JP2019059099A - タイヤの製造方法及び製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 凹部の形成効率を高めながら、ゴム噛み外観不良の発生率を減じる。【解決手段】 加硫金型１７に生タイヤ１Ｌを投入する前に、生タイヤ１Ｌの外面上の境界線１８に面する領域Ｑに凹部２１を形成する凹部形成工程Ｓ３を含む。凹部形成工程Ｓ３は、凹部形成中の生タイヤ１Ｌの凹部２１の形状をプロファイル測定機３７で測定して、凹部２１の形成状態を監視する監視工程Ｓ３ｂを含む。【選択図】図４

Description

本発明は、加硫金型を閉じる際における、第１モールド（例えばトレッドモールド）と、第２モールド（例えばサイドモールド）との間のゴム噛みを抑制しうるタイヤの製造方法及び製造装置に関する。

従来の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、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１参照。）。この中子工法では、剛性中子上で、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に誇張して示すように、生タイヤｔが投入された加硫金型ａを閉じる際、第１モールド（例えばトレッドモールド）ａ１と、第２モールド（例えばサイドモールド）ａ２との間で、ゴム噛みｃが発生しやすくなる。

そのため、下記の特許文献２には、加硫金型ａに投入する前の生タイヤの外面上かつ割面位置に、例えばローラを押し当てることによりゴム噛み防止用の凹部を形成することが提案されている。

しかし実際には、この凹部の形成工程には、生タイヤ形成直後で温度が高く凹部を付け易いものから、生タイヤ形成から時間が経過し、冷えて凹部を付けにくいものまで、種々の状態で生タイヤが投入される。

従って、凹部の形成工程では、種々の状態の生タイヤにも、必要な凹み量を得るために、凹部形成のための生タイヤの回転速度は遅めに、かつ回転回数は多めに設定される。そのため工程時間が長くなり、生産効率の低下を招く。また凹み量が不足してゴム噛み防止が十分達成されなかったり、凹み量が過剰となり、加硫後のタイヤに外観不良を招くという恐れが生じる。

特開２０１４−７３６２０号公報 特開２０１６−１５３２１９号公報

本発明は、種々の状態の生タイヤに対しても、凹部の形成効率を高めながら、凹み量不足によるゴム噛み防止の達成不良、及び凹み量過剰による加硫後のタイヤの外観不良の発生を抑制しうるタイヤの製造方法及び製造装置を提供することを課題としている。

本願第１発明は、第１モールドと、第２モールドとが組み立てられることにより、タイヤ成形面に前記第１モールドと前記第２モールドとの境界線が表れる加硫金型で生タイヤを加硫する加硫工程を含むタイヤの製造方法であって、
前記加硫金型に生タイヤを投入する前に、前記生タイヤの外面上の前記境界線に面する領域に凹部を形成する凹部形成工程を含み、
前記凹部形成工程は、凹部形成中の前記生タイヤの凹部の形状をプロファイル測定機で測定して、前記凹部の形成状態を監視する監視工程を含む。

本発明に係るタイヤの製造方法では、前記監視工程は、前記プロファイル測定機で測定した凹部輪郭形状と、予め求めた基準輪郭形状とを比較する比較段階、及びその比較結果に基づいて前記凹部の形成の完了を判断する判定段階とを含むのが好ましい。

本発明に係るタイヤの製造方法では、前記判定段階は、前記凹部輪郭形状の輪郭線が、基準輪郭形状の輪郭線を、タイヤ軸方向内側に所定の長さ以上超えることにより、前記凹部の形成の完了を判断するのが好ましい。

本発明に係るタイヤの製造方法では、前記監視工程は、タイヤ周方向の複数位置で、前記凹部輪郭形状を測定するとともに、各位置で測定された前記凹部輪郭形状に対して、それぞれ前記比較段階と前記判定段階とを行うのが好ましい。

本発明に係るタイヤの製造方法では、前記加硫工程は、剛性中子上に形成された生タイヤを、前記剛性中子ごと加硫金型内に投入して加硫するとともに、前記凹部形成工程は、前記剛性中子上の生タイヤに凹部を形成するのが好ましい。

本願第２発明は、第１モールドと、第２モールドとが組み立てられることにより、タイヤ成形面に前記第１モールドと前記第２モールドとの境界線が表れる加硫金型で生タイヤを加硫する加硫装置を含むタイヤの製造装置であって、
前記生タイヤの外面上の前記境界線に面する領域に凹部を形成する凹部形成装置を含み、
前記凹部形成装置は、凹部形成中の前記生タイヤの凹部の形状をプロファイル測定機で測定し、前記凹部の形成状態を監視する監視手段を含む。

本発明に係るタイヤの製造装置では、前記監視手段は、前記プロファイル測定機で測定した凹部輪郭形状と、予め求めた基準輪郭形状とを比較する比較段階、及びその比較結果に基づいて前記凹部の形成の完了を判断する判定段階を行う演算手段を具えるのが好ましい。

本発明に係るタイヤの製造装置では、前記演算手段は、前記凹部輪郭形状の輪郭線が、基準輪郭形状の輪郭線を、タイヤ軸方向内側に所定の長さ以上超えることにより、前記凹部の形成の完了を判断するのが好ましい。

本発明に係るタイヤの製造装置では、前記監視手段は、タイヤ周方向の複数位置で、前記凹部輪郭形状を測定するとともに、各位置で測定された前記凹部輪郭形状に対して、それぞれ前記比較段階と前記判定段階とを行うのが好ましい。

本発明に係るタイヤの製造装置では、前記加硫装置は、剛性中子上に形成された生タイヤを、前記剛性中子ごと加硫金型内に投入して加硫するとともに、前記凹部形成装置は、前記剛性中子上の生タイヤに凹部を形成するのが好ましい。

本発明は叙上の如く、凹部形成中の生タイヤの凹部の形状を測定して、凹部の形成状態を監視する監視工程を含む。即ち、凹部の形成状態を監視しながら凹部を形成しうる。

そのため、凹部が、必要かつ十分な凹み量となった点を掌握できる。その結果、種々の状態の生タイヤに対しても、凹部の形成効率を高めながら、凹み量不足によるゴム噛み防止の達成不良、及び凹み量過剰による加硫後のタイヤの外観不良の発生を抑制しうる。

本発明のタイヤの製造方法によって製造されるタイヤの一実施形態を示す断面図である。 生タイヤ形成工程の一例を説明する断面図である。 加硫工程の一例を説明する断面図である。 凹部形成工程の一例を示す斜視図である。 凹部形成装置の一例を示す正面図である。 プロファイル測定機で測定された凹部形成前の生タイヤ１Ｌの外側面の輪郭形状、及び基準輪郭形状を示す線図である。 （Ａ）、（Ｂ）は、凹部輪郭形状と基準輪郭形状とを比較した線図である。 従来の問題点（ゴム噛み）を説明する部分断面図である。

以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。
図１には、本発明のタイヤの製造方法によって製造されたタイヤ１の断面図が示される。本例のタイヤ１は、空気入りタイヤであって、トレッド部２からサイドウォール部３を経てビード部４のビードコア５に至るカーカス６と、カーカス６のタイヤ半径方向外側かつトレッド部２の内部に配されたベルト層７と、カーカス６の内側に配されたインナーライナ９とを含む。

カーカス６は、例えば１枚のカーカスプライ６Ａによって構成されている。カーカスプライ６Ａは、タイヤ赤道Ｃに対して例えば７５°〜９０゜の角度で配列するカーカスコードを有する。本例のカーカスプライ６Ａは、タイヤ半径方向の内端部６ｅが、ビードコア５の廻りで巻き上げられることなく終端している。

ビードコア５は、タイヤ軸方向内側のコア５Ａと外側のコア５Ｂとを含み、このコア５Ａ、５Ｂ間で、前記内端部６ｅを狭持する。コア５Ａ、５Ｂは、それぞれ、１本のビードワイヤをタイヤ周方向に渦巻状に巻き重ねて形成される。

ベルト層７は、例えば２枚のベルトプライ７Ａ、７Ｂによって構成される。ベルトプライ７Ａ、７Ｂは、タイヤ赤道Ｃに対して例えば１０°〜４０°の小角度で配列するベルトコードを有する。ベルトコードは、プライ間相互で交差する。

インナーライナ９は、ブチル系ゴム等の空気非透過性ゴムからなり、タイヤ内腔面の略全域に配される。

次に、タイヤの製造方法を説明する。
タイヤの製造方法は、生タイヤ形成工程Ｓ１（図２に示す）と、生タイヤ１Ｌを加硫する加硫工程Ｓ２（図３に示す）とを含む。

図２に示すように、本例の生タイヤ形成工程Ｓ１では、剛性中子１６上で、未加硫のタイヤ構成部材を順次貼り付けることにより、加硫後の仕上がりタイヤ１とほぼ同形状の生タイヤ１Ｌが形成される。剛性中子１６として周知構造のものが採用できる。又タイヤ構成部材としては、インナーライナ９、カーカスプライ６Ａ、コア５Ａ、５Ｂ、ベルトプライ７Ａ、７Ｂ、サイドウォールゴム１１及びトレッドゴム１２等が含まれる。

図３に示すように、本例の加硫工程Ｓ２では、剛性中子１６上に形成された生タイヤ１Ｌを、剛性中子１６ごと加硫金型１７内に投入して加硫する。

加硫金型１７は、従来と同構成であり、第１モールド１７Ａと、第２モールド１７Ｂとを含む。本例では、第１モールド１７Ａが、トレッド部成形用のトレッドモールドに相当し、第２モールド１７Ｂが、サイドウォール部成形用のサイドモールドに相当する。

そして、第１モールド１７Ａと第２モールド１７Ｂ、１７Ｂとが組み立てられた金型閉状態Ｙにおいて、タイヤ１の外面を成形するためのタイヤ成形面１７Ｓが形成される。このタイヤ成形面１７Ｓには、第１モールド１７Ａと第２モールド１７Ｂとの境界線１８が表れる。

第２モールド１７Ｂ、１７Ｂは、タイヤ軸方向内外に相対移動でき、又第１モールド１７Ａは、タイヤ半径方向に拡縮径移動しうる。そして、第２モールド１７Ｂ、１７Ｂがタイヤ軸方向外側に相対移動し、かつ第１モールド１７Ａが拡径移動することで、金型開状態（図示省略）となり、生タイヤ１Ｌが投入される。逆に、第２モールド１７Ｂ、１７Ｂがタイヤ軸方向内側に相対移動し、かつ第１モールド１７Ａが縮径移動することで、金型閉状態Ｙとなり、投入された生タイヤ１Ｌを加硫する。そして、金型閉状態Ｙとなるとき、前記境界線１８の位置でゴム噛みが発生する。

このゴム噛みを防止するために、加硫金型１７に生タイヤ１Ｌを投入する前に、生タイヤ１Ｌの外面上の境界線１８に面する領域Ｑ（図２に示す）に、周溝状の凹部２１を形成する凹部形成工程Ｓ３（図４、５に示す）が行われる。この凹部２１は、タイヤ周方向に連続してのびる。

ここで、生タイヤ１Ｌの外面上の境界線１８に面する領域Ｑとは、凹部２１を形成しなかった場合に、生タイヤ１Ｌの外面が境界線１８と当接する位置を含む領域である。また凹部２１は、境界線１８の位置を少なくとも含んで形成される。

図４、５に示すように、凹部形成工程Ｓ３は、剛性中子１６上の生タイヤ１Ｌに凹部２１を形成する。本例の凹部形成工程Ｓ３は、タイヤ軸心ｉ（図５に示す）廻りで回転する生タイヤ１Ｌの外面かつ領域Ｑに、凹部形成装置３１のローラ３２を押付けることにより凹部２１を形成する押付け工程Ｓ３ａを含む。

前記凹部形成装置３１は、本例では、生タイヤ付きの剛性中子１６を、タイヤ軸心ｉ廻りで回転可能に支持する支持台（図示省略）と、ローラ３２を有する凹部形成手段３３とを具える。

凹部形成手段３３は、例えばシリンダ等の進退手段３４と、前記ローラ３２を回転可能に支持するローラホルダ３５とを具える。ローラホルダ３５は、進退手段３４のロッド端に取り付き、生タイヤ１Ｌに向かってタイヤ軸方向に進退可能に移動する。従って、進退手段３４による前進移動により、ローラ３２が生タイヤ１Ｌに押付けられ、タイヤ軸心ｉと同心な凹部２１が形成される。なお生タイヤ１Ｌの内腔面が剛性中子１６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６Ａへの変形等は回避できる。

本例では、ローラ３２の回転中心は、タイヤ半径方向にのびる。

凹部形成装置３１は、監視手段３６を具える。この監視手段３６により、凹部形成中、生タイヤ１Ｌの凹部２１の形状を順次測定し、凹部２１の形成状態を監視する監視工程Ｓ３ｂが行われる。監視手段３６は、生タイヤ１Ｌの凹部２１の形状を順次測定するプロファイル測定機３７と、演算手段（図示省略）とを具える。

プロファイル測定機３７は、本例では２次元変位センサーであり、回転する生タイヤ１Ｌの外面上の前記領域Ｑを含む範囲に、ライン状のセンサ光３７Ａをタイヤ半径方向に照射する。これにより、凹部輪郭形状Ｋ１をタイヤ一周に亘って連続的に、或いは断続的に測定しうる。プロファイル測定機３７として、周知の種々のものが採用しうる。

図６には、プロファイル測定機３７によって測定された凹部形成前における生タイヤ１Ｌの外側面の輪郭形状Ｋが示される。同図には、比較のために、基準輪郭形状Ｋ０が一点鎖線で示される。

この基準輪郭形状Ｋ０は、加硫後の仕上がりタイヤ１の外側面の輪郭形状であり、加硫金型１７の前記タイヤ成形面１７Ｓの輪郭形状と実質的に一致する。基準輪郭形状Ｋ０は、先に加硫された仕上がりタイヤ１を、凹部形成装置３１に装着し、かつプロファイル測定機３７を用いて仕上がりタイヤ１の外側面を測定することにより求めることができる。なおタイヤ成形面１７Ｓの金型データから求めることもできる。この基準輪郭形状Ｋ０では、境界線１８の位置は、タイヤ軸心ｉからの半径方向距離で表すことができる。

図７（Ａ）、（Ｂ）に示すように、監視工程Ｓ３ｂは、プロファイル測定機３７により測定した凹部輪郭形状Ｋ１と、予め求めた基準輪郭形状Ｋ０とを比較する比較段階、及びその比較結果に基づいて凹部２１の形成の完了を判断する判定段階とを含みむ。これら比較段階と判定段階とは、例えばコンピュータ或いはコンピュータ内蔵のＣＰＵ等である前記演算手段により実行される。

本例の判定段階では、図７（Ｂ）に示すように、前記凹部輪郭形状Ｋ１の輪郭線が、基準輪郭形状Ｋ０の輪郭線を、タイヤ軸方向内側に所定の長さｄ（判定基準値という場合がある。）以上超えることにより、前記凹部２１の形成の完了を判断している。なお凹部輪郭形状Ｋ１の輪郭線が、基準輪郭形状Ｋ０の輪郭線を、判定基準値ｄ以上超えたか否かの判定は、前記境界線１８の位置で行われる。判定基準値ｄは、自在に設定できる。

ここで、生タイヤ１Ｌにおいては、その外側面の輪郭形状は、タイヤ全周に亘って均一ではない。そのため、前記監視工程Ｓ３ｂは、タイヤ周方向の複数位置で行うのが好ましい。詳しくは、タイヤ周方向の複数位置で凹部輪郭形状Ｋ１を測定するとともに、各位置で測定された凹部輪郭形状Ｋ１に対して、それぞれ前記比較段階と前記判定段階とを行うのである。そして各位置にて、凹部の形成の完了が判断されたとき、凹部形成工程、特には押付け工程Ｓ３ａが終了される。監視工程Ｓ３ｂを行う位置の数ｎは、特に規制されないが６０〜７０の範囲が好ましい。本例では、カーカスプライ６Ａが、タイヤ周方向に分割される複数の短冊状プライ片から形成されており、前記数ｎを、短冊状プライ片の枚数と同数に設定されている。これは、カーカスプライ６Ａが、複数の短冊状プライ片からなる場合、各短冊状プライ片の位置で、生タイヤ１Ｌの外側面の輪郭形状がバラ付く傾向があるからである。

本発明では、監視手段を具えることにより、凹部２１が、必要かつ十分な凹み量となった点を掌握できる。その結果、種々の状態の生タイヤ１Ｌに対しても、凹部２１の形成効率を高めながら、凹み量不足によるゴム噛み防止の達成不良、及び凹み量過剰による加硫後のタイヤの外観不良の発生を抑制しうる。

なお凹部２１の形成効率をより高めるために、ローラ３２を加熱するのが望ましい。これにより、ゴムが熱によって軟化し凹部２１の形成効率を高めうる。ローラ３２の加熱は、例えば、ローラ自体或いはローラホルダ３５にヒータ（図示省略）を取り付けるなど、種々な方法が採用しうる。

第２発明のタイヤ製造装置は、前記加硫金型１７を有する加硫装置と、凹部２１を形成する前記凹部形成装置３１とを含む。凹部形成装置３１は、第１発明のタイヤの製造方法において既に説明済みである。

以上、本発明の特に好ましい本例実施形態について詳述したが、本発明は図示の本例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。

本発明の効果を確認するため、図４、５に示す凹部形成装置３１を用い、第１発明のタイヤの製造方法に準じて空気入りタイヤ（２４５／４５Ｒ１８）を、それぞれ２０本試作した。そして、加硫時における第１モールド１７Ａと第２モールド１７Ｂとの間におけるゴム噛み、及び仕上がりタイヤ１における外観不良の発生率を、比較例と比較した。

比較例では、生タイヤの回転数（３回転）、生タイヤの回転速度（５度／sec）、ローラの押圧力（２３０N）を一定としている。実施例では、生タイヤの回転速度、ローラの押圧力は、比較例と同一であり、監視工程に基づいて凹部形成工程を終了している。

実施例では、凹部の形成効率を高めながら、ゴム噛み外観不良の発生率を減じうるのが確認できた。

１Ｌ 生タイヤ
１６ 剛性中子
１７ 加硫金型
１７Ａ 第１モールド
１７Ｂ 第２モールド
１７Ｓ タイヤ成形面
１８ 境界線
２１ 凹部
３１ 凹部形成装置
３３ 凹部形成手段
３６ 監視手段
３７ プロファイル測定機
ｄ 所定の長さ
ｉ タイヤ軸心
Ｋ０ 基準輪郭形状
Ｋ１ 凹部輪郭形状
Ｑ 領域
Ｓ１ 生タイヤ形成工程
Ｓ２ 加硫工程
Ｓ３ 凹部形成工程
Ｓ３ｂ 監視工程

Claims (10)

1. 第１モールドと、第２モールドとが組み立てられることにより、タイヤ成形面に前記第１モールドと前記第２モールドとの境界線が表れる加硫金型で生タイヤを加硫する加硫工程を含むタイヤの製造方法であって、
   前記加硫金型に生タイヤを投入する前に、前記生タイヤの外面上の前記境界線に面する領域に凹部を形成する凹部形成工程を含み、
   前記凹部形成工程は、凹部形成中の前記生タイヤの凹部の形状をプロファイル測定機で測定して、前記凹部の形成状態を監視する監視工程を含むタイヤの製造方法。
2. 前記監視工程は、前記プロファイル測定機で測定した凹部輪郭形状と、予め求めた基準輪郭形状とを比較する比較段階、及びその比較結果に基づいて前記凹部の形成の完了を判断する判定段階とを含む請求項１に記載のタイヤの製造方法。
3. 前記判定段階は、前記凹部輪郭形状の輪郭線が、基準輪郭形状の輪郭線を、タイヤ軸方向内側に所定の長さ以上超えることにより、前記凹部の形成の完了を判断する請求項２記載のタイヤの製造方法。
4. 前記監視工程は、タイヤ周方向の複数位置で、前記凹部輪郭形状を測定するとともに、各位置で測定された前記凹部輪郭形状に対して、それぞれ前記比較段階と前記判定段階とを行う請求項１〜３の何れかに記載のタイヤの製造方法。
5. 前記加硫工程は、剛性中子上に形成された生タイヤを、前記剛性中子ごと加硫金型内に投入して加硫するとともに、前記凹部形成工程は、前記剛性中子上の生タイヤに凹部を形成する請求項１〜４の何れかに記載のタイヤの製造方法。
6. 第１モールドと、第２モールドとが組み立てられることにより、タイヤ成形面に前記第１モールドと前記第２モールドとの境界線が表れる加硫金型で生タイヤを加硫する加硫装置を含むタイヤの製造装置であって、
   前記生タイヤの外面上の前記境界線に面する領域に凹部を形成する凹部形成装置を含み、
   前記凹部形成装置は、凹部形成中の前記生タイヤの凹部の形状をプロファイル測定機で測定し、前記凹部の形成状態を監視する監視手段を含むタイヤの製造装置。
7. 前記監視手段は、前記プロファイル測定機で測定した凹部輪郭形状と、予め求めた基準輪郭形状とを比較する比較段階、及びその比較結果に基づいて前記凹部の形成の完了を判断する判定段階を行う演算手段を具える請求項６記載のタイヤの製造装置。
8. 前記演算手段は、前記凹部輪郭形状の輪郭線が、基準輪郭形状の輪郭線を、タイヤ軸方向内側に所定の長さ以上超えることにより、前記凹部の形成の完了を判断する請求項７記載のタイヤの製造装置。
9. 前記監視手段は、タイヤ周方向の複数位置で、前記凹部輪郭形状を測定するとともに、各位置で測定された前記凹部輪郭形状に対して、それぞれ前記比較段階と前記判定段階とを行う請求項７又は８記載のタイヤの製造装置。
10. 前記加硫装置は、剛性中子上に形成された生タイヤを、前記剛性中子ごと加硫金型内に投入して加硫するとともに、前記凹部形成装置は、前記剛性中子上の生タイヤに凹部を形成する請求項７〜９の何れかに記載のタイヤの製造装置。

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