JP2008207506A - タイヤ成型方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】コアの外面にプライコードを配列させてグリーンタイヤを成型する際に、プライコード間の隙間をゴムで埋めて製品タイヤのエア入り及び表面の凹凸を低減させる。
【解決手段】製品タイヤの外面形状に対応する剛体のコア21の外面に、カーカス層85を構成する内側ゴムシート層を形成し、その外面にプライコードを配置した後、カーカス層85を構成する外側ゴムシート層を形成してカーカス層85を形成する。カーカス層85の外面に押圧手段30の押圧ローラ32を接触させ、押圧ローラ32をコア21の外面に沿って転動させて、カーカス層85をコア21側に向かって押圧する。この押圧により、カーカス層85内の空隙を押しつぶしてプライコード間の隙間をゴムで埋め、その外面に他の部材を配置してグリーンタイヤ80を成型する。
【選択図】 図1
【解決手段】製品タイヤの外面形状に対応する剛体のコア21の外面に、カーカス層85を構成する内側ゴムシート層を形成し、その外面にプライコードを配置した後、カーカス層85を構成する外側ゴムシート層を形成してカーカス層85を形成する。カーカス層85の外面に押圧手段30の押圧ローラ32を接触させ、押圧ローラ32をコア21の外面に沿って転動させて、カーカス層85をコア21側に向かって押圧する。この押圧により、カーカス層85内の空隙を押しつぶしてプライコード間の隙間をゴムで埋め、その外面に他の部材を配置してグリーンタイヤ80を成型する。
【選択図】 図1
Description
本発明は、例えばトラックやバスに使用される重荷重用タイヤ等の空気入りタイヤを成型するタイヤ成型方法に関し、特に、製品タイヤの内面形状に対応する外面形状を有するコアの外面に、カーカス層(カーカスプライ)を構成するプライコードを配列させてグリーンタイヤ(生タイヤ)を成型するタイヤ成型方法に関する。
空気入りタイヤは、一般に、カーカス部材やビードコア等の複数の部材から構成され、未加硫ゴム等からなる各種タイヤ構成部材を組み合わせてグリーンタイヤを成型し、加硫成型して所定形状の製品タイヤが製造される。このグリーンタイヤの成型工程では、従来、円筒状のバンドドラム等の成型ドラムを用いた成型方法が広く採用されている。この方法では、グリーンタイヤは、回転する成型ドラムの外面に、カーカス部材を巻き付けてカーカス層を形成する等、各タイヤ構成部材を順次巻き付け、その両端部近傍に環状のビードコアを装着してこれを包み込むようにカーカス部材等の端部を折り返し、更に他のタイヤ構成部材を組み合わせる等して成型されるのが一般的である。
この従来の成型方法では、タイヤ構成部材、例えばカーカス部材は、複数本のスチールや有機繊維等のコードを並列させてその両面を未加硫ゴムで被覆し、所定形状に切断等して予めシート状に形成された後、成型ドラムに巻き付けられて円筒状に形成される。そのため、この方法で成型されるグリーンタイヤには、カーカス部材を円筒状にすることによって、その端部同士を接合した継ぎ目(ジョイント部)が形成される。その結果、カーカス部材の切断長さの変動等に伴い、ジョイント部における両端部の重なり量が大きくなってオーバージョイントが生じたり、或いは、グリーンタイヤ成型時に作用する張力等により接合したカーカス部材の両端部が剥離し、ジョイント部にコードオープン等の欠陥が生じることがある。また、ジョイント部の段差等により、タイヤの諸性能に影響する製品タイヤのユニフォーミティやタイヤ周方向等のバランスが低下する恐れもある。更に、この従来の方法では、カーカス部材等の各タイヤ構成部材を、所定形状に切断等して予め準備する必要があり、近年の多品種少量生産に柔軟に対応できない、という問題もある。
このような問題に対処するため、従来、製品タイヤの内面形状に対応する外面形状を有する剛体のコア(内型)を使用し、1本のコードを未加硫ゴムで被覆したプライコードを、コアの外面に貼り付ける等してカーカス層を形成し、更にビードコア等の他のタイヤ構成部材を組み合わせる等してグリーンタイヤを成型するタイヤ成型装置が知られており、タイヤ製造工程に普及しつつある(特許文献1参照)。
図8は、この従来のタイヤ成型装置90により1本のプライコードCをコア21の外面に貼り付ける動作を示す模式図であり、コア21は幅方向断面の一方側のみを示している。また、タイヤ成型装置90が備えるプライコードCの貼付装置91は、そのコア21側に位置する両マニピュレータ92A、92Bの先端側のみ示している。加えて、図では、プライコードCのコア21への貼り付け動作については、プライコードCと貼付装置91の一部の動きで示している。
この従来のタイヤ成型装置90は、図示のように、軸線周りに回転可能な略環状のコア21と、コア21の半径方向の一方側(図では左側)に配置された貼付装置91と、コア21を軸線周りに回転させ、かつ、その回転角度を調節可能な回転駆動手段(図示せず)と、を備えている。
貼付装置91は、コア21の赤道面CLを挟んで左右対称に配置された一対のマニピュレータ92A、92Bと、その先端に取り付けられたプライコードCの端部を保持するためのフィンガーチャック93A、93B等からなる。また、貼付装置91は、プライコードCを保持するフィンガーチャック93A、93Bを、それぞれマニピュレータ92A、92Bにより、コア21の半径方向及び幅方向に同期して移動させ(図のD1〜D7、及びF1〜F7)、プライコードCを、長手方向に張力が付加された状態でコア21の外面に1本ずつ貼り付ける。
このタイヤ成型装置90でグリーンタイヤを成型するときには、まず、貼付装置91により、張力が付加された一定長のプライコードCを、コア21の外面に当接させ、コア21のタイヤクラウン成型部(半径方向外側面部)22に貼り付ける(図のC1)。続いて、プライコードCを、コア21の半径方向外側から内側(図では左側から右側)に、タイヤサイド成型部(側面部)23からビード成型部(半径方向内側側面部)24に向かって順次貼り付け(図のC2〜C8)、コア21の子午線に沿って配置する。次に、コア21を、プライコードCの貼り付けピッチに相当する所定角度回転させ、次のプライコードCを同様にコア21の外面に配置し、以下、これら各動作をコア21の周方向に沿って繰り返してコア21を1周させ、プライコードCを、コア21の全外面を覆うように配列させる。タイヤ成型装置90は、このようにして1層又は複数層のカーカス層を形成した後、他のタイヤ構成部材を貼り合わせる等してグリーンタイヤを成型する。その後、グリーンタイヤをコア21とともに加硫金型(外型)内に装入し、加硫成型して所定形状の製品タイヤが製造される。
従って、この従来のタイヤ成型装置90によれば、カーカス層にジョイント部が形成されないため、上記したオーバージョイントやコードオープン等の欠陥が生じるのを抑制できるとともに、製品タイヤのユニフォーミティやタイヤ周方向等のバランスを向上させることができる。また、カーカス層(カーカス部材)を、予め所定形状に形成して準備する必要がないため、タイヤの設計や製造の自由度が増加し、多品種少量生産に柔軟に対応することもできる。
ところが、この従来のタイヤ成型装置90のように、プライコードCを配置してカーカス層を形成し、グリーンタイヤを成型すると、加硫成型後の製品タイヤ内にエアが残留して、いわゆるエア入りが生じたり、その内外の表面に凹凸が発生することがある。
図9は、このように成型したグリーンタイヤを加硫成型する前後の状態を模式的に示す断面図であり、そのプライコードCに直交する方向の一部を断面で示している。
図9は、このように成型したグリーンタイヤを加硫成型する前後の状態を模式的に示す断面図であり、そのプライコードCに直交する方向の一部を断面で示している。
即ち、このようにグリーンタイヤ80を成型する場合には、図9Aに示すように、まず、コア21の外面にインナーライナ等の内層部材81を配置し、その外面に、カーカス層85の内面側を構成する内側ゴムシート層(内側スキムゴム層)85Aを、リボン状やシート状のゴム部材を巻き付ける等して形成する。続いて、内側ゴムシート層85Aの外面に、同じくカーカス層85を構成するプライコードCを上記したように配置し、プライコードCを挟んで内側ゴムシート層85Aの外面に、カーカス層85の外面側を構成する外側ゴムシート層(外側スキムゴム層)85Bを同様に形成してカーカス層85を形成する。次に、カーカス層85の外面に他の外層部材82を配置する等してグリーンタイヤ80を成型した後、外型27内(図9B参照)で加硫成型して製品タイヤ89(図9C参照)が製造される。
このように、従来のグリーンタイヤ80の成型工程では、プライコードCを両側からゴムシート層85A、85Bで挟み込んで被覆し、カーカス層85を形成するのが一般的である。そのため、この従来のグリーンタイヤ80では、カーカス層85の形成時に、プライコードCにより両ゴムシート層85A、85Bの密着が妨げられ、それらの間に空隙が生じる傾向がある。この空隙によるプライコードC間の隙間Sは、加硫成型時の圧力等により押しつぶされるものの、製品タイヤ89の全体に亘って完全に消滅させるのは極めて難しい。
その結果、この従来のタイヤ成型方法では、プライコードC間の隙間Sが、部分的に加硫成型後まで残留して製品タイヤ89にエア入りが生じることがある。また、この隙間Sを埋めるためのゴムの移動や、加硫成型によるゴムの熱膨張及び収縮等に伴い、製品タイヤ89の両表面89A(図9C参照)に凹凸(図の凸部89Bと凹部89C)が生じることもある。加えて、加硫成型時にプライコードCの周囲で流動するゴムの量も多くなり、プライコードC回りのゴムの流れも大きくなるため、プライコードC間からインナーライナ等のゴム部材が流出等して、いわゆるバッシュブレッドが発生する恐れもある。
特に、タイヤサイド部(側面部)は、他の部分に比べて柔らかいゴム種が使用されるとともに、厚さ(ゲージ)も比較的薄いため、上記したゴムの移動や熱膨張及び収縮等の影響を受け易く、かつプライコードC同士の間隔がビード部付近よりも広く、全体に対する隙間Sが占める体積(断面積)の割合が大きくなっている。そのため、タイヤサイド部付近は、その表面に凹凸が生じ易く、かつ凹凸やゴム流れの程度も他の部分に比べて大きくなる傾向がある。このように、従来のコア21を使用したタイヤ成型方法では、以上説明した隙間Sに起因したエア入りや凹凸等の各現象に伴い、製品タイヤ89の外観が低下するとともに、その品質も低下する恐れがある。
本発明は、前記従来の問題に鑑みなされたものであって、その目的は、製品タイヤの内面形状に対応する外面形状を有するコアの外面にプライコードを配列させてグリーンタイヤを成型する際に、プライコード間の隙間をゴムで埋めてグリーンタイヤ内に空隙が生じるのを抑制し、プライコード回りのゴム流れや製品タイヤのエア入り及び表面の凹凸を低減して、製品タイヤの外観や品質を向上させることである。
請求項1の発明は、製品タイヤの内面形状に対応する外面形状を有するコアの外面に、カーカス層を構成するプライコードを配列させてグリーンタイヤを成型するタイヤ成型方法であって、前記コアの外面に前記カーカス層を構成する内側ゴムシート層を形成する工程と、該内側ゴムシート層の外面に前記プライコードを配置する工程と、該プライコードを挟んで前記内側ゴムシート層の外面に前記カーカス層を構成する外側ゴムシート層を形成する工程と、少なくとも前記プライコードを配置した前記カーカス層を前記コアの外面側に押圧し、前記プライコード間の隙間をゴムで埋める押圧工程と、を有することを特徴とする。
請求項2の発明は、請求項1に記載されたタイヤ成型方法において、前記押圧工程は、前記プライコード及び/又は前記外側ゴムシート層を押圧することを特徴とする。
請求項3の発明は、請求項1又は2に記載されたタイヤ成型方法において、前記外側ゴムシート層の外側にビードコアを装着する工程を有し、前記押圧工程は、前記ビードコアの装着後に前記外側ゴムシート層を押圧することを特徴とする。
請求項4の発明は、請求項1ないし3のいずれかに記載されたタイヤ成型方法において、前記押圧工程は、前記カーカス層を加熱しつつ押圧することを特徴とする。
請求項5の発明は、請求項1ないし4のいずれかに記載されたタイヤ成型方法において、少なくとも前記押圧位置のカーカス層を加熱する工程を有し、前記押圧工程は、前記加熱されたカーカス層を押圧することを特徴とする。
請求項6の発明は、請求項1ないし5のいずれかに記載されたタイヤ成型方法において、前記押圧工程は、少なくとも前記コアのタイヤサイド成型部に位置する前記カーカス層を押圧することを特徴とする。
請求項7の発明は、請求項1ないし6のいずれかに記載されたタイヤ成型方法において、前記押圧工程は、前記プライコードの長手方向に沿って、又は前記コアの周方向に沿って前記押圧を行うことを特徴とする。
請求項2の発明は、請求項1に記載されたタイヤ成型方法において、前記押圧工程は、前記プライコード及び/又は前記外側ゴムシート層を押圧することを特徴とする。
請求項3の発明は、請求項1又は2に記載されたタイヤ成型方法において、前記外側ゴムシート層の外側にビードコアを装着する工程を有し、前記押圧工程は、前記ビードコアの装着後に前記外側ゴムシート層を押圧することを特徴とする。
請求項4の発明は、請求項1ないし3のいずれかに記載されたタイヤ成型方法において、前記押圧工程は、前記カーカス層を加熱しつつ押圧することを特徴とする。
請求項5の発明は、請求項1ないし4のいずれかに記載されたタイヤ成型方法において、少なくとも前記押圧位置のカーカス層を加熱する工程を有し、前記押圧工程は、前記加熱されたカーカス層を押圧することを特徴とする。
請求項6の発明は、請求項1ないし5のいずれかに記載されたタイヤ成型方法において、前記押圧工程は、少なくとも前記コアのタイヤサイド成型部に位置する前記カーカス層を押圧することを特徴とする。
請求項7の発明は、請求項1ないし6のいずれかに記載されたタイヤ成型方法において、前記押圧工程は、前記プライコードの長手方向に沿って、又は前記コアの周方向に沿って前記押圧を行うことを特徴とする。
本発明によれば、製品タイヤの内面形状に対応する外面形状を有するコアの外面にプライコードを配列させてグリーンタイヤを成型する際に、プライコード間の隙間をゴムで埋めてグリーンタイヤ内に空隙が生じるのを抑制でき、プライコード回りのゴム流れや製品タイヤのエア入り及び表面の凹凸を低減して、製品タイヤの外観や品質を向上させることができる。
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照して説明する。
本実施形態のタイヤ成型装置は、上記した従来のタイヤ成型装置90(図8参照)と同様に、製品タイヤの内面形状に対応する外面形状を有する剛体のコア21や、カーカス層を構成するプライコードCの貼付装置91等を備えたものである。即ち、このタイヤ成型装置は、コア21の外面に、一定長に切断された複数のプライコードCを、貼付装置91により子午線(ラジアル方向)に沿って貼り付けて配列させる等してカーカス層85を形成し、グリーンタイヤ80を成型する。
本実施形態のタイヤ成型装置は、上記した従来のタイヤ成型装置90(図8参照)と同様に、製品タイヤの内面形状に対応する外面形状を有する剛体のコア21や、カーカス層を構成するプライコードCの貼付装置91等を備えたものである。即ち、このタイヤ成型装置は、コア21の外面に、一定長に切断された複数のプライコードCを、貼付装置91により子午線(ラジアル方向)に沿って貼り付けて配列させる等してカーカス層85を形成し、グリーンタイヤ80を成型する。
図1は、本実施形態のタイヤ成型装置1の要部を示す模式図であり、コア21は、その外面に配置された成型途中のグリーンタイヤ80と共に幅方向断面の一方側のみを示している。
なお、この成型途中のグリーンタイヤ80は、上記した図9に示すグリーンタイヤ80と同様に、コア21の外面に内層部材81(図9A参照)を配置し、その外面にカーカス層85を形成した状態のものである。また、カーカス層85は、内層部材81の外面に、カーカス層85の内面側を構成する内側ゴムシート層85Aを、リボン状やシート状のゴム部材(ここではリボン状ゴム部材)を巻き付けて積層等して形成し、その外面にプライコードCを配置して、更に、プライコードCを挟んで内側ゴムシート層85Aの外面に、カーカス層85の外面側を構成する外側ゴムシート層85Bを同様に形成して、1層又は複数層(ここでは1層)に形成している。
本実施形態のタイヤ成型装置1は、図1に示すように、上記したコア21や、その回転駆動手段及び貼付装置(図示せず)に加えて、コア21の外面側に配置された押圧手段30(図では先端側のみ示す)を備えている。また、このタイヤ成型装置1は、リボン状ゴム部材を押出成形しつつコア21の外面に巻き付けて積層等し、各ゴムシート層85A、85Bを形成するリボン状ゴム部材の積層装置等、一般的なタイヤ成型装置1が備える他の周知の手段を備えている。
押圧手段30は、コア21の外面に形成されたカーカス層85を、コア21の外面側に向かって所定の力で押圧し、後述するようにカーカス層85内の空隙を押しつぶしてプライコードC間の隙間Sをゴムで埋めるためのものである。このタイヤ成型装置1では、押圧手段30を、油圧式や空気圧式のピストン・シリンダ機構31と、そのピストンロッド31Pの先端に設けられたカーカス層85の押圧部材である押圧ローラ32、及びピストン・シリンダ機構31と押圧ローラ32を、コア21の外面に沿って一体に移動させるための移動機構(図示せず)と、から構成している。
ピストン・シリンダ機構31は、そのピストンロッド31Pの先端をコア21の外面に向けて配置され、ピストンロッド31Pをシリンダ31S内から出し入れして進退(図の矢印F)させ、その先端に設けられた押圧ローラ32を、コア21の外面に接触しない離間位置と、外面に接触して転動させる押圧位置との間で変位させる。また、このピストン・シリンダ機構31は、例えばコア21の外面に沿って設けられたレール(図示せず)にシリンダ31Sが移動可能に取り付けられ、モータ等からなる駆動手段によりシリンダ31Sをレール上で移動させる等、周知の移動手段(図示せず)によりコア21の外面に沿って移動(図の矢印G)するようになっている。これにより、押圧手段30は、コア21の外面に接触させた押圧ローラ32を、カーカス層85内のプライコードCに沿って、コア21のタイヤサイド成型部23及びビード成型部24では、その略径方向に移動させ、コア21のタイヤクラウン成型部22では、その略幅方向に移動させる。
図2は、この押圧手段30の押圧ローラ32側の先端部を拡大して模式的に示す斜視図である。
押圧ローラ32は、図示のように、外周面でカーカス層85を押圧するための略円筒状のローラであり、ピストン・シリンダ機構31のピストンロッド31Pの先端に、軸線周りに回転自在に取り付けられている。また、押圧ローラ32は、軸線をピストンロッド31Pの長手方向(進退方向)と略直交する方向(図1では紙面に略直交する方向)に向けて取り付けられている。更に、この押圧ローラ32は、内部に加熱ヒータを備える等、カーカス層85を押圧する外周面を所定温度に加熱する加熱手段(図示せず)を備えており、押圧位置のカーカス層85を加熱しつつ押圧する。
押圧ローラ32は、図示のように、外周面でカーカス層85を押圧するための略円筒状のローラであり、ピストン・シリンダ機構31のピストンロッド31Pの先端に、軸線周りに回転自在に取り付けられている。また、押圧ローラ32は、軸線をピストンロッド31Pの長手方向(進退方向)と略直交する方向(図1では紙面に略直交する方向)に向けて取り付けられている。更に、この押圧ローラ32は、内部に加熱ヒータを備える等、カーカス層85を押圧する外周面を所定温度に加熱する加熱手段(図示せず)を備えており、押圧位置のカーカス層85を加熱しつつ押圧する。
図3は、この押圧手段30によりカーカス層85を押圧する状態を示す図1のH方向から見た模式図であり、押圧位置付近を拡大して示している。また、図では、押圧手段30は先端部のみを示している。
この押圧手段30によりカーカス層85を押圧するときには、ピストン・シリンダ機構31(図1参照)を作動させて、ピストンロッド31Pの先端の押圧ローラ32をカーカス層85の外面に接触させて押し付け、コア21の外面側に向かって押圧する。また、移動手段(図示せず)によりピストン・シリンダ機構31をコア21の外面に沿って移動させつつ、ピストンロッド31Pを進退させる等し、図3に示すように、押圧ローラ32の外面がカーカス層85に接触した状態を維持して、押圧ローラ32をプライコードCの長手方向に沿って転動(図の矢印T)させる。
この押圧手段30によりカーカス層85を押圧するときには、ピストン・シリンダ機構31(図1参照)を作動させて、ピストンロッド31Pの先端の押圧ローラ32をカーカス層85の外面に接触させて押し付け、コア21の外面側に向かって押圧する。また、移動手段(図示せず)によりピストン・シリンダ機構31をコア21の外面に沿って移動させつつ、ピストンロッド31Pを進退させる等し、図3に示すように、押圧ローラ32の外面がカーカス層85に接触した状態を維持して、押圧ローラ32をプライコードCの長手方向に沿って転動(図の矢印T)させる。
この押圧時に、押圧手段30は、押圧ローラ32の外周面を加熱手段(図示せず)により加熱し、カーカス層85を、そのゴムに加硫反応(架橋反応)が始まらない加硫温度よりも低い所定温度に順次加熱しつつ押圧する。また、この押圧手段30は、ピストン・シリンダ機構31(図1参照)のシリンダ31Sからピストンロッド31Pに作用させる作動圧力を変更して、押圧ローラ32のカーカス層85に対する押し付け力を制御可能になっており、カーカス層85の押圧力を調節して適切な力でカーカス層85を押圧する。更に、押圧手段30は、押圧ローラ32のカーカス層85への押し付けを、ローラ軸線方向が押し付け位置のカーカス層85(コア21)外面の接線方向に略平行になるように行う等、カーカス層85を押圧ローラ32の外周面でコア21外面の法線方向から押圧するようになっている。
以上に加えて、このタイヤ成型装置1は、装置全体の制御を行う制御装置70(図1参照)を備えている。制御装置70は、例えば、各種のデータ処理や解析、演算等を行うマイクロプロセッサ(MPU)等の演算手段72や、各種プログラムを格納したROM、処理のための一時的なデータの保存等を行うRAM等の記憶手段73を備えたマイクロコンピュータ71、及び外部機器との接続のためのインターフェース74等からなる。また、制御装置70は、インターフェース74を介してコア21の回転駆動手段(図示せず)や押圧手段30等の装置各部や各種センサ等に接続され、それらとの間で駆動・停止指令等の各種データを送受信する。これにより、制御装置70は、押圧手段30やコア21を含めた装置全体の制御を行い、所定のプログラムに基づいて接続された各部を予め設定されたタイミングで作動させる等、装置各部を連動して作動させて、カーカス層85及びグリーンタイヤ80の成型や押圧等の各成型動作等を実行させる。
次に、本実施形態のタイヤ成型装置1によりグリーンタイヤ80を成型する手順等について説明する。
図4は、このグリーンタイヤ80の成型手順を示すフローチャートである。また、図5は、成型の各段階におけるグリーンタイヤ80等の状態を模式的に示す断面図であり、そのプライコードCに直交する方向の一部を断面で示している。
図4は、このグリーンタイヤ80の成型手順を示すフローチャートである。また、図5は、成型の各段階におけるグリーンタイヤ80等の状態を模式的に示す断面図であり、そのプライコードCに直交する方向の一部を断面で示している。
グリーンタイヤ80を成型するときには、図5Aに示すように、まず、コア21の外面(図では上面)にインナーライナ等の内層部材81を配置する(図4、S101)。続いて、コア21(内層部材81)の外面に、カーカス層85を構成する内側ゴムシート層85Aを、リボン状ゴム部材をコア21の周方向に巻き付けて積層する等して所定厚さに形成する(図4、S102)。次に、貼付装置(図示せず)により、内側ゴムシート層85Aの外面に複数のプライコードCを子午線に沿って貼り付けて、その外面の全体に亘って配置する(図4、S103)。次に、プライコードCを挟んで内側ゴムシート層85Aの外面に、カーカス層85を構成する外側ゴムシート層85Bを、プライコードCの全体を覆うように、内側ゴムシート層85Aと同様に所定厚さに形成する(図4、S104)。
このように、プライコードCを両側からゴムシート層85A、85Bで挟み込んで被覆してカーカス層85を形成した後、カーカス層85の外側ゴムシート層85Bを押圧手段30(図1参照)によりコア21の外面側に押圧する(図4、S105)。この押圧を、押圧ローラ32をプライコードCの長手方向に沿って、かつコア21の外面に沿って、例えば一方のビード成型部24から他方のビード成型部24まで移動等させて行うとともに、コア21を、押圧ローラ32による押圧幅に応じた所定角度ずつ回転させて、コア21外面の全体に亘って行う。同時に、加熱された押圧ローラ32により、押圧位置のカーカス層85を加熱しつつ押圧する。
本実施形態のタイヤ成型装置1は、この押圧により、両ゴムシート層85A、85B間に形成されたカーカス層85内の空隙を押しつぶしてプライコードC間の隙間Sをゴムで埋めて充填する。即ち、形成直後の外側ゴムシート層85Bを、冷却されて硬直する前に、かつ加熱してより柔らかくして押圧手段30の押圧ローラ32により押圧し、各プライコードCの形状に応じて変形させて隙間S内に移動(流動)させる。同時に、プライコードCの周囲に被覆されたゴムを押しつぶして変形させるとともに、プライコードCを内側ゴムシート層85A内に押し込んで、外側ゴムシート層85Bのコア21側の内面を内側ゴムシート層85Aの外面に密着させる。また、カーカス層85の外面を、押圧ローラ32の外面で均して略平滑面に形成する。
次に、カーカス層85(外側ゴムシート層85B)の外側に、例えば、そのコア21の両ビード成型部24付近にビードコアを装着し、ベルト層やトレッドゴム、及びサイドウォールゴムを形成及び配置する等、所定位置に各外層部材82(図5B参照)を配置し(図4、S106)、グリーンタイヤ80を所定形状及び構造に成型する。その後、グリーンタイヤ80をコア21と共に外型27内(図5C参照)に装入し、加硫成型して所定形状の製品タイヤ89(図5D参照)を製造する。
以上説明したように、本実施形態のタイヤ成型装置1及びタイヤ成型方法によれば、プライコードCをコア21の外面に配置してカーカス層85を形成するため、カーカス層85にジョイント部が形成されず、製品タイヤ89のユニフォーミティやタイヤ周方向等のバランスを向上できるとともに、タイヤ製造の自由度が増加して多品種少量生産に柔軟に対応することができる。
また、このタイヤ成型装置1では、加硫成型前に、プライコードC間の隙間Sを予めゴムで埋めてグリーンタイヤ80(カーカス層85)内の空隙を消滅(又は減少)させるため、加硫成型後の製品タイヤ89内に残留するエアを減少でき、エア入りが生じるのを抑制することができる。同時に、加硫成型時に、この隙間Sを埋めるためのゴムの移動も少なくなるとともに、予めカーカス層85の表面を平滑化して厚さ等も均一化するため、加硫成型に伴うタイヤ各部のゴムの熱膨張及び収縮もより均一にすることができる。その結果、加硫成型時のプライコードC回りのゴムの流れも抑制できるため、上記したバッシュブレッド等に起因する現象を低減でき、かつ製品タイヤ89の両表面89A(図5D参照)に大きな凹凸が生じるのを抑制することもできる。
従って、本実施形態によれば、コア21を使用してグリーンタイヤ80を成型する際に、プライコードC間の隙間Sをゴムで埋めてグリーンタイヤ80内に空隙が生じるのを抑制でき、プライコードC回りのゴム流れや製品タイヤ89のエア入り及び表面の凹凸を低減して、製品タイヤ89の外観や品質を向上させることができる。
ここで、本実施形態では、カーカス層85をコア21の外面の全体に亘って押圧する場合を例に採り説明したが、例えばコア21のタイヤクラウン成型部22、又はタイヤサイド成型部23に位置するカーカス層85のみを押圧する等、カーカス層85のプライコードCを配置した一部を押圧するようにしてもよい。ただし、上記したようにタイヤサイド部は、特に表面の凹凸やゴム流れ等のプライコードC間の隙間Sに起因した現象が生じ易く、その程度も他の部分に比べて大きくなる傾向がある。そのため、押圧工程では、コア21のタイヤサイド成型部23や、その付近を中心としたコア21の側面部等、少なくともタイヤサイド成型部23に位置するカーカス層85を押圧するのが望ましい。このようにすることで、製品タイヤ89の外観や品質等を効果的に向上させることができる。
また、この押圧工程では、加熱手段を備えた押圧ローラ32によりカーカス層85を加熱しながら押圧したが、押圧ローラ32に加熱手段を設けず、カーカス層85を加熱せずに押圧してもよい。このようにしても、冷却されて硬直する前のカーカス層85及び外側ゴムシート層85Bを押圧することで、そのゴムを変形等させて、プライコードC間の隙間Sをゴムで充分に埋めることができる。
しかしながら、本実施形態のように、カーカス層85を加熱しつつ押圧すると、ゴムがより変形し易くなり、プライコードC間の隙間Sを埋める効果やカーカス層85の表面を平滑化する効果がより高くなるため、カーカス層85は加熱しながら押圧するのが、より望ましい。ただし、このカーカス層85の加熱を、このタイヤ成型装置1では、押圧ローラ32を加熱して行ったが、同様の効果を得るためには、例えば赤外線ヒータ等の熱源からの熱や、熱風発生装置からの熱風等により、カーカス層85を非接触で加熱してもよい。この場合には、押圧前にカーカス層85の全体を又は局部的に加熱して、少なくとも押圧位置のカーカス層85を加熱し、この加熱されたカーカス層85を押圧ローラ32により押圧する。また、この押圧は、押圧ローラ32を加熱せずに行ってもよいが、押圧ローラ32も加熱して、両加熱手段によりカーカス層85を加熱しつつ行ってもよい。
加えて、このタイヤ成型装置1では、カーカス層85を押圧手段30により押圧してから、その外側ゴムシート層85Bの外側にビードコアを装着したが、外側ゴムシート層85Bの外側にビードコアを装着した後に、外側ゴムシート層85Bを押圧するようにしてもよい。このようにすると、カーカス層85(各プライコードC及び外側ゴムシート層85B)の両端がビードコアにより強固に固定されるため、押圧ローラ32を転動させて押圧しても、プライコードCの配置位置からのズレや、外側ゴムシート層85Bに皺が生じるのを抑制できる等、カーカス層85の押圧を円滑かつ適切に行うことができる。
なお、本実施形態では、外側ゴムシート層85Bを形成した後にカーカス層85(外側ゴムシート層85B)を押圧したが、外側ゴムシート層85Bを形成する前のプライコードCを配置した段階で、カーカス層85(プライコードC)を押圧するようにしてもよい。このようにしても、プライコードCに被覆したゴムを変形させて、かつプライコードCを内側ゴムシート層85A内に押し込んで、プライコードC間の隙間Sを充分にゴムで埋めることができ、上記した各効果を得ることができる。また、このプライコードCの押圧は、全てのプライコードCを配置した後に行ってもよく、プライコードCを順次配置しつつ連動して配置済みのプライコードCに対して行ってもよい。即ち、押圧手段30による押圧は、少なくともプライコードCを配置した形成中の又は形成後のカーカス層85をコア21の外面側に押圧して行えばよく、プライコードCを押圧した後に、外側ゴムシート層85Bを形成し、更に、この外側ゴムシート層85Bも押圧するようにしてもよい。従って、本発明では、押圧や加熱等するカーカス層85には、形成後のカーカス層85に加えて、プライコードCを配置した形成途中のカーカス層85も含む。
また、本実施形態では、押圧ローラ32により、カーカス層85をプライコードCの長手方向に沿って押圧したが、長手方向以外の他の方向に沿って押圧を行うようにしてもよい。
図6は、押圧ローラ32により、カーカス層85をコア21の周方向に沿って押圧する例を示す模式図であり、図6Aは図1に対応する一部断面図であり、図6Bは図3に対応する模式図である。
図6は、押圧ローラ32により、カーカス層85をコア21の周方向に沿って押圧する例を示す模式図であり、図6Aは図1に対応する一部断面図であり、図6Bは図3に対応する模式図である。
カーカス層85は、図示のように、押圧手段30の押圧ローラ32を移動(図6Aの矢印F)させてコア21の外面に接触させ、その状態で、コア21を回転(図6Bの矢印R)させてコア21の周方向に沿って押圧するようにしてもよい。この場合には、押圧ローラ32を、コア21の幅方向又は径方向等の外面に沿って順次移動(図6Aの矢印G)させることで、カーカス層85を、プライコードCの長手方向に対して略直交する方向に押圧しつつ、その全体(又は所定範囲)に亘って押圧を行うことができる。このように、プライコードCの長手方向以外の方向に沿ってカーカス層85を押圧しても、プライコードC間の隙間Sをゴムで埋めることができる。
一方、カーカス層85を押圧する押圧手段30の押圧部材にも、押圧ローラ32以外の他の部材を使用してもよい。
図7は、他の押圧部材を備えた押圧手段30の例を模式的に示す斜視図であり、その先端側を拡大して示している。
図7は、他の押圧部材を備えた押圧手段30の例を模式的に示す斜視図であり、その先端側を拡大して示している。
押圧手段30は、図7Aに示すように、球状部材(ボールローラ)33を、ピストンロッド31Pの先端に回転自在に取り付けて構成してもよく、同様に、例えばカーカス層85(コア21)の外面形状に対応した外面形状を有する鼓状のローラ等、回転自在な他の押圧部材でカーカス層85を押圧するようにしてもよい。また、押圧手段30は、図7Bに示すように、略ブロック状の押圧ブロック34を、ピストンロッド31Pの先端に取り付けて構成する等、回転等しない固定式の押圧部材の押圧面34Aでカーカス層85を押圧するようにしてもよい。ただし、このような押圧ブロック34Aの場合には、その押圧面34Aを、コア21のタイヤクラウン成型部22やタイヤサイド成型部23の外面形状に対応した形状に形成したり、又は押圧面34Aに、ゴムが貼り付き難い低貼付処理等を施すのが望ましい。また、上記した押圧ローラ32と同様に、これら各押圧部材33、34に、カーカス層85を加熱しつつ押圧するための加熱手段を設けてもよい。
なお、本実施形態では、コア21の外面に内層部材81を配置した後に、カーカス層85の内側ゴムシート層85Aを形成したが、これらは一体に形成した略シート状のものをコア21の外面に貼り付ける等して形成してもよい。同様に、カーカス層85の外側ゴムシート85Bも、その外面側に隣接する他の外層部材82と一体に形成してもよい。このように、本発明のカーカス層85を構成する内側及び外側ゴムシート層85A、85Bには、カーカス層85のみを構成するものに加えて、それらを一部(外面又は内面)に有するゴムシート層を含む。従って、本発明におけるゴムシート層85A、85BやプライコードC等を配置(配列)や貼り付け、又は形成等するコア21の外面には、コア21の外面の他に、既にコア21の外面に配置等した他の部材の外面も含む。
また、カーカス層85を押圧した際に、プライコードC間の隙間Sをゴムで完全に埋める必要はなく、少なくともその一部が埋まり、カーカス層85内の空隙が小さくなれば上記した各効果を得ることができる。従って、隙間Sをゴムで埋める押圧工程では、隙間Sの一部にゴムで充填されない部分が生じていてもよい。
更に、このタイヤ成型装置1では、一定長に切断されたプライコードCを配置してカーカス層85を形成したが、カーカス層85は、例えば切断されていない長尺なプライコードCを、コア21のビード成型部24の一方側から他方側に向かって配置し、ビード成型部24で折り返して、再び前記一方側のビード成型部24まで配置して折り返し、これらを繰り返してコア21の周方向に沿って順次配列させて形成してもよい。このように、カーカス層85は、プライコードCを両ビード成型部24間に渡って連続的に配置する等、他の手順で配置してもよく、コア21の外面にプライコードCを配置し、かつその両側にゴムシート層85A、85Bを形成して挟み込んだものであればよい。
(タイヤ製造試験)
本発明の効果を確認するため、以上のようにしてグリーンタイヤ80を成型(図1、3参照)し、加硫成型(図5参照)して製造した実施例のタイヤ(以下、実施品という)と、カーカス層85の押圧を行わずに製造(図9参照)した比較例のタイヤ(以下、比較品という)を複数試作し、カーカス層85を押圧する効果について評価した。評価は、実施品及び比較品(各グリーンタイヤ80)に発生するプライコードC間の隙間S(カーカス層85内の空隙)の発生率(空隙率)と、加硫成型後の、それぞれの表面に形成された凹凸レベル(凹凸の段差の平均値)とを検査して計測し、それぞれの結果を比較して行った。
表1に、これら各結果を示す。
本発明の効果を確認するため、以上のようにしてグリーンタイヤ80を成型(図1、3参照)し、加硫成型(図5参照)して製造した実施例のタイヤ(以下、実施品という)と、カーカス層85の押圧を行わずに製造(図9参照)した比較例のタイヤ(以下、比較品という)を複数試作し、カーカス層85を押圧する効果について評価した。評価は、実施品及び比較品(各グリーンタイヤ80)に発生するプライコードC間の隙間S(カーカス層85内の空隙)の発生率(空隙率)と、加硫成型後の、それぞれの表面に形成された凹凸レベル(凹凸の段差の平均値)とを検査して計測し、それぞれの結果を比較して行った。
表1に、これら各結果を示す。
その結果、空隙率は、比較品では100%であったのに対し、実施品では20%と大幅に低下しており、実施品では、プライコードC間の隙間Sを効果的に低減できることが分かった。また、凹凸レベルは、比較品では0.20mmであったのに対し、実施品では0.05mmと極めて小さくなっており、実施品では、表面に生じる凹凸の程度を小さくできることが分かった。
これより、本発明により、プライコードC間の隙間Sをゴムで埋めてグリーンタイヤ80内に空隙が生じるのを抑制でき、プライコードC回りのゴム流れや製品タイヤ89のエア入り及び表面の凹凸を低減して、製品タイヤ89の外観や品質を向上できることが証明された。
1・・・タイヤ成型装置、21・・・コア、22・・・タイヤクラウン成型部、23・・・タイヤサイド成型部、24・・・ビード成型部、27・・・外型、30・・・押圧手段、31・・・ピストン・シリンダ機構、31P・・・ピストンロッド、31S・・・シリンダ、32・・・押圧ローラ、33・・・ボールローラ、34・・・押圧ブロック、34A・・・押圧面、70・・・制御装置、71・・・マイクロコンピュータ、72・・・演算手段、73・・・記憶手段、74・・・インターフェース、80・・・グリーンタイヤ、81・・・内層部材、82・・・外層部材、85・・・カーカス層、85A・・・内側ゴムシート層、85B・・・外側ゴムシート層、89・・・製品タイヤ、89A・・・表面、C・・・プライコード、S・・・隙間。
Claims (7)
- 製品タイヤの内面形状に対応する外面形状を有するコアの外面に、カーカス層を構成するプライコードを配列させてグリーンタイヤを成型するタイヤ成型方法であって、
前記コアの外面に前記カーカス層を構成する内側ゴムシート層を形成する工程と、
該内側ゴムシート層の外面に前記プライコードを配置する工程と、
該プライコードを挟んで前記内側ゴムシート層の外面に前記カーカス層を構成する外側ゴムシート層を形成する工程と、
少なくとも前記プライコードを配置した前記カーカス層を前記コアの外面側に押圧し、前記プライコード間の隙間をゴムで埋める押圧工程と、
を有することを特徴とするタイヤ成型方法。 - 請求項1に記載されたタイヤ成型方法において、
前記押圧工程は、前記プライコード及び/又は前記外側ゴムシート層を押圧することを特徴とするタイヤ成型方法。 - 請求項1又は2に記載されたタイヤ成型方法において、
前記外側ゴムシート層の外側にビードコアを装着する工程を有し、
前記押圧工程は、前記ビードコアの装着後に前記外側ゴムシート層を押圧することを特徴とするタイヤ成型方法。 - 請求項1ないし3のいずれかに記載されたタイヤ成型方法において、
前記押圧工程は、前記カーカス層を加熱しつつ押圧することを特徴とするタイヤ成型方法。 - 請求項1ないし4のいずれかに記載されたタイヤ成型方法において、
少なくとも前記押圧位置のカーカス層を加熱する工程を有し、
前記押圧工程は、前記加熱されたカーカス層を押圧することを特徴とするタイヤ成型方法。 - 請求項1ないし5のいずれかに記載されたタイヤ成型方法において、
前記押圧工程は、少なくとも前記コアのタイヤサイド成型部に位置する前記カーカス層を押圧することを特徴とするタイヤ成型方法。 - 請求項1ないし6のいずれかに記載されたタイヤ成型方法において、
前記押圧工程は、前記プライコードの長手方向に沿って、又は前記コアの周方向に沿って前記押圧を行うことを特徴とするタイヤ成型方法。
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012121191A (ja) * | 2010-12-07 | 2012-06-28 | Bridgestone Corp | 空気入りタイヤの製造方法 |
CN108688208A (zh) * | 2018-05-24 | 2018-10-23 | 广州烨诺科技有限公司 | 一种轮胎缠压头结构 |
-
2007
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