JP2008012769A - ホーリング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】高品質なタイヤが得られるホーリング装置１０の提供。
【解決手段】ホーリング装置１０は、昇降部１４、駆動部１６及びテーブル１８を備えている。昇降部１４は、パンチ３０を備えている。パンチ３０は、柱状である。昇降部１４は、駆動部１６からの力を受けて昇降する。テーブル１８には、多数のダイ３８が固定されている。ダイ３８は中空である。昇降部１４の降下に伴い、パンチ３０も降下する。降下により、ゴムシート１２にはせん断力が加わる。パンチ３０のさらなる降下により、パンチ３０はゴムシート１２を貫通してダイ３８にまで至る。この貫通により、ゴムシート１２が打ち抜かれる。ゴムシート１２には、多数の孔が穿設される。パンチ３０が上昇した後も、ゴムシート１２の孔は消滅しない。
【選択図】図１

Description

本発明は、複数のゴムシートが積層されてなるタイヤの製造に適したホーリング装置に関する。

タイヤは、グリーンタイヤから得られる。このグリーンタイヤでは、多数のゴム部材が積層されている。ゴム部材の具体例としては、インナーライナー、カーカスプライ、サイドウォール用インナーシート、サイドウォール用アウターシート、ベルトプライ、トレッド用ゴムシート等が挙げられる。このグリーンタイヤは、モールド内で加圧及び加熱される。加圧及び加熱により、グリーンタイヤのゴム組成物は流動する。加熱により、ゴム組成物において架橋反応が起こる。この工程は、加硫工程と称される。

グリーンタイヤの成形時に、このグリーンタイヤにエアーが咬み込まれることがある。このエアーは、ゴム部材と他のゴム部材との間に存在する。加硫工程でのゴム組成物の流動により、エアーは移動する。この移動により、エアーはグリーンタイヤの外へと排出されうる。しかし、移動が不十分な場合、エアーがタイヤに残留する。

残留したエアーは、タイヤの品質を阻害する。例えば、カーカスプライとサイドウォールとの間にエアーが残留すると、サイドウォールに疵が発生する。疵を有するサイドウォールは、補修される。補修には、手間がかかる。しかも、エアーの残留は、タイヤのユニフォーミティを損なう。

特開２００３−１５４５７９公報には、ホーリング装置が示されている。このホーリング装置は、多数の錐を備えている。図１１（ａ）には、この錐２とカーカスプライ４とが示されている。錐２が降下することで、図１１（ｂ）に示されるように、錐２がカーカスプライ４を貫通する。貫通により、カーカスプライ４に孔６が形成される。このカーカスプライ４が他のゴム部材と積層され、グリーンタイヤが得られる。加硫工程では、孔６からエアーが排出される。

特開２００３−１５４５７９公報

図１１（ｂ）に示されるように、錐２がカーカスプライ４を貫通した段階で、カーカスプライ４には孔６と共にバリ８が生じている。錐２が抜かれた後は、図１１（ｃ）に示されるように、バリ８が復元して孔６が消滅することがある。錐２が抜かれるときに上向きにバリが生じることがあり、この上向きのバリの復元によって孔６が消滅することもある。孔６を有さないカーカスプライ４では、エアーが排出されにくい。バリ８はさらに、カーカスプライの表面の平滑性を損なう。

本発明の目的は、高品質なタイヤが得られるホーリング装置の提供にある。

本発明に係るホーリング装置は、柱状のパンチと、このパンチをタイヤ用のゴム部材に向けて前進及び後退させうる移動手段とを備える。好ましくは、パンチの先端は凹陥している。パンチが中空であってもよい。

本発明に係るタイヤ製造方法は、
（１）柱状のパンチにより、第一ゴムシートに孔が穿設される工程、
（２）この第一ゴムシートに第二ゴムシートが積層されてグリーンタイヤが得られる工程
及び
（３）このグリーンタイヤがモールド内で加圧及び加熱される工程
を含む。好ましくは、第一ゴムシートはサイドウォール用のインナーシートであり、第二ゴムシートはサイドウォール用のアウターシートである。

本発明に係る他のタイヤ製造方法は、
（１）柱状のパンチにより、第一ゴムシートに孔が穿設される工程、
（２）この第一ゴムシート及び第二ゴムシートに多数のコードが挟まれてカーカスプライ が得られる工程、
（３）このカーカスプライが他のゴム部材と積層されてグリーンタイヤが得られる工程
及び
（４）このグリーンタイヤがモールド内で加圧及び加熱される工程
を含む。

本発明に係るホーリング装置では、パンチによってゴムシートが打ち抜かれ、このゴムシートに孔が穿設される。この孔は、消滅しにくい。この孔からエアーが排出される。このホーリング装置により、残留エアーを含まないタイヤが得られうる。

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

図１は、本発明の一実施形態に係るホーリング装置１０がゴムシート１２と共に示された正面図である。このホーリング装置１０は、昇降部１４、駆動部１６及びテーブル１８を備えている。ゴムシート１２は、図示されないコンベアにより、矢印Ａ１の方向へと搬送される。

昇降部１４は、ピストン２２、昇降プレート２４、スライダー２６、ベース２８及びパンチ３０を備えている。ピストン２２は、鉛直方向に延在している。ピストン２２の下端は、昇降プレート２４の上面に連結されている。スライダー２６は、棒状である。スライダー２６は、鉛直方向に延在している。スライダー２６の下端は、昇降プレート２４の上面に連結されている。ベース２８は、昇降プレート２４の底面に固定されている。所定間隔を隔てて、多数のベース２８が配置されている。パンチ３０は、ベース２８と一体である。図示されていないが、紙面垂直方向においても、多数のパンチ３０が並んでいる。

駆動部１６は、シリンダー３２、ベースプレート３４及びガイド３６を備えている。シリンダー３２は、ベースプレート３４に固定されている。ガイド３６は、ベースプレート３４に固定されている。ガイド３６は、筒状である。ガイド３６には、スライダー２６が通されている。

テーブル１８は、昇降部１４の直下に位置している。テーブル１８には、多数のダイ３８が固定されている。ダイ３８は中空である。ダイ３８は、パンチ３０の直下に位置している。ダイ３８の内径は、パンチ３０の外径よりも若干大きい。

図１に示されるように、シリンダー３２にはピストン２２が挿入されている。シリンダー３２に対してピストン２２がスライドすることで、昇降部１４が昇降する。昇降のとき、スライダー２６がガイド３６と擦動する。この擦動により、昇降プレート２４が水平を維持しつつ、昇降部１４が昇降する。昇降により、パンチ３０がゴムシート１２に向けて前進及び後退する。シリンダー３２及びピストン２２は、移動手段を構成する。他の移動手段が設けられてもよい。他の移動手段としては、モーターが例示される。

図２には、昇降部１４が降下した状態のホーリング装置１０が示されている。昇降部１４の降下に伴い、パンチ３０も降下する。降下により、ゴムシート１２にはせん断力が加わる。パンチ３０のさらなる降下により、パンチ３０はゴムシート１２を貫通してダイ３８にまで至る。この貫通により、ゴムシート１２が打ち抜かれる。打ち抜きにより、ゴムシート１２には孔４０が形成される。打ち抜きにより、ゴムシート１２からカスが除かれる。昇降部１４が上昇すると、パンチ３０も上昇する。打ち抜きよって形成された孔４０には、バリがほとんど生じない。従って、パンチ３０が上昇しても孔４０は消滅しない。バリがほとんど生じないので、ゴムシート１２の表面は平滑である。パンチ３０の上昇後、コンベアによってゴムシート１２が間欠的に搬送され、孔４０の穿設が繰り返される。ゴムシート１２が連続的に搬送され、このゴムシート１２の移動に同期して装置１０が移動しつつ、穿設がなされてもよい。

図３は、図１の装置１０によって得られた第一ゴムシート１２ａ及び第二ゴムシート１２ｂが、多数のカーカスコード４２と共に示された斜視図である。第一ゴムシート１２ａ及び第二ゴムシート１２ｂは、多数の孔４０を備えている。第一ゴムシート１２ａ及び第二ゴムシート１２ｂは、いわゆるトッピングゴムである。多数のカーカスコード４２は、同一方向に引き揃えられている。これらカーカスコード４２が、第一ゴムシート１２ａと第二ゴムシート１２ｂとによって挟まれる。第一ゴムシート１２ａ、カーカスコード４２及び第二ゴムシート１２ｂは、加圧される。ゴムシート１２ａ、１２ｂはバリを有していないので、加圧によっても孔４０は塞がれない。この加圧により、カーカスプライが得られる。

図４は、図３のゴムシート１２ａ、１２ｂによって得られたカーカスプライ４４が示された平面図である。この図４には、第一ゴムシート１２ａと多数のカーカスコード４２とが示されている。第一ゴムシート１２ａは、前述の通り多数の孔４０を備えている。いくつかの孔４０は、平面視においてカーカスコード４２と干渉している。図示されていないが、第二ゴムシート１２ｂの孔４０も、カーカスコード４２と干渉している。

このカーカスプライ４４は、フォーマーへ供給される。フォーマーには、他のシート状ゴム部材も供給される。他のゴム部材としては、インナーライナー、サイドウォール用ゴムシート１２、ベルトプライ、トレッド用ゴムシート１２等が挙げられる。フォーマーにおいてこれらのゴム部材がアッセンブリーされて、グリーンタイヤが得られる。アッセンブリーのとき、カーカスプライ４４には、他のゴム部材が積層される。

このグリーンタイヤが、加硫工程に供される。加硫工程では、グリーンタイヤがモールドに投入される。グリーンタイヤは、モールド及びブラダーで加圧され、かつ加熱される。加圧及び加熱により、ゴム組成物が流動する。加熱によりゴムが架橋反応を起こし、タイヤが得られる。加硫工程の初期段階において、第一ゴムシート１２ａと第二ゴムシート１２ｂとの間に存在するエアーは、孔４０を通じてグリーンタイヤから排出される。一部のエアーは、カーカスコード４２を通じて移動し、このカーカスコード４２と干渉する孔４０を通じてグリーンタイヤから排出される。その後、ゴム組成物の流動により孔４０は塞がれる。この製造方法では、エアーの残留は生じにくい。この製造方法で得られたタイヤでは、カーカスプライ４４の表面は平滑である。

孔４０を備えていないカーカスプライに、ホーリング装置１０によって孔が穿設されると、パンチ３０によってカーカスコード４２の損傷が生じる。上記製造方法では、カーカスコード４２と積層される前の段階で第一ゴムシート１２ａ及び第二ゴムシート１２ｂに孔４０が穿設されるので、カーカスコード４２の損傷が生じない。

第一ゴムシート１２ａの孔４０の位置が、第二ゴムシート１２ｂの孔４０の位置と一致する必要はない。第一ゴムシート１２ａが孔４０を備え、第二ゴムシート１２ｂが孔４０を備えなくてもよい。カーカスプライ４４の全体に孔４０が形成されてもよく、一部に孔４０が形成されてもよい。ビード近傍の残留エアーは、コードに沿って延在し、コードとトッピングゴムとの密着を弱める。特に、スチールコードが用いられたラジアルタイヤにおいて、不十分な密着が生じやすい。カーカスプライ４４のうちビードの近傍に位置する部分に孔４０が形成されることが好ましい。

エアーの残留の抑制の観点から、孔４０の密度は１個／ｃｍ^２以上が好ましく、９個／ｃｍ^２以上がより好ましい。密度は、２５個／ｃｍ^２以下が好ましい。

図５は、図１の装置１０の一部がゴムシート１２と共に示された拡大断面図である。この図１には、パンチ３０及びダイ３８が示されている。このパンチ３０は中実であり、円柱状である。図５において、矢印φで示されているのはパンチ３０の直径であり、矢印Ｔで示されているのはゴムシート１２の厚みである。ゴムシート１２が打ち抜かれやすいとの観点から、厚みＴに対する直径φの比率は３０％以上が好ましく、４０％以上がより好ましい。加硫工程において孔４０が塞がれやすいとの観点から、この比率は１００％以下が好ましく、８０％以下がより好ましい。

打ち抜きにより、カスが生じる。前述の通りダイ３８は中空なので、ダイ３８の空間を通してカスは除去されうる。ダイ３８が吸引されてカスが除去されてもよい。パンチ３０及びダイ３８が加熱されることが好ましい。加熱により、打ち抜きのときのゴム組成物の延伸が抑制される。延伸が抑制されたゴムシート１２は、容易に打ち抜かれうる。この観点から、パンチ３０及びダイ３８の温度は５０℃以上が好ましく、７０℃以上がより好ましい。ゴム組成物の架橋反応の抑制の観点から、この温度は１２０℃以下が好ましい。

パンチ３０の材質としては、ＳＫのような高炭素鋼、ＳＫＤ１１のような合金工具鋼、ＳＫＨ５１のような高速度工具鋼及びＳＫＨ４０のような粉末高速度工具鋼が例示される。ダイ３８の材質としては、ＳＫのような高炭素鋼、ＳＫＤ１１のような合金工具鋼及びＳＫＨ５１のような高速度工具鋼が例示される。

図６は、図１のホーリング装置１０で得られたインナーシート４６がアウターシート４８と共に示された断面図である。インナーシート４６は、多数の孔４０を備えている。この孔４０は、図１に示されたパンチ３０による打ち抜きによって形成されている。図６において矢印で示されるように、このインナーシート４６はアウターシート４８と積層される。この積層により、サイドウォール用シート５０が形成される。インナーシート４６はバリを有していないので、アウターシート４８との積層によっても孔４０は塞がれない。

このサイドウォール用シート５０は、フォーマーへ供給される。フォーマーには、他のシート状ゴム部材も供給される。フォーマーにおいてこれらのゴム部材がアッセンブリーされて、グリーンタイヤが得られる。

このグリーンタイヤが、加硫工程に供される。加硫工程では、グリーンタイヤがモールドに投入される。グリーンタイヤは、モールド及びブラダーで加圧され、かつ加熱される。加圧及び加熱により、ゴム組成物が流動する。加熱によりゴムが架橋反応を起こし、タイヤが得られる。加硫工程の初期段階において、インナーシート４６とアウターシート４８との間に存在するエアーは、孔４０を通じてグリーンタイヤから排出される。その後、ゴム組成物の流動により孔４０は塞がれる。この製造方法では、エアーの残留は生じにくい。この製造方法で得られたタイヤでは、カーカスプライ４４の表面は平滑である。

エアーの残留の抑制の観点から、孔４０の密度は１個／ｃｍ^２以上が好ましく、９個／ｃｍ^２以上がより好ましい。密度は、２５個／ｃｍ^２以下が好ましい。

図７（ａ）は本発明の他の実施形態に係るホーリング装置のパンチ５２及びベース５４が示された正面図であり、図７（ｂ）はその右側面図であり、図７（ｃ）はその底面図であり、図７（ｄ）は図７（ｃ）のＤ−Ｄ線に沿った断面図である。このホーリング装置の、パンチ５２及びベース５４以外の構成は、図１に示されたホーリング装置１０のそれと同等である。このパンチ５２は、凹陥部５６を備えている。この凹陥部５６は、２つのスロープ５８からなる。このパンチの下端６０は、鋭角である。この下端６０により、ゴムシートが確実に打ち抜かれる。凹陥部５６の深さＤｅは、パンチ５２の直径φの２５％以上１５０％以下が好ましい。

図８（ａ）は本発明のさらに他の実施形態に係るホーリング装置のパンチ６２及びベース６４が示された正面図であり、図８（ｂ）はその右側面図であり、図８（ｃ）はその底面図であり、図８（ｄ）は図８（ｃ）のＤ−Ｄ線に沿った断面図である。このホーリング装置の、パンチ６２及びベース６４以外の構成は、図１に示されたホーリング装置１０のそれと同等である。このパンチ６２は、凹陥部６６を備えている。この凹陥部６６は、曲面からなる。このパンチの下端６８は、鋭角である。この下端６８により、ゴムシートが確実に打ち抜かれる。凹陥部６６の曲率半径Ｒは、パンチ６２の直径φの５０％以上３００％以下が好ましい。

図９（ａ）は本発明のさらに他の実施形態に係るホーリング装置のパンチ７０及びベース７２が示された正面図であり、図９（ｂ）はその右側面図であり、図９（ｃ）はその底面図であり、図９（ｄ）は図９（ｃ）のＤ−Ｄ線に沿った断面図である。このホーリング装置の、パンチ７０及びベース７２以外の構成は、図１に示されたホーリング装置１０のそれと同等である。このパンチ７０及びベース７２は、中空である。パンチ７０の下端７４とゴムシートとの接触面積は、小さい。この下端７４により、ゴムシートが確実に打ち抜かれる。

図１０（ａ）から（ｄ）のそれぞれには、本発明の製造方法に使用されうる他のパンチ７６、７８、８０、８２が示されている。いずれのパンチも、ゴムシートの打ち抜きに適している。

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

［実験１］
［実施例１］
厚みが１ｍｍであるトッピング用ゴムシートを用意した。このゴムシートに、図１及び２に示されたホーリング装置で多数の孔を穿設した。このホーリング装置のパンチは、図５に示された形状を有する。このパンチは、０．８ｍｍの直径φを有する。孔の密度は、９個／ｃｍ^２である。このゴムシート２枚で多数のスチールコードを挟み込み、図３及び４に示されたカーカスプライを得た。このカーカスプライを、フォーマーに供給した。このフォーマーにおいて、カーカスプライ、インナーライナー、サイドウォール用ゴムシート、ベルトプライ、トレッド用ゴムシート等からなるグリーンタイヤを成形した。このグリーンタイヤをモールドで加圧及び加熱し、トラック用のラジアルタイヤを得た。このタイヤのサイズは、「１１Ｒ２２．５」である。

［実施例３及び４］
孔の密度を下記の表１に示される通りとした他は実施例１と同様にして、ラジアルタイヤを得た。

［実施例２及び５］
下記の表１に示される直径を有するパンチを用いた他は実施例１と同様にして、ラジアルタイヤを得た。

［実施例６から８］
下記の表１に示されるタイプのパンチを用いた他は実施例１と同様にして、ラジアルタイヤを得た。

［比較例１］
パンチに代えて、図１１に示された針を用いた他は実施例１と同様にして、ラジアルタイヤを得た。

［比較例２］
孔を穿設しなかった他は実施例１と同様にして、ラジアルタイヤを得た。

［エアーの残留率の算出］
２０００本のタイヤを目視で観察し、エアーの残留が見られるタイヤの比率を算出した。この結果が、下記の表１に示されている。

表１に示されるように、実施例の製造方法ではエアーの残留率が小さい。

［実験２］
［実施例９］
サイドウォール用インナーシートを用意した。このインナーシートに、図１及び２に示されたホーリング装置で多数の孔を穿設した。このホーリング装置のパンチは、図５に示された形状を有する。このパンチは、１ｍｍの直径φを有する。孔の密度は、４個／ｃｍ^２である。このインナーシートにアウターシートを積層し、図６に示されたサイドウォール用シートを得た。このシートを、フォーマーに供給した。このフォーマーにおいて、このシート、カーカスプライ、インナーライナー、ベルトプライ、トレッド用ゴムシート等からなるグリーンタイヤを成形した。このグリーンタイヤをモールドで加圧及び加熱し、トラック用のラジアルタイヤを得た。このタイヤのサイズは、「１１Ｒ２２．５」である。

［実施例１１及び１２］
孔の密度を下記の表２に示される通りとした他は実施例９と同様にして、ラジアルタイヤを得た。

［実施例１０及び１３］
下記の表２に示される直径を有するパンチを用いた他は実施例９と同様にして、ラジアルタイヤを得た。

［実施例１４から１６］
下記の表２に示されるタイプのパンチを用いた他は実施例９と同様にして、ラジアルタイヤを得た。

［比較例３］
パンチに代えて、図１１に示された針を用いた他は実施例９と同様にして、ラジアルタイヤを得た。

［比較例４］
孔を穿設しなかった他は実施例９と同様にして、ラジアルタイヤを得た。

［エアーの残留率の算出］
２０００本のタイヤを目視で観察し、エアーの残留が見られるタイヤの比率を算出した。この結果が、下記の表２に示されている。

［サイドウォールの平滑性］
タイヤのサイドウォールを目視で観察し、表面の平滑性を評価した。平滑であるものを「Ａ」とし、やや凹凸が見られるものを「Ｂ」とした。この結果が、下記の表２に示されている。

表２に示されるように、実施例の製造方法では不良率が小さい。

本発明に係るホーリング装置により、種々のゴム部材に孔が穿設されうる。

図１は、本発明の一実施形態に係るホーリング装置がゴムシートと共に示された正面図である。 図２は、図１のホーリング装置がゴムシートと共に示された正面図である。 図３は、図１の装置によって得られた第一ゴムシート及び第二ゴムシートが、多数のカーカスコードと共に示された斜視図である。 図４は、図３のゴムシートによって得られたカーカスプライが示された平面図である。 図５は、図１の装置の一部がゴムシートと共に示された拡大断面図である。 図６は、図１の装置で得られたインナーシートがアウターシートと共に示された断面図である。 図７（ａ）は本発明の他の実施形態に係るホーリング装置のパンチ及びベースが示された正面図であり、図７（ｂ）はその右側面図であり、図７（ｃ）はその底面図であり、図７（ｄ）は図７（ｃ）のＤ−Ｄ線に沿った断面図である。 図８（ａ）は本発明のさらに他の実施形態に係るホーリング装置のパンチ及びベースが示された正面図であり、図８（ｂ）はその右側面図であり、図８（ｃ）はその底面図であり、図８（ｄ）は図８（ｃ）のＤ−Ｄ線に沿った断面図である。 図８（ａ）は本発明のさらに他の実施形態に係るホーリング装置のパンチ及びベースが示された正面図であり、図８（ｂ）はその右側面図であり、図８（ｃ）はその底面図であり、図８（ｄ）は図８（ｃ）のＤ−Ｄ線に沿った断面図である。 図１０は、本発明のさらに他の実施形態に係るホーリング装置のパンチ及びベースが示された断面図である。 図１１は、従来のホーリング装置の一部がカーカスプライと共に示された正面図である。

符号の説明

１０、６６・・・ホーリング装置
１２・・・ゴムシート
１２ａ・・・第一ゴムシート
１２ｂ・・・第二ゴムシート
１４・・・昇降部
１６・・・駆動部
１８・・・テーブル
２２・・・ピストン
３０、５２、６２、７０、７６、７８、８０、８２・・・パンチ
３２・・・シリンダー
３８・・・ダイ
４０・・・孔
４２・・・カーカスコード
４４・・・カーカスプライ
４６・・・インナーシート
４８・・・アウターシート
５０・・・サイドウォール用シート

Claims (6)

1. 柱状のパンチと、このパンチをタイヤ用のゴム部材に向けて前進及び後退させうる移動手段とを備えたホーリング装置。
2. 上記パンチの先端が凹陥している請求項１に記載のホーリング装置。
3. 上記パンチが中空である請求項１に記載のホーリング装置。
4. 柱状のパンチにより、第一ゴムシートに孔が穿設される工程と、
   この第一ゴムシートに第二ゴムシートが積層されてグリーンタイヤが得られる工程と、
   このグリーンタイヤがモールド内で加圧及び加熱される工程と
   を含むタイヤの製造方法。
5. 上記第一ゴムシートがサイドウォール用のインナーシートであり、第二ゴムシートがサイドウォール用のアウターシートである請求項４に記載の製造方法。
6. 柱状のパンチにより、第一ゴムシートに孔が穿設される工程と、
   この第一ゴムシート及び第二ゴムシートに多数のコードが挟まれてカーカスプライが得られる工程と、
   このカーカスプライが他のゴム部材と積層されてグリーンタイヤが得られる工程と、
   このグリーンタイヤがモールド内で加圧及び加熱される工程と
   を含むタイヤの製造方法。

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