及び加熱された。加圧工程の後、ブラダーの内部から、スチーム及び窒素ガスが排出された。モールドが開かれ、タイヤが取り出された。このタイヤのトレッド面のセンター領域ＲＣには、略周方向に延在する溝が刻まれている。この溝の傾斜角度αは、４５°とされた。この比較例１は、従来のタイヤ製造方法である。

［比較例２］
タイヤのトレッドパターンを変更し、センター領域ＲＣに刻まれた溝の傾斜角度αを下記表１の通りとした他は、比較例１と同様にして、タイヤを製造した。

［外観観察］
製造されたタイヤ（１００本）の外観を目視で観察した。その結果が、下記の表１に示されている。表１中、タイヤの表面に傷が確認されなかった場合が「Ｇ」で、傷が確認された場合が「ＮＧ」で示されている。

［直進安定性］
タイヤを正規リムに組み込み、このタイヤに空気を充填して内圧を２９０ｋＰａとした。このタイヤをドラム式走行試験機に装着し、１．３ｋＮの荷重をタイヤに負荷した。このタイヤを、３０ｋｍ／ｈの速度で、ドラムの上を走行させた。１０×１０ｍｍの突起を乗り越したときの反力を計測した。この結果が、比較例１を１００とした指数値で下記表１に示されている。数値が大きいほど、好ましい。

［排水性］
タイヤを正規リムに組み込み、このタイヤに空気を充填して内圧を２９０ｋＰａとした。このタイヤをドラム式走行試験機に装着し、１．３ｋＮの荷重をタイヤに負荷した。このタイヤを、スリップアングルが１°とされて１．０ｍｍの水膜が形成されたドラムの上を走行させて、限界速度が測定された。この結果が、比較例１を１００とした指数値で下記表１に示されている。数値が大きいほど、好ましい。

表１に示されるように、実施例の製造方法では、比較例の製造方法に比べて評価が高い。この評価結果から、本発明の優位性は明らかである。

以上説明された方法は、種々のタイヤの製造にも適用されうる。

２、４８・・・加硫装置
４、５０・・・モールド
６、５２・・・ブラダー
１２、５４・・・下型
１４、５６・・・キャビティ面
１６、３４・・・トレッド面
１８、５８・・・分割面
２０・・・タイヤ
２２・・・トレッド
４６・・・溝
６０・・・内周面

Claims (5)

1. 予備成形によってローカバーが得られる工程、
   上型及び下型を備えており、この上型及び下型の組み合わせにより、このローカバーと当接してタイヤの外面を形作るキャビティ面が構成されるモールドが開かれ、このローカバーがこのモールドに投入される工程、
   このローカバーの内側に位置するブラダーに、加圧媒体が充填される工程、
   このモールドが閉じられ、このローカバーがこのモールド内で加圧及び加熱される工程、
   このブラダーから、この加圧媒体が排出される工程
   及び
   このモールドが開かれるとともに、このブラダーに他の加圧媒体が充填される工程
   を含む、タイヤ製造方法。
2. 上記他の加圧媒体の温度が、上記加圧媒体の温度よりも低く、
   この他の加圧媒体の圧力が、この加圧媒体の圧力よりも低い請求項１に記載のタイヤ製造方法。
3. 上記タイヤが、その外面がトレッド面をなすトレッドを備えており、
   このトレッド面に、赤道面に対して傾斜して延在する溝が刻まれており、
   この溝の傾斜角度が、５°以上４５°以下である請求項１又は２に記載のタイヤ製造方法。
4. 上記溝が、上記トレッド面のセンター領域に位置している請求項３に記載のタイヤ製造方法。
5. 上記下型が、上記上型と当接しうる分割面を備えており、
   この分割面が、赤道よりも上方に位置している請求項１から４のいずれかに記載のタイヤ製造方法。

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