JP2022101883A - Manufacturing method of pneumatic tire - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、未加硫の生タイヤをタイヤ成型用金型内で加熱加硫する加硫工程を含む空気入りタイヤの製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a pneumatic tire, which comprises a vulcanization step of heating and vulcanizing an unvulcanized raw tire in a tire molding mold.
ゴム製品である空気入りタイヤを製造する場合、その加硫工程はもっとも時間を要する工程となるため、加硫工程の時間短縮の努力が現在でも行われている。その一方で、加硫工程においてゴム部の加硫が不十分であると、ゴムの加硫反応により発生したエアが加硫ゴム内に残存し、かかる残存エアは製品段階でのタイヤ故障の原因となる場合がある。したがって、通常のタイヤ生産の現場では、季節要因などにより、例えば原料である未加硫の生タイヤの温度、金型内温度、雰囲気温度などがばらつく点を考慮し、加硫工程での全ばらつきを加味した余裕時間を加算して加硫工程に要する時間を設定している。 When manufacturing pneumatic tires, which are rubber products, the vulcanization process is the most time-consuming process, and efforts are still being made to shorten the vulcanization process time. On the other hand, if the vulcanization of the rubber part is insufficient in the vulcanization process, the air generated by the vulcanization reaction of the rubber remains in the vulcanized rubber, and such residual air causes tire failure at the product stage. May be. Therefore, in a normal tire production site, considering that the temperature of raw unvulcanized tires, which are raw materials, the temperature inside the mold, the atmospheric temperature, etc., vary due to seasonal factors, etc., all variations in the vulcanization process are taken into consideration. The time required for the vulcanization process is set by adding the extra time in consideration of.
しかしながら、余裕時間の設定はタイヤの生産性向上の観点からは好ましくなく、タイヤ毎に加硫終了時を決定し、効率良く加硫工程を実行することが望まれていた。 However, setting the margin time is not preferable from the viewpoint of improving the productivity of the tire, and it has been desired to determine the end time of vulcanization for each tire and efficiently execute the vulcanization process.
例えば下記特許文献1には、加硫工程において、生タイヤのトレッド部のショルダー部などに誘電率測定プローブを埋設する段階を少なくとも備える空気入りタイヤの製造方法が記載されている。
For example,
本発明者らが鋭意検討した結果、前記特許文献1に記載の方法では、加硫工程時、誘電率測定プローブが繰り返しトレッド部に挿入(埋設)されるため、経時的に湾曲するなどの不具合が発生し、トレッド部の温度を正確に測定できない、さらには誘電率測定プローブの交換が必要になるなどの懸念が存在することが判明した。
As a result of diligent studies by the present inventors, in the method described in
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、加硫温度測定用の温度センサの耐久性に優れ、繰り返し製造してもタイヤ毎の正確な加硫温度を測定することが可能な空気入りタイヤの製造方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to have excellent durability of a temperature sensor for measuring a vulcanization temperature and to measure an accurate vulcanization temperature for each tire even if it is repeatedly manufactured. It is to provide a possible method of manufacturing a pneumatic tire.
上記目的は、下記の如き本発明により達成できる。即ち本発明は、未加硫の生タイヤをタイヤ成型用金型内で加熱加硫する加硫工程を含む空気入りタイヤの製造方法であって、前記タイヤ成型用金型は、未加硫の生タイヤのトレッド部に圧接可能なトレッド型部を少なくとも備えるものであり、前記トレッド型部は、周方向に分割されて、前記生タイヤの径方向に移動可能な複数のセグメントを有し、前記セグメントの少なくとも一つは、生タイヤのトレッド部に溝部を形成するための突出部と、前記加硫工程時に前記トレッド部の温度を計測する温度センサとを備え、前記温度センサは、前記突出部内の径方向外側から内側に向けて配設されており、少なくとも先端の一部が前記突出部の先端より径方向内側に突出しており、前記突出部の高さをHP、前記突出部の先端から突出した前記温度センサの突出高さをHSTとしたとき、0≦(HST/HP)≦(1であり、前記加硫工程は、前記突出部の先端から突出した前記温度センサを前記トレッド部に埋設することにより、前記トレッド部の温度を測定しつつ実施されることを特徴とする空気入りタイヤの製造方法に関する。 The above object can be achieved by the present invention as described below. That is, the present invention is a method for manufacturing a pneumatic tire including a sulfurization step of heating and smelting an unsulfurized raw tire in a tire molding die, wherein the tire molding die is unsulfurized. The tread mold portion is provided with at least a tread mold portion that can be pressure-contacted with the tread portion of the raw tire, and the tread mold portion has a plurality of segments that are divided in the circumferential direction and can move in the radial direction of the raw tire. At least one of the segments includes a protrusion for forming a groove in the tread portion of the raw tire and a temperature sensor for measuring the temperature of the tread portion during the brewing step, and the temperature sensor is inside the protrusion. Is arranged from the outside in the radial direction to the inside, and at least a part of the tip thereof protrudes radially inward from the tip of the protruding portion, the height of the protruding portion is HP, and the tip of the protruding portion is When the protruding height of the temperature sensor protruding from the tire is H ST , 0 ≦ ( H ST / HP) ≦ (1), and the scouring step uses the temperature sensor protruding from the tip of the protruding portion. The present invention relates to a method for manufacturing a pneumatic tire, which is carried out while measuring the temperature of the tread portion by embedding it in the tread portion.
上記空気入りタイヤの製造方法において、前記突出部の高さが3mm以上であることが好ましい。 In the method for manufacturing a pneumatic tire, the height of the protruding portion is preferably 3 mm or more.
上記空気入りタイヤの製造方法において、前記温度センサが、プラチナ測温抵抗体であることが好ましい。 In the method for manufacturing a pneumatic tire, it is preferable that the temperature sensor is a platinum resistance temperature detector.
本発明に係る空気入りタイヤの製造方法で使用するタイヤ成型用金型は、生タイヤのトレッド部に溝部を形成するための突出部と、加硫工程時にトレッド部の温度を計測する温度センサとを備える。さらに、温度センサは、突出部内の径方向外側から内側に向けて配設されており、少なくとも先端の一部が突出部の先端より径方向内側に突出している。使用するタイヤ成型用金型がかかる構成を備えるものであるため、本発明に係る空気入りタイヤの製造方法では、加硫温度測定用の温度センサの耐久性に優れ、繰り返し製造してもタイヤ毎の正確な加硫温度を測定することができる。 The tire molding die used in the method for manufacturing a pneumatic tire according to the present invention includes a protruding portion for forming a groove in the tread portion of a raw tire, and a temperature sensor for measuring the temperature of the tread portion during the vulcanization process. To prepare for. Further, the temperature sensor is arranged from the radial outside to the inside in the protrusion, and at least a part of the tip thereof protrudes radially inward from the tip of the protrusion. Since the tire molding mold to be used is provided with such a configuration, the method for manufacturing a pneumatic tire according to the present invention has excellent durability of the temperature sensor for measuring the vulcanization temperature, and even if it is repeatedly manufactured, each tire is excellent in durability. Accurate vulcanization temperature can be measured.
以下に、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。本発明において加熱加硫する未加硫の生タイヤの一例を示すタイヤ子午線断面図を図1に示す。ここで示した生タイヤ9は、一対のビード部1と、ビード部1の各々からタイヤ径方向外側に延びるサイドウォール部2と、サイドウォール部2の各々のタイヤ径方向外側端に連なって踏面を構成するトレッド部3とを備えた空気入りタイヤである。ビード部1には、環状のビードコア1aが配されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows a cross-sectional view of a tire meridian showing an example of an unvulcanized raw tire that is heat-vulcanized in the present invention. The raw tire 9 shown here has a pair of
カーカス層4は、トレッド部3からサイドウォール部2を経てビード部1に至り、その端部がビードコア1aを介して折り返されている。カーカス層4は、少なくとも一枚のカーカスプライによって構成される。カーカスプライは、タイヤ周方向に対して略90°の角度で延びるカーカスコードをトッピングゴムで被覆して形成されている。
The
ベルト層5は、トレッド部3でカーカス層4の外側に貼り合わされ、トレッドゴム6により外側から覆われている。ベルト層5は、複数枚(本実施形態では二枚)のベルトプライによって構成される。各ベルトプライは、タイヤ周方向に対して傾斜して延びるベルトコードをトッピングゴムで被覆して形成され、該ベルトコードがプライ間で互いに逆向きに交差するように積層されている。
The
トレッドゴム6は、1層のみで構成しても良く、タイヤ径方向内側のベーストレッドと、その外周側に位置するキャップトレッドとを有する、所謂キャップベース構造で構成しても良い。
The
図1に示した生タイヤ9は、未加硫状態の生タイヤであり、後述する加硫工程において、製品タイヤの形状にシェーピングされる(図2参照)とともに、そのトレッド表面には種々のトレッドパターンが形成される。 The raw tire 9 shown in FIG. 1 is a raw tire in an unvulcanized state, and is shaped into the shape of a product tire in the vulcanization process described later (see FIG. 2), and various treads are formed on the tread surface thereof. A pattern is formed.
生タイヤ9の加硫成形では、タイヤ成型用金型(以下、単に「金型」ともいう)が使用される。図2にタイヤ成型用金型を概念的に表した断面図を示す。この金型10には、生タイヤ9が未加硫状態のままセットされ、その金型10内の生タイヤ9に加熱加圧を施すことで加硫工程が行われる。
In the vulcanization molding of the raw tire 9, a tire molding die (hereinafter, also simply referred to as “mold”) is used. FIG. 2 shows a cross-sectional view conceptually showing a tire molding die. The raw tire 9 is set in the
金型10は、生タイヤ9のトレッド部3に圧接可能なトレッド型部11を少なくとも備える。本実施形態では、金型10は、生タイヤ9の踏面に接するトレッド型部11と、下方を向いたタイヤ外面に接する下型部12と、上方を向いたタイヤ外面に接する上型部13とを備える。これらは、周囲に設置された開閉機構(不図示)によって、型締め状態と金型開放状態との間で変位自在に構成され、かかる開閉機構の構造は周知である。トレッド型部11はさらに周方向に複数個のセグメントに分割されており、金型10内に配設される生タイヤ9の径方向に移動可能となっている。また、金型10には、電気ヒータや蒸気ジャケットなどの熱源を有するプラテン板(不図示)が設けられており、これによって各型部の加熱が行われる。
The
金型10の中心部には、タイヤと同軸状に中心機構14が設けられ、これの周囲にトレッド型部11、下型部12および上型部13が設置されている。中心機構14は、ゴム袋状のブラダー15と、タイヤ軸方向に延びるセンターポスト16とを有し、センターポスト16には、ブラダー15の端部を把持する上部クランプ17と下部クランプ18が設けられている。
A
中心機構14には、ブラダー15内への加熱媒体の供給を行うための媒体供給路21が上下に延設され、その媒体供給路21の上端に噴出し口22が形成されている。媒体供給路21には、加熱媒体供給源23から供給された加熱媒体や、加圧媒体供給源26から供給された加圧媒体が流れる供給配管24が接続されている。加熱媒体は、バルブ25の開閉操作に応じて供給され、加圧媒体は、バルブ28の開閉操作に応じて供給される。
In the
また、中心機構14には、ブラダー15内の加熱媒体と加圧媒体とが混合された高温高圧流体を排出するための媒体排出路31が上下に延設され、その媒体排出路31の上端に回収口32が形成されている。媒体排出路31には、高温高圧流体が流れる排出配管34が接続され、その開閉を操作するブローバルブ33を排出配管34に設けている。ポンプ35は、媒体排出路31を通る高温高圧流体が媒体供給路21を経由してブラダー15の内部に再供給されるように、高温高圧流体を強制循環させる手法を用いても構わない。
Further, in the
図3に、本発明において使用するタイヤ成型用金型が備える突出部と温度センサとの状態を概念的に示す断面図を示す。図3に示す通り、金型10を構成するセグメントSgの少なくとも一つは、生タイヤのトレッド部3に溝部を形成するための突出部Pと、加硫工程時にトレッド部3の温度を計測する温度センサSとを備える。温度センサSは、突出部P内の径方向外側から内側に向けて配設されている。なお、トレッド部3に溝部を形成するための突出部Pは、通常、金型10に2以上配設されるところ、温度センサSは複数の突出部Pの一つのみに配設してもよく、2以上の突出部Pに配設してもよい。温度センサSは、例えばセグメントSgの有する固定手段(不図示)により固定され、内周面側に向かって生タイヤのタイヤ径方向に延びるように設置可能である。なお、「内周面側」とは生タイヤ9が金型10にセットされる際、生タイヤ9の中心側を意味する。温度センサSを固定する固定手段は、例えば外周面側をダブルナットなどで構成し、内周面側をネジ構造で構成してもよい。
FIG. 3 shows a cross-sectional view conceptually showing the state of the protrusion and the temperature sensor included in the tire molding die used in the present invention. As shown in FIG. 3, at least one of the segments Sg constituting the
図3に示す通り、温度センサSの少なくとも先端の一部は、突出部Pの先端より径方向内側に突出している。温度センサSの先端には測温抵抗体が配設されており、かかる先端部分でトレッド部3の温度を測定することができる。測温抵抗体としては、感度が優れることから、プラチナ測温抵抗体を使用することが好ましい。測温抵抗体には、リード線が繋がれ、図示しないレコーダに電圧情報(温度情報)を伝達する。
As shown in FIG. 3, at least a part of the tip of the temperature sensor S protrudes radially inward from the tip of the protruding portion P. A resistance temperature detector is disposed at the tip of the temperature sensor S, and the temperature of the
加硫工程時、トレッド部3に温度センサSを埋設(挿入)する方法としては、例えばセグメントSgの少なくとも一つに、温度センサSの軸方向と生タイヤ9の径方向とが一致するように、突出部Pおよび温度センサSを配設し、加硫工程時、セグメントSgがタイヤ径方向に移動するのと同時に、温度センサSが生タイヤ9のトレッド部3に挿入されるように設計してもよい。トレッド部に温度センサが埋設される際、通常であれば温度センサにかなりの負荷が掛かり、場合によっては温度センサの破損に繋がる懸念がある。しかしながら、本発明においては、突出部の高さをHP、突出部の先端から突出した温度センサの突出高さをHSTとしたとき、0≦(HST/HP)≦1に設計されており、温度センサSは、その先端のみが突出部Pから突出しているに過ぎず、先端以外は突出部P内に配設されており、保護されている。したがって、繰り返しトレッド部3に温度センサSを埋設(挿入)しても、温度センサSの破損などの発生を著しく低減することが可能となる。温度センサSの最大幅Wsとしては、例えば5~30mm程度が例示可能である。
As a method of embedding (inserting) the temperature sensor S in the
突出部Pの先端から突出した温度センサSの先端の突出高さHSTは、トレッド部3の温度を測定するために0mmを超えて設計されることが好ましく、5mmを超えて設計されることがより好ましい。また、HSTが長すぎると、温度センサSの埋設部分に対応する穴がトレッド部3の溝底に形成されるため、タイヤ走行時、該埋設痕に例えば小石などの異物が噛み込む危険性が高まる。したがって、HSTは20mm以下に設計されることが好ましく、15mm以下に設計されることがより好ましい。
The protrusion height HST of the tip of the temperature sensor S protruding from the tip of the protrusion P is preferably designed to exceed 0 mm in order to measure the temperature of the
加硫工程後に得られる空気入りタイヤでは、温度センサSが配設される突出部Pに対応する溝部がトレッド部3に形成されるところ、溝部の溝幅が広ければ広いほど、溝部の溝底に形成される温度センサの埋設痕が目立ちにくくなる。したがって、突出部Pは、トレッド部3に形成される幅の広い溝、例えば主溝形成用の突出部であることが好ましい。突出部Pの最大幅Wpとしては、例えば2~10mm程度が例示可能である。同様に、トレッド部の踏面に形成される溝部の溝深さが深ければ深いほど、溝部の溝底に形成される温度センサの埋設痕が目立ちにくくなる。トレッド部の踏面に形成される溝部の深さに対応する、突出部Pの高さHPは、例えば3~28mm程度が例示可能である。
In the pneumatic tire obtained after the vulcanization step, a groove corresponding to the protrusion P on which the temperature sensor S is arranged is formed in the
本発明に係る空気入りタイヤの製造方法により、トレッド部の温度を正確に測定しつつ、未加硫の生タイヤを加熱加硫することができるため、余分な安全時間を設定することなく、タイヤ毎に加硫工程の終了時点を確実に決定することができる。加えて、製造タイヤの温度センサの埋設部分に対応する埋設痕を非常に小さく設計することが可能であるため、小石などの異物が噛み込み、これが原因となり空気入りタイヤのトレッド表面にクラックが発生する可能性を著しく低減することができる。 According to the method for manufacturing a pneumatic tire according to the present invention, an unvulcanized raw tire can be heated and vulcanized while accurately measuring the temperature of the tread portion, so that the tire can be tired without setting an extra safety time. The end point of the vulcanization process can be reliably determined for each. In addition, since it is possible to design the buried mark corresponding to the buried part of the temperature sensor of the manufactured tire to be very small, foreign matter such as pebbles gets caught, which causes cracks on the tread surface of the pneumatic tire. The possibility of tire tread can be significantly reduced.
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。 It is possible to adopt the structure adopted in each of the above embodiments in any other embodiment. The specific configuration of each part is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the gist of the present disclosure.
実施例1
本発明の構成と効果を具体的に示すため、図2に記載の加硫金型10を用いて、サンプルタイヤ(タイヤサイズ:275/80R22.5)の加硫を実施した。その際、高精度デジタルデータロガーに接続された温度センサS(プラチナ測温抵抗体)を図3に示す通り、主溝形成用の突出部P内に配設し、トレッド部3の温度を測定しつつ加硫工程を実施した。突出部Pの先端から突出した温度センサSの先端の突出高さHSTは15mm、温度センサSの最大幅Wsは、5mm、突出部Pの高さHPは25mm、突出部の最大幅Wpは20mm、(HST/HP)を0.60に設計した。その後、加硫金型10を使用し、加硫工程を実施することにより、空気入りタイヤを製造した。
Example 1
In order to specifically show the configuration and effect of the present invention, a sample tire (tire size: 275 / 80R22.5) was vulcanized using the vulcanization die 10 shown in FIG. At that time, as shown in FIG. 3, a temperature sensor S (platinum resistance temperature detector) connected to the high-precision digital data logger is arranged in the protruding portion P for forming the main groove, and the temperature of the
比較例1
温度センサを配設しない(加硫工程時にトレッド部の温度を測定しない)こと以外は、実施例1と同様の方法により空気入りタイヤを製造した。なお、比較例1は、従来公知の製造方法に対応し、加硫工程での全ばらつきを加味した余裕時間を加算して加硫工程を実施した。
Comparative Example 1
A pneumatic tire was manufactured by the same method as in Example 1 except that the temperature sensor was not arranged (the temperature of the tread portion was not measured during the vulcanization step). In addition, Comparative Example 1 corresponds to a conventionally known production method, and the vulcanization step was carried out by adding a margin time considering all variations in the vulcanization step.
比較例2
温度センサを突出部内に配設するのではなく、トレッド部の踏面に埋設されるように温度センサを設計し、トレッド部の温度を測定しつつ加硫工程を実施したこと以外は、実施例1と同様の方法により空気入りタイヤを製造した。温度センサのトレッド部内へ埋設された部分の長さは15mmであり、この部分に相当する穴がトレッド部の踏面に形成された。
Comparative Example 2
Example 1 Except that the temperature sensor was designed to be embedded in the tread of the tread instead of being arranged in the protruding portion, and the vulcanization step was carried out while measuring the temperature of the tread. A pneumatic tire was manufactured by the same method as above. The length of the portion embedded in the tread portion of the temperature sensor was 15 mm, and a hole corresponding to this portion was formed on the tread portion of the tread portion.
[温度センサの耐久性]
実施例1および比較例2の製造方法により、空気入りタイヤを100本製造した後の温度センサの状態を目視にて観察した。結果を表1に示す。
[Durability of temperature sensor]
The state of the temperature sensor after manufacturing 100 pneumatic tires by the manufacturing methods of Example 1 and Comparative Example 2 was visually observed. The results are shown in Table 1.
[加硫生産性]
金型10内に生タイヤ9がセットされた時点から、金型10を開放状態し、加硫工程を終了した時点までを加硫時間と定義し、比較例1での加硫時間を100とする指数で表した。数値が低いほど加硫生産性に優れることを意味する。結果を表1に示す。
[Vulcanization productivity]
The vulcanization time is defined as the time from the time when the raw tire 9 is set in the
表1の結果から、実施例1の製造方法では、加硫温度測定用の温度センサの耐久性に優れ、繰り返し製造してもタイヤ毎の正確な加硫温度を測定することが可能であることが分かる。一方、比較例2の製造方法では、繰り返し製造することで温度センサに湾曲が発生することが分かる。 From the results in Table 1, the manufacturing method of Example 1 has excellent durability of the temperature sensor for measuring the vulcanization temperature, and it is possible to measure the accurate vulcanization temperature for each tire even if it is repeatedly manufactured. I understand. On the other hand, in the manufacturing method of Comparative Example 2, it can be seen that the temperature sensor is curved due to repeated manufacturing.
S 温度センサ
P 突出部
S temperature sensor P protrusion
Claims (3)
前記タイヤ成型用金型は、未加硫の生タイヤのトレッド部に圧接可能なトレッド型部を少なくとも備えるものであり、
前記トレッド型部は、周方向に分割されて、前記生タイヤの径方向に移動可能な複数のセグメントを有し、
前記セグメントの少なくとも一つは、生タイヤのトレッド部に溝部を形成するための突出部と、前記加硫工程時に前記トレッド部の温度を計測する温度センサとを備え、
前記温度センサは、前記突出部内の径方向外側から内側に向けて配設されており、少なくとも先端の一部が前記突出部の先端より径方向内側に突出しており、
前記突出部の高さをHP、前記突出部の先端から突出した前記温度センサの突出高さをHSTとしたとき、0≦(HST/HP)≦1であり、
前記加硫工程は、前記突出部の先端から突出した前記温度センサを前記トレッド部に埋設することにより、前記トレッド部の温度を測定しつつ実施されることを特徴とする空気入りタイヤの製造方法。 A method for manufacturing a pneumatic tire, which includes a vulcanization step of heating and vulcanizing an unvulcanized raw tire in a tire molding die.
The tire molding die is provided with at least a tread mold portion that can be pressure-welded to the tread portion of an unvulcanized raw tire.
The tread mold portion is divided in the circumferential direction and has a plurality of segments that are movable in the radial direction of the raw tire.
At least one of the segments comprises a protrusion for forming a groove in the tread portion of the raw tire and a temperature sensor for measuring the temperature of the tread portion during the vulcanization step.
The temperature sensor is arranged from the radial outside to the inside in the protrusion, and at least a part of the tip thereof protrudes radially inward from the tip of the protrusion.
When the height of the protruding portion is HP and the protruding height of the temperature sensor protruding from the tip of the protruding portion is H ST , 0 ≦ ( H ST / HP) ≦ 1.
A method for manufacturing a pneumatic tire, wherein the vulcanization step is carried out while measuring the temperature of the tread portion by embedding the temperature sensor protruding from the tip of the protruding portion in the tread portion. ..
The method for manufacturing a pneumatic tire according to claim 1 or 2, wherein the temperature sensor is a platinum resistance temperature detector.
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