JP6055347B2 - タイヤの製造方法及び中子取り外し装置 - Google Patents

Description

本発明は、生産性を高め得るタイヤの製造方法及び中子取り外し装置に関する。

近年、タイヤを製造する方法として、中子成形法が種々提案されている（下記特許文献１乃至３参照）。中子成形法では、タイヤの内腔面形状に相当する外側面を有した円環状の中子に、未加硫のタイヤ構成部材が順次貼り付けられて生カバーが成形される。この生カバーは、中子とともに金型で加硫成形されることで、タイヤが得られる。加硫成形の後、中子は、加硫されたタイヤから分解して取り外される。

特開２０１３−１０２１７号公報 特開２０１３−６３９０号公報 特開２０１３−６３６７号公報

ところで、加硫成形の後、中子とタイヤのゴムとはしっかりと密着している。従って、タイヤを傷つけることなく、中子をタイヤから引き剥がして取り外す作業は難しく、手間のかかるものであった。

本発明は、以上のような問題点に鑑み案出なされたもので、加硫されたタイヤから中子を効率的に取り外すことでタイヤの生産性を高めうるタイヤの製造方法及び中子取り外し装置を提供することを目的としている。

本発明のうち請求項１記載の発明では、外側面にタイヤの生カバーが成形される円環状をなし、かつ、半径方向に移動可能な複数個のセグメントを円周方向に連ねて形成され、しかも、前記生カバーとともに金型で加硫される中子の前記セグメントを、加硫されたタイヤの中から取り出すための中子取り外し装置であって、前記タイヤのビード孔から前記セグメントの半径方向の内側部に係合して該セグメントを半径方向内方に引き出すアームと、前記アームを振動させる加振機とを含み、前記アームは、上下にのびかつ下端を自由端としたアーム本体を有し、前記加振機は、前記アーム本体の前記下端に固着されていることを特徴とする中子取り外し装置が提供される。

また請求項２記載の発明は、前記加振機は、５Hz以上の周波数で前記アームを振動させる請求項１記載の中子取り外し装置である。

また請求項３記載の発明は、前記加振機は、タイヤ軸方向の振幅成分を含む振動を前記アームに与える請求項１又は２記載の中子取り外し装置である。

また請求項４記載の発明は、前記加振機は、タイヤ半径方向の振幅成分を含む振動を前記アームに与える請求項１乃至３のいずれかに記載の中子取り外し装置である。

また請求項５記載の発明は、分解可能な組立式の中子の外側面にタイヤの生カバーを成形する工程と、前記生カバーを前記中子とともに金型で加硫してタイヤを得る工程と、前記加硫されたタイヤから前記中子を分解して取り出す中子取り外し工程とを含むタイヤの製造方法であって、前記中子取り外し工程が、請求項１乃至４のいずれかに記載された中子取り外し装置を用いて行われることを特徴とする空気入りタイヤの製造方法である。

本発明のタイヤの製造方法では、中子取り外し工程を含んでいる。中子取り外し工程は、中子の少なくとも一部に振動を与える工程を含んでいる。この振動は、中子とタイヤとを剥離させる。従って、中子は、容易にタイヤから取り外される。

本発明の中子取り外し装置は、タイヤのビード孔から中子を構成しているセグメントを半径方向内方に引き出すアームと、このアームを振動させる加振機とを含んでいる。加振機の振動は、アームを介してセグメントに伝えられる。セグメントの振動により、タイヤはセグメントから剥離する。従って、アームは、タイヤを傷つけることなくセグメントを取り出すことができる。

本実施形態で用いられる中子の斜視図である。 生カバーの断面図である。 生カバーの加硫を説明する断面図である。 本実施形態の中子取り外し装置の概略側面図である。 （Ａ）〜（Ｃ）は、中子取り外し装置の動作を説明する部分側面図である。 本発明の効果を示すグラフである。

以下、本発明の実施の一形態が図面に基づき説明される。
本実施形態のタイヤの製造方法では、分解可能な組立式の中子の外側面にタイヤの生カバーを成形する工程を含んでいる。

図１には、中子１の全体斜視図が示されている。中子１は、円環状であり、複数個のセグメント２から構成されている。セグメント２は、例えば、第１セグメント２Ａと第２セグメント２Ｂとを含んでいる。これらは、十分な剛性を有するように、例えば金属材料で形成されている。

第１セグメント２Ａは、側面視での周方向の長さが、タイヤ半径方向の内方に向かって漸増している。第２セグメント２Ｂは、側面視での周方向の長さが、タイヤ半径方向の内側に向かって漸減している。第１セグメント２Ａと第２セグメント２Ｂとは、周方向に交互に配置されており、これにより、連続した円環状の中子１が形成される。

本実施形態において、中子１は、筒状のコア３に装着されている。コア３は、各セグメント２のタイヤ半径方向の移動を防止するように、中子１の中心孔２Ｏに装着される。好ましい態様では、コア３には、軸方向にのびる蟻溝４及び蟻ほぞ５の一方が形成され、各セグメント２の内周面には、軸方向にのびる蟻溝４及び蟻ほぞ５の他方が形成されている。

蟻溝４は、溝の深さ方向の底部側に向かって溝巾が大きくなる断面形状を持っている。蟻ほぞ５は、このような蟻溝４の断面形状に対応する突起であり、先端側に向かって幅が大きくなっている。本実施形態では、コア３の外周面に、セグメント２の数に等しい数の蟻溝４が形成されている。一方、各セグメント２の内側部（内側面）には、蟻ほぞ５が形成されている。

各セグメント２の蟻ほぞ５は、コア３の軸方向の両端まで開口する蟻溝４に軸方向から挿入される。各セグメント３の蟻ほぞ５とコア３の蟻溝４とが係合することにより、各セグメント２は環状に連続した状態で拘束される。好ましい態様では、コア３の軸方向の少なくとも一方には、セグメント２の軸方向を移動するためのフランジ６が設けられている。

また、本実施形態のタイヤの製造方法は、図２に示されるように、中子１の外側面に、生カバー７を成形する工程を含んでいる。生カバー７は、未加硫ゴムを含むタイヤ構成部材が中子１の外側面に順次貼り付けられて形成される。タイヤ構成部材としては、インナーライナゴム１０、カーカスプライ１１、ビードコア１２、ベルトプライ１３、サイドウォールゴム１４及びトレッドゴム１５等が含まれる。

さらに、本実施形態のタイヤの製造方法は、図３に示されるように、生カバー７が中子１とともに金型２０で加硫される工程を含んでいる。金型２０は、例えば、生カバー７のトレッド部を成形する複数の割型からなるトレッド型２０Ａと、生カバー７のサイドウォール部を成形する一対のサイドウォール型２０Ｂとを含んでいる。トレッド型２０Ａはタイヤ半径方向に、第２金型部２０Ｂはタイヤ軸方向にそれぞれ移動することができる。これにより、金型２０の開放及び閉止が可能とされている。加硫が終わると、金型２０が開かれ、タイヤ９は中子１とともに金型２０から取り出される。

図４に示されるように、金型２０から取り出されたタイヤ９は、例えばタイヤ回転軸が垂直となる横置きの状態で保持される。この状態では、タイヤ９の中には、中子１が存在している。本実施形態では、タイヤ９は、タイヤ保持装置２４で保持されている。

タイヤ保持装置２４は、基台２５と、この基台２５に設けられたプッシャー装置２６とを含んでいる。

基台２５は、例えば、垂直な軸周りに回転可能に設けられている。基台２５の周囲には、プッシャー装置２６が複数台固着されている。

各プッシャー装置２６は、タイヤ９の周りに環状に配置されている。各プッシャー装置２６は、水平方向に伸縮可能なロッドを有するシリンダ部２６Ａと、このシリンダ部２６Ａのロッドの先端に固着されたパッド部２６Ｂとを含んでいる。

シリンダ部２６Ａのロッドは、例えば、横置きされたタイヤ９の放射方向に沿うように配置されている。パッド部２６Ｂは、タイヤ９のトレッド部の外面に当接することができる。図示しない搬送装置により、基台２４の上にタイヤ９が運ばれる。この状態で、各プッシャー装置２６のロッドが伸張され、パッド部２６Ｂが、タイヤ９のトレッド部を外側から強く押圧する。このパッド部２６Ｂとタイヤ９のトレッド部との間の摩擦力によって、タイヤ９は、基台２５から浮いた状態で保持される。

さらに、本実施形態のタイヤの製造方法では、加硫されたタイヤ９から中子１を分解して取り出す中子取り外し工程を含んでいる。本実施形態において、中子取り外し工程は、中子取り出し装置２８を用いて行われる。

中子取り出し装置２８は、水平移動可能な本体３０と、本体３０に昇降可能に設けられかつ中子１のセグメント２に係合可能なアーム３１と、本体３０とアーム３１との間に設けられかつアーム３１を昇降動させる第１駆動部３２とを含んでいる。

本体３０は、タイヤ保持装置２４の上部を水平にのびるレールＲに係合している。本体３０には、例えば、走行駆動部３３が設けられている。走行駆動部３３は、本体３０をレールＲに沿って移動させることができるすべての構成を含む。本実施形態の走行駆動部３３は、例えば、電動モータ３３Ａと、この電動モータ３３Ａによって駆動されるピニオンギヤ３３Ｂとを含んでいる。ピニオンギヤ３３Ｂは、レールＲに設けられたラックギヤに噛み合っている。これにより、電動モータ３３Ａが駆動されることにより、本体３０は、所定の向きに水平移動することができる。

アーム３１は、例えば、上下にのびるアーム本体３１Ａと、アーム本体３１Ａの端部に設けられたセグメント保持部３１Ｂとを有している。

アーム本体３１Ａは、例えば、横置きされたタイヤ９のビード孔に上方から挿入可能な棒状体からなる。アーム本体３１Ａには、スライド軸受３５と、ボールナット３６とが取り付けられている。

セグメント保持部３１Ｂは、セグメント２のタイヤ半径方向の内側部に設けられた係合孔３３に挿入される。図２に拡大して示されるように、セグメント２の係合孔３３は、例えば円形の孔として形成される。好ましい態様では、係合孔３３は、その内周面に、周方向にのびる周溝３３ａが形成される。

セグメント保持部３１Ｂは、セグメント２の係合孔３３に挿入可能な円柱状で形成されている。好ましい態様では、セグメント保持部３１Ｂは、その外周面に、円周方向に沿って間欠的に配置された出没制御可能な突起を含んでいる。セグメント保持部３１Ｂは、突起を収納した（凹ませた）状態で係合孔３３に挿入される。しかる後、セグメント保持部３１Ｂは、周溝３３ａに嵌り合うように、突起を突出させる。これにより、セグメント保持部３１Ｂとセグメント２とが抜け止めされ、両者の間に確実な係合が得られる。

第１駆動部３２は、例えば、本体３０に固着されたコ字型の支持フレーム３２Ａと、支持フレーム３２Ａに固着された電動モータ３２Ｂと、電動モータ３２Ｂで回転駆動されるボールねじ軸３２Ｃとを含んでいる。支持フレーム３２Ａには、アーム本体３１Ａに設けられたスライド軸受３５が上下に移動自在に係合されている。ボールねじ軸３２Ｃには、アーム本体３１Ａに設けられたボールナット３６が係合されている。

さらに、中子取り外し装置２９は、アーム３１を振動させる加振機４０を含んでいる。本実施形態において、加振機４０は、例えば、アーム本体３１Ａに固着されている。好ましい態様では、加振機４０は、アーム本体３１Ｂの自由端側の端部に固着される。これにより、加振機４０は、セグメント保持部３１Ｂに大きな振幅の振動を与えることができる。加振機４０は、特に限定されないが、例えば、慣性加振機が採用される。慣性加振機は、内部に配された慣性質量が振動し、その反力で加振機及びこれに固着されているアーム３１を振動させる。

以上のような中子取り外し装置２８の動作が、図４及び図５（Ａ）乃至（Ｃ）に示されている。図５（Ａ）に示されるように、中子取り外し装置２８は、先ず、電動モータ３２Ｂが駆動されることにより、アーム３１が下方に降下し、セグメント保持部３１Ｂが中子１の一のセグメント２の係合孔３３に向き合わされる。次に、電動モータ３３Ａが駆動されることにより、アーム３１をセグメント２側へと移動させ、セグメント保持部３１Ｂをセグメント２の係合孔３３へと挿入させる。しかる後、セグメント保持部３１Ｂの突起を突出させ、セグメント保持部３１Ｂとセグメント２とが確実に係合される。

次に、図５（Ｂ）に示されるように、中子取り外し装置２８は、加振機４０を駆動させる。加振機４０の振動は、アーム本体３１Ａ及びセグメント保持部３１Ｂを介して、中子１のセグメント２に伝えられる。タイヤ９は、プッシャー装置２６で保持されているので、タイヤ９と振動するセグメント２との接触面にはせん断力や垂直力が生じ、これらの力がセグメント２とタイヤ９とを剥離させる。

タイヤ９と中子１とを短時間で効果的な剥離させるために、セグメント保持部３１Ｂを、好ましくは５Hz以上、より好ましくは１０Hz以上の周波数で振動させるのが望ましい。セグメント保持部３１Ｂの振動周波数の上限は、特に限定されない。従って、周波数の上限は、加振機４０のスペックによって制限される。

タイヤ９と中子１とを短時間で剥離させるために、セグメント保持部３１Ｂを、好ましくは２mm以上、より好ましくは４mm以上の振幅で振動させるのが望ましい。一方、振動が大きくなると、中子取り外し装置２９へ悪影響（例えば、ボルトの緩み等）を与えるおそれがある。このため、セグメント保持部３１Ｂは、好ましくは１０mm以下、より好ましくは６mm以下の振幅で振動するのが望ましい。なお、上記各振幅は、片振幅の意である。

セグメント保持部３１Ｂの振動は、例えば、タイヤ軸方向の振幅成分及び／又はタイヤ半径方向の振幅成分を含むことが望ましい。これによって、より効果的に、タイヤ９と中子１とを短時間で剥離させることが可能になる。とりわけ、タイヤ軸方向の振動がより効果的である。このような振動の向きは、アーム３１への加振機の取り付けの向きを変えることで調節することができる。

振動は、例えば、周期的な振動であるサイン波、不規則なランダム波やショック波など種々のものが採用可能であり、何ら限定されるものではない。安定的にタイヤ９と中子１とを短時間で剥離させるために、振動は、周期的なサイン波であるのが望ましい。

本実施形態の中子取り外し工程においては、図５（Ｂ）〜図５（Ｃ）に示されるように、セグメント２に振動を与えながら、セグメント２はタイヤ半径方向内側に引く抜かれる。即ち、セグメント保持部３１Ｂを振動させながら、アーム３１を水平移動させている。これにより、短時間で中子１のセグメント２をタイヤ９から取り出すことができる。ただし、他の実施形態の中子取り外し工程として、セグメント２に振動を与えた後、加振機４０を止めてからセグメント２をタイヤ半径方向内側に引く抜くことでも良い。

以上、本発明の特に好ましい実施形態について詳述したが、本発明は図示の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に、図１〜５に示された装置と、表１の仕様とに基づいて、中子成形法で作られたサイズ１９５／６５Ｒ１５の乗用車用の空気入りタイヤから中子を取り外す工程が行われ、一つ目のセグメントをタイヤから取り出す際のタイヤからの抜け易さ及び設備への影響がテストされた。タイヤは、常温（２０℃）で生カバーが成形され、約１５０℃で加硫されることで製造された。中子には、アルミニウム合金製の１０分割のものが採用され、いずれも同一の表面粗さを持つものであった。

比較例については、中子に振動を与えることなく、タイヤから取り外された。

実施例については、周波数１０Hzのサイン波の振動がセグメントに与えられた。セグメント保持部での振幅及び振動の向きについては、表１に示されている通りである。また、セグメントは、振動を与えられながらアームによってタイヤから引き出された。

中子の抜け易さについては、中子（セグメント）をタイヤから引く出すときにアームを移動させる電動モータ３３Ａの負荷（電力）が測定され、比較例１の値を１００とする指数で表示されている。数値が小さいほど、中子が取り出しやすいことを意味している。

設備への影響については、アーム本体に一定のトルクで締め付けられた加振機取付用のボルトの緩んでいる本数がチェックされた。数値が大きいほど、設備への悪影響が大きく現れていることを示している。

いずれのテストについても、タイヤの製造開始から１本目、５００本目及び１０００本目で行われた。
テストの結果などは、表１に示される。

テストの結果、実施例の方法では、中子のセグメントの取り出しやすいことが確認できた。

図６には、縦軸にアームを水平方向に移動させる電動モータの負荷を、横軸にアームの移動開始からセグメントを抜き取るまでの時間が示されている。実施例のものは、比較例に比べて安定的にモータの負荷が小さく、短時間でセグメントを取り出しうることが確認できた。

１ 中子
２ セグメント
３ コア
７ 生カバー
９ タイヤ
２９ 中子取り外し装置
３１ アーム
４０ 加振機

Claims (5)

1. 外側面にタイヤの生カバーが成形される円環状をなし、かつ、半径方向に移動可能な複数個のセグメントを円周方向に連ねて形成され、しかも、前記生カバーとともに金型で加硫される中子の前記セグメントを、加硫されたタイヤの中から取り出すための中子取り外し装置であって、
   前記タイヤのビード孔から前記セグメントの半径方向の内側部に係合して該セグメントを半径方向内方に引き出すアームと、前記アームを振動させる加振機とを含み、
   前記アームは、上下にのびかつ下端を自由端としたアーム本体を有し、
   前記加振機は、前記アーム本体の前記下端に固着されていることを特徴とする中子取り外し装置。
2. 前記加振機は、５Hz以上の周波数で前記アームを振動させる請求項１記載の中子取り外し装置。
3. 前記加振機は、タイヤ軸方向の振幅成分を含む振動を前記アームに与える請求項１又は２記載の中子取り外し装置。
4. 前記加振機は、タイヤ半径方向の振幅成分を含む振動を前記アームに与える請求項１乃至３のいずれかに記載の中子取り外し装置。
5. 分解可能な組立式の中子の外側面にタイヤの生カバーを成形する工程と、前記生カバーを前記中子とともに金型で加硫してタイヤを得る工程と、前記加硫されたタイヤから前記中子を分解して取り出す中子取り外し工程とを含むタイヤの製造方法であって、
   前記中子取り外し工程が、請求項１乃至４のいずれかに記載された中子取り外し装置を用いて行われることを特徴とする空気入りタイヤの製造方法。
   

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