JP2011161812A - タイヤ製造方法及びタイヤ製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】タイヤ形状をしたコアにカーカスプライを容易に精度よく、短時間に配設して未加硫タイヤを成形し、成形した未加硫タイヤの形状を維持したまま加硫を行なうことができるタイヤ製造方法及びタイヤ製造装置を提供する。
【解決手段】ポンプ装置１４と、ポンプ装置１４により空気を導入することで円筒状に変形可能な弾性体からなる袋状の第１コア１１と、幅方向両端１１ａを互いに近接させ、円筒状の第１コア１１をトロイダル状に変形させる駆動装置１５と、円筒状の第１コア１１の外周側に配設され、第１コア１１の変形によりトロイダル形状に変形させたカーカスプライ３を外周側から真空吸着して保持する真空吸着装置１６と、インナーライナー４が巻き付けられ、トロイダル形状に保持したカーカスプライ３に挿入される、タイヤ内面形状を有する硬質の第２コア１２と、成形された未加硫タイヤを第２コア１２のまま加硫する加硫装置と、を備える。
【選択図】図４

Description

本発明は、タイヤ製造方法及びタイヤ製造装置に関し、特に、タイヤ形状をしたコアを使用して未加硫タイヤを成形し、タイヤ形状に成形した未加硫タイヤの形状を維持したまま加硫することができるようにしたタイヤ製造方法及びタイヤ製造装置に関するものである。

空気入りタイヤの一般的な製造方法として、次の方法が例示される。まず、円筒状の成形ドラムを用意し、所定の幅寸法を有するインナーライナーゴム部材、サイドウォールゴム部材、カーカスプライなどを、その外周側に円筒状に配設する。続いて、カーカスプライの幅方向両側に環状のビード及びビードフィラーを外挿する。また、カーカスプライの中央部外周側に、トレッドゴムとベルトとを一体化した円筒状のトレッド部材を配置しておく。次に、一対のビードを互いに近接変位させながらカーカスプライの中央部を膨出変形させ、その外周面をトレッド部材の内周面に圧着する。そして、カーカスプライの端部をビードを介して巻き上げ、ビード部を有するカーカス体を形成する。また、カーカスプライの端部と共にサイドウォールゴムをも巻き上げ、前記カーカス体にサイドウォールゴムを貼り合わせて未加硫タイヤを成形する。このようなカーカスプライの膨出変形や端部の巻き上げは、拡縮自在の剛性コアやブラダーなど公知の拡径機構を用いて行うことができる。

通常は、このような未加硫タイヤを成形した後、未加硫タイヤから成形用の剛性コアやブラダーの内圧を抜いて取り外し、今度は加硫用のブラダーを内側に入れ膨出させて金型に当接させ、加熱することにより未加硫タイヤの加硫を行う。

しかし、成形用ブラダーを抜き、加硫用ブラダーを入れるまでの間に、せっかく良好に成形されていた未加硫タイヤが変形してしまうという問題があった。そこで、下記特許文献１には、成形、加硫兼用のブラダーを用いて、未加硫タイヤを最終形状にできるだけ近い形状に成形するとともに、その形状を維持したまま加硫を行えるようにし、しかも加硫後にブラダーとタイヤを容易にはがせるようにしたタイヤ製造方法が開示されている。

特許文献１では、内側可撓膜、骨材層、および外側可撓膜からなる三層構造のブラダーを膨出拡径させて、カーカスプライを含むタイヤ構成部材をトロイダル形状に形成し、その外面にトレッド部材を貼り合わせて未加硫タイヤを成形する。そして、未加硫タイヤ成形後に、外側可撓膜を残して骨材層、内側可撓膜を収縮縮径させて抜き、外側可撓膜を密閉してトロイダル形状を維持した状態で移動して、未加硫タイヤを加硫させてタイヤを製造している。

また、下記特許文献２には、往復運動するアームによって、カーカス補強材を構成するコードを、タイヤ内面形状を有する硬質の芯型に並べて配置する補強材の成形方法が記載されている。

特開２００６−１２３４６７号公報 特開２００１−２６０２４５号公報

しかしながら、特許文献１のタイヤ製造方法であっても、外側可撓膜は伸縮可能なゴム弾性体のため、内側の骨材層を取り去った時点で、せっかくタイヤ形状であるトロイダル形状に膨らませていた未加硫タイヤの形状が崩れてしまう可能性がある。

また、特許文献２の成形方法は、カーカス補強材を構成するコードを１本ずつ配置するため時間がかかり過ぎ、大量にタイヤを製造する場合には適さない。

本発明は、上記公知技術の問題点に鑑みて、タイヤ形状をしたコアにカーカスプライを容易に精度よく、短時間に配設して未加硫タイヤを成形することができるとともに、タイヤ形状に成形した未加硫タイヤの形状を維持したまま加硫を行なうことができるタイヤ製造方法及びタイヤ製造装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため本発明に係るタイヤ製造方法は、
弾性体からなる袋状の第１コアに空気を導入して円筒状にする工程と、
円筒状にした第１コアの外周側にカーカスプライを配設する工程と、
幅方向両端を互いに近接させ、第１コアをカーカスプライとともにトロイダル形状に変形する工程と、
カーカスプライのトロイダル形状を保持する工程と、
トロイダル形状を保持したカーカスプライから第１コアを収縮させて抜き取る工程と、
タイヤ内面形状を有する硬質の第２コアの外周側にインナーライナーを巻き付ける工程と、
インナーライナーを巻き付けた第２コアをトロイダル形状のカーカスプライに挿入する工程と、
カーカスプライの保持を解除することにより、第２コアの外周側にカーカスプライを被せる工程と、
インナーライナー及びカーカスプライが配設された第２コアにその他のタイヤ構成部材を貼り付けて未加硫タイヤを成形する工程と、
成形された未加硫タイヤを第２コアのまま加硫する工程と、を備えることを特徴とする。

この構成によるタイヤ製造方法の作用効果を説明する。本発明のタイヤ製造方法では、円筒状の第１コアの外周側に直接カーカスプライを配設することができるので、トロイダル形状のコアに１本ずつコードを巻くのに比べ、容易に短時間で未加硫タイヤを成形することができる。また、従来技術では、インナーライナーゴム部材、サイドウォールゴム部材、カーカスプライ、ビード、ビードフィラーなどの複合体をトロイダル状に変形させていたが、本発明のタイヤ製造方法では、第１コアによりトロイダル状に変形させるのはカーカスプライのみであり、第２コアの外周側にカーカスプライを均等に収縮させることができるので、精度よくカーカスプライを配設することができる。また、カーカスプライをトロイダル状に保持しておき、この保持を解除して収縮させることでカーカスプライを容易に第２コアに被せることができる。さらに、第２コアは、タイヤ内面形状を有し、かつ硬質なので、第２コアの外周側にインナーライナーやカーカスプライを配設して未加硫タイヤを成形し、成形された未加硫タイヤを第２コアのまま加硫することで、タイヤ形状に成形した未加硫タイヤの形状を維持したまま加硫を行なうことができる。

本発明において、前記カーカスプライのトロイダル形状を、カーカスプライの外周側から吸着して保持することが好ましい。これにより、カーカスプライのトロイダル形状を容易に保持することができるとともに、吸着を解除することにより、容易に保持を解除することもできる。

本発明において、前記第２コアの外周側にカーカスプライを被せた後、第２コアの形状に沿うようにステッチャーでカーカスプライを押さえる工程を備えることが好ましい。これにより、カーカスプライをより一層精度よく確実に配設することができる。

本発明において、第２コアは、収縮可能もしくは分割可能であることが好ましい。この構成によれば、第２コアが硬質であっても、加硫工程が終了した後に収縮もしくは分割することにより、容易に加硫されたタイヤから取り外すことができる。

上記課題を解決するため本発明に係るタイヤ製造装置は、
空気を導入および排出するポンプ装置と、
ポンプ装置により空気を導入することで円筒状に変形可能な弾性体からなる袋状の第１コアと、
幅方向両端を互いに近接させ、円筒状の第１コアをトロイダル状に変形させる駆動装置と、
円筒状の第１コアの外周側に配設され、第１コアの変形によりトロイダル形状に変形させたカーカスプライを外周側から真空吸着して保持する真空吸着装置と、
インナーライナーが巻き付けられ、トロイダル形状に保持したカーカスプライに挿入される、タイヤ内面形状を有する硬質の第２コアと、
成形された未加硫タイヤを第２コアのまま加硫する加硫装置と、を備えることを特徴とする。

かかる構成によるタイヤ製造装置の作用・効果については、すでに述べた通りであり、本発明に係るタイヤ製造装置を用いることで、タイヤ形状をしたコアにカーカスプライを容易に精度よく、短時間に配設して未加硫タイヤを成形することができるとともに、タイヤ形状に成形した未加硫タイヤの形状を維持したまま加硫を行なうことができる。

タイヤ成形装置の概略構成を示す図である。 タイヤ成形装置の概略構成を示す斜視図である。 （ａ）第１コア、及び（ｂ）第２コアの正面図である。 タイヤ製造方法の手順を示す図である。

本発明に係るタイヤ製造方法及びタイヤ製造装置について、図を用いて説明する。図１は、タイヤ成形装置の概略構成を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は左側面図である。図２は、タイヤ成形装置の概略構成を示す斜視図である。図３は、（ａ）第１コア、及び（ｂ）第２コアの正面図である。図４は、タイヤ製造方法の手順を示す図である。

本発明のタイヤ製造装置は、未加硫タイヤを成形するためのタイヤ成形装置１（以下、成形装置１と称する）を備える。図１は、成形装置１の全体構成を示している。未加硫タイヤは、後述する第１コア１１及び第２コア１２の周囲に、インナーライナー、サイドウォール、カーカスプライ、ビード、ビードフィラー、ベルト、トレッドゴムなどのタイヤ構成部材を積層して成形される。未加硫タイヤは、成形装置１の成形空間１３で成形される。

成形装置１は、空気を導入および排出するポンプ装置１４を備える。ポンプ装置１４は、第１コア１１に接続されており、第１コア１１に対して、所定圧となるように空気を導入したり排出したりすることができる。

成形装置１は、弾性体からなる袋状の第１コア１１を備える。第１コア１１は、筒状の膨張部１１ｃと、膨張部１１ｃの幅方向両側の開放端をそれぞれ塞ぐ一対の円板１１ａ，１１ｂとを備える。一対の円板１１ａ，１１ｂは、本発明における第１コア１１の幅方向両端に相当する。図３の右側の円板１１ｂは、左側の円板１１ａに対して近付いたり、遠ざかったりすることができる。また、右側の円板１１ｂの外側面には、凸部１１３が形成されている。

第１コア１１の膨張部１１ｃの材料としては、ブチルゴム、クロロプレンゴム、イソプレンゴムなどが例示される。第１コア１１の中心には、軸１１２が設けられており、第１コア１１は、軸１１２を介してポンプ装置１４により空気が導入されることで、円筒状に変形する。また、第１コア１１は、内部の空気量を変化させることで、円筒状の真ん中が膨らんだいわゆるラグビーボール状に変形することもできる。

第１コア１１の軸１１２の周りには、円板状の固定用フランジ１１１が設けられている。固定用フランジ１１１の外縁部には、固定用孔１１１ａが４つ形成されている。

また、成形装置１は、第１コア１１の幅方向両端１１ａ，１１ｂを近接させる駆動装置１５を備える。駆動装置１５は、４本のレール１５２で連結されたコア取付板１７、プレス板１５１、エアシリンダ固定板１５４を備える。コア取付板１７、プレス板１５１、エアシリンダ固定板１５４は、いずれも矩形板状をしている。コア取付板１７とエアシリンダ固定板１５４は、レール１５２の両端に固定される。一方、プレス板１５１は、レール１５２に沿って移動することができる。

コア取付板１７は、中央に円状の挿入孔１７ａが形成された矩形板状をしている。第１コア１１は、挿入孔１７ａを通って、側方から成形空間１３へ挿入される。コア取付板１７には、第１コア１１の固定用フランジ１１１を固定することができる。また、コア取付板１７の外側面には、挿入孔１７ａの周りに４つの突起部１７ｂが設けられており、突起部１７ｂは、第１コア１１の固定用フランジ１１１に形成された固定用孔１１１ａに挿通される。

エアシリンダ固定板１５４には、エアシリンダ１５３の底部が固定される。エアシリンダ１５３の先端は、プレス板１５１の側面に固定されており、プレス板１５１は、エアシリンダ１５３の作用によりレール１５２に沿って移動させられる。

また、プレス板１５１の側面であって、エアシリンダ１５３の反対側には、図２に示すように凹部１５１ａが設けられている。凹部１５１ａには、第１コア１１の凸部１１３、および後述する第２コア１２の凸部１２３が嵌合する。

駆動装置１５は、上記のようにプレス板１５１をレール１５２に沿って移動させることができ、プレス板１５１をコア取付板１７へ近接させることができる。これにより、プレス板１５１が第１コア１１の円板１１ｂを押圧し、円板１１ａと円板１１ｂが近接する。円筒状またはラグビーボール状の第１コア１１は、幅方向両端である円板１１ａと円板１１ｂが近接することで膨張部１１ｃは拡径し、全体としてトロイダル状に変形する。

成形空間１３の外側には、真空吸着装置１６が四方に配置されている。真空吸着装置１６は、吸着部１６ａを有しており、対象物を吸着保持することができる。また、真空吸着装置１６は、不図示の駆動部により４つの吸着部１６ａを互いに近付ける方向、または遠ざける方向へ移動させることができる。

また、成形装置１は、第２コア１２を備える。図３（ｂ）は、第２コア１２の構成を示している。第２コア１２の外形は、製造するタイヤの内面形状をしている。第２コア１２は、アルミ、鉄、熱硬化性プラスチックなどの硬質の材料で構成される。また、第２コア１２は、収縮可能もしくは分割可能となっている。

第２コア１２の中心には、軸１２２が設けられている。軸１２２は、第２コア１２を貫くように設けられており、一方の端部には側端板１２４が備えられている。側端板１２４の外側面には、凸部１２３が形成されている。

また、軸１２２の周りには、円板状の固定用フランジ１２１が設けられている。固定用フランジ１２１の外縁部には、固定用孔１２１ａが４つ形成されている。

また、タイヤ製造装置は、未加硫タイヤを加硫する加硫装置（不図示）を備える。

本発明に係るタイヤ製造方法の手順について、図４を用いて説明する。初めに、図４（ａ）のように、第１コア１１をコア取付板１７の挿入孔１７ａから挿入し、成形空間１３に配置する。このとき、第１コア１１の円板１１ｂがプレス板１５１に当接し、第１コア１１の凸部１１３は、プレス板１５１に形成されている凹部１５１ａに嵌合する。第１コア１１の固定用フランジ１１１は、コア取付板１７に固定される。

この状態で、第１コア１１に対して、ポンプ装置１４により空気を大気圧よりも少し高めに導入することで、膨張部１１ｃを膨張させ、第１コア１１を円筒状とする。円筒状にした第１コア１１の外周側には、カーカスプライ３を１周分巻き付ける。

次いで、図４（ｂ）のように、第１コア１１に対して、ポンプ装置１４によりさらに空気を導入することで、第１コア１１は、膨張部１１ｃが膨張し、全体としてラグビーボール状に変形する。これにより、第１コア１１の外周側に巻き付けられていたカーカスプライ３もラグビーボール状に変形する。

次いで、図４（ｃ）のように、駆動装置１５のプレス板１５１をコア取付板１７へ近接させることにより、第１コア１１の円板１１ａを円板１１ｂへ近接させる。第１コア１１は、幅方向両端である円板１１ａと円板１１ｂが互いに近接することで膨張部１１ｃが拡径し、全体としてトロイダル形状に変形する。第１コア１１がトロイダル形状に変形することにより、外周側に巻き付けられたカーカスプライ３もトロイダル形状に変形する。トロイダル形状に変形させられたカーカスプライ３は、真空吸着装置１６により外周側から吸着され、トロイダル形状が保持される。

次いで、図４（ｄ）のように、真空吸着装置１６によりトロイダル形状に保持されたカーカスプライ３から、第１コア１１を幅方向へ抜き取る。このとき、第１コア１１は、ポンプ装置１４により内部の空気が排出され、図４（ａ）のような円筒状、もしくはそれよりも小さな形状にしてから抜き取られる。

次いで、図４（ｅ）のように、第２コア１２の外周にインナーライナー４を巻き付ける。

次いで、図４（ｆ）のように、インナーライナー４が巻き付けられた第２コア１２を、第１コア１１の代わりに成形空間１３へ挿入する。より具体的には、第２コア１２は、トロイダル形状に保持されたカーカスプライ３の中心に挿入される。本発明では、拡径されるのはカーカスプライ３のみであり、ビードがないので、第２コア１２を挿入することは容易である。第２コア１２の側端板１２４がプレス板１５１に当接し、第２コア１２の凸部１２３は、プレス板１５１に形成されている凹部１５１ａに嵌合する。第２コア１２の固定用フランジ１２１は、コア取付板１７に固定される。

次いで、図４（ｇ）のように、カーカスプライ３を吸着保持していた真空吸着装置１６の真空状態を解除する。これにより、吸着部１６ａによる吸着は解除され、カーカスプライ３は径方向に収縮し、第２コア１２に外周側から被さる。このとき、真空状態を解除するのみではなく、空気を送り込むようにしてもよい。

次いで、図４（ｈ）のように、インナーライナー４及びカーカスプライ３が巻き付けられた第２コア１２を成形空間１３から取り出す。取り出した第２コア１２に、その他のタイヤ構成部材、具体的にはサイドウォール、ビード、ビードフィラー、ベルト、トレッドゴムなどを取り付け、未加硫タイヤを成形する。

成形された未加硫タイヤは、不図示の加硫装置へ搬送され、第２コア１２のまま加硫される。加硫工程が終了した後には、第２コア１２を収縮もしくは分割することにより、加硫されたタイヤから取り外し、タイヤの製造工程は終了する。

＜別実施形態＞
図４（ｇ）のように、カーカスプライ３を第２コア１２に被せた後、第２コア１２の形状に沿うようにステッチャーでカーカスプライ３を押さえつけるようにしてもよい。

第２コア１２にインナーライナー４を巻き付ける工程は、上記のタイミングに限定されず、図４（ｆ）のように第２コア１２を成形空間１３へ挿入する前であればいつでもよい。

１ タイヤ成形装置
３ カーカスプライ
４ インナーライナー
１１ 第１コア
１１ａ 円板（幅方向両端）
１１ｂ 円板（幅方向両端）
１２ 第２コア
１３ 成形空間
１４ ポンプ装置
１５ 駆動装置
１６ 真空吸着装置
１６ａ 吸着部

Claims (5)

1. 弾性体からなる袋状の第１コアに空気を導入して円筒状にする工程と、
   円筒状にした第１コアの外周側にカーカスプライを配設する工程と、
   幅方向両端を互いに近接させ、第１コアをカーカスプライとともにトロイダル形状に変形する工程と、
   カーカスプライのトロイダル形状を保持する工程と、
   トロイダル形状を保持したカーカスプライから第１コアを収縮させて抜き取る工程と、
   タイヤ内面形状を有する硬質の第２コアの外周側にインナーライナーを巻き付ける工程と、
   インナーライナーを巻き付けた第２コアをトロイダル形状のカーカスプライに挿入する工程と、
   カーカスプライの保持を解除することにより、第２コアの外周側にカーカスプライを被せる工程と、
   インナーライナー及びカーカスプライが配設された第２コアにその他のタイヤ構成部材を貼り付けて未加硫タイヤを成形する工程と、
   成形された未加硫タイヤを第２コアのまま加硫する工程と、を備えるタイヤ製造方法。
2. 前記カーカスプライのトロイダル形状を、カーカスプライの外周側から吸着して保持することを特徴とする請求項１に記載のタイヤ製造方法。
3. 前記第２コアの外周側にカーカスプライを被せた後、第２コアの形状に沿うようにステッチャーでカーカスプライを押さえる工程を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載のタイヤ製造方法。
4. 第２コアは、収縮可能もしくは分割可能であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のタイヤ製造方法。
5. 空気を導入および排出するポンプ装置と、
   ポンプ装置により空気を導入することで円筒状に変形可能な弾性体からなる袋状の第１コアと、
   幅方向両端を互いに近接させ、円筒状の第１コアをトロイダル状に変形させる駆動装置と、
   円筒状の第１コアの外周側に配設され、第１コアの変形によりトロイダル形状に変形させたカーカスプライを外周側から真空吸着して保持する真空吸着装置と、
   インナーライナーが巻き付けられ、トロイダル形状に保持したカーカスプライに挿入される、タイヤ内面形状を有する硬質の第２コアと、
   成形された未加硫タイヤを第２コアのまま加硫する加硫装置と、を備えるタイヤ製造装置。

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