JP2022098716A - 空気入りタイヤの製造方法、製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】製造不良の発生を抑制可能な空気入りタイヤの製造方法、製造装置を提供する。【解決手段】空気入りタイヤの製造方法は、上クランプリング及び下クランプリングに支持されるブラダに流体を圧入して前記ブラダを膨張させ、前記ブラダで生タイヤを保持するシェーピング工程と、前記シェーピング工程後に、モールドを閉じて前記生タイヤを加硫する加硫工程と、を含み、前記シェーピング工程は、前記流体の圧入が完了した前記ブラダの赤道面を前記生タイヤの赤道面より上方に位置させる工程を含む。【選択図】図５

Description

本開示は、空気入りタイヤの製造方法、製造装置に関する。

空気入りタイヤを加硫する加硫工程で用いられる製造装置（加硫機）は、袋体であるブラダと、ブラダを保持する上クランプリング及び下クランプリングと、を有する。加硫工程において、加硫前の生タイヤは、内圧が付与されたブラダによってモールドに押し付けられ、モールド及びブラダ内の加熱媒体により加熱される。

ところが、特許文献１に記載の通り、ブラダが生タイヤのバットレスに当たりにくく、タイヤのうちブラダが当たりにくい部分に製造不良が発生する場合がある。特に扁平率が低くなるほど、タイヤのバットレスに製造不良が現れやすい。特許文献１は、上クランプリング及び下クランプリングの両方を移動させるセンタリングシェーピング方式において上記製造不良の発生を抑制する技術を開示する。

下クランプリングを固定した状態で下クランプリングに対して上クランプリングを相対的に移動させるボトムシェーピング方式においても、製造不良の発生を抑制することが求められる。しかし、特許文献１に開示の技術は、センタリングシェーピング方式であるため、その技術をそのままボトムシェーピング方式に適用することができない。特許文献２は、ボトムシェーピング方式を開示するが、ブラダが当たりにくいことに起因する製造不良の発生及びその対策に関する記載を開示しない。

特開２０１４－２２６８７８号公報 特開昭５７－１９９６３９号公報

本開示は、製造不良の発生を抑制可能な空気入りタイヤの製造方法、製造装置を提供する。

本開示の空気入りタイヤの製造方法は、上クランプリング及び下クランプリングに支持されるブラダに流体を圧入して前記ブラダを膨張させ、前記ブラダで生タイヤを保持するシェーピング工程と、前記シェーピング工程後に、モールドを閉じて前記生タイヤを加硫する加硫工程と、を含み、前記シェーピング工程は、前記下クランプリングを動かさずに、前記上クランプリングを第１位置に維持した状態で前記ブラダへの流体の圧入を開始して前記流体の圧入を完了し、前記ブラダの赤道面を前記生タイヤの赤道面よりも上方に位置させる工程と、前記流体の圧入が完了した後で、前記下クランプリングを動かさずに、前記上クランプリングを前記第１位置よりも下方の第２位置へ移動させ、前記加硫工程へ移行する工程と、を含む。

第１実施形態の空気入りタイヤの製造装置を模式的に示す図。 ローダが生タイヤにブラダを挿入する動作を示す図。 上クランプリングが受入位置から第１位置へ移動する動作を示す図。 上クランプリングが第１位置にある状態でブラダに内圧を付与する動作を示す図。 上クランプリングが第１位置から第２位置へ移動する動作を示す図。 ローダが退避する動作を示す図。 モールドが閉まる動作を示す図。

［第１実施形態］
以下、本開示の第１実施形態の空気入りタイヤの製造方法及び製造装置について、図面を参照して説明する。図１～７は、製造装置及び生タイヤの模式的な断面図であるが、生タイヤのみにハッチングを付している。

＜製造装置の構造＞
図１及び図７に示すように、製造装置（加硫機）は、ブラダ１と、ブラダ１を支持する上クランプリング２０及び下クランプリング２１と、モールド３と、を有する。

ブラダ１は、生タイヤＴを保持可能に構成されている。生タイヤＴは、図１に示すタイヤ軸Ｃ１が上下方向を向く姿勢でブラダ１に保持される（図４～図７参照）。ブラダ１は、流体が内部に入出力される袋体である。ブラダ１は、生タイヤＴの内側に配置され、保持媒体（低圧ガス）又は加熱媒体（高圧ガス）などの流体が内部に圧入されることにより膨張して生タイヤＴの内面に接触し、生タイヤＴを保持する。具体的には、図４～図７に示すように、生タイヤＴのトレッドのタイヤ径方向内側の内面およびサイドウォールのタイヤ軸方向内側の内面にブラダ１が接触して生タイヤＴを保持する。

図１及び図２に示すように、生タイヤＴは、ローダ５（搬送装置）により搬送される。ローダ５は、生タイヤＴを把持し、生タイヤＴの内側にブラダ１が配置される位置に生タイヤＴを搬送する。ローダ５は、鉛直方向及び水平方向の両方向に移動可能なローダ本体５０と、ローダ本体５０から下方に延び且つ先端がローダ５の鉛直中心軸Ｃ２の径方向外側に向けて延びている複数のパドル５１と、を有する。複数のパドル５１は、ローダ５の鉛直中心軸Ｃ２を中心として周方向に隙間をあけて環状に配置されている。複数のパドル５１それぞれは、ローダ５の径方向に沿ってスライド移動可能に構成されている。これにより、複数のパドル５１が拡径可能又は縮径可能となり、生タイヤＴのビードをタイヤ径方向内側から支持する状態（図１参照）と、生タイヤＴのビードよりも径方向内側に退避して生タイヤＴを離す状態（図６参照）と、を切り替え可能に構成されている。
なお、ローダ５は、本明細書でいう製造装置に含まれてもよいし、本明細書でいう製造装置以外の別個の装置として設けられていてもよい。

図１に示すように、上クランプリング２０及び下クランプリング２１は、リング状に形成されており、その中心に上下方向に延びるセンターポスト２２が配置され、センターポスト２２の径方向外側へ延びている。上クランプリング２０は、下クランプリング２１の上方に配置される。上クランプリング２０及び下クランプリング２１それぞれの径方向外側の端部は、ブラダ１を支持する。下クランプリング２１は固定されており、上クランプリング２０は、上下移動可能にセンターポスト２２に支持されている。

製造装置は、流体制御機構（非図示）を有する。流体制御機構は、ブラダ１に対する流体（媒体）の入出力が可能である。ブラダ１に対して流体を入力することによってブラダ１を膨張させ、ブラダ１から流体を外部に出力することによってブラダ１を縮小させることが可能である。ブラダ１の内部に入力される流体は、気体、液体又はそれらの組み合わせの少なくとも１つを含む。ブラダ１の内部に圧入される流体は、ブラダ１により生タイヤＴを保持可能にするための保持媒体、生タイヤＴを保持し且つ熱を生タイヤＴに伝熱させて生タイヤを加硫するための加熱媒体などが挙げられる。加熱媒体は、保持媒体よりも高温である。

モールド３は、図７に示すように、生タイヤＴを加熱して空気入りタイヤの形状を成形する。モールド３は金属製であり、常時加熱又は適宜加熱されている。第１実施形態のモールド３は、タイヤのトレッドを形成するセクタ３２と、タイヤのサイドウォールを形成する上サイドモールド３０ａ及び下サイドモールド３０ｂと、タイヤのビードを形成する上ビードリング３１ａ及び下ビードリング３１ｂと、を有する。下サイドモールド３０ｂ、下ビードリング３１ｂ及び下クランプリング２１で構成される下モールドユニット３Ｂが位置固定されている。上サイドモールド３０ａ及び上ビードリング３１ａで構成される上モールドユニット３Ａが上下移動可能に構成される。また、セクタ３２は、下モールドユニット３Ｂに対して拡径する方向及び縮径する方向の両方向に移動可能である。これにより、モールド３が開閉可能に構成される。

＜製造装置の動作＞
製造装置の動作、すなわち空気入りタイヤの製造方法について説明する。

まず、図１に示すように、モールド３の開状態において、上クランプリング２０が生タイヤＴの受入位置Ｐ０に待機する。下クランプリング２１は固定されており位置変化しない。受入位置Ｐ０は、ブラダ１が生タイヤＴに干渉しないように、下クランプリング２１との関係において生タイヤＴのビードよりもブラダ１が小さくなる位置である。上クランプリング２０が受入位置Ｐ０にある場合は、ブラダ１の内部の流体の一部は外部に排出されており、ブラダ１が縮んでいる。モールド３の開状態は、セクタ３２及び上モールドユニット３Ａが、下モールドユニット３Ｂから離間している状態である。なお、図１はセクタ３２の図示を省略している。

次に、図２に示すように、ローダ５に把持される生タイヤＴが、ブラダ１に装着される。この時、生タイヤＴの赤道面ＣＬ１が規定位置になるようにローダ５が生タイヤＴを把持し続ける。規定位置は、モールド３に対して設定されている。ローダ５はセンターポスト２２に嵌合して軸心が合う構造になっている。

次に、図３に示すように、上クランプリング２０が受入位置Ｐ０から第１位置Ｐ１に移動する。第１位置Ｐ１は、受入位置Ｐ０よりも下方である。同図に示すように、第１位置Ｐ１にある上クランプリング２０の少なくとも一部は、生タイヤＴの上ビードの上端Ｔ１よりも上方に位置する。生タイヤＴは、タイヤ軸方向両側それぞれにビードを有する。上ビードは、上下にそれぞれある対のビードのうち上側のビードを意味する。本明細書において「ビード」は、ビードコアＴ３とタイヤ軸方向に重なる部位及びビードコアＴ３よりもタイヤ径方向内側をいう。図３～５の例ではビードは、一点鎖線Ｓ１よりもタイヤ径方向内側の部位である。

次に、図４に示すように、シェーピング工程（動作）を実行する。シェーピング工程は、ブラダ１に流体（保持媒体；低圧ガス）を圧入してブラダ１を膨張させ、ブラダ１で生タイヤＴを保持する工程である。具体的には、下クランプリング２１を動かさずに、上クランプリング２０を第１位置Ｐ１に維持した状態でブラダ１への流体の圧入を開始する。規定量の流体の入力が完了したこと、または、ブラダ１の内圧が規定圧力になったことをセンサで検出したことなどの所定条件の成立により、流体の圧入を完了（停止）する。流体の圧入が完了することで、ブラダ１が膨張して生タイヤを保持すると共に、ブラダ１の赤道面ＣＬ２が生タイヤＴの赤道面ＣＬ１よりも上方に位置する。ブラダ１の赤道面ＣＬ２は、上クランプリング２０に保持される上側ブラダ端と、下クランプリング２１に保持される下側ブラダ端との中間である。上側ブラダ端及び下側ブラダ端の径方向位置が同じなので、鉛直方向における上側ブラダ端と下側ブラダ端の中間の高さになる（図４参照）。よって、ローダ５が保持する生タイヤＴの赤道面ＣＬ１よりもブラダ１の赤道面ＣＬ２が上方になるように、第１位置Ｐ１が設定されている。第１実施形態では、生タイヤＴの上ビードの上端Ｔ１とブラダ１の上側の支持端１ａとの鉛直方向に沿った長さＬ１が１５ｍｍに設定されており、ブラダ１の先端が生タイヤＴの上ビードの上端Ｔ１よりも上方に突出している。Ｌ１は、適宜変更可能である。例えば、Ｌ１は、１０ｍｍ以上且つ４０ｍｍ以下に設定可能である。

流体の圧入が完了した後で、図５に示すように、下クランプリング２１を動かさずに、上クランプリング２０を第１位置Ｐ１から第２位置Ｐ２に移動させる。流体の圧入が完了するまで、上クランプリング２０を第１位置Ｐ１に維持するので、ブラダ１の形状が安定してから、上クランプリング２０を移動させることになる。第２位置Ｐ２は、第１位置Ｐ１よりも下方に位置する。ブラダ１に対する流体の入出力は、上クランプリング２０が第１位置Ｐ１から第２位置Ｐ２に向けて移動を開始した時点から、上クランプリング２０が第２位置Ｐ２に到達した時点までの間、少なくとも停止される。よって、上クランプリング２０が下がる動作によってブラダ１を押さえることになり、ブラダ１の内圧が高くなる。これにより、ブラダ１が生タイヤＴの内面により強く押されることになり、生タイヤＴとブラダ１の間の空気が抜けやすくなる。逆にこの押し込み動作を行わなければ、生タイヤＴとブラダ１の間の空気が抜けにくい。

第２位置Ｐ２における上クランプリング２０の上端２０ａは、生タイヤＴの上ビードの下端Ｔ２と同じ高さに位置する又は生タイヤＴの上ビードの下端Ｔ２よりも下方に位置する。これにより、上クランプリング２０が、上から降りてくる上モールドユニット３Ａと干渉することを回避可能となる。

図５に示すように、鉛直方向における第２位置Ｐ２にある上クランプリング２０に保持されるブラダ端と下クランプリング２１に保持されるブラダ端との中間の高さは、ローダ５が保持する生タイヤＴの赤道面ＣＬ１と高さが一致する。仮に、第２位置Ｐ２に上クランプリング２０が位置する状態でブラダ１への流体の圧入を開始し且つ流体の圧入を完了すれば、生タイヤＴの赤道面ＣＬ１とブラダ１の赤道面ＣＬ２の高さがほぼ一致することになる。しかし、図４に示すように、上クランプリング２０が第１位置Ｐ１に位置する状態で、ブラダ１への流体の入力を開始し且つ完了しているので、生タイヤＴの赤道面ＣＬ１よりもブラダ１の赤道面ＣＬ２が上方に位置する。この状態で、図５に示すように、上クランプリング２０を第１位置Ｐ１から第２位置Ｐ２に下降させても、ブラダ１に内圧が張られているので、ブラダ１の赤道面ＣＬ２は生タイヤＴの赤道面ＣＬ１よりも上方にあることに変わりない。勿論、生タイヤＴとブラダ１の間にある離型剤によって生タイヤＴに対してブラダ１が多少動く可能性があるが、生タイヤＴの赤道面ＣＬ１よりもブラダ１の赤道面ＣＬ２が上方にある関係に変化は生じない。そして、生タイヤＴの赤道面ＣＬ１よりもブラダ１の赤道面ＣＬ２が上方にある状態で、上クランプリング２０を第１位置Ｐ１から第２位置Ｐ２に下降させるので、ブラダ１の内圧によりブラダ１の上半分が上側バットレスの内面に当たりやすくなる。その結果、ブラダ１が当たりにくいことによる上側バットレスの製造不良を低減可能となる。

上クランプリング２０の第２位置Ｐ２への移動が完了すれば、図６に示すように、ローダ５のパドル５１を縮径させ、ローダ５を上方に移動させることで、パドル５１を生タイヤＴから退避させる。これにより、モールド３を閉じることが可能となる。

次に、図７に示すように、上モールドユニット３Ａ及びセクタ３２を閉位置に移動させてモールド３を閉じ、生タイヤＴを加硫する加硫工程が開始される。加硫工程では、モールド３及びブラダ１に圧入される加熱媒体により生タイヤＴが加硫される。加硫が開始される時点とは、ブラダ１への加熱媒体への流入動作が開示される時点である。なお、上記の通り、加硫工程でブラダ１に入力される流体は、加熱媒体（高圧ガス）である。加熱媒体は、シェーピング工程でブラダ１に入力される保持媒体（低圧ガス）よりも高温である。加硫工程におけるブラダ１の内圧は、シェーピング工程におけるブラダ１の内圧よりも高い。

なお、シェーピング工程において上クランプリング２０が第２位置Ｐ２に到達してから、加硫工程における加硫が開始する時点まで上クランプリング２０が第２位置Ｐ２に維持される。また、上クランプリング２０が第１位置Ｐ１から第２位置Ｐ２へ向けて移動を開始した時点から、モールド３が閉じる時点までの間、ブラダ１に対する流体の入出力が停止される。上記シェーピング工程（動作）及び加硫工程（動作）は、図示しない製造装置の制御部が各機構を制御することで実現される。すなわち、図示しない制御部が、シェーピング工程（動作）を実行させ、加硫工程（動作）を実行させる。

＜第１実施形態の変形例＞
（１）第１実施形態のモールドは、セクタと、サイドモールドと、ビードリングとを有する分割体であるが、これに限定されない。
（２）第１実施形態では、上クランプリング２０の動作によってブラダ１の赤道面ＣＬ１を生タイヤＴの赤道面ＣＬ２より上方に位置させているが、これ以外の方法でもブラダ１の赤道面ＣＬ１を生タイヤＴの赤道面ＣＬ２より上方に位置させることができるのであれば、上クランプリング２０の動作に限定されない。

以上のように、特に限定されないが、第１実施形態の空気入りタイヤの製造方法のように、上クランプリング２０及び下クランプリング２１に支持されるブラダ１に流体を圧入してブラダ１を膨張させ、ブラダ１で生タイヤＴを保持するシェーピング工程と、シェーピング工程後に、モールド３を閉じて生タイヤＴを加硫する加硫工程と、を含み、シェーピング工程は、流体の圧入が完了したブラダ１の赤道面ＣＬ１を生タイヤＴの赤道面ＣＬ２より上方に位置させる工程を含む、としてもよい。
特に限定されないが、第１実施形態の空気入りタイヤの製造装置のように、生タイヤＴを保持可能なブラダ１と、ブラダ１を支持する上クランプリング２０及び下クランプリング２１と、生タイヤＴを加硫するモールド３と、を備え、ブラダ１に流体を圧入してブラダ１を膨張させ、ブラダ１で生タイヤＴを保持するシェーピング動作と、シェーピング工程後に、モールド３を閉じて生タイヤＴを加硫する加硫動作と、を実行可能に構成されており、シェーピング動作は、流体の圧入が完了したブラダ１の赤道面ＣＬ１を生タイヤＴの赤道面ＣＬ２より上方に位置させること、を含む、としてもよい。

このように、ブラダ１の赤道面ＣＬ２を生タイヤＴの赤道面ＣＬ１よりも上方に配置することにより、ブラダ１で生タイヤＴの上側バットレスを適切に押さえることができ、製造不良発生を抑制可能となる。

特に限定されないが、第１実施形態の空気入りタイヤの製造方法のように、シェーピング工程は、下クランプリング２１を動かさずに、上クランプリング２０を第１位置Ｐ１に維持した状態でブラダ１への流体の圧入を開始して流体の圧入を完了し、ブラダ１の赤道面ＣＬ１を生タイヤＴの赤道面ＣＬ２よりも上方に位置させる工程と、流体の圧入が完了した後で、下クランプリング２１を動かさずに、上クランプリング２０を第１位置Ｐ１よりも下方の第２位置Ｐ２へ移動させ、加硫工程へ移行する工程と、を含む、としてもよい。
特に限定されないが、第１実施形態の空気入りタイヤの製造装置のように、シェーピング動作は、下クランプリング２１を動かさずに、上クランプリング２０を第１位置Ｐ１に維持した状態でブラダ１への流体の圧入を開始して流体の圧入を完了し、ブラダ１の赤道面ＣＬ２を生タイヤＴの赤道面ＣＬ１よりも上方に位置させることと、流体の圧入が完了した後で、下クランプリング２１を動かさずに、上クランプリング２０を第１位置Ｐ１よりも下方の第２位置Ｐ２へ移動させ、加硫工程へ移行することと、を含む、としてもよい。

これにより、ブラダ１の赤道面ＣＬ２を生タイヤＴの赤道面ＣＬ１よりも上方に配置でき、上クランプリング２０を第１位置Ｐ１から第２位置Ｐ２に移動させることで、ブラダ１を生タイヤＴに押し込むことができ、ブラダ１で生タイヤＴの上側バットレスを適切に押さえることができ、製造不良発生を抑制可能となる。

特に限定されないが、第１実施形態のように、第１位置Ｐ１にある上クランプリング２０の少なくとも一部は、生タイヤＴの上ビードの上端Ｔ１よりも上方に位置する、としてもよい。これにより、第１位置をこのように規定することで、生タイヤの上側バットレスを押さえるのに必要なブラダの長さを確保することができ、製品不良の発生をより一層低減可能となる。

特に限定されないが、第１実施形態のように、第２位置Ｐ２における上クランプリング２０の上端２０ａは、生タイヤＴの上ビードの下端Ｔ２と同じ高さに位置する又は生タイヤＴの上ビードの下端Ｔ２よりも下方に位置する、としてもよい。これにより、上から降りてくるモールドに干渉せず、適切にブラダを保持可能となる。

特に限定されないが、第１実施形態のように、シェーピング工程において上クランプリング２０が第２位置Ｐ２に到達してから、加硫工程における加硫が開始する時点まで上クランプリング２０が第２位置Ｐ２に維持される、としてもよい。これにより、特許文献１のように上クランプリング２０が移動することによりリードタイムが長くなることを避けることが可能となる。

特に限定されないが、第１実施形態のように、上クランプリング２０が第１位置Ｐ１から第２位置Ｐ２へ向けて移動を開始した時点から、上クランプリング２０が第２位置Ｐ２へ移動することを経て、モールド３が閉じる時点までの間、ブラダ１に対する流体の入出力が停止される、としてもよい。これにより、ブラダによる生タイヤの保持を安定させることが可能となる。

以上、本開示の実施形態について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、これらの実施形態に限定されるものでないと考えられるべきである。本開示の範囲は、上記した実施形態の説明だけではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。

上記の各実施形態で採用している構造を他の任意の実施形態に採用することは可能である。各部の具体的な構成は、上述した実施形態のみに限定されるものではなく、本開示の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。

上記の各実施形態で採用している構造を他の任意の実施形態に採用することは可能である。

１…ブラダ、２０…上クランプリング、２０ａ…上クランプリングの上端、２１…下クランプリング、３…モールド、Ｔ…生タイヤ、Ｐ１…第１位置、Ｐ２…第２位置、Ｔ１…生タイヤの上ビードの上端、Ｔ２…生タイヤの上ビードの下端。

Claims (7)

1. 上クランプリング及び下クランプリングに支持されるブラダに流体を圧入して前記ブラダを膨張させ、前記ブラダで生タイヤを保持するシェーピング工程と、
   前記シェーピング工程後に、モールドを閉じて前記生タイヤを加硫する加硫工程と、を含み、
   前記シェーピング工程は、前記流体の圧入が完了した前記ブラダの赤道面を前記生タイヤの赤道面より上方に位置させる工程を含む、空気入りタイヤの製造方法。
2. 前記シェーピング工程は、
   前記下クランプリングを動かさずに、前記上クランプリングを第１位置に維持した状態で前記ブラダへの流体の圧入を開始して前記流体の圧入を完了し、前記ブラダの赤道面を前記生タイヤの赤道面よりも上方に位置させる工程と、
   前記流体の圧入が完了した後で、前記下クランプリングを動かさずに、前記上クランプリングを前記第１位置よりも下方の第２位置へ移動させ、前記加硫工程へ移行する工程と、
   を含む、請求項１に記載の方法。
3. 前記第１位置にある前記上クランプリングの少なくとも一部は、前記生タイヤの上ビードの上端よりも上方に位置する、請求項２に記載の方法。
4. 前記第２位置における前記上クランプリングの上端は、前記生タイヤの上ビードの下端と同じ高さに位置する又は前記生タイヤの上ビードの下端よりも下方に位置する、請求項２又は３に記載の方法。
5. 前記シェーピング工程において前記上クランプリングが前記第２位置に到達してから、前記加硫工程における加硫が開始する時点まで前記上クランプリングが前記第２位置に維持される、請求項２～４のいずれかに記載の方法。
6. 前記上クランプリングが前記第１位置から前記第２位置へ向けて移動を開始した時点から、前記上クランプリングが前記第２位置へ移動することを経て、前記モールドが閉じる時点までの間、前記ブラダに対する流体の入出力が停止される、請求項２～５のいずれかに記載の方法。
7. 生タイヤを保持可能なブラダと、前記ブラダを支持する上クランプリング及び下クランプリングと、前記生タイヤを加硫するモールドと、を備え、
   前記ブラダに流体を圧入して前記ブラダを膨張させ、前記ブラダで前記生タイヤを保持するシェーピング動作と、
   前記シェーピング動作後に、前記モールドを閉じて前記生タイヤを加硫する加硫動作と、を実行可能に構成されており、
   前記シェーピング動作は、前記流体の圧入が完了した前記ブラダの赤道面を前記生タイヤの赤道面より上方に位置させること、を含む、空気入りタイヤの製造装置。

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