JP5689789B2 - タイヤの製造方法 - Google Patents
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Description
しかしながら、使用後のゴムはリサイクルの用途に制限があり、焼却する、破砕して道路の舗装材料として用いるなどして処分することが行われてきた。
例えば、特許文献1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。
以下、図面にしたがって本発明のタイヤの第1実施形態に係るタイヤについて説明する。図1Aに示すように、本実施形態のタイヤ10は、従来一般のゴム製の空気入りタイヤと略同様の断面形状を呈している。
なお、樹脂材料としては、走行時に必要とされる弾性と製造時の成形性等を考慮すると熱可塑性エラストマーを用いることが好ましい。
次に、本実施形態のタイヤ10の製造装置について説明する。
図3には、タイヤ10を形成する際に用いる成形機32のタイヤ支持部34が斜視図にて示されている。
なお、本実施形態では、コード供給装置56は、押圧ローラ60及び冷却ローラ64の2つのローラを有する構成としているが、本発明はこの構成に限定されず、何れか一方のローラのみ(即ち、ローラ1個)を有している構成でもよい。
また、コード供給装置56はタイヤケース23の回転軸方向に移動可能となっている。
(タイヤケース成形工程)
(1)図6に示すように、先ず、径を縮小したタイヤ支持部34の外周側に、互いに向かい合わせに突き当てた2つのケース分割体23Aを配置すると共に、2つのケース分割体23Aの内部に、薄い金属板(例えば、厚さ0.5mmの鋼板)からなる筒状のタイヤ内面支持リング68を配置する。タイヤ内面支持リング68の外径は、ケース分割体23Aの外周部分の内径と略同一寸法に設定されており、タイヤ内面支持リング68の外周面が、ケース分割体23Aの外周部分の内周面に密着するようになっている。これにより、タイヤ支持片42間の隙間によりタイヤ支持部34外周に生じる凹凸に起因する接合部分(溶接用熱可塑性材料45)の凸凹(前記凹凸の逆形状)の発生を抑制することができる。また、タイヤ支持片42間の隙間によって配置部材(タイヤケース23、トレッド30、その他のタイヤ構成部材(例えば、ベルト補強層など))に凹凸が発生するのを抑制することができる。つまり、配置部材を配置する際に作用させる力(テンションや押圧力など)で配置部材のタイヤ支持片42間の隙間に対応した部位に凹凸が発生するのを抑制することができる。
(3)次に、図5に示すように、押出機44を退避させて、コード供給装置56をタイヤ支持部34の近傍に配置する。そして、ヒーター70の温度を上昇させ、ヒーター70で加熱された周囲の空気をファン72の回転によって生じる風で加熱ボックス74へ送る。次に、リール58から巻き出した補強コード26を、熱風で内部空間が加熱された加熱ボックス74内へ送り加熱(例えば、補強コード26の温度を100〜200°C程度に加熱)する。加熱された補強コード26は、排出口76を通り、矢印R方向に回転するタイヤケース23のクラウン部16の外周面に一定のテンションをもって螺旋状に巻きつけられる。ここで、加熱された補強コード26がクラウン部16の外周面に接触すると、接触部分の熱可塑性材料が溶融又は軟化し、加熱された補強コード26の少なくとも一部がクラウン部16の外周面に埋設される。このとき、溶融又は軟化した熱可塑性材料に加熱された補強コード26が埋設されるため、熱可塑性材料と補強コード26とが隙間がない状態、つまり密着した状態となる。これにより、補強コード26を埋設した部分へのエア入りが抑制される。なお、補強コード26をタイヤケース23の熱可塑性材料の融点よりも高温に加熱することで、補強コード26が接触した部分の熱可塑性材料の溶融又は軟化が促進される。このようにすることで、クラウン部16の外周面に補強コード26を埋設しやすくなると共に、効果的にエア入りを抑制することができる。
本実施形態のタイヤ10では、熱可塑性材料で形成されたタイヤケース23のクラウン部16の外周面に熱可塑性材料よりも剛性が高い補強コード26が周方向へ螺旋状に巻回されていることから耐パンク性、耐カット性、及びタイヤ10の周方向剛性が向上する。なお、タイヤ10の周方向剛性が向上することで、熱可塑性材料で形成されたタイヤケース23のクリープが防止される。
さらに、タイヤケース23のクラウン部16に補強コード26が螺旋状に巻回されていることから、タイヤ径方向内側からの空気圧に対する剛性が向上する。
さらに、ビード部12には、金属材料からなる環状のビードコア18が埋設されていることから、従来のゴム製の空気入りタイヤと同様に、リム20に対してタイヤケース23、すなわちタイヤ10が強固に保持される。
上述の実施形態では、補強コード26を加熱し、加熱した補強コード26が接触する部分の熱可塑性材料を溶融又は軟化させる構成としたが、本発明はこの構成に限定されず、補強コード26を加熱せずに、図7に示すように、ファン82、ヒーター80、及び排出口84を有する熱風生成装置78を用い、この熱風生成装置78で発生させた熱風を補強コード26が埋設される部分に吹きかけて熱可塑性材料を溶融又は軟化させてから補強コード26を埋設、密着させる構成としてもよい。なお、コード加熱装置59及び熱風生成装置78は共に用いてもよく、両者を共に用いた場合には、前者又は後者のみを用いる場合と比べて、確実に補強コード26を熱可塑性材料内に埋設、密着させることができる。
上記金型は複数に分割されるように構成され、タイヤケース23のクラウン部16(外周部)に対応する内周面に溝が螺旋状に形成されている。この溝には、補強コード26を嵌めるようになっている。この金型の溝に上述の補強コードを保持させ(嵌め込み)、金型内に溶融又は軟化状態の樹脂材料を注入し、注入した樹脂材料を冷却固化(自然冷却又は強制冷却により固化)させることで、樹脂材料により構成されたタイヤケース23が一体形成される。このようにして形成されたタイヤケース23のクラウン部16には、タイヤケース23の軸方向に沿った断面視(図1に示される断面)で補強コード26の少なくとも一部が埋設される。補強コード26のクラウン部16に埋設された部分は、タイヤケース23を構成する樹脂材料に密着することから、製造時のエア入りが抑制され、走行時の入力などによって補強コード26が動くのが抑制される。これにより、補強コード26、タイヤケース23、及びトレッド30に剥離などが生じるのが抑制され、タイヤ10の耐久性が向上する。なお、金型の内周に対して補強コード26を保持させる手段としては、補強コード26を金型の内周に貼り付ける、などの他の手段を選択してもよい。
以上、実施形態を挙げて本発明の実施の形態を説明したが、これらの実施形態は一例であり、要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施できる。また、本発明の権利範囲がこれらの実施形態に限定されないことは言うまでもない。
12 ビード部
16 クラウン部(外周部)
18 ビードコア
20 リム
21 ビードシート
22 リムフランジ
23 タイヤケース(タイヤ骨格体)
24 シール層(シール部)
26 補強コード(補強コード部材)
28 補強コード層
30 トレッド
D 補強コードの直径(補強コード部材の直径)
L 補強コードの埋設量(補強コード部材の埋設量)
Claims (7)
- 熱可塑性材料で形成された環状のタイヤ骨格体の外周部を溶融又は軟化させながら補強コード部材の少なくとも一部を埋設して前記外周部に前記補強コード部材を巻回するコード部材巻回工程、を有するタイヤの製造方法。
- 前記コード部材巻回工程では、前記タイヤ骨格体の軸方向に沿った断面視で、前記タイヤ骨格体の外周部に前記補強コード部材を直径の1/5以上埋設する請求項1に記載のタイヤの製造方法。
- 前記コード部材巻回工程では、前記補強コード部材を加熱する請求項1又は請求項2に記載のタイヤの製造方法。
- 前記コード部材巻回工程では、前記タイヤ骨格体の外周部の前記補強コード部材が埋設される部分を加熱する請求項1〜3の何れか1項に記載のタイヤの製造方法。
- 前記コード部材巻回工程では、前記補強コード部材のテンションが予め決定された値となるように調整しながら前記タイヤ骨格体の外周部に前記補強コード部材を螺旋状に巻回する請求項1〜4の何れか1項に記載のタイヤの製造方法。
- 前記コード部材巻回工程では、前記補強コード部材を前記タイヤ骨格体の外周部に押圧しながら前記補強コード部材を螺旋状に巻回する請求項1〜5の何れか1項に記載のタイヤの製造方法。
- 前記コード部材巻回工程では、前記補強コード部材が埋設された後で、前記タイヤ骨格体の外周部の溶融又は軟化した部分を強制的に冷却する請求項1〜6の何れか1項に記載のタイヤの製造方法。
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