JPH0260732A - タイヤ・トレツド帯状物の縁を超音波継ぎ合わせする方法 - Google Patents

タイヤ・トレツド帯状物の縁を超音波継ぎ合わせする方法

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JPH0260732A
JPH0260732A JP63198109A JP19810988A JPH0260732A JP H0260732 A JPH0260732 A JP H0260732A JP 63198109 A JP63198109 A JP 63198109A JP 19810988 A JP19810988 A JP 19810988A JP H0260732 A JPH0260732 A JP H0260732A
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Ira L Wood
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、タイヤの製造において使用される形状の帯状
ゴム組成物材料の縁を継ぎ合わせることに関する。さら
に具体的には、本発明は、強力な接合を形成するために
、超音波エネルギーによりタイヤ・トレッドに使用され
る帯状物の斜めに切断された縁を継ぎ合わせる方法に関
し、これにより帯状物の縁は、続くタイヤ製造処理手順
中接合された状態にある。
従来の技術 タイヤ製造において、通常帯形状のタイヤ構成要素は、
１つ以上の円筒形組立ドラムにおいて組み立てられる。
多様な補強プライは、層状にて組立ドラムに適用され、
そして幾つかの帯状物において所定角度で配置されたコ
ードを含む。補強材料を含まないゴム組成物の最外部ト
レッド形成帯状物は、カーカスが加硫のために金型中に
置かれる前に、最終のタイヤ・カーカスを形成するため
に、予め適用された帯状物の上にドラムにおいて置かれ
る。トレッド帯状物の端部は、グリーン・タイヤを形成
するために一緒に接合されなければならず、そしてタイ
ヤ・カーカスが加硫金型に置かれるまで接合された状態
になければならない。
トレッド帯状物の端部は、斜めに切断された帯状物の端
部を使用することにより、重ね継ぎ合わされ、この場合
帯状物の斜めの端部は、最終継ぎ合わせを形成するため
に斜めに切断された部分に沿って部分的に重ねられ、帯
状物の頂部表面及び底部表面は連続であり、隆起した領
域が継ぎ合わせ位置において形成されることはない。
今までは、これらの継ぎ合わせ部は、帯状物を予熱し及
び／又は接着剤の使用によりトレッド端部を一緒に接着
し、そしてステイツチング（ｓｔｉｔｃｈｉｎｇ）又は
継ぎ合わせ工具により圧力をかけることにより形成され
た。ステイツチング・プロセスは、通常、タイヤ製造者
によって手作業で行われる。そのような手作業による継
ぎ合わせはしばしば不満足なタイヤ接合部を生じ、タイ
ヤが後に廃棄されることを必要とするか、又は継ぎ合わ
せが加硫の前に分離するならば、接合部の再継ぎ合わせ
を必要とする。そのような製造段階は製造効率を低下さ
せる。継ぎ合わせは、トレッド帯状物が加硫金型に置か
れるまで、ドラムに適用されるトレッド帯状物を継ぎ合
わされた条件にとどまらせるために、確実に接合されな
ければならない。生産環境により、トレッドを含む仕上
げられた未加硫タイヤは比較的短時間金型に置かれるが
、これに対して、他の時間には、組み立てカーカス又は
「グリーン・タイヤ」は、加硫金型において仕上げタイ
ヤに形成される前に保管状態に置かれる。
このため、以前に可能であったよりも短縮された時間に
おいて、ゴム組成タイヤ・トレッド帯状物の２つの斜め
に切断された端部を、手動及び／又は自動的に、好まし
くは接着剤なしに、接合し、継ぎ合わせ、そしてスティ
チするための方法を開発することが望まれており、これ
により継ぎ合わせは、トレッド帯状物がタイヤ・カーカ
スの上Ｉこ置かれ、そして統いて加硫作業においてｆＲ
型された後でも接合されたままである。
音波又は超音波エネルギーの使用は、コード補強ゴムを
含む多様な材料を一緒に接合するために過去において使
用されてきた。例えば、米国特許第４．５４８，７７１
号は、ゴムを接合するための熱を生成するた゛めに十分
な所定エネルギーにおいて、超音波エネルギーを材料に
適用することにより、ゴムを加硫する方法を開示する。
米国特許第３，８７４．９６３号は、超音波エネルギー
により部分的な重なり関係にある熱可塑性シートを接合
する方法を開示する。
米国特許第４．０９０．８９７号は、織物の自由端部が
超音波溶接機によって一緒に突き合わせシームされる、
熱可塑性材料のための超音波溶接装置を開示する。
ソビエト社会主義共和国連邦特許第９１０，４５９号は
、トレッド帯状物を加硫する前に、所定時間超音波エネ
ルギーによりトレッド帯状物を処理することにより、タ
イヤ・トレッドを生産する方法を開示する。
材料の超音波結合に関する興味深い別の先行技術の特許
は、米国特許第３．５７７．２９２号であり、音波又は
超音波エネルギーによって、帯状物の端部を一緒に突き
合わせ溶接することにより、２つの熱可塑性帯状物を連
結するための方法を開示する。
米国特許第３，９０４．４５７号は、本発明に最も近い
先行技術であると考えられる。この特許は、補強タイヤ
帯状物を超音波による突き合わせ継ぎ合わせする方法を
開示し、この場合２つのトリムされたプライの縁は隣接
関係に持ち込まれ、そしてこれに対して音波エネルギー
がかけられる。
発明が解決しようとする問題点 しかし、前記の特許のプロセスは、満足される突き合わ
せ継ぎ合わせを達成するために、ゴムの比較的薄い帯状
物において内部補強コードの存在を必要とする。低過ぎ
る圧力は音波工具と帯状材料との間の有効でない接触を
生じさせるために、比較的高いシリンダー圧力を、一般
に９０ｐｓｉ（５゜３　ｋｇ／ｃｍＱにて、音波ホーン
溶接工具にかけなければならない。補強フードを含まな
いゴム片を、この特許に開示された超音波接合技術によ
って満足に継ぎ合わせることはできず、そしてその方法
は、約０．１０９インチ（約２　、８　ｍ＋ｎ）の厚さ
を有するコード補強材料の比較的薄い帯状物を除いて有
効でないことが、特にこの特許において述べられる。こ
うして、米国特許第３，９０４，４５７号の教示は、以
下に詳細に記載された本発明の方法、即ち、内部補強コ
ードのないタイヤ・トレッド材料の比較的厚い帯状物の
斜めに切断された端部の継ぎ合わせ形成、によって達成
を望まれる結果に反する。
米国特許第２．４８７，１４９号、第３，４１９゜４４
７号、第３，４３８．４２８号、第３，４８３゜０７３
号、及び第３，７２５，１６４号は、本発明に関係する
が、上記で開示された特許はど関連しない超音波溶接の
他の装置と方法を示す。
本発明の目的 本発明の目的は、通常円筒形のタイヤ組立ドラムにおい
て、タイヤ・トレッド帯状物の斜めに切断された端部を
一緒に継ぎ合わせる方法を提供することを含み、この場
合帯状物の２つの端部は、斜めの接合領域を形成する重
なった関係において一緒にさせられる。そしてこの場合
、帯状物の端部は、超音波作動継ぎ合わせホーン又は工
具により一緒に継ぎ合わされる。そしてこの場合工具は
、溶接中継ぎ合わせ部に対して、所定の時間、所定の圧
力をかけ、そして所定の圧力における所定のポスト保持
時間は、しばしば、継ぎ合わされたトレッド帯状物を組
み込んだ未加硫タイヤが加硫金型に置かれるまで、継ぎ
合わされた斜めに切断された端部の解放を防止するため
に十分に強力な接合を達成するために役立つ。
本発明のさらに別の目的は、超音波エネルギーが、一般
に２秒乃至１２秒の範囲内の所定の時間、合わせｌ；帯
状物の端部にかけられる改良された方法を提供すること
である。この場合接合工具又はホーンは、２０ｐｓｉ乃
至８０ｐｓｉ（１−４〜５　、６　ｋｇ／　ｃｍ”）の
範囲内のシリンダー圧力により、接合部の頂部表面に対
して押し付けられる。そしてこの場合、ポスト保持時間
は、一般に、０．０秒乃至２秒の範囲にあるが、より長
くすることができ、溶接工具の接触面はまた、好ましく
は、超音波エネルギーの適用中ホーンにかけられた圧力
と一般に同じ圧力にて、帯状物に対して押し付けられる
。超音波エネルギーの適用、ポスト保持時間、及び両方
に対して使用されたシリンダー圧力は、材料、材料厚さ
、及びホーン設計により可変である。
本発明のさらに別の目的は、一般に１／８インチ乃至５
／８インチ（３，２乃至１５．６ｍｍ）の厚さを有する
が、潜在的に２インチ（５０，８ｍｍ）の厚さである比
較的厚いタイヤ・トレッド帯状材料の斜めに切断された
端部を継ぎ合わせるために使用される改良された方法を
提供することである。
この場合帯状物のゴム組成は、継ぎ合わせ部の斜めの総
ての長さにわたって接合される必要はないが、溶接工具
又は音波ホーンが接触する外側表面から内側に十分な距
離だけ接合され、十分に強力な連結を提供する。そして
この場合−緒にされたときの帯状物の斜めに合わされた
端部は、加熱される必要はなく、接着剤又は他の結合材
料を使用しない。
本発明のさらに別の目的は、帯状物の縁に隣接したドラ
ムの金属表面に工具が接触する可能性を減少されるため
に、帯状物の縁が好ましくは工具による接触を免れるこ
とを除いて、溶接工具の接触面が、一般に、それに接触
する帯状物の輪郭と同じ形状である改良された方法を提
供することである。そしてこの場合工具の接触面は、好
ましくはぎざぎざが付けられる。これは、超音波エネル
ギーを継ぎ合わせ領域に首尾よく伝達させる他の音波ホ
ーン形状又は応用方法の使用を妨げない。
本発明の別の目的は、帯状物の端部の前述したの手作業
スティチング及び接着性結合を除去する改良された方法
を提供することである。この場合溶接工具の接触面の幅
は、斜めの継ぎ合わせ部の幅以上である。この場合改良
された方法は、継ぎ合わせ領域の全体における−様な圧
力と超音波エネルギーの適用により満足いく継ぎ合わせ
を提供する。この場合改良された方法は、現存のタイヤ
製造機械において実施されることができ、そして平坦表
面上又は継ぎ合わせ装置上にて行われる必要はなく、こ
れにより改良された継ぎ合わせ手順の実現に対して通常
のタイヤ製造作業の使用を可能にする。そしてこの場合
改良された方法は、通常の手作業手順による継ぎ合わせ
のために以前に必要とされたよりも短縮されたサイクル
時間において、比較的厚い帯状タイヤ・トレッド材料の
斜めに切断された端部に対して満足いく継ぎ合わせを生
み出す。
問題点を解決するための手段 本発明のこれらの目的と利点は、次に述べる改良された
方法によって獲得される。即ち、この改良された方法の
一般的性質は、好ましくは内部コードのないゴム組成物
のタイヤ・トレッド帯状物の斜めに切断された合わせ縁
を接合する方法であって、未加硫ゴム組成の帯状物の斜
めに切断された縁を重なり接触関係として、帯状物の外
側対向表面の間に角度をなして伸長する継ぎ合わせ部を
形成する段階と、第１の所定圧力において継ぎ合わせ部
の帯状物の一方の表面に対して超音波溶接工具又はホー
ンの接触面を押し付ける段階と、第１の所定圧力におい
て第１の所定時間法一方の表面に対して超音波エネルギ
ーを適用し、ゴム組成物が継ぎ合わせ部の一部分にわた
って一緒に接合するために、該一方の表面に隣接する斜
めに切断された縁の一部分において配合ゴムを十分に加
熱及び軟化させる段階と、超音波エネルギーの適用を停
止した後、該一方の帯状物の表面に隣接した斜めに切断
された縁の間に強力な結合を形成する助けのため、第２
の所定時間、超音波溶接工具の面により、該一方の帯状
物の表面に対して第２の所定圧力を維持する段階とを含
む方法として述べられる。
出願人が本発明の原理を適用することを熟慮した最良モ
ードを例示する本発明の好ましい実施態様が、次の説明
において述べられ、そして図面に示され、そして特許請
求の範囲において明確に指摘かつ述べられる。
同一の番号は、図面を通じて同一の部品を示す。
改良された方法の段階を実施するために役立つ溶接装置
の１つの形式が、全体としてｌにて第１図に示される。
溶接装置工は、タイヤ・トレッド材料４の帯状物を支持
するだめの上方表面３を有する基部を含む。トレッド帯
状物は、コンベヤー又は他の自動装置によって基部２に
供給されるか、又は作業員により手動で配置されるこ七
ができる。
また、基部２は、表面３と共に、円筒形又はドラム形状
とすることができ、そしてその上に予め組み立てられた
タイヤ構成要素の他の層を有する、トレッド帯状物が組
み立てられる１つ又は複数の実際のタイヤ作製ドラムと
することができ、トレッド帯状物４は、グリーン・タイ
ヤを形成する際に、予め組み立てられた帯状物上に置か
れる最後の帯状物である。
装置ｌは、固定支持コラム６と上方ハウジング７を含み
、上方ハウジングには、装置の形式に依存した多様な制
御装置と電源が含まれる。可動音波コンバーター、また
はコンバーターとブースターのアセンブリ８は、コンバ
ーター、またはコンバーターとブースターの下方端部に
取り付けられた熔接ホーン又は工具９を有し、下方に伸
長する。
第１図に示された如く、ホーン９は、／Ｘウジング７に
位置する■２で概略的に示された通常の流体圧カシリン
ダ−によって上昇及び下降され、帯状物４と接触され、
及び接触を外される。本発明の方法を実施するために適
することを見いだされた溶接装置ｌの１つの形式は、イ
リノイ州のＤｕｋａｎｅ株式会社によって製造された超
音波プレスであり、１８００ワツト・ジェネレーターを
備えたモデル４３Ｂ１５ブレスとして識別される。高い
又は低いワット数ジェネレーターを要求により使用する
ことができる。用語「超音波」は、一般に１６乃至２０
ＫＨｚの範囲を超える音波周波数を言い、そしてここで
はそのように規定される。ここで使用された用語「超音
波」はまた、同一の規定を存する用語「音波」と交換可
能に用いられる。
熔接ホーン９は、特に第２図〜第４図に示され、そして
帯状物と係合する表面１１を有する本体ｌＯを含む。ホ
ーン面ＩＩの特定輪郭は、好ましくは、第２図に示され
た如く、帯状物４の頂部表面の輪郭に一致する。ホーン
面１１は、好ましくは、全体として１５で示されたぎざ
ぎざ付き接触表面を形成され、特に第３図と第４図に示
される。ぎざぎざ付き又はパターンのつけられた表面１
５は、滑らかな接触表面よりも接合に対してより満足す
る超音波エネルギーの伝達を提供することが見いだされ
たが、本発明は、そのようなぎざぎざ付き表面構成に制
限される必要はない。
帯状物４は、多様なゴム組成合成物を有し、そして好ま
しくは、なお「グリーン」又は未加硫状態にあるとき、
組み立てられたタイヤ・カーカスの最終層を形成するた
めに使用される形態であり、そして通常仕上げタイヤの
最終トレッドを形成するための材料を提供する。一般に
タイヤ・トレッド帯状物４の断面プロフィルに一致する
熔接ホーン９の接触面１１に加えて、それは、好ましく
は、第２図に示された如く、トレッド帯状物の全幅まで
は拡張せず、間隔をあけた関係において停止し、そして
帯状物４の縦方向縁に沿って伸長する一対の非接触領域
１６を提供する。領域１６は、金属対金属の接触とその
結果生ずる問題を防ぐために、熔接ホーン９が帯状物を
支持する基部表面３又はタイヤ組立ドラム又は他の金属
表面に接触しないことを保証する。
第５図を参照すると、帯状物４は、帯状物４のそれぞれ
外側表面２１と２２に関して２０度乃至８５度の範囲内
の開先角度を形成する、先細る一対の斜めに切断された
縁１９ど２０を形成される。
斜めに切断された縁１９と２０は一緒にされ、そして全
体として２４で示された継ぎ合わせ接合部を形成するた
めに、第１図に示された如く、タイヤ組立ドラム又は表
面３に手動又は自動のいづれかにより、第５図に示され
た如く、部分的重なりの接触関係に置かれる。継ぎ合わ
せ接合部２４は、第５図と第６図に特に示された如く、
帯状物の幅にわたって斜めに伸長する。斜めに切断され
た縁を接触関係につないだ後、熔接ホーン９は、帯状物
、特に外側表面又は頂部表面２１との圧力係合に持ち込
まれる。好ましくは、第５図と第６図において２５で示
された熔接ホーン９の幅又は厚さは、帯状物の縦方向に
おいて測定されたとき、２７で示された接合部２４の幅
と等しいかそれ以上であり、そして整列され、これによ
り接触面１１は継ぎ合わせ接合部を完全に覆う。
超音波エネルギーは、所定の時間及び熔接ホーンにおけ
る所定のシリンダー圧力により、熔接ホーン９によりト
レッド帯状物４に適用される。超音波エネルギーは、少
なくとも接合部２４の頂部表面にわたってゴム組成物を
加熱し、軟化し、接合させ、斜めに切断された端部１９
と２０を確実な接合において固定する。接合は、必要な
らば継ぎ合わされた帯状物４の後続の処理に耐えるため
に、又は帯状物４を組み込んだグリーン・タイヤが加硫
金型に置かれるまで、継ぎ合わされたままであるために
十分でなければならない。
さらに、本発明により、ホーン９は、好ましくは、帯状
物への超音波エネルギーの適用を停止した後、所定時間
、帯状物４との圧力係合に維持される。所定時間の接合
のポスト保持は、継ぎ合わせ接合部において先に軟化さ
れた材料を冷却し、固化し、接合させ、熔接ホーンの除
去前に確実な接合を形成する。熔接ホーン９のぎざぎざ
付き表面１５は、第６図に示された如く、帯状物４の外
側表面２１に第６図の２８で示されたぎざぎざ付きパタ
ーンを伝える。
斜めに切断された縁１９と２０の結合は、継ぎ合わせ接
合部２４の斜めの長さにわたって完全に伸長する必要は
なく、接合部２４に沿って斜めに表面２１から内側の一
部分のみに伸長し、そしてさらに満足いく接合を形成す
る。接合又は継ぎ合わされた帯状物は、通常、継ぎ合わ
されたとき湾曲構成に巻かれ、そしてこうして内側表面
２２に隣接する継ぎ合わせ領域は、−緒に圧縮され、そ
して引っ張り状態にある外側表面２１に隣接した接合さ
れた継ぎ合わせ部の他の部分のように、互いに分離され
る傾向はない。
本発明により、帯状物４は、比較的厚い材料の帯状物、
即ち、一般に１／８インチ乃５／８インチ（３，２〜１
５．９１１１０１）の範囲内であるが、潜在的に２イン
チ（５０，８ｍｍ）の厚さの帯状物であり、これにより
本発明の方法は、多くの空気タイヤ・サイズの製造にお
いて使用可能となる。また、帯状物４は、好ましくは、
内部補強材がなく、そして特に金属、繊維、ナイロン等
の補強コードがなく、これは、特許第３．９０４．４５
７号において示された如く特定の方法とタイヤ・トレッ
ド接合とは著しく相違する。
要約すると、斜めに切断された接合部２４の形成中２０
ｐｓ　ｉ乃至８０　ｐ　ｓ　ｒ　　（１，４〜５．６ｋ
ｇ／ｃｍ’）の範囲にあるシリンダー圧力にて、継ぎ合
わせ接合部に対して適用された超音波エネルギーの使用
は、最も満足いく結果を達成する。ここで記載された如
く、超音波トレッド継ぎ合わせのプロセスは、超音波エ
ネルギーを伝達するトレッドとホーンの間の接触、ホー
ン振幅、ホーンに利用可能なパワー量、ホーンの接触面
積、接触時間、継ぎ合わされる材料、及びホーンにかけ
られる圧力を含む、多数の因子に非常に依存する。この
理由のために、ここで概略を述べた低い継ぎ合わせ圧力
は、これらの因子の間の良好な関係が超音波継ぎ合わせ
において有効に獲得されることを保証するために、特別
な注意を必要とし、そして継ぎ合わせ装置においてより
小さな及び／又は数個のホーンの使用を必要とするであ
ろう。公称音波周波数は、２０ＫＨ２であるが、ジェネ
レーター動作及びホーン同調周波数は、これにより達成
された継ぎ合わせ接合部に実質的に影響を与えることな
しに、この公称範囲の回りで僅かに変化させることがで
きる。２０ＫＨｚ音波コンバーターの出力における音波
振幅は、１０００／１８００ワツトにおいて約、０００
８インチ（０，０２ｍｍ）である。再び、ホーンの振幅
は、ブースターの大きさとホーンの利得因子により変え
ることができる。
熔接ホーン面１１におけるぎざぎざ付き表面の使用は、
行われた試験から１．音波エネルギーを帯状材料に導入
するために最も成功した表面仕上げを提供するように見
える。しかし、これは、他の帯状物接合の応用のために
有効にかつ実際に作用する別の表面仕上げ又は設計の使
用を妨げない。
他の試験では、ジェネレーター・パワーと熔接ホーンに
よって導入された振幅が、溶接時間に影響を与えること
が示された。また、継ぎ合わされる材料の組成もまた、
音波エネルギーが満足いく接合を達成するために接合に
適用される時間長さを決定するために寄与する。
最大１２秒の長い時間、一般に２秒乃至５秒の範囲の継
ぎ合わせ作業中に使用される音波継ぎ合わせ時間に依存
するが、それは、熔接ホーン面ｌｌと接触した頂部表面
又は表面２１における温度に影響を与える。試験では、
この温度が、２秒で華氏１２２度（５０℃）から１０秒
で華氏２８０度（１３８°Ｃ）の範囲となり、非接触表
面又は帯状物の底部表面２２における温度は、２秒で華
氏９３度（３４°Ｃ）から１０秒で華氏１６０度（７１
’ｃりの範囲となることを示した。温度は、音波溶接及
び保持時間と、かけられた圧力に依存する。
また、最近の試験によれば、０秒乃至２秒の保持時間が
成功裡に試行された。究極的に、ポスト加硫保持時間が
短縮すればするほど、接合作業を早めるために、より良
くなる。しかし、音波エネルギーの適用が終了した瞬間
に熔接ホーンを除去するよりも、帯状材料における分子
作用を圧力下で低下させるために、０秒乃至２秒のポス
ト保持時間が音波エネルギーの除去の後有益であると考
えられる。ポスト保持時間の長さは、必要であるならば
、より長くしうる。また、付加のポスト保持時間は、ポ
スト保持圧力の適用と共に、有益な機械的継ぎ合わせ作
用を生成すると考えられる。
さらに、超音波エネルギーが継ぎ合わせ部の頂部表面に
適用される時間の長さと圧力は、熔接の貫通する深さと
、頂部表面２Ｉから底部又は他の外側表面２２の方に斜
めの継ぎ合わせ部２４に沿って導入される熱量を決定す
るために役立つ。斜めに切断された接合領域の上方又は
頂部表面を有効に密封するために、継ぎ合わせ接合部が
接合部２４の斜めの長さの一部分のみに形成される必要
があるために、帯状物の全体の厚さは主な役割を果たさ
ない。しかし、斜めの継ぎ合わせ接合部２４に沿って接
合される長さが長くなればなるほど、斜めに切断された
縁１９と２０の間の最終接合はより強力になる。表面２
１から表面２２の全体の継ぎ合わせ部は、薄い材料にお
ける幾つかの応用において、接合されることが潜在的に
可能であるが、通常、継ぎ合わせ接合部におけるそのよ
うな完全なる接合は、本発明の意図した目的、即ち、加
硫金型への配置まで帯状物を組み込んだタイヤの後続の
処理及び／又は保管のために十分に強力なタイヤ・トレ
ッド帯状物における接合部の形成の目的のためには、達
成される必要がない。
試験により、継ぎ合わせ領域のほぼ全体長さ及び幅が、
ゴム帯状物の縁に隣接した金属表面にホーンを接触させ
ることなしに、熔接ホーンによって覆われるべきである
ことが好ましいことが示され、そして第２図と第６図に
示された如く非接触領域１６を形成するための理由が示
された。また、ポスト保持圧力は、主として圧力の変化
を回避するために、超音波エネルギーの適用中溶接ホー
ンによってかけられた圧力に等しいことが望ましい。
しかし、ポスト保持圧力は、本発明の概念に影響を与え
ることなしに、適用圧力から変化させることができる。
再び、ポスト保持圧力は、超音波エネルギー適用時の圧
力、即ち、０．０秒乃至２秒、必要ならばそれ以上のポ
スト保持時間中において２０ｐｓ　ｉ乃至８０　ｐ　ｓ
　ｉ　（１，４〜５．６ｋｇ／ａｍ２）のシリンダー圧
力、と同一範囲において変化させることができる。この
圧力範囲は、ホーンにかけられたシリンダー圧力であり
、そしてホーン面によって帯状物にかけられる実際の圧
力ではない。
この改良された方法は、好ましくは内部補強コードのな
い材料の比較的厚いタイヤ・トレッド帯状物の継ぎ合わ
せを提供し、部分的に重なった斜めＩこ伸長する継ぎ合
わせ接合部の部分にわたって強力な接合を形成し、その
結果斜めに切断された帯状物の端部は、トレッド帯状物
を組み込んだグリーン・タイヤが加硫金型に置かれるま
で、接合されたままでいる。
従って、この改良された方法は、単純化され、有効な、
安全、安価、かつ有効な方法を提供し、列挙された総て
の目的を達成し、先行の方法に関して遭遇しｌ；困難を
除去し、そして問題を解決し、技術において新しい結果
を獲得する。
前述の説明において、幾つかの用語を、簡素化、明確化
、及び理解のために使用した。しかしそのような用語は
説明の目的のために使用されそして広く解釈されること
が意図されるために、不必要な制限は先行技術の要求事
項を超えて含意されない。
さらに、本発明の説明と例示を、実施例によって行った
が、本発明の範囲は、示され又は記載された正確な詳細
に制限されない。
今特徴を説明したが、発明の発見と原理、タイヤ・トレ
ッド帯状物縁を超音波接合する改良方法の段階が実施さ
れる方法、方法の特性、及び利点、獲得された新しい及
び有益な結果は、特許請求の範囲に述べられる。
本発明の主なる特徴及び態様は以下のとおりである。
■、内部補強コードのない形態の未加硫ゴム組成物のタ
イヤ・トレッド帯状物の斜めに切断された合わせ縁を継
ぎ合わせる方法であって、ａ）未加硫ゴム組成物の該タ
イヤ・トレッド帯状物の斜めに切断された縁を部分的重
なり接触関係とし、帯状物の外側対向表面の間に角度を
なして伸長する継ぎ合わせ接合部を形成する段階と；ｂ
）第１の所定圧力にて継ぎ合わせ接合部の帯状物の一方
の表面に対して超音波熔接ホーンの接触面を押し付ける
段階と： Ｃ）第１の所定圧力にて、第１の所定時間の間、該一方
の表面に対して超音波エネルギーを適用し、該一方の表
面に隣接した斜めに切断された縁の部分においてゴム組
成物を十分に加熱し軟化させ、ゴム組成物を継ぎ合わせ
接合部の一部分にわたって一緒に接合させる段階と； を含む方法。
２、超音波エネルギーの適用を停止した後、軟化された
ゴム組成物が十分に冷却され該一方の帯表面に隣接した
斜めに切断された縁の間に強力な結合を形成するまで、
第２の所定時間の間、超音波ジェネレーターの面により
、該一方の帯状物表面に対して第２の所定圧力を維持す
ることをさらに含む上記ｌに記載の方法。
３、超音波熔接ホーンの接触面を、全体にそれと接触し
た帯状物の該一方の表面のプロフィルに対して一致させ
る段階を含む上記ｌに記載の方法。
４．１／８インチ（３，２ｍｍ）よりも厚い厚さを有す
るタイヤ・トレッド帯状物を提供する段階を含む上記１
に記載の方法。
５、超音波エネルギー・ジェネレーターの接触面に、ぎ
ざぎざ付き表面を提供する段階を含む上記１に記載の方
法。
６、超音波熔接ホーンの接触面に、継ぎ合わせ接合部の
縦方向の幅に少なくとも等しい厚さを提供する段階を含
む上記ｌに記載の方法。
７、タイヤ・トレッド帯状物の合わせ縁の斜めの角度を
、２０度乃至８５度の範囲であるように提供する段階を
含む上記ｌに記載の方法。
８、帯状物の該一方の表面に対する熔接ホーンの接触面
の第１の所定圧力が、熔接ホーンに適用される２０ｐｓ
ｉ乃至８０ｐｓｉ　　（１，４〜５．６ｋｇ／ｃｍりの
シリンダー圧力範囲内である上記１に記載の方法。
９、第２の所定圧力が、一般に、該第１の所定圧力に等
しい上記８に記載の方法。
１０、超音波エネルギーを該一方の帯状物表面に適用す
る第１の所定時間が、２秒乃至１２秒の範囲内である上
記ｌに記載の方法。
１１、該一方の帯状物表面に対して圧力を維持する第２
の所定時間が、０．０秒乃至２秒の範囲内である上記ｌ
に記載の方法。
１２、超音波エネルギーが、２０ｋＨｚの公称周波数を
有する上記１に記載の方法。
１３、タイヤ・トレッド帯状物の該一方の表面が、第１
の所定時間において超音波エネルギーを適用することに
より、２秒において華氏１２２度（５０°Ｃ）そして１
０秒において華氏２８０度（１３８°Ｃ）の範囲の温度
に到達する上記ｌに記載の方法。
１４、斜めに切断された縁には、部分的重なり関係に置
かれる前に接着剤が使用されない上記ｌに記載の方法。
１５、超音波熔接ホーンの接触面の長さが、タイヤ・ト
レッド帯状物の幅よりも小さく、該接触面による接触の
ない継ぎ合わせ接合部の２つの間隔をあけた縁部分を提
供する上記１に記載の方法。
１６、共通境界面に沿って隣接関係にあるゴム組成物の
帯状物の２つの並置された斜めに切断された縁を接合す
る方法であって、 ａ）所定の時間、共通境界面において帯状物の露出表面
に対して超音波熔接ホーンを押し付ける段階と、 ここで、該帯状物は、Ｉ／８インチ（３，２ｍｎ＋）よ
りも厚い厚さを有し、そして該工具は、２０ｐｓ　ｉ乃
至８０　ｐ　ｓ　ｉ　　（１，４〜５．６ｋｇ／ｃｍ”
）の範囲内のシリンダー圧力で帯状物に対して押し付け
られる； ｂ）該露出表面に対して該工具により超音波エネルギー
を適用し、境界表面の少なくとも一部分に沿って該露出
表面から内側の帯状物の縁においてゴム組成物を加熱し
軟化させる段階と、ここで、該エネルギーは２秒乃至１
２秒の間適用される； を含む方法。
１７、超音波エネルギーの適用の後、２０ｐｓｉ乃至８
０　ｐ　ｓ　ｉ（１，４−５，６ｋｇ／ａｍ”）のシリ
ンダー圧力範囲内でかつ最大２秒間、帯状物に対して圧
力を維持する段階を含む上記１６に記載の方法。
１８、超音波エネルギーの適用中と適用後、帯状物に適
用された圧力が等しく、かつ一般に一定に維持される上
記１７に記載の方法。
１９、帯状物は、内部補強コードを有さない上記１６に
記載の方法。
２０、帯状物の縁が、２０度乃至８５度の突き合わせ角
度において斜めに切断される上記１６に記載の方法。
２１、帯状物に対して押し付けられる該工具のプロフィ
ルが、全体として、接触した該帯状物の露出表面のプロ
フィルに従う上記１６に記載の方法。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明の改良方法によるタイヤ・トレッド帯
状物継ぎ合わせ部の超音波熔接に対して使用される超音
波溶接装置の一形式の断片的な概略側面図。 第２図は、タイヤ・トレッド帯状物と係合された第１図
の装置の溶接工具又はホーンを示す非常に拡大された横
断面図。 第３図は、熔接ホーンの出力又は接触表面を示す、第２
図の矢印３−３の方向において見た拡大された断片的な
断面図。 第４図は、第３図のライン４−４において取られた拡大
された断片的な断面図。 第５図は、改良方法によりトレッド帯状物の継ぎ合わせ
部を超音波熔接する熔接ホーンを示す拡大された縦断面
図。 第６図は、超音波熔接が行われた後のタイヤ・トレッド
帯状物の一部分の断片的な頂面図。 １・・・・溶接装置、 ２・・・・基部、 ３・・・・上方表面、 ４・・・・帯状物、 ８・・・・可動音波コンバーター ９・・・・熔接ホーン、 ＩＯ・・・・熔接ホーンの本体、 １１・・・・熔接ホーンの表面、 １５・・・・ぎざぎざ付き接触表面、 １９．２０・・・・斜めに切断された縁、２１．２２・
・・・外側表面、 ２４・・・・継ぎ合わせ接合部。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、内部補強コードのない形態の未加硫ゴム組成物のタ
    イヤ・トレッド帯状物の斜めに切断された合わせ縁を継
    ぎ合わせる方法であって、 ａ）未加硫ゴム組成物の該タイヤ・トレッド帯状物の斜
    めに切断された縁を部分的重なり接触関係とし、帯状物
    の外側対向表面の間に角度をなして伸長する継ぎ合わせ
    接合部を形成する段階と； ｂ）第１の所定圧力にて継ぎ合わせ接合部の帯状物の一
    方の表面に対して超音波熔接ホーンの接触面を押し付け
    る段階と； ｃ）第１の所定圧力にて、第１の所定時間の間、該一方
    の表面に対して超音波エネルギーを適用し、該一方の表
    面に隣接した斜めに切断された縁の部分においてゴム組
    成物を十分に加熱し軟化させ、ゴム組成物を継ぎ合わせ
    接合部の一部分にわたって一緒に接合させる段階と； を含む方法。 ２、共通境界面に沿って隣接関係にあるゴム組成物の帯
    状物の２つの並置された斜めに切断された縁を接合する
    方法であって、 ａ）所定の時間、共通境界面において帯状物の露出表面
    に対して超音波熔接ホーンを押し付ける段階と、 ここで、該帯状物は、１／８インチ（３．２ｍｍ）より
    も厚い厚さを有し、そして該工具は、２０ｐｓｉ乃至８
    ０ｐｓｉ（１．４〜５．６ｋｇ／ｃｍ＾２）の範囲内の
    シリンダー圧力で帯状物に対して押し付けられる； ｂ）該露出表面に対して該工具により超音波エネルギー
    を適用し、境界表面の少なくとも一部分に沿って該露出
    表面から内側の帯状物の縁においてゴム組成物を加熱し
    軟化させる段階と、 ここで、該エネルギーは２秒乃至１２秒の間適用される
    ； を含む方法。
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