JP5107650B2 - タイヤの製造装置及びタイヤの製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は、複数のシート状のゴム部材が積層されてなるタイヤの製造に適した製造装置及びそのタイヤの製造方法に関する。
タイヤは、グリーンタイヤから得られる。このグリーンタイヤでは、多数のゴム部材が積層されている。ゴム部材の具体例としては、インナーライナー、カーカスプライ、サイドウォール、ベルトプライ、トレッド等が挙げられる。このグリーンタイヤは、モールド内で加圧及び加熱される。加圧及び加熱により、グリーンタイヤのゴム組成物は流動する。加熱により、ゴム組成物において架橋反応が起こる。この工程は、加硫工程と称される。
グリーンタイヤの成形時に、このグリーンタイヤにエアーが咬み込まれることがある。加硫工程でのゴム組成物の流動により、グリーンタイヤに含まれるエアーは移動しうる。この移動により、エアーはグリーンタイヤの外へと排出されうる。しかし、移動が不十分な場合、エアーがタイヤに残留する。
残留したエアーは、タイヤの品質を阻害する。例えば、カーカスプライとサイドウォールとの間にエアーが残留すると、サイドウォールに疵が発生する。疵を有するサイドウォールは、補修される。補修には、手間がかかる。しかも、エアーの残留は、タイヤのユニフォーミティを損なう。
特開2003−154579公報には、ホーリング装置が示されている。このホーリング装置は、多数の錐を備えている。この錐が降下することで、錐がカーカスプライを貫通する。貫通により、カーカスプライに孔が形成される。この孔が形成されたカーカスプライが他のゴム部材と積層され、グリーンタイヤが得られる。加硫工程では、この孔からエアーが排出される。
タイヤの多品種少量生産に対応するため、未架橋ゴムからなるストリップが螺旋状に巻かれてトレッド及びサイドウォールのようなゴム部材が形成されるタイヤの製造方法が採用されつつある。このような製造方法は、ストリップワインド方式と称される。この製造方法では、ゴム部材を予め成形してこれを中間在庫として保管する必要はない。この製造方法は、タイヤの生産性向上に寄与しうる。このようなタイヤの製造方法の一例が、特開2006−218758公報に開示されている。
特開2003−154579公報 特開2006−218758公報
前述の、ストリップワインド方式によるタイヤの製造方法では、ストリップが巻かれて形成されたゴム部材に、エアーが咬み込まれることがある。前述したように、グリーンタイヤに含まれるエアーが充分に排出されず、このエアーが残留したタイヤは、品質に劣る。
その厚さ方向に貫通する孔が設けられたストリップを螺旋状に巻いてグリーンタイヤを形成してタイヤを製造しても、エアーが充分に排出されず、このエアーがタイヤに残留する場合がある。グリーンタイヤに含まれるエアーを充分に排出させて、エアーの残留がないタイヤを製造することは難しい。
本発明の目的は、高品質なタイヤを製造しうるタイヤの製造方法及びそのタイヤの製造装置の提供にある。
本発明に係るタイヤの製造方法は、
(1)未架橋ゴムからなるストリップが、ドラムに巻かれてゴム部材が形成される工程、
(2)このゴム部材が、錐で穿孔される工程、
並びに
(3)この錐で穿孔されたゴム部材を含んだグリーンタイヤが、モールド内で加圧及び加熱される工程
を含む。
好ましくは、この製造方法では、上記ゴム部材は、タイヤのサイドウォールである。
好ましくは、この製造方法では、上記錘は、先細りな形状を呈するテーパー部を備えている。このテーパー部の先端部分は、丸められている。この先端部分の近似半径は、0.05mm以上0.12mm以下である。
本発明に係るタイヤの製造装置は、未架橋ゴムからなるストリップが巻かれてゴム部材が形成されうるドラムと、このドラムの半径方向外側に位置するホーリング機とを備えている。このホーリング機は、錐と、この錐を保持しうるホルダーと、このホルダーに保持された錐をこのゴム部材に向けて前進及び後退させうる駆動部とを備えている。このドラムが、この錐が挿通されうる凹みを備えている。この錐は、このゴム部材を貫通しうる。
本発明に係るタイヤの製造方法では、ストリップが螺旋状に巻かれてゴム部材が形成された後に、錐で孔が形成される。この孔は、グリーンタイヤに含まれるエアーの排出を促す。この製造方法で製造されたタイヤでは、エアーが充分に排出されうる。このエアーが充分に排出されたタイヤは、高品質である。この製造方法は、高品質なタイヤを製造しうる。
以下、適宜図面が参照されつつ、好ましい実施形態に基づいて本発明が詳細に説明される。
図1は本発明の一実施形態に係るタイヤの製造装置2の一部が示された正面図である。図2は、図1の製造装置2の側面図である。この製造装置2は、フォーマー4と、ホーリング機6とを備えている。
フォーマー4は、略円筒状のドラム8を備えている。このドラム8は、回転しうる。この製造装置2では、このドラム8が回転されて、このドラム8に未架橋ゴムからなるストリップが巻かれる。これにより、タイヤを構成するゴム部材が形成される。この製造装置2を用いたタイヤの製造方法において、ストリップが巻かれて形成されるゴム部材としては、サイドウォール及びトレッドが例示される。この図1及び図2には、ストリップ10が巻かれてサイドウォール12が形成されている状況が示されている。なお、この図1及び図2において、上下方向がこのドラム8の半径方向である。図1において、左右方向がこのドラム8の長さ方向である。図2において、両矢印線Aはこのドラム8の周方向を表している。このドラム8は、この周方向に回転する。
この製造装置2では、このドラム8には、保持部13と、プレート14とが設けられている。図示されていないが、保持部13は、このドラム8に固定されている。プレート14は、この保持部15に保持されている。したがって、このプレート14は、このドラム8に固定されている。このプレート14は、凹み16を備えている。この凹み16は、このプレート14の外面18から半径方向内側に向かって延在している。この凹み16には、後述する錐が挿通されうる。
ホーリング機6は、ドラム8の半径方向外側に位置している。このホーリング機6とドラム8との間に、サイドウォール12が位置している。図示されていないが、この製造装置2には、6台のホーリング機6が設けられている。これらのホーリング機6は、このドラム8の周りに等間隔で配置されている。なお、この製造装置2に設けられるホーリング機6の台数は、この製造装置2の仕様等が考慮されて適宜決められる。このホーリング機6は、駆動部20と、穿孔部22とを備えている。
駆動部20は、シリンダ24と、このシリンダ24に挿通されるピストン26と、このピストン26の端に連結されるプレート28と、2本のスライダー30とを備えている。この駆動部20は、空気の圧力でピストン26がシリンダ24に対してスライドしうるように構成されている。この駆動部20は、市販の空圧機器である。この駆動部20では、ピストン26がスライドするとプレート28がこのピストン26のスライド方向と同じ方向にスライドしうる。この製造装置2では、このピストン26のスライド方向は半径方向である。図示されているように、ピストン26の両側にスライダー30が設けられている。このスライダー30の端は、プレート28に連結されている。このスライダー30は、シリンダ24のガイド(図示されず)に挿通されている。このスライダー30は、プレート28の揺動を防止しうる。このプレート28は、揺動することなく半径方向にスライドしうる。
穿孔部22は、ホルダー32と、摺動部材34と、当接部材36と、錐38とを備えている。このホルダー32は、駆動部20のプレート28の、ドラム8の側に位置する面40に連結される。このホルダー32は、フランジ42と、スリット44とを備えている。フランジ42は、プレート状である。このフランジ42は、この図2において左右方向に延在している。このフランジ42に、摺動部材34が取り付けられる。スリット44は、ホルダー32の内部に形成されている空間である。このスリット44に後述する錐38が組み込まれて、この錐38がホルダー32に保持される。このスリット44は、ホルダー32の、ドラム8の側に位置している。この製造装置2では、このホルダー32は複数の部材からなる。このホルダー32は、これらの部材を組み合わせることによりフランジ42及びスリット44が形成されるように構成されている。
前述したように、摺動部材34はフランジ42に連結されている。この摺動部材34は、ブッシュ46とシャフト48とからなる。このブッシュ46が、このフランジ42に連結されている。このブッシュ46は、このフランジ42に固定されている。シャフト48は、このブッシュ46に挿通されている。このシャフト48は、ブッシュ46に対してスライドしうる。このシャフト48のスライド方向は、半径方向である。
当接部材36は、摺動部材34のシャフト48の、ドラム8の側に位置する端に連結されている。この当接部材36は、ホルダー32とドラム8との間に位置している。この当接部材36は、プレート28状である。この当接部材36は、ガイド孔50と、当接面52とを備えている。このガイド孔50に、後述の錐38が挿通される。このガイド孔50は、一の錐38と他の錐38との干渉を防止する。この当接面52は、平面である。図示されていないが、この摺動部材34のフランジ42と当接部材36との間には、コイルスプリングが設けられている。このコイルスプリングの内側に、このシャフト48が挿通されている。
図3は、図1の製造装置2の錐38が示された側面図である。この錐38は、固定部54と、テーパー部56とから構成される。固定部54は、この紙面において左右方向に延在する部材と上下方向に延在する部材とからなる。この固定部54は、鉤状である。この固定部54は、その断面が円である棒材から形成される。テーパー部56は、この紙面において固定部54から下方に向かって延在している。このテーパー部56は、先細りな形状を呈する。このテーパー部56の先端部分58は、丸められている。図1に示されているように、この製造装置2では、10本の錐38が設けられている。これらの錐38は、長さ方向に等間隔に配置されている。このホーリング機6に設けられる錐38の数は、製造装置2の仕様等が考慮されて適宜決められる。
図3において、点PAは錐38の先端を表している。一点鎖線SLは、テーパー部56の軸線を表している。この軸線SLは、テーパー部56の長さ方向に延在している。この軸線SLは、このテーパー部56の中心線である。この軸線SLは、この先端PAを通る。
この製造装置2では、テーパー部56の外周面60は、円錐面で構成される。図3において、点PBはこの円錐面の頂点であり、軸線SL上にある。換言すれば、この外周面60は、軸線SLに頂点PBを有する円錐面で構成される。このテーパー部56の先端部分58の端面62は、先端PAから外周面60に向かって拡がる球面で構成される。図示されているように、この頂点PBは、錐38の外側に位置している。この製造装置2では、この錐38は、この外周面60を構成する円錐面の頂点PBから先端PAまでの部分が切除された後に、この先端部分58が丸められて形成されている。
前述したように、この製造装置2では、駆動部20のプレート28は揺動することなく半径方向にスライドしうる。このため、このプレート28に連結される穿孔部22は、このプレート28がシリンダ24に対してスライドすると、揺動することなく半径方向にスライドする。この製造装置2では、この穿孔部22のドラム8の側へのスライドが前進であり、この穿孔部22の駆動部20の側へのスライドが後退である。この穿孔部22のホルダー32に保持されている錐38は、この駆動部20によりドラム8に形成されているサイドウォール12に向けて前進及び後退させられる。
図4は、図3は、図1の製造装置2に設けられるホーリング機6の穿孔部22が前進した状態が示された側面図である。この図4のフォーマー4のドラム8には、サイドウォール12が形成されている。
図4に示されているように、穿孔部22の前進状態において、錐38がサイドウォール12を貫通している。当接部材36の当接面52は、サイドウォール12に接触している。摺動部材34のシャフト48は、ブッシュ46に対してスライドしうるので、ブッシュ46と当接部材36との間隔が狭められている。
この製造装置2では、穿孔部22の後退により、錐38がサイドウォール12から引き抜かれる。この引き抜きにより、サイドウォール12に孔が開けられる。
この製造装置2では、ブッシュ46と当接部材36との間に設けられるコイルスプリング(図示されず)が、この当接部材36をドラム8の側に向かって付勢しうる。この付勢により、この当接部材36がサイドウォール12を押圧しつつ錐38が引き抜かれる。このため、この錐38に追随してサイドウォール12が錐38の側に撓むことはない。この製造装置2では、この当接部材36により、錐38が確実にゴム部材から引き抜かれうる。サイドウォール12に撓みが生じないので、この錐38によって形成された孔が消滅することはない。
この製造方法では、タイヤは以下のようにして製造される。サイドウォール12を構成するゴム組成物が押出機に投入されて、帯状のストリップ10が形成される。このゴム組成物は、未加硫ゴムである。このストリップ10に、穿孔は施されていない。このストリップ10がフォーマー4のドラム8に螺旋状に巻かれて、サイドウォール12が形成される。このストリップ10は、実質的に周方向に延在する。次に、このサイドウォール12が、ホーリング機6の錐38で穿孔される。このサイドウォール12が、インナーライナー、カーカスプライ、ベルトプライ、トレッド等のゴム部材とアッセンブリーされて、グリーンタイヤが得られる。
次に、錐38で穿孔されたサイドウォール12を含んだグリーンタイヤが加硫工程に供される。加硫工程では、グリーンタイヤがモールドに投入される。グリーンタイヤは、モールド及びブラダーで加圧され、かつ加熱される。加圧及び加熱により、ゴム組成物が流動する。加熱によりゴムが架橋反応を起こし、タイヤが得られる。加硫工程の初期段階において、グリーンタイヤに含まれるエアーは、ホーリング機6により形成された孔を通じてグリーンタイヤから排出される。その後、ゴム組成物の流動により孔は塞がれる。
この製造方法では、ストリップ10を巻いて形成されたサイドウォール12にホーリング機6で孔が形成されるので、ストリップ10を巻く前にこのストリップ10に孔が形成される必要はない。このストリップ10は、ストリップ10切れが生じることなく、安定に巻かれうる。この製造方法は、生産安定性に優れる。
この製造方法では、ホーリング機6で形成された孔は、サイドウォール12を貫通している。予め孔が形成されたストリップ10を巻いて得られる従来のサイドウォール12のように、ストリップ10の孔が重ねて巻かれるストリップ10の別の部分で塞がれることはない。この製造方法では、この孔に到達したエアーはグリーンタイヤの外側に確実に排出される。この製造方法では、エアーはグリーンタイヤから充分に排出される。エアーの残留が抑えられるので、この製造方法で製造されたタイヤのサイドウォール12に疵は生じない。このタイヤは、ユニフォミティに優れる。この製造方法は、高品質なタイヤを製造しうる。
この製造方法では、ホーリング機6に設けられる錐38のテーパー部56の形状が適切に調整されている。この錐38は、適切な力で穿孔しうる。この錐38の先端部分58が、折れることもない。この錐38を備えたホーリング装置は、サイドウォール12を確実に穿孔しうる上に耐久性に優れる。この製造方法では、エアーはグリーンタイヤから充分に排出される。エアーの残留が抑えられるので、この製造方法で製造されたタイヤのサイドウォール12に疵は生じない。このタイヤは、ユニフォミティに優れる。この製造方法は、高品質なタイヤを安定に製造しうる。
高品質なタイヤが得られうるという観点から、この製造方法は、ストリップ10を巻いて形成されるサイドウォール12に適用されるのが特に好ましい。
図4に示されているように、この製造方法では、ドラム8に設けられている凹み16に、錐38が挿通される。これにより、この錐38に生じる損傷が抑えられる。この凹み16を備えた製造装置2は、耐久性に優れる。この製造装置2は、タイヤの生産性に寄与しうる。
図3において、矢印線R1はテーパー部56の先端部分58における端面62の形状を表す近似半径を表している。両矢印線D1は、先端PAから頂点PBまでの距離を表している。両矢印線D2は、固定部54とテーパー部56との境界から頂点PBまでの長さを示している。この長さD2は、テーパー部56の長さを表している。図3中、一点鎖線BLは錐38の固定部54の左右方向に延在する部分の中心線を表している。この中心線BLは、この錐38の、長さの基準である。両矢印線D3は、この基準BLから頂点PBまでの長さを示している。この長さD3は、この錐38の長さを表している。角度αは、この図3に示されているテーパー部56の外周面60の左右の輪郭64a、64bがなす角度を表している。両矢印線D4は、錐38の最外径を表している。
この製造装置2では、近似半径R1は0.05mm以上0.12mm以下であるのが好ましい。この近似半径R1が0.05mm以上に設定されることにより、錐38の先端部分58における剛性が維持されうる。この錐38は、耐久性に優れる。この製造装置2は、タイヤの安定生産に寄与しうる。この観点から、この近似半径R1は0.07mm以上がより好ましい。この近似半径R1が0.12mm以下に設定されることにより、錐38に過大な力を付与することなく、グリーンタイヤに形成されたサイドウォール12に穿孔がなされうる。この錐38を用いて穿孔がなされたグリーンタイヤでは、エアーが充分に排出されうる。この製造装置2は、高品質なタイヤの生産に寄与しうる。この観点から、この近似半径R1は0.10mm以下がより好ましい。
この製造装置2では、距離D1は1.0mm以上2.0mm以下であるのが好ましい。この距離D1が1.0mm以上に設定されることにより、錐38の先端部分58における剛性が維持されうる。この錐38は、耐久性に優れる。この製造装置2は、タイヤの安定生産に寄与しうる。この観点から、この距離D1は1.4mm以上がより好ましい。この距離D1が2.0mm以下に設定されることにより、錐38に過大な力を付与することなく、グリーンタイヤに形成されたサイドウォール12に穿孔がなされうる。この錐38を用いて穿孔がなされたグリーンタイヤでは、エアーが充分に排出されうる。この製造装置2は、高品質なタイヤの生産に寄与しうる。この観点から、この距離D1は1.6mm以下がより好ましい。
この製造装置2では、テーパー部56の長さD2は20.0mm以上35.0mm以下であるのが好ましい。この長さD2が20.0mm以上に設定されることにより、錐38がグリーンタイヤに形成されたサイドウォール12を確実に穿孔しうる。グリーンタイヤからのエアーの排出が充分になされうるので、高品質なタイヤが得られうる。この観点から、この長さD2は、25.0mm以上がより好ましい。この長さD2が35.0mm以下に設定されることにより、この錐38の耐久性が維持されうる。この製造装置2は、タイヤの安定生産に寄与しうる。この観点から、この長さD2は、30.0mm以下がより好ましい。
この製造装置2では、錐38の長さD3は30.0mm以上45.0mm以下であるのが好ましい。この長さD3が30.0mm以上に設定されることにより、錐38がグリーンタイヤに形成されたサイドウォール12を確実に穿孔しうる。グリーンタイヤからのエアーの排出が充分になされうるので、高品質なタイヤが得られうる。この観点から、この長さD3は、35.0mm以上がより好ましい。この長さD2が45.0mm以下に設定されることにより、この錐38の耐久性が維持されうる。この製造装置2は、タイヤの安定生産に寄与しうる。この観点から、この長さD2は、40.0mm以下がより好ましい。
この製造装置2では、角度αは4°(degree)以上8°(degree)以下であるのが好ましい。この角度αが4°以上に設定されることにより、この錐38の耐久性が維持されうる。この製造装置2は、タイヤの安定生産に寄与しうる。この観点から、この角度αは5°以上がより好ましい。この角度αが8°以下に設定されることにより、錐38がグリーンタイヤに形成されたサイドウォール12を確実に穿孔しうる。グリーンタイヤからのエアーの排出が充分になされうるので、高品質なタイヤが得られうる。この観点から、この角度αは7°以下がより好ましい。
この製造装置2では、最外径D4は2.0mm以上4.0mm以下であるのが好ましい。この最外径D4が2.0mm以上に設定されることにより、錐38の先端部分58における剛性が維持されうる。この錐38は、耐久性に優れる。この製造装置2は、タイヤの安定生産に寄与しうる。この観点から、この最外径D4は2.5mm以上がより好ましい。この最外径D4が4.0mm以下に設定されることにより、錐38に過大な力を付与することなく、グリーンタイヤに形成されたサイドウォール12に穿孔がなされうる。この錐38を用いて穿孔がなされたグリーンタイヤでは、エアーが充分に排出されうる。この製造装置2は、高品質なタイヤの生産に寄与しうる。この観点から、この最外径D4は3.5mm以下がより好ましい。
この製造装置2では、この錐38のテーパー部56の軸線SLが半径方向に延在しうるようにこの錐38が固定されるのが好ましい。このように錐38が固定された製造装置2では、錐38の損傷が防止される上に、エアーの排出に最適な孔が形成されうる。この観点から、この軸線SLが半径方向に対してなす角度は5°以下が好ましく、特に好ましくは3°以下である。
以下、実施例によって本発明の効果が明らかにされるが、この実施例の記載に基づいて本発明が限定的に解釈されるべきではない。
[実施例]
図1で示された製造装置を用いて、穿孔が施されていないストリップを巻いてサイドウォールを形成した後、このサイドウォールにホーリング機の錐で孔を開けた。このサイドウォールが、インナーライナー、カーカスプライ、ベルトプライ、トレッド等のゴム部材とアッセンブリーされて、グリーンタイヤを得た。このグリーンタイヤをモールド内に投入して、このグリーンタイヤがモールド及びブラダーで加圧され、かつ加熱された。この加圧及び加熱により、タイヤを得た。
[比較例]
従来の製造装置を用いて、予め穿孔が施されたストリップを巻いて、サイドウォールを形成した。このサイドウォールが、インナーライナー、カーカスプライ、ベルトプライ、トレッド等のゴム部材とアッセンブリーされて、グリーンタイヤを得た。このグリーンタイヤをモールド内に投入して、このグリーンタイヤがモールド及びブラダーで加圧され、かつ加熱された。この加圧及び加熱により、タイヤを得た。
[評価]
タイヤを30000本製造し、これらのタイヤの外観を目視で観察した。エアーの残留が1箇所以上確認されたタイヤの本数を計数し、この本数の、タイヤ全数に対する比率を求めた。この結果が、下記の表に示されている。
実施例 比較例
比率(%) 0.01 0.5
表に示されるように、実施例の製造方法では、比較例の製造方法に比べて評価が高い。この評価結果から、本発明の優位性は明らかである。
本発明は、種々のタイヤの生産に適用されうる。
図1は本発明の一実施形態に係るタイヤの製造方法のための製造装置の一部が示された正面図である。 図2は、図1の側面図である。 図3は、図1の製造装置の錐が示された側面図である。 図4は、図3は、図1の製造装置に設けられるホーリング機の穿孔部が前進した状態が示された側面図である。
符号の説明
2・・・製造装置
4・・・フォーマー
6・・・ホーリング機
8・・・ドラム
10・・・ストリップ
12・・・サイドウォール
13・・・保持部
14・・・プレート
16・・・凹み
18・・・外面
20・・・駆動部
22・・・穿孔部
24・・・シリンダ
26・・・ピストン
28・・・プレート
30・・・スライダー
32・・・ホルダー
34・・・摺動部材
36・・・当接部材
38・・・錐
40・・・面
42・・・フランジ
44・・・スリット
46・・・ブッシュ
48・・・シャフト
50・・・ガイド孔
52・・・当接面
54・・・固定部
56・・・テーパー部
58・・・先端部分
60・・・外周面
62・・・端面
64a、64b・・・輪郭

Claims (4)

  1. 未架橋ゴムからなるストリップが、ドラムに巻かれてゴム部材が形成される工程、
    上記ストリップが螺旋状に巻かれて上記ゴム部材が形成された後に、このゴム部材が錐で穿孔される工程
    並びに
    この錐で穿孔されたゴム部材を含んだグリーンタイヤが、モールド内で加圧及び加熱される工程
    を含んでいるタイヤの製造方法。
  2. 上記ゴム部材が、タイヤのサイドウォールである請求項1に記載の製造方法。
  3. 上記錘が、先細りな形状を呈するテーパー部を備えており、
    このテーパー部の先端部分が、丸められており、
    この先端部分の近似半径が、0.05mm以上0.12mm以下である請求項1又は2に記載の製造方法。
  4. 未架橋ゴムからなるストリップが巻かれてゴム部材が形成されうるドラムと、このドラムの半径方向外側に位置するホーリング機とを備えており、
    このホーリング機が、錐と、この錐を保持しうるホルダーと、このホルダーに保持された錐をこのゴム部材に向けて前進及び後退させうる駆動部とを備えており、
    このドラムが、この錐が挿通されうる凹みを備えており、
    この錐が、上記ストリップが螺旋状に巻かれて上記ゴム部材が形成された後に、このゴム部材を貫通しうるタイヤの製造装置。
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