WO2011122451A1 - タイヤの製造方法及びタイヤ - Google Patents
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- B60C—VEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
- B60C11/00—Tyre tread bands; Tread patterns; Anti-skid inserts
- B60C11/02—Replaceable treads
Definitions
- the present invention relates to a tire manufacturing method and a tire.
- thermoplastic material such as a thermoplastic elastomer or a thermoplastic resin for the tire frame member because of weight reduction and ease of recycling.
- Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-143701 discloses a pneumatic tire formed using a thermoplastic polymer material.
- a large and expensive vulcanizing apparatus and tire size can be obtained by integrating the tire frame member and the tread rubber using a vulcanization mold.
- Various molds corresponding to the above are required. Further, it is necessary that the shape of the tread rubber be stably maintained in a state where the tire frame member and the tread rubber are integrated.
- the tread rubber is removed from the used tire to form a base tire (tire frame member), and a tread pattern is formed in advance on the tread pattern side on the crown portion of the base tire (tire frame member).
- a technique is known in which rubber is disposed and a so-called retreaded tire is obtained by pressing and adhering tread rubber to a tire frame member while reducing the pressure in the envelope.
- Japanese Patent Laid-Open No. 2007-331152 discloses a tire rehabilitation in which a gas vent sheet covering the surface of the precure tread is disposed between the precure tread and the envelope, and the inside of the envelope is sucked through the gas vent sheet. A method is described.
- Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2009-143099 describes a technique in which a sheet-like fiber body surrounding an exhaust hole is integrally provided on the inner peripheral surface of a vulcanization envelope, and the inside of the envelope is sucked.
- the vulcanized tread rubber affixed to the tire frame member has a relatively thin portion formed by, for example, a circumferential groove or a width direction groove (hereinafter referred to as a “dent”).
- a relatively thin portion formed by, for example, a circumferential groove or a width direction groove (hereinafter referred to as a “dent”).
- the tread rubber is thinner than the tire used for a bus or truck, the tire used for an aircraft, or the like due to the recessed portion such as the circumferential groove or the width groove described above. Many have parts.
- the rubber in the thin portion may be deformed.
- the tread rubber is sucked locally and strongly. For this reason, it is desired to suppress the deformation of the tread rubber.
- the present invention stably maintains the shape of the tread rubber when the tire is manufactured by bonding the tread rubber to the tire frame member, and the shape of the tread rubber is stable.
- the object is to obtain a maintained tire.
- a tread rubber that has been vulcanized or semi-cured is disposed outside the tire frame member in the tire radial direction, and the tread rubber and at least the tire frame member are disposed.
- the tread rubber side of the tread rubber is covered with a covering member to form a temporary assembly, and between the covering member and the tread rubber, a pressing member capable of pressing the tread rubber from the outer side in the tire radial direction toward the tire frame member
- a covering member to form a temporary assembly
- a pressing member capable of pressing the tread rubber from the outer side in the tire radial direction toward the tire frame member
- a tire is manufactured by adhering a tread rubber to a tire frame member without using a vulcanization mold that requires a large and expensive vulcanizer or various molds according to the tire size. Can be manufactured. For this reason, tread rubber is adhere
- a pressing member is disposed between the covering member and the tread rubber, and the tread rubber is pressed from the outside in the tire radial direction. Therefore, the shape of the tread rubber can be stably maintained during suction.
- a thin portion that is thinned by a recessed portion formed on the outer side in the tire radial direction is formed in a part of the tread rubber, and at least a part of the pressing member is the recessed portion.
- the suction is performed at least partially.
- the suction inside the covering member is performed with at least a part of the pressing member entering at least a part of the tread rubber recess, the shape of the thin part that is easily deformed during suction is maintained particularly stably. it can.
- the pressing member is disposed at a position including at least between the valve and the tread rubber.
- the pressing member is a breathable member having air permeability.
- the inside of the covering member can be sucked through the breathable member.
- a sponge-like member having cushioning properties is used as the pressing member in the tire manufacturing method of any one of the first to fourth aspects.
- the other part of the sponge-like member is placed in a portion other than the thin-walled portion (thick-walled portion) with a part of the sponge-like member entering the thin-walled portion of the tread rubber.
- the portion is positioned between the covering member and the tread rubber (the portion other than the thin portion)
- the sponge-like member becomes the covering member and the tread rubber in the portion between the covering member and the tread rubber (the portion other than the thin portion). It is sandwiched between and compressed.
- the pressing member corresponding to both the thin part and the thick part of the tread rubber can be constituted by one member.
- a fibrous member made of organic fiber or metal fiber is used as the pressing member. Use.
- the tread rubber is configured in the tread rubber along the tire circumferential direction.
- the thin-walled portion is an annular thin-walled portion formed annularly in the tire circumferential direction,
- the pressing member is formed in an annular shape so as to come into contact with the annular thin portion from the outer side in the tire radial direction on the entire circumference.
- the pressing member formed in an annular shape contacts the annular thin portion from the outer side in the tire radial direction, the shape of the annular thin portion can be stably maintained over the entire circumference.
- an elastic member made of an elastic material as the pressing member and having a smaller diameter than the thin-walled portion is used in the radial direction. And is arranged in the recess.
- the pressing member is made of an elastic material and has a diameter smaller than that of the thin part, and is arranged in the recessed part in the radial direction. Therefore, the pressing member can be brought into close contact with the thin part, and the displacement of the pressing member is suppressed. it can.
- the radial height of the pressing member is equal to the depth of the recess.
- the entire pressing member is shaped to enter the recess.
- the height of the pressing member in the tire radial direction is made equal to the depth of the recess, the entire pressing member enters the recess, so that the deformation of the thin portion can be more reliably suppressed.
- the outer shape of the cap portion of the valve located on the pressing member side is 60 mm or less. It is said that.
- the outer shape of the base part is 60 mm or less, it is more effectively suppressed that the valve mark (the mark of the base part) adheres to the tread rubber.
- the valve mark the mark of the base part
- the tread rubber and at least the tread rubber side of the tire frame member are covered with a covering member.
- An unvulcanized rubber is disposed between the outer peripheral surface of the tire frame member and the tread rubber when the temporary assembly is covered.
- the tread rubber can be bonded to the tire frame member by vulcanizing the unvulcanized rubber. Further, after vulcanizing the unvulcanized rubber, it can be made to act as a cushion rubber.
- an uneven portion is provided in advance on the outer peripheral surface of the tire frame member, and the unvulcanized rubber is vulcanized. It will be fitted with this uneven part later.
- the unvulcanized rubber fits into the concavo-convex portion of the outer peripheral surface of the tire frame member, so that the mechanical connection between the tread rubber and the tire frame member is ensured. It is possible to improve the bonding strength between the tread rubber and the tire frame member.
- the inside of the container is pressurized when heating is performed in the container.
- the tire frame member is molded using a resin material.
- the material constituting the tire frame member of the present invention may be rubber (vulcanized rubber), but particularly by using a resin (excluding vulcanized rubber), the weight of the manufactured tire can be reduced. You can plan.
- resin is often easier to mold than rubber (vulcanized rubber), and energy required for production can be reduced.
- thermoplastic resin material is used as the resin material in the tire manufacturing method according to the fourteenth aspect.
- thermosetting resin for example, a thermosetting resin or the like can be used, but the reuse (recycling) is facilitated by using a thermoplastic resin.
- thermoplastic elastomer or the like in consideration of the elasticity at the time of travel and the moldability at the time of manufacture in addition to the above ease of reuse.
- a tread rubber that has been vulcanized or semi-cured is disposed outside the tire frame member in the tire radial direction, and the tread rubber and at least the tread rubber of the tire frame member are disposed.
- a pressing member capable of pressing the tread rubber from the outer side in the tire radial direction toward the tire frame member is disposed between the covering member and the tread rubber. The inside of the covering member is sucked through the valve to press the tread rubber toward the tire frame member, the temporary assembly is accommodated in the container, and the container is heated so that the tread rubber is the tire frame member. It is glued to.
- This tire can be provided at a low cost without using a vulcanization mold that requires a large vulcanizing device. Moreover, when the inside of the covering member is sucked, a pressing member is arranged between the covering member and the tread rubber, and the tread rubber is pressed from the outer side in the tire radial direction toward the tire frame member. The tire is suppressed from being marked, that is, the tire in which the shape of the tread rubber is stably maintained.
- unvulcanized rubber is disposed between the outer peripheral surface of the tire frame member and the tread rubber.
- a tire having a tread rubber bonded to a tire frame member By vulcanizing the unvulcanized rubber, a tire having a tread rubber bonded to a tire frame member can be obtained.
- an uneven portion is provided in advance on the outer peripheral surface of the tire frame member, and the uneven portion is vulcanized after the unvulcanized rubber is vulcanized. It fits with the part.
- the irregularities provided on the outer peripheral surface of the tire frame member fit into the rubber after vulcanization, ensuring a mechanical connection between the tread rubber and the tire frame member. Therefore, the bonding strength between the tread rubber and the tire frame member is high.
- the tire frame member is formed of a resin material.
- the material constituting the tire frame member of the present invention may be rubber (vulcanized rubber), but particularly by using resin (excluding vulcanized rubber), the weight of the tire can be reduced. it can.
- resin is often easier to mold than rubber (vulcanized rubber), and energy required for production can be reduced.
- the resin material is a thermoplastic resin material.
- thermosetting resin for example, a thermosetting resin or the like can be used, but reuse (recycling) is facilitated by using a thermoplastic material in particular.
- thermoplastic elastomer or the like in consideration of the elasticity at the time of travel and the moldability at the time of manufacture in addition to the above ease of reuse.
- thermoplastic elastomer used in the tire manufacturing method of the present invention and the thermoplastic elastomer constituting the tire frame member in the tire according to the present invention include, for example, amide-based thermoplastic elastomer (TPA) and ester defined in JIS K6418.
- Thermoplastic elastomer (TPC), olefin thermoplastic elastomer (TPO), styrene thermoplastic elastomer (TPS), urethane thermoplastic elastomer (TPU), crosslinked thermoplastic rubber (TPV), or other thermoplastic elastomer (TPZ) etc. are mentioned.
- thermoplastic resin examples include urethane resin, olefin resin, vinyl chloride resin, polyamide resin and the like.
- vulcanized means that the vulcanization degree required for the final product has been reached, and the semi-vulcanized state has a higher vulcanization degree than the unvulcanized state, but is required for the final product. This means that the degree of vulcanization is not reached.
- FIG. 3 is an exploded cross-sectional view showing a resin tire frame member, an adhesive, a cushion rubber, a rubber cement composition, and a tread rubber. It is an expansion perspective view which shows the uneven
- FIG. 3 is an exploded cross-sectional view showing a resin tire frame member, an adhesive, a cushion rubber, a rubber cement composition, and a tread rubber.
- FIG. 3 is an enlarged perspective view showing a concave and convex portion formed of a concave portion having an arc-shaped cross section and a convex portion located between adjacent concave portions formed on the outer peripheral surface of a resin tire skeleton member in a tire axial cross section.
- FIG. 3 is an enlarged perspective view showing a concavo-convex portion formed of staggered convex portions and concave portions which are regions other than the convex portions formed on the outer peripheral surface of a resin tire skeleton member in a tire axial cross section. It is a perspective view which shows the process of winding belt-shaped tread rubber around the outer periphery of the cushion rubber arrange
- FIG. 3 it is a perspective view which shows the state which faced
- FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view taken along arrows 5A-5A in FIG. 4 showing an example in which the end surfaces along the tire radial direction are opposed to each other in the tire circumferential direction at the tread rubber seam.
- FIG. 5B is an enlarged cross-sectional view taken along arrow 5B-5B showing an example in which end surfaces inclined with respect to the tire radial direction face each other substantially in parallel at a tread rubber seam. It is a perspective view which shows the state which is expanding the diameter of the annular tread rubber with a jig
- FIG. 1 It is a perspective view which shows the state which has arrange
- FIG. 10A is a partially enlarged view of the temporary assembly in which the cushion rubber and at least the tread rubber side of the tire frame member are covered with the covering member and the wick is disposed between the covering member and the tread rubber.
- FIG. It is a perspective view showing a temporary assembly in a state where a cushion rubber and at least a tread rubber side of a tire frame member are covered with a covering member and a pressing member is arranged between the covering member and the tread rubber.
- a tire frame member 12 is formed using a resin material in the present embodiment, and an unvulcanized surface is formed on the outer peripheral surface 12A of the tire frame member 12.
- a cushion rubber 14, which is an example of rubber, is disposed, and a vulcanized or semi-vulcanized tread rubber 16 is disposed outside the cushion rubber 14 in the tire diameter direction.
- the tread rubber 16, the cushion rubber 14, and at least the tread rubber 16 side of the tire skeleton member 12 are covered with the covering member which is an example of the covering member of the present invention so as to press the tread rubber 16 against the tire skeleton member 12 side. 18 (refer to FIG.
- a temporary assembly 20 is formed in a container 22 (see FIGS. 14 and 15), and the container 22 is vulcanized by heating and pressurizing, for example, so that the tread rubber 16 is tired. It adheres to the skeleton member 12.
- a thermoplastic resin or a thermosetting resin can be used as the resin constituting the tire frame member 12.
- the material constituting the tire frame member 12 is not limited to resin, and may be vulcanized rubber, for example.
- the tire frame member 12 is made of a thermoplastic material, for example, a shape corresponding to the crown portion 24 of the tire 10 and a shape corresponding to the side portion 26 connected to the inner side in the tire radial direction from both sides in the tire axial direction of the crown portion 24. And a shape corresponding to the bead portion 28 connected to the inner side in the tire radial direction of the side portion 26.
- a bead core 30 is embedded in the bead portion 28.
- the material of the bead core 30 for example, metal, organic fiber, organic fiber coated with resin, or hard resin is used.
- the bead core 30 may be omitted if the rigidity of the bead portion 28 is ensured and there is no problem in fitting with the rim (not shown).
- thermoplastic resin As the resin material constituting the tire frame member 12, rubber-like elastic thermoplastic resin, thermoplastic elastomer (TPE), thermosetting resin, or the like can be used. Considering the properties, it is desirable to use a thermoplastic elastomer.
- thermoplastic elastomer examples include amide-based thermoplastic elastomer (TPA), ester-based thermoplastic elastomer (TPC), olefin-based thermoplastic elastomer (TPO), styrene-based thermoplastic elastomer (TPS) specified in JIS K6418, Examples thereof include urethane-based thermoplastic elastomer (TPU), crosslinked thermoplastic rubber (TPV), and other thermoplastic elastomers (TPZ).
- TPA thermoplastic elastomer
- TPC ester-based thermoplastic elastomer
- TPO olefin-based thermoplastic elastomer
- TPS styrene-based thermoplastic elastomer
- TPU urethane-based thermoplastic elastomer
- TPV crosslinked thermoplastic rubber
- TPZ thermoplastic elastomers
- thermoplastic resin examples include urethane resin, olefin resin, vinyl chloride resin, polyamide resin and the like.
- thermoplastic materials for example, the deflection temperature under load specified at ISO 75-2 or ASTM D648 (at 0.45 MPa load) is 78 ° C. or higher, and the tensile yield strength specified at JIS K7113 is 10 MPa or higher.
- the tensile yield point elongation specified in JIS K7113 is 10% or more
- the tensile fracture elongation specified in JIS K7113 is 50% or more
- the Vicat softening temperature (Method A) specified in JIS K7206 is 130 ° C or more. Things can be used.
- the tire frame member 12 is first molded into a half-shaped shape centered on, for example, the tire width direction center of the tire 10, that is, the tire equator plane CL, or the vicinity thereof, and the ends of the crown portion 24 are joined to each other. It is constituted by doing.
- a welding method using the same or different thermoplastic material or molten resin, or a hot plate is sandwiched between the ends, and the hot plates are removed while pressing the ends closer together. Then, joining may be performed by a hot plate welding method for welding a half-shaped product in a molten state at the end portion.
- a joint member 34 such as an adhesive may be used in combination with these.
- a reinforcing cord 32 is wound around the crown portion 24, for example, spirally.
- the cord 32 for example, a steel cord, a monofilament (single wire) such as a metal fiber or an organic fiber, or a multifilament (twisted wire) obtained by twisting these fibers may be used.
- a steel cord for example, a sheet (not shown) made of a thermoplastic material is attached to the outer side of the crown portion 24 in the tire diameter direction, and the cord 32 is heated while the cord 32 is heated. It can be buried by spiral winding in the circumferential direction. At this time, both the cord 32 and the sheet may be heated.
- the reinforcing cord 32 is spirally wound around the crown portion 24 in the tire circumferential direction, whereby the rigidity of the crown portion 24 in the tire circumferential direction is improved and the fracture resistance of the crown portion 24 is improved. Can be improved. In addition, this can improve the puncture resistance in the crown portion 24 of the tire 10.
- the tire skeleton member 12 (for example, the bead portion 28, the side portion 26, the crown portion 24, etc.) is provided with a further reinforcing material (polymer material, metal fiber, cord, non-woven fabric, woven fabric) embedded therein.
- the skeleton member 12 may be reinforced.
- a seal layer 36 is provided in a portion of the bead portion 28 of the tire frame member 12 that is fitted to a rim (not shown). Thereby, the rim fit property of the bead part 28 can be improved.
- the seal layer 36 rubber, resin, elastomer, or the like having a higher sealing performance than the thermoplastic material used for the tire frame member 12 can be used. Note that the seal layer 36 may be omitted if only the thermoplastic material used for the tire frame member 12 can secure the sealing performance with the rim.
- the outer peripheral surface 12A of the tire frame member 12 is provided with, for example, an uneven portion 38 in advance, and the cushion rubber 14 (FIG. 1) is fitted to the uneven portion 38 after vulcanization. It is preferable to make them fit together.
- the uneven portion 38 can be easily formed by a mold. Since the cushion rubber 14 is easy to flow due to a decrease in viscosity due to heating, the cushion rubber 14 can be joined to the uneven portion 38 without a gap.
- the concavo-convex portion 38 shown in FIG. 2A is formed by alternately forming ridge-line-shaped convex portions 38A and concave portions 38B extending in the tire circumferential direction on the outer peripheral surface 12A of the tire frame member 12 in the tire width direction. .
- the convex portion 38A is set to an inverted trapezoid whose width dimension increases from the tire center side toward the outer side in the tire radial direction.
- the recess 38B is set such that the width dimension decreases from the tire center side toward the outer side in the tire radial direction.
- the uneven portions 38 shown in FIG. 2B are formed by alternately forming ridge-shaped convex portions 38A and concave portions 38B extending in the tire circumferential direction on the outer peripheral surface 12A of the tire frame member 12 in the tire width direction.
- the width dimensions of the convex portions 38A and the concave portions 38B are constant in the tire radial direction.
- the uneven portion 38 shown in FIG. 2C is formed by forming, on the outer peripheral surface 12A of the tire frame member 12, a plurality of concave portions 38B having a circular arc shape extending along the tire circumferential direction at predetermined intervals in the tire width direction. .
- a region located between adjacent recesses 38B is relatively a protrusion 38A.
- the uneven portion 38 shown in FIG. 2D has a plurality of columnar or inverted frustoconical convex portions 38A standing on the outer side in the tire radial direction on the outer peripheral surface 12A of the tire frame member 12, and the convex portions 38A are formed in, for example, a staggered manner. It is arranged.
- a region other than the convex portion 38A is a relatively concave portion 38B.
- the cushion rubber 14 when the cushion rubber 14 is disposed on the outer peripheral surface 12A of the tire frame member 12, it is preferable to apply, for example, one or two layers of adhesive 40 to the outer peripheral surface 12A.
- the adhesive 40 is preferably applied in an atmosphere with a humidity of 70% or less.
- the adhesive 40 is not limited to a specific type, but for example, a triazine thiol-based adhesive can be used.
- Other examples include a chlorinated rubber adhesive, a phenol resin adhesive, an isocyanate adhesive, and a halogen.
- a rubberized adhesive or the like can also be used.
- the adhesive 40 before applying the adhesive 40 to the outer peripheral surface 12A, it is preferable to buff the outer peripheral surface 12A with sandpaper, a grinder or the like. This is because the adhesive 40 is easily attached to the outer peripheral surface 12A. Furthermore, it is preferable to degrease the outer peripheral surface 12A after buffing with alcohol or the like. Further, it is preferable to perform corona treatment or ultraviolet irradiation treatment on the outer peripheral surface 12A after buffing.
- the vulcanized or semi-vulcanized tread rubber 16 is disposed on the outer side in the tire diameter direction of the cushion rubber 14, a member having adhesiveness on the back surface side of the tread rubber 16 or the outer peripheral surface side of the cushion rubber 14.
- SBR styrene-butadiene rubber
- SBR splice cement As the rubber cement composition 42, it is possible to use a solventless cement containing a liquid elastomer such as liquid BR, or a cement containing an IR (isoprene rubber) -SBR blend as a main component.
- the tread rubber 16 is a PCT (Pre-Cured Tread) in which a tread pattern such as a main groove is formed in advance on the tread surface 16A side.
- PCT Pre-Cured Tread
- unvulcanized rubber is vulcanized in a mold for PCT, and the tread rubber 16 is molded.
- the tread rubber 16 has a vulcanization degree higher than a vulcanized state or an unvulcanized state that has reached a vulcanization degree required as a final product.
- the semi-vulcanized state is not reached.
- the tread rubber 16 according to the present embodiment is formed with one or a plurality of annular recess portions 16B (two in the present embodiment) extending along the tire circumferential direction.
- the formed portion is a thin portion 16C, and the portion where the recess portion 16B is not formed is a thick portion 16D that is relatively thick relative to the thin portion 16C (see FIG. 1 and the like).
- the recessed portion 16 ⁇ / b> B is formed in an annular shape along the tire circumferential direction and serves as a main groove of the tire 10.
- the thickness of the thin portion 16C and the thick portion 16D is not particularly limited as long as the performance required for the tire is satisfied.
- the thickness T1 of the thin portion 16C is about 1 mm
- the tire center portion the thickest portion
- the wall thickness T2 of the thick wall portion 16D is about 5 mm.
- the belt-like tread rubber 16 may be wound around the outer periphery of the cushion rubber 14 in an annular shape.
- a tread rubber 16 formed in an annular shape in advance may be used.
- FIG. 3 a method of winding the belt-like tread rubber 16 in an annular shape around the diameter direction of the cushion rubber 14 in FIGS. 3 to 5 will be briefly described.
- the tire frame member 12 having the cushion rubber 14 disposed on the outer peripheral surface 12 ⁇ / b> A is supported by, for example, a disk-shaped pressing member 44, and the support provided at the center of the pressing member 44.
- the tire frame member 12 is rotated in the direction of arrow A around the shaft 46, and the tread rubber 16 supplied from the direction orthogonal to the tire axis direction is cushion rubber 14 (see FIG. 5) disposed on the outer peripheral surface 12A of the tire frame member 12. 1) is wound around the outer circumference and cut.
- FIG. 5 the tread rubber 16 supplied from the direction orthogonal to the tire axis direction
- edge parts are faced
- 5A and 5B for example, unvulcanized rubber 50 is disposed at the joint 48 between the end portions, and the end portions are vulcanized and bonded in a vulcanization step described later.
- the cross-sectional shape of the seam 48 may be a simple butt where the end surfaces along the tire radial direction are opposed to the tire circumferential direction. Also, as shown in FIG. The butt
- FIG. 6 the annular tread rubber 16 is expanded in diameter by a jig 52, and the tire frame member 12 is disposed on the inner peripheral side of the expanded tread rubber 16.
- a cushion rubber 14 (see FIG. 1) is disposed on the outer peripheral surface 12A of the tire frame member 12.
- the jig 52 includes a plurality of (in the present embodiment, a total of eight) moving blocks 56 arranged in a circle on the upper surface of a disk-shaped pedestal 54. These moving blocks 56 are configured to be movable in synchronism with the diametrically inner side (arrow E direction) and the diametrically outer side (arrow F direction) of the pedestal 54 by a feeding means (not shown) such as a cylinder or a screw. . Each moving block 56 is provided with a plurality of pins 58 (two in total in the present embodiment). A plurality of pins 60 are arranged along a circle on the inner peripheral side of the pins 58 in the pedestal 54.
- all the pins 58 are arranged at positions along a circle, and are moved to the inside in the diameter direction (arrow E direction) and the outside in the diameter direction (arrow F direction) of the base 54 by the movement of each moving block 56. It is like that.
- the annular tread rubber 16 is arranged on the outer peripheral side of each pin 58, and the tread rubber 16 is expanded by moving each moving block 56 to the outside in the diameter direction of the base 54 (direction of arrow F). Thereafter, as shown in FIG. 7, the tire frame member 12 is disposed on the inner peripheral side of the tread rubber 16. At this time, the tire frame member 12 is disposed between the pin 58 and the pin 60.
- the tread rubber 16 is in the tire radial direction of the cushion rubber 14 (not shown). It will be in the state arranged outside. At this time, the cushion rubber 14 is sandwiched between the outer peripheral surface 12 ⁇ / b> A of the tire frame member 12 and the tread rubber 16 by the tension of the annular tread rubber 16 whose diameter has been expanded.
- a vulcanized rubber layer 62 ⁇ / b> A is provided on at least a portion of the outer peripheral surface 12 ⁇ / b> A of the tire frame member 12 to which the tread rubber 16 is bonded, and the cushion rubber 14. May be disposed at least between the tread rubber 16 and the rubber layer 62A.
- the rubber layer 62 ⁇ / b> A is, for example, an end portion on the tread side of the side rubber 62 provided on the side portion 26 of the tire frame member 12, and the side rubber 62 extends to the outer peripheral surface 12 ⁇ / b> A of the tire frame member 12.
- the side rubber 62 is fixed to the tire frame member 12 by adhesion, for example.
- the belt-like tread rubber 16 may be continuously spirally wound in the tire circumferential direction with an internal pressure applied to the tube body.
- the tread rubber 16 may be disposed in a state where the tire frame member 12 is assembled with a rim and an internal pressure is applied through a valve (not shown) provided on the rim. .
- the tread rubber 16, the cushion rubber 14, and at least the tread rubber 16 side of the tire frame member 12 are covered with a covering member 18 to form a temporary assembly 20.
- the covering member 18 is, for example, a rubber covering member that has airtightness and stretchability, is moderately stable thermally and chemically, and has appropriate strength.
- the covering member 18 is provided with a valve 64 for evacuating the region covered with the covering member 18 to press the tread rubber 16 against the tire frame member 12 side.
- the valve 64 desirably has a valve mechanism (not shown) for preventing the inflow of air from the outside into the covering member 18 after evacuation.
- a wick 88 formed as a porous sponge-like member by organic fibers or metal fibers is sandwiched between the tread rubber 16 and the covering member 18.
- the wick 88 is formed in a shape that can at least cover the base portion 64M of the bulb 64 (in this embodiment, a rectangular plate shape) and is disposed at a position that covers the base portion 64M. As you can see, it is spongy. Since a porous material capable of sucking a gas can be formed even when a pressure due to atmospheric pressure is applied via the envelope 18 or the base part 64M during suction, it is possible to suck the inside of the covering member 18 from the valve 64. Has no effect.
- the wick 88 supports the tread rubber 16, particularly the thin wall portion 16 ⁇ / b> C so as to press from the outside in the tire radial direction by partially entering the recess 16 ⁇ / b> B, and the tread rubber when the inside of the covering member 18 is sucked. It has sufficient thickness so that deformation of 16 (particularly thin portion 16C) can be suppressed.
- the wick 88 is formed in a sponge shape having cushioning properties and is elastically compressed in the thickness direction, so that the low compression portion 88L, the thick portion 16D and the covering member are between the thin portion 16C and the covering member 18.
- the high compression part 88H is comprised between 18 and 18 and the thickness change of the tread rubber 16 is absorbed.
- the elasticity of the wick 88 in the thickness direction is such that the deformation of the tread rubber 16 (particularly, the thin portion 16C) during the suction in the covering member 18 can be suppressed.
- the wick 88 may be deformed by the negative pressure from the base portion 64M, but the tread rubber 16 (particularly the thin portion 16C) is not deformed (wick). 88 is absorbing the deformation).
- the valve 64 has an annular cap 64M formed on the wick 88 side.
- the outer diameter of the cap 64M is a deformation of the tread rubber 16 (the trace of the cap 64M is attached to the tread rubber 16). From the standpoint of more reliably suppressing, for example, 60 mm or less, preferably 40 mm or less.
- the base portion 64M having an outer diameter of 60 mm is sufficiently large for use in the present embodiment. Generally, the tread rubber 16 is more easily deformed as the outer diameter becomes larger. Since the deformation of the tread rubber 16 is suppressed by using the wick 88, it is possible to use the valve 64 having the large-diameter base portion 64M as described above, and appropriately select from more types of valves. It can be used (more choices).
- a pressing member having another structure can be used instead of the wick 88 described above.
- an annular pressing member 90 or an arc-shaped pressing member 92 is used.
- a pressing member 90 accommodated in the recessed portion 16 ⁇ / b> B is disposed between the tread rubber 16 and the covering member 18.
- the pressing member 90 is formed in an annular shape so as to be accommodated over the entire circumference in the tire circumferential direction with respect to the recessed portion 16B.
- the pressing member 90 is made of an elastic material (for example, rubber having physical properties that can withstand the pressure and temperature in the covering member 18), and the width W2 of the pressing member 90 is also the inner dimension of the recessed portion 16B.
- the width is slightly smaller than the width W1.
- the inner diameter of the pressing member 90 in the natural state is slightly smaller than the outer diameter of the tread rubber 16 in the thin portion 16C.
- the pressing member 90 having such a shape is accommodated in the recessed portion 16B while slightly increasing the inner diameter thereof. Thereby, the pressing member 90 supports the thin portion 16C in close contact with the outer side in the tire radial direction and presses the thin portion 16C toward the outer side in the radial direction, and the deformation of the thin portion 16C when the inside of the covering member 18 is sucked. It has a sufficient thickness so that it can be suppressed.
- the height H2 of the pressing member 90 is equal to the depth D1 of the recessed portion 16B, and the tread rubber 16 tread surface 16A and the outer surface 90S of the pressing member 90 are flush with each other, so the outer surface 90S of the pressing member 90 is It is in contact with the covering member 18.
- the height of the pressing member 90 is lower than the depth D1 of the recessed portion 16B, a gap is formed between the outer surface of the pressing member 90 and the covering member 18, so that the pressing member is sucked when the inside of the covering member 18 is sucked.
- 90 and the thin part 16C may float together, in this embodiment, such lifting is prevented.
- the outer surface of the pressing member 90 protrudes from the tread surface 16A of the tread rubber 16, so that the tread surface 16A and the covering member are in the vicinity of the pressing member 90.
- such a gap is not generated.
- the pressing member 90 is formed in an annular shape and surrounds the tread rubber 16 with the thin wall portion 16C, and therefore inevitably in the vicinity of the cap 64M. Is accommodated in the recess 16B, and the thin portion 16C of this portion is pressed and supported from the outside in the radial direction. In the vicinity of the base portion 64M, the thin portion 16C is most easily deformed, but the pressing member 90 effectively suppresses this deformation.
- the inner diameter of the pressing member 90 in the natural state does not need to be smaller than the outer diameter of the thin portion 16C, but if it is smaller, the pressing member housed in the recessed portion 16B as described above. 90 tightly contacts the thin-walled portion 16C from the outside in the tire radial direction, and the pressing member 90 does not inadvertently shift or rise from the recessed portion 16B.
- the pressing member 92 may be a pressing member 92 that is formed in an arc shape and is accommodated in only a part in the circumferential direction with respect to the recessed portion 16 ⁇ / b> B. That is, even with the pressing member 92 having such a shape, the thin-walled portion 16 ⁇ / b> C where the pressing member 92 is in contact can suppress deformation when the inside of the covering member 18 is sucked.
- the length of the pressing member 92 is preferably at least about 10 cm because deformation of the thin portion 16C in the vicinity of the base portion 64M can be suppressed.
- the tire frame member 12 is assembled to a pair of annular support members 66 having a structure close to a rim, and the bead portion 28 is in close contact with the flange portion 66F of the support member 66.
- the covering member 18 covers the outer surfaces of the side portions 26 on both sides of the tire frame member 12 and the tread rubber 16, and the tire diametrically inner edge (not shown) is between the bead portion 28 and the flange portion 66F. It is sandwiched between.
- the covering member 18 can be brought into close contact with the tread rubber 16 and the tire frame member 12, and the tread rubber 16 can be pressed against the tire frame member 12 side.
- a predetermined gap 68 is provided between the pair of support members 66.
- a bladder 70 may be disposed on the inner surface side of the tire frame member 12.
- the configuration of the covering member 18 is the same as in FIG. 11A. In this example, by inflating the bladder 70 during vulcanization, pressure can be applied to the inner surface side of the tire frame member 12 to maintain the shape of the tire frame member 12.
- the tread rubber is not used without using the support member 66. 16 and the tire frame member 12 may be covered with the covering member 18 not only on the outer surface side but also on the inner surface side.
- each inner piece is moved outward in the tire radial direction, whereby the crown of the tire skeleton member 12 is obtained.
- the shape of the crown portion 24 may be maintained by supporting the portion 24 from the inner surface side.
- This jig is preferably easy to disassemble and assemble.
- the temporary assembly 20 is accommodated in a container 22, and vulcanization is performed by heating and pressurizing the container 22.
- the container 22 is a so-called vulcanization can, but may be any container as long as it has a capacity for accommodating the temporary assembly 20 and can withstand heating and pressurization during vulcanization.
- the vulcanization conditions are, for example, a temperature of 120 ° C., a pressure of 2026 hPa (2 atm), and a time of 1 hour.
- the temporary assembly 20 when the temporary assembly 20 is stored in the container 22, it is desirable that the outer peripheral portion of the temporary assembly 20 does not contact the inner wall or the like of the container 22.
- sulfur or peroxide can be used as the vulcanization accelerator.
- Carbon black or silica can be used as the reinforcing agent for the cushion rubber 14, and silica is more preferable.
- aminosilane or polysulfide can be used as the coupling agent.
- the vulcanization temperature is preferably 100 ° C or higher and lower than 160 ° C. If the temperature is 160 ° C. or higher, the crown portion 24 (see FIGS. 11A to 13) reinforced by the cord 32 may be buckled due to thermal contraction of the thermoplastic material used for the tire frame member 12. is there. Moreover, it is because the vulcanization degree of the cushion rubber 14 may become inadequate that it is less than 100 degreeC.
- the cushion rubber 14 is vulcanized by setting the temperature in the container 22 and setting the pressure in the container 22 to a pressure suitable for vulcanization and performing vulcanization for a predetermined time.
- the tread rubber 16 and the outer peripheral surface 12A of the tire frame member 12 are vulcanized and bonded to form the tire 10 (pneumatic tire).
- the tread rubber 16 is further vulcanized to reach the vulcanization degree of the final product.
- FIGS. 5A and 5B when the belt-shaped tread rubber 16 is used and the unvulcanized rubber 50 is disposed at the joint 48, the unvulcanized rubber 50 is vulcanized, The seam 48 of the tread rubber 16 is also vulcanized.
- the tire 10 is manufactured by bonding the tread rubber 16 to the tire frame member 12 using a thermoplastic material without using a vulcanization mold that requires a large vulcanizing device. be able to. For this reason, the manufacturing cost of the tire 10 using the thermoplastic material for the tire frame member 12 can be reduced.
- the wick 88, the pressing member 90, or the pressing member 92 is sandwiched between the tread rubber 16 and the covering member 18 when the inside of the covering member 18 is sucked, the tread resulting from the suction in the covering member 18 is used. It is possible to suppress the deformation of the rubber 16 (particularly the thin portion 16C). That is, when manufacturing the tire 10, the shape of the tread rubber 16 can be stably maintained.
- the target portion that suppresses deformation when sucking the inside of the covering member 18 is not limited to the thin portion 16 ⁇ / b> C that forms the main groove of the tire 10.
- the wick 88 may be disposed and sucked to a portion that may be deformed during the suction in the covering member 18.
- the pressurization in the container 22 is not always essential, and vulcanization can be performed only by heating. However, by applying pressure in the container 22, the adhesion of the tread rubber 16 to the tire frame member 12 can be further increased.
- the cushion rubber 14 is disposed between the tread rubber 16 and the vulcanized rubber layer 62A provided on the outer peripheral surface 12A of the tire frame member 12, the vulcanization is performed. Since the vulcanized rubber or semi-vulcanized rubber (tread rubber 16) and the vulcanized rubber (rubber layer 62A) can be vulcanized and bonded, the tread rubber 16 can be easily attached to the tire frame member 12 using a thermoplastic material. Can be glued to.
- the vulcanized rubber layer 62A is a part of the side rubber 62, the number of steps can be reduced and the manufacturing cost of the tire 10 can be further reduced as compared with the case where the side rubber 62 is separately provided.
- a cushion rubber 14 may be provided.
- the form in which the tread rubber 16, the cushion rubber 14, and at least the tread rubber 16 side of the tire frame member 12 are covered with the covering member 18 is not limited to the present embodiment and the illustrated configuration.
- the order of the steps in the tire manufacturing method according to the present embodiment can be changed as appropriate.
- the tire 10 according to the above embodiment is a tubeless type tire using the tire frame member 12 with the bead core 30, the configuration of the tire 10 is not limited to this.
- a hollow tube body 78 formed in an annular shape in the tire circumferential direction and disposed on the outer peripheral portion of the rim 80 may be used as the tire frame member 12 using a thermoplastic material.
- the tube bodies 78 can be arranged in a double row (FIG. 17) or a single row (FIG. 19) in the tire width direction.
- three tube bodies 78 are arranged on the outer peripheral portion of the rim 80 as the tire frame member 12.
- a tread rubber 16 in which a reinforcing belt layer 82 is embedded is disposed across the outer periphery of these tube bodies 78 via, for example, a cushion rubber 14 and vulcanized and bonded.
- the tube body 78 is formed by welding the tube half bodies 78A having a semicircular cross section facing each other with a welding thermoplastic material 86, or by joining with a welding sheet (not shown). be able to.
- one tube body 78 composed of two tube halves 78 ⁇ / b> A is disposed on the outer peripheral portion of the rim 80.
- a tread rubber 16 in which a reinforcing belt layer 82 is embedded is disposed, for example, via a cushion rubber 14, and is vulcanized and bonded.
- the tire manufacturing method described above can be used as a method of adhering the tread rubber 16 to the outer peripheral portion of the tube body 78 in any of the tires 10 shown in FIGS.
- the tire frame member is not limited to the thermoplastic material described above. That is, if a resin material (including a thermosetting material) is used, it is possible to reduce the weight, and the tire frame member can be easily molded, and less energy is required for manufacturing the tire. Cost can also be reduced. In particular, if a thermoplastic material is used for the tire frame member, the tire frame member can be easily reused (recycled).
- the tire frame member may be made of vulcanized rubber.
- a so-called stand tire 102 in a state where the tread is removed from the used rubber tire can be used as the tire frame member according to the present invention.
- the base tire 102 includes a carcass ply 106 disposed between the bead cores 104 and a cord 108 disposed on the radially outer side of the carcass ply 106 as necessary.
- the tread rubber 16 is disposed and bonded to the outer peripheral surface (crown portion) of the base tire 102.
- the tread rubber 16 and the covering member 18 are bonded in the same manner as the steps shown in FIGS. 10A to 13.
- Vacuum evacuation is performed from the valve 64 with the wick 88, the pressing member 90, or the pressing member 92 sandwiched therebetween.
- the obtained tire 100 becomes a retread tire in which deformation of the tread rubber 16 is suppressed as shown in FIG.
- the present invention can be applied not only to retreaded tires but also to manufacturing unused tires (new tires) in which the tire frame member is made of vulcanized rubber.
- a recess 16B such as a circumferential groove or a width direction groove is formed in the tread rubber 16 as compared with a tire used for a bus or truck, a tire used for an aircraft, or the like.
- the structure has the thin portion 16C. That is, the present invention can be particularly preferably applied when manufacturing or rehabilitating such a passenger car tire.
Landscapes
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Abstract
タイヤ骨格部材(12)のタイヤ径方向外側に、加硫済み又は半加硫状態とされたトレッドゴム(16)を配置し、被覆部材で覆って仮組品を構成すると共に前記被覆部材と前記トレッドゴムとの間に、トレッドゴムをタイヤ径方向外側から前記タイヤ骨格部材に向かって押し付け可能な押付部材を配置する。バルブを通じて被覆部材内を吸引してトレッドゴムをタイヤ骨格部材に向かって押し付け、前記仮組品を容器内に収容し、この容器内の加熱を行うことで、前記トレッドゴムを前記タイヤ骨格部材に接着する。
Description
本発明は、タイヤの製造方法及びタイヤに関する。
従来、乗用車等の車両には、ゴム、有機繊維材料、スチール部材等から構成された空気入りタイヤが用いられている。また、近年では、軽量化やリサイクルのし易さから、タイヤ骨格部材に熱可塑性エラストマーや熱可塑性樹脂等の熱可塑性材料を用いることが求められている。例えば特開平3-143701号公報には、熱可塑性の高分子材料を用いて成形された空気入りタイヤが開示されている。
このような熱可塑性材料からなるタイヤ骨格部材を製造するために、加硫金型を用いて、タイヤ骨格部材とトレッドゴムとの一体化を行うと、大型で高価な加硫装置、及びタイヤサイズに応じた種々の金型が必要となる。また、タイヤ骨格部材とトレッドゴムとが一体化した状態で、トレッドゴムの形状が安定的に維持されている必要がある。
ところで、使用済みタイヤからトレッドゴムを除去して台タイヤ(タイヤ骨格部材)を形成し、この台タイヤ(タイヤ骨格部材)のクラウン部に、あらかじめ踏面側にトレッドパターンが形成された下流済みのトレッドゴムを配置し、エンベローブ内で減圧しながらトレッドゴムをタイヤ骨格部材に押し付けて接着を行って、いわゆる更生タイヤを得る技術が知られている。
たとえば、特開2007-331152号公報には、プレキュアトレッドとエンベローブとの間に、プレキュアトレッドの表面を覆うガス抜きシートを配設し、ガス抜きシートを経てエンベローブ内を吸引するタイヤの更生方法が記載されている。また、特開2009-143099号公報には、加硫エンベローブの内周面に、排気孔を包囲するシート状の繊維体を一体に設け、エンベローブ内を吸引する技術が記載されている。
タイヤ骨格部材に貼り付けられる加硫済みのトレッドゴムには、たとえば周方向溝や幅方向溝(以下、「凹み部」と称する)などによって、相対的に薄肉となっている部分が形成されていることがある。たとえば、乗用車用のタイヤでは、バスやトラックに用いられるタイヤや、航空機に用いられるタイヤ等と比較して、トレッドゴムが、上記した周方向溝や幅方向溝などのような凹み部により、薄肉部分を有しているものが多い。このようなトレッドゴムをタイヤ骨格部材(台タイヤ)に配置してエンベローブ内で吸引すると、薄肉部分のゴムが変形するおそれがある。
特に、吸引用のバルブ(口金部)の近傍では、トレッドゴムが局所的に強く吸引される。このため、トレッドゴムの変形を抑制することが望まれる。
本発明は、上記事実を考慮して、タイヤ骨格部材にトレッドゴムを接着してタイヤを製造する際に、トレッドゴムの形状を安定的に維持すること、及び、トレッドゴムの形状が安定的に維持されたタイヤを得ること、を目的とする。
本発明の第1の態様のタイヤの製造方法は、タイヤ骨格部材のタイヤ径方向外側に、加硫済み又は半加硫状態とされたトレッドゴムを配置し、前記トレッドゴムと少なくとも前記タイヤ骨格部材のトレッドゴム側とを被覆部材で覆って仮組品を構成すると共に前記被覆部材と前記トレッドゴムとの間に、トレッドゴムをタイヤ径方向外側から前記タイヤ骨格部材に向かって押し付け可能な押付部材を配置し、バルブを通じて被覆部材内を吸引してトレッドゴムをタイヤ骨格部材に向かって押し付け、前記仮組品を容器内に収容し、この容器内の加熱を行うことで、前記トレッドゴムを前記タイヤ骨格部材に接着する。
このタイヤの製造方法では、大型で高価な加硫装置が必要となる加硫金型や、タイヤサイズに応じた種々の金型を用いずに、タイヤ骨格部材にトレッドゴムを接着してタイヤを製造することができる。このため、タイヤ骨格部材にトレッドゴムを接着して、タイヤ(更生タイヤを含む)を製造する際の製造コストを低減することができる。
しかも、被覆部材内を吸引する際に、被覆部材とトレッドゴムとの間に押付部材を配置して、トレッドゴムをタイヤ径方向外側から押し付けている。したがって、吸引時にトレッドゴムの形状を安定的に維持できるようになる。
本発明の第2の態様のタイヤの製造方法では。第1の態様のタイヤの製造方法において、前記トレッドゴムの一部分に、タイヤ径方向外側に形成された凹み部によって薄肉とされた薄肉部が構成され、前記押付部材の少なくとも一部を前記凹み部の少なくとも一部に入り込ませて前記吸引を行う。
このように、押付部材の少なくとも一部をトレッドゴムの凹み部の少なくとも一部に入り込ませた状態で被覆部材内の吸引を行うので、吸引時に変形しやすい薄肉部の形状を特に安定的に維持できる。
本発明の第3の態様のタイヤの製造方法では、第1又は第2の態様のタイヤの製造方法において、前記押付部材が、少なくとも前記バルブと前記トレッドゴムとの間を含む位置に配置される。
したがって、バルブを通じて被覆部材内を吸引するときに、バルブ跡がトレッドゴムに付くことが抑制される。
本発明の第4の態様のタイヤの製造方法では、第1~第3のいずれか1つの態様のタイヤの製造方法において、前記押付部材が、通気性を有する通気性部材である。
したがって、通気性部材を通じて被覆部材内を吸引することができる。
本発明の第5の態様のタイヤの製造方法では、第1~第4のいずれか1つの態様のタイヤの製造方法において、前記押付部材として、クッション性を有するスポンジ状部材を用いる。
押付部材として、クッション性を有するスポンジ状部材を用いるので、トレッドゴムの薄肉部にスポンジ状部材の一部が入り込んだ状態で、薄肉部以外の部位(厚肉部)にスポンジ状部材の他の部分を被覆部材とトレッドゴム(薄肉部以外の部分)との間に位置させると、被覆部材とトレッドゴム(薄肉部以外の部分)との間の部分では、スポンジ状部材が被覆部材とトレッドゴムとの間で挟まれて圧縮される。このように、スポンジ状部材を用いることで、トレッドゴムの薄肉部と厚肉部の双方に対応した押付部材を1つの部材で構成できる。
本発明の第6の態様のタイヤの製造方法では、第1~第5のいずれか1つの態様のタイヤの製造方法において、前記押付部材として、有機繊維又は金属繊維により構成された繊維状部材を用いる。
押付部材として、有機繊維又は金属繊維により構成された繊維状部材を用いるので、布状部材としての形状安定性を高く確保できる。
本発明の第7の態様のタイヤの製造方法では、第1~第6のいずれか1つの態様のタイヤの製造方法において、前記凹み部がタイヤ周方向に沿って前記トレッドゴムに構成されて前記薄肉部がタイヤ周方向に環状に形成された環状薄肉部とされ、
前記押付部材が前記環状薄肉部に対しタイヤ径方向外側から全周で接触するように環状に形成されている。
環状に形成された押付部材が環状薄肉部に対しタイヤ径方向外側から全周で接触するので、環状薄肉部の形状を全周に渡って安定的に維持できる。
本発明の第8の態様のタイヤの製造方法では、第7の態様のタイヤの製造方法において、前記押付部材として弾性材料により構成されると共に前記薄肉部よりも小径とされた弾性部材を径方向に広げて前記凹み部に配置する。
押付部材として弾性材料により構成されると共に薄肉部よりも小径とされたものを径方向に広げて凹み部に配置するので、押付部材を薄肉部に密着させることができ、押付部材のずれを抑制できる。
本発明の第9の態様のタイヤの製造方法では、第1~第8のいずれか1つの態様のタイヤの製造方法において、前記押付部材の径方向の高さが、前記凹み部の深さと等しくされて押付部材の全体が凹み部に入り込む形状とされている。
押付部材のタイヤ径方向の高さが、凹み部の深さと等しくされて押付部材の全体が凹み部に入り込んでいるので、薄肉部の変形をより確実に抑制できる。
本発明の第10の態様のタイヤの製造方法では、第1~第9のいずれか1つの態様のタイヤの製造方法において、前記バルブの、前記押付部材側に位置する口金部の外形が60mm以下とされている。
口金部の外形が60mm以下とされているので、バルブ跡(口金部の跡)がトレッドゴムに付くことが、より効果的に抑制される。しかも、このようにバルブ跡が付くことを抑制する目的のために、本発明では、従来よりも大径の口金部を用いることが可能になり、より多くの口金部(バルブ)から選択できるようになる。
本発明の第11の態様のタイヤの製造方法では、第1~第10のいずれか1つの態様のタイヤの製造方法において、前記トレッドゴムと少なくとも前記タイヤ骨格部材のトレッドゴム側とを被覆部材で覆って仮組品を構成するときに前記タイヤ骨格部材の外周面と前記トレッドゴムとの間に未加硫ゴムを配置する。
タイヤ骨格部材の外周面とトレッドゴムとの間に未加硫ゴムを配置しているので、この未加硫ゴムを加硫することでタイヤ骨格部材に対しトレッドゴムを接着できる。また、未加硫ゴムを加硫した後は、クッションゴムとして作用させることもできる。
本発明の第12の態様のタイヤの製造方法では、第11の態様のタイヤの製造方法において、前記タイヤ骨格部材の前記外周面に予め凹凸部を設けておき、前記未加硫ゴムが加硫後にこの凹凸部と嵌まり合うようにする。
加硫によりトレッドゴムをタイヤ骨格部材に接着する際に、未加硫ゴムが、タイヤ骨格部材の外周面の凹凸部に嵌まり合うので、トレッドゴムとタイヤ骨格部材との機械的結合を確保することができ、トレッドゴムとタイヤ骨格部材との接合強度を向上させることができる。
本発明の第13の態様のタイヤの製造方法では、第1~第12のいずれか1つの態様のタイヤの製造方法において、前記容器内で加熱を行う際に容器内を加圧する。
容器内で加硫を行う際に、容器内を加熱するだけでなく更に加圧するので、トレッドゴムがタイヤ骨格部材側より強く押し付けられることとなる。このため、タイヤ骨格部材に対するトレッドゴムの接着性をより高めることができる。
本発明の第14の態様のタイヤの製造方法では、第1~第13のいずれか1つの態様のタイヤの製造方法において、前記タイヤ骨格部材を樹脂材料を用いて成形する。
すなわち、本発明のタイヤ骨格部材を構成する材料としては、ゴム(加硫ゴム)であってもよいが、特に樹脂(加硫ゴムは除く)とすることで、製造されるタイヤの軽量化を図ることができる。また、樹脂はゴム(加硫ゴム)と比較して成形が容易な場合が多く、製造に必要なエネルギーを少なくすることも可能になる。
本発明の第15の態様のタイヤの製造方法では、第14の態様のタイヤの製造方法において、前記樹脂材料として熱可塑性樹脂材料を用いる。
すなわち、タイヤ骨格部材を構成する樹脂としては、たとえば熱硬化性樹脂等を用いることも可能であるが、特に、熱可塑性樹脂を用いることで、再利用(リサイクル)が容易になる。
さらに、タイヤ骨格部材を構成する樹脂としては、上記した再利用の容易さに加えて、走行時の弾性と製造時の成形性を考慮すると、熱可塑性エラストマー(TPE)等を用いることが望ましい。
本発明の第16の態様のタイヤでは、タイヤ骨格部材のタイヤ径方向外側に、加硫済み又は半加硫状態とされたトレッドゴムを配置し、前記トレッドゴムと少なくとも前記タイヤ骨格部材のトレッドゴム側とを被覆部材で覆って仮組品を構成すると共に前記被覆部材と前記トレッドゴムとの間に、トレッドゴムをタイヤ径方向外側から前記タイヤ骨格部材に向かって押し付け可能な押付部材を配置し、バルブを通じて被覆部材内を吸引してトレッドゴムをタイヤ骨格部材に向かって押し付け、前記仮組品を容器内に収容し、この容器内の加熱を行うことで、前記トレッドゴムが前記タイヤ骨格部材に接着されている。
このタイヤは、大型の加硫装置が必要となる加硫金型を用いずに低コストで提供することができる。しかも、被覆部材内を吸引する際に、被覆部材とトレッドゴムとの間に押付部材を配置して、トレッドゴムをタイヤ径方向外側からタイヤ骨格部材に向かって押し付けているので、トレッドゴムにバルブ跡が付くことが抑制されたタイヤ、すなわちトレッドゴムの形状が安定的に維持されたタイヤとなっている。
本発明の第17の態様のタイヤでは、第16の態様のタイヤにおいて、前記タイヤ骨格部材の外周面と前記トレッドゴムとの間に未加硫ゴムが配置されている。
未加硫ゴムを加硫することでタイヤ骨格部材にトレッドゴムを接着したタイヤが得られる。
本発明の第18の態様のタイヤでは、第17の態様のタイヤにおいて、前記タイヤ骨格部材の前記外周面には、予め凹凸部が設けられており、前記未加硫ゴムが加硫後に前記凹凸部と嵌まり合っている。
未加硫ゴムを加硫した後も、タイヤ骨格部材の外周面に設けられた凹凸部が、加硫後のゴムと嵌まり合っており、トレッドゴムとタイヤ骨格部材との機械的結合が確保されているので、トレッドゴムとタイヤ骨格部材との接合強度が高い。
本発明の第19の態様のタイヤでは、第16~第18のいずれか1つの態様のタイヤにおいて、前記タイヤ骨格部材が樹脂材料で成形されている。
すなわち、本発明のタイヤ骨格部材を構成する材料としては、ゴム(加硫ゴム)であってもよいが、特に樹脂(加硫ゴムは除く)とすることで、タイヤの軽量化を図ることができる。また、樹脂はゴム(加硫ゴム)と比較して成形が容易な場合が多く、製造に必要なエネルギーを少なくすることも可能になる。
本発明の第20の態様のタイヤでは、第19の態様のタイヤにおいて、前記樹脂材料が熱可塑性樹脂材料である。
すなわち、タイヤ骨格部材を構成する樹脂としては、たとえば熱硬化性樹脂等を用いることも可能であるが、特に熱可塑性材料を用いることで、再利用(リサイクル)が容易になる。
さらに、タイヤ骨格部材を構成する樹脂としては、上記した再利用の容易さに加えて、走行時の弾性と製造時の成形性を考慮すると、熱可塑性エラストマー(TPE)等を用いることが望ましい。
本発明のタイヤ製造方法に用いられる熱可塑性エラストマー、及び本発明に係るタイヤにおいてタイヤ骨格部材を構成する熱可塑性エラストマーとしては、例えば、JIS K6418に規定されるアミド系熱可塑性エラストマー(TPA)、エステル系熱可塑性エラストマー(TPC)、オレフィン系熱可塑性エラストマー(TPO)、スチレン系熱可塑性エラストマー(TPS)、ウレタン系熱可塑性エラストマー(TPU)、熱可塑性ゴム架橋体(TPV)、若しくはその他の熱可塑性エラストマー(TPZ)等が挙げられる。
また熱可塑性樹脂としては、例えば、ウレタン樹脂、オレフィン樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリアミド樹脂等が挙げられる。
また、加硫済みとは、最終製品として必要とされる加硫度に至っている状態をいい、半加硫状態とは、未加硫の状態よりは加硫度が高いが、最終製品として必要とされる加硫度には至っていない状態をいう。
以上説明したように、本発明に係るタイヤの製造方法及びタイヤによれば、トレッドゴムの形状を安定的に維持できる、という優れた効果が得られる。
以下、本発明を実施するための形態を図面に基づき説明する。図1から図16において、本実施形態に係るタイヤの製造方法は、本実施形態では特に樹脂材料を用いてタイヤ骨格部材12を形成し、このタイヤ骨格部材12の外周面12Aに、未加硫ゴムの一例であるクッションゴム14を配置し、更にこのクッションゴム14のタイヤ直径方向外側に、加硫済み又は半加硫状態のトレッドゴム16を配置している。そして、トレッドゴム16をタイヤ骨格部材12側に押し付けるように、トレッドゴム16と、クッションゴム14と、少なくともタイヤ骨格部材12のトレッドゴム16側とを、本発明の被覆部材の一例である被覆部材18(図10A参照)で覆って仮組品20を構成している。さらに、この仮組品20を容器22(図14及び図15参照)内に収容し、この容器22内に対し、例えば加熱及び加圧を行って加硫を行うことで、トレッドゴム16をタイヤ骨格部材12に接着する、というものである。なお、後述するように、タイヤ骨格部材12を構成する樹脂としては、熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂を用いることができる。さらには、タイヤ骨格部材12を構成する材料としては、樹脂にも限定されず、たとえば加硫ゴムであってもよい。
(タイヤ骨格部材)
タイヤ骨格部材12は、熱可塑性材料を用いて、例えばタイヤ10のクラウン部24に対応した形状と、このクラウン部24のタイヤ軸方向両側から夫々タイヤ径方向内側に連なるサイド部26に対応した形状と、このサイド部26のタイヤ径方向内側に連なるビード部28に対応した形状とを有するように成型される。ビード部28には、ビードコア30が埋設される。このビードコア30の材料には、例えば金属、有機繊維、有機繊維を樹脂で被覆したもの、又は硬質樹脂が用いられる。なお、ビード部28の剛性が確保され、リム(図示せず)との嵌合に問題がなければ、ビードコア30を省略してもよい。
タイヤ骨格部材12を構成する樹脂材料としては、ゴム様の弾性を有する熱可塑性樹脂、熱可塑性エラストマー(TPE)や熱硬化性樹脂等を用いることができるが、走行時の弾性と製造時の成形性を考慮すると、熱可塑性エラストマーを用いることが望ましい。
熱可塑性エラストマーとしては、例えば、JIS K6418に規定されるアミド系熱可塑性エラストマー(TPA)、エステル系熱可塑性エラストマー(TPC)、オレフィン系熱可塑性エラストマー(TPO)、スチレン系熱可塑性エラストマー(TPS)、ウレタン系熱可塑性エラストマー(TPU)、熱可塑性ゴム架橋体(TPV)、若しくはその他の熱可塑性エラストマー(TPZ)等が挙げられる。
また熱可塑性樹脂としては、例えば、ウレタン樹脂、オレフィン樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリアミド樹脂等が挙げられる。
更にこれらの熱可塑性材料としては、例えば、ISO75-2又はASTM D648に規定される荷重たわみ温度(0.45MPa荷重時)が78℃以上、JIS K7113に規定される引張降伏強さが10MPa以上、同じくJIS K7113に規定される引張降伏点伸びが10%以上、同じくJIS K7113に規定される引張破壊伸びが50%以上、JIS K7206に規定されるビカット軟化温度(A法)が130℃以上であるものを用いることができる。
このタイヤ骨格部材12は、まず、例えばタイヤ10のタイヤ幅方向の中心部、即ちタイヤ赤道面CL、又はその近傍面を中心とした半割り形状に成型され、クラウン部24の端部同士を接合することにより構成される。この接合には、例えば同種又は異種の熱可塑性材料や溶融樹脂を用いた溶接法、あるいは、端部の間に熱板を挟みつけ、端部どうしを接近する方向に押付ながら熱板を除去して、端部において溶融状態になっている半割り形状品を溶着する熱板溶着方等により、接合してもよい。さらに、これらと併用して、接着剤等の接合部材34を用いてもよい。
クラウン部24には、補強用のコード32が例えば螺旋状に巻回されている。このコード32としては、例えばスチールコードや、金属繊維や有機繊維等のモノフィラメント(単線)又はこれらの繊維を撚ったマルチフィラメント(撚り線)を用いるとよい。コード32としてスチールコードを用いる場合、例えばクラウン部24のタイヤ直径方向外側に、熱可塑性材料からなるシート(図示せず)を貼り付けておき、コード32を加熱しながら、該シートに対してタイヤ周方向に螺旋巻きして埋設して行くことができる。このとき、コード32とシートの双方を加熱するようにしてもよい。
このように、クラウン部24に対して、補強用のコード32を、タイヤ周方向に螺旋巻きすることで、クラウン部24のタイヤ周方向の剛性を向上させると共に、クラウン部24の耐破壊性を向上させることができる。またこれによって、タイヤ10のクラウン部24における耐パンク性を高めることができる。なお、クラウン部24を補強するに際し、コード32をタイヤ周方向に螺旋状に巻回することが、製造上容易であるため好ましいが、コード32をタイヤ幅方向において不連続としてもよい。またタイヤ骨格部材12(例えば、ビード部28、サイド部26、クラウン部24等)に、更なる補強材(高分子材料や金属製の繊維、コード、不織布、織布)を埋設配置してタイヤ骨格部材12を補強してもよい。
タイヤ骨格部材12のビード部28のうち、リム(図示せず)に嵌合する部位には、シール層36が設けられる。これにより、ビード部28のリムフィット性を高めることができる。このシール層36としては、タイヤ骨格部材12に用いられる熱可塑性材料よりもシール性の高い、ゴムや樹脂、エラストマー等を用いることができる。なお、タイヤ骨格部材12に用いられる熱可塑性材料のみでリムとの間のシール性が確保できれば、シール層36を省略してもよい。
図2A~図2Dに示されるように、タイヤ骨格部材12の外周面12Aには、例えば予め凹凸部38を設けておき、クッションゴム14(図1)が加硫後にこれらの凹凸部38と嵌まり合うようにすることが好ましい。この凹凸部38は、金型により容易に形成することが可能である。クッションゴム14は加熱により粘度が低下して流動しやすくなるので、凹凸部38に対して隙間なく接合することができる。
図2Aに示される凹凸部38は、タイヤ骨格部材12の外周面12Aに、タイヤ周方向に沿って延びる稜線状の凸部38Aと凹部38Bとを、タイヤ幅方向に交互に形成したものである。タイヤ軸方向断面において、凸部38Aは、タイヤ中心側からタイヤ半径方向外側に向かって幅寸法が拡大する逆台形に設定されている。これに伴い、凹部38Bは、タイヤ中心側からタイヤ半径方向外側に向かって幅寸法が縮小するように設定されている。このような凹凸部38を設けることで、クッションゴム14(図1)が加硫後に凹凸部38と強固に嵌まり合い、所謂アンカー効果が得られる。
図2Bに示される凹凸部38は、タイヤ骨格部材12の外周面12Aに、タイヤ周方向に沿って延びる稜線状の凸部38Aと凹部38Bとを、タイヤ幅方向に交互に形成したものであり、タイヤ軸方向断面において、凸部38A及び凹部38Bの幅寸法は、タイヤ半径方向において一定となっている。
図2Cに示される凹凸部38は、タイヤ骨格部材12の外周面12Aに、タイヤ周方向に沿って延びる断面円弧形の凹部38Bを、タイヤ幅方向に所定間隔で複数本形成したものである。この例では、隣接する凹部38Bの間に位置する領域が、相対的に凸部38Aとなっている。
図2Dに示される凹凸部38は、タイヤ骨格部材12の外周面12Aに、複数の円柱状又は逆円錐台状の凸部38Aをタイヤ半径方向外側に立設すると共に、凸部38Aを例えば千鳥配置したものである。この例では、凸部38A以外の領域が、相対的に凹部38Bとなっている。
(クッションゴム及びトレッドゴムの配置)
図1に示されるように、タイヤ骨格部材12の外周面12Aにクッションゴム14を配置する際、外周面12Aに例えば1層又は2層の接着剤40を塗布することが好ましい。この接着剤40の塗布は、湿度70%以下の雰囲気で行うことが好ましい。接着剤40は、特定の種類に限定されるものではないが、例えばトリアジンチオール系のものを用いることができ、他には塩化ゴム系接着剤、フェノール樹脂系接着剤、イソシアネート系接着剤、ハロゲン化ゴム系接着剤等も用いることができる。
また、外周面12Aに接着剤40を塗布する前に、外周面12Aをサンドペーパーやグラインダ等でバフ掛けしておくことが好ましい。外周面12Aに接着剤40が付き易くなるからである。更に、バフ掛け後の外周面12Aをアルコール等で洗浄して脱脂しておくことが好ましい。またバフ掛け後の外周面12Aに対し、コロナ処理や紫外線照射処理を行うことが好ましい。
加硫済み又は半加硫状態のトレッドゴム16を、クッションゴム14のタイヤ直径方向外側に配置する際には、トレッドゴム16の裏面側やクッションゴム14の外周面側に、粘着性を有する部材、例えばゴムセメント組成物42を塗布しておくことが好ましい。これにより、トレッドゴム16がクッションゴム14に貼り付くことで仮止め状態となり、作業性が向上するからである。
トレッドゴム16の材質として、SBR(スチレン-ブタジエンゴム)を用いる場合には、ゴムセメント組成物42として、例えばSBR系のスプライスセメントを用いることが好ましい。また、トレッドゴム16の材質として、NR(天然ゴム)の配合比の高いSBR系ゴムを用いる場合には、SBR系のスプライスセメントにBR(ブタジエンゴム)を配合したものを用いることが好ましい。この他、ゴムセメント組成物42として、液状BR等の液状エラストマーを配合した無溶剤セメントや、IR(イソプレンゴム)-SBRのブレンドを主成分とするセメントを用いることが可能である。
トレッドゴム16は、予め踏面16A側に主溝等のトレッドパターンが形成されたPCT(Pre-Cured Tread)である。トレッドパターンを形成するため、未加硫ゴムをPCT用金型内で加硫して、トレッドゴム16を成型する。このとき、トレッドゴム16は、最終製品として必要とされる加硫度に至った加硫済み状態、又は未加硫の状態よりは加硫度が高いが、最終製品として必要とされる加硫度には至っていない半加硫状態とされる。特に、本実施形態に係るトレッドゴム16には、タイヤ周方向に沿って延在する環状の凹み部16Bが1本又は複数本(本実施形態は2本)形成されており、凹み部16Bが形成された部分は薄肉部16Cとされると共に、凹み部16Bが形成されていない部分は薄肉部16Cに対して相対的に厚肉の厚肉部16Dとされている(図1等参照)。本実施形態では特に、凹み部16Bはタイヤ周方向に沿って環状に形成されており、タイヤ10の主溝となっている。薄肉部16C及び厚肉部16Dの肉厚は、タイヤとして求められる性能を満たせば特に限定されるものではないが、たとえば、薄肉部16Cの肉厚T1は1mm程度、タイヤセンター部(最も厚い部分)における厚肉部16Dの肉厚T2は5mm程度とされる。
トレッドゴム16をクッションゴム14の外周に配置するに際しては、図3から図5に示されるように、帯状のトレッドゴム16をクッションゴム14の外周に円環状に巻き付けるようにしてもよいし、また図6から図8に示されるように、予め円環状に形成されたトレッドゴム16を用いてもよい。
ここで、図3から図5において、帯状のトレッドゴム16をクッションゴム14の直径方向外側に円環状に巻き付ける方法について簡単に説明する。この方法では、図3に示されるように、外周面12Aにクッションゴム14が配置されたタイヤ骨格部材12を、例えば円盤状の押付部材44により支持し、押付部材44の中心に設けられた支持軸46を中心としてタイヤ骨格部材12を矢印A方向に回転させ、タイヤ軸方向と直交する方向から供給されるトレッドゴム16を、タイヤ骨格部材12の外周面12Aに配置されたクッションゴム14(図1参照)の外周に、1周分巻き付けて切断する。そして、図4に示されるように、端部同士を突き合わせて円環状とする。図5A及び図5Bにおいて、その端部同士の継目48には、例えば未加硫ゴム50を配置しておき、後述する加硫工程において端部同士を加硫接着する。継目48の断面形状は、図5Aに示されるように、タイヤ半径方向に沿った端面がタイヤ周方向に対向する単なる突合せでもよいし、また図5Bに示されるように、タイヤ半径方向に対して傾斜した端面が略平行に対向する突合せであってもよい。
次に、図6から図8において、円環状のトレッドゴム16をクッションゴム14のタイヤ直径方向外側に配置する方法について簡単に説明する。この方法では、図6に示されるように、環状のトレッドゴム16を治具52によって拡径し、拡径したトレッドゴム16の内周側に、タイヤ骨格部材12を配置する。図示は省略するが、タイヤ骨格部材12の外周面12Aには、クッションゴム14(図1参照)が配置されている。
治具52は円盤状の台座54の上面に、円形に配置された複数(本実施形態では合計で8つ)の移動ブロック56を備えている。これらの移動ブロック56は、シリンダやねじ等の送り手段(図示省略)により台座54の直径方向内側(矢印E方向)と直径方向外側(矢印F方向)に同期して移動可能に構成されている。また、各移動ブロック56には、それぞれ複数(本実施形態では合計で2つ)のピン58が立設されている。台座54におけるピン58の内周側には、複数のピン60が円形に沿って配置されている。
なお、すべてのピン58は、円形に沿った位置に配置されており、各移動ブロック56の移動によって、台座54の直径方向内側(矢印E方向)と直径方向外側(矢印F方向)へ移動させるようになっている。
従って、環状のトレッドゴム16を各ピン58の外周側に配置し、各移動ブロック56を台座54の直径方向外側(矢印F方向)へ移動させることでトレッドゴム16を拡径する。その後、図7に示されるように、トレッドゴム16の内周側に、タイヤ骨格部材12を配置する。このとき、タイヤ骨格部材12は、ピン58と、ピン60との間に配置された状態となる。
その後、すべてのピン58、60を、トレッドゴム16とタイヤ骨格部材12との間から引き抜くことで、図8に示されるように、トレッドゴム16がクッションゴム14(図示せず)のタイヤ直径方向外側に配置された状態となる。このとき、拡径された環状のトレッドゴム16の張力により、タイヤ骨格部材12の外周面12Aとトレッドゴム16との間にクッションゴム14が挟み込まれた状態となる。
なお、図9に示されるように、タイヤ骨格部材12の外周面12Aのうち、トレッドゴム16が接着される範囲の少なくとも一部に、加硫済みのゴム層62Aを設けておき、クッションゴム14を、少なくともトレッドゴム16とゴム層62Aとの間に配置するようにしてもよい。このゴム層62Aは、例えばタイヤ骨格部材12のサイド部26に設けられるサイドゴム62のトレッド側の端部であり、サイドゴム62をタイヤ骨格部材12の外周面12Aまで延設したものである。サイドゴム62は、タイヤ骨格部材12に対して、例えば接着により固定される。
タイヤ骨格部材12がチューブ体である場合には、チューブ体に内圧を付与した状態で、帯状のトレッドゴム16をタイヤ円周方向に連続して螺旋状に巻回してもよい。またビード付のタイヤ骨格部材12の場合において、タイヤ骨格部材12をリム組みして、リムに設けられたバルブ(図示せず)を通じて内圧を付与した状態で、トレッドゴム16を配置してもよい。
(仮組品の組立て及び加硫)
次に、図10Aから図13に示されるように、トレッドゴム16と、クッションゴム14と、少なくともタイヤ骨格部材12のトレッドゴム16側とを被覆部材18で覆って仮組品20を構成する。被覆部材18は、気密性及び伸縮性を有し、熱及び化学的に適度に安定で、適度な強度を有する例えばゴム製の被覆部材である。被覆部材18には、被覆部材18で覆われた領域内を真空引きすることで、トレッドゴム16をタイヤ骨格部材12側に押し付けるようにするためのバルブ64が設けられている。バルブ64は、真空引き後における外部から被覆部材18内への空気の流入を防止するための弁機構(図示せず)を有していることが望ましい。
そして、図10Bにも詳細に示されるように、トレッドゴム16と被覆部材18との間には、有機繊維あるいは金属繊維によって多孔質性のスポンジ状の部材として形成されたウィック88が挟み込まれる。このウィック88は、少なくとも、バルブ64の口金部64Mを覆うことが可能な形状(本実施形態では長方形の板状)に形成されると共に、口金部64Mを覆う位置に配置されているが、上記したように、スポンジ状とされている。吸引時に、エンベローブ18や口金部64Mを介して大気圧による圧力を受けた際にも、気体の吸引が可能な多孔質を形成することができるため、バルブ64からの被覆部材18内の吸引には影響しないようになっている。
ウィック88は、部分的に凹み部16Bに入り込むことで、トレッドゴム16、特に薄肉部16Cをタイヤ径方向外側から押圧するように支持して、被覆部材18内が吸引されたときの、トレッドゴム16(特に薄肉部16C)の変形を抑制できるように、十分な肉厚を有している。特にウィック88はクッション性を有するスポンジ状に形成されており、厚み方向に弾性的に圧縮されるので、薄肉部16Cと被覆部材18との間では低圧縮部88L、厚肉部16Dと被覆部材18との間では高圧縮部88Hが構成されて、トレッドゴム16の肉厚変化を吸収している。この場合、ウィック88の厚み方向の弾性は、被覆部材18内の上記した吸引時におけるトレッドゴム16(特に薄肉部16C)の変形を抑制可能な程度とされている。換言すれば、被覆部材18内の吸引時には、ウィック88は口金部64Mからの負圧によって変形することはあっても、トレッドゴム16(特に薄肉部16C)は変形しないようになっている(ウィック88が変形を吸収している)。
なお、バルブ64には、ウィック88側に円環状の口金部64Mが形成されているが、この口金部64Mの外径は、トレッドゴム16の変形(口金部64Mの跡がトレッドゴム16に付くこと)をさらに確実に抑制する観点からは、たとえば60mm以下、好ましくは40mm以下とされる。外径が60mmの口金部64Mは、本実施形態に用いるものとしては十分に大きいものであり、一般に、外径が大きくなる程トレッドゴム16が変形しやすくなるのであるが、本実施形態では、ウィック88を用いてトレッドゴム16の変形を抑制しているので、このように大径の口金部64Mを有するバルブ64を使用することが可能で、より多くの種類のバルブから適宜に選択して使用できる(選択肢が増える)ようになっている。
押付部材としては、上記したウィック88に代えて、他の構造の押付部材を用いることも可能である。図10Cに示した例では、後述するように、環状の押付部材90あるいは円弧状の押付部材92を用いている。
すなわち、図10D及び図11Bにも詳細に示されるように、トレッドゴム16と被覆部材18との間には、凹み部16Bに収容される押付部材90が配置されている。図10Dに示す例では、押付部材90は、凹み部16Bに対しタイヤ周方向で全周に渡って収容されるように環状に形成されている。また、押付部材90は、弾性を有する材料(たとえば被覆部材18内の圧力及び温度に耐えられる物性を有するゴム等)によって構成されており、押付部材90の幅W2も、凹み部16Bの内寸での幅W1よりも僅かに小さくされている。特に本実施形態では、自然状態での押付部材90の内径は、薄肉部16Cにおけるトレッドゴム16の外径よりも僅かに小さくされている。
このような形状の押付部材90を、その内径をわずかに拡径するようにしつつ、凹み部16Bに収容する。これにより、押付部材90が薄肉部16Cをタイヤ径方向外側から密着し、径方向外側に向かって押圧するように支持して、被覆部材18内が吸引されたときの、薄肉部16Cの変形を抑制できるように、十分な肉厚を有している。
押付部材90の高さH2は、凹み部16Bの深さD1と等しくされており、トレッドゴム16の踏面16Aと押付部材90の外面90Sとが面一になるため、押付部材90の外面90Sは被覆部材18に接触している。押付部材90の高さが凹み部16Bの深さD1よりも低い場合は、押付部材90の外面と被覆部材18との間に隙間が生じるので、被覆部材18内が吸引されたときに押付部材90と薄肉部16Cとが一体で浮き上がるおそれがあるが、本実施形態では、このような浮き上がりが阻止されている。また、押付部材90の高さが凹み部16Bの深さD1よりも高い場合は、押付部材90の外面がトレッドゴム16の踏面16Aから突出するため、押付部材90の近傍において踏面16Aと被覆部材18との間に隙間が生じるおそれがあるが、本実施形態では、このような隙間が生じないようになっている。
バルブ64には口金部64Mが形成されているが、上記したように、押付部材90は環状に形成されてトレッドゴム16を薄肉部16Cにおいて取り囲んでいるので、必然的に、口金部64Mの近傍においても凹み部16Bに収容されて、この部分の薄肉部16Cを径方向外側から押圧し支持する。口金部64Mの近傍では、薄肉部16Cが最も変形しやすいが、押付部材90はこの変形を効果的に抑制している。
なお、押付部材90の自然状態での内径は、薄肉部16Cの外径よりも小さくされている必要はないが、小さくしておくと、上記したように、凹み部16Bに収容された押付部材90が薄肉部16Cをタイヤ径方向外側から締め付けるようにして密着し、押付部材90が凹み部16Bから不用意にずれたり浮き上がったりしない。
また、図10Eに示されるように、円弧状に形成され、凹み部16Bに対し周方向の一部分のみで収容される形状の押付部材92であってもよい。すなわち、このような形状の押付部材92であっても、押付部材92が接触している部分の薄肉部16Cでは、被覆部材18内が吸引されたときの変形を抑制できる。なお、このように周方向の一部でのみ凹み部16Bに収容される押付部材92では、少なくとも口金部64Mの近傍部分で凹み部16Bに収容されるように、その位置を調整することが好ましい。また、押付部材92の長さとしては、少なくとも10cm程度あれば、口金部64Mの近傍での薄肉部16Cの変形を抑制でき、好ましい。
図10A、図11Aに示される例では、タイヤ骨格部材12が、リムに近い構造を有する一対の環状の支持部材66に組み付けられており、ビード部28が支持部材66のフランジ部66Fに密着している。被覆部材18は、タイヤ骨格部材12における両側のサイド部26の外面と、トレッドゴム16とを覆い、タイヤ直径方向内側の端縁(図示せず)は、ビード部28とフランジ部66Fとの間に挟み込まれている。
この状態でバルブ64から真空引きを行うことで、被覆部材18をトレッドゴム16及びタイヤ骨格部材12に密着させて、トレッドゴム16をタイヤ骨格部材12側に押し付けることができる。一対の支持部材66の間には、所定の間隙68が設けられている。加硫時の圧力を、この間隙68を通じて(矢印C方向)、タイヤ骨格部材12の内面側に作用させることで、タイヤ骨格部材12の形状を保つことができる。
また図12に示されるように、タイヤ骨格部材12の内面側にブラダー70を配置してもよい。被覆部材18の構成については図11Aと同様である。この例では、加硫時にブラダー70を膨らませることで、タイヤ骨格部材12の内面側に圧力を作用させて、タイヤ骨格部材12の形状を保つことができる。
更に図13に示されるように、タイヤ骨格部材12が、被覆部材18内の真空引き時に変形しない程度の十分な剛性を有している場合には、上記支持部材66を用いずに、トレッドゴム16、及びタイヤ骨格部材12の外面側だけでなく、内面側まで被覆部材18で覆うようにしてもよい。
図12及び図13に示される例では、トレッドゴム16と被覆部材18との間にウィック88を配置した場合を挙げているが、ウィック88に代えて押付部材90や押付部材92を用いた場合も適用可能である。
なお、タイヤ半径方向に移動可能な内駒をタイヤ周方向に複数配置した治具(図示せず)を用い、各々の内駒をタイヤ半径方向外側に移動させることで、タイヤ骨格部材12のクラウン部24を内面側から支持して、クラウン部24の形状を保持するようにしてもよい。この治具は、その分解・組立てが容易であることが好ましい。
そして、図14、図15に示されるように、この仮組品20を容器22内に収容し、容器22内の加熱及び加圧を行って加硫を行う。この容器22は、所謂加硫缶であるが、仮組品20を収容する容量を有し、加硫時の加熱及び加圧に耐えうる容器であればよく、形式は問わない。加硫条件は、例えば温度が120℃、圧力が2026hPa(2気圧)、時間が1時間である。
トレッドゴム16等の変形を防ぐ観点から、容器22内に仮組品20を収納する際には、仮組品20の外周部が容器22の内壁等に接触しないようにすることが望ましい。そのための手段としては、例えば、図14に示されるように、単数又は複数の仮組品20を支持部材72により支持する方式や、図15に示されるように、単数又は複数の仮組品20を、台車76上に設けられた支持部材74により支持し、仮組品20を台車76ごと容器22内に配置する方式が考えられる。
ここで、加硫促進剤としては、硫黄若しくはパーオキサイドを用いることができる。またクッションゴム14の補強剤には、カーボンブラック又はシリカを用いることができ、シリカがより好ましい。更に、カップリング剤には、アミノシラン又はポリスルフィドを用いることができる。
加硫温度は100℃以上160℃未満であることが好ましい。160℃以上であると、タイヤ骨格部材12に用いられる熱可塑性材料の熱収縮により、コード32により補強されたクラウン部24(図11Aから図13参照)が座屈してしまう可能性があるからである。また100℃未満であると、クッションゴム14の加硫度が不十分となる場合があるからである。
このように容器22内の温度を設定すると共に、容器22内の圧力を加硫に適した圧力に設定し、所定時間加硫を行うことで、クッションゴム14が加硫される。これにより、図16に示されるように、トレッドゴム16とタイヤ骨格部材12の外周面12Aとが加硫接着されて、タイヤ10(空気入りタイヤ)となる。半加硫状態のトレッドゴム16を用いた場合には、トレッドゴム16も更に加硫されて最終製品の加硫度に至る。図5A及び図5Bに示されるように、帯状のトレッドゴム16を用い、その継目48に未加硫ゴム50を配置しておいた場合には、この未加硫ゴム50が加硫されて、トレッドゴム16の継目48も加硫接着される。
このように、本実施形態では、大型の加硫装置が必要となる加硫金型を用いずに、熱可塑性材料を用いたタイヤ骨格部材12にトレッドゴム16を接着してタイヤ10を製造することができる。このため、熱可塑性材料をタイヤ骨格部材12に用いたタイヤ10の製造コストを低減することができる。
しかも、被覆部材18内を吸引するときに、トレッドゴム16と被覆部材18との間にウィック88、押付部材90又は押付部材92を挟みこむようにしているので、被覆部材18内の吸引に起因するトレッドゴム16(特に薄肉部16C)の変形を抑制することが可能である。すなわち、タイヤ10の製造時において、トレッドゴム16の形状を安定的に維持できる。
なお、本発明において、被覆部材18内を吸引するときの変形を抑制する対象部位としては、タイヤ10の主溝を構成する上記の薄肉部16Cに限定されない。たとえば、主溝を構成する薄肉部16C以外であっても、被覆部材18内の吸引時に変形するおそれがあるような部分に対して、ウィック88を配置して吸引を行えばよい。
容器22内の加圧は、必ずしも必須ではなく、加熱だけでも加硫を行うことは可能である。しかしながら、容器22内の加圧を行うことで、タイヤ骨格部材12に対するトレッドゴム16の接着性をより高めることができる。
また図9に示されるように、トレッドゴム16と、タイヤ骨格部材12の外周面12Aに設けた加硫済みのゴム層62Aとの間に、クッションゴム14を配置して加硫する場合には、加硫ゴム又は半加硫状態のゴム(トレッドゴム16)と、加硫ゴム(ゴム層62A)とを加硫接着できることから、熱可塑性材料を用いたタイヤ骨格部材12にトレッドゴム16を容易に接着することができる。加硫済みのゴム層62Aが、サイドゴム62の一部である場合には、サイドゴム62を別途設ける場合と比較して、工数を削減でき、タイヤ10の製造コストを更に低減することができる。
なお、加硫済みのゴム層62Aとトレッドゴム16との間だけでなく、更にタイヤ骨格部材12の外周面12Aのうちゴム層62Aが設けられていない領域とトレッドゴム16との間にも、クッションゴム14を設けてもよい。
図2A~図2Dに示されるように、タイヤ骨格部材12の外周面12Aに凹凸部38を設けておいた場合には、凹凸部38が、加硫後のクッションゴム14と嵌まり合い、トレッドゴム16とタイヤ骨格部材12との機械的結合が確保されるので、タイヤ10におけるトレッドゴム16とタイヤ骨格部材12との接合強度が高くなる。
なお、トレッドゴム16と、クッションゴム14と、少なくともタイヤ骨格部材12の該トレッドゴム16側とを被覆部材18で覆う形態は、本実施形態及び図示の構成には限られない。また本実施形態に係るタイヤの製造方法における工程の順序は、適宜変更することが可能である。
更に上記実施形態に係るタイヤ10は、ビードコア30付きのタイヤ骨格部材12を用いたチューブレスタイプのタイヤであったが、タイヤ10の構成はこれに限られるものではない。図17に示されるように、熱可塑性材料を用いたタイヤ骨格部材12として、タイヤ周方向に円環状に形成され、リム80の外周部に配置される中空のチューブ体78を用いてもよい。このチューブ体78は、タイヤ幅方向において、複列(図17)又は単列(図19)に配置することができる。
図17に示される例では、タイヤ骨格部材12として、3本のチューブ体78がリム80の外周部に配置されている。これらのチューブ体78の外周部分には、例えば補強用のベルト層82が埋設されたトレッドゴム16が、例えばクッションゴム14を介して跨って配置され、加硫接着されている。
図18に示されるように、チューブ体78は、断面半円形状のチューブ半体78Aを互いに向き合わせて溶接用熱可塑性材料86で溶接したり、図示はしないが溶着シートで接合して成形することができる。
また、図19に示される例では、タイヤ骨格部材12として、2つのチューブ半体78Aからなる1本のチューブ体78が、リム80の外周部に配置されている。このチューブ体78の外周部分には、例えば補強用のベルト層82が埋設されたトレッドゴム16が、例えばクッションゴム14を介して配置され、加硫接着されている。
図17、図19に示される何れの構造のタイヤ10においても、チューブ体78の外周部分に対するトレッドゴム16の接着方法として、上記したタイヤの製造方法を用いることができる。
また、本発明では、タイヤ骨格部材として、上記の熱可塑性材料に限定されるものではない。すなわち、樹脂材料(熱硬化性材料を含む)を用いれば、軽量化を図ることが可能で、しかもタイヤ骨格部材の成形が容易であり、タイヤの製造に必要なエネルギーも少なくて済むので、製造コストも低くすることが可能である。特に熱可塑性材料をタイヤ骨格部材に用いれば、タイヤ骨格部材の再利用(リサイクル)が容易になる。
これに対し、タイヤ骨格部材が加硫ゴム製とされていてもよい。この場合、図20に示すように使用済みのゴムタイヤからトレッドを除去した状態の、いわゆる台タイヤ102を、本発明に係るタイヤ骨格部材とすることが可能である。この台タイヤ102は、必要に応じて、ビードコア104の間に配置されるカーカスプライ106や、このカーカスプライ106の径方向外側に配置されるコード108等を有している。
そして、台タイヤ102の外周面(クラウン部)にトレッドゴム16を配置して接着するが、この工程において、図10A~図13に示した工程と同様に、トレッドゴム16と被覆部材18との間にウィック88、押付部材90又は押付部材92が挟み込まれた状態で、バルブ64から真空引きを行う。得られたタイヤ100は、図21に示すように、トレッドゴム16の変形が抑制された更生タイヤとなる。もちろん、更生タイヤに限らず、タイヤ骨格部材が加硫ゴム製とされた未使用のタイヤ(新品タイヤ)を製造する場合にも、本発明を適用可能である。
特に、乗用車用のタイヤでは、バスやトラックに用いられるタイヤや、航空機に用いられるタイヤ等と比較して、トレッドゴム16に周方向溝や幅方向溝などのような凹み部16Bが形成されることで、薄肉部16Cを有する構造となっているものが多い。すなわち、本発明は、このような乗用車用タイヤを製造する場合や更生する場合に、特に好ましく適用できる。
Claims (20)
- タイヤ骨格部材のタイヤ径方向外側に、加硫済み又は半加硫状態とされたトレッドゴムを配置し、
前記トレッドゴムと少なくとも前記タイヤ骨格部材のトレッドゴム側とを被覆部材で覆って仮組品を構成すると共に前記被覆部材と前記トレッドゴムとの間に、トレッドゴムをタイヤ径方向外側から前記タイヤ骨格部材に向かって押し付け可能な押付部材を配置し、バルブを通じて被覆部材内を吸引してトレッドゴムをタイヤ骨格部材に向かって押し付け、
前記仮組品を容器内に収容し、この容器内の加熱を行うことで、前記トレッドゴムを前記タイヤ骨格部材に接着するタイヤの製造方法。 - 前記トレッドゴムの一部分に、タイヤ径方向外側に形成された凹み部によって薄肉とされた薄肉部が構成され、
前記押付部材の少なくとも一部を前記凹み部の少なくとも一部に入り込ませて前記吸引を行う請求項1に記載のタイヤ製造方法。 - 前記押付部材が、少なくとも前記バルブと前記トレッドゴムとの間を含む位置に配置される請求項1又は請求項2に記載のタイヤ製造方法。
- 前記押付部材が、通気性を有する通気性部材である請求項1~請求項3のいずれか1項に記載のタイヤ製造方法。
- 前記押付部材として、クッション性を有するスポンジ状部材を用いる請求項1~請求項4のいずれか1項に記載のタイヤ製造方法。
- 前記押付部材として、有機繊維又は金属繊維により構成された繊維状部材を用いる請求項1~請求項5のいずれか1項に記載のタイヤ製造方法。
- 前記凹み部がタイヤ周方向に沿って前記トレッドゴムに構成されて前記薄肉部がタイヤ周方向に環状に形成された環状薄肉部とされ、
前記押付部材が前記環状薄肉部に対しタイヤ径方向外側から全周で接触するように環状に形成されている請求項1~請求項6のいずれか1項に記載のタイヤ製造方法。 - 前記押付部材として弾性材料により構成されると共に前記薄肉部よりも小径とされた弾性部材を径方向に広げて前記凹み部に配置する請求項7に記載のタイヤ製造方法。
- 前記押付部材の径方向の高さが、前記凹み部の深さと等しくされて押付部材の全体が凹み部に入り込む形状とされている請求項1~請求項8のいずれか1項に記載のタイヤ製造方法。
- 前記バルブの、前記押付部材側に位置する口金部の外形が60mm以下とされている請求項1~請求項9のいずれか1項に記載のタイヤ製造方法。
- 前記トレッドゴムと少なくとも前記タイヤ骨格部材のトレッドゴム側とを被覆部材で覆って仮組品を構成するときに前記タイヤ骨格部材の外周面と前記トレッドゴムとの間に未加硫ゴムを配置する請求項1~請求項10のいずれか1項に記載のタイヤ製造方法。
- 前記タイヤ骨格部材の前記外周面に予め凹凸部を設けておき、前記未加硫ゴムが加硫後にこの凹凸部と嵌まり合うようにする請求項11に記載のタイヤの製造方法。
- 前記容器内で加熱を行う際に容器内を加圧する請求項1~請求項12のいずれか1項に記載のタイヤ製造方法。
- 前記タイヤ骨格部材を樹脂材料を用いて成形する請求項1~請求項13のいずれか1項に記載のタイヤ製造方法。
- 前記樹脂材料として熱可塑性樹脂材料を用いる請求項14に記載のタイヤ製造方法。
- タイヤ骨格部材のタイヤ径方向外側に、加硫済み又は半加硫状態とされたトレッドゴムを配置し、
前記トレッドゴムと少なくとも前記タイヤ骨格部材のトレッドゴム側とを被覆部材で覆って仮組品を構成すると共に前記被覆部材と前記トレッドゴムとの間に、トレッドゴムをタイヤ径方向外側から前記タイヤ骨格部材に向かって押し付け可能な押付部材を配置し、バルブを通じて被覆部材内を吸引してトレッドゴムをタイヤ骨格部材に向かって押し付け、
前記仮組品を容器内に収容し、この容器内の加熱を行うことで、前記トレッドゴムが前記タイヤ骨格部材に接着されているタイヤ。 - 前記タイヤ骨格部材の外周面と前記トレッドゴムとの間に未加硫ゴムが配置されている請求項16に記載のタイヤ。
- 前記タイヤ骨格部材の前記外周面には、予め凹凸部が設けられており、
前記未加硫ゴムが加硫後に前記凹凸部と嵌まり合っている請求項17に記載のタイヤ。 - 前記タイヤ骨格部材が樹脂材料で成形されている請求項16~請求項18のいずれか1項に記載のタイヤ。
- 前記樹脂材料が熱可塑性樹脂材料である請求項19に記載のタイヤ。
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