タイヤの製造装置、タイヤの製造方法およびタイヤ
【課題】チューブ体の外周部とトレッドの内周面とをその全域にわたって容易かつ確実に接合させる。
【解決手段】熱可塑性材料で形成されるとともにリム１０の外周部に嵌合されるチューブ体２１と、このチューブ体２１の外周部に接合されたトレッド２２と、を備えるタイヤ２０を形成するタイヤの製造装置であって、内部空間Ａに正の気体圧が付与されたチューブ体２１をその内周部側から支持する内側支持体４１と、チューブ体２１に外嵌されたトレッド２２をその外周部側から支持する外側支持体４２と、チューブ体２１とトレッド２２との間を加熱して両者を接合する加熱手段と、を備える。
【解決手段】熱可塑性材料で形成されるとともにリム１０の外周部に嵌合されるチューブ体２１と、このチューブ体２１の外周部に接合されたトレッド２２と、を備えるタイヤ２０を形成するタイヤの製造装置であって、内部空間Ａに正の気体圧が付与されたチューブ体２１をその内周部側から支持する内側支持体４１と、チューブ体２１に外嵌されたトレッド２２をその外周部側から支持する外側支持体４２と、チューブ体２１とトレッド２２との間を加熱して両者を接合する加熱手段と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タイヤの製造装置、タイヤの製造方法およびタイヤに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のタイヤでは、例えば下記特許文献１に示されるように、加硫ゴム内に有機繊維やスチールコード等を有するビードコアやベルト層等の補強材が埋設されている。
ところがこの種のタイヤでは、構造が複雑になり製造コストを低減するのが困難であるばかりでなく、重量が大きくなり、例えばリム組みやリム解きの作業も困難になる場合があった。
そこで、このような問題を解決するために、本願発明者等は鋭意検討した結果、熱可塑性材料で形成されるとともにリムの外周部に嵌合されるチューブ体と、このチューブ体の外周部に接合されたトレッドと、を備えるタイヤを想到するに至った。
このタイヤでは、トレッドとチューブ体とで構成されるとともに、チューブ体が熱可塑性材料で形成されてその内部に有機繊維やスチールコード等を有する補強材が埋設されていないので、構造を単純にすることが可能になり、製造コストを低減することができるとともに、軽量化を図ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平６−２５５３０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、このタイヤの製造に際し、チューブ体の外周部とトレッドの内周面とをその全域にわたって接合させることが困難であるという問題があった。
【０００５】
この発明は、このような事情を考慮してなされたもので、チューブ体の外周部とトレッドの内周面とをその全域にわたって容易かつ確実に接合させることができるタイヤの製造装置、タイヤの製造方法およびタイヤを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決して、このような目的を達成するために、本発明のタイヤの製造装置は、熱可塑性材料で形成されるとともにリムの外周部に嵌合されるチューブ体と、このチューブ体の外周部に接合されたトレッドと、を備えるタイヤを形成するタイヤの製造装置であって、内部空間に正の気体圧が付与されたチューブ体をその内周部側から支持する内側支持体と、該チューブ体に外嵌されたトレッドをその外周部側から支持する外側支持体と、チューブ体とトレッドとの間を加熱して両者を接合する加熱手段と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
本発明のタイヤの製造方法は、熱可塑性材料で形成されるとともにリムの外周部に嵌合されるチューブ体と、このチューブ体の外周部に接合されたトレッドと、を備えるタイヤを形成するタイヤの製造方法であって、前記チューブ体の内部空間に正の気体圧を付与するとともに、本発明のタイヤの製造装置を用い、前記内側支持体によりチューブ体をその内周部側から支持させ、かつチューブ体に外嵌されたトレッドをその外周部側から前記外側支持体により支持させた状態で、前記加熱手段によりチューブ体とトレッドとの間を加熱して両者を接合することを特徴とする。
【０００８】
本発明のタイヤは、熱可塑性材料で形成されるとともにリムの外周部に嵌合されるチューブ体と、このチューブ体の外周部に接合されたトレッドと、を備えるタイヤであって、本発明のタイヤの製造方法により形成されたことを特徴とする。
【０００９】
この発明によれば、内部空間に正の気体圧が付与されたチューブ体の外周部がタイヤ径方向の外側に向けて変形することを外側支持体によって規制し、かつ該チューブ体の内周部がタイヤ径方向の内側に向けて変形することを内側支持体によって規制することが可能になる。
したがって、前記加熱手段による加熱時にチューブ体の内圧が上昇することと相俟って、トレッドの内周面とチューブ体の外周部とを互いに強く密接させることが可能になり、両者間に例えば気泡が介在する等して未接合箇所が発生することが抑えられ、両者を確実に接合することができる。
また、前述の接合に際し、チューブ体およびトレッドを内圧が保持可能な気密空間に置かなくても、両者を確実に接合することが可能になることから、この製造装置の複雑化や大型化を回避することができる。
【００１０】
ここで、本発明のタイヤの製造装置は、前記チューブ体の外表面において、前記内側支持体とトレッドとの間に位置する両側部分をタイヤ幅方向の外側から支持する側方支持部を備えてもよい。
【００１１】
この場合、側方支持部を備えているので、前述のように外側支持体および内側支持体がチューブ体のタイヤ径方向の変形を規制したことによって、チューブ体の両側部分がタイヤ幅方向の外側に膨出変形するのを防ぐことが可能になる。したがって、前述の接合に際し、チューブ体が塑性変形するのを抑制することが可能になり、タイヤを精度よく形成することができる。
【００１２】
また、前記内側支持体は前記リムを兼ねてもよい。
【００１３】
この場合、内側支持体がリムを兼ねていることから、リムへのタイヤの装着と、タイヤの製造と、を同時に行うことが可能になる。また、内側支持体がリムを兼ねているので、タイヤの製造装置を簡素化することが可能になり、タイヤの製造コストを抑えることができる。
【００１４】
さらに、前記外側支持体は、タイヤ幅方向に分割可能に形成されてもよい。
【００１５】
この場合、外側支持体がタイヤ幅方向に分割可能に形成されているので、この外側支持体をトレッドの外周部側に容易に装着することができる。
【発明の効果】
【００１６】
この発明によれば、チューブ体の外周部とトレッドの内周面とをその全域にわたって容易かつ確実に接合させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明に係る一実施形態として示したタイヤ・リム組立体を分解した斜視図である。
【図２】図１に示すタイヤ・リム組立体を組み立てた状態を示す斜視図である。
【図３】図１および図２に示すタイヤ・リム組立体をタイヤ幅方向に沿って切断した状態の一部を示す斜視図である。
【図４】図１から図３に示すタイヤ・リム組立体において、第２分割リムを取り外した状態を示す要部拡大図である。
【図５】本発明に係る一実施形態として示したタイヤの製造方法のトレッド接合工程において、タイヤ幅方向に二分割された外側支持体のうちの一方の内側に仮組み体を配置した状態を示す斜視図である。
【図６】本発明に係る一実施形態として示したタイヤの製造方法のトレッド接合工程において、仮組み体を外側支持体に装着した状態を示す斜視図である。
【図７】図６に示す、仮組み体が外側支持体に装着されてなる構成をタイヤ幅方向に沿って切断した状態の一部を示す斜視図である。
【図８】本発明に係る他の実施形態として示したタイヤの製造方法のトレッド接合工程において、仮組み体が外側支持体に装着されてなる構成をタイヤ幅方向に沿って切断した状態の一部を示す斜視図である。
【図９】本発明に係るさらに他の実施形態として示したタイヤの製造方法のトレッド接合工程において、仮組み体が外側支持体に装着されてなる構成をタイヤ幅方向に沿って切断した状態の一部を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明に係るタイヤを有するタイヤ・リム組立体の一実施形態を図１から図４を参照しながら説明する。
タイヤ・リム組立体１は、円盤状のリム１０と、このリム１０の後述する支持部（外周部）１２に装着されたタイヤ２０と、を備え、これらのリム１０およびタイヤ２０がそれぞれ、タイヤ幅方向Ｈに沿って延びる共通軸と同軸に配置されている。以下、この共通軸に直交する方向をタイヤ径方向といい、この共通軸を中心に周回する方向をタイヤ周方向という。
【００１９】
リム１０は、円盤状のリム本体１１と、このリム本体１１の外周面に連結され、後述するチューブ体２１をその内周部側から支持する支持部１２と、を備えている。リム１０は、後述するチューブ体２１やトレッド２２を形成する材質よりも高硬度の材質、例えば合成樹脂、鉄、ステンレス鋼若しくはアルミニウム等で形成されている。また、リム本体１１におけるタイヤ径方向の中央部には、リム１０を図示されない車軸に組付けるための装着孔１３が複数形成されている。
ここで、支持部１２においてタイヤ幅方向Ｈの内側を向く両表面およびこれらの表面をつなぐ底面、つまり支持面１２ａのタイヤ幅方向Ｈに沿った縦断面視形状は、チューブ体２１の内周部における前記縦断面視形状に沿う円弧状となっている。すなわち、支持部１２におけるタイヤ幅方向Ｈの両端部は、タイヤ径方向に延在しチューブ体２１の内周部をタイヤ幅方向Ｈの両側から支持する支持突部１２ｂとなっている。なお図示の例では、支持突部１２ｂは、タイヤ径方向の内側から外側に向かうに従い漸次タイヤ幅方向Ｈの外側に向けて延在している。
【００２０】
本実施形態では、リム１０は、タイヤ幅方向Ｈの中央部で円盤状の第１分割リム１４とリング状の第２分割リム１５とに分割可能となっている。また、前記装着孔１３は、円盤状の第１分割リム１４においてタイヤ径方向に沿って延びタイヤ幅方向Ｈを向く平板部１７の中央部に形成され、車軸に装着された第１分割リム１４に対してリング状の第２分割リム１５が着脱自在となっている。
【００２１】
第１分割リム１４における平板部１７の外周部には、タイヤ周方向に間隔をあけて複数の肉抜き部１７ａが形成されている。肉抜き部１７ａは、タイヤ周方向に沿って長い平面視長方形状に形成されるとともに、平板部１７をタイヤ幅方向Ｈに貫通している。
また、平板部１７の外周部においてタイヤ幅方向Ｈの内側を向く表面のうち、各肉抜き部１７ａにタイヤ径方向の外側から各別に連なる複数の外周縁部１７ｂと、タイヤ周方向で隣り合う肉抜き部１７ａ同士の間および前記外周縁部１７ｂ同士の間に位置する中間部分１７ｃと、は、他の部分よりもタイヤ幅方向Ｈの外側に大きく窪んでいる。
【００２２】
さらに図示の例では、平板部１７の前記外周縁部１７ｂにおけるタイヤ周方向の中央部のうちその外周縁を除いた部分（以下、第１係合凸部という）１８はタイヤ幅方向Ｈの内側に突出している。また、平板部１７の前記中間部分１７ｃにおいてその外周縁を除いた部分（以下、第２係合凸部という）１９もタイヤ幅方向Ｈの内側に突出している。なお、第１係合凸部１８および第２係合凸部１９のタイヤ幅方向Ｈの内側に向けた各突出量は、前記外周縁部１７ｂおよび中間部分１７ｃのタイヤ幅方向Ｈの外側に向けた各窪み量よりも小さくなっている。
【００２３】
リング状の第２分割リム１５の内周縁部１５ｂには、タイヤ径方向の内側に向けて突出する板体１５ａがタイヤ周方向に間隔をあけて複数設けられている。なお、第２分割リム１５の内周縁部１５ｂはタイヤ周方向における全周にわたって連続して延びるフランジ状に形成されている。
ここで、板体１５ａおよび第１分割リム１４の第２係合凸部１９はそれぞれ、互いに同形同大とされるとともにその配設ピッチは互いに同等になっている。なお、板体１５ａおよび第２係合凸部１９に挿通孔１６が形成されており、これらの挿通孔１６に挿入された図示されないボルトにナットを螺着することにより、第２分割リム１５が第１分割リム１４に固定されるようになっている。
【００２４】
また、図３に示されるように、前記支持面１２ａのタイヤ幅方向Ｈの中央部には、タイヤ径方向に沿って延在し、肉抜き部１７ａに開口する支持孔３１が形成されている。この支持孔３１内に、チューブ体２１の内部空間Ａに圧縮気体を注入するための圧縮気体注入パイプ３０が配設されている。圧縮気体注入パイプ３０におけるタイヤ径方向の内方端部は、肉抜き部１７ａ内に突出している。
【００２５】
タイヤ２０は、内部空間Ａに正の気体圧が付与されたチューブ体２１と、無端帯状に形成されたトレッド２２と、を備えている。なお、チューブ体２１の内部空間Ａに充填される気体としては、例えば空気や窒素ガス等が挙げられる。
そして、リム１０、チューブ体２１およびトレッド２２それぞれのタイヤ幅方向Ｈにおける中央部が互いに一致させられた状態で、チューブ体２１がリム１０の支持面１２ａに離脱可能に嵌合され、かつトレッド２２がチューブ体２１の外周部に嵌合されて接合されている。さらに、チューブ体２１は、その外周部のタイヤ径方向の外側に向けた変形がトレッド２２により抑えられた状態で、内部空間Ａの正の気体圧が作用することにより、内周部がリム１０の支持面１２ａに密接されている。
【００２６】
ここで、前記内部空間Ａは、タイヤ周方向における全周にわたって連続して延びかつ前記縦断面視形状が円形状に形成された気密空間とされ、チューブ体２１は中空のドーナツ状体となっている。
また、このチューブ体２１においてリム１０の支持部１２に支持される内周部には、図３に示されるように、前記内部空間Ａに連通し、かつ支持孔３１内に配設される連通筒３２が突設されている。この連通筒３２内に圧縮気体注入パイプ３０が嵌合されている。この圧縮気体注入パイプ３０から圧縮気体が供給されることで内部空間Ａが正圧に保持可能となっている。なお図示の例では、連通筒３２はチューブ体２１と一体に形成されている。
【００２７】
さらに本実施形態では、チューブ体２１の内周部におけるタイヤ幅方向Ｈの中央部に、図１に示されるように、連通筒３２、およびタイヤ周方向の全周にわたって連続して延びる円環板３３が突設されている。図示の例では、円環板３３はチューブ体２１と一体に形成されている。円環板３３には、タイヤ径方向の内方に向けて開口する係合孔３３ａがタイヤ周方向に間隔をあけて複数形成されている。各係合孔３３ａは、タイヤ周方向に長い長方形状とされ、第２係合凸部１９のうち肉抜き部１７ａよりもタイヤ径方向の外側に位置する部分、および第１係合凸部１８と同形同大となっている。
【００２８】
そして、このチューブ体２１を第１分割リム１４に装着すると、図４に示されるように、円環板３３の係合孔３３ａ内に、第２係合凸部１９のうち肉抜き部１７ａよりもタイヤ径方向の外側に位置する部分、および第１係合凸部１８が各別に嵌め込まれて係合する。またこの際、円環板３３が、第１、第２係合凸部１８、１９よりも若干タイヤ幅方向Ｈの内側に突出する。これにより、第２分割リム１５を第１分割リム１４に装着したときに、円環板３３が、第１分割リム１４の平板部１７および第２分割リム１５の内周縁部１５ｂによってタイヤ幅方向Ｈに圧縮させられて挟み込まれる。
【００２９】
ここで本実施形態では、チューブ体２１の外周部におけるタイヤ幅方向Ｈの中央部は、図１および図３に示されるように、前記共通軸と同軸の円筒状に形成され、タイヤ幅方向Ｈに沿って平行に延びる平坦面２１ｃとなっている。この平坦面２１ｃにタイヤ径方向の外側からリボン体２１ｂが巻き付けられている。
【００３０】
また、チューブ体２１のタイヤ幅方向Ｈにおける両側部分２１ａは、図２および図３に示されるように、リム１０の支持面１２ａおよびトレッド２２に覆われておらず外部に露出している。なお、リム１０の支持面１２ａで覆われたチューブ体２１の内周部のタイヤ幅方向Ｈに沿った周長と、トレッド２２で覆われたチューブ体２１の外周部のタイヤ幅方向Ｈに沿った周長と、は互いに同等になっている。また、チューブ体２１において前述のように外部に露出した両側部分２１ａのタイヤ径方向に沿った各周長は互いに同等になっている。
【００３１】
トレッド２２は天然ゴムまたは／およびゴム組成物が加硫された加硫ゴムで形成されている。このトレッド２２の内部には、スチールコードまたは有機繊維が複数並べられて構成された補強層２２ａが全周にわたって埋設されている。
【００３２】
さらに本実施形態では、チューブ体２１は、例えば熱可塑性エラストマー若しくは熱可塑性樹脂等の熱可塑性材料で形成されている。なお、走行時の弾性（乗り心地性）や製造時の成形性を考慮すると、チューブ体２１は熱可塑性エラストマーで形成するのが好ましい。
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。
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、塩化ビニル樹脂若しくはポリアミド樹脂等が挙げられる。
また、チューブ体２１の肉厚は例えば約０．５ｍｍ〜５．０ｍｍ程度にし、車両への装着時に内部空間Ａに付与する気体圧は例えば約５０ｋＰａ〜５００ｋＰａ程度にし、このタイヤ・リム組立体１を装着する車両としては例えば自動二輪車全般や総重量３ｔ未満の普通乗用車等が挙げられる。
【００３３】
なお、チューブ体２１の肉厚が０．５ｍｍより薄くなると、耐圧性や耐刃性が不十分になるおそれがあり、５．０ｍｍより厚くなると、重量が増大したりあるいはチューブ体２１に曲げひずみが作用したときに、表面側と裏面側とで生ずる応力の差が大きくなって耐疲労性が悪化したりするおそれがある。
また、チューブ体２１に付与される気体圧が５０ｋＰａよりも低くなると、荷重支持性能が低下するおそれがあり、５００ｋＰａより高くなると、乗り心地性や耐圧性が悪化するおそれがある。
【００３４】
次に、タイヤ２０の製造方法について説明する。
タイヤ２０の製造方法は、チューブ分割体形成工程と、チューブ分割体仮接合工程と、トレッド配置工程と、チューブ体接合工程と、トレッド接合工程と、を有している。
【００３５】
チューブ分割体形成工程では、チューブ体２１がタイヤ幅方向Ｈの中央部で分割された形態の一対のチューブ分割体を形成する。
一対のチューブ分割体それぞれにおいて、チューブ体２１の内周部を構成する内周部分には、円環板３３がタイヤ幅方向Ｈに二分割された形態の円環薄板が各別に設けられている。なお、一対のチューブ分割体の内周部分にそれぞれ半割の連通筒３２も設けられている。
【００３６】
チューブ分割体仮接合工程では、まず、一対のチューブ分割体それぞれにおいて、チューブ体２１の外周部を構成する外周部分における分割端縁を互いに突き合わせた状態で、この突き合わせた部分にタイヤ径方向の外側からリボン体２１ｂを巻き付ける。次に、前記外周部分において前記分割端縁が位置する部分、およびリボン体２１ｂを、例えば熱風やレーザー等で加熱しながら、若しくは超音波により振動させて摩擦熱を発生させながら、例えばロール等の第１加圧手段によりタイヤ径方向に挟み込んで加圧する。これにより、リボン体２１ｂが、前記外周部分において前記分割端縁が位置する部分に接合され、かつ前記外周部分における分割端縁同士が互いに接合される。
【００３７】
トレッド配置工程は、前記第１加圧手段を退避させた後に、一対のチューブ分割体の各外周部分をタイヤ径方向の内側に向けて押し込む。これにより、一対のチューブ分割体の各内周部分が、前記円環薄板同士がタイヤ幅方向Ｈに互いに離間移動させられて開口しながら、一対のチューブ分割体の外径が縮径させられる。そして縮径変形させられた一対のチューブ分割体を円筒状のトレッド２２内に挿入した状態で、一対のチューブ分割体に対する前述の押し込みを解除する。これにより、一対のチューブ分割体が復元変形し、その外周部分がトレッド２２の内周面に当接することで、一対のチューブ分割体が容易にトレッド２２内に嵌合される。
【００３８】
チューブ体接合工程は、一対のチューブ分割体の各内周部分における前記円環薄板同士を、互いに重ね合わせた状態で、例えば熱風やレーザー等で加熱しながら、若しくは超音波により振動させて摩擦熱を発生させながら、例えばロール等の第２加圧手段によりタイヤ幅方向Ｈに挟み込んで加圧する。これにより、前記円環薄板同士が互いに接合することで、外周部にトレッド２２が嵌合されたチューブ体２１が形成される。
【００３９】
トレッド接合工程では、チューブ体２１の外周部にトレッド２２を接合する。
まず、このトレッド接合工程で用いるタイヤの製造装置について説明する。
タイヤの製造装置は、図５〜図７に示されるように、内部空間Ａに正の気体圧が付与されたチューブ体２１をその内周部側から支持する内側支持体４１と、このチューブ体２１に外嵌されたトレッド２２をその外周部側から支持する外側支持体４２と、チューブ体２１とトレッド２２との間を加熱して両者を接合する加熱手段と、を備えている。
内側支持体４１は図示の例では前述したリム１０を兼ねている。
加熱手段は加熱炉となっている。
【００４０】
外側支持体４２は、円筒状に形成されるとともに、その内周面のタイヤ幅方向Ｈに沿った縦断面視形状は、タイヤ径方向の外側に向けて窪む円弧状となっている。外側支持体４２は、チューブ体２１やトレッド２２を形成する材質よりも高硬度の材質、例えば合成樹脂、鉄、ステンレス鋼若しくはアルミニウム等で形成されている。
外側支持体４２の外周面におけるタイヤ幅方向Ｈの中央部には、その全周にわたってタイヤ径方向の外側に向けてフランジ部４５が突設されている。フランジ部４５には、タイヤ周方向に間隔をあけて複数の貫通孔４５ａが形成されている。
また本実施形態では、外側支持体４２におけるタイヤ幅方向Ｈの両端部にそれぞれ、チューブ体２１の外表面において、リム１０の支持部１２とトレッド２２との間に位置する両側部分２１ａをタイヤ幅方向Ｈの外側から支持する側方支持部４６がタイヤ径方向の内側に向けて突設されている。さらに、側方支持部４６のタイヤ径方向の内端部には、支持部１２の支持突部１２ｂにおけるタイヤ径方向の外端部に当接する当接部４７が、タイヤ径方向の内側に向けて突設されている。
そして、外側支持体４２はタイヤ幅方向Ｈに二等分割可能に形成されていて、フランジ部４５の貫通孔４５ａ内に図示されないボルトを挿通してこのボルトにナットを螺着することで固定されるようになっている。
【００４１】
次に、以上のように構成されたタイヤの製造装置を用いたトレッド接合工程について説明する。
まず、外周部にトレッド２２が嵌合されたチューブ体２１を、図１から図４で示したタイヤ・リム組立体１と同様にしてリム（内側支持体）１０に装着して仮組み体を形成する。
そして、この仮組み体を、図５に示されるように、二等分割された外側支持体４２のうちの一方の内側に配置した後に、図６および図７に示されるように、他方をその内側に前記仮組み体を進入させながら前記一方に重ね合わせる。これにより、外側支持体４２がチューブ体２１に外嵌されたトレッド２２をその外周部側から覆い、かつ側方支持部４６がチューブ体２１の前記両側部分２１ａをタイヤ幅方向Ｈの外側から覆う。さらにこの際、前記当接部４７が、支持部１２の支持突部１２ｂにおけるタイヤ径方向の外端部に当接することで、外側支持体４２の内周面とリム１０の支持面１２ａと側方支持部４６の内面とにより密閉空間が画成される。
その後、圧縮気体注入パイプ３０からチューブ体２１の内部空間Ａに圧縮気体を注入し、内部空間Ａに正の気体圧（例えば１００ｋＰａ〜２０００ｋＰａ）を付与する。この際、チューブ体２１の内周部がリム１０の支持部１２に密接することで、チューブ体２１がその内周部側からリム１０の支持部１２により支持され、かつトレッド２２の外周部が外側支持体４２の内周面に密接することで、トレッド２２がその外周部側から外側支持体４２により支持される。さらにこの際、チューブ体２１の前記両側部分２１ａが側方支持部４６の内面に密接することで、チューブ体２１の前記両側部分２１ａが側方支持部４６によりタイヤ幅方向Ｈの外側から支持される。
そして、前記仮組み体を外側支持体４２とともに加熱炉内に置き、チューブ体２１とトレッド２２との間を加熱（例えば７０℃〜２００℃）して両者２１、２２を接合し、タイヤ２０を形成する。なお本実施形態では、その後タイヤ２０から外側支持体４２を取り外すことでタイヤ・リム組立体１が得られる。
【００４２】
ここで、前述したトレッド配置工程で一対のチューブ分割体に外嵌するトレッド２２は、完全に加硫した完全加硫状態であっても、全く加硫していない未加硫状態であっても、あるいは途中まで加硫が進行した半加硫状態であってもよい。
また、前述したトレッド配置工程では、トレッド２２とチューブ体２１との間に、接合部材を配置することが好ましい。なお、この接合部材は、トレッド２２が未加硫状態にある場合には必ずしも配置しなくてもよい。
前記接合部材としては、例えば、未加硫状態の接合用ゴム帯部材、加硫接着剤、ＲＦＬ（レゾルシン・ホルムアルデヒド・ラテックス）接着剤、若しくはこれらのうちの２つ以上を組み合わせたもの等が挙げられ、これらのうち加硫接着剤、若しくはＲＦＬ接着剤が、熱可塑性材料との接合の観点から好ましい。
加硫接着剤としては、例えば、ハロゲン化ゴム系の加硫接着剤（株式会社東洋化学研究所製 メタロック（登録商標）Ｒ−４６）、あるいはイソシアネート系の加硫接着剤等が挙げられる。
ＲＦＬ接着剤のラテックスとしては、例えばポリブタジエン系ゴムラテックス、スチレン／ブタジエン系ゴムラテックス、天然ゴムラテックス、クロロプレン系ゴムラテックス、アクリロニトリル／ブタジエン系ゴムラテックス等が挙げられる。
【００４３】
以上説明したように、本実施形態によるタイヤの製造方法によれば、内部空間Ａに正の気体圧が付与されたチューブ体２１の外周部がタイヤ径方向の外側に向けて変形することを外側支持体４２によって規制し、かつチューブ体２１の内周部がタイヤ径方向の内側に向けて変形することを内側支持体４１によって規制することが可能になる。
したがって、前記加熱炉内での加熱時にチューブ体２１の内圧が上昇することと相俟って、トレッド２２の内周面とチューブ体２１の外周部とを互いに強く密接させることが可能になり、両者２１、２２間に例えば気泡が介在する等して未接合箇所が発生することが抑えられ、両者２１、２２を確実に接合することができる。
また、前述の接合に際し、チューブ体２１およびトレッド２２を内圧が保持可能な気密空間に置かなくても、両者２１、２２を確実に接合することが可能になることから、この製造装置の複雑化や大型化を回避することができる。
【００４４】
また本実施形態では、外側支持体４２に側方支持部４６が設けられているので、前述のように外側支持体４２および内側支持体４１がチューブ体２１のタイヤ径方向の変形を規制したことによって、チューブ体２１の両側部分２１ａがタイヤ幅方向Ｈの外側に膨出変形するのを防ぐことが可能になる。したがって、前述の接合に際し、チューブ体２１が塑性変形するのを抑制することが可能になり、タイヤ２０を精度よく形成することができる。
【００４５】
さらに本実施形態では、内側支持体４１がリム１０を兼ねていることから、リム１０へのタイヤ２０の装着と、タイヤ２０の製造と、を同時に行うことが可能になる。さらにまた、内側支持体４１がリム１０を兼ねているので、タイヤの製造装置を簡素化することが可能になり、タイヤ２０の製造コストを抑えることができる。
また、外側支持体４２がタイヤ幅方向Ｈに二等分割可能に形成されているので、この外側支持体４２をトレッド２２の外周部側に容易に装着することができる。
【００４６】
なお、本発明の技術的範囲は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
【００４７】
例えば、前記実施形態では、内側支持体４１としてリム１０を示したが、リム１０とは別の構成を採用してもよい。
また、前記実施形態では、加熱手段として加熱炉を採用したが、これに代えて例えば、外側支持体４２および内側支持体４１のうちの少なくとも一方の内部に埋設したヒータ等を採用してもよい。
さらに、前記トレッド接合工程は、外側支持体４２の内周面とリム１０の支持面１２ａと側方支持部４６の内面とにより画成された密閉空間を減圧した状態で、チューブ体２１とトレッド２２との間を加熱して両者２１、２２を接合してもよい。この場合、両者２１、２２間に気泡が発生するのをより一層確実に抑えることができる。
また、外側支持体４２に側方支持部４６および当接部４７を設けたが、図８に示されるように側方支持部４６および当接部４７を有しない外側支持体４２を採用してもよいし、あるいは側方支持部４６および当接部４７を内側支持体に設けてもよいし、さらには側方支持部を外側支持体４２および内側支持体とは別部材にしてもよい。
さらに、外側支持体４２として、図９に示されるような、例えばケプラーや綿等で形成され高剛性で耐熱性に優れ非伸縮性の無端帯状に形成されたシート体を採用してもよい。なお図示の例では、シート体におけるタイヤ幅方向Ｈの両端部が、タイヤ周方向の複数個所でピン４８により内側支持体４１に離脱可能に固定されている。
また、前記実施形態では、一対のチューブ分割体の内周部分にそれぞれ半割の連通筒３２を設けたが、これに代えて例えば、一対のチューブ分割体のうち、一方のチューブ分割体の内周部分に連通筒３２の全体を設けてもよい。
【００４８】
その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記した実施の形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、上記した変形例を適宜組み合わせてもよい。
【００４９】
次に、前述した作用効果に係る検証試験について説明する。
従来例では外側支持体４２を用いずにタイヤを形成し、実施例では図５から図７に示す外側支持体４２を用い前述と同様にしてタイヤを形成し、その他の条件は従来例および実施例双方について全く同様にした。なお、チューブ体２１の内部空間Ａに付与した気体圧は８００ｋＰａとし、加熱炉内（大気圧）の設定温度は１２０℃とし、加熱時間は４時間とし、前記接合部材として加硫接着剤を採用した。
その結果、従来例では、トレッド２２の内周面とチューブ体２１の外周部との間に、気泡が介在する等した未接合箇所が大部分を占め、実使用に耐え得るタイヤが得られなかったことが確認される一方、実施例では、トレッド２２の内周面とチューブ体２１の外周部との間に未接合箇所が殆ど視認できなかったことが確認された。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
チューブ体の外周部とトレッドの内周面とをその全域にわたって容易かつ確実に接合させることができる。
【符号の説明】
【００５１】
１ タイヤ・リム組立体
１０ リム
１２ 支持部（外周部）
２０ タイヤ
２１ チューブ体
２１ａ 両側部分
２２ トレッド
４１ 内側支持体
４２ 外側支持体
４６ 側方支持部
Ａ 内部空間
Ｈ タイヤ幅方向
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タイヤの製造装置、タイヤの製造方法およびタイヤに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のタイヤでは、例えば下記特許文献１に示されるように、加硫ゴム内に有機繊維やスチールコード等を有するビードコアやベルト層等の補強材が埋設されている。
ところがこの種のタイヤでは、構造が複雑になり製造コストを低減するのが困難であるばかりでなく、重量が大きくなり、例えばリム組みやリム解きの作業も困難になる場合があった。
そこで、このような問題を解決するために、本願発明者等は鋭意検討した結果、熱可塑性材料で形成されるとともにリムの外周部に嵌合されるチューブ体と、このチューブ体の外周部に接合されたトレッドと、を備えるタイヤを想到するに至った。
このタイヤでは、トレッドとチューブ体とで構成されるとともに、チューブ体が熱可塑性材料で形成されてその内部に有機繊維やスチールコード等を有する補強材が埋設されていないので、構造を単純にすることが可能になり、製造コストを低減することができるとともに、軽量化を図ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平６−２５５３０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、このタイヤの製造に際し、チューブ体の外周部とトレッドの内周面とをその全域にわたって接合させることが困難であるという問題があった。
【０００５】
この発明は、このような事情を考慮してなされたもので、チューブ体の外周部とトレッドの内周面とをその全域にわたって容易かつ確実に接合させることができるタイヤの製造装置、タイヤの製造方法およびタイヤを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決して、このような目的を達成するために、本発明のタイヤの製造装置は、熱可塑性材料で形成されるとともにリムの外周部に嵌合されるチューブ体と、このチューブ体の外周部に接合されたトレッドと、を備えるタイヤを形成するタイヤの製造装置であって、内部空間に正の気体圧が付与されたチューブ体をその内周部側から支持する内側支持体と、該チューブ体に外嵌されたトレッドをその外周部側から支持する外側支持体と、チューブ体とトレッドとの間を加熱して両者を接合する加熱手段と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
本発明のタイヤの製造方法は、熱可塑性材料で形成されるとともにリムの外周部に嵌合されるチューブ体と、このチューブ体の外周部に接合されたトレッドと、を備えるタイヤを形成するタイヤの製造方法であって、前記チューブ体の内部空間に正の気体圧を付与するとともに、本発明のタイヤの製造装置を用い、前記内側支持体によりチューブ体をその内周部側から支持させ、かつチューブ体に外嵌されたトレッドをその外周部側から前記外側支持体により支持させた状態で、前記加熱手段によりチューブ体とトレッドとの間を加熱して両者を接合することを特徴とする。
【０００８】
本発明のタイヤは、熱可塑性材料で形成されるとともにリムの外周部に嵌合されるチューブ体と、このチューブ体の外周部に接合されたトレッドと、を備えるタイヤであって、本発明のタイヤの製造方法により形成されたことを特徴とする。
【０００９】
この発明によれば、内部空間に正の気体圧が付与されたチューブ体の外周部がタイヤ径方向の外側に向けて変形することを外側支持体によって規制し、かつ該チューブ体の内周部がタイヤ径方向の内側に向けて変形することを内側支持体によって規制することが可能になる。
したがって、前記加熱手段による加熱時にチューブ体の内圧が上昇することと相俟って、トレッドの内周面とチューブ体の外周部とを互いに強く密接させることが可能になり、両者間に例えば気泡が介在する等して未接合箇所が発生することが抑えられ、両者を確実に接合することができる。
また、前述の接合に際し、チューブ体およびトレッドを内圧が保持可能な気密空間に置かなくても、両者を確実に接合することが可能になることから、この製造装置の複雑化や大型化を回避することができる。
【００１０】
ここで、本発明のタイヤの製造装置は、前記チューブ体の外表面において、前記内側支持体とトレッドとの間に位置する両側部分をタイヤ幅方向の外側から支持する側方支持部を備えてもよい。
【００１１】
この場合、側方支持部を備えているので、前述のように外側支持体および内側支持体がチューブ体のタイヤ径方向の変形を規制したことによって、チューブ体の両側部分がタイヤ幅方向の外側に膨出変形するのを防ぐことが可能になる。したがって、前述の接合に際し、チューブ体が塑性変形するのを抑制することが可能になり、タイヤを精度よく形成することができる。
【００１２】
また、前記内側支持体は前記リムを兼ねてもよい。
【００１３】
この場合、内側支持体がリムを兼ねていることから、リムへのタイヤの装着と、タイヤの製造と、を同時に行うことが可能になる。また、内側支持体がリムを兼ねているので、タイヤの製造装置を簡素化することが可能になり、タイヤの製造コストを抑えることができる。
【００１４】
さらに、前記外側支持体は、タイヤ幅方向に分割可能に形成されてもよい。
【００１５】
この場合、外側支持体がタイヤ幅方向に分割可能に形成されているので、この外側支持体をトレッドの外周部側に容易に装着することができる。
【発明の効果】
【００１６】
この発明によれば、チューブ体の外周部とトレッドの内周面とをその全域にわたって容易かつ確実に接合させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明に係る一実施形態として示したタイヤ・リム組立体を分解した斜視図である。
【図２】図１に示すタイヤ・リム組立体を組み立てた状態を示す斜視図である。
【図３】図１および図２に示すタイヤ・リム組立体をタイヤ幅方向に沿って切断した状態の一部を示す斜視図である。
【図４】図１から図３に示すタイヤ・リム組立体において、第２分割リムを取り外した状態を示す要部拡大図である。
【図５】本発明に係る一実施形態として示したタイヤの製造方法のトレッド接合工程において、タイヤ幅方向に二分割された外側支持体のうちの一方の内側に仮組み体を配置した状態を示す斜視図である。
【図６】本発明に係る一実施形態として示したタイヤの製造方法のトレッド接合工程において、仮組み体を外側支持体に装着した状態を示す斜視図である。
【図７】図６に示す、仮組み体が外側支持体に装着されてなる構成をタイヤ幅方向に沿って切断した状態の一部を示す斜視図である。
【図８】本発明に係る他の実施形態として示したタイヤの製造方法のトレッド接合工程において、仮組み体が外側支持体に装着されてなる構成をタイヤ幅方向に沿って切断した状態の一部を示す斜視図である。
【図９】本発明に係るさらに他の実施形態として示したタイヤの製造方法のトレッド接合工程において、仮組み体が外側支持体に装着されてなる構成をタイヤ幅方向に沿って切断した状態の一部を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明に係るタイヤを有するタイヤ・リム組立体の一実施形態を図１から図４を参照しながら説明する。
タイヤ・リム組立体１は、円盤状のリム１０と、このリム１０の後述する支持部（外周部）１２に装着されたタイヤ２０と、を備え、これらのリム１０およびタイヤ２０がそれぞれ、タイヤ幅方向Ｈに沿って延びる共通軸と同軸に配置されている。以下、この共通軸に直交する方向をタイヤ径方向といい、この共通軸を中心に周回する方向をタイヤ周方向という。
【００１９】
リム１０は、円盤状のリム本体１１と、このリム本体１１の外周面に連結され、後述するチューブ体２１をその内周部側から支持する支持部１２と、を備えている。リム１０は、後述するチューブ体２１やトレッド２２を形成する材質よりも高硬度の材質、例えば合成樹脂、鉄、ステンレス鋼若しくはアルミニウム等で形成されている。また、リム本体１１におけるタイヤ径方向の中央部には、リム１０を図示されない車軸に組付けるための装着孔１３が複数形成されている。
ここで、支持部１２においてタイヤ幅方向Ｈの内側を向く両表面およびこれらの表面をつなぐ底面、つまり支持面１２ａのタイヤ幅方向Ｈに沿った縦断面視形状は、チューブ体２１の内周部における前記縦断面視形状に沿う円弧状となっている。すなわち、支持部１２におけるタイヤ幅方向Ｈの両端部は、タイヤ径方向に延在しチューブ体２１の内周部をタイヤ幅方向Ｈの両側から支持する支持突部１２ｂとなっている。なお図示の例では、支持突部１２ｂは、タイヤ径方向の内側から外側に向かうに従い漸次タイヤ幅方向Ｈの外側に向けて延在している。
【００２０】
本実施形態では、リム１０は、タイヤ幅方向Ｈの中央部で円盤状の第１分割リム１４とリング状の第２分割リム１５とに分割可能となっている。また、前記装着孔１３は、円盤状の第１分割リム１４においてタイヤ径方向に沿って延びタイヤ幅方向Ｈを向く平板部１７の中央部に形成され、車軸に装着された第１分割リム１４に対してリング状の第２分割リム１５が着脱自在となっている。
【００２１】
第１分割リム１４における平板部１７の外周部には、タイヤ周方向に間隔をあけて複数の肉抜き部１７ａが形成されている。肉抜き部１７ａは、タイヤ周方向に沿って長い平面視長方形状に形成されるとともに、平板部１７をタイヤ幅方向Ｈに貫通している。
また、平板部１７の外周部においてタイヤ幅方向Ｈの内側を向く表面のうち、各肉抜き部１７ａにタイヤ径方向の外側から各別に連なる複数の外周縁部１７ｂと、タイヤ周方向で隣り合う肉抜き部１７ａ同士の間および前記外周縁部１７ｂ同士の間に位置する中間部分１７ｃと、は、他の部分よりもタイヤ幅方向Ｈの外側に大きく窪んでいる。
【００２２】
さらに図示の例では、平板部１７の前記外周縁部１７ｂにおけるタイヤ周方向の中央部のうちその外周縁を除いた部分（以下、第１係合凸部という）１８はタイヤ幅方向Ｈの内側に突出している。また、平板部１７の前記中間部分１７ｃにおいてその外周縁を除いた部分（以下、第２係合凸部という）１９もタイヤ幅方向Ｈの内側に突出している。なお、第１係合凸部１８および第２係合凸部１９のタイヤ幅方向Ｈの内側に向けた各突出量は、前記外周縁部１７ｂおよび中間部分１７ｃのタイヤ幅方向Ｈの外側に向けた各窪み量よりも小さくなっている。
【００２３】
リング状の第２分割リム１５の内周縁部１５ｂには、タイヤ径方向の内側に向けて突出する板体１５ａがタイヤ周方向に間隔をあけて複数設けられている。なお、第２分割リム１５の内周縁部１５ｂはタイヤ周方向における全周にわたって連続して延びるフランジ状に形成されている。
ここで、板体１５ａおよび第１分割リム１４の第２係合凸部１９はそれぞれ、互いに同形同大とされるとともにその配設ピッチは互いに同等になっている。なお、板体１５ａおよび第２係合凸部１９に挿通孔１６が形成されており、これらの挿通孔１６に挿入された図示されないボルトにナットを螺着することにより、第２分割リム１５が第１分割リム１４に固定されるようになっている。
【００２４】
また、図３に示されるように、前記支持面１２ａのタイヤ幅方向Ｈの中央部には、タイヤ径方向に沿って延在し、肉抜き部１７ａに開口する支持孔３１が形成されている。この支持孔３１内に、チューブ体２１の内部空間Ａに圧縮気体を注入するための圧縮気体注入パイプ３０が配設されている。圧縮気体注入パイプ３０におけるタイヤ径方向の内方端部は、肉抜き部１７ａ内に突出している。
【００２５】
タイヤ２０は、内部空間Ａに正の気体圧が付与されたチューブ体２１と、無端帯状に形成されたトレッド２２と、を備えている。なお、チューブ体２１の内部空間Ａに充填される気体としては、例えば空気や窒素ガス等が挙げられる。
そして、リム１０、チューブ体２１およびトレッド２２それぞれのタイヤ幅方向Ｈにおける中央部が互いに一致させられた状態で、チューブ体２１がリム１０の支持面１２ａに離脱可能に嵌合され、かつトレッド２２がチューブ体２１の外周部に嵌合されて接合されている。さらに、チューブ体２１は、その外周部のタイヤ径方向の外側に向けた変形がトレッド２２により抑えられた状態で、内部空間Ａの正の気体圧が作用することにより、内周部がリム１０の支持面１２ａに密接されている。
【００２６】
ここで、前記内部空間Ａは、タイヤ周方向における全周にわたって連続して延びかつ前記縦断面視形状が円形状に形成された気密空間とされ、チューブ体２１は中空のドーナツ状体となっている。
また、このチューブ体２１においてリム１０の支持部１２に支持される内周部には、図３に示されるように、前記内部空間Ａに連通し、かつ支持孔３１内に配設される連通筒３２が突設されている。この連通筒３２内に圧縮気体注入パイプ３０が嵌合されている。この圧縮気体注入パイプ３０から圧縮気体が供給されることで内部空間Ａが正圧に保持可能となっている。なお図示の例では、連通筒３２はチューブ体２１と一体に形成されている。
【００２７】
さらに本実施形態では、チューブ体２１の内周部におけるタイヤ幅方向Ｈの中央部に、図１に示されるように、連通筒３２、およびタイヤ周方向の全周にわたって連続して延びる円環板３３が突設されている。図示の例では、円環板３３はチューブ体２１と一体に形成されている。円環板３３には、タイヤ径方向の内方に向けて開口する係合孔３３ａがタイヤ周方向に間隔をあけて複数形成されている。各係合孔３３ａは、タイヤ周方向に長い長方形状とされ、第２係合凸部１９のうち肉抜き部１７ａよりもタイヤ径方向の外側に位置する部分、および第１係合凸部１８と同形同大となっている。
【００２８】
そして、このチューブ体２１を第１分割リム１４に装着すると、図４に示されるように、円環板３３の係合孔３３ａ内に、第２係合凸部１９のうち肉抜き部１７ａよりもタイヤ径方向の外側に位置する部分、および第１係合凸部１８が各別に嵌め込まれて係合する。またこの際、円環板３３が、第１、第２係合凸部１８、１９よりも若干タイヤ幅方向Ｈの内側に突出する。これにより、第２分割リム１５を第１分割リム１４に装着したときに、円環板３３が、第１分割リム１４の平板部１７および第２分割リム１５の内周縁部１５ｂによってタイヤ幅方向Ｈに圧縮させられて挟み込まれる。
【００２９】
ここで本実施形態では、チューブ体２１の外周部におけるタイヤ幅方向Ｈの中央部は、図１および図３に示されるように、前記共通軸と同軸の円筒状に形成され、タイヤ幅方向Ｈに沿って平行に延びる平坦面２１ｃとなっている。この平坦面２１ｃにタイヤ径方向の外側からリボン体２１ｂが巻き付けられている。
【００３０】
また、チューブ体２１のタイヤ幅方向Ｈにおける両側部分２１ａは、図２および図３に示されるように、リム１０の支持面１２ａおよびトレッド２２に覆われておらず外部に露出している。なお、リム１０の支持面１２ａで覆われたチューブ体２１の内周部のタイヤ幅方向Ｈに沿った周長と、トレッド２２で覆われたチューブ体２１の外周部のタイヤ幅方向Ｈに沿った周長と、は互いに同等になっている。また、チューブ体２１において前述のように外部に露出した両側部分２１ａのタイヤ径方向に沿った各周長は互いに同等になっている。
【００３１】
トレッド２２は天然ゴムまたは／およびゴム組成物が加硫された加硫ゴムで形成されている。このトレッド２２の内部には、スチールコードまたは有機繊維が複数並べられて構成された補強層２２ａが全周にわたって埋設されている。
【００３２】
さらに本実施形態では、チューブ体２１は、例えば熱可塑性エラストマー若しくは熱可塑性樹脂等の熱可塑性材料で形成されている。なお、走行時の弾性（乗り心地性）や製造時の成形性を考慮すると、チューブ体２１は熱可塑性エラストマーで形成するのが好ましい。
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。
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、塩化ビニル樹脂若しくはポリアミド樹脂等が挙げられる。
また、チューブ体２１の肉厚は例えば約０．５ｍｍ〜５．０ｍｍ程度にし、車両への装着時に内部空間Ａに付与する気体圧は例えば約５０ｋＰａ〜５００ｋＰａ程度にし、このタイヤ・リム組立体１を装着する車両としては例えば自動二輪車全般や総重量３ｔ未満の普通乗用車等が挙げられる。
【００３３】
なお、チューブ体２１の肉厚が０．５ｍｍより薄くなると、耐圧性や耐刃性が不十分になるおそれがあり、５．０ｍｍより厚くなると、重量が増大したりあるいはチューブ体２１に曲げひずみが作用したときに、表面側と裏面側とで生ずる応力の差が大きくなって耐疲労性が悪化したりするおそれがある。
また、チューブ体２１に付与される気体圧が５０ｋＰａよりも低くなると、荷重支持性能が低下するおそれがあり、５００ｋＰａより高くなると、乗り心地性や耐圧性が悪化するおそれがある。
【００３４】
次に、タイヤ２０の製造方法について説明する。
タイヤ２０の製造方法は、チューブ分割体形成工程と、チューブ分割体仮接合工程と、トレッド配置工程と、チューブ体接合工程と、トレッド接合工程と、を有している。
【００３５】
チューブ分割体形成工程では、チューブ体２１がタイヤ幅方向Ｈの中央部で分割された形態の一対のチューブ分割体を形成する。
一対のチューブ分割体それぞれにおいて、チューブ体２１の内周部を構成する内周部分には、円環板３３がタイヤ幅方向Ｈに二分割された形態の円環薄板が各別に設けられている。なお、一対のチューブ分割体の内周部分にそれぞれ半割の連通筒３２も設けられている。
【００３６】
チューブ分割体仮接合工程では、まず、一対のチューブ分割体それぞれにおいて、チューブ体２１の外周部を構成する外周部分における分割端縁を互いに突き合わせた状態で、この突き合わせた部分にタイヤ径方向の外側からリボン体２１ｂを巻き付ける。次に、前記外周部分において前記分割端縁が位置する部分、およびリボン体２１ｂを、例えば熱風やレーザー等で加熱しながら、若しくは超音波により振動させて摩擦熱を発生させながら、例えばロール等の第１加圧手段によりタイヤ径方向に挟み込んで加圧する。これにより、リボン体２１ｂが、前記外周部分において前記分割端縁が位置する部分に接合され、かつ前記外周部分における分割端縁同士が互いに接合される。
【００３７】
トレッド配置工程は、前記第１加圧手段を退避させた後に、一対のチューブ分割体の各外周部分をタイヤ径方向の内側に向けて押し込む。これにより、一対のチューブ分割体の各内周部分が、前記円環薄板同士がタイヤ幅方向Ｈに互いに離間移動させられて開口しながら、一対のチューブ分割体の外径が縮径させられる。そして縮径変形させられた一対のチューブ分割体を円筒状のトレッド２２内に挿入した状態で、一対のチューブ分割体に対する前述の押し込みを解除する。これにより、一対のチューブ分割体が復元変形し、その外周部分がトレッド２２の内周面に当接することで、一対のチューブ分割体が容易にトレッド２２内に嵌合される。
【００３８】
チューブ体接合工程は、一対のチューブ分割体の各内周部分における前記円環薄板同士を、互いに重ね合わせた状態で、例えば熱風やレーザー等で加熱しながら、若しくは超音波により振動させて摩擦熱を発生させながら、例えばロール等の第２加圧手段によりタイヤ幅方向Ｈに挟み込んで加圧する。これにより、前記円環薄板同士が互いに接合することで、外周部にトレッド２２が嵌合されたチューブ体２１が形成される。
【００３９】
トレッド接合工程では、チューブ体２１の外周部にトレッド２２を接合する。
まず、このトレッド接合工程で用いるタイヤの製造装置について説明する。
タイヤの製造装置は、図５〜図７に示されるように、内部空間Ａに正の気体圧が付与されたチューブ体２１をその内周部側から支持する内側支持体４１と、このチューブ体２１に外嵌されたトレッド２２をその外周部側から支持する外側支持体４２と、チューブ体２１とトレッド２２との間を加熱して両者を接合する加熱手段と、を備えている。
内側支持体４１は図示の例では前述したリム１０を兼ねている。
加熱手段は加熱炉となっている。
【００４０】
外側支持体４２は、円筒状に形成されるとともに、その内周面のタイヤ幅方向Ｈに沿った縦断面視形状は、タイヤ径方向の外側に向けて窪む円弧状となっている。外側支持体４２は、チューブ体２１やトレッド２２を形成する材質よりも高硬度の材質、例えば合成樹脂、鉄、ステンレス鋼若しくはアルミニウム等で形成されている。
外側支持体４２の外周面におけるタイヤ幅方向Ｈの中央部には、その全周にわたってタイヤ径方向の外側に向けてフランジ部４５が突設されている。フランジ部４５には、タイヤ周方向に間隔をあけて複数の貫通孔４５ａが形成されている。
また本実施形態では、外側支持体４２におけるタイヤ幅方向Ｈの両端部にそれぞれ、チューブ体２１の外表面において、リム１０の支持部１２とトレッド２２との間に位置する両側部分２１ａをタイヤ幅方向Ｈの外側から支持する側方支持部４６がタイヤ径方向の内側に向けて突設されている。さらに、側方支持部４６のタイヤ径方向の内端部には、支持部１２の支持突部１２ｂにおけるタイヤ径方向の外端部に当接する当接部４７が、タイヤ径方向の内側に向けて突設されている。
そして、外側支持体４２はタイヤ幅方向Ｈに二等分割可能に形成されていて、フランジ部４５の貫通孔４５ａ内に図示されないボルトを挿通してこのボルトにナットを螺着することで固定されるようになっている。
【００４１】
次に、以上のように構成されたタイヤの製造装置を用いたトレッド接合工程について説明する。
まず、外周部にトレッド２２が嵌合されたチューブ体２１を、図１から図４で示したタイヤ・リム組立体１と同様にしてリム（内側支持体）１０に装着して仮組み体を形成する。
そして、この仮組み体を、図５に示されるように、二等分割された外側支持体４２のうちの一方の内側に配置した後に、図６および図７に示されるように、他方をその内側に前記仮組み体を進入させながら前記一方に重ね合わせる。これにより、外側支持体４２がチューブ体２１に外嵌されたトレッド２２をその外周部側から覆い、かつ側方支持部４６がチューブ体２１の前記両側部分２１ａをタイヤ幅方向Ｈの外側から覆う。さらにこの際、前記当接部４７が、支持部１２の支持突部１２ｂにおけるタイヤ径方向の外端部に当接することで、外側支持体４２の内周面とリム１０の支持面１２ａと側方支持部４６の内面とにより密閉空間が画成される。
その後、圧縮気体注入パイプ３０からチューブ体２１の内部空間Ａに圧縮気体を注入し、内部空間Ａに正の気体圧（例えば１００ｋＰａ〜２０００ｋＰａ）を付与する。この際、チューブ体２１の内周部がリム１０の支持部１２に密接することで、チューブ体２１がその内周部側からリム１０の支持部１２により支持され、かつトレッド２２の外周部が外側支持体４２の内周面に密接することで、トレッド２２がその外周部側から外側支持体４２により支持される。さらにこの際、チューブ体２１の前記両側部分２１ａが側方支持部４６の内面に密接することで、チューブ体２１の前記両側部分２１ａが側方支持部４６によりタイヤ幅方向Ｈの外側から支持される。
そして、前記仮組み体を外側支持体４２とともに加熱炉内に置き、チューブ体２１とトレッド２２との間を加熱（例えば７０℃〜２００℃）して両者２１、２２を接合し、タイヤ２０を形成する。なお本実施形態では、その後タイヤ２０から外側支持体４２を取り外すことでタイヤ・リム組立体１が得られる。
【００４２】
ここで、前述したトレッド配置工程で一対のチューブ分割体に外嵌するトレッド２２は、完全に加硫した完全加硫状態であっても、全く加硫していない未加硫状態であっても、あるいは途中まで加硫が進行した半加硫状態であってもよい。
また、前述したトレッド配置工程では、トレッド２２とチューブ体２１との間に、接合部材を配置することが好ましい。なお、この接合部材は、トレッド２２が未加硫状態にある場合には必ずしも配置しなくてもよい。
前記接合部材としては、例えば、未加硫状態の接合用ゴム帯部材、加硫接着剤、ＲＦＬ（レゾルシン・ホルムアルデヒド・ラテックス）接着剤、若しくはこれらのうちの２つ以上を組み合わせたもの等が挙げられ、これらのうち加硫接着剤、若しくはＲＦＬ接着剤が、熱可塑性材料との接合の観点から好ましい。
加硫接着剤としては、例えば、ハロゲン化ゴム系の加硫接着剤（株式会社東洋化学研究所製 メタロック（登録商標）Ｒ−４６）、あるいはイソシアネート系の加硫接着剤等が挙げられる。
ＲＦＬ接着剤のラテックスとしては、例えばポリブタジエン系ゴムラテックス、スチレン／ブタジエン系ゴムラテックス、天然ゴムラテックス、クロロプレン系ゴムラテックス、アクリロニトリル／ブタジエン系ゴムラテックス等が挙げられる。
【００４３】
以上説明したように、本実施形態によるタイヤの製造方法によれば、内部空間Ａに正の気体圧が付与されたチューブ体２１の外周部がタイヤ径方向の外側に向けて変形することを外側支持体４２によって規制し、かつチューブ体２１の内周部がタイヤ径方向の内側に向けて変形することを内側支持体４１によって規制することが可能になる。
したがって、前記加熱炉内での加熱時にチューブ体２１の内圧が上昇することと相俟って、トレッド２２の内周面とチューブ体２１の外周部とを互いに強く密接させることが可能になり、両者２１、２２間に例えば気泡が介在する等して未接合箇所が発生することが抑えられ、両者２１、２２を確実に接合することができる。
また、前述の接合に際し、チューブ体２１およびトレッド２２を内圧が保持可能な気密空間に置かなくても、両者２１、２２を確実に接合することが可能になることから、この製造装置の複雑化や大型化を回避することができる。
【００４４】
また本実施形態では、外側支持体４２に側方支持部４６が設けられているので、前述のように外側支持体４２および内側支持体４１がチューブ体２１のタイヤ径方向の変形を規制したことによって、チューブ体２１の両側部分２１ａがタイヤ幅方向Ｈの外側に膨出変形するのを防ぐことが可能になる。したがって、前述の接合に際し、チューブ体２１が塑性変形するのを抑制することが可能になり、タイヤ２０を精度よく形成することができる。
【００４５】
さらに本実施形態では、内側支持体４１がリム１０を兼ねていることから、リム１０へのタイヤ２０の装着と、タイヤ２０の製造と、を同時に行うことが可能になる。さらにまた、内側支持体４１がリム１０を兼ねているので、タイヤの製造装置を簡素化することが可能になり、タイヤ２０の製造コストを抑えることができる。
また、外側支持体４２がタイヤ幅方向Ｈに二等分割可能に形成されているので、この外側支持体４２をトレッド２２の外周部側に容易に装着することができる。
【００４６】
なお、本発明の技術的範囲は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
【００４７】
例えば、前記実施形態では、内側支持体４１としてリム１０を示したが、リム１０とは別の構成を採用してもよい。
また、前記実施形態では、加熱手段として加熱炉を採用したが、これに代えて例えば、外側支持体４２および内側支持体４１のうちの少なくとも一方の内部に埋設したヒータ等を採用してもよい。
さらに、前記トレッド接合工程は、外側支持体４２の内周面とリム１０の支持面１２ａと側方支持部４６の内面とにより画成された密閉空間を減圧した状態で、チューブ体２１とトレッド２２との間を加熱して両者２１、２２を接合してもよい。この場合、両者２１、２２間に気泡が発生するのをより一層確実に抑えることができる。
また、外側支持体４２に側方支持部４６および当接部４７を設けたが、図８に示されるように側方支持部４６および当接部４７を有しない外側支持体４２を採用してもよいし、あるいは側方支持部４６および当接部４７を内側支持体に設けてもよいし、さらには側方支持部を外側支持体４２および内側支持体とは別部材にしてもよい。
さらに、外側支持体４２として、図９に示されるような、例えばケプラーや綿等で形成され高剛性で耐熱性に優れ非伸縮性の無端帯状に形成されたシート体を採用してもよい。なお図示の例では、シート体におけるタイヤ幅方向Ｈの両端部が、タイヤ周方向の複数個所でピン４８により内側支持体４１に離脱可能に固定されている。
また、前記実施形態では、一対のチューブ分割体の内周部分にそれぞれ半割の連通筒３２を設けたが、これに代えて例えば、一対のチューブ分割体のうち、一方のチューブ分割体の内周部分に連通筒３２の全体を設けてもよい。
【００４８】
その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記した実施の形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、上記した変形例を適宜組み合わせてもよい。
【００４９】
次に、前述した作用効果に係る検証試験について説明する。
従来例では外側支持体４２を用いずにタイヤを形成し、実施例では図５から図７に示す外側支持体４２を用い前述と同様にしてタイヤを形成し、その他の条件は従来例および実施例双方について全く同様にした。なお、チューブ体２１の内部空間Ａに付与した気体圧は８００ｋＰａとし、加熱炉内（大気圧）の設定温度は１２０℃とし、加熱時間は４時間とし、前記接合部材として加硫接着剤を採用した。
その結果、従来例では、トレッド２２の内周面とチューブ体２１の外周部との間に、気泡が介在する等した未接合箇所が大部分を占め、実使用に耐え得るタイヤが得られなかったことが確認される一方、実施例では、トレッド２２の内周面とチューブ体２１の外周部との間に未接合箇所が殆ど視認できなかったことが確認された。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
チューブ体の外周部とトレッドの内周面とをその全域にわたって容易かつ確実に接合させることができる。
【符号の説明】
【００５１】
１ タイヤ・リム組立体
１０ リム
１２ 支持部（外周部）
２０ タイヤ
２１ チューブ体
２１ａ 両側部分
２２ トレッド
４１ 内側支持体
４２ 外側支持体
４６ 側方支持部
Ａ 内部空間
Ｈ タイヤ幅方向
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱可塑性材料で形成されるとともにリムの外周部に嵌合されるチューブ体と、このチューブ体の外周部に接合されたトレッドと、を備えるタイヤを形成するタイヤの製造装置であって、
内部空間に正の気体圧が付与されたチューブ体をその内周部側から支持する内側支持体と、該チューブ体に外嵌されたトレッドをその外周部側から支持する外側支持体と、チューブ体とトレッドとの間を加熱して両者を接合する加熱手段と、を備えることを特徴とするタイヤの製造装置。
【請求項２】
請求項１記載のタイヤの製造装置であって、
前記チューブ体の外表面において、前記内側支持体とトレッドとの間に位置する両側部分をタイヤ幅方向の外側から支持する側方支持部を備えることを特徴とするタイヤの製造装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載のタイヤの製造装置であって、
前記内側支持体は、前記リムを兼ねていることを特徴とするタイヤの製造装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項に記載のタイヤの製造装置であって、
前記外側支持体は、タイヤ幅方向に分割可能に形成されていることを特徴とするタイヤの製造装置。
【請求項５】
熱可塑性材料で形成されるとともにリムの外周部に嵌合されるチューブ体と、このチューブ体の外周部に接合されたトレッドと、を備えるタイヤを形成するタイヤの製造方法であって、
前記チューブ体の内部空間に正の気体圧を付与するとともに、
請求項１から４のいずれか１項に記載のタイヤの製造装置を用い、
前記内側支持体によりチューブ体をその内周部側から支持させ、かつチューブ体に外嵌されたトレッドをその外周部側から前記外側支持体により支持させた状態で、前記加熱手段によりチューブ体とトレッドとの間を加熱して両者を接合することを特徴とするタイヤの製造方法。
【請求項６】
熱可塑性材料で形成されるとともにリムの外周部に嵌合されるチューブ体と、このチューブ体の外周部に接合されたトレッドと、を備えるタイヤであって、
請求項５記載のタイヤの製造方法により形成されたことを特徴とするタイヤ。
【請求項１】
熱可塑性材料で形成されるとともにリムの外周部に嵌合されるチューブ体と、このチューブ体の外周部に接合されたトレッドと、を備えるタイヤを形成するタイヤの製造装置であって、
内部空間に正の気体圧が付与されたチューブ体をその内周部側から支持する内側支持体と、該チューブ体に外嵌されたトレッドをその外周部側から支持する外側支持体と、チューブ体とトレッドとの間を加熱して両者を接合する加熱手段と、を備えることを特徴とするタイヤの製造装置。
【請求項２】
請求項１記載のタイヤの製造装置であって、
前記チューブ体の外表面において、前記内側支持体とトレッドとの間に位置する両側部分をタイヤ幅方向の外側から支持する側方支持部を備えることを特徴とするタイヤの製造装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載のタイヤの製造装置であって、
前記内側支持体は、前記リムを兼ねていることを特徴とするタイヤの製造装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項に記載のタイヤの製造装置であって、
前記外側支持体は、タイヤ幅方向に分割可能に形成されていることを特徴とするタイヤの製造装置。
【請求項５】
熱可塑性材料で形成されるとともにリムの外周部に嵌合されるチューブ体と、このチューブ体の外周部に接合されたトレッドと、を備えるタイヤを形成するタイヤの製造方法であって、
前記チューブ体の内部空間に正の気体圧を付与するとともに、
請求項１から４のいずれか１項に記載のタイヤの製造装置を用い、
前記内側支持体によりチューブ体をその内周部側から支持させ、かつチューブ体に外嵌されたトレッドをその外周部側から前記外側支持体により支持させた状態で、前記加熱手段によりチューブ体とトレッドとの間を加熱して両者を接合することを特徴とするタイヤの製造方法。
【請求項６】
熱可塑性材料で形成されるとともにリムの外周部に嵌合されるチューブ体と、このチューブ体の外周部に接合されたトレッドと、を備えるタイヤであって、
請求項５記載のタイヤの製造方法により形成されたことを特徴とするタイヤ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１１−７９２４０（Ｐ２０１１−７９２４０Ａ）
【公開日】平成２３年４月２１日（２０１１．４．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２３３７６７（Ｐ２００９−２３３７６７）
【出願日】平成２１年１０月７日（２００９．１０．７）
【出願人】（０００００５２７８）株式会社ブリヂストン (11,469)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年４月２１日（２０１１．４．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１０月７日（２００９．１０．７）
【出願人】（０００００５２７８）株式会社ブリヂストン (11,469)
【Ｆターム（参考）】
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