JP6753155B2 - 空気入りタイヤの製造方法および装置 - Google Patents

Description

本発明は、空気入りタイヤの製造方法および装置に関し、さらに詳しくは、グリーンタイヤをセクショナルタイプの加硫用金型を用いて加硫するときに、セクターどうしの継ぎ目にグリーンタイヤを形成している未加硫ゴムが噛み込まれることを、簡便かつ効果的に防ぐことができる空気入りタイヤの製造方法および装置に関するものである。

セクショナルタイプの加硫用金型を用いて空気入りタイヤを加硫する場合、放射状に拡径させた状態の複数のセクターの内側にグリーンタイヤを配置する。次いで、それぞれのセクターを内周側に縮径させるように移動させて環状に組み付けて型締めする。セクターを拡径させた状態から環状に組み付けるまでの間、セクターどうしの間にはすき間がある。そのため、セクターがグリーンタイヤの外周面（トレッド面相当部）に接触した状態からさらに内周側に移動すると、この外周面を形成している未加硫ゴムがセクターどうしの継ぎ目に噛み込まれることがある。

セクターどうしの継ぎ目に未加硫ゴムが噛み込まれると、製造したタイヤのトレッド面には、いわゆるバリが発生する。トレッド面にバリがあると、走行時のノイズの要因となったり、タイヤの排水性が悪化する可能性がある。そのため、バリが発生した場合は、バリ取り作業が必要になる。また、セクターどうしの継ぎ目に未加硫ゴムが噛み込まれると、セクターなどの変形や損傷の要因となる。

このようなバリの発生を防ぐ対策として、加硫用金型の構造や形状を工夫することによってセクターどうしの継ぎ目に未加硫ゴムが噛み込まれることを防ぐ方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。しかしながら、特許文献１で提案されている発明では、金型の構造が複雑となり、金型を構成する部品も増える。そのため、金型自体のコストが高くなり、メンテナンスも非常に煩雑になる。

特開２０１０−１４９４０１号公報

本発明の目的はグリーンタイヤをセクショナルタイプの加硫用金型を用いて加硫するときに、セクターどうしの継ぎ目にグリーンタイヤを形成している未加硫ゴムが噛み込まれることを、簡便かつ効果的に防ぐことができる空気入りタイヤの製造方法および製造装置を提供することにある。

上記目的を達成するため本発明の空気入りタイヤの製造方法は、環状に組み付けられる複数のセクターを備えたセクショナルタイプの加硫用金型を使用してグリーンタイヤを加硫する空気入りタイヤの製造方法において、グリーンタイヤをセットした前記金型を型締めした際に前記セクターどうしの継ぎ目に対応する位置となる前記グリーンタイヤの表面領域を、予めこの表面領域の周辺よりもタイヤ内周側に窪んだ凹部を有する状態にして、この状態のグリーンタイヤに対して前記セクターを環状に組み付けて前記金型を型締めして加硫し、前記グリーンタイヤを前記金型にセットする際に、前記表面領域に前記凹部を形成することを特徴とする。

本発明の空気入りタイヤの製造装置は、環状に組み付けられる複数のセクターを備えたセクショナルタイプの加硫用金型が設置される加硫機を備えた空気入りタイヤの製造装置において、前記金型を使用して加硫されるグリーンタイヤの外周面を押圧する押圧手段を有し、このグリーンタイヤをセットした前記金型を型締めした際に前記セクターどうしの継ぎ目に対応する位置となる前記グリーンタイヤの表面領域が、予め前記押圧手段により押圧されることにより、この表面領域の周辺よりもタイヤ内周側に窪んだ凹部を有する状態になり、前記グリーンタイヤを前記金型に搬送してセットする搬送機構が、前記押圧手段を有する構成にしたことを特徴とする。
また、本発明の別の空気入りタイヤの製造装置は、環状に組み付けられる複数のセクターを備えたセクショナルタイプの加硫用金型が設置される加硫機を備えた空気入りタイヤの製造装置において、前記金型を使用して加硫されるグリーンタイヤの外周面を押圧する押圧手段を有し、このグリーンタイヤをセットした前記金型を型締めした際に前記セクターどうしの継ぎ目に対応する位置となる前記グリーンタイヤの表面領域が、予め前記押圧手段により押圧されることにより、この表面領域の周辺よりもタイヤ内周側に窪んだ凹部を有する状態になる構成にして、前記押圧手段を前記表面領域に位置決めする位置決め手段を有することを特徴とする。

本発明によれば、金型を型締めした際にセクターどうしの継ぎ目に対応する位置となるグリーンタイヤの表面領域が、予めこの表面領域の周辺よりもタイヤ内周側に窪んだ凹部を有する状態になる。これにより、セクターを環状に組み付けて金型を型締めされるまでは、セクターどうしの継ぎ目と、この継ぎ目に対向するグリーンタイヤの表面領域との間には凹部によるすき間が確保される。そのため、型締めしたセクターどうしの継ぎ目にグリーンタイヤを形成している未加硫ゴムが噛み込まれることを防ぐことができる。

本発明の空気入りタイヤの製造装置の左半分を縦断面視で例示する説明図である。 図１の搬送装置を平面視で例示する説明図である。 図１のセクターを平面視で例示する説明図である。 図１の押圧手段によりグリーンタイヤの表面領域に凹部を形成している状態を縦断面視で例示する説明図である。 図４の状態を平面視で模式的に例示する説明図である。 図１のセクターを拡径させた状態から縮径させる状態を平面視で模式的に例示する説明図である。 図６のセクターを環状に組み付けた状態を平面視で模式的に例示する説明図である。 図７の金型を型締めしてグリーンタイヤを加硫した状態を平面視で模式的に例示する説明図である。 図８の状態を縦断面視で例示する説明図である。

以下、本発明の空気入りタイヤの製造方法および製造装置を図に示した実施形態に基づいて説明する。

本発明の空気入りタイヤの製造装置１は、図１〜図３に例示するように、加硫機７と押圧手段２とを有している。この実施形態の製造装置１は、さらに、位置決め手段３と加温機構４と制御部５と搬送機構６とを有している。以下の説明に用いるタイヤ半径方向、タイヤ幅方向、タイヤ周方向という用語は、グリーンタイヤＧを基準にした方向を示している。

加硫機７には、環状に組み付けられる複数のセクター８ａを備えたセクショナルタイプの加硫用金型８が設置される。金型８は、製造するタイヤの種類やサイズに応じて適宜交換できる構成になっている。この実施形態の金型８は、８つのセクター８ａと、下側サイドプレート８ｂと、上側サイドプレート８ｃとで構成されている。金型８を構成するセクター８ａの数は複数であれば特に限定されない。加硫機７には、ブラダー７ａを備えた中心機構が設けられている。

加硫機７によってグリーンタイヤＧを加硫する場合には、図３に例示する環状に配置されたセクター８ａが、拡径した状態から縮径した状態になって環状に組み付けられる。セクター８ａどうしの間には、環状に組み付けられるまですき間がある。そして、セクター８ａを環状に組み付けて金型８を型締めすると、それぞれのセクター８の周方向端面どうしが当接して継ぎ目８ｄとなる。この継ぎ目８ｄは、金型８の中に横倒し状態でセットされたグリーンタイヤＧのタイヤ幅方向に延在した状態となる。

以下では、これらの継ぎ目８ｄに対応する位置となるグリーンタイヤＧの外周面Ｇａ部分を表面領域Ｇｂという。即ち、この実施形態では、８つのセクター８ａを環状に組み付けた際にできる８つの継ぎ目８ｄに対向する８ヶ所の表面領域ＧｂがグリーンタイヤＧに存在する。

本発明の製造装置１は、金型８を型締めする前の段階で、このグリーンタイヤＧの表面領域Ｇｂに表面領域Ｇｂの周辺よりもタイヤ内周側に窪んだ凹部Ｇｃを形成する押圧手段２を有することが、大きな特徴となっている。この実施形態では、搬送機構６に押圧手段２が設けられている。

搬送機構６は、グリーンタイヤＧを搬送して型開き状態の金型８の中にセットする。この搬送機構６は、グリーンタイヤＧを金型８にセットする際に横倒し状態のグリーンタイヤＧの軸心ＣＬに位置する中軸部６ａと、グリーンタイヤＧを保持する保持部６ｂとを有して構成されている。保持部６ｂは、中軸部６ａに対してタイヤ半径方向に移動可能な構成になっている。

押圧手段２は、複数の押圧部２ａと、それぞれの押圧部２ａをタイヤ半径方向に進退移動させるガイド部２ｂとで構成されている。押圧部２ａは、例えば、金属製や樹脂製の棒状部材や板状部材等で構成できる。押圧部２ａの表面は、未加硫ゴムが接着し難い材質（フッ素樹脂等）にするとよい。

押圧部２ａの横断面形状は、円形や楕円形、多角形形状など様々な形状にすることができるが、表面領域Ｇｂに当接させる面は角を有しない曲面形状にするとよい。押圧部２ａの長さ寸法は、継ぎ目８ｄよりも長く設定し、幅寸法は例えば、３ｍｍ〜１０ｍｍ程度に設定する。

搬送機構６の中軸部６ａには、位置決め機構３が設けられている。位置決め機構３は、上下に分かれた２段構造になっており、上下それぞれの段にガイド部２ｂが４本づつ接続されている。これらのガイド部２ｂは中軸部６ａを中心にしてタイヤ半径方向に延在していて、位置決め機構３によって中軸部６ａを中心にしてタイヤ周方向にそれぞれ配置を変更できる構成になっている。それぞれのガイド部２ｂの配置を変更することで、使用する金型８に対応する表面領域Ｇｂに押圧手段２（押圧部２ａ）を位置決めできる構成になっている。

この実施形態では、さらに、中軸部６ａに加温機構４が設けられており、加温機構４によって押圧手段２（押圧部２ａ）を加温できる構成になっている。位置決め機構３と加温機構４はそれぞれ制御部５に接続されており、使用する金型８や製造するタイヤ等の情報を制御部５に入力することで、位置決め機構３による押圧手段２の位置決めや加温機構４による加温温度を自動的に設定し、制御できるようになっている。

次に、この製造装置１を用いて空気入りタイヤを製造する方法を以下に説明する。

まず、加硫機７に金型８を設置する。制御部５には所定の情報を入力することにより、位置決め手段３と加温機構４の設定を行う。

次に、図１および図２に例示するように、グリーンタイヤＧを搬送機構６によって搬送し、型開き状態の金型８の中にセットする。具体的には、位置決め手段３によってガイド部２ｂを表面領域Ｇｂに対応した位置に配置させた状態で、押圧部２ａと表面領域Ｇｂとを当接させた状態、或いは、若干すき間をあけた状態にするとともに、保持部６ｂによってグリーンタイヤＧの上側ビード部を保持した状態でグリーンタイヤＧを搬送する。次いで、グリーンタイヤＧを金型８の所定の位置にセットする。それぞれの押圧部２ａと表面領域Ｇｂとを当接させて、グリーンタイヤＧの外周面Ｇａを外側から抑えた状態で搬送すると、グリーンタイヤＧを安定した状態で搬送できる。

グリーンタイヤＧを金型８にセットした後、ブラダー７ａを膨らませて、ブラダー７ａとグリーンタイヤＧの内周面Ｇｄとを当接させた状態にする。即ち、押圧部２ａとブラダー７ａでグリーンタイヤＧを挟んだ状態にする。

次いで、図４および図５に例示するように、それぞれの押圧部２ａを表面領域Ｇｂに当接させた状態からさらにタイヤ内周側に移動させる。この際、グリーンタイヤＧの内周面Ｇｄを、膨張させたブラダー７ａで支持した状態にする。そして、表面領域Ｇｂをそれぞれの押圧部２ａで押圧することにより、表面領域Ｇｂに表面領域Ｇｂの周辺よりもタイヤ内周側に窪んだ凹部Ｇｃを形成する。

この際に、加温機構４によって押圧部２ａを加温するとよい。押圧部２ａの加温温度は、例えば、４０℃以上６０℃以下にする。このように、押圧部２ａを介して表面領域Ｇｂを加温することにより、表面領域Ｇｂの硬度を低くして、凹部Ｇｃを形成し易い状態にする。

凹部Ｇｃ（継ぎ目８ｄに相当する位置）の窪み深さは例えば、３ｍｍ以上６ｍｍ以下、凹部Ｇｃのタイヤ周方向の幅は例えば、３ｍｍ以上１０ｍｍ以下にする。図面では、凹部Ｇｃを誇張して大きく図示しているが、実際に形成する凹部Ｇｃは非常に小さく、グリーンタイヤＧの外周面Ｇａを形成している未加硫ゴム部分の表面をわずかに変形させている程度である。

表面領域Ｇｂに凹部Ｇｃを形成した後は、それぞれの押圧部２ａをタイヤ外周側に移動させて、押圧部２ａを表面領域Ｇｂから離反させる。次いで、搬送機構６（押圧手段２、加温機構４）を加硫機７の外側に移動させる。

次いで、図６に例示するようにそれぞれのセクター８ａを縮径移動させる。具体的には、上側サイドプレート８ｂを所定の位置まで下方移動させるとともに、それぞれのセクター８ａの背面側をコンテナリングで押圧してタイヤ内周側に縮径させるように移動させる。これにより、図７に例示するようにグリーンタイヤＧに対してセクター８ａを環状に組み付けて金型８を型締めした状態にする。

本発明では、グリーンタイヤＧの表面領域Ｇｂに予め凹部Ｇｃを形成しているので、セクター８ａを環状に組み付けて金型８を型締めされるまでは、セクター８ａどうしの継ぎ目８ｄと、この継ぎ目８ｄに対向するグリーンタイヤＧの表面領域Ｇｂとの間には凹部Ｇｃによるすき間が確保される。そのため、型締めしたセクター８ａどうしの継ぎ目８ｄにグリーンタイヤＧを形成している未加硫ゴムが噛み込まれることを防ぐことができる。

そして、金型８を型締めした状態で、ブラダー７ａによってグリーンタイヤＧの内周面Ｇｄ側を所定圧力で押圧しつつ所定温度で加熱して図８、９に例示するように加硫を行う。上述したように、表面領域Ｇｂに形成される凹部Ｇｃは非常に小さいので、加硫を行うことで、表面領域Ｇｂに形成されていた凹部Ｇｃは図８に例示するように消滅する。

このように本発明では、グリーンタイヤＧの表面領域Ｇｂを予め凹部Ｇｃを有する状態にすることで、金型８を型締めする際にセクター８ａどうしの継ぎ目８ｄに未加硫ゴムが噛み込まれる不具合を効果的に防ぐことができる。これにより、加硫後のタイヤＴではバリの発生が防げるので、バリ取り作業に要する労力を大幅に低減することができる。また、継ぎ目８ｄに継続的に未加硫ゴムが噛み込まれることが要因で起こるセクター８ａなどの変形や損傷も防ぐことができるので、金型８や加硫機７のメンテナンス性が向上する。

何よりも、グリーンタイヤＧをなるべく変形させないことが当然であった従来の常識に反して、積極的にグリーンタイヤＧに凹部Ｇｃを形成するという発想に基づく本発明では、従来技術のように金型８などを特殊な構造や形状にする必要がなく、既存の金型８を使用することができる。また、表面領域Ｇｂに凹部Ｇｃを形成するには押圧手段２のような非常に簡易な構成であればよく、既存の製造装置に付設することも可能である。それ故、本発明の導入に要する設備コストは低く、汎用性が非常に高い。

凹部Ｇｃの窪み深さは３ｍｍ以上６ｍｍ以下にすることで、上述した未加硫ゴムの噛み込みを防止しつつ、加硫後のタイヤＴでは良好なユニフォミティを確保できる。凹部Ｇｃの窪み深さを３ｍｍ以上にすることで、セクター８ａを環状に組み付けて金型８を型締めされるまでは、セクター８ａどうしの継ぎ目８ｄと、表面領域Ｇｂとの間に十分な大きさのすき間を確保し易くなる。また、凹部Ｇｃの窪み深さを６ｍｍ以下にすることで、加硫後のタイヤＴのユニフォミティに影響が生じることをより確実に回避できる。

凹部Ｇｃの幅（タイヤ周方向寸法）を３ｍｍ以上１０ｍｍ以下にすると、未加硫ゴムの噛み込みをより確実に防ぐことができる。また、凹部Ｇｃの大きさが過大にならないため、加硫後のタイヤＴでは良好なユニフォミティを確保するのに有利になる。

この実施形態のように、押圧手段２を加温した状態で表面領域Ｇｂを押圧すると、表面領域Ｇｂにおける未加硫ゴムの硬度を低くできるので、凹部Ｇｃを形成し易くなる。押圧手段２の加温温度を４０℃以上６０℃以下することで、表面領域Ｇｂの不必要な加硫促進を防止しつつ、表面領域Ｇｂにおける未加硫ゴムの硬度を凹部Ｇｃを形成しやすい硬度にすることができる。この実施形態では、押圧手段２を加温する構成にしているが、例えば、別途設けたヒーター等で表面領域Ｇｂを加温する構成にすることもできる。

位置決め手段３を有する構成にすると、押圧手段２で押圧する位置と、凹部Ｇｃを形成する表面領域Ｇｂとの位置決めを人為的に行う必要がなくなるので、作業員の作業工数を低減することができる。このことにより、タイヤの製造効率を向上するのに有利になる。また、様々な種類のタイヤに対応することが可能になるので汎用性が非常に高くなる。尚、位置決め手段３は、実施形態に例示したものに限らず、様々な構造のものを採用できる。

搬送機構６に押圧手段２を設けて、グリーンタイヤＧを加硫機７にセットする際に、表面領域Ｇｂに凹部Ｇｃを形成する構成にすると、形成した凹部Ｇｃが経時変化して窪み深さが浅くなる等の不具合を回避し易くなる。また、形成した凹部Ｇｃとセクター８ａどうしの継ぎ目８ｄの位置を一致させ易い。

尚、凹部Ｇｃを形成するタイミングは、金型８を型締めする前の段階であればよい。例えば、成形機に押圧手段２を設けて、グリーンタイヤＧを成形する際に凹部Ｇｃを形成することもできる。グリーンタイヤＧを成形する前に、グリーンタイヤＧの外周面Ｇａを構成する部材に予め凹部Ｇｃを形成しておくこともできる。或いは、成形工程と加硫工程の間でグリーンタイヤＧを一時保管している時に凹部Ｇｃを形成することもできる。

この実施形態では、押圧手段２によって機械的に凹部Ｇｃを形成しているが、作業員が棒状の器具などを用いて手作業で凹部Ｇｃを形成することもできる。また、押圧手段２の構成も上記で示した実施形態に限らず、例えば、１つの押圧部２ａで順番に複数箇所に凹部Ｇｃを形成する構成にすることもできる。

１ 製造装置
２ 押圧手段
２ａ 押圧部
２ｂ ガイド部
３ 位置決め手段
４ 加温機構
５ 制御部
６ 搬送機構
６ａ 中軸部
６ｂ 保持部
７ 加硫機
７a ブラダー
８ 金型
８ａ セクター
８ｂ 下側サイドプレート
８ｃ 上側サイドプレート
８ｄ 継ぎ目
Ｇ グリーンタイヤ
Ｇａ 外周面
Ｇｂ 表面領域
Ｇｃ 凹部
Ｇｄ 内周面
Ｔ 加硫後のタイヤ

Claims (8)

1. 環状に組み付けられる複数のセクターを備えたセクショナルタイプの加硫用金型を使用してグリーンタイヤを加硫する空気入りタイヤの製造方法において、
   グリーンタイヤをセットした前記金型を型締めした際に前記セクターどうしの継ぎ目に対応する位置となる前記グリーンタイヤの表面領域を、予めこの表面領域の周辺よりもタイヤ内周側に窪んだ凹部を有する状態にして、この状態のグリーンタイヤに対して前記セクターを環状に組み付けて前記金型を型締めして加硫し、前記グリーンタイヤを前記金型にセットする際に、前記表面領域に前記凹部を形成することを特徴とする空気入りタイヤの製造方法。
2. 前記グリーンタイヤを前記金型に搬送してセットする搬送機構に押圧手段を設けて、この押圧手段で前記表面領域を押圧することにより前記凹部を形成する請求項１に記載の空気入りタイヤの製造方法。
3. 前記押圧手段を４０℃以上６０℃以下に加温した状態で前記表面領域を押圧する請求項２に記載の空気入りタイヤの製造方法。
4. 前記凹部の窪み深さを３ｍｍ以上６ｍｍ以下にする請求項１〜３のいずれかに記載の空気入りタイヤの製造方法。
5. 環状に組み付けられる複数のセクターを備えたセクショナルタイプの加硫用金型が設置される加硫機を備えた空気入りタイヤの製造装置において、
   前記金型を使用して加硫されるグリーンタイヤの外周面を押圧する押圧手段を有し、このグリーンタイヤをセットした前記金型を型締めした際に前記セクターどうしの継ぎ目に対応する位置となる前記グリーンタイヤの表面領域が、予め前記押圧手段により押圧されることにより、この表面領域の周辺よりもタイヤ内周側に窪んだ凹部を有する状態になり、前記グリーンタイヤを前記金型に搬送してセットする搬送機構が、前記押圧手段を有する構成にしたことを特徴とする空気入りタイヤの製造装置。
6. 環状に組み付けられる複数のセクターを備えたセクショナルタイプの加硫用金型が設置される加硫機を備えた空気入りタイヤの製造装置において、
   前記金型を使用して加硫されるグリーンタイヤの外周面を押圧する押圧手段を有し、このグリーンタイヤをセットした前記金型を型締めした際に前記セクターどうしの継ぎ目に対応する位置となる前記グリーンタイヤの表面領域が、予め前記押圧手段により押圧されることにより、この表面領域の周辺よりもタイヤ内周側に窪んだ凹部を有する状態になる構成にして、前記押圧手段を前記表面領域に位置決めする位置決め手段を有することを特徴とする空気入りタイヤの製造装置。
7. 前記押圧手段を加温する加温機構を備えた請求項５または６に記載の空気入りタイヤの製造装置。
8. 前記凹部の窪み深さが３ｍｍ以上６ｍｍ以下に設定される請求項５〜７のいずれかに記載の空気入りタイヤの製造装置。

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