JP6874546B2 - ラジアルタイヤの製造方法および装置 - Google Patents

Description

本発明は、ラジアルタイヤの製造方法および装置に関し、さらに詳しくは、グリーンタイヤの内部に残留するエアを最小限にして、品質に優れたラジアルタイヤを効率的に製造することができるラジアルタイヤの製造方法および装置に関するものである。

タイヤの製造工程では一般的に、未加硫ゴム部材や補強部材などのタイヤ構成部材を積層してグリーンタイヤを成形し、このグリーンタイヤを加硫用モールド内で加圧および加熱することによってタイヤを製造している。グリーンタイヤは様々なタイヤ構成部材が積層されているので、タイヤ内部にはエアが残留している。タイヤ内部のエアの残留量が過大であると、製造したタイヤに加硫故障が発生したり、加硫時間が長くなる等の問題が生じる。これに伴い、製造したタイヤの品質が低下したり、生産性が低下する。

従来、加硫装置に設けた吸引手段によって、加硫用モールドとグリーンタイヤとの間のエアを除去することが種々提案されている（例えば、特許文献１参照）。しかしながら、吸引手段を設けた加硫装置を用いてタイヤを製造する場合、グリーンタイヤは加硫用モールドの中に配置した時点から加硫が進行するため、タイヤ内部に残留しているエアの吸引はグリーンタイヤの加硫が進行している状態で行われることになる。グリーンタイヤの加硫が進行すると、未加硫ゴムが固くなる（流動性がなくなる）とともにタイヤ構成部材とうしが一体化する。そのため、タイヤ内部のエアは自由に移動し難くなり、十分に除去することができない。

特開平１１−２０７７４５号公報

本発明の目的は、グリーンタイヤの内部に残留するエアを最小限にして、品質に優れたラジアルタイヤを効率的に製造することができるラジアルタイヤの製造方法および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ラジアルタイヤの製造方法は、グリーンタイヤをドラム体に外挿した状態でこのドラム体の幅方向中央部に配置されたインナーブラダを膨張させ、かつ、前記ドラム体の幅方向両端部に配置されたターンアップブラダを膨張させて、それぞれの前記ターンアップブラダの間を筒状のシール部材により塞ぐことにより、前記インナーブラダ、それぞれの前記ターンアップブラダおよび前記シール部材によって前記グリーンタイヤを囲んだ密封空間を形成し、この密封空間の内部を真空引きして、この真空引きした状態を所定時間維持し、前記インナーブラダ、前記ターンアップブラダおよび前記シール部材を前記グリーンタイヤの表面に密着させつつ、前記グリーンタイヤの内部に残留するエアを前記密封空間の外部に排出し、次いで、前記グリーンタイヤを前記ドラム体から取り外して加硫用モールドの中に配置して加硫することを特徴とする。

本発明のラジアルタイヤの製造装置は、ドラム中央部にインナーブラダを有し、ドラム幅方向両端部にターンアップブラダを有するドラム体と、このドラム体の外周側に配置される筒状のシール部材と、吸引手段とを備えて、グリーンタイヤが前記ドラム体に外挿された状態で、前記インナーブラダが膨張し、かつ、前記ターンアップブラダが膨張して、それぞれの前記ターンアップブラダの間に前記シール部材が配置されて、前記インナーブラダ、それぞれの前記ターンアップブラダおよび前記シール部材によって前記グリーンタイヤを囲んだ密封空間が形成され、この密封空間の内部が前記吸引手段により真空引きされている状態が所定時間維持されて、前記前記インナーブラダ、それぞれの前記ターンアップブラダおよび前記シール部材が前記グリーンタイヤの表面に密着しつつ、前記グリーンタイヤの内部に残留するエアが前記密封空間の外部に排出される構成にしたことを特徴とする。

本発明によれば、膨張させたインナーブラダ、膨張させたそれぞれのターンアップブラダおよびシール部材によって、加硫用モールドの中に配置する前のグリーンタイヤを囲んだ密封空間を形成し、この密封空間の内部を真空引きするので、グリーンタイヤの内部に残留しているエアが移動し易い条件下で真空引きをすることになる。そのため、この真空引きした状態を所定時間維持することで、グリーンタイヤの内部からエアを十分に除去するには有利になる。また、真空引きした状態でインナーブラダ、それぞれのターンアップブラダおよびシール部材をグリーンタイヤの表面に密着させるので、グリーンタイヤの内部に残留しているエアがこの真空引きによって膨張して、グリーンタイヤが局部的に変形する等の不具合を回避できる。それ故、本発明によれば、グリーンタイヤの内部に残留するエアを最小限にすることが可能になり、これに伴い、品質に優れたタイヤを効率的に製造することができる。

本発明を用いたラジアルタイヤの製造工程の全体概要を例示する説明図である。 本発明のラジアルタイヤの製造装置の要部を例示する説明図である。 図２の製造装置によって密封空間を形成した状態を断面視で例示する説明図である。 図３の製造装置をドラム側面視で例示する説明図である。 図３の密封空間の内面の貫通穴周辺を平面視で例示する説明図である。 グリーンタイヤの内部に残留しているエアを除去するエア抜き工程を断面視で例示する説明図である。 本発明の製造装置の別の実施形態を例示する説明図である。

以下、本発明のラジアルタイヤの製造方法および装置を図に示した実施形態に基づいて説明する。

図１に例示するように、成形工程Ｓ１、エア抜き工程Ｓ２、加硫工程Ｓ３を順に経てタイヤＴが製造される。成形工程Ｓ１では、成形ドラム２Ａ等の成形装置８によって様々なタイヤ構成部材Ｍが積層されてグリーンタイヤＧ１が成形される。エア抜き工程Ｓ２では、本発明のタイヤ製造装置１を用いて、グリーンタイヤＧ１の内部に残留するエアａが除去されてグリーンタイヤＧ２が成形される。

加硫工程Ｓ３では、グリーンタイヤＧ２が加硫用モールド９ａの中に配置される。次いで、このグリーンタイヤＧ２が加硫装置９によって加硫（加圧および加熱）されることにより、加硫済のラジアルタイヤＴが完成する。

図２〜図５に例示する本発明のタイヤの製造装置１は、ドラム体２Ａと、このドラム体２Ａの外周側に配置される筒状のシール部材５と、吸引手段となる吸引ポンプ７とを備えている。この実施形態ではドラム体２Ａとして、グリーンタイヤＧ１の成形を行う成形ドラムが使用されている。さらに、ドラム体２Ａに対して近接および離反する方向に移動する針状体６を備えている。この実施形態では、複数の針状体６が回転ローラの外周面に突設されている。

ドラム体２Ａは、ドラム中央部にインナーブラダ３を有し、ドラム幅方向両端部にターンアップブラダ４を有し、それぞれのターンアップブラダ４の外周側に配置される押圧リング４ｂを有している。インナーブラダ３は、加硫されたゴム等によって形成されていて膨張収縮可能である。インナーブラダ３は、コンプレッサ３ａにより供給されるエアによって膨張する。それぞれのターンアップブラダ４は同じ仕様である。ターンアップブラダ４は、加硫されたゴム等によって形成されていて膨張収縮可能である。ターンアップブラダ４は、コンプレッサ４ａにより供給されるエアによって膨張する。

シール部材５は、例えば円筒形状で金属や樹脂等によって形成されている。シール部材５は１つの筒状の部材で構成することも、複数の円弧状の部材を組み合わせて構成することもできる。シール部材５は拡縮可能に構成することもできる。

グリーンタイヤＧ１がドラム体２Ａに外挿された状態で、インナーブラダ３が膨張し、かつ、ターンアップブラダ４が膨張して、それぞれのターンアップブラダ４の間にシール部材５が配置される。それぞれのターンアップブラダ４の外周面を、押圧リング４ｂによってドラム体２ａの中心軸に向かって押圧する。これにより、インナーブラダ３、それぞれのターンアップブラダ４およびシール部材５によってグリーンタイヤＧ１を囲んだ密封空間Ｓが形成される。尚、図３では密封空間Ｓを分かり易くするためにグリーンタイヤＧ１を省略して図示していない。

この密封空間Ｓと吸引ポンプ７とは吸引ライン７ａを通じて接続されている。吸引ライン７ａはシール部材５に形成された貫通穴Ｓｈに接続されている。この実施形態では、シール部材５に貫通穴Ｓｈが形成されているが、シール部材５に加えてまたは代えて、インナーブラダ３やターンアップブラダ４に貫通穴Ｓｈを形成することもできる。貫通穴Ｓｈは、この実施形態で例示した位置に限らず適宜の位置に形成することができる。

吸引ライン７ａには開閉弁７ｂが設けられている。開閉弁７ｂを開弁した状態で吸引ポンプ７を稼働させることにより、密封空間Ｓの内部が真空引きされる。

吸引ライン７ａは１本に限らず複数本にすることもできる。複数本の吸引ライン７ａを設ける場合は、それぞれの吸引ライン７ａと密封空間Ｓとの接続位置（即ち、貫通穴Ｓｈ）は、例えば密封空間Ｓの周方向に等間隔の配置にするとよい。このような配置にすることで、密封空間Ｓの内部を周方向にばらつきを小さくして均等に真空引きし易くなり、ひいては製造したラジアルタイヤＴの品質向上に寄与する。

この実施形態では図５に例示するように、密封空間Ｓ（シール部材５）の内面Ｓｉには貫通穴Ｓｈに向かって延在する凹溝Ｓｇが形成されている。凹溝Ｓｇの溝幅および溝深さは例えば、２ｍｍ〜１０ｍｍである。

次に、この製造装置１を用いたラジアルタイヤの製造方法の手順を説明する。

まず、成形工程Ｓ１において、成形装置８を用いて公知の成形方法により、複数のタイヤ構成部材Ｍを積層してグリーンタイヤＧ１を成形する。タイヤ構成部材Ｍは、インナーライナＭ１、カーカス材Ｍ２、ビード部Ｍ３、サイドゴムＭ４、ベルト層Ｍ５、トレッドゴムＭ６などの公知の部材である。

成形工程Ｓ１では例えば、インナーライナＭ１の外周側にカーカス材Ｍ２やサイドゴムＭ４を積層した筒状体をドラム体２Ａに巻き付けた状態にして、２つのビード部Ｍ３を筒軸方向に間隔をあけて筒状体に外嵌にする。次いで、インナーブラダ３を膨張させて筒状体の筒軸方向中央部を膨出させる。次いで、それぞれのターンアップブラダ４を膨張させるとともに、ターンアップブラダ４の外周側に押圧リング４ｂを配置して、カーカス材Ｍ２の筒軸方向両端部をそれぞれのビード部Ｍ３を包み込むようにターンアップする。次いで、膨出させた筒状体の外周面にベルト層Ｍ５、トレッドゴムＭ６を接合してグリーンタイヤＧ１が成形される。

成形工程Ｓ１で成形したグリーンタイヤＧ１には、タイヤ構成部材Ｍどうしの間にエアａが残留している。そこでエア抜き工程Ｓ２では、本発明の製造装置１を用いてグリーンタイヤＧ１からエアａを除去したグリーンタイヤＧ２を成形する。エア抜き工程Ｓ２は、グリーンタイヤＧ１の加硫が進行しない温度範囲（例えば常温〜８０℃）で行う。

成形工程Ｓ１が終了した時点で、グリーンタイヤＧ１はドラム体２Ａに外挿された状態になっている。そこで、成形工程Ｓ１の後に引き続き、エア抜き工程Ｓ２（密封空間Ｓを形成する工程〜エアａを密封空間Ｓの外部に排出する工程）を行う。

グリーンタイヤＧ１に対しては密封空間Ｓを形成する工程の前に、外側表面から針状体６を刺して、積層されているタイヤ構成部材Ｍを連通するエア抜き穴を予め形成する作業（いわゆる、プリッキング作業）を行っておくことが好ましい。ただし、インナーライナＭ１にはエア抜き穴が到達しないように注意する。

エア抜き工程Ｓ２では、図６に例示するように密封空間ＳにグリーンタイヤＧ１を入れて密封する。即ち、グリーンタイヤＧ１をドラム体２Ａに外挿した状態でインナーブラダ３を膨張させ、かつ、ターンアップブラダ４を膨張させて、それぞれのターンアップブラダ４の間を筒状のシール部材５により塞ぐことにより、インナーブラダ３、それぞれのターンアップブラダ４およびシール部材５によってグリーンタイヤＧ１を囲んだ密封空間Ｓを形成する。この状態で密封空間Ｓの内面Ｓｉ（即ち、インナーブラダ３の外表面、ターンアップブラダ４の外表面およびシール部材５の内周面）はグリーンタイヤＧ１の表面に密着している。次いで、吸引ポンプ７を稼働させることにより密封空間Ｓの内部を真空引きして、この真空引きした状態を所定時間維持する。

この真空引きでの真空圧は、大気圧（１０１．３ｋＰａ）をゼロにしたゲージ圧で言うと例えば−３０ｋＰａ〜−１０１．３ｋＰａである。真空引きした状態を維持する所定時間は１分以上より好ましくは３分以上にする。例えば、グリーンタイヤＧ２を加硫するまでの待機時間の範囲内で、密封空間Ｓの内部を真空引きした状態を維持するとよい。

真空引きした状態を維持している所定時間の間、密封空間Ｓの内面Ｓｉは常にグリーンタイヤＧ１の表面に密着している。例えば、グリーンタイヤＧ１の全表面積の７０％以上、より好ましくは８０％以上に密封空間Ｓの内面Ｓｉが密着していればよい。尚、密封空間ＳにグリーンタイヤＧ１を密封した時点では、密封空間Ｓの内面ＳｉがグリーンタイヤＧ１の表面に密着していなくても、真空引きすることにより密封空間Ｓが収縮してグリーンタイヤＧ１の表面に密着すればよい。

本発明では、加硫用モールド９ａの中に配置する前のグリーンタイヤＧ１を密封した密封空間Ｓの内部を真空引きするので、グリーンタイヤＧ１を加硫用モールド９ａの中に配置して真空引きする場合に比して、グリーンタイヤＧ１の内部に残留しているエアａがタイヤ内部を移動し易い条件下で真空引きされる。そのため、この真空引きした状態を所定時間維持することで、グリーンタイヤＧ１の内部からエアａを十分に除去することができる。即ち、グリーンタイヤＧ１の内部に残留するエアａを最小限にすることが可能になる。

尚、密封空間Ｓを構成するインナーブラダ３、ターンアップブラダ４およびシール部材５がグリーンタイヤＧ１の表面に密着していない状態で真空引きをすると、グリーンタイヤＧ１の内部に残留しているエアａがこの真空引きによって膨張して、グリーンタイヤＧ１が局部的に変形する等の不具合が生じることがある。しかし本発明では、密封空間Ｓの内面ＳｉがグリーンタイヤＧ１の表面に密着しているので、このようなエアａの膨張に起因する局部的なグリーンタイヤＧ１の変形等が密封空間Ｓを構成するインナーブラダ３、ターンアップブラダ４およびシール部材５によって規制されて回避できる。

この実施形態では、吸引ポンプ７の稼働とともにコンプレッサ３ａ、４ａをさらに強く稼働させる。したがって、コンプレッサ３ａ、４ａによる加圧（加圧圧力Ｐ）により密封空間Ｓが外部から押圧される。即ち、コンプレッサ３ａ、４ａが密封空間Ｓを外部から加圧する加圧手段になっている。シール部材５が拡縮可能な構成の場合は、シール部材５を縮径させて密封空間Ｓを外部から押圧する。この場合、シール部材５を縮径させる手段も加圧手段になる。

この加圧圧力Ｐは例えば１００ｋＰａ〜１０００ｋＰａである。密封空間Ｓを真空引きしている最中に、加圧手段によって密封空間Ｓを外部から追加的に加圧することは任意であるが、密封空間Ｓに対するこの加圧によってグリーンタイヤＧ１の内部に残留するエアａの外部への排出が促進されるので、残留するエアａを最小限にするには益々有利になる。

上述のようにエアａを除去したグリーンタイヤＧ２を成形した後は、膨張しているインナーブラダ３、ターンアップブラダ４を収縮させ、かつ、シール部材５を待機位置に移動させて密封空間Ｓを消滅させる。次いで、ドラム体２Ａに外挿されているグリーンタイヤＧ２をドラム体２Ａから取り外して加硫工程Ｓ３に搬送する。加硫工程Ｓ３では、グリーンタイヤＧ２を加硫用モールド９ａの中に配置して加硫装置９によって加硫することで空気入りタイヤＴが製造される。

グリーンタイヤＧ２に残留するエアａが最小限になっているので、加硫したタイヤＴには加硫故障による不具合が発生することが抑制される。また、残留するエアａが最小限になっているので必要以上に加硫時間を長くすることもない。したがって、品質に優れたラジアルタイヤＴを効率的に製造するには有利になっている。

しかも、本発明によれば、加硫装置９を改造する必要がない。即ち、既存の加硫装置９をそのまま利用できるというメリットがある。また、成形工程Ｓ１や加硫工程Ｓ３のオペレーションも変わらないというメリットもある。

この実施形態では、密封空間Ｓの内面Ｓｉに形成された凹溝Ｓｇに沿ってエアａを貫通穴Ｓｈまで誘導できるので、グリーンタイヤＧ２に残留するエアａを最小限にするには有利になっている。凹溝Ｓｇは任意で設けることができるが、凹溝Ｓｇなどを設けて密封空間Ｓの内面Ｓｉを凹凸状にすることで、エアａを円滑に密封空間Ｓの外部に排出できる。また、内面Ｓｉを凹凸状にすることで、グリーンタイヤＧ２を密封空間Ｓから取り出す際に、密封空間Ｓに密着しているグリーンタイヤＧ２を内面Ｓｉから剥がし易くなるというメリットもある。

図７に例示する製造装置１の別の実施形態では、先の実施形態とは異なり、グリーンタイヤＧ１の成形を行う成形ドラムを使用していない。即ち、製造装置１を構成するドラム体２Ｂとして、成形ドラムとは別体となるエア抜き工程Ｓ２専用のドラム体２Ｂを使用している。その他の構成は、先の実施形態と同様である。

この実施形態では、成形工程Ｓ１において成形ドラム（成形装置８）でグリーンタイヤＧ１を成形した後、グリーンタイヤＧ１をドラム体２Ｂに移送して外挿する。次いで、先の実施形態と同様に、エア抜き工程Ｓ２（密封空間Ｓを形成する工程〜エアａを密封空間Ｓから排出させる工程）を行う。

この実施形態では、成形工程Ｓ１の成形ドラム（成形装置８）が、エア抜き工程Ｓ２のために占有されることを回避できるというメリットがある。また、成形工程Ｓ１および加硫工程Ｓ３の設備とオペレーションは、従来と変わらず同じにできるというメリットもある。

エア抜き工程Ｓ２でグリーンタイヤＧ２を成形した後は、加硫待ちの間、密封空間Ｓの内部を吸引ポンプ７によって真空引きし続ける。この真空引きとともに、密封空間Ｓを外部から加圧手段によって加圧し続けるとよい。加硫装置９が空くと、次に加硫すべきグリーンタイヤＧ２を加硫工程Ｓ３に搬送して加硫用モールド９ａの中に配置して加硫する。

このように加硫待ちのためにグリーンタイヤＧ２をストックしている時間を、密封空間Ｓの内部を真空引きした状態を維持するために有効に利用するとよい。これにより、タイヤの製造工程に無駄な時間が発生せず、生産性を向上させるには有利になる。

１ タイヤの製造装置
２Ａ、２Ｂ ドラム体
３ インナーフラダ
３ａ コンプレッサ
４ ターンアップブラダ
４ａ コンプレッサ
４ｂ 押圧リング
５ シール部材
６ 針状体
７ 吸引ポンプ
７ａ 吸引ライン
７ｂ 開閉弁
８ 成形装置
９ 加硫装置
９ａ 加硫用モールド
Ｇ１ エア除去前のグリーンタイヤ
Ｇ２ エア除去後のグリーンタイヤ
Ｔ 加硫済のラジアルタイヤ
Ｍ（Ｍ１〜Ｍ６） タイヤ構成部材
Ｓ 密封空間
Ｓｇ 凹溝
Ｓｈ 貫通穴
Ｓｉ 内面
ａ エア

Claims (10)

1. グリーンタイヤをドラム体に外挿した状態でこのドラム体の幅方向中央部に配置されたインナーブラダを膨張させ、かつ、前記ドラム体の幅方向両端部に配置されたターンアップブラダを膨張させて、それぞれの前記ターンアップブラダの間を筒状のシール部材により塞ぐことにより、前記インナーブラダ、それぞれの前記ターンアップブラダおよび前記シール部材によって前記グリーンタイヤを囲んだ密封空間を形成し、この密封空間の内部を真空引きして、この真空引きした状態を所定時間維持し、前記インナーブラダ、前記ターンアップブラダおよび前記シール部材を前記グリーンタイヤの表面に密着させつつ、前記グリーンタイヤの内部に残留するエアを前記密封空間の外部に排出し、次いで、前記グリーンタイヤを前記ドラム体から取り外して加硫用モールドの中に配置して加硫するラジアルタイヤの製造方法。
2. 前記密封空間の内部を真空引きした状態を所定時間維持しつつ、前記密封空間を外部から加圧する請求項１に記載のラジアルタイヤの製造方法。
3. 前記密封空間を形成する工程の前に、前記グリーンタイヤの外側表面から針状体を刺して、前記グリーンタイヤを構成するインナーライナには到達しないエア抜き穴を予め形成しておく請求項１または２に記載のラジアルタイヤの製造方法。
4. 前記ドラム体として前記グリーンタイヤの成形を行う成形ドラムを使用し、前記グリーンタイヤを成形した後、引き続き、前記密封空間を形成する工程から前記エアを前記密封空間の外部に排出する工程を行う請求項１〜３のいずれかに記載のラジアルタイヤの製造方法。
5. 前記ドラム体として前記グリーンタイヤの成形を行う成形ドラムとは別体のドラム体を使用し、前記成形ドラムで前記グリーンタイヤを成形した後、この成形した前記グリーンタイヤを前記ドラム体に移送して外挿する請求項１〜３のいずれかに記載のラジアルタイヤの製造方法。
6. ドラム中央部にインナーブラダを有し、ドラム幅方向両端部にターンアップブラダを有するドラム体と、このドラム体の外周側に配置される筒状のシール部材と、吸引手段とを備えて、
   グリーンタイヤが前記ドラム体に外挿された状態で、前記インナーブラダが膨張し、かつ、前記ターンアップブラダが膨張して、それぞれの前記ターンアップブラダの間に前記シール部材が配置されて、前記インナーブラダ、それぞれの前記ターンアップブラダおよび前記シール部材によって前記グリーンタイヤを囲んだ密封空間が形成され、この密封空間の内部が前記吸引手段により真空引きされている状態が所定時間維持されて、前記前記インナーブラダ、それぞれの前記ターンアップブラダおよび前記シール部材が前記グリーンタイヤの表面に密着しつつ、前記グリーンタイヤの内部に残留するエアが前記密封空間の外部に排出される構成にしたラジアルタイヤの製造装置。
7. 前記密封空間の内部が真空引きされている状態が所定時間維持されている間に、前記密封空間を外部から加圧する加圧手段を備えた請求項６に記載のラジアルタイヤの製造装置。
8. 前記ドラム体に外挿された状態の前記グリーンタイヤの外側表面から前記グリーンタイヤを構成するインナーライナには到達しないエア抜き穴を形成する針状体を備えた請求項６または７に記載のラジアルタイヤの製造装置。
9. 前記ドラム体が前記グリーンタイヤの成形を行う成形ドラムである請求項６〜８のいずれかに記載のラジアルタイヤの製造装置。
10. 前記ドラム体が前記グリーンタイヤの成形を行う成形ドラムとは別体のドラム体である請求項６〜８のいずれかに記載のラジアルタイヤの製造装置。

Images