JP7497609B2

JP7497609B2 - 空気入りタイヤの製造方法及びその製造装置

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Publication number: JP7497609B2
Application number: JP2020086872A
Authority: JP
Inventors: 大樹中東
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 2020-05-18
Filing date: 2020-05-18
Publication date: 2024-06-11
Anticipated expiration: 2040-05-18
Also published as: CN113681952B; JP2021181172A; CN113681952A

Description

本発明は、空気入りタイヤの製造方法及びその製造装置に関する。

下記特許文献１には、生タイヤを加硫するためのタイヤ加硫機、及び、このタイヤ加硫機を用いた生タイヤの加硫方法が記載されている。前記タイヤ加硫機は、タイヤ加硫位置に配された上金型、ブラダーを備えた下金型、前記下金型をタイヤ供給位置とタイヤ加硫位置との間で移動させるための移動装置、及び、前記下金型に前記生タイヤを供給させるためのタイヤ供給装置を含んでいる。そして、前記加硫方法としては、先ず、前記タイヤ供給装置に保持された前記生タイヤを、前記タイヤ供給位置に配された前記下金型に装着する。次に、前記タイヤ供給装置を前記生タイヤから取り外す。そして、前記移動装置によって、前記生タイヤと前記下金型とを前記タイヤ加硫位置に移動させて、前記上金型にセットする。最後に、前記下金型の前記ブラダーが膨張されて生タイヤが加硫される。

特開２００４－１２２４０７号公報

タイヤを精度良く加硫成形するためには、ブラダーを適切に膨張させることが必要である。しかしながら、ブラダーと生タイヤとの位置ずれや、ブラダーが折りたたまれたときにシワが完全にのびないまま膨張すること等により、予期しないブラダーの膨張が生じることがある。このような場合、加硫成形されたタイヤは、ブラダーのシワがタイヤの内腔面に形成されたり、ビードトウ部からゴムがはみ出し（Ｌ／ＴＯ）たりするほか、ユニフォミティが悪化するおそれがあり、タイヤの品質が低下するという問題があった。

本発明は、以上のような実状に鑑み案出されたもので、タイヤ品質を向上し得る空気入りタイヤの製造方法及びその製造装置を提供することを主たる目的としている。

本発明は、空気入りタイヤの製造方法であって、加硫金型の外部に置かれた生タイヤのビード開口部からブラダーを挿入し、前記ブラダーをタイヤ内腔内で初期膨張させる工程と、前記初期膨張したブラダーと一緒に前記生タイヤを加硫金型の中にセットする工程と、前記加硫金型を閉じた後、前記初期膨張したブラダーをさらに膨張させて前記生タイヤを前記加硫金型に押し付ける工程とを含む。

本発明に係る空気入りタイヤの製造方法は、前記生タイヤをローダーで保持する工程を含み、前記保持する工程は、前記初期膨張させる工程に先立ち行われる、のが望ましい。

本発明に係る空気入りタイヤの製造方法は、前記ローダーを前記生タイヤから取り外す工程を含み、前記取り外す工程は、前記セットする工程に先立ち行われる、のが望ましい。

本発明に係る空気入りタイヤの製造方法は、前記タイヤ内腔内で前記初期膨張している前記ブラダーの膨張量を制御する工程を含み、前記制御する工程は、前記取り外す工程に先立ち行われる、のが望ましい。

本発明に係る空気入りタイヤの製造方法は、前記制御する工程が、前記ブラダーの膨張量を測定する工程を含む、のが望ましい。

本発明に係る空気入りタイヤの製造方法は、前記制御する工程が、前記ブラダーの膨張状態を調整する工程を含む、のが望ましい。

本発明は、空気入りタイヤの製造装置であって、下型と、前記下型と離隔して位置する上型と、移動具と、制御具とを含み、前記下型は、横向きの生タイヤを下側から保持する成形面と、前記成形面に置かれた前記生タイヤのビード開口部を通って前記生タイヤの内腔内で膨張可能なブラダーとを有し、前記移動具は、前記下型と前記上型とが当接して前記生タイヤの加硫空間を形成するように、前記下型又は前記上型を移動させるものであり、前記制御具は、前記移動具による前記下型又は前記上型の移動に先立ち、前記下型に置かれた前記生タイヤのタイヤ内腔内で前記ブラダーを初期膨張させる。

本発明に係る空気入りタイヤの製造装置は、横向きの前記生タイヤを上側から保持するローダーをさらに含む、のが望ましい。

本発明に係る空気入りタイヤの製造装置は、前記ローダーが、前記初期膨張された前記生タイヤの膨張量を測定するための測定具を含む、のが望ましい。

本発明に係る空気入りタイヤの製造装置は、前記測定具が、非接触型の変位計である、のが望ましい。

本発明の空気入りタイヤの製造方法及びその製造装置は、上記の構成を採用したことによって、タイヤ品質を向上することができる。

本発明の空気入りタイヤの製造方法に使用される製造装置を模式的に示す断面図である。（ａ）は、本実施形態のフローチャート、（ｂ）は、（ａ）の保持工程のフローチャート、（ｃ）は、（ａ）の制御工程のフローチャートある。本実施形態の第２保持工程を模式的に示す製造装置の断面図である。本実施形態の初期膨張工程を模式的に示す製造装置の断面図である。本実施形態の取り外し工程を模式的に示す加硫装置の断面図である。本実施形態のセット工程及び押し付け工程を模式的に示す製造装置の断面図である。

以下、本発明の実施の一形態が図面に基づき説明される。
本発明の空気入りタイヤの製造方法（以下、単に「製造方法」ということがある）は、生タイヤＴ（図１に示す）を形成する工程と、形成された生タイヤＴを加硫する加硫工程とを含んでいる。生タイヤＴを形成する工程（以下、単に「生タイヤ形成工程」という場合がある。）は、周知の方法が採用されるので、その詳細な説明が省略される。

図１は、本実施形態の加硫工程で使用される空気入りタイヤの製造装置（以下、単に「製造装置」ということがある）１の一実施形態を概念的に説明する断面図である。本実施形態の製造装置１は、加硫金型２と移動具３と制御具４とを含んでいる。また、製造装置１は、例えば、ローダー５を含んでいてもよい。

生タイヤＴは、本実施形態では、横向きで製造装置１内を移動するとともに、加硫金型２の中にセットされる。前記「横向き」とは、本明細書では、生タイヤＴのタイヤ軸方向が鉛直となる向きをいう。これにより、図１に示されるように、横向きの生タイヤＴは、第１部分Ｔ１と、第２部分Ｔ２と、第３部分Ｔ３とに区分される。第１部分Ｔ１は、例えば、加硫後のタイヤの最大幅位置（図示省略）よりもタイヤ半径方向外側の部分である。第２部分Ｔ２は、例えば、第１部分Ｔ１よりもタイヤ半径方向内側で上方に配された部分である。第３部分Ｔ３は、例えば、第１部分Ｔ１よりもタイヤ半径方向内側で第２部分Ｔ２よりも下方に配された部分である。また、生タイヤＴは、第２部分Ｔ２のタイヤ半径方向の内側に形成される上ビード開口部Ｔ４と、第３部分Ｔ３のタイヤ半径方向の内側に形成される下ビード開口部Ｔ５とを含んでいる。上ビード開口部Ｔ４及び下ビード開口部Ｔ５は、生タイヤＴのタイヤ回転軸Ｔｃを含んでいる。図には、鉛直となる向きが矢印Ｚで示される。

本実施形態の加硫金型２は、下型７と、下型７と離隔して位置する上型８とを含んでいる。下型７と上型８とは、本実施形態では、当接する（図６に示す）。下型７と上型８とが当接して生タイヤＴを加硫するための加硫空間Ｋが形成される。前記「当接」とは、本明細書では、離隔可能な２つの物体が当たって接することをいう。

下型７は、本実施形態では、横向きの生タイヤＴを下側から保持する成形面（以下、「下成形面」という場合がある）９と、成形面９におかれた生タイヤＴのタイヤ内腔内（以下、単に「内腔内」という場合がある）で膨張可能なブラダー１０とを有している。ブラダー１０は、例えば、ゴムなどの周知の弾性材料で形成されている。

また、下型７は、例えば、ブラダー１０を収容するための周知構造のバグウェル１１を有している。本実施形態のバグウェル１１は、例えば、蒸気や不活性ガスなどの周知の高圧流体からなる加圧媒体を供給するための供給ライン（図示省略）が接続されている。前記加圧媒体がバグウェル１１に供給されることによって、ブラダー１０が膨張される。

下型７は、例えば、下成形面９を形成する下セグメント１２と、下セグメント１２の下方に配される下プレート１３とを含んでいる。下セグメント１２は、例えば、生タイヤＴの第３部分Ｔ３を加硫するための図示しない加熱具を含んでいる。下セグメント１２及び下プレート１３は、例えば、バグウェル１１を保持するための開口部を有している。下プレート１３は、本実施形態では、下ベース盤１４に固定されている。このように、本実施形態の下型７は、周知の構造で構成されている。

本実施形態の上型８は、下型７よりも上方に配されている。上型８は、例えば、横向きの生タイヤＴを上側及び側方から覆う成形面（以下、「上成形面」という場合がある）１６を含んでいる。上型８は、例えば、上成形面１６を形成する分離可能な上セグメント１７と、上セグメント１７の上方に配される上プレート１８とを含んでいる。上セグメント１７は、例えば、生タイヤＴの第１部分Ｔ１と第２部分Ｔ２とを加熱するための図示しない加熱具を含んでいる。上プレート１８は、例えば、後述する第１移動具２０に昇降移動可能に保持されている。このように、本実施形態の上型８は、周知の構造で構成されている。

本実施形態の移動具３は、生タイヤＴの加硫空間Ｋを形成するように、下型７または上型８を移動させるためのものである。本実施形態の移動具３は、上型８を移動させるための第１移動具２０と、下型７を移動させるための第２移動具２１とを含んでいる。なお、移動具３は、このような態様に限定されるものではなく、例えば、第１移動具２０のみで構成されてもよい。

本実施形態の第１移動具２０は、上型８を上下（鉛直）に昇降移動させる。第１移動具２０は、本実施形態では、上プレート１８を保持して昇降移動させる支持軸２０ａを含んでいる。このような第１移動具２０は、例えば、ボールねじや伸縮シリンダー構造等の周知構造で形成されている。

本実施形態の第２移動具２１は、下型７を水平方向に移動させる。第２移動具２１は、例えば、下ベース盤１４を上型８の下方の位置（以下、「加硫位置Ａ」という場合がある。）に向かって直線的に移動させる。このような第２移動具２１は、例えば、ボールねじや伸縮シリンダー構造等の周知構造で形成されている。

本実施形態のローダー５は、前記生タイヤ形成工程で形成された生タイヤＴを移動して、下型７に装着する機能を有する。ローダー５は、例えば、水平面状の基板２４と、基板２４から下方に突出する複数本のアーム部２５とで構成されている。基板２４は、本実施形態では、図示しない周知構造の移動具で３次元に移動可能に保持されている。アーム部２５は、例えば、第２部分Ｔ２を保持する周知構造のビード保持具２５ａを有している。アーム部２５は、本実施形態では、上ビード開口部Ｔ４から第２部分Ｔ２を保持する。このように本実施形態のローダー５は、生タイヤＴを吊り下げて移動させ得る。なお、ローダー５は、このような態様に限定されるものではなく、例えば、生タイヤＴを下型７の成形面９に保持させるための周知構造の保持具（図示省略）を有していてもよい。

また、ローダー５は、本実施形態では、タイヤ内腔内で膨張するブラダー１０の膨張量（本実施形態では、後述する初期膨張量）を測定する測定具２７を有している。測定具２７は、例えば、基板２４に固定されている。測定具２７は、本実施形態では、非接触型の変位計であるのが望ましい。測定具２７は、例えば、測定対象物にレーザを照射することで距離を測定するレーザ変位計がより望ましい。このような測定具２７は、例えば、測定対象物までの距離に関する測定データｄを電気信号として出力することができる。

制御具４は、例えば、コンピュータとして構成されている。制御具４は、例えば、測定データｄ等を記憶するメモリ、各種の演算処理や情報処理等を実行するＣＰＵ（Central Processing Unit）、磁気ディスクなどの記憶装置、処理結果等を表示するための表示部、及び、測定具２７を操作するための操作部等を有している。前記記憶装置には、例えば、プログラム等が予め記憶されている。前記プログラムは、本実施形態では、移動具３による下型７または上型８の移動に先立ち、下型７に置かれた生タイヤＴのタイヤ内腔内でブラダー１０を初期膨張させる機能を有している。前記プログラムは、例えば、ブラダー１０の膨張量を制御する機能や、加硫金型２の加熱量を制御する機能を有していてもよい。なお、ブラダー１０の膨張量を制御する機能は、例えば、測定具２７が有していてもよい。

次に、このような製造装置１を用いた製造方法の加硫工程が説明される。図２（ａ）は、加硫工程のフローチャートである。図２（ａ）に示されるように、本実施形態の加硫工程は、初期膨張工程Ｓ２と、セット工程Ｓ５と、押し付け工程Ｓ６とを含んでいる。また、加硫工程は、例えば、保持工程Ｓ１と、制御工程Ｓ３と、取り外し工程Ｓ４とを含んでいる。

図２（ｂ）は、保持工程Ｓ１のフローチャートである。図２（ｂ）に示されるように、本実施形態の保持工程Ｓ１は、生タイヤＴをローダー５で保持する第１保持工程Ｓ１ａと、ローダー５で保持された生タイヤＴをさらに下型７で保持する第２保持工程Ｓ１ｂとを含んでいる。図１は、第１保持工程Ｓ１ａを示している。

図１に示されるように、第１保持工程Ｓ１ａは、本実施形態では、ローダー５のビード保持具２５ａによって、生タイヤＴの第２部分Ｔ２が保持される。これにより、生タイヤＴは、ローダー５に吊り下げ状態で保持されて３次元に移動可能とされる。

次に、第２保持工程Ｓ１ｂが行われる。図３は、第２保持工程Ｓ１ｂを説明する断面図である。図３に示されるように、本実施形態の第２保持工程Ｓ１ｂでは、下型７は、上型８と水平方向で離隔された位置（以下、「生タイヤ受取位置Ｂ」という場合がある。）に、第２移動具２１によって移動されている。そして、第２保持工程Ｓ１ｂでは、ローダー５に保持された生タイヤＴが、生タイヤ受取位置Ｂに移動される。そして、例えば、ローダー５が下降して、生タイヤＴの第３部分Ｔ３が下成形面９に保持される。これにより、生タイヤＴは、本実施形態では、ローダー５と下型７とに保持された状態となる。

次に、初期膨張工程Ｓ２が行われる。図４は、初期膨張工程Ｓ２を説明する断面図である。図４に示されるように、初期膨張工程Ｓ２は、先ず、図示しない前記供給ラインから加圧媒体がバグウェル１１内に供給され、下ビード開口部Ｔ５からブラダー１０が挿入されてタイヤ内腔内で膨張する。初期膨張工程Ｓ２では、生タイヤＴが目視可能である。このため、ブラダー１０の膨張によって、例えば、生タイヤＴが位置ずれした場合でも、容易に適正な位置に配置し直すことができる。また、このような予期膨張によって、ブラダー１０のバグウェル１１への収容によるシワ等を解消することができる。これにより、例えば、加硫金型２の中で生じる、予期しないブラダー１０の膨張を抑制することができるしたがって、本実施形態の製造方法では、タイヤ品質を向上することができる。このような初期膨張工程Ｓ２での加圧媒体の圧力Ｐ１は、例えば、３０KPa以下であるのが望ましい。

次に、制御工程Ｓ３が行われる。図２（ｃ）は、制御工程Ｓ３のフローチャートである。図２（ｃ）に示されるように、本実施形態の制御工程Ｓ３は、ブラダー１０の膨張量を測定する工程Ｓ３ａと、ブラダー１０の膨張状態を調整する工程Ｓ３ｂとを含んでいる。

図４に示されるように、測定工程Ｓ３ａは、本実施形態では、生タイヤＴ内で初期膨張しているブラダー１０の膨張量Ｘが測定される。本実施形態の測定工程Ｓ３ａは、膨張量Ｘが測定具２７で測定される。膨張量Ｘは、例えば、基板２４と、上ビード開口部Ｔ４から露出するブラダー１０との間の上下方向の距離として測定される。測定具２７として、レーザ変位計が採用される場合、例えば、測定された膨張量Ｘに関する測定データｄが電気信号に変換されて制御具４に出力される。

膨張量Ｘは、例えば、ブラダー１０の予め定められた複数の位置で測定されるのが望ましい。膨張量Ｘは、例えば、タイヤ回転軸Ｔｃ上の位置を含んで測定されるのが望ましい。膨張量Ｘは、例えば、タイヤ回転軸Ｔｃを中心として生タイヤＴの周方向に等ピッチで測定されてもよい。

調整工程Ｓ３ｂは、例えば、測定された膨張量Ｘに基づいて、ブラダー１０の膨張状態を調整する。調整工程Ｓ３ｂは、本実施形態では、制御具４が、前記供給ラインに設けられた図示しない開閉バルブ等で加圧媒体の供給量を制御して、膨張量Ｘが予め定められた範囲となるように、ブラダー１０の膨張量を調整する。これにより、ブラダー１０を生タイヤＴの内腔内に均等に初期膨張させることができる。また、生タイヤＴを成形面９に対して、適正な位置とすることができる。

次に、取り外し工程Ｓ４が行われる。図５は、取り外し工程Ｓ４を説明する断面図である。図５に示されるように、本実施形態の取り外し工程Ｓ４では、生タイヤＴからローダー５が取り外される。この取り外し工程Ｓ４では、下型７が生タイヤＴを保持した状態が維持されるとともに、ブラダー１０の前記初期膨張が維持されている。取り外し工程Ｓ４では、ローダー５は、例えば、前記生タイヤ形成工程で形成された新たな生タイヤ（図示省略）を受け取るために、生タイヤ受取位置Ｂから離隔される。取り外し工程Ｓ４は、例えば、第２移動具２１を駆動して、下型７及び生タイヤＴを生タイヤ受取位置Ｂから加硫位置Ａに移動させる。このとき、生タイヤＴは、初期膨張したブラダー１０に保持されているので、この移動による下型７からの位置ずれが抑制される。

次にセット工程Ｓ５が行われる。図６は、セット工程Ｓ５及び押し付け工程Ｓ６を説明する断面図である。図６に示されるように、本実施形態のセット工程Ｓ５では、前記初期膨張したブラダー１０と一緒に生タイヤＴが加硫金型２の中にセットされる。セット工程Ｓ５は、例えば、第１移動具２０によって、上型８が降下されて、上型８と下型７との加硫空間Ｋに生タイヤＴがセットされる。本実施形態のセット工程Ｓ５では、下セグメント１２と上セグメント１７とが当接して、密閉された加硫空間Ｋが形成される。

次に、押し付け工程Ｓ６が行われる。本実施形態の押し付け工程Ｓ６は、初期膨張したブラダー１０をさらに膨張させて生タイヤＴを加硫金型２に押し付けする。そして、図示しない前記加熱具によって、加硫金型２が加熱されて生タイヤＴが加硫される。押し付け工程Ｓ６での加圧媒体の圧力Ｐ２は、例えば、加圧媒体がスチームの場合、１．０MPa以上が望ましく、２．０MPa以下が望ましく、加圧媒体が窒素ガスの場合、１．５MPa以上が望ましく、２．５MPa以下が望ましい。

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。

図１の基本構造を有する製造装置を用いて生タイヤが加硫され、加硫後のタイヤ（以下、「加硫タイヤ」という）についてタイヤ品質のテストが行われた。タイヤ品質は、外観テスト、ユニフォミティテスト及び動的バランステストによって確認された。比較例では、本実施形態の初期膨張工程及び制御工程が行われていない他は、実施例と同じように生タイヤが加硫された。実施例及び比較例ともに、５０００本の生タイヤが用いられ、各テストにおいて平均値が算出された。

＜外観テスト＞
加硫タイヤの内腔面に付着したブラダーによるシワの発生状況が、テスターの目視によって確認された。結果は、シワが発生したタイヤの本数の比率で示される。数値の小さい方が良好である。

＜ユニフォミティテスト＞
JASO C607（自動車用タイヤのユニフォミティ試験方法）に準拠し、ユニフォミティ試験機を用いて、ＲＦＶ（ラジアルフォースバリエーション）及びＬＦＶ（ラテラルフォースバリエーション）が測定された。結果は、比較例を１００とする指数で示される。数値の小さい方が良好である。

＜動的バランステスト＞
ダイナミックバランス試験機を用いて、動的バランスが測定された。結果は、比較例を１００とする指数で示される。数値の小さい方が良好である。テストの結果が表１に示される。

実施例の加硫方法は、比較例の加硫方法よりもタイヤ品質が優れていることが理解できる。

２加硫金型
１０ブラダー
Ｓ２初期膨張工程
Ｓ５セット工程
Ｓ６押し付け工程
Ｔ生タイヤ

Claims

空気入りタイヤの製造方法であって、
加硫金型の外部に置かれた生タイヤのビード開口部からブラダーを挿入し、前記ブラダーをタイヤ内腔内で初期膨張させる工程と、
前記初期膨張したブラダーと一緒に前記生タイヤを加硫金型の中にセットする工程と、
前記加硫金型を閉じた後、前記初期膨張したブラダーをさらに膨張させて前記生タイヤを前記加硫金型に押し付ける工程とを含み、
前記タイヤ内腔内で前記初期膨張している前記ブラダーの膨張量を制御する工程を含み、
前記制御する工程は、前記ブラダーの膨張量を測定する工程を含み、
前記ブラダーの膨張量を測定する工程は、前記ブラダーにレーザを照射することで測定する、
空気入りタイヤの製造方法。
前記生タイヤをローダーで保持する工程を含み、
前記保持する工程は、前記初期膨張させる工程に先立ち行われる、請求項１記載の空気入りタイヤの製造方法。
前記ローダーを前記生タイヤから取り外す工程を含み、
前記取り外す工程は、前記セットする工程に先立ち行われる、請求項２に記載の空気入りタイヤの製造方法。
前記制御する工程は、前記取り外す工程に先立ち行われる、請求項３に記載の空気入りタイヤの製造方法。
前記膨張量は、前記ブラダーの予め定められた複数の位置で測定される、請求項１ないし４のいずれか１項に記載の空気入りタイヤの製造方法。
前記膨張量は、タイヤ回転軸上の位置を含んで測定される、請求項１ないし５のいずれか１項に記載の空気入りタイヤの製造方法。
前記膨張量は、タイヤ回転軸を中心として前記生タイヤの周方向に等ピッチで測定される、請求項１ないし６のいずれか１項に記載の空気入りタイヤの製造方法。
空気入りタイヤの製造装置であって、
下型と、前記下型と離隔して位置する上型と、移動具と、制御具とを含み、
前記下型は、横向きの生タイヤを下側から保持する成形面と、前記成形面に置かれた前記生タイヤのビード開口部を通って前記生タイヤの内腔内で膨張可能なブラダーとを有し、
前記移動具は、前記下型と前記上型とが当接して前記生タイヤの加硫空間を形成するように、前記下型又は前記上型を移動させるものであり、
前記制御具は、前記移動具による前記下型又は前記上型の移動に先立ち、前記下型に置かれた前記生タイヤのタイヤ内腔内で前記ブラダーを初期膨張させ、
横向きの前記生タイヤを上側から保持するローダーをさらに含み、
前記ローダーは、前記初期膨張された前記ブラダーの膨張量を測定するために、前記ブラダーにレーザを照射する測定具を含む、
空気入りタイヤの製造装置。
前記測定具は、非接触型の変位計である、請求項８に記載の空気入りタイヤの製造装置。
前記測定具は、タイヤ回転軸を中心として前記生タイヤの周方向に等ピッチで測定する変位計である、請求項９に記載の空気入りタイヤの製造装置。