JP7014020B2 - トレッドゴムの保管装置及び保管方法 - Google Patents

Description

本発明は、未加硫のトレッドゴムを保管するための保管装置、及び保管方法に関する。

タイヤの製造工程において、押出成形機により押し出された未加硫のトレッドゴムは、所定の長さに裁断され、その後、ローカバーと呼ばれる未加硫タイヤの成形に供されるまで保管装置により保管される。例えば下記特許文献１には、台車と、台車上に積層された複数のトレイとを備え、各トレイに複数枚の未加硫のトレッドゴムを載置することによってトレッドゴムを保管するようにした保管装置が開示されている。

押出成形機により押し出され裁断された後のトレッドゴムは、内部ひずみが残留しているので、保管装置で保管されている間に収縮する。そのため、保管装置により保管される期間にばらつきがあると、未加硫タイヤを成形するときのトレッドゴムの長さにもばらつきが生じ、これがタイヤのＦＶ（フォースバリエーション）に悪影響を与える。そのため、特許文献１に記載された保管装置は、トレイに載置したトレッドゴムを上から押さえ付けることによって収縮を抑制し、トレッドゴムの長さのばらつきを防止している。

特開２０１３－１１１７８７公報

しかしながら、特許文献１及び２に記載の保管装置は、トレッドゴムを上から押さえ付けるものであるため、トレッドゴムに変形や傷などを生じさせる可能性がある。
また、トレッドゴムはトレイに密着し貼り付いた状態で載置されるため、トレイ上から剥がしたときに内部歪みが解放され、急速に収縮するおそれがある。また、スタッドレスタイヤに用いられる軟らかく粘着力の高いトレッドゴムの場合、トレイから剥がしたときに伸びてしまい、より長さにばらつきが生じる可能性もある。

本発明は、未加硫タイヤを成形するときのトレッドゴムの長さのばらつきを抑制することができる保管装置及び方法を提供することを目的とする。

（１） 本発明におけるトレッドゴムの保管装置は、
未加硫のトレッドゴムを載置するトレイと、
前記トレイを振動させる加振装置と、を備える。

この構成によれば、未加硫のトレッドゴムを載置するトレイを振動させることでトレッドゴムの収縮を促進し、保管中に短時間で収縮しきった状態にすることができる。そのため、未加硫タイヤを成形するときのトレッドゴムの長さのばらつきを抑制することができ、良好なＦＶを有するタイヤを安定して製造することができる。

（２） 好ましくは、前記保管装置は、上下方向に積層された複数の前記トレイと、複数の前記トレイを支持する支持フレームとを備え、
前記加振装置が、前記支持フレームに設けられる。
この構成によれば、支持フレームを加振装置により振動させることで、支持フレームを介して複数のトレイを同時に振動させることができる。

（３） 好ましくは、前記保管装置が、上下方向に積層された複数の前記トレイを備えており、
前記加振装置が、複数の前記トレイの上下方向の中央に対応する高さに位置付けられる。
このような構成によって、加振装置から複数のトレイに与えられる振動のばらつきを少なくすることができる。

（４） 好ましくは、前記保管装置は、前記トレイ上のトレッドゴムの長さを測定する測定装置を備えている。
このような構成によって、トレッドゴムの長さを測定装置で測定し、その長さに基づいて加振装置の動作時間等を適切に調整することができる。

（５） 好ましくは、前記加振装置が、前記トレイを上下方向に振動させる。
このような構成によって、トレイに対するトレッドゴムの過度な密着を抑制し、収縮を促進することができる。

（６） 好ましくは、前記加振装置が、以下の（ａ）～（ｃ）の条件で前記トレイを振動させる。
（ａ）周波数：５０Ｈｚ以上１０００Ｈｚ以下
（ｂ）振幅：５．０ｍｍ以上１０．０ｍｍ以下
（ｃ）振動時間：６０秒以上
このような構成によって、トレッドゴムの収縮を好適に促進することができる。

（７） 本発明におけるトレッドゴムの保管方法は、
トレッドゴムを保管装置のトレイ上に載置する第１のステップと、
前記トレイを振動させる第２のステップと、を含む。

この方法によれば、トレッドゴムを載置するトレイを振動させることでトレッドゴムの収縮を促進し、保管中に短時間で収縮しきった状態にすることができる。そのため、未加硫タイヤを成形するときのトレッドゴムの長さのばらつきを抑制することができ、良好なＦＶを有するタイヤを安定して製造することができる。

本発明の保管装置及び方法によれば、未加硫タイヤを成形するときのトレッドゴムの長さのばらつきを抑制することができる。

第１の実施形態に係るトレッドゴムの保管装置を概略的に示す側面図である。 トレッドゴムの時間の経過に伴う収縮量の変化を示すグラフである。 トレッドゴムの長さ測定装置の概略的な説明図である。 制御装置による加振装置の制御手順を示すフローチャートである。 第２の実施形態に係るトレッドゴムの保管装置を概略的に示す側面図である。

以下、本発明を実施の形態に基づいて、図面を参照して説明する。
［第１の実施形態］
図１は、第１の実施形態に係るトレッドゴムの保管装置を概略的に示す側面図である。
トレッドゴム５０は、タイヤのトレッド面を構成するものであり、押出成形機により押し出された未加硫の帯状ゴムを所定の長さで裁断することによって製造される。そして、本実施形態の保管装置１０は、製造されたトレッドゴム５０が未加硫タイヤの成形に用いられるまでの間、当該トレッドゴム５０を保管するために用いられる。また、本実施形態の保管装置１０は、保管中にトレッドゴム５０の内部歪みによる収縮を促進することにより、未加硫タイヤの成形に使用するトレッドゴム５０の長さのばらつきを抑制するものとなっている。

（保管装置の具体的構成）
保管装置１０は、台車１１と、複数のトレイ１２と、加振装置１３とを備えている。
台車１１は、下面に車輪２１を有する下部フレーム２２と、下部フレーム２２の端部から上方へ立ち上がる支持フレーム２３とを有する。台車１１は、車輪２１によって地面を走行することで、保管しているトレッドゴム５０を容易に移動させることができる。

複数のトレイ１２は、台車１１によって支持されている。具体的に、複数のトレイ１２は上下方向に積層され、下段側のトレイ１２の上に上段側のトレイ１２が載置されている。各トレイ１２の上面１２ａは、トレッドゴム５０を載置させるための載置面とされている。本実施形態の各トレイ１２は、下段側のトレイ１２に載置されたトレッドゴム５０を覆う蓋としても機能している。ただし、保管装置１０は、各トレイ１２とは別の専用の蓋を備えていてもよい。

各トレイ１２の端部は、支持軸２３ａを介して支持フレーム２３に上下揺動可能に連結されている。そのため、上段側のトレイ１２を上方に揺動させることで、下段側のトレイ１２の載置面１２ａに載置されたトレッドゴム５０を外部に露出することができる。

加振装置１３は、複数のトレイ１２に振動を与えるものである。本実施形態の加振装置１３は、台車１１における支持フレーム２３に設けられている。また、加振装置１３は、複数のトレイ１２における上下方向の中央に対応する高さに位置付けられている。加振装置１３は、支持フレーム２３に上下方向の振動を付与することにより、この支持フレーム２３に連結された各トレイ１２を振動させる。また、加振装置１３は、所定の周波数、振幅、振動時間でトレイ１２を振動させる。振動の周波数、振幅、振動時間は、保管するトレッドゴム５０の材料の厚さ、硬さ、及び内部ひずみ量等に応じて適宜設定される。一例として、後述する実験１の結果をふまえて、加振装置１３は、周波数５０Ｈｚ以上１０００Ｈｚ以下、振幅５．０ｍｍ以上１０．０ｍｍ以下、振動時間６０秒以上の条件でトレイ１２を振動させる。

図２は、時間の経過に伴うトレッドゴムの収縮量の変化を示すグラフである。
トレッドゴム５０は、製造後、残留した内部歪みよって収縮する。トレッドゴム５０の収縮量は、時間の経過に伴って変化する。具体的には、図２に示すように、製造後の経過時間が短いうちは単位時間当たりの収縮量ｓ１が大きく、経過時間が長くなるほど単位時間当たりの収縮量ｓ２が小さくなる。そして、経過時間が所定を超えると収縮しきった状態となり、トレッドゴム５０の長さはほぼ一定に維持される。

トレッドゴム５０の収縮は、加振装置１３により振動を与えることによって促進される。例えば、図３に２点鎖線で示すように、トレッドゴム５０に振動を加えると、単位時間当たりの収縮量ｓ３は、振動を与えない場合の収縮量ｓ１に比べて大きくなる。したがって、収縮しきった状態に到るまでの経過時間を短縮することができる。本実施形態のトレッドゴム５０の製造直後の長さ（裁断長さ）は、当該トレッドゴム５０が収縮しきったときに、未加硫タイヤの成形に適した狙い長さ（目標長さ）となるように、トレッドゴム５０の収縮量を予測して長めに設計される。

前述したように、トレッドゴム５０の収縮は加振装置１３により振動を与えることによって促進される。特に振動の周波数を５０Ｈｚ以上１０００Ｈｚ以下とし、振幅を５．０ｍｍ以上１０．０ｍｍ以下とし、振動時間を６０秒以上とする条件でトレイ１２を振動させた場合に、トレッドゴム５０の収縮は効果的に促進される。この場合、周波数に関しては、１００Ｈｚ以上１０００Ｈｚ以下がより好ましく、２００Ｈｚ以上８００Ｈｚ以下がさらに好ましい。

図３は、トレッドゴムの長さ測定装置の概略的な説明図である。
保管装置１０は、さらに長さ測定装置１４と制御装置１５とを備えている。
長さ測定装置１４は、トレイ１２上に載置されたトレッドゴム５０の長さを測定するものである。この長さ測定装置１４は、長手方向の各端部を撮像する複数のカメラ（撮像器）２５を有する。このカメラ２５によって撮像された画像は、制御装置１５に入力される。

制御装置１５は、例えばＣＰＵ等の演算部、ＲＡＭ及びＲＯＭを含む記憶部等を有するマイクロコンピュータにより構成され、記憶部に記憶されたプログラムを演算部が実行することによって所定の機能を発揮する。

制御装置１５は、長さ測定装置１４の一構成要素として、カメラ２５からの入力によってトレッドゴム５０の長さを求める測定部２７としての機能を有する。この測定部２７は、各カメラ２５によって撮像された画像を処理することによってトレッドゴム５０の端部の位置を求め、各端部の位置からトレッドゴム５０の長さを算出する。

また、制御装置１５は、加振装置１３の動作を制御する加振制御部２６としての機能を有する。加振制御部２６は、例えば、保管装置１０の各トレイ１２に対して所定数のトレッドゴム５０が載置されたときに加振装置１３の運転を開始し、所定の条件が満たされたときに加振装置１３の運転を停止するように構成される。

本実施形態の加振制御部２６は、次のいずれかの条件が満たされたときに加振装置１３の運転を停止することができる。
（条件１）長さ測定装置１４により測定されたトレッドゴム５０の長さが、所定の長さ、例えばトレッドゴム５０が目標長さ（狙い長さ）に達したとき
（条件２）トレッドゴム５０の単位時間当たりの収縮量が所定値以下、例えば、収縮量が０に近い値になったとき
以下、これらの条件を用いて加振装置を制御する例について説明する。

（加振装置の制御手順）
図４は、制御装置による加振装置の制御手順を示すフローチャートである。
図４のステップＳ１において、加振装置１３は運転を開始する。この運転開始の指示は、保管装置１０の各トレイ１２にトレッドゴム５０の載置が完了したときに、当該完了をセンサ等により検出して自動で行ってもよいし、人為的に行ってもよい。

ステップＳ２において、制御装置１５は、長さ測定装置１４によりトレッドゴム５０の長さを測定する。そして、ステップＳ３において、制御装置１５は、上記の条件１を満たすか否か、すなわち、測定されたトレッドゴム５０の長さＬが所定の目標長さＬｍに達しているか否か（Ｌ＝Ｌｍ）を判定する。制御装置１５は、条件１を満たすと判定した場合、処理をステップＳ５に進め、加振装置１３の運転を停止する。これは、トレッドゴム５０の長さが所定の目標長さに達した場合、トレッドゴム５０はほぼ収縮しきったと判断することができ、それ以上トレッドゴム５０を振動させたとしてもさらなる収縮は見込めず、加振装置１３を無駄に運転させることになるからである。

ステップＳ３において、制御装置１５が条件１を満たさないと判定した場合、制御装置１５は、ステップＳ４において、上記の条件２を満たすか否か、すなわち、単位時間当たりの収縮量ΔＬが所定値ΔＬｔｈ以下になったか否か（ΔＬ≦ΔＬｔｈ）を判定する。

制御装置１５は、条件２を満たすと判定した場合、処理をステップＳ５に進め、加振装置１３の運転を停止する。これは、条件２において、トレッドゴム５０の単位時間当たりの収縮量が所定値ΔＬｔｈ（０に近い値）以下である場合は、トレッドゴムはほぼ収縮しきったと判断することができ、それ以上トレッドゴム５０を振動させたとしてもさらなる収縮は見込めず、加振装置１３を無駄に運転させることになるからである。

制御装置１５は、ステップＳ４において条件２を満たさないと判定した場合、処理をステップＳ２に戻し、以上の処理を繰り返し行う。

本実施形態の保管装置１０は、加振装置１３によってトレイ１２に強制的に振動を与えることで、トレイ１２上に保管されているトレッドゴム５０の収縮を促進する。また、トレイ１２に振動を与えることによってトレッドゴム５０がトレイ１２の載置面１２ａに過度に密着して貼り付いてしまうのを防止し、トレッドゴム５０の収縮を容易にする。そのため、保管中にトレッドゴム５０を収縮しきった状態にすることができる。したがって、トレッドゴム５０の製造後、未加硫タイヤの成形に供されるまでの保管時間にばらつきがあったとしても、未加硫タイヤの成形に使用するトレッドゴム５０の長さをほぼ一定にすることができ、良好なＦＶを有するタイヤを安定して製造することができる。また、保管装置１０は、トレッドゴム５０の保管中に振動を与えるので、トレッドゴム５０の収縮に適した振動の周波数、振幅、及び振動時間等の条件を比較的自由に設定することができる。

また、本実施形態では、加振装置１３が、複数のトレイ１２に連結された支持フレーム２３に振動を与えるので、この支持フレーム２３を介して全てのトレイ１２を振動させることができる。また、加振装置１３が、複数のトレイ１２の上下方向の中央の高さに位置付けられるので、加振装置１３から各トレイ１２に与えられる振動のばらつきを少なくすることができる。

本実施形態の保管装置１０は、トレイ１２上のトレッドゴム５０の長さを測定する長さ測定装置１４を備えているので、測定したトレッドゴム５０の長さに基づいて加振装置１３の動作を適切に制御することができる。

［第２の実施形態］
図５は、第２の実施形態に係るトレッドゴムの保管装置を概略的に示す側面図である。
本実施形態の保管装置１０は、加振装置１３が台車１１における支持フレーム２３の下部に設けられている。その他の構成は、第１の実施形態と同様であるため、詳細な説明は省略する。
本実施形態においても、各トレイ１２に連結された支持フレーム２３に振動を与えることで、この支持フレーム２３を介して各トレイ１２を好適に振動させることができる。

［実施例］
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。
（実験１）
表１は、トレッドゴムに対する振動の有無及び振動条件について検証した結果を示すものである。具体的に、表１中のＮｏ．１は、トレッドゴムを振動させずに保管装置で保管した比較例（従来例）、Ｎｏ．２～Ｎｏ．５は、それぞれ周波数、振幅、振動時間を互いに変化させてトレッドゴムを振動させながら保管装置で保管した実施例である。そして、各例について、未加硫タイヤの成形に使用する際のトレッドゴムの長さと、狙いの長さ（目標長さ）との差を求めた。また、そのトレッドゴムを使用したタイヤのＲＦＶ（ラジアルフォースバリエーション）を「ＪＡＳＯ Ｃ６０７：２０００」に規定されたユニフォミティ試験法に準拠して測定した。

試験に使用したタイヤサイズは、２８５／６５Ｒ１７、テスト本数は、各例とも１００本ずつ、押出裁断から未加硫タイヤの成形に使用するまでの時間は１時間とした。

表１に示すように、Ｎｏ．１の比較例では、成形で使用するトレッドゴムの長さと狙いの長さとの差が１０ｍｍ以上になったのに対して、Ｎｏ．２～Ｎｏ．５の実施例では、当該差が１０ｍｍ未満となった。また、ＲＦＶについては、比較例を１００とした場合に、実施例はいずれも８５以下となった。したがって、いずれの実施例もトレッドゴムに振動を与えることによって、狙い長さとの差及びＲＦＶについて比較例よりもよい結果が得られた。特に、Ｎｏ．５の実施例のように周波数、振幅、及び振動時間がそれぞれ５０Ｈｚ、５．０ｍｍ、６０秒である場合に、ＲＦＶが比較例の半分以下となり、よりよい結果が得られた。

（実験２）
表２は、トレッドゴムに対する振動の有無及び振動の方向について検証した結果を示すものである。表２中のＮｏ．６は、トレッドゴムを振動させずに保管装置で保管した比較例（従来例）、Ｎｏ．７は、トレッドゴムを水平方向に振動させながら保管装置で保管した実施例、Ｎｏ．８は、トレッドゴムを垂直（上下）方向に振動させながら保管装置で保管した実施例である。

各例とも、トレッドゴムが収縮しきったときに１８００ｍｍとなるように設計されたトレッドゴムをトレイ上に載置し、３０分経過した後のトラブル回数、未加硫タイヤの成形に使用する際のトレッドゴムの長さを測定した。試験は、常温（２０℃）の環境下で行い、Ｎｏ．７及びＮｏ．８の実施例では、振動の周波数を５０Ｈｚ、振幅を５．０ｍｍ、振動時間を６０秒とした。テスト回数は、各例とも１００回とした。

表２に示すように、Ｎｏ．６の比較例では、トレッドゴムがトレイに貼り付く過密着によるトラブルや、トレイからトレッドゴムを剥がしたときの伸びが１０回発生した。また、トレッドゴムの長さの平均（Ａｖｅ．）が１８１０ｍｍ、標準偏差（σ）が５．１ｍｍとなり、狙い長さ１８００ｍｍとの差は１０ｍｍとなった。これに対して、Ｎｏ．７及びＮｏ．８の実施例では、トレッドゴムに振動を与えることによって、過密着に伴うトラブル等の回数が比較例よりも大幅に減少した。また、トレッドゴムの長さの平均（Ａｖｅ．）及び標準偏差（σ）についても比較例よりよい結果が得られた。

トレッドゴムを水平に振動させたＮｏ．７の実施例と、垂直に振動させたＮｏ．８の実施例とを比較すると、Ｎｏ．８の実施例の方がよりよい結果が得られ、特に、トレッドゴムの長さの平均（Ａｖｅ．）及び標準偏差（σ）については、良好なＦＶを有するタイヤを製造するのに十分な結果を得ることができた。

本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内において、適宜変更できるものである。
例えば、長さ測定装置としてカメラを備えたものについて説明したが、トレッドゴムの長手方向の各端部の位置を検出する光センサを備えたものであってもよい。

また、長さ測定装置は省略することができる。この場合、加振装置は、トレッドゴムが収縮しきった状態になると予測される時間が経過したときに、運転を停止するように制御すればよい。
加振装置は、台車の下部フレームに設けられていてもよい。また、加振装置は、台車ではなく、一部のトレイ又は全トレイに設けられていてもよい。

制御装置１５は、上述した条件１及び条件２の一方のみを判定して加振装置１３の運転を停止するように構成することもできる。

１０ ：保管装置
１２ ：トレイ
１３ ：加振装置
１４ ：長さ測定装置
１５ ：制御装置
２３ ：支持フレーム
５０ ：トレッドゴム

Claims (7)

1. 未加硫のトレッドゴムを載置するトレイと、
   前記トレイを振動させる加振装置と、を備える、トレッドゴムの保管装置。
2. 前記保管装置は、上下方向に積層された複数の前記トレイと、複数の前記トレイを支持する支持フレームとを備え、
   前記加振装置が、前記支持フレームに設けられる、請求項１に記載のトレッドゴムの保管装置。
3. 前記保管装置が、上下方向に積層された複数の前記トレイを備えており、
   前記加振装置が、複数の前記トレイの上下方向の中央に対応する高さに位置付けられる、請求項１又は２に記載のトレッドゴムの保管装置。
4. 前記保管装置は、前記トレイ上のトレッドゴムの長さを測定する測定装置を備えている、請求項１～３のいずれか１項に記載のトレッドゴムの保管装置。
5. 前記加振装置が、前記トレイを上下方向に振動させる、請求項１～４のいずれか１項に記載のトレッドゴムの保管装置。
6. 前記加振装置が、以下の（ａ）～（ｃ）の条件で前記トレイを振動させる、請求項１～５のいずれか１項に記載のトレッドゴムの保管装置。
   （ａ）周波数：５０Ｈｚ以上１０００Ｈｚ以下
   （ｂ）振幅：５．０ｍｍ以上１０．０ｍｍ以下
   （ｃ）振動時間：６０秒以上
7. トレッドゴムを保管装置のトレイ上に載置する第１のステップと、
   トレイを振動させる第２のステップとを含む、トレッドゴムの保管方法。

Images