JP2017001373A - 空気入りタイヤの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 加硫金型を閉じる際における、トレッドモールドとサイドモールドとの間のゴム噛みを抑制する。【解決手段】 剛性中子１上で生タイヤＴを形成する生タイヤ形成工程Ｋ１と、加硫金型２に生タイヤＴを剛性中子１ごと投入して加硫成形を行う加硫工程Ｋ３との間に、溝形成工程Ｋ２を具える。溝形成工程Ｋ２では、生タイヤＴの表面かつトレッド成形面８Ｓとサイドウォール成形面１０Ｓとが接合する位置Ｐに、タイヤ周方向に連続してのびるゴム噛み防止溝２０を形成する。【選択図】図５

Description

本発明は、加硫金型を閉じる際における、トレッドモールドとサイドモールドとの間のゴム噛みを抑制しうる空気入りタイヤの製造方法に関する。

従来の空気入りタイヤの製造方法では、生タイヤを仕上がりタイヤ（加硫済みのタイヤ）よりも小さく形成し、加硫成形時、内圧充填によって生タイヤを加硫金型内で膨張させ、生タイヤの外面を金型内面に押し付けることにより加硫成形を行っている。

これに対して、近年、タイヤの形成精度を高めるため、剛性中子を用いた方法（以下中子工法という場合がある。）が提案されている（例えば特許文献１、２参照。）。この中子工法では、剛性中子上でタイヤ構成部材を順次貼り付けることにより、仕上りタイヤとほぼ等しい形状の生タイヤが形成される。そしてこの生タイヤを、剛性中子ごと加硫金型内に投入することにより、内型である剛性中子と外型である加硫金型との間に挟まれて、生タイヤが加硫成形される。

しかしこの中子工法では、前述のように、生タイヤが仕上がりタイヤとほぼ等しい形状に形成されている。そのため、図８に示すように、生タイヤｔが投入された加硫金型ａを閉じる際、トレッドモールドａ１とサイドモールドａ２との間で、ゴム噛みｃが発生しやすい。このゴム噛みｃは、加硫後、薄い膜となって割面ｄに付着してしまう。そのためタイヤを加硫成形する毎に、割面ｄから膜を取り除く除去作業が必要となり、タイヤの生産効率の低下を招く。

特開２０１４−７３６２０号公報 特開２０１４−７３６１８号公報

本発明は、加硫金型を閉じる際における、トレッドモールドとサイドモールドとの間のゴム噛みを抑制しうる空気入りタイヤの製造方法を提供することを課題としている。

本発明は、剛性中子上に、未加硫のタイヤ構成部材を順次貼り付けることにより生タイヤを形成する生タイヤ形成工程、
トレッド成形面を有するトレッドモールドとサイドウォール成形面を有するサイドモールドとを含む加硫金型内に、前記生タイヤを剛性中子ごと投入して加硫成形を行う加硫工程とを具える空気入りタイヤの製造方法であって、
前記生タイヤ形成工程と加硫工程との間に、生タイヤ形成工程により形成された生タイヤの表面かつ前記トレッド成形面とサイドウォール成形面とが接合する位置に、タイヤ周方向に連続してのびるゴム噛み防止溝を形成する溝形成工程を具えることを特徴としている。

本発明に係る前記空気入りタイヤの製造方法では、前記溝形成工程は、タイヤ軸心廻りで回転する生タイヤの表面に、溝形成ローラを押付けることにより前記ゴム噛み防止溝を形成することが好ましい。

本発明に係る前記空気入りタイヤの製造方法では、前記溝形成ローラは、生タイヤへの押付けに先駆け、加熱手段により加熱されることが好ましい。

本発明に係る前記空気入りタイヤの製造方法では、前記生タイヤは、溝形成ローラによる押付けに先駆け、ゴム噛み防止溝の形成位置が加熱手段により加熱されることが好ましい。

本発明に係る前記空気入りタイヤの製造方法では、前記ゴム噛み防止溝の形成位置は、６０〜７０℃に加熱されることが好ましい。

本発明に係る前記空気入りタイヤの製造方法では、前記加熱手段は、非接触式のヒータであることが好ましい。

本発明は叙上の如く、生タイヤ形成工程と加硫工程との間に、溝形成工程を具える。この溝形成工程では、生タイヤの表面かつトレッド成形面とサイドウォール成形面とが接合する位置に、タイヤ周方向に連続してのびるゴム噛み防止溝を形成する。そのため、仕上がりタイヤとほぼ同形状に形成された生タイヤに対しても、加硫金型を閉じる際、トレッドモールドとサイドモールドとの間に生タイヤのゴムの一部が入り込むのを抑えることができる。即ち、ゴム噛みを抑制でき、生産効率を向上しうる。

本発明の空気入りタイヤの製造方法における生タイヤ形成工程を示す断面図である。 生タイヤ形成工程に用いる剛性中子の分解斜視図である。 加硫工程を示す断面図である。 溝形成工程を示す斜視図である。 溝形成ローラによるゴム噛み防止溝の形成を示す断面図である。 溝形成ローラによるゴム噛み防止溝の形成を示す断面図である。 ゴム噛み防止溝による作用を示す部分断面図である。 トレッドモールドとサイドモールドとの間のゴム噛みを示す部分断面図である。

以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。
本実施形態の空気入りタイヤの製造方法は、剛性中子１を用いて生タイヤＴを形成する生タイヤ形成工程Ｋ１（図１に示す）、生タイヤＴを剛性中子１ごと加硫金型２に投入して加硫成形を行う加硫工程Ｋ３（図３に示す）、及び前記生タイヤ形成工程Ｋ１と加硫工程Ｋ３との間に行う溝形成工程Ｋ２（図４〜６に示す）を具える。

図１に示すように、剛性中子１は、外表面に生タイヤ成形面３Ｓを有する中子本体３を具える。生タイヤ成形面３Ｓは、加硫後の仕上がりタイヤの内腔面とほぼ等しい形状を有する。そして、生タイヤ形成工程Ｋ１では、前記生タイヤ成形面３Ｓ上に、未加硫のタイヤ構成部材Ｇを順次貼り付けることにより、仕上がりタイヤとほぼ同形状の生タイヤＴが形成される。

タイヤ構成部材Ｇとしては、特に規制されないが、例えばインナライナゴムＧ_１、カーカスプライＧ_２、ベルトプライＧ_３、ビードコアＧ_４、クリンチゴムＧ_５、サイドウォールゴムＧ_６、トレッドゴムＧ_７等を挙げることができる。

本例の生タイヤＴは、トレッド表面Ｔｓに、タイヤ周方向にのびる周方向溝ｇが配される。これにより、トレッド表面Ｔｓは、周方向溝ｇである海部と、残部である陸部とに区画される。

前記周方向溝ｇは、生タイヤ形成工程Ｋ１において形成される。本例では、例えばリボン状の未加硫のゴムストリップを螺旋状に巻き重ねることにより前記トレッドゴムＧ_７が形成される。このとき、巻きピッチ等を制御することで、前記周方向溝ｇが所定の位置かつ所定の形状で形成される。なお仕上がりタイヤには、周方向溝ｇ以外のトレッド溝、例えばラグ溝、サイピング等が形成されるが、これらは加硫工程Ｋ３における加硫金型２によって凹設される。

前記剛性中子１として、周知構造のものが好適に採用しうる。本例の剛性中子１は、図１、２に示すように、生タイヤ成形面３Ｓを有する環状の中子本体３と、その中心孔３Ｈに内挿される円筒状のコア４と、このコア４の両端に配される側板５と、各側板５からタイヤ軸方向外側に同心に突出する支持軸部６とを具える。また中子本体３は、周方向に分割される複数の中子セグメント７から構成され、中子セグメント７の周方向端面同士を互いに付き合わすことにより、環状の前記中子本体３が形成される。

図３に示すように、加硫金型２は、トレッド成形面８Ｓを有するトレッドモールド８とサイドウォール成形面１０Ｓを有する上下のサイドモールド１０Ｕ、１０Ｌとを含む。

前記下のサイドモールド１０Ｌは、下部プレート１２に固定される。又前記トレッドモールド８と上のサイドモールド１０Ｕとは、昇降自在な上部プレート１３に支持される。そして上部プレート１３の上昇によって加硫金型２は開状態となり、生タイヤＴが剛性中子１とともに投入される。

本例では、トレッドモールド８と上のサイドモールド１０Ｕとは、上部プレート１３に、サブプレート１５を介して支持される。このサブプレート１５は、例えばシリンダ１４により、上部プレート１３に相対的に昇降可能に取り付く。

前記トレッドモールド８は、タイヤ周方向に分割される複数のトレッドセグメント９（図示しない）から形成される。各トレッドセグメント９は、前記サブプレート１５に、ガイド１６を介してタイヤ半径方向に移動可能に案内される。また上部プレート１３には、下降の際、各トレッドセグメント９がタイヤ半径方向内方に移動させる円筒状のアクチェータ１７が取り付く。そして、各トレッドセグメント９がタイヤ半径方向内方に移動し、トレッドセグメント９と上下のサイドモールド１０Ｕ、１０Ｌとの分割面１８が、互いに突き合わされることにより金型閉状態となる。そして加硫工程Ｋ３では、前記金型閉状態にて、生タイヤＴを加熱することで、剛性中子１と加硫金型２との間に挟まれて生タイヤＴが加硫成形される。

本発明では、前記加硫工程Ｋ３に先駆けて前記溝形成工程Ｋ２が行われる。

溝形成工程Ｋ２では、図４、５に示すように、生タイヤ形成工程Ｋ１によって形成された生タイヤＴの表面上の位置Ｐに、タイヤ軸方向に連続してのびるゴム噛み防止溝２０が形成される。前記位置Ｐとは、図７に示すように、生タイヤＴの表面において、トレッドモールド８のトレッド成形面８Ｓと、サイドモールド１０Ｕ、１０Ｌのサイドウォール成形面１０Ｓとが接合する位置であり、ゴム噛み防止溝２０の少なくとも一部が、前記位置Ｐに配されていればよい。

図４に示すように、本例の溝形成工程Ｋ２では、タイヤ軸心ｉ廻りで回転する生タイヤＴの表面に、溝形成装置２１の溝形成ローラ２８を押付けることにより前記ゴム噛み防止溝２０が形成される。前記溝形成装置２１は、本例では、生タイヤ付きの剛性中子１を、タイヤ軸心ｉ廻りで回転可能に支持する支持台２２と、剛性中子１上の生タイヤＴにゴム噛み防止溝２０を形成する溝形成手段２３とを具える。

前記支持台２２は、剛性中子１の支持軸部６をワンタッチで脱着可能に支持するチャック部２２ａと、支持した剛性中子１を回転させる駆動部２２ｂとを具える。

図５に示すように、前記溝形成手段２３は、例えばシリンダ等の進退手段２５と、そのロッド端２５ａに取り付き生タイヤＴに向かって進退可能に移動する取付け板２６と、この取付け板２６にローラホルダ２７を介して枢支される前記溝形成ローラ２８とを具える。溝形成ローラ２８は、取付け板２６の前進移動により、生タイヤＴの表面に押付けられ、タイヤ軸心ｉと同心なゴム噛み防止溝２０が凹設される。なお生タイヤＴの内腔面が剛性中子１によって支持されるため、前記押付けによるカーカスプライＧ_２への変形を回避できる。

本例では、溝形成ローラ２８の回転中心ｊは、タイヤ軸心ｉと直交する。また前記取付け板２６は、タイヤ軸心ｉ方向に進退移動しうる。また前記ゴム噛み防止溝２０の溝底面が、溝形成前の生タイヤＴの表面と平行となるように、溝形成ローラ２８の外周面２８Ｓは、前記表面と同傾斜の円錐面状に形成される。

ここでゴム噛み防止溝２０の深さＨが浅すぎると、ゴム噛みの防止効果が十分に発揮されず、逆に深すぎると、加硫成形後もゴム噛み防止溝２０の痕跡が残って、外観品質を低下させる。同様に、ゴム噛み防止溝２０の溝巾Ｗが小さすぎると、ゴム噛みの防止効果が十分に発揮されず、逆に大きすぎると、加硫成形後もゴム噛み防止溝２０の痕跡が残って、外観品質を低下させる。このような観点から、前記深さＨは２〜４mmの範囲が好ましく、溝巾Ｗは、５〜１２mmの範囲が好ましい。

また、生タイヤＴが常温度の場合、ゴムが硬く凹みが付き難い傾向がある。その結果、所定深さのゴム噛み防止溝２０を形成する際、例えば生タイヤＴの回転速度を遅くしたり、また溝形成ローラ２８を複数回周回させる必要が生じ、溝形成工程Ｋ２の工程時間が長くなる。

そこで本例の溝形成工程Ｋ２では、溝形成ローラ２８による押付けに先駆け、生タイヤＴにおけるゴム噛み防止溝２０の形成位置Ｐを、加熱手段３０によって加熱する。これにより、前記形成位置Ｐのゴムが軟化して凹みが付きやすくなり、工程時間を短縮しうる。そのためには、形成位置Ｐのゴムの温度を６０℃以上に加熱するのが好ましい。しかしゴムの温度が高すぎると、加熱時間が長くなり、工程時間の短縮が十分に図られなくなるとともに、消費エネルギーの無駄を招く。そのため、ゴムの温度の上限は７０℃以下が好ましい。なお前記温度は、ゴム表面の温度にて測定した値である。

本例の場合、加熱手段３０が取付け板２６に取り付き、前記溝形成ローラ２８とともに進退移動する。そして溝形成ローラ２８による押付けと同期して、加熱手段３０による加熱を開始し、前記形成位置Ｐのうちで、溝形成ローラ２８よりも進行方向前方側の部位Ｐ０を加熱する。前記加熱手段３０としては、非接触式のヒータ３０Ａが好適に採用しうる。このような非接触式のヒータ３０Ａとして、例えばハロゲンヒータ、遠赤外線ヒータ、熱風ヒータが、加熱の立ち上がりが早く（応答性が高く）、しかも取り扱いや温度制御が容易であるという点で好適である。

加熱手段３０では、形成位置Ｐ以外の部位を、できるだけ加熱しないことが、加熱時間の短縮化（工程時間の短縮化）や、消費エネルギーの無駄を省くという点で好ましい。そのために、前記ヒータ３０Ａを生タイヤＴの表面に近づけて配置し、スポット加熱を行うのが好ましい。特に、集光径が小さいハロゲンヒータ、及び吹き出し口が小さい熱風ヒータは、スポット加熱の観点からより好適に採用しうる。また本例の如く、加熱手段３０を取付け板２６に取り付けることが、加熱手段３０を生タイヤＴに近づけて配置でき、しかも加熱中、生タイヤＴとの距離を一定に保つことができるため好ましい。

なお加熱手段３０としては、生タイヤＴではなく溝形成ローラ２８を加熱することもできる。この場合、例えばローラホルダ２７にヒータ３０Ａを取り付け、溝形成ローラ２８を非接触で加熱する。ヒータ３０Ａとしては、ハロゲンヒータ、遠赤外線ヒータ、熱風ヒータ、及びカートリッジヒータ等が使用できる。なおカートリッジヒータの場合、ローラホルダ２７に埋設し、このローラホルダ２７を介して溝形成ローラ２８を加熱することになる。しかし溝形成ローラ２８を加熱する場合、生タイヤＴを直接加熱する場合に比して、以下のような不利はある。

（１）溝形成ローラ２８を介してゴムを軟化させるために、待機中も溝形成ローラ２８を十分に加熱しておくことが必要であり、消費エネルギーが大となる。
（２）待機中、溝形成ローラ２８は回転しない。そのため待機中での加熱の際、溝形成ローラ２８に温度ムラが生じ、ゴム噛み防止溝２０の形成深さに不均一が発生する。
（３）溝形成ローラ２８を介するため、ゴムが軟化しにくい。従って、所定深さのゴム噛み防止溝２０を形成するために、例えば生タイヤＴの回転速度を遅くするなどの必要が生じるため工程時間が長くなる。

なお溝形成工程では、タイヤグルーバー（タイヤ溝の切削具）を用いて、ゴム噛み防止溝２０を形成することもできる。

以上、本発明の特に好ましい実施形態について詳述したが、本発明は図示の実施形態に限定されることなく、種々の態様に変形して実施しうる。

（１）
本発明の効果を確認するため、タイヤ軸心廻りで回転する生タイヤＴの表面に、溝形成ローラ２８を押付けることによりゴム噛み防止溝２０を形成した。そしてこの生タイヤＴを加硫金型２を用いて加硫成形し、トレッドモールド８とサイドモールド１０Ｕ、１０Ｌとの間のゴム噛みの発生の有無を目視によって確認した。その結果、少なくともゴム噛み防止溝２０の深さＨが２〜４mmの範囲、及び溝巾Ｗが５〜１２mmの範囲においては、外観品質を低下させることなくゴム噛みの発生が防止されることが確認できた。

（２）
次に、表２の仕様に基づいて加熱を行い、深さＨが３mm、溝巾Ｗが８mmのゴム噛み防止溝２０を形成する時の工程時間、及び消費エネルギーを比較した。
なお表１中の「加熱タイミング」は、待機中も含めて溝形成工程Ｋ２全般に亘って常時加熱（温度制御によるON-OFF有り）する場合を「常時」、溝形成ローラ２８を押付ける時のみ加熱する場合を「押付け時」と記載している。

テストに使用したタイヤサイズ、ヒータ３０Ａは以下の通りである。
タイヤサイズ： ２４５／４０Ｒ１９
ハロゲンヒータ： Heat-tech製 小型ハロゲンポイントヒータ HPH-30。
熱風ヒータ： Heat-tech製 小型熱風ヒータ ABH-10S （気体は空気を使用）。
遠赤外ヒータ： Heat-tech製 遠赤外線パネルヒータ PH-690S。

消費エネルギーは、実施例１を基準とし、以下のように評価した。
０−−−実施例１と、ほぼ同レベル。
１−−−実施例１に比して、明らかに消費エネルギーの低減効果がある。

実施例６は、ハロゲンヒータに比べて生タイヤの温度が上がりにくく、実施例５よりも工程時間が長くなった。実施例７は、さらにスポット予熱ができず、生タイヤの不要な部位も加熱されてしまい、工程時間がさらに長くなった。実施例２〜４は、いずれも常時加熱することで、実施例５と同レベルまで工程時間を短縮することが可能であるが、常時加熱のため、実施例１からの消費エネルギーの低減効果が得られない。

１ 剛性中子
２ 加硫金型
８ トレッドモールド
８Ｓ トレッド成形面
１０Ｕ、１０Ｌ サイドモールド
１０Ｓ サイドウォール成形面
２０ ゴム噛み防止溝
２８ 溝形成ローラ
３０ 加熱手段
３０Ａ ヒータ
ｉ タイヤ軸心
Ｋ１ 生タイヤ形成工程
Ｋ２ 溝形成工程
Ｋ３ 加硫工程
Ｐ 位置
Ｔ 生タイヤ

Claims (6)

1. 剛性中子上に、未加硫のタイヤ構成部材を順次貼り付けることにより生タイヤを形成する生タイヤ形成工程、
   トレッド成形面を有するトレッドモールドとサイドウォール成形面を有するサイドモールドとを含む加硫金型内に、前記生タイヤを剛性中子ごと投入して加硫成形を行う加硫工程とを具える空気入りタイヤの製造方法であって、
   前記生タイヤ形成工程と加硫工程との間に、生タイヤ形成工程により形成された生タイヤの表面かつ前記トレッド成形面とサイドウォール成形面とが接合する位置に、タイヤ周方向に連続してのびるゴム噛み防止溝を形成する溝形成工程を具えることを特徴とする空気入りタイヤの製造方法。
2. 前記溝形成工程は、タイヤ軸心廻りで回転する生タイヤの表面に、溝形成ローラを押付けることにより前記ゴム噛み防止溝を形成することを特徴とする請求項１記載の空気入りタイヤの製造方法。
3. 前記溝形成ローラは、生タイヤへの押付けに先駆け、加熱手段により加熱されることを特徴とする請求項２記載の空気入りタイヤの製造方法。
4. 前記生タイヤは、溝形成ローラによる押付けに先駆け、ゴム噛み防止溝の形成位置が加熱手段により加熱されることを特徴とする請求項２又は３記載の空気入りタイヤの製造方法。
5. 前記ゴム噛み防止溝の形成位置は、６０〜７０℃に加熱されることを特徴とする請求項４記載の空気入りタイヤの製造方法。
6. 前記加熱手段は、非接触式のヒータであることを特徴とする請求項４又は５記載の空気入りタイヤの製造方法。

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