JP2008290280A - 生タイヤ成形装置及び生タイヤ成形方法 - Google Patents

Abstract

【課題】張力を掛けながら効率的かつ高精度でコードを張り付けるための生タイヤ成形装置と、これによる生タイヤ成形方法を提供する。
【解決手段】タイヤの内面形状とほぼ同一の表面形状を備えた分解可能なハードコアの、左右のビード部に一定間隔でタイヤ左右方向に向くカーカスコード折り返し用ピンの列を環状に設け、上記コアの外周表面の両側のベルト側縁部相当位置に、一定間隔でコア表面から外方へ向かうベルトコード折り返し用ピンの列を設け、あるいは、上記コアの外周表面の上記ベルトコード折り返し用ピンの列の間に、一定間隔でコア表面から外方へ向かうベルトコード方向転換用ピンの列を設け、これらのピンをコアの表面より引っ込み可能とすることのできる生タイヤ成形装置と、コードを赤道を越えて反対側へ繰り出し、ピンの回りでコードを折り返すことを順次繰り返してコードを張り付ける生タイヤ成形方法。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ハードコアを用いる生タイヤ成形装置と、それを用いる生タイヤ成形方法に関するものである。

従来の空気入りタイヤの成形方法として、円筒状のタイヤ成形ドラムにシート状のカーカスプライを人が手作業で巻いて貼り付け、ビードを配置した後にカーカスプライを折り返し、その後、円筒状の生タイヤの一部を膨張させてタイヤの形とし、ベルトやトレッドを配置する製法、いわゆる折り返し拡張成形法が一般的に行われている。

これに対して、近年、ハードコア成形法が試されるようになった。これは、製品タイヤの内面形状とほぼ同じ表面形状を有する金属製のハードコアの外面に、カーカスコードやベルトコードを配置して生タイヤを成形する方法である。生タイヤ成形後の加硫工程では、生タイヤから内部のハードコアを取り除いた後に加硫釜に入れ内側からプラダーで圧を加えた状態で加硫する場合と、ハードコアごと加硫釜に入れる場合とがある。

いずれにしても、ハードコア成形法ではハードコア上に、ゴムで被覆された１本のコード、またはゴムで被覆された複数本のコードを平行に束ねたリボン状ストリップ、を一定の張力をかけて張り付けて形成する。ハードコア成形法は、折り返し拡張成形法に比して自動化が行いやすいので、今後の生タイヤ成形法として注目されている。（例えば、特許文献１、２参照。）
特開２００４-０１７３８３号公報 特開２００３-３００２５７号公報

ハードコア成形法では曲面状のハードコアの表面に、細い部材を張力を掛けながら繰り返し配置しなくてはならない。張力をかけない状態でタイヤを作ると、走行中にコードが延びやすくなり、トレッド部の接地形状が変化して偏磨耗を引き起こすからである。

カーカスプライに関しては、近年ではラジアルプライが主流となっている。この配置の場合は、ハードコアの左のビード部から右のビード部までカーカスコードを配置するが、この時に部材に張力をかけると、通常の方法では部材がずれてしまうという問題がある。

ベルトコードの場合は、赤道方向に対して角度を持っているのが一般的であるため、曲面上で斜めに部材を貼り付ける。この場合は、位置決めの難しさがあり、また張力をかけて張ろうとした場合のずれの発生などの難しい問題がある。さらに、ベルトコードの角度を途中で変更したい場合には一層難しさが増す。

本発明はハードコア成形法における上記の困難を解消し、張力を掛けながら効率的かつ高精度でコードを張り付けるための生タイヤ成形装置と、これによる生タイヤ成形方法を提供しようとするものである。

本発明は上記課題を解決したものであって、請求項１に記載の発明は、
タイヤの内面形状とほぼ同一の表面形状を備えた分解可能なハードコアの、
左右側面のビード部に相当する位置に、一定間隔でタイヤの左右方向外方に向くカーカスコード折り返し用ピンの列が環状に設けられ、
これらのピンは円柱状、角柱状、円錐状、または針状の何れかの形状であることを特徴とする生タイヤ成形装置に関するものである。

請求項２に記載の発明は、
タイヤの内面形状とほぼ同一の表面形状を備えた分解可能なハードコアの、
外周表面の両側のベルト側縁部に相当する位置に、一定間隔でハードコア表面から外方へ向かうベルトコード折り返し用ピンの列が設けられ、
これらのピンは円柱状、角柱状、円錐状、または針状の何れかの形状であることを特徴とする生タイヤ成形装置に関するものである。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の生タイヤ成形装置において、
上記ハードコアの外周表面の、上記ベルトコード折り返し用ピンの列の間に、一定間隔でハードコア表面から外方へ向かうベルトコード方向転換用ピンの列が少なくとも１列設けられ、
これらのピンは円柱状、角柱状、円錐状、または針状の何れかの形状であることを特徴とするものである。

請求項４に記載の発明は、請求項１乃至請求項３に記載の生タイヤ成形装置において、
上記ピンはハードコアの表面外方へ突起した位置から、表面より引っ込んだ位置へ移動可能であることを特徴とするものである。

請求項５に記載の発明は、
請求項１に記載の生タイヤ成形装置を用いて、１本または複数本のカーカスコードを、一方のカーカスコード折り返し用ピンの側から、ハードコアの赤道を越えて反対側へ繰り出し、そこのピンの回りでコードを折り返すことを順次連続的に繰り返してカーカスコードを張り付けることを特徴とする生タイヤ成形方法に関するものである。

請求項６に記載の発明は、
請求項２に記載の生タイヤ成形装置を用いて、１本または複数本のベルトコードを、一方のベルトコード折り返し用ピン側から、赤道を越えて反対側へ繰り出し、そこのピンの回りでコードを折り返すことを順次連続的に繰り返してベルトコードを張り付けることを特徴とする生タイヤ成形方法に関するものである。

請求項７に記載の発明は、
請求項３に記載の生タイヤ成形装置を用いて、１本または複数本のベルトコードを、一方のベルトコード折り返し用ピンの側から赤道を越えて反対側へ繰り出す途中で、少なくとも１個のベルトコード方向転換用ピンを支点としてベルトコードを方向転換させた後、反対側のピンの回りでコードを折り返すことを順次連続的に繰り返してベルトコードを張り付けることを特徴とする生タイヤ成形方法に関するものである。

請求項８に記載の発明は、請求項５乃至請求項７に記載の生タイヤ成形方法において、
コードに張力を持たせて張り付けることを特徴とするものである。

請求項９に記載の発明は、請求項５乃至請求項８に記載の生タイヤ成形方法において、
張り付けるコードは、金属製、または有機繊維等の裸線、またはこれらを未加硫ゴムでコーティングしたものであることを特徴とするものである。

請求項１０に記載の発明は、請求項５乃至請求項９に記載の生タイヤ成形方法において、
請求項４に記載の生タイヤ成形装置を用いて、上記の方法によってコードを張り付け終えた後に、あるいはコードを張り付け終えてコードの上にゴム層を配置した後に、あるいはハードコアと共に加硫を終えた後に、ピンを引っ込めてから、ハードコアをタイヤから取り除くことを特徴とするものである。

請求項１の発明において、
ハードコアの側面にカーカスコード折り返し用ピンの列が設けてあるので、カーカスコードをこのピンの回りで折り返すことができ、精度の高いカーカスコードの配置が可能となる。

請求項２の発明において、
ハードコアの表面にベルトコード折り返し用ピンの列が設けてあるので、ベルトコードをこのピンの回りで折り返すことができ、精度の高いベルトコードの配置が可能となる。

請求項３の発明において、
ハードコアの表面から外方へ向かうベルトコード方向転換用ピンが設けてあるので、精度良く、かつ容易にベルトコードの方向転換を行うことが出来る。

請求項４の発明において、
ピンは表面より引っ込んだ位置へ移動可能であるから、タイヤからハードコアを取り外すことが容易となる。

請求項５の発明において、
カーカスコードを反対側へ繰り出しながらハードコアに固定されているカーカスコード折り返し用ピンに順次コードを張ってゆくことを繰り返すので、能率的かつ精度良くカーカスコードを張り付けることが出来る。

請求項６の発明において、
ベルトコードを反対側へ繰り出しながら、ハードコアに固定されているベルトコード折り返し用ピンに順次コードを張ってゆくことを繰り返すので、能率的かつ精度良くベルトコードを張り付けることが出来る。

請求項７の発明において、
ベルトコードを反対側へ繰り出す途中で、ハードコアに固定されたベルトコード方向転換用ピンを支点としてベルトコードを方向転換させるので、能率的かつ精度良くベルトコードを方向転換させて張り付けることが出来る。

請求項８の発明において、
コード張り付け過程では、ハードコアに固定されたピンの回りで折り返されたコードに張力をかけるので、大きい張力をかけることが出来る。コードに張力を持たせて張り付けることによってコードに残留引張応力を持たせることができ、タイヤの強度を高めることが出来る。

請求項９の発明において、
本発明の生タイヤ成形方法では、種々の材質のコードを使用することが出来る。

請求項１０の発明において、
ピンを引っ込めてから、ハードコアをタイヤから取り除くので、ハードコアを容易に取り除くことができる。

図１は、本発明の一実施形態に係る乗用車用生タイヤ成形装置１の斜視図である。これは、サイズ185/55Ｒ14の生タイヤ成形装置の例である。上記生タイヤ成形装置１は、中心部の金属製のハードコア２と、その周囲の表面から突起した多数の金属製のピンの列とからなっている。上記のピンの列は、カーカスコード折り返し用ピン３の列と、ベルトコード折り返し用ピン４の列と、ベルトコード方向転換用ピン５の列とに分かれている。ピンの形状は、円柱状、角柱状、円錐状、あるいは針状のいずれでもかまわず、コードが引っ掛かれば良いが、断面が円形の場合は、コードの当たり面が曲面となるので、接触するコードが傷みにくいという点で好ましい。

カーカスコード折り返し用ピン３の列は、ハードコア２の左右のビード部６に、複数のピンを環状に規則正しく等間隔で並べてある。この例では、各列は直径１ｍｍ、高さ1.5ｍｍの360個の円柱状金属製ピンがビード部の周上にハードコア２の左右方向に向けて配置され、ピンの間隔は約３ｍｍである。

ベルトコード折り返し用ピン４の列は、ハードコア２のトレッド部７のベルト張り付け位置の両側縁の周に沿って、ハードコア２の表面にほぼ垂直に配置された２列のピンから成っている。ピンの列は互いに180ｍｍ離れている。このピンの列は、カーカスコード折り返し用ピン３の列と同じ直径・高さ・個数のピンから成っている。

ベルトコード方向転換用ピン５の列は、ベルトコード折り返し用ピン４の列からそれぞれタイヤセンタ側に40ｍｍ離れたトレッド部７の中央部周上に、上記の他のピンと同じ直径・高さ・個数で設けられた２列のピンからなっている。

各列のピンの数は、例として360個の場合について述べたが、数を増やして例えば500個とすることも可能である。また、図には、いずれのピンも突起状態を示してあるが、コードを張り付けて形成を終わったタイヤからハードコア２を容易に取り外すために、ピンをハードコア２の外表面より内方へ引っ込めることができる可動式としても良い。ピンの可動手段としては、油圧、電動、あるいは空気圧などが用いられる。

上記トレッド部の４列のピンは、ベルトコードを他の方法で張り付ける場合は、設置を省略するか、既に設置してあれば、ハードコア表面から内方へ引っ込めておけば良い。またトレッド部中央の２列のピンは、ベルトコードの方向転換を行う予定が無い場合は、設置を省略するか、既に設置してあれば、ハードコア表面から内方へ引っ込めておけば良い。

図２は、上記生タイヤ成形装置１を用いてカーカスコード８を張り付ける工程の途中過程を示す図、図３は、上記過程においてハードコア２のビード部６に配置されたカーカスコード折り返し用ピン３の回りでカーカスコード８を折り返す工程の拡大図である。この装置を用いた成形方法では、図２に示されるように、ハードコア２の表面に張り付けられた未加硫のインナライナ９の上にカーカスコード８が張り付けられる。カーカスコード８を張り付ける際には、図３に示されるように、カーカスコードを１本ずつ又は複数本ずつを、ハードコア２のビード部６に配置されたピン３の回りで折り返すようにして配置していく。上記生タイヤ成形装置１には、図１に示されるように、トレッド部７にベルトコード折り返し用ピン４やベルトコード方向転換用ピン５の列が設けてあるので、これらのピンが突起させてある場合は、カーカスコード８を張り付ける際には、これらのピンを避けてカーカスコード８を張り付けてゆく。図２には、トレッド部７のピンの列は図示省略してある。なお、ハードコア２の外面には、多数のピンがそれぞれの列の全周に亘って配置されるものであるが、図２以下の図では、煩雑化を避けるために、各列の一部のピンのみを図示してある。

カーカスコード８の材質はナイロンであり、ナイロンの繊維を撚って0.7ｍｍにしたものを、未加硫ゴムで覆って１本の線としたカーカスコード８の、１本または複数本を一定の張力を掛けながらビード部６のピン３の回りで折り返し、反対側のピン３の回りでまた折り返すことを、順次折り返し済みのピンの隣のピンで繰り返し、往復させて配置していく。この方法では、ピン３がハードコア２に固定されているので、張力をかけながらプライが形成でき、さらに、ピン３が折り返し位置を示すガイドの役目を果たすので、非常に強度が高く、かつ精度の高い部材配置が可能となる。

タイヤによっては、カーカスコード８を１周張り付け終えた後に、再び上から重ねるようにしてもう１周張り付けることが可能である。また、２回目に張り付けるときには、折り返す左右のピンの位置を少しずらし、コードに僅かな角度をつけて張り付ければ、さらにカーカスの強度を増すことが出来る。カーカスコード８を張り付けた後に、ビードワイヤを貼り付けて折り返し部を固定する。

上例はラジアルプライの場合を示しているが、この装置を用いてバイアスプライの成形を行うことも出来る。バイアスプライの場合は赤道10に対して大きい角度をつけながら、カーカスコードを張り付けていく。

図４は、上記生タイヤ成形装置１を用いてトレッド部７のベルトを成形する工程を示す図である。図示の例は、ベルトコード11の方向転換を行う予定が無い場合であり、トレッド中央部の２列のピンが設置されていない場合を示している。ベルトコードの張り付けは、通常は、既に張り付けられたカーカスコード８の上に張り付けられるものであるが、図では、張り付け済みのカーカスコード８は図示省略してある。なお、ベルトコードが張り付けられた後に、カーカスコードが配置されても良い。

ハードコア２のトレッド部７の両側部に、ベルトコード折り返し用ピン４が赤道10方向に規則正しく並べてある。ベルトコード11の張り付けに当たっては、これらのピン４にベルトコード11を掛けまわして折り返し、角度をつけて反対側のベルトコード折り返し用ピン４へ向けて張力を掛けて引き、反対側のピン４で同様に折り返す過程を、順次折り返し済みのピンの隣のピンで繰り返すことによって張力の掛かったベルトコード11の張り付けが可能である。

この例では、ベルトコード11の材質は金属であり、直径0.15ｍｍの金属線を３本撚り合わせた、いわゆる１×３タイプのスチールコード部材を、未加硫ゴムで被覆したスチールコードを用いている。右側のピン列と左側のピン列の間隔は180ｍｍである。ベルトコード11は、赤道10の方向に対して角度が25度となるようにして張り付けてゆく。図４には右上がりに１枚目のベルトコード11を配置している過程を示してあるが、この１枚目のベルトコード11を張り付けた後に、２枚目のベルトコードを１枚目のベルトコード11に交差するように配置する。この時に、１枚目のベルトコード11を配置したときに使用したピンの列を、対応するピンの位置関係を逆にして、同じように使っても良いし、２枚目のベルトコードを従来の手法で張り付けても良い。スチールコードを使用する場合は、ピンの周りで折り返す際にスチールコードに塑性変形が加えられるので、形が定着し易い。

図５は、上記生タイヤ成形装置１を用いて、ベルトコード11の角度をトレッド部７の幅方向の途中で変更してからベルトコード11を張り付ける工程を示す図である。ピンはトレッド部に４列あり、両側のピン列は180ｍｍ離れており、両側のベルトコード折り返し用ピン４の列からそれぞれタイヤセンタ側に40ｍｍ離れた位置に、ベルトコード方向転換用ピン５の列が２列設けてある。ベルトコード11の角度を途中で変える場合は、ベルトコード折り返し用ピン４を用いてベルトコード11を張り付ける途中で、トレッド部中央の２個のベルトコード方向転換用ピン５を支点にしてコードの角度を２回互いに反対方向へ若干変えてベルトコード11を張り付ける。ベルトコード方向転換用ピン５があるので、ベルトコード11に張力を加えて方向転換することが可能となり、精度の良い成形ができる。図の例は、赤道10に対するベルトコード11の角度が、トレッド部７の両側部で45度、トレッド部７の中央部で25度となっている例である。

図６は、生タイヤを成形するために連続コードを供給するコード供給マシン12を用いてカーカスコード８を張り付ける工程を示している。ハードコア２の上方に、ナイロン繊維を撚って未加硫ゴムで被覆されたコード13を供給する装置が設けられ、ここから繰り出されたコード13は、可動アーム14と首振り部15の中を通って、回転軸16によってゆっくり矢印Ａ方向へ回転するハードコア２の外周に供給される。ハードコア２には、予め外面に未加硫のインナライナ９が張り付けてある。ハードコア２のビード部６にはカーカスコード折り返し用ピン３の列が設けてある。先端が赤道を横断しながら往復運動をする首振り部15から繰り出されたコード13は、適当な張力が付加されながら順次上記のピン３の回りで折り返されてカーカスプライが形成される。

このマシン12において、上記首振り部15の赤道横断首振り運動と、可動アーム14の赤道方向の往復運動とを連動させることによって、回転するハードコア２上で、ベルトコード11の張り付けを行うことも出来る。

上記生タイヤ成形装置１において、可動式ピンの突起状態で、カーカスコード８、ベルトコード11を張り付けた後、ビードワイヤやサイドゴムやトレッドゴムを配置して生タイヤが成形され、その後、次の加硫工程へ移される。加硫工程では、生タイヤから内部のハードコア２を取り除いた後に加硫釜に入れる場合と、ハードコア２ごと加硫釜に入れる場合とがある。上記生タイヤ成形装置１ではピンは可動式であるから、いずれの場合でも、タイヤからハードコア２を外すときには、ピンを引っ込めた後、ハードコア２を分解して容易に外すことができる。

以上詳述したように、本実施形態ではつぎの効果がもたらされる。
（１）上記実施形態の生タイヤ成形装置では、ハードコア２の側面にカーカスコード折り返し用ピン３の列が設けてあるので、コードをこのピンの回りで折り返すことができ、高強度かつ高精度のカーカスコード８の配置が可能である。
（２）ハードコア２の表面にベルトコード折り返し用ピン４の列が設けてあるので、コードをこのピンの回りで折り返すことができ、高強度かつ高精度のベルトコードの配置が可能となる。
（３）ハードコア２の表面から外方へ向かうベルトコード方向転換用ピン５が設けてあるので、精度良くかつ容易にベルトコード11の方向転換を行うことが出来る。
（４）ピンを表面より引っ込んだ位置へ移動可能とした場合は、タイヤからハードコアを取り外すことが容易となる。
（５）上記実施形態の生タイヤ成形方法では、カーカスコード８を赤道10を越えて反対側へ繰り出しながらハードコア２に固定されているカーカスコード折り返し用ピン３に順次コードを張ってゆくことを繰り返すので、能率的かつ精度良くカーカスコード８を張り付けることが出来る。
（６）ベルトコード11を赤道10を越えて反対側へ繰り出しながら、ハードコア２に固定されているベルトコード折り返し用ピン４に順次コードを張ってゆくことを繰り返すので、能率的かつ精度良くベルトコード11を張り付けることが出来る。
（７）ベルトコード11を赤道10を越えて反対側へ繰り出す途中で、ハードコア２に固定されたベルトコード方向転換用ピン５を支点としてベルトコード11を方向転換させるので、ベルトコード11を能率的かつ精度良く方向転換させて張り付けることが出来る。
（８）コード張り付け過程では、ハードコア２に固定されたピンにコードを引っ掛けて張力をかけるので、大きい張力をかけることが出来、タイヤの強度を高めることが出来る。
（９）種々の材質のコードを使用することが出来る。
（１０）ピンが可動式の場合は、ピンを引っ込めてから、ハードコア２をタイヤから取り除くので、ハードコア２を容易に取り除くことができる。

本発明の一実施形態に係る乗用車用生タイヤ成形装置の斜視図である。 上記生タイヤ成形装置を用いてカーカスコードを張り付ける工程を示す図である。 上記工程におけるビード部に配置されたピンの周りで折り返す工程の拡大図である。 上記生タイヤ成形装置を用いてベルト部を成形する工程を示す図である。 上記生タイヤ成形装置を用いて、ベルトコードの角度をトレッドの幅方向の途中で変更しながらベルト部を成形する工程を示す図である。 コードを供給するマシンの例である。

符号の説明

１…生タイヤ成形装置、２…ハードコア、３…カーカスコード折り返し用ピン、４…ベルトコード折り返し用ピン、５…ベルトコード方向転換用ピン、６…ビード部、７…トレッド部、８…カーカスコード、９…インナライナ、10…赤道、11…ベルトコード。

Claims (10)

1. タイヤの内面形状とほぼ同一の表面形状を備えた分解可能なハードコアの、
   左右側面のビード部に相当する位置に、一定間隔でタイヤの左右方向外方に向くカーカスコード折り返し用ピンの列が環状に設けられ、
   これらのピンは円柱状、角柱状、円錐状、または針状の何れかの形状であることを特徴とする生タイヤ成形装置。
2. タイヤの内面形状とほぼ同一の表面形状を備えた分解可能なハードコアの、
   外周表面の両側のベルト側縁部に相当する位置に、一定間隔でハードコア表面から外方へ向かうベルトコード折り返し用ピンの列が設けられ、
   これらのピンは円柱状、角柱状、円錐状、または針状の何れかの形状であることを特徴とする生タイヤ成形装置。
3. 上記ハードコアの外周表面の、上記ベルトコード折り返し用ピンの列の間に、一定間隔でハードコア表面から外方へ向かうベルトコード方向転換用ピンの列が少なくとも１列設けられ、
   これらのピンは円柱状、角柱状、円錐状、または針状の何れかの形状であることを特徴とする請求項２に記載の生タイヤ成形装置。
4. 上記ピンはハードコアの表面外方へ突起した位置から、表面より引っ込んだ位置へ移動可能であることを特徴とする請求項１乃至請求項３に記載の生タイヤ成形装置。
5. 請求項１に記載の生タイヤ成形装置を用いて、１本または複数本のカーカスコードを、一方のカーカスコード折り返し用ピンの側から、ハードコアの赤道を越えて反対側へ繰り出し、そこのピンの回りでコードを折り返すことを順次連続的に繰り返してカーカスコードを張り付けることを特徴とする生タイヤ成形方法。
6. 請求項２に記載の生タイヤ成形装置を用いて、１本または複数本のベルトコードを、一方のベルトコード折り返し用ピン側から、赤道を越えて反対側へ繰り出し、そこのピンの回りでコードを折り返すことを順次連続的に繰り返してベルトコードを張り付けることを特徴とする生タイヤ成形方法。
7. 請求項３に記載の生タイヤ成形装置を用いて、１本または複数本のベルトコードを、一方のベルトコード折り返し用ピンの側から赤道を越えて反対側へ繰り出す途中で、少なくとも１個のベルトコード方向転換用ピンを支点としてベルトコードを方向転換させた後、反対側のピンの回りでコードを折り返すことを順次連続的に繰り返してベルトコードを張り付けることを特徴とする生タイヤ成形方法。
8. コードに張力を持たせて張り付けることを特徴とする請求項５乃至請求項７に記載の生タイヤ成形方法。
9. 張り付けるコードは、金属製、または有機繊維等の裸線、またはこれらを未加硫ゴムでコーティングしたものであることを特徴とする請求項５乃至請求項８に記載の生タイヤ成形方法。
10. 請求項４に記載の生タイヤ成形装置を用いて、上記の方法によってコードを張り付け終えた後に、あるいはコードを張り付け終えてコードの上にゴム層を配置した後に、あるいはハードコアと共に加硫を終えた後に、ピンを引っ込めてから、ハードコアをタイヤから取り除くことを特徴とする請求項５乃至請求項９に記載の生タイヤ成形方法。

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