JP2012162014A - タイヤの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】台タイヤにクッションゴムを配設したときに、ユニフォーミティにすぐれた台タイヤを得ることを可能とするタイヤの製造方法を提供する。
【解決手段】タイヤの製造方法において、クッションゴムが配設される貼付面を有する台タイヤの最外層に位置するベルトから貼付面までの厚さを円周方向に測定して最厚の位置を検出し、押出成型装置から押し出されるクッションゴムの円周方向への巻回を最厚の位置から開始するようにした。
【選択図】図１

Description

本発明は、タイヤの製造方法に関し、特に、個別に製造されるトレッドと台タイヤとを一体にするときに、トレッドと台タイヤの間にクッションゴムが好適に配設されるタイヤの製造方法に関する。

従来、タイヤの製造方法には、タイヤの踏面となるトレッドとタイヤの基台となる台タイヤとを個別に製造し、台タイヤの外周面に未加硫のクッションゴムを配設し、クッションゴムの上面にトレッドを配設し、当該クッションゴムを加硫することによりトレッドと台タイヤとをクッションゴムを介して一体に接着するタイヤの製造方法が知られている。
台タイヤは、例えば、使用済みタイヤの摩耗したトレッド部をバフ掛け装置により切削除去することにより新品のトレッドを配設するための貼付面が形成される。貼付面の形成された台タイヤは、台タイヤを構成するスチールベルトから貼付面までの厚さ（以下ゲージ厚と記す）が周方向に測定され、測定結果から厚さが最薄となる台タイヤの軽点の位置が検出される。貼付面に巻き回されるクッションゴムは、タイヤ１本分の周長となるように押出成型機により所定の長さ及び幅となるように押出成型される。この押出成型されたクッションゴムは、コンベアなどの搬送手段によって台タイヤの貼り付け位置に搬送され、クッションゴムの先端が軽点の位置から巻き回されるようにしている。即ち、台タイヤの軽点の位置にクッションゴムの接合部が対応するように貼付面に巻回することにより、台タイヤのゲージ厚とクッションゴムの厚さとの合計が略均一となるようにし、当該クッションゴム上にトレッドを配置したときに、ユニフォーミティに優れたタイヤを製造するようにしている。

しかしながら、押出成型機から押し出されるクッションゴムの先端は、クッションゴムの温度が低いため、押出量が少なく、貼付面への巻回途中と比べて厚さが薄くなってしまう。また、巻回が終了するときには、押出量が少なくなるように制御しているため、クッションゴムの巻回の終端は、巻回途中と比べて厚さが薄くなってしまう。つまり、ゲージ厚の薄い台タイヤの軽点にクッションゴムの接合部を対応させてしまうと、クッションゴムが巻き回された台タイヤの中で、最も厚さが薄くなってしまい、タイヤのユニフォーミティを崩してしまう虞があった。

特開２００７−６２２４８号公報

本発明は、上記課題を解決するため、台タイヤにクッションゴムを配設したときにユニフォーミティに優れた台タイヤを得ることが可能なタイヤの製造方法を提供する。

前記課題を解決するための方法として、クッションゴムが配設される貼付面を有する台タイヤの最外層に位置するベルトから貼付面までの厚さを円周方向に測定して最厚の位置を検出し、押出成型装置から押し出されるクッションゴムの円周方向への巻回を最厚の位置から開始するようにした。本方法によれば、押出成型装置から押し出されるクッションゴムの巻回途中の厚さよりも薄肉に押し出されるクッションゴムの先端と、薄肉に押し出しが終了するクッションゴムの終端とが接合する接合部が、ベルトから貼付面までの厚さにおいて最厚の位置に配置されるので、本方法を用いてクッションゴムが配設された台タイヤは、台タイヤの厚さとクッションゴムの厚さとを合計した厚さが均一な、ユニフォーミティに優れたものとなる。
また、他の方法として、最外層に位置するベルトから貼付面までの厚さは、非接触式センサにより測定されるようにした。本方法によれば、貼付面を傷つけることなく最外層に位置するベルトから貼付面までの厚さを測定することができる。
また、他の方法として、非接触式センサは、渦電流式変位センサであるようにした。本方法によれば、渦電流式変位センサが、台タイヤを構成するスチールベルトを検知することができるので、貼付面を傷つけることなくスチールベルトから貼付面までの厚さを測定することができる。
また、他の方法として、最厚の位置にマーキングを行うようにした。本方法によれば、最厚の位置を目視により認識できるので、クッションゴムの巻き開始位置を正確に把握することができる。特に、台タイヤのサイド部にマーキングを行うようにすれば、トレッドを配設してタイヤとして製造された後も、クッションゴムの巻き開始位置を確認することができる。

クッションゴム貼付装置の概略構成図。 台タイヤの貼付面に配設されたクッションゴムの接合部の部分拡大図。 バフ掛け後の台タイヤの円周方向のゴム厚の分布及び台タイヤに貼着されたクッションゴムの厚さの分布図。

以下、発明の実施形態を通じて本発明を詳説するが、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではなく、また実施形態の中で説明される特徴の組み合わせのすべてが発明の解決手段に必須であるとは限らず、選択的に採用される構成を含むものである。

図１は、台タイヤ１０の貼付面１０ａにクッションゴム１１を貼り付けるクッションゴム貼付装置１の概略構成図を示す。図２は、台タイヤ１０の貼付面１０ａに巻き回されたクッションゴム１１の部分拡大図を示す。
以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。クッションゴム貼付装置１は、台タイヤ保持装置２と、搬送装置３と、クッションゴム１１の押出成型装置４と、制御装置５とを備える。
台タイヤ保持装置２に保持される台タイヤ１０は、図外のバフ装置によって使用済みのタイヤのトレッド部をバフ掛けしたものであって、タイヤの外周面が所定形状に形成される。

台タイヤ保持装置２は、一対のレール２１と、レール２１上を進退する基台２２上に立設され、装置本体２３の一側面から水平に延長し、モータの出力により回転する回転軸２４の一端側に取り付けられ、台タイヤ１０を保持するリム体２５と、回転軸２４の他端側に取り付けられ、回転軸２４の回転角度を測定するエンコーダ２８と、リム体２５に保持された台タイヤ１０の外周面に形成される貼付面１０ａからベルトまでの厚さを測定する非接触式の渦電流式変位センサ２９と、台タイヤ１０の貼付面１０ａに対してクッションゴム１１を押し慣らすステッチャー３０とを備える。

リム体２５は、異なるサイズのタイヤに対応可能なように、円筒状のホイールを放射状に分割した扇形状の複数のリムピースにより構成され、各リムピースを半径方向に移動させる図外の拡縮機構を備える。複数のリムピースによって形成されるリム体２５の外周面には、外周面を包囲する円筒状の図外のシール体が配設され、リムピースが半径方向外側に移動することにより台タイヤ１０のビード部が保持される。台タイヤ１０のビード部にシール体が当接するので、台タイヤ１０の内部空間がシール体により閉塞され、内部空間に空気を充填することにより台タイヤ１０が内圧を保持した状態でリム体２５に対して回転不能に保持される。回転軸２４の他端側には、回転軸２４の回転角度を測定するエンコーダ２８が取り付けられる。
エンコーダ２８は、制御装置５と接続され、回転軸２４の回転開始からの位相角度θを測定し、制御装置５に回転角度信号を出力する。
モータ２７は、制御装置５と接続され、制御装置５の出力する回転信号に基づき回転軸２２を回転させる。
ステッチャー３０は、装置本体２３の回転軸２４が突出する側とは反対側の装置本体２３の側面に固着され、台タイヤ１０の外周面よりも上側に延長する支持部材と、上端側から回転軸２４と平行に延長する水平支持部材とにより構成されるアーム３１と、水平支持部材に沿って移動可能に保持される押圧機構３２とを備える。押圧機構３２は、伸縮可能なシリンダ３２Ａと、シリンダ３２Ａのピストン３２Ｂの先端に回転自在に軸支されるローラ３３とにより構成される。シリンダ３２Ａは、例えば、図外のサーボモータを駆動源とし、制御装置５からサーボモータに入力される伸縮信号に基づきピストン３２Ｂが伸縮する。
ローラ３３は、ピストン３２Ｂの先端部に軸支される円筒体であって、台タイヤ１０の貼付面１０ａに巻き回されたクッションゴム１１を押し慣らす部材で、台タイヤ１０の貼付面１０ａに１周巻き付けられたシート状のクッションゴム１１を台タイヤ１０の貼付面１０ａに押し付けることによりクッションゴム１１を台タイヤ１０の外周面に馴染ませる。

渦電流式変位センサ２９は、台タイヤ１０の貼付面１０ａに対して接触及び離間可能に構成される。渦電流式変位センサ２９は、一対の車輪３５を備え、一対の車輪３５を台タイヤ１０の貼付面１０ａに接触させることにより、渦電流式変位センサ２９が台タイヤ１０の貼付面１０ａに対して一定の距離を保ちつつ台タイヤ１０の有する複数のスチールベルト１３Ａ乃至１３Ｃのうち最外層に位置するスチールベルト１３Ｃから貼付面１０ａまでのゴム厚さＤを測定する。
具体的には、渦電流式変位センサ２９は、内蔵されるコイルに交流の電流を流した状態でコイルを導電体に近づけることにより導電体に渦電流を生じさせ、渦電流によって生じた交流磁界がコイルに対して生じさせるインピーダンスの変化を測定することによりスチールベルト１３Ｃから貼付面１０ａまでの距離を検出する。即ち、台タイヤ１０が有するベルト層に含まれるスチールベルトのうち、渦電流式変位センサ２９に最も近接するスチールベルト１３Ｃ（タイヤ半径方向の最も外側に位置するスチールベルト１３Ｃ）に渦電流が発生したときのインピーダンスの変化を測定し、スチールベルト１３Ｃから渦電流式変位センサ２９までの距離を表す電圧がゴム厚さＤとして出力される。

リム体２５に保持された台タイヤ１０の貼付面１０ａの延長方向には、クッションゴム１１を搬送する搬送装置３が配置される。
搬送装置３は、例えば、ローラコンベアによって構成され、後述の押出成型装置４から押出成型される帯状のクッションゴム１１を台タイヤ１０の貼付面１０ａに対して所定の位置まで搬送するとともに、台タイヤ１０の回転速度に対応して、台タイヤ１０の貼付面１０ａに搬送するクッションゴム１１の搬送速度を制御することにより台タイヤ１０の貼付面１０ａの円周方向へのクッションゴム１１の巻き付けを可能にする。

クッションゴム１１の押出成型装置４は、搬送装置３の上流側に配置され、クッションゴム１１の材料が投入されるホッパ４１と、ホッパ４１から投入された材料を回転しつつ練りながら押出し口４２へと移動させるスクリュー４３と、スクリュー４３により練られたクッションゴム１１を所定形状の断面に成型する押出し口４２とを備える。クッションゴム１１の押し出しは、巻付け対象たる台タイヤ１０の１本毎に行われ、制御装置５から出力される成型信号に基づきクッションゴム１１の押出成型装置４が動作する。押出し口４２から押し出されるクッションゴム１１は、断面矩形状の一定幅の帯状に成型され、１回の押出量は、略台タイヤの外周１周分に対応するように設定される。つまり、クッションゴム１１は、予め台タイヤ１０のトレッド幅に対応する幅に成型され、台タイヤの外周長に対応する一定長に切断される。

制御装置５は、台タイヤ１０の貼付面１０ａの円周方向に亘って測定されるスチールベルトから渦電流式変位センサ２９までの距離を表す電圧をゴム厚さＤとして記憶し、円周方向に変化するゴム厚さＤのうちスチールベルト１３Ｃから渦電流式変位センサ２９までの厚さが最も厚い最厚位置Ｄmax及び位相角度θを検出する。そして、最厚位置Ｄmaxがクッションゴム１１の巻回開始位置Ｋ１に位置するようにモータ２７に回転信号を出力する。

以上の構成を有するクッションゴム貼付装置１を用いて、更生タイヤを製造する方法について説明する。
まず、クッションゴム貼付装置１でクッションゴム１１を貼着する前の前段において、例えば、使用済みタイヤのトレッド部が図外のバフ装置によって除去され、台タイヤ１０の貼付面１０ａが所定形状に形成される。

次に、台タイヤ１０をバフ装置から取り外し、台タイヤ保持装置２のリム体２５に取り付ける。
次に、リム体２５を回転させて台タイヤ１０の重点を以下の手順により検出する。まず、渦電流式変位センサ２９による測定位置がタイヤ幅方向中心となるように渦電流式変位センサ２９の車輪３５を台タイヤ１０の貼付面１０ａに当接させる。次に、渦電流式変位センサ２９に交流電流を流すとともに、モータ２７に回転信号を出力して回転軸２４を回転させ、台タイヤ１０を回転させる。渦電流式変位センサ２９のコイルに流れる交流電流によってタイヤ半径方向の最も外側に位置するスチールベルト１３Ｃに渦電流が生じ、渦電流は渦電流式変位センサ２９のコイルに対して逆起電力が生じ、渦電流式変位センサ２９に電圧の変化が生じる。即ち、スチールベルト１３Ｃから渦電流式変位センサ２９までの距離が、台タイヤ１０の位相角度θの変化に伴って電圧の変化として測定され、制御装置５に出力される。制御装置５に入力された電圧の変化は、ゴム厚さＤの変化として測定される。渦電流式変位センサ２９に生じる台タイヤ１０の１周分の電圧の変化は、制御装置５に記憶される。次に、制御装置５は、記憶した電圧の変化から、ゴム厚さＤの最厚位置Ｄmaxとその位相角度θを検出し、台タイヤ１０の重点として記憶する。なお、位相角度θは、ゴム厚さＤの測定開始位置Ｐ１を基準位置０°とし、エンコーダ２８の出力する０°から３６０°までの角度信号と、ゴム厚さＤとが対応して記憶される。
また、重点には、図外のマーキング装置により台タイヤ１０の側面に、例えば、スタンプによる最厚位置Ｄmaxを示すマーキングが施される。よって、外観上からも台タイヤ１０の貼付面１０ａのどの位置が最厚の位置か視認することができる。

次に、制御装置５は、台タイヤ１０の回転を制御して、最厚位置Ｄmaxが、クッションゴム１１の巻回開始位置Ｋ１に位置するように、台タイヤ１０の回転を制御する。具体的には、検出された最厚位置Ｄmaxが最も上に位置するように回転軸２４を回転させる。
次に、制御装置５は、クッションゴム１１の押出成型装置４にクッションゴム１１の押出し開始信号を出力して、巻回対象となる台タイヤの外周面１周分の周長となるように、クッションゴム１１を押出成型させる。押出成型装置４から押し出されたクッションゴム１１は、搬送装置３上に排出される。また、押し出されたクッションゴム１１に張力が作用しないようにスクリュー４３による押出し速度に対応して搬送速度が制御される。
タイヤ１周分の長さに成型されたクッションゴム１１は、搬送装置３によって台タイヤ１０の貼付面１０ａと対向する巻回開始位置Ｋ１まで搬送される。巻回開始位置Ｋ１まで搬送されたクッションゴム１１は、クッションゴム１１の巻付け開始端（先端）１１ａが、台タイヤ１０のゴム厚さＤの最厚位置Ｄmaxに配置され、クッションゴム１１の巻回が開始される。具体的には、クッションゴム１１の先端１１ａが、台タイヤ１０の最厚位置Ｄmaxに配置されると、台タイヤ１０を保持するリム体２５が回転を開始し、台タイヤ１０の貼付面１０ａの回転する周速と、搬送装置３の搬送速度が一致するように制御装置５により制御され、クッションゴム１１の巻付け終了端（後端）１１ｂまでの巻き付けが終了すると、クッションゴム１１の先端１１ａと後端１１ｂとは、図２に示すように、巻回開始位置Ｋ１で突き合わせ状態で接合する。
上記構成とする理由としては、搬送装置３がクッションゴム１１を搬送する速度が、台タイヤ１０の貼付面１０ａの回転する周速よりも遅い場合、クッションゴム１１が台タイヤ１０の回転により張力が作用することにより伸びてしまう虞があるためである。また、搬送装置３がクッションゴム１１を搬送する速度が、台タイヤ１０の貼付面１０ａの回転する周速よりも速い場合、巻回開始位置Ｋ１にクッションゴム１１が強制的に搬送されてしまうため、台タイヤ１０の貼付面１０ａにおいてクッションゴム１１が余剰状態となってしまい、均一に巻き付けられなくなってしまう虞があるためである。
次に、制御装置５は、ステッチャー３０に慣らし信号を出力し、ローラ３３をクッションゴム１１に当接させたのちに台タイヤ１０を回転させ、クッションゴム１１を貼付面１０ａに押圧して馴染ませる。押圧されたクッションゴム１１は、クッションゴム１１の接合位置となる先端１１ａと後端１１ｂとが密着され、クッションゴム１１が均一に貼付面１０ａ上に貼り付けられる。
以上の工程により、台タイヤ１０の貼付面１０ａへのクッションゴム１１の巻き付けが終了する。

次に、搬送装置３上をクッションゴム１１の押出成型装置４よりも上流から加硫済みのトレッドが搬送され、クッションゴム１１が貼付された台タイヤ１０の外周面にトレッドが配設される。
次に、トレッドが配設された台タイヤは、例えば、エンベロープによって外表面全体が覆われ、図外の加硫装置によりクッションゴムを加硫することによりタイヤが製造される。

よって、台タイヤ１０の貼付面１０ａのクッションゴム１１を巻回するタイミングを制御することにより、クッションゴム１１の接合位置、即ち、巻付け開始端１１ａと巻付け終了端１１ｂとの接合位置が、台タイヤ１０の最厚位置Ｄmax上となるように貼り付けることができる。

以上説明したように、押出成型装置４によって成型されたクッションゴム１１を台タイヤ１０に配設する場合、クッションゴム１１の先端１１ａと後端１１ｂとを台タイヤ１０のゴム厚さＤの最も厚い最厚位置Ｄmaxで接合するようにしたことで、クッションゴム１１の厚さとゴム厚さＤとを足し合わせた厚さが周方向に均一となり、スチールベルト１３Ｃより半径方向外側の重量バランスが均一となり、タイヤの回転時のアンバランスが減少し、走行時の振動を低減させることが可能なタイヤを製造することができる。

［実験例］
図３（ａ）は、バフ掛け後の台タイヤ１０の円周方向のゴム厚さＤの分布を示す。図３（ｂ）は、台タイヤ１０の１周分の周長におけるクッションゴム１１の厚さの分布を示す。
図３（ａ）において、横軸は、位相角度θを示し、縦軸は、測定開始位置Ｐ１を基準としたゴム厚さＤの変化量（無次元）を示す。図３（ａ）に示されるように、バフがけされた台タイヤ１０のゴム厚さＤは、円周方向に周期的に変化している。台タイヤ１０の貼付面１０ａのうち、ゴム厚さＤが最も厚い最厚位置Ｄmaxに、押出成型装置４から押出成型されたクッションゴム１１の先端１１ａを配置し、貼付面１０ａに巻回することにより、クッションゴム１１の厚さにゴム厚さＤを足し合わせた厚さの周方向の変化量は、図３（ｂ）に示す結果となる。
即ち、測定開始位置Ｐ１から位相角度９０°がゴム厚さＤの最厚位置Ｄmaxであったが、クッションゴム１１を巻き回したあとの位相角度９０°では、ゴム厚さＤにクッションゴム１１の厚さを足し合わせた厚さが他の部位よりもやや薄くなり、タイヤ１周分の変化量の幅は、ゴム厚さＤの変化量の幅よりも小さくなっていることが示された。つまり、円周方向の重量バランスが優れたことを示している。

なお、上記実施形態の図２で示すように、クッションゴム１１の突き合わせ位置を最厚位置Ｄmaxとなるように巻き回したが、クッションゴム１１の先端１１ａと後端１１ｂとが最厚位置Ｄmaxの位置で重なり合うように巻き回しても良い。
また、クッションゴム１１を台タイヤ１０の外周長に対応する長さに切断してから、搬送装置３により台タイヤ１０の貼付面１０ａに搬送しているが、押出成型装置４からクッションゴム１１を押出成型しつつ台タイヤ１０の貼付面１０ａに巻き付けるようにしても良い。

また、クッションゴム貼り付け装置１に渦電流式変位センサ２９を設け、リム体２５に台タイヤ１０を取り付けたのちにゴム厚さＤの最厚の最厚位置Ｄmaxを検出しているが、使用済みのタイヤをバフ掛けするバフ装置にゴム厚さＤを測定する渦電流式変位センサ２９を設けて、スチールベルト１３Ｃから貼付面１０ａまでの厚さを測定するとともに、最厚位置Ｄmaxを検出した後に台タイヤ１０の側面にマーキングするようにしても良い。
スチールベルト１３Ａ乃至１３Ｃのうち最外層に位置するスチールベルト１３Ｃから貼付面１０ａまでのゴム厚さＤを測定するとして説明したが、台タイヤ１０を構成するベルト構造のうち、スチール製のいずれかのベルトが渦電流式変位センサ２９による測定対象であれば、測定対象たるスチールベルトから貼付面１０ａまでのゴム厚さＤを検出することができるので、上述した方法によりクッションゴム１１を巻回することにより、重量バランスの良いユニフォーミティに優れたタイヤを製造することができる。
タイヤにスチールベルトが用いられていない場合には、他の非接触式センサにより複数のベルトのうち最外層に位置するベルトから貼付面１０ａまでの厚さを測定すれば良い。この場合、厚さの測定位置は、最外層に位置するベルトから貼付面１０ａまでに限らず、台タイヤ１０の内面から貼付面１０ａまでの厚さを円周方向に測定するようにしても良い。
また、台タイヤ１０は、使用済みタイヤのトレッド部を除去することにより貼付面１０ａを形成するとして説明したが、新品のトレッドゴムを備えない台タイヤであっても、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態に多様な変更、改良を加え得ることは当業者にとって明らかであり、そのような変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることは、特許請求の範囲の記載から明らかである。

１ クッションゴム貼付装置、２ 台タイヤ保持装置、３ 搬送装置、
４ 押出成型装置、５ 制御装置、１０ 台タイヤ、１０ａ 貼付面、
１１ クッションゴム、１１ａ 巻付け開始端（先端）、
１１ｂ 巻付け終了端（後端）、２１ レール、２２ 基台、２３ 装置本体、
２４ 回転軸、２５ リム体、２８ エンコーダ、２９ 渦電流式変位センサ、
３０ ステッチャー、３１ アーム、３２ 押圧機構、３２Ａ シリンダ、
３２Ｂ ピストン、３３ ローラ、３５ 車輪、４１ ホッパ、４２ 押出し口、
４３ スクリュー、Ｄ ゴム厚さ、Ｄmax 最厚位置、Ｋ１ 巻回開始位置、
Ｐ１ 測定開始位置。

Claims (4)

1. クッションゴムが配設される貼付面を有する台タイヤの最外層に位置するベルトから前記貼付面までの厚さを円周方向に測定して最厚の位置を検出し、
   押出成型装置から押し出される前記クッションゴムの円周方向への巻回を前記最厚の位置から開始するタイヤの製造方法。
2. 最外層に位置するベルトから前記貼付面までの厚さは、非接触式センサにより測定されることを特徴とする請求項１に記載のタイヤの製造方法。
3. 前記非接触式センサは、渦電流式変位センサであることを特徴とする請求項２に記載のタイヤの製造方法。
4. 前記最厚の位置にマーキングを行うことを特徴とする請求項１乃至請求項３いずれかに記載のタイヤの製造方法。

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