JP2013111875A - 空気入りタイヤの製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ＲＦＶ波形のバラツキを充分に小さくすることができる空気入りタイヤの製造装置を提供する。
【解決手段】１ｓｔカバーを保持する保持手段と、保持手段を支持する主軸とを有し、１ｓｔカバー内に加圧流体を流入させて１ｓｔカバーをインフレ―トするシェーピングフォーマーと、インフレートされた１ｓｔカバーに２ｎｄカバーをステッチするためのステッチ手段とを備えており、軸端部から加圧流体を導入して１ｓｔカバー内に加圧流体を流入させる流路が主軸に形成され、主軸の軸端部がロータリージョイント部により加圧流体の供給配管に接続され、加圧流体の流体圧を測定する圧力センサーがロータリージョイント部に設置されている空気入りタイヤの製造装置。
【選択図】図１

Description

本発明は、インフレート状態にした１ｓｔカバーに２ｎｄカバーを貼り合わせ（ステッチ）てドッキングする空気入りタイヤの製造装置に関する。

生タイヤを形成する場合、予め成形された円筒状の１ｓｔカバーをシェーピングフォーマーにセットした後、１ｓｔカバー内に加圧空気（シェーピングエアー）を充填して所定のシェーピング圧でインフレートさせ、インフレート状態の１ｓｔカバーの表面に２ｎｄカバーをステッチしてドッキングすることが行われている（例えば特許文献１）。

特開２００７−２２０４５号公報

しかしながら、上記のように形成された生タイヤを加硫して得られた製品タイヤにおいて、ＲＦＶ波形に大きなバラツキが発生している場合があった。このようなＲＦＶ波形のバラツキは、操縦安定性や乗り心地に大きく影響する。

本発明は、上記の問題に鑑み、加硫タイヤにおけるＲＦＶ波形のバラツキを充分に小さくすることができる空気入りタイヤの製造技術を提供することを課題とする。

請求項１に記載の発明は、
１ｓｔカバーを保持する保持手段と、前記保持手段を支持する主軸とを有し、前記１ｓｔカバー内に加圧流体を流入させて前記１ｓｔカバーをインフレ―トするシェーピングフォーマーと、
インフレートされた前記１ｓｔカバーに２ｎｄカバーをステッチするためのステッチ手段と
を備えており、
軸端部から加圧流体を導入して前記１ｓｔカバー内に加圧流体を流入させる流路が前記主軸に形成され、
前記主軸の前記軸端部がロータリージョイント部により前記加圧流体の供給配管に接続され、
加圧流体の流体圧を測定する圧力センサーが前記ロータリージョイント部に設置されていることを特徴とする空気入りタイヤの製造装置である。

本発明によれば、加硫タイヤにおけるＲＦＶ波形のバラツキを充分に小さくすることができる空気入りタイヤの製造装置を提供することができる。

本発明の実施の形態に係る空気入りタイヤの製造装置によるシェーピング設定値と実際のシェーピング内圧との関係を示す図である。 従来例の空気入りタイヤの製造装置によるシェーピング設定値と実際のシェーピング内圧との関係を示す図である。 本発明の実施の形態に係る空気入りタイヤの製造装置および加圧空気の配管を模式的に示した図である。 実際のシェーピング圧力と加圧空気の配管内の圧力の測定値との関係を示す図である。 実際のシェーピング圧力と加圧空気の配管内の圧力の測定値との関係を示す図である。 ＲＦＶ波形のバラツキの実験結果を示す図である。 ＲＦＶ波形のバラツキの実験結果を示す図である。 低速ＲＦＶの測定結果を示す図である。 高速ＲＦＶおよび高速ＴＦＶの測定結果を示す図である。 トレッドステッチを説明する図である。 シェーピング圧力が不安定な状況下でトレッドステッチが開始されている状態を示す図である。

本発明者は、上記した従来の問題が発生した要因につき検討する過程で、１ｓｔカバーをインフレートする際の１ｓｔカバー内圧（シェーピング内圧）に着目するに至った。

即ち、トレッドステッチ開始時のシェーピング内圧が不安定なままステッチが開始されると、１ｓｔカバーが不安定にインフレートされたまま２ｎｄカバーがドッキングされるため、ＲＦＶ波形、ＲＦＶレベルσの悪化を招く。特に、タイヤ径が大きいサイズの場合にはローカバー内の容積が大きくなるため、シェーピング流量が追いつかず、このような問題が発生しやすい。

図１０および図１１は、このような状況をイメージ図で示したものであり、本来は図１０のようにローカバー内の圧力を安定させる必要があるにも拘わらず、実際には図１１のようにローカバー内の圧力が不安定になっている場合がある。このような状態でステッチが開始されると、前記の通りＲＦＶ等の悪化を招く。

本発明者は、このようなシェーピング内圧の不安定の原因について、以下のように考えた。

即ち、シェーピング実内圧（実際のシェーピング内圧）はＴＰＭＳ（Ｔｉｒｅ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）を用いることにより正確に測定することができるが、生産工程においてはフォーマー回転時に落下する恐れがあり使用することができないため、ローカバー内の圧力を直接に測定せず、シェーピングエアを供給する２次側配管の電磁弁近傍で測定している。その結果、シェーピング実内圧との間に差異が生じているため、シェーピング内圧の不安定が発生していると考えた。

このため、次に以下の実験を行った。

最初に、径サイズが異なる３種類のタイヤ（２４５／７０Ｒ１６、２６５／７５Ｒ１６、２８５／７５Ｒ１６）を従来の条件のまま、ローカバー内の圧力を２次側配管の電磁弁近傍で設定して、シェーピングし、それぞれの場合におけるシェーピング実内圧を測定した。

結果を図２に示す。なお、図２において、縦軸は圧力、横軸は１ｓｔカバーをシェーピングフォーマーにセットした後の経過時間であり、実線は２４５／７０Ｒ１６、一点鎖線は２６５／７５Ｒ１６、破線は２８５／７５Ｒ１６におけるシェーピング実内圧の時間的変化を示している。そして、縦に引かれた太い実線、一点鎖線、破線は、それぞれのタイヤのステッチ開始タイミングを示している。また、凹凸のある太破線は、前記した従来の測定箇所におけるシェーピング圧力の設定値の変化を示している。

図２に示す結果より、シェーピング圧力の設定値とシェーピング実内圧との間には差異があり、その差異はタイヤサイズが大きくなるに伴い大きくなっていることが分かった。

そこで、次に、最適な測定箇所について検討を行った。その結果、シェーピングフォーマーの主軸のロータリージョイント部で測定した場合、シェーピング圧力の設定値とシェーピング実内圧とに差異が殆どないことが分かり、ロータリージョイント部が最適な測定箇所であることが分かった。

この点について図３〜図５を用いて説明する。図３に、シェーピングエアの供給経路を模式的に示す。図３において、Ｐ１は１ｓｔカバー（ローカバー）内の圧力、即ち、シェーピング内圧を測定する圧力センサー（ＴＰＭＳ）、Ｐ２は前記したシェーピングフォーマーの主軸のロータリージョイント部における圧力を測定する圧力センサー、Ｐ３は従来シェーピング圧力の設定を行ってきた箇所の圧力を測定する圧力センサーである。また、５１は主軸、５２は流路、５３はシェーピングフォーマー、５４はロータリージョイント部、５５は加圧流体の供給配管である。

図４は、１ｓｔカバー内にシェーピングエアを供給した際の各位置における圧力を測定した結果を示す図である。図４より、シェーピング実内圧Ｐ１は、従来の設定圧Ｐ３とでは差異が大きいが、Ｐ２とではほぼ１：１で対応していることが分かる。

そして、図５は、Ｐ２におけるシェーピングエア圧の時間的変化を測定した図であり、３５秒後にＰ１での圧力を測定した場合、Ｐ２と同じ０．２ＭＰａとなっており、１：１で対応していることが分かる。

以上より、Ｐ２、即ち、シェーピングフォーマーの主軸のロータリージョイント部でシェーピング圧を管理できるように構成された空気入りタイヤの製造装置を用いることにより、シェーピング実内圧を精度高く管理できることが分かる。そして、このようにしてシェーピング圧を管理することにより、適切にインフレートされた状態で２ｎｄカバーをステッチしてドッキングすることが可能となるため、ＲＦＶ波形のバラツキが小さなタイヤを提供することができる。

上記の製造装置は、具体的には、以下のように特定される。

１ｓｔカバーを保持する保持手段と、前記保持手段を支持する主軸とを有し、前記１ｓｔカバー内に加圧流体を流入させて前記１ｓｔカバーをインフレ―トするシェーピングフォーマーと、
インフレートされた前記１ｓｔカバーに２ｎｄカバーをステッチするためのステッチ手段と
を備えており、
軸端部から加圧流体を導入して前記１ｓｔカバー内に加圧流体を流入させる流路が前記主軸に形成され、
前記主軸の前記軸端部がロータリージョイント部により前記加圧流体の供給配管に接続され、
加圧流体の流体圧を測定する圧力センサーが前記ロータリージョイント部に設置されていることを特徴とする空気入りタイヤの製造装置。

次に、本発明者がさらに検討を進めたところ、従来方法において、シェーピング内圧が不安定となった原因は、上記したシェーピング実内圧の管理だけでなく、加圧方法にも問題があることが分かった。

即ち、図２に示すように、従来は、シェーピング圧力の設定を、最初は超高圧とし、その後低圧に切り替え、さらにステッチ開始のタイミングに合わせて高圧としていた。このため、シェーピング実内圧が充分に上がっていない状態でステッチが開始されるため、ステッチの初期段階では、シェーピング内圧が不安定となり、ＲＦＶのバラツキを招いていたことが分かった。

そこで、本発明者は、従来方法における低圧への切り替えを廃止して、図１に示すように、超高圧の後、直ちに高圧と設定したところ、ステッチの初期時には既に充分なシェーピング内圧となっており、安定したシェーピング内圧の下でステッチを行うことができることが分かった。そして、この結果、ＲＦＶのバラツキを小さくすることが可能となった。

そして、このような方法を採用した場合、適切にシェーピング内圧を管理することができるため、ショルダー閉速度を速くすることが可能となり、工程のサイクルアップが可能となることも分かった。

次に、本発明の空気入りタイヤの製造装置を用いてシェーピング圧力を管理しながら、図１に示すシェーピング内圧の新規の設定方法と、図２に示す従来の設定方法について、タイヤのユニフォミティ特性の評価を行った。

評価は、「２４５／７０Ｒ１６」、「ＬＴ２６５／７５Ｒ１６」、「ＬＴ２８５／７５Ｒ１６」の３種のタイヤを用いて行った。

具体的には、各タイヤについてＲＦＶ、ＲＨ１の平均値、σ、ＲＦＶ波形の形状のバラツキについて評価した。

図６、図７にタイヤサイズの最も大きな「ＬＴ２８５／７５Ｒ１６」のタイヤの試験結果を示す（Ｎ＝４）。

図６は、従来方法で作成されたタイヤのＲＦＶ波形を示す。図６において横軸はタイヤ周方向を角度（０〜３６０°）で示し、縦軸はＲＦＶ値を示す。

図７は、新規方法で作成されたタイヤのＲＦＶ波形を示す。図７の横軸および縦軸は図６と同じである。

図６および図７から、新規方法は、従来方法と比べて、ＲＦＶ波形のバラツキが減少していることが分かる。

次に、表１に示すように、ステッチ開始時の圧力を、従来方法では０．１２ＭＰａに、新規方法では０．２０ＭＰａにそれぞれ設定して上記の３種のタイヤを作成し、低速ＦＶについて試験を行って、ユニフォミティ特性を評価した。

結果を図８に示す。図８において縦軸は低速ユニフォミティレベル（単位：Ｎ）を示し、横軸はＲＦＶの平均値およびσ、ＲＨ１の平均値およびσを示している。

図８（ａ）は「２４５／７０Ｒ１６」の試験結果を示す。図８（ａ）より、新規方法ではＲＦＶのσが改善していることが分かる。図８（ｂ）は「ＬＴ２６５／７５Ｒ１６」の試験結果を示す。図８（ｂ）より、新規方法ではＲＦＶおよびＲＨ１の平均値が改善していることが分かる。また、図８（ｃ）は「ＬＴ２８５／７５Ｒ１６」」のタイヤの試験結果を示す。図８（ｃ）より、ＲＦＶおよびＲＨ１のそれぞれの平均値およびσが改善していることが分かる。以上より総合的に判断して、新規方法ではユニフォミティ特性が改善されていることが分かる。

次に、低速ＦＶの改善量が大きかった「ＬＴ２８５／７５Ｒ１６」のタイヤについて、高速ＦＶの試験を行ってＲＦＶ、ＴＦＶを測定した。結果を図９に示す。

図９（ａ）はＲＦＶの測定結果を示す。図９（ａ）において縦軸は高速ユニフォミティレベル（単位：Ｎ）を示し、横軸はＲＦＶの平均値およびσ、ＲＨ１の平均値およびσを示している。図９（ａ）より、新規方法ではＲＦＶのσ、ＲＨ１の平均値およびσが改善していることが分かる。

また、図９（ｂ）はＴＦＶの測定結果を示す。図９（ｂ）において縦軸は高速ユニフォミティレベル（単位：Ｎ）を示し、横軸はＴＦＶの平均値およびσ、ＲＨ１の平均値およびσを示している。図９（ｂ）より、新規方法ではＴＦＶの平均値、ＴＦＶ１Ｈのσ、ＴＦＶ２Ｈの平均値およびσが改善していることが分かる。

以上より総合的に判断して、新規方法ではユニフォミティ特性が改善されていることが分かる。

このように、超高圧の後、低圧にすることなく直ちに高圧にする新規方法でシェーピング内圧をかけることにより、ユニフォミティ特性が改善されることが分かる。

以上、本発明を実施の形態に基づいて説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではない。本発明と同一および均等の範囲内において、上記の実施の形態に対して種々の変更を加えることができる。

５１ 主軸
５２ 流路
５３ シェーピングフォーマー
５４ ロータリージョイント部
５５ 加圧流体の供給配管
Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３ 圧力センサー

Claims (1)

1. １ｓｔカバーを保持する保持手段と、前記保持手段を支持する主軸とを有し、前記１ｓｔカバー内に加圧流体を流入させて前記１ｓｔカバーをインフレ―トするシェーピングフォーマーと、
   インフレートされた前記１ｓｔカバーに２ｎｄカバーをステッチするためのステッチ手段と
   を備えており、
   軸端部から加圧流体を導入して前記１ｓｔカバー内に加圧流体を流入させる流路が前記主軸に形成され、
   前記主軸の前記軸端部がロータリージョイント部により前記加圧流体の供給配管に接続され、
   加圧流体の流体圧を測定する圧力センサーが前記ロータリージョイント部に設置されていることを特徴とする空気入りタイヤの製造装置。

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