JP4721751B2 - 空気入りタイヤの製造方法 - Google Patents

Description

この発明は、所定幅に切断された複数枚の短冊状部材を、拡径可能な成型ドラムの周面に、隣接する短冊状部材が互いに重複するよう貼り付け、カーカスプライ等のタイヤ構成部材、とりわけラジアルタイヤのカーカスプライを形成する工程と、かかるタイヤ構成部材を所定量拡径する工程を含む空気入りタイヤの製造方法に関するものであり、特にかかる製造方法により製造された空気入りタイヤの寸法精度の向上を図る。

従来の空気入りタイヤ製造方法においては、製品タイヤのタイヤサイズに応じた幅及び長さに切断されたシート状材料をタイヤ成型ドラムの周面に貼り付け、シート状部材の両端部を接合することによってカーカスプライ等のタイヤ構成部材を形成することが一般的である。しかし、この製造方法では、タイヤサイズの異なる複数種の製品タイヤを製造するために、これに応じた複数種のシート状材料を製造及び保管せざるを得ず、これはシート状部材の生産ラインの切り替えを必要とするため生産効率が低下する上、複数種のシート状部材を一時保管するための広大なストックヤードを必要とする。かかる問題を解決するため、製品タイヤのタイヤサイズに関わらず、共通の材料からタイヤ構成部材を形成することが提案されており、例えば特許文献１には、定尺切断した複数毎の短冊状部材を成型ドラムの周面に順次貼着するとともに、それら短冊状部材の隣接する各側端面を接合するプライ部材の成型方法が記載されている。これによれば、貼着する短冊状部材の枚数を変えることで、単一の短冊状部材でも異なるサイズのタイヤの製造にも対応できることから、生産効率及びストックヤードの省スペース化が図れる。

また、従来のタイヤ成型ドラムは、特定の一種類のタイヤサイズのタイヤを形成する単能機であることから、タイヤサイズの異なる製品への切り替えに際しては、ドラム及び付帯機器の交換及び調整が不可避であり、生産効率を低下させる要因となっていた。近年、同一の成型ドラムをもって各種タイヤサイズのタイヤの形成を可能とする装置の研究開発が進められており、例えば特許文献２には、拡縮変位可能な複数のセグメントで成型ドラムを構成し、製品タイヤのタイヤサイズに応じて各セグメントを拡縮変位させて成型ドラムの外周長を変更することによって、同一成型ドラムを用いて多種類のタイヤを製造する汎用型タイヤ成型装置が記載されている。

さらに、前記の短冊状部材と汎用型タイヤ成型装置を組み合わせることによって、総合的な生産効率を向上させることも行われている。

特開平４−２２６７４２号公報 特開２００３−８９１５８号公報

前記の短冊状部材と汎用型タイヤ成型装置を組み合わせた製造方法においては、短冊状部材の厚みのばらつきや成型ドラムの固体差等に起因する外周長の誤差を補正し、製品タイヤの寸法精度を向上するため、成型ドラムの拡縮を実施した直後の製造サイクルにて、成型ドラム上に形成されたタイヤ構成部材の外周長を作業員がテープメジャーを用いて実測し、この実測値と基準外周長の差から成型ドラムの拡縮量を微調整することが行われている。また、成型ドラム上に形成されたタイヤ構成部材をさらに拡径させて、他のタイヤ構成部材と接合する場合には、拡径後のタイヤ構成部材の外周長を同様にしてテープメジャーを用いて実測し、この実測値と基準外周長の差から拡張量の補正を行うことが行われている。

しかし、このようなテープメジャーによる周長の測定では、テープメジャーをタイヤ構成部材に巻き付けるにあたって、テープメジャーの蛇行等により正確に円周方向に沿わせることが難しく、かつテープメジャーを作業員の手作業で巻き付けるため、巻き付けの張力にばらつきが生じ、測定精度が低下するという問題点があった。さらに、短冊状部材を接合してタイヤ構成部材を形成した場合には、接合部分がフラットではなく凸部があるため、テープメジャーがタイヤ構成部材に密着せず、やはり測定精度が低下するという問題点があった。このような不正確な実測値に基づいて外周長の補正が行われると、製品タイヤの寸法精度も低下し、タイヤ構成部材相互の接合不良や、製品タイヤでのクラック発生等を招くおそれがあった。

この発明は、従来技術が抱えるこのような問題点を解決することを課題とするものであり、その目的は、凸部を有するタイヤ構成部材の外周長を正確に測定することによって、製品タイヤの寸法精度を向上させた空気入りタイヤの製造方法を提供することにある。

前記の目的を達成するため、この発明は、所定幅に切断された複数枚の短冊状部材を、拡径可能な成型ドラムの周面に、隣接する短冊状部材が互いに重複するよう貼り付け、タイヤ構成部材を形成する工程と、前記成型ドラムを所定量拡径する工程と、少なくとも２個のローラー間に無端ベルトを掛け渡してなる測長装置を、成型ドラム上に形成されたタイヤ構成部材に接触させ、その外周長を測定する工程と、外周長の測定結果に基づいて成型ドラムの拡張量を補正する工程を含むことを特徴とする空気入りタイヤの製造方法である。なお、この明細書を通じて、「幅」とは成型ドラムの幅方向に沿って測定した距離を意味するものとし、「長さ」とは成型ドラムの周方向に沿って測定した距離を意味するものとする。

この製造方法では、ローラー間に掛け渡された無端ベルトが、タイヤ構成部材を構成する短冊状部材の重複部分に存在する凸部を吸収し、これに密着するので、タイヤ構成部材の表面粗さの影響を受けることが少なく、正確にその外周長を測定することができる。

ここで、タイヤ構成部材の外周長を測定する工程は、成型ドラム上に形成されたタイヤ構成部材の種類やドラムの拡径量に応じて、成型ドラムを拡径する工程の前後いずれに行うか、あるいは、成型ドラムを２段階で拡径させ、第１段階の拡径終了後で第２段階の拡径開始前に成型ドラムの外周長を測定する工程を行う。

そして、成型ドラムを拡径する工程に先立ってタイヤ構成部材の外周長を測定する工程を行う場合には、測定された外周長と基準となる外周長の差から成型ドラムの基準拡径量を補正し、補正された拡径量に基づいて成型ドラムを拡径する工程を行う。

また、成型ドラムを拡径する工程の後にタイヤ構成部材の外周長を測定する工程を行う場合には、測定された外周長と基準となる外周長の差から成型ドラムの補正拡縮量を算出し、この補正拡縮量に応じて成型ドラムを拡縮径する工程をさらに含む。

さらに、成型ドラムを拡張する工程中に成型ドラムの拡径を一時停止し、タイヤ構成部材の外周長を測定する工程を行う場合には、測定された外周長と基準となる外周長の差から成型ドラムの残余拡径量を算出し、この残余拡径量に応じて成型ドラムをさらに拡径する。一時停止時における成型ドラムの好適な拡径量は、所定の拡径量の８０〜９５％、より好ましくは９０〜９５である。

加えて、測長装置は、隣接するローラーの回転軸心間距離が前記短冊状部材の重複長さよりも大きいことが好ましい。

また、成型ドラムの外周長を測定するに当り、測定装置と成型ドラムの接触圧力を１５〜２０ｋＰａの範囲に制御することが好ましい。

さらに、成型ドラムの拡張量を補正する工程は、測定された外周長と基準となる外周長の差の絶対値を求め、この絶対値が所定の閾値よりも大きい場合にのみ成型ドラムの拡張量の補正を行うことが好ましい。

この発明によれば、無端ベルトを有する測長装置を用い、凸部を有するタイヤ構成部材に無端ベルトを密着させて、この外周長を正確に測定することによって、製品タイヤの寸法精度を向上させた空気入りタイヤの製造方法を提供することが可能となる。

次に、図面を参照しつつ、この発明の実施の形態を説明する。図１は、この発明に従う空気入りタイヤ（以下「タイヤ」という）の製造方法に用いる装置の一例の斜視図である。

図１に示す装置は、製造すべきタイヤ構成部材の内径に対応して外径を変更することが可能な成型ドラム１を具える。かかる成型ドラムとしては、例えば特許文献２に記載された成型ドラム等の従来から公知のものを用いることができる。この成型ドラム１の周面２に、所定幅に切断された複数枚の短冊状部材３を、隣接する短冊状部材が互いに重複して重複部分４を形成するよう貼り付ける。かかる短冊状部材は、補強素子のゴム引き層等の、タイヤ構成部材を製造するためのシート状材料として従来から用いられていた材料を、所定の幅及び長さに切断したものとすることができる。また、かかる短冊状部材は、オフマシンで切断して準備することもできるが、特許文献１に記載されているように、長尺の材料をオンマシンで所定の幅に切断して成型ドラムに供給することもできる。そして、必要に応じて重複部分４を、図示しないステッチャロール等により圧着し、成型ドラム１上にタイヤ構成部材５を形成する。

図２は、図１のＡ−Ａ線上の断面図である。図示のように、短冊状部材３の重複部分４には凸部が形成されている。このように凸部を有するタイヤ構成部材５の外周長をテープメジャーで測定しようとすると、図２に破線で示したように、テープメジャーが浮いた状態となり、測定精度が低下するのである。また、アルミニウム等のロールにエンコーダーを取り付けた測長装置をタイヤ構成部材に押し付けて外周長を測定することも考えられるが、依然として重複部分に形成される凸部の形状に追従することができないので、測定精度の点で問題があった。

これに対し、この発明の製造方法では、測長装置６を用いることで、タイヤ構成部材５の外周長の測定精度を向上させている。かかる測長装置６の構成を、図３を参照しつつ詳述する。

測長装置６は、少なくとも２個のローラー、図３では２個のローラー７ａ、７ｂを有しており、これらローラー７ａ、７ｂの間には無端ベルト８が掛け渡されている。このような構成を採用したので、測長装置６が被測定物上の凸部に乗り上げても、図３の仮想線で示したように無端ベルト８が変形し、この凸部に追従することができる。無端ベルト８は、測定精度を向上する観点から、測定の際にスリップすることなく被測定物の表面形状に追従でき、かつ低伸張性であることが好ましく、例えばウレタンベルトや繊維補強ゴムベルト等を用いることができる。また、無端ベルトは平ベルトであってもよいが、ベルトとローラーの間のスリップにより測定精度が低下するのを防止する観点からは、歯付ベルトが有利である。さらに、測長装置６は、図示しない距離センサを具えており、無端ベルト８又はローラー７ａ、７ｂの回転距離を検出する。この距離センサは公知の種々の距離センサを用いることができるが、装置全体の自動制御化を容易にする観点からは電子式のものが好ましく、例えばロータリーエンコーダーをローラー７ａ、７ｂのいずれかに接続することが好ましい。

図４は、測定装置６を、成型ドラム１上に形成されたタイヤ構成部材５に接触させ、その外周長を測定する様子を示したものである。このように、測定装置６は凸状の重複部分４の形状にも追従するため、高い測定精度が得られる。

上述したように、成型ドラム上に形成されたタイヤ構成部材の外周長は、短冊状部材の厚みのばらつきや成型ドラムの固体差等に起因した誤差を有する。さらに、長期間にわたり成型ドラムの使用を続けると、可動部分が摩耗し、これがさらなる誤差を招く。このように誤差を有するタイヤ構成部材を他のタイヤ構成部材と接合すると、接合不良を招いたり、接合部分に皺やエア入りを生じたり、製品タイヤの寸法が許容誤差内から外れたりし、不良率の増加を引き起こすおそれがある。しかし、この発明の方法に従えば、成型ドラム上のタイヤ構成部材の外周長を正確に実測できるので、この測定値を例えばマイクロコンピュータ等の制御手段に入力し、ここで成型ドラムの補正拡張量を算出し、算出された補正拡張量に基づいて最終的な成型ドラムの位置決め制御を行うことによって、高い寸法精度で製品タイヤを製造することが可能となるのである。

この発明の第１の実施態様では、図１のように成型ドラム１及びタイヤ構成部材５を拡張していない状態でタイヤ構成部材５の外周長を測定する。この測定は、測長装置６を固定した状態で、図示しない駆動装置により成型ドラム１を１回転させて行ってもよく、成型ドラム１を固定した状態で、図示しない移動手段により測長装置６を成型ドラム１の周上で１回転させてもよい。そして、実測された外周長と、成型ドラム１及び短冊状部材３の設計寸法から予め算出されている拡径前の基準外周長との差を求め、この差に基づいて、これも同様にして算出された成型ドラム１の基準拡径量を補正する。補正された拡径量に従って成型ドラム１の拡径を行えば、比較的誤差の少ない状態で他のタイヤ構成部材との接合を行うことができる。この実施態様は、成型ドラム１の拡径量が比較的小さく拡径時にさらなる誤差が生じる可能性の低い場合に有効であり、また、全ての短冊状部材３の貼り付けが終了していなくとも貼り付けの終わった部分から順次に測定すれば、貼り付け工程と並行して測定工程を行えることから、サイクルタイムを短縮できる点で有利である。

次に図５を参照して、この発明の第２の実施態様を説明する。第２の実施態様では、所望によりビード、ビードフィラー等を取り付け、成型ドラム１及び短冊状部材３の設計寸法から予め算出されている拡径量だけ成型ドラム１を拡径し、成型ドラム１とともに拡径されたタイヤ構成部材５の外周長を測定する。測定は第１の実施態様で説明したものと同様にして行う。そして、実測された外周長と、成型ドラム１及び短冊状部材３の設計寸法から予め算出されている拡径後の基準外周長との差を求め、この差に基づいて補正拡縮量を算出する。すなわち、基準外周長よりも実測された外周長が大きければ、これらが一致するような縮径量を補正拡縮量とし、逆に基準外周長よりも実測された外周長が小さければ、これらが一致するような拡径量を補正拡縮量とする。そして、求められた補正拡縮量だけ成型ドラム１を拡径又は縮径し、タイヤ構成部材５の外周長を基準外周長に一致させる。この実施態様は、短冊状部材３の貼り付け後における成型ドラム１の拡径に際して生じ得る誤差をも補正できる点において、測定精度が最も高くなる。

しかし、第２の実施態様は、製品タイヤのタイヤサイズによっては、一旦拡径工程を行った後に測定を行うことから、外周長が長くなり、測定に要する時間が長くなる上、外周長の補正のための拡縮工程を行う必要があることから、サイクルタイムが長くなる。しかも、補正のための拡縮工程で縮径をする場合には、タイヤ構成部材５が縮径に完全に追従できず、表面に皺が生じたり、成型ドラム１から浮き上がってしまったりするおそれもある。このため、第３の実施態様では、成型ドラムを拡張する工程を２段階に分け、拡径工程の第１段階で成型ドラム１の拡径を基準拡径量に達しない状態で一時停止し、この状態でタイヤ構成部材５の外周長を測定する。測定は第１の実施態様で説明したものと同様にして行う。そして、実測された外周長と、成型ドラム１及び短冊状部材３の設計寸法から予め算出されている拡径の第１段階における基準外周長との差を求め、この差に基づいて残余の拡径量を算出し、この残余拡径量に応じて拡径工程の第２段階を行う。この実施態様は、比較的サイクルタイムが短く、かつ比較的測定精度が高く、総合的にバランスの取れた製造方法であり、しかも拡径終了後のタイヤ構成部材への皺等の発生もない点で優れている。

第３の実施態様において、サイクルタイムの短縮が重視される場合には第１段階での拡径量を小さくし、測定精度が重視される場合には第１段階での拡径量を大きくすればよいが、サイクルタイムと測定精度の双方を高いレベルで両立する観点からは、第１段階での拡径量を基準拡径量の８０〜９５％とすることが好ましく、８５〜９０％とすることがより好ましい。

また、高い測定精度を得るためには、タイヤ構成部材と接触するローラー７ａ、７ｂ間に短冊状部材３の重複部分４が収容され、無端ベルト８によって重複部分４の凸部が完全に吸収されることが好ましく、したがってローラー７ａ、７ｂの回転軸心間距離ｄは短冊状部材の重複長さｌよりも大きいことが好ましい。

さらに、成型ドラムの外周長を測定するに当り、測定装置６と成型ドラム１の接触圧力を１５〜２０ｋＰａの範囲に制御することが好ましい。この接触圧力が１５ｋＰａ未満の場合には無端ベルト８がタイヤ構成部材５上でスリップし、測定精度が低下するおそれがあるからであり、これが２０ｋＰａを超える場合には測定装置６のローラー７ａ及び／又は７ｂが重複部分４の凸部に直接接触し、無端ベルト８を配設した効果が打ち消されるおそれがあるからである。

測定された外周長に基づく成型ドラムの拡張量の補正は常時行ってもよいが、外周長の誤差が許容範囲内の場合には、サイクルステップを短縮する観点から、この補正を省略してもよい。具体的には、測長装置６により測定されたタイヤ構成部材５の外周長と基準となる外周長の差の絶対値を求め、この絶対値が製造公差等の所定の閾値よりも大きい場合にのみ成型ドラムの拡張量の補正を行うようにしてもよい。

なお、上述したところは、この発明の実施形態の一部を示したにすぎず、この発明の趣旨を逸脱しない限り、これらの構成を相互に組み合わせたり、種々の変更を加えたりすることができる。例えば、図示の例では、測長装置のローラーは２個であるが、ローラーを３個以上としてもよい。また、成型ドラム上に形成されるタイヤ構成部材がカーカスである場合を例にして図示及び説明を行ってきたが、ベルト、トレッド等の他のタイヤ構成部材の製造にも適用可能である。

以上の説明から明らかなように、この発明によって、凸部を有するタイヤ構成部材の外周長を正確に測定することによって、製品タイヤの寸法精度を向上させた空気入りタイヤの製造方法を提供することが可能となった。

この発明に従う空気入りタイヤの製造方法に用いる装置の一例の斜視図である。 図１のＡ−Ａ線上における断面図である。 この発明に従う空気入りタイヤの製造方法に用いる測長装置の一例の正面図である。 図３に示す測長装置によりタイヤ構成部材の外周長を測定する状態を示すドラム径方向断面図である。 成型ドラムを拡径した状態で測長装置によりタイヤ構成部材の外周長を測定する状態を示すドラム幅方向断面図である。

符号の説明

１ 成型ドラム
２ 成型ドラムの周面
３ 短冊状部材
４ 短冊状部材の重複部分
５ タイヤ構成部材
６ 測長装置
７ａ、７ｂ ローラー
８ 無端ベルト

Claims (7)

1. 所定幅に切断された複数枚の短冊状部材を、拡径可能な成型ドラムの周面に、隣接する短冊状部材が互いに重複するよう貼り付け、タイヤ構成部材を形成する工程と、
   前記成型ドラムを所定量拡径する工程と、
   少なくとも２個のローラー間に無端ベルトを掛け渡してなる測長装置を、成型ドラム上に形成されたタイヤ構成部材に接触させ、その外周長を測定する工程と、
   外周長の測定結果に基づいて成型ドラムの拡張量を補正する工程を含み、
   前記成型ドラムを拡径する工程に先立って前記タイヤ構成部材の外周長を測定する工程を行い、測定された外周長と基準となる外周長の差から成型ドラムの基準拡径量を補正し、補正された拡径量に基づいて前記成型ドラムを拡径する工程を行うことを特徴とする空気入りタイヤの製造方法。
2. 所定幅に切断された複数枚の短冊状部材を、拡径可能な成型ドラムの周面に、隣接する短冊状部材が互いに重複するよう貼り付け、タイヤ構成部材を形成する工程と、
   前記成型ドラムを所定量拡径する工程と、
   少なくとも２個のローラー間に無端ベルトを掛け渡してなる測長装置を、成型ドラム上に形成されたタイヤ構成部材に接触させ、その外周長を測定する工程と、
   外周長の測定結果に基づいて成型ドラムの拡張量を補正する工程を含み、
   前記成型ドラムを拡径する工程の後に前記タイヤ構成部材の外周長を測定する工程を行い、測定された外周長と基準となる外周長の差から成型ドラムの補正拡縮量を算出し、該補正拡縮量に応じて成型ドラムを拡縮径する工程をさらに含むことを特徴とする空気入りタイヤの製造方法。
3. 所定幅に切断された複数枚の短冊状部材を、拡径可能な成型ドラムの周面に、隣接する短冊状部材が互いに重複するよう貼り付け、タイヤ構成部材を形成する工程と、
   前記成型ドラムを所定量拡径する工程と、
   少なくとも２個のローラー間に無端ベルトを掛け渡してなる測長装置を、成型ドラム上に形成されたタイヤ構成部材に接触させ、その外周長を測定する工程と、
   外周長の測定結果に基づいて成型ドラムの拡張量を補正する工程を含み、
   前記成型ドラムを拡張する工程中に成型ドラムの拡径を一時停止し、前記タイヤ構成部材の外周長を測定する工程を行い、測定された外周長と基準となる外周長の差から成型ドラムの残余拡径量を算出し、該残余拡径量に応じて成型ドラムをさらに拡径することを特徴とする空気入りタイヤの製造方法。
4. 成型ドラムを所定量の８０〜９５％まで拡径した時点で一時停止を行う、請求項３に記載の製造方法。
5. 前記測長装置は、隣接するローラーの回転軸心間距離が前記短冊状部材の重複長さよりも大きい、請求項１〜４のいずれか一項に記載の製造方法。
6. 成型ドラムの外周長を測定するに当り、測定装置と成型ドラムの接触圧力を１５〜２０ｋＰａの範囲に制御する、請求項１〜５のいずれか一項に記載の製造方法。
7. 前記成型ドラムの拡張量を補正する工程は、測定された外周長と基準となる外周長の差の絶対値を求め、この絶対値が所定の閾値よりも大きい場合にのみ成型ドラムの拡張量の補正を行う、請求項１〜６のいずれか一項に記載の製造方法。

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