JP2007515310A - タイヤを製造する方法及び前記方法を実行するためのトロイダル支持体 - Google Patents

Abstract

本発明は、トロイダル支持体（３００）上でタイヤ構造要素を製造し、組み立ててグリーンタイヤを形成するステップと、トロイダル支持体を加熱することによってグリーンタイヤの少なくとも内面を予備硬化させるステップとを含むタイヤを製造する方法に関する。トロイダル支持体の半径方向内部表面には、グリーンタイヤの内部表面、好ましくはグリーンタイヤの内部表面とビード領域との均一且つ均質な予備硬化を確実にするのに適する温度に、トロイダル支持体の外部表面が達するのに要する時間を低減できるように、複数の突出要素（２０７）を備えている。

Description

本発明はタイヤを製造する方法に関する。特に、本発明は、トロイダル支持体上でタイヤ構造要素を造り、組み立てるステップと、トロイダル支持体を加熱することによってグリーンタイヤの少なくとも内部表面を予備硬化させるステップとを含む、タイヤを製造する方法に関する。

さらに、本発明は、タイヤを製造する方法に使用されるトロイダル支持体に関する。

本明細書において、「グリーンタイヤ」という用語は、未硬化状態のエラストマ材料を含むタイヤ構造要素を組み立てたときに得られる製品を示すために使用される。

さらに、本明細書において、タイヤの「内部表面」という用語は、タイヤが硬化され、ホイールリムに動作可能に装着されると、タイヤの膨張流体と接触状態となるタイヤの最内位表面を示すために使用される。

本発明によるタイヤ製造方法は、タイヤ構造要素をトロイダル支持体上で連続的に造るとともに、組み立てることによってグリーンタイヤを製造するステップを含む。このような製造方法は、例えば、ＥＰ９２８，６８０号明細書−同出願人名義の−に記載されており、それによれば、トロイダル支持体は、複数の作業ステーション間で、好ましくは自動化装置によって、移動される。それぞれの作業ステーションでは、自動化シーケンスを通じて、タイヤの特定の構築ステップが実行される。

製造方法は、グリーンタイヤに所望幾何学的構造を与えることができるようにそれを成形するステップと、グリーンタイヤを強化できるようにそれを硬化させるステップとをさらに含む。成形のステップはさらにグリーンタイヤに所望トレッドパターンを与える。

グリーンタイヤの成形及び硬化ステップは、得られるタイヤの外部表面の形状とその内部形状が一致する、加硫型内に画定された成形キャビティ内に、グリーンタイヤを導入すること、及びグリーンタイヤの内部表面とトロイダル支持体の外部表面との間に得られた拡散空間（diffusion interspace）（又は拡散間隙（diffusion gap））内に加圧流体を導入することによって実行される。

このようなタイヤ製造方法は、例えば、ＥＰ９７６，５３３号明細書−同出願人名義の−に記載されており、それによれば、成形キャビティの内壁への未加工エラストマ材料の押圧中、半径方向の膨張が加圧流体の拡散間隙内への導入効果によってタイヤに与えられる。加圧流体の導入は、好ましくはトロイダル支持体内に形成され、トロイダル支持体の外部表面で終端する供給チャネル（又はダクト）によって実行される。流体導入中、タイヤは、成形キャビティの内壁とトロイダル支持体の外部表面との間のその周方向内縁部で密封係合されるので、タイヤ自体の周方向内縁部に拡散間隙を画定できる。グリーンタイヤを硬化させるのに必要な加熱量は、成形キャビティの壁を経由し、拡散間隙に導入される加熱流体によってグリーンタイヤに提供されることが有利である。加熱流体は、押圧ステップを実行するために使用された加圧流体であるか、又は前記加圧流体の一部であることが好ましい。

従って、この方法によれば、タイヤの製造は、従来型のタイヤ製造方法では通常用いられる加硫ブラダが無くても実行される。ブラダは、一般にゴムから造られ、高圧加熱流体、例えば蒸気で膨らまされ、成形キャビティ内に閉じ込められたグリーンタイヤ内に挿入されて、タイヤを成形キャビティの内壁に押圧し、タイヤを形成するエラストマ材料が受ける架橋プロセスの結果としてタイヤに所望の安定幾何学的構造を与える。

しかしながら、上述のように加硫ブラダを用いない方法では、加圧流体はグリーンタイヤの内部表面と直接接触状態になり、事実、未加硫のタイヤ構造に流体が浸透する可能性があるため数多くの不都合の原因となり得る。例えば、隣接エラストマ層又は帯状要素間、又はエラストマ材料と金属又は繊維強化構造との間の分離が起こるか、又は金属強化材料内での腐食現象さえも促進される可能性がある。

グリーンタイヤ内への加圧流体の浸透の可能性を回避するために、ＥＰ９７６，５３４号明細書−同出願人名義の−は、予備硬化されたエラストマ材料の少なくとも１層をグリーンタイヤの内部表面に連結させるステップを含むタイヤ製造方法を記載している。前記予備硬化層は、加圧流体の拡散や浸透に対し十分な機械的強度と、同時に、特にタイヤの成形ステップ中の裂けや亀裂の形成を回避するために、高い疲労強度とを得るのに適している。したがって、前記特許文献によれば、タイヤ製造方法は、未加工エラストマ材料の少なくとも１つの層をトロイダル支持体の外部表面上に形成するステップを含むので、グリーンタイヤの連続的製造を未加工エラストマ材料の前記層を載せたトロイダル支持体上で実行できる。さらに、タイヤ製造方法は、グリーンタイヤを加硫型に導入する前に前記層を予備硬化させるステップを含み、前記予備硬化ステップが、熱をトロイダル支持体を介して前記層に供給することによって実行される。

トロイダル支持体の加熱は、トロイダル支持体が前の加硫サイクルから来るということのおかげで、又は赤外線又は電気抵抗器のような同等の手段によって達成されることが好ましい。

例えば、ＥＰ１，０７５，９２９号明細書は、タイヤを製造する方法を開示しており、それによれば、硬質トロイダル支持体が使用され、その硬質トロイダル支持体は複数のセクタから成る。前記特許文献によれば、各セクタの一部は、熱伝導性材料（例えば、アルミニウム合金）内で成形され、硬化ステップ中に熱をグリーンタイヤに提供する電気抵抗を組み込んでいる。

他の例は、特開平１１−３２０，５６７号公報に記載されており、それによれば、トロイダル支持体の各セクタは、その内部表面に対応して、抵抗器ヒータを備えた円弧セグメントと接触されるので、加熱量がグリーンタイヤを硬化させるためトロイダル支持体の内部表面からトロイダル支持体の外部表面に供給できる。

本出願人は、通常「ライナ」と呼ばれる、すなわち、タイヤ膨張流体の保持を確保するのに適している未加工エラストマ材料の層を予備硬化させるステップが、予備硬化されたライナに高くて均一な機械的抵抗が付与されるので、タイヤの成形中においても特に有利であることに気付いた。

このことは、特にライナが、例えば、上述のＥＰ９２８，６８０号明細書に記載の、トロイダル支持体の外部表面上でエラストマ帯状体を巻くことによって得られる場合に明白となる。その場合、事実、トロイダル支持体内に提供された供給チャネルから出て来る加圧流体がライナ表面上に均一に衝突しないので、流体は、タイヤの内部表面の不均質性、さらにタイヤの不均一な構造さえ生じさせる可能性がある。

さらに、本出願人は、未だ未硬化状態にある、すなわち、塑性状態にある、エラストマ材料のタイヤ構造要素が、加圧流体と接触状態になったとき、設計仕様に対し異常配置（anomalous arrangement）となる可能性があることに気付いた。

特に、本出願人は、特に成形ステップの初期段階において、カーカスプライが、タイヤが加圧流体によって受ける膨張のためビード領域のそれらの予想位置から著しく移動する可能性があることに注目した。したがって、完成タイヤにおけるカーカスプライの張力−前記張力は主に成形ステップによって決まる−は必然的に予想以下となる。

さらに、本出願人は、特に成形ステップの早期段階において、加硫圧力は、特にタイヤビード領域に、エラストマ材料の不足又は蓄積の現象を生じさせる可能性があることに注目した。前記現象の結果、不均質性や不良がタイヤ内に起こり、それによってタイヤが廃棄処分されることになる。

上述の問題を解決するために、本出願人は、少なくともライナ、好ましくはライナとタイヤビード領域における均質及び均一な予備硬化を確実にするのに適している温度に、トロイダル支持体の外部表面が到達するのに要する時間を低減できるように、トロイダル支持体からグリーンタイヤの内部表面への熱交換を改善することが必要であることに気付いた。

本出願人は、トロイダル支持体の半径方向内部表面の少なくとも一部に複数の突出要素を提供することによって、トロイダル支持体とグリーンタイヤの内部表面との間の熱交換を増加することが可能であることを発見した。

特に、本出願人は、トロイダル支持体の半径方向内部表面に複数の突出要素を提供することによって、前記突出要素がグリーンタイヤの加熱を実行するのに適しているトロイダル表面を著しく増加させることに寄与するので、熱交換を有利に改善できることを発見した。

本発明によれば、突出要素は、トロイダル支持体の外部表面を、予備硬化ステップが正しく行われ、上述の欠点が生じないことを確実にするのに適している所定動作温度に急速に到達させることができる。

さらに、本出願人は、トロイダル支持体の半径方向内部表面に上述の突出要素を提供することによって、予備硬化時間を有利に低減できることを発見した。その結果、トロイダル支持体を加熱するのに必要なエネルギーだけでなくタイヤ加硫時間も有利に低減される。

さらに、上述の複数の突出要素は、それらが高温のトロイダル支持体とその支持体を包囲する環境との間の熱交換を改善するので、加硫工程の終了時にトロイダル支持体を冷却するのに必要な時間を著しく減少させることに寄与する。実際、加硫工程の終了時に、トロイダル支持体の温度が約１４０〜１５０℃であり、前記温度がライナの堆積による新たな未加工タイヤの製造の開始前に約４０〜６０℃まで下降する必要があることに留意すべきである。

第１の態様において、本発明は、タイヤを製造する方法であって、
・ トロイダル支持体の外部表面上にエラストマ層を提供するステップであって、前記表面が前記タイヤの内部表面の形状と実質的に一致する形状を有する、ステップと；
・ エラストマ層を備えたトロイダル支持体上でグリーンタイヤの構造要素を組み立てることによってグリーンタイヤを製造するステップと；
・ その内壁がタイヤの外部表面の形状と実質的に一致する形状を有する、成形キャビティ内に、トロイダル支持体上で支えられたグリーンタイヤを導入するステップと；
・ トロイダル支持体を加熱することによってエラストマ層を少なくとも部分的に予備硬化させるステップと；
・ 成形キャビティの内壁にグリーンタイヤの外部表面を押圧するためにグリーンタイヤの内部表面とトロイダル支持体との間に画定された少なくとも１つの拡散間隙内に一次作動流体（primary working fluid）を導入するステップと；
・ グリーンタイヤを硬化させるステップとを含み、
トロイダル支持体の半径方向内部表面の少なくとも一部が複数の突出要素を備えている、方法に関する。

本発明によれば、突出要素はトロイダル支持体の半径方向内部表面から突き出る。詳細には、突出要素は、トロイダル支持体から内方に突き出る。

突出要素は細長リブであることが好ましい。

あるいは、突出要素はハニカム構造を画定してもよい。

突出要素はトロイダル支持体の厚みで得られる（obtained in the thickness of the toroidal support）ことが好ましい。

あるいは、突出要素は、トロイダル支持体とは別々に製造され、トロイダル支持体の半径方向内部表面に連続的に結合される。好ましくは、突出要素のトロイダル支持体への結合は、溶着によって実行される。

第１の実施形態によれば、トロイダル支持体の加熱は、エラストマ層がトロイダル支持体の外部表面上で完成されると直ちに実行される。

他の実施形態によれば、トロイダル支持体の加熱は、トロイダル支持体上でグリーンタイヤを製造するステップの終了時に実行される。前記実施形態によれば、タイヤ製造方法は、成形及び硬化ステップが実行される成形キャビティ内にグリーンタイヤを導入する前に、タイヤ構造要素を一緒に組み立て、続いてタイヤの少なくとも内部表面、好ましくはタイヤの内部表面とビード領域とを予備硬化させることによって、グリーンタイヤを製造するステップを含む。

さらに、本発明によれば、本出願人は、トロイダル支持体の厚み−半径方向の−が、トロイダル支持体とグリーンタイヤの内部表面との間の熱交換を増加させるために、従来型のトロイダル支持体の厚みに対し有利に低減でき、厚みの減少はトロイダル支持体の熱慣性を低減することに寄与することを発見した。

特に、本出願人は、タイヤの冠状部分に対応するトロイダル支持体の部分の厚みを有利に低減できることを発見した。

さらに、本発明の突出要素を備えている箇所において、トロイダル支持体の厚みはさらに有利に低減される。

他の態様において、本発明は、グリーンタイヤをその上で製造するためのトロイダル支持体に関し、その支持体は、トロイダル支持体の外部表面を画定する複数の周方向セクタを含み、前記外部表面は、グリーンタイヤの内部表面の形状と実質的に一致する形状を有し、トロイダル支持体の半径方向内部表面の少なくとも一部が複数の突出要素を備えている。

本発明の実施形態によれば、トロイダル支持体の横内部表面は凹面状であり、前記表面の凹面がトロイダル支持体の内方に向いている。特に、トロイダル支持体の横内部表面は、トロイダル支持体の半径方向外部輪郭と実質的に平行である。

前記実施形態によれば、本出願人は、タイヤサイドウォールに対応するトロイダル支持体部分の厚みも低減でき、さらにトロイダル支持体からグリーンタイヤへの熱交換を有利に改善できることを発見した。

本発明の他の実施形態によれば、トロイダル支持体の横内部表面はトロイダル支持体の赤道面と実質的に平行である。

本出願人は、前記実施形態が水−恐らくトロイダル支持体に導入された蒸気流の凝結によって形成された−を容易に除去できるようにするので、トロイダル支持体内への水の蓄積が回避されること、前記水はトロイダル支持体からグリーンタイヤの内部表面への熱交換に悪影響を及ぼすことを発見した。

非限定的な例により、添付図面を参照して以下で説明する。

タイヤは一般に、半径方向面、すなわち、タイヤの回転軸を含む面にある強化コードで強化された１つ又はそれ以上のカーカスプライを含む、トロイダル状のカーカスを有する。各カーカスプライは、その両端が、通常ではビードコアとして知られている、少なくとも１つの輪状強化金属構造に一体的に結合される。

タイヤは一般に、カーカス構造に冠状に配置された、エラストマ材料のトレッドバンドを含む。トレッドバンドには、成形及び硬化ステップの終了時に、隆起トレッドパターンがタイヤ接地用に形成される。

さらに、タイヤは、カーカス構造とトレッドバンドとの間に配置される、通常ベルト構造として知られている強化構造を含む。ベルト構造は通常、通常では金属材料の強化コードを備えたゴム引布の少なくとも２つの半径方向に重ねられた帯状体を有する。強化コードは、各帯状体において互いに平行に、且つ隣接帯状体のコードと直交する関係で配置され、好ましくはタイヤの赤道面に対し対称に配置される。

前記ベルト構造は、その半径方向外部位置に、略周方向に配置された繊維又は金属コードのさらなる層をさらに含むことが好ましい。

最後に、チューブレスタイヤ、すなわち、エアチューブを欠いているタイヤでは、半径方向内部エラストマ層、すなわち、タイヤ気密性を保証する不透過性の特徴を有するライナが存在する。

図１は、本発明の好ましい実施形態によるトロイダル支持体の１つのセクタ２００の一部の概略斜視図を示す。

一般に、折り畳み式又は脱着式のトロイダル支持体は、共通幾何学的軸−タイヤがトロイダル支持体で支えられるときタイヤの回転軸と一致する−の回りに周方向に分配される複数の周方向セクタを備えているので、タイヤの半径方向内部表面を実質的に再現する連続外部表面を画定できる。折り畳み式又は脱着式のトロイダル支持体において、セクタは、タイヤ製造方法の成形及び硬化ステップの終了時におけるタイヤからの取り出しのために、前記幾何学的軸に向かって、半径方向に個別に収縮できる。そのような脱着式トロイダル支持体は、例えば、同出願人名義の国際公開第０１／６２４８１号パンフレットに記載されている。

図１を参照するに、セクタ２００は、２つの周方向側２０１、２０２（図１では周方向側２０１だけが示されている）間で周方向に画定される。

横断面において−すなわち、トロイダル支持体がトロイダル支持体の赤道面と垂直な面と交差することによって得られた断面において、各セクタ２００は略Ｕ状輪郭を有し、その冠状部分−タイヤの冠状部分に対応する−は、外側２０３と内側２０４との間で画定される。

外側２０３−周方向側２０１又は２０２の一部である−は、セクタ２００の半径方向外部輪郭の冠状部分を画定し、他のセクタと共に協働して、トロイダル支持体の外部表面を画定する。

実質的にトロイダル支持体の幾何学的軸に面している内側２０４は、実質的に外側２０３と平行である。

個々のセクタ２００の構造は、トロイダル支持体−全体として見ると−に、幾何学的軸に向かって開口している内部中空構造を与えるので、蒸気流又は他の作動流体は各セクタ２００の内側２０４に到達し、さらに適当な加熱量がセクタの主本体の厚みを経由してタイヤに伝達される。

セクタ２００の相互位置決めは、係合装置を提供することによって得られる。かかる係合装置は、好ましくはトロイダル支持体の赤道面と実質的に平行な面に、セクタの内側２０４から半径方向に突き出る少なくとも１つの取付板２０５を、セクタ毎に含む。各取付板２０５は、加硫中の作動流体の流れを妨げないようにするために、１つ又はそれ以上の貫通穴２０６−セクタの内側２０４に近い−を備えていることが好ましい。取付板２０５は、好ましくは幾何学的軸と同軸のシャンクの形態にされ、各セクタがそれに関連付けられてトロイダル支持体を形成する少なくとも１つの取付部材（図示せず）にフランジ（図示せず）によって係合される。

本発明によれば、トロイダル支持体の各セクタ２００は、セクタの半径方向内部表面の少なくとも一部に分配される複数の突出要素２０７を備えている。

図１の実施形態において、突出要素２０７は細長リブ（elongated rib）の形態にある。

図１に示された実施形態によれば、細長リブ２０７は、各セクタ２００の半径方向内部表面全体に分配される。より詳しくは、細長リブ２０７は、タイヤの冠状部分に対応し画定するセクタの半径方向内部表面、ならびにタイヤサイドウォールに対応し画定するセクタの半径方向内部側面に分配される。

あるいは、細長リブ２０７は、本発明の他の実施形態によるセクタ３００について参照される、図２に示されるように、タイヤの冠状部分に対応し画定するセクタの半径方向内部表面にだけ分配される。

あるいは、細長リブ２０７は、タイヤサイドウォールに対応し画定するセクタの半径方向内部表面にだけ分配される（図示されない前記他の実施形態）。

図１の実施形態によれば、細長リブ２０７は、取付板２０５の外部表面にも分配され、前記外部表面がトロイダル支持体の内部中空構造に面している。

細長リブ２０７は互いに平行に配置されることが好ましい。

細長リブ２０７は、セクタの半径方向内部表面の部分毎に互いに平行に配置されることが好ましい。

２つの連続する細長リブ間のピッチ−すなわち、距離−は実質的にその展開部に沿って一定であることが好ましい。

タイヤの冠状部分に対応するセクタの半径方向内部表面に分配される細長リブ２０７は、トロイダル支持体の赤道面に実質的に垂直な面にあることが好ましい。さらに、前記細長リブ２０７は周方向に実質的に垂直な方向に延びることが好ましい。

あるいは、細長リブ−セクタの半径方向内部表面に分配される−は周方向と実質的に平行な方向に延びる。

タイヤサイドウォールに対応するセクタの内部側面に分配される細長リブ２０７は、トロイダル支持体の赤道面と実質的に平行な面にあることが好ましい。この実施形態は、熱交換がトロイダル支持体の外部表面全体にわたり均一に分配されることが確実となるので特に好ましい。

あるいは、図１に示された実施形態によれば、タイヤサイドウォールに対応するセクタの内部側面に分配される細長リブ２０７は、トロイダル支持体の赤道面と平行な面に対し角度α傾斜する面ｔ−ｔにある。角度αは、セクタの内部側面上のリブの展開部に沿って実質的に一定であることが好ましい。角度αは０°〜４５°の範囲であることが好ましい。

あるいは、角度αはセクタの内部側面上のリブの展開部に沿って変化し、前記角度の値は、トロイダル支持体の赤道面から離れると共に増加する。

細長リブ２０７の傾き、ゆえに角度αの形成は、基本的に前記細長リブが好ましくはセクタの半径方向内部表面をフライス加工することによって（by milling）得られるということによるものである。トロイダル支持体の厚みにおいて細長リブを得るためにトロイダル支持体の中空キャビティ内で作動されるべく、フライス機械を使用するには、細長リブが傾斜状態にされる必要がある。

細長リブは、図１及び２に示されるように、セクタの半径方向内部表面に沿って実質的に連続的であることが好ましい。

あるいは、細長リブは、それらの長手方向展開部に沿って少なくとも１つの中断部を与える（present）（前記他の実施形態は図示されていない）。

突出要素の長手方向展開部を横切る断面の、突出要素（すなわち、図１及び２に示された実施形態での細長リブ２０７）の外部輪郭は、略長方形の形をしていることが好ましい。前記細長リブの高さは、冠状部分におけるセクタ厚みの約３０％〜約５０％であることが好ましい。前記細長リブの幅は２ｍｍと５ｍｍとの間に含まれることが好ましい。

あるいは、細長リブ２０７の長手方向展開部を横切る断面の、細長リブ２０７の外部輪郭は、略台形の形をしており、この形状は、熱交換に適しているセクタ表面を改善するのに寄与する。

あるいは、細長リブ２０７の長手方向展開部を横切る断面の、細長リブ２０７の外部輪郭は、略三角形の形をしている。

図１に示された実施形態によれば、トロイダル支持体の横内部表面２０８、２０９はトロイダル支持体の赤道面と実質的に平行である。

図２に示された他の実施形態によれば、トロイダル支持体の横内部表面３０１、３０２は凹面状輪郭を有し、その凹面はトロイダル支持体の内方に面している。トロイダル支持体の横内部表面３０１、３０２は、トロイダル支持体の半径方向外部輪郭２０１と実質的に平行である。

本発明による製造方法は、タイヤ構造要素をトロイダル支持体上で連続して共に組み立てることによってグリーンタイヤを製造するステップ（例えば、上述のＥＰ９２８，６８０号明細書で開示されるような）を含む。

前記方法によれば、複数の貫通穴（図示せず）が通常、加硫工程中に、拡散間隙−トロイダル支持体の外部表面とタイヤの内部表面との間に得られる−に加圧一次作動流体が到達できるようにする供給チャネル（又はダクト）を形成するために、トロイダル支持体厚みを通して造られる。一般に、前記貫通穴は１ｍｍ〜３ｍｍの範囲の直径を有する。

本出願人は他のタイヤ製造方法をも提供しており、それによれば、グリーンタイヤの内部表面及びそのビード領域を予備硬化させるステップは、グリーンタイヤを外部から内部に同時に押圧することによって、及びタイヤの内部表面に熱を供給することによって得られる。前記他の方法によれば、成形及び硬化ステップは、成形及び硬化ステップ中の作動流体が、すでに部分的に加硫化され、したがってもはやほとんど材料が弾性的挙動以外の塑性挙動（plastic behaviour）を示さないタイヤの部分と直接接触状態となるので、完成タイヤ内に不均質や不規則性を生じさせることなく実行できる。この場合、タイヤの最外位構造要素に属するエラストマ材料の型の内壁に対する均一な分布が得られる。

さらに、前記他のタイヤ製造方法は、カーカスプライの張力は、カーカスプライがエラストマ材料の部分的加硫のおかげでタイヤビード領域に存在するエラストマ材料と実質的にすでに一体化した状態になっているので、加硫圧力に起因するこれらの領域におけるカーカスプライの移動を生じさせなくすることを可能にする。

より詳しくは、前記他のタイヤ製造方法は：その形状がグリーンタイヤの内部表面の形状と実質的に一致する外部表面を有するトロイダル支持体上にグリーンタイヤを構築するステップと；トロイダル支持体と接触するタイヤの内部表面に熱を移すためにトロイダル支持体を加熱するステップと；少なくとも１種類の二次加圧作動流体を介してトロイダル支持体の外部表面に対しグリーンタイヤの内部表面を押圧するステップと；成形キャビティを画定する加硫型の内壁に対しグリーンタイヤの外部表面を押圧するステップとを含み、前記押圧ステップが、トロイダル支持体の外部表面とグリーンタイヤの内部表面との間の少なくとも１つの拡散間隙を通過する一次加圧作動流体を介して実行され、一次作動流体が加熱されるので、グリーンタイヤに熱を供給してそれを加硫化させることができる。

前記製造方法に関連して、本出願人は、クリティシティ（criticity）が、タイヤ強化領域（tyre buttress areas）、すなわち、トレッドバンドの軸方向対向縁部がタイヤのそれぞれのサイドウォールに接合される領域に対応して起こり得ることに気付いた。

より詳しくは、本出願人は、タイヤが成形キャビティの内部に配置され−キャビティを画定する型は常に加熱状態にある−、さらに予備硬化のステップが上述のように実行されると、タイヤの強化領域に対応してトレッドバンドの少なくとも一部が加熱型と接触状態になり、成形され、硬化され始めることに気付いた。

さらに、本出願人は、加熱型と接触しているトレッドバンド部分に軸方向に近いトレッドバンドの他の部分も、加熱型への近接のため、硬化し始めることに気付いた。

したがって、タイヤトレッドバンドの一部は、加硫型の内壁に対しグリーンタイヤの外部表面を押圧するステップがまだ開始していないとき、すなわち、タイヤが完全にトロイダル形状になっていないときに、成形され、硬化される。

その結果、タイヤが一次作動流体によってトロイダル形状に合わせられ、成形及び硬化ステップが行われると、すでに部分的に成形され、硬化されているトレッドバンド部分の存在が、エラストマ材料内での泡の形成の原因となる可能性がある。特に、トレッドバンド内に−特にトレッドバンドが形成されるエラストマ帯状体の間に−存在し得る空気は、硬化部分によって閉じ込められたままとなり、ゆえに泡及び／又は他の不良（前記帯状体の剥離のような）が生じ、タイヤが廃棄処分される原因となる。

上述の前記他の製造方法に関し、トレッドバンドの部分の早期成形及び硬化を避けるために、本出願人は、成形及び硬化ステップが実行される前の成形キャビティ内のグリーンタイヤの滞留時間を短くできるように、予備硬化時間を低減することを最初に考えた。

しかしながら、本出願人は、予備硬化時間が一定値未満に低下されないことを経験した。事実、本出願人は、予備硬化時間が過度に低く設定される場合、基本的にタイヤライナの不十分な予備硬化に起因するタイヤライナの不良が生じることに気付いた。特に、本出願人は、ライナのエラストマ材料が十分な程度まで予備硬化されない場合、ライナはトロイダル支持体に付着し、一次作動流体がタイヤの半径方向膨張を引き起こすべく導入されると、ライナに望ましくないしわの形成が生じ得ることに気付いた。

さらに、本出願人は、予備硬化時間が著しく低減される場合、タイヤビード領域の予備硬化が起こらないか又は不十分となり、成形及び硬化ステップが実行されるとカーカスプライがビード領域において移動し得ることを経験した。

本出願人は、本発明によりトロイダル支持体とグリーンタイヤの内部表面との間の熱交換を改善することによって、上述の欠点が有利に回避でき、ライナ及びビード領域の十分な予備硬化が実行できることに気付いた。

上述の前記他のタイヤ製造方法によれば、トロイダル支持体は、その外部表面上に開口する複数のダクトを備えており、前記ダクトは、拡散間隙に一次作動流体を導入するのに適している。それらのダクトは、ライナの未加工エラストマ材料の前記支持体への導入−前記ダクトを経由した−が防止されるように、トロイダル支持体の周方向延長部に都合良く寸法が決められ分配がなされる。通常では、これらのダクトは、例えば、ＥＰ９７６，５３３号明細書に記載されるように、トロイダル支持体の半径方向の厚みで得られた貫通穴である。

あるいは、トロイダル支持体は前記ダクトを欠いており、一次作動流体を、２つの近接セクタ間に存在する通路を経由してだけ−トロイダル支持体の内部から上述された拡散間隙に−通過させる。

あるいは、一次作動流体の通過を容易にするために、セクタの周方向側２０１、２０２は、セクタの厚み全体に沿って半径方向に延びるノッチ（図示せず）を備えている。

好適には、各セクタの１つの周方向側だけが前記ノッチを備えている。

好適には、前記ノッチは各セクタ当り２つある。

好適には、前記ノッチはトロイダル支持体の赤道面に対し対称配置される。

好適には、前記ノッチは、約２０ｍｍの幅−軸方向に−、及び約０．１ｍｍの周方向の延長部を有する。

本出願人は、トロイダル支持体が取り外されるとき、前記ノッチの存在が硬化ステップの終了時においても非常に有用であることを発見した。事実、前記ノッチが無い場合、本出願人は、かなりの量の作動流体が拡散間隙内に閉じ込められたままとなり、２つの近接セクタ間に画定された通路から出られないことに気付いた。このことは、閉じ込められた作動流体がセクタ間の密封効果の原因となって、トロイダル支持体の取り外しを妨げ、さらにトロイダル支持体のセクタの破壊の原因にさえなるので、特に望ましくない。

図３は、本発明による自動車車輪タイヤ用の成形及び硬化装置を示し、前記装置は一般に参照番号１０１で示される。

装置１０１は、機密容器１０３に動作可能に関連付けられた加硫型１０２を含む。

型１０２は、容器１０３の基部１０３Ａ及び閉鎖部分１０３Ｂとそれぞれ係合した、下部半分割１０２Ａ及び上部半分割１０２Ｂで構成されることが好ましい。

図３の実施形態において、型１０２の下部１０２Ａ及び上部１０２Ｂの半分割のそれぞれは、それぞれ下部側板１３０Ａ及び上部側板１３０Ｂの側板（cheek）と、それぞれ下部セクタ１３１Ａ及び上部セクタ１３１Ｂから成るセクタ冠状部とを有する。

下部１０２Ａ及び上部１０２Ｂの半分割は、それらが互いに離れている（図３に示されるように）、開位置と、それらが互いに接近して成形キャビティ１０４を形成する（図４に示されるように）閉位置との間で、相互に移動可能である。成形キャビティ１０４の内壁−前記側板と前記セクタとで画定された−は、成形及び硬化ステップの終了時に得られるタイヤの外部表面の幾何学的構成を再生する。

より詳しくは、両側板は対向タイヤサイドウォールの外部表面を形成するように設計されるが、両セクタは、所望トレッドパターンにしたがって適当に配置された一連のカットや縦及び／又は横溝を内部に造ることによって、タイヤトレッドバンドを形成するように設計される。

装置１０１は、タイヤの内部表面の形状を実質的に再生する外部表面を有する、金属又は他の硬質材料のトロイダル支持体１０をさらに含み、トロイダル支持体１０は、本発明による図１又は図２に示された種類のものである。

装置１０１は、蒸気、窒素、空気又は動作条件において実質的に不活性である他のガス、又はそれらの混合物を含む一次作動流体の導入用の少なくとも１つのダクト１１０（図４に示された）をさらに含む。一次作動流体は、蒸気や窒素の混合物であることが好ましい。

装置１０１は、型１０２を加熱するための加熱装置をも備えている。前記加熱装置は、加熱流体の流動に適している複数のダクト１０５から成ることが好ましい。

装置１０１は、グリーンタイヤ５０がその上で予め製造されているトロイダル支持体１０を収容するように構成された気密装置をも含むことが好ましい。

図３及び４に示されるように、好ましい実施形態において、前記気密装置は、その内部に気密キャビティを画定する前記型１０２内に包囲され一体化できる。好ましくはこの場合、型１０２は、前記タイヤの加硫用に用いられる一次作動流体を逃がす通路近くに配置された複数のシール１０６、及び２つの半分割１０２Ａ及び１０２Ｂの対向表面上に配置された少なくとも１つの円周シール１０７を有する。

前記円周シール１０７は、以下に記載の方法の圧力や温度に耐えることができる密封要素と共に、対向表面間に提供されたＯリング又は好ましくは一連の重ね合わされた金属リングから成ってもよい。

この実施形態によれば、二次作動流体用の供給装置は、型１０２に動作可能に関連付けられる。前記装置は、少なくとも１つの分配ダクト１０８と１つの排出ダクト１０９とを含み、それらは二次加圧作動流体をそれぞれ型１０２内に供給し、型１０２から排出させる。トロイダル支持体１０の外部表面にグリーンタイヤ５０の内部表面を外部から内部に押圧する前記二次作動流体は、空気、窒素又は他の実質的に不活性なガスである。

ダクト１１０は、トロイダル支持体１０内での前記一次作動流体の拡散を可能にするために、前記トロイダル支持体１０のセンタリングシャンクの少なくとも１つに沿って形成された、少なくとも１つの通路装置に、例えば接続ダクト（図示せず）を経由して動作可能に関連付けられる。

前記通路装置は、トロイダル支持体内に形成されたダクトを含み、それらを経由して前記一次作動流体が、上述のようにトロイダル支持体の周方向延長部で都合よく分配され寸法決めされた、トロイダル支持体の外部表面上に開口する複数の貫通穴に、到達する。

予想される凝結物を排出するように構成されたダクト１１１は、成形キャビティ１０４の下方部分に提供されることが好ましい。

前記他のタイヤ製造方法にしたがって、グリーンタイヤ５０は、トロイダル支持体１０上で製造され、続いて、開放状態で配置された気密加硫型１０２に挿入される。

グリーンタイヤ５０を運ぶ前記トロイダル支持体１０が型１０２内に一旦配置されると、装置１０１の動作は、装置自体の閉鎖、及び、成形及び硬化動作の開始を含む。

より詳しくは、ダクト１０８によって二次作動流体が、グリーンタイヤ５０の外部表面と型１０２の内部表面との間に画定された間隙に導入される。実質的に同時に、ダクト１１０によって圧力下の一次作動流体は、二次作動流体の圧力よりも低圧力で、トロイダル支持体１０に導入される。過渡状態（the transient）は、３０秒と１分との間に含まれる期間である；定常状態では、３０秒〜６分の期間、その差圧は１０バール未満で、好ましくは約１〜２バールである。一次作動流体が低圧のものであるので、それは前述のダクトを経由して逃げることなくトロイダル支持体１０内に留まる。このようにこのステップ中にグリーンタイヤ５０は、外部から内部に押圧されるので、その内部表面がトロイダル支持体１０の外部表面に押圧される。

二次作動流体は、室温で、一般に８と１８バールの間に含まれる圧力であるが、一次作動流体は、１６バール未満の圧力、及び一般に約１７０℃と２１０℃との間に含まれる温度であるのが好ましい。

例えば、過渡状態は約１分間続き、定常状態では、二次作動流体の圧力は約１６バールであり、一次作動流体の圧力は約１４バールであるので、その差圧は約２バールとなる。

定常状態で、このステップは数分間（例えば約２分）続く。この期間中、一次作動流体は、トロイダル支持体１０を加熱し、トロイダル支持体１０は、熱をタイヤの内部表面に伝え、その結果としてライナ及びビード領域に伝える。この加熱はタイヤの前記部分を完全に硬化しないが、とにかくそれらの部分自体に弾性の特徴を付与するのに十分である。特に、カーカスプライはビードに十分に固定され、内部タイヤ表面、好ましくは、ライナは、成形及び硬化ステップの圧力に裂けることなく耐えるのに十分な弾力性がある状態になる。

トロイダル支持体１０の外部表面にグリーンタイヤ５０の内部表面を押圧するステップは、トロイダル支持体の加熱前、後又はそれと同時に差別無く行われてもよい。

このステップの終了は、好ましくは２分未満（例えば１分）の期間での、排出ダクト１０９を経由しての二次作動流体の排出を含む。

型１０２が気密式である場合、次ステップは、前記タイヤを成形し、完全に硬化させるために直ちに開始する。前記ステップは、所望張力のカーカスプライを有するタイヤを成形及び硬化させるために、前記一次作動流体圧力を、１８と３５バールとの間に含まれる値、好ましくは２６〜２８バールまでの昇圧を通じて始まる。

一次作動流体で発生された圧力は、トロイダル支持体１０の外部表面と、硬化されるタイヤの内部表面との間に得られた拡散間隙に到達する。

上述の前記他のタイヤ製造方法によれば、膨張性ブラダを欠いている場合でも、予備硬化されたライナは十分な弾性特徴を有し、一次作動流体圧力はタイヤ全体に実質的に均一に伝達される。したがって、均一な成形のおかげで、予定通りの構造特徴に実質的に合致する加硫化されたタイヤが得られる。

注目すべきは、トロイダル支持体１０の外部表面に対する内部タイヤ表面の外部から内部への押圧ステップ中、内部タイヤ表面の加熱が、一次作動流体の使用によって、又は例えば電気抵抗によるトロイダル支持体自体の熱の発生によって実行可能であることである。この場合、二次作動流体の圧力も、差圧が上述の範囲内にあれば、数バール（２又は３）のものである。

本発明についてのさらなる説明のため、幾つかの実施例を以下に示す。

実施例１〜３
本出願人は、異なる幾何学的形状のセクタを有する３つのトロイダル支持体についての有限要素解析（Ｆ．Ｅ．Ａ）を実行した。

より詳しくは、本出願人は、どの形状がトロイダル支持体とグリーンタイヤの内部表面との間の熱交換を増加させるのに適しているかについて評価するために、３つの異なるトロイダル支持体の熱的挙動の数値シミュレーションを実行した。

特に、本出願人のシミュレーションの目的は、トロイダル支持体が熱的安定条件に到達するのに要する時間に関し、異なるセクタ形状を比較することについてであった。

シミュレーションは、寸法が２３５／６５ Ｒ１７のタイヤに適している３つのトロイダル支持体を用いることによって実行され、前記トロイダル支持体はアルミニウム製（約２００Ｗ／（ｍ＊Ｋ））の熱伝導率を有する）であった。

シミュレーションは以下の条件で行われた：
１） 約１８０℃の、トロイダル支持体の中空キャビティ内部の蒸気温度；
２） 約５０℃の、トロイダル支持体の周りの周囲温度。

試験された３つのトロイダル支持体は次の通りである：
ａ） 図１に示されたトロイダル支持体のものと同様の形状を有するが、突出要素の無いトロイダル支持体（比較例：実施例１）；
ｂ） 図１に示されたトロイダル支持体（本発明の実施形態１：実施例２）；
ｃ） 図２に示されたトロイダル支持体（本発明の実施形態２：実施例３）。

実施例２及び３のそれぞれの実施形態１及び２によれば、突出要素は、図１及び２に示されたような細長リブの形態にあった。

図５及び６は、トロイダル支持体の外部表面の温度が、トロイダル支持体の赤道面（図５）、及びタイヤ強化領域に対応するトロイダル支持体領域（図６）のそれぞれについて、いかに時間に応じて変化するかを示す。

図５及び６において、曲線「ａ」〜「ｃ」は上述の実施例１〜３の幾何学的形状にそれぞれ対応する。

図５及び６から、トロイダル支持体に本発明による複数の突出要素を提供することによって、トロイダル支持体が、前記突出要素を備えていない標準トロイダル支持体よりもはるかに急速に熱的安定状態（図５及び６において約１８０℃の温度に対応する水平域が示される）に達することが導かれる。

さらに、注目すべきは、トロイダル支持体とグリーンタイヤの内部表面との間の熱交換についての改善に関する最良の結果が、特にタイヤ強化領域に対応して達成されることである。

本発明の好ましい実施形態によるトロイダル支持体のセクタの一部の斜視図である。 本発明の他の実施形態によるトロイダル支持体のセクタの一部の斜視図である。 本発明によるタイヤ製造方法のステップを実行する装置の部分縦断面図である。 前記タイヤ製造方法の他のステップ中の図３の装置の部分縦断面図である。 ３つの異なるトロイダル支持体に関する、時間に応じた温度のグラフを示す。 ３つの異なるトロイダル支持体に関する、時間に応じた温度のグラフを示す。

Claims (47)

1. タイヤを製造する方法であって、
   ・ トロイダル支持体（１０）の外部表面上にエラストマ層を提供するステップであって、前記表面が前記タイヤの内部表面の形状に実質的に一致する形状を有する、ステップと；
   ・ エラストマ層を備えたトロイダル支持体上にグリーンタイヤ（５０）の構造要素を組み立てることによってグリーンタイヤ（５０）を製造するステップと；
   ・ その内壁がタイヤの外部表面の形状に実質的に一致する形状を有する、成形キャビティ（１０４）に、トロイダル支持体上で支えられたグリーンタイヤを導入するステップと；
   ・ トロイダル支持体を加熱することによってエラストマ層を少なくとも部分的に予備硬化させるステップと；
   ・ グリーンタイヤの外部表面を成形キャビティの内壁に押圧するためにグリーンタイヤの内部表面とトロイダル支持体との間に画定された少なくとも１つの拡散間隙に一次作動流体を導入するステップと；
   ・ グリーンタイヤを硬化させるステップとを含み、
   トロイダル支持体の半径方向内部表面の少なくとも一部が複数の突出要素（２０７）を備えている方法。
2. 突出要素（２０７）が細長リブの形態にある請求項１に記載の方法。
3. 突出要素（２０７）がハニカム構造を画定する請求項１に記載の方法。
4. 突出要素（２０７）がトロイダル支持体（１０）の内方に突き出ている請求項１に記載の方法。
5. 突出要素（２０７）がトロイダル支持体（１０）の厚みで得られる請求項１に記載の方法。
6. 突出要素（２０７）がトロイダル支持体（１０）とは別々に造られ、続いてトロイダル支持体（１０）の半径方向内部表面に結合される請求項１に記載の方法。
7. トロイダル支持体（１０）への突出要素（２０７）の結合が溶着によって行われる請求項６に記載の方法。
8. エラストマ層を少なくとも部分的に予備硬化させるステップが、トロイダル支持体（１０）の外部表面上にエラストマ層を提供するステップ後に実行される請求項１に記載の方法。
9. エラストマ層を少なくとも部分的に予備硬化させるステップが前記トロイダル支持体（１０）上にグリーンタイヤ（５０）を製造するステップ後に実行される請求項１に記載の方法。
10. トロイダル支持体（１０）の加熱が一次作動流体を前記少なくとも１つの拡散間隙に導入することによって実行される請求項１に記載の方法。
11. トロイダル支持体（１０）の外部表面がグリーンタイヤ（５０）の内部表面を予備硬化させるための所定動作温度まで加熱される請求項１０に記載の方法。
12. 少なくとも１種類の二次作動流体を介してグリーンタイヤ（５０）の内部表面をトロイダル支持体（１０）の外部表面に押圧するステップをさらに含む請求項１に記載の方法。
13. 前記押圧ステップ中、二次作動流体の圧力が一次作動流体の圧力よりも高い請求項１２に記載の方法。
14. 一次作動流体の圧力が１６バール未満である請求項１に記載の方法。
15. 二次作動流体の圧力が８と１８バールの間に含まれる請求項１２に記載の方法。
16. 一次作動流体によって成形キャビティ（１０４）の壁にグリーンタイヤ（５０）の外部表面を押圧するステップ中、一次作動流体の圧力が１８と３５バールの間に含まれる請求項１に記載の方法。
17. 一次作動流体の温度が１７０℃と２１０℃との間に含まれる請求項１に記載の方法。
18. 一次作動流体が、蒸気、窒素、空気又はそれらの混合物である請求項１に記載の方法。
19. 押圧するステップが、トロイダル支持体（１０）を加熱するステップ前に実行される請求項１２に記載の方法。
20. 押圧するステップが、トロイダル支持体（１０）を加熱するステップ後に実行される請求項１２に記載の方法。
21. 押圧するステップが、トロイダル支持体（１０）を加熱するステップと同時に実行される請求項１２に記載の方法。
22. 突出要素（２０７）がフライス加工によって得られる請求項５に記載の方法。
23. グリーンタイヤ（５０）をその上で製造するトロイダル支持体（１０）であって、トロイダル支持体の外部表面を画定する複数の周方向セクタ（２００；３００）を含み、前記外部表面が前記グリーンタイヤの内部表面の形状に実質的に一致する形状を有し、トロイダル支持体の半径方向内部表面の少なくとも一部が複数の突出要素（２０７）を備えているトロイダル支持体。
24. 突出要素（２０７）が細長リブの形態にある請求項２３に記載のトロイダル支持体。
25. 突出要素（２０７）がハニカム構造を画定する請求項２３に記載のトロイダル支持体。
26. 突出要素（２０７）がトロイダル支持体（１０）の内方に突き出ている請求項２３に記載のトロイダル支持体。
27. 突出要素（２０７）がトロイダル支持体（１０）の厚みで得られる請求項２３に記載のトロイダル支持体。
28. 突出要素（２０７）がトロイダル支持体（１０）とは別々に造られ、続いてトロイダル支持体の半径方向内部表面に結合される請求項２３に記載のトロイダル支持体。
29. トロイダル支持体（１０）への突出要素（２０７）の結合が溶着によって行われる請求項２８に記載のトロイダル支持体。
30. 突出要素（２０７）がグリーンタイヤ（５０）の冠状部分に対応するトロイダル支持体の半径方向内部表面上に分配される請求項２３に記載のトロイダル支持体。
31. 突出要素（２０７）がグリーンタイヤ（５０）のサイドウォールに対応するトロイダル支持体の半径方向内部側面上に分配される請求項２３に記載のトロイダル支持体。
32. 突出要素（２０７）がトロイダル支持体（１０）のセクタ取付板（２０５）の外部表面上に分配される請求項２３に記載のトロイダル支持体。
33. 突出要素（２０７）が互いに平行に配置される請求項２３に記載のトロイダル支持体。
34. ２つの連続する突出要素（２０７）間のピッチが前記突出要素の展開部に沿って実質的に一定である請求項２３に記載のトロイダル支持体。
35. 突出要素（２０７）がトロイダル支持体（１０）の赤道面と実質的に垂直な面にある請求項３０に記載のトロイダル支持体。
36. 突出要素（２０７）が周方向と実質的に垂直な方向に延びる請求項３０に記載のトロイダル支持体。
37. 突出要素（２０７）が周方向と実質的に平行な方向に延びる請求項３０に記載のトロイダル支持体。
38. 突出要素（２０７）がトロイダル支持体（１０）の赤道面と平行な面に対し角度（α）傾けられる面（ｔ−ｔ）にある請求項３１に記載のトロイダル支持体。
39. 前記角度（α）が０°〜４５°の範囲である請求項３８に記載のトロイダル支持体。
40. 前記角度（α）が突出要素の展開部に沿って実質的に一定である請求項３８に記載のトロイダル支持体。
41. 前記角度（α）がトロイダル支持体（１０）の赤道面から離れると共に増加する請求項２８に記載のトロイダル支持体。
42. 突出要素（２０７）がセクタの半径方向内部表面に沿って連続的である請求項２３に記載のトロイダル支持体。
43. 突出要素（２０７）がそれらの長手方向展開部に沿って少なくとも１つの中断部を与える請求項２３に記載のトロイダル支持体。
44. セクタ（２００；３００）の周方向側（２０１；２０２）がトロイダル支持体（１０）の厚みに沿って半径方向に延びるノッチを備えている請求項２３に記載のトロイダル支持体。
45. トロイダル支持体（１０）の横内部表面が凹面状である請求項２３に記載のトロイダル支持体。
46. 前記横内部表面がトロイダル支持体（１０）の半径方向外部輪郭と平行である請求項４５に記載のトロイダル支持体。
47. トロイダル支持体（１０）の横内部表面がトロイダル支持体の赤道面と平行である請求項２３に記載のトロイダル支持体。

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